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华天软件梅敬成:技术攻坚,不求速成

2023-12-27e-works 王阳

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作为华天软件三维CAD自主研发、创新引领征程的见证者与亲历者,梅敬成在推动华天软件技术发展过程中扮演了怎样的角色?e-works总编黄培博士专访了梅敬成博士。
       在华天软件30年发展历程中,既有其董事长杨超英等一批创业元老对工业软件矢志不渝地坚守,也离不开其首席技术官梅敬成等一群技术领袖在核心技术上的奋力攻坚。工业软件是基础学科和工程知识的集大成者,而CAD又是工业软件最重要的基础力量,作为华天软件三维CAD自主研发、创新引领征程的见证者与亲历者,梅敬成在推动华天软件技术发展过程中扮演了怎样的角色?他如何看待当前工业软件的技术发展趋势?如何规划CrownCAD未来的发展?带着这些问题,e-works总编黄培博士专访了梅敬成博士。
 
梅敬成
梅敬成博士

 
       星星之火,可以燎原   一张动车票点燃的技术星火 
     
       梅敬成与华天软件结缘于2011年。

       这一年,梅敬成回到了祖国。归国之前,梅敬成博士毕业于法国国立工艺学院(机械工程),曾先后就职于法国马特拉资讯、达索系统、think3等世界知名CAD软件公司,参与Euclid、CATIA、ThinkDesign、OpenCASCADE等产品和内核的研发,在复杂曲面造型、实体造型、参数化设计等领域有着深入研究和造诣。

       2011年,在北京的梅敬成收到一张前往华天软件参观考察的动车票,正是这张不用实名制的动车票让梅敬成在济南一待就是十三年。

       在此之前,华天软件主要提供二维CAD、PDM、MES、SRM以及设计生产一体化解决方案,随着2009年通过引进和消化吸收推出三维CAD/CAM软件SINOVATION,其成为国产工业基础软件的典型代表。

       在发展过程中,华天软件深谙CAD底层算法的重要性,特别是三维几何建模引擎、几何约束求解器——这两大三维CAD的核心技术。一个客观事实是,依靠引进吸收的CAD/CAM所具备的功能,还无法支撑先进制造业的需求,只有在内核和算法层面进行深入地锤炼打造,让知识不断沉淀,变成专业的研发套件,才能更好地支撑制造业的研发创新。

       这成为促成梅敬成加盟华天软件的重要原因。

       在华天软件参观考察期间,梅敬成被华天软件和山东省领导极具诚意的邀约打动,彼时的国产工业软件领域急需一位技术带头人,为CAD软件的发展点燃一把可以燎原的星星之火

       加盟后,梅敬成担任华天软件首席技术官兼技术研究院院长。可以说,随着梅敬成博士的加入,华天软件真正意义上开启了三维CAD的自主研发创新之路。

       梅敬成认为,“在三维CAD自主研发这条路上,技术没有捷径、功成不求速成”。在他看来,CAD建模引擎和约束求解器的研发慢不得更急不得,既要只争朝夕、奋力追赶,也要保持定力、稳住心态。这是梅敬成在工业软件领域从业30余年的感悟,也是对中国工业软件产业发展的提醒。

       加入华天软件之后,他带领团队攻克一个又一个CAD难题,在64位操作系统支持、并行计算、轻量化、大装配、图形显示加速等CAD内核技术方面获得突破,在SINOVATION基础功能上形成了冲压模、注塑模、铸造工艺设计、石化静设备等专业设计工具,提供了更全面的CAD/CAM一体化解决方案。

       自主研发、创新引领   多措并举护航三维CAD产品力

       梅敬成的加入,给华天软件的自主研发创新进程带来了实质性的变化。

       2011年,华天软件启动独立自主内核CAD的研发;2013年,华天软件基于航天高端制造需求研发出一款三维模型轻量化浏览器SView;2016年起,华天软件开始基于云架构的CAD研发,并于2019年成立全资子公司华云三维科技有限公司专注云架构CAD的研发和推广;2021年,华天软件成功推出国内首款基于云架构的三维CAD平台CrownCAD。
 
华天软件

       梅敬成认为,国内制造业不断受移动互联网、云计算、大数据等新兴技术的影响,基于云架构的CAD具备良好的发展土壤,也可以作为国产三维CAD换道超车的机会。作为一款在线建模软件,CrownCAD可以部署在公有云,也支持私有云和私有化部署,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。
 
华天软件

       梅敬成介绍,CrownCAD提供了完全自主研发的两大CAD核心技术:三维几何建模引擎DGM(Diamond Geometry Modeler)和几何约束求解器DCS(Diamond Constraint Solver)。三维几何建模引擎是三维CAD软件的核心和基础组成部分。DGM是华天软件自主研发且能够独立对外集成的三维几何建模引擎,提供与国际主流建模引擎兼容的API接口。几何约束求解器是三维CAD参数化设计的基础组件,用于求解尺寸和几何约束,实现二维、三维的参数化设计,在草图、工程图、三维装配、运动仿真中广泛应用;DCS则是华天软件自主研发的二维、三维约束求解引擎,提供与国际商用约束求解器兼容的API接口。

       基于这两大核心技术,CrownCAD在功能和性能上不断完善。以CrownCAD 2024最新版本为例,其陆续更新了数据转换、焊件模块、钣金、多实体设计、高级曲线曲面、真实渲染、结构仿真、VR沉浸等功能。从产品成熟度上,CrownCAD主要从四个方面提升产品力

       首先是功能覆盖度。梅敬成坦言,CrownCAD在功能上对标的是主流CAD,包括在产品导航、自顶向下设计(TOP DOWN)、圆角智能化、钣金设计、管路设计、GB工程图创建、工程图导入、大型装配体处理、数据管理与协同设计、曲线曲面等功能,且目前达到了绝大部分的功能覆盖。

       其次是功能稳定性。梅敬成指出,稳定性是从华天软件开始基于云架构研发CAD时就主抓的方向,同时花了很长时间进行测试和保障。在私有部署方面,不管是面向中小企业,还是面向大型制造业客户,华天软件通过各种大赛(譬如金砖国家职业技能大赛)以及高校合作进行压力测试,以不断提升CrownCAD的功能稳定性;在公有云上,当用户数多了之后,负载均衡、多并发应用的要求更高,得益于CrownCAD内核基础的稳定性够好,其已经达到较好的水平,但同时还将继续在高并发保障方面做更大努力。

       第三是使用效率。从内核角度,CrownCAD在关键功能测试上已经达到业界领先水平。梅敬成表示,应一些大型企业的要求,CrownCAD与Parasolid和Acis内核进行了对标,通过多轮的测试,与Parasolid接近,略快于Acis。

       第四是易用性。在易用性方面,CrownCAD从一开始就考虑用户切换软件的适应性,操作习惯与SOLIDWORKS近似。SOLIDWORKS拥有庞大的用户群体和活跃的社区支持,这样可以最大限度地减少用户的学习成本,熟悉SOLIDWORKS的工程师,基本可以马上上手CrownCAD,不需要额外的学习成本。

       梅敬成指出,除了在功能和性能上对标国际先进水平,CrownCAD还充分发挥云计算优势,利用分布式数据存储、服务器并行计算、云渲染、视频流等技术,实现复杂装备零部件的装配设计。特别是,其功能更加贴合我国用户的使用习惯,还具备灵活简洁的在线二次开发工具和环境,满足用户自定义需求,支撑我国制造业日益复杂的多元化需求。

       技术攻坚,不求速成   顺应客户需求创新应用场景

       如今,梅敬成管理的技术团队正在逐步扩大,吸引了更多不同业务领域的博士加入。在他的理念里,在探索云原生三维CAD这条道路上,技术攻坚需要踏踏实实地稳步推进;除此之外,CAD软件一定要聚焦用户的真实需求,以CrownCAD几何造型内核和约束求解引擎为例,其可以让企业独立使用,还能按照企业的业务特点进行深度定制,也可以与CAE、CAM、BIM等领域公司合作,打造行业应用平台。

       在企业应用层面,CrownCAD 2023发布后的短短的一年时间,数以万计来自真实用户的需求,已经转化为350项产品功能点,CrownCAD 2024产品定义全部上线。
 
CAD

       值得一提的是,在二次开发方面,用户可以通过调用CrownCAD三维几何建模引擎API,创建手动建模难以实现的模型,也可以通过定义数学函数和几何运算绘制更精确的曲线曲面,还可以定义批量处理算法提升工作效率。

       自推出以来,CrownCAD不断顺应客户的需求,创新了诸多应用场景。

       在中国石化工程建设有限公司,基于CrownCAD搭建了石化供应商的数字化交付平台。借助CrownCAD平台传统CAD功能及云架构的优势,通过提供石化设备的规范建模方法、高效协同设计、统一业务平台,实现基于三维模型的设备全生命周期管理,为石化行业的供应商提供三维建模和数字化交付服务。

       在黄河设计院,基于CrownCAD可以根据黄河建筑项目的特点,快速且自主开发出真正满足应用需求的工具。目前,基于CrownCAD的国产建模引擎、云架构,黄河设计院实现了面向常用水工建筑物在线配筋软件的开发,不仅满足对于配筋的功能需求,更是通过不断的验证与实践,CrownCAD具备技术先进性和安全性,不仅可以满足设计需求,更是有先进的模型管理,后续将共同建立真正国产的面向黄河建筑的设计与管理一体化平台。

       梅敬成负责的另外两条产品线——SINOVATION和SView,也在不断基于用户需求深化行业应用、创新应用场景。过去一年,SINOVATION仅在模具行业又新增50多个新客户,其中与昆山恒凌模具完成了首个整体替代的项目,帮助企业从CAE分析、工艺设计、结构设计、模面处理到CAM加工实现全面替代国外软件;“SView看图纸”下载量超3000万次,安装次数过亿,常年保持手机应用市场4.9高分评价,注册用户全覆盖机械制造业如金属加工、汽车装配、通用设备等31大门类,多样化触达工程建筑、医疗、高校教育等使用场景的用户。“SView看图纸”为用户持续打造新一代信息技术与制造业深度融合的高效协同平台,为数十万家中小微企业提供降本增效、产业升级的专业领域数字化服务,被近五百万用户亲切地称为“工程微信”
 
工程微信

       生态合作,放眼国际   保持“十年磨一剑”的韧性

       对于CrownCAD未来的发展,梅敬成认为中国人自己的三维CAD要来自中国制造业的设计场景,要继续从应用中磨砺产品。除了保持自身的技术韧性之外,要关注最前沿的技术和应用趋势,还需要逐步完善生态合作,同时放眼国际市场,加强人才和团队建设,支撑CrownCAD未来十年乃至更长远的发展。

       在生态合作层面,CrownCAD已经做了大量布局:包括和北京一家零件库公司进行合作,提供复杂、全面的三维CAD零件库;也将推进行业标准件库的合作;与南京一家公司合作,基于CrownCAD进行参数化设计的产品开发;与深圳一家公司推进模具设计的合作;包括与CAE领域诸多厂商在结构、流体、电磁等领域开展合作,以及与PLM厂商在产品数据管理层面进行合作。

       梅敬成介绍,CrownCAD二次开发主要提供三种模式:基于web API的集成方案、基于 CrownCAD平台的二次开发、基于javascript开发包。CrownCAD正在逐步开放丰富的二次开发API,用户可以自定义业务功能,扩充CrownCAD基础平台之外的专业功能,在这个过程中,CrownCAD会建立越来越完善的生态伙伴体系。

       在国际化发展层面,最近已有两三家欧洲公司与CrownCAD洽谈合作。梅敬成说:“我们预计CrownCAD在国外可能更容易落地,因为SaaS模式更容易被接受。但前提是我们要把产品打磨好,建立良好的口碑和产品美誉度。”

       梅敬成还透露,过去一段时间,华天软件在人才引进方面加大了力度,加强了衍生式设计、3D打印、人工智能等领域的专业人才招募。包括最近吸收了一位北大计算机本科专业、刚在美国拿完博士学位的人工智能高端人才加入,为此华天软件也专门搭建了适用于深度学习训练的服务器,以推进人工智能与CAD设计的融合应用

       在他看来,“在传统CAD技术的突破方面,目前各个国家的进展并不快,当然,国外领军企业也并没有放缓探索的步伐,只是我们可以超前部署做一些事情,另辟蹊径,譬如加强与人工智能技术的融合给自己一些追赶的机会。”

       后记

       在CAD软件产业发展历程中,领导者几度更迭,挑战者你方唱罢我登场;巨头们站在高处多番兼并重组,而颠覆者从未停下追赶的脚步。作为华天软件的技术带头人,梅敬成为CrownCAD发展注入了“三维几何建模引擎DGM”和“几何约束求解器DCS”两大杀手锏,这是国内首个同时拥有自主建模引擎和约束求解器的三维CAD软件,也势必会被写入CAD发展的历史长河。

       如今,随着CAD技术趋向成熟,各大厂商、高等院校都不再热衷于CAD建模技术的原始创新,更多的是探索增量创新。CrownCAD的自主研发,对梅敬成来说,就像“重走长征路”,把CAD的很多基础工作再认认真真做一遍。但做这一遍的价值,却是弥足珍贵和不可或缺的。

       在三维CAD的自主研发创新中,既需要耐得住寂寞、不断挑战与突破的攻坚精神,更需要能够贴近实际需求与业务,真正意义上为企业所用,才能切实地推动国产CAD软件走得更远。梅敬成说,“我们要大声地告诉用户,我们在踏踏实实地做自己的CAD产品,我们的CAD未来可期!”
责任编辑:胡竞丹
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