假設我們不能夠得到西方發(fā)達國家的工業(yè)軟件的支持，我們的工業(yè)發(fā)展會面臨什么情況？

今天談工業(yè)軟件的自主研發(fā)，更多的是在一個國際關系激烈變化的大背景下而言的。其緊迫性和重要性體現(xiàn)在：假設我們不能夠得到西方發(fā)達國家的工業(yè)軟件的支持，我們的工業(yè)發(fā)展會面臨什么情況？

這確實是一個不堪想象的問題，尤其是復雜制造業(yè)，如航空行業(yè)、汽車行業(yè)，離開國外的工業(yè)軟件，設計工作基本是不可能的事情。這也意味著，在復雜的制造業(yè)領域，沒有國外的工業(yè)軟件的支持，整個產(chǎn)品開發(fā)工作都沒有辦法開展。嚴重到這種程度，確實可以稱得上是“卡脖子”。
中國應該有自己的工業(yè)軟件戰(zhàn)略，作為一個制造業(yè)的大國，這是自然不過的事情。但中國自主工業(yè)軟件的關鍵突破口在哪里？這是一個工業(yè)軟件發(fā)展戰(zhàn)略必須考慮的問題。本文就中國制造業(yè)發(fā)展工業(yè)軟件的關鍵談一些個人看法。 

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工業(yè)軟件關鍵在CAD

當前國家對于工業(yè)軟件非常重視，但對于什么是工業(yè)軟件，各界卻沒有達成完全一致的意見。很多機構從各自的立場出發(fā)給出了什么是工業(yè)軟件的看法，眾說紛紜，莫衷一是。在此，筆者無意對什么是工業(yè)軟件發(fā)表自己的看法。
但筆者覺得，無論以何種方式去劃分工業(yè)軟件，CAD作為工業(yè)軟件的關鍵，其地位是不可動搖的。正是因為這樣，筆者認為，我國自主工業(yè)軟件的關鍵突破口在CAD技術?；蛘叻催^來說，只有突破了CAD技術，才是真正的工業(yè)軟件的突破。
首先，從國際主流CAD廠家的數(shù)據(jù)來看，CAD工具軟件在PLM領導廠商收入中占重要部分。
圖一所示是CIMdata提供的2018年各PLM廠商的收入數(shù)據(jù)，可以看到管理型軟件協(xié)同產(chǎn)品定義管理（collaborative Product Definition management，cPDm）占的比重在幾家主流PLM廠商——如達索、西門子等——都非常低，而CAD工具類的軟件收入都占了這些廠家的非常重要的部分。這說明從全球范圍來看，CAD在整個制造業(yè)中占了非常重要的位置。

圖一：2018年各PLM廠商的收入

數(shù)據(jù)來源：CIMdata《2019 China PMIF-Market Analysis Results》

就我國國內(nèi)情況而言，情勢更為明顯。根據(jù)e-works的報告，CAD工具在2018年占比達到34.2%，再加上與CAD密切相關的仿真分析工具占比25.9%，可見工具型軟件在中國的應用是相當普遍的。

圖二：2018年中國主流PLM市場的構成
來源：e-works《中國PLM市場概覽》

以上還只是就統(tǒng)計數(shù)據(jù)而言。實際情況我想在PLM圈里的應該都比較清楚：自從上世紀90年代中期PDM引入國內(nèi)，經(jīng)過二十多年的發(fā)展，實際應用效果、推廣程度都不太理想。作為一個管理平臺，無論稱之為PDM、PLM抑或cPDm，在中國制造業(yè)迄今為止，其應用都差強人意，推廣應用的范圍都相當有限。
但CAD卻不一樣，今天的制造業(yè)離開了CAD，幾乎無法開展工作。如汽車行業(yè)，每個整車廠動輒幾百、幾千甚至上萬的設計工程師，每個人都需要用到CAD開展設計工作。由于各種原因，以上統(tǒng)計數(shù)據(jù)還沒有真正把這一龐大的實際用戶數(shù)盡數(shù)包含進去。
總之，這是一個數(shù)量十分龐大的離開CAD工具沒法工作的群體。這還只是說到了直接影響到的工作崗位，實際上，設計工程師沒法開展設計工作，下游的制造、采購、物流的工作也無從談起，那么間接影響到的人員數(shù)量就更為巨大。
其次，從軟件的特性來看，CAD工具也是當之無愧的關鍵的關鍵。
制造業(yè)應用到其業(yè)務中的軟件有工具型軟件和管理型軟件。相對于管理型軟件，工具型軟件更容易產(chǎn)品化、商品化，成為標準的商業(yè)軟件。而管理型軟件則相對困難得多，因為各企業(yè)文化差異大、管理差異大，用一套模式去套往往很難。
正是基于這樣的原因，工具型軟件對制造企業(yè)的幫助往往立竿見影，而管理型商業(yè)套裝軟件則往往捉襟見肘，往往在犧牲掉很多需求的情況下遷就商業(yè)套裝軟件的模式，其效果自然大打折扣，并且可取代性也較高。
上面說到的PLM是如此，即使全球最成功的應用軟件SAP，其實施雖然比PDM/PLM要好得多，但這方面的制約也是顯而易見的。從開發(fā)的特性來看，這種管理性平臺，無論業(yè)務多么復雜，我們是可以在較短時間內(nèi)開發(fā)出企業(yè)能夠使用的平臺的。
其所需要的技能或者專業(yè)人才是兩類，第一類是能夠把管理需求迅速進行結構化整理、形成業(yè)務方案的顧問性人才，第二類是軟件架構師。有了這兩類人才，管理型軟件的開發(fā)就不是瓶頸。
但工具型軟件，尤其是CAD軟件則不是這樣的，如果沒有足夠的三維技術的積累，沒有大量設計工程師浸入式參與、迭代，是不可能在短時間內(nèi)開發(fā)出來的。
總之，管理型軟件一般本來需要差異化實施，在較短時間內(nèi)按照企業(yè)管理要求開發(fā)出來是可能的；而CAD這種工具型軟件通用化較高，但所需要的技術積累較多，短時間開發(fā)出來并不容易。
第三，制造業(yè)中，雖然CAD、仿真軟件、CAM等都是工具型軟件，但CAD是源頭。
仿真工具、CAM工具等往往嚴重依賴CAD技術。當沒有CAD的時候，CAE、CAM等很難獨立發(fā)揮作用。而有了CAD，則CAE、CAM等工具的開發(fā)則不會存在根本性的障礙。
如CAE軟件，不同行業(yè)、甚至同一行業(yè)不同領域，其差異化都非常大，因此我們可以看到CAE的市場細分很厲害，有很多國內(nèi)的公司在這些細分市場都有不俗的表現(xiàn)。這一事實也印證了上述觀點。
第四，從智能制造的發(fā)展來看，智能制造涉及到的很多新概念、新方法等都與CAD有關。
如創(chuàng)成式設計與增材制造就是典型。這一新的設計與制造方法打破了傳統(tǒng)的可制造性束縛，其意義不僅僅是體現(xiàn)在設計、制造本身，而且會給物流、售后帶來根本性的改變，其帶給制造業(yè)的革命性意義不言而喻。
但創(chuàng)成式設計核心還是在CAD以及基于CAD的仿真應用?？梢哉f，沒有三維技術的支持，就談不上面向未來的制造業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展。
綜上所述，無論從目前國內(nèi)的應用現(xiàn)狀，還是軟件本身的特性以及未來智能制造的發(fā)展，CAD工具都有著十分基礎性的作用。沒有自主的CAD技術，就談不上自主的工業(yè)化軟件。

02

國際主流CAD廠商發(fā)展史回顧