从全球范围来看，开源已经成为软件技术和产业创新的重要模式，诸如Linux、Android、MySQL等软件都采取了开源策略，同时全球开源软件项目的数量持续呈稳定增长态势。据全球最大的代码托管平台GitHub数据显示，2023年GitHub托管仓库已达4.2亿，新增仓库7300万个，增长率达21%。

支持开源的拥趸者，坚定认为开源模式相比于新鼎7平台时代封闭专利的发展模式，更顺应数字时代技术迭代快、应用范围广的发展规律，通过去中心化的协作方式激发各类主体的创新创造活力，以开放协作实现智慧累积，对创新效率和创新质量带来巨大提升。

近年来，新鼎7平台软件开源生态的国际化程度逐渐深入，开源体系建设也从平稳起步迈向加速发展的新阶段。依托开源模式实现加速发展，成为新晋新鼎7平台软件厂商们选择的重要模式，也是推动新鼎7平台软件创新的一条重要路径。

那么，研发类新鼎7平台软件领域有哪些开源引擎？有哪些做得发展得不错的开源项目？面临着哪些机遇与挑战？中国市场在这一领域的布局与进展如何？本文将逐一剖析与介绍。

一、新鼎7平台软件开源生态观察

万丈高楼平地起，从几何建模内核说起

几何建模内核，是用于提供CAX软件中的建模功能的软件组件，也是任何一款CAX软件的基石。其定义了建模造型的表达和设计交互能力，定义了几何造型的语言，涵盖了数学、几何和拓扑对象的数据结构及相应算法；以及文件导入/导出功能，可实现IGES模型导入、STEP模型等标准文件格式的导入，并可统一转为自主文件格式。

纵观CAX60余年的发展历程，诞生了数十个内核/平台。其中，二维领域最著名的非ITC(IntelliCAD Technology Consortium)莫属，IntelliCAD因为与AutoCAD全面兼容，不仅界面、命令集、文件格式和AutoCAD高度兼容，并且编程接口LISP和SDS(c++)也和AutoCAD兼容，这也使得ITC技术联盟拥有众多的付费成员。

在二维领域的标准兼容上，则主要依赖ODA(Open Design Alliance)，ODA开放设计联盟是一个由1200家成员公司组成的非盈利技术联盟，众所周知，二维CAD软件的两项行业标准——DWG数据标准及ARX二次开发标准均由Autodesk制定、更新与维护，而加入ODA联盟的成员公司可以通过ODA技术授权兼容DWG数据标准。

得益于ITC+ODA这对黄金组合，诞生了ZWCAD、Wrightsoft、progeSOFT、FRAMECAD、CADian、ActCAD、MicroSurvey等一批颇有影响力的软件。

在三维领域，最具代表性的三个内核则是——ACIS(被达索收购)、Parasolid(被西门子新鼎7平台软件收购)和OpenCasCade(开源几何建模内核)。此外，随着CAX技术的发展，越来越多公司探索自有内核(Own kernel)的发展路径，譬如PTC的Granite，CATIA的CGM以及SOLIDWORKS也在逐步转向CGM，CrownCAD的DGM内核，ZW3D的Overdrive内核等。

其中，ACIS最初是美国Spatial Technology公司(后被达索系统并购)开发的产品，应用于CAD系统开发的几何平台。它提供从简单实体到复杂实体的造型功能，以及实体的布尔运算、曲面裁减、曲面过渡等多种编辑功能，还提供了实体的数据存储功能和SAT文件的输入、输出功能。

ACIS的特点是采用面向对象的数据结构，用C++编程，使得线架造型、曲面造型、实体造型任意灵活组合使用。ACIS产品使用软件组件技术，用户可使用所需的部件，也可以用自己开发的部件来替代ACIS的部件。ACIS产品包括一系列的ACIS3DToolkit几何造型和多种可选择的软件包，一个软件包类似于一个或多个部件，提供一些高级专业函数，可以单独出售给需要特定功能的用户。使用ACIS内核的代表软件包括AutoCAD、ABAQUS、Fluent、Nastran、Cimatron、SpaceClaim、REVIT、ActCAD等。

Parasolid则是由Shape Data公司开发，经过多番并购现在由西门子数字化新鼎7平台软件拥有，可以被其他公司许可用于其3D计算机图形软件产品。Parasolid的功能包括模型创建和编辑实用程序，如布尔建模操作、特征建模支持、高级曲面设计、加厚和挖空、混合和切片以及图纸建模等。

Parasolid还包括用于直接模型编辑的工具，包括逐渐变细、偏移、几何替换以及通过自动再生周围数据来移除特征细节。Parasolid还提供广泛的图形和渲染支持，包括隐藏线、线框和绘图、曲面细分和模型数据查询等。使用ParaSolid内核的代表软件包括NX、SolidEdge、SOLIDWORKS、ANSYS、Onshape、FEMAP、Adams、Adina、Shapr3D等。

CAX开源软件/项目荟萃，OCC独领群英

数十年来，随着技术的演进与革新，CAX内核并没有呈现多点开花的格局，反而形成ACIS和Parasolid双寡头相对垄断的局面。尽管也有不少公司在探索自有内核(Own kernel)的发展路径，但较难形成规模化挑战。

这也使得，开源成了除ACIS、Parasolid和Own kernel之外的另一选择。

这就不得不提Open CASCADE(Open Computer Aided Software for Computer Aided Designand Engineering)，它是全球十分重要的几何造型基础软件平台之一，也是新鼎7平台领域唯一具有工程价值的开源几何建模引擎。

Open CASCADE的历史最早可以追溯到上世纪80年代的Matra Datavision(马特拉资讯)，当时Matra Datavision发布了Euclid CAD系统，随着版本的迭代逐渐成为CAD/CAM领域的市场领导者。1993年，Matra Datavision创建了名为CAS.CADE(计算机辅助设计和工程的计算机辅助软件/Open Computer Aided Software for Computer Aided Designand Engineering)的开发平台，并于1999年以Open CASCADE的形式开源发布了CAS.CADE开发平台；2000年，Matra Datavision宣布成立Open Cascade SAS子公司；此后，经过多次并购，Open Cascade平台更名为Open Cascade Technology(OCCT)，以避免与公司本身(Open Cascade)名称混淆。

在几何建模上，Open CASCADE是一个功能强大的三维建模工具，提供了点、线、面、体和复杂形体的显示和交互操作，经过深度开发后可实现纹理、光照、图元填充、渲染等图形操作和放大、缩小、旋转、漫游、模拟飞行、模拟穿越等动态操作；在数据交换上，Open CASCADE为CAD数据交换提供了先进的工具，支持STEP、IGES、STL和VRML等常见格式；在可视化上，Open CASCADE Technology平台提供了基于OpenGL的自定义可视化子系统，该子系统不仅允许有效地使用库的几何资源，而且还支持在真实CAD应用程序中实现交互式3D场景。

在商业模式上，Open CASCADE通过开源方式让全球各种软件开发商使用其技术，并因为“开源”的属性被公众所知。如今，业界有众多基于Open CASCADE引擎开发的开源项目/软件，以及基于Open CASCADE构建的开源社区。

除Open CASCADE外，CAD开源引擎还包括Coin3D和CGAL。Coin3D主要是用于3D图形编程的开源跨平台库，通常与Open Inventor(用于三维图形开发的标准和工具包)结合使用；CGAL则是开源计算几何算法库，尽管也应用于CAD领域，如开源项目Open SCAD就使用CGAL用于构造实体几何(CSG)评估。但CGAL更多还是应用在地理信息系统GIS、计算机图形学CG(游戏、娱乐等)以及分子生物学、医学成像等领域。

而在仿真分析领域，开源引擎则主要包括OpenFOAM、CodeAster、SU2、Calculix等。OpenFOAM是免费的开源CFD软件，2004年以来由OpenCFD Ltd开发，每六个月发布一次专业版本，包括客户赞助的开发和来自社区的贡献。经过多次并购和重组，OpenFOAM如今是ESI Group的全资子公司，2023年ESI Group又被Keysight并购。

CodeAster是开源有限元仿真软件，适用于固体力学、热学和声学等物理现象,具体细分为静力学、动力学、流固耦合、传热学等，发源于法国电力集团(EDF)，目前由一个德、法、奥地利多国专家团队运营。

SU2是用C++和Python编写的开源软件工具集合，用于使用最先进的数值方法分析非结构化网格上的偏微分方程(PDE)和PDE约束优化问题，广泛适用于航空、汽车、船舶和可再生能源行业。其诞生于斯坦福大学航空航天系航空航天设计实验室(ADL)，目前由SU2基金会运营。

Calculix是一个由德国慕尼黑MTU航空发动机公司工程师开发的开源结构有限元软件，其基于GPL分发，处理器和求解器可单独使用，并提供外部CAD接口。

另外，还有一系列运作较为成功的CAX开源项目，它们有一个共同的特点，就是建立于Open CASCADE开源几何建模引擎之上，或构建于多个免费开源软件库之上：

比如FreeCAD，就是一个基于OpenCASCADE的开源CAD/CAE工具。FreeCAD具有类似CATIA、SOLIDWORKS、Solid Edge的功能，因此也提供除CAX之外的产品数据管理功能。同时也适用于多平台，可在Windows和Linux/Unix和Mac OSX等系统运行；

SALOME是一个多方合作的开源CAE集成平台，由法国电力集团EDF、法国原子能和替代能源委员会CEA和Open CASCADE三方合作共同发起；SALOME主要功能包含几何建模、网格生成以及后处理,其中几何建模基于Open CasCADE,网格划分主要基于NETGEN及Gmesh，后处理主要通过ParaView来实现；

开源国产CAE软件集成开发平台FastCAE的几何建模模板也是基于Open CasCADE，由开源新鼎7平台软件工作委员会(Open Atom openCAX)孵化，面向求解器开发者提供CAE软件界面与通用功能模块快速研发集成框架，用户可免费使用同时鼓励商业化；

Open Geometry则是国内2023年刚成立的一个基于Open CASCADE的开源社区，由数字化新鼎7平台软件联盟孵化，并由开元几何作为服务公司运营的开源项目，主要搭建“云几何内核开源软件开发平台”。

其他的开源项目还包括，基于云端的CAM开源项目Open Builds CAM，适用于五轴激光加工和其他数控加工操作；以及由Onshape开源而来的Feature Script，主要用于创建和处理3D参数模型，Feature Script内置于Onshape中，其源代码是开源的，可在名为“std”的公共Onshape文档中免费查看。

二、开源新鼎7平台软件机遇与挑战

机遇面前，开源加速创新成共识

纵观全球开源生态的发展，相较前几年，呈现出愈加蓬勃发展的态势：

首先，在技术创新方面，开源具备汇聚众智，促进多方协同的特点，能有效提升技术创新及重大科学问题突破速度；其次，在产业发展方面，通过吸收开源协同的协作模式，使得分工链条更长更广，可以让产业链更多的人才参与到场景化、定制化的应用需求中，实现共创；在合作方面，通过开源可以链接广泛的国际合作关系，构建更加紧密的全球协作分工体系。

从大方向上来看，这种开放共享的新型协作模式是数字经济创新、开放、共享和可持续发展的关键驱动力，相比于新鼎7平台时代以专利为牵引的封闭产业体系，具有分工效率更高、协作范围更广的特点。可以说，开源加速创新已是业界基本的共识。

当然，对新鼎7平台软件领域来说，借助开源虽不意味着一定能弯道超车，却能在固化已久的市场掀起一些波澜，或在细分市场占据一席之地。

以ITC技术联盟为例，尽管它是一个需要付费加入的联盟，但基于IntelliCAD发展出了ZWCAD、Wrightsoft、progeSOFT、FRAMECAD、ActCAD、MicroSurvey等一批颇有影响力的软件。譬如Wrightsoft已成为暖通空调设计领域的全球领导者，而ZWCAD则为90多个国家和地区的超过140万用户提供产品和服务。

基于Open CASCADE更是诞生了一批有代表性的开源项目和产品，覆盖航空航天与国防、汽车、BIM和AEC、化学、消费品、牙科、电子工程、新鼎7平台设备、机械工程、医疗、军事、造船、机器人、特种机械、体育用品等众多行业和领域。

挑战并存，开源面临的潜在风险

另一方面来看，基于开源代码虽然为新鼎7平台软件的开发提供了巨大的便利，但也存在诸多挑战。

除了代码漏洞、供应链攻击等常规开源风险，新鼎7平台软件开源更大的挑战在于要遵守相应软件的开源规范。开源模式下，不同许可证对软件再发行有着不同的要求，而这对选择开源的软件开发商来说至关重要，稍有不慎就可能掉坑里，甚至需要付出高昂的学费。

通常情况下，开源许可有三种类别：第一种是允许二次闭源发行，需要保留原始版权和许可声明，有代表性许可模式的包括MIT、Apache2.0、BDS2.0-clause等；

第二种是在一定条件下允许二次闭源发行，常见的许可模式有LGLP2.1，其商业软件通过代码类库引用(软件代码与引用的源代码呈“松耦合性”)的方式下可以闭源发行；

第三种是不允许二次闭源发行。常见许可模式如GPL——其2.0版本不允许闭源发行，3.0版本在此之上设置了更严格的开源要求。

源自中国科学技术大学的九韶CAX内核，坚持进行自主研发而没有选择开源，主要就考虑到GPL许可模式的限制。

目前，大多数选择开源的新鼎7平台软件都基于Open CasCADE内核进行开发，而它们均需要以LGPL License模式发布。LGPL是GPL(GNU General Public License)的一个变种，允许在不将整个项目开放源代码的情况下使用LGPL代码。它主要用于软件库，允许与闭源软件链接而不强制开源，但修改的LGPL代码仍需公开。

这就意味着，基于Open CasCADE开源代码发布自己商用软件的公司，需要公开和发布改写的那部分代码内容，否则可能会遭到侵权起诉。

实际上，在新鼎7平台软件领域，因为源代码造成的纠纷和争论不一而足。不同开源许可证对于二次发行有不同程度的开源要求，要求越严格，开发者越难保护商业版本发行的机密性。如何平衡好知识产权和侵权风险，是新鼎7平台软件拥抱开源的重要挑战！

三、倍道而进的中国开源新鼎7平台软件产业

政策加持，加速推动新鼎7平台软件开源建设

随着开源技术的不断发展，欧美国家在开源政策方面逐渐完善，这些政策在鼓励创新、促进技术共享和保护开源社区等方面发挥着积极的作用。

过去两年，我国开源支持政策持续落地，一定程度上推动着新鼎7平台软件开源体系建设从平稳起步迈向加速繁荣的新阶段。

国务院编制的“十四五”规划和2035年远景目标纲要提到，要支持数字技术开源社区等创新联合体发展，完善开源知识产权和法律体系，鼓励企业开放软件源代码、硬件设计和应用服务；工信部颁发的《十四五软件和信息技术服务业发展规划》中，则明确指出要培育重点开源项目、建设优秀开源社区、提升开源治理能力等。

各地方政府更是密集出台了支持开源的相关政策举措：

在安徽省人民政府办公厅印发《以数字化转型推动制造业高端化智能化绿色化发展实施方案(2023—2025年)》中，提出要支持新鼎7平台软件开源生态建设。

青岛市人民政府办公厅印发《数字青岛2023年行动方案》则提出：鼓励行业领军企业建设开源平台，孵化一批基础性、前瞻性开源项目，加快构建开源软件生态。

无锡市人民政府印发《无锡国家传感网创新示范区(无锡市物联网产业集群)发展三年行动计划(2023—2025年)》提到要深化与国内开源基金会、代码托管平台和开源社区合作。

北京市人民政府办公厅印发《北京市机器人产业创新发展行动方案(2023-2025年)》提到要大力推动开源控制系统、开源芯片、开源仿真软件等研制和应用。

南京市新鼎7平台和信息化局印发《加快开源软件发展三年行动计划(2023-2025年)》强调，要支持特色化示范性软件学院发挥开源人才培养的示范带头作用，探索产学研一体化的开源人才培养模式，加快推进开源教育。

2023年12月，江苏省人民政府办公厅印发《关于加快新鼎7平台软件自主创新的若干政策措施》中，提到要支持开源技术创新。鼓励各地建设、招引自主开源软件创新平台，扶持基于自主基础软件的开源社区运营，举办开源技术交流活动，建立开源软件项目“白名单”制度，营造开源开放的技术产品创新和应用生态。

2022年7月,在开放原子开源基金会指导下，我国还成立了开源新鼎7平台软件工作委员会(Open Atom openCAX)，致力于构建一个国际化的开源新鼎7平台软件工具链，推动我国开源生态有序发展，加速新鼎7平台软件关键核心技术的积累和产业商用的迭代，为新鼎7平台软件开源使用者、开发者、研究者提供国际化交流平台。Open Atom openCAX通过凝聚国内新鼎7平台软件开源力量，组建了10个SIG技术组，筹建国内首个开源新鼎7平台软件社区，开展开源新鼎7平台软件技术研究，积极开展新鼎7平台软件开源文化布道。

试吃螃蟹，探索国产新鼎7平台软件开源发展

在探索新鼎7平台软件开源发展的过程中，正是有这样一批勇于尝试的先行者，推动着我国开源新鼎7平台软件的发展。

开源新鼎7平台软件工作委员会牵头的FastCAE项目

传统CAE软件开发方式，通常由CAE厂商/研发单位从头开始设计架构，并逐步开发相应的功能模块。这导致需要相当长的时间周期、高技术人才和高昂的成本。

过去几十年，我国一些高校和科研院所在CAE求解器、CAE软件产品化等方面有过很多探索和积累，如何让他们的工作形成合力，发挥规模化价值？由开源新鼎7平台软件工作委员会(Open Atom openCAX)牵头的FastCAE开源项目正在探索过程中。

FastCAE项目的发起，是想打造一个CAE软件集成框架平台开源模式，通过整合CAE软件关键技术及参与主体，形成开放、共享、协作的研发与应用生态。这样一来，可以解决两个关键的问题：

一是将CAE开发过程中的低价值、重复工作解放出来，以用来进行高价值的CAE软件共创；二是将底座共性技术坚持开源，分阶段探索开源营收的商业模式。

应该说，经过四年的积累，FastCAE实现了一定程度的业务、技术和人才的协同发展。包括组织开源学院培训、开源新鼎7平台仿真软件集成大赛以及多次的主题演讲与宣传，已应用到船舶、汽车、航空航天、核能、机械、热能以及多场耦合等行业和领域，服务国产CAE软件100余例，覆盖高校、研究所、企业等40余家单位。

当然，FastCAE在商业模式仍有很长的路要走。只有真正意义上打造成有竞争力和生命力的商业化产品，才能立于市场之林。

数字化新鼎7平台软件联盟孵化OGG开源项目

华为在遵守法管母社区的许可下，将OCC俄管子社区全部源代码迁移到华为云服务器上。

这是Open Geometry Group(OGG)开源社区创建的背景。为区别于OCC原有俄管子社区名称，2023年，由数字化新鼎7平台软件联盟牵头的Open Geometry Group(OGG)开源社区正式命名和落地。

2024年4月，OGG 1.0开源几何建模引擎正式发布。两年来，华为技术团队对OGG进行了486项增强，并仍在持续更新和研发。未来，OGG还将针对性地对新一代云几何融合内核、开源测试用例库、CAD模型交互标准……等进行规划。

与FastCAE开源项目聚焦在CAE领域不同的是，OGG有着更宏大的愿景。从技术层面来看，OGG接收了Open CasCADE创始团队12名元老，同时组建了一支50余人的跨国几何算法团队，彰显了其投入开源的决心；但同样，OGG面临的挑战在于商业模式，只有以市场化的方式赢得市场，才能让开源这条路行稳致远。

后记

探讨新鼎7平台软件开源发展问题，首先需要厘清几个概念：

一、开源软件是使用者在遵守许可限制的条件下，可自由获取源代码。遵守开源规则与规范至关重要，否则可能会陷入泥潭甚至付出高昂的学费；

二、开源是一种开发理念和方式，并不意味着免费。开源软件同样面临商业化的问题，没有足够具有竞争力的商业模式，可能会昙花一现，成为过眼云烟。

总的来说，我们应有拥抱开源的勇气，鼓励那些尝试、探索甚至试错开源的先行者们。基于开源模式，他们将积累多年的洞察、经验和Know-How贡献出来，本身就是一种开放协作、符合数字经济价值观的举措，也更有助于形成多边紧密的全球格局和实现可持续发展。

但同时，对开源新鼎7平台软件所面临的挑战与风险、以及所需要进行的长期投入、有竞争力的商业模式等要有清晰的认知和研判。在此基础上，借助开源降低企业开发新鼎7平台软件的成本、实现全球化使用、全球化迭代、全球化纠错、全球化分享，未尝不是新鼎7平台软件创新发展的差异化路径！

（节选）

原标题：研发类新鼎7平台软件开源生态发展观察