华天软件:搭建中国“制造”到“智造”的桥梁

张开嘴,扫描两次,牙模即建构完成,然后数据将回传至假牙制作企业,一副与口腔吻合度极高的假牙不日可取(www.3egg.cn)。较之以往前前后后多次跑医院做假牙的经历,这样的数字化变革,让人愉快得多。

这是济南华天软件公司将自己的技术应用到老百姓日常生活中的一个案例。配牙对于华天软件来说只是“小儿科”。华天软件做的是工业软件,其中最为技术人员熟知的是CAD,更多地被应用在汽车、机械制造、火箭等高精尖领域。从最初模仿国外二维CAD,到如今与国际企业并肩而行,成为国内工业软件产品门类最全的企业,这家位于济南高新区的企业今年4月推出国内首款云CAD,成功实现了三维CAD的弯道超车。

华天软件创始人杨超英在工业软件这个领域已深耕30余年,正为中国从“制造”走向“智造”搭建起一座桥梁。

没有工业软件,“智能制造”只能是空谈

今年8月,海尔旗下的卡奥斯成为中国第一家工业互联网独角兽企业。卡奥斯是一个生态平台,涉及到产品设计生产环节的软件,很多都用了华天软件的CAD。

CAD,即ComputerAidedDesign,计算机辅助设计,指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。几乎你我生活中接触到的所有东西,小到牙刷、马桶、鼠标,大到汽车、轮船、火箭、超大型生产基地,都是通过CAD设计出来的。从名字上看,CAD的功能是“辅助”。但工业软件的功能早已不仅仅是辅助,许多复杂的工业生产都涉及大量的参数,而且现在的高端制造都要求数字化交付,如果不依靠设计软件,这些根本无法实现。近年来最为外界关心的芯片行业,核心技术受制于人的一个很大的原因是芯片设计工具EDA软件基本被国外厂商控制。

工业软件是实现智能制造的关键支撑,对推动中国制造业转型有非常重要的战略意义。2018年全球工业软件市场规模为3893亿美元,较2017年同比增长5.19%。2019年中国工业软件市场规模则达1720亿元,较2018年同比增长16.45%,增速远高于全球。

华天软件代表了中国工业软件研究领域的先进水平:搭建起自主可控的三维内核技术和成熟的智能管理平台,建有山东省院士工作站、山东省三维CAD/CAM工程技术中心、山东省PLM工程技术中心;

拥有国内工业软件行业最全的产品门类,其主要产品包括工业设计软件CAD、工业产品全生命周期管理软件PLM等,被广泛应用在汽车、工程机械、模具、电子等通用、专用机械领域,以及航空航天、核电、轨道交通等高端装备领域;

与各大工业互联网平台建立紧密的生态合作关系,是“华为云鲲鹏凌云计划伙伴”“腾讯云合作伙伴”“海尔生态战略合作伙伴”等……

从模仿到原创,大学老师带领校办企业实现跨越

杨超英和同事用了30年时间,才实现从模仿到原创。

上世纪80年代,在国内工程师还用丁字尺、圆规趴在桌子上画图纸、一个数字一个数字标参数时,国外已广泛使用三维CAD绘图了。当时的杨超英是山东工业大学(今山东大学)机械设计教研室的一名青年老师。1989年,教研室购买了阿波罗工作站的绘图系统,这是他第一次接触到CAD。当时我国的CAD全部依赖进口,价格非常昂贵,一般企业难以负担。杨超英萌发出开发一套基于Autocad的机械CAD图形库的想法。那时一台电脑需要五六万元,教研室设备短缺,他尝试着给浪潮集团写信求助,希望资助两台电脑用于研发。浪潮很快回信并提供了两台电脑,为表达对浪潮集团的谢意,软件命名为浪潮CAD,并获得1990年底浪潮软件评审的一等奖。同年,他们卖出了第一套软件——5张5英寸软盘装的CAD软卖了2400元,买方是上海医疗器械研究所。

随后,系里成立了CAD研究室。为方便经营,他们又在山东工业大学科技开发公司旗下组建了CAD工程部,由杨超英负责。1993年,在工程部的基础上,浪潮CAD公司正式成立,公司由山东工业大学控股,继续使用浪潮品牌,这家公司就是华天软件的前身。

随着我国工业制造的快速发展,二维CAD已经满足不了市场的需求。2009年,他们研发出拥有自主知识产权的三维CAD,打破了国外垄断。之后,他们又成功推出高性能的三维可视化应用软件SView。这款完全自主研发的软件是一个轻量化的浏览器,能够读取各种常见三维CAD格式文件,提供模型的基本浏览、测量、标注、装配、爆炸图、3D动画仿真、协同会议等功能,而且实现设计、工艺、生产、质检、服务的信息共享。即使非专业技术人员,也能通过这款软件轻松理解产品的技术信息。

今年4月份,他们自主研发的云CAD产品CrownCAD发布。这个产品同时拥有自主知识产权的“三维几何造型内核”和“几何约束求解器”两大最核心技术,是目前国内第一款也是唯一一款完全自主可控的云CAD产品。有了CrownCAD,设计人员不再需要安装软件,打开网页就能直接进行产品三维设计,实现协同工作。并且,CrownCAD适配国产芯片和国产操作系统,非常适合对自主可控要求高的中国制造企业。因此,该产品被认为是国产三维CAD的一次弯道超车。

CAD应用在工业最前端的设计,但随着工业信息化的程度越来越高,企业的需求远不止于此。杨超英将目光放在PLM上。

所谓PLM,就是产品全生命周期管理系统,提供从企业需求收集、产品设计、工艺设计到车间生产环节的综合管理,从而优化项目管理流程、缩短技术准备周期,提高工艺设计效率,实现工艺设计资源共享,同时减少产品退修费用,降低企业成本。

1997年,一个客户向杨超英提出了对图文档管理系统的需求,这成为华天软件专注PLM的动因。在帮助客户选型的过程中,杨超英发现同处济南的重汽集团有一套从斯太尔公司引进的BOM管理系统实用性很强——不仅对图文档进行管理,而且重点对包括设计BOM和制造BOM的产品数据管理。参考这套系统,杨超英将其移植到Windows平台。

此外,他们还推出一系列致力于生产过程控制的软件:协同制造管理平台CMMP、制造执行系统MES、装备行业数字化工厂、流程行业数字化工厂、供应商关系管理系统SRM、仓库管理系统WMS、物流执行系统以及其他数字化服务等。

华天软件还推出了一个集产品创新设计、智能制造、体验营销为一体的3D协同工业互联网平台,目前累计下载量超过500万次,其中25%用户是企业主,覆盖全国34个省市以及20多个国家,用户上传了800多万个模型,在线转换模型日均2万个,已成为中国独具特色的工业产品体验营销、创新设计和智能制造的3D协同创新平台。

助力中国制造,用工业软件搭建“制造”与“智造”之间的桥梁

工业软件是一个特殊的行业,市场体量有限,但技术门槛极高。一套成熟的工业软件,单代码就将近2000万行,与WINDOWS的代码数量相当。近年来,工业软件不仅在国家的顶层设计上,而且在企业的日常生产中都日益凸显出其重要性。一方面,工业软件是工业特别是“智能制造”的基础;另一方面,工业软件只是载体,只有建立在强大的工业基础之上,有工艺的支持以及行业数据知识库做支撑,才可以发展完善。因此,当前国际上只有德国、美国等极少数国家拥有完整的工业软件体系。

由于种种原因,国产工业软件与发达国家有着不小的差距。我国工业软件严重依赖海外,2018年中国工业软件市场规模仅占全球工业软件市场5.55%。这也是我国制造业大而不强的原因之一。而伴随着随着中国工业的崛起,工业软件拥有越来越好的载体,在中国制造中也有了更大的施展空间——中国的工业软件已从最初的模仿创新达到了自主创新。

华天是实现自主创新的代表企业之一。十三五以来,华天软件承担的国家项目就10多项,而且很多都是国家高精尖项目。它不仅是中国工业软件行业产品最全的企业,拥有三维设计、智能管理、可视化三大技术平台和创新设计、卓越制造、智能供应链、数字化服务四大系列产品线,形成了汽车、模具、轴承、专用设备等多个行业解决方案,而且产品都拥有完全的自主知识产权。

在企业发展的30年间,从协助产品设计的CAD,到帮助大型企业设计数字化生产基地、3D协同工业互联网平台,再到普通老百姓更容易接触到的数字化制牙、个性化珠宝定制等,人们可以看到华天软件的产品在工业领域的广泛应用。近年来,华天软件还迅速贴合互联网发展,不断推出顺应技术更迭和市场需求的互联网产品。

目前,杨超英兼任山东省三维CAD/CAM工程技术中心主任、山东省PLM工程技术中心主任、全国软件行业协会理事等职务,是“十二五”863计划先进制造技术领域重大项目总体专家组专家,同时还是山东大学博士研究生合作导师,曾承担、参与完成国家科技部、工信部、省级课题30余项,其研究成果先后获得省科技进步一等奖等数十个奖项。

早在2011年,济南市就获得了“中国软件名城”的称号,华天软件是济南软件行业的重要成员。华天软件存在的价值,已经超越一家企业所直接贡献的税收等经济数字,而是为工业制造提供必要的技术支持,为中国从“制造”走向“智造”搭建起了一座桥梁。(责任编辑:洪大阳 执行编辑:李丹)

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