CAD发展历程与前景分析

刘家念（天津市河西区职工大学，天津　300202）

CAD发展历程与前景分析

刘家念
（天津市河西区职工大学，天津300202）

摘要：CAD技术经历了五个阶段的发展历程，其作为一种综合高新技术，在科技发展的进程中具有深远的影响。我国CAD技术与世界先进国家进行比较，在技术研发的各方面及其应用领域上还存在着一定的不足，基于目前存在的问题，以后CAD发展趋势为集成化、网络化、智能化、标准化。

关键词：机械CAD优越性；发展历程；发展趋势

计算机辅助设计（CcomputerAided Design）的英文缩写为CAD，是指在实践生产设计过程中，借助计算机的系统功能，帮助设计人员进行设计方面相关活动的总称。其涵盖的内容非常广泛，例如我们在设计过程中经常涉及到的有限元分析、计算机模拟仿真、计算机二维和三维绘图等。随着科技的进步与发展，CAD技术已经渗透到我们的邮电与电子、航空与航天、机械与纺织、建筑与船舶等领域，机械CAD即在机械设计过程中，2将CAD技术具体运用到产物的一项综合高新技术。

1　CAD的优越性

（1）CAD技术可以提高工作效率，缩短设计周期，与传统的设计方法相比，其设计效率可提高3-5倍以上。随着交互式图形技术，特别是可视化技术的提高，其效率会有更明显的增长。

（2）CAD技术可以降低成本，与传统的设计方法相比，它可以大幅度节省劳动力，并且优化设计可以节省原材料，其经济效益是很可观的。

（3）CAD技术可以改进设计方法，提高设计质量。CAD的优化设计方法有助于改进工艺参数和产品结构，另外数据库中的信息、技术知识可以实现共享，为产品设计提供专业的科学的理论基础。

2　CAD的发展历程

截止到目前，CAD技术已经经过了50多年的历程，纵观CAD的整个发展历程，可以分为这样五个阶段：

（1）初始准备阶段，1959年12月在MIT召开的一次计划会议上，明确提出了CAD的概念。

（2）研制试验阶段，1962年，美国MIT林肯实验室的博士研究生I.E.Sutherland发表了“Sketchpad人机交互图形系统”的论文，首次提出计算机图形学，交互技术，分层存储的数据结构新思想，实现了人机结合的设计方法。1964年美国通用汽车公司和IBM公司成功研制了将CAD技术应用于汽车前玻璃线性设计的DAC-I系统。这是CAD第一次用于具体对象上的系统，在那之后CAD的发展速度得到了迅猛的发展。

（3）技术商品化阶段，20世纪70年代，CAD技术开始步入实用化，从二维技术发展到三维技术，开发CAD技术的软件公司开始层出不穷。

（4）高速发展阶段，20世纪80年代开始，CAD技术进入了高速发展阶段。随着科学技术的迅速发展，计算机的成本大幅度下降，计算机硬件和软件的功能提高的同时价格不升反降，使CAD的硬件配置和软件开发能够满足中、小型企业的承受能力，从此CAD技术不在被大企业垄断。Autodesk公司1982年推出微机辅助设计与绘图软件系统AutoCAD，随后多次更新版本，完善系统功能，在CAD发展的历程中产生了巨大的影响。

（5）全面普及阶段，20世纪90年代开始，CAD技术在设计领域得到了广泛应用，成为工程界一种重要的设计手段。

3　机械CAD在我国的应用现状

我国在CAD技术上的研究较国外要晚一些，20世纪70年代，开始有为数不多的企业和高校研究计算几何的数学理论、工程制图的方法和布局、布线的计算方法。80年代初开始引进了CAD成套系统，80年代中后期，CAD技术有了较大发展，人们逐渐意识到了这一技术的优势。90年代初诞生了具有独立版权的CAD系统，90年代中后期开发了应用于档案管理及绘图、分析计算的机械CAD软件。随着工业发展对科技的要求更高，国内对于CAD技术的开发、研究和应用取得了较大的进展。但是与世界先进国家进行比较，在技术研发的各方面及其应用领域上还存在着一定的不足。国内的CAD软件多功能性比较差，集成化程度不高、稳定性能差，没有足够的市场竞争优势，CAD设计技术在制造业领域的应用比例不高。基于以上等个因素，使得CAD技术不能够在我国机械制造业中发挥其巨大的作用。

4　机械CAD的发展趋势

随着CAD技术应用领域的不断普及，CAD技术正向着集成化、智能化、标准化和开放性的方向发展。

开放性主要体现在进户端、系统的工作平台、应用开发环境及与其他系统进行的信息交换等方面。对一个系统是否实用且能否转化为现实生产力的基础起到决定性作用。

集成化包括三个方面含义，一是CAD功能将多种集成形式汇集成一体，成为各应用领域一体化的解决方法，推动各领域信息化进程，进而使得其生产效率得以提高。二是CAD利用网络计算的环境功能实现各地区、各领域之间的集成。三是将CAD技术中的算法、功能模块及系统汇集在一起，并做成芯片来提高CAD整体系统的运行效率。

为满足各领域对CAD应用的实践要求，CAD必然朝着智能化方向发展。智能CAD是在深入研究人类设计的思维模型的同时，将现有的CAD技术、智能技术很好的相结合应用到其中，并利用信息技术实现表达。这样的CAD系统既高效，又给智能领域带来新的技术手段。智能CAD的发展将深刻的影响着信息科学的发展。

现如今，支撑CAD的软件正进入ISO标准和工业标准，零标准化方法和标准化部件库也已成为CAD系统中必要的组成部分。我国应采取主动贯彻ISO10303《产品数据表达与交换标准》中所提倡的方针，针对国内现实的生产实际需求和发展前景，尽快实现统一协调自主开发软件的数据模型。完善的标准化体系则是我国CAD软件开发及技术应用实现与世界接轨所必须完成的一项任务。

今后CAD技术将会朝着集成化、网络化、智能化更深层次的方向发展。在计算机图形和几何造型技术上由二维向三维发展，与图形学发展相关的硬件也将成为人们研究、开发的一个重点。

结语

CAD技术的发展对科技进步、工业技术改革有着深远的影响。面对更加激烈的市场竞争，国内各领域应将提高产品质量放到第一位，将研发周期缩短，提高市场竞争力，实现效益的最大化。因而研发出代表世界先进水平的机械CAD软件，才能逐步缩短与国外的差距，同时CAD技术的快速发展也是实现这一目标的有力武器。

参考文献

[1]陈琪，徐琳琳，高洁.CAD技术发展趋势[J].制造业信息化，2002.

[2]段清.CAD技术在机械工程设计中的发展与应用[J].山西科技，2005（05）.

中图分类号：TP391

文献标识码：A