小小工业软件竟然卡住我们制造大国的“脖子”,CAD的技术门槛到底有多难突围?

微观人 2022-03-07

cadautocad软件

3621 字丨阅读本文需 9 分钟

在半导体的产业链当中,芯片的发展可谓是起到了重要的作用,但是我国在半导体行业当中的发展,相比较于其他的发达国家来说,还是有着一定的差距。在我国,比芯片更可悲的行业就是CAD行业,在这个领域当中,有超过90%的中国市场被海外巨头垄断。

CAD主要是用来帮助工程设计师等相关的技术人员,通过CAD来完成一系列的工业制作。CAD的运用范围是十分广泛的,随着如今智能化时代的发展以及科技的进步,CAD行业的发展前景变得更加的可观起来。

在不断扩大自身规模的同时,CAD的发展也成为了机械制造和工业产业当中发展的重要一环。根据最新的数据显示来看,目前全球的CAD市场规模呈现出逐渐增长的趋势,当全球CAD市场规模不断扩大的大背景之下,目前国内CAD市场的现状却有些惨不忍睹。

毕竟,CAD的行业发展在整个产业上来说是起到了重要的导向作用,工业行业发展当中,我国芯片短板的暴露,也让不少的科技企业在发展的过程当中遇到了重重的阻碍,其实要比芯片行业发展更加可悲的是目前国内CAD市场的发展。

国内CAD市场面临着来自海外企业垄断的局面,国产CAD产品的进步空间还是非常之大的。

我国有90%以上的市场分别被法国、德国、美国,这三个国家的巨头企业垄断,而且国产CAD产品除了面临着海外企业垄断的局面之外,更重要的是现在发展的阶段还是比较低级的,主要以低端产品为主,那么由此也就可以看出,我国CAD产品与海外企业之间的差距是非常明显的。

当海外CAD厂商发展阶段不断更新的时候,我国的CAD行业发展却仅仅是停留在初始阶段,这种初始阶段的发展并不强,客户也会比较的单一,所占据的市场份额自然也就会比较的少。我国目前CAD行业之所以发展现状比较惨淡,其实还是因为目前行业的技术门槛是比较高的。

为何我国CAD软件会被外企所垄断?

在笔者看来,我国CAD软件被垄断由多方面因素造成:

首先,缺少相关政策的扶持。事实上,我国在工业软件领域的起步并不晚,在上世纪九十年代,中国软件市场便诞生出多家CAD软件公司,整体实力并不比外企差。

但改革的深入,工业软件从科技部管辖归到了工信部管辖,之后便形成了长达十多年没有政策支持的空档期。

反观美国的工业软件上发展,在2018年便实施了电子复兴计划,对于当地工业软件企业进行资金扶持。

其次,盗版工业软件横行,导致国产工业软件很难赚到钱。在国内,许多民营企业使用的CAD软件都是破解版,即便拥有价格优势的国产工业软件,很难卖出去。

如此以来,国产企业研发的工业软件利润降低,随之而来的则是研发投入降低,从业人员薪资待遇不理想,造成了国产工业软件人才的不断流失。

CAD技术发展历程:四大重大技术革命

第一次技术革命:曲面造型

60年代出现的三维CAD系统只是极为简单的线框式系统,只 能表达基本的几何信息,经常发生设计完成后,制作出来的样 品与设计者所想象的有很大差距甚至完全不同的情况。 这时候法国人提出贝塞尔算法,使得人们在用计算机处理曲线 及曲面问题时变得可以操作,标志着计算机辅助设计技术从单 纯模仿工程图纸的三视图模式中解放出来,曲面造型系统 CATIA为人类带来了第一次CAD技术革命。

第二次技术革命:实体造型

CAD的表面模型技术只能表达形体的表面信息,难以准确表达 零件的其它特性,而实体造型技术能够精确表达零件的全部属 性,在理论上有助于CAD模型的表达。 SDRC公司于1979年发布了世界上第一个完全基于实体造型技 术的大型CAD软件I-DEAS.实体造型技术的普及标志着CAD发 展史上的第二次技术革命。

第三次技术革命:参数化技术

进入20世纪80年代中期,CV公司内部以高级副总裁为首的一批 人提出了参数化实体造型方法。这是一个很好的想法,但是碍 于当时参数化技术还有很多技术难点有待攻克,CV公司内部否 决了参数化方案。 就是这一批被CV公司拒绝的人,离开CV成立了一家新的参数化 技术公司,开始研制名为Pro/ENGINEER的参数化软件。而这 家公司就是历史上CAD领域最具代表性的软件公司之一PTC公 司,于1989年上市并引起机械CAD界的巨大轰动。

第四次技术革命:变量化技术

参数化技术的成功应用,使它几乎成为CAD业界的标准。但是 重新开始一套完全参数化的造型系统将花费很大的人力和财力 。因此许多应用软件采用的参数化模型都是在原有模型上进行 局部、小块的修补。 SDRC公司的开发人员大胆地提出了一种更为先进的实体造型技 术——变量化技术。SDRC公司于1993年推出了全新体系结构 的I-DEAS Master Series软件。在早期的大型CAD软件中,这 是唯一一家在90年代将软件彻底重写的公司。

CAD国内竞争格局

国外领先厂商占据大部分国内市场份额,国产替代趋势明显。根据中国工业技术软件化产业联盟测算,2018年全球CAD软件市场主要由法国达索系统公司、德 国西门子公司和美国参数技术公司(PTC)三家垄断,占据全球市场份额的60%以上;中国CAD软 件市场规模约为7.33亿美元,占比8.5%,其中95%以上的市场被国外软件所占据,中国厂商主要布 局在2D CAD市场。

在2Dcad领域,国产和国外厂商是不存在技术壁垒的,现在最有可能完成国产替代的产品,就是美国的autocad。技术壁垒主要体现在3DCAD领域,像solidworks、CATIA、UG这些三维设计软件,目前还无法完成大规模替代。

目前国产CAD品牌的市场份额相对较小,最具代表性的有四家,广州的中望软件、苏州的浩辰软件、北京的数码大方、还有山东的华天软件。其中广州中望软件,无论从营收还是技术水平来看,都可以称得上是国内CAD龙头企业。拥有自主可控的2D、3D 几何建模内核技术,产品功能比较全面,兼容性强。在2D和3Dcad产品的多项关键技术指标上,处于国内领先水平。产品主要应用在建筑业、工业制造业和教育行业。该公司的2D产品,已经覆盖了全球90多个国家,正版用户超过 90 万。超过149家世界500强企业,72家国内央企,使用了中望的2DCAD软件,比如说韩国三星、丰田汽车、通用汽车、德国大众、本田汽车、中国船舶工业、中国中车、中国核工业集团等。所以说我们的2D领域,完全有能力实现国产替代,不存在什么技术壁垒。

如果硬要我说壁垒的话,那为了面向不同领域的二次开发软件生态,确实是美国autocad的核心壁垒,人家起步早啊,一开始通过放任盗版的手段占领中国市场,然后中国的软件公司,通过开发基于autocad平台软件的二次开发产品,让中国用户真正普及了AutoCAD。

所以AutoCAD现在有超过1000个二次开发软件数量,使其能够满足更为复杂、更大规模建模的需要,在下游客户的广度和深度上更具有优势。最关键的是庞大的用户数量,又会反向促进 AutoCAD的技术进步,这才是国产2D与autocad的最大差距。

不过幸运的是,中望目前在国内,已经形成了较为完善的二次开发生态体系,与国内外数百家二次开发商开展合作,二次开发应用软件数量,已经达到 230个,虽然和autocad 1000个还是差很多,但起码发展势头良好,能让人有个盼头,未来随着二次开发生态的丰富,和性价比优势,我相信中望会逐步替代autocad。

至于3D方面,虽然中望早在2010年,就收购了美国一家拥有25年历史的知名三维CAD/CAM公司VX,获得了该公司的全部知识产权,并且该公司以博士为主体,平均拥有近20年3D开发经验的资深专家团队,全部加入了中望公司,但是目前在3D领域,中望的产品仍处于中低端领域基本可用,高端领域比如航空航天等,还处于技术起步阶段,与国外主流3DCAD软件的性能,还是存在客观差距。但是话说回来,凭借自主知识产权的2D3D几何建模内核,以及多项国内领先的核心技术,这家是最有潜力成为中国版达索的国产厂商。关键技术拥有自主知识产权,至少未来不会被卡脖子。

接下来说一下苏州的浩辰软件,这个公司也是有技术实力的,2013年研发出了自主可控的内核,在软件界面、操作习惯上,与AutoCAD完全相同,你只要会玩Autocad,就能快速上手这个软件。我个人的使用感受就是功能比较全面,云服务结合能力较强。目前该公司的2D产品已经覆盖到100多个国家和地区,全球用户超过7000万,正版用户超过40万。在移动端研发的APP CAD看图王,目前在应用商店的下载量,超过6000万,是名副其实的工业APP之王。

接着说一下北京的数码大方,它的CAD CAXA主要用于机械制图,其他专业不推荐使用。这个软件对小白来说简直不 要太友好,傻瓜式易上手,而且绘图效率要比autocad高很多,特别是它的设计库功能,那简直是完爆autocad啊,用过的都知道,AutoCAD缺少符合国标的模板、图库、符号。而CAXA数码大方CAD的电子图版,这些东西都是根据国标做好的现成的东西,可以拿来直接用,软件自带了很多便于机械制图的标准件,比如说螺丝、螺母等。甚至机械制图常用的构件库、标准件库,在软件中都可以找得到,对于画机械制图的朋友来说,真的是非常方便高效,小公司用的特别多。

再说一下山东的华天软件,拥有自主可控的三维几何建模引擎,9月份即将发布国内首款,完全自主可控的、新一代基于云架构的三维云CAD产品。自主可控也就是说,掌握了几何建模引擎,和约束求解器两大CAD核心技术,适配国产芯片和国产操作系统,支持私有云部署,这就意味着设计人员不再需要安装软件,打开网页就能直接进行产品三维设计,还支持远程的协同设计功能,实现异地的协同研发工作,而且手机、平板、电脑,甚至智能电视,都可以在这上面运行。这一技术目前在国际上属于领先水平,CrownCAD有望颠覆传统基于PC的三维CAD市场,实现国产三维CAD软件的弯道超车。

总结

虽然现阶段绝大数市场份额依旧被国外厂商所垄断,但随着我国工业化程度的不断提高,以及国家 对这一领域的重视,国产替代进口将成为大势所趋。从我国CAD发展现状来看,2D CAD在诸多细 分领域已经基本可实现国产替代进口,在3D CAD领域部分国内厂商也在不断更新迭代、打磨产品 ,未来预计也将逐步替代国外厂商。

虽然目前国内芯片行业发展以及CAD行业发展,相对来说并不太理想,甚至在这个领域当中,因为短板的暴露而影响到了许多科技企业的海外拓展之路。

但是如今智能化时代的发展以及现代化工业技术的不断成熟,国产替代将会是大趋势,中望软件作为国内在国产CAD领域发展当中相对有实力的企业,在这个领域未来的发展道路还是比较长远的,可提升的空间也比较的高,相信随着中望软件不断的克服困难,必将会带领着国产CAD行业的发展。

文章来源:未来智库,芯片观察室,科技宅男圈,小沐新媒体

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