大飛機 風(fēng)雨路 堅守！

戴晟

我是北京航空航天大學(xué)飛行器制造工程的一名在讀博士生。我們專業(yè)有一個傳統(tǒng)研究方向，即CAD（Computer Aided Design，計算機輔助設(shè)計）軟件，具體而言就是研究設(shè)計飛機所用到的工程軟件，它可以說是飛機研制的“畫筆”，高端的CAD軟件就是這個行業(yè)的“神筆馬良”。

飛機制造涉及的零件多、尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高，這些帶來了繁瑣的建模以及將草圖變?yōu)楣ぷ鲌D等繁重工作。而CAD軟件可以幫助設(shè)計人員縮短設(shè)計周期，提高設(shè)計質(zhì)量。

自20世紀60年代CAD問世以來，美國PTC公司的Creo、美國歐特克公司的Autocad、法國達索公司的3DEXPERIENCE和德國西門子公司的NX等幾大國外軟件在市場中居于主導(dǎo)地位。上世紀八九十年代和2000年以后，我國也出現(xiàn)了兩次國產(chǎn)CAD浪潮。

兩次國產(chǎn)CAD浪潮

在第一次浪潮中，出現(xiàn)了諸如北航CAXA、北航熊貓CAD（后更名為金銀花）和開目CAD等非常優(yōu)秀的產(chǎn)品，打破了國外軟件在中國市場的壟斷地位。

2000年后出現(xiàn)了第二次國產(chǎn)CAD浪潮，當(dāng)時對CAD產(chǎn)品進行核心開發(fā)和二次擴展開發(fā)的公司就有十來家。然而因為軟件盜版猖獗、國外高端產(chǎn)品入侵等原因，后來只有三家發(fā)展得較好：CAXA CAD、浩辰CAD和中望CAD。他們各有自己的主攻方向和優(yōu)勢領(lǐng)域。

北航孕育的CAXA的本土化策略較為成功，比如研發(fā)更加符合國內(nèi)工程師使用習(xí)慣的人機交互界面，使用符合最新國家標準的數(shù)據(jù)管理方法等。 CAXA形成了全面的制造業(yè)產(chǎn)品線，有成套的解決方案，并在教育行業(yè)耕耘多年，因此，占據(jù)了很大的市場份額。

浩辰公司將勘察設(shè)計行業(yè)協(xié)同設(shè)計及BIM（建筑信息模型，指以三維圖形為主的電腦輔助設(shè)計）解決方案作為主攻方向，在行業(yè)里有一定的影響力。

中望這些年積極拓展海外市場，銷售每年都有大幅增長，贏得了生存空間。

這些企業(yè)近十年的努力，讓國產(chǎn)CAD在國內(nèi)市場甚至國外市場都占有了一席之地。國際CAD巨頭感到了威脅，國外某公司為了打壓國內(nèi)的這些廠商，在2009年10月將AutoCAD降價80%，當(dāng)年近3萬元的軟件瞬間降價到6000多元，2019年最新報價也僅為7000多元。但是降價至今，國產(chǎn)軟件沒有被打垮，反而實現(xiàn)了一定比例的增長，他們從開發(fā)實力、市場推廣能力等各方面都經(jīng)受住了考驗。

三方支持，方能守住陣地

國產(chǎn)CAD軟件研究之所以能守住陣地，有如今的成績，離不開國家、企業(yè)、學(xué)界三方的良好協(xié)作。

國家在宏觀層面扶持推動，學(xué)界提供技術(shù)創(chuàng)新，攻關(guān)核心問題，企業(yè)穩(wěn)進開拓，產(chǎn)學(xué)研緊密結(jié)合，國產(chǎn)CAD軟件才能如此披荊斬棘，突破外國同行技術(shù)與資金的雙重鉗制，邁向高端。

高校的最新研究就是國產(chǎn)CAD軟件與國外競爭的“彈藥庫”，只有將其商業(yè)化，并融入軟件之中，國產(chǎn)CAD軟件才能在鞏固已有市場的基礎(chǔ)上不斷推進“作戰(zhàn)半徑”。

我所在的北航課題組長期跟蹤國外CAD發(fā)展，針對CAD行業(yè)核心動態(tài)開展研究。目前課題組已經(jīng)發(fā)表數(shù)十篇行業(yè)前沿問題的國際論文，并且正在積極爭取國家經(jīng)費支持和對口企業(yè)合作，從而將最新的論文研究成果盡可能落地開花。

課題組在導(dǎo)師趙罡的帶領(lǐng)下，不斷地啃著目前飛機制造工程中的“硬骨頭”，專注于如何打通飛機制造全流程的數(shù)據(jù)流。形象地說，就是要讓飛機制造流程中各種來源的數(shù)據(jù)，都能按部就班地“行駛”在同一條公路上，不塞車也不能發(fā)生事故，彼此之間還要能夠聽得懂。

目前的飛機制造過程中，很多環(huán)節(jié)之間總有一堵一堵低矮的“墻”，有些是技術(shù)上的瓶頸，有些是管理上的落后不足。它們阻礙了各環(huán)節(jié)之間數(shù)據(jù)的貫通，有時候會發(fā)生“塞車”，有時候卻“打不到車”，有時候還會“上錯了車”。這樣的情況，導(dǎo)致的結(jié)果往往是時間、人力和資金成本的增加。除此之外，各環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)的格式和類型不同，因為有的數(shù)據(jù)是給機器用的，有的數(shù)據(jù)是給工作人員閱讀的。就好像跑在公路上有的是“轎車”，有的是“大客車”，有的是“工程車”，這些差異造成了數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的困難，客觀上增加了各環(huán)節(jié)之間數(shù)據(jù)貫通的技術(shù)難度。

我們的工作集中在如何打通航空制造全流程的數(shù)據(jù)流。比如我們研究了機床設(shè)備和工程人員的互動，通過技術(shù)將每一臺正在制造飛機零件的機床設(shè)備實時狀態(tài)采集回計算機系統(tǒng)，并用清晰可視化的方式，使工程人員可以精確并簡潔地掌握每一臺機床目前的“心情”和“健康”狀況，這樣會降低工程人員處理異常情況的勞動強度，提高每一個工程人員的工作效率。

國產(chǎn)CAD軟件歷經(jīng)了20余載崢嶸的洗禮，生存和發(fā)展的危機并未過去。這是一場長時間的博弈，不是短時間的跟跑，而是永不言棄的“馬拉松”。只要國家、企業(yè)和學(xué)界堅持通力合作，相關(guān)從業(yè)人員堅守研發(fā)崗位，國產(chǎn)CAD軟件的技術(shù)水平一定會越來越成熟，易用性、專業(yè)性和兼容性等技術(shù)要求一定會對標看齊國外同行軟件，在競爭與斗爭中慢慢形成具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“神筆馬良”。

責(zé)任編輯：徐玲玲

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