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CAD产业发展回顾与思考(二)

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发表时间:2015-06-03 10:09:43

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LockheedLAC飞机公司。DAC组织了两周的系统讲座,每天上午报告,下午参观;LAC陪同浏览加州和乔治亚州公司的飞机设计、制造、试验基地,充分展示了CAD/CAM/CAE/CAT/PDM技术在飞机研制生产中蓬勃发展的应用规模和领先水平。

  

  DAC早在1967年就与McDonnell飞机公司合并,简称麦道公司,当时生产F4、F15、F18等8种军用机和DC9、DC10两种民用机,统一由专门组建的McAuto公司提供计算机服务。McAuto有3295人,加州长滩的DAC有6台IBM3033主机和几百台小型机。

  

2、CADAM二维绘图软件的兴衰  


  1964年IBM首次推出2250光笔交互图形终端,LAC随即用来研制飞机结构的设计绘图软件,1972年投入生产使用,称作CADAM系统。1975年起向外提供服务,1978年IBM代理经销,于是1983年1月组建CADAM公司,共200人。1983年底共安装了576台IBM主机,驱动近7000台图形终端。1984年7月公司增加到340人,其中软件开发252人。1985年1月使用CADAM的图形终端数达到18000个。1989年公司进一步扩展到600人。 

 

  1978年夏CADAM派专人来京向航空部介绍产品功能及应用,1979年我代表团访美时计划用20万美元引进这一软件,象征性建立中美合作关系。对方要求先买三架L1011宽机身旅客机,共三亿美元,才能得到CADAM。直到1984年10月沈阳飞机公司等组团再次去美洽淡,才草签了订购协议。1989年LAC为了获得资金支持军品开发,抛售了当时红极一时的CADAM公司,IBM、TRW、DEC、HP、富士通、台湾都有收购意向,最后IBM获胜并将CADAM交达索/CATIA管理,从此CADAM一蹶不振,自然消亡。微机版的MicroCADAM被日本公司接手,在日本工业界继续得到一定应用和发展。


3、UNIGRAPHICS硕果仅存  


  美国的飞机公司很多,除了波音、洛克希德、麦道外,还有Northrop、Grumann等,都在大力推广CAD/CAM应用,而且都在研制CAD软件,但是其中最有成效并且最终成为支柱产品的,当推Unigraphics。这要归功于McDonnell飞机公司,它在20世纪70年代结合F15战斗机的研制,开发了功能强大的曲面造型和三维线框设计绘图系统,称作CADD。开发工作由McAuto负责,在IBM主机上运行。与此同时,为了加工生产的需要,1975年收购了研制UniAPT软件的小公司UnitedComputing,在DEC小型机上开发出曲面加工编程系统,并且往上移植CADD功能,逐渐形成UG产品。CADD的开发应用要早于CATIA很多年,其中曲面系统采用孔斯(StevenCoons)方法,发展了双三次参数曲面的应用技术,如光滑拼接、局部开口、曲面舱门的直铰接边设计等,用二次代数方程表示的局部球面或圆柱面可与自由曲面光滑拼接,可以用圆弧或椭圆弧作为边界线准确构造参数曲面片。加工编程的能力也很强,凡是能设计的曲面一定能加工。还有机构设计、网格剖分、与NASTRAN、ANSYS的接口和MoldFlow的接口等,成为VAX超小型机上功能最强的机械CAD/CAM系统,尤其适合于模具行业。随着业务范围的扩展,McAuto改组为MDISG(麦道信息系统组)。1985年6月MDISG高层领导来北京开拓市场。1987年底南昌飞机公司组团去香港测试UG并洽谈引进,随后用UG设计和生产了P5农用机、K8教练机等。

  

4、资本运作对高技术产业的负面影响  


  CAD产业非常娇嫩,需要精心培育,而在资本主义市场经济下资本运作的主旨是资本增殖。1978年CADAM签约由IBM经销后,IBM公司只允许CADAM在IBM机型上发展。1984年时CADAM虽然有了Apollo、SUN和HP工作站版,但是不能上市。1990年1月IBM收购CADAM公司后,并无积极的发展措施,公司业务停滞不前。1992年起改由CATIA管理CADAM,加速了CADAM的覆灭。至于CADAM公司自身应负的责任是,没有及早抓紧发展三维CAD,未能及时跟上时代前进的步伐。  


  UG的处境比起CADAM来要好得多,但是麦道飞机公司与洛克希德飞机公司一样,由于急需投入资金加强军品研制,1991年5月将UG出让给通用汽车公司下属的EDS。1996年12月波音飞机公司兼并了麦道,交易金额133亿美元。波音一贯要求自己的供应商和承包商统一使用CATIA软件,因此UG在飞机行业内的应用有可能受到牵连而削减。美国的CADReport期刊在2001年展望今后十年的CAD发展时谈到一种担忧,会不会有朝一日EDS为使自身资产极大增值而抛售UG?归根结底,在市场竞争中弱者是无人怜悯的,除了全力拼搏争当强者之外,别无出路!

 

三、从RomulusParasolid到ACIS-精益求精锲而不舍的CAD软件典范 

   

1、英国剑桥一瞥  

  1982年北航703飞机制造工艺教研室为了开展CAD研究,引进了DECLSI-11/23小型机、Tektronix4114图形终端和GINO-F通用图形软件,3月去剑桥CAD中心接受GINO-F培训,同时考察ShapeData/Romulus和CIS/Medusa实体造型系统,看到了英国CAD产业发展的一个缩影。

  

  CAD中心由剑桥大学与英国政府共同创建于1967年,专门从事CAD软件的开发和营销,产品有POLYSURF曲面造型、GNC数控加工编程和PDMS流程工厂设计等,1983年实现私有化。ShapeData公司占用一栋三层住宅楼,共20人,其中15人作研究开发。硬件环境是一台VAX-11/780超小型机,用Prime机作为联网节点,图形终端是Tektronix4014存储管和E&SPS300高档显示器。当时Romulus已卖出25套,目标码3万英磅,Fortran源码再加3万英磅。Ferranti机床公司将Romulus纳入CAM-X中用作加工编程,转卖出15套。Medusa输入二维多视图建立多面体模型,主要研制人员共4人,都来自CAD中心。1980年4月开始销售PRIME小型机版,售价2.5万英磅,已售出70套。Medusa以后并入CV系统,在我国有一定数量的用户。  


2、Romulus的变异发展道路  


  剑桥大学CAD实验室是英国发展CAD的源头,1973年IanBraid在此完成了体素设计博士论文,毕业后留校继续完善论文内容,研制了Build-1和Build-2两个新的实验系统,Build-2用最新的Algol68语言编写。1974年创建ShapeData公司,技术骨干共3人:Braid以及他的导师CharlesLang和同窗AlanGrayer。Lang原来在美国MIT访问,召回参与筹建CAD实验室。Grayer研究平面零件的数控加工自动编程。还聘请了擅长开发机械设计专用系统的荷兰人PeterVeenman作市场策划。Romulus使用Fortran语言,1978年推向市场。 

 

  1981年美国Evans&Sutherland公司收购了ShapeData,并在Braid等支持下从1986年起着手用C语言开发美国版权的第二代实体造型系统Parasolid,其中增强了二次曲面造型、交互查询几何数据和局部修改形状等功能。1988年UG接管Parasolid,并用它取代了原来的PADL-2。在UG的精心维护下Parasolid运行越来越稳定,成为国际通用的一种几何平台。  


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