央财智库 | 工业软件行业专题报告：CAD、PLM迎来“黄金十年”

1.CAD/PLM领域，

颠覆者寡，剩者为王

1.1在工业软件5大类别中，

CAD/PLM处于价值链前端，

是产品数据的源头

综合行业通用分类方法，我们把工业软件分为5大类：研发设计类，经营管理类，生产制造类，运维服务类，创新应用类。

近些年来，我国的工业软件应用呈现如下特点：我国工业企业产品研发从跟随转向引领，设计方法从逆向工程转向正向设计，研发设计类软件的重要性越来越高。随着设备保有量的增加，企业希望运维服务市场成为新的营收和利润增长点，逐步加大对运维服务类软件的投资。各类创新应用层出不穷，旨在实现跨业务领域的业务贯通，实现IT和OT的融合，数字世界和物理世界的融合。

1.2 CAD/PLM

主要买家画像

从客户规模来看，大型工业企业的投资占比超过50%；中小型企业数量众多，但需求并未充分释放。

按企业性质，我们将客户分为三大类：国防军工、央企国企、商业化公司。国防军工：我国的各大军工集团。央企国企：如中国第一汽车集团有限公司、中国中车集团公司等。商业客户：如华为技术有限公司、三一重工股份有限公司、深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司等。

1.3 CAD/PLM

国内市场空间

根据e-works数据：在新冠疫情的冲击下，2020年中国研发设计类软件市场仍然取得了9.4%的正增长。2020年中国市场达到29亿美元，较2019年增长9.4%。2020年全球市场增长3.5%，达到533亿美元，中国市场占全球份额由2019年 的5.1%增长至2020年的5.4%。仿真分析与数字化制造市场保持两位数增长。我国CAD市场规模将近6亿美元，CAD+CAE+CAM总市场份额将近12亿美元。

1.4 未来5年，

中国研发设计类软件市场

有望保持10%以上的增长

增长的主要动力：随着工业企业竞争策略的转变（从成本优势向科技优势转变），研发投入增加带来的软件更新、扩展需求。在数字化转型大背景下，工业软件在中小型企业的普及率将得到提升，需求有望释放。软件合规的持续推动。新兴企业（如新能源汽车产业链、半导体产业链）的快速成长带来的需求增量。

1.5 全球CAD市场

主要参与者

中国CAD市场格局与全球类似，主要份额由外资厂商占据。达索：Catia在高端三维CAD市场（航空、汽车车身）一枝独秀，SolidWorks在中低端市场占据较大市场份额。西门子：NX面向高端三维CAD市场（国防军工、汽车、轨道交通等），SolidEdge覆盖中低端市场。PTC：Creo覆盖面广（国防军工、工程机械、ICT、医疗器械等），具有海量的Install Base。AutoDesk：二维CAD的王者，占据二维CAD80%左右的存量市场份额。

1.6 全球PLM市场

主要参与者

全球PLM市场，市场集中度高，TOP5市场占比将近80%，头部企业分为两类。CAD厂商：西门子、达索、PTC。ERP厂商：SAP、Oracle。

1.7 国内CAD应用状况：

我国的CAD普及率较高，

应用逐步深入

1991年，当时的国务委员宋健提出“甩掉绘图板”的号召，我国政府开始重视CAD技术的应用推广，并促成了一场在工业各领域的 技术革新。

1995-2000年，随着PC的普及，以AutoCAD为主的二维CAD得到广泛应用，国内涌现了大量基于AutoCAD的二次开发商。

2000-2010年，国外三维CAD厂商进入中国，大量企业开始试点三维CAD，头部企业三维CAD得到广泛应用，形成三维设计建模、 二维出图的局面。

2010年至今，随着三维标注、三维检测等技术逐渐成熟、数控加工的普及，头部企业基于三维模型开展深化应用，MBD/MBE成为企 业CAD应用新的方向。

1.8 国内PLM应用状况：

PLM已初步应用于产品生命周期全过程

我国PLM应用经历了四个大的阶段：文件管理—>PDM—>PLM—>深化应用、融合创新。

文件管理（2000年以前）：伴随着二维CAD的广泛应用和三维CAD的推广，CAD数据的管理需求应运而生，早期的PDM主要用于 CAD数据及设计文档的管理。

PDM（2000年-2005年）：领先企业开始实施PDM系统，实现产品研发核心数据和核心流程的管理。

PLM（2005年-2015年）：企业越来越重视研发管理体系的建设，并引入专业咨询公司协助改善研发管理体系，数据管理系统从核心 功能向前后扩展，逐步覆盖需求管理、产品平台/产品线管理、工艺管理、售后管理等产品生命周期全过程。

深化应用、融合创新（2015年至今）：随着MBD/MBE的应用以及企业对产品系列化、模块化重视程度的提升，PLM应用走向深入。同时，数字主线、中台等新技术的出现促进了PLM与其它系统的融合，头部企业开始注重跨业务领域的融合与创新。

1.9 CAD/PLM

总替换成本高，

企业选型相对谨慎

CAD/PLM作为研发领域的核心软件，用户粘性强，替换成本高。

用户习惯：研发人员任务饱满，在企业相对强势，不愿意花时间在学习、适应新软件上，用户粘性强；如果进行软件更换，软件实 施以及用户学习、适应过程将会产生较大的时间成本。

历史数据：历史数据是企业核心资产，软件切换必须考虑历史数据的重用，这将产生大量的数据整理、转换成本。

软件购置成本、与其它系统适配成本：CAD、PLM强关联，CAD的更换需要与PLM系统重新对接；PLM与企业内众多系统存在接 口，PLM的更换需要重新与其它系统对接。

1.10 纵观CAD/PLM发展史，

颠覆者寡，剩者为王

从全球头部厂商的发展历史来看，PTC之后再无颠覆者；头部企业集中度高，收并购是主要手段。

市场空间小（与云计算、网络安全、ERP等不在同一量级）；且投入周期长（数十年磨一剑），投资回报慢。传统CAD/PLM市场已发展多年，处于成熟稳定期，中小厂商已告别高增长，收并购有利于形成协同效应，技术上能形成完 整解决方案，运营上能共享销售体系，增加各单品的客户覆盖度。CAD内核属强技术壁垒，全球具有独立内核技术的厂商不足10家。从客户端来看，总替换成本高，粘性很强；产业链上下游协同也有利于增加用户粘性。国内一、二级市场估值倒挂，不利于国内头部企业通过收并购发展壮大。

02 “卡脖子”

倒逼国产替代加速

2.1 CAD/PLM领域

国产化程度低

CAD市场目前外资厂商处于垄断地位。二维CAD领域，国产软件开始抢占AutoCAD市场。三维CAD领域，国产软件还处于起步阶段，市场份额较小。

2.2 科技打压

倒逼国产CAD/PLM崛起

实体名单具体管控措施：不售：不再同实体名单所列企业发生新的业务关系，不可 以继续销售软件及服务。不收：不再接收来自实体名单所列企业的付款，这样会导 致原有合同不能完整执行。不服务：不再向实体名单所列企业提供服务，包括现场服 务和远程电话支持。

2.3 软件合规带来的成本压力

也促进国内企业更多考虑性价比更高的国产软件

近10年以来，随着我国知识产权保护意识的提升和保护力度持续强化，我国软件正版化状况已大为改善。大型企业基本合规，其中出海型企业、上市公司合规意识最强。中型企业存在一定缺口，近年来软件合规意识正在逐步增强。小型企业和个人用户的软件正版化率有较大提升空间。

2.4 应对外部压力的主要措施：企业自研

我国国防军工企业是美国科技打压的主要对象，美国商务部多批次将我国国防军工企业列入实体名单，国防军工企业通过国产 替代实现自主可控的紧迫性高。以航天为代表的我国国防科技工业的发展历程就是一部自力更生、攻坚克难的奋斗史，国防军工单位作为我国自主可控攻坚战 的排头兵，具有丰富的历史经验，目前正在开展工业软件领域的自研工作。

2.5 应对外部压力的主要措施：

和国外厂商深度合作

中国航天科技集团有限公司将与达索系统开展信息技术、数字化软件和咨询服务方面的合作，提升数字化与智能制造水平。航 天科技集团面向未来，与国际级的合作伙伴同行，打造成为世界一流的宇航企业。中法已在多领域展开合作，包括航天领域。达索系统在全球航空航天领域拥有众多成功案例（比如虚拟与实体技术之间的有效协同）。达索系统的团队、产品、技术对中国航天数字化转型具有提升作用。

2.6 应对外部压力的主要措施：

政策扶持现有国产软件的发展

政策引导对企业的影响：随着国产软件的逐渐成熟，预计十四五期间国产替代将会加速。经费来源中“国拨”比例较高的企业，技术相对成熟的管理系统（比如PLM、ERP等）将是本轮国产替代的重点。

2.7 应对外部压力的主要措施：

联盟突围

针对我国工业软件企业分散、多而不强等特点，相关企业联合起来，联盟突围。最近广州市联合11家企业，成立工业软件产业联盟，其目的是“加速推进工业软件和制造业融合发展，加强工业企业对接，强 化交流合作，推广优秀软件产品和解决方案”。华为助力，共建工业软件云。集众智、聚众力，一起共建工业软件生态，然后基于工业软件云“大插座”标准，联合促成“平台+插件”方式，用一种新的 商业模式形成网格生态，联合所有的工业软件开发商和头部企业用户，一起来打造面向产业链、产业集群需求的集成环境。工业企业+软件厂商+云平台，有望成为具有良好落地效果的产业联盟。

03 国产CAD五雄争霸，

中望软件具有先发优势

3.1 CAD的核心技术：

几何内核是CAD软件的“芯”

CAD软件的核心是其内部的几何内核，几何内核对CAD软件的重要性，如同计算机设备中的芯片一样，是工业设计软件最为基础和 核心的部分。几何内核决定着CAD软件的能力边界和行业扩展性，同时很大程度上决定了该软件的性能和稳定性。

3.2 CAD工程应用的关键：

功能完整性

CAD软件的每一个领域又可以细分为上、中、下游的多种能力，国内厂商 尚需时日来完善细分领域的功能。以线束设计为例，可以细分为原理图、三维布置图、线束图、电器设备图 等。国产软件还需时日完善上下游的功能覆盖，现阶段可以与第三方软件（如 EPLAN）结合形成解决方案。

3.3 CAD应用推广的关键：

国际巨头的发展都离不开工业巨头的支持

Catia的产生、发展离不开法国达索航空的支持。法国达索航空的CAD/CAM部门开发了CATIA软件，随后独立形成达索系统公司。达索航空是CATIA的开发者、坚定用户和支持者。达索同时还引进洛克希德马丁公司的CADAM软件进行学习，并于1989年整合CADAM公司，形成了独霸航空设计领域的Catia软件。

3.4 CAD应用推广的关键：

国产CAD软件正在逐步构建生态

从工业企业的角度，重点考虑与供应链上下游企业的协作问题。比如主机厂和供应商的协作、主机厂和下游制造单位的协作。目前在手机产业链，以Creo为主；在航空产业链，以Catia为主。

3.5 CAD发展趋势：

云CAD

对于中小企业，云CAD将大大降低CAD使用门槛和总拥有成本. 对设计师来说，传统CAD应用中的软件使用环境的配置、数据版本一致性、数据管理与团队协作问题等问题将迎刃而解，设计师能更 专注于设计活动本身。对企业来说，不用在本地配置昂贵的图形工作站，不用专业团队运维管理CAD工具及数据管理系统，这将大大降低运维成本。

3.6 CAD技术发展趋势：

与新技术的融合

CAD与新技术发展方向结合，如下方面将是CAD技术重点发展方向。3D打印：从3D建模、3D打印仿真分析到与主流3D打印机对接的全过程。拓扑优化：根据一组设计要求（如负载、约束、材料、制造工艺等）自主创建最佳设计的方法.

04 国产PLM参与者众多，

群雄逐鹿

4.1 PLM的核心技术：

系统架构和底层数据模型、与工具/系统的集成

PLM作为工业企业研发领域的大型系统，管理的数据多样、用户众多，系统架构和底层数据模型的健壮性与稳定性将决定是否满足大 规模工程应用的要求；同时，系统架构和底层数据模型也决定了系统的集成性、扩展性、二次开发的便利性。

4.2 PLM系统的通用化、产品化能力

是商业化PLM厂商的核心竞争力

全球范围内，除了主流的商用PLM软件外，以日企为代表的部分工业企业也自研PLM或类似系统，但应用范围一般以局限于企业内 部、与其紧密协作的上下游企业。

4.3 PLM应用推广的关键：

生态（服务合作伙伴）

商业化PLM市场，企业的PLM系统建设一般需要6-12个月的实施过程，该过程将实现商业PLM系统能力与企业业务流程的结合，将 对商业PLM系统进行开发配置，以符合企业个性化要求。

4.4 PLM发展趋势：

云PLM

在CAD工具软件本地部署的前提下，云PLM的主要发展方向是向企业供应链、产品全生命周期的拓展。传统PLM属于工业企业核心系统，保密级别高，应用范围一般局限于企业内网；云PLM有助于将PLM的应用范围从实体企业拓展到 虚拟企业范围，上下游企业有望基于云PLM实现协同。

4.5 PLM技术发展趋势：

与新技术的融合

随着微服务架构等技术的发展，系统技术架构将划分为较清晰的前中后三层。后台：传统的PLM功能后台化（数据模型、流程引擎、数据存储、工具集成等），并封装成微服务。中台：中台连接后台，为前台赋能。中台提供业务视角的数据建模；对微服务的管理、编排；提供低代码开发平台，支持前台应用的 快速开发、迭代。前台：开发创新应用，改变传统PLM系统交互界面复杂、用户体验差的顽疾；另外随需应变，快速迭代，支持业务创新.

4.6 PLM竞争格局：

国产PLM具备PDM核心功能，

但全生命周期覆盖完整度不够

国产PLM系统以其高性价比在中小企业市场占据了一定份额，与外资PLM相比，如下方面存在差距：缺少高水平的实施顾问，国产PLM系统的高性价比很大程度上限制了其实施服务队伍的水平，高水平实施顾问的缺乏又会降低国产 PLM厂商的市场竞争力，二者之间形成负反馈。