CAD技术的发展趋势

2013-06-01 by:广州有限元分析、培训中心-1CAE.COM 来源:仿真在线

针对微机软硬件和网络技术的发展特征,提出CAD技术将成为网络经济模式的一种关键技术支撑。在分析CAD技术的发展趋势和推广应用CAD技术中存在问题的基础上,提出了深化推广应用CAD技术的一些建议。

殷国勇来源:机械
关键字:CAD技术产品设计网络经济软件开发

CAD技术是先进制造技术的重要组成部分,是计算机技术在工程设计、机械制造等领域中最有影响的一项高新应用技术。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,已经产生、必然继续产生巨大的社会经济效益。

进入21世纪以来,从事科研和应用开发CAD的技术人员认识到,要让CAD技术成为生产力,关键是让设计人员都用上、会用CAD系统。国家科委确定以“甩图板”这个形象生动的工程目标来实现绘图设计自动化作为推广应用CAD技术的突破口,实践证明这是一项有效的决策。

今天,计算机网络技术、CAD/CAM技术均有质的飞跃,CAD技术应用已奠定了良好基础。在这种形势下,如何正确理解“甩图板”、深化推广应用CAD技术,如何使为数甚多的中小型企业也能应用CAD技术并避免软硬件投资上的失误,如何为推广应用CAD技术提供更好的技术咨询服务,这些问题值得认真探讨和分析。

1 计算机网络技术的发展与网络经济的新技术

今天的计算机网络不仅仅是简单地联接众多的计算机,更重要的是联接着无数的信息、人与人的智能。从根本上改变了信息获取、接受和分配处理的方式,改变了人们生活、工作、学习和合作交流的环境。随着internet、Intranet的普及应用,人们正在进入智能网络化的年代。企业组织内部、企业之间和社会团体间的广泛互联,让生产和商业活动越来越依赖于网络公共信息基础设施。

新的网络组织结构是从根本上重新构思组织的功能和性质以及相互之间的关系,这种新的组织被称为互联网络的企业(Internetworked Enterprise),使企业能有效获得资源、进行协同工作、异地设计、网上经营等活动,不但企业之间得到延伸,还联接到客户、供应商,甚至包括竞争对手。这就是基于Internet模式的公用网络环境下,正在形成的数字化经济和网络化经济。CAD技术将是这种经济模式下的一种关键技术支撑,认识这一点对于持续推广应用CAD技术是有益的。

2 CAD技术的发展趋势

了解CAD技术的发展趋势对推广应用技术是十分重要的,有利于CAD方案设计、选型适应技术发展的需要。总的来说,CAD技术的发展趋势有以下几方面:

(1)基于32/64位微机的Windows操作系统平台的CAD系统倍受欢迎,象proe、I-DEAS等运行于工作站的软件也纷纷推出微机版。

(2)二维绘图与三维实体建模一体化,基于特征的参数化设计软件应当是CAD系统的主要功能要求。同时要求CAD与CAPP、CAM、CAE信息集成,提供符合IGES、STEP标准的产品信息模型。

(3)基于Windows/Objects/Wcb的技术解决方案是当前CAD软件的一个重要特点,也就是要求CAD软件能在网络环境下支持协同设计、异地设计和信息共享[4]。

(4)支持并行设计的产品数字管理(PDM)一体化集成。

(5)CAD系统的智能化、可视化和标准化。

3 深化推广应用CAD技术存在的问题

在讨论深化推广应用CAD技术之前而先提出前述两个方面内容,主要是说明CAD技术仍是新兴技术、仍在高速发展。其发展的动因是它推动了生产力的发展,给企业带来了效率。但在有些地方、有些企业却效果不明显,原因有多方面,以下几个问题是主要的。

3.1 对软件硬件认识上的误区

对于上CAD工程项目,对一些企业的决策者来说,大多是落实在买多少台计算机、打印机、绘图机、大屏幕工作站等看得见摸得着的东西。而对于软件来说,几张光盘,要花大笔钱,不如“拷贝”软件来用。但拷贝的软件在功能上、技术服务等方面是得不到保证的。然而,我们了解到绝大多数CAD项目投资都是用于买硬件。应用CAD技术的目的是产生效益,软件和硬件的有机结合才能真正起作用。对于计算机硬件来说,买来不用最有害,它是不可能保值的。大家都知道,PC机的核心CPU的运算速度每隔18个月就增加一倍(有可能还要快)。现在买计算机,两年以后就跟不上潮流了,它的价值也许2/3都没有了。那么它的价值到哪里去了?它的价值是使用过程中产生的效益。

国外软硬件投资比例一般达到了7∶3(即70%的资金用于软件,30%用于硬件)。针对国内实际情况,倒过来3∶7或5∶5也是应该可以接受的。

3.2 CAD软件二次开发的认识

由于不同的企业有不同的产品,其设计方法、产品结构是不尽相同的。目前,市面上的商品CAD软件都属于带有共性特征的通用开发工具,不可能从软件公司买到适合所有产品设计需要的软件。这也就是CAD软件均提供二次开发手段的原因,例如Auto CAD,目前已提供有4种二次开发的语言。所以,企业上CAD项目时,宜充分重视二次开发问题。

3.3 对CAD应用人才的培养

CAD技术成功应用的关键在于人才。企业应首先注意加强CAD技术应用人才的培养。企业人才培养的重点是应用好软件,解决实际问题。高等院校和科研单位的人才重点是开发。一般来说,中小型企业自己培养CAD技术的开发人才是不适宜的。应走合作开发应用的道路。

4 对深入推广应用CAD技术的建议

完全可以相信,在不同地区不同行业CAD技术将会获得深入推广应用。如何结合国情、省情,针对上述问题进行CAD技术的推广应用,我认为以下几方面工作是重要的。

4.1 发展CAD技术咨询服务产业

技术咨询服务是联系各行业务应用对象与计算机软硬件商家的一种桥梁。要深化推广应用CAD技术,应有较完善、相对中立、技术水平较高的咨询服务体系机构为企业服务。其主要任务责任是:

(1)对企业CAD方案咨询论证、技术培训、调试测试、软件系统维护、运行支持和改进完善,也包括通讯网络、数据库、PDM等咨询服务。

(2)收集、整理企业CAD系统成功失败的范例。根据技术的发展提出一些当前较为合适的系统软硬件方案。

(3)收集CAD系统软件的相关资料和发展趋势,对常见的CAD/CAM系统性能指标进行评估,提出报告。

(4)根据企业的需要进行软件的二次用户化开发并培训企业技术人才。

技术咨询服务在国外已产业化,但在国内属于刚刚起步阶段,需要政府给予政策和资金上的扶持,提供必要的软硬件环境。这是一项有利于企业、服务于社会的技术活动,只能逐步走向自我发展的产业化道路上来。

4.2 深化推广应用CAD技术的步骤

笔者认为“甩图板”这种提法需要在广度和深度上拓展,包含两个方面:一是吸引更多的企业,尤其是中小型企业推广应用CAD技术,参与“甩图板”工程;二是针对不同行业、不同层次在质量上应用真正意义的CAD技术,不仅仅包含计算机绘图,还应有设计分析、CAPP、图档管理等内容。因此,在企业中应用CAD技术可分为如下三步:

(1)推广设计绘图、二维与三维设计、CAD与CAPP、CAE、CAM等一体化的广义“甩图板”工程。

(2)向设计信息集成与管理的纵深发展,推广应用产品数据管理(PDM)技术,逐步使企业迈向C3P(CAD/CAM/CAE/PDM)。

(3)采用先进技术实现真正意义上的CAD,包括并行工程、分布异地合作设计、优化设计和智能设计、虚拟快速原型制造等。

4.3 支持以应用为导向的CAD技术方法的研究

对于在向市场经济体制转变的企业来说,应充分认识市场经济强调的竞争第一原则,这就决定了企业对技术前沿、特别是产品设计技术创新的需求,而CAD技术的深化应用将有助于这一目标的实现。目前,在从二维绘图的底层开始研究CAD系统是不现实的。笔者认为应在一种或几种大众化、开放体系结构的软件平台上,针对制造企业的具体要求,进行以应用为目标的CAD技术方向的研究。对支持CAD基础应用技术研究重点应放在以下几方面:

(1)分行业进行基础件、标准通用件的二维和三维建库工作。目前,二维建库的工作已较成熟,三维实体设计是发展方向,二维与三维相互结合应是国内企业应用CAD的一种模式。目前,宜尽快开展三维建库软件的开发工作。

(2)基于统一产品模型CAD/CAM/CAE集成技术方法研究。一般来说“甩图板”目标达到后,就应迈向设计过程的信息集成阶段。尽管不少CAD/CAM软件系统都声称是集成的,实际使用中还是存在不少问题,因此应开展结合企业产品特点的以特征建模为核心、以STEP标准为指导的集成技术研究。

(3)具有一定通用性的CAPP软件平台研究。市面上CAD/CAM通用软件很多,但尚未有象AutoCAD一样流行的CAPP系统,原因是制造工艺问题变化多端,不同企业、不同产品对象、相同产品但制造资源不同的企业其制造工艺都有可能不同。因此,针对某一类制造企业的要求开发CAPP工具是可望成功的。

(4)产品数据管理(PDM)与并行设计方法的研究,尤其是在网络环境下的产品信息资源管理模式、分布异地合作设计模式等既有基础理论研究的必要,又有广泛的应用前景。国外在这方面研究也还属于技术前沿课题,例如CSCW(计算机支持的协作工作)、基于Web的设计等都还处于探索研究阶段。作为技术准备,支持进行这方面的研究也是有意义的。

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