autocad是什么软件(学cad制图培训班要多久)

(报告监制/作者:西南证券、王湘杰、叶泽友、邓雯心)

一、CAD：工业软件基石产品

1什么是CAD？

CAD(计算机辅助设计)是一种交互式绘图系统，可以在工程设计和产品设计中进行计算、信息存储和绘图。位于产业链上游，主要应用于建筑行业、汽车制造、通用机械等制造业。

2D CAD: 2D CAD软件提供了一个2D设计平台。由于2D CAD不允许创建透视或比例，通常用于绘图、草图和草图概念设计，为用户提供基本的尺寸概述和对比实例，然后进行三维设计。

3D CAD: 3D CAD提供了一个设计3D对象的平台。这类CAD软件的主要特点是三维实体建模。这允许设计者创建具有长度、宽度和高度的对象，以实现更精确的缩放和可视化。

1.2 CAD技术的发展:四大技术革命

第一次技术革命:曲面造型

60年代出现的3D CAD系统只是一个非常简单的线框系统，只能表达基本的几何信息。经常会出现这样的情况，设计完成后，制作出来的样品与设计师的想象相差甚远，甚至完全不同。这时，法国人提出了贝塞尔算法，使人们用计算机处理曲线曲面问题成为可能，标志着计算机辅助设计技术从纯粹模仿工程图纸的三视图模式中解放出来。曲面造型系统CATIA给人类带来了第一次CAD技术革命。

第二次技术革命:实体建模

CAD的表面模型技术只能表达车身的表面信息，很难准确表达零件的其他特征。实体建模技术能够准确表达零件的所有属性，从理论上有助于CAD模型的表达。1979年，SDRC公司发布了世界上第一个完全基于实体建模技术的大型CAD软件I-DEAS。实体造型技术的普及标志着CAD发展史上的第二次技术革命。

第三次技术革命:参数化技术

80年代中期，CV公司的一群人，以高级副总裁为首，提出了参数化实体建模方法。这是一个很好的想法，但是由于当时参数化技术还有很多技术难点需要克服，CV公司内部决定了参数化方案。就是这群被CV公司嫌弃的人离开CV成立了新的参数化技术公司，开始开发名为Pro/ENGINEER的参数化软件。这家公司就是PTC公司，历史上CAD领域最具代表性的软件公司之一。1989年上市，在机械CAD领域引起巨大轰动。

第四次技术革命:可变技术

参数化技术的成功应用使其几乎成为CAD行业的标准。但是，重新启动一个全参数化的建模系统，需要耗费大量的人力和财力。所以很多应用软件采用的参数化模型都是在原模型上的局部小补丁。SDRC公司的开发人员大胆提出了一种更先进的实体建模技术——可变技术。SDRC公司于1993年推出了新架构的I-DEAS大师系列软件。在早期的大型CAD软件中，这是唯一一家在90年代完全重写软件的公司。

1.4基本CAD技术

人机交互技术

人机交互技术是通过计算机输入输出设备，以有效的方式实现人与计算机对话的技术。人机交互技术包括机器通过输出或显示设备向人提供大量相关信息和提示指令，人通过输入设备向机器输入相关信息、回答问题和提示指令。涉及的技术包括:

模板匹配技术:最简单的识别技术，将传感器输入的原始数据与预先存储的模板进行匹配，通过测量两者的相似度来完成识别任务。

神经网络技术:一种比较新的模式识别技术，具有自组织和自学习能力，分布特性，抗噪声能力强，处理不完整模式的能力，推广模式的能力。

统计技术:一种基于概率的分类方法，通过统计样本的特征向量来确定分类器。贝叶斯最大似然理论通常用于确定模式识别中的分类函数。

在计算机辅助设计中，交互技术是必不可少的。交互式cad系统是指当用户使用计算机系统设置时间时，人和机器可以及时交换信息。有了互动系统，人们可以

实体建模

实体建模技术是计算机视觉、计算机动画等领域中建立三维实体模型的关键技术。实体建模技术是指描述几何模型的形状和属性的信息在计算机中共存，计算机生成逼真可见的三维图形的技术。其主要应用领域是计算机辅助设计、工程分析、计算机图形学、动画、快速原型制作、医学检测可视化和科学研究。

设计图纸是设计师表达设计思想的语言工具。一个复杂的零件往往需要很多投影方向不同的图纸来表达。但是，要看完这些图，准确想象空之间的效果，就要花费大量的时间和精力。一旦看图有误，会给生产制造带来巨大损失。而如果使用实体建模的软件进行零件设计，设计者可以在屏幕上看到实时的三维模型，大大减少了错误，还可以方便地设计后续环节，如模拟装配、总布置、干涉检查、模拟动画、模拟加工等。实体建模理论为从设计到生产使用相同的数据信息提供了技术可行性，极大地促进了CAD行业的发展。

1.5 CAD应用场景

制造业:CAD在制造业中起关键作用，国产化趋势明显。

在制造业中，经常需要设计新产品。设计一个产品的步骤是概念介绍、详细的几何设计、详细的结构分析和优化、仿真等。将整个设计过程引入工程概念是现代设计技术的手段。应用CAD后，可以在设计阶段全面考虑产品的全生命周期。

CAD技术已经广泛应用于制造业，其中汽车、机床、船舶、飞机和航天器是应用最广泛的行业。CAD系统是支撑制造业发展的核心技术之一。满大街跑的汽车，小到一部手机，没有3D CAD软件是无法设计制造的。然而，国内3D CAD市场长期被进口软件垄断。近年来，随着互联网和云计算的深度发展，国外软件已经不能满足中国制造业的快速发展，而随着国产化的发展，国产软件在市场中的比重也在逐渐扩大。

电子电路与电气:CAD在电子电气行业大有可为。

CAD在电子电气领域的应用称为电子电气CAD。包括主电气原理图的编辑、电路功能仿真、工作环境仿真、PCB设计(自动布线、自动接线)、测试。使用电子电气CAD软件还可以快速形成各种报表文档(如构件清单报表)，为采购构件和工程预决算提供方便。

CAD技术过去主要用于绘制接线图和电路原理图。目前，CAD已逐渐普及到印刷电路板的设计和应用中，并在大规模和超大规模集成电路的设计和制造中大显身手，极大地促进了计算技术和微电子技术的发展。

二、CAD行业迎来爆发期，国产软件高增速发展

2.1工业软件的市场规模

软件行业有望迎来行业爆发期，国内增速远高于全球水平。工业本身就是工业技术软件的产物，是工业化的顶级产物。它不仅是开发复杂产品的关键工具和生产要素，也是机械设备中的“软零件”和“软设备”，是工业产品的基本组成部分。软件作为工业和软件产业的重要组成部分，是推动智能制造高质量发展的核心要素，也是实现工业智能化的前提。因此，在传统产业数字化转型的道路上，工业软件非常重要。从全球市场来看，工业软件将继续保持每年5%左右的稳定增长，行业增长较为平稳。从中国市场来看，工业软件行业受益于三大因素:产业升级、政策加持和本地化转型。市场规模迅速扩大，增速远高于全球平均水平。未来，随着核心技术的不断突破，中国工业软件市场可能会迎来高速增长。

2.2 CAD市场规模

CAD市场规模保持稳定增长，国内市场增速略高于全球水平。作为工业软件极其重要的一部分，CAD的应用领域已经从最初的机械制造业逐渐扩展到建筑、电子、汽车、航空航天等其他行业。根据艾瑞咨询的统计，2020年，全球CAD市场规模将接近100亿美元，其中2D CAD 26亿美元，3D CAD 73亿美元。从2021年到2023年，CAD全球市场预计将以8%-9%的增长率快速扩张。据P&S智能和工信部运行监测协调局估算，2019年，全球和中国2D市场空分别为24.2亿美元和12.5亿元人民币，全球市场空约为中国的13倍。而中国空的全球3D市场规模分别为56.8亿美元和38亿人民币，全球市场空约为中国的10倍。然而，中国2D CAD市场和3D CAD市场保持了高于全球市场的复合增长率。由此可见，国内CAD市场仍有广阔的增长空间空

2.3 CAD全球竞争格局

海外CAD企业处于领先地位，占据了全球大部分市场份额。由于CAD产品诞生于海外发达国家，目前全球市场主要被海外领先厂商的产品占据。其中，Autodesk的AutoCAD产品在2D CAD市场一枝独秀；3D产品的现状是达索的CATIA把握高端市场，而它的另一个产品Solidworks和西门子的NX、PTC的Creo主要瓜分低端市场。BIS研究数据显示，2018年，全球CAD市场规模约为80亿美元，达索系统、西门子和PTC处于垄断地位，占全球市场份额的60%以上。2019年，全球90%以上的CAD市场份额被国外领先厂商占据，主要有达索、欧特克、西门子、Hexagon、PTC等。

2.4 CAD国内竞争格局

国外领先厂商占据国内大部分市场份额，国内替代趋势明显。据中国工业技术软件产业联盟测算，2018年，全球CAD软件市场主要被法国达索systemes公司、德国西门子公司和美国参数技术公司(PTC)垄断，占全球市场份额的60%以上；中国CAD软件市场约为7.33亿美元，占8.5%，其中95%以上的市场被国外软件占据。中国制造商主要在2D CAD市场销售他们的产品。虽然现阶段绝大部分市场份额仍被国外厂商垄断，但随着我国工业化程度的不断提高和国家对该领域的重视，国产替代进口将成为大势所趋。根据中国CAD发展现状，2D CAD在很多子领域基本可以替代国内进口。在3D CAD领域，一些国内厂商也在不断更新和打磨自己的产品，预计未来会逐渐取代国外厂商。

三、行业竞争激烈，国产厂商积极追赶

3.1国外CAD制造商-Autodesk

公司简介:AAutodesk是全球领先的设计软件和数字内容创作公司，应用于建筑设计、土地资源开发、生产、公共设施、通信、媒体和娱乐等领域。Autodesk成立于1982年，提供设计软件、互联网门户服务、无线开发平台和定点应用程序，帮助150多个国家的400万用户提升业务并保持竞争力。

行业地位:Autodesk的AutoCAD系列软件已经深耕专业设计近30年。AutoCAD 1.0的第一个版本早在1982年就出来了，之后不断更新，横向扩展到不同的专业领域。Autodesk Revit、AutoCAD Civil 3D、AutoCAD Electrical、AutoCAD Map 3D等。可用于建筑工程设计、机械设计甚至数字媒体娱乐。前一家公司的业务分为四大类:建筑、工程建筑、制造、媒体和娱乐。欧特克CAD软件的市场份额达到31%，位居第二大CAD软件开发商。同时，公司制定了2D CAD时代的DWG数据标准和ARX二次开发标准，在中国2D CAD行业处于领先地位。

欧特克不断改革，业绩持续增长。自金融海啸以来，公司经营业绩不佳，一度陷入停滞。从2008年到2019年，其营业收入一直在21-25亿美元之间。为了改善公司的经营状况，管理层积极采取对策，大胆改革。2016年1月，永久版权销售系统取消，采用服务订阅制。虽然最初的改革没有得到客户和投资者的青睐，但通过不断的努力，公司的改革最终取得了成功。2020年，公司营业收入首次突破30亿美元，利润扭亏为盈，从2019年的-0.8亿美元增长至2.2亿美元。其次，2021年公司也保持正增长态势，营业收入同比增长15.9%，归母净利润同比增长495%。其业绩有望在未来继续增长。

3.2国外CAD制造商-达索系统公司

公司简介:达索系统公司负责系统软件供应，为制造商提供具有互联网集成能力的支持服务。该集团提供覆盖整个产品生命周期的系统，包括设计、工程、制造和产品数据管理等各个领域的最佳软件系统。著名的CATIAV5就是出自这家公司，达索的CAD产品市场占据世界前列。

主要CAD产品

CATIA :CATIA可用于产品开发的全过程——从概念化和设计(CAD)到工程(CAE)再到制造(CAM)。用户不仅可以设计产品，还可以在现实生活中的行为环境中进行设计。

SolidWorks:SolidWorks是一个用于实体建模的CAD和CAE程序。通过使用基于参数化特征的方法，设计人员可以使用SolidWorks创建自动生成的2D图和高级三维模型。SolidWorks还使用户能够执行分析和模拟，包括有限元分析。该产品强调更快的建模、新的设计工具和增强的协作。

营业收入稳定增长，净利润在一定范围内波动。2016年至2020年，公司营业收入分别为33.8美元、36.5美元、41.1美元、45美元、50.9亿美元，2020年营业收入增长13.1%，年复合增长率8.5%。2016年至2020年，公司归母净利润分别为5.9美元、6.7美元、6900万美元和5.6亿美元，2020年归母净利润下降19%，年复合增长率为2%。2020年净利润严重下滑主要与无形资产摊销和财务损失增加有关，但公司营业收入稳定增长，仍保持市场龙头地位。预计未来公司净利润将实现扭亏为盈。

3.3国外CAD制造商-PTC

公司简介:自1985年以来，PTC一直为顶级客户提供服务，收购重要公司，创造行业领先产品，以帮助用户获得产品和服务的持久优势。公司是工业软件领域最具代表性的软件公司，包括产品生命周期管理(PLM)、计算机辅助设计(CAD)、应用生命周期管理(ALM)、供应链管理(SCM)和服务生命周期管理(SLM)解决方案等明星产品。

CAD的产品现状:1985年，Samuel Geisberg博士创立了参数化技术公司(PTC)，为CAD软件定义了一种全新的方法。这一创新导致了市场上基于参数和特征的实体建模CAD软件，现在称为Creo软件，它已成为领先的产品设计和开发软件。O Creo提供当今市场上各种可扩展的3D CAD产品开发包和工具。丰富的特性、功能和工具可以帮助工程师更好地构思、设计和构建产品。O Creo包括增材制造、创成式设计、物联网、基于模型的定义(MBD)和增强现实(AR)等领域的突破性功能。

营业收入稳步增长，净利润大幅增长。公司2017-2021年营业收入分别为11.6美元、12.4美元、12.6美元、14.6美元、18.1亿美元，2020年营业收入增长24%，年复合增长率9.3%。2016年至2020年，公司归属于母公司的净利润分别为0.1、0.5、-0.2、1.3和4.8亿美元。2020年归母净利润增长269%，年复合增长率117%。公司营收一直稳步上升，但2019年公司净利润大幅下降，主要原因是2019年公司将软件产品收费模式改为订阅收费，以现收现付模式购买产品，从而拉低了公司利润。

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