本文由知識自動化（zhishipai）授權(quán)轉(zhuǎn)載，作者林雪萍

上周六（10月27日），商飛制造的C919大型客機第二架機從山東東營到江西南昌，圓滿完成轉(zhuǎn)場飛行任務(wù)。大飛機之夢越來越近了。而在工業(yè)研發(fā)設(shè)計CAD軟件的發(fā)展史上，航空公司起到了巨大的作用。無論是美國的波音、洛克希德、麥道，還是法國達索、德國MBB軍機分部，最早都在自己的企業(yè)內(nèi)部，大力推動了CAD和數(shù)控編程的發(fā)展。

這些復(fù)雜的高端裝備，也因此成為成就工業(yè)軟件的重要奠基性行業(yè)。

1964年IBM推出2250光筆交互圖形終端，洛克希德公司就開始研制用于飛機結(jié)構(gòu)設(shè)計的繪圖軟件。它的工程部門率先開發(fā)了CAD的早期應(yīng)用程序CADAM。在洛克希德的商用寬體客機L-1011的設(shè)計上，CADAM大放光彩，從機身表面的設(shè)計，到 75000個電氣端子的連接，甚至到飛機地板上所鋪的地毯。

隨著寬體客機L-1011的慘敗，1972年的洛克希德處于一個危險的局面。為了化解惡化的經(jīng)濟狀況，管理層決定將CADAM投入商業(yè)使用，對外開放掙點美元，盡管遭到了工程部門的堅決抵制——這本來是工程部門的殺手锏。抵制無效，企業(yè)內(nèi)部開發(fā)的軟件，開始走向外部化的商業(yè)應(yīng)用。洛克希德甚至成立了一個單獨的部門，來推廣和營銷。為了讓CADAM更有吸引力，洛克希德會同時提供源代碼，以便用戶可以對軟件進行修改。與大多數(shù)商業(yè)CAD系統(tǒng)的做法不同，這其實是一種非常少見的商業(yè)行為。到了1982年洛克希德干脆組建了CADAM公司，再一次走向市場。

在當(dāng)時硬件資源極其缺乏的情況下，到處都是計算機硬件的天下。那是一個硬件、軟件捆綁銷售、雙劍合璧縱橫四海的時代，更準(zhǔn)確地說，所有的軟件必須向硬件制造商靠攏。而IBM作為卓越的計算機制造商和顯示終端制造商，無疑成為CAD最好的伴侶。從1978年開始，IBM作為CADMA代理，進行捆綁銷售。實際上，IBM早已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，軟件可以推動硬件計算機的銷售。在當(dāng)時，一臺配備兩個3251顯示器的IBM 4331電腦的硬件價格達到26.5萬美元，而軟件的價格為十分之一：2.6萬美元，外加3200元每月的使用費用。這種捆綁戰(zhàn)術(shù)很成功，IBM一度成為最大的CAD供應(yīng)商。

然而洛克希德在寬體商用客機上L-110C的開發(fā)，遭遇了致命的市場冷淡。再加上軍方項目的不順利，一時間洛克希德處于破產(chǎn)邊緣。一些惡意的競購者，已經(jīng)像老鷹捉兔一樣在上空盤旋，隨時等著下手。而如今2018年，洛克希德馬丁，已經(jīng)成為全球最大的軍火商。三十年河?xùn)|、三十年河西。從昔日落魄到今日之輝煌，正好三十年。命運多吊詭。

彼時，快速精簡成本結(jié)構(gòu)，是洛克希德唯一的出路，而CADAM所在的公司，員工人數(shù)已經(jīng)達到600人。出售CADAM，自然而然地被提到日程上來。拋售CADAM！這在1989年可是超級大新聞。因為當(dāng)時CADAM是最紅火的主流CAD市場。1985年IBM代理的兩種軟件CADAM和CATIA，銷售額為7.5億美元，穩(wěn)居老大位置。在這其中，幾乎全部是CADAM形成的；IBM同時代理的CATIA，則只有幾千萬美元。

一時間，當(dāng)時的競購對象，都是計算機的王者。IBM、DEC、甚至在日本對IBM造成巨大威脅的兼容機制造商富士通，都有并購意向。

歷史證明，最熟悉的朋友也是最糟糕的合作伙伴。成為并購贏家的IBM始亂終棄，導(dǎo)致CADAM最后也是香隕顏散。1978年IBM公司只允許CADAM在IBM機型上發(fā)展，大大影響了它的兼容性發(fā)展；而在1990年1月，IBM并購CADAM之后，并無積極發(fā)展措施。1992年再次甩給達索系統(tǒng)進行托管的時候，隨著CATIA的如日中天，和AutoCAD的猛烈攻擊，CADAM眼見得已經(jīng)上不來氣了。可惜了，一代驕子，在辣手摧花的IBM手中，成為一地碎雞毛。

很早，麥道飛機就注意到了設(shè)計軟件的重要性。早在1960，麥道飛機就成立了自動化公司McAuto，它對于后來整個CAD產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，起到了關(guān)鍵性的作用。1970s年代，正是各大飛機公司逐鹿美國國防部訂單的時代。結(jié)合戰(zhàn)斗機F15的開發(fā)，麥道成功地發(fā)展了曲面造型和三維線框設(shè)計的工業(yè)設(shè)計軟件CADD，這比法國的CATIA還要早不少時間。與此同時，同時開發(fā)小型數(shù)控加工編程系統(tǒng)，用于F15的零部件制造。

CADD采用了孔斯曲面系統(tǒng)，對加工能力做了充分的接口，加工編程能力非常強。當(dāng)時的口號是“曲面能設(shè)計，開機能加工”，這開創(chuàng)了“面向設(shè)計的制造”的萌芽，也是非常典型的設(shè)計軟件CAD與計算機制造CAM軟件二者天然結(jié)合的系統(tǒng)。同時可以跟主流的仿真軟件如Nastran、ANSYS、MoldFlow留有接口，具有良好的多面手特征。尤其在模具行業(yè)應(yīng)用十分廣泛。

相對于洛克希德的CADAM系統(tǒng)的開發(fā)性，麥道表現(xiàn)的則要小氣得多，它所開發(fā)的CADD軟件，并不對外開放，尤其是競爭對手。對外方面，它只提供給協(xié)作單位軍火承包商Northgrup公司使用。精于制造的麥道公司，在1975年收購了一家以數(shù)控編程軟件見長的公司。后者擁有后來大名鼎鼎的工業(yè)軟件UG。麥道將二者做了結(jié)合，移植了CADD功能，進一步加強了UG的力量。

與掙扎的洛克希德一樣，麥道同樣在寬體客機上DC-10栽了跟頭。三引擎飛機巨大的耗油量，在隨后的石油危機之下，成為一個明晃晃的愚蠢錯誤。不得已，麥道也要賣兒賣女求生存了。1991年5月，UG被麥道公司出售給通用汽車公司旗下的EDS咨詢公司，作為航空的主營方向難免受到牽連，使得它在飛機制造行業(yè)的發(fā)展勢頭，有所減緩；而在1996年12月，再遭一棒，波音公司決定以133億美元并購麥道公司。而波音又是CATIA的忠實粉絲，UG逐漸被踢出供應(yīng)商體系。失去了直接呵護的麥道護身符，在航空之路，UG也受到了嚴(yán)重的阻隔，只能加大民品行業(yè)的發(fā)展。在如日中天的汽車產(chǎn)業(yè)中，準(zhǔn)確地說是美國通用汽車公司的呵護下，UG軟件繼續(xù)得到快速發(fā)展。

經(jīng)過復(fù)雜的并購轉(zhuǎn)手，2006年UG被再次出售給西門子。輾轉(zhuǎn)反側(cè)，它終于找到了最為穩(wěn)定、“最務(wù)正業(yè)”的工業(yè)東家。并且在數(shù)字化時代，大放異彩。

法國航空業(yè)和美國航空，都把充足的光線，留給了達索系統(tǒng)的CATIA。

達索航空公司在1960-1965年就開始使用BIM計算機公司，并在1967年開始采用貝塞爾Berzier曲線，建立飛機外形的數(shù)學(xué)模型。最為著名的幻影戰(zhàn)斗機，是在1970年就開始展開數(shù)字化設(shè)計。后來這個工業(yè)軟件命名為CATIA。雖然在起點上落后于美國工業(yè)軟件的發(fā)展，但后發(fā)優(yōu)勢在于，CATIA的誕生，一開始就避開二維而將重點放在三維，甚至其產(chǎn)品命名也就直接成為“計算機輔助三維交互應(yīng)用”，一舉覆蓋曲面、線框、實體、加工、機構(gòu)分析等。

與此同時，它采用齊頭并進的原則。一方面繼續(xù)發(fā)展自己的軟件。1975年引入洛克希德的CADAM系統(tǒng)，花費100萬美元購買了源代碼，消化技術(shù)。并在隨后開始啟動交互式的三維CAD軟件CATIA。近學(xué)雷諾、遠學(xué)洛克希德，又與藍色巨人IBM結(jié)盟，CATIA發(fā)展勢頭很快。

一開始，CATIA就是為幻影戰(zhàn)斗機而生，而隨后盡管與達索航空分開獨立運營，但后者一直是CATIA最穩(wěn)定的支持者。與洛克希德公司開發(fā)的CADAM軟件，則是先學(xué)習(xí)后并入的關(guān)系，也使得它深得美國飛機的制造精髓。而由于聯(lián)盟得當(dāng)，CATIA與IBM的關(guān)系親密，這也使得波音公司也是CATIA的堅定用戶。波音在1985年訪問達索之后，決定采用清一色的CATIA，替代多樣化的系統(tǒng)。而在歐洲成立的空客公司，也是CATIA的重要用戶。可以說，這四個強大的航空制造巨頭，聯(lián)手打造了航空工業(yè)廣泛應(yīng)用的CATIA。

幾乎，達索沒有走過彎路。

CAD軟件本是一朵嬌嫩的花，像蝴蝶蘭一樣難養(yǎng)。雖然顏值高，但對環(huán)境的要求也很苛刻，動不動就會爛根。不離不棄的航空工業(yè)，正是最好的呵護之地。改革開放后的中國航空工業(yè)，也曾經(jīng)對國產(chǎn)CAD軟件的孵化，有過一段沃土?xí)r間。

中國的航空業(yè)跟美國曾經(jīng)有過一段甜蜜的合作期。在1979年鄧小平同志訪美之后，中美航空工業(yè)的相互交流，非常積極。據(jù)產(chǎn)業(yè)前輩唐榮錫的回顧，當(dāng)年航空工業(yè)部帶領(lǐng)高級代表團，訪問麥道和洛克希德飛機公司長達一個多月。而以麥道CADD和洛克希德CADAM為代表的兩家工業(yè)軟件，給中國飛機公司的總設(shè)計師、總工藝師、氣動結(jié)構(gòu)等專家們，留下了非常深刻的印象。當(dāng)時的美國，真是一個基于賣貨的商家。航空公司和軟件，都瞄準(zhǔn)了中國市場。而且，麥道公司表現(xiàn)更為積極，麥道飛機在中國的生產(chǎn)，也提到日程上了。南昌飛機公司1987年就開始引進麥道旗下的UG，并用該軟件進行設(shè)計和生產(chǎn)了P5農(nóng)用機和K8教練機。1988到1996年，應(yīng)該是中國航空工業(yè)最熱心工業(yè)軟件的時刻，計算機仿真與制造CAD/CAM得到大力推進。與此同時，還有國家863計劃前后推進的CIMS建設(shè)。但那個時候由于數(shù)控制造裝備的稀缺和計算機技術(shù)的限制，工業(yè)軟件的開發(fā)與應(yīng)用實際上并沒有多大的成就，而在90年代初期麥道干線項目的引入，在幾大主機企業(yè)和一些輔機企業(yè)，帶來了大量UG軟件的使用，無論是工裝設(shè)計、制造以及零件加工編程，還是三坐標(biāo)測量等。

這種一開始就是直接引進的“拿來主義”套路，幾乎主宰了中國航空的設(shè)計市場。時間不等人，大干快上，成為中國所有工業(yè)發(fā)展的主旋律。與此同時，中國航空制造業(yè)也為國外軟件的成長，貢獻了巨大的力量。

1998年，達索系統(tǒng)做了一個大膽的舉動，那就是將CATIA向Windows系統(tǒng)遷移，并推出了影響深遠的CATIA V5，99%的用戶界面都采用微軟Windows界面。當(dāng)時全球航空工業(yè)正是小型機位于霸主地位，沒有飛機制造商愿意嘗鮮。而中國新飛豹戰(zhàn)斗機的開發(fā)團隊，出于成本上的考慮，“大膽”地使用了這個CATIA V5的全新系統(tǒng)。當(dāng)年，就提出了500多個問題建議，大大豐富了V5的使用成熟程度，而且積累了很多經(jīng)驗。這件事情都驚動了波音飛機，組織人員專門趕到中國進行取經(jīng)。這種來自中國航空工業(yè)的沃土，也為國外CAD軟件的提供了巨大的養(yǎng)分。

只是，中國航空業(yè)在工業(yè)軟件方面所創(chuàng)立的一些戰(zhàn)果，似乎已經(jīng)被浮塵所遮陽。只有一直執(zhí)著的CAD前輩唐老的文章中，還有一些零星的記憶：沒有星光，只有灰燼。

早在1983年航空制造專家李聲遠就完成的CAM251輔助制造集成系統(tǒng)中，綜合了外形數(shù)學(xué)造型、數(shù)控繪圖和數(shù)控加工，成功地在19種飛機上應(yīng)用。有的機種試制周期縮短1/3，有的標(biāo)準(zhǔn)裝備減少1/2。

中國航空工業(yè)和歐洲合作始于1979年，和后來的德國宇航公司MBB（原來的MBB軍機分部）合作，當(dāng)時的第三機械工業(yè)部組織了國家隊包括601，603，611所，623所，625所，631所以及高校、工廠的技術(shù)人員參與，開發(fā)了航空集成制造系統(tǒng)CADEMAS（Application Support）。該系統(tǒng)可以跟數(shù)控軟件、仿真軟件Nastran、Oracle數(shù)據(jù)庫等進行接口。輝煌的時候曾經(jīng)向30多個部門推廣。一時間，中國工業(yè)軟件也是火星四濺。

當(dāng)時的北京航空工藝研究所（625所），在工業(yè)軟件領(lǐng)域大放異彩的歷史時刻，它參與完成了復(fù)雜曲面設(shè)計系統(tǒng)LOGICA，在1991年開發(fā)的數(shù)控加工編程系統(tǒng)CAMS，以140萬人民幣的研制費用，替換掉需要140萬美元的國外引進代碼。在外匯緊缺的那個時代，這都是令人驚嘆的貢獻。同樣數(shù)學(xué)建模CADS系統(tǒng)也在1994年通過鑒定，以80萬人民幣的代價，可以與國外價值200萬美元的源程序，直接對陣媲美。

只是，這些結(jié)果最后都不知去向。無人繼承。無可繼承。

其實美國也有執(zhí)行不下去的項目。在1980-1985年，波音打算開發(fā)自己的CAD/CAM集成系統(tǒng)模塊，也就是TIGER計劃，前后投入250人/年，3000萬美元。最后，還是因為工程太大，只能下馬。這是波音公司一次代價沉重的嘗試。然而，它有一個非常彪悍的成果，就是發(fā)展出來一套全新的NURBS曲面系統(tǒng)，后來這套技術(shù)影響深遠。它也被應(yīng)用于CAD軟件內(nèi)核的一個重要分支ACIS內(nèi)核之中，一大批工業(yè)軟件商從中受益。

盡管一個項目會失敗，但是仍然會有工程師的知識結(jié)晶在傳遞，使得知識不斷被重用。這本來是高端裝備工業(yè)得以持續(xù)發(fā)展的一種重要特征。

國外的航空制造業(yè)，一直是CAD產(chǎn)業(yè)奶水充足的大奶媽。五十年不變，這也使得這些軟件商取得了巨大的成就。然而，中國工業(yè)軟件因為航空制造的發(fā)展而所取得的些許成就，幾乎完全都要翻篇了。有許多甚至被扔進爛紙堆。留下來依然活躍在當(dāng)今航空工業(yè)舞臺上的，只有裘馬鮮亮的國外工業(yè)軟件，這一刻，似乎只有別家的歷史值得回顧了。不僅僅是航空工業(yè)，很多裝備制造也早已完全離不開這些軟件了。

翻開國外航空工業(yè)所孵化工業(yè)軟件的歷史，都是二者一起飛同步跑的時刻。世界航空工業(yè)有美國波音Boeing和歐洲空客Airbus兩極，正處在黃金起跑線上的中國航空，正在努力實現(xiàn)成為ABC（Airbus、Boeing、Comac）中的第三極；而大型工業(yè)軟件在世界上現(xiàn)在也是美歐兩極，那么中國工業(yè)軟件有可能成為第三極嗎？剛剛開始起飛的中國大飛機，有時間帶著工業(yè)軟件的幼苗，一起成長嗎？

作者簡介

林雪萍：南山工業(yè)書院發(fā)起人，北京聯(lián)訊動力咨詢公司總經(jīng)理

特別鳴謝：航空工業(yè)信息中心原首席顧問寧振波先生提供的許多建議，也感謝中航國際轉(zhuǎn)包生產(chǎn)部原總經(jīng)理楊春生、中國航空制造技術(shù)研究院王湘念副總工的支持。