很難想到,在中國已經發展了近半個世紀的計算機輔助設計軟體CAD會同其他短板技術一樣,以這樣「企業與國家的抗辯式」的宣言,重新進入眼帘。四十多年以來,自主CAD產業從緊隨國際,到熱火朝天,到就地跌落幾乎失去辨識度,淪為產業縫隙中並無太多人關注的產業。
然而對於一個獨立自主的經濟體,CAD產業具有重大的戰略意義,關係到整個國家的設計能力,作用於技術創新的源頭。1989年美國工程科學院評出近25年來全球7項最傑出的工程技術成就,其中第4項是CAD/CAM。1991年3月,美國政府發表跨世紀的國家關鍵技術發展戰略,列舉了6大技術領域中的22項關鍵項目,而CAD/CAM技術與其中的兩大領域11項緊密相關。
然而在中國經過幾十年的發展,在高端3D的CAD領域,國產軟體幾乎全軍覆沒,在中低端還有一些倖存的奮鬥者;同樣,在晶元設計領域的電子設計自動化軟體EDA也幾乎全部是美國三家公司(一家被西門子併購)的天下。
在這個行業里行走的企業家,基本上都是飛檐走壁的俠客。堂堂大路,已經無路可走。2018年工業軟體提供商法國達索收入在58億美元,歐特克達到了創紀錄的26億美元。而中國的CAD軟體廠商,基本都是在2000萬到2億元之間徘徊。他們更像是江湖義士,行走在利基市場的懸崖峭壁上。
1963年,以麻省理工學院的Sutherland博士的「人機對話系統」,開創了圖形界面的全新篇章,它可以在10-15分鐘完成通常要花幾周時間的工作,震動了整個工程界。影響深遠的計算機輔助設計CAD因此而誕生。隨後的發展,許多技術都是從大學裡面走出來。這是大學對工程界的最好禮物。
幾乎是同步,我國的科學家和工程界迅速做出反應,從六十年代中期開始研究CAD/CAM技術在航空、造船工程中的應用。而七十年代中期以後,諸多院校和科研院所在CAD/CAM研究方面做了大量的工作,推動了CAX技術的迅速發展。
1975年,西安交通大學研製了751型光筆圖形顯示器,三年內後751終於配齊了基本軟體。在751系統的基礎上,西北工業大學、上海交通大學等都開展了我國最早的嘗試,包括在飛機框肋裝配夾具設計、曲面外形設計和加工、組合機床設計等應用。
那真是一個花開滿園的美好年代。1980年,全國高等學校CAD研究會在北京工業學院成立,此時上交大、華科大(當時稱為華中工學院)、大連理工大學(大連工學院)等諸多單位在CAD研究方面做了大量工作。
而到了1984年,北航(彼時的北京航空學院)的唐榮錫教授帶隊研製出了中國第一個多面體實體造型原型系統PANDA。最令人佩服的是,唐老隨即向國內研究所和學校公開技術,低價或無償提供源程序。PANDA系統,就這樣流向業界,成為當時CAD的啟蒙系統。唐教授的團隊,緊跟國際形勢,隨後又開發出基於線框和NURBS曲面的幾何造型、數控加工原型系統PANDA4。
美法兩國CAD的大發展,與航空製造的淵源很深。中國的航空製造在推動CAD的發展中,同樣是起到了引領的作用。1986年,航空工業部的7760計算機輔助飛機設計、製造及管理系統,也就是7760CAD/CAMM系統,被譽為當年十大科技成果之首。這個項目也是百人會戰,來自27個不同院所工廠的百餘名教授、專家,聯合攻關而成。該軟體系統經歷了空客320貨艙門設計實戰,並在「飛豹」飛機研製過程中都得到了應用。到了八十年代中期,有研究者做了統計發現各院校和研究機構已經開發出2000多套CAD系統。
那一個十年,行業湧現出無窮的活力。船舶六院十一所的HCS系統正式通過鑒定,這是我國第一個造船集成生產系統;南京航空學院的周儒榮等人適用於複雜外形產品設計與製造的B-SURF(3D-CAD)系統,已經跨入了三維的門檻。可以建立兩種型號無人機的全機數模,在IBM4341(當時需要幾十萬人民幣)的圖形終端上呈現了全機及各部件的各種透視圖、切面圖等。
而在1992年,超大規模集成電路計算機輔助設計(IC-CAD)熊貓系統在京通過國家鑒定。歷時四年,在北京集成電路設計中心等16個單位的200多個開發者,共同啃下難關。該系統擁有28個工具,覆蓋了全定製集成電路正向設計的全部功能,採用國產華勝工作站為硬體,採用UNIX系統和標準C語言編程,代碼條數達到182萬。而在當下,這一類EDA軟體是晶元領域非常大的軟肋。去年對中興悍然發起斷供的Cadence,正是屬於此類暗器。
彼時CAD的發展,呈現出「工程師主義」的鋒芒。那個時候,單純的管理者還沒有發言區。整個行業的發展都是由帶有工程師氣質的科學家直接推動,這是一段科學家和工程界完美結合的歷史,它的攻關方式:聯合、協同、系統,在當下令人印象尤其深刻。正是這些初出茅廬的技術探索,為之後舉國推進的「CAD應用基礎」提供了薪火。
1983年國家科委等8部委在南通召開首屆CAD應用工作會,在會上出現了培育發展自主版權CAD產業的呼聲;而在863計劃中提到進一步深入研究CAD的可實施計劃。這期間機械工業部投入8200萬,組織開發4套CAD通用支撐軟體和24種重點產品的CAD應用系統。