淺談CAD技術(shù)及其應(yīng)用的若干問題
隨著計(jì)算機(jī)性能成數(shù)最級(jí)的提高，其價(jià)格成倍地下降；隨著網(wǎng)絡(luò)通訊的普及化、信息處理的智能化、多媒體技術(shù)的實(shí)用化；CAD技術(shù)的普及應(yīng)用越來越廣泛，越來越深入，CAD技術(shù)正向著開放、集成、智能和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。
90年代以來，從事科研和應(yīng)用開發(fā)CAD的技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，要讓CAD技術(shù)成為生產(chǎn)力，關(guān)鍵是讓設(shè)計(jì)人員都用上、會(huì)用CAD系統(tǒng)。國(guó)家科委確定以“甩圖板”的工程目標(biāo)來實(shí)現(xiàn)繪圖設(shè)計(jì)自動(dòng)化作為推廣應(yīng)用CAD技術(shù)的突破口，今天，許多地方、企業(yè)己經(jīng)推廣了CAD，取得了較好的效果，但也還存在一些問題值得探討。
1 引起設(shè)計(jì)革命的CAD
CAD是目前計(jì)算機(jī)應(yīng)用中最活躍的領(lǐng)域一股的設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)主要包括研究開發(fā)設(shè)想、產(chǎn)品基本設(shè)計(jì)、成本估算、設(shè)計(jì)制圖以及為設(shè)計(jì)而進(jìn)行的輔助工作(如產(chǎn)品調(diào)研、為設(shè)計(jì)而接受繼續(xù)教育、參加有關(guān)的學(xué)術(shù)會(huì)議等)
首先從占設(shè)計(jì)時(shí)間40%的制圖入手，計(jì)算機(jī)輔助制圖不但作為一種減輕設(shè)計(jì)者勞動(dòng)的方法，而且引出一場(chǎng)“設(shè)汁革命”。CAD使設(shè)計(jì)工作產(chǎn)生了如下的變革：①使設(shè)計(jì)工作深入到前所未有的深度：②提高圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量；③簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)過程，計(jì)算機(jī)與產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)連接后，所有己納入標(biāo)準(zhǔn)的零部件設(shè)計(jì)都可實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)給圖，設(shè)計(jì)者只需告訴計(jì)算機(jī)所采用的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)就可以了：④設(shè)計(jì)仿真和設(shè)計(jì)檢驗(yàn)，利用CAD的三維圖形功能，可在計(jì)算機(jī)屏幕上模擬出所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的外形狀態(tài)，在設(shè)計(jì)之初就對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化，在新產(chǎn)品試投產(chǎn)前，就可以對(duì)其制造過程中的結(jié)構(gòu)、加工、裝配、裝飾和動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行分析和檢驗(yàn)，從而提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一次成功性；⑤設(shè)計(jì)與制造的緊密結(jié)合，如前所述，CAD的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)既可用于設(shè)計(jì)仿真 CAE，也可以通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)與數(shù)控加工設(shè)備聯(lián)結(jié)，將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)直接用于產(chǎn)品的加工，即CAM、CAD可自動(dòng)完成從設(shè)計(jì)到加工程序的轉(zhuǎn)換。
2 CAD軟件邁進(jìn)個(gè)性化時(shí)代
設(shè)計(jì)和制造是制造業(yè)開發(fā)產(chǎn)品的主要環(huán)節(jié)，CAD技術(shù)推動(dòng)了制造業(yè)的技術(shù)革命，他哭破了傳統(tǒng)方式，使人們可以不用圖板、圖紙就可高效地開發(fā)產(chǎn)品，現(xiàn)在CAD技術(shù)己經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志。
應(yīng)用領(lǐng)域和人群的不斷增長(zhǎng)，對(duì)CAD軟件提出了更高的要求。各行業(yè)用戶一方面迫切希望得到最適合自己專業(yè)需求的CAD軟件，另一方面希望以合理可承受的價(jià)格得到來自專業(yè)CAD廠商為自己雖身定做的專業(yè)服務(wù)。行業(yè)用戶迫切希望得到個(gè)性化的CAD產(chǎn)品和服務(wù)。
CAXA日前率先推出的“電子圖板2000”，標(biāo)志著CAD軟件邁入個(gè)性化時(shí)代。“CAXA電子圖板”充分考慮了用戶的個(gè)性化需求，提供了專業(yè)而易于使用的開發(fā)平臺(tái)，使用者可以根據(jù)自己的需要改變軟件、增加功能甚至開發(fā)出全新的專業(yè)設(shè)計(jì)軟件。“CAXA電子圖板2000”目前己集成了機(jī)械、電氣和建筑設(shè)計(jì)模塊，
數(shù)十家專業(yè)軟件開發(fā)機(jī)構(gòu)與CAXA合作開發(fā)專業(yè)設(shè)計(jì)軟件并將不斷集成起來此外，CAX人推出了個(gè)性化服務(wù)計(jì)劃，從培訓(xùn)、支持到定制產(chǎn)品，一改以往“ 企業(yè)生產(chǎn)什么賣什么”的思路，而以“用戶需要什么，我們提供什么”為宗旨，針對(duì)使用者的應(yīng)用和需求，為其置身定制，讓軟件和服務(wù)更適合使用者的需求.“CAXA電子圖板2000”個(gè)性化的產(chǎn)品和服務(wù)，讓高科技的軟件更加大眾化了。
3應(yīng)用CAD技術(shù)的幾個(gè)問題
網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)化是當(dāng)前的一個(gè)趨勢(shì),CAD采用網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)信息共享，給設(shè)計(jì)工作帶來極大的方便。這里有必要談的一點(diǎn)是CAD軟件的網(wǎng)絡(luò)化問題。由于CAD的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換量極大，采用主機(jī)分時(shí)系統(tǒng)會(huì)降低設(shè)計(jì)效率，最佳方案是各節(jié)點(diǎn)機(jī)能獨(dú)立完成設(shè)計(jì)工作，網(wǎng)絡(luò)的作用是各節(jié)點(diǎn)有關(guān)資源的相互調(diào)用。同時(shí)，由于知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的需要，CAD軟件都有自己的加密措施(如鑰匙盤或加密狗)。因而在實(shí)施上出現(xiàn)兩種情況，一是僅在服務(wù)器上安裝一個(gè)加密狗，二是在各節(jié)點(diǎn)機(jī)分別安裝加密狗。前者便于資產(chǎn)管理后者可以脫離網(wǎng)絡(luò)單機(jī)運(yùn)行，各有優(yōu)點(diǎn)。
像CAXA電子圖板的網(wǎng)絡(luò)板就提供了三種安裝模式，即全服務(wù)器安裝、全工作站安裝、混合安裝。第一種模式適合于無盤工作站網(wǎng)絡(luò)，將軟件全部安裝在服務(wù)器上，節(jié)點(diǎn)工作站無硬盤：不足之處是網(wǎng)絡(luò)要求高，否則運(yùn)行速度受影響。第二種模式要求工作站有一定的硬盤容量，運(yùn)行服務(wù)器與工作站基本上無數(shù)據(jù)交換，服務(wù)器的作用僅是軟件使用權(quán)限控制。第三種模式則是將經(jīng)常調(diào)用的部分程序安裝在工作站上，而把硬盤空間大的庫(kù)文件之類安裝在服務(wù)器上，兼顧運(yùn)行速度、網(wǎng)絡(luò)通訊及硬盤空間各個(gè)萬面，是一種較好的模式。
智能化
智能化是CAD發(fā)展的必然。智能化的主要特征是不僅能處理數(shù)據(jù)而且能處理知識(shí)，其功能遠(yuǎn)超出了計(jì)算范疇，他能進(jìn)行推理、優(yōu)化、選擇、判斷并作出決策，這樣的系統(tǒng)在解決問題方面能達(dá)到專家水平，即‘專家系統(tǒng)氣專家系統(tǒng)是人工智能的一種實(shí)際應(yīng)用。
眾所周知，工程設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性工作，是工程師根據(jù)科學(xué)方法，憑借自身積累的經(jīng)驗(yàn)、遵循國(guó)家規(guī)范，按使用要求和施工條件等諸多因素，進(jìn)行分析，比較和判別卜最后用圖紙和文字資料表達(dá)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的過程。整個(gè)設(shè)計(jì)過程是一個(gè)反復(fù)的逐步求精的過程。可是目前我國(guó)自行開發(fā)的工程CAD軟件大多只能進(jìn)行校核性設(shè)計(jì)及出施工圖，不具備思維、決策的能力。
智能化CAD技術(shù)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是一項(xiàng)跨學(xué)科的重大課題.必須要有經(jīng)驗(yàn)的工程設(shè)計(jì)專家和計(jì)算機(jī)軟件專家密切配合進(jìn)行研究開發(fā)才能較好的解決。
目前，我國(guó)智能型CAD系統(tǒng)的研究剛剛開始，還沒有可供應(yīng)的商品化軟件。因此，在吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，加快研制高水平的智能型CAD軟件也是我們的一項(xiàng)迫切任務(wù)對(duì)提高我國(guó)CAD的應(yīng)用水平和設(shè)計(jì)手段的現(xiàn)代化將會(huì)起到積極的促進(jìn)作用。
要真正使產(chǎn)品、工程和系統(tǒng)的質(zhì)量好、成本低、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力強(qiáng)，就需要用最好的設(shè)計(jì)、最好的加工和最好的管理，就十分迫切需要總結(jié)國(guó)內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品、丁程和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，把成功的設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)做成智能設(shè)計(jì)，智能制造系統(tǒng)去指導(dǎo)新產(chǎn)品、新工程和新系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造，這樣才能使我們的產(chǎn)品、工程和系統(tǒng)有創(chuàng)新性。
標(biāo)準(zhǔn)
標(biāo)準(zhǔn)化是企業(yè)技術(shù)工作一個(gè)很重要的部分當(dāng)應(yīng)用CAD技術(shù)時(shí)，企業(yè)技術(shù)部門首先應(yīng)該對(duì)企業(yè)己有的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂或訂立新的標(biāo)準(zhǔn)，完善的CAD標(biāo)準(zhǔn)體系是指導(dǎo)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化管理部門進(jìn)行CAD技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化工作決策的科學(xué)依據(jù)，是開發(fā)制定CAD技術(shù)各相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)，也是促進(jìn)CAD技術(shù)普及應(yīng)用的約束手段，因此，在CAD應(yīng)用工程中跟蹤國(guó)際的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、研究制定符合我國(guó)國(guó)情的CAD標(biāo)準(zhǔn)，并切實(shí)加以執(zhí)行是促進(jìn)我國(guó)CAD技術(shù)研究開發(fā)、推廣應(yīng)用能不斷發(fā)展的重要保證。
對(duì)軟硬件的認(rèn)識(shí)
通常，CAD軟件的使用人員是專業(yè)技術(shù)人員，他們關(guān)心所選擇的CAD軟件能否滿足他們工作的需要，是否好用，而不大關(guān)心軟件是怎樣開發(fā)出來的，以及軟件的功能是否覆蓋了CAD的所有領(lǐng)域，是否反映了CAD技術(shù)研究的最新成果等，而系統(tǒng)維護(hù)人員大多是計(jì)算機(jī)專業(yè)人員，他們關(guān)心的是軟件有否二次開發(fā)語(yǔ)言接口，系統(tǒng)的開發(fā)語(yǔ)言是哪幾種，以及某個(gè)軟件的接口怎樣等等.有些提出的問題與企業(yè)的實(shí)際技術(shù)工作相脫節(jié).因此，CAD系統(tǒng)的選型應(yīng)以CAD系統(tǒng)使用人員為主。
CAD對(duì)硬件的要求比起一般文字處理、管理系統(tǒng)要高一些。通常，二維繪圖需要486以上的機(jī)型，主頻速度在100MHz以上，內(nèi)存4M以上(建議8M)，內(nèi)存大小將會(huì)影響操作速度。圖形輸出最好采用噴墨繪圖機(jī)，根據(jù)企業(yè)圖紙幅面來配里繪圖機(jī)的大小。
CAD軟件的二次開發(fā)
所謂二次開發(fā)就是在某種墓礎(chǔ)軟件平臺(tái)上(如二維繪圖軟件)構(gòu)筑一些專業(yè)化應(yīng)用功能，以提高系統(tǒng)的專業(yè)針對(duì)性和使用效率.例如可以在CAXA電子圖板上增加一些刀具設(shè)計(jì)的計(jì)算、數(shù)據(jù)及圖形庫(kù)，從而構(gòu)成一個(gè)高度專業(yè)化的成形刀具CA工)系統(tǒng)。
要使企業(yè)真正用好CAD系統(tǒng)、使之變成現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力，必須向企業(yè)提供易學(xué)易用的二次三度開發(fā)工具，即開發(fā)面向行業(yè)和企業(yè)應(yīng)用的專用CAD軟件和數(shù)據(jù)庫(kù).除了傳統(tǒng)的函數(shù)庫(kù)調(diào)用，Lisp語(yǔ)言和C語(yǔ)言開發(fā)工具外，更需要系統(tǒng)開發(fā)單位能及時(shí)地對(duì)用戶進(jìn)行技術(shù)支持和培訓(xùn)。現(xiàn)在按交互、對(duì)話的圖聲文方式提示用戶構(gòu)造適合行業(yè)，適合企業(yè)的CAD應(yīng)用系統(tǒng)將會(huì)更加友好，受用戶歡迎。
CAD應(yīng)用人才的培訓(xùn)
現(xiàn)代化的設(shè)備需要高科技素質(zhì)的人員操縱，才能發(fā)揮其應(yīng)有的作用，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。只有讓設(shè)計(jì)人員盡快掌握CAD這一先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)知識(shí)。才能讓現(xiàn)代化的設(shè)備創(chuàng)造出應(yīng)有的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
目前，在職工程設(shè)計(jì)人員通過設(shè)計(jì)實(shí)踐，以具有較為豐畜的專業(yè)知識(shí)，但缺乏應(yīng)用CAD技術(shù)的知識(shí)和能力，影響了CAD技術(shù)的普及和應(yīng)用。CAD是一項(xiàng)高新技術(shù)，人的因素極為重要，沒有一支相對(duì)穩(wěn)定巨技術(shù)水平較高的隊(duì)伍，推廣和普及工程CAD技術(shù)是一句空話。在設(shè)計(jì)單位由十歷史的原因，還有相當(dāng)數(shù)量的工程設(shè)計(jì)人員是計(jì)算機(jī)盲，更說不上對(duì)CAD技術(shù)的認(rèn)識(shí)。因此，首先應(yīng)充分利用CAD培訓(xùn)中心的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)，達(dá)到人人會(huì)用計(jì)算機(jī)，人人掌握CAD技術(shù)，只有這樣才可談得上甩掉圖板，只有在此基礎(chǔ)上才可進(jìn)行高層次培訓(xùn)和開發(fā)培訓(xùn)可用幾種辦法進(jìn)行：
送出去培訓(xùn)出少量資金，選派業(yè)務(wù)能力強(qiáng)的中青年技術(shù)人員到大專院校和培訓(xùn)基地進(jìn)行培訓(xùn)，培訓(xùn)回來后就是CAD技術(shù)應(yīng)用的骨干。
自我培訓(xùn)對(duì)大多數(shù)技術(shù)人員可以利用脫產(chǎn)或半脫產(chǎn)的方法進(jìn)行自我培訓(xùn).請(qǐng)計(jì)算機(jī)專業(yè)人員專門講授計(jì)算機(jī)方面的基礎(chǔ)知識(shí)、操作技能，提高技術(shù)人員的計(jì)算機(jī)操作水平。
請(qǐng)專家進(jìn)廠培訓(xùn)在企業(yè)大多數(shù)技術(shù)人員已經(jīng)掌握一定的CAD技術(shù)，積累了一些問題時(shí)的基礎(chǔ)上，就需要把有關(guān)專家請(qǐng)進(jìn)廠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)，這一步的培訓(xùn)對(duì)提高企業(yè)CAD技術(shù)應(yīng)用水平很重要。