CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

2013-06-01 by:廣州有限元分析、培訓(xùn)中心-1CAE.COM 來(lái)源:仿真在線

針對(duì)微機(jī)軟硬件和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展特征,提出CAD技術(shù)將成為網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)模式的一種關(guān)鍵技術(shù)支撐。在分析CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和推廣應(yīng)用CAD技術(shù)中存在問(wèn)題的基礎(chǔ)上,提出了深化推廣應(yīng)用CAD技術(shù)的一些建議。

殷國(guó)勇來(lái)源:機(jī)械
關(guān)鍵字:CAD技術(shù) 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì) 軟件開發(fā)

CAD技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分,是計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程設(shè)計(jì)、機(jī)械制造等領(lǐng)域中最有影響的一項(xiàng)高新應(yīng)用技術(shù)。CAD系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用使傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法與生產(chǎn)模式發(fā)生了深刻的變化,已經(jīng)產(chǎn)生、必然繼續(xù)產(chǎn)生巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),從事科研和應(yīng)用開發(fā)CAD的技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到,要讓CAD技術(shù)成為生產(chǎn)力,關(guān)鍵是讓設(shè)計(jì)人員都用上、會(huì)用CAD系統(tǒng)。國(guó)家科委確定以“甩圖板”這個(gè)形象生動(dòng)的工程目標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)繪圖設(shè)計(jì)自動(dòng)化作為推廣應(yīng)用CAD技術(shù)的突破口,實(shí)踐證明這是一項(xiàng)有效的決策。

今天,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)均有質(zhì)的飛躍,CAD技術(shù)應(yīng)用已奠定了良好基礎(chǔ)。在這種形勢(shì)下,如何正確理解“甩圖板”、深化推廣應(yīng)用CAD技術(shù),如何使為數(shù)甚多的中小型企業(yè)也能應(yīng)用CAD技術(shù)并避免軟硬件投資上的失誤,如何為推廣應(yīng)用CAD技術(shù)提供更好的技術(shù)咨詢服務(wù),這些問(wèn)題值得認(rèn)真探討和分析。

1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的新技術(shù)

今天的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)不僅僅是簡(jiǎn)單地聯(lián)接眾多的計(jì)算機(jī),更重要的是聯(lián)接著無(wú)數(shù)的信息、人與人的智能。從根本上改變了信息獲取、接受和分配處理的方式,改變了人們生活、工作、學(xué)習(xí)和合作交流的環(huán)境。隨著internet、Intranet的普及應(yīng)用,人們正在進(jìn)入智能網(wǎng)絡(luò)化的年代。企業(yè)組織內(nèi)部、企業(yè)之間和社會(huì)團(tuán)體間的廣泛互聯(lián),讓生產(chǎn)和商業(yè)活動(dòng)越來(lái)越依賴于網(wǎng)絡(luò)公共信息基礎(chǔ)設(shè)施。

新的網(wǎng)絡(luò)組織結(jié)構(gòu)是從根本上重新構(gòu)思組織的功能和性質(zhì)以及相互之間的關(guān)系,這種新的組織被稱為互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)(Internetworked Enterprise),使企業(yè)能有效獲得資源、進(jìn)行協(xié)同工作、異地設(shè)計(jì)、網(wǎng)上經(jīng)營(yíng)等活動(dòng),不但企業(yè)之間得到延伸,還聯(lián)接到客戶、供應(yīng)商,甚至包括競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。這就是基于Internet模式的公用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下,正在形成的數(shù)字化經(jīng)濟(jì)和網(wǎng)絡(luò)化經(jīng)濟(jì)。CAD技術(shù)將是這種經(jīng)濟(jì)模式下的一種關(guān)鍵技術(shù)支撐,認(rèn)識(shí)這一點(diǎn)對(duì)于持續(xù)推廣應(yīng)用CAD技術(shù)是有益的。

2 CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

了解CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)推廣應(yīng)用技術(shù)是十分重要的,有利于CAD方案設(shè)計(jì)、選型適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的需要?？偟膩?lái)說(shuō),CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)有以下幾方面:

(1)基于32/64位微機(jī)的Windows操作系統(tǒng)平臺(tái)的CAD系統(tǒng)倍受歡迎,象proe、I-DEAS等運(yùn)行于工作站的軟件也紛紛推出微機(jī)版。

(2)二維繪圖與三維實(shí)體建模一體化,基于特征的參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件應(yīng)當(dāng)是CAD系統(tǒng)的主要功能要求。同時(shí)要求CAD與CAPP、CAM、CAE信息集成,提供符合IGES、STEP標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品信息模型。

(3)基于Windows/Objects/Wcb的技術(shù)解決方案是當(dāng)前CAD軟件的一個(gè)重要特點(diǎn),也就是要求CAD軟件能在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下支持協(xié)同設(shè)計(jì)、異地設(shè)計(jì)和信息共享[4]。

(4)支持并行設(shè)計(jì)的產(chǎn)品數(shù)字管理(PDM)一體化集成。

(5)CAD系統(tǒng)的智能化、可視化和標(biāo)準(zhǔn)化。

3 深化推廣應(yīng)用CAD技術(shù)存在的問(wèn)題

在討論深化推廣應(yīng)用CAD技術(shù)之前而先提出前述兩個(gè)方面內(nèi)容,主要是說(shuō)明CAD技術(shù)仍是新興技術(shù)、仍在高速發(fā)展。其發(fā)展的動(dòng)因是它推動(dòng)了生產(chǎn)力的發(fā)展,給企業(yè)帶來(lái)了效率。但在有些地方、有些企業(yè)卻效果不明顯,原因有多方面,以下幾個(gè)問(wèn)題是主要的。

3.1 對(duì)軟件硬件認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)

對(duì)于上CAD工程項(xiàng)目,對(duì)一些企業(yè)的決策者來(lái)說(shuō),大多是落實(shí)在買多少臺(tái)計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、繪圖機(jī)、大屏幕工作站等看得見(jiàn)摸得著的東西。而對(duì)于軟件來(lái)說(shuō),幾張光盤,要花大筆錢,不如“拷貝”軟件來(lái)用。但拷貝的軟件在功能上、技術(shù)服務(wù)等方面是得不到保證的。然而,我們了解到絕大多數(shù)CAD項(xiàng)目投資都是用于買硬件。應(yīng)用CAD技術(shù)的目的是產(chǎn)生效益,軟件和硬件的有機(jī)結(jié)合才能真正起作用。對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件來(lái)說(shuō),買來(lái)不用最有害,它是不可能保值的。大家都知道,PC機(jī)的核心CPU的運(yùn)算速度每隔18個(gè)月就增加一倍(有可能還要快)。現(xiàn)在買計(jì)算機(jī),兩年以后就跟不上潮流了,它的價(jià)值也許2/3都沒(méi)有了。那么它的價(jià)值到哪里去了?它的價(jià)值是使用過(guò)程中產(chǎn)生的效益。

國(guó)外軟硬件投資比例一般達(dá)到了7∶3(即70%的資金用于軟件,30%用于硬件)。針對(duì)國(guó)內(nèi)實(shí)際情況,倒過(guò)來(lái)3∶7或5∶5也是應(yīng)該可以接受的。

3.2 CAD軟件二次開發(fā)的認(rèn)識(shí)

由于不同的企業(yè)有不同的產(chǎn)品,其設(shè)計(jì)方法、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是不盡相同的。目前,市面上的商品CAD軟件都屬于帶有共性特征的通用開發(fā)工具,不可能從軟件公司買到適合所有產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要的軟件。這也就是CAD軟件均提供二次開發(fā)手段的原因,例如Auto CAD,目前已提供有4種二次開發(fā)的語(yǔ)言。所以,企業(yè)上CAD項(xiàng)目時(shí),宜充分重視二次開發(fā)問(wèn)題。

3.3 對(duì)CAD應(yīng)用人才的培養(yǎng)

CAD技術(shù)成功應(yīng)用的關(guān)鍵在于人才。企業(yè)應(yīng)首先注意加強(qiáng)CAD技術(shù)應(yīng)用人才的培養(yǎng)。企業(yè)人才培養(yǎng)的重點(diǎn)是應(yīng)用好軟件,解決實(shí)際問(wèn)題。高等院校和科研單位的人才重點(diǎn)是開發(fā)。一般來(lái)說(shuō),中小型企業(yè)自己培養(yǎng)CAD技術(shù)的開發(fā)人才是不適宜的。應(yīng)走合作開發(fā)應(yīng)用的道路。

4 對(duì)深入推廣應(yīng)用CAD技術(shù)的建議

完全可以相信,在不同地區(qū)不同行業(yè)CAD技術(shù)將會(huì)獲得深入推廣應(yīng)用。如何結(jié)合國(guó)情、省情,針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行CAD技術(shù)的推廣應(yīng)用,我認(rèn)為以下幾方面工作是重要的。

4.1 發(fā)展CAD技術(shù)咨詢服務(wù)產(chǎn)業(yè)

技術(shù)咨詢服務(wù)是聯(lián)系各行業(yè)務(wù)應(yīng)用對(duì)象與計(jì)算機(jī)軟硬件商家的一種橋梁。要深化推廣應(yīng)用CAD技術(shù),應(yīng)有較完善、相對(duì)中立、技術(shù)水平較高的咨詢服務(wù)體系機(jī)構(gòu)為企業(yè)服務(wù)。其主要任務(wù)責(zé)任是:

(1)對(duì)企業(yè)CAD方案咨詢論證、技術(shù)培訓(xùn)、調(diào)試測(cè)試、軟件系統(tǒng)維護(hù)、運(yùn)行支持和改進(jìn)完善,也包括通訊網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)、PDM等咨詢服務(wù)。

(2)收集、整理企業(yè)CAD系統(tǒng)成功失敗的范例。根據(jù)技術(shù)的發(fā)展提出一些當(dāng)前較為合適的系統(tǒng)軟硬件方案。

(3)收集CAD系統(tǒng)軟件的相關(guān)資料和發(fā)展趨勢(shì),對(duì)常見(jiàn)的CAD/CAM系統(tǒng)性能指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估,提出報(bào)告。

(4)根據(jù)企業(yè)的需要進(jìn)行軟件的二次用戶化開發(fā)并培訓(xùn)企業(yè)技術(shù)人才。

技術(shù)咨詢服務(wù)在國(guó)外已產(chǎn)業(yè)化,但在國(guó)內(nèi)屬于剛剛起步階段,需要政府給予政策和資金上的扶持,提供必要的軟硬件環(huán)境。這是一項(xiàng)有利于企業(yè)、服務(wù)于社會(huì)的技術(shù)活動(dòng),只能逐步走向自我發(fā)展的產(chǎn)業(yè)化道路上來(lái)。

4.2 深化推廣應(yīng)用CAD技術(shù)的步驟

筆者認(rèn)為“甩圖板”這種提法需要在廣度和深度上拓展,包含兩個(gè)方面:一是吸引更多的企業(yè),尤其是中小型企業(yè)推廣應(yīng)用CAD技術(shù),參與“甩圖板”工程;二是針對(duì)不同行業(yè)、不同層次在質(zhì)量上應(yīng)用真正意義的CAD技術(shù),不僅僅包含計(jì)算機(jī)繪圖,還應(yīng)有設(shè)計(jì)分析、CAPP、圖檔管理等內(nèi)容。因此,在企業(yè)中應(yīng)用CAD技術(shù)可分為如下三步:

(1)推廣設(shè)計(jì)繪圖、二維與三維設(shè)計(jì)、CAD與CAPP、CAE、CAM等一體化的廣義“甩圖板”工程。

(2)向設(shè)計(jì)信息集成與管理的縱深發(fā)展,推廣應(yīng)用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)技術(shù),逐步使企業(yè)邁向C3P(CAD/CAM/CAE/PDM)。

(3)采用先進(jìn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)真正意義上的CAD,包括并行工程、分布異地合作設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)和智能設(shè)計(jì)、虛擬快速原型制造等。

4.3 支持以應(yīng)用為導(dǎo)向的CAD技術(shù)方法的研究

對(duì)于在向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制轉(zhuǎn)變的企業(yè)來(lái)說(shuō),應(yīng)充分認(rèn)識(shí)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)調(diào)的競(jìng)爭(zhēng)第一原則,這就決定了企業(yè)對(duì)技術(shù)前沿、特別是產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)創(chuàng)新的需求,而CAD技術(shù)的深化應(yīng)用將有助于這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。目前,在從二維繪圖的底層開始研究CAD系統(tǒng)是不現(xiàn)實(shí)的。筆者認(rèn)為應(yīng)在一種或幾種大眾化、開放體系結(jié)構(gòu)的軟件平臺(tái)上,針對(duì)制造企業(yè)的具體要求,進(jìn)行以應(yīng)用為目標(biāo)的CAD技術(shù)方向的研究。對(duì)支持CAD基礎(chǔ)應(yīng)用技術(shù)研究重點(diǎn)應(yīng)放在以下幾方面:

(1)分行業(yè)進(jìn)行基礎(chǔ)件、標(biāo)準(zhǔn)通用件的二維和三維建庫(kù)工作。目前,二維建庫(kù)的工作已較成熟,三維實(shí)體設(shè)計(jì)是發(fā)展方向,二維與三維相互結(jié)合應(yīng)是國(guó)內(nèi)企業(yè)應(yīng)用CAD的一種模式。目前,宜盡快開展三維建庫(kù)軟件的開發(fā)工作。

(2)基于統(tǒng)一產(chǎn)品模型CAD/CAM/CAE集成技術(shù)方法研究。一般來(lái)說(shuō)“甩圖板”目標(biāo)達(dá)到后,就應(yīng)邁向設(shè)計(jì)過(guò)程的信息集成階段。盡管不少CAD/CAM軟件系統(tǒng)都聲稱是集成的,實(shí)際使用中還是存在不少問(wèn)題,因此應(yīng)開展結(jié)合企業(yè)產(chǎn)品特點(diǎn)的以特征建模為核心、以STEP標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)的集成技術(shù)研究。

(3)具有一定通用性的CAPP軟件平臺(tái)研究。市面上CAD/CAM通用軟件很多,但尚未有象AutoCAD一樣流行的CAPP系統(tǒng),原因是制造工藝問(wèn)題變化多端,不同企業(yè)、不同產(chǎn)品對(duì)象、相同產(chǎn)品但制造資源不同的企業(yè)其制造工藝都有可能不同。因此,針對(duì)某一類制造企業(yè)的要求開發(fā)CAPP工具是可望成功的。

(4)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)與并行設(shè)計(jì)方法的研究,尤其是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的產(chǎn)品信息資源管理模式、分布異地合作設(shè)計(jì)模式等既有基礎(chǔ)理論研究的必要,又有廣泛的應(yīng)用前景。國(guó)外在這方面研究也還屬于技術(shù)前沿課題,例如CSCW(計(jì)算機(jī)支持的協(xié)作工作)、基于Web的設(shè)計(jì)等都還處于探索研究階段。作為技術(shù)準(zhǔn)備,支持進(jìn)行這方面的研究也是有意義的。

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