浅析CAD技术的发展现状与趋势_.pdf

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信息产业浅析CAD技术的发展现状与趋势方奋奇（兰州资源环境职业技术学院信息管理系，甘肃兰州730020）1CAD技术概述计算机辅助设计技术（Computer-AidedandDesign，简称CAD）起源于20世纪60年代，是计算机图形学与工程设计技术结合的产物1。

计算机辅助设计技术的含义是使用计算机帮助人们进行产品和工程设计，通过把设计者的综合分析和逻辑判断能力以及创造性思维结合起来，充分运用计算机高速而精确的计算能力、大容量存储和数据处理能力，与，以此来加快整个设计进程、减少设计所需要的时间、同时保证设计产品的质量。

在某些特定的工程领域内，CAD技术自身也取得了长远的发展，从根本上改变了设计者的工作方式，在计算机技术领域内CAD技术本身也己经发展成为一个世界范围的产业。

在AutoCAD的各种版本中，使用最为广泛的是AutoCAD2000，由于它强大的功能设置和便捷的操作方式，得到了广大使用者的认同。

在原先的版本AutoCADR14中，AOTLUDESK公司推广其分布设计的概念，在软件中继承了Internet功能，使分处在不同地方的设计部门通过网络，在AutoCAD环境下交换设计数据，交流设计思想。

2CAD技术发展现状2008年1月下旬，机械设计软件提供商SolidWorks公司在美国圣地亚哥举行了一年一度的全球用户大会。

SolidWorks公司创始人兼第一任CEOJonHirschtick在演讲中提出，主机端计算（HostedComputing）、开源（OpenSource）、视频游戏（VideoGames）、触摸界面技术（TouchInterfaces）和三维打印（3DPrinting）将成为影响未来五到十年CAD发展趋势的五大因素2。

在最新版本AutoCAD2000中，集成了具有简单的产品数据管理（PDM）功能的DesignCenter，使其功能更为强大。

在新版本中，软件制作者们采用了许多的新的软件技术，加强了软件之间互相格式兼容，图形数据传输的能力。

在我们所使用的新版AutoCAD2000中支持COM接口，COM接口的包含大大消除了程序二次开发在语言选择上的局限性，增强了AutoCAD二次开发的灵活性和实用性。

由于AutoCAD等外国辅助设计与绘图软件对本地化和GB化支持不是很完全，在正常的工程活动中带来了很大的不便。

在这种情况下国内的软件工程师们自主研发出了适合生产实践活动的本土化软件，产生了一批优秀的绘图软件。

目前国产的二维CAD软件可以大体上分为两类，一类是在AutoCAD等外国软件的基础上结合实际需要进行二次开发，解决国外软件在本地化和GB化方面的问题，以及新功能的增加；另一类是完全拥有自主版权的国产CAD软件。

国产软件贴合工程活动的实际需求，在灵活性和实用性方面有着很大的优势，是国外软件不能比拟的。

最初由于CADD软件用户范围的相对狭小，导致软件的价格相对较高，使广大用户难以承受。

近几年来随着经济的发展，国家的大量推广以及由于竞争导致的软件价格下调，国内的CADD软件的使用范围越来越广，用户群不断扩大。

市场与用户群的扩大反过来推动了国产软件公司和制作者们不断地改进技术，增强软件的功能，形成了一个良性的循环。

国产二维CADD软件有一个独特之处，那就是几乎每一个软件都起源于一所大学。

有了各个大学的支持，各种最新的科研成果也能迅速的应用到软件产品之中，使国产二维CADD软件的技术发展速度非常快，不断弥补同国外产品的技术差距3。

现在不少软件都提供参数化建立标准件、系列件库的手段和较实用的参数化尺寸驱动功能，二维动态导航也成了几乎所有软件的必备功能。

在软件技术上，都采用面向对象等较新软件技术。

目前许多系统供应商在系统集成，网络和数据库技术上下功夫，将计算机辅助工艺（CAPP）零件材料表等功能集成到CADD软件中，有些二维CADD软件还支持文档数据管理和简单的产品数据管理。

国内应用比较普遍的二维辅助设计与绘图软件包括北航海尔CAXA电子图板，武汉华中理工大学开目软件公司的开目CAD，华中软件公司开发的InteCAD，高华软件公司推出的GHCAD等。

CAXA电子图板因其价格低廉、操作方便、提供给予DLL动态连接库的二次开发接口而拥有了最广泛的国内用户。

开目CAD基于画法几何的新颖设计原则，较快的绘图速度，使用的参数化设计功能也吸引了不少用户。

InteCAD是基于AutoCAD的二次的开发产品，功能强大，其参数化建库工具很有特色。

GHCAD在技术上先进，命令与AutoCAD兼容提供的功能非常丰富，也占有一部分国内市场。

3CAD技术的发展趋势CAD技术经历了二维平面图形设计，交互式图形设计、三维线框模型设计、三维实体造型设计、自由曲面造型设计、参数化设计、特征造型设计等发展过程5。

就目前的发展形势而言，集成化、智能化、参数化、标准化是CAD技术正的主要方向。

以信息为中心的新工业正在兴起，主要是以电子计算机的应用为现代社会发展的标志。

3.1集成化CAD技术是企业采用先进制造技术的技术基础之一，当前机械CAD技术发展的主要趋势之一是机械CAD系统集成化，以提高产品设计和制造的自动化程度为主要目标。

集成化角度的多层次性体现在，可以是系统内部的模块间的集成，也可以不同系统之间的相互兼容、集成。

在我们常见的工程设计领域各种类型的设计辅助软件互相兼容，几种表现为在整个产品生命周期上都是支持系统集成的，制定标准化、规范化的标准是实现CAD集成化的制度保证，增强CAD软件的系统开放性、模块可移植性、功能可互连性，进一步的提高CAD系统的集成度，使得CAD技术可以在整个产品在设计过程中都能发挥作用。

3.2智能化随着人工智能技术的发展，CAD系统广泛采用摘要：

广泛深入应用到国民经济的大多数设计和生产领域的CAD技术，在制造业、工程设计、电气和电子电路、仿真模拟和动画制作、轻工、纺织、家电、服装、医疗和医药乃至体育方面都能觅得其踪影。

CAD技术对于企业提高设计效率、优化设计方案、减轻技术人员劳动强度、缩短设计周期，对设计和生产领域生产力的解放起到了关键性的作用。

CAD技术正朝着集成化、智能化、参数化、标准化方向快速发展。

关键词：

CAD；发展现状；发展趋势Abstract：

Extensivelyappliedtothemostdesignandproductionofnationaleconomys，inthefieldofCADtechnology，manufacturing，engineeringdesign，electricalandelectroniccircuits，simulationandanimationproduction，lightindustryandtextile，homeappliance，clothing，medicalandpharmaceuticalandevenPhysicalEducation.CADtechnologyforenterprisestoimprovethedesignefficiencyandoptimizingdesignscheme，reducelaborintensity，thetechnicalstaff，shortenthedesigncycleforthedesignandproductionsectorproductivityhasbeenakeyroleofliberation.CADtechnologyisdevelopingtowardintegration，intelligentize，andparameterization，standardization，networkedorientation.Keywords：

CAD；developmentpresentsituation；developmenttrend（下转44页）45信息产业采用了WiMAX标准。

这也是美国迄今第二个开通采用该标准4G网络的城市。

美国东部巴尔的摩市去年10月曾开通类似网络。

据悉，通过这一网络移动上网最快下载速度可达每秒4M字节。

当地俄勒冈人报科技记者罗格韦在其博客中说，他的实地测评表明，通过4G网络上网速度比利用苹果iPhone手机通过3G网络上网平均快4倍以上。

3日本日本早在21世纪初就为4G的研发工作制定了详细的发展计划，并作为e-Japan计划的一部分，提升到了国家战略的高度。

2002年3月，日本最大通信运营商NTTDoCoMo公司在东京郊区的试验室中建立一个下一代移动通信试验网络，该网络的空中接口采用了基于可变扩展因子技术的正交频率和码分复用技术（VSF/OFCDM）。

同年10月，NTTDoCoMo表示，该公司已成功完成第四代（4G）移动通信的传输实验。

此实验是在室内进行，下传和上传速率分别可达到100Mb/s和20Mb/s。

2003年5月28日，NTTDoCoMo宣布进行第四代移动通信系统（4G）的无线接入系统的户外试验。

此次试验中，日本NTTDoCoMo公司已经通过4+4和6+6天线MIMO技术在100MHz带宽下分别验证了1Gbit/s（室外试验）和2.5Gbit/s的峰值传输速度。

2006年12月25日，NTTDoCoMo表示，公司已经成功地以接近5Gbit/s的数据传输速度向一个移动速度为每小时10公里的接收装置传输了数据。

2007年9月，NTTDoCoMo展示了一项试验，在eUTRA数据速率为200Mbit/s的情况下，功耗低于100mW。

2009年5月，日本总务省向NTTDocomo、软银移动、KDDI和e-Mobiel公司颁发了LTE牌照。

按照日本政府为4G研发设定的目标，到2010年日本将实现比现有传输速率快100倍的移动通信系统。

综上所述，4G移动通信系统无论在技术研究、标准化进程、产品试验方面都有了很大的发展，其发展前景是相当可观的。

当然，4G系统要真正投入商用并非易事，会遇到技术、市场方面的各种困难。

4G网络以IP为基础，具有灵活的多媒体接入方式，将给产业链上的通信运营商、通信设备商、内容提供商带来巨大的商机，也能为用户提供随时随地、简单易用的通信服务，在不久的未来必然会登上舞台，使未来的通信生活更加丰富。

参考文献1豆豆技术应用.4G移动通信技术综述EB/OL.2010-6-8.http:

/B3G、4G研究及标准化进展J.移动通信，2006（10）：

13-17.4庾志成.政府主导下的日本4G研究体系EB/OL.2010-06-18.http:

/中国联通网站.4G移动通信关键技术及特征EB/OL.2010-06-18.http:

/通信系统关键技术初探EB/OL.2010-06-18.http:

/CAD技术的基础是数值计算，在第二类符号推理的工作上面临很大的困难。

智能CAD将人工智能的理论和技术与CAD相结合，给予计算机人类专家所拥有的设计思维，提供给设计人员产品开发所需的信息，最大程度上实现信息共享与交换，提供设计要求及相关技术数据，进行分析，进而产生最合适的的设计方案。

3.3参数化随着全社会计算机软技术的发展，CAD技术也从传统的一维平面绘图发展到二维建模，现在应用比较多的是三维CAD软件，但是三维软件的使用成本比较昂贵，国内很多企业仍旧使用二维CAD软件来节省成本，二维软件的功能远远没有三维软件丰富。

参数化是CAD技术的发展趋势之一，参数化的过程能够有效地减少不必要的重复劳动，减轻设计工作者的劳动量，进一步的为企业节省人工成本。

3.4标准化CAD技术在最初的软件开发过程中是各个模块、功能独立进行的，在开发结果实现以后，在硬件、软件、数据格式以及数据的存储了传递上产生了许多的障碍，影响了CAD技术的集成，如果没有CAD标准化的实现就不能推动CAD集成化的发展。

鉴于以上原因，国际上提出了通用的数据交换规范，例如IGES标准和STEP标准。

4结论CAD技术的广泛应用，企业都认识到CAD技术在企业的生产活动中所发挥的重要作用，CAD技术的使用可以提升设计效率、增强设计方案的合理性、减轻工作人员的劳动负担、加快了产品的设计周期循环，同时促进行业标准化的进程。

随着社会生产的发展，CAD技术已经逐渐表现为一种独特的生产力，结合人工智能、多媒体、虚拟现实等先进技术，不断朝着集成化、智能化、参数化、标准化的方向发展。

参考文献1FoleyJD.计算机图形学导论M.董士海，译.北京：

机械工业出版社，2005.2迟瑾.未来CAD发展趋势J.微机与应用，2008（3）.3郑国勤.CAD发展的三个阶段J.中国计算机报，2003（10）.4许锦泓.机械CAD技术与CAD基础教学J.嘉兴高等专科学校学报，2000（6）：

42-44.5彭嵩.CAD技术应用状况与发展趋势浅析J.矿山机械，2005

（2）：

90-92.作者简介：

方奋奇（1962），女，甘肃兰州人，本科学历，副教授，从事计算机方面的教学工作。

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