梅敬成:打开国产三维CAD/CAM新篇章,制造变智造
时间: 2016-07-21 来源:千人杂志
提要:十八世纪中叶开启工业文明以来,按工业化水平对全世界的国家发展水平进行评价似乎成为默认标准,这样的划分看起来机械单一,但它抓住了生产力这个根本。

梅敬成:打开国产三维CAD/CAM新篇章,制造变智造

 

文/实习记者 余婉芬

十八世纪中叶开启工业文明以来,按工业化水平对全世界的国家发展水平进行评价似乎成为默认标准,这样的划分看起来机械单一,但它抓住了生产力这个根本,不得不说,这是最科学的。与此同时,世界强国的兴衰史和中华民族的奋斗史也一再警醒着我们,必须坚持制造业在国民经济中的主体地位,因为这直接影响着我国世界强国之路的进程。

2015年5月8日,国务院办公厅印发《中国制造2025》,围绕提升中国制造业发展质量和水平的重大战略目标做出了全面规划和部署,让这一早在14年末就被提出的深度概念进入落实阶段。其中,开展新一代信息技术与制造装备融合的集成创新和工程应用成为关键环节,对制造业重点领域智能化水平提出了高要求。

新形势下,国家“千人计划”专家梅敬成博士带领华天软件的研发团队,以自主知识产权的国产高端CAD/CAM系统SINOVATION为基础,用“私人定制”的理念服务于国内高端制造领域,为工业企业的研发与制造提供CAD/CAM整体性解决方案。

SINOVATION——进入高端制造领域的新名片

国内正处于传统产业能级提升、服务转型时期,工业软件作为信息化与工业化融合的切入点,在其中扮演着极其重要的角色。借助政策利好春风,有些企业开始打起供给侧结构性改革的旗号,但实则“腹内原来草莽”,并没有解决实际需求,更不用说对经济效率和质量的提高产生质的推定作用。CAD/CAM软件作为工业软件,在加速工程和产品的开发、缩短产品设计制造周期、提高产品质量、降低成本、增强企业市场竞争能力与创新能力等方面发挥着重要作用。近年来,国产CAD/CAM软件已经取得了长足的发展,但与国外发达国家相比,处境仍显尴尬。作为复杂的设计系统,我国的CAD研发进入较晚,大多国产软件沦为国外的仿制品,但是,总有在夹缝中开拓创新的企业,他们不再甘于做国外CAD/CAM的模仿者和跟随者。通过引进、消化、吸收和创新,他们依托国内庞大的市场,深耕细作,逐步撼动了国外CAD/CAM软件在国内市场的霸主地位。

在国家“千人计划”专家梅敬成博士带领下的华天软件就是这其中的优秀代表之一。根据梅敬成介绍,在1984年于华中工学院(华中科技大学前身)本科毕业后,他便一直在海外学习工作,鲜少回国,直到2010年被公司委派到北京艾克斯特科技有限公司负责一个合资项目,中国蓬勃发展的制造业市场深深震撼了他。“首先,高端制造业是工业化发展的高级阶段,是国家高技术含量和高附加值产业的集中体现,中国想要实现经济转型,去低端迎高端是必由之路,势必会得到国家政策力挺;其次,随着我国高新产业的不断发展,未来高端制造领域吸引到的外商投资规模和质量也会逐渐提升;最后,制造业一直是我国的传统优势产业,有着引以为傲的成本优势、不断向高加工度方向升级的大规模加工组装业优势等等。基于这些独特的竞争优势,把握发展趋势,塑造新的竞争优势,市场潜力只会越来越大。”

梅敬成博士在准备离开中国之际,遇到了航天科技集团的总工程师杨海成。他推荐梅敬成到华天软件参与到国产CAD/CAM 软件的研发工作。恰巧华天软件的总经理杨超英是他的学长,也是国内少有的在1993年就开始创办公司的企业家。杨超英的个人魅力和对发展国产三维CAD/CAM软件事业的执着,深深感染了梅敬成博士。2011年至今,梅敬成一直主管华天软件的技术研发工作。二十多年的CAD研发经验,带领华天软件在CAD研发技术上至少提升了数年。直到现在,他依然活跃在产品研发的第一线,指导员工解决算法难题。根据梅敬成的介绍,我国工业软件技术受制于国外公司,尤其是尖端、核心的技术,发达国家的技术不愿意向外转移,导致国内很多关键设备、核心技术都依赖进口,致使产业安全存有隐患。因此在面向航天器这种高端制造领域对软件性能卓越、安全可控的需求下,国产高端三维CAD/CAM软件的优势就凸显出来。梅敬成透露,实现对超大规模数据模型的浏览需求,是整个研发过程中的一个关键难题。“当时他们购入了一套国外沉浸式CAVE展示系统,但超大数模的读取问题使得这个系统一直没有投入使用。为了解决这一技术难点,我们的团队从三个方面实现了技术突破:首先通过改善算法并吸取国外先进经验,解决了数据的读入问题,并将数据从精确的数学模型变成简化的数据结构,实现了数据轻量化,保证高性能浏览;同时,华天软件还建立了一种能快速浏览产品三维模型的自主产权的轻量化格式——SVL,这个格式对下一步的模型浏览、工艺下发等都具有重要意义;最后是大型数模浏览的问题,通过对数据管理、优化来达到数模浏览流畅的要求。” SVL格式的部分关键技术指标,如对超大数模的轻量化转换和浏览,已经达到或超越国际先进水平。研发团队由“被问题所困”到“创新式地解决问题”,最终赢得航天领域的认可。现在轻量化转换和浏览技术已经形成独立产品“三维轻量化浏览器SView”。SView已经广泛应用于三维下厂、设计协同、电子手册等方面。

“我国在三维CAD方面取得了深入应用,这是可喜可贺的事情,但在市场份额仍被欧美等发达国家掌握的情况下,我们可以通过创新找到突破口。国外大公司专业覆盖面广、应用生态圈构建良好、标杆效应好、知名度高,这些都是长时间的正向积累所得,他们的优势正是我们的努力方向。目前,SINOVATION已经在广泛应用中日趋成熟,但仍要坚持平台改进,根据掌握的三维核心技术在多领域进行研发,让其能够在更广阔的市场上得到应用。”谈到SINOVATION作为本土软件与国外先进软件的差距时,梅敬成这样说道。

研发和市场两手抓

在SINOVATION和SView已获得了航天核心院所的肯定后,团队并没有止步不前。基于SINOVATION平台,针对不同类型企业的应用需求,后续开发了很多核心技术和亮点功能。“我们会考虑整个行业可能的未来需求,但也不只是一味追求超前性,挖掘市场需要的产品设计,提供点对点的私人订制服务,让软件技术创新与服务模式创新两者融合的新商业模式成为常态,为企业创新注入强大引擎,为制造业智能化添砖加瓦。”梅敬成给我们具体介绍了几个代表性的市场应用。

首先是为汽车模具的模面设计提供的三大功能:回弹补偿、凹R回避、间隙设计。汽车覆盖件冲压回弹问题,直接影响到冲压件的尺寸精度,回弹补偿是目前模具业最为敏感和亟待解决的问题,对此,梅敬成团队通过提高软件性能已可以做到比较准确的预测和补偿回弹。而“凹R角回避”功能很好地解决了钢板的冲制过程中需要解决凹R角回避的工艺问题,以前钳工需要在实际模型上进行手工修改,现在通过软件可以很快的完成设计。“间隙设计”功能是SINOVATION独创的,借鉴日本高端企业在生产实践过程中总结的一系列工艺经验,梅敬成团队使软件不再仅仅是简单的工具,还能帮助企业了解这个领域的先进经验,成功吸引了国内大部分模具企业的兴趣。

在高端数控设备领域,华天软件与广州数控合作定制专用的图形编程系统。梅敬成的团队了解到数控企业实际加工中,在数控机床上对简单零件进行加工或采用简单加工方式的场景比重较大,目前已有的编程方式不直观且工作效率低下。为了满足用户在数控机床上进行图形化编程的需求,华天软件提供了路径计算、三维模型显示、三维实体仿真、图纸读入四部分的工作,极大的提升了编程和调试效率。广州数控系统的功能和品质得到了提升,也增加了推广应用的亮点,让市场占有率得到提高。

在高端装备制造业,华天软件为山东硕力机械“私人定制”了数控弯板机设计软件。华天软件拥有自主三维CAD软件作为依托平台,能提供专用CAD系统服务。在这样的技术优势下,成为硕力的合作伙伴,为世界首台船舶三维数控弯板机提供相关软件开发服务。

在石油石化领域,华天软件与中石油中石化共同开发了石化静压力设备三维设计系统SVPV。团队了解到石化行业设备设计和生产特点后,结合石化企业的实际需求和现状,开发了这样的设计系统,提供石油化工容器的参数化、模块化向导式设计、一键出图、自动统计等功能,SVPV让石化静设备总体设计效率提高50%以上,同时提高了校对审核的效率,设计质量大幅提升。

注重人才 提升服务

在市场运营方面,梅敬成的团队致力于为企业提供整套的信息化解决方案,并不断扩展希望能逐步全方位替换国外软件。在未来如何提高市场竞争力的问题上,梅敬成有着自己的看法和战略布局,他着重谈了队伍建设、产品规划、技术研发这三个方面。

CAD/CAM是要把数学、计算机、机械设计制造及其自动化捆绑在一起才能做出的大体量软件。关于这一领域的人才培养,梅敬成这样说:“人才成为智能制造的刚需,也是企业的核心竞争力。但高等院校培养出的CAD人才大多去做国外软件的代理或者出国深造,投身研发领域的寥寥无几。这门知识的积累需要时间,但国内员工跳槽频率高,流动性大,导致高端领域更是人才匮乏,直接影响了CAD软件开发的延续性和稳定性。”梅敬成注意到这些问题,将继续在吸纳和稳固人才方面做出努力。一方面注重高端人才的招聘,另一方面注重人才培养。计算机专业的人才会进行专业培训,对行业知识进行补充,数学专业招进来的人才会做编程培训。针对不同背景的专业人才提供差异化的培训,另外跟山东大学软件学院合作,出资联合培养工程硕士。

“关注行业的需求走向,自己不做闭门造车的领头人,也不让团队埋头苦干。”梅敬成透露,随着国家对智能制造的重视,工业机器人成为一个投资和开发的热点。而华天软件正在规划和研发一系列工业软件,专门面向工业机器人的本体设计、虚拟仿真、离线编程。

“产品质量和用户体验是研发过程中要关注的两个核心,好的产品能吸引客户,形成口碑发酵,反过来创造客户。”在高端软件新一轮的发展中,从软件销售商转型为服务提供商、从关注产品价值转为关注客户应用价值、从关注技术转为关注终端应用的前沿研发、支持人才养成,是梅敬成的转型思考。

 

千人智库项目档案:

项目名称:三维CAD软件SINOVATION

负责人/创始人:梅敬成(国家“千人计划”专家、山东山大华天软件有限公司首席技术官)

所属领域:智能制造


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