引言

近年來，西方國家以重塑制造業(yè)競爭優(yōu)勢為目標， 不斷在工業(yè)軟件領(lǐng)域?qū)嵤喙┡c禁用，工業(yè)軟件安全問題浮出水面?！丁笆奈濉?a target="_blank">智能制造發(fā)展規(guī)劃》提出全面推行制造業(yè)企業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的建設(shè)目標，加速制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。CAD/CAM 作為工業(yè)軟件的核心，被廣泛應用于制造業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)加工及仿真驗證等關(guān)鍵環(huán)節(jié)中，是我國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要支撐，對我國制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展意義重大。

國內(nèi)外CAD/CAM 軟件的演變歷程與發(fā)展策略

研究國內(nèi)外CAD/CAM 軟件發(fā)展的歷史進程，分析國外工業(yè)軟件的發(fā)展策略，對我國CAD/CAM 軟件的國產(chǎn)替代起到重要作用。

2.1 國內(nèi)外CAD/CAM 軟件發(fā)展歷程

CAD/CAM 技術(shù)的研究開端于對精準加工技術(shù)的迫切需求，其演化歷程可以分為技術(shù)準備階段、初步應用階段、成熟發(fā)展階段與壟斷競爭階段，如圖1 所示。

20 世紀50 年代是CAD/CAM 的技術(shù)準備階段。得益于脈沖控制伺服電機與計算機圖形學的長足發(fā)展，以麻省理工學院為主的美國高校及企業(yè)研發(fā)了可顯示簡單圖形的設(shè)備、三坐標數(shù)控銑床、APT 自動編程、數(shù)控設(shè)備的自動換刀功能等技術(shù)。我國在1958 年也研制出了國內(nèi)第一臺三坐標數(shù)控銑床。圖形顯示設(shè)備、數(shù)控加工設(shè)備的研制成功，為CAD/CAM 技術(shù)的產(chǎn)生打下了良好基礎(chǔ)。

20 世紀60 年代，商品化的CAD/CAM 系統(tǒng)開始出現(xiàn)。IBM 公司推出了計算機繪圖設(shè)備，洛克希德飛機制造公司推出了商品化的CAD/CAM 系統(tǒng)，CAD/CAM 軟件進入初步應用階段。此時我國成套引進CAD/CAM 系統(tǒng)， 開始了國產(chǎn)CAD/CAM 技術(shù)的探索之路。

20 世紀70 年代至90 年代，實體建模技術(shù)日趨成熟， CAD/CAM 的核心模塊也逐漸成型，進入成熟發(fā)展期。歐特克、美國參數(shù)技術(shù)等公司經(jīng)歷了從推出商品化軟件到實現(xiàn)CAD/CAM 系統(tǒng)集成的過程。我國也開始了甩圖板工程，CAXA 電子圖板、開目CAPP 等眾多CAD 軟件開始涌現(xiàn)，并開始直面眾多功能強大國外軟件的競爭。

2000 年以來，國外CAD/CAM 軟件進軍國內(nèi)市場，逐漸形成了壟斷局面。國內(nèi)工業(yè)軟件發(fā)展甚微，技術(shù)代差逐漸形成。以歐特克、達索及西門子為主的國外企業(yè)占領(lǐng)了我國95% 的工業(yè)軟件市場。二維CAD 領(lǐng)域，中望軟件、數(shù)碼大方等公司在技術(shù)方面做到了國產(chǎn)替代，但規(guī)模小， 市場占有率低。面對國產(chǎn)研發(fā)設(shè)計類軟件突破現(xiàn)狀的迫切需求，有必要對國外工業(yè)軟件的發(fā)展策略進行研究。

2.2 國外CAD/CAM 軟件的發(fā)展策略分析

國外公司以其強大的資本為后盾，形成了相對穩(wěn)定的競爭優(yōu)勢。其發(fā)展策略兼具著前瞻性與殘酷性。首先是以高校為市場，培養(yǎng)后備目標客戶。在國外CAD/CAM 軟件進軍國內(nèi)市場時期，我國高校、科研院所在人才培養(yǎng)過程中恰逢存在相關(guān)知識載體的巨大缺口，國外公司以贊助或捐贈等方式，積極爭取在教學與科研中捆綁其CAD/CAM 軟件。利用其軟件產(chǎn)品構(gòu)建高校教學平臺， 并提供教材支持，從而培養(yǎng)學生對其軟件的使用習慣。此營銷策略一方面使目標客戶前移，從學生階段開始擠壓國產(chǎn)軟件用戶市場，另一方面也轉(zhuǎn)移了廣大高校對工業(yè)軟件算法、程序設(shè)計等基礎(chǔ)性教育的工作重心。其次是放任盜版行為，壓縮國產(chǎn)軟件生存空間。長期以來國外軟件以極低的使用成本搶占國內(nèi)市場，形成傾銷式市場擠壓，迫使國產(chǎn)軟件廠商失去生存空間；在培養(yǎng)用戶使用習慣后，將軟件嵌入我國制造業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)中，實現(xiàn)技術(shù)資料與工業(yè)軟件的捆綁。回顧國外工業(yè)軟件在我國的發(fā)展之路，其經(jīng)營策略對國產(chǎn)軟件造成了極大影響。如今，數(shù)碼大方、中望軟件等公司都在重視學校市場，積極參與學校課程建設(shè)，協(xié)辦各級各類職業(yè)技能大賽，培養(yǎng)潛在客戶。

國產(chǎn)CAD/CAM 軟件的行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

在經(jīng)歷了上世紀甩圖板工程帶來的國產(chǎn)工業(yè)軟件小陽春之后，國內(nèi)市場迎來了三維CAD 技術(shù)。國外CAD/CAM 軟件迅速占領(lǐng)了我國主要市場份額。我國自主工業(yè)軟件市場占有率從20 世紀90 年代的25% 萎縮到目前的不足5%。雖然國產(chǎn)CAD/CAM 軟件面對著諸多現(xiàn)實困境，但也在積極把握新的行業(yè)趨勢，在國家政策支持下尋求破局之道。

在激烈的市場競爭中，國產(chǎn)CAD/CAM 軟件發(fā)展較為困難。首先是國內(nèi)用戶長期以來對國外軟件的使用慣性，形成了國產(chǎn)替代的強大阻礙。其長期研發(fā)設(shè)計活動積累的核心技術(shù)資料被國外軟件牢牢綁定，國產(chǎn)替代將對企業(yè)日常經(jīng)營帶來影響；其技術(shù)人員也習慣于國外軟件的操作邏輯，對使用國產(chǎn)軟件具有抵觸心理。其次是面對種類繁多的設(shè)計與仿真需求，國產(chǎn)軟件開發(fā)時需要積累大量行業(yè)Know-how，并轉(zhuǎn)化為軟件功能，研發(fā)投入大。而制造企業(yè)對工業(yè)軟件的核心需求受限于自身主營產(chǎn)品，往往不需要大而全，造成國產(chǎn)軟件盈利能力與產(chǎn)品研發(fā)投入不匹配，無法形成資金回籠快速通道。但近期的工業(yè)軟件斷供凸顯了發(fā)展自主可控工業(yè)軟件的重要性，國產(chǎn)替代將成為國家戰(zhàn)略重要的發(fā)展方向。

CAD/CAM 軟件是工業(yè)創(chuàng)新設(shè)計與仿真分析的核心工具，將在我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級過程中發(fā)揮重要作用。近年來國務院、工信部等多家單位發(fā)布了指導性文件，如圖2 所示，強調(diào)了CAD/CAM 軟件在智能制造行業(yè)中的核心創(chuàng)新能力載體地位，在保護知識產(chǎn)權(quán)、優(yōu)化市場環(huán)境的基礎(chǔ)上， 大力引導國產(chǎn)工業(yè)軟件攻克行業(yè)核心技術(shù)，并突破發(fā)展一批研發(fā)設(shè)計類軟件，開發(fā)一批行業(yè)專用軟件。受益于我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型、國家扶持政策及軟件正版化帶來的良好市場生態(tài)，國產(chǎn)CAD/CAM 軟件將迎來良好機遇期。

面對5G、云計算等新技術(shù)的出現(xiàn)，中望軟件、數(shù)碼大方、華天軟件等國產(chǎn)CAD/CAM 軟件廠商敏銳把握市場發(fā)展趨勢，快速朝著云平臺、集成化方向發(fā)展，國產(chǎn)CAD/CAM 軟件的內(nèi)核、應用與發(fā)展趨勢見下表。他們一方面在二維CAD 領(lǐng)域改善軟件效率與接口，鞏固現(xiàn)有市場優(yōu)勢；另一方面在核心技術(shù)構(gòu)建方面取得進步， 實現(xiàn)了知識產(chǎn)權(quán)的自主可控。中望軟件在高端三維CAD/ CAM 領(lǐng)域重構(gòu)了自主幾何建模引擎，實現(xiàn)軟件的健壯性、魯棒性與效率的兼顧；并在All-in-one CAx、云平臺等方面持續(xù)發(fā)力。數(shù)碼大方在二維CAD、三維CAD 領(lǐng)域具有較大的市場份額，也形成了自主的PDM/PLM 軟件。華天軟件在三維CAD 領(lǐng)域也有較強實力，利用自主三維幾何內(nèi)核與云計算研發(fā)了CrownCAD2023。蘇州浩辰雖然優(yōu)勢在于建筑、水利、暖通等行業(yè)，但其推出的浩辰CAD 看圖王成功驗證了移動端模式的可行性。在強勁市場需求、先進高新技術(shù)的合力作用下，我國CAD/CAM 軟件向內(nèi)追求自主可控技術(shù)內(nèi)核，向外緊密聯(lián)系市場， 國產(chǎn)CAD/CAM 技術(shù)的高速發(fā)展期正在到來。

CAD/CAM 軟件的國產(chǎn)替代發(fā)展策略

目前，多數(shù)國內(nèi)CAD/CAM 廠商的目標客戶仍限于國內(nèi)市場。在30 余年來的坎坷發(fā)展中，國內(nèi)用戶對國產(chǎn)軟件形成了“小、弱、差”的偏見，國產(chǎn)替代道阻且長。面對工業(yè)軟件行業(yè)的激烈競爭，國產(chǎn)軟件應開好頭尋求破局、內(nèi)強自身起好步、放長遠穩(wěn)步發(fā)展。CAD/CAM 軟件的國產(chǎn)替代發(fā)展策略如圖3 所示。

1）建立國產(chǎn)替代工程基金，消除用戶顧慮?！靶　⑷?、差”的偏見針對的不是一家企業(yè)，而是國內(nèi)CAD/CAM 行業(yè)。應建立并發(fā)揮CAD/CAM 行業(yè)協(xié)會的作用，籌建國產(chǎn)替代工程基金。在用戶開始使用國產(chǎn)軟件的一段時期，以基金的形式對其相關(guān)日常經(jīng)營活動風險給予保障， 因國產(chǎn)軟件造成的日常業(yè)務損失應由基金給予補償?？梢钥鄢鹬邢鄳浖就度氲馁Y金，倒逼軟件企業(yè)內(nèi)強自身。國產(chǎn)替代工程基金不僅可以消除國內(nèi)用戶的顧慮，更有助于國產(chǎn)軟件公司突破現(xiàn)有市場格局。

2）緊抓行業(yè)技術(shù)發(fā)展趨勢，做強軟件功能。隨著SaaS 云服務、拓撲優(yōu)化等相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，CAD/ CAM 軟件正朝著工業(yè)云、集成化、移動端等方向發(fā)展。國產(chǎn)軟件應積極發(fā)展自主幾何建棋引擎、幾何約束解器，并融合新技術(shù)，主動改變CAD/CAM 軟件的呈現(xiàn)形式。軟件研發(fā)離不開用戶的切實需求與痛點，應將功能的完整性作為重點，不斷豐富產(chǎn)品功能，簡化操作過程，降低用戶軟件學習成本。面對國外軟件的強勢競爭，應聯(lián)合頭部用戶與云平臺企業(yè)，建造多維度的網(wǎng)格化行業(yè)互助生態(tài)。

3）構(gòu)建經(jīng)營技工教育市場，培養(yǎng)潛在客戶。教育市場一直是CAD/CAM 廠商的必爭之地。一直以來，國外CAD/CAM 軟件廠商大多將營銷重心放在高校領(lǐng)域。技工教育市場處于被忽視狀態(tài)。我國制造業(yè)的設(shè)計研發(fā)人才一般來自高等院校，但數(shù)控加工技術(shù)工人主要來自職業(yè)技術(shù)院校。由于CAM 軟件與數(shù)控加工設(shè)備的密切聯(lián)系， 技術(shù)工人反而是CAM 軟件的主要使用者，因此搶占職業(yè)技術(shù)教育市場，對實現(xiàn)國產(chǎn)CAD/CAM 軟件走向高端化， 形成國產(chǎn)替代具有重要作用。

結(jié)束語

自主可控的CAD/CAM 技術(shù)是我國制造業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵，也關(guān)系到我國智能制造產(chǎn)業(yè)的長遠發(fā)展。通過梳理國內(nèi)外CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展歷程，研究國外公司在我國的發(fā)展策略，在分析國產(chǎn)CAD/CAM 行業(yè)的現(xiàn)實困境與發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，對我國CAD/CAM 軟件的發(fā)展策略提出建議。有助于促進國產(chǎn)CAD/CAM 行業(yè)健康快速發(fā)展，并在我國制造業(yè)的智能化、高端化升級方面起到推動作用。

審核編輯 ：李倩