說起“CAD軟體”這個專業詞彙，很多人都感覺非常陌生，其實它跟我們的生活息息相關，不管是汽車制造還是航工航天，都要依靠工業軟體進行設計。
1.簡介：
華天軟體是中國航天科技集團的控股企業，專注于制造業資訊化領域，提供從需求規劃、設計、工藝、生産制造、供應物流、品質檢測、售後維護等産品全生命周期（PLM）各個環節的軟體和服務。
作為大型軟體系統，三維CAD的源代碼量超過2000萬行，其複雜程度不亞于作業系統。并且，三維CAD系統的研發需要極其複雜的核心造型技術，涉及到數學、計算機圖形學、計算機輔助幾何造型等學科，以及作業系統、專業圖形卡等核心技術。在國家部委、省市及高新區相關部門的關懷與指導下，華天軟體憑借着一份對國産工業軟體的熱忱與執着，敢于挑戰高端軟體領域，研發推出了自主版權的三維CAD/CAM系統SINOVATION (簡稱：SV)。建立了國際化、專業化研發團隊，掌握了三維CAD/CAM的核心技術。SV軟體已經釋出了多個版本，正在研發的新一代全新核心的三維CAD軟體，其性能達到國際先進水準。
提起山大華天軟體公司，業界經常會聽到這樣的描述：該企業是國内第一套商品機械CAD開發者，也是國産三維CAD/CAM軟體擁有者。早在上世紀90年代初，華天軟體就将小型機上的AUTOCAD移植到PC機上，開發出國内首款基于AutoCAD的機械CAD軟體“浪潮CAD”目前最新版本為華天CAD 2020；2009年，華天軟體正式釋出的三維CAD/CAM軟體SINOVATION 1.0版本，目前最新版本為SINOVATION 9.1，該軟體具有國際領先的混合模組化、參數化設計、豐富的特征造型功能以及知識融接技術，符合工程師工作習慣的設計環境及國際流行的操作界面。
2.華天軟體SINOVATION曆史介紹：
華天軟體的主打産品是一款名為SINOVATION的軟體,軟體名稱直譯意思為“中國創新”,是國産具有自主知識産權的三維 CAD軟體。三維CAD(ComputerAidedDesign,計算機輔助設計)軟體屬于軟體領域的高端技術,主要用于建構産品的三維數字化模型,是産品設計和技術創新的有效工具。過去,隻有美、法、日等少數幾個國家掌握這項技術,且其核心部分會被嚴格限制出口。
三維CAD軟體屬于軟體領域的高端技術。過去，隻有美國、法國、日本等少數幾個國家掌握這項技術，而且其核心部分都會被嚴格限制出口。三維CAD不隻是設計工具，還包含知識和經驗的凝練，不掌握源代碼，就隻能永遠跟在别人的後面。2007年8月，日本最大的CAD軟體開發公司––UEL公司，帶着具有國際先進水準的三維CAD軟體系統，來到中國尋求合作。最初日本UEL公司隻是想讓中方負責銷售，而中方則是把目光直接對準了他們的核心技術。經過艱苦談判,2008年5月,日本UEL公司與華天軟體、中創軟體簽署合作協定,全面開放其核心技術。
SINOVATION軟體作為一款從日本引進源代碼技術基礎上開發的工業設計軟體，華天軟體購買日本UEL公司CADmeister軟體源代碼！
三維CAD軟體不隻是設計工具,還包含知識和經驗的凝練,不掌握源代碼,就隻能永遠跟在别人的後面。“國外的軟體公司都有工業背景,UEL公司原來就是主要為豐田公司的汽車生産服務的,20多年都是圍着制造業在轉。”制造業發達,才可能有高端的制造業軟體,因為軟體歸根結底是對生産經驗的一種總結。
軟體核心是日本公司的,改造之後雙方共享。
依托目前國内最大的3D CAD/CAM研發團隊，梅敬成博士主導開發具有自主知識産權的3D精确幾何工具——SINOVATION，通過引進、消化、吸收和再創新，華天軟體成為國内少數的具有全部源代碼的CAD/CAM系統開發商；
在三維CAD/CAM領域，自主版權的三維CAD/CAM軟體SINOVATION，擁有全部的軟體源代碼，可為使用者量身定做專用的高效設計制造平台。在3D可視化領域，自主知識産權的三維輕量化浏覽器SView，支援各種通用CAD的資料直接讀取。在三維工藝、汽車整車資訊化、建築BIM、工業機器人等多個領域，華天軟體都有擁有自主研發技術，占據一席之地。
華天軟體擁有三維核心和限制求解器兩大核心技術，有實力有能力和歐美産品直接競争市場，扭轉長期依賴國外工業軟體的局面，實作國産化替代。
3.梅敬成博士（華天軟體首席科學家）
梅敬成，男，1964年3月出生，國籍：法國，籍貫：湖北黃岡麻城市。1990年畢業于法國國立工藝學院機械工程專業，博士學曆。歸國前在法國think3 公司工作。2011年到山東山大華天軟體有限公司工作，擔任首席技術官職務。
梅敬成博士1984年畢業于華中科技大。同年，剛過弱冠之齡的梅敬成負笈歐洲，來到法國高等材料與機械構造研究院，苦心孤詣，潛心問學。1992年獲得博士學位後，先後入職法國達索系統 (DASSAULT SYSTEMES) 公司、法國think3 公司，從事CAD/CAM/CAE研究。業精于勤，為人所尊；累累碩果，為人所羨。
梅敬成早年遠赴法國高等材料及機械構造研究院攻讀機械工程專業，之後順利考取法國國立工藝學院攻讀博士學位。畢業後，梅敬成懷揣着激情和夢想，來到享有世界聲譽的法國CAD軟體公司CISIGRAPH，負責CAD/CAM軟體的研發。
梅博士與導師合影
梅敬成作為開發部數學水準最高的研發工程師，很快成為技術骨幹，對所有的項目提供算法支援。期間還開發了一款高效的STL接口，不到一年時間給公司帶來了上百家客戶，如奔馳、寶馬等知名汽車制造商。作為資深顧問，梅敬成在著名軟體公司DASSAULT SYSTEMES工作一段時間後，于1999年底加盟think3。作為公司的前沿研發經理，梅敬成和他的團隊把一款通用機械CAD軟體(ThinkDesign)開發成了世界上頂級的工業設計和沖壓模設計軟體，成為think3公司最有價值的部分。
ThinkDesign :外闆件回彈補償,沖壓回彈面補償、模面優化.
身在法國享有世界聲譽的CAD軟體公司裡，梅敬成盡管如魚得水，但他一直在尋找報效祖國的最佳方式。2008年think3進軍中國市場，成立了北京Extech合資公司。公司總部派梅敬成到北京做執行副總裁，全權負責産品的規劃和研發。
2010年12月懷揣着“發展國産自主知識産權的三維CAD/CAM軟體”的激情和夢想，加盟山東山大華天軟體有限公司，擔任華天軟體副總經理、首席技術官、技術研究院執行院長。
SINOVATION是一款三維CAD/CAM應用軟體系統，具有專業的加工、沖壓模具設計、注塑模具設計等功能，提供參數化模組化、混合模組化、以及豐富的特征造型功能。
（1）子產品組成:
（2）SINOVATION軟體界面：
（3）SINOVATION獨特功能：回彈補償
回彈STL
回彈FEA
離散點變形
精确整體變形
棱線扭轉
白光掃描資料案例分享
CAE分析資料案例分享
點資料案例分享
回彈角案例分享
精确整體變形-案例分享
（4）模具結構智能設計
SV融合沖壓模具設計與制造經驗，從沖壓工藝設計、模面精細化、結構設計、結構檢查到模具加工、FMC加工、雷射切割全過程提供專業化解決方案。
2017年曆經三年規劃研發，以 SV為基礎平台，和國内頂級模具企業合作，對現有的設計過程進行了梳理、總結、創新，形成了實用快捷的SV模具結構智能設計子產品，Easy Die Design在客戶處進行了大量驗證。
從2012年SV在新平台Draco上進行開發，新平台結合了流行三維軟體操作性上的優勢。
（5）模面精細化設計
模面精細化設計起源于豐田，在國内開始重視的一種工藝手段。一般是對汽車車身钣金件的數模面在數控加工前進行的一系列的處理，如模具實際符型面區域、各個符型區域的間隙值、工藝要求的模面變化情況、拉延圓角的變化、各種模面的挖空等，使其在不影響模具性能的前提下，減少模具加工和研合時間，提高生産效率，降低生産成本.
模面精細化處理實作價值
模面精細化設計--回彈補償
充分利用分析和檢測結果，簡單設定選項，通過基于闆料變形算法，獲得高精度的補償曲面。
（6）圓角處理
提供了圓角的批量識别和批量修改功能，自動修改圓角值，提高效率，降低鉗工工作強度。
（7）凹R回避
功能作用：
A.能夠識别參數、非參圓角，幾乎包括所有的圓角。
B.滿足模具加工部門要求，在處理現場調試時需要更改的數模，特别是拉延模，通常調試後需要更改凸凹模圓角值，可以處理簡單的固定R圓角，複雜的變圓角和不規則的曲面組成的圓角面。
目前階段實作功能點說明
識别圓角
設定顔色區分
批量調整圓角
個别調整圓角
取消圓角調整
提高變換效率
4.目前市面上的CAD核心;
CAD核心：
雖然很重要，但市場很小，核心公司單獨存在是無法存活的。2000年Spatial被達索系統收購。曆經14年之後，著名的幾何模組化核心ACIS終于歸到了大型CAD廠商手中。跟它的前一代幾何核心一樣，嫁個大戶人家，是最好的選擇。然而，在此之前，CATIA跟ACIS一點關系沒有。CATIA都是土生土長的核心。高傲自負的法國人一直在為CATIA完善自己的幾何造型引擎，從原來的曲面造型到後來的基于BRep的實體造型。甚至，CATIA也沒有購買通用限制求解器，而是自己開發。
直到後來，CATIA決定把底層部分獨立出來，單獨做成獨立的生意。達索也是花了好幾年時間，才把所謂的幾何核心獨立出來，就是CGM。
是以，購買ACIS，對CATIA而言，主要出于商業需要和資料交換。
如此一來，Parasolid和Acis分别被西門子、達索控制着，已發展為巨大的深坑，并成為兩個大的陣營。
AutoCAD、MDT和Inventer、Microstation均采用ACIS幾何造型器為核心。 而UG、 SolidWorks、SolidEdge則采用Parasolid幾何造型器。
在這些三維 CAD的實體幾何造型核心中，老将Parasolid和ACIS是幾何模組化系統的兩棵老根，由于一開始就相對獨立發展，比較著名，也成就了一代又一代的CAD廠商；加上達索的CGM，是市面上能買到的三款商業化幾何引擎。
ACIS,Parasolid,OPENCASCADECAD幾何核心對比
1.ACIS
ACIS是美國spatial technology公司的産品，是應用于CAD系統開發的幾何平台。它提供從簡單實體到複雜實體的造型功能，以及實體的布爾運算、曲面裁減、曲面過渡等多種編輯功能，還提供了實體的資料存儲功能和SAT檔案的輸入、輸出功能。
ACIS的特點是采用面向對象的資料結構，用C++程式設計，使得線架造型、曲面造型、實體造型任意靈活組合使用。線架造型僅用邊和頂點定義物體；曲面造型類似線框造型，隻不過多定義了物體的可視面；實體造型用物體的大小、形狀、密度和屬性（重量、容積、重心）來表示。
ACIS産品使用軟體元件技術，使用者可使用所需的部件，也可以用自己開發的部件來替代ACIS的部件。ACIS産品包括一系列的ACIS 3D Toolkit幾何造型和多種可選擇的軟體包，一個軟體包類似于一個或多個部件，提供一些進階專業函數，可以單獨出售給需要特定功能的使用者。ACIS産品可向外出售接口源程式，同時鼓勵各家軟體公司在ACIS核心開發系統的基礎上發展與STEP标準相相容的內建制造系統。
2.Parasolid
Parasolid是一個幾何模組化核心，最初由Shape Data Limited開發，現在由Siemens PLM Software（前身為UGS Corp.）擁有，可以被其他公司許可用于其3D計算機圖形軟體産品。
Parasolid的功能包括模型建立和編輯實用程式，如布爾模組化操作，特征模組化支援，進階曲面設計，加厚和挖空，混合和切片以及圖紙模組化。Parasolid還包括用于直接模型編輯的工具，包括逐漸變細，偏移，幾何替換以及通過自動再生周圍資料來移除特征細節。Parasolid還提供廣泛的圖形和渲染支援，包括隐藏線，線框和繪圖，曲面細分和模型資料查詢。
3.ACIS和Parasolid對比
4.OPENCASCADE
Open CASCADE （簡稱OCC）是一開源的幾何造型引擎。基于該模組化引擎發展了若幹CAD/CAE/CAM軟體，如國外的FreeCAD、HeeksCAD，國内的AnyCAD。Open CASCADE（簡稱OCC）為開源社群比較成熟的基于BREP結構的模組化引擎，能夠滿足二維三維實體造型和曲面造型，國内研究和使用它的機關也越來越多.OCC可以分為模組化、可視化和資料管理（OCAF）三大子產品。其中模組化為核心元件；可視化元件基于OpenGL，相對其他的三維可視化OpenGL平台（如Coin3d，OpenInventor，Ogre3d，OSG，VTK等）,功能簡單，并且顯示效果比較差，不能充分利用GPU硬體加速；OCAF采用樹的方式管理資料，使用比較複雜，效率比較低，并且不适合自定義擴充。是以，不推薦使用OCC的可視化和資料管理元件.
CAD幾何模組化技術自20世紀60年代以來已發展近60年，取得了輝煌成就，被評為20世紀十大工程技術創新。經過幾十年市場競争演化，CAD技術與産品已形成壟斷。自2000年以來，德國西門子公司和法國航空巨頭達索公司開展了大規模并購，打造全生命周期工業軟體體系，進一步鞏固強化其技術和市場優勢。在CAD技術産品發展過程中形成的關鍵“卡脖子”中間件也分别被西門子、達索收購，西門子掌控了幾何引擎ParaSolid、幾何限制求解引擎DCM，達索則收購了幾何引擎ACIS和多領域限制融合技術公司Dymola，實作了幾何模組化與功能模組化的融合，在多領域融合引擎技術上占得先機，并推出了CATIA V6 3DE。
特别需要指出的是，AutoDesk公司為了自身技術安全，1998年以源代碼方式購買了ACIS技術，獨立發展幾何引擎，打造了ObjectARX架構體系。在西門子公司收購DCM後，AutoDesk在新一代雲CAD開發中，抛棄了DCM，自行開發幾何限制引擎VCS。
同樣為了技術安全及不受制于西門子公司，達索公司在幾何限制引擎方面采用了俄羅斯LEDAS公司開發的幾何限制求解引擎LGS。LGS（2D 3D）元件包括二維（LGS 2D）和三維（LGS 3D）限制求解器，第一個版本的研發時間為2001年，該元件采用C++編寫，算法采用高度優化的非線性求解器（Highly Optimized In-house Non-linear Solver）、幾何分解方法以及啟發式方法。LGS在限制求解方面被認為是僅次于D-Cubed的幾何限制求解引擎，主要客戶對象包括Cimatron（現屬 3D Systems）、CD-adapco（現屬Siemens PLM Software）、ASCON、Dassault、ODA等。LEDAS為Dassault提供了12年的限制求解技術支援，并将限制求解器內建在CATIA V5中。
擁有高水準的核心，是發展自主CAD/CAM/CAE和的核心工作。然而，世界上幾何引擎不多了，基本處于壟斷地位。中國人手裡的中望的Overdrive核心（本來是美國VX CAD的核心，2010年被中望收購）和華天的CRUX IV （華天CAD系統SV的核心）等。
然而，這件事情完全不能商業化。例如中望，也曾經考慮做一套更商業化的核心。然而市場需求并不支援。最大的幾何核心Parasolid一年的生意，也就是3000多萬美元。如果做核心， 跟Parasolid去競争争，是不可能活不下去的。
由于處于商業上的原因，西門子的UG，對于出售給中國核心，一直都不是太熱心。于是中國很多項目，隻能二選一，一般都是在跟Spatial公司進行合作。盡管ACIS的價格很高，但國内CAD廠商都隻能讓步。
中望3D的overdrive核心源于VX CAD，具有三維混合模組化和加工功能，同時也具有A級曲面設計能力。作為獨立自有的幾何核心，優勢是可以讓CAM軟體無縫的讀取中望3D資料，保證資料的安全性和效率;獨立自有核心的CAD也可以提供強大、靈活的API接口，讓應用軟體開發商基于此進行二次開發，這一政策與中望在2D CAD領域相似。
5.國内首款三維雲CAD産品CrownCAD
由華天軟體控股子公司山東華雲三維科技有限公司研發的國内首款、完全自主可控、基于Web的雲端CAD産品CrownCAD。
歡迎您登入官網：www.crowncad.com積極參與功能測試，給予我們寶貴的建議與回報。
據悉，這款CrownCAD建構在自主的“三維幾何模組化引擎”和自主的“幾何限制求解器”之上，适配國産晶片和國産作業系統，同時支援私有雲部署，安全性能夠得到有效保障。這一技術目前在國際上也屬于領先水準。
梅敬成介紹，雲CAD就是線上模組化CAD軟體，CrownCAD将原來基于龐大的三維CAD系統開展的産品設計工作搬到雲端，打開網頁就能進行産品三維設計，而且可以實作遠端協同設計。“其最大的優勢就是可以跨平台，尤其是可以在國産作業系統上部署和使用，非常适合于自主可控要求高的領域。”
CrownCAD是一款基于雲架構的CAD産品，而且是國内唯一同時擁有自主“三維幾何造型核心”和自主“幾何限制求解器”的三維CAD軟體。“完全自主可控”（具有完全自主的CAD核心技術）、“跨平台”（能夠在國産晶片和國産作業系統上運作）一直是我們研發這款新型軟體追求的一個核心目标，在目前複雜的國際形勢下，這點顯得尤其重要。