高端装备软件行业竞争格局及发展前景、相关风险、主要壁垒构成

1、 行业竞争格局

国外工业软件产品因高端装备产业发展阶段、技术长期积累、产品成熟度等多方面因素，在国际上占据主导地位，如美国的 MSC、法国达索系统、德国西门子工业软件子集团（LMS）、美国 ANSYS 等公司。近几年来，随着我国高端装备产品设计工作规模越来越大，对软件及系统的自主可控要求越来越高，我国高端装备工业软件的国产化需求逐步凸显。数量众多的制造企业尤其是高端装备制造企业在开展数字化转型的过程中，对工业软件的内生需求将得到快速提升，为国产工业软件的发展提供了发展机遇。

2、高端装备制造业相关领域工业软件发展情况

（1）高端装备制造业概述

高端装备制造业是制造业的价值核心和产业核心，是带动整个行业转型升级的重要发动机，也是供给侧改革的核心领域。《我国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标的建议》将“新一代信息技术…..高端装备……航空航天、海洋装备”等产业列为重点发展的战略性新兴产业。根据国家统计局《战略性新兴产业分类（2018）》，智能制造装备产业、航空装备产业、卫星及应用产业（航天器、运载火箭、卫星等）、轨道交通装备产业、海洋工程装备产业等细分行业为国家重点发展的高端装备制造产业。

针对 2020 年到 2035 年，我国经济实力、科技实力大幅跃升，跻身创新型国家前列的战略目标，高端装备制造产业仍然是我国战略新兴产业的重点方向。

资料来源：普华有策

高端装备占据产业链的核心环节，决定了整条产业链的竞争力；高端装备制造业融入了高端技术、先进制造工艺，处在价值链高端，具有较高的附加值。尤其是随着智能制造、工业互联网领域技术发展，高端装备制造业与工业软件、大数据、互联网为代表的信息技术进行深度融合，信息化、数字化程度得到大幅度提升。传统的制造企业往往通过增加资源投入来实现增长的外延式发展。在新一轮科技革命和产业变革中，高端装备制造业获得持续竞争优势必须依靠数字化、信息化实现协同的设计、供应链、生产与产品服务。美国的先进制造战略、德国的工业 4.0、日本的机器人新战略等，都致力于促进先进制造技术与信息技术融合，聚焦发展高端装备。全球高端装备制造业正在加速向数字化、信息化转型，构建全新的生产制造和工业服务体系，打造新的产业竞争优势。

（2）高端装备制造业相关领域工业软件的作用

高端装备产品的复杂性决定了其研发、生产、运维过程需要完备信息化体系，数字化、信息化技术手段是解决制造业复杂技术问题的主要手段。工业软件是高端装备制造业数字化、信息化的重要基础和核心支撑。

航空和航天产业作为高端装备制造业的代表产业，是带动高端装备研发投入和技术创新的主要驱动力。航空、航天产业的产品往往为大规模系统，涉及到的组部件、零部件数量种类较多且复杂程度高，其部件往往长期工作在高温高压、高负载以及高转速的极端特殊环境中，对其研制、加工及制造都有极高要求，因此在其研制过程中需要开展大量的设计仿真、试验测试等工作，在其使用过程中需要进行大量的运维保障工作，需要使用数千种工业软件及系统。以美国先进飞机的研制为例，波音 787 飞机和洛马公司 F-35 战斗机的研制均采用了基于模型的系统工程 MBSE，实现了从设计到飞行试验的全面数字化（涵盖设计、制造、试验后勤保障、训练全过程），并且通过构建网络协同平台和知识管理平台，在供应链组织上形成了全球虚拟企业，引入了持续性知识管理方法，使飞机研制的信息化能力达到了新的高度。飞机研制过程中采用大量的数字化、信息化技术手段。

与欧美发达国家相比，我国高端装备制造领域在自主创新能力、资源利用效率、产业结构水平、信息化程度、质量效益等方面还存在一定差距。随着装备制造业投入的不断增加，作为核心的高端装备制造业的研发投入也将继续保持较高的水平。在我国的高端装备制造业的科研投入中，信息化、数字化建设将是重要的投入方向。从装备产品的设计手段、试验手段到维护保障手段，信息化、数字化的软件和硬件系统都扮演着核心的角色，给为高端装备服务的工业软件产业带来丰富的机会。

（3）我国高端装备制造业相关领域步入快速发展阶段，其信息化、数字化水平的提升将对国产工业软件及系统提出更多要求

高端装备制造业产值高、供应链广，是我国工业领域实现创新驱动发展的重要领域。《我国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标的建议》提出壮大高端装备产业，以工业软件为支撑提升信息化、数字化的水平是壮大高端装备产业目标的重要途径。在这一过程中，一方面高端装备制造业得以快速发展，另一方面也促进了工业软件及系统产业的发展。

高端装备制造业数字化、信息化转型的基础是高端装备全生命周期的数字化，即设计数字化，管理数字化，生产数字化，运维保障数字化。工业软件是实现全生命周期数字化的重要手段。高端装备制造企业向数字化、信息化转型过程中。数据采集分析能力、生产过程数字化能力、运营方式平台化能力是影响高端装备制造企业转型升级的数字化层面主要因素。

结合数字化转型，运维保障增值服务模式将成为高端装备制造业的未来经济增长点。通过先进的物联网技术采集智能装备产品的海量运行数据，应用工业大数据技术，提升产品性能，并对产品全生命周期的健康状态进行管控。通过制造、服务一体化，实现由生产型企业向服务型企业的价值链延伸转变。

3、行业基本风险特征

（1）国家相关产业政策和预算投入变动风险

高端装备的研制周期长，技术门槛高，经费投入巨大，其研制和使用单位主要为央企或国有大型企业集团，研制和运维保障投入经费来源受国家产业政策和预算投入的直接影响。在国防领域，随着近年来我国国内生产总值的持续增长以及我国周边安全形势复杂性提升，国家投入的国防经费不断增加，国防工业集团和军队对国防高端装备的研发和保障投入也随之增加；在民用领域，国家对于航空发动机、重型燃气轮机等高端装备的重视程度提升，通过“两机”专项等政策的出台，增加对其研制保障等方面的专项投入。同时，该行业主要下游客户包括中国航空工业集团、中国航发集团、中国航天科技集团、中国航天科工集团、中国兵器工业集团以及中国商飞、中国商发、中国重燃等大型企业集团及其下属大型科研院所，如果未来受国际形势变化、国家对高端装备不同产业的政策变化或者国家行业管理体制变化等因素影响，使得国家对相关领域投入放缓或预算经费不能按时拨付到位，或者民用高端装备企业集团的经费投入调整，则可能会影响企业的市场开拓和发展速度，给企业经营状况和盈利能力带来风险。

（2）技术升级和产品迭代风险

近年来，国家积极推动制造业高质量发展、建设制造强国的战略及规划，高端装备制造业的国产化需求明显加大，产业升级步伐明显加快，同时也对相关领域和环节的国产工业软件及系统的要求不断提高，尤其是随着国家推动高端装备的数字化、信息化建设，相关领域的技术升级和产品更新换代速度也在加快。高端装备生命周期一般包括研制周期和使用周期，其研制具有技术密集、开发难度大、协作面广、多批次、周期长等特点；其使用具有环境复杂、损耗严重、性能要求高、监测难度大、维护维修费用高等特点，均为复杂的系统工程。因此，在其研制过程中需要开展大量的设计、仿真、试验和测试等工作，在其使用过程中需要进行大量的运维保障工作。高端装备的研制和使用过程中，往往需要使用近千种工业软件和系统。为了保持企业的技术和产品优势，企业必须不断进行研发投入，通过持续性的技术创新及产品开发，以适应不断发展的市场需求和国家项目要求。如果企业未来不能准确判断市场对技术和产品的新需求，或者未能及时开发和掌握新的关键技术，通过及时的技术升级和产品迭代满足客户需要，将可能导致企业产品竞争力下降。

4、 行业壁垒

（1）行业壁垒

高端装备的研发、试验和保障工具是工业软件大领域内的重要组成部分，具有鲜明的行业特征和很高的进入门槛。在近两年的中美贸易战中，已经反映出中国相比美国在工业软件领域有巨大的差距，在高端装备的试验测试、设计仿真和运维保障等方面，国内企业整体的竞争力很弱，这也间接说明了装备工业软件领域的进入门槛非常高。

进入装备研发、试验和保障领域需要长期的积累。高端装备软件行业具有跨学科知识集成、跨组织专业协作、多样化用户定制、新技术密集应用、多功能产品整合、高要求研发流程等特性，特别是大型复杂装备研发所需的信息化技术和专业知识，没有现成的经验可供借鉴，对用户的业务模式、产品功能需求的认识等都需要在长期的实践中不断积累。总之，新供应商进入该行业将面临业务模式不清晰、产品功能需求不明确、技术积累不足够等困难。

（2）技术壁垒

高端装备产品的研发流程体系复杂，且随着国际上高端装备技术水平快速提升，国内装备研制单位对工业软件要求也不断增加，软件的供应商需要不断积累技术能力和软件产品，才能满足不同单位的技术需求。供应商的这些技术能力和软件产品的基础就是一系列的专业知识和应用知识，专业知识包括总体设计、结构强度、气动流场、振动噪声、传感测试、设备监测、数值分析、优化处理、可靠性/保障性等，应用知识是将专业知识应用于不同行业高端装备的研发和维保过程中的规范和经验，包括装备构造、研发流程、阶段方法、环境条件、质量规范等。

（3）人才壁垒

高端装备工业软件系统的开发不同于通用软件开发，不仅需要精通软件技术和网络技术的专业人才，还需要精通设计仿真分析技术、装备试验技术、仪器接口技术、专业数据处理技术、运维保障技术以及复杂装备产品研发业务流程、技术标准的专业人才。拥有足够数量的跨专业知识和技能的高素质复合型人才，才能保证企业在该领域具备并保持较强的竞争力。人才队伍的培养和经验积累是一个长期且付出较大成本的过程，对新企业进入该行业形成一定障碍。

（4）市场壁垒

高端装备企业的工业软件系统建设是一个循序渐进、逐渐完善的过程。一方面，新开发的软件系统对于原系统要有兼容性和技术延续性，另一方面出于安全性和信息保密的考虑，客户倾向于选择具有长期合作关系、产品质量稳定、服务网络成熟的供应商。此外，具有先发优势软件系统在行业的龙头企业一旦成功应用，对行业的竞争对手及下游企业有巨大的示范作用，为了保证数据的兼容性和可借鉴性，行业的其它企业一般会选择相同的软件产品。因而行业的新进入者市场拓展难度较高。

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