学术、产业与教育的多重实践，不仅塑造了他作为技术领军者的格局，更成为其当选院士的核心驱动力。
在清华大学自控系任教期间，孙家广参与了多项国家重点科研项目。
时值"文革"后期，清华师生在极端困难条件下坚持科研。
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例如1970年代，他参与的核燃料后处理项目（"712任务"），这种"边干边学"的实践模式培养了他解决复杂工程问题的能力。
1975年，他主导开发的计算机辅助电路分析软件，成为国内最早的工程应用软件之一，初步展现了将理论转化为生产力的能力。
作为改革开放后首批赴日技术人员，他深入接触了日本企业的精细化管理与质量管理体系。
伊藤忠作为综合性商社，其"全产业链服务"理念（如从纤维到机械的跨领域整合）启发了他对技术与产业协同的思考。
这段经历使他意识到，技术创新必须与市场需求深度融合。
孙家广在担任美国硅谷IDVIEW公司总工程师期间，他主导开发了基于实体造型技术的CAD系统，突破了传统线框建模的局限。
IDVIEW的技术路径（如参数化设计、特征建模）直接影响了他后来在清华的研究方向，为国产CAD系统研发奠定基础。
孙家广在惠普从事计算机辅助设计系统开发时，他参与了全球首个基于UNIX的商用CAD/CAM系统研发。
这段经历让他深刻理解到软件系统需兼顾技术先进性与工业级可靠性。
他理解标准化重要性，惠普的开发流程（如模块化设计、版本控制）成为他后来推动国产软件产业化的方法论。
晋升教授后，他牵头研制了具有自主知识产权的二维CAD系统（THCAD），并在全国数百家企业推广。
该系统通过"参数化绘图工程标注自动化"等功能，将设计效率提升3-5倍，直接推动了制造业信息化进程。这一成果不仅获得国家科技进步奖，更成为他1999年当选院士的核心支撑。
孙家广从人才培养到学科重塑，他创建软件学院，他的办学理念提出"三位一体"培养模式，即理论教学+企业实训+科研创新。
他