本文源自《財(cái)經(jīng)國家周刊》

作為工業(yè)軟件皇冠的“明珠”之一，從上世紀(jì)60年代至今，CAD（Computer Aided Design，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）軟件實(shí)現(xiàn)了從手工畫圖到數(shù)字化設(shè)計(jì)的演進(jìn)，如今已成為不容忽視的關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)，支撐了千萬億產(chǎn)值的制造業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)。

進(jìn)入“十四五”時(shí)期，我國堅(jiān)持自主可控、安全高效，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)高級(jí)化、產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化，保持制造業(yè)基本穩(wěn)定，增強(qiáng)制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，加之知識(shí)產(chǎn)權(quán)的日益完善等，國產(chǎn)三維CAD軟件開始在自主創(chuàng)新上八仙過海各顯神通。

目前，在制造業(yè)領(lǐng)域中，三維CAD已經(jīng)得到了普遍的應(yīng)用。過去幾十年里，主流三維CAD幾乎都產(chǎn)生于歐美，幾大國際巨頭占據(jù)全球絕大部分市場(chǎng)份額，國產(chǎn)三維CAD軟件在國內(nèi)市場(chǎng)的份額不足5%，突破發(fā)展困境，迫在眉睫。

從哪條路徑實(shí)現(xiàn)突圍？新迪數(shù)字董事長(zhǎng)葉修梓從事三維CAD技術(shù)研究和軟件開發(fā)有30多年時(shí)間，在他看來，中國工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)或許可以借鑒“高鐵模式”。

???三維CAD：制造業(yè)數(shù)字化的關(guān)鍵支點(diǎn)

工業(yè)基礎(chǔ)軟件主要包括電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（CAD）、產(chǎn)品仿真分析（CAE）等。其中，三維CAD是企業(yè)產(chǎn)品數(shù)字化的源頭，三維CAD設(shè)計(jì)的產(chǎn)出物是三維數(shù)字化模型。二維CAD軟件的產(chǎn)出物是一個(gè)平面圖紙，并不是現(xiàn)實(shí)物理世界真正產(chǎn)品的模型描述；而三維CAD可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

在我國的工業(yè)制造企業(yè)中，以三維CAD軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)建模工作已十分普遍。葉修梓認(rèn)為，如果說制造強(qiáng)國的基礎(chǔ)就是產(chǎn)品正向創(chuàng)新設(shè)計(jì)，那么產(chǎn)品正向創(chuàng)新設(shè)計(jì)的首要工具就是三維CAD軟件。

運(yùn)用三維CAD軟件所創(chuàng)建的產(chǎn)品三維幾何模型，是后續(xù)所有產(chǎn)品數(shù)字化應(yīng)用（仿真分析、工藝設(shè)計(jì)、數(shù)控加工、產(chǎn)品裝配、采購檢驗(yàn)、維護(hù)服務(wù)、市場(chǎng)營(yíng)銷等）的數(shù)據(jù)源頭，三維CAD是企業(yè)數(shù)字化的關(guān)鍵支點(diǎn)，支撐的是千萬億產(chǎn)值的制造業(yè)運(yùn)轉(zhuǎn)。

國際上三維CAD技術(shù)起步于上世紀(jì)六七十年代，從八十年代開始商業(yè)化開發(fā)，經(jīng)過四十多年的迭代發(fā)展，形成了以達(dá)索、西門子、PTC等少數(shù)幾家主流廠商為主的全球三維CAD軟件市場(chǎng)格局。

在國內(nèi)，上世紀(jì)八十年代曾出現(xiàn)過一次三維CAD技術(shù)研究熱潮，但由于沒有成功實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，加之其他各種原因，最終曇花一現(xiàn)，殊為可惜。2000年以后，國外三維CAD軟件涌入國內(nèi)市場(chǎng)，逐漸形成壟斷，而國產(chǎn)三維CAD產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢。

葉修梓表示，國產(chǎn)三維CAD產(chǎn)業(yè)的真正起步和發(fā)展也就在近二十年，目前的市場(chǎng)占有率尚不足5％，存在卡脖子的極大風(fēng)險(xiǎn)。所以，迫切需要打造中國自己的三維CAD軟件，打好制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的基礎(chǔ)。

那么，國產(chǎn)三維CAD軟件與國際領(lǐng)先水平相比到底差距在哪？

葉修梓說，國產(chǎn)工業(yè)軟件在某些特定應(yīng)用場(chǎng)景的功能開發(fā)比國外通用工業(yè)軟件可能要深入，但這只是點(diǎn)的突破，單點(diǎn)能力的突破與通用能力的突破，不是一個(gè)量級(jí)的概念。

他認(rèn)為，通用三維CAD軟件需要滿足的是千千萬萬個(gè)不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求，這是國產(chǎn)三維CAD軟件需要花大力氣努力的地方。按照國際業(yè)界對(duì)中端通用三維CAD和高端多學(xué)科三維CAD的定義，目前，國產(chǎn)中端通用三維CAD大概落后國外領(lǐng)先水平15年左右，國產(chǎn)高端多學(xué)科三維CAD還完全處于空白狀態(tài)。

不過，隨著中國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，軟件正版化、國產(chǎn)化浪潮掀起，加上國家政策的支持，國產(chǎn)三維CAD迎來前所未有的良好機(jī)遇，市場(chǎng)增長(zhǎng)潛力巨大。

???讓工程師都用上中國的三維CAD

1994年，美國SolidWorks公司開始起步。作為創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)成員之一，葉修梓當(dāng)時(shí)主要負(fù)責(zé)底層幾何建模算法的研究和開發(fā)。1997年，SolidWorks被達(dá)索系統(tǒng)公司買下，收購價(jià)格在當(dāng)時(shí)也是業(yè)內(nèi)天價(jià)了。

這次創(chuàng)業(yè)顯然是非常成功的，但是葉修梓開始思考下一次創(chuàng)業(yè)應(yīng)該在什么地方、以什么形式、做什么事情。思來想去，他覺得，中國人應(yīng)該要回到中國去做一點(diǎn)事情。

在創(chuàng)建SolidWorks之時(shí)，葉修梓等人的理想是，讓每一個(gè)工程師桌面上都有一個(gè)三維CAD軟件?；氐絿鴥?nèi)，他看到三維CAD軟件市場(chǎng)基本被國際軟件巨頭所壟斷，國際巨頭的三維CAD軟件價(jià)格昂貴，而國產(chǎn)三維CAD軟件差距很大，無法滿足用戶的需求。

所以，那時(shí)的他產(chǎn)生了一個(gè)念頭：要讓每個(gè)工程師都用上中國的三維CAD！這也正是他當(dāng)初回國創(chuàng)建新迪數(shù)字的初衷和愿景。

實(shí)際上，SolidWorks的成功是天時(shí)、地利、人和的結(jié)果。

早期，三維CAD軟件是在大型機(jī)、UNIX操作系統(tǒng)上開發(fā)的，一整套軟硬件設(shè)備最高時(shí)要近50萬美元，昂貴且不好用。到80年代后期，PTC開始在工作站上開發(fā)三維CAD軟件，把價(jià)格降到了十幾萬美元，但這仍是非常高的價(jià)格，用得起的企業(yè)少之又少。

不過，這一時(shí)期芯片技術(shù)發(fā)展很快，個(gè)人電腦的計(jì)算能力也越來越強(qiáng)，操作系統(tǒng)方面也出現(xiàn)了微軟這樣的企業(yè)，尤其是Windows 95的出現(xiàn)，不僅帶來了新的操作系統(tǒng)，還提供了比UNIX更加友好的用戶界面。于是葉修梓等人思考，把三維CAD從UNIX搬到Windows上、從大型機(jī)搬到個(gè)人電腦上，一套軟硬件設(shè)備下來價(jià)格不足1萬美元。這一舉措具有革命性意義，實(shí)現(xiàn)了三維CAD軟件的大眾化。

而且，當(dāng)時(shí)三維CAD產(chǎn)業(yè)鏈初步形成，新產(chǎn)品研發(fā)已不需要從零開始，在制造業(yè)市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大的情況下，他們這些從PTC、Computer Vision、Autodesk等知名CAD軟件公司出身以及從MIT等世界頂尖大學(xué)出身的技術(shù)人才和商業(yè)人才，成功推出了備受業(yè)界認(rèn)可的SolidWorks軟件。

葉修梓認(rèn)為，國產(chǎn)三維CAD軟件從SolidWorks的成功經(jīng)驗(yàn)中最值得學(xué)習(xí)的一點(diǎn)是：始終以用戶需求為導(dǎo)向，以解決用戶問題、提高用戶設(shè)計(jì)效率、降低用戶采購成本為目的，以此決定產(chǎn)品研發(fā)走向。

???“高鐵模式”：引進(jìn)、吸收、創(chuàng)新

與許多國產(chǎn)自主工業(yè)軟件嘗試自己寫代碼不同，新迪數(shù)字選擇引進(jìn)國外軟件的源代碼。2022年12月，新迪數(shù)字宣布引進(jìn)西門子公司三維CAD軟件 Solid Edge的源代碼和知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

葉修梓認(rèn)為，從第一行代碼開始全部都自己寫，就像現(xiàn)在造飛機(jī)每一個(gè)零件都由飛機(jī)公司自己造，不能說不可行，但是需要花大量時(shí)間和大量資金。而現(xiàn)在面臨的現(xiàn)實(shí)情況是——時(shí)間不等人。

他表示，沒有一個(gè)飛機(jī)公司是自己去制造每一個(gè)零件，它背后都有一個(gè)復(fù)雜的產(chǎn)業(yè)鏈在支撐。每一行代碼都自己來寫，想以此實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)工業(yè)軟件的自主振興，不只難度很大，而且基本不具有可行性。

“國產(chǎn)落后國外先進(jìn)水平一二十年，如果完全從零開始寫代碼，即使能夠研發(fā)出一個(gè)上世紀(jì)90年代SolidWorks水平的國產(chǎn)三維CAD軟件，又能怎樣呢？現(xiàn)在的用戶已經(jīng)在普遍使用世界上最成熟、最好用的軟件，誰愿意回到一二十年前水平的軟件呢？”他說，況且工程師的設(shè)計(jì)時(shí)間緊、任務(wù)重，三維CAD只是一個(gè)工具軟件，沒有用戶愿意純粹為了國產(chǎn)自主而犧牲產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。

更何況，三維CAD軟件的成熟需要經(jīng)歷一二十年的應(yīng)用場(chǎng)景打磨、行業(yè)知識(shí)積累、產(chǎn)品研發(fā)迭代，沒有一個(gè)三維CAD軟件是兩三年就能打磨成熟的。

“我們必須正視我們與國外工業(yè)軟件的發(fā)展水平存在相當(dāng)大差距，國產(chǎn)工業(yè)軟件的發(fā)展不能違背行業(yè)客觀規(guī)律?！比~修梓說。

國產(chǎn)工業(yè)軟件的突圍可能有多種不同模式，新迪數(shù)字的選擇是借鑒中國高鐵的發(fā)展模式——引進(jìn)一流技術(shù)、消化吸收、再創(chuàng)新，所以新迪數(shù)字引進(jìn)了西門子Solid Edge軟件的全部源代碼和知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

葉修梓認(rèn)為，引進(jìn)的一定要是國際一流水平、經(jīng)過廣泛驗(yàn)證、成熟好用的三維CAD軟件。如果引進(jìn)二三流水平的國外軟件源代碼再將其打造成一流產(chǎn)品，需要付出很大的成本，并具有很大的不確定性。

在他看來，引進(jìn)完成之后，新迪數(shù)字在國內(nèi)市場(chǎng)能夠迅速推出一款自主可控、國際一流的國產(chǎn)三維CAD軟件，將極大地改變我國三維CAD軟件市場(chǎng)被國外巨頭壟斷的局面，有助于產(chǎn)品正向創(chuàng)新設(shè)計(jì)，助力我國制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

引進(jìn)西門子Solid Edge源代碼只是起點(diǎn)。葉修梓說，新迪數(shù)字的目標(biāo)是要全面掌握其核心技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上，融合自己多年來積累的知識(shí)和技術(shù)，針對(duì)不同行業(yè)不同應(yīng)用場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)、持續(xù)創(chuàng)新、不斷提升。

???把“點(diǎn)”的突破連結(jié)成“面”的突破

當(dāng)前，不少三維CAD軟件都在做云化，這也是業(yè)內(nèi)公認(rèn)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。但葉修梓認(rèn)為，不同的行業(yè)、不同的對(duì)象，如何云化，要慎重考慮。

“云化不是說什么東西都一股腦上云，要合理利用端和云的計(jì)算及存儲(chǔ)資源，實(shí)現(xiàn)云+端高效協(xié)同?！比~修梓說。

他認(rèn)為，除了云化，國產(chǎn)三維CAD軟件行業(yè)還有諸多值得關(guān)注的發(fā)展趨勢(shì)。

首先，人工智能在三維CAD軟件領(lǐng)域的應(yīng)用會(huì)越來越普遍，前景樂觀，尤其是在用戶體驗(yàn)、智能化設(shè)計(jì)重用和行業(yè)知識(shí)應(yīng)用等方面。比如，新迪數(shù)字收購的源代碼中有一個(gè)用戶習(xí)慣導(dǎo)航模塊，它會(huì)根據(jù)大量的用戶習(xí)慣數(shù)據(jù)，來自動(dòng)推薦和導(dǎo)航下一步的功能菜單，提高用戶體驗(yàn)和設(shè)計(jì)效率?？梢灶A(yù)見，人工智能在三維CAD軟件中將得到越來越廣泛和深入的應(yīng)用。

其次，人機(jī)界面的變化或者交互手段的變化值得關(guān)注，比如AR、VR、超高清屏、多通道交互等。從CAD的角度，交互手段看上去技術(shù)含量不是很高，但對(duì)用戶的三維設(shè)計(jì)體驗(yàn)和效率提升會(huì)有很大影響。

再者，CAD和CAE的融合也是值得關(guān)注的一個(gè)趨勢(shì)。產(chǎn)品研發(fā)中，設(shè)計(jì)跟驗(yàn)證是交叉的，但設(shè)計(jì)工程師和仿真工程師在專業(yè)術(shù)語、數(shù)據(jù)、知識(shí)上都存在隔閡，設(shè)計(jì)工程師一般不懂仿真，仿真工程師也搞不懂設(shè)計(jì)，這會(huì)拖累研發(fā)效率。要想實(shí)現(xiàn)CAD、CAE的融合，就需要依靠技術(shù)手段，為設(shè)計(jì)、驗(yàn)證這一需要不斷重復(fù)循環(huán)的環(huán)節(jié)最大可能地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，從而提高效率、節(jié)約成本。

葉修梓表示，非常希望國內(nèi)同行能夠團(tuán)結(jié)起來、共同努力，把“點(diǎn)”的突破連結(jié)、發(fā)展成“面”的突破，以自主創(chuàng)新加快滿足國內(nèi)制造業(yè)發(fā)展需求，持續(xù)積累我國自己的行業(yè)自主化的知識(shí)技術(shù)，相互促進(jìn)，良性競(jìng)爭(zhēng)，共同把市場(chǎng)份額做大，把國產(chǎn)工業(yè)軟件做強(qiáng)，突破“卡脖子”困境。

生態(tài)方面，希望國內(nèi)同行能夠聯(lián)手起來，建立一個(gè)開放的技術(shù)和市場(chǎng)生態(tài)。工業(yè)軟件門類眾多，任何一家公司想把所有門類市場(chǎng)都“吃”下，是不可能的。新迪數(shù)字希望國內(nèi)同行、合作伙伴一起建設(shè)企業(yè)數(shù)字化軟件平臺(tái)與生態(tài)，打造國產(chǎn)三維CAD全鏈條數(shù)字化解決方案。

當(dāng)然，實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)三維CAD產(chǎn)業(yè)的振興，還需要人才、政策和資本的支持。葉修梓建議，人才方面，政府、高校和企業(yè)建立深度合作，深入了解行業(yè)人才需求，培養(yǎng)工業(yè)軟件高端人才。

政策方面，以能否解決企業(yè)需求、能否解決“卡脖子”問題、能否化解供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)為考量標(biāo)準(zhǔn)，來判斷國產(chǎn)工業(yè)軟件能否實(shí)現(xiàn)替代，并幫助自主可控、持續(xù)創(chuàng)新的國產(chǎn)軟件進(jìn)入制造企業(yè)應(yīng)用。

資本方面，提高工業(yè)軟件認(rèn)知水平，遏制短期投機(jī)擾亂行為，減少低水平重復(fù)建設(shè)，提高資本利用率，支持真正有核心技術(shù)的基礎(chǔ)工業(yè)軟件公司。