假設(shè)我們不能夠得到西方發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)軟件的支持，我們的工業(yè)發(fā)展會(huì)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(gè)國(guó)際關(guān)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(shè)我們不能夠得到西方發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)軟件的支持，我們的工業(yè)發(fā)展會(huì)面臨什么情況？

這確實(shí)是一個(gè)不堪想象的問(wèn)題，尤其是復(fù)雜制造業(yè)，如航空行業(yè)、汽車(chē)行業(yè)，離開(kāi)國(guó)外的工業(yè)軟件，設(shè)計(jì)工作基本是不可能的事情。這也意味著，在復(fù)雜的制造業(yè)領(lǐng)域，沒(méi)有國(guó)外的工業(yè)軟件的支持，整個(gè)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)工作都沒(méi)有辦法開(kāi)展。嚴(yán)重到這種程度，確實(shí)可以稱(chēng)得上是“卡脖子”。
中國(guó)應(yīng)該有自己的工業(yè)軟件戰(zhàn)略，作為一個(gè)制造業(yè)的大國(guó)，這是自然不過(guò)的事情。但中國(guó)自主工業(yè)軟件的關(guān)鍵突破口在哪里？這是一個(gè)工業(yè)軟件發(fā)展戰(zhàn)略必須考慮的問(wèn)題。本文就中國(guó)制造業(yè)發(fā)展工業(yè)軟件的關(guān)鍵談一些個(gè)人看法。 

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工業(yè)軟件關(guān)鍵在CAD

當(dāng)前國(guó)家對(duì)于工業(yè)軟件非常重視，但對(duì)于什么是工業(yè)軟件，各界卻沒(méi)有達(dá)成完全一致的意見(jiàn)。很多機(jī)構(gòu)從各自的立場(chǎng)出發(fā)給出了什么是工業(yè)軟件的看法，眾說(shuō)紛紜，莫衷一是。在此，筆者無(wú)意對(duì)什么是工業(yè)軟件發(fā)表自己的看法。
但筆者覺(jué)得，無(wú)論以何種方式去劃分工業(yè)軟件，CAD作為工業(yè)軟件的關(guān)鍵，其地位是不可動(dòng)搖的。正是因?yàn)檫@樣，筆者認(rèn)為，我國(guó)自主工業(yè)軟件的關(guān)鍵突破口在CAD技術(shù)。或者反過(guò)來(lái)說(shuō)，只有突破了CAD技術(shù)，才是真正的工業(yè)軟件的突破。
首先，從國(guó)際主流CAD廠家的數(shù)據(jù)來(lái)看，CAD工具軟件在PLM領(lǐng)導(dǎo)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(dá)索、西門(mén)子等——都非常低，而CAD工具類(lèi)的軟件收入都占了這些廠家的非常重要的部分。這說(shuō)明從全球范圍來(lái)看，CAD在整個(gè)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(lái)源：CIMdata《2019 China PMIF-Market Analysis Results》

就我國(guó)國(guó)內(nèi)情況而言，情勢(shì)更為明顯。根據(jù)e-works的報(bào)告，CAD工具在2018年占比達(dá)到34.2%，再加上與CAD密切相關(guān)的仿真分析工具占比25.9%，可見(jiàn)工具型軟件在中國(guó)的應(yīng)用是相當(dāng)普遍的。

圖二：2018年中國(guó)主流PLM市場(chǎng)的構(gòu)成
來(lái)源：e-works《中國(guó)PLM市場(chǎng)概覽》

以上還只是就統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)而言。實(shí)際情況我想在PLM圈里的應(yīng)該都比較清楚：自從上世紀(jì)90年代中期PDM引入國(guó)內(nèi)，經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展，實(shí)際應(yīng)用效果、推廣程度都不太理想。作為一個(gè)管理平臺(tái)，無(wú)論稱(chēng)之為PDM、PLM抑或cPDm，在中國(guó)制造業(yè)迄今為止，其應(yīng)用都差強(qiáng)人意，推廣應(yīng)用的范圍都相當(dāng)有限。
但CAD卻不一樣，今天的制造業(yè)離開(kāi)了CAD，幾乎無(wú)法開(kāi)展工作。如汽車(chē)行業(yè)，每個(gè)整車(chē)廠動(dòng)輒幾百、幾千甚至上萬(wàn)的設(shè)計(jì)工程師，每個(gè)人都需要用到CAD開(kāi)展設(shè)計(jì)工作。由于各種原因，以上統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)還沒(méi)有真正把這一龐大的實(shí)際用戶(hù)數(shù)盡數(shù)包含進(jìn)去。
總之，這是一個(gè)數(shù)量十分龐大的離開(kāi)CAD工具沒(méi)法工作的群體。這還只是說(shuō)到了直接影響到的工作崗位，實(shí)際上，設(shè)計(jì)工程師沒(méi)法開(kāi)展設(shè)計(jì)工作，下游的制造、采購(gòu)、物流的工作也無(wú)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(lái)看，CAD工具也是當(dāng)之無(wú)愧的關(guān)鍵的關(guān)鍵。
制造業(yè)應(yīng)用到其業(yè)務(wù)中的軟件有工具型軟件和管理型軟件。相對(duì)于管理型軟件，工具型軟件更容易產(chǎn)品化、商品化，成為標(biāo)準(zhǔn)的商業(yè)軟件。而管理型軟件則相對(duì)困難得多，因?yàn)楦髌髽I(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(duì)制造企業(yè)的幫助往往立竿見(jiàn)影，而管理型商業(yè)套裝軟件則往往捉襟見(jiàn)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(shuō)到的PLM是如此，即使全球最成功的應(yīng)用軟件SAP，其實(shí)施雖然比PDM/PLM要好得多，但這方面的制約也是顯而易見(jiàn)的。從開(kāi)發(fā)的特性來(lái)看，這種管理性平臺(tái)，無(wú)論業(yè)務(wù)多么復(fù)雜，我們是可以在較短時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)出企業(yè)能夠使用的平臺(tái)的。
其所需要的技能或者專(zhuān)業(yè)人才是兩類(lèi)，第一類(lèi)是能夠把管理需求迅速進(jìn)行結(jié)構(gòu)化整理、形成業(yè)務(wù)方案的顧問(wèn)性人才，第二類(lèi)是軟件架構(gòu)師。有了這兩類(lèi)人才，管理型軟件的開(kāi)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(méi)有足夠的三維技術(shù)的積累，沒(méi)有大量設(shè)計(jì)工程師浸入式參與、迭代，是不可能在短時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)出來(lái)的。
總之，管理型軟件一般本來(lái)需要差異化實(shí)施，在較短時(shí)間內(nèi)按照企業(yè)管理要求開(kāi)發(fā)出來(lái)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(shù)積累較多，短時(shí)間開(kāi)發(fā)出來(lái)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(yán)重依賴(lài)CAD技術(shù)。當(dāng)沒(méi)有CAD的時(shí)候，CAE、CAM等很難獨(dú)立發(fā)揮作用。而有了CAD，則CAE、CAM等工具的開(kāi)發(fā)則不會(huì)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(lǐng)域，其差異化都非常大，因此我們可以看到CAE的市場(chǎng)細(xì)分很厲害，有很多國(guó)內(nèi)的公司在這些細(xì)分市場(chǎng)都有不俗的表現(xiàn)。這一事實(shí)也印證了上述觀點(diǎn)。
第四，從智能制造的發(fā)展來(lái)看，智能制造涉及到的很多新概念、新方法等都與CAD有關(guān)。
如創(chuàng)成式設(shè)計(jì)與增材制造就是典型。這一新的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)、制造本身，而且會(huì)給物流、售后帶來(lái)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(shè)計(jì)核心還是在CAD以及基于CAD的仿真應(yīng)用?？梢哉f(shuō)，沒(méi)有三維技術(shù)的支持，就談不上面向未來(lái)的制造業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展。
綜上所述，無(wú)論從目前國(guó)內(nèi)的應(yīng)用現(xiàn)狀，還是軟件本身的特性以及未來(lái)智能制造的發(fā)展，CAD工具都有著十分基礎(chǔ)性的作用。沒(méi)有自主的CAD技術(shù)，就談不上自主的工業(yè)化軟件。

02

國(guó)際主流CAD廠商發(fā)展史回顧