論述CAD技術(shù)及發(fā)展動(dòng)態(tài)范文

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摘要：本文主要闡述cad技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)，以及研究CAD目的和意義。

關(guān)鍵詞：CAD；發(fā)展；趨勢(shì)；研究從第一臺(tái)計(jì)算機(jī)問世至今，人們從未停止過將他的應(yīng)用推廣到各個(gè)領(lǐng)域的嘗試。近一個(gè)世紀(jì)過去了，正如先前人們所希望的那樣，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)遍布了我們生活的每行每業(yè)。事實(shí)上，計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為我們學(xué)習(xí)、科研、生活中所不可或缺的強(qiáng)有力的助手。就在計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，一系列相關(guān)的新興科學(xué)也隨之興起，CAD技術(shù)便是其中之一。

CAD（COMPUTERAIDDESIGN，即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）是指設(shè)計(jì)人員通過"人-機(jī)界面"與計(jì)算機(jī)進(jìn)行"人-機(jī)對(duì)話"式設(shè)計(jì)，它充分利用計(jì)算機(jī)快速準(zhǔn)確的運(yùn)算和設(shè)計(jì)人員經(jīng)驗(yàn)以及綜合思維分析能力，并將其融為一體，用以解決工程或設(shè)計(jì)問題，或是對(duì)某一物理過程的模擬。對(duì)于不同的工程領(lǐng)域，CAD具體內(nèi)容的重點(diǎn)有很大的不同，例如，電子電路的重點(diǎn)在于節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)表示其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；微波電路較多的研究其數(shù)學(xué)模型及矩陣方程；機(jī)械和建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于圖形技術(shù)；控制系統(tǒng)則主要用計(jì)算機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的建模、分析、設(shè)計(jì)和仿真等。

1CAD技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

CAD技術(shù)產(chǎn)生于上個(gè)世紀(jì)50年代，是經(jīng)過多年的計(jì)算機(jī)技術(shù)及外圍設(shè)備的發(fā)展而形成的一門新的技術(shù)。目前CAD技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在機(jī)械、電子、航天、航空、汽車、船舶、輕工、紡織、建筑、GIS、礦業(yè)、地測(cè)、公路、鐵路等領(lǐng)域。80年代，由于超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，32位微機(jī)和大容量存儲(chǔ)芯片投入實(shí)際應(yīng)用，出現(xiàn)了超級(jí)小微機(jī)、工程工作站、超級(jí)微機(jī)和個(gè)人計(jì)算機(jī)；各種商業(yè)化的支撐軟件，如繪圖軟件、有限元分析軟件、數(shù)據(jù)庫管理軟件等都相繼投入市場(chǎng)，帶動(dòng)了包括CAD技術(shù)在內(nèi)的大批新興技術(shù)的快速發(fā)展。由于CAD技術(shù)的迅速發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)形成了一個(gè)以研究開發(fā)、生產(chǎn)制造、推廣應(yīng)用到銷售服務(wù)的一整套的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

1.1國外CAD技術(shù)發(fā)展的主要特點(diǎn)表現(xiàn)在

1.1.1基礎(chǔ)軟件商品化

國外的一些高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)公司，在基礎(chǔ)軟件商品化方面，做了大量的工作。例如，在圖形系統(tǒng)方面，美國Autodesk公司推出的AutoCAD圖形軟件包，已經(jīng)發(fā)展到了2008版本，成為微機(jī)繪圖的主要基礎(chǔ)軟件。此外，如SDRC公司的I-DEAS，IBM公司的CADAM,，ProEngineer等都是在工程工作站上應(yīng)用的具有很強(qiáng)繪圖功能的圖形基礎(chǔ)軟件。除此之外，在有限元分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等方面，近年來，也相繼推出了許多很實(shí)用的商品化軟件。由于這些商品化軟件大量投入市場(chǎng)，極大地促進(jìn)了CAD技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用。

1.1.2推廣應(yīng)用普通化

由于硬件技術(shù)和軟件技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，持別是商品化基礎(chǔ)軟件的不斷推出，CAD技術(shù)在國外企業(yè)中應(yīng)用十分普遍。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在發(fā)達(dá)國家中，CAD技術(shù)在制造企業(yè)中的應(yīng)用，其覆蓋率高達(dá)70%以上，一些大中型企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，全部由計(jì)算機(jī)完成。例如美國的通用汽車公司、日本的大限公司、Mazak公司等，在CAD技術(shù)的應(yīng)用方面，均已達(dá)到了非常高的水平。

1.1.3極力推進(jìn)智能化、集成化。國外的CAD技術(shù)發(fā)展很快，目前已經(jīng)推出了第三代CAD軟件產(chǎn)品。第三代CAD軟件產(chǎn)品以三維設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，引入了人工智能技術(shù)，并把所有的功能在單一的公共數(shù)據(jù)庫下集成起來，在數(shù)據(jù)庫的支持下工作，實(shí)現(xiàn)了CAD系統(tǒng)的真正集成。

1.2我國的CAD技術(shù)起步于上世紀(jì)60年代末，可以說與工業(yè)發(fā)達(dá)國家基本同步，我國在CAD技術(shù)的各個(gè)方面，開展了許多研究、開發(fā)和推廣應(yīng)用工作，取得了巨大的成果，為生產(chǎn)力的發(fā)展注入了技術(shù)進(jìn)步的因素，起到了可喜的促進(jìn)作用。"八五"期間，根據(jù)抓應(yīng)用、促發(fā)展的方針，又重點(diǎn)進(jìn)行了CAD技術(shù)的推廣應(yīng)用工作。根據(jù)2004年抽樣調(diào)查的結(jié)果得知，機(jī)械電子行業(yè)已擁有CAD系統(tǒng)16076套，航空航天工業(yè)系統(tǒng)約有90%以上配備了不同檔次的計(jì)算機(jī)，工程設(shè)計(jì)院90%以上的計(jì)算工作量、50%左右的方案設(shè)計(jì)、30%左右的繪圖工作量是通過CAD軟件來完成的。

我國在國產(chǎn)化CAD軟件的開發(fā)方面，也取得了新的發(fā)展。這對(duì)進(jìn)一步促進(jìn)CAD技術(shù)在我國企業(yè)中的應(yīng)用起到了很大的推進(jìn)作用。盡管我國在CAD技術(shù)的研究、開發(fā)和在企業(yè)中的推廣應(yīng)用等方面，取得了很大的成績，但是與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比，在應(yīng)用和開發(fā)的廣度和深度上，還存在著很大的差距，主要表現(xiàn)在：(1)我國自主版權(quán)的CAD軟件，其商品化程度低、可靠性較差、功能單一、集成化程度低，難以進(jìn)入市場(chǎng)。(2)國內(nèi)CAD技術(shù)的推廣應(yīng)用還很不普遍。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在制造業(yè)領(lǐng)域，真正使用CAD技術(shù)輔助進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的，其覆蓋率還不足5%。(3)雖然引進(jìn)了不少的CAD軟件，但是其功能都沒有被充分利用。而且CAD軟件的引進(jìn)和應(yīng)用，在行業(yè)之間和地區(qū)之間的發(fā)展也很不平衡。

近幾年來，CAD技術(shù)正向著開放、集成、智能和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。

(1)向融合各個(gè)領(lǐng)域高新技術(shù)的方向拓展。如：多媒體技術(shù)、科學(xué)計(jì)算可視化技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和地理信息系統(tǒng)等。(2)向設(shè)計(jì)的全過程拓展，采用一體化和智能化技術(shù)。如國外建筑工程領(lǐng)域的多種CAD平臺(tái)都可以支持從方案到逼真的效果顯示，實(shí)現(xiàn)從建筑、結(jié)構(gòu)、工程設(shè)備、概預(yù)算的整體設(shè)計(jì)過程。人工智能和專家系統(tǒng)也開始比較廣泛地應(yīng)用于全過程設(shè)計(jì)中。(3)向產(chǎn)品設(shè)計(jì)的全過程拓展，進(jìn)行集成化和協(xié)同工作。計(jì)算機(jī)集成工程設(shè)計(jì)系統(tǒng)的概念包括決策支持、辦公自動(dòng)化、管理信息、計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量管理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)子系統(tǒng)、工程圖計(jì)算機(jī)輔助管理子系統(tǒng)等。(4)向采用軟件先進(jìn)技術(shù)的方向拓展。近幾年來，軟件技術(shù)有了兩大進(jìn)展：面向?qū)ο蟮姆椒ê涂蛻魴C(jī)/服務(wù)器技術(shù)，它們正在投入全方位運(yùn)用。由此可見，進(jìn)一步開展CAD技術(shù)的研究、開發(fā)和在企業(yè)中推廣應(yīng)用工作，仍是我國從事CAD技術(shù)工作人員的一項(xiàng)繁重而又十分迫切的任務(wù)。

2研究CAD目的和意義

2.1有利于統(tǒng)計(jì)匯總等工程預(yù)算的計(jì)算

隨著AutoCAD功能的不斷增強(qiáng)，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷增加，其應(yīng)用趨勢(shì)也不斷增長。目前AutoCAD已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、建筑、GIS、礦業(yè)、地測(cè)、公路、鐵路等領(lǐng)域。然而隨著對(duì)AutoCAD應(yīng)用的不斷深入，各種需求的不斷增加，AutoCAD自身處理和管理數(shù)據(jù)能力不強(qiáng)的缺點(diǎn)逐漸暴露出來。目前人們普遍關(guān)注的問題之一就是能否利用AutoCAD工程圖進(jìn)行一些統(tǒng)計(jì)匯總等計(jì)算，如地測(cè)、公路、鐵路、建筑等系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)匯總計(jì)算和工程概預(yù)算等問題。針對(duì)這一問題，各行業(yè)中出現(xiàn)了各種應(yīng)用軟件，這些軟件的一個(gè)共同特點(diǎn)是，都是利用各種AutoCAD二次開發(fā)工具進(jìn)行開發(fā)的，其最大的缺點(diǎn)是開發(fā)難度大、開發(fā)周期長、對(duì)工程圖有確定的要求。本文根據(jù)各種有關(guān)AutoCAD二次開發(fā)的參考文獻(xiàn)，提出了首先將AutoCAD圖形數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)化成SQLServer用戶數(shù)據(jù)庫文件，再利用SQLServer用戶數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計(jì)匯總計(jì)算的強(qiáng)大功能，進(jìn)行各種統(tǒng)計(jì)匯總等計(jì)算的方法。由于針對(duì)的是AutoCAD的圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)化，具有通用性，應(yīng)用范圍廣，可以作為通用模塊，在其它開發(fā)項(xiàng)目中重復(fù)利用，以使開發(fā)人員可以專注自身核心代碼的編寫而不必?fù)?dān)心圖形數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)化的問題，縮短開發(fā)周期，提高開發(fā)效率。

2.2有利于對(duì)圖形進(jìn)行大批量的修改

在AutoCAD工程圖的繪制過程中，經(jīng)常需要進(jìn)行不斷的修改，特別是在即將繪制完成的時(shí)候，總是要進(jìn)行大批量的層屬性、顏色屬性、線型屬性等的修改，這時(shí)如果將其圖形文件轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)庫文件，我們就可以通過在數(shù)據(jù)庫中修改某些字段的值來達(dá)到對(duì)圖形進(jìn)行批量修改的目的，不僅修改方便、快速、準(zhǔn)確，而且不容易遺漏對(duì)某些實(shí)體屬性的修改。

2.3有利于圖紙的管理和相互間繪圖的協(xié)調(diào)

使用AutoCAD進(jìn)行工程制圖時(shí)，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生大量的圖紙，這些圖紙分散，不易管理，查找也很繁瑣。同時(shí)，由于每個(gè)人負(fù)責(zé)的圖紙間的修改，也容易造成圖形數(shù)據(jù)的不一致，通過將AutoCAD圖形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)庫文件進(jìn)行管理，我們可以通過SQLServer提供的用戶驗(yàn)證、事件回滾、建立索引查找等各種機(jī)制，來保證數(shù)據(jù)的一致性和對(duì)圖紙的批量管理，為AutoCAD提供更高的便捷和安全。