(报告制片人/作者:天风证券，缪欣君)
根据财经十一人微信官方账号，不同部门专门生产不同部件的装配线，最后统一 一组装，今天的工业软件也有这样的生产模式。工业软件逐渐模块化，复杂且相位 互关联的组成单元。大多数常见的工业软件产品都是基于全球供应链的开发，企业主要关注 在自身优势领域，公司通力合作实现。
CAD 软件，如 SolidWorks、Solid Edge、Inventor，一般要用到 70 个组件以上，核心组件 包括几何核(西门子) Parasolid，达索 ACIS），几何约束求解器(主要有西门子) DCM）， 图形组件(主要有) TECH SOFT 3D），数据转换器(主要有达索和 Tech Soft 3D）等，大部 分 CAD 基于这些基本组件的软件基本框架。
CAE 软件需要网格剖分器的组件(主要包括 Distene 的 MeshGems）。
CAE 软件需要网格剖分器的组件(主要包括 Distene 的 MeshGems）。CAM 需要涉及软件 加工路径组件(主要包括德国) ModuleWorks 与英国的 MachineWorks）。CATIA、NX、 Creo 等高端多学科 MCAD 它将涉及更多的组件，其中许多来自第三方甚至第三方的核心组件 有些组件会来自竞争对手。
几何内核：几何内核是 CAD 最基本的核心组件也是我国目前最关注的领域，主要是 线框建模、曲面建模、实体建模、特征建模等。目前几何内核的两大主要有几何内核 西门子的阵营 Parasolid（全球 200 多个客户)和达索 ACIS（全球 100 多个客户)。
几何约束求解器广泛应用于草图轮廓表达、零件建模参数表达、装配约束和碰撞检查 在其他场景中，它为快速确定设计意图表达、检查干预和模拟运动提供了强有力的支持 最终用户提高生产效率。约束求解引擎也是最基本的核心组件，目前最重要的产品是 D-Cubed DCM。目前正在使用 DCM 的知名 CAD 包括西门子在内的软件公司，PTC、Autodesk 等。
CAE 网格剖分内核：主要用于仿真分析软件的网格划分，网格剖分内核方面主要的软件是 法国的 MeshGems。
在技术层面上，国产化替代是困难的。SolidWorks， Solid Edge， Inventor 等主流的 CAD 软件，代码量在 3000 万行到 4500 万行代码左右，大概需要 3000~4500 人开一年以上 发工作量。CATIA，NX，Creo 上述主流高端软件 CAD 软件开发工作量 4 倍以上， 这些高端软件的开发已经持续了几十年，并在与数十万和数百万最终客户迭代的过程中 改进和实现。国产替代道阻长。
经过几十年的迭代，国外龙头公司不仅在技术层面上完美，而且在产业链上的生态环境也更加稳定。 产业链生态环境不仅是模块的扩展，还包括专家团队、服务提供商和供应链，Siemens PLM 全球有 150 家庭技术合作伙伴，Solid Edge 有 289 第三方合作伙伴， Dassault System 全 球有 934 家庭技术合作伙伴，这些合作伙伴不仅是模块的供应商，还有别的 CAX 软件的 大多数工业设计软件巨头都是产业链公司，其产品也是平台产品，已经 形成非常稳定的产业链生态。
目前，需要使用工业主流的数字设计和制造 CAD 像系统这样的工具 CAD 系统的基 底层支撑是 CAD 平台，又称几何核心。
目前，需要使用工业主流的数字设计和制造 CAD 像系统这样的工具 CAD 系统的基 底层支撑是 CAD 平台，又称几何核心。几何核心本身市场很小，但它是所有的 CAD 系 如果基石，如果将 CAD 系统是皇冠，几何核心是皇冠上的明珠。
几何内核的主要功能是建立、储存和处理几何模型，为上层提供界面 CAD 应 用的开发。在维度方面，几何核心最早只支持简单的二维图素 70 可以从年代中期开始 达到复杂拓扑结构的三维图素；在建模方面，几何核心从简单的线框模型过渡到曲面模型和真实模型 体模，再到目前广泛使用的体模， B-Rep 模型和参数特征模型。
2.1. 几何建模：产品信息化的源头
几何建模是将现实世界中的物体和属性转化为计算机内部的数字表示、分析、控制和 输出几何形状的方法。在 CAD 几何建模是产品信息化的第一步，分为产品设计 分析、工程图生成、数控编程、数字加工与组装碰撞干扰检查、加工模拟、生产过程 管理是实现计算机辅助设计和制造的前提。
几何建模是将物体的几何信息和拓扑信息转化为数字模型的过程。一般指几何信息 欧氏空间中物体的形状、位置和大小可以通过几何重量来表示，如空间 里的一点可以用坐标值 x,y,z 表示空间中的直线可以用方程式 Ax By Cz D = 0 来表示。拓扑信息是指物体的数量及其相互连接，主要包括点、线、线 相邻、相交、相切、包含等。.
几何建模结构一般有三种模型：线框模型、表面模型和实体模型 CAD 系统常 采用实体模型。
线框模型定义了点和线，适用于线框图的显示，同时所需的数据量较小，但缺点是存在二义性， 不能用于工程分析和物理计算来描述包含曲面的物体。
表面模型定义了点、线和面，可以描述物体的表面特征，从而计算数控加工程序 刀具轨迹在数控加工中的计算与物体的表面特性密切相关，直接影响刀具轨迹的生成 缺点是没有零件的实体特征，不能用于工程分析和物理特征计算。
实体模型定义了点、线、面、环和体，用体-面-环-棱-点的五层结构信息表示 模型。身体是由表面围成的封闭空间，表面是由棱角围成的区域，其内部可能有环，如 一个孔在一个表面形成一个由棱角组成的环。实体模型包括线框模型和表面模型 该模型具有质量、质心、重力等物理性能计算和工程分析等优点。 在产品设计中，实体建模技术更符合人们对真实产品的理解和习惯。
边界表示法（B-rep）它是构建实体模型最常用的方法之一 ACIS 和 parasolid 几何 内核采用边界表达法。
边界表示法（B-rep）对物体的边界进行描述。构建时，用一组面围成一组 表面形体表示三维实体，表面由一系列边缘组成，边缘通常由两点（曲线例外）描述 述。边界表达强调实体外观的细节，详细记录构成物体的所有几何信息和拓扑信息， 将面、边、顶的信息分层记录，建立层与层的联系。(报告来源:未来智库)
2.2. ACIS：模块化组件搭配灵活，几何总线构建模型共享渠道
ACIS 是美国 Spatial Technology 采用公司推出 C 语言构造的三维几何造型平台，后被 达索集团收购。它集曲面、线框和实体形状于一体，允许这三种表示模型共存在一起 在数据结构中。ACIS 提供从简单实体到复杂实体的建模功能，以及实体的数据存储功能 SAT 输入和输出文件。ACIS 使用边界表示法（B-rep）建立实体模型。
实体（entity）是 ACIS 最基本的单元为模型中的所有永久对象提供了基本的模型管理 实体可分为拓扑、几何和属性 ACIS 底层数据结构。实体 通过 C 语言的 ENTITY 抽象实现代码定义、数据存储、恢复、可追溯性等。
拓扑实体记录了几何不同元素之间的连接关系，包括体型（body）、 块（lump）、壳（shell）、子壳（subshell）、面（face）、环（loop）、线框（wire）、有向边 （coedge）、边（edge）和顶点（vertex）。
几何实体记录了几何形状和物理值，包括表面、线、点 等。
属性实体通过向实体添加属性来添加系统或用户信息，属性可以是一个简单的数据结 构、指向其他实体的指针或连接应用程序定义的变长数据。
ACIS 构建模型时，拓扑信息和几何信息将用实体单独存储，然后用属性实体记录物体 非形状信息。
拓扑实体组合形成拓扑结构树，并存储拓扑信息。拓扑结构树的顶层 扑实体、体拓扑实体与多个块拓扑实体有关，块拓扑实体与多个壳拓扑实体有关， 每层拓扑实体将记录本层拓扑关系，并指向相应的几何实体和下层拓扑实体 拓扑结构树最终形成。
拓扑实体指向相应的几何实体，记录几何形状和物理特征。几何实体是为了构造几个 何体增加了模型操作功能 C 类，与模型一起保存 SAT 文件中。模型操作功能包括 模型数据的保存和恢复、模型操作的历史记录及其可追溯性、变换以及模型附加系统的定义属性 功能与用户定义属性。
ACIS 接口主要分为 C 接口、MFC 接口和 Scheme 接口。其中 C 接口是主接口， C 主要有三个应用接口：DI 函数、API 函数和类。
ACIS 鼓励软件公司采用几何总线的商业模式 ACIS 上开发与 STEP 集成标准兼容 制造系统。在 ACIS 上开发的 CAX 该系统可以共享几何模型，并可以直接交换产品数据。
ACIS 几何总线由其开放的系统结构和它开放的 SAT 其核心提供了几何总线(ACIS geometry bus)，连接其它外壳(Husk)应用程序。它使线框、曲面、实体的几何和扩展 扑模型数据可以自由交换 SAT 当模型在总线上流动时，不需要任何翻译和解释。产品模型 从概念设计到制造过程，许多企业提供的应用可以通过几何总线摆脱数据翻译 负担。
2.3. Parasolid：西门子阵营内核成熟，功能齐全，应用广泛
Parasolid 现隶属于德国西门子，Parasolid 由 130 多家软件供应商集成，为最终用户提供 350 多个基于 Parasolid XT 应用程序之间的数据格式 100% 的 3D 模型兼容性。 Parasolid 是严格的边界表示法（B-rep）几何建模器，即实体的边界， Parasolid 支持实体建模、直接编辑和自由曲面建模，同时强大 B-rep 建模功能 扩展到基于面表示的模型。
PK 接口和 KI 接口是 Parasolid 上接口由一组位于的外部调用函数组成的上层接口， 应用程序可以建模、操作对象和控制建模器的功能。
Frustrum接口和图形输出(用户写的函数集)（GO）接口和外部几何（FG）接口是 Parasolid 下层接口由内核调用的一组函数组成。Parasolid 通过 Frustrum 接口 计算机内存管理和文件访问数据管理；计算机图形设备采用图形输出接口 三维模型的显示；应用程序中处理几何模型的外部几何接口。Parasolid 通过 Frustrum 接口 计算机内存管理和文件访问数据管理；计算机图形设备采用图形输出接口 的驱动，实现三维模型的显示；外部几何接口用于应用程序中几何模型的处理。
Parasolid 模型实体包括几何实体、拓扑实体和其它实体。
记录了几何实体 元素的物理信息和形状，包括曲面、曲线和点。拓扑实体记录了不同元素 之间的拓扑和连接关系，包括了体、区域、壳、面、环、翼、边和顶点。其它实体记录了 元素
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