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工业软件分类

2023-04-19 10:14:00

就工业软件本身而言，由于工业门类复杂，脱胎于工业的工业软件种类繁多，分类维度和方式一直呈现多样化趋势，目前国内外均没有公认、适用的统一分类方式。进入新世纪，工业软件无论在功能还是在门类上，都发展迅速。原本的特定领域工具型软件已从狭义概念向工具链上下游和端到端的全生命周期软件方向演进，进而发展到 “数字工业软件平台”。如此丰富种类的工业软件，已经形成了一种客观存在。以某种维度和视角来对其进行分类是必须要做的工作。

1 、国家标准提出的工业软件分类方法

国标 GB/T-36475-2018 中，将工业软件（F 类）分为工业总线、计算机辅助设计、计算机辅助制造等 9 类（表 1 ）。表1 国标 GB/T-36475-2018 中工业软件分类示例（F 类）

分类号	名称	说明
F	工业软件	在工业领域辅助进行工业设计、生产、通讯、控制的软件
F.1	工业总线	偏嵌入式/硬件，用于将多个处理器和控制器集成在一起，实现相互之间的通信，包括串行总线和并行总线
F.2	计算机辅助设计（CAD ）	采用系统化工程方法，利用计算机辅助设计人员完成设计任务的软件
F.3	计算机辅助制造（CAM ）	利用计算机对产品制造作业进行规划、管理和控制的软件
F.4	计算机集成制造系统	综合运用计算机信息处理技术和生产技术，对制造型企业经营的全过程（包括市场分析、产品设计、计划管理、加工制造、销售服务等）的活动、信息、资源、组织和管理进行总体优化组合的软件
F.5	工业仿真	模拟将实体工业中的各个模块转化成数据整合到一个虚拟的体系中软件，模拟实现工业作业中的每一项工作和流程，并与之实现各种交互
F.6	可编程逻辑控制器（PLC ）	采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程
F.7	产品生命周期管理（PLM ）	支持产品信息产品全生命周期内的创建、管理、分发和使用
F.8	产品数据管理（PDM ）	用来管理所有与产品相关信息（包括事件信息、配置、文档、CAD文件、结构、权限信息等）和所有与产品相关过程（包括过程定义和管理）的软件
F.9	其他工业软件	不属于上述类别的工业软件

简要分析：该分类的优点是较大程度地集合了工业领域中的常用工业软件。缺点是没有明确列出嵌入式工业软件（可能归类于 F.9 ），缺失了能源业和探/采矿业工业软件。

2 、工信部运行局给出的工业软件分类

在2019年11月，经国家统计局批准工信部发布的《软件和信息技术服务业统计调查制度》中，将工业软件划分为产品研发设计类软件、生产控制类软件、业务管理类软件。表 2 软件和信息技术服务业统计报表中工业软件分类示例

E101050000	1.5 工业软件	备注
E101050100	1.5. 1 产品研发设计类软件	用于提升企业在产品研发工作领域的能力和效率。包括 3D 虚拟仿真系统、计算机辅助设计（CAD ）、计算机辅助工程（CAE ）、计算机辅助制造（CAM ）、计算机辅助工艺规划（CAPP ）、产品生命周期管理（PLM ）、过程工艺模拟软件等。
E101050200	1.5.2 生产控制类软件	用于提高制造过程的管控水平，改善生产设备的效率和利用率。包括工业控制系统、制造执行系统（ MES ）、制造运行管理（ MOM ）、产品数据管理（PDM ）、操作员培训仿真系统（OTS ）、调度优化系统（ORION ）、先进控制系统（APC ）等。
E101050300	1.5.3 业务管理类软件	用于提升企业的管理治理水平和运营效率。包括企业资源计划（ ERP ）、供应链管理（SCM ）、客户关系管理（CRM ）、人力资源管理（HEM ）、企业资产管理（EAM ）等。

简要分析：该分类的优点是三类工业软件分类比较简明，缺点是以制造业为主，忽略了能源业和探/采矿业工业软件。

3 、基于产品生命周期的聚类分类方法

通常情况下，工业软件可以按照产品生命周期的阶段或环节，大致划分为研发设计类软件、生产制造类软件、运维/服务类软件和经营管理类软件，这是一种在业界较为常用的聚类划分方法。这种聚类划分方法并不严谨，也并未完整地覆盖工业所有的生命周期（如工厂生命周期、订单生命周期等），即使是产品生命周期，也缺乏前期客户需求和后期产品报废等阶段。表 3 工业软件安装聚类划分

类型	包含软件
研发设计类	计算机辅助设计（CAD ）、辅助分析（CAE ）、辅助工艺规划（ CAPP ）、产品数据管理（ PDM ）、产品生命周期管理（ PLM ）、电子设计自动化（EDA ）等。
生产制造类	可编程逻辑控制器（PLC ）、分布式数控（DNC ）、集散控制系统（DCS ）、数据采集与监控控制系统（SCADA ）、生
	产计划排产（APS ）、环境管理体系（EMS ）、制造执行系统（MES ）等。
运维服务类	资产性能管理（APM ）、维护维修运行管理（MRO ）、故障预测与健康管理（PHM ）等。
经营管理类	企业资源计划（ ERP ）、财务管理（ PM ）、供应链管理（ SCM ）、客户管理管理（CRM ）、人力资源管理（HRM ）、企业资产管理（EAM ）、知识管理（KM ）等。

简要分析：该分类的优点是三类工业软件分类比较简明，缺点是以制造业为主，忽略了能源业和探/采矿业工业软件。

4 、基于企业经营活动特征的分类方法

通常企业的经营具有三个维度：业务执行维、业务管理维和业务资源维。其中：业务执行包括需求、研发、生产、营销、供应和运维等全生命周期各阶段， “业务执行”是企业生存的主线，本质是“满足客户需求”；业务管理包括数据、需求、质量、项目、市场等贯穿业务阶段的全生命周期的管理领域， “业务管理”的目的是保障业务执行按照既定的时间、路线和质量达成既定的目标——产出满足客户需求的产品；业务资源包括知识、设备、采购、人力、成本、财务等支撑业务执行的，贯穿全生命周期的资源。业务资源维以事务处理为导向，一是保障业务执行具有可行性和高效率，二是通过对于企业资源的有效管理，降低间接成本，实现 “节流” 、“省钱”的目的。

图 3 制造业大型工业软件全局图

上述三个维度的各个阶段、各个领域以及各种资源都具有相应的工业软件支撑（详见表 4 ）：表 4 工业软件按照企业经营活动的特征进行分类

大类/子类	内容	备注
业务执行类	业务操作工具	需求工具软件	需求分析（RA ）工具
研发工具软件	包括 CAD、CAE、EDA 、系统建模（SysM ）、系统分析（SysA ）等
制造工具软件	包括 CAM 、PLC 、APS 等系统
营销工具软件	卖场运行（SO ）系统
供应工具软件	仓储管理系统（WMS ）
运维工具软件	设备维护系统（EMS ）
业务过程系统	需求过程系统	需求工程（RE ）系统
研发过程系统	包括研发管理系统 RDPS 、MBSE 系统等
制造过程系统	包括 MES 、ALS 等系统
营销过程系统	客户关系管理（CRM ）系统
供应过程系统	供应链管理（SCM ）系统
运维过程系统	维护维修运维（MRO ）系统
业务管理类	运维过程系统	维护维修运维（MRO ）系统
数据管理系统	数据管理（PDM ）系统	PLM 是各分系统集成而成的平台形态
需求管理系统	需求管理（RM ）系统
质量管理系统	质量管理（QM）系统
项目管理系统	项目管理（PM ）系统
市场管理系统	市场管理（MM ）系统
业务资源类	知识管理系统	知识管理（KM ）系统	ERP 是各分系统集成而成的平台形
设备管理系统	资产管理（EAM ）系统
采购管理系统	采购管理系统（PMS ）
人力资源系统	人力资源（HRM/HCM ）系统
成本管理系统	成本管理系统（CMS ）
财务管理系统	财务管理系统（FMS ）

简要分析：该分类的优点是以业务作为牵引进行工业软件分类，视角较为新颖，比较适用于咨询业务；缺点与前两种分类一样，聚焦于制造业，未涉及工业中的能源业和探/ 采矿业工业软件。

5 、按照工业软件基本功能的分类方法

在《铸魂：软件定义制造》书中，作者按照基本功能，将工业软件分为工研、工制、工采、工管等软件。表 5 工业软件基本功能分类及内涵解读表

软件类别	软件功能或作用
工研软件	以广义仿真为主导的 CAE，包含 CAD 、CAT 等软件
工制软件	面向生产制造的加工、工艺、工装等软件，如 CAM/CAPP/MES/3D 打印等
工管软件	以企业管理为主导的工业管理软件，如 PLM/ERP/WMS/QMS 等
工维软件	维护、修理、大修、故障与健康管理等软件，如 MRO/PHM 等
工量软件	工业计量、测量或探测等软件
工试软件	工业试验、实验或测试用软件
工标软件	工业标准与规范软件
工控软件	工业过程控制软件、组态软件、设备嵌入式软件等
工链软件	企业供应链、工业物流、生产物流软件，如 SCM 等
工互软件	工业云、工业物联网、工业互联网、工业互联网平台软件
工应软件	工业自用、工业 APP 软件
工采软件	工业矿山、油田开采（勘探、采矿、采伐、筛矿）类软件
工材软件	工业材料类软件等
工能软件	工业能源、能量、能耗管理软件等
工安软件	工业信息安全软件（杀毒，拒黑客，阻后门，密钥等）
工数软件	工业数据分析软件、工业大数据软件等
工智软件	工业智能软件、工业用 AI 软件等
工 … 软件	其它类型工业软件（待补充）

简要分析：该分类优点是以 “工 X 软件”的方式命名，四字一词，简明易懂，分类清晰，中国独创，尽可能地覆盖了工业领域所有细分领域；缺点是分类较细，自成体系，尚待得到业界认可。该书作者也认为，最简明的分类方式是分成交互式工业软件、嵌入式工业软件两大类。

6 、其它工业软件分类方法及注意问题

业内专家也往往将工业软件按照行业属性划分为：对原材料勘探、测量、分析、加工的软件；对电力、燃气、生物等能源的管理、检测、维修的软件；对物料、工具、技术、人力、信息和资金等制造资源进行加工、管理的软件等。其它实际用到的“二分法”分类还有，按照算法划分工业软件，可以分为常规算法软件和人工智能算法软件；按照工业信息化与自动化来划分，可分为工业 IT 软件和工业 OT 软件等。还有一些分类维度相对模糊，令人难以把握。例如 “高端工业软件” 、 “大型工业软件” 、 “核心工业软件”等说法，这类描述不易清晰界定，在实践中难以准确衡量。来源：圜小晖

审核编辑：李倩

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