中国三维CAD国产化研究报告.docx

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1、中国三维CAD国产化研究报告中国三维CAD国产化研究报告1摘要：3一、三维CAD概述31. 1三维CAD的概念3L 2三维CAD的系统架构4L 3三维CAD的功能模块51.4三维CAD的对外接口 6L 5三维CAD的分类与场景61.6三维CAD的重要性7二、三维CAD国产化的背景82. 1三维CAD国产化的宏观背景 82. 2三维CAD国产化的驱动力：政策92. 3三维CAD国产化的驱动力：需求102. 4三维CAD国产化的驱动力：资本11三、三维CAD国产化的现状123. 1中国三维CAD市场格局123.2国产三维CAD发展概览133. 3三维CAD国产化难点分析：关键技术143. 4三维C

2、AD国产化难点分析：验证成熟153. 5三维CAD国产化难点分析：生态体系163. 6三维CAD国产化发展策略分析17四、国产三维CAD的创新探索184. 1国产三维CAD的创新探索：云化184. 2国产三维CAD的创新探索：移动化194. 3国产三维CAD的创新探索：标准化204.4国产三维CAD的创新探索：MBE 214. 5国产三维CAD的创新探索：信创支持21五、总结225. 1应用背景225. 2实践步骤225. 3选型参考225. 4创新方向23摘要:研究背景：三维CAD作为研发设计领域核心工具软件，广泛应用于机械、汽车、 航空等各个行业。随着技术的发展与应用的深入，三维CAD逐步

3、在产品设 计和生产之间建立链接，朝着设计与生产的高效协同的方向演进。在中国制造崛起的背景下，政府大力推动新型工业化，支持国产工业 软件，三维CAD的国产化显得愈发重要。一方面，国产化有助于中国企业 可以摆脱对外部技术的依赖，另一方面，国产三维CAD相比国外产品更贴 近中国制造业的实际需求。因此，越来越多的制造业企业开始关注三维 CAD的国产化发展趋势。研究目的：艾瑞发布的2023年中国三维CAD国产化研究报告深入探讨了三 维CAD的基本概念、发展现状以及国产化的发展动力、难点和可行路 径，为三维CAD厂商的国产化前进方向提供参考依据。同时，报告对三 维CAD国产化的发展趋势和创新方向展开研究，

4、帮助制造业企业深入了 解三维CAD国产化在设计、生产、制造各环节的重要意义，为制造业企 业选择国产三维CAD提供有价值的参考。研究方法：本报告撰写过程中，艾瑞团队通过对公开资料和数据的搜集，与行 业专家、工程师的深度对话，以及自身行业研究积累，重点输出包括三 维CAD技术解剖、国产化方向、国产化难点及破局思路等核心研究成 果。一、三维CAD概述1. 1三维CAD的概念利用计算机技术进行三维物体建模和设计，帮助工程师完成产品研发 CAD属于工业软件分类中的研发设计类软件，包括二维CAD和三维CAD 两类。其中，三维 CAD (Three-Dimensional Computer-Aided De

5、sign)是一种利用计算机技术进行三维物体建模和设计的工具。它可以帮助工程师在计算机上创建、编辑和分析三维模型，以实现产品设计任务。三维CAD是最核心、最基础的工业软件之一，其数据模型是产品数字化的源头。报告研究对象界定L 2三维CAD的系统架构底层算法组件化、功能模块化、通过图形用户界面提供用户交互三维CAD系统整体架构大致可分为三层：（1）基础组件：提供三维CAD 的各种内核引擎和常用算法组件，包括：几何建模引擎、约束求解引擎、 数据交换引擎等；（2）通用功能模块：基于基础组件，实现各种通用 的三维设计建模功能，通过图形用户界面供用户交互使用；（3）专用 功能模块：基于基础组件和通用功能模

6、块，实现面向不同专业的专用三 维设计建模功能。三维CAD可以根据具体应用场景进行二次开发，引入专业设计流程和操 作，以满足不同行业用户设计需求。同时，三维CAD通常具备开放接口， 可对接下游的产品数据管理、仿真分析、工艺规划、生产制造系统，打 破不同系统间的应用壁垒。三维CAD系统架构不同能的 。9 10： 金 it, 6设计.没糖等CADtmii 。*Ifl零忖. IeIh装配整计工: *g三 KADtMAM 4g 案 MWm CAD9!tXL 3三维CAD的功能模块功能主要围绕产品的三维设计和建模，支撑下游的仿真分析和工艺制 造三维CAD的所有功能模块均以实现三维零件设计、三维装配设计和工

7、程 出图为目的，同时配有零件库和模型库辅助使用者快速创建模型。三维 模型的标注、修改、审批也是实际应用中的主要需求。目前三维CAD的 功能应用主要集中在设计及建模层面，仅具备基础的仿真功能，如碰撞 检测、运动仿真等，功能深度较浅，应用频率不高。三维CAD的主要功能示意零件设计装配设计出工程图通过零件设计，工程师可 以生成包含几何形状、尺 寸、特征和材料等信息的 三维零件模型如汽车设计中，齿轮、轴承、刹车等零部件的设计利用三维CAD进行装配设计, 工程师可以生成包含多个零 件和辎装麒型如汽车设计中，车身、底盘、发动施悬挂系总成，共同构成完整的汽车模型将设计信息转化为工程 图纸，以便于制造、建 造

8、和维护过程中的参考 和指导如汽车设计中，生成三 视图，展示汽车各部件 形状尺寸和制造要求爆炸/动画演示利用三维CAD创建的一种可视化表达方式，用 于展示产品或装配件的组装和分解过程，能解 二 +以更加直观、生动和易于理解的方式展示产品- J的结构、功能和优势类似装配设计的逆向流程，便于理解装配体的 构造和零部件之间的关系来源：艾瑞咨询研夯院自主研究及绘制.MBD在三维CAD中直接嵌入设计和制造信息，以 取代传统的二维工程图纸，能够提供更直叫 更准确和更全面的设计和制造信息传递，从 而提高设计和制造的效率和质量用户能直接从三维模型中提取三维注释和几 何参考，用于生产制造和质量控制等环节， 提升效

9、率和准确性2023 11 1Research Incwww research oom cnL 4三维CAD的对外接口通过接口实现数据交换、应用编程和生态集成，赋能行业定制开发实际应用中，标准化的三维CAD产品通常难以完全满足具体场景的业务 需求，仍需进行定制开发。目前三维CAD的主要接口有三类：1）数据交换接口：用于不同软件间几何、拓扑、PMK属性信息等三维模型数据的共享和传递，如STEP、IGES、JT等；2）应用开发接口：允许渠道伙伴和客户的开发人员通过编程的形式进 行二次开发，或进行特定行业的专业功能开发；3）生态集成接口：允许CAD与其他的工业软件（如CAE CAM CAPP、 PDM

10、等）或企业内部信息系统进行集成。三维CAD通过接口进行数据互通和功能补充，向下游的仿真分析和生产 制造提供准确的三维产品模型，提升工程设计的效率和质量。三维CAD的接口类型1. 5三维CAD的分类与场景通用三维CAD可以满足大部分制造企业的设计需求，高端三维CAD主 要用于大型复杂产品按照适用的行业和产品复杂度，三维CAD可以分为通用三维CAD和高 端三维CAD。其中，通用三维CAD占据市场主流地位，可以满足各种装 备和产品的设计需求，广泛应用于通用机械、专用设备、机器人、自动 化、新能源、高科技电子、家用电器等制造领域。高端三维CAD可以满 足大型复杂产品的设计需求，主要应用于飞机、大型船舶

11、、汽车整车、 航空发动机等制造领域。通用三维CAD与高端三维CAD功能对比户 SM 拜1. 6三维CAD的重要性作为产品研发设计工具，提高设计效率和质量，助力企业正向创新三维CAD在工程设计和制造中的重要性体现在：提供更准确的设计、更 高效的设计过程、更好的设计沟通和协作，以及实现更高质量的产品制 造。目前，三维CAD已经成为了现代工程设计和制造的基本工具和技 术。三维CAD的特点和价值IoCfcy二、三维CAD国产化的背景2. 1三维CAD国产化的宏观背景企业亟需应对供应链安全和信息安全风险，缓解正版化带来的成本压 力工业软件断供事件的出现凸显了自主可控的重要性，国产化已然成为工 业软件发展

12、的战略方向。三维CAD是进行工业创新设计的关键，在我国 制造业转型升级过程中发挥着至关重要的作用。中国三维CAD市场长期 被国外软件垄断，为维护供应链的安全和可持续，提高国产化率迫在眉 睫。此外，三维CAD向正版化和订阅制的转变为企业带来了采购成本的 压力，共同促使三维CAD的国产化不断加速。MCAD国产化发展的宏观背景2.2三维CAD国产化的驱动力：政策政府大力推动新型工业化，支持国产工业软件，着力突破关键技术 十八大以来，国家政策多次对制造业发展作出指示，建设制造强国、推 动制造业高质量发展无疑是近些年政策关注的重点方向，提高工业软件 的国产化率、保障供应链安全稳定更是迫在眉睫的课题。三维

13、CAD作为 研发设计类工业软件，在“十四五”软件和信息技术服务业发展规划 和“十四五”信息化和工业化深度融合发展规划两项政策文件中均 被提及。国家层面对三维CAD产业的高度关注将为国产三维CAD厂商 带来新的发展机遇。中国工业软件领域政策方向分析工业软件政策总体方向:2022.10二十大报告I坚持把发展经济的着力点放在实体经济上，推进新型工业化，力瞅建设制造强国、质量强国、航天强国、交通 强国、网络强国、数字中国.实施产业基础再造工程和重大技术装备攻关工程，支持专精特新企业发展，推动 制造业高端化、智能化、绿色化发展.关键政策文件2021.11工葩“十四五软件和信息技术服务业发展规划2021.

14、11工信部2022.9国资委“十四五信息化和！业化深度融合发展规划国资委79号文件研发推广计算机辅助设计、仿真、计算等工具软件，大力发展关键工业控制软件， 加快高附加值的运粉护和经营管理软件产业化部署.突破三雄几何建模引擎、约束求解引擎等关键技术，探索开放式工业软件架构、系 统级设计与仿真等技术路径.重点支持三维计算机辅助设计、结构/流体等多物理场 计算机辅助计算、基于模型的系统工程等产品研发.推广云化设计软件(CAX)、云化企业资源四系统(ERP)、云化制造执行系统 (MES).云化供应链管理系统(SCM)等新型软件工具，共享设计模型、生产数据、用户使用信息、产品数据库等，基于工业互联网提升

15、制造资源配置效率。全面指导并要求国央企落实信息化系统的信创国产化改造，要求到2027年底，全部 国央企必须完成信息化系统的信创改造工作.来源：艾瑞咨询研究院自主研究及绘制.2023.11 IResearchInc.2. 3三维CAD国产化的驱动力：需求制造业数字化转型加速，国产三维CAD兼具本地化与性价比优势三维CAD作为基础工业软件，处于价值链的最前端，是产品数据的源 头，在我国制造业的数字化转型过程中发挥着重要的支撑作用。下游的 智能制造相关产业的快速增长，为三维CAD创造了大量的应用需求。国 外产品对国内客户的需求响应慢，企业遇到问题时难以得到及时解决。 而国产三维CAD更符合本土企业的使用需求，并能够提供更好的本地化 服务。随着知识产权保护意识和力度的提高，软件正版化进一步给企业 带来采购成本压力，国产三维CAD将有机会借助正版化浪潮，扩大自身 市场份额。