什么是CAD?

CAD

计算机辅助设计(Computer Aided Design)指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。

在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较,以决定最优方案;各种设计信息,不论是数字的、文字的或图形的,都能存放在计算机的内存或外存里,并能快速地检索;设计人员通常用草图开始设计,将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成;由计算机自动产生的设计结果,可以快速作出图形,使设计人员及时对设计做出判断和修改;利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移、复制和旋转等有关的图形数据加工工作。

基本信息

CAD技术作为杰出的工程技术成就,已广泛地应用于工程设计的各个领域。CAD系统的发展和应用使传统的产品设计方法与生产模式发生了深刻的变化,产生了巨大的社会经济效益。目前CAD技术研究热点有计算机辅助概念设计、计算机支持的协同设计、海量信息存储、管理及检索、设计法研究及其相关问题、支持创新设计等。
可以预见技术将有新的飞跃,同时还会引起一场设计变革 。

CAD技术一直处于不断发展与探索之中。 应用 CAD技术起到了提高企业设计效率、优化设计方案、减轻技术人员的劳动强度、缩短设计周期、加强设计标准化等作用。 越来越多的人认识到 CAD是一种巨大的生产力。 CAD技术已经广泛地应用在机械、电子、航天、化工、建筑等行业。并行设计、协同设计、智能设计、虚拟设计、敏捷设计、全生命周期设计等设计方法代表了现代产品设计模式的发展方向。 随着人工智能、多媒体、虚拟现实、信息等技术的进一步发展, CAD技术必然朝着集成化、智能化、协同化的方向发展。企业 CAD和CIMS技术必须走一条以电子商务为目标、循序渐进的道路。 从企业内部出发,实现集成化、智能化和网络化的管理,用电子商务跨越企业的边界,实现真正意义上的面向客户、企业内部和供应商之间的敏捷供应链

发展历程

CAD(Computer Aided Design,计算机辅助设计)诞生于二十世纪60年代,是美国麻省理工学院提出的交互式图形学的研究计划,由于当时硬件设施昂贵,只有美国通用汽车公司和美国波音航空公司使用自行开发的交互式绘图系统。

二十世纪70年代,小型计算机费用下降,美国工业界才开始广泛使用交互式绘图系统。

二十世纪80年代,由于PC机的应用,CAD(计算机辅助设计)得以迅速发展,出现了专门从事CAD系统开发的公司。当时VersaCAD是专业的CAD制作公司,所开发的CAD软件功能强大,但由于其价格昂贵,故得不到普遍应用。而当时的Autodesk(美国电脑软件公司)公司是一个仅有员工数人的小公司,其开发的CAD系统虽然功能有限,但因其可免费拷贝,故在社会得以广泛应用。同时,由于该系统的开放性,该CAD软件升级迅速。

设计者很早就开始使用计算机进行计算。有人认为(伊凡.萨瑟兰郡)Ivan Sutherland在1963年在麻省理工学院开发的Sketchpad(画板)是一个转折点。SKETCHPAD的突出特性是它允许设计者用图形方式和计算机交互:设计可以用一枝光笔在阴极射线管屏幕上绘制到计算机里。实际上,这就是图形化用户界面的原型,而这种界面是现代CAD不可或缺的特性。

CAD最早的应用是在汽车制造、航空航天以及电子工业的大公司中。随着计算机变得更便宜,应用范围也逐渐变广。

CAD的实现技术从那个时候起经过了许多演变。这个领域刚开始的时候主要被用于产生和手绘的图纸相仿的图纸。计算机技术的发展使得计算机在设计活动中得到更有技巧的应用。如今,CAD已经不仅仅用于绘图和显示,它开始进入设计者的专业知识中更“智能”的部分。

随着电脑科技的日益发展,性能的提升和更便宜的价格,许多公司已采用立体的绘图设计。以往,碍于电脑性能的限制,绘图软件只能停留在平面设计,欠缺真实感,而立体绘图则冲破了这一限制,令设计蓝图更实体化,3D图纸绘制也能够表达出2D图纸无法绘制的曲面,能够更充分表达设计师的意图。
国产CAD发展历程

中国CAD技术起源于国外CAD平台技术基础上的二次开发,随着中国企业对CAD应用需求的提升,国内众多CAD技术开发商纷纷通过开发基于国外平台软件的二次开发产品让国内企业真正普及了CAD,并逐渐涌现出一批真正优秀的CAD开发商。

在二次开发的基础上,部分顶尖的国内CAD开发商也逐渐探索出适合中国发展和需求模式的CAD,更加符合国内企业使用的CAD产品,他们的目的是开发最好的CAD,甚至是为全球提供最优的CAD技术。
至2014年除了提供优秀的CAD平台软件技术以外,一直以来积极推进国产CAD技术的发展,联合众多国产CAD二次开发商组成的国产CAD联盟,更是极大促进了国产CAD的发展壮大,为中国企业提供真正适合中国国情及应用需求的CAD解决方案。

基本技术

主要包括交互技术、图形变换技术、曲面造型和实体造型技术等。

在计算机辅助设计中,交互技术是必不可少的。交互式CAD系统, 指用户在使用计算机系统进行设计时,人和机器可以及时地交换信息。采用交互式系统,人们可以边构思 、边打样、边修改,随时可从图形终端屏幕上看到每一步操作的显示结果,非常直观。

图形变换的主要功能是把用户坐标系和图形输出设备的坐标系联系起来;对图形作平移、旋转、缩放、透视变换 ;通过矩阵运算来实现图形变换。

计算机设计自动化计算机自身的CAD,旨在实现计算机自身设计和研制过程的自动化或半自动化。研究内容包括功能设计自动化和组装设计自动化,涉及计算机硬件描述语言、系统级模拟、自动逻辑综合、逻辑模拟、微程序设计自动化、自动逻辑划分、自动布局布线,以及相应的交互图形系统和工程数据库系统。集成电路CAD有时也列入计算机设计自动化的范围。

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