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行业动态 | CAD软件极简介绍
来源:Lucas Carolo的文章 | 作者:rjghsj | 发布时间: 2020-12-21 | 1481 次浏览 | 分享到:
行业动态 | CAD软件极简介绍
行业动态 | CAD软件极简介绍 

     关于CAD软件，有很多介绍和说明，从它的起源、技术细节、难点问题、各种用途到现在乃至未来还能做什么，总的来说，CAD的诞生和发展对工程设计来说是重大变革，而且这个变革对社会和经济的效益异常巨大和深远。戴维·韦斯伯格(David E. Weisberg)的书《The Engineering DesignRevolution》把它称为改变工程实践的“革命”，事实上，对CAD这类软件来说这一赞誉一点都不为过。
本文作为一篇科普的小文，并无站在某种高度来定义和评价CAD及相关软件的意思，初衷是用尽可能简短的小文来对CAD软件做个综述。作用也很简单，一是做个相关的科普；二是捋一捋CAD软件的脉络；三是CAD围绕的核心业务有过变化，发向有外延但本质未变，对于这一点国内的厂商应该有个清晰的认识。
二
本质：自动化设计、“空间”可视化
     现在的CAD已经变得超级巨大和复杂，从旁观者角度来看，似乎已经成为无所不能的生产力工具，从产品规划到概念设计、从验证到原型、从详细设计到制造……,都能看到它的影响力。不过要认识CAD，还是要从它最根本和最重要的方面来看，正如用詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的话说：“当人类的大脑在做计算机器的工作时，很少会感到满足，当然也不会发挥其最高的功能。”
根据欧特克（Autodesk）公司的说法，计算机辅助设计(CAD)是“用自动化程序取代手工绘图设计和技术文件的技术”。这个定义已经相当准确，但CAD软件的作用远比简单地取代耗时的手绘设计，即我们所俗称的“甩图板”要广泛得多。

     CAD软件被广泛用于整个产品开发阶段的概念设计和“空间”可视化。“空间”可视化是CAD所展现的非常重要的本源特性，换句话说，CAD能呈现一个物体的空间形象，但它并能不保证这个物体的现实存在。
     现在，CAD的自动化过程可以轻松实现模型的即时修改，这构建了跨越项目复杂成员组织之间鸿沟的沟通桥梁。换句话说，CAD软件一开始就有着实现协同工作的需要，需要为全球分布的创意人员（从工程师到设计师）提供了一个共享平台，从这一点来看，达索无疑是在这个方向上迈的步子最大的。

现实中的很多实物，从产品到建筑，都是用CAD设计的，CAD对我们的世界产生了如此深远的影响，很难想象没有它的生活。现在，很多建筑和工程学校甚至不再开设手工绘图课。
下面我们来介绍CAD软件最重要的方面：不同的形态/类型、具有的优势和缺点、最广泛和最优秀的软件种类。介绍这些之前，让我们先来了解一下CAD这个重要的工具是如何诞生的。
      三
历史：从绘图到建模
     CAD软件的历史可以追溯到20世纪60年代初，Ivan Sutherland在麻省理工学院开发的Sketchpad，可以说是第一个商业图形计算机软件，它被公认为是所有CAD程序的起源。Sketchpad将技术绘图的基本原理带入了计算机程序中，并使用了今天人们熟知的光电触控笔作为输入工具。

最初的CAD应用仅限于汽车和航空工业，像雷诺和洛克希德这样的大公司率先使用了这一技术。虽然70年代出现了三维实体建模，但它只不过是简单地用于对手工设计替代的二维图纸制作。到了随后的十年，一些我们今天所熟知和使用的最流行的CAD软件被开发出来。达索系统公司发布了曲面三维建模软件Catia，而欧特克公司则公布了它最著名的2D软件：AutoCAD，那时起，CAD几乎同时开始按照两个路径前进：谁是历史上第一套软件上争论不休的三维建模软件，和二维CAD就是Autocad的二维制图软件。这一情况在1987年有了改变，Pro/Engineer(现在的Creo)的发布改变了CAD市场，它推出了实体建模技术，将设计重点转向了3D环境。


四
效益：
     提高设计质量。CAD软件所提供的巨大的灵活性使创意人员能够将更好的设计构思出来。使用专门为这些目标而开发的更易理解、准确评价和提出方案的各种功能，实现所想即所得，这往往会带来更好的产品设计。

     提高生产力。完全由手工绘制在复杂产品设计上将会一场噩梦，将花费大量的时间，这个事实显而易见。CAD软件可以实现更快更智能的工作流程，从而更快地获得项目结论。CAD提供能快速变化的设计环境在产品开发方面是一个真正的“游戏规则”，这极大地缩短了新产品的上市时间。

协同工作。CAD软件为协同工作提供了近乎完美的平台。复杂产品设计和装配通常需要庞大的设计和工程团队，他们之间有效沟通至关重要。更新的技术，如基于云的CAD应用现在也在逐步成为常态，这将有助于进一步提高项目的协作能力。典型的情况就是当前新冠疫情下，迫切需要基于社交距离的远程协作环境。

     简化记录。毋庸置疑，在处理数以千计的组件设计时，记录保存以形成完整数据链是一个关键问题。不难想象，当这一切都在纸上完成的时候，会是怎样的情景！以色列间谍在70年代盗取法国“幻影”战机的图纸足够装满一整节火车车皮。现在的CAD软件在“产品生命周期管理”中起着核心作用，使自动化系统能够以数字化方式存储并完整地保存整个设计过程。