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行業(yè)動態(tài) | CAD軟件極簡介紹
來源:Lucas Carolo的文章 | 作者:rjghsj | 發(fā)布時間: 2020-12-21 | 1508 次瀏覽 | 分享到:
行業(yè)動態(tài) | CAD軟件極簡介紹
行業(yè)動態(tài) | CAD軟件極簡介紹 

     關(guān)于CAD軟件，有很多介紹和說明，從它的起源、技術(shù)細節(jié)、難點問題、各種用途到現(xiàn)在乃至未來還能做什么，總的來說，CAD的誕生和發(fā)展對工程設(shè)計來說是重大變革，而且這個變革對社會和經(jīng)濟的效益異常巨大和深遠。戴維·韋斯伯格(David E. Weisberg)的書《The Engineering DesignRevolution》把它稱為改變工程實踐的“革命”，事實上，對CAD這類軟件來說這一贊譽一點都不為過。
本文作為一篇科普的小文，并無站在某種高度來定義和評價CAD及相關(guān)軟件的意思，初衷是用盡可能簡短的小文來對CAD軟件做個綜述。作用也很簡單，一是做個相關(guān)的科普；二是捋一捋CAD軟件的脈絡(luò)；三是CAD圍繞的核心業(yè)務(wù)有過變化，發(fā)向有外延但本質(zhì)未變，對于這一點國內(nèi)的廠商應(yīng)該有個清晰的認識。
二
本質(zhì)：自動化設(shè)計、“空間”可視化
     現(xiàn)在的CAD已經(jīng)變得超級巨大和復(fù)雜，從旁觀者角度來看，似乎已經(jīng)成為無所不能的生產(chǎn)力工具，從產(chǎn)品規(guī)劃到概念設(shè)計、從驗證到原型、從詳細設(shè)計到制造……,都能看到它的影響力。不過要認識CAD，還是要從它最根本和最重要的方面來看，正如用詹姆斯·克拉克·麥克斯韋的話說：“當(dāng)人類的大腦在做計算機器的工作時，很少會感到滿足，當(dāng)然也不會發(fā)揮其最高的功能?！?/span>
根據(jù)歐特克（Autodesk）公司的說法，計算機輔助設(shè)計(CAD)是“用自動化程序取代手工繪圖設(shè)計和技術(shù)文件的技術(shù)”。這個定義已經(jīng)相當(dāng)準(zhǔn)確，但CAD軟件的作用遠比簡單地取代耗時的手繪設(shè)計，即我們所俗稱的“甩圖板”要廣泛得多。

     CAD軟件被廣泛用于整個產(chǎn)品開發(fā)階段的概念設(shè)計和“空間”可視化?！翱臻g”可視化是CAD所展現(xiàn)的非常重要的本源特性，換句話說，CAD能呈現(xiàn)一個物體的空間形象，但它并能不保證這個物體的現(xiàn)實存在。
     現(xiàn)在，CAD的自動化過程可以輕松實現(xiàn)模型的即時修改，這構(gòu)建了跨越項目復(fù)雜成員組織之間鴻溝的溝通橋梁。換句話說，CAD軟件一開始就有著實現(xiàn)協(xié)同工作的需要，需要為全球分布的創(chuàng)意人員（從工程師到設(shè)計師）提供了一個共享平臺，從這一點來看，達索無疑是在這個方向上邁的步子最大的。

現(xiàn)實中的很多實物，從產(chǎn)品到建筑，都是用CAD設(shè)計的，CAD對我們的世界產(chǎn)生了如此深遠的影響，很難想象沒有它的生活。現(xiàn)在，很多建筑和工程學(xué)校甚至不再開設(shè)手工繪圖課。
下面我們來介紹CAD軟件最重要的方面：不同的形態(tài)/類型、具有的優(yōu)勢和缺點、最廣泛和最優(yōu)秀的軟件種類。介紹這些之前，讓我們先來了解一下CAD這個重要的工具是如何誕生的。
      三
歷史：從繪圖到建模
     CAD軟件的歷史可以追溯到20世紀60年代初，Ivan Sutherland在麻省理工學(xué)院開發(fā)的Sketchpad，可以說是第一個商業(yè)圖形計算機軟件，它被公認為是所有CAD程序的起源。Sketchpad將技術(shù)繪圖的基本原理帶入了計算機程序中，并使用了今天人們熟知的光電觸控筆作為輸入工具。

最初的CAD應(yīng)用僅限于汽車和航空工業(yè)，像雷諾和洛克希德這樣的大公司率先使用了這一技術(shù)。雖然70年代出現(xiàn)了三維實體建模，但它只不過是簡單地用于對手工設(shè)計替代的二維圖紙制作。到了隨后的十年，一些我們今天所熟知和使用的最流行的CAD軟件被開發(fā)出來。達索系統(tǒng)公司發(fā)布了曲面三維建模軟件Catia，而歐特克公司則公布了它最著名的2D軟件：AutoCAD，那時起，CAD幾乎同時開始按照兩個路徑前進：誰是歷史上第一套軟件上爭論不休的三維建模軟件，和二維CAD就是Autocad的二維制圖軟件。這一情況在1987年有了改變，Pro/Engineer(現(xiàn)在的Creo)的發(fā)布改變了CAD市場，它推出了實體建模技術(shù)，將設(shè)計重點轉(zhuǎn)向了3D環(huán)境。


四
效益：
     提高設(shè)計質(zhì)量。CAD軟件所提供的巨大的靈活性使創(chuàng)意人員能夠?qū)⒏玫脑O(shè)計構(gòu)思出來。使用專門為這些目標(biāo)而開發(fā)的更易理解、準(zhǔn)確評價和提出方案的各種功能，實現(xiàn)所想即所得，這往往會帶來更好的產(chǎn)品設(shè)計。

     提高生產(chǎn)力。完全由手工繪制在復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計上將會一場噩夢，將花費大量的時間，這個事實顯而易見。CAD軟件可以實現(xiàn)更快更智能的工作流程，從而更快地獲得項目結(jié)論。CAD提供能快速變化的設(shè)計環(huán)境在產(chǎn)品開發(fā)方面是一個真正的“游戲規(guī)則”，這極大地縮短了新產(chǎn)品的上市時間。

協(xié)同工作。CAD軟件為協(xié)同工作提供了近乎完美的平臺。復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計和裝配通常需要龐大的設(shè)計和工程團隊，他們之間有效溝通至關(guān)重要。更新的技術(shù)，如基于云的CAD應(yīng)用現(xiàn)在也在逐步成為常態(tài)，這將有助于進一步提高項目的協(xié)作能力。典型的情況就是當(dāng)前新冠疫情下，迫切需要基于社交距離的遠程協(xié)作環(huán)境。

     簡化記錄。毋庸置疑，在處理數(shù)以千計的組件設(shè)計時，記錄保存以形成完整數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)且粋€關(guān)鍵問題。不難想象，當(dāng)這一切都在紙上完成的時候，會是怎樣的情景！以色列間諜在70年代盜取法國“幻影”戰(zhàn)機的圖紙足夠裝滿一整節(jié)火車車皮。現(xiàn)在的CAD軟件在“產(chǎn)品生命周期管理”中起著核心作用，使自動化系統(tǒng)能夠以數(shù)字化方式存儲并完整地保存整個設(shè)計過程。