電話(huà)：18081632026          QQ：185904051

西昌市瑞均規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司

設(shè)計(jì)，為更有效傳播
您現(xiàn)在的位置:首頁(yè) > 技術(shù)詳情
我所知道的一些與CAD相關(guān)軟件和概念
來(lái)源:CAD小苗 | 作者:rjghsj | 發(fā)布時(shí)間: 2021-02-23 | 700 次瀏覽 | 分享到:
我所知道的一些與CAD相關(guān)軟件和概念
      本博客主要介紹的是二維CAD產(chǎn)品的使用技巧，CAD不斷在發(fā)展，三維CAD在制造業(yè)已經(jīng)相當(dāng)普及。此外，制造、管理、運(yùn)營(yíng)的上下游軟件也不斷在發(fā)展，CAD與這些軟件有著密不可分的關(guān)系，我把了解到的一些CAD相關(guān)的軟件和概念簡(jiǎn)單介紹一下，希望對(duì)大家有幫助。
      CAD（Computer Aided Design）即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),其概念和內(nèi)涵正在不斷地發(fā)展中。1972年10月，國(guó)際信息處理聯(lián)合會(huì)（IFIP）在荷蘭召開(kāi)的“關(guān)于CAD原理的工作會(huì)議”上給出如下定義：CAD是一種技術(shù)，其中人與計(jì)算機(jī)結(jié)合為一個(gè)問(wèn)題求解組，緊密配合，發(fā)揮各自所長(zhǎng)，從而使其工作優(yōu)于每一方，并為應(yīng)用多學(xué)科方法的綜合性協(xié)作提供了可能。CAD是工程技術(shù)人員以計(jì)算機(jī)為工具，對(duì)產(chǎn)品和工程進(jìn)行設(shè)計(jì)、繪圖、分析和編寫(xiě)技術(shù)文檔等設(shè)計(jì)活動(dòng)的總稱(chēng)。
      二維CAD系統(tǒng)一般將產(chǎn)品和工程設(shè)計(jì)圖紙看成是“點(diǎn)、線(xiàn)、圓、弧、文本……”等幾何元素的集合，用二維的圖紙加上文字和標(biāo)注來(lái)表現(xiàn)三維模型。AutoCAD、浩辰CAD等軟件雖然也有三維功能，但由于三維功能較弱，大多數(shù)用他繪制二維平面圖，因此仍被定位為二維CAD。當(dāng)然也有些純粹的二維CAD，完全不支持Z軸。
      三維CAD系統(tǒng)的核心是產(chǎn)品的三維模型。三維模型是在計(jì)算機(jī)中將產(chǎn)品的實(shí)際形狀表示成為三維的模型，模型中包括了產(chǎn)品幾何結(jié)構(gòu)的有關(guān)點(diǎn)、線(xiàn)、面、體的各種信息。計(jì)算機(jī)三維模型的描述經(jīng)歷了從線(xiàn)框模型、表面模型到實(shí)體模型的發(fā)展，所表達(dá)的幾何體信息越來(lái)越完整和準(zhǔn)確，能解決“設(shè)計(jì)”的范圍越廣。由于三維CAD系統(tǒng)的模型包含了更多的實(shí)際結(jié)構(gòu)特征，使用戶(hù)在采用三維CAD造型工具進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，更能反映實(shí)際產(chǎn)品的構(gòu)造或加工制造過(guò)程。
      由于現(xiàn)在很多行業(yè)仍離不開(kāi)二維圖紙，因此很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)二維CAD和三維CAD還會(huì)同時(shí)存在，即使在一些行業(yè)領(lǐng)先的制造業(yè)企業(yè)也是如此。

一、制造業(yè)與CAD相關(guān)的概念

CAM (computer Aided Manufacturing，計(jì)算機(jī)輔助制造)
      CAM利用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備管理控制和操作的過(guò)程。常用的CAM軟件通常工作流程如下：輸入CAD繪制的圖紙或創(chuàng)建的模型，根據(jù)零件的加工需要設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，然后可以自動(dòng)生成刀具加工時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡(刀位文件)和數(shù)控程序，然后程序就可以直接提交給數(shù)控加工機(jī)床，直接進(jìn)行零件加工，也就是將CAD設(shè)計(jì)和制造直接聯(lián)系起來(lái)了。

PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 （Product Data Management ）
      PDM是一種幫助工程師和其它人員管理產(chǎn)品數(shù)據(jù)和產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程的工具。PDM系統(tǒng)確保跟蹤設(shè)計(jì)、制造所需的大量數(shù)據(jù)和信息，并由此支持和維護(hù)產(chǎn)品。PDM實(shí)際上是企業(yè)中為了有效管理產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)、銷(xiāo)售整個(gè)過(guò)程中（生命周期）所產(chǎn)生的信息資源，如設(shè)計(jì)人員、圖紙、設(shè)計(jì)過(guò)程等的一種手段，最終目的是提高企業(yè)的創(chuàng)造力，減少產(chǎn)品的研發(fā)成本，縮短產(chǎn)品的交付時(shí)間，保證產(chǎn)品質(zhì)量。說(shuō)簡(jiǎn)單一點(diǎn)，PDM首先要對(duì)設(shè)計(jì)圖檔進(jìn)行歸檔和管理，其次要從設(shè)計(jì)圖紙中提取明細(xì)表數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，建議企業(yè)的零件、圖紙等相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)，并對(duì)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、采購(gòu)相關(guān)流程和資源進(jìn)行優(yōu)化。PDM需要管理CAD的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，同時(shí)要從CAD圖紙中提取明細(xì)表、圖框的相關(guān)數(shù)據(jù)，因此PDM和CAD之間比例建立接口。

PLM產(chǎn)品生命周期管理
（Product Lifecycle Management ）
      PLM是一種企業(yè)信息化的商業(yè)戰(zhàn)略。它實(shí)施一整套的業(yè)務(wù)解決方案，把人、過(guò)程和信息有效地集成在一起，作用于整個(gè)企業(yè)，遍歷產(chǎn)品從概念到報(bào)廢的全生命周期，支持與產(chǎn)品相關(guān)的協(xié)作研發(fā)、管理、分發(fā)和使用產(chǎn)品定義信息。 PLM為企業(yè)及其供應(yīng)鏈組成產(chǎn)品信息的框架。它由多種信息化元素構(gòu)成：基礎(chǔ)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)（如XML、視算、協(xié)作和企業(yè)應(yīng)用集成）、信息生成工具（如MCAD、ECAD和技術(shù)發(fā)布）、核心功能（如數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)、文檔和內(nèi)容管理、工作流和程序管理）、功能性的應(yīng)用（如配置管理）以及構(gòu)建在其他系統(tǒng)上的商業(yè)解決方案。
      從技術(shù)角度上來(lái)說(shuō)，PLM是一種對(duì)所有與產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)、在其整個(gè)生命周期內(nèi)進(jìn)行管理的技術(shù)。既然PLM與所有與產(chǎn)品相關(guān)的數(shù)據(jù)的管理有關(guān)，那么就必然與PDM密不可分，有著深刻的淵源關(guān)系，可以說(shuō)PLM完全包含了PDM的全部?jī)?nèi)容，PDM功能是PLM中的一個(gè)子集。但是PLM又強(qiáng)調(diào)了對(duì)產(chǎn)品生命周期內(nèi)跨越供應(yīng)鏈的所有信息進(jìn)行管理和利用的概念，這是與PDM的本質(zhì)區(qū)別。


MPM 生產(chǎn)制造過(guò)程工藝信息的管理
（Manufacturing Process Management）
      所謂工藝過(guò)程管理(MPM)，是一種貫穿計(jì)劃、設(shè)計(jì)、制造和管理全過(guò)程的協(xié)同工作環(huán)境，旨在對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的工藝信息進(jìn)行協(xié)調(diào)的統(tǒng)一管理。
      MPM解決方案主要解決了生產(chǎn)管理部門(mén)在制造過(guò)程中復(fù)雜工藝過(guò)程的管理問(wèn)題，應(yīng)用在制造工藝管理中的各個(gè)階段，包括規(guī)劃階段和工程階段。在這些階段中，系統(tǒng)采用其本身的計(jì)劃工具、運(yùn)營(yíng)過(guò)程仿真優(yōu)化工具、工程工具、裝配仿真、質(zhì)量控制工具等來(lái)仿真和優(yōu)化制造過(guò)程，同時(shí)又可以使用支持協(xié)同作業(yè)的瀏覽器工具等對(duì)整個(gè)工藝過(guò)程進(jìn)行統(tǒng)一的監(jiān)控和管理。通過(guò)與CAD、PDM、ERP系統(tǒng)的集成和交互，是企業(yè)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)和資源數(shù)據(jù)的共享。

CAPP計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì)
（Computer Aided Process Planning ）
      CAPP是一種將企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品制造數(shù)據(jù)的技術(shù)，通過(guò)這種計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助工藝設(shè)計(jì)人員完成從毛坯到成品的設(shè)計(jì)。CAPP系統(tǒng)的應(yīng)用將為企業(yè)數(shù)據(jù)信息的集成打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

CAE計(jì)算機(jī)輔助工程（Computer Aided Engineering）
      是用計(jì)算機(jī)輔助求解復(fù)雜工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、屈曲穩(wěn)定性、動(dòng)力響應(yīng)、熱傳導(dǎo)、三維多體接觸、彈塑性等力學(xué)性能的分析計(jì)算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)等問(wèn)題的一種近似數(shù)值分析方法。其基本思想是將一個(gè)形狀復(fù)雜的連續(xù)體的求解區(qū)域分解為有限的形狀簡(jiǎn)單的子區(qū)域，即將一個(gè)連續(xù)體簡(jiǎn)化為由有限個(gè)單元組合的等效組合體；通過(guò)將連續(xù)體離散化，把求解連續(xù)體的場(chǎng)變量（應(yīng)力、位移、壓力和溫度等）問(wèn)題簡(jiǎn)化為求解有限的單元節(jié)點(diǎn)上的場(chǎng)變量值。此時(shí)求解的基本方程將是一個(gè)代數(shù)方程組，而不是原來(lái)描述真實(shí)連續(xù)體場(chǎng)變量的微分方程組，得到的是近似的數(shù)值解，求解的近似程度取決于所采用的單元類(lèi)型、數(shù)量以及對(duì)單元的插值函數(shù)。

有限元分析（FEA，F(xiàn)inite Element Analysis）
      有限元分析就是CAE軟件，有限元分析利用數(shù)學(xué)近似的方法對(duì)真實(shí)物理系統(tǒng)（幾何和載荷工況）進(jìn)行模擬。還利用簡(jiǎn)單而又相互作用的元素，即單元，就可以用有限數(shù)量的未知量去逼近無(wú)限未知量的真實(shí)系統(tǒng)。
      當(dāng)今有限元分析軟件的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)是與通用CAD軟件的集成使用，即在用CAD軟件完成部件和零件的造型設(shè)計(jì)后，能直接將模型傳送到CAE軟件中進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分并進(jìn)行分析計(jì)算，如果分析的結(jié)果不滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求則重新進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，直到滿(mǎn)意為止，從而極大地提高了設(shè)計(jì)水平和效率。

CAQ計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量控制
（Computer Aided Quality ）

數(shù)字樣機(jī)
      數(shù)字樣機(jī)技術(shù)是以CAX/DFX技術(shù)為基礎(chǔ)，以機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)和控制理論為核心，融合虛擬現(xiàn)實(shí)、仿真技術(shù)、三維計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)，將分散的產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和分析過(guò)程集成在一起，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)者、制造者和使用者在產(chǎn)品的早期可以直觀形象地對(duì)數(shù)字化的虛擬產(chǎn)品原型進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化、性能測(cè)試、制造仿真和使用仿真，為產(chǎn)品的研發(fā)提供全新的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法。
      狹義的數(shù)字樣機(jī)認(rèn)識(shí)從計(jì)算就圖形學(xué)角度出發(fā)，認(rèn)為數(shù)字樣機(jī)是利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)產(chǎn)品模型的設(shè)計(jì)、制造、裝配、使用、維護(hù)與回收利用等各種屬性進(jìn)行分析與和設(shè)計(jì)，在虛擬環(huán)境中逼真的分析與顯示產(chǎn)品的全部特征，以替代或精簡(jiǎn)物理樣機(jī)。
      廣義的數(shù)字樣機(jī)從制造的角度出發(fā)，認(rèn)為數(shù)字樣機(jī)是一種基于計(jì)算機(jī)的產(chǎn)品描述，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、服務(wù)、維護(hù)直至產(chǎn)品回收整個(gè)過(guò)程中全部所需功能的實(shí)時(shí)計(jì)算機(jī)仿真，通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)產(chǎn)品的各種屬性進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析與仿真，以取代或精簡(jiǎn)物理樣機(jī)。

  虛擬現(xiàn)實(shí)
      虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality，簡(jiǎn)稱(chēng)VR，又譯作靈境、幻真)是近年來(lái)出現(xiàn)的高新技術(shù)，也稱(chēng)靈境技術(shù)或人工環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)是利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界，提供使用者關(guān)于視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官的模擬，讓使用者如同身歷其境一般，可以及時(shí)、沒(méi)有限制地觀察三度空間內(nèi)的事物。

二、工程設(shè)計(jì)行業(yè)與CAD相關(guān)概念
      BIM（Build Information Modeling）建筑信息模型
      但這個(gè)概念應(yīng)該怎么理解呢？比較完整的說(shuō)法應(yīng)該：BIM是利用數(shù)字模型對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)的過(guò)程。BIM貫穿建筑項(xiàng)目的整個(gè)過(guò)程，同時(shí)也涉及所有參與人員。有人將BIM的應(yīng)用分為了三個(gè)維度：時(shí)間、人、事件。需要建筑項(xiàng)目參與的各方：甲方、設(shè)計(jì)方、施工方、預(yù)制加工商、物業(yè)管理、設(shè)備供應(yīng)等全面參與，才有可能全面實(shí)施BIM。工程設(shè)計(jì)行業(yè)要全面轉(zhuǎn)向三維還需要很長(zhǎng)的路要走。

      有人將BIM軟件分成了十三類(lèi)，這些軟件并沒(méi)有嚴(yán)格的分界線(xiàn)，很多軟件可能同時(shí)具備兩類(lèi)功能，或者具有不同類(lèi)型的部分功能。這些軟件的核心是三維建模軟件，這包括三維的建筑軟件、結(jié)構(gòu)軟件和設(shè)備軟件等。這些軟件中一部分在設(shè)計(jì)院中已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用，例如可持續(xù)分析軟件、機(jī)電分析軟件、結(jié)構(gòu)分析軟件，結(jié)構(gòu)分析計(jì)算在國(guó)內(nèi)很早就已開(kāi)始應(yīng)用，日照分析、節(jié)能計(jì)算很多設(shè)計(jì)院也已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用，另外在大家經(jīng)常使用的水暖電設(shè)備軟件中，也加入了很多計(jì)算分析功能，如電氣的照度計(jì)算、暖通的負(fù)荷計(jì)算、給排水的水力計(jì)算等等。

協(xié)同設(shè)計(jì)
      現(xiàn)在很多設(shè)計(jì)院關(guān)注的一個(gè)概念是協(xié)同設(shè)計(jì)，認(rèn)為協(xié)同設(shè)計(jì)能解決設(shè)計(jì)院內(nèi)部設(shè)計(jì)流程中存在的很多問(wèn)題，可以提高設(shè)計(jì)院的整體設(shè)計(jì)效率。現(xiàn)在跟協(xié)同拉上關(guān)系的軟件有很多，有些廠家把協(xié)同設(shè)計(jì)說(shuō)成一套管理軟件，有的廠家把他說(shuō)成一套設(shè)計(jì)軟件。國(guó)外BIM廠家把協(xié)同設(shè)計(jì)作為BIM概念的一部份。
      簡(jiǎn)單說(shuō)：協(xié)同設(shè)計(jì)就是多人共同完成一個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，協(xié)同設(shè)計(jì)軟件就是提供一個(gè)平臺(tái)，保證項(xiàng)目能順暢、高效地完成。
      現(xiàn)在協(xié)同設(shè)計(jì)可以分為兩部分，一部分是文檔和流程管理，屬于管理平臺(tái)，一部分是設(shè)計(jì)軟件、設(shè)計(jì)信息建的系統(tǒng)，屬于設(shè)計(jì)平臺(tái)，只有兩者合為一體，才能稱(chēng)之為真正的協(xié)同設(shè)計(jì)。

物業(yè)設(shè)施管理(Facility Management，簡(jiǎn)稱(chēng)FM)
      按照國(guó)際物業(yè)設(shè)施管理協(xié)會(huì)(IFMA)和美國(guó)國(guó)會(huì)圖書(shū)館的定義，是“以保持業(yè)務(wù)空間高品質(zhì)的生活和提高投資效益為目的，以最新的技術(shù)對(duì)人類(lèi)有效的生活環(huán)境進(jìn)行規(guī)劃、整備和維護(hù)管理的工作”。它“將物質(zhì)的工作場(chǎng)所與人和機(jī)構(gòu)的工作任務(wù)結(jié)合起來(lái)。它綜合了工商管理、建筑、行為科學(xué)和工程技術(shù)的基本原理”。物業(yè)設(shè)施管理這一行業(yè)真正得到世界范圍的承認(rèn)還只是近幾年的事。越來(lái)越多的實(shí)業(yè)機(jī)構(gòu)開(kāi)始相信，保持管理得井井有條和高效率的設(shè)施對(duì)其業(yè)務(wù)的成功是必不可少的。

碰撞檢查
      三維設(shè)計(jì)相較于二維設(shè)計(jì)最大的特點(diǎn)是能夠立體的看設(shè)計(jì)，在二維上看不到的碰撞就有可能發(fā)生。
      “碰撞檢查”工具可以發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目中圖元之間的沖突。這些圖元可能是模型中的一組選定圖元，也可能是所有圖元。
      在以前一些二維的專(zhuān)業(yè)軟件中，例如浩辰CAD給排水中也有碰撞檢查的功能，可以檢查交叉管道之前是否有干涉。但真正能提升整體設(shè)計(jì)質(zhì)量的是建筑各專(zhuān)業(yè)構(gòu)件之前的的碰撞檢查，現(xiàn)在的三維協(xié)同設(shè)計(jì)軟件會(huì)將建筑、結(jié)構(gòu)、水暖電設(shè)備三維模型放到一起，進(jìn)行碰撞檢查，在施工之前更徹底地解決各專(zhuān)業(yè)之間沖突的問(wèn)題。

      小結(jié)：與CAD的相關(guān)概念遠(yuǎn)不止上面這些，我只是將自己知道的某些重要概念給大家列舉了一下，很多概念我也并不了解，如果大家對(duì)某個(gè)概念感興趣，可以到網(wǎng)上去搜索相關(guān)資料。如果講得有問(wèn)題，也請(qǐng)大家指出。