黄：这个研究中心与您的浙江大学的研究中心是一体化的还是独立的呢？
    叶: SolidWorks的杭州研发中心是完全独立的团队。当然，与我在浙大的研究中心也有一定的联系，在2002年与浙大签署了合作协议。SolidWorks研发中心的工作是以公司业务为中心。

    2、 关于三维CAD技术的发展趋势

    黄：您认为三维CAD技术未来可能有哪些重大进展？从技术角度来看，您认为三维CAD在未来的发展趋势是什么？
    叶: 归纳起来六个字：适度、深度、广度。
    适度包含几个方面，一个是设计人员的设计适度，其设计效率；另外一个是软件本身的性能适度。深度是指以前不能造型的现在可以造型了，以前无法解决的问题现在有办法解决了。广度是指以前是需要专家的来用的，现在一般的设计人员也能用。因此，三维CAD主要是从这三个方向发展。
    第一个方面，适度。
    适度，包括用户的设计效率和软件本身的性能适度。现在，一个用户设计一个零件，适度已经不成问题。但是越来越多的用户需要进行更复杂的设计。即使一个印刷机也包含三到五千个零件的装配，而一个工厂的装配可能会有几万、几十万、几百万。波音777客机的装配以前在计算机上，尤其是像SolidWorks这种软件主要适合在微机上运行的软件，实际上是一件很具有挑战性的问题，可以从硬件和软件两方面来解决。硬件方面，主要是使用支持64位的硬件系统；软件方面主要是使用分布式计算，应用新的操作系统，如微软的下一代操作系统VISTA。
    另一个方面，是需要充分利用现有模型进行设计，以提高设计效率。全球70%的产品是在现有模型的基础上进行设计的。我曾经与中国一家飞机公司的副总工程师探讨过，他认为这个比率还不止70%，甚至有90%的设计是在原型上更改的。这里面就有很多研究和开发工作要做。怎样对原来的模型进行组织、查询和重用？在这方面我们已经研究几年了，我的实验室就是从事这方面的研究，发表了很多文章。
    第二个方面，深度。
    首先值得一提的是三维扫描系统。现在，市场上已经有一些快速、高精度、性价比很高的三维扫描仪。通过三维扫描可以观察三维模型，参考该模型进行设计，也可以通过些逆向工程技术把原来的模型复原。这样，可以大大缩短产品设计和制造的时间。三维扫描系统的进展使得三维CAD系统可以做以前不太擅长的工作，例如形状和拓扑相当复杂的雕塑曲面的设计。我的实验室在这方面做了很多工作。
    第二，CAD和CAE和集成。CAD与CAM的结合已经有很长的历史，并且已经有了很多的经验。CAD和CAE的结合可以实现在设计的同时进行分析，知道哪些地方不对，再进行修改，马上就可以看到修改以后的结果。这种迭代过程使得设计实现快速优化，缩短产品上市时间、降低企业成本。在这方面SolidWorks做出很多不错的工作，那就是将SolidWorks和Cosmos/Works有机的、无缝集成起来。Cosmos/Works秉承了SolidWorks的用户界面简单、友好的特点。CAE原本是个很难用的系统，需要专家级的人来使用，而现在只要设计人员稍加学习就可以使用了。
    第三，支持早期的概念设计。概念设计以往不是三维CAD设计的长处。因为三维CAD系统主要是做详细设计。但是，概念设计是设计过程中很重要的一个方面，需要占用大量的时间和资源，产品研发70%的时间花在概念设计阶段，因此，用计算机来支持概念设计从商业的角度来讲非常有价值。概念设计和详细设计不同的地方在于，它主要是一些意念，表达的是很模糊的东西，例如概念素描，不涉及尺寸、公差。这方面三维CAD系统大有作为。现在市场上也有不少概念设计软件，但是，如何与现有的三维CAD系统有机地结合起来，使企业能够简便地应用，还有很多工作要做。
    第四，在网络环境下设计数据的有效利用，使企业的设计数据能够更好地与上下游厂商沟通和共享。例如，企业如果能够提供正确的原材料、制造程序等制造信息，就可以大大加强上下游厂商之间的信息沟通与共享。SolidWorks在这一方面也做了一些工作，包括提供e-Drawing和3D PartStream.Net。这方面还有很多工作需要做。尤其是在制造业的全球化趋势下，企业间更需要有效的沟通。一个企业在不同阶段使用的CAD系统不同，不同的承包商在不同的阶段是用的软件也不同。因此，这方面很有研究价值和商业机会。
   
    第三个方面，广度。
    首先是界面，软件需要让一般的、没有很多专业知识的用户都能用的话，需要一个很友好的界面。SolidWorks的界面以简单见长，它的很大的一个特点是能够让设计工程师能够很快上手，把主要的精力放在技术、设计、创新方面。除了友好的界面之外，SolidWorks还提供了智能化的零部件库，并结合了分析、优化的CAE系统，使得设计专家也能进行分析。这方面还是值得进行深入研究的。同时，还需要提供更加智能的人机交互界面。这方面，我的实验室做了一些尝试性的工作，取得了不错的效果。就是用手绘的方式录入产品信息，因为很多设计师的创意都是来自于手绘，他们通过手绘来体现设计意图，这就需要计算机去理解，能够自动的或者半自动生成三维模型，以帮助详细设计。这样从一个三维系统的模型到一个三维CAD系统中就可以精确的定尺寸，帮助很大。我们正在做的工作就是在概念设计和详细设计之间架一座桥梁，在这方面我们发表了一些文章。
    智能和知识一直是有很深的联系的。每个行业所需的软件不尽相同，行业专用软件必须融合行业的技术和知识。当然，像SolidWorks这样的通用平台也可以做很多工作。比如用Smart Part在进行装配的时候，可以根据装配结构进行自适应的调整。再比如电器上常用的栅格特征，以前造型麻烦，现在实现了一定的智能化，这些都需要融合专业知识和智能。
    近年来，曲面造型的进步很大，尤其是在三维扫描仪变得越来越普及之后。但是，曲面造型仍然有一个大问题，曲面设计一直是一项需要很强知识和技能，是专家的工作，现在的趋势是需要一般人也能做这个事情。这个方向一直是工业界所追求的、也是SolidWorks所追求的，将难的事情简单化，让一般人也能做，这样的软件才有活力。这方面还有很多困难，还有许多工作需要做。

    黄：SolidWorks公司在用户大会上展示的Cosmic Blob中使用的曲面造型技术，本质上是一种什么技术？是否会在SolidWorks软件中得到应用？
    叶: Cosmic Blob是SolidWorks开发的一个给孩子玩的三维造型和分析、动画软件，它实际上应用了一种新的、比较特殊的变形几何技术。这种几何机构模型和几何计算模型本质上是一种变形几何。这种模型比较容易支持曲面的变形。SolidWorks目前采用的是基于NURBS曲面，现在Cosmic Blob这种新技术还没有用到SolidWorks里面，将来有可能应用进去。

    黄：现在CAD里面有一个怎么样将曲面造型和实体造型混合起来应用的问题，您在这方面有什么突破？
    叶: 通过应用NURBS曲面，实体和曲面的表达是统一的。实体造型和曲面造型软件已经结合在一起了。当然，现在也有一些纯曲面造型系统，不提供实体造型功能的软件。
   
    3、 关于三维CAD的选型与应用

    黄：目前，主流的三维CAD软件中都增加了越来越多的增值应用模块，如钣金、焊接、管路，甚至模具等。SolidWorks在应用模块的开发方面有哪些考虑？
    叶: SolidWorks一直有钣金模块，并且不断在改进。SolidWorks现在也有了焊接、管路等插件，同时还有与SolidWorks集成的智能零件库，这些都是为了提高设计师日常工作效率。当然还有Cosmos/Express分析软件，还有嵌入的Moldflow模拟分析软件。SolidWorks现在有400多个合作伙伴，他们都在基于SolidWorks发开各自领域的应用模块。这些应用模块基本上可以覆盖工程应用各个方面。

    黄：您认为用户选择三维CAD软件最应该关心的技术指标主要有哪些？您认为不同的中端三维CAD，以及中端三维CAD和高端三维CAD在技术上主要的差异是什么？
    叶: 用户选择三维CAD软件关心下面五个方面：
    1) 功能。要能够满足设计需求，这是一个最基本的要求。
    2) 易用。要很快能够上手，这样就可以让用户减少在学习界面、经常需要查手册等无谓的时间消耗上面，真正把时间用在需要做的事情上。
    3) 可集成性。设计出来的产品模型如果下游没有办法制造、或者没有办法分析将带来很大的麻烦。因此，用户需要考虑与分析、制造和数据管理软件的集成性。
    4) 技术支持与服务。尤其对于大型企业来说，在这方面非常重视，他们遇到问题时，需要得到厂商的帮助。这个问题也可以延伸一下，设计好了一个模型，想找一个制造厂家制造出来，软件厂商是否能够帮忙找到一家，这就涉及到了社区的问题。
    5) 价格。中国企业在这一方面考虑的更多，西方的企业这方面要相对少一些。因为在西方毕竟一套CAD软件所花的钱相对于企业的经费来说只是一小部分。
   
    具体企业的关注点与用户的类型有关。如果一个用户现在还是以二维CAD为主，那么他就在买三维CAD的时候就会十分关心这个系统的易用性。因为他们已经用惯了二维系统，对三维还是很陌生，用户界面是需要考虑的。这些企业也很关心它的二维数据怎么处理，考虑数据的可集成性、二维和三维的转换、二维模型怎样在三维模型中得到应用等。对于中小企业，软件的易用性也是他们的关注点之一。大部分企业要求员工对软件上手时间短，希望软件中包含有行业特色功能。例如，制鞋行业的企业希望软件中提供制鞋的专用功能，买了之后很快就能上手，不希望花很多时间进行人员培训，不需要招一个专门的CAD工程师来做这件事情。在这方面，SolidWorks中国研发中心也在联系一些本地的厂商，开发中国企业需要的行业应用软件。对于大型企业而言，他们主要关心大装配功能是否能够正常工作；而汽车、飞机等行业的大型企业还关心复杂曲面的功能。
    中端三维CAD从功能上已经覆盖了高端三维CAD的很多功能，但是毕竟还有一些功能需要高端的三维CAD，因此，高端三维CAD还是有市场需求。
    对于不同的中端三维CAD，很多中端的三维CAD功能看上去差不多，但是实际上在细节上还是存在很大差异的。各个软件的整体架构是不同的，相同的功能实现的方式也是不同的，他们使用的算法不一样。即使是同样的算法，它在处理一些特殊情况的方法不一样。举例说，如果有篇论文介绍了一个算法，而两个厂家都基于这篇文章介绍的算法来开发，最后，两个软件实现的功能会有很大的差别。例如，"求交"这个三维CAD常用的算法，大多数软件用的是同一个基本方法，但是一旦特殊情况出现，那么各个软件用的方法就不一样了。有的方法好，有的方法差；有的效率高，有的效率低。这是区分一个系统好坏的关键所在。因此，不同的中端三维CAD系统从系统架构、功能实现方法、算法以及算法上对于特殊问题的处理能力和处理方法上都有差距。SolidWorks对于每个特殊情况的算法、效率方面考虑得比较多。
    我认为，要检验一个三维CAD软件这些方面考虑得多不多，不是看这个软件在市场上有多少套，而是应该看这个软件真正用在生产上面是多少套。我的多年经验得出的结论是，很多学术界认为是特殊情况的，在工业界根本不特殊，他们碰到得非常多。
   
    4、 关于SolidWorks的相关技术问题

    黄：从纯技术角度分析，您认为Parasolid和ACIS造型核心系统有哪些不同特点。SolidWorks未来是否会考虑更换造型核心系统，或者支持多种造型核心系统？
    叶: Parasolid和ACIS是当今世界上垄断性的两个几何造型核心系统，这两个系统有很多共同点，都有很强大的造型功能、很多用户，很多应用软件都采用这两种核心系统，他们都支持曲面与实体的混合。在数据交换方面，Parasolid一直在倡导它的数据格式，ACIS则提供了很多数据转换工具。这两个平台都各自有各自的可视化软件包。当然，它们也有很多大区别，这就好似两个三维CAD软件一样，表面上看不出什么区别，真正的区别在于细节。因此，这些细节只有Parasolid和ACIS自己和用户知道。至于SolidWorks是否会采用多个几何造型核心系统，我认为，SolidWorks一直是一个很开放的系统，历来都很善于采用新技术，创新是SolidWorks企业的核心。

    黄：在三维CAD中识别其它CAD系统的工艺特征，并与后续的CAPP/CAM集成，以传递工艺特征信息方面，SolidWorks有哪些考虑？
    叶: SolidWorks已经意识到，目前，很多CAD系统记录的是设计特征和造型过程，没有考虑制造特征。SolidWorks也在考虑应用特征识别技术建立制造特征，包括一些相关的粗糙度、形位公差等。但是，这不是件容易的事情，如果零件简单，则识别率比较高；如果是钣金件，识别率就低一些；对于复杂的，尤其是消费型电子产品有很多曲面，识别的难度很大。提供制造信息，包括材料和制造工艺过程信息，改善与下游软件厂商的数据通信，使SolidWorks产生的数据更有用，实现CAE、PDM的集成，都是SolidWorks战略的一部分。SolidWorks在全球400多个合作伙伴将会提供他们自己的应用模块。其中，有四分之一是通过SolidWorks的营销渠道销售的。

    黄：SolidWorks对于内嵌的PDMWorks软件有哪些改进的设想？
    叶: PDMWorks是SolidWorks内嵌的PDM系统，它能够与SolidWorks很好地集成，是SolidWorks的一部分，目前，它的主要功能是文件管理，是一个项目组级的PDM软件。正如我刚才提到的，SolidWorks在这两年内的战略之一，就是使用户设计的数据更有用。因此，SolidWorks有明确的计划来不断改进PDMWorks的功能。
    我认为支持产品全生命周期管理的PDM软件对于大企业非常有用。但是对于中小企业来说，显得过于超前。当然，功能太简单的PDM系统也不适合中小企业的需求。中小企业需要一个功能适中的PDM，既能满足他们的需求，又不提供不需要的功能。这对于SolidWorks来说，既是一项挑战，又是一个巨大的商机。
   
    5、 关于三维CAD与提升中国制造业创新能力的关系

    黄：您认为，中国如何才能实现从"中国制造"到"中国创造"的转变？这方面三维CAD和SolidWorks可以发挥哪些作用？
    叶: 我在两年前就"中国制造"与"中国创造"写过一些文章，阐述了我当时的一些看法。从制造到创造是任何国家都要经历的一个发展过程。首先需要有制造能力，然后才能在这个基础之上谈创造能力。先进的设计能力才会产生先进的制造企业。如果一个企业只会加工，那么这个企业不能被称为先进的制造企业。
    从二维到三维是CAD一个不可逆转的潮流，这也是有目共睹的。从"中国制造"走向"中国创造"的过程中，三维CAD技术的采纳是关键之一。我认为这有两层含义：第一是采用三维CAD，即倡导中国的企业从二维到三维，不管这个三维软件是哪家公司的产品。第二层含义是指，倡导那些已经应用了三维CAD技术的企业使用中国具有自主知识产权的软件和模块。
    中国制造企业"甩掉图板"以后，提出了深化应用的要求。从二维到三维是企业深化CAD应用的一个方向，因为三维CAD软件能够提升企业的产品创新设计能力。而当企业应用三维CAD软件后，也会提出深化三维CAD应用的需求。因此，我认为国家应该大力提倡研制具有自主知识产权、符合设计习惯、行业标准和企业文化的、面向行业的应用模块，帮助中国的软件企业赢得更多的市场。
    SolidWorks愿意与中国政府机构、合作伙伴、经销商、用户一起努力，共同提高中国制造业的设计水平。SolidWorks理解中国的市场竞争，会积极地参与其中。作为一个优秀的软件供应商，SolidWorks积极参与这种良性的竞争。SolidWorks已经开始一些行业协会进行合作。例如和机械工程协会进行认证活动，与教育部进行合作，使得工程技术人员能尽快地了解SolidWorks。SolidWorks已经建立了本地化的管理、市场和研发团队，将在"中国制造"走向"中国创造"的过程种，发挥自己积极和独特的作用。

    后记：
    叶修梓博士的身上融合了学者与企业家的综合特点，他做研究，带学生，开发产品，与制造企业深入合作，参与制定SolidWorks公司的研发战略，又积极推动国产三维CAD行业应用软件的开发。叶博士以他开放的视野和执着的努力，在业界建立了自己的影响和独特地位。我相信，未来他一定会取得更大的成就。
    叶修梓博士在一个多小时的时间里，对三维CAD的技术、产品、选型与应用进行了全面的阐述，对SolidWorks的研发体系和研发方向进行了分析，令我深受启发。我相信，对于制造企业的CIO和高级管理人员，也是一道丰盛的"精神大餐"。
   

    编辑：Valli