浅谈CAD技术及其应用的若干问题

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浅谈CAD技术及其应用的若干问题

计算机辅助设计(CAD)技术，作为电子信息技术的一个重要组成部分，是促进科研成果的开发和转化，促进传统产业和学科的更新和改造，实现设计自动化，增强企业及其产品在市场上竟争能力加速国民经济发展和国防现代化的一项关键性高新技术，也是进一步向计算机集成制造(CIMS)发展的重要技术基础.从广义上说，CAD技术包括二维工程绘图、三维几何设计、有限元分析、数控加工、仿真模拟、产品数据管理、网络数据库以及上述技术(CAD/CAE/CAM)的集成技术等。CAD应用工程是与CAL)技术研究开发、推广应用相关的高新技术密集的大型系统工程。CAD应用工程的实施标志着我国在“企业信息化、信息企业化”的大道上取得了长足的发展。CAD技术的使用使产品和工程设计、制造的工作内容和方式发生了根本性变革，这一技术成为工业发达国家制造业保持竞争优势、开拓市场的重要手段。
  
　　随着计算机性能成数最级的提高，其价格成倍地下降；随着网络通讯的普及化、信息处理的智能化、多媒体技术的实用化；CAD技术的普及应用越来越广泛，越来越深入，CAD技术正向着开放、集成、智能和标准化的方向发展。
  
　　90年代以来，从事科研和应用开发CAD的技术人员认识到，要让CAD技术成为生产力，关键是让设计人员都用上、会用CAD系统。国家科委确定以“甩图板”的工程目标来实现绘图设计自动化作为推广应用CAD技术的突破口，今天，许多地方、企业己经推广了CAD，取得了较好的效果，但也还存在一些问题值得探讨。
1 引起设计革命的CAD

CAD是目前计算机应用中最活跃的领域一股的设计业务主要包括研究开发设想、产品基本设计、成本估算、设计制图以及为设计而进行的辅助工作(如产品调研、为设计而接受继续教育、参加有关的学术会议等)

首先从占设计时间40%的制图入手，计算机辅助制图不但作为一种减轻设计者劳动的方法，而且引出一场“设汁革命”。CAD使设计工作产生了如下的变革：①使设计工作深入到前所未有的深度：②提高图纸设计的速度和质量；③简化设计过程，计算机与产品标准数据库连接后，所有己纳入标准的零部件设计都可实现计算机自动给图，设计者只需告诉计算机所采用的标准参数就可以了：④设计仿真和设计检验，利用CAD的三维图形功能，可在计算机屏幕上模拟出所设计产品的外形状态，在设计之初就对产品进行优化，在新产品试投产前，就可以对其制造过程中的结构、加工、装配、装饰和动态特征进行分析和检验，从而提高了产品设计的一次成功性；⑤设计与制造的紧密结合，如前所述，CAD的设计数据既可用于设计仿真CAE，也可以通过数据传输系统与数控加工设备联结，将设计数据直接用于产品的加工，即CAM、CAD可自动完成从设计到加工程序的转换。

2 CAD软件迈进个性化时代

设计和制造是制造业开发产品的主要环节，CAD技术推动了制造业的技术革命，他哭破了传统方式，使人们可以不用图板、图纸就可高效地开发产品，现在CAD技术己经成为衡量一个国家工业水平的重要标志。

应用领域和人群的不断增长，对CAD软件提出了更高的要求。各行业用户一方面迫切希望得到最适合自己专业需求的CAD软件，另一方面希望以合理可承受的价格得到来自专业CAD厂商为自己虽身定做的专业服务。行业用户迫切希望得到个性化的CAD产品和服务。

CAXA日前率先推出的“电子图板2000”，标志着CAD软件迈入个性化时代。“CAXA电子图板”充分考虑了用户的个性化需求，提供了专业而易于使用的开发平台，使用者可以根据自己的需要改变软件、增加功能甚至开发出全新的专业设计软件。“CAXA电子图板2000”目前己集成了机械、电气和建筑设计模块，

数十家专业软件开发机构与CAXA合作开发专业设计软件并将不断集成起来此外，CAX人推出了个性化服务计划，从培训、支持到定制产品，一改以往“企业生产什么卖什么”的思路，而以“用户需要什么，我们提供什么”为宗旨，针对使用者的应用和需求，为其置身定制，让软件和服务更适合使用者的需求.“CAXA电子图板2000”个性化的产品和服务，让高科技的软件更加大众化了。

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3应用CAD技术的几个问题

网络化

网络化是当前的一个趋势,CAD采用网络可以实现信息共享，给设计工作带来极大的方便。这里有必要谈的一点是CAD软件的网络化问题。由于CAD的实时数据交换量极大，采用主机分时系统会降低设计效率，最佳方案是各节点机能独立完成设计工作，网络的作用是各节点有关资源的相互调用。同时，由于知识产权保护的需要，CAD软件都有自己的加密措施(如钥匙盘或加密狗)。因而在实施上出现两种情况，一是仅在服务器上安装一个加密狗，二是在各节点机分别安装加密狗。前者便于资产管理后者可以脱离网络单机运行，各有优点。

像CAXA电子图板的网络板就提供了三种安装模式，即全服务器安装、全工作站安装、混合安装。第一种模式适合于无盘工作站网络，将软件全部安装在服务器上，节点工作站无硬盘：不足之处是网络要求高，否则运行速度受影响。第二种模式要求工作站有一定的硬盘容量，运行服务器与工作站基本上无数据交换，服务器的作用仅是软件使用权限控制。第三种模式则是将经常调用的部分程序安装在工作站上，而把硬盘空间大的库文件之类安装在服务器上，兼顾运行速度、网络通讯及硬盘空间各个万面，是一种较好的模式。

智能化

智能化是CAD发展的必然。智能化的主要特征是不仅能处理数据而且能处理知识，其功能远超出了计算范畴，他能进行推理、优化、选择、判断并作出决策，这样的系统在解决问题方面能达到专家水平，即‘专家系统气专家系统是人工智能的一种实际应用。

众所周知，工程设计是一项综合性工作，是工程师根据科学方法，凭借自身积累的经验、遵循国家规范，按使用要求和施工条件等诸多因素，进行分析，比较和判别卜最后用图纸和文字资料表达设计产品的过程。整个设计过程是一个反复的逐步求精的过程。可是目前我国自行开发的工程CAD软件大多只能进行校核性设计及出施工图，不具备思维、决策的能力。

智能化CAD技术是一项复杂的系统工程，是一项跨学科的重大课题.必须要有经验的工程设计专家和计算机软件专家密切配合进行研究开发才能较好的解决。

目前，我国智能型CAD系统的研究刚刚开始，还没有可供应的商品化软件。因此，在吸收国外先进技术的基础上，加快研制高水平的智能型CAD软件也是我们的一项迫切任务对提高我国CAD的应用水平和设计手段的现代化将会起到积极的促进作用。

要真正使产品、工程和系统的质量好、成本低、市场竞争能力强，就需要用最好的设计、最好的加工和最好的管理，就十分迫切需要总结国内外相关产品、丁程和系统的设计制造经验和教训，把成功的设计制造经验做成智能设计，智能制造系统去指导新产品、新工程和新系统的设计制造，这样才能使我们的产品、工程和系统有创新性。

标准

标准化是企业技术工作一个很重要的部分当应用CAD技术时，企业技术部门首先应该对企业己有的标准进行修订或订立新的标准，完善的CAD标准体系是指导我国标准化管理部门进行CAD技术标准化工作决策的科学依据，是开发制定CAD技术各相关标准的基础，也是促进CAD技术普及应用的约束手段，因此，在CAD应用工程中跟踪国际的相关标准、研究制定符合我国国情的CAD标准，并切实加以执行是促进我国CAD技术研究开发、推广应用能不断发展的重要保证。

对软硬件的认识

通常，CAD软件的使用人员是专业技术人员，他们关心所选择的CAD软件能否满足他们工作的需要，是否好用，而不大关心软件是怎样开发出来的，以及软件的功能是否覆盖了CAD的所有领域，是否反映了CAD技术研究的最新成果等，而系统维护人员大多是计算机专业人员，他们关心的是软件有否二次开发语言接口，系统的开发语言是哪几种，以及某个软件的接口怎样等等.有些提出的问题与企业的实际技术工作相脱节.因此，CAD系统的选型应以CAD系统使用人员为主。

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CAD对硬件的要求比起一般文字处理、管理系统要高一些。通常，二维绘图需要486以上的机型，主频速度在100MHz以上，内存4M以上(建议8M)，内存大小将会影响操作速度。图形输出最好采用喷墨绘图机，根据企业图纸幅面来配里绘图机的大小。

CAD软件的二次开发

所谓二次开发就是在某种墓础软件平台上(如二维绘图软件)构筑一些专业化应用功能，以提高系统的专业针对性和使用效率.例如可以在CAXA电子图板上增加一些刀具设计的计算、数据及图形库，从而构成一个高度专业化的成形刀具CA工)系统。

要使企业真正用好CAD系统、使之变成现实生产力，必须向企业提供易学易用的二次三度开发工具，即开发面向行业和企业应用的专用CAD软件和数据库.除了传统的函数库调用，Lisp语言和C语言开发工具外，更需要系统开发单位能及时地对用户进行技术支持和培训。现在按交互、对话的图声文方式提示用户构造适合行业，适合企业的CAD应用系统将会更加友好，受用户欢迎。

CAD应用人才的培训

现代化的设备需要高科技素质的人员操纵，才能发挥其应有的作用，产生巨大的经济效益。只有让设计人员尽快掌握CAD这一先进的科学技术知识。才能让现代化的设备创造出应有的经济效益和社会效益。

目前，在职工程设计人员通过设计实践，以具有较为丰畜的专业知识，但缺乏应用CAD技术的知识和能力，影响了CAD技术的普及和应用。CAD是一项高新技术，人的因素极为重要，没有一支相对稳定巨技术水平较高的队伍，推广和普及工程CAD技术是一句空话。在设计单位由十历史的原因，还有相当数量的工程设计人员是计算机盲，更说不上对CAD技术的认识。因此，首先应充分利用CAD培训中心的优势进行基础知识培训，达到人人会用计算机，人人掌握CAD技术，只有这样才可谈得上甩掉图板，只有在此基础上才可进行高层次培训和开发培训可用几种办法进行：

送出去培训出少量资金，选派业务能力强的中青年技术人员到大专院校和培训基地进行培训，培训回来后就是CAD技术应用的骨干。

自我培训对大多数技术人员可以利用脱产或半脱产的方法进行自我培训.请计算机专业人员专门讲授计算机方面的基础知识、操作技能，提高技术人员的计算机操作水平。

请专家进厂培训在企业大多数技术人员已经掌握一定的CAD技术，积累了一些问题时的基础上，就需要把有关专家请进厂进行现场培训，这一步的培训对提高企业CAD技术应用水平很重要。