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澎湃新闻专题报道|突围CAD行业壁垒,华天软件坚守自主国产品牌之路

2021-11-26

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       十四五以来,工业软件、基础研究“从0到1”、突破“卡脖子”核心技术等话题在行业频频引起热议、备受关注。

       随着“中国制造2025”不断推进深化,制造企业也加快实施转型升级,通过实现智能制造以谋求更大发展。然而,想要真正实现“智造”,除了智能装备等硬件的发展,更需要核心“大脑”的升级——而这颗“大脑”,就是以CAD软件为代表的一系列工业软件。

       作为工业软件的支柱性技术之一,CAD软件处于整个行业链条的最上游的位置,在航空航天、汽车、机械、模具、电子等重要制造领域都有着广泛而关键的应用。因此,CAD软件的国产化程度对于“智”造强国的实现至关重要。

      但是,国产自主化CAD的发展并非一帆风顺,在国外品牌的强势挤压之下,国产CAD发展道阻且艰。守得云开见月明。几十年来,华天软件等一批领军国产CAD软件企业始终深耕CAD领域,不断坚守创新,如今终于迈入了阶段性成果的收获期。

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内忧外困下国产CAD路在何方?

       其实,国产CAD拥有一个本还不错的起点。中国软件产业自上世纪八十年代起步,乘改革开放东风,得到了迅速发展的机会。“863 计划”催生了一批本土CAD企业的诞生,在早期的国产软件市占率曾达25%。

       但好景不长,伴随发达工业成长起来的国外CAD软件携技术优势与市场先发优势不断侵蚀着国产CAD软件的市场空间,并且随之而来的盗版盛行,免费的价格以及良好的用户体验让国产CAD厂商生产空间被大幅挤压,一些知名国产CAD品牌逐渐消失。

      内忧外困之下,国产CAD企业也纷纷寻觅突围之法,并出现了两种截然不同的倾向:一种是在国外基础架构上进行二次研发,以及合作的方式来进军CAD市场。这种方式确实可以保证与主流标准的兼容性、更容易打开市场,但同时无法摆脱对国外技术的高度依赖,导致难以在世界市场中长期维持地位,更妄论突围和超越。

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      第二种则是为数不多的几个国产厂商,坚持完全自主研发,走国产自主化的道路;一旦成功研发出自主化的CAD软件,将不再受制于人,并且获得难以复制的领先优势以及核心竞争力。

      是固守成规还是勇敢突围?在长时间与国外企业的博弈中,国产CAD研发厂商逐渐意识到,一定要坚定不移地走自主创新的道路,才能突破行业壁垒。

国产自主CAD品牌的突围之路

      中国制造要崛起,要从自主研发入手,那么以CAD为代表的基础工业设计软件绝不能受制于人。

      可是CAD的研发难度大、周期长,采用自主研发的核心技术意味着从0开始,对已经积累多年的研发成果的推倒重来,并且还要面临着更大不确定性,一旦失败也可能导致企业面临更大的风险。

      值得庆幸的是,国内仍有众多有责任感和使命感的企业始终坚守在CAD自研的道路上,如华天软件,早在数十年前就着力于研发国产CAD自主内核,并成功推出了真正国产化的CAD软件。在董事长杨超英的带领下,华天软件坚定地走上了一条国产自主化突围之路。

      上世纪80年代,时为山东工业大学(现山东大学)机械设计教研室一名青年老师的杨超英,就已经萌生了开发一套基于Autocad的机械CAD图形库的想法。随后,系里成立了CAD研究室。为方便经营,他们又在山东工业大学科技开发公司旗下组建了CAD工程部,由杨超英负责。1993年,在工程部的基础上,浪潮CAD公司正式成立,公司由山东工业大学控股,继续使用浪潮品牌,这家公司就是华天软件的前身。

      随着我国工业制造的快速发展,二维CAD已经满足不了市场的需求。于是,杨超英开始将目光投向三维CAD。三维CAD系统,不仅是工业核心研发数据的源头,更能将产品数据贯穿企业全业务流程的其他环节。

       当时的国产三维CAD领域现状并不乐观,在国外三维CAD软件垄断下,我国的技术自主创新以及信息和知识产权安全受到严重威胁。但功夫不负有心人。2009年,杨超英团队终于成功研发出拥有自主知识产权的三维CAD,打破了国外垄断。这款三维CAD命名为SINOVATION,Sino代表“中国、东方”, innovation代表“创新”,取义“中国创新”。

       SINOVATION的诞生,不仅在技术服务上符合本土企业的需求,同时为石化、模具等行业提供CAD深度定制开发、服务经验,同时也扩大了我国具有自主知识产权的软件产品的国际影响力。

      在十几年的潜心钻研下,华天软件团队先后研发了多款具有自主知识产权的软件。其中国产自主三维CAD软件SINOVATION已经从1.0发展到10.0,还成功研发了PLM-INFORCENTER产品全生命周期管理平台,三维可视化浏览器SView和国内首款、完全自主的基于云架构的三维CAD平台CrownCAD。

      这是一代科研人员,在国产工业软件上的一次圆梦。正如杨超英所说,“当中国制造走向中国创造的时候,一定需要自己的工业软件,这就是我们坚持要做国产工业软件的一个初衷”。

     CAD的国产化之路也是我国工业软件发展的缩影。纵观华天软件的CAD自主国产化的过程,从设计到制造,再到管理流程循序渐进,从二维CAD二次开发、自主二维CAD、自主三维CAD再到自主云CAD,用自有专利技术构建国产工业软件的“中国芯”硬核,构建良好的工业软件共赢互利生态环境,这也将是未来国产工业软件蓬勃发展的必由之路。

迎来CAD领域发展“春风”

       30年来,计算机技术和CAD基础理论的每次重大进展,带动了数字化设计与制造水平的提升和产业格局的调整。正是这种不断地促进,才造就了如今CAD产业的兴旺与繁荣,促进了工业的高速发展,也使得越来越多的人认识到CAD是一种巨大的生产力。

      政策是行业的风向标。近年来一系列政策的出台,让国家层面对CAD的重视肉眼可见:

      2021年2月初,科技部发布《关于对“十四五”国家重点研发计划首批重点专项2021年度项目申报指南征求意见的通知》,工业软件首次入选国家重点研发计划重点专项。

      3月发布的“十四五”规划中,强调了制造业高端化的自主可控加强工业软件研发应用。

      同年4月26日,工业和信息化部信息技术发展司副司长王建伟在某次论坛上表示,工信部将着力突破CAD、CAE等工业软件,推进操作系统与芯片、数据库、中间件及各类应用软件的集成、适配、优化,引导企业提升产品化发展能力。

       政策的密集出台,标志着以CAD为代表的工业软件已成为国家科技领域最高级别的战略部署之一,整个产业将更加独立地成板块、成体系发展,相关的财政资金的投入也有望成为撬动社会资本的杠杆。

      除了政策支持之外,真实的复杂应用场景也倒逼工业软件的应用落地。在早期的航天领域,使用的都是国外的工业软件。这些软件能够支持航天任务的全部过程,包括设计、测试、发射、运行和任务应用等。

      现阶段,越来越多制造业企业主动选择国产CAD软件,如今国产CAD已覆盖航天、汽车制造、船舶等领域,实力已有明显提升,市场的占有率也在逐渐提高。

       笔者从一家散热器企业技术部了解到:“国产三维CAD这几年的进步很大。我们去年开始使用国产三维CAD软件SINOVATION进行产品设计,研发效率获得了大幅提升。国产软件性价比高,我们常用的三维CAD基础建模模块,它用起来很顺手,钣金特色模块对研发帮助很大,而且国产厂商提供的服务非常及时。国产三维CAD,可以成为我们设计信赖的好工具了。”

       工业软件是“用”出来的,在中国企业自主创新的发展旅程中,必然与中国制造业相伴而生,才能打磨出国产CAD的易用性和领先性。

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应用全生命周期,基于“云”开辟研发新赛道

新的“风暴”已经出现——

        现阶段,传统的三维CAD软件已经不能完全满足中国制造业的创新发展需求。随着互联网、云计算发展,全球也出现了工业软件在线化和云化的新趋势。CAD逐渐由传统的单机模式向基于Web和云计算模式转变,设计方式也由单人离线设计向多人在线协同设计转变。

       但这场“风暴”,是挑战,同时也是蓝海,是目前国产工业软件需要抓住来自互联网时代的机遇。正因如此,国内工业软件公司得到了逆袭机会,不断寻找新的突破点,积极筹划进入资本市场,希望能获取大量资金,加大投入,尽快跨入与国外CAD厂商平起平坐的第一阵营。

       时势造英雄,面对时代的呼唤,这时需要更多的有志之士,敢于用时代的技术,开发时代的产品,以满足时代的需求,创造时代价值。

       在努力追赶国际先进水平多年后,华天软件国内首款完全自主可控的新一代基于云架构的三维CAD产品——CrownCAD于2021年9月正式,将“工业大脑”搬上云端。

         CrownCAD团队带头人梅敬成博士表示,在创新方面,CrownCAD走在了行业的前列。CrownCAD提供了完全自主研发的两大CAD核心技术:三维几何建模引擎DGM和几何约束求解器DCS,而三维几何建模引擎是三维CAD软件的核心和基础组成部分。

      由于CrownCAD具备上述独特优势,面对大型模型“转不动”、协同设计“缺平台”的问题,同样有了“良方”。如今越来越受到高端制造企业的重视。

      例如,中国航天一院正采用CrownCAD开展航天产品的数字化协同设计,对某典型型号中典型舱段结构产品进行三维几何造型的测试验证设计。CrownCAD提供的三维实体参数化建模、自由曲面造型、部件装配、团队协作等功能较好地满足了航天产品特征造型需求。

       此外,华天软还与上航公司成立了“联合研发中心”。上航公司对CrownCAD的“数据交换、模型创建”、“基于唯一数据源的协同设计”、“基于服务器的大型场景渲染”给予了积极的评价。

       除了在高端设计领域“乘风破浪”,对于中小企业来说,CrownCAD提供设计到研发管理的一体化解决方案,在实现性价比最优的国产三维CAD软件的同时,满足中小企业的正版化需求,促进其创新和转型升级。

      在生态合作共赢方面,CrownCAD也取得了优异的成绩可以和 CAE/CAM/BIM领域的开发者实现合作共赢,已经在两家头部企业应用。

      这也进一步证明,国产工业软件恪守着科技攻关要坚持问题导向,奔着最紧急、最紧迫的问题去,从国家急迫需要和长远需求出发,必能在软件领域自立自强中发挥引领作用。

      新征程赋予新使命,新使命呼唤新作为。以华天软件为代表,中国工业软件领域正在通过沉潜下来投身科研攻关,而实现技术上、商业上的一次又一次突围;相信在以华天软件为代表的优秀科研企业的努力下,中国在工业软件领域能够实现自立自强、甚至勇立世界工业软件蓝海的潮头。


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