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研发故事|分秒必争,中望CAD为何死磕效率提升

2023/8/27    来源:中望软件        
关键字:CAD  产品研发  
全球竞争持续加剧,数字化浪潮迭起,市场呼唤更快的产品创新速度。如何提高产品研发设计的效率,向研发设计类工业软件要效能,已成为企业的迫切诉求。
       近几年,几乎每个人都能感受到市场叙事的加速重构。

       全球竞争持续加剧,数字化浪潮迭起,市场呼唤更快的产品创新速度。如何提高产品研发设计的效率,向研发设计类工业软件要效能,已成为企业的迫切诉求。

       这种迫切感直白地体现在中望CAD产品的需求反馈库里,“高频效率提升是这几年客户反馈最多的需求,尤其是复杂图纸、大图纸的设计体验被越来越多用户关注,国内外用户都希望我们做得更好。”中望CAD产品研发负责人坦言。

       2023年5月底,具备里程碑意义的中望CAD 2024正式推向市场,全面刷新了二维CAD平台全流程设计速度。

       百兆图纸秒开、复杂模型设计顺滑、大图纸保存不用等……中望CAD 2024带来的全新产品体验,在中望CAD各行业用户社群里被设计师们反复点赞。

       在中望CAD 2024惊艳亮相的背后,是中望CAD研发工程师付出的百倍努力。

中望CAD 2024大幅提升设计全流程效率

图1 中望CAD 2024大幅提升设计全流程效率

不遗巨细 死磕产品响应速度提升

       工业设计的环节多,且高度依赖设计师的创造性思维和技术能力,通常需要投入很长时间、高度集中注意力才能完成。全球竞争加速下,面对快速增长的业务需求和加速迭代的产品周期,工业设计师往往要承受巨大的设计压力。如果设计过程中CAD软件出现卡顿,不仅影响工作效率,还常引发设计师情绪焦虑。

       “从打开图纸、缩放平移、复制粘贴、对象删除,如果每一步都要等……每天都只能在努力完成眼前的任务,还有什么效率可言?”类似这样的声音成为许多设计师创作“多对象”复杂图纸时的真实内心写照。

       效率是时间的函数。设计师对CAD软件响应速度的关注,也鞭策着中望CAD产品研发团队持续思考产品的效率进化。为进一步加速设计流程,中望CAD产品研发团队对设计师的CAD全流程应用做了详细拆解,围绕“开图—高频操作—保存”这条完整闭合路径的响应速度开展优化提升,并重点针对复杂图纸、大图纸的响应效率做技术攻克。

       “从中望CAD 2022开始,每个版本,我们都会专门投入人员专注产品响应速度的提升。到中望CAD 2023,打开图纸、移动对象、图纸缩放等应用环节的响应速度就已经在同行业展示出效率优势。”中望CAD产品研发负责人坦言。

       中望CAD 2024立项之时,中望CAD产品研发团队对产品的全流程响应速度提升定下了更“刻薄”的KPI:进一步拉开行业差距。

       经过反复的技术路线推敲,诸多技术难题攻克,无数次测试优化,中望CAD软件研发工程师最终将具有里程碑意义的中望CAD 2024带到全球用户面前。

坚持开图效率突破挑战秒开百兆大图

       “为什么这张100余MB的图纸用中望CAD打开需要几十秒?”2020年法国一家电力行业客户的反馈,经当地代理传到中望CAD产品研发团队。

       彼时,中望CAD的用户里,还鲜有像这家法国客户一样设计包含复杂对象、100MB以上的复杂大图纸。大多数客户的图纸都停留在10-20MB范围内,图纸模型简单,开图几乎不存在任何效率瓶颈。让中望CAD团队感到刺痛的是,同样是法国客户给到的多对象复杂大图纸,市场同类产品最快只需十几秒。

       攻克中望CAD开图效率的征程,从此开始。

       开图过程看似简单,但要实现高效的操作,则涉及到很多底层核心技术。

       2021年,中望CAD产品研发团队克服了众多技术难点,成功将多核并行运算技术、简易线程内存池技术、动态数据分配策略应用到图纸数据加载、图形显示重生成过程中。

       中望CAD 2022,提速40%,实现开图效率爬坡,百兆图纸的开图效率鸿沟被大幅缩小。

       中望CAD 2023,追平差距,不仅开图速度在行业内具备效率优势,且实现了更低内存占用。早前困扰法国电力客户的百兆以上复杂图纸的开图效率差距,鲜少再有客户提及。

       中望CAD产品研发团队并不满足于此,他们在内部测试中发现,对于含有大量“以文本框为边界的填充对象”、大量“大字体文字”、大量“三维实体”等复杂对象的图纸,开图效率仍有提升空间。其中,“以文本框为边界的填充对象”和“大字体文字”这两类图纸在园林、机械和建筑行业应用尤其广泛,因此成为中望CAD 2024版本的重点优化对象之一。

       经过数月针对性的研发,中望CAD产品研发团队通过对多核并行运算技术、线程负载均衡、数据压缩等技术细节进行不断的打磨优化,将中望CAD 2024的平均开图效率在中望CAD 2023基础上再次提升38%,进一步拉开了与国内外同类产品的差距。

       根据中望实验室的测试,随机挑选一万张百兆以上的图纸,在不同软硬件环境下通过中望CAD 2024打开,平均开图时间仅需10秒,大多数复杂图纸的打开时间控制在15秒以内,真正实现秒开大图。

攻关高频操作效率提效复杂图纸设计

       开图仅仅是工业设计的第一步,设计师的CAD日常操作中藏着更多效率提升的拦路虎。

       随着深度应用中望CAD设计复杂产品的用户日益增多,多对象复杂图纸、大图纸的设计在中望CAD用户中的占比越来越高。设计规模愈加庞大的背后,带来的是CAD设计相关计算任务的指数级增长。平移、缩放、拷贝粘贴、删除、镜像、旋转等一系列常用的CAD基础操作,也开始成为一些设计师的日常工作瓶颈,中望CAD产品响应速度的提升开始进入深水区。

       中望CAD产品研发团队选择从用户的高频操作入手,逐一攻克。

       中望CAD 2022,重点对实体的选择、删除、布局切换、视觉样式切换等高频操作场景进行优化,大幅提升用户基础操作效率。

       中望CAD 2023,进一步利用空间索引技术等技术对实体的选择、删除等操作进行效率优化,通过动态的区域划分实现对操作的快速响应,开始在行业内具备效率优势。即便是处理百万条带宽度多段线的选择和删除效率,中望CAD 2023的表现也超出行业整体水平。

       中望CAD 2024,则将优化重点聚焦于图纸表达呈现的关键支撑——二维图纸渲染。

       想要实现复杂图纸二维渲染效率的提升并不容易,需要综合考虑用户电脑硬件条件、图纸大小和复杂度等多重因素。传统CAD软件的二维图形渲染和计算方式主要依赖电脑CPU光栅化,对电脑CPU的性能高度依赖。“如果一直在CPU光栅化上做文章,预计产品迭代两三个版本后就会遇到性能上限。”中望CAD产品研发负责人指出。

       中望CAD产品研发团队选择提早与天花板交锋,寻找二维渲染效率增长的第二曲线。

       可喜的是,中望CAD 2023已率先在三维显示效率的大幅提升上做了成功示范:通过提高对GPU的利用率,提升CPU、GPU异步执行的并发力度,哪怕是包含千万级三角面片的图纸,中望CAD 2023也已达到实时渲染的效果。

       虽然二维渲染和三维渲染面对的场景和技术难点大相径庭,经过大量的市场调研和技术分析,“我们意识到GPU图形处理器在CAD二维渲染和计算方面的潜力同样巨大。”确定研发方向后,中望CAD产品研发团队快速调整研发思路,并引进GPU专家和硬件工程师展开了艰苦的研究和开发工作。

       相对三维渲染,二维渲染要提高GPU利用率有更多的技术难点要攻克。在中望CAD产品研发团队的攻坚下,通过重新设计算法和渲染流程、场景,引入并行计算和渲染功能,最终成功将许多CPU计算任务交给GPU处理,并实现了多个绘制任务在GPU上并行运行,大大缩短了CAD模型的加载、绘制和编辑时间。

       经中望实验室测试,中望CAD 2024的二维图形综合光栅化效率提升2-9倍,抹平了与市场上主流产品的差距;渲染效率则相比上一代产品提升了约5倍。这使得图纸绘图、览图、平移、缩放等系列操作速度提升2-9倍,较市面同类产品最高快6-17倍,为大模型图纸设计场景带来了更快速、流畅和高效的体验。

中望CAD 2024实现9倍速流畅览图

图2 中望CAD 2024实现9倍速流畅览图

       为确保这种新的硬件加速优化方式可以适应不同用户的需求,中望CAD产品研发团队还提供了“可选项”,开放设计师根据自己的硬件配置和需求,调整GPU的使用方式,从而更好地平衡性能和功耗。

攻克存图效率提速 大图保存无需等待

       中望CAD响应效率提升的最后关卡在“保存图纸”。

       经过多次对计算步骤的缩减,虽然中望CAD 2023的平均图纸保存效率已经在国内同类市场具备效率优势,但包含多对象的大图纸保存依然是设计师吐槽的重灾区,被许多用户戏称为“光明正大的摸鱼时刻”。

       为提高设计师保存图纸的速度,中望CAD研发工程师在中望CAD 2024开发中继续大刀阔斧,大幅缩减计算步骤,使得图纸整体保存效率再次提效10%。但用户最为关注的“多对象”大图纸的保存效率,依然是无法突破的瓶颈。

       传统路径显然已经无法支撑“多对象”大图纸保存效率的继续提升。中望CAD产品研发团队又尝试另辟蹊径,重塑图纸保存流程,根据图纸的状态设计差异化的保存流程,以提升图纸保存命令的执行效率。

       经过多次技术路线迭代,中望CAD产品研发人员运用增量保存技术,配合内存的段页式文件管理方式,在不改变用户产品使用习惯的情况下,通过自动制定图纸的最佳保存策略,有效平衡保存效率与空间占用,最终使中望CAD 2024图纸存储效率较上个版本提升了近3倍,追平主流产品,让保存图纸不再成为悬在设计师头顶的达摩克利斯之剑。

不遗余力做设计师的效率后盾

       中望CAD 2024推出市场后,极大释放了设计师的生产力,特别是对于包含复杂对象的图纸设计效能得到显著提升,受到不少老用户的盛赞。

       为寻找持续的效率突破,中望CAD产品研发团队与产品服务团队一同跟踪了数十个不同行业设计师,了解中望CAD 2024的应用情况,倾听设计师的真实反馈。

       “为什么登山?因为山就在那里!“中望CAD产品研发负责人经常引用登山运动家埃德蒙德·希拉里的名言来诠释中望CAD 21年持续研发攻关的过程。

       这或许是国产二维CAD发展的最好时代。工业软件“卡脖子”问题浮出水面,研发设计类工业软件作为工业软件的关键核心被推到台前。作为国内研发设计类软件积累最深厚的领域,二维CAD前所未有地被关注。

       但,这也是中望CAD产品研发团队压力最大的时候。自2021年中望软件在A股作为国内首家研发设计类工业软件上市企业后,中望CAD的每个产品迭代都被放大到聚光灯下检视。

       尽管压力重重,肩负的使命感,还是让这群国产二维CAD产品研发人倍感自豪。

       在今天这个时代,在全球化的大背景下,在工业数字化转型升级的浪潮下,做好工业软件,做好国产工业软件,既是时代给我们的机遇,也是时代给我们的责任。这要求我们持续加大中望CAD的自主研发和技术创新力度,在产品响应速度上精益求精、争分夺秒,把成为设计师工作效率和设计质量的坚强后盾作为团队的使命。

       实际上,经历20余年的自主产品研发,中望CAD已经用实践证明,只有持续性的关注用户需求,持续性的投入原创性技术研发,才是一个产品的长期主义。
责任编辑:程玥
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