深度 CATIA软件以及达索系统就这样诞生了

深度 CATIA软件以及达索系统就这样诞生了
2019年09月16日 18:20 煤机网

预告

工博会大咖云集

煤机网小编再次出击

哪里有什么岁月静好,只因有人负重前行。工博会来袭,煤机网小编再次扛起摄像机,负重前行。敬请期待前方发来的现场报道。

305米的锦屏大坝是有史以来最高的混凝土拱坝,它与北京的最高建筑国贸大厦三期相当,远超世人皆知的美国胡佛水坝和中国三峡工程。每年可以生产420亿度的电量,足够供应香港这种体量的大型城市。大坝最终耗费近600万立方米的混凝土,4,000多根锚索被打入地下用以稳固根基;周围及地下的山体当中,68条总长约12公里的洞室和7条17公里长的隧道俨然构成了一座庞杂至极的“迷宫”如果没有达索系统公司(Dassault Systèmes)的帮助,这座大坝可能还停留在想象里。这家来自于法国的3D模拟和产品生命周期管理(PLM)软件提供商十年前就开始进入中国的能源行业了。如今,在矿山,达索系统也获得了成功的应用。下图为达索系统GeoVia在某金属矿山的实地使用截图。

达索系统创始人伯纳德在本文中回顾了CATIA软件以及达索系统的创立及发展历程,总结了达索系统的成功秘诀,可以为当前中国工业软件的发展提供借鉴。本文由工信部电子五所谢克强翻译。

深度 | CATIA之父讲述达索系统的成功之路

弗朗西斯·伯纳德(Francis Bernard)达索系统联合创始人(1981),总裁(1981-1995),董事会成员(1995-2006)。

在过去的50年里,世界发生了翻天覆地的变化。值得庆幸的是,在第一次和第二次世界大战之后,我们经历了长时间的和平。在此期间,我们看到了两个主要的演变:

  • 信息技术革命 :通过计算机、软件和电信技术改变我们的工作和个人生活。

  • 全球化 :80年代后期冷战的结束逐渐消除了藩篱,为不同文化和体制的国家开辟了市场机会。

在这个有利的环境中,我将添加第三个要素。1967年,从法国航空航天大学毕业后,我在世界上最具创新精神的公司之一——达索航空作为工程师开始了我的职业生涯 。这是从上述两种演变受益的合适地方。

我的职业生涯就像一场梦。它让我有机会成为世界上最著名的软件产品之一—— CATIA的“父亲”,以及过去30年软件行业最伟大成功故事之一——达索系统的创始人。

我将概述这个故事......

达索 航空如果你是60年代的雄心勃勃的工程师,那么你在达索航空的最佳位置就是设计办公室。

60年代的设计办公室

那是你学习如何使用铅笔、纸和绘图板设计新飞机的地方。但我更喜欢加入一个名为“高级研究部”的新成立的部门。在那里,工程师通过空气动力学的理论和实验优化飞机的性能。在这样一个部门,你必须乐于与科学和数学打交道。

在60年代和70年代期间, 达索航空的工作活动令人难以置信。我们几乎每年都为空军设计和制造一架新型军用飞机:Mirage III,Mirage IV,Mirage V,Mirage G,Mirage F,Alpha Jet ......这与现在发生的情况截然不同。在冷战期间,面临着来自东方的巨大威胁,几乎每年都要推出新飞机。如今,时间跨度已经延长到几十年,可能会变成半个世纪!达索还开发了新一代先进公务机:Falcon 10,Falcon 20和商用中档双发动机喷气式飞机:Mercure。这架商用喷气式飞机是达索进入商用航空市场的独特尝试,现在掌握在空中客车公司手中。现在,由于军用市场的下滑,达索航空的主要业务是Falcon产品线。

飞机必须经过尽可能快地优化,然后根据其任务以尽可能低的成本、尽可能远地安全飞行。这意味着我们需要处于技术和创新的前沿,以计算和优化飞机的行为。因此,我们是法国第一家在60年代初大规模投入计算机和软件的企业。1968年,我们率先在欧洲安装了两个交互式图形终端,称为IBM 2250,连接到第一代IBM大型计算机。

但是对于第一台计算机,没有软件可以运行任何应用程序。它们只是具有基本操作系统的巨大硬件设备。我们知道如何运用数学, 我们知道如何用一组方程预测理论空气动力学流动。但我们对软件开发只有基本的了解。因此,我们逐步认识到空气动力学专家必须成为软件开发人员来解决空气动力学问题。

我们还有另一个挑战。我们如何使用计算机来定义飞机的形状,这是空气动力学分析的输入。我们如何用数学然后用软件来定义曲线、曲面?这就是我发现自己的使命:发明数学算法,然后开发计算机程序来定义、管理和使用如机翼轮廓和表面、机身等复杂的形状,基本上,飞机的整个外表。这是CAD(计算机辅助设计)的出现。

空气动力学分析

坚固的结构部件

CAD源于空气动力学要求,成为公司内部的必备工具。在70年代早期,我带领一个团队在数字上定义了飞机的形状 , 对于空气动力学专家和应力分析专家,最后也为设计办公室。在这里,它是从飞机的3D主几何体到定义了结构和组件的所有细节的2D图纸的输入。

在60年代后期,我们在制造工厂安装了第一台数控(NC)机器。这些机器用于在厚实心铝块中雕刻出最复杂的飞机结构部件。特别是对于军用飞机来说,要求用最轻的结构获得最佳性能 。根据复杂零件形状的CAD定义,我们开发了一个软件来定义机床的路径,然后下载这些信息来驱动数控机床。这是计算机辅助制造(CAM)的诞生。

在CAD和CAM的同一数据库上的集成称为CAD / CAM。业界第一次将完全相同的几何数据用于设计、分析和模拟以及制造,从而消除了设计和制造过程中的所有转录和解释错误。

在70年代早期,最早使用我们的CAD/CAM解决方案来设计、优化和制造表面和主要结构部件的两架飞机是 Alphajet (军事训练机)和Mercure(商用飞机)。

Alphajet

Mercure

作为总结,从1967年到1977年,人们可以理解我们如何利用计算机、交互式图形终端和数控机床的技术创新优势,在对创新企业极其有利的环境中解决动态商用和国防飞机市场。我们开创了一种设计、模拟和制造的新方法。更一般地说,在美国和欧洲的大多数飞机制造业在CAD/CAM革命中都处于领先地位。事实上,通过计算来优化飞机和使用数控机床来雕刻主要结构部件是强制性的要求。

在这十年中,我和我的团队一起开发了一整套3D CAD/CAM应用程序,我们所有的飞机都是使用它们逐步设计和构建的。但它们是一套工具,根据具体和紧迫的要求逐步开发,集成度相对较低。而且,它们使用起来相当复杂。事实上,对于大多数应用程序,我们仍然依赖穿孔卡和字母数字语言。例如,由于计算机和图形终端太慢,因此不可能有一个简单直观的实时用户界面来交叉两个表面。必须是专家才能使用该软件。我的团队开发了该软件,并根据企业其他部门的工程师的要求使用它。例如,假设设计室的一位设计师要求在给定的平面上画出机翼的一个截面,我的团队就会用我们的计算机程序来完成这项工作,并由计算机在绘图机上将要求的截面曲线绘制在纸上。换句话说,3D CAD/CAM尚未完全集成并部署在企业的内部工作流程中。

显著缩短设计和制造周期时间的唯一方法是使企业所有部门的非专业人员能够轻松地将3D CAD/CAM软件用作他们自己的工具。例如,高层管理人员非常渴望将新型风洞模型的设计和制造周期缩短4倍。这样可以在启动最佳细节设计之前测试同一架飞机的四种改型。

1977年,在我的管理层的全力支持下,我决定启动重写我们所有的软件,在一个单一的架构上,并使用一个完整的交互式图形界面,以便非专业人员可以轻松使用。

计算机技术在过去十年中发生了很大变化,现在我们拥有更强大的大型机和新一代图形终端(IBM3250)。可以实时计算3D可视化表面等元素。但是,我们距离今天的PC还很远。事实上,如果有太多活动用户连接到同一主机,计算时间会很长。此外,图形终端只能在黑屏上显示白色线条。但这是技术的正常演变。领导者接受最新技术,即使这些技术在几年后看起来很基础。

新软件必须是100%图形、交互式、直观、3D,并且非专业人员易于使用。那我们应该如何命名呢?在与我的团队进行一些思考和讨论之后,我决定使用CATI,这是一个有效的法语和英语的缩写, 它的意思是计算机辅助三维交互式应用程序。几年后,当我们决定推销它时,我们发现CATI已经是商标。所以我添加了一个A来称它为CATIA——计算机辅助三维交互式应用。

我于1977年开始开发CATIA ,只有四名软件工程师。CATIA第一版的成功令人印象深刻。1980年,每个人都知道达索航空的 CATIA。这对许多人来说都像是一个奇迹。几分钟之内,你就可以设计一条曲线、一个曲面、一个结构组件,旋转它并切割它,所有这些都是3D的。你可以定位数控机床的切削刀具,沿零件定义其路径并以图形方式模拟加工过程,所有这些都是3D。你可以看到现实。你不需要通过尝试解释绘图来理解它。世界上没有人曾期望过这样的能力,而现在在家里也可以实现。

我从没想过CATIA会成为飞机制造商实施的全球标准,然后是所有行业。对于我和我的团队,在1980年, CATIA只是达索使用的数百种软件中的一种 。

我认为,任何重大的创新,在技术和文化的有利环境下,都是对未来用户很少表达甚至察觉到的需求的回应。你需要将对用户痛点的理解与新技术提供的功能相匹配,以确定明天的产品。我的团队处于迎接挑战的最佳位置,因为我们对这两个方面都有了解。事实上,在CATIA成为设计室的工具之前,我们必须克服所有设计工程师从上到下的不情愿,他们认为2D图纸是无法替代的,他们认为2D绘图永远不会被替换。他们已经开始使用计算机通过图形交互终端替换绘图板,使用由美国洛克希德飞机公司开发的称为CADAM的软件产品。与绘图板相比,它提供了一些有限的生产效益。但是通过CATIA,我们实现了一个完整的业务转换,允许基于单个数据库的设计、分析、模拟和制造的全面集成。我们设计和制造飞机的方式发生了巨大的文化转变,在成本、周期和质量上都有了巨大的改善。

CATIA中的数控加工

工厂的数控加工

1980年底,CATIA的传闻达到了公司的最高层 ,88岁的公司创始人 Marcel Dassault 要求展示软件功能。他在终端观察了一个表面的设计,几分钟后,他对我说:“ 我自己试一试吧 ”。  一张图片让这一刻永垂不朽。我们看到了伟大的老工程师Marcel Dassault ,Dominique Calmels,我的技术经理,以及右边的我自己。Marcel Dassault 立刻明白了我们软件的价值。

Marcel Dassault, Dominique Calmels, Francis Bernard

CATIA变得如此引人注目和充满希望,以至于公司管理层开始讨论如何利用这种创新。我们是把产品留在公司内部,利用它在竞争中的优势,还是决定把它变成达索集团的一项新业务,在公司外部销售?

第一种选择是死路一条。事实上,当时我的团队中只有15名CATIA开发人员。我们如何能够负担得起未来所需的数百个开发人员的全部资金,以便仅为一家公司开发必要的功能?显然,当CAD/CAM软件市场足够成熟时,我们必须用另一种我们可以购买的产品替换CATIA。因此,我请求第二种选择。我说,“ 让我们创建一家新公司在所有行业中来开发和销售CATIA  ” 。这样做,我们将接受达索航空的竞争对手也可以利用CATIA的风险,但这也将使我们更容易与我们自己的合作伙伴和供应商合作。

这两种选择之间的争论在今天看来可能有些不合理和不必要,第二个选择是显而易见的。但当时并非如此。我知道有一些机会,被选择第一个选项的公司错过了,这些公司中包含两个CATIA的潜在竞争对手。

达索系统

1981年初, 达索系统决定将CAD / CAM技术和解决方案多样化。这在一家保留了中小企业文化的企业中是非常特殊的,尽管它的规模及在法国国防中具有战略作用。

我们拥有技术知识,我们拥有CATIA的初始版本0,包括5个集成产品:3D形状设计(曲线,曲面,实体),3D运动学,分析(曲面,体积),多轴数控加工和CADAM- CATIA数据传输接口,允许从CATIA生成的剖面曲线生成CADAM中的图形。但我们绝对没有知识,没有经验,没有组织可以出售和支持我们的解决方案。

我们知道竞争主要来自美国。在这个充满活力的行业中,有一个巨大的国内市场,其重要性至少是法国市场的10倍。一些CAD/CAM的供应商已经建立了自己的领地。举个最成功的例子:CADAM(洛克希德飞机公司的一个派生产品,其令人印象深刻的绘图产品,我们在达索航空中作为CATIA的2D扩展使用)、Computer Vision、CALMA(麦道飞机公司的一个派生产品)和APPLICON。这些供应商有数百名员工和数百名客户,主要在美国,但也在欧洲和亚洲。我们团队当时只有25个人,只有一个客户——达索航空。在法国以外,认识达索的人并不多,也许航空航天界的人除外。

在这里,我很幸运在正确的时间出现在正确的地方。达索航空是IBM最大的法国客户之一,也许是科学技术领域最大的。在80年代早期,IBM是计算机行业的全球领导者,拥有超过80%的市场份额。那是大型计算机的鼎盛时期。没有个人电脑,没有微软。1977年,IBM还与CADAM Inc.签署了一项全球分销协议,将CADAM与其大型计算机和图形终端一起销售。事实上,对于IBM来说,CADAM是产生大量硬件收入的绝佳催化剂,因为该软件只在IBM平台上运行。

碰巧我和IBM的销售人员关系很好。我向他提出了IBM和达索之间类似的协议,IBM将在全球销售我们的软件和他们的硬件。IBM的软件组合将包括用于2D应用程序的CADAM和用于3D应用程序的CATIA,只要CATIA包含一个CADAM-CATIA数据传输接口,它们就有相对较高的集成度。

对于达索来说,这样的协议是必需的。没有销售人员,我们进入市场,需要全球覆盖来与美国竞争对手竞争。我们不知道如何销售和支持软件产品。靠我们自己的能力和经验建立一个合适的世界组织需要太多时间才能生存下去。这是我们当时的法国竞争对手Matra Datavision犯的一个错误。此外,IBM的品牌名称为我们的产品增加了显著的可信度。它就像IT行业的可口可乐一样。

我的法国IBM朋友接受了这个挑战。当时,IBM的所有决策都是在其美国总部进行谈判的。于是,他飞往纽约,与所有相关的IBM高管取得了联系。作为一名销售人员,他做得非常好,这次不是向客户销售硬件,而是向IBM美国公司游说销售法国软件的机会。他成功地引起了一些人的兴趣,IBM高管飞往巴黎,与达索公司谈判这笔交易。达索航空首席财务官查尔斯•埃德尔斯滕(Charles Edelstenne)领导的谈判最终以1981年7月签署的IBM -达索全球协议而成功结束。这是一份非排他性的50/50收益分成协议,其中CATIA将由IBM作为IBM产品出售。这笔易对两家公司都极为成功。这一直是达索系统成功故事的基本驱动力之一。它持续了将近30年,2009年底,达索系统公司收购了致力于其解决方案的IBM销售团队。

第一个IBM传单

1981年,这种协议的价值并未得到充分认识。我记得法国当局问我为什么要与一家美国公司结盟,一些美国高管质疑IBM是否适合与半共产主义国家达成协议。事实上,当时法国政府中有一些共产党部长。

至于CATIA,我们需要为我们的新公司命名,当时是 达索航空 的子公司 。只用了几天就决定一个名字, 达索系统。我勾勒出了我们的第一个标志。

达索系统第一个标志

我们公司于1981年9月开始运作。我是总裁,我在达索航空公司的20名工程师和我一起搬到了达索系统。有几个人更愿意留在达索航空公司,因为他们认为我们正在进行一次风险太高的冒险。查尔斯·埃德尔斯坦是主席,他今天仍然担任这一职务。

几个月后,我们赢得了第一批客户:日本的本田,德国的奔驰和宝马,法国的SNECMA(现在的赛峰)和美国的Grumman Aerospace。这是一个挑战,原因如下:

1、我们今天所经历的全球化在当时并不存在。我们在德国和日本的客户不会说英语。我们自己的英语说得很差。飞往日本是一次冒险,20个小时的飞行,中途在阿拉斯加的安克雷奇停留,东京没有英文标识。甚至巴黎和纽约之间的一个电话也成了大事。当然也没有电子邮件和互联网。我们在不知不觉中成为了全球化的参与者。

2.该行业仍然大量使用2D图纸作为其设计标准。

3.我们对飞机工业很了解。但我们对汽车或其他行业一无所知。

那么我们是如何取得成功的呢?根据我们在达索航空公司的经验,我们知道,当所有CAD/CAM供应商主要销售2D CAM/CAM解决方案时,我们将面临强大的阻力。因此,我们决定放弃销售功能、特性,并与潜在客户讨论详细的需求。我们决定出售一个完整的业务转型-“一个革命性的设计和制造新方式”。

通过这样的策略,当我们还是一家初创公司时,我们逃离了强大的竞争对手主宰的战场。通过销售业务转型,我们在客户组织的更高层次上进行了讨论,大多数时间是在CEO和CTO层面。我们更像是合作伙伴而非供应商。

我们的挑战是迅速展示出显著的创新,在周期时间和质量方面获得短期利益,并在成本方面获得中期效益。我们与客户建立了密切的关系,以帮助他们实施业务转型,对他们的设计和构建方式产生重大影响,而不是仅实施新工具。当然,我们努力按时履行所有承诺,让人们对我们的执行能力产生信心。

我们还学习了管理软件开发计划的基础课程:

1. 一个软件产品应该不能仅通过分析客户的功能和特性或竞争分析来开发。这是一种“我也是”的策略,你冒着开发客户特定产品而非市场特定产品的风险。

2. 通过研究和新技术相结合的创新,以及充分理解每个行业细分流程是定义未来成功软件产品规范的唯一途径。

3. 1986年,我们取得了巨大成功:波音公司决定使用CATIA。这一成功反映了我之前的评论。只要我在IBM销售CATIA的功能和特性,我就在1984年和1985年输掉了这场战斗。我的主要竞争对手是内部开发的产品。但当我出售业务转型及其所有好处时,我与波音公司的首席执行官会面。他对我说:“ 告诉我们如何用 3D 设计飞机 ” 。CATIA在后台,我利用我在达索航空的经验来说服首席执行官。另外,坦率地说,他告诉我:“我购买CATIA并与你建立关系,因为你和 IBM 在一起 ”。事实上,波音不可能在没有IBM这样的大公司参与的情况下实现巨大的业务转型。这是与 IBM 合作的价值之一 。

4. 与波音的交易引起了全世界的广泛关注。我被邀请在法国的主要广播频道发言。法国空客的强大竞争对手波音在一周内买了半页最重要的全国性报纸宣传“波音比以往更加法国化!”

波音广告

5. 80年代初,我们对汽车行业的了解非常贫乏。我们对他们的内部流程所知甚少,我们无法销售除了3D的功能和特征之外其他任何东西。幸运的是,本田、奔驰和宝马都成立了内部团队来研究3D的价值和实现方法。通过与这些团队的合作,他们从我们这里了解了3D的价值,我们也了解了他们的车身设计内部流程,这是汽车行业几乎可以“按原样”使用CATIA的领域。随着我们逐步建立信心,他们开始在车身设计中部署CATIA,我们影响了CATIA发展计划,使其在该领域更具竞争力。后来我们扩展了合作伙伴关系,逐步解决所有汽车工艺问题。这种好处令人难以置信,从1980年到2000年,生产新车的周期缩短了10倍。

6. 这是我们逐步解决消费品、机械和造船等所有其他行业的方法。甚至IBM在80年代中期也成为了它的客户,并在其工程和制造工厂中部署了CATIA。

7. CATIA逐渐成为航空航天业的事实标准,并成为汽车和其他行业 的领导者 。自1995年以来,我们一直是我们市场的第一。

8. CATIA不仅发展了为满足所有行业市场所需的功能,而且还从新的硬件和软件平台中受益 :从大型机到80年代后期的基于UNIX的工作站,然后从工作站到90年代后期的Windows PC。现在,互联网再次扩大了潜力。1980年我们的大多数竞争对手都消失了,要么是因为他们没有实施3D业务转型,比如我们在1992年收购的CADAM,要么是因为当市场要求标准平台时他们选择保留自己的专有硬件平台,如Computer Vision 。

1984年,我聘请了一位名叫伯纳德查尔斯的年轻工程师。他开始在研发部门工作,使用彩色光栅技术开发第一个IBM图形终端IBM5080的支持,以逼真地显示表面和实体。并且我 在1990年 逐步将他提升为研发经理 。1995年,根据与主席达成的协议,伯纳德查尔斯担任总裁一职,他今天仍担任该职位。我留在执行团队,专注于中国,印度,南亚太平洋,俄罗斯,非洲等新兴国家的市场开发。

关于中国,我是1985年首批飞往北京的IT商人之一,正在协商将CATIA出售给航空部。我记得老式的,破旧的,非常小的机场,这条狭窄的道路是从30年代开往北京游客的唯一一家酒店,紫禁城附近的“北京饭店”。没有汽车和数百万辆自行车。法国的一些人开玩笑说我的旅行,“你在那个国家做什么 ?”而现在中国是一个巨大的CATIA客户。

通过与IBM及我们的主要客户的关系,我们继承了强大的合作文化。我们的总体想法是,在功能覆盖、技术、客户支持、研究或销售方面,不仅用我们自己的资源,而且用合作伙伴来扩展和加强我们的优势。我们逐步与数百个合作伙伴建立了一个生态系统。对我来说,观察企业的生态系统是衡量其优势或劣势的关键指标。我们收购了超过15家公司,以加快解决方案的覆盖范围。1981年,这家只有20人的小型初创企业,如今已发展成为拥有8000多名员工的大型集团,在许多国家拥有开发实验室、服务和销售子公司。

CAD/CAM的局限性太大,限制了达索系统的解决方案。在2000年初,它被PLM(产品生命周期管理的缩写)所取代。CATIA中添加了新的品牌名称,以解决完整的 PLM:DELMIA支持制造工厂,ENOVIA支持内部合作以及与客户的扩展企业合作,SIMULIA支持分析和仿真,SolidWorks支持3D建模,3DVIA支持3D可视化。

我在2006年从达索系统退休。我怎样才能结束这篇文章?好吧,也许我可以总结说达索系统的成功是我之前起草的几个基本原则的结合:

1. 在正确的时间出现在正确的位置 :IT革命,全球化,达索。

2.发展具有长远眼光的业务转型:“人人享有3D”。(3D for ALL)

3. 做出正确的战略决策:达索系统创建,IBM合作伙伴关系,产品管理,生态系统实施,客户,合作伙伴关系以及定位良好的收购。

4. 强大的管理和执行流程。

翻译:

谢克强——工业和信息化部电子第五研究所软件与系统研究部

个人微信号:JackStrong_9

感谢北京数码大方科技股份有限公司刘爱军先生提供原文素材。

财经自媒体联盟

新浪首页 语音播报 相关新闻 返回顶部