一、四大山頭

　　作為工業(yè)軟件的皇冠之一，年逾6旬的CAD被老牌工業(yè)國家把持著，是有其歷史淵源的。

　　早期在計算機極為稀有和昂貴的時代，只有軍工（+航空航天）才能奢侈到用CAD來設計。確實，CAD的起源大多是軍工。

　　在1960年代，空軍巨頭洛克希德（加IBM）和麥道的CAD項目，經(jīng)過多年分別演化成今天達索（CATIA）和西門子（UG/NX）兩大山頭。

　　1970年代的Computervison公司，后來成為PTC（Pro/ENGINEER）和SolidWorks的黃埔軍校。

　　1980年代的Autodesk（AutoCAD），因抓住PC機的浪潮，成為今天最親民的大山頭。

　　二、法國達索和CATIA

　　CAD是個很老的詞兒，現(xiàn)在的廠商都不愛用了。大家通常用PLM（產(chǎn)品生命期管理）來取代，因為做產(chǎn)品中不僅包括設計，還包括了驗證、仿真和加工制造乃至零件管理和售后等多個環(huán)節(jié)。

　　廣義PLM里還包括主打CAE（計算機輔助工程）的Ansys、Hexagon和做EDA的Synopsys、Cadence等公司。為了講主線，本文中還是以CAD來代替PLM。

　　除去1950年代的一些學術前沿工作，1965年洛克希德啟動研發(fā)的CADAM算是業(yè)界第一款真正能打的商業(yè)CAD，它跑在IBM的大型主機上。IBM賣方案時軟硬件一起賣，順理成章成為CADAM的代理商。后來IBM收購了CADAM，再后來賣給達索。

　　法國達索航空，就是做幻影和陣風戰(zhàn)機那個，現(xiàn)在以獵鷹公務機為主打。達索買了CADAM軟件（含源代碼）做飛機設計，加上他們自研了強大的3D模塊，和CADAM整合一起做出了CATIA，并由此和IBM合作誕生了達索系統(tǒng)公司（Dassault Systèmes）。

　　CATIA在數(shù)年后打入波音，樹立了其高端王者的形象至今。波音777曾是CATIA無紙化設計的活廣告，在我國最有名的是樣板則是北京奧運會的鳥巢。

　　由于無與倫比的曲面設計精度，航空、汽車和船舶等巨頭行業(yè)大都投入了CATIA的懷抱。加上1997年快準狠地收購了SolidWorks，達索現(xiàn)在的規(guī)模居行業(yè)一哥的位置。

　　達索系統(tǒng)的首任CEO回憶道，對自己軟件公司的規(guī)模能超過達索航空也感到不可思議。

　　三、西門子和UG/NX

　　西門子工業(yè)軟件今天如日中天，但CAD部分還是要從1960年代的美國麥道飛機公司說起。

　　麥道公司自研了CADD軟件，但并沒有把它商業(yè)化，只是在朋友圈里偶爾分享一下。當時還名不見經(jīng)傳的United Computing公司，在推出Unigraphics（UG）以前，主要配合麥道CADD做數(shù)控加工部分的軟件。

　　麥道隨后收購了United Computing。在麥道旗下，UG一直穩(wěn)扎穩(wěn)打，并始終以一流的CAM加工功能聞名。

　　UG CAD成功賣入通用汽車（GM）后，結(jié)果反而被GM看上了。在1980年代，GM是世界最大的公司，地位相當于現(xiàn)在的蘋果。

　　GM很早就發(fā)現(xiàn)了信息化是大勢所趨，他們在80年代買下IT系統(tǒng)集成巨頭EDS后，90年代又將麥道系統(tǒng)團隊（后來的UGS）等統(tǒng)統(tǒng)囊入。但是啊，一個企業(yè)的DNA確實是很難改變的。

　　靠著GM和EDS的大樹，UGS保持了產(chǎn)品的高水準并購入Solid Edge作為中端產(chǎn)品線。

　　2003年，因EDS自身經(jīng)營狀況不佳，把UGS以20億美元賣給三家私募基金。

　　這三家私募只花了不到三年，就成功脫手UGS賣給了西門子，凈賺15億美元。

　　這時，UG的核心已經(jīng)更新成先進的NX，并納入了I-DEAS等一堆高級貨。

　　西門子真心撿到了寶。

　　四、從CV到PTC

　　Computervision（CV）的核心研發(fā)人員Ken Versprille是NURBS曲面之父，他的理念是做真的高精度3D（像CATIA那樣）。但他的俄國移民同事Samuel P. Geisberg有不同看法，Geisberg認為參數(shù)化和基于特征的實體建模是未來趨勢。

　　Versprille認為Geisberg的3D理念只是偽3D（即精度不夠），而且其編程水平也不行。

　　不服氣的Geisberg從CV辭職創(chuàng)立了PTC，隨即推出了名動天下的Pro/ENGINEER（以下簡稱Pro/E）。

　　Pro/E的出生時機非常好，因為那些3D競爭對手的核心代碼都太老了，很多還是以FORTRAN語言跑在大型機上的。Pro/E是C語言寫的，所以可移植性要好得多，尤其在各種UNIX工作站上迅速普及。

　　PTC在1990年代后半期達到頂峰，然后開始被內(nèi)核和理念更新的對手特別是SolidWorks趕超。

　　在SolidWorks被達索收購后，PTC的壓力很大，他們選擇報復性收購老東家CV。但這種弱弱聯(lián)合通常達不到1+1>2的效果。

　　CV的2D繪圖VersaCAD無法與已成行業(yè)標準的AutoCAD抗衡，CV又聯(lián)合奔馳汽車雄心勃勃搞了Windows平臺的PELORUS計劃，試圖做一個顛覆AutoCAD的開放式平臺，但也以失敗告終。

　　CV當時雖然產(chǎn)品力已經(jīng)落后，但CAD客戶粘性大，工廠在舊平臺上開發(fā)的零件一般不愿遷移到新平臺。PTC應該看中的是CV的高端客戶群。

　　PTC的算盤是把CV的高端CADDS客戶遷移到Pro/E，向上攻擊CATIA和UG的大客戶應用，然而兩軟件差異太大合并不算成功。反而CV的PDM工具無心插柳，形成了PTC的Windchill產(chǎn)品線，成了PTC后來的搖錢樹之一。

　　Pro/E則開始走了漫長的市占下坡路。雖然還有大量忠實的老用戶，PTC甚至決定放棄Pro/E這個光輝的名字，把軟件重新打包改名叫做Creo。

　　五、SolidWorks和Jon

　　花開兩朵，另表一枝。我們捧出仍活躍在一線的CAD界傳奇Jon Hirschtick（以下親切簡稱Jon）。

　　很多人看過《決勝21點》這部電影，它的背景素材是MIT Blackjack Team。Jon正是核心成員和教練之一，他靠賭場贏來的一百萬美元創(chuàng)立了Solidworks。

　　在此之前，Jon由于自己的公司被CV收購而在CV工作過兩年。顯然Jon完全清楚CV和PTC的弱點在哪兒，所以Solidworks一炮而紅。

　　那么，PTC的軟肋在哪里呢？

　　首先Pro/E太貴了。PTC的目標客戶是高大上的知名企業(yè)，這些公司舍得花錢買昂貴的UNIX工作站，這使得PTC前期不大重視Windows平臺。

　　SolidWorks則主打Windows版，定價也只有Pro/E的1/10。這種打法迫使PTC只能努力往高端去競爭。

　　Jon創(chuàng)業(yè)時，Pro/E已經(jīng)十年了，其核心技術已不再先進。Pro/E的參數(shù)化設計是雙刃劍，用戶學習曲線陡峭，新手錯誤率高，這對中小企業(yè)是個挑戰(zhàn)。

　　Solidworks剛好切入了AutoCAD和Pro/E的中間地帶：低成本、易用型3D實體建模。

　　黃雀在后的達索公司則敏銳地觀察到了Solidworks的勢頭，在它剛剛盈利的時候立馬下手收購作為CATIA產(chǎn)品線的補充。更值得達索欣喜的是，Jon Hirschtick居然跟著過來了，而且一干就是十四年。

　　Jon在2011年離開了達索，建立了后來叫OnShape的公司。OnShape是個SaaS的CAD公司。大概在Jon眼里，SolidWorks也夠老了，該云計算的時代了。

　　2019年，PTC收購了OnShape，其主要目標顯然是中小客戶。Jon居然又跟過來了，也許他想要實現(xiàn)自我顛覆，幫助PTC復興對抗SolidWorks。此時，PTC在高端CAD上和達索、西門子競爭已經(jīng)頗感吃力。

　　五、AutoDesk

　　AutoCAD大家都太熟了，這里簡短截說。AutoCAD的成功多半歸功于對PC平臺的信念和執(zhí)著，即使早期的PC性能遠弱于當時的圖形工作站。

　　AutoCAD 1.x 的DOS壓縮版本才250KB，也就一首歌的1/10，放在一張5寸軟盤上（哦，現(xiàn)在的年輕人已經(jīng)不知道什么是軟盤了）。

　　由于主打低端平面2D的平民路線，主要功用是制圖為主設計為輔，AutoCAD和上述3D公司在頭二十年的競爭也不多。因為PC平臺便宜，Autodesk積累了業(yè)界最大量的客戶群。

　　Autodesk同時也培養(yǎng)了大批教師和在校生作為播種機。雖然這招現(xiàn)在工業(yè)軟件都在學，但AutoCAD由于一直對硬件要求低，普及面最廣。

　　值得一提的是，Autodesk也有名為Inventor的3D CAD和叫Fusion 360的云端CAD，還有做動畫娛樂相關的3ds Max和Maya等。雖然它一時難以競爭高端制造業(yè)大客戶，但應該說Autodesk軟件的市場理念絕對是最與時俱進的，未來會發(fā)生什么難以預測。

　　關于國產(chǎn)CAD和AutoCAD二次開發(fā)的恩恩怨怨、以及工業(yè)經(jīng)驗如何沉淀到自己碗里、國家如何扶持等沉重話題，超出了本人能力，跳過跳過。

　　六、工業(yè)軟件

　　上面以最簡陋的方式勾勒了這幾十年的CAD市場，看起來無非是公司間的分分合合，但背后的邏輯還是挺殘酷的。

　　早期CAD軟件的技術門檻并不高，做CAD的公司有數(shù)十家甚至上百家。當年的主要門檻其實主要在硬件，更難的是如何敲開那些行業(yè)巨頭的門。

　　工業(yè)軟件需要非常長的周期才能賺到錢，產(chǎn)值也不大。最后成功的公司是少數(shù)，大多數(shù)最后成為了模塊組件或者墊腳石。

　　工業(yè)軟件的真正可怕之處在于，其發(fā)展是以數(shù)十年打底的。期間各種領域和行業(yè)的工程師不斷貢獻自己的Know-how，這些知識再不斷迭代形成數(shù)不清的行業(yè)模塊。它們甚至細分到你不可思議的程度，點點鼠標什么都有，不僅只是設計而且包括制造工藝。

　　除去傳統(tǒng)機械設計，電子行業(yè)和建筑等領域也是CAD應用的重鎮(zhèn)：大到一個橋梁組件，小到一個筆帽，微到一個晶體管。在狹義的CAD以外，像MATLAB和ANSYS這樣的工具及其模塊，同樣是無數(shù)行業(yè)算法和經(jīng)驗經(jīng)過數(shù)十年積累匯聚和反復試錯而成。

　　這些軟件的形成需要歷史的機遇，它們薈萃的是人類工程技術的精華。

　　七、畫蛇添足

　　眼下的社會強力批判“拿來主義”，但一刀切的民粹思路有待商榷。在80-90年代，我國曾有百花齊放的CAD軟件，但那時工業(yè)基礎差太多，和外國先進制造一接軌就跟不上了。先學主機廠，再抄CAD是合理的發(fā)展路徑。

　　美國工業(yè)皇冠上的明珠是如何被歐洲摘走的？空客為什么能逆襲波音？美國傳統(tǒng)制造業(yè)是怎樣衰落的？這些問題也許是有關聯(lián)的。

　　在各種“卡脖子”的悲觀思潮中，我們也能看到烏云背后的幸福線：

　　在最近二十年里，我國工程師和設計師們正是高效利用舶來的計算機輔助軟件實現(xiàn)了彎道超車。他們直接踏在全世界頂尖專家的肩膀上，使我國一舉成為基建和制造強國。

　　現(xiàn)在已經(jīng)有了豐厚的土壤，只要耐心澆灌，自然有條件長出絢爛之花。