华为如何布局工业软件领域？

华为联合产业伙伴共建新一代工业软件体系。

一、供应链安全问题凸显，华为推进自用工具领域两项重大战略工程

大国博弈背景下，供应链安全问题凸显。继2018年4月美国商务部对中兴通讯重启 禁令后，2019年4月，美国商务部将华为列入实体清单，美国产品及服务未经许可 不能提供给华为，为其提供产品开发工具软件的美国公司及产品中带有美国技术的 公司也均停止了升级与服务。此后，工程模拟软件厂商ANSYS、EDA厂商Synopsys、 Cadence和Mentor Graphics等纷纷断供，华为等科技公司在众多领域都只能使用 有限许可期的工具软件且不能进行升级，供应链安全问题凸显。

制裁当头，华为采取自研与共研相结合的策略，寻求破局之道。2019年以来，华 为在自用工具软件领域推进了两项重大战略工程：（1）“英雄强渡大渡河”计划， 与多家国内厂商合作伙伴共同攻关，成功突破了管理软件metaERP系统；（2）“突 破乌江天险”计划，在多方支持下，成功突破了78款关键工具软件，其中包括14nm EDA软件工具链、硬件工具链和软件工具链等关键技术。目前，围绕硬件开发、软 件开发和芯片开发三大研发生产线，华为已实现了多款软硬件开发工具的本地化替 代，标志着其在自主研发能力上迈出了重要一步。

1．“英雄强渡大渡河”，完成自主可控的MetaERP研发并实现替换。华为MetaERP成功落地，实现全栈自主可控。2023年4月，历时三年，华为宣布实 现自主可控的MetaERP研发，并完成对旧ERP系统的替换。MetaERP基于华为欧 拉操作系统、GaussDB等根技术以及云原生架构、元数据多租架构、实时智能技术 等先进技术，由华为及众多生态伙伴共同研发。MetaERP覆盖了华为100%的业务 场景和80%的业务量，经历了月结、季结和年结的考验，实现了零故障、零延时、零调账。2023年5月，华为宣布15小时完成全球88家子公司MetaERP大规模切换， 覆盖90%的全球税法和会计准则，完全覆盖全球销售、供应、采购、交付、财经等 场景，验证了MetaERP对全球大规模业务的支持能力。根据2023年4月“英雄强渡 大渡河”MetaERP表彰会，目前华为ERP的技术合作伙伴包括用友、金蝶、奇安 信、中软国际、软通动力、赛意信息、汉得信息等多家上市企业。

2．“突破乌江天险”，实现工具软件攻关研发。根据华为副董事长、轮值董事长徐直军先生2023年2月在硬、软件工具誓师大会上 的讲话，三年来，华为围绕硬件开发、软件开发和芯片开发三条研发生产线，努力 打造工具，完成了78款软件和硬件开发工具的替代，保障了研发作业的连续。其中： ①软件开发工具开发：自2018年开始布局，打造软件从编码、编译、测试、安全、 构建、发布到部署等全套工具链，采用自研加共研的策略，解决工具连续性问题， 在支持公司十多万软件工程师的软件开发的同时基于华为云对外提供服务，实现内 外一致； ②硬件开发工具开发：在合作伙伴的支持和帮助下，突破根技术，引进新架构，发 布了云原生的原理图工具，打造了高速高密PCB版图工具，打磨了结构设计二维/ 三维CAD工具，布局了硬件多学科仿真工具； ③芯片设计EDA工具：联合国内EDA企业，共同打造了14nm以上工艺所需EDA工 具，基本实现了14nm以上EDA工具国产化，将完成对其全面验证。

二、华为联合产业伙伴共建新一代工业软件体系

华为的工业软件方案不仅局限于自用工具领域，最终希望联合产业伙伴共建新一 代工业软件体系。华为云用了6年时间打造工业数字模型驱动引擎解决方案，作为 新一代工业软件体系的数据底座，基于这个数据底座，又联合数十家工具软件厂商 共同向上构建了硬件开发生产线CraftArts，提供板级EDA工具链云服务CraftArts pEDA、工业仿真工具链云服务CraftArts SIM等工具链服务，最终希望能构建新一 代工业软件体系，提升国产工业软件的竞争力。 目前，华为正联合广大伙伴企业，重新定义工业软件的架构、标准、技术、方法。 以云为核心，通过云原生、大数据、AI等技术的赋能创新，持续构建根技术，共建 新一代工业软件体系。

1．新一代工业软件体系：“平台+应用”打造新一代工业软件体。为通过“平台+应用”打造新一代工业软件体系。整体而言，新一代工业软件架 构体系采用了分层解耦架构，基于云、大数据、AI三大使能技术，采用面向对象、 平台化、超融合等新方法，赋能传统工业软件，帮助企业进行数字化转型。其中工 业aPaaS平台通过提供“数据/经验/工具/智能”根技术，沉淀共性服务，创造可集 成、可插拔的协同环境，场景化SaaS云服务聚合了生态优势，提供不同场景的工 业软件Saas服务，云工厂/行业云则可以构建新商业模式。 平台端：沉淀数据、资源和通用工具组件等共性服务，为工业软件创造可集成、可 插拔的协同环境，以支持工业软件整体生态系统高效协同。具体而言，工业aPaaS 平台包括数据模型驱动引擎、工业数据管理及协同平台、工业基础资源库、工业软 件内核引擎、工业智能组件等。其中数据模型驱动引擎iDME提供了工业数据管理 底座，支撑工业应用生态；而工业数据管理及协同平台、工业基础资源库、工业软 件内核引擎、工业智能组件则构筑起内核根技术，从“操作系统”层面形成国产工 业软件体系的差异化竞争力。

应用端：聚合生态优势，提供不同领域场景的Saas服务。场景化SaaS云服务面向 不同领域场景，汇集了产业链厂商的开发能力，可以发挥生态协同优势，具体服务 包含系统设计仿真云服务、板级EDA云服务、结构设计云服务、工业仿真云服务、 设计制造融合云服务等。最上层的云工厂/行业云则可以构建新型商业模式，充分 利用各种新一代工艺软件来提供行业应用解决方案。

在这样的新一代工业软件体系下，生态合作伙伴可以实现合理的开发分工。区别于 传统模式，在这种新模式下，工业软件的研发由多个厂商共同完成，由于平台所提 供的数据模型和算力能与每个厂家的专业know-how实现解耦，因此每个厂商可以 专注于开发自身擅长的功能组件，对于不擅长的领域则可以调用平台上的工业资源 库和其他厂商提供的功能组件，充分利用生态体系中的公共知识资源，合理分工， 实现产品的快速开发和上市。商业端，工业资源库与功能组件等可以被调用，调用 次数越多，商业价值也越大，有利于提升生态合作伙伴的加入意愿。 我们对于新一代工业软件体系的各层参与者与其承担角色进行分析：首先是底层 的云基础设施，由华为云等云服务商来提供支持；平台端，由华为牵头构建统一的 数据底座，再联合众多ISV构建工业数据管理及协同平台、工业基础资源库、工业 软件内核引擎、工业智能组件等内核根技术；应用端，由ISV提供工业软件或工业 软件组件，SI则构建场景化工具链并提供具体服务。我们总结，华为秉承开放共赢 的策略，将“有所为，有所不为”。在新一代工业软件体系的构建中，华为的重点 将聚焦于包含数据、工具、经验、智能四大根技术的工业aPaaS平台，为上层的场 景化SaaS云服务及行业应用解决方案提供支撑。

2. iDME：打造公共底座，数据从“乱而后治”到“不治而顺”。在传统模式下，往往采用先分段后打通的方式，伴随系统复杂度提升，数据孤岛不 断增多，数据治理逐渐混乱，数据集成也变得越来越困难。然而，若企业能够在“研、 产、供、销、服”各环节均基于一个统一平台进行数据建模与管理，那么将实现跨 业务环节的数据协同，这种全面的数据整合将显著提高数据准确性与利用率，从而 彻底解决数据孤岛问题，并减少开发周期，提升制造效率，保障产品质量和降低成 本。因此希望有一个统一平台来实现数据的统一建模与管理。 工业数字模型驱动引擎（Industrial Digital Model Engine，简称iDME），是华为 在工业领域把“面向对象”的数据管理概念知识与实践经验进行体系化总结并孵化 而成的数据建模与管理软件产品。据华为云官网介绍，华为研发团队基于多年的硬 件开发经验，从产品规划、研发、制造、供应、营销、服务6大领域，以及材料、 单板、部件到整机多个层级，梳理了24种典型结构、555个对象、超过18000种属 性，并进一步提炼出两类元模型和六类元关系，构建了工业产品的全生命周期数据 模型。再以这些元模型和元关系为驱动，华为云用了6年时间打造出iDME。

作为新一代工业软件体系的一部分，iDME为协同打造新一代全栈自主可控工业软 件体系提供了“基于模型+数据驱动”的公共底座，汇聚企业数据，提供万数互联 的数据索引、追溯、交互服务，助力快速构建和运营云化SaaS化工业软件。自2022 年11月份起，iDME开始公测，经过半年多验证，目前已经开放商用。 简而言之，iDME类似于一个工业软件的“操作系统”，提供了标准的API接口，规 范了数据模型和数据处理范式，融合了行业know-how，各ISV/SI可以在此基础上 开发面向最终用户的工业软件或者工业软件的组件。

iDME由iDME设计服务、数据建模引擎、数字主线引擎和工业数据模型模板库组成， 当前已提供前三种服务。 ① iDME设计服务（iDME Studio）：iDME数据模型开发平台，集成创建、修改、开发和发布等功能，方便开发与管理应用； ② 数据建模引擎（xDM Foundation，简称xDM-F）：xDM-F预置了开箱即用的数 据管理功能，基于元模型提供灵活的数据模型扩展能力，提供低码扩展及服务编排 能力，使能客户低成本、高效构建工业数据管理应用； ③ 数字主线引擎（LinkX Foundation，简称LinkX-F）：LinkX-F采用直接面向业务 对象，先建模后实例，打通数据孤岛联接业务数据，形成伴随物理产品全生命周期 的全量数据价值网络，并为各领域提供高效数据索引、追溯、交互服务； ④ 工业数据模型模板库：内置多套基于行业标准、华为经验、业界实践而抽象总 结的工业软件数据模型模板，帮助快速复用成熟、标准的数据模型。

iDME通过xDM-F与LinkX-F两个引擎功能模块实现数据统一建模与管理：（1）数 据建模引擎是一个工业数据管理应用“工厂”，按照用户的元模型设计来生成和运 行数据管理、系统管理等应用，即提供业务数据表的建模与数据管理功能，帮助实 现“业务数据化”，管理资源，部署应用。（2）数字主线引擎则是一个工业数据 联接、治理、应用的“加工厂”，面向复杂的业务数据关联分析与追溯场景，基于 元模型驱动能力快速构建多个实体模型和模型关系，自动把数据入到图数据库，使 数据自动关联并实现天生内聚，然后进行关联分析与追溯，实现“数据业务化”。

iDME可以实现数据的集成与打通，从“乱而后治”走向“不治而顺”。iDME以“万 物皆模型，一切皆数据”为架构设计思想，具有面向对象的工业数据建模能力。核 心思路是在系统建立初期先建立模型，使用系统时再通过注入实例化数据，形成面 向对象的数据聚合，彻底解决数据集成打通的难题。iDME的数据集成与打通可以 分为“前后、左右、上下”三个层次，其中前后指的是时间维度上的历史数据与现 有数据的兼容，左右指的是业务流程的上一环节和下一环节之间能够打通，上下则 指的是工具软件层和数据层能够解耦合并自由对接。

此外，iDME实现了海量数据全联接，百亿数据分钟级追溯，以及内置多内核引擎， 提供工业软件根技术能力。iDME沉淀了24种典型的工业数据模型，支持数据版本、 数据溯源、数据质量等80多类工业数据管理功能。不仅可以图形化操作，自动生成 数据API，提升数据服务开发效率，还支持百亿级全量数据图谱，可实现跨系统联 接、数据自动入图、自动关联，打通企业研、产、供、销、服各环节数据，形成产 品开发的数字主线和数据孪生。同时，iDME基于云原生架构所构建，支撑构建云 化SaaS化工业软件，并具备高可靠、高性能、高安全等优势。

对于构建新一代工业软件体系而言，iDME ： ① 实现了数据的天然共享与互联互通：iDME基于统一的数据模型，做到了数据端 与业务端的解耦，工业软件厂商可以专注于业务开发，同时数据能够实现跨业务应 用的互通共享，甚至实现企业间数据共享、协同与流通，能更好地挖掘数据价值。 ② 提供了统一底座，有助于集成开发：基于华为的iDME，不仅可以自研产品，还 能与多家生态合作伙伴共研，共同提供产品及服务。 我们总结，华为iDME的最根本创新之处在于从数据建模与管理的底层下手，根据 面向对象的数据管理思路，先建模后实例，实现了数据层与业务层的解耦。平台的 底层承载了所有基础数据和关键业务数据的建模与管理，并通过向各业务应用开放 提供统一的数据服务API，保证同一业务对象的数据“单模同源”，能够彻底解决数 据集成打通难题。此外，基于iDME公共底座，生态合作伙伴们能通过自研共研的 方式来提供产品及服务。

3．硬件开发生产线CraftArts：提升工业软件间协同效率，支持硬件开发工程师高效 作业。2023年11月，在2023工业软件生态大会上，华为联合联合数十家工具软件厂商共 同发布硬件开发生产线CraftArts。基于统一的数据底座iDME，CraftArts汇集了华 为与伙伴厂商的开发工具能力，提供同构同源产品数据服务，以及硬件设计、开发、 仿真、试制等作业的一站式IT工具链服务，包含板级EDA服务、结构设计云服务、 工业仿真云服务和设计制造融合云服务等。通过协同模式创新与底层算法升级， CraftArts提升了硬件研发协同效率，支持硬件开发工程师高效作业。

目前，硬件开发生产线CraftArts已经推出了板级EDA工具链云服务CraftArts pEDA、 工业仿真工具链云服务CraftArts SIM两项工具链服务。

① 板级EDA工具链云服务 CraftArts pEDA：板级EDA工具链云服务（PCB-Focused Electronic Design Automation Cloud Service，简。CraftArts pEDA）包含了华为云的PCB板级电路原理图设计工具、版 图设计工具，以及多家生态企业的综合仿真工具和电子装联工具等，为电路板从设 计开发到制造验证提供端到端工具能力。目前板级EDA工具链云服务已提供原理 图设计服务，包含原理图编辑、Symbol元件库编辑、层次图设计等功能。 原理图设计（Schematic Design，简称pEDA-Schematic）为硬件工程师提供全在 线、一站式的原理图设计工作环境。CraftArts基于“小步快跑”的开发理念以及并行 调度与数据治理等能力，把原来的单机设计工具升级为了云上协作设计工具。工程 师们不仅无需合图，便可进行实时互动、迭代，实现跨地域高效协作，实现“百人 在线画一图”。CraftArts同时内置工程实践经验，通过在线智能检视保障画图质量， 并通过多级缓存、异步计算、逻辑优化等持续提升开发体验，复杂场景操作耗时相 比传统工具降低40%以上，能够帮助用户有效缩短产品设计周期，提升产品设计质 量。

② 工业仿真工具链云服务 CraftArts SIM：工业仿真工具链云服务（CraftArts SIM）基于工业数字模型驱动引擎打造，构建了 仿真流水线、智能弹性调度、数据管理与协同、仿真材料库、多物理场耦合、多学 科优化、MBSE联合仿真和内核引擎8大核心平台能力，帮助用户在云上完成常见 的工业CAE仿真，覆盖结构、流体、电磁、系统仿真及多物理场仿真能力，支撑企 业快速多变弹性的仿真需求。目前，CraftArts SIM已经提供了工业仿真云平台 （SimSpace）及云原生仿真工具链（SimStudio）服务，并在华为大规模应用，保 障业务的连续性的同时提升了硬件作业效率。

我们分析华为在新一代工业软件领域的布局思路：首先是打好工业数字模型驱动引 擎公共底座，完善生态端的发展，我们判断短期内的重点仍将聚焦于包含数据、工 具、经验、智能四大根技术的工业aPaaS平台。在打好底层技术底座后，未来则将 与ISV/SI等生态伙伴共同构建开发工具，持续打造工具链解决方案，提供场景化 SaaS云服务。

商业化层面，华为自研或与合作伙伴共同研发的工具软件不仅服务于内部，同时也 向外孵化商业化产品，最大化工具软件的价值与影响力。 1．对于公司内部自研的工具软件，战略的第一步是在内部部署，优化内部流程和 效率，一旦经过内部验证和完善，随后将通过华为云平台对外提供，转化为商业化 服务。在研发环节，华为实行产品硬件设计数字化，引入单板设计与仿真、结构设 计与仿真，研发周期整体缩短20%；在生产环节，通过设计与制造融合、虚拟仿真、 虚拟验证、AI质检、智能排产等，使订单履行周期缩短76%。以华为云硬件开发生 产线CraftArts为例，每天有超过18000名华为工程师在CraftArts板级EDA工具链上 开发作业。在华为的高密度复杂PCB设计场景，CraftArts可让硬件的全流程开发周 期相比行业平均水平缩短40%，一版成功率提升30%。 2．而对于与合作伙伴共同研发的产品，华为选择采用合作伙伴的品牌进行市场推 广并提供服务。在这种模式下，华为不仅支持合作伙伴品牌的增长，还通过利益分 成机制与合作伙伴共享成果，体现了对合作伙伴的重视及愿意分享利润的开放态度。 例如拜睿科技基于华为云iDME构建了新一代产品数据管理（PDM）产品，并在国 星光电成功商用，项目从定制开发到系统迁移、上线只耗时4个月，相比传统模式 缩短50%。在这一项目中，国星光电打造了公司统一数据底座，支撑跨部门和业务 领域的数据高效协同，定制化产品研发周期缩短25%，研发成本下降10%。

华为秉承开放共赢的商用策略。以iDME为例，根据华为云官网，iDME坚持免费开 放开发态服务，用户开通服务后就可以免费使用和开发；开发完成后，企业可以免 费体验运行态服务60天，并额外提供30天数据迁移缓冲期；正式转商用时，企业可 以按照“节点数+用户数”的配置按需购买对应的服务。 产品研发已初见成效，具备商业化潜力。通过自研以及与合作伙伴的紧密协作，截 止2023年3月，华为联合合作伙伴共同对外发布了11款产品开发工具。每月有大约 20多万软件开发人员和19.7万硬件开发人员在积极使用其开发或共研的工具。此 外，有203家企业表现出对这些工具的认可，愿意付费使用。目前工业数字模型驱 动引擎iDME及板级EDA工具链云服务 CraftArts pEDA均也均已结束公测正式转 商。我们认为，这些在一定程度上反映了华为自研与共研的工具软件产品的商业化 潜力及市场吸引力。

三、多线并进，华为推动国产工业软件生态建设

良好的生态建设是破局的保障。据我们前文分析，生态建设是工业软件发展的必要 一环。国产工业软件产业链分散，软件接口标准和数据格式不统一，产业链上下游 协同乏力，阻碍了软件的一体化应用与产业链的高效合作。产业链中的不同环节常 采用不同厂商的软件，不仅降低效率，对产业发展也有所制约，阻碍了工业软件生 态系统的构建和发展。同时，国产软件厂商还面临着使用案例不足、经验积累有限 的问题。因此，国产工业厂商在提升产品力的同时亟需建设产业生态。 华为多线并进推进国产工业软件生态建设。在建立开放的开发组织模式后，需要构 建一个可持续、互利共赢的生态系统，华为从牵头成立联盟、制定产业标准以及产 学研合作等多方面持续推动国产工业软件生态建设。 积极牵头联盟成立并致力于推动产业标准制定。华为牵头成立了数字化工业软件 联盟（Digital Industrial Software Alliance，简称“DISA”），联盟成员组成多元 化，汇聚了工业软件企业、高校、科研院所以及金融资本等产业界力量，目前包括 华为、工信部电子五所、广汽集团、美的集团、广州数控、安世亚太、赛意信息、中望软件、金蝶软件等200多家单位。DISA围绕行业场景需求制定多项标准规划， 涵盖研发设计、生产制造、供应物流等多领域。目前，已成功发布了《IPC/DAC2552通用电子元器件MBD》国际标准、《Part&BOM数据模型》团体标准和《三维 CAD模型轻量化格式》团体标准。

推动开源社区建立，构建新一代工业软件的核心根技术。2023年11月，DISA在工 业软件生态大会宣布OpenGeometry Group（OGG）开源社区建立，OpenGeometry 开源社区将通过搭建云几何内核的开源软件开发平台，构建新一代工业软件的核心 根技术，为工业软件的产品研发提供支持，并带动上下游厂商、服务商等合作伙伴 共同参与，最终形成产业链协同发展的良性循环。目前，已有50余家软件企业加入， 其中包括航空、核电、高铁等细分市场龙头企业。几何建模内核引擎是数字化设计、 数字化制造、数字化建模和仿真、乃至数字化服务和运营的核心根技术，相当于工 业软件产业的“芯片”，有助于国产工业软件补上最重要的短板。

OpenGeometry开源社区的最终目标是推动生态建设。OpenGeometry开源社区 发展路径围绕着“打造几何内核开源社区，构建繁荣生态”的目标，从共建伙伴、 社区运营与人才培养等多方面做出规划，最终致力于推动国产工业软件生态建设。

积极促进产学研合作，打造协同创新生态圈。自2021年11月起，华为从实践中提 取产业难题并向社会发布，吸引众多高校师生参与，学者揭榜提供解题思路，最终 解法则在后续的长期合作中完善，由此推出的“难题揭榜”火花奖已成为与高校连 接的关键纽带。华为通过学术交流平台“黄大年茶思屋（Chaspark）”陆续发布了 “难题揭榜”EDA专题等兼具商业价值和科学价值的技术难题，目前，黄大年茶思 屋平台已与多所高校、科研院所达成了合作。此外，华为还提供免费课程以及开放 底层平台，例如将iDME设为工业软件创新应用大赛的推荐开发环境，以此鼓励更 多专业人士与学生参与其中，进一步促进产学研合作，强化生态影响力。