盘点中国制造业企业信息技术应用(一)

江 彦

据科技部对国内1000多家制造业企业信息化调查的不完全统计数据分析显示：
◆ 国有企业信息化占据主导地位
◆ 行业、地区间信息化差距较大
◆ 企业规模对信息化具有一定影响
◆ CAD技术应用在制造业依然占据主流地位
◆ 管理系统应用呈上升趋势

    我国企业信息化从CAD技术应用起步已经有近40年的历史。2004年，科技部《2003中国制造业信息化CAD/ERP产业技术发展报告》课题组在全国范围内对1000多家制造业企业信息技术应用进行了调查，调查数据统计分析结果显示，我国制造业信息化具有较大的发展空间。

新态势
    目前，制造业企业在CAD、CAE、CAM、CAPP、PDM、ERP等单元技术应用基础上，在PLM理念下构筑面向全球制造业产品市场的网络化、协同化信息技术应用框架。
    2004年，制造业信息化工程进入攻坚阶段，制造业企业信息技术应用也伴随着信息技术的发展进程，突出显现出新的特征和发展态势。
    国有企业信息化占据主导地位
    在此次全国信息技术应用调查中，国有、合资、外资和私企等不同性质企业参与了调查。其中，国有企业信息技术普及率平均值达到28.6%，比所有被调查企业信息技术普及率平均值高出2.4个百分点，在被调查企业中居于首位；同时，国有企业三维CAD、CAPP、CAM、CAE、PDM软件/系统应用普及率均占据首位。
    行业间信息化差距依然较大
    通过企业调查发现，航空航天、汽车/船舶/交通、家电/电子、机械和建筑等行业企业信息化水平有较大差异。特别是三维CAD技术应用在航空/航天行业的应用普及率占据各行业之首，高达84.2%，大大超过其他行业的应用普及率和应用比率，并且，其普及率比全部被调查企业三维CAD普及率（54.2%）高出30个百分点；同时，该行业CAM、CAE、PDM技术的普及率均占各行业首位，分别达到26.3%、10.5%和21.1%；机械行业二维CAD技术普及率最高，达到79.1%，高于全国被调查企业二维CAD普及率（72.8%）；其他行业如家电/电子行业、建筑行业CAPP、CAM、CAE、PDM、ERP等各项技术应用普及率均低于全国被调查企业的平均水平；行业之间信息化比率介于34.6%与22.4%之间，相差12.2个百分点，差距较大。
    地区之间差距明显
    在华北、华东、华南、华中、西南、东北和西北地区的调查显示，地区之间信息化差异明显，主要表现在信息技术普及率平均值东北地区达到最高，为34.3%，华南地区最低，普及率平均值仅为21.7%，相差12.6个百分点；东北地区信息技术应用基础扎实，三维CAD、CAPP、CAM、CAE单项技术应用普及率及技术应用普及率平均值均占到了首位；华南地区二维CAD应用普及率达到83.1%、华东地区PDM技术应用普及率18.5%、华北地区ERP普及率20.3%，占据首位。
    企业规模对信息化具有一定影响
    从调查结果发现，我国制造业企业信息技术应用极大程度受到企业规模的限制，主要表现在各单元软件/系统应用普及率与企业规模相辅相成。特大型、大型、中型和小型企业信息化比率依次分别为:29.7%、28%、24.1%和20.2%，由此企业规模对信息化的影响可见一斑。更值得注意的是，系统相对较大、应用相对复杂的软件技术主要在大型和特大型企业中的应用占据首位。三维CAD、CAPP、CAE和PDM应用在特大型企业中的普及应用分别达到了60%、24%、16%和18%；大型企业ERP系统普及应用达到16%；小型企业二维CAD应用普及率达到78.3%。
    CAD普及、应用依然占据主导地位
    企业信息技术应用依然以二维CAD为主，三维CAD为辅。在本次调查中，企业二维CAD应用普及率达到了72.8%、三维CAD应用普及率为54.2%，分别占据了信息技术软件/系统应用的第一和第二位。
    值得关注的是，在企业中设计工具软件（二维和三维CAD）的应用比率高达68.4%。
    企业信息技术应用主要表现在二维CAD，即产品设计及绘图方面。在被调查企业中，二维CAD软件的应用比率最高，达到了39.2%，其他各类信息系统/软件的应用比率分别为：三维CAD29.2%、CAPP10.8%、PDM6.1%、ERP5.6%、CAM4.4%、CAE3.5%。
    管理系统应用呈上升趋势
    我国制造业企业不仅面临着各种市场的压力，同时，随着从计划经济体制向市场经济转轨，企业管理问题突出。另外，随着企业信息技术的普及和深化应用，设计/制造信息化带来的技术管理手段落后的现状也促使企业对于管理类型系统的需求比例逐步呈上升趋势。在本次调查中，管理软件/系统在企业的普及率达到21.7%，管理软件的应用比例，PDM占6.1%、ERP占5.6%，并且企业未来应用需求量大幅增长。
    信息技术系统应用结构趋于合理
    综观企业信息技术应用链条上，各单项信息技术普及率和应用比例，呈金字塔结构，CAE、CAM 、ERP、PDM、CAPP、三维CAD和二维CAD的普及率依次6.5%、8.1%、10.4%、11.2%、19.9%、54.2%和72.8%，其基本结构趋于合理，与企业应用及需求状况基本吻合。
    CAD应用投资趋于理性，结构趋于合理
    在上个世纪80年代、90年代，我国CAD技术应用曾经走过一段弯路。受当时技术和应用历史局限性的影响，企业主要采用了工作站CAD系统软件。但是，因工作站软件系统难以掌握、企业技术力量薄弱和人员素质偏低等许多因素的制约，绝大多数企业投入巨额资金购置的工作站及CAD系统没有产生效益，最终不仅系统被搁置，并且企业信息技术应用受到影响，甚至企业上下产生了抵触情绪。
    在“九五”“甩图板工程”后，制造业企业对二维CAD依然有较强的应用需求，对CAD软件/系统功能产生了新的要求。
    此次调查显示，企业用于二维CAD技术应用资金投入在50万元以下的达到75%；三维CAD投入占第一位的资金投入额在10万元以内；就目前企业CAD应用状况分析，企业二维、三维CAD资金投入基本合理，但从投资额数量的分析结果显示，企业在三维CAD方面的使用数量（套）偏少，难以满足企业产品设计需求，未来将成为企业产品设计创新的一大瓶颈。
    信息技术深化应用局限性
    三维CAD普及率偏低  由于企业资金有限、技术力量薄弱、硬件环境不具备等多种原因，三维CAD技术应用普及面相对小，使用量少，普及率低于二维CAD18.6个百分点，因此应用成效不明显，多数企业产品设计依然没有摆脱原始的、二维设计的概念和设计环境，造成一些工程设计人员依然依赖于二维CAD、二维绘图，设计观念难以更新和突破。
    企业自身IT应用能力较弱  企业自身系统集成技术能力薄弱。在本次调查中发现，企业CAD系统集成主要依赖于系统集成厂商和ERP系统供应商，达到90%以上；由本企业信息中心完成的CAD软件集成工作的比例仅达到8%左右。从一个侧面反映了企业IT技术实施能力薄弱、系统集成人才匮乏，系统集成主要依赖于CAD/ERP软件供应商、系统集成商等。
    现阶段，我国制造业企业应当加强自身IT技术实现能力，使得信息化能够最大限度地满足自身的应用需求。
PDM系统应用普及率偏低  本次企业调查数据统计结果，PDM应用普及率仅为11.2%，与二维、三维CAD普及率相差甚远，与CAPP软件普及率也相差8.7个百分点；机械行业、家电/电子行业PDM普及率均低于ERP系统的 普及率。
    数据库系统应用比率偏低  在企业信息化应用调查中，数据库应用统计分析结果，有22.8%的企业没有采用数据库系统。如果企业单纯采用了CAD、CAM等单项技术，CAD设计数据的管理是松散的、无序的，由此影响了企业CAD/CAM应用效果。
    新技术、新观念认知程度的制约和影响  企业新技术、新理念认知程度制约信息技术深化应用。Internet技术和应用为企业信息化提供了无限的发展空间，在网络技术的支持下，协同设计、异地制造成为可能和发展趋势。在本次企业调查中，关于“是否有协同设计、协同制造需求？”问题的回答，有55.3%的企业认为没有需求，有3.4%的企业回答“不知道”。更值得关注的是，特大型企业中有62%的企业认为没有协同的需求，在四种规模企业中认知程度最低。
    PLM理念的认知程度也很低。东北地区问卷抽样结果，回答对PLM不了解的问卷占45%，回答了解的问卷占10%。
    市场机遇显现
    企业深化CAD/CAM技术应用，PDM、ERP需求迫切。本次调查显示，未来一到两年内，企业PDM软件/系统需求达到25.3%、ERP系统需求量达到25.9%，占各项软件/系统需求的第二位和第一位。
    目前企业已经接受的培训主要包括产品培训、技术培训、与软件/系统相关的业务培训和企业管理培训等。通过调查发现，已经通过多种方式受到技术培训的企业占71.7%，说明企业对技术培训的接受程度和认可程度很高；同时，在对尚未应用CAD技术的企业的调查显示，有64.1%的企业有明确的技术培训需求。
    数据库系统应用，西北和华南地区普及率偏低，未使用数据库的企业分别占到36%和28.4%、家电/电子和汽车/交通行业数据库普及率偏低，未使用数据库的企业分别占到28%和25.6%，具有潜在的市场商机。
    Linux作为一种新型操作系统，目前企业选用比例仅为3.9%。但是，随着政府支持Linux的政策和措施出台，国家行为的Linux操作平台上应用系统开发将逐步扩展，为Linux系统下的CAD等应用软件研究开发和应用提供了可持续发展的空间和未来商机。

发展分析
    信息技术应用结构分析
    新世纪，世界制造中心逐步向中国转移，势必进一步带动制造业企业信息化的发展。但是，就目前阶段，CAD技术应用依然是制造业企业普及和推广深化应用的重中之重。
    特定内涵下的金字塔结构  据对企业信息技术应用的现状调查表明，在制造业企业信息化过程中，已经得到普及和推广应用的软件当属二维CAD软件，其普及率达到72.8%；其次是三维CAD软件，普及率为54.2%；CAPP软件的普及率为19.9%，而应用CAM、CAE、PDM和ERP软件的企业的比例相对较低，均在15%以下；制造业企业信息技术普及应用的平均值为26.2%。
    另据对制造业企业信息技术应用比率分析，反映出企业中各种软件/系统的应用频度不同，需求量不同，应用结构也有差异。企业信息技术应用首先是基于对CAD设计需求的应用，主要表现在产品设计、二维绘图和基于实体的造型设计功能的应用，其应用比率为68.4%，其中二维CAD技术应用比率为39.2%、三维CAD应用比率为29.2%，其他各类信息技术的应用比率均未达到15%。
    信息技术应用含量偏低  数据调查显示，在被调查的制造业企业中，二维CAD普及率达到72.8%，三维CAD普及率为54.2%，并且，二维CAD和三维CAD在企业中的应用比率分别为39.2%和29.2%。数据分析表明，制造业企业信息技术应用主要表现在二维、三维CAD功能的应用，也即主要应用于企业产品设计、绘图方面。然而，企业CAD技术应用普及率依然偏低，尚未满足企业产品设计和制造的需求。从CAD软件应用比率的统计数据分析，二维CAD高达72.8%的企业覆盖面，而应用比率仅为39.2%，企业CAD技术应用的含量偏低。
    CAD资金投入状况分析
    从调查结果分析，企业CAD技术应用资金投入，二维、三维CAD之间略有差异。二维CAD资金投入构成：41.7%的企业二维CAD软件投资额为10～49万元；33.3%的企业投资额为1～9万元；11.1%的企业CAD投资额在1万元以下；8.3%的企业CAD投资额在100万元以上；5.6%的企业CAD投资额在50～99万元之间。
    从企业CAD投资状况分析，三维CAD投资与二维CAD相比较，企业三维CAD拥有量低于二维CAD，因此三维CAD资金投入在1～9万元以内的企业占到了42.4%，而三维CAD投资额在10～49万元之间的企业占33.7%。
    总体情况，企业在二维和三维CAD软件的主要投资额度在1～49万元以内。
    信息技术应用状况分析
    软件/系统功能应用多元化  根据调查结果分析，企业产品设计二维、三维CAD软件功能选用主要集中在造型功能方面：实体和线框，功能选用率分别占到被调查企业中的65.4%和62.4%；其他功能选用依次为曲面造型、二维绘图、特征造型、动态仿真、数据存储等。
    不同行业、不同地区、不同性质、不同规模的企业，其软件功能选择各具特色。各行业CAD软件功能应用重点选择二维绘图、线框、实体造型和曲面造型等，在机械、建筑等行业应用比率较大，达到了20%以上；地区之间、不同性质企业之间，软件功能选择与行业应用比较，没有明显的特征，在华中、西北地区二维绘图、实体造型功能选择应用均达到23%左右；不同规模企业CAD/CAM软件/系统功能选择更加分散，仅有实体造型功能在小型企业中应用比率较高，达到20.3%，其他功能应用比率均未达到20%。
    操作系统选用集中  操作系统选用的调查结果，Windows由于其功能强、易普及等特点，绝大多数企业选择了Windows操作系统，高达88.5%；而Unix是大型CAD系统应用的主要工具，其运行速度、稳定性好等特点，在企业依然有一定的应用，但同时由于该操作系统难以掌握和用好，仅有7%的企业选用；Linux是一个新型的操作系统，目前尚未成气候，应用领域窄，在一些系统安全性、保密性高的企业和特殊部门应用，选用比例仅为3.9%。
    数据库系统选用情况参差不齐  数据库管理系统选用状况分析，数据库选用相对集中在MS SQL Server和Oracle，同时，行业间应用普及的差异性大，西北地区、小型企业应用普及率低，企业规模对数据库应用有一定影响。
    占数据库系统选用首位的是MS SQL Server,选用比例达到42.6%，其次是Oracle，占16.6%。
有20.8%的企业没有应用数据库系统，对未来企业深化应用有影响，主要是对管理软件/系统的应用有一定的制约作用。
    数据库系统选用状况参差不齐主要表现在各行业、各地区、不同性质、不同规模企业数据库系统应用比率差异很大。航空/航天行业、华中地区、合资企业、特大型企业数据库应用比率最高，而与之相反，家电/电子行业、西北地区、外资企业、小型企业数据库系统应用比率最低，分别有28%、36%、33.3%和38.3%的企业尚未应用数据库系统。不同规模企业间数据库应用比率高低差异性最大，相差31.8个百分点。
CAD集成状况分析
    二维、三维CAD集成度分析  在本次调查中，通过数据统计二维CAD集成比率达到45.4%，仍有23.2%的企业有明确的集成要求，但是仍未实现集成。值得关注的是，有三成多的企业认为没有必要集成，软件的集成认知程度低，对于企业未来信息技术深化应用将产生不利的影响。
    企业三维CAD技术应用，软件/系统的集成度比二维CAD有所提高，且认知程度也有较大的提高。已经有55%的企业在三维CAD应用中实现了集成，但是，有24.4%的企业希望三维CAD软件与系统集成，但尚未实现。调查显示，依然有20.6%的企业认为没有集成的必要。
    集成合作方式及对集成商的依赖程度  从企业软件/系统集成工作完成者的调查结果显示，企业自身IT软件集成能力相对薄弱，集成工作主要由软件供应商或者ERP厂商实现，有一小部分企业选择了其他系统集成商帮助完成集成工作。
    调查数据显示，企业信息中心完成的集成工作仅占到8.3%（二维CAD集成）和8.5%（三维CAD集成）。分析表明，由于其自身技术力量有限、技术基础薄弱、IT人才匮乏等多种因素，制造业企业信息化过程中，对软件/系统供应商、系统集成商、ERP厂商的依赖程度较高，90%以上的企业系统集成采用了合作方式。
    比较而言，华北地区、小型企业、外资企业和机械行业企业，其信息中心完成的集成工作比率高于同类企业，分别达到29.2%、26.3%、16.7%和12.5%。
    企业二次开发能力分析
    二次开发主要基于本企业产品和应用特点与需求、行业性的需求等。但是，本次调查数据显示，仅有21.4%的企业对软件进行了二次开发，占78.6%的企业没有进行软件的二次开发工作，意味着企业的软件应用主要是在系统、平台上的基础应用，应用水平和技术含量有待提高。
    CAD技术应用效果分析 
    调查显示，设计出图率达到90%以上的企业占所调查企业的88.3%；主导产品设计出图率达到90%以上的企业占85%；全部产品设计出图率达到90%以上的企业占82.8%；缩短产品设计周期60%～100%的企业占41.4%；降低设计返修率90%以上的企业占43.4%；一次设计成功率达到60～80%的企业占42.9%。
    信息化决策流程分析
    从调查结果分析，企业信息系统购买的决策流程，从原始需求（业务部门，占74.5%）的提出、立项申请（IT部门，占53.5%）、选型推荐（IT部门,占53.6%）到执行采购（IT部门，占59.9%），主要发生在企业的业务部门和IT部门；而立项（58.4%）和选型（60.4%）的批准主要由主管部门领导负责。
    行业信息化现状与趋势
    本次调查涉及的行业主要包括航空/航天、汽车/船舶/交通、家电/电子、机械和建筑五个行业企业。
    调查数据显示，制造业信息化在上述五个行业都取得了显著的成效。除了二维CAD以外，其他各种信息技术软件/系统普及率五个行业的平均值均高于全部被调查企业信息技术应用普及率；特别是三维CAD技术普及率五个行业的普及率平均值达到了64.6%，高出全部被调查企业信息技术普及率（54.2%）10.4个百分点；CAE软件不仅行业应用性强，而且技术应用门槛非常高，各行业CAE普及率均高于全部被调查企业的CAE软件普及率。
    机械行业信息化概况
    通过此次调查数据更进一步证明，机械行业在“九五”CAD应用基础上更进了一步。机械行业二维CAD普及率在各行业中居于首位，高达79.1%；在扎扎实实开展CAD技术应用基础上，企业开始向ERP进军、向管理信息化要效益，ERP软件/系统普及率也居各行业之首，调查数据显示，有15.7%的企业已经实施了ERP，这一数字，高出所有被调查企业ERP普及率平均值（10.4%）5.3个百分点；同时，机械行业CAPP、CAM、CAE、PDM各项软件/系统的普及率均高于所有被调查企业各项技术应用普及率。
    航空/航天行业信息化概况
    我国制造业信息技术应用最早起源于航空/航天领域，就目前行业信息化发展水平，该行业依然以其技术含量高、软硬件系统先进、人员整体素质高、技术能力强等优势在行业信息化中居于领先。
    航空/航天领域是国外三维CAD/CAM/PLM系统厂商追逐的热门行业，其三维CAD等绝大多数采用国外信息化软件/系统，信息技术应用也呈现出独有的特色。
    根据数据统计分析，三维CAD、CAM、CAE和PDM软件/系统普及率均居各行业之首，且均比所有被调查企业各项软件/系统技术应用普及率高出30、18.2、4和9.9个百分点。
    调查数据统计分析表明，虽然各个行业信息技术应用整体水平参差不齐，但是，航空/航天等行业以其信息技术应用普及面广泛、技术含量高，拉动了五个行业整体数理统计数据的上升。
    汽车/船舶/交通行业信息化概况
    在制造业二维CAD比三维CAD的普及率要高，汽车行业也不例外。同时，因汽车行业整车和零部件企业的划分，又使得企业对二维、三维CAD功能的应用更具有特殊性。汽车行业设计主要用三维，特别是整车设计。出工程图和零部件制造二维CAD应用更多。汽车整车重视装配功能，零配件注重特征设计。
    汽车/船舶/交通行业企业CAPP普及率达到32.4%，在各行业中居于首位；CAM普及率偏低，仅为2.7%。
    家电/电子行业信息化概况
    家电/电子行业信息技术应用有其行业自身的特殊性。三维CAD应用普及率达到70%，仅次于航空/航天行业三维CAD普及率的水平；CAE软件应用普及率为8%。均高于所有被调查企业三维CAD和CAE应用普及率平均值，并且行业排名分别居第二位和第三位。而二维CAD因其行业应用的特殊性和需求，在行业的普及率仅为56%，低于所有被调查企业二维CAD普及率。
    值得关注的是，家电/电子行业管理信息系统ERP的应用普及率低于所有被调查企业ERP的普及率，仅为8%，在五个行业中的排序中居第四位。
    建筑行业信息化概况
    对建筑行业信息化调查发现，在建筑行业中，除CAD软件以外，其他软件/系统应用的普及率均低于其他行业水平。一方面，整个建筑行业问卷反馈率仅为5.5%，在各行业中数据量最少，也难以反映行业整体信息化状况；另一方面，由于本次调查是面向整个建筑行业，但其中建筑机械行业领域的调查反馈量有限，难以反映诸如CAPP、CAM特别是CAE、PDM应用和需求的建筑机械特点数据。
    行业相关技术及功能采用状况
    我国制造业信息化主要以CAD、CAM、CAE、CAPP、PDM、ERP各种软件/系统的推广和普及应用为重中之重。
    信息化比率、软件/系统普及率分析  调查数据深度统计分析后的结果表明，从信息化比率和软件/系统的普及率两个维度的统计分析，精确地描述了目前我国行业信息化的整体水平。行业信息化水平（27.8%）略高于全国被调查企业信息化水平（26.2%），但二维CAD应用普及率平均值（71.6%）略低于全国平均水平（72.8%）。
    软件/系统应用比率分析  在制造业各行业企业CAD、CAM、CAE、CAPP、PDM、ERP信息系统应用中，通过调查数据统计深度分析后发现，各行业中各种软件/系统的应用比率不同，反映出不同行业对各种软件/系统的应用频度不同，需求差异性很大，应用结构不同，并且，各种软件/系统在不同行业中的作用也不同。二维CAD在建筑行业的应用比率最高，达到50%；三维CAD在家电/电子行业的应用比率最高，达42.2%；CAPP在汽车/船舶/交通行业应用比率最高，达15.6%；CAM、CAE、PDM在航空/航天的应用比率最高，分别达到10.9%、4.3%和8.7%；ERP在机械行业中的应用比率最高，达7.5%。
    CAD/CAM软件/系统功能应用分析  根据对调查数据统计结果分析，各行业对CAD/CAM软件/系统功能的应用，因行业产品特性不同而呈现出对软件不同功能的不同需求，各有其侧重点，应用比率不同。
    二维绘图功能是CAD软件最基本的一项功能。本次调查充分显示了该功能在机械行业企业中的作用，有23.1%的企业在产品设计中采用了绘图功能，且23.1%是所有功能选项中应用比例最高的一项；实体造型、特征造型功能在家电/电子行业的应用较多，应用比率分别达到21%和16.4%，成为该行业首选的重要功能；动态仿真和数据存储功能在航空/航天企业产品设计制造中应用比率最高，分别达到10.2%和9.2%，需求也相对较多，应用性更强。
    数据库应用分析  航空/航天等行业数据库系统应用的特点是行业间的差距较大，尚未使用数据库的数据统计结果表明，行业间的差距从28%到4.8%相差23.2个百分点。如表13所示为五个行业企业数据库系统选用情况。建筑行业有64.3%的企业选用了MS SQL Server系统，居各行业首位；在被调查的家电/电子行业企业中28%的企业没有应用数据库系统，该数据高于所有被调查企业没有使用数据库系统20.8%的比例，在各行业中也高居“榜首”，其他行业企业尚未选用数据库的比例由高到低依次为汽车/船舶/交通（25.6%）、机械和建筑（21.4%）、航空/航天行业（4.8%）。各行业企业数据库系统应用与否将直接影响企业管理信息系统的实施，对CAD/CAM数据有效管理也有一定的影响。
    软件/系统集成特点分析  在各行业中，虽然机械行业企业信息中心完成CAD软件/系统集成的比率最高，但仅为12.5%；航空/航天行业技术能力较其他行业更强，但是其信息集成工作完全由软件供应商、ERP厂商和系统集成商完成。上述两个行业的现状表明，由于我国企业的多元化特质，不同行业、不同性质、不同规模企业，在不同的发展过程中以及信息化的不同阶段将采取不同的运作方式，且表现出不同的特点。