CAD的研究现状及发展趋势

CAD的研究现状及发展趋势;转化、实现设计自动化、加快国民经济发展和国防现代化;期、大幅度提高劳动生产率的重要手段；是科研单位提高自主研发能力和管理水平、参与国际竞争的重要条件；也是进一步向计算机辅助制造、计算机集成制造系统发展的重要基础.CAD技术的发展与应用水平已经成为一个国家科学技术现代化和工业现代化的重要标志之一，它使产品设计工作的内容和方式发生了,.这一新技术的应用将人类的聪明才智和创造能力与计算机高速而精确的计算能力、大容量的存储和数据处理功能结合起来，使两者相得益彰。CAD也就是计算机绘图，以完成图形的设计与绘制工作为主。经过40的研究与应用，CAD的概念已发生了本质飞跃，它不仅包括图形处理.相关联的科学技术和理论，以及优化设计、可靠性设计、有限元分析、价值分析和系统工程等知识.与传统设计方法比较，cad彻底改变了设计的方式，提出了新的设计理念,把设计人员从繁琐、机械的设计工作中解脱出来,降低了产品的成本。1、CAD建模技术的研究和发展CADCAD技术的研究、发展和应用。下图给出了建模技术的发展情况。图中明确显示了从50年代至今（特征建模（包括参数化和变量化建模）.CAD技术.物体,其主要算法是空间自由曲线的拟合和表达相对简单,B-repCSG。为了统一几何建模的表示，还研究开发了新的算法即非均匀有理B样条算法。这种算法在几何建模中起了重要的作用。随80年代后期又出现了参数化和变量化的建CADPTCPro/Engineer.变量化建模,也可以是工程计算条件,设计结果的修改受约束方程的驱动.变量化建模的代表是SDRC公司的。这一技术应用到SDRC产品I—DEASMasterSeriesVGXCADCAD建模方法.产品集成建模是面向产品生命周期的关系型产品模型的概念。这一概念的提出，较好地解决了信息在设计、制造、检验和装配等环节的共享问题，完整地描述了产品在概念设计——装配设计——零件设计全过程中的各种属性和相互关系，实现了产品生命周期中的内部描述信息（如产品设计、计划、加工、检验等信息）和外部过程信息（如内部描述信息所依赖的环境、知识和规则等）的集成。这种产品集成建模技术仍在研究中。2、数据管理技术的研究和发展CAD,CAD集成.数据管理的研究开发经历了文件管理、数据库管理和产品数据管理(PDM).70年代之前，主要靠文件系统对数据进行管理；到1968IBMIMS;1969年美国的数据库CODASYLDBTG70,70年代8080开始了第四代数据库技术的研究，即工程数据库和面向对象数据库的研究和开发。尽管在数据管理方面作了大量的工作，但仍然满足不了企业对数据管理的实际要求。到80年代后期，在企业计算机制造环境中数据管理及设计过程自动化的需求的驱动下，人们开始寻求一种崭新的产品数据管理技术，它能够提供一个产品开发的协作环境，在该环境下，能够实现过程控制下的信息传递并实现数据的有序管理，即产品数据管理（PDM）系统.PDM系统一出现，就成为企业关注和应用的热点，近几年来,PDM技术在国外已取得了突飞猛进的发展。目前,PDM技术在网络上的应用、CAD系统集成、MRP/ERP的集成方面进行研究开发。3、标准化技术的研究和发展CADCADPHIGS、GKSISO/IEC推出的图形信息系统标准。目PEXOPENGL等也很受重视。IGES是国际上最早、最成熟的数据交换标准，它主要是用于不同的CAD系统之间19801992IGES目前还在广泛.0O公布了产品数据表达与交换标准P是一个系列的国际标准，,使得产品的数据表达能够在不同的计算机系统及与产品定.STEP标准是CAD领域中最完整的标准，该系列标准还未全部完成，已公布了一部分。国内外差距近几年来，我国CAD系统的开发和应用取得了一些成绩,国内已初步形成了二维CAD商品化软件市场,在一些企业也引进了CAD系统，并取得一些效益。但与国外相比差距仍然很大。1、目前我国CAD系统仅仅作为绘图工具,缺乏设计方法和设计理论的指导CAD,开发者在,缺乏设计方法和设计理论上的研究.另外CAD在应用方面，很多企业也只是把CAD作为一个绘图工具，企业应用中也缺乏对产品设计理论和设计方法的研究,因此企业产品和创新产品少，在市场上缺乏竞争力.2、我国三维CAD系统还不成熟，必须加快开发CADCAD系统8863/CIMS项目“基于线框、曲面、实体和CADCADPCWindows/95/98/NTCAD系统也进入SolidworksAutodeskMDTCimatron等。一些原来工作站系统CADPCWindows.3、我国CAD技术开发创新少、仿制多没有创新就没有竞争力，只仿制就不能开发出有竞争力的产品。从我国二维CADCAD出了“参数设计问题”、“数据管理问题”及数控编程中的有关要求即现在的“特征造CAD,CADPTC公司抓住了用户需求的时机，快速推出了参数化特征造型CAD系统——Pro/Engineer，一举占领了国际市场，至今仍在国际年销售额方面名列第一。4、我国CAD软件的开发缺乏理论研究和算法的研究CAD.就的,CADCADB-repNURBSCADCAD中。只能引用别人的，当然也只能跟在人家的后面走。5、信息集成技术落后信息技术的广泛集成是以产品数据管理(PM）为基础，实现CAD/CAPP/CAMERPPDM也是重要的基础。而我国在这方面的研究仅仅开始，至今也没有一个在国内市场上成熟的数据库管理系统CAD/CAPP/CAM集成技术又建立在国外基础系统上。6、CAD中的数据交换格式和标准化落后在CAD技术的标准化方面，我国由于技术落后，资金投入不足，对此重视不够,至今未提出一个有关CAD方面的标准，完全是采用国际标准,有的已用作国家标准,如IGES、STEP等，另外由于种种因素也跟不上国际标准的更新和发展，因此造成国内CAD软件系统在数据交换、标准化等方面存在不少问题。CAD未来动向CAD技术的发展一直是跟着实际应用的需求而发展的,随着CAD技术的广泛应用,新的需求又不断出现。:由于传统的几何模型、特征模型已不能满足现代制造技术的.--—零件设计全过程中的各种属性和相互关系，实现产品生命周期中的内部就是一个典型，目前我国也在研究非流形模型用于CAD.另外，基于STEPCAD技术的研究也是为了建立较好的产品模型。:CAD系统只能支持自下而上的设计方法，