为什么科大九韶要从0到1完全自主研发CAD工业软件内核？

今天来天津滨海新区参加油气储运工业（设计）软件国产化发展研讨会，酒店窗外就可以俯瞰美丽的海河，海河蜿蜒流淌直奔中国渤海。海河的入海口叫做大沽口，100多年前西方国家就从此处发起攻击，沿海河逆流而上，殖民者在天津居住了下来，在九国租界上建造了漂亮的西式风格建筑群，100年后这些建筑就变成今天五大道的万国公馆。上午做完报告演讲"三维设计与分析一体化工业软件内核AMCAX"，听了国家管网、中石油等专家和同行分享，突然想写一篇"为什么九韶要从0到1完全自主研发CAD工业软件内核？"，也顺便回答投资人和行业朋友的一些问题。

2. 1. 征途开始<_o3a_p>

九韶源自科大。科大数学科学学院（前身数学系）一直有个计算几何课题组，早在上个世纪八十年代常庚哲、冯玉瑜等老一辈教授就在科大开展计算机辅助几何设计（CAGD）的研究。我1998年去中科大上学时，常老师和冯老师已经退居二线，课题组由陈发来、邓建松等老师为主的年轻学术梯队主持。科大在这个领域有四十多年几何设计、分析方面的数学研究积累，至今已跨越了四代学术传承。<_o3a_p>

2017年前后，特朗普上台，数学家鄂维南院士意识到CAD/CAE等工业软件卡脖子问题，怀着国家责任感和前瞻性战略眼光，找到科大杨周旺教授团队，布局工业软件几何内核自主研发。杨教授团队是当时国内屈指可数的成建制且有战斗力的计算几何团队。杨老师是我科大师兄、福安老乡、亲密球友，我认识他20多年，中间应该只有我2008年后去美国Marvell工作那几年断了联系，其余时间我们互相知道对方在干啥。他1993年进科大数学系，先后从事最优化算法和计算几何研究，精力充沛、埋头苦干、厚积薄发，从小练习专业体操，至今应该还是科大引体向上记录的保持者。很自然的，杨周旺答应下来筹备起这份使命担当，用他的话说：身为国家队、心系国家事、肩扛国家责。<_o3a_p>

几何内核是一套算法库，把几何造型的数学表达和交互设计中用到的各种数学算法封装起来。几何内核全是数学，非数学专业的人要上完那些数学算法相关的基础课才可以入门。总之，在一群博士和教授的不懈努力下，2021年1月份，终于发布了第一版几何内核1.0，取名九韶内核（注：秦九韶是宋代数学家，著作《数书九章》），英文名字AMCAX。而后渐入轨道，2022年9月份，发布AMCAX 2.0。在即将到来的2023年6月份将发布AMCAX 3.0。预计2023年12月份将发布AMCAX 3.5，2024年将发布强大的AMCAX 4.0。<_o3a_p>

1. 2. 开源软件<_o3a_p>

为什么九韶不在开源软件基础上发展？九韶将来有没有可能开源？<_o3a_p>

我先介绍一下开源软件和开源软件许可证，本人作为20多年GNU/Linux专业老兵，深谙GPL License对Linux内核的成功有巨大贡献、甚至是成功的一个决定性因素（注：Linux创始人Linus Torvalds语）。GPL License要求基于Linux内核开发的模块、驱动程序等必须以GPL许可证发布，使得社区基于Linux所做的工作又回源反哺Linux内核本身，使得Linux愈发壮大。GPL许可证就像一股万有引力，将这万条细流重新汇聚，奔腾入海，成就Linux内核。<_o3a_p>

当前唯一可用的开源CAD内核是OpenCasCade内核（简称OCC），国内外有众多商业公司在使用。OCC内核最开始由法国Matra Datavision开发，几经转手后，现今由一家叫Open Cascade SAS的商业公司开发和维护。OCC内核和GNU/Linux操作系统上的C库一样，以LGPL License发布。<_o3a_p>

LGPL许可证是一个比GPL限制稍微松一点点的开源软件许可证，"松一点点"意味着限制还是非常严，还是具有很强的引力（或叫传染力）。LGPL一般用在开源软件代码库的许可证，比如libc库。商业软件如果基于LGPL的库开发，通常有三种使用方式：（1）商业软件动态链接到LGPL开源软件库；（2）商业软件静态链接到LGPL开源软件库；（3）商业公司动手修改了LGPL开源软件库的功能或者增加删除模块、函数等功能。第（1）种情况商业公司不需要以LGPL发布自己的商业软件；第（2）种情况商业公司须以LGPL发布自己的商业软件；第（3）种情况商业公司必须以LGPL发布自己所修改后的代码。<_o3a_p>

在了解GPL及LGPL等开源软件许可证之后，我们就知道了OCC也是个具备万有引力的开源软件。国内外所有修改过OCC代码并发布自己商业软件的公司，必须毫无例外的发布自己所修改的那部分内容，否则Open Cascade SAS就可以侵权来起诉提告。<_o3a_p>

科大九韶基于四十多年学术积累和创新，以最新一代技术和原创算法实现的内核，不可能拱手相让技术源代码、更不可能把控制权交给一家外国公司手上。所以，九韶内核每一行代码都是自己写的，这是九韶团队的底气。当然，九韶团队也可能在合适的时候开源九韶内核，同时充分保护自己的商业伙伴和兼顾开源社区的发展。<_o3a_p>

1. 3. 走向未来<_o3a_p>

科大九韶是国内唯一一家从零开始、完全自主研发CAD内核的公司。内核定义了三维造型的表达和设计交互能力，内核定义了几何造型的语言，是三维设计万丈高楼的地基。在大模型时代，只有精通内核几何语言，才可以借助AI大模型把自然语言翻译成内核语言，才能颠覆现有的交互方式。九韶团队背靠中国科大，将开设课程持续培养几何内核研发的人才体系。<_o3a_p>

CAD/CAE等工业软件总共发展了四十多年，国内工业软件也跟踪发展了二十多年，为什么产品的性能、产品的能力始终无法超越或者赶上国外的巨头？我们在产品形态、应用功能上已经很像国外软件了，但为什么我们在高端工业应用场景上却是几乎为零的市场占有率？我想原因在于我们缺乏底层核心技术，因此也不具备持续创新的能力、无法应对新兴工业场景的新需求。国内互联网巨头有一点是值得学习的，他们打破了互联网平台基础架构，去IOE（IBM-Oracle-EMC）化，重构底层技术，从此才可专注应用创新、发展壮大。<_o3a_p>

在云计算时代、人工智能时代，工业软件创新应用更依赖底层技术。只有掌握内核技术的公司才具备持续创新的能力、只有懂内核的公司才能开拓覆盖更多的场景、也只有拥有内核的公司才能拥抱AI智能时代。<_o3a_p>

- 2023年4月18日 天津

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