自强不息 争创一流
---清华大学国家CAD支撑软件工程技术研究中心
中国工程院院士 清华大学计算机科学与技术系教授 孙家广
1997年初，清华大学国家CAD支撑软件工程中心正式组建成立，从而为促进有我国知识产权的CAD软件研究开发奠定了基础。当初单项的科研项目，而今成为国内著名的一整套企业信息化集成软件；当初不足十人的课题组，而今成为百余人的集产、学、研为一体的产业基地；CAD及其相关科研成果的产品化和产业化促进了传统产业的改造，中心开发的CAD软件在企业应用的装机量达20000余套，创立了一个国产软件的知名品牌。
“自强不息、厚德载物、求实创新、争创一流”，清华大学CAD工程中心的全体人员以此为信念，立志于具有我国知识产权软件的研发，用一流的技术和产品谱写企业信息化的一曲曲颂歌。
知难而进 树立民族软件旗帜
九十年代初，我国制造企业的设计和工艺水平相当落后，工程设计人员依然陷于繁重的手工设计劳动中，工作效率极其低下。当时，我国的CAD技术研究仍处在起步阶段，中国没有自己的CAD软件产品，国外软件产品价格昂贵，国外一些公司则采用不正当的竞争手段企图垄断国内市场。即使某些企业花费几十万甚至几百万美元买来国外CAD软件，其利用率极低，难以发挥应有的功效。
通过冷静的调查分析，我们看到了这样的现实：在我国应用CAD系统中，以AutoCAD支撑软件为基础的占绝大多数，据Autodesk公司在中国的统计，1995年中国AutoCAD用户超过20万个，其中正版软件很少。随着各行业技术改造的深化，放弃传统手工绘图而改用CAD系统已是必然趋势。因此，大量使用不合法的盗版AutoCAD软件，是对我国实施的知识产权法和软件保护条例的违背，同时，盗版软件用户得不到应有的技术支持，对企业同样有害。在我国，有40多万个企业需要用CAD系统甩掉图板，一个企业真正做到每个设计工程师一套CAD系统，我国的需求总量是数百万套。然而，购买AutoCAD正版软件，每套售价达上万元人民币，这么大的投资无论是对国家、还是对企业均是难以承受的。
现实激发了清华CAD中心创业者们的责任感和使命感，为了振兴民族CAD软件产业，在中心创办人孙家广院士的带领下，整个课题组人员知难而进，完全放弃了节假日，夜以继日，顽强拼搏，经过两年的艰苦奋斗，终于开发出与国外著名软件AutoCAD全面兼容的二维CAD支撑软件。该系统在技术上达到九十年代国外同类软件的先进水平，在功能上全面替代了市场占有率最大的AutoCAD软件，同时在此支撑平台上成功地移植和开发了应用系统?D?D机械绘图设计软件MDS和建筑施工图绘图软件ABDGH，成为国内最有希望、与国外软件最具竞争力的CAD软件产品。
产品的成功上市仅仅是一个开端，使其广泛应用于企业才是清华人真正企盼的。结合国家科技攻关、863/CIMS主题项目、CAD应用推广工程和CIMS应用示范工程，CAD中心积极与国内大中型企业、各行业部门和国内外同行紧密结合，开拓国内CAD软件市场，建立面向市场的科研、生产、销售、培训服务一体化的新机制，组建一流的CAD支撑软件工程技术队伍，争创一流的CAD工程化技术水平，形成具有我国知识产权的CAD软件产业，促进我国传统产业技术改造和技术创新能力增强。
辛勤的汗水结出丰硕的果实，在短短的三年时间里，产品推广取得巨大成功。其企业用户达500余家，大专院校100多家，软件装机量20000余套，相关项目获得“’96中国电子十大科技成果”奖、国家教委科技进步二等奖和国家科技进步二等奖，连续三年被中国软件行业协会评为“中国优秀软件产品”，真可谓“横空出世，一鸣惊人”。
求实创新 发展企业信息化
CAD产品的成功并没有使清华人陶醉，我们清楚地看到，随着经济信息化和全球化时代的到来，如何提高企业的产品创新能力和市场反应能力成为企业跨越发展必须解决的问题。近年来涌现出许多先进的制造理念和技术，如MIS、CAD、CAPP、CAM、MRPII、ERP、CIMS等，在不同程度上提高了企业的竞争能力。但是，这些理念和技术仍未完全解决企业在研制开发和生产过程中信息共享程度低、数据传递速度慢、业务数据难以集成、管理水平落后等缺陷。因此，产品数据管理（PDM）技术应运而生，提供了一条能够真正集成并管理产品数据和过程、有效地提高企业市场竞争能力的方案。
在PDM产品的研究过程中，我们认真研究借鉴国外的先进技术，深入调查分析企业的先进管理思想，针对企业信息化的具体要求，确立了以零部件为核心的产品数据管理模型，采用用户交换层、企业事务层和数据管理层的三层体系结构，并划分成部门级、企业级和企业间三个层次的PDM系统，从而满足不同企业和企业不同阶段对PDM技术的需求。
在系统核心和整体框架确定之后，清华大学国家CAD工程中心的研究人员集中优势力量，研究攻关多项关键技术，包括基于CORBA标准的企业框架设计、基于面向对象分析和设计方法的企业信息建模技术、统一灵活的数据对象存储和管理技术、异构软件产品的集成技术、不同数据源的集成技术、企业特定需求的定制技术和各种应用工具的集成技术等，并进行了一系列技术试验。
目前，国家CAD工程中心与清华同方软件公司合作，成功地推出了国内领先水平的产品数据管理系统，其系列产品包括同方产品数据管理系统（基础版）EDMS、同方产品数据管理系统（标准版）PDMS、同方产品数据管理系统（增强版）wwwPDMS，以适应企业不同层次的要求。同时，上述系列产品在三十余家企业实施使用的过程中，通过总结归纳企业实施经验，积极学习和吸收CIMS关于企业信息建模的理论和方法，形成了相对完整规范的实施工作思路和方法，将实施过程划分为需求分析阶段、模拟运行阶段和系统全面运行阶段三个宏观过程，基本做到实施进度可控、实施结果可控、应用成效显著，成为国产PDM产品的佼佼者。
在整个PDM产品的研发推广应用过程中，我们走出了一条从研究先进技术、研制高水平产品到建立科学有效的企业实施方法的成功之路，在企业实用见效方面超过了国外产品水平。随着企业PDM应用的深入发展，同方PDM写出一篇篇成功的故事，北汽福田车辆股份有限公司采用中心的EDMS系统后，图纸资料的准备时间从原来占产品设计时间的20%降到5%、北京起重机厂原来12吨起重机车设计处需要半年多的时间完成设计图纸，采用中心的软件系统后比12吨起重机车复杂很多的50吨起重机车的设计时间仅用了不到一个月。沈飞客车厂采用中心研发的CAD/CAPP/PDM集成系统后，一种新型大客车的设计、出样车的时间仅用了18天。厦门金龙客车厂采用中心的PDM系统后，使生产的准备时间减少了20天。其他企业，如长沙三一重工业集团、宁夏吴忠仪表股份有限公司、河南太行振动机械总公司、石家庄水泵厂等均有明显的技术进步和效益提高。中心的PDM产品在国内市场具有良好的声誉，连续三年被中国软件行业协会评为“中国优秀软件产品”，成为863/CIMS主题重大目标产品，并于2000年4月在863/CIMS组织的公开评测中获得第一名。
任重道远 努力攀登新高峰
新世纪到来之际，企业CAD/CIMS应用进入深化和提高的阶段，特别是在网络技术和电子商务的广泛应用的新形势下，使我们面临新的机遇和挑战。回顾过去的历程，CAD中心凝聚了一批年轻的科技人才，锻炼了一支战斗力很强的队伍，积累了高水平的科研开发成果，同时我们也感到肩上的担子更重了。在今后的发展过程中，我们将坚持产学研一体化协调发展的思路，加大力度发展自身的核心关键技术，努力拓广业务范围，进一步研究我国制造业信息化基础理论和共性技术，开发更具竞争力的CAD系列产品、企业电子商务和客户关系管理等企业管理系统，加快其产业化步伐，提高产品的市场占有率。
在技术上，我们将重点开展以下软件理论、技术与系统的研发和服务：
1． 城市信息化信息平台：
以InterNet/IntraNet网络计算为基础，以IC卡为接口，以城市信息与数据仓库为依托，以管理软件为核心，以标准和安全为保证，以服务市民、管理城市为目的，具有层次性、动态性、关联性和整体性的集成化信息应用系统。
城市信息化的具体软件包括：社会保障系统（五保合一），电子政务系统等。其中数字仓库、面向内容的信息检索与决策、身份认证及信息安全等理论和方法需做深入研究。
2． 现代远程教育软件：
（1)利用计算机、网络技术及多媒体技术，开发教学管理支撑平台和教学资源库管理系统，建立虚拟校园和教育服务提供商（ESP）；
（2)提供课件开发和维护工具；
（3)组织重点课件的开发、维护和应用。
通过向社会提供现代远程教育软件，进一步扩大教育规模，提高教育质量，增强办学效益。建立网络教育体系，最终为提高全民素质服务。在远程教育软件中，为保证教学过程的实时交互性和智能指导与答疑是值得研究的课题。
3． 理论研究上水平。
中心从1999年开始重视抓理论研究及其论文发表，中心多年在计算机图形学和CAD研究开发上的基础和成果，使得中心经过一年多的努力，就有7篇论文被SCI全文检索的杂志发表和录用，被EI检索的论文也有十几篇。
国家CAD工程技术研究中心成立三年来，随着清华大学的发展而成长，中心今后将继续按照立足清华、发展软件、顶天立地、服务社会、争创一流的道路发展，争取更大的成绩振兴清华、报效祖国。
