计算机行业：工业软件底层技术剖析-20211104-天风证券-28页_2mb

工业软件底层技术剖析总结

核心内容概述

工业软件是制造业数字化转型的重要支撑，其核心模块包括几何内核、几何约束求解器和网格剖分求解器。这些模块构成了CAD、CAE、CAM等系统的底层技术基础。目前，国外厂商在这些领域占据主导地位，而国产替代仍面临诸多挑战。

主要观点

1. 工业软件模块化与国产替代难度

• 工业软件逐渐模块化，各组件相互关联，形成复杂生态。
• 国产替代面临技术壁垒、客户基础和产业链生态的多重挑战。
• 主流CAD软件如SolidWorks、CATIA等依赖国外核心模块，如几何内核、约束求解器等。

2. 几何内核：CAD系统的基石

• 几何内核是CAD系统的核心组件，决定建模能力。
• 主流几何内核包括西门子Parasolid和达索ACIS，二者占据市场主导地位。
• 中望软件的Overdrive内核是国内少有的实现商业化应用、被大规模验证的三维几何建模内核。

3. 几何约束求解器：参数化设计的关键

• 几何约束求解器是实现参数化特征建模的关键组件。
• 主流产品为D-Cubed公司的DCM，其次是俄罗斯LEDAS公司的LGS。
• 国内有华天软件研发的DCS，但市场份额较小。

4. 有限元分析：基于CAD模型的工程仿真

• 有限元分析（FEA）是工程仿真的重要手段，依赖网格剖分技术。
• 主流CAE软件包括ANSYS、ADINA、MSC等，多为国外厂商。
• 网格剖分是有限元分析的核心步骤，影响计算精度与规模。

关键信息

几何内核

• Parasolid：西门子旗下，功能完备、稳定性强、应用广泛，支持多种建模方式，是当前最成熟的几何内核。
• ACIS：达索旗下，模块化灵活，支持几何总线，方便模型共享。
• Overdrive：中望软件自主研发，支持三维建模，具备高精度与高兼容性，已在工业设计中被验证。

几何约束求解器

• DCM：D-Cubed开发，功能强大，支持2D和3D约束，广泛用于主流CAD软件。
• LGS：俄罗斯LEDAS开发，次于DCM，但已在达索系统中使用多年。
• DCS：华天软件自主研发，支持2D和3D约束，具备与国际产品兼容的API接口。

有限元分析与网格剖分

• 网格剖分：将CAD模型离散化为有限元模型，是有限元分析的第一步。
• 主流方法：包括映射法、栅格法、几何分解法、拓扑分解法和节点连接法。
• 网格疏密与数量：高应力区域需加密网格，提高精度；网格数量增加，精度提升但计算规模增大。
• 单元阶次：高阶单元（二次、三次）能提高计算精度，但计算复杂度也相应增加。

重点推荐与未来展望

• 中望软件：被重点推荐，其Overdrive几何内核已实现商业化应用，具备国内领先技术水平。
• ZW3D平台：基于Overdrive内核，具备三维几何建模、参数化设计、数据存储与管理、多终端渲染等核心技术。
• 国产替代前景：随着技术积累和大客户战略推进，中望有望从CAD拓展至CAX全产业链，打开成长空间。

风险提示

• 市场竞争加剧：国内外竞争激烈，国产软件在市场份额和技术成熟度上仍处于劣势。
• 疫情与经济波动：疫情可能影响下游制造业IT预算，进而影响工业软件市场需求。
• 业绩不及预期：若国产软件在技术或市场拓展上未能达到预期，可能导致公司业绩不达预期。

技术对比与市场格局

技术发展与应用

• 参数化设计：通过约束和参数驱动模型，简化设计流程，提高效率。
• 几何建模：实体模型是当前主流，支持多种建模方式，包括线框、曲面、实体等。
• 数据管理：中望在数据存储、对象追溯、多终端渲染等方面具有自主技术优势。

结论

工业软件底层技术高度依赖国外厂商，国产替代仍面临技术、生态和市场等多重挑战。中望软件凭借自主研发的Overdrive几何内核，在CAD领域取得了一定突破，具备向CAX全产业链拓展的潜力。随着国产替代进程的加速，中望有望成为国内工业软件的重要力量。