CAD技术的历史、现状与未来50445

CAD技术的历史、现状与未来

摘要： CAD即计算机辅助设计(CAD-Computer Aided Design) 是指利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力帮助设计人员进行设计工作。是进行数字和图形信息处理，以实现产品设计和造型的自动编程软件，有知识密集、综合性强、初始投入大的特点。它的普及带动制造业技术的快速发展。本文主要介绍其发展历史，分析其在当今社会产业中的应用和存在的问题，以及未来发展的趋势。本文主要介绍了CAD技术的历史、现状与未来。

关键词： CAD,技术，历史,现状,未来

Abstract： the CAD Computer Aided Design (CAD - Computer Aided Design) refers to the use of powerful Computer image processing and numerical calculation ability help designers to Design work. Is a digital and graphics information processing, so as to realize the automatic programming software product design and modelling, knowledge intensive, strong comprehensive, the characteristics of the large initial investment. The popularity of its drive the rapid development of manufacturing technology. This paper mainly introduces the development history, analysis of its application in today's society industry and the existing problems, and the development trend of the future. This paper mainly introduces the history of CAD technology, the present situation and the future.

Key word：CAD, technology, history, present situation and the future

CAD(Computer Aided Design）是计算机辅助设计的英文缩写，是指利用计算机强大的图形处理能力和数值计算能力帮助设计人员进行设计工作。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。

自20世纪50年代在美国诞生了第一台计算机绘图系统，开始出现具有简单绘图输出功能的被动式的计算机辅助设计技术，CAD技术的发展和形成至今有50多年的历史了，

一、历史

以CAD四次技术革命介绍CAD技术的历史。 1、第一次CAD技术革命──曲面造型系统

60年代出现的三维CAD系统只是极为简单的线框式系统。这种初期的线框造型系统只能表达基本的几何信息，不能有效表达几何数据间的拓扑关系。进入70年代，当时只能采用多截面视图、特征纬线的方式来近似表达所设计的自由曲面。由于三视图方法表达的不完整性，经常发生设计完成后，制作出来的样品与设计者所想象的有很大差异甚至完全不同的情况。

此时法国人推出了三维曲面造型系统CATIA。它的出现，标志着计算机辅助设计技术从单纯模仿工程图纸的三视图模式中解放出来，首次实现以计算机完整描述产品零件的主要信息，同时也使得CAM技术的开发有了现实的基础。曲面造型系统CATIA为人类带来了第一次CAD技术革命。

2、第二次CAD技术革命──实体造型技术

80年代初，为使自己的产品更具特色，在有限的市场中获得更大的市场份额，以CV、SDRC、UG为代表的系统开始朝各自的发展方向前进。基于对于CAD/CAE一体化技术发展的探索，SDRC公司于1979年发布了世界上第一个完全基于实体造型技术的大型CAD/CAE软件──IDEAS。给设计带来了惊人的方便性。它代表着未来CAD技术的发展方向。实体造型技术的普及应用标志CAD发展史上的第二次技术革命。

3、第三次CAD技术革命——参数化技术

进入80年代中期，CV公司内部以高级副总裁为首的一批人提出了一种比无约束自由造型更新颍、更好的算法──参数化实体造型方法。它主要的特点是：基于特征、全尺寸约束、全数据相关、尺寸驱动设计修改。早期的参数软件性能很低，只能完成简单的工作，但由于第一次实现了尺寸驱动零件设计修改，使人们看到了它今后将给设计者带来的方便性。

80年代末，计算机技术迅猛发展，一个更加广阔的CAD市场完全展开，很多中小型企业也开始有能力使用CAD技术。进入90年代，参数化技术变得比较成熟起来，充分体现出其在许多通用件、零部件设计上存在的简便易行的优势。参数化技术的应用主导了CAD发展史上的第三次技术革命。

4、第四次CAD技术革命─变量化技术

参数化技术的成功应用，使得它在90年前后几乎成为CAD业界的标准。但是技术理论上的认可并非意味着实践上的可行性。重新开发一套完全参数化的造型系统困难很大，因为这样做意味着必须将软件全部重新改写，何况他们在参数化技术上并没有完全解决好所有问题。SDRC的决策者们权衡利弊，决定在公司效益正好之时，抓住机遇，从根本上解决问题。于是，从1990至1993年，历经3年时间，投资一亿多美元，将软件全部重新改写，于1993年推出全新体系结构的IDEASMasterSeries软件。。

综合四次革命的发展历程，我们可以看出CAD发展的具体情况。(1)准备和诞生时期，(2)蓬勃发展和进入应用时期，作为CAD技术的基础，计算机图形学在这一时期得到了很快的发展。20世纪60年代中期出现了商品化的CAD设备，CAD技术开始进入了发展和应用阶段。(3)广泛应用时期，20世纪70年代推出了以小型机为平台的CAD系统。同时，图形软件和CAD应用支撑软件也不断充实提高。图形设备相继推出和完善。(4)突飞猛进时期。

二、现状

CAD技术在工程设计中有着很广泛的应用，对于建筑设计这一领域，有着包括方案设计、三维造型、建筑渲染图设计、平面布景、建筑构造设计、小区规划、日照分析、室内装潢等各类应用软件。对于结构设计，计算机辅助设计软件可以做到包括有限元分析、结构平面设计、结构计算和分析、高层结构分析、地基及基础设计、钢结构设计与加工等方面。

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 我国CAD软件开发虽然已形成了几个系统，但基本上都是二维绘图软件，开发者在技术上没有什么创新，缺乏设计方法和设计理论上的研究，因此所开发出的软件稳定性和可靠性差，自然在市场上就无竞争力。另外，图形CAD系统只能将设计过程的最后阶段——绘图阶段搬到计算机上，而设计过程仍然在设计师头脑中完成，这样设计效率并没有太大的提高。