读工业软件简史12中国CAD软件之路

1. 失落的三十年

1.1. 20世纪80年代初，伴随着昂贵的IBM大型机、VAX小型机、阿波罗(Apollo)工作站的引入，图形和设计CAD软件也进入中国科研工作者的视野

• 1.1.1. 这个时期所开发的工业软件，大部分都是以二维CAD绘图软件为主

1.2. 简单实用的“两甩”工程，即甩图板、甩账本

• 1.2.1. 对于二维CAD软件的普及取得了一些成效，先后出现了高华、数码大方、开目、浙大大天、山大华天等公司的一批软件产品

• 1.2.2. 即使在开发难度比较大的三维CAD软件领域，也出现了北京航空航天大学的PANDA CAD系统（后称金银花系统软件）等软件

1.3. 从“七五”到“十五”(1986-2005)期间，国家对于国产自主工业软件一直是有扶持的

• 1.3.1. 当时主要的扶持渠道是电子部、机械部的“CAD攻关项目”和国家科委（后来的科技部）的“863/CIMS、制造业信息化工程”​

• 1.3.2. 随着电子部、机械部的机构改革，对CAD技术的支持工作渐渐由科技部接管

1.4. 国家补贴的大量两化融合资金，往往都被用于购买国外的工业软件

1.5. 在“十五”​“十一五”期间，对三维CAD软件研发的总投入是4000万—5000万元的规模，CAE软件则主要通过国家自然基金委的一些项目，每年大约有1000万元的投资

1.6. 从产业发展的角度来看，中国工业软件的发展，似乎是陷入了“失去的三十年”​

2. 打破寂静

2.1. 美国的国家战略一直把“数字化建模和仿真”作为核心战略

• 2.1.1. 2014年美国总统科技委员会根据对国家的影响等指标确定了11个关键领域，其中的可视化、信息化和数字制造，都是围绕着数字化建模和仿真展开的

• 2.1.2. 最新的与智能制造最相关的美国制造业创新网络(NNMI)的两个创新中心，一个是数字化的设计与制造，一个是清洁能源的智能制造，基本上都是围绕着数字化建模和仿真这些核心技术

2.2. 在工业互联网、人工智能、工业大数据的底层，最内核的部分都是工业软件

2.3. 工业软件的本质，其实是一类高度复杂精密的工业品

• 2.3.1. 它从来都不是IT的产物，而是工业化长期积累的工业知识与诀窍的结晶，是工业化进程的不可缺少的伴生物

• 2.3.2. 如果简单地认为工业软件具有的更多是IT软件属性，可以跟其他管理软件、互联网混为一谈，则是一个非常大的认识误区

2.4. 工业软件的匿名霸权

• 2.4.1. 每一件复杂的工业品，背后都能见到工业软件的驱动

• 2.4.2. 每一台新的装备，离开了工业软件都不能运行

2.5. 在“十四五”规划之中，工业软件也成为重点突破的项目

• 2.5.1. ​“工业软件之春”已经来临，多年被束之高阁的报告终于被摆在了桌面上

2.6. 工业软件是一个典型的“用户用出来”的技术

• 2.6.1. 离开了用户的滋养，软件不可能发展

• 2.6.2. 中科辅龙一直与中国石油和化工勘察设计协会紧密绑定

  • 2.6.2.1. 与用户肩并肩，依靠国内市场生存了下来

• 2.6.3. 在建筑领域的，也因为昔日建设部强制性的标准，使得桥梁等终端用户一直能够站在国产软件开发商的身边，从而留下了PKPM、广联达、鲁班等BIM（原先的建筑CAD软件）中国软件商

2.7. 只有把一种国家战略意图渗入其中，这株稚嫩的幼苗才有机会成长

3. 工程师主义

3.1. 1963年，美国麻省理工学院萨瑟兰博士的“人机对话系统”​，开创了图形界面的全新篇章，它可以在10-15分钟完成通常要花几周时间的工作，震动了整个工程界

• 3.1.1. 影响深远的计算机辅助设计(CAD)技术因此而诞生

3.2. 1975年，西安交通大学研制了751型光笔图形显示器，三年内后751系统配齐了基本软件

• 3.2.1. 在751系统的基础上，西北工业大学、上海交通大学等开展了中国最早的CAX应用尝试，包括在飞机框肋装配夹具设计、曲面外形设计，以及加工、组合机床设计等方面的应用

3.3. 1984年，北京航空航天大学（彼时的北京航空学院）的唐荣锡教授带队研制出了中国第一个多面体实体造型原型系统PANDA

• 3.3.1. 北京航空航天大学的唐荣锡教授是推动了中国CAD/CAM软件行业发展的先行者、启蒙家

• 3.3.2. 唐荣锡教授随即向国内研究所和学校公开技术，低价或无偿提供源程序

• 3.3.3. 唐荣锡教授的研发团队紧跟国际趋势，随后又开发出基于线框和NURBS曲面的几何造型、数控加工原型系统PANDA4

3.4. 中国的航空制造在推动CAD软件的发展中，同样起到了引领的作用

3.5. 1986年，航空工业部的7760计算机辅助飞机设计、制造及管理系统，也就是7760CAD/CAM系统，被誉为当年十大科技成果之首

3.6. 上海船舶工艺研究所的HCS系统正式通过鉴定，成为中国第一个造船集成生产系统

3.7. 南京航空学院的专家开发了适用于复杂外形产品设计与制造的B SURF(3D CAD)系统，从而跨入三维的门槛，可以建立两种型号无人机的全机数模，在IBM4341的图形终端上呈现了全机及各部件的各种透视图、切面图等

3.8. 攻关方式：联合、协同、系统，尤其令人印象深刻

4. 中国CAD软件之路

4.1. 2019年5月华为公司发生“备胎危机”​，仿佛有一道闪电划破了黑暗的长空，那些隐藏的卡脖子技术在亮光之中露出了牙齿

4.2. 备胎危机空前地普及了人们对于“工业暗器”的认识

• 4.2.1. 它不动声色地潜伏在工业领域，体量很小，却为工业创造了巨额财富

4.3. 在中国已经发展了近半个世纪的计算机辅助设计(CAD)软件，会同其兄弟软件如计算机辅助工程(CAE)软件、电子设计自动化(EDA)软件等，都可能成为这样一种“工业暗器”​

4.4. 对于一个独立自主的经济体而言，CAD软件产业具有重大的战略意义，作用于技术创新的源头，关系到整个国家的设计能力

4.5. 虽然艰难，但国产软件找到了利基市场，并顽强地生存下来

4.6. 机械工业是CAD应用工程首个试点示范行业

4.7. ​“1550工程”的主要任务有三项

• 4.7.1. 建立1个机械工业CAD咨询服务网络体系

• 4.7.2. 完成5个应用软件的开发和产业化

• 4.7.3. 培育50家CAD应用示范企业，扶持500家CAD应用成功企业，带动5000家企业的CAD应用

4.8. 20世纪最后一个十年，全国从事CAD技术研究与开发的机构已达到300余家

• 4.8.1. 一类是自主平台的二维CAD系统

• 4.8.2. 一类是基于当时最流行的二维软件AutoCAD之上的二次开发

• 4.8.3. 一个最大的特点是，整个CAD软件产业的发源地基本都是大学，这为后续CAD软件产业的可持续发展，带来了一抹意味深长的阴影

4.9. 中国当时众多的二维CAD软件公司还是起到了推动行业发展的作用

4.10. 国外厂商在中国扶持了大量的二次开发集成商，很快在业内形成了“二次开发一面倒”的景象，培育出一方根深叶茂的生态

• 4.10.1. 美国欧特克的图形文件DWG格式，涉及文件格式和解析

  • 4.10.1.1. 这就是先行者给追赶者挖的一个陷阱

4.11. 任何一个成熟可用的国产CAD软件，与DWG文件格式的兼容必须是100%，做到99%甚至99.9%都不行，因为这1%或0.1%就会导致用户放弃使用

• 4.11.1. 这是一个首先要做到的基本功

4.12. 商业化环境，一直是中国CAD软件的软肋

• 4.12.1. 中国有很多大名鼎鼎的技术人才，但可惜很难把他们的才智成就变成商业软件

4.13. 以CAD软件为代表的工业软件的特点，可以概括为“非常五指山”​，有五大非常之处

• 4.13.1. 产值非常小，几乎不可见

• 4.13.2. 开发周期非常长、投入非常高，超出一般人的想象

• 4.13.3. 作用非常大，对制造间接拉动效应在100倍以上，杠杆效应很明显

• 4.13.4. 价值非常隐蔽，不深入了解制造行业的人往往感知不到

• 4.13.5. 软件与用户的关联非常紧密、无法分离

4.14. 意味着如果仅仅从供应端发力，却没有用户的扶持和栽培，工业软件是很难发展起来的

• 4.14.1. CAD软件是最基本的设计工具，用户习惯就像是一个巨大磁场中的一块铁，脱离磁场是一次艰难的跋涉

4.15. CAD软件作为一种单纯的工具属性，正在逐渐向后退，而平台战略正越发突显

4.16. 苏州浩辰软件的2D产品通过“先海外、后国内”的战略，取得了良好收益

4.17. 华天软件则在石油化工静设备的设计制造一体化和三维数据长期存档方面，闯出一条新路

4.18. 中望公司在2010年收购了美国一家三维CAD软件公司，多年发展下来，逐渐呈现出积极的化学反应

4.19. 2021年3月，广州中望龙腾软件公司在上海证券交易所科创板成功上市，成为国内CAD软件厂家中的第一家上市公司

• 4.19.1. 是中国工业软件历史上破天荒的大事，意味着资本的目光，开始转向工业软件公司

5. 三维CAD软件时代

5.1. 七大关键领域中，三维CAD软件代表了数字化设计技术的发展方向，话筒传递到了三维CAD软件手中

5.2. 到了三维CAD软件时代，有两件事情发生了根本性的变化

• 5.2.1. 一个是技术，一个是市场

• 5.2.2. 三维CAD软件的技术门槛是相当高的

• 5.2.3. 建模技术、几何造型技术、渲染技术等多种深度基础技术，再加持强大的系统设计能力和产品化能力，才有可能走向市场

• 5.2.4. 需要基础科学的高端人才、密集的劳动、长期的投入

5.3. 面临着三座大山：高端成熟的软件、盗版的低成本软件，以及大量国外厂商带来的“外资狼群”​

5.4. 随着对三维设计的要求越来越高，波音对国内转包生产零部件的要求也越来越高，数据包必须用模型传递，而国内的软件完全不能满足这种要求

5.5. 中国工业软件被强行平仓，从供应商目录中直接被抹掉

• 5.5.1. 这是加入WTO之后被冲垮的一个最典型的稚嫩行业

5.6. 国内仍留有三维CAD软件的火种，如广州中望、华天软件和数码大方等，正在抓住当前值得珍惜的发展机会