【文章內(nèi)容簡介】 造業(yè)巨頭不但廣泛采用CAD/CAM 技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計，而且投入大量的人力物力及資金進(jìn)行 CAD/CAM 軟件的開發(fā)，以保持自己技術(shù)上的領(lǐng)先地位和國際市場上的優(yōu)勢。計算機輔助建筑設(shè)計(ComputerAidedArchitectureDesign，簡稱 CAAD)是 CAD 在建筑方面的應(yīng)用，它為建筑設(shè)計帶來了一場真正的革命。隨著 CAAD 軟件從最初的二維通用繪圖軟件發(fā) 展到如今的三維建筑模型軟件， CAAD 技術(shù)已開始被廣為采用，這不但可以提高設(shè)計質(zhì)量，縮短工程周期，還可以節(jié)約 2%至 5%的建設(shè)投資，而近幾年來我國每年的基本建設(shè)投資都有幾千億元之多，如果全國大小近萬個工程設(shè)計單位都采用 CAD 技術(shù)，則可學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 頁 授人以漁 能力為本 以大大提高基本建設(shè)的投資效益。 CAD 技術(shù)還被用于輕紡及服裝行業(yè)中。以前我國紡織品及服裝的花樣設(shè)計、圖案的協(xié)調(diào)、色彩的變化、圖案的分色、描稿及配色等均由人工完成，速度慢、效率低，而目前國際市場上對紡織品及服裝的要求是批量小、花色多、質(zhì)量高、交貨要迅速，這使得我國紡織產(chǎn)品在國際市場上 的競爭力不強。采用 CAD 技術(shù)以后，大大加快了我國紡織及服裝企業(yè)走向國際市場的步伐。如今， CAD 技術(shù)已進(jìn)入到人們的日常生活中，紀(jì)公園》等科幻片以及完全用三維計算機動畫制作的影片《玩具總動員》，都取得了極大的成功。轟動全球的大片《泰坦尼克》應(yīng)用了大量的三維動畫制作，用計算機真實地模擬了泰克尼克航行、沉船的全過程。此外，動畫和廣告制作中也充分利用了計算機造型技術(shù)，實質(zhì)上也是一種虛擬現(xiàn)實技術(shù)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)還被用于各種模擬器及景物的實時漫游、娛樂游戲中。 國產(chǎn) CAD 發(fā)展歷程 中國 CAD 技術(shù)起源于國外 CAD 平臺技術(shù)基礎(chǔ)上的二次開發(fā)，隨著中國企業(yè)對 CAD 應(yīng)用需求的提升，國內(nèi)眾多 CAD 技術(shù)開發(fā)商紛紛通過開發(fā)基于國外平臺軟件的二次開發(fā)產(chǎn)品讓國內(nèi)企業(yè)真正普及了 CAD，并逐漸涌現(xiàn)出一批真正優(yōu)秀的 CAD 開發(fā)商。 在二次開發(fā)的基礎(chǔ)上，部分頂尖的國內(nèi) CAD 開發(fā)商也逐漸探索出適合中國發(fā)展和需求模式的 CAD，更加符合國內(nèi)企業(yè)使用的 CAD 產(chǎn)品，他們的目的是開發(fā)最好的 CAD，甚至是為全球提供最優(yōu)的 CAD 技術(shù)。 目前，除了提供優(yōu)秀的 CAD平臺軟件技術(shù)以外，一直以來積極推進(jìn)國產(chǎn) CAD技術(shù)的發(fā)展，聯(lián)合眾多國產(chǎn) CAD 二次開發(fā)商組成的國產(chǎn) CAD 聯(lián)盟，更是極大促進(jìn)了國產(chǎn) CAD 的發(fā)展壯大，為中國企業(yè)提供真正適合中國國情及應(yīng)用需求的CAD 解決方案。 學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 4 頁 授人以漁 能力為本 應(yīng)用領(lǐng)域 AUTOCAD 有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，在全球 數(shù)百強企 中有 90%的企業(yè)均使用，它來做 輔助設(shè)計，在世界上其已成 室內(nèi)設(shè)計也室內(nèi)裝潢設(shè)計 航空、航海圖 服裝設(shè)計與裁剪 舞臺置景與劇院燈光設(shè)計 印刷排版 三維動畫廣告與影視特效等 發(fā)展方向 當(dāng)前工業(yè)企業(yè)正面臨著市場全球化、制造國際化和品種需求多樣化的新挑戰(zhàn)，各企業(yè)間圍繞著時間、質(zhì)量和成本的競爭越來越激烈。由此出現(xiàn)了一系列先進(jìn)制造技術(shù)、系統(tǒng)和新的生產(chǎn)管理方法。如并行工程、及時生產(chǎn)、精良生產(chǎn)、敏捷制造和虛擬現(xiàn)實技術(shù)等，所有這些先進(jìn)制造技術(shù)和系統(tǒng)都與 CAD 系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用密切相關(guān)。目前 CAD 系統(tǒng)的發(fā)展趨勢主要體現(xiàn)在以下幾方面： CAD 系統(tǒng)應(yīng)用面向產(chǎn)品的全過程：在產(chǎn)品的全過程中，要求產(chǎn)品的信息能在產(chǎn)品生命周期的不同環(huán)節(jié)方便地轉(zhuǎn)換，有助于產(chǎn)品開 有不同的管理使用權(quán)限。對產(chǎn)品建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型后進(jìn)行動態(tài)管理。 CAD 系統(tǒng)應(yīng)滿足靈活的虛擬現(xiàn)實技術(shù)：設(shè)計人員可在虛擬現(xiàn)實中創(chuàng)造新的產(chǎn)品模型，并檢查設(shè)計效果，可以及早看到新產(chǎn)品的外形，以使從多方面觀察和評審所設(shè)計的產(chǎn)品；可以運用虛擬工具任意改變產(chǎn)品的外形而無需耗費材料及占用加工設(shè)備，這種方法可盡早地發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)品研制過程的最初階段出現(xiàn)的設(shè)計缺陷如結(jié)構(gòu)空間的干涉等問題，以保證設(shè)計的準(zhǔn)確性。 CAD 系統(tǒng)要具有很好的可移植性和自組織性；在 CAD 系統(tǒng)中，用戶可以根據(jù)自己的需要隨時加入運行文件和模塊，還可重新裝配各個模塊中 的子模塊，或者按照自己的要求修改系統(tǒng)中的不足之處，而這種修改不會影響這個 CAD 系統(tǒng)。 CAD 系統(tǒng)要具有很好的集成性： CAD 與 CAPP、 CAM 的集成已成為工程領(lǐng)域中急需解決的問題。一般可以通過兩個途徑來解決：一是通過接口，將現(xiàn)有的各自獨立的 CAD、 CAPP 和 CAM 系統(tǒng)連接起來；二是開發(fā)集成的學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 5 頁 授人以漁 能力為本 CAD/CAPP/CAM 系統(tǒng)。 智能 CAD 系統(tǒng)：智能 CAD 是一種新型的高層次計算機輔助設(shè)計方法和技術(shù)。它將人工智能的理論和技術(shù)與 CAD 相結(jié)合，使計算機具有支持人類專家的設(shè)計思維、測失誤，回答問題，提出建議方案等。（ 2） 具有推理能力，使不熟悉的設(shè)計人員也能做出好的設(shè)計來。 在未來的幾十年里， CAD 技術(shù)將在建模技術(shù)、軟件組件集成智能化方面進(jìn)一步發(fā)展，因而也必將在機械工程設(shè)計的各個領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用 （ 1）符合人的思維過程 機械設(shè)計師在設(shè)計時總是先構(gòu)思后表達(dá)，由于腦海中構(gòu)思出的產(chǎn)品形狀是三維的，因而直接建立反映產(chǎn)品真實幾何形狀的三維實體模型自然是理想的表達(dá)方式。這可使機械設(shè)計師更加專注于產(chǎn)品設(shè)計本身，而不是產(chǎn)品的圖形表示，符合機械設(shè)計師的創(chuàng)新意識，有利于設(shè)計的連續(xù)進(jìn)行。由于 CAD 三維設(shè)計得到的三維立體圖具有直觀、易于理解等特點，不僅能促進(jìn)機械設(shè)計師的思維深入，有利于設(shè)計的擴展，而且也便于與他人進(jìn)行交流。 （ 2）縮短了機械設(shè)計周期 CAD 三維機械設(shè)計有利于解決復(fù)雜的幾何造型問題。它可以由簡單幾何實體通過布爾運算等功能組合出各種復(fù)雜的幾何實體，并能自動生成相貫線和截交線，大大減輕了設(shè)計工作量，縮短機了 35 倍。同時，三維 CAD 系統(tǒng)具有高度變型設(shè)計能力，能夠通過快速重構(gòu)，得到一種全新的機械產(chǎn)品。 （ 3）零件設(shè)計和修改非常方便 使用三維 CAD 系統(tǒng)軟件，可以在裝配環(huán)境中設(shè)計新零件，也 可以利用相鄰零件的位置及形狀來設(shè)計新零件，既方便又快捷，還可保證新零件與相鄰零件的精確配合，避免了單獨設(shè)計零件出現(xiàn)錯誤而導(dǎo)致裝配的失敗。比如可以在裝配環(huán)境中根據(jù)箱體的形狀及其他的配合要求快速準(zhǔn)確地設(shè)計出所需要的箱蓋來。 零件環(huán)境中有查找器，在完成機械零件造型時，資源查找器同時列出了完成該零件的所有命令，點擊這些命令就可以很清楚地了解完成該零件的每個步驟，并利用資源查找器中的零件回放把零件造型的全過程通過動畫連續(xù)地演示出來，使人一目了然。修改零件時，也可以點擊資源查找器中相對應(yīng)的命令來完成，更方便地學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6 頁 授人以漁 能力為本 是在裝配環(huán) 境中也可以進(jìn)行零件的修改，即點擊要修改的零件就可以進(jìn)入零件環(huán)境來完成零件的修改。 (4)在裝配環(huán)境中裝配零件方便直觀 運用不同的裝配關(guān)系可以把各個機械零件裝配起來。在裝配過程中，資源查找器中的裝配路徑查找器記錄了零件之間的裝配關(guān)系，若裝配不正確或發(fā)生干涉，查找器即予以顯示，同時可對零件的裝配進(jìn)干涉而在運動中出現(xiàn)碰撞的也可檢驗出來，從而及時對設(shè)計進(jìn)行更改，保證設(shè)計的正確性，避免了機械產(chǎn)品生產(chǎn)后才發(fā)現(xiàn)問題需要修改甚至報廢。同時還可以進(jìn)行運動仿真，能清楚地看到機器運動的全過程。直接在計算機上對設(shè)計出的零件進(jìn)行 虛擬加工和裝配試驗，檢查零件加工工藝性和裝配質(zhì)量(有否干涉、松動等 )，從而減少昂貴的產(chǎn)品試驗?zāi)Ｐ唾M用。提高機械產(chǎn)品的技術(shù)含量和質(zhì)量，由于機械產(chǎn)品與信息技術(shù)相融合，同時采用了 CAD 設(shè)計方法和 CIMS 組織生產(chǎn)，使機械產(chǎn)品設(shè)計有了新發(fā)展。三維 CAD 技術(shù)采用先進(jìn)的設(shè)計方法，如優(yōu)化、有限元受力分析等，保證了產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量