二維設計平臺國產化替代方案研究

黃建城，王少寧，朱漢衛，林海峰

(1.中國能源建設集團江蘇省電力設計院有限公司，江蘇 南京 211102；2.中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司，湖北 武漢 430071)

0 引言

自上世紀90年代起，以廣州某公司、蘇州某公司為代表的本土軟件廠商以“掌握CAD核心技術”為初心，不斷加強自主研發力度，讓中國擁有了能與AutoCAD一較高下的CAD底層平臺技術，改變了世界CAD技術格局[1]。近年來，國產CAD軟件平臺在產品性能、應用功能和API接口的兼容性方面實現了全面突破，獲得了大批中國企業的認可與信賴[2-3]，并成功登上了國際舞臺，為全球50多萬家企業用戶提供高性價比的CAD整體解決方案。但是，目前我國電力工程設計企業使用的主流二維設計平臺仍然是美國歐特克公司研發的AutoCAD，且配套的專業設計軟件絕大部分都是基于AutoCAD二次開發的。不難想象，一旦AutoCAD軟件被禁止使用、限制使用或大幅漲價，電力工程設計企業將面臨巨大的經濟損失和法律風險。為了擺脫這種困境，本文對AutoCAD平臺及基于AutoCAD二次開發的專業設計軟件進行風險評估，并根據評估結果制定相應的國產化替代方案及其實施的保障措施，以期建立二維設計平臺的創新生態系統[4-5]。

1 風險評估

1.1 軟件風險評價指標

1)關鍵程度：非常關鍵、關鍵、一般。

關鍵程度主要從軟件被禁止使用、限制使用或大幅漲價時對企業、專業的影響程度來衡量。如非常關鍵是指多數企業且多個專業受影響；關鍵是指少數企業受影響但影響多個專業或多數企業受影響但僅影響少數專業；一般是指少數企業受影響且僅影響少數專業。

2)風險等級：L1(重大風險)、L2(較大風險)、L3(一般風險)、L4(低風險)。

風險等級的確定主要考慮下列因素：關鍵程度、替代程度、國別、授權方式、壟斷性、限制使用程度、法律糾紛、近幾年風險發生概率、風險發生造成行業損失等，并且各個因素的影響程度不同。各風險因素對應的風險系數Ci與風險分值Si如表1所示。

表1 各風險因素對應的風險系數與風險分值

為了更好地反應這些因素對軟件的風險影響，采用以下數據模型來評價各軟件的風險等級。風險等級評估依據如表2所示，風險等級由高到低分設為L1(重大風險)、L2(較大風險)、L3(一般風險)、L4(低風險)，加權風險值按式(1)計算。

表2 風險等級評估依據

式中：19.6由所有風險系數之和乘以最高風險分值2得到。

1.2 AutoCAD平臺風險評估

AutoCAD平臺廣泛應用于勘察設計企業的絕大多數專業，因此屬于非常關鍵軟件。其風險等級為重大風險，按表3所列各因素加權求和確定，相關風險因素的分值確定主要基于以下考慮。

表3 AutoCAD平臺風險評估

1)關鍵程度。AutoCAD平臺廣泛應用于勘察設計企業的絕大多數專業，故屬于非常關鍵軟件。

2)替代程度。如果美國限制AutoCAD平臺的使用，雖然可采用國產CAD平臺進行交互制圖，但是原來基于AutoCAD平臺開發的專業設計軟件都將無法使用，這勢必嚴重影響工程設計的質量和效率。

3)授權方式。目前AutoCAD有兩種授權方式，一種是訂閱制，另一種是年費制。除了個別小型設計企業或近些年新成立的設計企業使用訂閱制外，絕大部分勘察設計行業的設計企業之前幾乎都購買了特定版本AutoCAD的永久版權，因此只需要按照Autodesk公司的要求繳納年度升級維護費即可使用最新版的AutoCAD。

4)強勢營銷與法律糾紛。近年來，美國歐特克公司采用年費制等強勢營銷策略，勘察設計企業面臨的正版化形勢越來越嚴峻。2018年電規協會的會員單位多次收到來自美國歐特克公司的告知函，要求在限定日期前與指定的代理商簽訂升級續約合同，否則只能使用2018版AutoCAD，不得使用先前的版本，且將永久失去升級續約機會；若要使用后續新版軟件，需要重新購買授權許可。最終，在電規協會的協調下才妥善解決升級續約事宜。

5)限制使用。需要特別注意的是電規協會與美國歐特克公司簽署的合作備忘錄中有出口管制條款。該條款要求用戶遵守美國有關出口管制方面的法律法規，不得使用AutoCAD軟件為受限國家(包括但不限于古巴、伊朗、朝鮮、蘇丹、敘利亞或烏克蘭克什米爾地區) 或受限最終用戶提供勘察設計服務。

1.3 基于AutoCAD開發商業化軟件風險評估

調研統計數據表明，電力行業專業設計軟件中暫無法脫離AutoCAD運行的商業化軟件有80余款，包括38款設計院主營業務必備的關鍵設計軟件。這些軟件都是軟件廠商在獲得美國歐特克公司ADN授權的情況下基于AutoCAD二次開發的工具插件，且產品本身并不包含AutoCAD平臺，所以使用這些軟件時用戶同樣需要承擔合法使用AutoCAD平臺的風險。因此，該類軟件的風險等級與底層平臺密切相關，如果是關鍵軟件，則風險等級為較大風險；如果是一般軟件，則風險等級為一般風險。

1.4 基于AutoCAD自主開發軟件風險評估

根據設計業務開展需要，電力設計企業基于AutoCAD開發了一系列輔助設計軟件，約50余款。這些軟件基本局限于企業內部單一專業使用，關鍵程度一般，風險等級為一般風險。

2 國產化替代方案

2.1 AutoCAD平臺國產化替代方案

采用國產CAD平臺逐步替代AutoCAD。短期目標是統一采購國產CAD平臺，細分各崗位對CAD軟件的使用需求，在設計管理崗位、職能部門優先部署國產CAD平臺，實現AutoCAD部分應用場景的國產化替代；中期目標是協助軟件開發商優先移植、測試、部署商業化程度高、行業應用廣泛的基于AutoCAD二次開發或與AutoCAD密切相關的專業設計軟件，實現AutoCAD大部分應用場景的國產化替代；長期目標是將所有基于AutoCAD二次開發或與AutoCAD密切相關的專業軟件全部移植到國產CAD平臺，完全實現AutoCAD的國產化替代。

假設某集團所屬企業集中采購的AutoCAD數量為9 000套，相應的替代方案和替代成本如下。

1)方案一：考慮長期目標，采用國產CAD平臺完全替代AutoCAD。該方案成本最高，但可以有力推動國內軟件產業的自主創新與發展，形成自主可控的核心技術，徹底解決AutoCAD軟件禁止使用、限制使用、大幅漲價等問題。本方案直接成本(即獲得國產CAD平臺場地授權的費用)約760萬元，間接成本(專業軟件全部移植到國產CAD平臺的費用)約2 700萬元(按80個商品化軟件與50個自主開發軟件計算，每個軟件移植開發時間為3.5人月，移植開發單價6萬元/人月)，從移植開發到測試應用需要5年左右。與此同時，如果該方案成功實施后，那么就無需繼續支付AutoCAD平臺年度使用費，約1 080萬元/年(按9 000套計)。若AutoCAD后續集采單價大幅上漲，按漲幅50%計，則無需支付的AutoCAD平臺年費約1 500萬元。

2)方案二：考慮短期目標與中期目標，實現AutoCAD大部分應用場景的國產化替代。該方案成本適中，可解決CAD 軟件長期以來供給單一的不利局面，減少AutoCAD采購成本，部分解決AutoCAD大幅漲價問題，解決部分專業禁止使用、限制使用的問題，但不能解決企業或某些工程項目整體禁止使用、限制使用的問題。本方案直接成本約760萬元；按50%的專業軟件完成國產CAD平臺的移植計算，間接成本約1 350萬元，從移植開發到測試應用需要3年左右；每年仍需支出AutoCAD平臺費用540～750萬元。

3)方案三：僅考慮短期目標，通過集中采購一定數量的國產CAD平臺，實現AutoCAD部分應用場景的國產化替代。該方案成本最低，可增強AutoCAD正版化談判的議價、議量能力，降低采購數量和采購單價，但無法解決AutoCAD禁止使用、限制使用的問題。本方案直接成本約760萬元，且每年仍需支出AutoCAD平臺費用1 080～1 500萬元。

綜上所述，AutoCAD平臺國產化替代方案和替代成本如表4所示。從表4不難看出，方案一：前五年需要一次性支付專業軟件移植開發費2 700萬元及每年支付國產CAD平臺采購費用760萬元，折合每年成本1 300萬元；五年后每年只需要支付國產CAD平臺采購費用760萬元；十年內折合每年成本1 030萬元。方案二：前三年需要一次性支付專業軟件移植開發費1 350萬元及每年支付國產CAD平臺采購費用760萬元、AutoCAD平臺年費750萬元(取上限)，折合每年成本1 960萬元；三年后每年需要支付國產CAD平臺、AutoCAD平臺采購費用1 510萬元；十年內折合每年成本1 645萬元。方案三：每年需要支付國產CAD平臺、AutoCAD平臺采購費用2 260萬元。

表4 AutoCAD平臺國產化替代方案和替代成本比較

可見，方案一成本投入最低、推行實施困難最大，卻能較好地降低AutoCAD平臺被限制使用帶來的風險；而方案三成本投入最高、推行實施困難最小，但國產化替代范圍小，基本沒有降低使用風險。當前，綜合考慮替代范圍、投入成本、實施難度等影響因素，推薦采用方案二。待條件成熟時，再推出方案一。方案三雖見效快但風險并沒有減小，不建議采用。

2.2 基于AutoCAD開發商業化軟件國產化替代方案

電力設計企業使用的二維設計軟件絕大多數是基于AutoCAD平臺開發的商品化軟件。為了防范風險，電力設計企業應與國內優秀軟件廠商加強合作，堅定不移走自主研發道路，逐步實現軟件安全可控且掌握自主知識產權。在電規協會的推動下，迄今為止有33款軟件列入了中望CAD平臺移植計劃，已完成24款軟件的移植工作；有33款軟件列入了浩辰CAD平臺移植計劃，已完成28款軟件的移植工作。列入移植計劃并已完成移植測試工作的軟件較少，且移植軟件尚待驗收評審。

2.3 基于AutoCAD自主開發軟件國產化替代方案

基于AutoCAD自主開發的設計軟件基本局限于企業內部單一專業使用，移植代價較大，故暫未開展移植工作。如果基于AutoCAD開發的商品化軟件移植較為成功，建議進一步考慮將通過行業評審鑒定且應用反饋良好，尤其是在行業內已推廣應用的自主開發軟件逐步移植到國產CAD平臺。

3 保障措施

為確保國產化替代方案順利實施，可以采取以下保障措施：

1)完善人才吸納機制和獎勵機制，加快軟件人才隊伍建設；

2)成立專家組對國產化替代實施方案的里程碑節點進行評審與指導；

3)委托第三方測評機構進行國產CAD平臺對標AutoCAD的功能性能測試，開展專業軟件的國產CAD平臺移植及移植成果測試，確保移植軟件穩定、可靠，滿足設計需求；

4)建立合格軟件白名單制度，開展軟件準入審核及有效版本監管工作，將國產CAD平臺及移植開發軟件納入該名單；

5)在大學(包括職高)積極推廣應用國產CAD軟件，“春天播種，秋天收獲”；

6)國有企業(包括央企)宜將軟件國產化替代列入中長期信息化發展規劃，并在年度信息化工作計劃中適度增加國產CAD軟件的采購預算。

4 結論及建議

本文提出了軟件風險評價指標，并對AutoCAD平臺及基于AutoCAD開發的商業化軟件、自主開發軟件的風險等級進行了評估，同時根據評估結果制定了相應的國產化替代方案及其實施的保障措施，通過研究得出以下結論：

1)AutoCAD平臺廣泛應用于勘察設計企業的絕大多數專業，屬于非常關鍵軟件，其風險等級為重大風險。基于AutoCAD開發的商業化軟件的風險等級與底層平臺密切相關，如果是關鍵軟件，風險等級為較大風險；如果是一般軟件，風險等級為一般風險。基于AutoCAD的自主開發軟件基本局限于企業內部單一專業使用，關鍵程度一般，風險等級為一般風險。

2)當前情況下，AutoCAD平臺的國產化替代方案建議考慮短期目標與中期目標，積極推廣應用國產CAD平臺，協助軟件廠商優先移植、測試、部署商業化程度高、行業應用廣泛的基于AutoCAD二次開發或與AutoCAD密切相關的專業設計軟件，實現AutoCAD大部分應用場景的國產化替代。待條件成熟后，再將其余的專業軟件移植到國產CAD平臺，最終完全實現AutoCAD的國產化替代。

此外，建議在電力行業甚至勘察設計行業成立國產CAD平臺戰略聯盟，共建創新生態系統，在新的技術軌道上彼此配套支持，并從科技部、工信部或國資委等政府渠道積極爭取專項扶持基金，推動產學研融合創新，逐步實現關鍵工程設計軟件安全可控且掌握自主知識產權。同時，健全政府采購政策，鼓勵政府機關、企事業單位同等條件下優先采購自主可控的國產軟件，打破我國軟件產業被國外壟斷的局面。