华中科技大学大学CAD技术及应用 第一部分 CAD概论

1、先修课程,计算机图形学计算机语言计算方法数据结构,CAD技术及应用,概论图形学基础曲线曲面基础CAD关键技术介绍,课程安排,题外话,1）本科生与研究生的区别,本科生：传授知识为主，培养自学能力、动手能力,研究生：自学知识为主，培养发现问题、分析问题、解决问题能力,2）如何提高分析问题的能力（瓶颈问题1）,广阅读：扩大知识面（广度）勤思考：多问为什么，刨根问底深钻研：感兴趣方向重点钻研（深度）常交流：纳人所长、同时也提高表达能力多总结：有系统、有逻辑地抽象、凝练例如：汉字输入方法研究,3）如何提高论文写作能力（瓶颈问题2）,读范文：学习写作手法（科技文章套路相似）勤动手：多写多练，精雕细啄（切忌

2、一稿多投）,持之以恒，终有收获；只有付出，才有回报；机遇偏爱有准备的人。,4）学习CAD的几个要点,1）熟练掌握编程语言（目前许多方面研究都需编程来实现自己的想法），这是独立从事CAD相关研究的基础；2）对CAD系统中的每一个重要功能的实现原理及算法多思考，提高分析问题能力；3）对CAD系统的整体系统架构要了解，这对提高独立开发软件系统能力的提高大有帮助；4）CAD软件开发考虑算法时，一定要优先考虑用户的使用需求，牢固树立“用户至上”的观念。5）开发CAD软件系统（其它软件也类似）时依次考虑：功能的可行性（技术、成本）、统一的表达模型（数据结构）、系统架构（模块、数据流）、交互与显示、实现算法

3、、输入输出接口。6）CAD软件评估：功能、成本、效率，可靠性、维护性、开放性，生命周期（软件的寿命、企业业务的寿命）,本课程目的,CAD的共性基础技术：1）设计对象（产品）的表达及显示原理（图形学内容）2）二维CAD系统的基本原理3）三维CAD系统的基本原理4）CAD系统部分关键技术,CAD课程学习要求,本科生了解CAD基本原理学会一种CAD软件为今后专业化二次开发奠定基础,硕士生了解CAD原理了解CAD部分关键技术能进行部分算法研究及二次开发博士生掌握CAD原理了解系统体系架构核心算法研究,学习方法：善于提出问题，简单办法CAD系统中每项菜单如何实现的？,参考书目,计算机辅助设计技术与应用，

4、殷国富，科学出版社计算机图形学，孙家广，第三版自由曲线曲面造型技术，朱心雄计算机辅助与非均匀有理B样条，施发中CAD/CAM/CAE系统原理，KunwooLee,CAX论坛,仿真论坛SimWe,软件评价、使用心得、技术资料,1CAD技术概述2CAD的发展历程3CAD系统组成4CAD标准介绍5.CAD发展趋势6CAD系统选型原则7.典型系统介绍8CAD设计应用实例我国制造业信息化工程CAD中心简介,本讲内容,1、CAD技术概述,计算机辅助设计（CAD）是指产品设计技术人员在计算机系统的支持下，根据产品设计流程进行设计的一项技术。用途不同，CAD系统的配置与组织不同，这才能有效地用于某类工程或产品

5、的设计的全过程，即包括方案设计、总体设计与零件设计以及装配设计等。CAD含义的衍生：CAD技术不断发展，不同领域对CAD技术的应用程度不同，对CAD技术的含义的理解也略有差异drawingdesigndevelepment,CG：研究物体几何对象的计算机图形信息的表达、输入、存储、显示、输出、检索及运算等。以显示效果为目标，侧重研究共性的显示技术，工程设计背景考虑不是重点。如：科学数据可视化，物体（或场景）的渲染显示效果。大致有以下内容：1）图形的输入方法2）图形的内部表达及数据结构3）产生图形的算法4）图形的变换及运算6）图形描述语言7）图形软件的标准化,CG与CAD的异同,CAD：研究某一

6、设计对象的计算机表达、显示，设计计算与分析，更侧重专业对象的设计应用工具的强大与使用的方便（CG是其图形显示基础）。如：通用二维CAD、三维CAD工具，机械设计工具（飞机、汽车设计工具）等。主要研究内容：CAD图形交互处理技术工程设计对象的表达技术工程计算与分析技术数据交换与集成共享技术产品数据管理与过程管理,CAD作用,可重用性好，效率高（对拷贝进行简单修改）信息、知识及资源共享（通过网络）支持协同产品开发（通过网络），多学科专家协作3D设计更直观，能直接进行产品性能分析与优化，有利提高产品质量提供复杂计算，计算精度高，减轻设计强度有利于产品全生命周期的信息集成,u过去生产一个大规模集成电路

7、芯片，要花两年时间，用CAD只要两周即可完成；u美国道格拉斯公司生产F15战斗机，用CAD技术试制第一架飞机便解决了发动机气道和机舱密封等关键问题；u英国的三叉戟飞机比美国的波音747飞机早开工，却晚一年完成，其原因就是美国的747采用了CAD技术；u美国GM公司汽车设计中应用CAD技术，使新型汽车的设计周期由5年缩短为3年，新产品的可信度由20提高到60；u以前波音公司的飞机维修手册最在一起有3米多厚，而现在一张光盘上可储存l000多张图样信息。,CAD技术带来的经济效益明显,CAD技术的发展与应用水平已成为衡量一个国家的科学技术现代化和工业现代化的重要标志之一,1CAD技术概述2CAD的发

8、展历程3CAD系统组成4CAD标准介绍5.CAD发展趋势6CAD系统选型原则7.典型系统介绍8CAD设计应用实例我国制造业信息化工程CAD中心简介,2、CAD的发展历程,1）计算机、计算机图形学和图形显示技术是CAD技术的重要基础之一。（任何技术发展都离不开市场需求，没有需求，研究将缺乏土壤，缺乏应用支撑背景，成果不能产业化）2）40年代计算机问世，直至50年代中期，计算机尚不普遍，而且主要计算。3）50年代末期，麻省理工图形显示器诞生。（被动显示，缺乏人机交互设计）4）1963年，麻省理工Sutherland光笔在图形显示器上实现选择、定位等交互功能被公认为对交互图形生成和显示技术的发展奠定

9、了基础。（CAD技术的创始）5）60年代中期后，美国的一些大公司都十分重视这一技术，并投入资金对CAD技术进行研究和开发，研制了一些CAD系统。如洛克希德公司研制的主要用于二维绘图CADAM系统。（最早的商业系统，仅二维绘图）。,6）从60年代末期至70年代中期，CAD/CAM技术的发展较快，已有商品化的硬件和软件，以小型和超级小型计算机为主。7）70年代末以后，32位工作站和微型计算机的出现对CAD技术的发展起了极大的推动作用，32位工作站之间可以联网，共享系统内资源。8）80年代中期后，这种以工作站为基础的CAD系统发展很快，其功能达到甚至超过小型机CAD系统。9）90年代后，由于微型计算

10、机的性能和价格比的提高，目前以PC为主机的CAD系统不断增加，由于微机及WINDOWS系统的发展，CAD迅速普及。10）现在的CAD技术和系统，完全普及，个人化，家庭化，具有良好的开放性。,60年代：二维、三维线框造型；70年代：自由曲面造型；80年代中期：实体造型；80年代后期：参数化造型；90年代初期：特征造型；90年代后期：知识驱动、协同CAD；当今：专业化细分,CAD的发展里程碑,1CAD技术概述2CAD的发展历程3CAD系统组成4CAD标准介绍5.CAD发展趋势6CAD系统选型原则7.典型系统介绍8CAD设计应用实例我国制造业信息化工程CAD中心简介,3CAD系统的组成硬件组成：计算

11、机系统、常用外设、输入设备、输出设备，其中：计算机系统：计算机主机；外围设备：存储设备，网络设备；图形输入：键盘、鼠标、光笔、数字化仪、扫描仪、虚拟现实输入设备等；输出设备：显示器、绘图机、打印机、虚拟现实输出设备,主机外存储器图形输入设备绘图输出设备图形显示设备,软件组成：,CAD软件系统的发展CAD系统作为计算机应用系统的一个重要分支，经历了三个发展阶段：集中式系统：一台主机控制多台终端（早期模式，80年代中期，微机没普及）；分离式系统：一台主机一套系统，毫无关系，工作站与微机的发展；分布式系统：网络时代的产物，C/S或B/S结构，支持异地、异构（采用工作站和微机网络系统）,CAD系统层次

12、架构,思考你使用过哪些CAD系统？该系统有哪些应用模块？这些应用模块之间的关系如何？这些应用模块的后台支撑工具是什么？,系统软件支撑软件应用软件,CAD系统层次架构,系统软件：操作系统（Windows、Unix）、基础图形平台（OpenGL、DirectX）、基础类库（MathLIB、MFC）、图形接口及接口标准等；支撑软件：集成化CAD/CAM/CAE软件、数据库管理系统（DBMS）、产品全生命周期管理软件、网络服务软件；应用软件按专业、行业开发的应用软件,1CAD技术概述2CAD的发展历程3CAD系统组成4CAD标准介绍5.CAD发展趋势6CAD系统选型原则7.典型系统介绍8CAD设计应用

13、实例我国制造业信息化工程CAD中心简介,4、CAD标准,思考,为什么需要标准？需要哪些标准？输入输出设备的接口与操作系统的接口CAD系统间的交换系统集成接口？,为什么国际上对标准非常重视（电讯行业更甚）？你能设想CAD（图形）与手机、信息家电的关系吗？,拓展：,图形接口标准,IGES,STEP,图形接口标准,向高级语言提供相应的接口程序(函数库)，以实现图形向设备的输出依赖于所用的操作系统的图形接口BorlandC+的DOS版提供BGI接口Windows的GUI提供与设备无关的绘图函数UNIX操作系统由具有统一接口的Xlib库统一不同硬件环境和操作系统平台下的接口GKS、PHIGS、GL/Op

14、enGL、DirectX,CAD数据交换标准,为了满足不同CAx应用系统之间对工程产品数据模型的交换、共享需要，制订了图形(产品)信息交换标准,DXF:DataExchangeFormat（AutoCAD）IGES:InitialGraphicsExchangeSpecificationSTEP:StandardfortheExchangeofProductmodelData,在不同的CAD/CAM系统之间进行交换数据过去常采用的方法是把一个系统产生的数据文件翻译成另一个CAD/CAM系统能识别的数据文件多个CAD/CAM系统就需要多个翻译器,基本图形转换规范IGES：,如数据要从系统A传递到

15、系统B，必须由系统A中的IGES前处理器把这些传送的数据格式转换为IGES格式，再由系统B中的IGES后处理器把其从IGES格式转换为该系统内部的数据格式，反之亦然IGES1982年成为ANSI标准，目前虽然不是ISO标准，实际上已是工业标准数据格式相对简单不能精确地完整转换数据，其原因是在不同的CAD/CAM系统之间许多概念不一样，使得某些定义数据或信息会丢失在转换数据的过程中可能会产生错误，且很难确定，常要人工去处理IGES文件产生的数据量太大,事实标准,国际标准化组织ISO制定产品数据模型转换标准STEP克服IGES存在的问题，扩大转换CAD/CAM系统中几何、拓扑数据的范围产品数据模型

16、覆盖产品整个生命周期，全面定义了产品所以得数据单元，包括设计、分析、制造、测试、检验零部件或机构所需的几何、拓扑、公差、关系、属性和性能等数据针对不同的领域制定了相应的应用协议，覆盖的领域包括二维工程图、一般机械设计和工艺、造船、建筑、汽车制造。,STEP标准,AutoCAD、UG、CATIA,1CAD技术概述2CAD的发展历程3CAD系统组成4CAD标准介绍5.CAD发展趋势6CAD系统选型原则7.典型系统介绍8CAD设计应用实例我国制造业信息化工程CAD中心简介,集成化网络化智能化标准化专业化（工具化）,5.CAD发展趋势,集成化,思考1、集成什么内容？数据、过程、资源、知识、系统2、怎样

17、集成？接口转换、集成平台框架、统一数据库,一个企业存在着许多不同时期、不同人员开发的互相缺乏联系的独立应用软件(或模块)，这些独立的软件互相封闭、各自独立运行。随着计算机技术的发展和应用水平的提高，用户使用要求的不断扩大与深入，这些不同功能的、孤立的系统远不能满足实际工程的需要，表现在：1）功能各异、孤立存在的话系统封闭运行，难于取得及时、正确的综合信息；2）各孤立系统(或模块)自成一体，数据重复和冗余浪费计算机资源；3）各孤立系统(或模块)相互需要取用的信息，只能通过各自的输入输出接口进行转换，易造成信息丢失；4）各孤立系统之间不能直接通过工程数据库和网络实现信息和资源共享；5）各孤立系统自

18、行开发，低水平重复，人力资源浪费。,集成化的意义,集成化的含义：二种定义1）多种软件的数据共享、重用，减少数据冗余和重复劳动如产品结构数据（BOM），在设计、工艺、采购、制造、销售及维护阶段的集成共享。2）多种软件系统在一个统一框架下运行，操作更方便如在统一环境下（PDM）集成CAD、CAPP、CAE等软件系统工具，这些软件之间通过某种机制可互访。不同集成系统有不同的集成层次，系统集成化可以指各种功能的CAD系统的集成化，也可以指CAD和CAM系统的集成化，进而指CAD/CAE/CAM/PDM/ERP/MES/SCM系统集成化，直至计算机集成制造系统(CIMS)。系统集成既包括硬件集成，也包括

19、系统软件和应用软件的集成、数据的集成、过程的集成。可以采用网络系统的集成技术，也可以不采用网络技术。,一般系统的集成需要满足：1）集成系统有畅通的信息流和正确的数据转换；2）提供信息共享和软件共享的机制；3）提供所有软件信息的版本控制及管理；4）信息项改动时，自动跟踪相关信息项；5）保证内部有一致性的接口和外部有统一的、友好的人机界面；6）用统一的执行控制程序来组织各种信息的传递和运行。,如UGUG集成了工程绘图、三维建模、装配建模、运动仿真、数控加工、有限元分析及各种专业化应用模块等，基于PDM平台（Teamcenter）进行数据集成、过程集成、软件集成。在汽车行业应用较广。CATIACat

20、ia同样集成了工程绘图、三维建模、装配建模、运动仿真、数控加工、有限元分析及各种专业化应用模块等，基于PDM平台（Smarteam）进行数据集成、过程集成、软件集成。在航空、汽车行业应用较广。,ParasolidACIS等,网络化,CAD网络化的含义是什么?使用网络（包括移动通讯、网络信息家电）进行：数据传输即时消息局域团队协作（跨部门、跨学科、异构集成）全球协作、动态企业联盟（跨地域、全球资源优化）设想未来CAD网络化人们的产品开发工作模式在家里、旅行中.，总之，不受地域限制,思考,提供多学科领域开发团队的协同产品开发支持跨部门、跨行业、跨地域的企业协作使数据共享、知识共享、资源共享,空中客

21、车在4国5地进行异地专业化联合设计，之后分别在这4个国家的多家生产基地进行异地专业化制造，最后在法国的图卢兹和德国的汉堡进行最后的总装配。空中客车公司的采购网络遍布全球30个国家，有1500家以上的供应商加盟，为了保证整个供应链采购信息的及时沟通，空客建立了采购门户网站Supirworld。这个网站使空客实现了采购过程的和谐化、自动化和简化，并加强了与供应商之间的合作。,空中客车公司由欧洲航空防务及航天公司和英宇航系统公司共同拥有，拥有最先进的产品和最齐全的生产线。总部位于法国图卢兹的空中客车公司。空中客车公司的设计机构和工厂属于四个全资子公司：空中客车法国公司、德国公司、西班牙公司、英国公司

22、。,智能化,CAD智能化的含义是什么?设计过程中能捕捉工程师设计意图：判断并提示设计错误提供设计指导（如多方案的选择）设计过程的自动化你用什么手段提高CAD系统的智能化，甚至自动化水平智能推理、模板化、智能化过程驱动,思考,现有交互式CAD系统优势在于处理数值型的工作（如计算与绘图），但工程设计中需要经验或知识决策，使用过程中往往要人为干预，因而设计质量在一定程度上依赖用户的经验和知识水平。,对CAD来说，它是一个设计过程，从方案设计开始，一步步求解，整个设计过程要经过反复修改、设计；设计与制造可能是多方案的，并且不是仅有唯一的解，因此要进行多方案的优化选择与评价；设计是以设计师为主导完成的一

23、个循环迭代过程：,将人工智能技术，特别是专家系统的技术，与传统CAD技术结合起来，形成智能化CAD系统是机械CAD发展的必然趋势。,在使用CAD设计过程中，需要符号、逻辑等多方面的知识表达与推理工具；不同的知识源有自己的推理策略，知识源一般表示为过程和规则集，以适应逻辑推理和数值计算的需要。,CAD是一个多知识源求解问题，工程设计中所用知识的表达方式多种多样，如经验性知识、启发性知识、数据图表、标准元件等，CAD中也需要多种知识表达方式；在设计中也会用到一些计算理论，如分析计算的知识，这些知识在CAD中表现为某个算法的实现等；所有知识均可用知识库资源管理。知识库中任一特定子问题的知识，相对独立

24、，互不干扰。,标准化（前面已经介绍过）,七十年代末八十年代初，为避免不同应用系统之间点对点的网型数据转换对多种数据转换接口开发的要求,国际上许多国家和组织机构对数据交换标准进行了大量的研究、制定工作，诞生了许多区域性的标准。面向图形设备的标准CGI面向用户的图形标准GKS,OPENGL面向不同CAD系统的数据交换标准IGES和STEP事实标准：CATIA与UG文件格式，DXF，X_T，SET等,思考：为什么需要标准化？,系统间点对点直接交换数据，要了解其它CAD所有格式,通过中性的标准格式交换数据，只需了解标准格式,专业化（工具化）,思考：为什么需要专业化？,越专业，使用越方便，效率越高,专业

25、化开发需要行业领域的专家知识,需要经过二次开发，今后从事CAD工作需要重视（能够获得比较优势）,专业化CAD设计系统及工具集,通用CAD设计平台及开发工具,1CAD技术概述2CAD的发展历程3CAD系统组成4CAD标准介绍5.CAD发展趋势6CAD系统选型原则7.典型系统介绍8CAD设计应用实例我国制造业信息化工程CAD中心简介,总体原则,6CAD系统选型原则,明确系统需求设计哪类产品，解决问题的深度要达到的具体目标，存在的关键技术确定近期目标与长远目标近期目标：根据人力、资金、现有技术水平长远目标：考虑到将来的发展,选择准则,硬件系统要有良好的开放性且符合工业标准软件系统要满足以下三点要求用

26、标准操作系统良好的用户界面齐全的技术文档，优良的可读性功能齐全（零件、曲面、装配、绘图、接口、专业功能等）良好的二次开发接口良好的系统集成可靠性高、维护简单、性价比高良好的售后、持续的支持,主要商用CAD、CAE系统,由美国SolidWorks公司开发，现被Dassault并购,1CAD技术概述2CAD的发展历程3CAD系统组成4CAD标准介绍5.CAD发展趋势6CAD系统选型原则7.典型系统介绍8CAD设计应用实例我国制造业信息化工程CAD中心简介,各种CAx软件工具：CAD（2D、3D）CAE、CAPP、CAM等,7.典型系统介绍,目前国际知名CAD软件公司,两大阵营：CATIA为代表（整

27、体方案）UG为代表（整体方案）其它：Pro/E为表（整体方案）AutoCAD为代表高档：CATIA、UG中档：Pro/E低档：Solidworks、Solidedges、Inventor二维：AutoCAD,常用CAD软件简介,Solidwork最早基于Windows原创的三维设计软件产品友好的界面，易学易用、价格便宜、性价比高完全自动捕捉设计意图和引导设计修改装配设计中可以直接参照已有的零件生成新的零件，支持“自顶而下”方法还是“自底而上”的方法进行装配设计全面的零件实体建模功能，二维和三维全关联标注和细节绘制工具，能快捷地工程图纸具有全相关的钣金设计能力提供完整的、免费的开发工具(API)

28、，用户可以用微软的VisualBasic、VisualC+或其它支持OLE的编程语言建立自己的应用方案丰富的数据转换接口,Pro/EPro/Engineer是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代产品造型系统，采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型建立在统一基层上的数据库上，工程中的资料全部来自一个库，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上Pro/E发展了三维线框设计的思想，首先建立基准面，在基准面上勾画二维草图，用扫成法将二维轮廓引伸成三维形体。依次更换参考面，用显式操作生成形体，尽量避免面面

29、求交、裁剪的集合运算。随时记录特征元素的生成操作过程，当修改标注尺寸值后，用尺寸驱动方法修改相应二维轮廓，重新运行零件设计过程的全部操作命令，由此实现参数化特征建模，使曲面、实体、参数化特征设计融为一体，可以任意构造复杂零件和装配件，而且修改设计方便。,CATIA达索飞机公司67年用Bzier曲面建立飞机外形数学模型，70年展开幻影数字化设计。74年扩大CAD规模，从美国引进洛克希德飞机公司CADAM系统，75年100万美元引进CADAM源程序。77年开发三维交互CAD软件，78年投入使用CATIA。同时建立主数据库，统一管ADAM二维结构图和CATIA三维模型文件。81年IBM公司开始负责经

30、销CATIA系统，并组建达索系统公司。90年IBM用2.7亿美元收购CADAM，92年托付达索管理，97年3.1亿美元收购SolidWorks，97年1.05亿美元收购Deneb精益制造布局仿真软件Delmia，98年在美成立ENOVIA公司开发PDMII，98年达索接管法国马特拉（MATRA）的CAD/CAM业务，包括Euclid等，99年收购SmarTeam业务，2000年用2150万并购ACIS3D业务。,至此，达索/CATIA完成了PLM的战略布局，形成产品全生命期的CAD/CAM/CAE/PDMII一体化管理，为数字化企业提供电子商务的完整工具，实现产品从初步设计到售后服务的全过程仿

31、真。其中CATIA和SolidWorks支持产品数字化设计和仿真；Delmia完成精益制造过程的数字定义和仿真；Enovia提供数字化产品、过程和资源的集成化、分布式协同管理。三者构成产品全生命期流程，支持企业协同的知识重用。CATIAV4适合IBM主机和工作站，98年推出CATIAV5WindowsNT。CATIAV4的曲面系统使用Bzier形式，现在改成NURBS形式，且采用DCM约束管理软件。CATIAV4是93年推出的，有113种独立的功能模块。,UGUG是UnigraphicsSolutions公司的拳头产品首次突破传统CAD/CAM模式，优越的参数化和变量化技术与传统的实体、线框和

32、表面功能结合，被大多数CAD/CAM软件厂商所采用UG起源于美国麦道飞机公司，它是从二维绘图、数控加工编程、曲面造型等功能发展起来的软件90年代初，美国通用汽车公司选中UG作为全公司的CAD、CAE、CAM、IMAN作为CIM主导系统，进一步推动UG发展97年10月UnigraphicsSolutions公司与Intergraph公司签约，合并了后者的机械CAD产品，将微机版的SOLIDEDGE软件统一到Parasolid平台上为了实现强强联手的发展战略，2001年EDS并购了SDRC，预计2004年SDRC的IDEAS和EDS的UG推出第一个合并版本NX1.0。2003年11月，UGS从ED

33、S中分离出来独立发展目前UG形成了一个从低端到高端，兼有Unix工作站版和WindowsNT微机版的较完善的企业级CAD、CAE、CAM、PDM集成系统。,CAD在我国,清华、华科大、浙大、北航等华中科技大学：天喻InteCAD、InteSolid，KMCAD等清华：TiOpenCAD，TiGEMS等北航海尔：CAXA浙大大天：新洲软件：Solid3000技术、市场份额与国外差距很大,与国外CAD技术的差距,在设计理念及方法学方面，差不多所有先进的设计理念、设计理论及方法均由国外学者提出。如CAD、CAE、CAM、CPC、PLM、CIMS等。,在软件工具及手段方面，我国自主开发的软件除二维CA

34、D、CAPP、PDM系统占有一定的市场外（主要是低端市场），高端CAD、PLM市场均为国外市场占有；CAM、CAE市场几乎被国外软件厂商所垄断，在该领域目前与国外软件的差距有拉大的趋势。我国CAx软件商在基础算法及系统级软件开发方面沉淀不深、经验不足，导致系统功能、稳定性、复杂度、开放性等方面与国外厂商难以抗衡。,在数字化设计技术的应用方面，我国中小企业多数甩掉图版，并逐步推广普及三维CAD应用技术。而许多大型集团企业在软件和硬件环境方面的建设与国外同步，甚至版本更新，但是运用软件工具进行产品创新开发的能力与国外差距很大。主要原因在于我国企业产品开发基础数据、经验积累不够，多数企业进行简单的“

35、仿制”开发，未能形成自主的产品研发体系，缺乏综合集成创新能力。,1CAD技术概述2CAD的发展历程3CAD系统组成4CAD标准介绍5.CAD发展趋势6CAD系统选型原则7.典型系统介绍8CAD设计应用实例我国制造业信息化工程CAD中心简介,8CAD设计应用实例,概念设计,工程绘图,结构设计,结构有限元分析,机械系统动态分析（运动学、动力学）,加工仿真,生产过程仿真（数字化车间）,1CAD技术概述2CAD的发展历程3CAD系统组成4CAD标准介绍5.CAD发展趋势6CAD系统选型原则7.典型系统介绍8CAD设计应用实例我国制造业信息化工程CAD中心简介,制造业信息化将信息技术、自动化技术、现代管

36、理技术与制造技术相结合，带动产品设计方法和工具的创新，企业管理模式的创新，企业间协作关系的创新；实现产品设计制造和企业管理的信息化、生产过程控制的智能化、制造装备的数字化、咨询服务的网络化，全面提升我国制造业的竞争力。中央提出以信息化带动工业化，以工业化促进信息化，就是要通过信息技术对传统工业的改造、融合、集成，构筑一种新型的先进工业能力。,9.我国制造业信息化工程,制造业信息化技术的5个主要特征,管理数字化,设计数字化,生产过程数字化,制造装备数字化,企业数字化,制造业信息化的基础CAD应用,从20世纪80年代中期CIMS起步阶段强调的功能集成，设计、制造和管理的集成，到90年代的基于并行工

37、程和业务重组的业务流集成，乃至发展到21世纪的基于制造网络的企业间集成，“集成”和“协同”一直是制造业信息化发展的主旋律。CAD是“集成”和“协同”的产品数据来源，是制造业信息化的基础,CAD,CAE,CAPP,CAM,PDM/PLM,ERP,MES,生产,SCM,大型集团企业的信息化历程,数字样机阶段,并行设计阶段,最优能力阶段,数字样机阶段以CAD建模为基础，对复杂机电产品进行数字预装配，借助CAE分析手段，对产品结构、性能及可靠性进行分析和仿真，从而优化产品设计，减少物理样机的试验轮次，降低开发费用，缩短开发周期。（国内部分航空企业、汽车总装厂达到该阶段水平）大规模并行设计阶段传统的串行开发模式不能全面考虑产品生命周期中的各种因素；并行工程是以CAx技术为基础，以网络及Internet技术为支撑，采用多学科团队协同和并行过程的集成化产品开发模式，是一种企业组织、管理和运行的先进设计、制造模式。三个层次：企业内各部门间并行协同、集团企业间并