1 工业软件概述

工业软件是工业技术和知识的程序化封装加粗样式，能够定义工业产品，控制生产设备，优化制造和管理流程，变革生产方式，提升全要素生产率，是现代工业的“灵魂”。
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2 工业软件分类

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3 工业软件产业图谱

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4 需要解决的问题

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5 国外工业软件产业发展分析

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6 发展趋势

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7 工业软件架构介绍

7.1 传统与新型架构碰撞与共存

传统架构

传统架构工业软件基于单机或局域网本地部署，遵从 ISA95 的五层体系，软件采用紧耦合单体化架构，软件功能颗粒度较大同时功能综合且强大。

新型架构

近几年，工业互联网发展迅猛。工业互联网平台上也出现了一些诸如工业 APP 之类的新型工业软件。新型架构工业软件往往是基于 Web 或云端部署，从五层体系渐变为扁平化体系，松耦合多体化微服务架构，软件功能颗粒度较小同时功能简明或单一。

微服务介绍

目前部署在工业互联网平台上的工业 APP 或云架构软件，目前普遍采用了微服务架构。微服务是一种已经在 IT 领域存在多年的系统架构，但是用在工业 APP 或云架构软件中属于新应用。微服务有很多好处，每个微服务功能相对独立，低耦合，易于实现系统功能的组件化和服务化，组件化指独立出来的组件可以单独部署、维护和升级而不会影响到其他组件，服务化指松耦合的以服务为中心的服务化架构。组件化和服务化有利于提高软件系统的易维护性和促进软件向云迁移。例如在云 CAD 软件中，诸如服务注册中心、应用服务器、调度服务器、建模服务器等可以用微服务实现组件化和服务化。

微服务在工业软件应用的问题

可能把经典架构下的简单问题复杂化，提高了系统设计与开发的难度
但是在工业 APP 和云化软件的开发实践中，不少工业软件企业的架构师发现，微服务强调的功能独立、低耦合，也有可能把经典架构下的简单问题复杂化，提高了系统设计与开发的难度：
【一】是并不是所有的传统架构软件功能都能直接转化为微服务。例如在 CAD 的云化过程中，诸如投影、装配等算法可以用微服务，但是最基本的造型操作还不能用微服务；
【二】是工业的业务过程是比较复杂的，例如计划排程、生产执行、质量检验、仓储管理、物流执行、设备维护等这些服务没办法单独部署和运行，许多模块之间存在双向的集成和协同，这与微服务之间尽量解耦、单向依赖是有冲突的。因此，一味地强调全部使用微服务，有可能又会增加系统复杂度，让服务调用关系变得错综复杂。有专家称“微服务架构是一把双刃剑”。因此，在一个云架构软件中，哪些功能用微服务，哪些暂不使用，怎样才能在用和不用之间匹配出来最好的系统效率，是需要斟酌和平衡的问题。

现状：以传统架构的工业软件为主，未来并存

仔细考察当今的工业软件市场，无论是传统架构还是新型架构的工业软件，都在扮演着极其重要的工业基础和工业赋能器的作用，都是现阶段工业产品研发和生产不可或缺的数字化生产要素。即使新型架构的软件在不断涌现，软件上云是一个大趋势，但是从目前工业软件的基本格局来看，现在担纲工业发展的工业软件，还是以传统架构的工业软件为主。未来会逐渐进入到两种架构的工业软件长期并存的时期。至于是否所有的工业软件全部进化到云端，要看具体的应用场景、用户的需求，以及算法、算力、微服务架构等相关技术的演进程度。

7.2 三足鼎立同时彼此交汇融合

工业软件历史悠久，自成体系，在工业发展中处于“软装备”的地位，既是产品研发手段，也是产品中的“软零件”，至关重要，不可或缺。工业软件的可靠运行和良性发展，已经成为国家级的战略问题。
嵌入式软件包括嵌入式操作系统、嵌入式应用软件、嵌入式支撑软件。对嵌入式软件的认识要从嵌入式系统谈起。参考美国 CMP Books 出版的Embedded Systems Dictionary 的中译本的定义：“嵌入式系统是一种计算机硬件和软件的组合，也许还有机械装置或其他部件，用于实现一个特定功能。”嵌入式系统往往是某个大系统或产品的一部分，例如汽车中的防抱死制动系统。每一个嵌入式系统至少有一个嵌入式微处理器（或微控制器），运行在嵌入式微处理器中的软件就称为嵌入式软件，也称为固件（Firmware）。嵌入式软件特点是软件硬件可裁剪，对功能可靠性、成本、体积、功耗等有严格要求。如今嵌入式软件已经无处不在。
工业互联网平台由边缘层、IaaS 层、平台层、应用层组成。工业互联网平台本身，以及运行在其上的工业APP，是新型架构的软件。因为工业互联网已经被国家确定为“新基建”的内容之一，预计未来 5-10 年，工业互联网将会呈现爆发式的增长态势。
工业软件、工业互联网平台（含 APP）和嵌入式软件共同服务于工业体系。鉴于此，如何正确描述、定位和区分上述三种软件异同，明确各自边界，实现合理分类，就显得极为重要了。本白皮书给出了一个“三足鼎立”式的三种软件的交集示意图，如图 2 所示。

8 国内一些工业公司架构介绍

安世亚太
CAE软件PERA SIM基于插件架构
北京世冠金洋科技发展有限公司
装备设计与体系仿真一体化平台，特点是支持组件化架构技术，构建虚拟任务场景
金航数码科技有限责任公司
金航制造执行系统MES V6.0 基于微服务架构。
基于模型驱动、低代码开发、组件化、开放性的设计思想，采用云原生（微服务、容器云、DevOps 等）技术架构。
北京天拓智领科技有限公司
天拓智领生产中控系统采用微服务架构，功能解耦，灵活组合，扩展性高。
用友网络科技股份有限公司
用友的 NC Cloud重构业务流程；采用云原生、中台化、简强架构的技术。
浪潮通用软件有限公司
浪潮PS Cloud由浪潮与欧洲知名开源ERP厂商Odoo合作研发，是Odoo在中国唯一的SaaS营销平台，采用云原生、容器化、分布式、微服务全新架构
北京拓盛智联技术有限公司
web 端彻底前后端分离；服务端使用 SpringCloud 技术栈实现微服务架构；
唐山报春电子商务股份有限公司
报春电商“云上钢铁”钢铁云电商平台使用MVC三层架构设计。
北京索为系统技术股份有限公司
仿真试验数据分析软件，该软件系统基于客户端/服务器模式实现，具备 C\\S+B\\S 两种架构。