十四五以來，工業軟體、基礎研究“從０到１”、突破“卡脖子”核心技術等話題在行業頻頻引起熱議、備受關注。隨著“中國製造2025”不斷推進深化，製造企業也加快實施轉型升級，透過實現智慧製造以謀求更大發展。然而，想要真正實現“智造”，除了智慧裝備等硬體的發展，更需要核心“大腦”的升級——而這顆“大腦”，就是以CAD軟體為代表的一系列工業軟體。
作為工業軟體的支柱性技術之一，CAD軟體處於整個行業鏈條的最上游的位置，在航空航天、汽車、機械、模具、電子等重要製造領域都有著廣泛而關鍵的應用。因此，CAD軟體的國產化程度對於“智”造強國的實現至關重要。但是，國產自主化CAD的發展並非一帆風順，在國外品牌的強勢擠壓之下，國產CAD發展道阻且艱。守得雲開見月明。幾十年來，華天軟體等一批領軍國產CAD軟體企業始終深耕CAD領域，不斷堅守創新，如今終於邁入了階段性成果的收穫期。
內憂外困下國產CAD路在何方？
其實，國產CAD擁有一個本還不錯的起點。中國軟體產業自上世紀八十年代起步，乘改革開放東風，得到了迅速發展的機會。“863 計劃”催生了一批本土CAD企業的誕生，在早期的國產軟體市佔率曾達25%。但好景不長，伴隨發達工業成長起來的國外CAD軟體攜技術優勢與市場先發優勢不斷侵蝕著國產CAD軟體的市場空間，並且隨之而來的盜版盛行，免費的價格以及良好的使用者體驗讓國產CAD廠商生產空間被大幅擠壓，一些知名國產CAD品牌逐漸消失。內憂外困之下，國產CAD企業也紛紛尋覓突圍之法，並出現了兩種截然不同的傾向：一種是在國外基礎架構上進行二次研發，以及合作的方式來進軍CAD市場。這種方式確實可以保證與主流標準的相容性、更容易開啟市場，但同時無法擺脫對國外技術的高度依賴，導致難以在世界市場中長期維持地位，更妄論突圍和超越。
第二種則是為數不多的幾個國產廠商，堅持完全自主研發，走國產自主化的道路；一旦成功研發出自主化的CAD軟體，將不再受制於人，並且獲得難以複製的領先優勢以及核心競爭力。是固守成規還是勇敢突圍？在長時間與國外企業的博弈中，國產CAD研發廠商逐漸意識到，一定要堅定不移地走自主創新的道路，才能突破行業壁壘。
國產自主CAD品牌的突圍之路
中國製造要崛起，要從自主研發入手，那麼以CAD為代表的基礎工業設計軟體絕不能受制於人。可是CAD的研發難度大、週期長，採用自主研發的核心技術意味著從0開始，對已經積累多年的研發成果的推倒重來，並且還要面臨著更大不確定性，一旦失敗也可能導致企業面臨更大的風險。值得慶幸的是，國內仍有眾多有責任感和使命感的企業始終堅守在CAD自研的道路上，如華天軟體，早在數十年前就著力於研發國產CAD自主核心，併成功推出了真正國產化的CAD軟體。
在董事長楊超英的帶領下，華天軟體堅定地走上了一條國產自主化突圍之路。上世紀80年代，時為山東工業大學（現山東大學）機械設計教研室一名青年老師的楊超英，就已經萌生了開發一套基於Autocad的機械CAD圖形庫的想法。隨後，系裡成立了CAD研究室。為方便經營，他們又在山東工業大學科技開發公司旗下組建了CAD工程部，由楊超英負責。1993年，在工程部的基礎上，浪潮CAD公司正式成立，公司由山東工業大學控股，繼續使用浪潮品牌，這家公司就是華天軟體的前身。隨著我國工業製造的快速發展，二維CAD已經滿足不了市場的需求。於是，楊超英開始將目光投向三維CAD。三維CAD系統，不僅是工業核心研發資料的源頭，更能將產品資料貫穿企業全業務流程的其他環節。當時的國產三維CAD領域現狀並不樂觀，在國外三維CAD軟體壟斷下，我國的技術自主創新以及資訊和智慧財產權安全受到嚴重威脅。但功夫不負有心人。2009年，楊超英團隊終於成功研發出擁有自主智慧財產權的三維CAD，打破了國外壟斷。這款三維CAD命名為SINOVATION，Sino代表“中國、東方”， innovation代表“創新”，取義“中國創新”。SINOVATION的誕生，不僅在技術服務上符合本土企業的需求，同時為石化、模具等行業提供CAD深度定製開發、服務經驗，同時也擴大了我國具有自主智慧財產權的軟體產品的國際影響力。在十幾年的潛心鑽研下，華天軟體團隊先後研發了多款具有自主智慧財產權的軟體。
其中國產自主三維CAD軟體SINOVATION已經從1。0發展到10。0，還成功研發了PLM-INFORCENTER產品全生命週期管理平臺，三維視覺化瀏覽器SView和國內首款、完全自主的基於雲架構的三維CAD平臺CrownCAD。這是一代科研人員，在國產工業軟體上的一次圓夢。正如楊超英所說，“當中國製造走向中國創造的時候，一定需要自己的工業軟體，這就是我們堅持要做國產工業軟體的一個初衷”。CAD的國產化之路也是我國工業軟體發展的縮影。
縱觀華天軟體的CAD自主國產化的過程，從設計到製造，再到管理流程循序漸進，從二維CAD二次開發、自主二維CAD、自主三維CAD再到自主雲CAD，用自有專利技術構建國產工業軟體的“中國芯”硬核，構建良好的工業軟體共贏互利生態環境，這也將是未來國產工業軟體蓬勃發展的必由之路。
迎來CAD領域發展“春風”
30年來，計算機技術和CAD基礎理論的每次重大進展，帶動了數字化設計與製造水平的提升和產業格局的調整。正是這種不斷地促進，才造就瞭如今CAD產業的興旺與繁榮，促進了工業的高速發展，也使得越來越多的人認識到CAD是一種巨大的生產力。
政策是行業的風向標。近年來一系列政策的出臺，讓國家層面對CAD的重視肉眼可見：2021年2月初，科技部發布《關於對“十四五”國家重點研發計劃首批重點專項2021年度專案申報指南征求意見的通知》，工業軟體首次入選國家重點研發計劃重點專項。3月釋出的“十四五”規劃中，強調了製造業高階化的自主可控加強工業軟體研發應用。同年4月26日，工業和資訊化部資訊科技發展司副司長王建偉在某次論壇上表示，工信部將著力突破CAD、CAE等工業軟體，推進作業系統與晶片、資料庫、中介軟體及各類應用軟體的整合、適配、最佳化，引導企業提升產品化發展能力。政策的密集出臺，標誌著以CAD為代表的工業軟體已成為國家科技領域最高級別的戰略部署之一，整個產業將更加獨立地成板塊、成體系發展，相關的財政資金的投入也有望成為撬動社會資本的槓桿。
除了政策支援之外，真實的複雜應用場景也倒逼工業軟體的應用落地。在早期的航天領域，使用的都是國外的工業軟體。這些軟體能夠支援航天任務的全部過程，包括設計、測試、發射、執行和任務應用等。現階段，越來越多製造業企業主動選擇國產CAD軟體，如今國產CAD已覆蓋航天、汽車製造、船舶等領域，實力已有明顯提升，市場的佔有率也在逐漸提高。筆者從一家散熱器企業技術部瞭解到：“國產三維CAD這幾年的進步很大。我們去年開始使用國產三維CAD軟體SINOVATION進行產品設計，研發效率獲得了大幅提升。國產軟體價效比高，我們常用的三維CAD基礎建模模組，它用起來很順手，鈑金特色模組對研發幫助很大，而且國產廠商提供的服務非常及時。國產三維CAD，可以成為我們設計信賴的好工具了。”工業軟體是“用”出來的，在中國企業自主創新的發展旅程中，必然與中國製造業相伴而生，才能打磨出國產CAD的易用性和領先性。
應用全生命週期，基於“雲”開闢研發新賽道
新的“風暴”已經出現——現階段，傳統的三維CAD軟體已經不能完全滿足中國製造業的創新發展需求。隨著網際網路、雲計算發展，全球也出現了工業軟體線上化和雲化的新趨勢。CAD逐漸由傳統的單機模式向基於Web和雲計算模式轉變，設計方式也由單人離線設計向多人線上協同設計轉變。但這場“風暴”，是挑戰，同時也是藍海，是目前國產工業軟體需要抓住來自網際網路時代的機遇。正因如此，國內工業軟體公司得到了逆襲機會，不斷尋找新的突破點，積極籌劃進入資本市場，希望能獲取大量資金，加大投入，儘快跨入與國外CAD廠商平起平坐的第一陣營。
時勢造英雄，面對時代的呼喚，這時需要更多的有志之士，敢於用時代的技術，開發時代的產品，以滿足時代的需求，創造時代價值。在努力追趕國際先進水平多年後，華天軟體國內首款完全自主可控的新一代基於雲架構的三維CAD產品——CrownCAD於2021年9月正式，將“工業大腦”搬上雲端。CrownCAD團隊帶頭人梅敬成博士表示，在創新方面，CrownCAD走在了行業的前列。CrownCAD提供了完全自主研發的兩大CAD核心技術：三維幾何建模引擎DGM和幾何約束求解器DCS，而三維幾何建模引擎是三維CAD軟體的核心和基礎組成部分。由於CrownCAD具備上述獨特優勢，面對大型模型“轉不動”、協同設計“缺平臺”的問題，同樣有了“良方”。
如今越來越受到高階製造企業的重視。例如，中國航天一院正採用CrownCAD開展航天產品的數字化協同設計，對某典型型號中典型艙段結構產品進行三維幾何造型的測試驗證設計。CrownCAD提供的三維實體引數化建模、自由曲面造型、部件裝配、團隊協作等功能較好地滿足了航天產品特徵造型需求。此外，華天軟還與上航公司成立了“聯合研發中心”。上航公司對CrownCAD的“資料交換、模型建立”、“基於唯一資料來源的協同設計”、“基於伺服器的大型場景渲染”給予了積極的評價。
除了在高階設計領域“乘風破浪”，對於中小企業來說，CrownCAD提供設計到研發管理的一體化解決方案，在實現價效比最優的國產三維CAD軟體的同時，滿足中小企業的正版化需求，促進其創新和轉型升級。在生態合作共贏方面，CrownCAD也取得了優異的成績可以和 CAE/CAM/BIM領域的開發者實現合作共贏，已經在兩家頭部企業應用。這也進一步證明，國產工業軟體恪守著科技攻關要堅持問題導向，奔著最緊急、最緊迫的問題去，從國家急迫需要和長遠需求出發，必能在軟體領域自立自強中發揮引領作用。
新徵程賦予新使命，新使命呼喚新作為。以華天軟體為代表，中國工業軟體領域正在透過沉潛下來投身科研攻關，而實現技術上、商業上的一次又一次突圍；相信在以華天軟體為代表的優秀科研企業的努力下，中國在工業軟體領域能夠實現自立自強、甚至勇立世界工業軟體藍海的潮頭。
