说起“CAD软件”这个专业词汇，很多人都感觉非常陌生，其实它跟我们的生活息息相关，不管是汽车制造还是航工航天，都要依靠工业软件进行设计。

官网：http://www.hoteamsoft.com/

1.简介：

      华天软件是中国航天科技集团的控股企业，专注于制造业信息化领域，提供从需求规划、设计、工艺、生产制造、供应物流、质量检测、售后维护等产品全生命周期（PLM）各个环节的软件和服务。

      作为大型软件系统，三维CAD的源代码量超过2000万行，其复杂程度不亚于操作系统。并且，三维CAD系统的研发需要极其复杂的核心造型技术，涉及到数学、计算机图形学、计算机辅助几何造型等学科，以及操作系统、专业图形卡等核心技术。在国家部委、省市及高新区相关部门的关怀与指导下，华天软件凭借着一份对国产工业软件的热忱与执着，敢于挑战高端软件领域，研发推出了自主版权的三维CAD/CAM系统SINOVATION (简称：SV)。建立了国际化、专业化研发团队，掌握了三维CAD/CAM的核心技术。SV软件已经发布了多个版本，正在研发的新一代全新内核的三维CAD软件，其性能达到国际先进水平。

      提起山大华天软件公司，业界经常会听到这样的描述：该企业是国内第一套商品机械CAD开发者，也是国产三维CAD/CAM软件拥有者。早在上世纪90年代初，华天软件就将小型机上的AUTOCAD移植到PC机上，开发出国内首款基于AutoCAD的机械CAD软件“浪潮CAD”目前最新版本为华天CAD 2020；2009年，华天软件正式发布的三维CAD/CAM软件SINOVATION 1.0版本，目前最新版本为SINOVATION 9.1，该软件具有国际领先的混合建模、参数化设计、丰富的特征造型功能以及知识融接技术，符合工程师工作习惯的设计环境及国际流行的操作界面。

2.华天软件SINOVATION历史介绍：

     华天软件的主打产品是一款名为SINOVATION的软件,软件名称直译意思为“中国创新”,是国产具有自主知识产权的三维 CAD软件。三维CAD(ComputerAidedDesign,计算机辅助设计)软件属于软件领域的高端技术,主要用于构建产品的三维数字化模型,是产品设计和技术创新的有效工具。过去,只有美、法、日等少数几个国家掌握这项技术,且其核心部分会被严格限制出口。

     三维CAD软件属于软件领域的高端技术。过去，只有美国、法国、日本等少数几个国家掌握这项技术，而且其核心部分都会被严格限制出口。三维CAD不只是设计工具，还包含知识和经验的凝练，不掌握源代码，就只能永远跟在别人的后面。2007年8月，日本最大的CAD软件开发公司––UEL公司，带着具有国际先进水平的三维CAD软件系统，来到中国寻求合作。最初日本UEL公司只是想让中方负责销售，而中方则是把目光直接对准了他们的核心技术。经过艰苦谈判,2008年5月,日本UEL公司与华天软件、中创软件签署合作协议,全面开放其核心技术。

        SINOVATION软件作为一款从日本引进源代码技术基础上开发的工业设计软件，华天软件购买日本UEL公司CADmeister软件源代码！

     三维CAD软件不只是设计工具,还包含知识和经验的凝练,不掌握源代码,就只能永远跟在别人的后面。“国外的软件公司都有工业背景,UEL公司原来就是主要为丰田公司的汽车生产服务的,20多年都是围着制造业在转。”制造业发达,才可能有高端的制造业软件,因为软件归根结底是对生产经验的一种总结。

     软件内核是日本公司的,改造之后双方共享。

    依托目前国内最大的3D CAD/CAM研发团队，梅敬成博士主导开发具有自主知识产权的3D精确几何工具——SINOVATION，通过引进、消化、吸收和再创新，华天软件成为国内少数的具有全部源代码的CAD/CAM系统开发商；

       在三维CAD/CAM领域，自主版权的三维CAD/CAM软件SINOVATION，拥有全部的软件源代码，可为用户量身定做专用的高效设计制造平台。在3D可视化领域，自主知识产权的三维轻量化浏览器SView，支持各种通用CAD的数据直接读取。在三维工艺、汽车整车信息化、建筑BIM、工业机器人等多个领域，华天软件都有拥有自主研发技术，占据一席之地。

    华天软件拥有三维内核和约束求解器两大核心技术，有实力有能力和欧美产品直接竞争市场，扭转长期依赖国外工业软件的局面，实现国产化替代。

3.梅敬成博士（华天软件首席科学家）

     梅敬成，男，1964年3月出生，国籍：法国，籍贯：湖北黄冈麻城市。1990年毕业于法国国立工艺学院机械工程专业，博士学历。归国前在法国think3 公司工作。2011年到山东山大华天软件有限公司工作，担任首席技术官职务。

      梅敬成博士1984年毕业于华中科技大。同年，刚过弱冠之龄的梅敬成负笈欧洲，来到法国高等材料与机械构造研究院，苦心孤诣，潜心问学。1992年获得博士学位后，先后入职法国达索系统 (DASSAULT SYSTEMES) 公司、法国think3 公司，从事CAD/CAM/CAE研究。业精于勤，为人所尊；累累硕果，为人所羡。

    梅敬成早年远赴法国高等材料及机械构造研究院攻读机械工程专业，之后顺利考取法国国立工艺学院攻读博士学位。毕业后，梅敬成怀揣着激情和梦想，来到享有世界声誉的法国CAD软件公司CISIGRAPH，负责CAD/CAM软件的研发。

梅博士与导师合影

    梅敬成作为开发部数学水平最高的研发工程师，很快成为技术骨干，对所有的项目提供算法支持。期间还开发了一款高效的STL接口，不到一年时间给公司带来了上百家客户，如奔驰、宝马等知名汽车制造商。作为资深顾问，梅敬成在著名软件公司DASSAULT  SYSTEMES工作一段时间后，于1999年底加盟think3。作为公司的前沿研发经理，梅敬成和他的团队把一款通用机械CAD软件(ThinkDesign)开发成了世界上顶级的工业设计和冲压模设计软件，成为think3公司最有价值的部分。

     ThinkDesign :外板件回弹补偿,冲压回弹面补偿、模面优化.

    

    身在法国享有世界声誉的CAD软件公司里，梅敬成尽管如鱼得水，但他一直在寻找报效祖国的最佳方式。2008年think3进军中国市场，成立了北京Extech合资公司。公司总部派梅敬成到北京做执行副总裁，全权负责产品的规划和研发。

    2010年12月怀揣着“发展国产自主知识产权的三维CAD/CAM软件”的激情和梦想，加盟山东山大华天软件有限公司，担任华天软件副总经理、首席技术官、技术研究院执行院长。

    

    SINOVATION是一款三维CAD/CAM应用软件系统，具有专业的加工、冲压模具设计、注塑模具设计等功能，提供参数化建模、混合建模、以及丰富的特征造型功能。

（1）模块组成:

（2）SINOVATION软件界面：

（3）SINOVATION独特功能：回弹补偿

回弹STL

回弹FEA

离散点变形

精确整体变形

棱线扭转

白光扫描数据案例分享

CAE分析数据案例分享

点数据案例分享

回弹角案例分享

精确整体变形-案例分享

（4）模具结构智能设计

  SV融合冲压模具设计与制造经验，从冲压工艺设计、模面精细化、结构设计、结构检查到模具加工、FMC加工、激光切割全过程提供专业化解决方案。

    2017年历经三年规划研发，以 SV为基础平台，和国内顶级模具企业合作，对现有的设计过程进行了梳理、总结、创新，形成了实用快捷的SV模具结构智能设计模块，Easy Die Design在客户处进行了大量验证。

     从2012年SV在新平台Draco上进行开发，新平台结合了流行三维软件操作性上的优势。

（5）模面精细化设计

    模面精细化设计起源于丰田，在国内开始重视的一种工艺手段。一般是对汽车车身钣金件的数模面在数控加工前进行的一系列的处理，如模具实际符型面区域、各个符型区域的间隙值、工艺要求的模面变化情况、拉延圆角的变化、各种模面的挖空等，使其在不影响模具性能的前提下，减少模具加工和研合时间，提高生产效率，降低生产成本.

模面精细化处理实现价值

模面精细化设计--回弹补偿

充分利用分析和检测结果，简单设置选项，通过基于板料变形算法，获得高精度的补偿曲面。

（6）圆角处理

   提供了圆角的批量识别和批量修改功能，自动修改圆角值，提高效率，降低钳工工作强度。

（7）凹R回避

功能作用：

A.能够识别参数、非参圆角，几乎包括所有的圆角。

B.满足模具加工部门要求，在处理现场调试时需要更改的数模，特别是拉延模，通常调试后需要更改凸凹模圆角值，可以处理简单的固定R圆角，复杂的变圆角和不规则的曲面组成的圆角面。

当前阶段实现功能点说明

识别圆角

设置颜色区分

批量调整圆角

个别调整圆角

取消圆角调整

提高变换效率

4.目前市面上的CAD内核;

CAD内核：

 

   虽然很重要，但市场很小，内核公司单独存在是无法存活的。2000年Spatial被达索系统收购。历经14年之后，著名的几何建模内核ACIS终于归到了大型CAD厂商手中。跟它的前一代几何内核一样，嫁个大户人家，是最好的选择。然而，在此之前，CATIA跟ACIS一点关系没有。CATIA都是土生土长的内核。高傲自负的法国人一直在为CATIA完善自己的几何造型引擎，从原来的曲面造型到后来的基于BRep的实体造型。甚至，CATIA也没有购买通用约束求解器，而是自己开发。

    直到后来，CATIA决定把底层部分独立出来，单独做成独立的生意。达索也是花了好几年时间，才把所谓的几何内核独立出来，就是CGM。

   因此，购买ACIS，对CATIA而言，主要出于商业需要和数据交换。

    如此一来，Parasolid和Acis分别被西门子、达索控制着，已发展为巨大的深坑，并成为两个大的阵营。

    AutoCAD、MDT和Inventer、Microstation均采用ACIS几何造型器为内核。 而UG、 SolidWorks、SolidEdge则采用Parasolid几何造型器。

在这些三维 CAD的实体几何造型内核中，老将Parasolid和ACIS是几何建模系统的两棵老根，由于一开始就相对独立发展，比较著名，也成就了一代又一代的CAD厂商；加上达索的CGM，是市面上能买到的三款商业化几何引擎。

ACIS,Parasolid,OPENCASCADECAD几何内核对比

1.ACIS

    ACIS是美国spatial technology公司的产品，是应用于CAD系统开发的几何平台。它提供从简单实体到复杂实体的造型功能，以及实体的布尔运算、曲面裁减、曲面过渡等多种编辑功能，还提供了实体的数据存储功能和SAT文件的输入、输出功能。

     ACIS的特点是采用面向对象的数据结构，用C++编程，使得线架造型、曲面造型、实体造型任意灵活组合使用。线架造型仅用边和顶点定义物体；曲面造型类似线框造型，只不过多定义了物体的可视面；实体造型用物体的大小、形状、密度和属性（重量、容积、重心）来表示。

   ACIS产品使用软件组件技术，用户可使用所需的部件，也可以用自己开发的部件来替代ACIS的部件。ACIS产品包括一系列的ACIS 3D Toolkit几何造型和多种可选择的软件包，一个软件包类似于一个或多个部件，提供一些高级专业函数，可以单独出售给需要特定功能的用户。ACIS产品可向外出售接口源程序，同时鼓励各家软件公司在ACIS核心开发系统的基础上发展与STEP标准相兼容的集成制造系统。

2.Parasolid

   Parasolid是一个几何建模内核，最初由Shape Data Limited开发，现在由Siemens PLM Software（前身为UGS Corp.）拥有，可以被其他公司许可用于其3D计算机图形软件产品。

     Parasolid的功能包括模型创建和编辑实用程序，如布尔建模操作，特征建模支持，高级曲面设计，加厚和挖空，混合和切片以及图纸建模。Parasolid还包括用于直接模型编辑的工具，包括逐渐变细，偏移，几何替换以及通过自动再生周围数据来移除特征细节。Parasolid还提供广泛的图形和渲染支持，包括隐藏线，线框和绘图，曲面细分和模型数据查询。

3.ACIS和Parasolid对比

4.OPENCASCADE

     Open CASCADE （简称OCC）是一开源的几何造型引擎。基于该建模引擎发展了若干CAD/CAE/CAM软件，如国外的FreeCAD、HeeksCAD，国内的AnyCAD。Open CASCADE（简称OCC）为开源社区比较成熟的基于BREP结构的建模引擎，能够满足二维三维实体造型和曲面造型，国内研究和使用它的单位也越来越多.OCC可以分为建模、可视化和数据管理（OCAF）三大模块。其中建模为核心组件；可视化组件基于OpenGL，相对其他的三维可视化OpenGL平台（如Coin3d，OpenInventor，Ogre3d，OSG，VTK等）,功能简单，并且显示效果比较差，不能充分利用GPU硬件加速；OCAF采用树的方式管理数据，使用比较复杂，效率比较低，并且不适合自定义扩展。因此，不推荐使用OCC的可视化和数据管理组件.

      CAD几何建模技术自20世纪60年代以来已发展近60年，取得了辉煌成就，被评为20世纪十大工程技术创新。经过几十年市场竞争演化，CAD技术与产品已形成垄断。自2000年以来，德国西门子公司和法国航空巨头达索公司开展了大规模并购，打造全生命周期工业软件体系，进一步巩固强化其技术和市场优势。在CAD技术产品发展过程中形成的关键“卡脖子”中间件也分别被西门子、达索收购，西门子掌控了几何引擎ParaSolid、几何约束求解引擎DCM，达索则收购了几何引擎ACIS和多领域约束融合技术公司Dymola，实现了几何建模与功能建模的融合，在多领域融合引擎技术上占得先机，并推出了CATIA V6 3DE。

     特别需要指出的是，AutoDesk公司为了自身技术安全，1998年以源代码方式购买了ACIS技术，独立发展几何引擎，打造了ObjectARX架构体系。在西门子公司收购DCM后，AutoDesk在新一代云CAD开发中，抛弃了DCM，自行开发几何约束引擎VCS。

     同样为了技术安全及不受制于西门子公司，达索公司在几何约束引擎方面采用了俄罗斯LEDAS公司开发的几何约束求解引擎LGS。LGS（2D 3D）组件包括二维（LGS 2D）和三维（LGS 3D）约束求解器，第一个版本的研发时间为2001年，该组件采用C++编写，算法采用高度优化的非线性求解器（Highly Optimized In-house Non-linear Solver）、几何分解方法以及启发式方法。LGS在约束求解方面被认为是仅次于D-Cubed的几何约束求解引擎，主要客户对象包括Cimatron（现属 3D Systems）、CD-adapco（现属Siemens PLM Software）、ASCON、Dassault、ODA等。LEDAS为Dassault提供了12年的约束求解技术支持，并将约束求解器集成在CATIA V5中。

   拥有高水平的内核，是发展自主CAD/CAM/CAE和的核心工作。然而，世界上几何引擎不多了，基本处于垄断地位。中国人手里的中望的Overdrive内核（本来是美国VX CAD的内核，2010年被中望收购）和华天的CRUX IV （华天CAD系统SV的内核）等。

     然而，这件事情完全不能商业化。例如中望，也曾经考虑做一套更商业化的内核。然而市场需求并不支持。最大的几何内核Parasolid一年的生意，也就是3000多万美元。如果做内核， 跟Parasolid去竞争争，是不可能活不下去的。

     由于处于商业上的原因，西门子的UG，对于出售给中国内核，一直都不是太热心。于是中国很多项目，只能二选一，一般都是在跟Spatial公司进行合作。尽管ACIS的价格很高，但国内CAD厂商都只能让步。

    中望3D的overdrive内核源于VX CAD，具有三维混合建模和加工功能，同时也具有A级曲面设计能力。作为独立自有的几何内核，优势是可以让CAM软件无缝的读取中望3D数据，保证数据的安全性和效率;独立自有内核的CAD也可以提供强大、灵活的API接口，让应用软件开发商基于此进行二次开发，这一策略与中望在2D CAD领域相似。

5.国内首款三维云CAD产品CrownCAD

   由华天软件控股子公司山东华云三维科技有限公司研发的国内首款、完全自主可控、基于Web的云端CAD产品CrownCAD。

   欢迎您登录官网：www.crowncad.com积极参与功能测试，给予我们宝贵的建议与反馈。

据悉，这款CrownCAD构建在自主的“三维几何建模引擎”和自主的“几何约束求解器”之上，适配国产芯片和国产操作系统，同时支持私有云部署，安全性能够得到有效保障。这一技术目前在国际上也属于领先水平。

梅敬成介绍，云CAD就是在线建模CAD软件，CrownCAD将原来基于庞大的三维CAD系统开展的产品设计工作搬到云端，打开网页就能进行产品三维设计，而且可以实现远程协同设计。“其最大的优势就是可以跨平台，尤其是可以在国产操作系统上部署和使用，非常适合于自主可控要求高的领域。”

    CrownCAD是一款基于云架构的CAD产品，而且是国内唯一同时拥有自主“三维几何造型内核”和自主“几何约束求解器”的三维CAD软件。“完全自主可控”（具有完全自主的CAD核心技术）、“跨平台”（能够在国产芯片和国产操作系统上运行）一直是我们研发这款新型软件追求的一个核心目标，在目前复杂的国际形势下，这点显得尤其重要。