作为工业软件皇冠的“明珠”之一，从上世纪60年代至今，CAD（Computer Aided Design，计算机辅助设计）软件实现了从手工画图到数字化设计的演进，如今已成为不容忽视的关键技术产业，支撑了千万亿产值的制造业运转。

进入“十四五”时期，我国坚持自主可控、安全高效，推进产业基础高级化、产业链现代化，保持制造业基本稳定，增强制造业竞争优势，推动制造业高质量发展，加之知识产权的日益完善等，国产三维CAD软件开始在自主创新上八仙过海各显神通。

目前，在制造业领域中，三维CAD已经得到了普遍的应用。过去几十年里，主流三维CAD几乎都产生于欧美，几大国际巨头占据全球绝大部分市场份额，国产三维CAD软件在国内市场的份额不足5%，突破发展困境，迫在眉睫。

从哪条路径实现突围？新迪数字董事长叶修梓从事三维CAD技术研究和软件开发有30多年时间，在他看来，中国工业软件产业或许可以借鉴“高铁模式”。

·三维CAD：制造业数字化的关键支点

工业基础软件主要包括电子设计自动化（EDA）、产品结构设计（CAD）、产品仿真分析（CAE）等。其中，三维CAD是企业产品数字化的源头，三维CAD设计的产出物是三维数字化模型。二维CAD软件的产出物是一个平面图纸，并不是现实物理世界真正产品的模型描述；而三维CAD可以实现这一点。

在我国的工业制造企业中，以三维CAD软件进行产品设计建模工作已十分普遍。叶修梓认为，如果说制造强国的基础就是产品正向创新设计，那么产品正向创新设计的首要工具就是三维CAD软件。

运用三维CAD软件所创建的产品三维几何模型，是后续所有产品数字化应用（仿真分析、工艺设计、数控加工、产品装配、采购检验、维护服务、市场营销等）的数据源头，三维CAD是企业数字化的关键支点，支撑的是千万亿产值的制造业运转。

国际上三维CAD技术起步于上世纪六七十年代，从八十年代开始商业化开发，经过四十多年的迭代发展，形成了以达索、西门子、PTC等少数几家主流厂商为主的全球三维CAD软件市场格局。

在国内，上世纪八十年代曾出现过一次三维CAD技术研究热潮，但由于没有成功实现商业化，加之其他各种原因，最终昙花一现，殊为可惜。2000年以后，国外三维CAD软件涌入国内市场，逐渐形成垄断，而国产三维CAD产业发展缓慢。

叶修梓表示，国产三维CAD产业的真正起步和发展也就在近二十年，目前的市场占有率尚不足5％，存在卡脖子的极大风险。所以，迫切需要打造中国自己的三维CAD软件，打好制造业高质量发展的基础。

那么，国产三维CAD软件与国际领先水平相比到底差距在哪？

叶修梓说，国产工业软件在某些特定应用场景的功能开发比国外通用工业软件可能要深入，但这只是点的突破，单点能力的突破与通用能力的突破，不是一个量级的概念。

他认为，通用三维CAD软件需要满足的是千千万万个不同应用场景的需求，这是国产三维CAD软件需要花大力气努力的地方。按照国际业界对中端通用三维CAD和高端多学科三维CAD的定义，目前，国产中端通用三维CAD大概落后国外领先水平15年左右，国产高端多学科三维CAD还完全处于空白状态。

不过，随着中国制造业的转型升级，软件正版化、国产化浪潮掀起，加上国家政策的支持，国产三维CAD迎来前所未有的良好机遇，市场增长潜力巨大。

·让工程师都用上中国的三维CAD

1994年，美国SolidWorks公司开始起步。作为创始团队成员之一，叶修梓当时主要负责底层几何建模算法的研究和开发。1997年，SolidWorks被达索系统公司买下，收购价格在当时也是业内天价了。

这次创业显然是非常成功的，但是叶修梓开始思考下一次创业应该在什么地方、以什么形式、做什么事情。思来想去，他觉得，中国人应该要回到中国去做一点事情。

在创建SolidWorks之时，叶修梓等人的理想是，让每一个工程师桌面上都有一个三维CAD软件。回到国内，他看到三维CAD软件市场基本被国际软件巨头所垄断，国际巨头的三维CAD软件价格昂贵，而国产三维CAD软件差距很大，无法满足用户的需求。

所以，那时的他产生了一个念头：要让每个工程师都用上中国的三维CAD！这也正是他当初回国创建新迪数字的初衷和愿景。

实际上，SolidWorks的成功是天时、地利、人和的结果。

早期，三维CAD软件是在大型机、UNIX操作系统上开发的，一整套软硬件设备最高时要近50万美元，昂贵且不好用。到80年代后期，PTC开始在工作站上开发三维CAD软件，把价格降到了十几万美元，但这仍是非常高的价格，用得起的企业少之又少。

不过，这一时期芯片技术发展很快，个人电脑的计算能力也越来越强，操作系统方面也出现了微软这样的企业，尤其是Windows 95的出现，不仅带来了新的操作系统，还提供了比UNIX更加友好的用户界面。于是叶修梓等人思考，把三维CAD从UNIX搬到Windows上、从大型机搬到个人电脑上，一套软硬件设备下来价格不足1万美元。这一举措具有革命性意义，实现了三维CAD软件的大众化。

而且，当时三维CAD产业链初步形成，新产品研发已不需要从零开始，在制造业市场需求不断扩大的情况下，他们这些从PTC、Computer Vision、Autodesk等知名CAD软件公司出身以及从MIT等世界顶尖大学出身的技术人才和商业人才，成功推出了备受业界认可的SolidWorks软件。

叶修梓认为，国产三维CAD软件从SolidWorks的成功经验中最值得学习的一点是：始终以用户需求为导向，以解决用户问题、提高用户设计效率、降低用户采购成本为目的，以此决定产品研发走向。

·“高铁模式”：引进、吸收、创新

与许多国产自主工业软件尝试自己写代码不同，新迪数字选择引进国外软件的源代码。2022年12月，新迪数字宣布引进西门子公司三维CAD软件 Solid Edge的源代码和知识产权。

叶修梓认为，从第一行代码开始全部都自己写，就像现在造飞机每一个零件都由飞机公司自己造，不能说不可行，但是需要花大量时间和大量资金。而现在面临的现实情况是——时间不等人。

他表示，没有一个飞机公司是自己去制造每一个零件，它背后都有一个复杂的产业链在支撑。每一行代码都自己来写，想以此实现国产工业软件的自主振兴，不只难度很大，而且基本不具有可行性。

“国产落后国外先进水平一二十年，如果完全从零开始写代码，即使能够研发出一个上世纪90年代SolidWorks水平的国产三维CAD软件，又能怎样呢？现在的用户已经在普遍使用世界上最成熟、最好用的软件，谁愿意回到一二十年前水平的软件呢？”他说，况且工程师的设计时间紧、任务重，三维CAD只是一个工具软件，没有用户愿意纯粹为了国产自主而牺牲产品设计效率和设计质量。

更何况，三维CAD软件的成熟需要经历一二十年的应用场景打磨、行业知识积累、产品研发迭代，没有一个三维CAD软件是两三年就能打磨成熟的。

“我们必须正视我们与国外工业软件的发展水平存在相当大差距，国产工业软件的发展不能违背行业客观规律。”叶修梓说。

国产工业软件的突围可能有多种不同模式，新迪数字的选择是借鉴中国高铁的发展模式——引进一流技术、消化吸收、再创新，所以新迪数字引进了西门子Solid Edge软件的全部源代码和知识产权。

叶修梓认为，引进的一定要是国际一流水平、经过广泛验证、成熟好用的三维CAD软件。如果引进二三流水平的国外软件源代码再将其打造成一流产品，需要付出很大的成本，并具有很大的不确定性。

在他看来，引进完成之后，新迪数字在国内市场能够迅速推出一款自主可控、国际一流的国产三维CAD软件，将极大地改变我国三维CAD软件市场被国外巨头垄断的局面，有助于产品正向创新设计，助力我国制造业高质量发展。

引进西门子Solid Edge源代码只是起点。叶修梓说，新迪数字的目标是要全面掌握其核心技术，并在此基础上，融合自己多年来积累的知识和技术，针对不同行业不同应用场景进行优化改进、持续创新、不断提升。

·把“点”的突破连结成“面”的突破

当前，不少三维CAD软件都在做云化，这也是业内公认的一个发展趋势。但叶修梓认为，不同的行业、不同的对象，如何云化，要慎重考虑。

“云化不是说什么东西都一股脑上云，要合理利用端和云的计算及存储资源，实现云+端高效协同。”叶修梓说。

他认为，除了云化，国产三维CAD软件行业还有诸多值得关注的发展趋势。

首先，人工智能在三维CAD软件领域的应用会越来越普遍，前景乐观，尤其是在用户体验、智能化设计重用和行业知识应用等方面。比如，新迪数字收购的源代码中有一个用户习惯导航模块，它会根据大量的用户习惯数据，来自动推荐和导航下一步的功能菜单，提高用户体验和设计效率。可以预见，人工智能在三维CAD软件中将得到越来越广泛和深入的应用。

其次，人机界面的变化或者交互手段的变化值得关注，比如AR、VR、超高清屏、多通道交互等。从CAD的角度，交互手段看上去技术含量不是很高，但对用户的三维设计体验和效率提升会有很大影响。

再者，CAD和CAE的融合也是值得关注的一个趋势。产品研发中，设计跟验证是交叉的，但设计工程师和仿真工程师在专业术语、数据、知识上都存在隔阂，设计工程师一般不懂仿真，仿真工程师也搞不懂设计，这会拖累研发效率。要想实现CAD、CAE的融合，就需要依靠技术手段，为设计、验证这一需要不断重复循环的环节最大可能地实现自动化，从而提高效率、节约成本。

叶修梓表示，非常希望国内同行能够团结起来、共同努力，把“点”的突破连结、发展成“面”的突破，以自主创新加快满足国内制造业发展需求，持续积累我国自己的行业自主化的知识技术，相互促进，良性竞争，共同把市场份额做大，把国产工业软件做强，突破“卡脖子”困境。

生态方面，希望国内同行能够联手起来，建立一个开放的技术和市场生态。工业软件门类众多，任何一家公司想把所有门类市场都“吃”下，是不可能的。新迪数字希望国内同行、合作伙伴一起建设企业数字化软件平台与生态，打造国产三维CAD全链条数字化解决方案。

当然，实现国产三维CAD产业的振兴，还需要人才、政策和资本的支持。叶修梓建议，人才方面，政府、高校和企业建立深度合作，深入了解行业人才需求，培养工业软件高端人才。

政策方面，以能否解决企业需求、能否解决“卡脖子”问题、能否化解供应链风险为考量标准，来判断国产工业软件能否实现替代，并帮助自主可控、持续创新的国产软件进入制造企业应用。

资本方面，提高工业软件认知水平，遏制短期投机扰乱行为，减少低水平重复建设，提高资本利用率，支持真正有核心技术的基础工业软件公司。

文 |《财经国家周刊》 李瑶

责任编辑：kj005