工業(yè)軟件產(chǎn)業(yè)研究01

綜述：CAX一體化趨勢(shì)，數(shù)據(jù)交互是關(guān)鍵1.1

CAX三大產(chǎn)品一體化發(fā)展是大勢(shì)所趨，數(shù)據(jù)交互是關(guān)鍵CAD/CAE/

CAM一體化發(fā)展大勢(shì)所趨：一般來說，產(chǎn)品生產(chǎn)過程可分為初步設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)準(zhǔn)備和生產(chǎn)制造

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個(gè)階段。初步設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)流程環(huán)節(jié)：利用CAD進(jìn)行產(chǎn)品幾何實(shí)體建模，為CAE所用；利用

CAE對(duì)產(chǎn)品幾何實(shí)體模型進(jìn)行性能、強(qiáng)度、動(dòng)力

學(xué)等方面的數(shù)值模擬計(jì)算，根據(jù)CAE計(jì)算結(jié)果不斷利用

CAD修改幾何實(shí)體模型，

最終設(shè)計(jì)出符合性能和經(jīng)濟(jì)性要求的最優(yōu)化產(chǎn)品。生產(chǎn)準(zhǔn)備和生產(chǎn)制造流程環(huán)節(jié)：利用

CAD輸出產(chǎn)品三維圖形、工程圖紙等，并保存所有產(chǎn)品數(shù)據(jù)信息為CAM所用；利用

CAM完成

產(chǎn)品生產(chǎn)制造所需的工藝設(shè)計(jì)、NC編程、機(jī)器人編程等工作以及實(shí)際制造工作。1.2

CAD/CAE/CAM通過建模和分析，編程成為自動(dòng)化一條龍CAD,CAE,CAM建模分析自動(dòng)編程一條龍技術(shù)層面：CAD和CAE是兩大技術(shù)方向，CAD的核心是基于

集合模型的造型建模，CAE是基于物理模型的數(shù)值

擬合求解，而CAM是將CAD建模轉(zhuǎn)化為數(shù)控加工程

序的功能。應(yīng)用層面：CAD、CAE、CAM三者環(huán)環(huán)相扣，由CAE軟件讀

取CAD的初步建模，進(jìn)行工程分析（仿真模擬），

再將結(jié)果反饋給CAD繼續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，最后由

CAM進(jìn)行自動(dòng)化數(shù)控編程。該流程結(jié)束后，與生產(chǎn)

管控和管理運(yùn)營(yíng)軟件結(jié)合起來進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，由生

產(chǎn)控制系統(tǒng)進(jìn)行加工制造。CAM與CAD的高度集成是大趨勢(shì)：CAM與CAD的集成將極大的提高設(shè)計(jì)生產(chǎn)效率，

主流CAD/CAM軟件多會(huì)集成CAE模塊，滿足輕度

仿真分析需求。02

分述：CAX三大品類的空間、格局與差距2.1

中國(guó)CAD市場(chǎng)增速明顯高于全球，呈巨頭壟斷行業(yè)格局中國(guó)CAD市場(chǎng)增速明顯高于全球：根未來幾年全球CAD市場(chǎng)規(guī)模增速預(yù)計(jì)保持6.5%，2028年將達(dá)到138.3億美元。

其中，同期中國(guó)CAD市場(chǎng)規(guī)模增速明顯高于全球。無論是中國(guó)還是全球，四大CAD巨頭壟斷行業(yè)：全球CAD市場(chǎng)仍然由海外巨頭主導(dǎo)，四大巨頭占據(jù)全球CAD市場(chǎng)的80%，包括達(dá)索

（

31%

）、

Autodesk（28%

）、西門子（

21%

）、PTC（8%）。2.2

國(guó)產(chǎn)2DCAD可基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代，非高端領(lǐng)域逐步國(guó)產(chǎn)替代2DCAD方面：國(guó)產(chǎn)軟件（以中望軟件為例）已可基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代

，國(guó)產(chǎn)化率約11%。已有國(guó)產(chǎn)2DCAD產(chǎn)品采用多核處理器，運(yùn)行速度

基本趕上AutoCAD。兼容性方面國(guó)產(chǎn)軟件較海外軟件有一定差距。行業(yè)分布：海外主流2DCAD產(chǎn)品可適用于高端設(shè)備，如精密機(jī)械、電

腦軟硬件、醫(yī)療企業(yè)、汽車等的生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)主流2DCAD產(chǎn)品主要適用

于基礎(chǔ)機(jī)械制造和建筑行業(yè)等相對(duì)中低端場(chǎng)景。2.3

國(guó)產(chǎn)3DCAD基本實(shí)現(xiàn)可用，主要應(yīng)用相對(duì)中低端工業(yè)場(chǎng)景國(guó)產(chǎn)3DCAD在非高端領(lǐng)域已基本可用，未來3-5年有望逐步替代達(dá)索

SolidWorks，但與海外高端產(chǎn)品還有明顯差距。國(guó)產(chǎn)三維幾何建模能力，國(guó)產(chǎn)軟件較海外軟件有一定差距，不能運(yùn)用

于高端的航空航天、精密制造行業(yè)。海外主流3DCAD產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于

該類行業(yè)，而國(guó)內(nèi)主流3DCAD產(chǎn)品主要用于工業(yè)工程、汽車機(jī)械等行

業(yè)，預(yù)計(jì)追趕CATIA還需要較長(zhǎng)時(shí)間。2.4

中望3DCAD掌握核心自主技術(shù)，實(shí)力比肩國(guó)際第三陣營(yíng)針對(duì)不同復(fù)雜場(chǎng)景及曲面設(shè)計(jì)需求，體量裝配數(shù)量，3DCAD產(chǎn)品滿足各層次需求：3DCAD主要分第一陣營(yíng)平均技術(shù)指標(biāo)、第二陣營(yíng)平均技術(shù)指標(biāo)、第三陣營(yíng)平均技術(shù)指標(biāo)，分別對(duì)應(yīng)三維幾何建模能力自由曲面建模質(zhì)

量、大體量裝配設(shè)計(jì)能力、行業(yè)應(yīng)用模塊、典型應(yīng)用領(lǐng)域等技術(shù)特征。三維幾何建模能力場(chǎng)景主要?jiǎng)澐譃椋汉?jiǎn)單場(chǎng)景建模質(zhì)量可用，一般復(fù)雜場(chǎng)景建模質(zhì)量可靠，超復(fù)雜場(chǎng)景建模質(zhì)量高穩(wěn)定好。2.5

CAE三巨頭主導(dǎo)全球市場(chǎng)，中國(guó)CAE市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)化率不足5%中國(guó)CAE市場(chǎng)增速高于全球6.6個(gè)百分點(diǎn)：2020年預(yù)計(jì)全球CAE市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到81億美元，預(yù)計(jì)2025年達(dá)到

128億美元，年均復(fù)合增速9.6%。全球CAE市場(chǎng)基本被海外企業(yè)主導(dǎo)，中國(guó)CAE市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)化率不足5%：2020年排名前三廠商占據(jù)全球CAE市場(chǎng)的47%，分別是西門子、

ANSYS和達(dá)索。在中國(guó)市場(chǎng)，全球CAE三巨頭的市占率超過95.7%，國(guó)產(chǎn)化率不足5%。2.6

中國(guó)CAM市場(chǎng)增速26.8%，國(guó)產(chǎn)CAM廠商核心技術(shù)亟待突破中國(guó)CAM市場(chǎng)增速26.8%，明顯高于全球7%的增速水平：2017年全球CAM市場(chǎng)規(guī)模為20.9億美元，預(yù)計(jì)

2025年將達(dá)到35.7億美元，對(duì)應(yīng)2017-2025年均增速為7%。根據(jù)中國(guó)研發(fā)類工業(yè)軟件類型占比中CAM軟件占比11%，乘上中國(guó)研發(fā)設(shè)計(jì)

類工業(yè)軟件市場(chǎng)規(guī)模，估算出的中國(guó)CAM市場(chǎng)規(guī)模來看，2012-2017年均增速26.8%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過全球CAM市場(chǎng)增速。競(jìng)爭(zhēng)格局：無論是全球還是中國(guó)CAM市場(chǎng)，達(dá)索、西門子、PTC三巨頭幾乎占據(jù)了大部分市場(chǎng)，國(guó)產(chǎn)CAM廠商僅山大華天SINOVATION相

對(duì)成熟，國(guó)產(chǎn)CAM廠商核心技術(shù)亟待突破。2.7

CAM軟件存在三種解決方案，功能特點(diǎn)各有側(cè)重與CAD套件一起打包的CAM工具：優(yōu)點(diǎn)：具有相關(guān)性，由于刀具路徑鏈接回CAD設(shè)計(jì)，因

此所有更改都會(huì)立即反映在刀具路徑中，不必手動(dòng)將

CAD文件重新導(dǎo)入外部CAM軟件，然后從頭開始重新編

程刀具路徑。缺點(diǎn)：功能不夠強(qiáng)大，無法為具有許多特征的高度復(fù)雜零

件創(chuàng)建刀具路徑。獨(dú)立的CAM程序：優(yōu)點(diǎn)：專用CAM軟件具有強(qiáng)大的CAM操作功能，可以創(chuàng)

建復(fù)雜的幾何圖形，如渦輪機(jī)。缺點(diǎn)：CAD軟件本地不能導(dǎo)入，喪失結(jié)合性。需要CAM軟件和CAD程序支持相同的文件格式，因此獨(dú)

立的CAM程序在處理行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)格式的文件時(shí)比較方便，

否則操作將會(huì)變得十分復(fù)雜。用于CAD程序的CAM插件：上述兩種解決方案之間有一個(gè)中間地帶，它具有前兩種方案所有

優(yōu)點(diǎn)。既為原生CAD軟件提供全面的CAM功能，使得相關(guān)性得以

保留，又可以讓用戶從專用CAM軟件中找到的大量工具獲益。03

風(fēng)險(xiǎn)提示疫情導(dǎo)致全球經(jīng)濟(jì)的下行的風(fēng)險(xiǎn)：疫情蔓延全球，宏觀經(jīng)濟(jì)下滑導(dǎo)致企業(yè)IT支出增長(zhǎng)放緩，下游客戶對(duì)工業(yè)軟件的需求下降的風(fēng)險(xiǎn)。制造業(yè)升級(jí)進(jìn)展過