[转贴]：我国CAD软件产业亟待研究现状采取对策

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中国工程图学学会理事长 唐荣锡
　　在中国科协五届五次全委会议上听了中央领导温家宝、钱其琛副总理等领导同志的讲话，明确了我国要在参加世贸组织后的五年过渡期内加紧调整经济结构，用现代技术改造传统产业，同时发展高科技，实现产业化，努力占领科技制高点。这是难得的机遇，又是严峻的挑战。

　　我国广大制造业和工程建设业的技术发展方向是明确的，这就是用产品的数字化设计、制造、施工、管理一体化技术建立现代企业的新运行机制。由国家科委倡导和主持的"CAD应用工程"和863 CIMS主题已经实施了多年，卓有成效。但是，CAD软件产业的发展远远跟不上形势需要，存在不少深层次的问题。

　　中国工程图学学会的业务宗旨是研究工程图的绘制理论和技术。现在企业界要限期甩掉图板，全面转入CAD/CIMS集成化产品信息建模技术，学会理应全力投入这一历史性变革中，发挥作用。但是，又深感力不从心，亟待理顺很多内外关系。

一、Autodesk公司再次发难

　　1999年11月，即中美两国就中国进入世贸组织达成协议不久，美国Autodesk远东地区总裁高群耀博士向我国建设部所属设计院提出要求，所有大小设计院，都应配置设计员人数40%套数的正版AutoCAD绘图软件，AutoCAD R14每套4，900元人民币，LT版每套不到500元。其实早在1996年，针对知识产权，高群耀博士已经向机械工业部、航天工业部、建设部等建议，由政府部门出面，分摊销售一批AutoCAD正版软件。

　　当时建设部分摊到一万套，由于我国工程建设行业约有一万家各级设计院所，各家花费很少，所以并无异议，皆大欢喜，而这次要价太高，于是坚决抵制。

　　早在1988年，在国家计划委员会的支持下，在北京新技术产业开发实验区创建了中京工程设计软件技术公司，旨在群策群力，统筹解决工程设计行业的软件需求。另外，从1988年起，中国勘察设计协会工程设计计算机应用协会在建设部设计管理司和中国勘察设计协会的直接领导下，每隔2~3年举办一次全国工程设计优秀软件评选。至今已举办了5届，累计评出金奖、银奖、铜奖软件共500多项。

　　十年来中京公司自己有一支软件开发队伍，依靠其他业务的经营收入来维持软件开发的资金投入。这次又由中国化工勘察协会和计算机应用协会出面，组织了4家国产、2家国外绘图系统，进行选型评比，下决心疏远AutoCAD。

　　选择的国产系统是清华同方的MDS，北航海尔的CAXA，浙大大天的GS-2DDS和中京自己开发的一个原型系统；国外系统是Intergraph和Bentley公司的Microstation。

　　国外的工程建设业大公司，使用Intergraph和Bentley产品的居多，香港新机场的设计中，也用Microstation软件取代了AutoCAD。目前， 国内已有多套二维支撑系统，但因经费、版权管理等原因都未形成产品，产生效益。目前中京公司已为建设部职业资格注册中心开发了一套注册建筑师注册结构工程师计算机考试系统。其中已将其原型系统用在了这套软件中，其二维绘图功能是比较完善的。他们想在这套软件的基础上，进一步完善成为通用性绘图平台，公开源程序，让各大设计院分别添加本专业的出图功能，一劳永逸地解决绘图软件的知识产权问题。

二、从历史对比中统一认识

　　CAD软件产业的茁壮成长取决于五大要素：应用需求、技术积累、资金投入、队伍素质和运行机制。国际知名的CAD软件，数量上以美国最多，其次法国。但是就软件产业的成功率看，法国居榜首。

　　CAD的核心技术是用最简单、方便的操作来生成产品几何形状的精确数字定义并且实时显示其真实感图形。飞机、汽车的外形复杂，零、部件间的配合要求高，因此CAD技术的研究和软件开发首先是从飞机和汽车行业发展起来的。

　　美国的洛克希德公司从1974年起向市场推出了CADAM系统，成为70年代中至80年代末国际上最流行的第一代IBM主机版交互绘图系统。

　　麦道公司从1976年起开发Unigraphics系统，简称UG，至今仍是机械行业CAD/CAM的高端四大主流系统之一。

　　波音公司在1980~1985年孕育了TIGER系统，其中的NURBS曲面造型精髓被融进了当前最流行的两种CAD几何造型平台Parasolid和ACIS中。

　　通用汽车公司从60年代末至70年代中自己开发CADANCE系统，结果并不成功，但是从中培育了一个Fortran版小型软件包，含有二维绘图、曲面造型和数控加工编程等功能，称作AD2000，以后又升级为Anvil 4000。它的源程序卖给了CDC、Calma、Auto-trol等公司，有力推动了70年代末、80年代初的小型机CAD/CAM系统蓬勃发展。

　　法国雷诺汽车公司一位制造工程师贝齐埃在1962年52岁时提出了一种全新的数学方法，用于构造汽车自由曲面，举世闻名。由他领导研制的Unisurf曲面造型和UniAPT曲面加工系统，从1972年起应用于汽车外形打样和模具加工，为计算机辅助几何设计CAGD研究方向奠定了最初的坚实理论基础和正确的发展方向。

　　达索飞机公司在1975年花一百万美元买下了CADAM源程序，学习CADAM的技术诀窍，同时又发展贝齐埃曲面造型方法，自主开发了CATIA飞机外形设计和数控加工系统。

　　以上所有这些研究开发都是为本公司的飞机、汽车生产服务的，属于公司自身的正常业务，所以不存在从外界集资问题。但是所有这些CAGD理论研究和软件开发成果都走向社会，进入市场，得到发扬光大，为全世界范围的CAD软件产业大发展作好了充分的技术准备和人才准备。

　　需要补充一点，英国剑桥大学CAD实验室的Ian Braid在1973年完成了实体造型的博士论文。他和导师Charles Lang，以及同窗Alan Grayer都有很强的商业意识，1974年在剑桥买下了一幢小住宅楼，创办了Shape Data公司，并于1978年开发出第一代实体造型软件Romulus。1981年美国E&S公司买下Shape Data，着手开发美国版权的第二代产品Parasolid。1988年UG又买下Parasolid，将它融入UG集成系统中，并且将它变成一个实体和曲面造型通用几何平台，为其他CAD软件开发商提供高质量的、世界一流的几何造型核心功能。

　　1986年美国Spatial Technology公司再次找到Ian Braid等合作，开发了第三代面向对象的实体和曲面通用平台ACIS。产品名中的ACI是Alan Grayer，Charles Lang和Ian Braid的名字字首，S是Solid（实体）的字首。ACIS于1989年上市后，由于它的技术性能好，很多CAD厂商都用它替换了自己产品中的原有模块。1993年Autodesk与Spatial Technology签约，在ACIS平台上开发出MDT三维参数化特征设计系统，成为ACIS的最大用户。

　　以上用很多篇幅简要说明了CAD的技术发展史，主要为了强调一个观点，这就是国外在成熟的市场经济机制下，一切研究开发项目决不草率上马，都有明确的应用目标和周密的技术组织措施。凡是成功的成果，一定要倍加珍惜，尽量继承、采纳、接力、改进。

　　国外有一条规则，凡是能从市场上买到的，决不自己从头做起，外购一定比自制合算。同时卖方也懂得这个道理，必须合理定价，互通有无，决不能奇货可居，将别人拒之门外。CAD源程序虽然珍贵，但同样是商品，只是定价更高而己。Romulus卖给了E&S，成为Parasolid，几年后还可以改头换面卖给另一家公司，成为ACIS。

　　美国有规定，软件的源程序改动量超过20%，就是新软件，不叫抄袭，鼓励在继承中创新，不赞成重复做虚功，白白浪费人力、物力资源。一个项目失败了，并不稀奇，技术创新允许失败。但是即使一个软件系统整体上失败了，也要从中提取有用部分，创造新的商机。

三、CAD软件开发要经历艰苦的应用磨合，不能指望迅速得到市场回报

　　下面表一汇总了手头零星积累的国外CAD系统的启动开发年份、进入市场年份和年销售额增长情况。从表中数据看，CV、Calma、UG、SDRC、CATIA的发展过程都比较平稳。像CATIA这样的飞机外形设计、加工软件，1975年引进了美国的CADAM二维绘图源程序，自己开发三维系统，尽管对外销售套数增长很快，但到1990年，即在达索信息系统公司成立后第15年，年销售额只有1.1亿美元，而公司的总人数却达到了670人。

表1 国外CAD系统的开发启动时间和年销售额增长情况

公司或软件名 CV Calma UG IBM/CADAM Intergraph SDRC Autodesk CATIA
启动开发年份 1069 辅龙 1976 1965 1969 1967 1982
15人 1976
产品上市年份 辅龙 辅龙 辅龙 1974 辅龙 辅龙 1983 1981
年销售额
（百万美元）  1978 49 30 辅龙 辅龙 18 辅龙 辅龙 辅龙
1981 300 117 辅辅龙龙 40 83 辅辅龙龙 辅辅龙龙 10套
30人
1982 325 140 40 260 155 辅龙 辅龙 累计
40套
1983 400.3 215 69.8 474 252 辅龙 0.015 95套
100人
1984 542 210 105 530 402 辅龙 1.2
26人 200套
190人
1985 441 200 171 750 526 辅龙 9.9
104人 400套
1986 410 210 231 1015 705 辅龙 29.5
190人 辅龙
1987 辅龙 辅龙 辅龙 辅龙 辅龙 61.2 52.4
313人 辅龙
1988 辅龙 辅龙 辅龙 辅龙 辅龙 75.2 79.3
399人 辅龙
1989 辅龙 辅龙 辅龙 辅龙 辅龙 93.6 117.3
576人 辅龙
1990 辅龙 辅龙 辅龙 辅龙 辅龙 辅龙 178.6
905人 110
1991 辅龙 辅龙 辅龙 辅龙 辅龙 辅龙 237.9
1102人 670人
1992 辅龙 辅龙 辅龙 辅龙 辅龙 辅龙 284.9
1272人 辅龙
1993 辅龙 辅龙 辅龙 辅龙 辅龙 辅龙 353.5
1565人 辅龙
1997 辅龙 辅龙 辅龙 辅龙 辅龙 351 618 辅龙

　　Intergraph和Autodesk的软件开发面很宽，不断增加新品种，所以年销售额中很难区分出某种特定软件的市场销售情况。另外，Autodesk的雇员人数增长很快，部分原因是它陆续并购其他软件公司，统计数据会出现突变。还需要注意，CADAM和CATIA都属于第一代IBM主机型软件，计算机硬件、软件的价格都很高，当时只有大公司才有能力使用。CV、Calma、UG、Intergraph则属于小型机系统，一台PDP11、NOVA、Prime计算机带动4~8个图形终端，整个系统的价格下降很多，大中企业开始较多配置。到了AutoCAD的微机版软件，起步功能简单，真正普及了CAD绘图，销售量直线上升，年增长率才有可能达到很高的数字。

　　一般说来，CAD是产品的设计开发工具，各行各业都要使用，专业覆盖面非常宽。软件开发中必须将各个专业领域的传统设计方法转化成计算机上的操作，将原来的专业设计知识和经验体现为软件代码，使得应用人员在新的工作环境中感到计算机得心应手，善解人意，这就需要开发人员与应用人员共同经历一个长时间的磨合过程，不断修改程序，不断排除错误。

　　所以一个CAD新产品或新版本上市，一般不容易立刻得到广大用户的接受，有一个较长的磨合期，使得投资回报的速度放慢。

四、CAD软件产业在不断联合、并购中提高产品优势，扩大市场份额

　　当CAD技术越益成熟，市场越益扩大，广大企业界普遍认识到CAD/CIMS是传统产业技术改造的必由之路后，联合、兼并就成了CAD软件产业继续发展的一种主渠道。

　　CAD要求集成，一方面从产品开发全生命期看，要求产品设计与分析计算（CAE）、工艺规划（CAPP）、数控加工（NC）、质量控制（CAQ）、技术服务、备件供应、订货管理、生产计划管理等紧密衔接，实现产品设计制造管理一体化；另一方面从行业间的关系看，建筑、土木工程、铁路勘察设计等需要与地理信息系统（GIS）、通信、供水供电暖气通风、机械制造、微电子技术等沟通，同样要求跨行业的应用软件一体化。

　　先是CV公司在1983年兼并了英国剑桥的CIS实体造型软件公司，得到了Medusa软件；1989年又合并Calma公司，拥有了DDM和Dimension III机械、工程设计软件。达索CATIA在1989年兼并了CADAM，交易额为2.7亿美元；1997年6月收购美国SolidWorks，交易额为3.1亿美元；1998年2月达索独资在美国成立Enovia公司，与IBM合作从事第二代产品数据管理系统PDMII的经营和开发。

　　1998年12月，达索、马特拉（Matra）和IBM在巴黎宣布：他们将建立一种在工业界独一无二的合作模式，提供给用户更强大的CAD/CAE/CAM/PDMII一体化解决方案。达索获得Matra的一个分支机构及其拥有的几个软件产品，如Euclid/Styler，Machinist，Cisigraph/Strim100和StrimFlow等。

　　美国于1985年创建的PTC公司，从事新一代参数化特征造型软件Pro/Engineer的开发，1988年11月产品上市，引起轰动，销售量持续增长，公司业务发展迅速。1997年11月PTC以2.62亿美元兼并了CV公司，占有了CV近30年来积累起来的CADDS5和Optegra CAD/PDM用户市场。以后又收购了英国Division公司，向虚拟现实市场进军。与此同时，PTC自己新开发的Windchill PDM系统受到企业界的重视，认为很多功能有独到创新。

　　SolidWorks、SolidEdge和Autodesk/MDT是微机版参数化特征造型系统的后起之秀。它们利用ACIS和Parasolid平台，充分发挥Windows的OLE功能，简化和改进Pro/Engineer的用户界面，整个系统的售价比Pro/Engineer低了一个数量级，因此从1995年末上市后在CAD界又一次引起轰动。基于分工原则，这三家产品都专注于发展几何造型功能，至于有限元分析、机构运动和动力学分析、数控加工编程、装配尺寸链误差分析等其他专业软件则与有关公司建立合作联盟。

　　Autodesk将这种战略伙伴关系称作"机械应用创业"（MAI），SolidWorks称作"金伙伴"（Gold Partner），SolidEdge称作"航海人"(Voyager)，联盟成员分工合作，共同发展。这种合作企业有二三十家，由于他们都使用ACIS或Parasolid几何平台，因此相互间很容易作到无缝集成。 归纳起来，CAD软件产业经过30年来的升沉起伏，国际范围内应用于制造业的产品已经兼并成五大主导谱系：
　　1．IBM/Dassault--CATIA/CADAM，CATWEB，ENOVIA，Euclid/Styler，Cisigraph/Strim100，SolidWorks；
　　2．UG Solutions--UG，Parasolid，SolidEdge，InfoManager；
　　3．SDRC--I-Deas，MetaphaseII，Imageware；
　　4．PTC--Pro/Engineer，Pro/Desktop，Windchill，CV/CADDS5，Optegra，Division/VR；
　　5．Autodesk--AutoCAD，MDT，Inventor，3DStudioMAX，Map/World/Guide，Workcenter，LandDovelopment；

　　工程设计CAD软件中，以Intergraph的地位最为突出，Bentley是后起之秀，发展态势强劲。
五、CAD通用几何平台的建设在不断拓广和深化

　　任何产品的设计，都被包容在CAD的覆盖范围内。任何专业CAD厂商都永远不可能满足所有客户的一切设计需求。所以CAD系统必须作成开放式，为广大用户的二次开发提供一切方便。CAD软件又应该使各类用户所设计的对象都产生统一的数据文件存储格式，保证不同厂商的CAD文档可以相互兼容，实现资源共享，达到无缝集成。而开发通用几何平台，尤其像ACIS，在全世界范围内通过评比精选出最优模块纳入到平台里，将使所有选用ACIS平台的CAD软件开发商受益，提高了全行业的软件质量和水平。而且所有这些软件由于采用统一的产品定义几何模型，而自然成为一个大CIMS系统里的一个模块。每个模块都可以置换，可以分成高中低三档，让用户自己组装，形成最经济、适用的专业CAD系统。

　　诞生于70年代初的AD2000是通用平台的第一代产品，它培育了整整一代小型机CAD系统，流行于70年代中到80年代初的小型机版CV、Calma、Applicon、Gerber、Auto-trol等软件都从中直接或间接得到教益。

　　1983年初创建的美国UniCAD公司开发了工作站上的第二代通用几何平台，称作M/P/E（Modifiable/Portable/Extendable），意思是整个系统可以修改、移植和扩充，有良好的开放性。我国航空工业部在七五期间开发CAD/CAM系统时使用了M/P/E平台。

　　第三代几何平台使用面向对象的体系结构，品种很多。除了ACIS和Parasolid，CV公司于1992年推出CV-DORS，1995年又推出微机版Pelorus平台。法国Matra/Euclid推出CAS.CADE。日本用MicroCADAM二维绘图、三维线框系统和DesignBase曲面系统构成Helix平台。创建于1984年的美国Bentley公司开发了三维几何系统Microstation，Intergraph在1988年用它作为几何平台形成I/EMS机械设计系统，并且广泛应用于工程设计软件的新版本中。

　　由于机械CAD中，参数化可变异特征造型业已成为当前的常规，产品的尺寸参数允许随意修改，软件系统中需要加强相应的几何约束求解能力。毕业于英国剑桥大学的John Owen博士于1989年在剑桥创办了D-cubed公司，1990年推出二维约束求解软件DCM 2D，到1999年为止，已有57家用户，应用于43种CAD产品中。1995年推出三维软件DCM 3D，至今有23家用户，应用于13种产品中。它已成为CAD通用几何平台中的一个必要模块。DCM对我国的报价大约是7万英磅。

　　第四代几何平台只听说有Microstation/J，这是Bentley公司于1998年10月发布的。据《计算机辅助设计与制造》1999（1）报道，它是基于一个全新的内核技术JMDL语言(Java Microstation Development Language)，并且继承和加强了前一版的全部功能，包括：Web工具、数字签字、支持工业标准矢量/光栅文件格式(DWG/DXF/IGES/STEP/CGM/TIFF/JPEG等)，有强大的数据库连接能力（SQL/Oracle/Informix/Sybase等），全面支持各种操作系统及硬件平台（多个版本的Unix/Windows 95/98/NT/Macintosh等）。它融合了Parasolid和NURBS曲面造型技术，构成自己的SmartSolid，使得机械、建筑、工厂设计、GIS等工程领域的应用能通过三维实体模型实现高层次数据交换。

　　Microstation/J有五种工程配置，供用户选择，包括： 面向机械领域的Modeler； 面向建筑领域的Triforma； 面向工厂设计领域的PlantSchematic； 面向地理工程领域的GeoGraphics； 面向土木（道路桥梁）工程领域的CivilPak。Microstation/J中文版已于1999年底在我国发行。

　　1999年10月27日Autodesk在北京介绍新的三维机械设计软件Inventor。这是Autodesk从1996年春开始，在圣地埃戈集中了120多人，用三年半时间开发成的。用户界面更加简单直观，操作更加简便，草图设计能力更强，自顶向下进行产品装配设计时允许用二维草图作为部件方案，与详细展开的三维结构模型并列，融入统一的产品结构树中。UG也在着手开发新一代的特征造型系统。技术的发展永无止境，一个企业的产品发展策略如果棋错一着，将有可能产生全盘皆输的惨重后果。

六、国CAD产业还是娇嫩的幼苗

　　我国早就重视CAD技术的应用开发。1983年8个部委在南通联合召开首届CAD应用工作会议，会上高校要求自主开发软件的呼声很高。航空工业部在1983年初与西德MBB公司互访，商定合作开发飞机设计制造管理集成系统，称作CADEMAS计划。中方从部属厂、所、校抽调技术骨干20余人，在德国工作到1988年。

　　"七五"期间机械工业部投入8,200万元，组织浙江大学、中科院沈阳计算所、北京自动化所、武汉外部设备所分别开发四套CAD通用支撑软件，并由34家下属厂、所、校合作开发24种重点产品的CAD应用系统。1986年我国启动863高技术计划，1992年启动"CAD应用工程"并将它列为"九五"计划的重中之重，这都一再掀起自主开发CAD软件的新热潮。

　　《计算机辅助设计与制造》1999（2）报道，1993年秋广东顺德市容奇镇个人投资110万美元，与清华、华中合作成立高华公司。1995年秋容奇镇经济发展总公司按原价购买了高华的全部股份，继续向高华投入一千多万元现金，指望到1997年底高华CAD软件的累计销售额达到三千一百万元。1999年秋高华并入清华同方，1998年11月华中软件公司改制成为武汉天喻信息产业公司，容奇则于1998年10月转向北京达硕公司，开发基于AutoCAD内核的工程建设CAD软件。首期投入500万元，最终将达到3千万元。如果顺利，希望三年左右能够累计销售收入2亿元。

　　在工程设计CAD领域，中国建筑科学研究院由专业人员独立开发的PKPM等建筑设计系列配套软件取得了巨大成功，近十年来基本上主宰了国内市场，年销售额持续保持在3千万元，并且向4千万元迈进。但是建研院的发展经历带有特殊性，他们的成功经验并未带动我国整个CAD软件产业前进。相反，我们感到，中科院计算所CAD开放实验室在开发石化、化工行业工厂设计软件中的艰苦创业历程却有更大的典型性。他们从1995年起与中石化北京石化工程公司和扬子石化设计院合作，软件开发与工程设计两支专业队伍紧密结合，切实面向国内行业需求，坚持自主创新，加上组织技术措施得当，使得PDSOFT系列软件--配管设计、工艺流程图设计在国内市场上崭露头角，开始展示出强大的生命力。四年多来软件开发组大体维持在20人规模，其中三分之一以上是博士和在读博士生。开发配管软件共用了两年时间。每年的费用投入接近一百万元。软件上市后，还有大量的维护和服务工作，所以目前还入不敷出，需要用其他来源收入大量垫补。

　　但是这毕竟是发展软件产业的一条可行道路，步伐稳健，前途光明。中科院计算所经过体制改革，应用软件开发从CAD开放实验室分离出来，成立了中科辅龙公司，归属联想二部。
　　至于机械设计CAD系统，国产软件的最大市场仍是结合甩图板工程的二维绘图系统。技术上相对成熟，已经有一批知名度较高的品牌，像清华同方OpenCAD和MDS2000，华中InteCAD和开目CAD，北航海尔CAXA/EB，中科院凯思博宏PICAD和大恒HMCAD，浙大大天GS-2DDS等。这些软件从开发到上市，已有5~10年历史，其中最大装机量大概还没有突破十万套。

　　三维CAD国产软件在技术上还未定型，仍在不断改进基础算法和体系结构。像清华的CAD/CAM集成系列软件，早期产品采用的是以数据为中心的系统模型。GHCAD3.0改用以执行为中心的开放式支撑系统。到GHMDS1.0，系统模型转向采用面向对象结构。GHMDS2.0版引入总线（也称Broker）结构。最新版GHMDS4.0采用基于组件的两级总线结构，将应用组件连接到应用总线上，以便减轻核心总线的负担和增强异构数据进行格式转换的灵活性。这一快节奏发展过程再现了国外CAD系统30年来的成长缩影，从中得到的丰富经验是我国CAD界的一份宝贵财富。

　　基础算法中的瓶颈是NURBS曲面求交和裁剪、曲面间的光滑拼接和过渡、实体造型的布尔运算、几何约束求解等，很难使算法作到百分之百可靠，运行中不死机。于是一届一届投入博士生攻关。类似的程序调试工作非常细致、繁琐，很难写出原理上创新的论文。加上在国外，CAD的研究高潮已经过去，多媒体图形图像算法和网络技术成为新的热点，研究生开始对CAD产品开发出现厌战情绪，不能全身心投入，年轻教师队伍也不稳定。软件开发成了拉锯战。

　　从1996年起北航制造系统研究所首先引进ACIS几何造型平台，在它基础上开发了"金银花"CAD/CAM集成系统并且迅速进入国内市场。其他几所学校接着引进，稍后又引进了Parasolid平台。这种决策是正确的。我们还认为，从国家全局出发，也应该引进DCM 2D/3D几何约束求解模块，甚至还可考虑引进最新版Microstation/J 连同它的5种工程配置，分别面向机械、建筑、工厂设计、地理工程和土木工程应用。

　　宋健同志早在1995年的全国科技大会上指出，"我国应创立一批拥有自己的知识产权，具有较大生产规模的民族高技术产业，形成与发达国家你中有我，我中有你，势均力敌的格局"。1999年12月召开的第五届计算机应用联合学术会议大会特邀报告上王选同志谈到技术跨越的范例，北大方正一步跨入国际第四代整版激光照排系统，使用了国际最新技术和设备，但是有自己的高含金量"卖点"，方正有9个专利，买了欧洲3个专利。

　　"七五"期间当机械工业部全面铺开CAD软件开发时，美国华裔CAD专家关龙宝先生建议，集中使用投资从美国连人带产品买下一家CAD小公司。当然，为了用好国外技术，国内必须要有自己强大的开发队伍，有最前沿的需求刺激，有独到的技术创意，有优异的企业运行机制。我国信息产业的支柱----联想和方正都曾认真调研过CAD市场需求，都得到了一致结论，目前条件不成熟，不能介入CAD软件产业。

七、一点认识和遐想

　　1．为了加紧改造传统产业，需要振兴装备制造业。CAD/CAM技术是优质高效发展装备制造业和改造传统产业的必备工具，在我国高科技发展计划中应该占有优先地位。
　　2．CAD技术普遍应用于所有制造业和工程建设业。GIS地理信息系统不属于CAD范畴，但它所采用的地形地貌表示方法、软件开发技术以及工程应用领域都与CAD密不可分。难怪Autodesk和Bentley公司都将GIS作为CAD集成产品中的一个分支，用AutoCAD和Microstation提供统一的几何建模平台。因此，CAD的技术研究和应用开发需要从整个应用全局来统筹规划。
　　3．高水平的通用几何造型平台是发展CAD软件产业的一级火箭助推器，它是从众多成功的具体应用软件功能中萃取得来。因此，没有成功的研制拔尖应用软件的实践基础，就谈不上研制世界一流几何平台。而要实现技术跨越，不采用最先进的通用平台，不但耽误进度，甚至会劳而无功。怎样解开这个死结？看来以两条腿走路为宜。一面使用引进平台，一面择优重点扶植国内基础好的单位及早上马自主研制平台，从国内领先水平的已有基础功能作起。
　　4．二维绘图软件的市场阵地必须牢牢占领。要鼓励企业公开自己产品的数据文件存储格式和系统函数功能，以方便用户的二次开发和实现国内软件的异构集成，作到资源共享。我国现有技术刊物中大量讨论AutoCAD二次开发方法的一边倒局面希望及早得到改变，要更多组织稿件讨论国产软件的开发、集成技术。要引导国产软件开发单位主动联合，以达到技术集中，资源集中，迅速扩大市场份额的目的。
　　5．中京公司希望用自主绘图平台二次开发工程建设业的专业绘图系统，建议效仿LORIC-SDRC模式，由中京公司联络各大设计院，与国内二三家主流绘图软件企业共同组成技术服务中心，统一支持各种专业系统的二次开发。LORIC是中国机车车辆工业总公司的简称，于1999年4月与美国SDRC公司共同成立技术服务中心，为机车行业推广应用SDRC/I-Deas软件作统一的咨询服务支持，详见《计算机辅助设计与制造》1999（6）。
　　6．CAD软件有很长的研究开发和调试维护周期，需要有足够的资金垫付。国内各开发单位都有自己的投入产出详细账目，能否公开其中一部分，以便如实作出科学结论，在我国条件下合理可行的投资力度和预期回报周期究竟以多少为宜。国外成功的CAD软件厂商，一般将20%左右年销售额投入预研，并计入开发成本。我国最好的CAD软件企业，目前大概至多只能作到收支平衡，略有结余，离开进入自我发展的良性循环还很遥远。能否设想，国家从企业因应用CAD技术而获得的效益中提取一定比例来支持我国整个CAD软件产业和高等学校的研究开发，从国家全局来统筹确保CAD/CIMS的可持续发展。
　　7．高校的CAD研究有待加强，尤其要抓紧稍长远的预研和当前开发中的攻关难题。从1974年起，复旦大学苏步青先生为江南造船厂设计了船身放样曲线光顺算法，中国科技大学常庚哲老师为贵州安顺飞机厂用孔斯曲面构造歼击机的机头罩和进气道曲面外形，北航熊振翔老师等为沈阳飞机厂建立了歼击机的全机外形数学模型，中科院计算中心孙家昶老师为上海飞机厂设计了机身曲面光顺算法等。在浙江大学梁友栋老师的组织下，这些CAGD界的前驱，连同吉林大学、山东大学、西北大学的有关数学老师，共同成立了计算几何协作组，每隔一、二年聚会一次，交流学术研究与应用实践心得。到了今天，这支队伍已经逐渐散失，难以为继了。在当前情况下，为了更好推动CAD软件研究，必须要有先进的几何造型平台来支持基础算法的试验。美国的ACIS就起了这一作用，但是它的价格贵，难以在我国普及。因此，从CAD应用研究角度看，同样急需自主研制基础平台。好在供研究用的平台，与供商品软件开发相比，在算法可靠性上可以降低要求。只要国家扶植，不难用高校的已有技术积累迅速形成我国自己的二三个几何平台。不妨敞开源程序，公开攻关难题，动员广大数学界、科技界师生来共同寻求新的突破策略。这样的几何平台也可以广泛应用于CAD教学。北航703专业（飞行器制造工程）近十多年来一直用自主开发的Panda CAD/CAM软件源程序供研究生参考，使得研究生迅速获得较高的应用软件开发能力。类似经验值得推广。
　　8．CAD应用工程已经在各行业中分别制定了应用普及率和覆盖率指标。由于众多示范企业在CAD/CIMS技改实践中取得了巨大效益，有目共睹，所以各行业实际推广CAD/CIMS的速度要超过原计划。这就涉及到应用软件的自主开发率和自给率能否与这一形势相适应，同步向上增长。中科辅龙近4年多来的实践表明，一支20人的开发队伍，每年投入近一百万元，用了两年开发出三维配管软件。其他还有厂区平面布置设计、土建厂房建筑结构设计、设备装置设计、管线布置设计、支架与吊架设计、采暖通风设计、电气和仪表设计、给排水设计、电缆桥架设计等。还有项目管理系统、产品数据管理系统、施工进度计划系统……。除了石化、化工行业，还有铁路、公路、港口、水利工程、电力、煤炭等等。以上各种专业CAD系统不但要自身全生命期集成，而且要跨行业集成。由此可见，通用几何平台的建设和各大设计院的全面介入软件开发都是必不可少的关键措施。中京公司与中国勘察设计协会工程设计计算机应用协会是两位一体，密不可分，起着建设部与各大设计院之间承上启下的纽带作用。因此前面提到的LORIC-SDRC模式应该全面推广到中京公司与CAD软件企业的合作关系中。通用几何平台的引用和自主开发必须提上议事日程。一旦有了先进的几何和其他平台、各大设计院从1988年以来获奖的500多项软件以及未获奖的更多在研成果都将统一生根到通用平台上，我国就将在短期内得到世界上规模最大、品种最全、实用性好而且集成度最高的大中国CAD系统。
　　9．要关注CAD创新技术的预研工作。国家自然科学基金、863 CIMS基金和国防预研基金是当前支持CAD/CIMS创新研究的主渠道。相信每年都有与CAD/CIMS有关的基金资助项目，而且其中不乏优秀成果。就以本人所在的北航703教研室为例，1997-1999年的国家自然科学基金项目"基于特征剪贴的可变异产品建模技术研究"主要由博士生黄永红与两位硕士生完成。CAD开放实验室副主任唐卫清研究员同时申请到项目"工程CAD中多态模型的建模技术研究。这种不断接力，学术研究成果迅速转化为生产力的CAD软件研究开发模式值得宣传和推广。关键在于及时发现前期开拓性学术研究的潜在价值，有意识加以扶植和培育。 1998年8月在北京召开的ADG′98"几何中的自动演绎"国际会议上，吴文俊先生、张景中先生、高小山博士等介绍了我国在几何定理自动证明和几何问题自动求解中的新进展，并展出了供几何定理证明教学和研究用的微机版商品软件。美国剑桥DCM软件公司经理John Owen博士也在会上作了发言。我国CAD界应该认真研究，能否将吴先生方法应用到CAD几何约束求解的基础模块开发中，充分发挥我国数学界的理论优势作用。
　　10．要更多发挥学术团结和行业组织的作用。1988年北航703教研室任仲贵老师曾经倡议筹建CAD/CAM全国性学会，得到了很多大学和航空工业部、航天工业部、机械委、电子工业部、计算机局等的支持，在倡议书上盖了机关印章。到了今天，我国全面推广CAD/CIMS技术，有很多政策性、技术性、经营性问题需要研究、交流、决策。"隔行如隔山"，这说明了需要通过跨学科学会来加以沟通。"同行是冤家"，只说对了一半，我们需要公平竞争，也需要出奇制胜，战胜对手。但是在发达的资本主义国家里，只要利益一致，竞争对手间照样可以联合，更何况我们社会主义国家。我国急需群策群力，认真研究CAD软件产业的深层次问题，及时采取对策，使得CAD高技术产业得到更快的持续发展。 （全文完）





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