“缺芯少魂”是制约我国迈向制造强国的重要瓶颈，其中，工业不以实物形式存在，却是工业企业的“大脑”，是支撑现代产业体系发展和创新的隐形“国之重器”，可谓“工业之魂”。目前我国工业的创新和应用与制造业大国地位不相匹配，与制造强国的要求差距更大，不但成为我国产业发展权的掣肘，也对产业信息造成了威胁。“累积效应”“锁定效应”和“生态效应”是我国工业产业发展面临的三大壁垒，建议以加强技术创新和积累为基础、以重大应用工程为牵引和以全球化平台建设为依托，逐步破除三大壁垒并推动我国工业产业创新发展与应用。
一、工业难成制造强国
(一)工业发展与制造强国要求差距明显
工业发展和应用水平与制造大国地位不符。随着我国制造业向信息化和数字化转型的加速，我国工业市场规模呈加速扩张态势，2011年到2016年，增速保持在15%～17.5%左右，高于全球工业5%～6%增长水平。但从全球市场占比和自给率看，工业的发展与应用水平与我国制造大国的地位不匹配，离制造强国差距更大。2016年，我国工业市场规模为1247.3亿元，其中非嵌入式为461.4亿元(《赛迪顾问工业发展2017》)，仅占全球市场份额的5.5%，与制造占20%的份额不匹配。
工业自给率低。从细分市场自给率看，2016年我国研发设计类市场为103.5亿元，80%被国司主导，其中达索和西门子PLM市场占有率分别19.05%和10.73%;生产控制类市场为164.6亿元，60%市场份额被西门子、霍尼韦尔、GE等跨国企业占据;信息类市场规模为193.3亿元，主要由浪潮、用友、金蝶等国内企业主导，Oracle、SAP等国外企业市场占有率在15%左右。同时，一些高端产业领域的工业几乎全部被国司垄断，如国内集成电路设计公司的设计工作基本全部依靠Synopsys、Cadence、Mentor三家美国公司提供的芯片设计的电子自动化(EDA);90%的企业采用达索公司提供的飞机设计。从产品类型上看，技术含量较高的研发设计类市场绝大多数被国外企业，而我国企业在门槛较低的信息资源类方面市场占有率较高。
(二)工业缺失暗藏产业风险
工业是以计算机及信息技术应用为特征的第三次工业中工业技术体系不断演化和化分工的产物，已经渗透和广泛应用于几乎所有工业领域的研发设计、生产控制、组装、售后运维、远程服务等环节，进行数据的收集、分析和决策，已成为现代产业体系之“魂”。依赖国外工业，失去的不仅是市场，更存在丧失产业发展权和影响产业信息的风险。
一是存在制造业被低端锁定，失去产业发展权的风险。一方面，工业是工业技术和信息技术融合的载体，是工业知识、行业技术和的代码化表达，依赖国外工业，意味着产业活动只能沿着国外的知识体系、技术路线、设计思想和进行，不利于我国工业技术的创新和积累，制造业也将只剩制造的“躯壳”，被锁定在“微笑曲线”低端。另一方面，工业，特别是研发设计类凝结了的研发设计理念、知识、和工具，国外企业不可能出售含有新创新成果的工业，可售的工业里固化的往往是上一代甚至上几代的技术和数据，甚至还存在禁售或高端模块“禁运”等现象，阻碍我国企业创新。例如波音公司787型飞机研制中，使用了8000多种，只有不到1000种是商业，其他仅为波音公司自用，是波音公司核心竞争力所在。目前我国80%的研发设计类依赖国外，相当于80%的产品和创新能力由国外控制，长此以往将存在创新空心化风险。
二是存在产业信息风险。工业的使用过产生大量的工业数据和商业信息，一旦丢失或被滥用将使企业蒙受严重经济损失，甚至产业瘫痪，危及产业。例如，2011年达索公司的Solidworks被曝存在泄露计算机信息的后门，达索公司的研发设计类被我国、汽车等行业广泛应用，尽管公司说明不存在未经客户许可提供机密的机制，但也为由应用带来的产业信息提出了警示。
二、三大壁垒阻碍工业创新发展
2017年，德国墨卡托研究对面向工业4.0的工业机器人、工业和3D打印等三大技术发展情况进行了评估，认为工业与国外技术差距大，追赶和进步速度慢。我们研究认为工业产业自身特点决定了产业在技术、市场、应用等上存在强大的“累积效应”“锁定效应”和“生态效应”，对于工业后来者而言没有任何后发优势。
(一)工业基础薄弱难以突破“累积效应”壁垒
回溯历史可以看到，目前全球工业企业的成立与发展基本与工业信息化的同步，经过几十年的不断沉淀积累、升级和更新，已经发展到了相当高的水平和层次，了后来者追赶的知识门槛，形成“累积效应”壁垒，成为我国工业在短期内实现成熟度、性和可用性难以逾越的鸿沟。一是工业核心技术依赖国外。如国外厂商CAE和CAD核心几何内核，我国企业主要基于国外产品进行二次或定制化，同时，部分工业的核心算法尚未，如CAD的几何内核算法和CAE有限次元算法，国内企业需通过经营或整体购买的进行使用。二是工业知识和技术基础薄弱。工业技术化是工业知识、工艺、技术诀窍、制造知识和的显性化、数字化和化的，其成熟度直接代表了一个工业化能力和水平。我国大部分制造业处于跟跑阶段或价值链中低端，对背后的设计原理和工业机理了解不够深入，关键基础材料、核心基础零部件、基础工艺、产业技术基础等方面的知识和技术积累不足，可封装入的工业知识和技术。再如，EDA工具的是可靠的算法和工艺的结合，我国的工艺产线均为引进，更不具备深亚微米级别的工艺能力，所以在EDA中与工艺结合的工具上短期不可能取得突破。另外，既懂信息技术又懂工业技术，还拥有一定知识的复合型人才积累不足，也是影响工业创新能力的重要原因。
(二)转换成本巨大构成“锁定效应”壁垒
巨大的转换成本带来的“锁定效应”使用户在选择时存在路径依赖，成为我国工业产业化道路上的重要。目前，我国部分企业已经具备为国内工业企业用户提供配套和解决方案的能力，但是在市场推广上存在较大。究其原因，除了用户对国外的信赖之外，更重要的在于巨大的转换成本，使得国产难以对企业已用进行替代。企业更换是昂贵和费时的工程，需要企业研发组织体系、组织、业务流程等方面的变革，同时，操作和使用的员工需要进行培训和适应;另外，还要考虑到国产与已有国外之间的兼容问题。
(三)平台化构成“生态效应”壁垒
平台之争已经成为智能制造时代竞争的制高点，国内外制造业和IT业的者均在自身已有优势基础上，通过并购或研发等加速布局工业平台，如GE的Predix平台、西门子的Mindsphere平台、SAP的HANA平台等，平台通过提供覆盖研发设计、工艺、原型、生产制造、远程服务等各环节的工业构建智能制造产业生态。典型的为西门子公司，自2005年以来陆续并购UGS、INNOTEC、CAMSTAR、Tesis等10余家公司，同时集成SAP和Oracle数据库，从不同角度补齐了制造全流程的支撑能力，并实现无缝对接，构建排他、封闭和垄断的生态，率先成为全球一家智能制造软硬件整合解决方案提供商。相比而言，我国工业企业以研发设计、生产控制、信息资源等单环节为主，贯穿整个制造业的生态化部署较少，为用户提供整体解决方案的能力弱。
三、顺应经济全球化和制造业智能化态势，施策破除三大壁垒
(一)补足工业2.0和3.0时代的技术和人才短板，破除“累积效应”壁垒
尽管工业以信息技术为基础，但也离不开工业知识和技术的支撑。我国工业技术创新能力已经取得巨大的，但在“压缩式”工业化发展下，工业知识和行业关键共性技术等基础仍不牢，需补工业2.0和3.0时代的短板。建议相关科技计划继续对工业的与创新给予专门支持。在内容上，加强对算法等基础技术支持;同时加强对关键基础材料、核心基础零部件、基础工艺、产业技术基础等工业基础知识和技术的支持力度，支持汇集技术规范，操作规范，、公式、模型算法等核心内容及解决工具的行业知识库、模型库和算法库的建设;在成果形式上，项目产出的知识和技术成果的化，加强成果的扩散和应用;在项目组织上，以国内企业牵头，国内外相关企业和机构共同参与的。
(二)以重大工程或项目为牵引，“锁定效应”壁垒
工业，尤其是高端研发设计与生产控制是以用户需求为驱动的创新，需要依托于行业应用，若脱离了具体的行业需求与，应用效果有限。建议以新一轮产业智能化和绿色化发展为契机，在、轨道交通装备、数控机床与机器人、集成电路等重点领域，以智能制造示范工程或重大科技项目为牵引，由的制造业企业牵头，内外创新资源，一批高端工业并开展示范应用，用户的“锁定效应”壁垒。
(三)以全球化平台建设为依托，发挥“生态效应”优势
面向我国制造业转型升级需求，支持国内外有实力的制造业企业和IT企业或合作建立全球化的工业互联网平台，吸纳国内外工业和工业APP企业进入平台，加快与对接的相关平台和的制(修)定，发挥“生态效应”共生共享的优势，推动我国工业产业的发展及在制造业的集成应用。
