深度解读CAD行业发展历史

CAD产业发展回顾与思考

编辑注：唐荣锡教授是中国工程图学会理事长、荣誉理事长。他的研究工作始终走在国际CAD/CAM的最前沿。唐老对CAD的历史和发展有很深的认识，节取他的文章与大家分享。

一、后来居上的达索系统/CATIA

1、初访达索

1985年11月航空工业部组团成都飞机公司等去巴黎访问达索飞机公司,用三个星期详细考察CATIA软件的应用状况,准备引进这一系统。达索当时设计生产幻影F1战斗机和空中客车民用机,使用IBM3090、4381一类主机和IBM3250、5080一类图形终端，用CATIA设计了幻影的全机外形，完成结构打样、布置通风管道和液压系统、设计和加工机翼整体壁板、蒙皮成形模，以及航空发动机的涡轮盘和叶片等关键零件。全公司共有200多台图形终端。

2、CATIA在引进与开发并举中发展壮大

达索飞机公司从1960-1965年开始引进IBM计算机和使用数控加工机床，1967年着手用Bezier曲面建立飞机外形的数学模型，1970年用批处理方式全面展开幻影的数字化设计。1974年领导层面临重大决策，为了扩大CAD应用规模，从美国引进软件有利，还是自已动手开发好？最后决定齐头并进，一面引进洛克希德飞机公司的CADAM系统，一面重点开发飞机吹风模型的三维造型和加工软件，以便大量缩短飞机模型的吹风试验周期。于是1975年引进CADAM，花100万美元买下了CADAM源程序，学习CADAM的技术诀窍。1977年启动开发三维交互CAD软件，1978年投入使用CATIA。同时建立主数据库，统一管理CADAM二维结构图和CATIA三维模型文件。1979年用数控加工制造出第一个吹风模型。1981年IBM公司开始负责经销CATIA系统，于是单独组建达索系统公司。当时公司共有30人，软件开发占25人，当年售出10套CATIAV1.0,内容包括曲面造型、三维线框设计、多面体实体建模、运动机构分析和机器人操作编程。从1982到1984年底累计销售量达到200套，人员增加到190名工程师，其中150人从事软件开发和维护，软件人员平均年龄小于30岁。达索自觉翅膀已硬，独立开发了二维绘图模块，撇开CADAM，形成完整的CAD系统V2.0。到1985年底，累计销售近400套，运行于16个国家的二千多台图形终端，其中不包括IBM公司自已使用的终端数。1/3用户是飞机行业，1/3汽车行业，其余是机械、电气、造船、模具、建筑、工程、医学等专业。1991年9月安托公司麦贤慧女士介绍，CATIA已增加到670人，其中2/3从事研究开发。1990年销售额为1.1亿美元。

3、兼并迅速增强达索/CATIA实力为产品的全生命期提供一体化服务

1989年洛克希德飞机公司缺少资金开发新型战斗机，决定出售CADAM子公司。1990年1月IBM用2.7亿美元收购CADAM，并于1992年起托付达索管理。1997年6月达索用3.1亿美元收购了美国SolidWorks。1997年12月用1.05亿美元现金收购Deneb的精益制造布局仿真软件Delmia。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的开发和经营。1998年12月达索接管法国马特拉（MATRA）下属的CAD/CAM业务，包括Euclid/styler,Machinist,Cisigraph/Strim100和StrimFlow等。1999年4月收购SmartSolutions的SmarTeam业务。1999年2月向美国InventionMachine公司投资600万美元从事知识创新软件的合作开发经营。

2000年7月用2150万现金并购Spatial的ACIS3D软件业务。至此，达索/CATIA大体完成了PLM业务范围的战略布局，形成产品全生命期的CAD/CAM/CAE/PDMII一体化管理，为数字化企业提供电子商务的完整工具，足以完成产品从初步设计到售后服务的全过程仿真。其中，CATIA和SolidWorks支持产品的数字化设计和仿真，Delmia完成精益制造过程的数字定义和仿真，Enovia提供数字化产品、过程和资源的集成化、分布式协同管理成套工具。以上三方面汇总，构成数字化产品的全生命期流程，并且支持合作企业的知识重用。据2002年夏网页公布的数字，CATIA/CADAM有1.3万家用户，SolidWorks有9500家用户。

过去，CATIA只在IBM主机和工作站上运行，当剖析了PC版的SolidWorks后，1998年5月达索宣布将推出全新的CATIAV5WindowsNT和UNIX版，99%的用户界面图标采用MSOffice形式。CATIAV4的曲面系统使用Bézier形式，现在改成NURBS形式，而且采用DCM约束管理软件，使得新的尺寸驱动模型与其他流行系统很相像。CATIAV4是1993年推出的，有113种独立的功能模块，现在都要转成V5版，而且数据接口都要与V4兼容，

V4和V5的零件、装配件可以共存于一个产品模型中。V5还提供CAA二次开发工具，鼓励第三方软件在CATIAV5平台上开发。因此V5是一个非常庞大的应用系统，要想在功能上达到稳定、实用、先进，超过V4和其他品牌，非得有七八年的艰苦磨练不可。1999年5月CATIAV5R1上市，在我国作为教育版的全套优惠价是1.6万元人民币一套，含一百多个模块。2003年2月1日起，达索停止了教育版优惠价，含十几个模块的MD2商业版要2万美元一套。

4、CATIA获得成功的首要因素归功于达索的优异稳定环境

CATIA从一开始就是面向幻影的研制需要发展起来的，达索飞机公司既是它的开发者，又是它最稳定的使用者。随后IBM和波音飞机公司又成为它的铁杆用户。惟独世界一流的应用才能孕育出世界一流的CAD软件。CATIA开发队伍的稳定也是举世无双，有充足的人力资源。人称CATIA之父的FrancisBernard毕业于土鲁兹大学航空系，学习空气动力学和结构力学。1985年时公司有25人来自这一大学。Bernard当时任执行副总裁，以后任总裁，至今未变。当前的公司成员仍是80%工程师，平均年龄32岁。再有是资金稳定，有IBM 作后台，软件销售价格制定合理，划一不变。最后一点，我们在访问达索过程中深深感到法国的民族自尊心很强，自尊才能自信，才能勇于开拓创新，创建优异的民族文化和杰出的高科技产品。

二、美国飞机公司创造CAD辉煌CAD产业善始未得善终

1、初探飞机设计制造管理一体化

1979年1月29日小平同志访美，3月1日和7日中美双方互派大使，4月6日航空工业部科技局长郦少安率领11人高级代表团用一个多月时间访问DouglasDAC和