二维设计平台国产化替代方案研究

黄建城，王少宁，朱汉卫，林海峰

(1.中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司，江苏 南京 211102；2.中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，湖北 武汉 430071)

0 引言

自上世纪90年代起，以广州某公司、苏州某公司为代表的本土软件厂商以“掌握CAD核心技术”为初心，不断加强自主研发力度，让中国拥有了能与AutoCAD一较高下的CAD底层平台技术，改变了世界CAD技术格局[1]。近年来，国产CAD软件平台在产品性能、应用功能和API接口的兼容性方面实现了全面突破，获得了大批中国企业的认可与信赖[2-3]，并成功登上了国际舞台，为全球50多万家企业用户提供高性价比的CAD整体解决方案。但是，目前我国电力工程设计企业使用的主流二维设计平台仍然是美国欧特克公司研发的AutoCAD，且配套的专业设计软件绝大部分都是基于AutoCAD二次开发的。不难想象，一旦AutoCAD软件被禁止使用、限制使用或大幅涨价，电力工程设计企业将面临巨大的经济损失和法律风险。为了摆脱这种困境，本文对AutoCAD平台及基于AutoCAD二次开发的专业设计软件进行风险评估，并根据评估结果制定相应的国产化替代方案及其实施的保障措施，以期建立二维设计平台的创新生态系统[4-5]。

1 风险评估

1.1 软件风险评价指标

1)关键程度：非常关键、关键、一般。

关键程度主要从软件被禁止使用、限制使用或大幅涨价时对企业、专业的影响程度来衡量。如非常关键是指多数企业且多个专业受影响；关键是指少数企业受影响但影响多个专业或多数企业受影响但仅影响少数专业；一般是指少数企业受影响且仅影响少数专业。

2)风险等级：L1(重大风险)、L2(较大风险)、L3(一般风险)、L4(低风险)。

风险等级的确定主要考虑下列因素：关键程度、替代程度、国别、授权方式、垄断性、限制使用程度、法律纠纷、近几年风险发生概率、风险发生造成行业损失等，并且各个因素的影响程度不同。各风险因素对应的风险系数Ci与风险分值Si如表1所示。

表1 各风险因素对应的风险系数与风险分值

为了更好地反应这些因素对软件的风险影响，采用以下数据模型来评价各软件的风险等级。风险等级评估依据如表2所示，风险等级由高到低分设为L1(重大风险)、L2(较大风险)、L3(一般风险)、L4(低风险)，加权风险值按式(1)计算。

表2 风险等级评估依据

式中：19.6由所有风险系数之和乘以最高风险分值2得到。

1.2 AutoCAD平台风险评估

AutoCAD平台广泛应用于勘察设计企业的绝大多数专业，因此属于非常关键软件。其风险等级为重大风险，按表3所列各因素加权求和确定，相关风险因素的分值确定主要基于以下考虑。

表3 AutoCAD平台风险评估

1)关键程度。AutoCAD平台广泛应用于勘察设计企业的绝大多数专业，故属于非常关键软件。

2)替代程度。如果美国限制AutoCAD平台的使用，虽然可采用国产CAD平台进行交互制图，但是原来基于AutoCAD平台开发的专业设计软件都将无法使用，这势必严重影响工程设计的质量和效率。

3)授权方式。目前AutoCAD有两种授权方式，一种是订阅制，另一种是年费制。除了个别小型设计企业或近些年新成立的设计企业使用订阅制外，绝大部分勘察设计行业的设计企业之前几乎都购买了特定版本AutoCAD的永久版权，因此只需要按照Autodesk公司的要求缴纳年度升级维护费即可使用最新版的AutoCAD。

4)强势营销与法律纠纷。近年来，美国欧特克公司采用年费制等强势营销策略，勘察设计企业面临的正版化形势越来越严峻。2018年电规协会的会员单位多次收到来自美国欧特克公司的告知函，要求在限定日期前与指定的代理商签订升级续约合同，否则只能使用2018版AutoCAD，不得使用先前的版本，且将永久失去升级续约机会；若要使用后续新版软件，需要重新购买授权许可。最终，在电规协会的协调下才妥善解决升级续约事宜。

5)限制使用。需要特别注意的是电规协会与美国欧特克公司签署的合作备忘录中有出口管制条款。该条款要求用户遵守美国有关出口管制方面的法律法规，不得使用AutoCAD软件为受限国家(包括但不限于古巴、伊朗、朝鲜、苏丹、叙利亚或乌克兰克什米尔地区) 或受限最终用户提供勘察设计服务。

1.3 基于AutoCAD开发商业化软件风险评估

调研统计数据表明，电力行业专业设计软件中暂无法脱离AutoCAD运行的商业化软件有80余款，包括38款设计院主营业务必备的关键设计软件。这些软件都是软件厂商在获得美国欧特克公司ADN授权的情况下基于AutoCAD二次开发的工具插件，且产品本身并不包含AutoCAD平台，所以使用这些软件时用户同样需要承担合法使用AutoCAD平台的风险。因此，该类软件的风险等级与底层平台密切相关，如果是关键软件，则风险等级为较大风险；如果是一般软件，则风险等级为一般风险。

1.4 基于AutoCAD自主开发软件风险评估

根据设计业务开展需要，电力设计企业基于AutoCAD开发了一系列辅助设计软件，约50余款。这些软件基本局限于企业内部单一专业使用，关键程度一般，风险等级为一般风险。

2 国产化替代方案

2.1 AutoCAD平台国产化替代方案

采用国产CAD平台逐步替代AutoCAD。短期目标是统一采购国产CAD平台，细分各岗位对CAD软件的使用需求，在设计管理岗位、职能部门优先部署国产CAD平台，实现AutoCAD部分应用场景的国产化替代；中期目标是协助软件开发商优先移植、测试、部署商业化程度高、行业应用广泛的基于AutoCAD二次开发或与AutoCAD密切相关的专业设计软件，实现AutoCAD大部分应用场景的国产化替代；长期目标是将所有基于AutoCAD二次开发或与AutoCAD密切相关的专业软件全部移植到国产CAD平台，完全实现AutoCAD的国产化替代。

假设某集团所属企业集中采购的AutoCAD数量为9 000套，相应的替代方案和替代成本如下。

1)方案一：考虑长期目标，采用国产CAD平台完全替代AutoCAD。该方案成本最高，但可以有力推动国内软件产业的自主创新与发展，形成自主可控的核心技术，彻底解决AutoCAD软件禁止使用、限制使用、大幅涨价等问题。本方案直接成本(即获得国产CAD平台场地授权的费用)约760万元，间接成本(专业软件全部移植到国产CAD平台的费用)约2 700万元(按80个商品化软件与50个自主开发软件计算，每个软件移植开发时间为3.5人月，移植开发单价6万元/人月)，从移植开发到测试应用需要5年左右。与此同时，如果该方案成功实施后，那么就无需继续支付AutoCAD平台年度使用费，约1 080万元/年(按9 000套计)。若AutoCAD后续集采单价大幅上涨，按涨幅50%计，则无需支付的AutoCAD平台年费约1 500万元。

2)方案二：考虑短期目标与中期目标，实现AutoCAD大部分应用场景的国产化替代。该方案成本适中，可解决CAD 软件长期以来供给单一的不利局面，减少AutoCAD采购成本，部分解决AutoCAD大幅涨价问题，解决部分专业禁止使用、限制使用的问题，但不能解决企业或某些工程项目整体禁止使用、限制使用的问题。本方案直接成本约760万元；按50%的专业软件完成国产CAD平台的移植计算，间接成本约1 350万元，从移植开发到测试应用需要3年左右；每年仍需支出AutoCAD平台费用540～750万元。

3)方案三：仅考虑短期目标，通过集中采购一定数量的国产CAD平台，实现AutoCAD部分应用场景的国产化替代。该方案成本最低，可增强AutoCAD正版化谈判的议价、议量能力，降低采购数量和采购单价，但无法解决AutoCAD禁止使用、限制使用的问题。本方案直接成本约760万元，且每年仍需支出AutoCAD平台费用1 080～1 500万元。

综上所述，AutoCAD平台国产化替代方案和替代成本如表4所示。从表4不难看出，方案一：前五年需要一次性支付专业软件移植开发费2 700万元及每年支付国产CAD平台采购费用760万元，折合每年成本1 300万元；五年后每年只需要支付国产CAD平台采购费用760万元；十年内折合每年成本1 030万元。方案二：前三年需要一次性支付专业软件移植开发费1 350万元及每年支付国产CAD平台采购费用760万元、AutoCAD平台年费750万元(取上限)，折合每年成本1 960万元；三年后每年需要支付国产CAD平台、AutoCAD平台采购费用1 510万元；十年内折合每年成本1 645万元。方案三：每年需要支付国产CAD平台、AutoCAD平台采购费用2 260万元。

表4 AutoCAD平台国产化替代方案和替代成本比较

可见，方案一成本投入最低、推行实施困难最大，却能较好地降低AutoCAD平台被限制使用带来的风险；而方案三成本投入最高、推行实施困难最小，但国产化替代范围小，基本没有降低使用风险。当前，综合考虑替代范围、投入成本、实施难度等影响因素，推荐采用方案二。待条件成熟时，再推出方案一。方案三虽见效快但风险并没有减小，不建议采用。

2.2 基于AutoCAD开发商业化软件国产化替代方案

电力设计企业使用的二维设计软件绝大多数是基于AutoCAD平台开发的商品化软件。为了防范风险，电力设计企业应与国内优秀软件厂商加强合作，坚定不移走自主研发道路，逐步实现软件安全可控且掌握自主知识产权。在电规协会的推动下，迄今为止有33款软件列入了中望CAD平台移植计划，已完成24款软件的移植工作；有33款软件列入了浩辰CAD平台移植计划，已完成28款软件的移植工作。列入移植计划并已完成移植测试工作的软件较少，且移植软件尚待验收评审。

2.3 基于AutoCAD自主开发软件国产化替代方案

基于AutoCAD自主开发的设计软件基本局限于企业内部单一专业使用，移植代价较大，故暂未开展移植工作。如果基于AutoCAD开发的商品化软件移植较为成功，建议进一步考虑将通过行业评审鉴定且应用反馈良好，尤其是在行业内已推广应用的自主开发软件逐步移植到国产CAD平台。

3 保障措施

为确保国产化替代方案顺利实施，可以采取以下保障措施：

1)完善人才吸纳机制和奖励机制，加快软件人才队伍建设；

2)成立专家组对国产化替代实施方案的里程碑节点进行评审与指导；

3)委托第三方测评机构进行国产CAD平台对标AutoCAD的功能性能测试，开展专业软件的国产CAD平台移植及移植成果测试，确保移植软件稳定、可靠，满足设计需求；

4)建立合格软件白名单制度，开展软件准入审核及有效版本监管工作，将国产CAD平台及移植开发软件纳入该名单；

5)在大学(包括职高)积极推广应用国产CAD软件，“春天播种，秋天收获”；

6)国有企业(包括央企)宜将软件国产化替代列入中长期信息化发展规划，并在年度信息化工作计划中适度增加国产CAD软件的采购预算。

4 结论及建议

本文提出了软件风险评价指标，并对AutoCAD平台及基于AutoCAD开发的商业化软件、自主开发软件的风险等级进行了评估，同时根据评估结果制定了相应的国产化替代方案及其实施的保障措施，通过研究得出以下结论：

1)AutoCAD平台广泛应用于勘察设计企业的绝大多数专业，属于非常关键软件，其风险等级为重大风险。基于AutoCAD开发的商业化软件的风险等级与底层平台密切相关，如果是关键软件，风险等级为较大风险；如果是一般软件，风险等级为一般风险。基于AutoCAD的自主开发软件基本局限于企业内部单一专业使用，关键程度一般，风险等级为一般风险。

2)当前情况下，AutoCAD平台的国产化替代方案建议考虑短期目标与中期目标，积极推广应用国产CAD平台，协助软件厂商优先移植、测试、部署商业化程度高、行业应用广泛的基于AutoCAD二次开发或与AutoCAD密切相关的专业设计软件，实现AutoCAD大部分应用场景的国产化替代。待条件成熟后，再将其余的专业软件移植到国产CAD平台，最终完全实现AutoCAD的国产化替代。

此外，建议在电力行业甚至勘察设计行业成立国产CAD平台战略联盟，共建创新生态系统，在新的技术轨道上彼此配套支持，并从科技部、工信部或国资委等政府渠道积极争取专项扶持基金，推动产学研融合创新，逐步实现关键工程设计软件安全可控且掌握自主知识产权。同时，健全政府采购政策，鼓励政府机关、企事业单位同等条件下优先采购自主可控的国产软件，打破我国软件产业被国外垄断的局面。