我们为什么用不上国产CAD软件?

原标题:我们为什么用不上国产CAD软件?

文章授权转载自公众号:风云之声

近几十年,建筑设计行业追随工程建设领域的快速发展,描绘出了波澜壮阔的图景。大量设计作品落地、得以呈现,为人民生活、城市面貌带来了天翻地覆的变化。

当我们从学生阶段学习各类设计软件,到走上工作岗位以辅助设计软件作为谋生工具,很巧合地我们都在使用美国Autodesk公司、Adobe公司提供的软件产品。他们的产品极其优秀,都有着流畅的使用体验,美观的产品界面,强大的上下游产业信息流传递能力......

但是我有没有想过,为什么我们用的设计软件都是国外的呢?

导读:

对于中国工业来说,工业软件一直是短板。当许多人都在沉迷工业互联网、人工智能、大数据来推动制造业转型升级的时候,没有人意识到这些概念如果脱光了一层一层衣服,最内核的就是工业软件。发展自主的高端CAD、CAE软件,已经成为人们心中认定的不可能之事。

给中兴放冷箭的公司受到到美国国家资助

2018年 7月底,数百名电子工程师在旧金山狂欢。美国国防部主导的“电子复兴计划ERI”的首次峰会,在这里拉开帷幕,并为“电子复兴五年计划”,选出了第一批入围扶持项目。

在这里,最为扎眼的是一家电子设计软件EDA的公司,一方面它获得了最高的资助,另一方面它是该类别扶持项目中唯一公司。

入选机构

正是这个CADENCE,在4月份率先响应美国商务部号召,对中兴抢先表态、发出冷箭。

这家美国电子设计软件巨头,再次获得国防部2400万美元拨款。

而此刻中兴恢复生产了,芯片解禁了。实际上,很少有人知道,尽管中兴每年进口六七十亿美元的芯片,但如果采购名单上不过数百万的电子设计软件被停用,那上百亿的芯片都不过是硅土。

这就是工业软件的厉害之处。这才是中国制造业最大的短板。

当智能制造和工业4.0的目标越来越聚焦在数字化设计、数字化工厂和数字运营服务的时候,“数字建模和仿真”再次成为一切数字化工业背后最为闪耀的明星。最为重要的研发设计领域的两个软件工具,CAD(计算机辅助设计)和CAE(计算机辅助仿真),成为中国信息化最熟悉、然而现在看上去却是最为瘸腿的领域。

中国的工业设计软件,曾经走过什么样的历史?

二十世纪八十年代初,中国人对工业软件的认识几乎是零。伴随着昂贵的IBM大型机、VAX小型机、Apolo工作站的引入,上面附带的某些CG、CAD软件,这样工业软件算是崭露头角。

最早能引进这些昂贵的计算机硬件的有实力的研究所或高校,也就由此开始了模仿和开发工业软件的征程。当然早期开发的软件,大多数是二维CAD绘图软件,能开发三维造型软件的单位比大熊猫的数量要少两个数量级。

曾经有过一段还算不错的小日子。从“七五”到“十五”(1986-2005),国家对于国产自主工业软件一直是有扶持的,当时主要的扶持渠道是国家机械部(机电部)的“CAD攻关项目”、国家科委(科技部)的“863/CIMS、制造业信息化工程”。

国家机械部、国家科委早期重点支持的是二维CAD,后来发展到简单实用的“两甩”,即甩图板、甩账本。对于技术难度不算太高的二维CAD的扶持,还是取得了一些成效的,出现了高华CAD、CAXA电子图版、开目CAD、浙大大天CAD、山大华天等一批软件产品。即使在开发难度比较大的三维CAD领域,也出现了北航的熊猫CAD系统(后来的金银花)等。

此后国家机械部逐渐淡出对CAD的支持,而由国家科技部接手,彼时863项目声名大噪,国产CAX软件公司也跟着颇有斩获。一个二维CAD软件小阳春的局面呼之欲出。CAE领域,也出现了一个百花齐放的大好开局。上世纪80年代后期。以北航、清华为代表的一批高校和科研人员开始做相关的软件开发。这些人中,以唐荣锡老师、孙家广老师、梁友栋老师、周儒荣老师为代表,成为国内第一代从事CAD软件开发的标志人物。随着CAD/CAE软件在制造业的推广普及,清华大学、浙江大学、华中科技、大连理工等一批高校和中科院、航空航天等一批院所先后开展CAD/CAE软件自主研发,取得了一些研究成果,包括中科院的飞箭、郑州机械所的紫瑞、大连理工的JIFEX、中航的APOLANS、HAJIF等商业化和大企业自用软件。

一次悄无声息的CAD撤退

从“十五”和“十一五”开始,科技部对研发设计软件的重点支持,转到了三维CAD。而在“十二五”以后,中国的信息化开始走两化融合的道路,该工作转由工信部负责,863合并到国家重点科技研发计划中,科技部也不再分管信息化工作。这是一个重要的分水岭。由于工信部并不对认为属于基础科研的工业软件研发进行补助,国家对三维CAD研发的资金投入几乎没有了。

工信部不能直接以资金支持企业研发的,只能通通过试点示范和两化贯标等方式,给企业补贴,重点支持对象的是制造业企业,国产工业软件研发公司则基本得不到直接的支持。通过企业应用拉动信息化建设,带来的一个间接的后果,即国家补贴的大量两化融合资金都去买了国外工业软件。

自此以后,近十年来,几乎再也没有明确的资金投入支持国产自主CAD/CAE软件了。如今, 在高端CAD领域,PTC、UG(现在属于西门子)、CATIA已经确立了垄断的位置,中低端的Solidworks、Autodesk、SolidEdge则牢牢把手。中国的CAD、CAE都溃不成军。

随着整个设计研发数字化技术主流的发展转向三维CAD/CAE一体化,由于对此重视不足,整个行业对三维CAD/CAE的资金投入强度一直非常低。在十五、十一五期间,在三维CAD软件研发方面的总投入大概是4000-5000万的规模,CAE则主要通过国家自然基金委有一些面上的项目,一年可能有一千万左右的投资弱度。再加上十二五搞两化融合的一些间接性的促进,估计在三个五年计划之中,国家对三维CAD/CAE等核心工业软件研发的投入强度不足2亿人民币。

国家投入的这些资金与国外软件厂商的投入相比,可以直接被瞬间碾压。全球最大的CAE仿真软件公司Ansys2016年在研发的投入强度为3.5亿美元,大约为20亿人民币。

国外一个CAE仿真软件公司一年的研发投入,相当于政府在三个五年计划(十五、十一五和十二五)在三维CAD/CAE软件研发方面投入总和的10倍。考虑到这是一家公司持续十多年年的集中投入,而我国政府项目是采用了分散的撒胡椒面方式,更加凸显出两国在软件投入上的差别。

美国一直把“数字化建模和仿真”作为核心战略。几十年来,美国产业界从来没有停止过呐喊,也从来没有停止过行动,从1995年开始加速数字化建模和仿真创新战略,到2005年布什的报告提出计算科学,到2009年依靠建模和仿真,到2010年高性能计算谈到建模和仿真,以及到现在先进制造伙伴计划,都是在围绕着工具模块化和开放式的平台。2014年美国总统科技委员会确定的11个关键领域有一个打分,根据对国家的影响等指标,这其中,可视化、信息化和数字制造是三大关键领域之一

如今西门子、GE、施耐德等工业巨头都在拼命并购软件,打造软硬一体化的公司。仅就代码行数而言,世界上最大的软件公司,不是微软,不是 SAP,而是制造业的翘楚、全球最大的军火商洛克希德马丁公司。

时至今日,每一件工业品,几乎都是工业软件的结晶,每一台装备,离开了软件都不能运行。但是,每一种国外工业软件里面究竟有什么,却是谁也说不清。

对于中国工业来说,工业软件就是短板。伴随着数字化、网络化和智能化的深入发展,中国正在向智能制造迅速转型。中国制造业缺少核心工业软件,将是一柄达摩克利斯之剑,长悬于中国制造之项顶。

而此刻,整个行业却呈现可怕的沉默。发展自主的高端CAD、CAE软件,已经成为人们心中认定的不可能之事。

美国国防部高级预研局DARPA官方资料显示,在2018财年,将有2.16亿美元的资金流入电子复兴计划。而在国内,很多设计公司还在用盗版CAD画图。

· END ·

背景简介:本文作者为林雪萍,南山工业书院创始人,北京联讯动力咨询公司总经理。文章由作者授权风云之声首发。

责任编辑:郭尖尖

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