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(guó)家把持著，是有其歷史淵源的。

　　早期在計(jì)算機(jī)極為稀有和昂貴的時(shí)代，只有軍工（+航空航天）才能奢侈到用CAD來(lái)設(shè)計(jì)。確實(shí)，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(xiàng)目，經(jīng)過(guò)多年分別演化成今天達(dá)索（CATIA）和西門子（UG/NX）兩大山頭。

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

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

　　二、法國(guó)達(dá)索和CATIA

　　CAD是個(gè)很老的詞兒，現(xiàn)在的廠商都不愛(ài)用了。大家通常用PLM（產(chǎn)品生命期管理）來(lái)取代，因?yàn)樽霎a(chǎn)品中不僅包括設(shè)計(jì)，還包括了驗(yàn)證、仿真和加工制造乃至零件管理和售后等多個(gè)環(huán)節(jié)。

　　廣義PLM里還包括主打CAE（計(jì)算機(jī)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(lái)代替PLM。

　　除去1950年代的一些學(xué)術(shù)前沿工作，1965年洛克希德啟動(dòng)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(jī)上。IBM賣方案時(shí)軟硬件一起賣，順理成章成為CADAM的代理商。后來(lái)IBM收購(gòu)了CADAM，再后來(lái)賣給達(dá)索。

　　法國(guó)達(dá)索航空，就是做幻影和陣風(fēng)戰(zhàn)機(jī)那個(gè)，現(xiàn)在以獵鷹公務(wù)機(jī)為主打。達(dá)索買了CADAM軟件（含源代碼）做飛機(jī)設(shè)計(jì)，加上他們自研了強(qiáng)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(dá)索系統(tǒng)公司（Dassault Systèmes）。

　　CATIA在數(shù)年后打入波音，樹(shù)立了其高端王者的形象至今。波音777曾是CATIA無(wú)紙化設(shè)計(jì)的活廣告，在我國(guó)最有名的是樣板則是北京奧運(yùn)會(huì)的鳥(niǎo)巢。

　　由于無(wú)與倫比的曲面設(shè)計(jì)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(zhǔn)狠地收購(gòu)了SolidWorks，達(dá)索現(xiàn)在的規(guī)模居行業(yè)一哥的位置。

　　達(dá)索系統(tǒng)的首任CEO回憶道，對(duì)自己軟件公司的規(guī)模能超過(guò)達(dá)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(guó)麥道飛機(jī)公司說(shuō)起。

　　麥道公司自研了CADD軟件，但并沒(méi)有把它商業(yè)化，只是在朋友圈里偶爾分享一下。當(dāng)時(shí)還名不見(jiàn)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(gòu)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(dāng)于現(xiàn)在的蘋果。

　　GM很早就發(fā)現(xiàn)了信息化是大勢(shì)所趨，他們?cè)?0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(tuán)隊(duì)（后來(lái)的UGS）等統(tǒng)統(tǒng)囊入。但是啊，一個(gè)企業(yè)的DNA確實(shí)是很難改變的。

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

　　2003年，因EDS自身經(jīng)營(yíng)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(shí)，UG的核心已經(jīng)更新成先進(jìn)的NX，并納入了I-DEAS等一堆高級(jí)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(guó)移民同事Samuel P. Geisberg有不同看法，Geisberg認(rèn)為參數(shù)化和基于特征的實(shí)體建模是未來(lái)趨勢(shì)。

　　Versprille認(rèn)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(dòng)天下的Pro/ENGINEER（以下簡(jiǎn)稱Pro/E）。

　　Pro/E的出生時(shí)機(jī)非常好，因?yàn)槟切?D競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的核心代碼都太老了，很多還是以FORTRAN語(yǔ)言跑在大型機(jī)上的。Pro/E是C語(yǔ)言寫(xiě)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(dá)到頂峰，然后開(kāi)始被內(nèi)核和理念更新的對(duì)手特別是SolidWorks趕超。

　　在SolidWorks被達(dá)索收購(gòu)后，PTC的壓力很大，他們選擇報(bào)復(fù)性收購(gòu)老東家CV。但這種弱弱聯(lián)合通常達(dá)不到1+1>2的效果。

　　CV的2D繪圖VersaCAD無(wú)法與已成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的AutoCAD抗衡，CV又聯(lián)合奔馳汽車雄心勃勃搞了Windows平臺(tái)的PELORUS計(jì)劃，試圖做一個(gè)顛覆AutoCAD的開(kāi)放式平臺(tái)，但也以失敗告終。

　　CV當(dāng)時(shí)雖然產(chǎn)品力已經(jīng)落后，但CAD客戶粘性大，工廠在舊平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的零件一般不愿遷移到新平臺(tái)。PTC應(yīng)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(yīng)用，然而兩軟件差異太大合并不算成功。反而CV的PDM工具無(wú)心插柳，形成了PTC的Windchill產(chǎn)品線，成了PTC后來(lái)的搖錢樹(shù)之一。

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

　　五、SolidWorks和Jon

　　花開(kāi)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(jiǎn)稱Jon）。

　　很多人看過(guò)《決勝21點(diǎn)》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(chǎng)贏來(lái)的一百萬(wàn)美元?jiǎng)?chuàng)立了Solidworks。

　　在此之前，Jon由于自己的公司被CV收購(gòu)而在CV工作過(guò)兩年。顯然Jon完全清楚CV和PTC的弱點(diǎn)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(biāo)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(tái)。

　　SolidWorks則主打Windows版，定價(jià)也只有Pro/E的1/10。這種打法迫使PTC只能努力往高端去競(jìng)爭(zhēng)。

　　Jon創(chuàng)業(yè)時(shí)，Pro/E已經(jīng)十年了，其核心技術(shù)已不再先進(jìn)。Pro/E的參數(shù)化設(shè)計(jì)是雙刃劍，用戶學(xué)習(xí)曲線陡峭，新手錯(cuò)誤率高，這對(duì)中小企業(yè)是個(gè)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(shí)體建模。

　　黃雀在后的達(dá)索公司則敏銳地觀察到了Solidworks的勢(shì)頭，在它剛剛盈利的時(shí)候立馬下手收購(gòu)作為CATIA產(chǎn)品線的補(bǔ)充。更值得達(dá)索欣喜的是，Jon Hirschtick居然跟著過(guò)來(lái)了，而且一干就是十四年。

　　Jon在2011年離開(kāi)了達(dá)索，建立了后來(lái)叫OnShape的公司。OnShape是個(gè)SaaS的CAD公司。大概在Jon眼里，SolidWorks也夠老了，該云計(jì)算的時(shí)代了。

　　2019年，PTC收購(gòu)了OnShape，其主要目標(biāo)顯然是中小客戶。Jon居然又跟過(guò)來(lái)了，也許他想要實(shí)現(xiàn)自我顛覆，幫助PTC復(fù)興對(duì)抗SolidWorks。此時(shí)，PTC在高端CAD上和達(dá)索、西門子競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)頗感吃力。

　　五、AutoDesk

　　AutoCAD大家都太熟了，這里簡(jiǎn)短截說(shuō)。AutoCAD的成功多半歸功于對(duì)PC平臺(tái)的信念和執(zhí)著，即使早期的PC性能遠(yuǎn)弱于當(dāng)時(shí)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(shè)計(jì)為輔，AutoCAD和上述3D公司在頭二十年的競(jìng)爭(zhēng)也不多。因?yàn)镻C平臺(tái)便宜，Autodesk積累了業(yè)界最大量的客戶群。

　　Autodesk同時(shí)也培養(yǎng)了大批教師和在校生作為播種機(jī)。雖然這招現(xiàn)在工業(yè)軟件都在學(xué)，但AutoCAD由于一直對(duì)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(dòng)畫(huà)娛樂(lè)相關(guān)的3ds Max和Maya等。雖然它一時(shí)難以競(jìng)爭(zhēng)高端制造業(yè)大客戶，但應(yīng)該說(shuō)Autodesk軟件的市場(chǎng)理念絕對(duì)是最與時(shí)俱進(jìn)的，未來(lái)會(huì)發(fā)生什么難以預(yù)測(cè)。

　　關(guān)于國(guó)產(chǎn)CAD和AutoCAD二次開(kāi)發(fā)的恩恩怨怨、以及工業(yè)經(jīng)驗(yàn)如何沉淀到自己碗里、國(guó)家如何扶持等沉重話題，超出了本人能力，跳過(guò)跳過(guò)。

　　六、工業(yè)軟件

　　上面以最簡(jiǎn)陋的方式勾勒了這幾十年的CAD市場(chǎng)，看起來(lái)無(wú)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(shù)門檻并不高，做CAD的公司有數(shù)十家甚至上百家。當(dāng)年的主要門檻其實(shí)主要在硬件，更難的是如何敲開(kāi)那些行業(yè)巨頭的門。

　　工業(yè)軟件需要非常長(zhǎng)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(lǐng)域和行業(yè)的工程師不斷貢獻(xiàn)自己的Know-how，這些知識(shí)再不斷迭代形成數(shù)不清的行業(yè)模塊。它們甚至細(xì)分到你不可思議的程度，點(diǎn)點(diǎn)鼠標(biāo)什么都有，不僅只是設(shè)計(jì)而且包括制造工藝。

　　除去傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)，電子行業(yè)和建筑等領(lǐng)域也是CAD應(yīng)用的重鎮(zhèn)：大到一個(gè)橋梁組件，小到一個(gè)筆帽，微到一個(gè)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(wú)數(shù)行業(yè)算法和經(jīng)驗(yàn)經(jīng)過(guò)數(shù)十年積累匯聚和反復(fù)試錯(cuò)而成。

　　這些軟件的形成需要?dú)v史的機(jī)遇，它們薈萃的是人類工程技術(shù)的精華。

　　七、畫(huà)蛇添足

　　眼下的社會(huì)強(qiáng)力批判“拿來(lái)主義”，但一刀切的民粹思路有待商榷。在80-90年代，我國(guó)曾有百花齊放的CAD軟件，但那時(shí)工業(yè)基礎(chǔ)差太多，和外國(guó)先進(jìn)制造一接軌就跟不上了。先學(xué)主機(jī)廠，再抄CAD是合理的發(fā)展路徑。

　　美國(guó)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(guó)傳統(tǒng)制造業(yè)是怎樣衰落的？這些問(wèn)題也許是有關(guān)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(guó)工程師和設(shè)計(jì)師們正是高效利用舶來(lái)的計(jì)算機(jī)輔助軟件實(shí)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(guó)一舉成為基建和制造強(qiáng)國(guó)。

　　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(zhǎng)出絢爛之花。