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CAD产业发展回顾与思考(一)

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发表时间:2015-06-03 09:41:43

  唐荣锡教授 中国工程图学会理事长、荣誉理事长;唐老的研究工作始终与国际CAD/CAM的发展趋势同步。从70年代中期去工厂普及推广Coons曲面及数控加工技术,到70年代末邀请国际计算几何专家Forrest博士来中国讲学;从80年代初主持我国第一代三维实体造型软件的开发,到80年代后期开展特征造型技术的研究,始终置身于CAD领域国际学术最前沿。


  通过拜读唐老的文章,对CAD的历史和发展会有更深的认识,因此想在此与大家分享。


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。


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