CAD技術的發展趨勢

2013-06-01 by:廣州有限元分析、培訓中心-1CAE.COM 來源:仿真在線

針對微機軟硬件和網絡技術的發展特征,提出CAD技術將成為網絡經濟模式的一種關鍵技術支撐。在分析CAD技術的發展趨勢和推廣應用CAD技術中存在問題的基礎上,提出了深化推廣應用CAD技術的一些建議。

殷國勇來源:機械
關鍵字:CAD技術產品設計網絡經濟軟件開發

CAD技術是先進制造技術的重要組成部分,是計算機技術在工程設計、機械制造等領域中最有影響的一項高新應用技術。CAD系統的發展和應用使傳統的產品設計方法與生產模式發生了深刻的變化,已經產生、必然繼續產生巨大的社會經濟效益。

進入21世紀以來,從事科研和應用開發CAD的技術人員認識到,要讓CAD技術成為生產力,關鍵是讓設計人員都用上、會用CAD系統。國家科委確定以“甩圖板”這個形象生動的工程目標來實現繪圖設計自動化作為推廣應用CAD技術的突破口,實踐證明這是一項有效的決策。

今天,計算機網絡技術、CAD/CAM技術均有質的飛躍,CAD技術應用已奠定了良好基礎。在這種形勢下,如何正確理解“甩圖板”、深化推廣應用CAD技術,如何使為數甚多的中小型企業也能應用CAD技術并避免軟硬件投資上的失誤,如何為推廣應用CAD技術提供更好的技術咨詢服務,這些問題值得認真探討和分析。

1 計算機網絡技術的發展與網絡經濟的新技術

今天的計算機網絡不僅僅是簡單地聯接眾多的計算機,更重要的是聯接著無數的信息、人與人的智能。從根本上改變了信息獲取、接受和分配處理的方式,改變了人們生活、工作、學習和合作交流的環境。隨著internet、Intranet的普及應用,人們正在進入智能網絡化的年代。企業組織內部、企業之間和社會團體間的廣泛互聯,讓生產和商業活動越來越依賴于網絡公共信息基礎設施。

新的網絡組織結構是從根本上重新構思組織的功能和性質以及相互之間的關系,這種新的組織被稱為互聯網絡的企業(Internetworked Enterprise),使企業能有效獲得資源、進行協同工作、異地設計、網上經營等活動,不但企業之間得到延伸,還聯接到客戶、供應商,甚至包括競爭對手。這就是基于Internet模式的公用網絡環境下,正在形成的數字化經濟和網絡化經濟。CAD技術將是這種經濟模式下的一種關鍵技術支撐,認識這一點對于持續推廣應用CAD技術是有益的。

2 CAD技術的發展趨勢

了解CAD技術的發展趨勢對推廣應用技術是十分重要的,有利于CAD方案設計、選型適應技術發展的需要。總的來說,CAD技術的發展趨勢有以下幾方面:

(1)基于32/64位微機的Windows操作系統平臺的CAD系統倍受歡迎,象proe、I-DEAS等運行于工作站的軟件也紛紛推出微機版。

(2)二維繪圖與三維實體建模一體化,基于特征的參數化設計軟件應當是CAD系統的主要功能要求。同時要求CAD與CAPP、CAM、CAE信息集成,提供符合IGES、STEP標準的產品信息模型。

(3)基于Windows/Objects/Wcb的技術解決方案是當前CAD軟件的一個重要特點,也就是要求CAD軟件能在網絡環境下支持協同設計、異地設計和信息共享[4]。

(4)支持并行設計的產品數字管理(PDM)一體化集成。

(5)CAD系統的智能化、可視化和標準化。

3 深化推廣應用CAD技術存在的問題

在討論深化推廣應用CAD技術之前而先提出前述兩個方面內容,主要是說明CAD技術仍是新興技術、仍在高速發展。其發展的動因是它推動了生產力的發展,給企業帶來了效率。但在有些地方、有些企業卻效果不明顯,原因有多方面,以下幾個問題是主要的。

3.1 對軟件硬件認識上的誤區

對于上CAD工程項目,對一些企業的決策者來說,大多是落實在買多少臺計算機、打印機、繪圖機、大屏幕工作站等看得見摸得著的東西。而對于軟件來說,幾張光盤,要花大筆錢,不如“拷貝”軟件來用。但拷貝的軟件在功能上、技術服務等方面是得不到保證的。然而,我們了解到絕大多數CAD項目投資都是用于買硬件。應用CAD技術的目的是產生效益,軟件和硬件的有機結合才能真正起作用。對于計算機硬件來說,買來不用最有害,它是不可能保值的。大家都知道,PC機的核心CPU的運算速度每隔18個月就增加一倍(有可能還要快)。現在買計算機,兩年以后就跟不上潮流了,它的價值也許2/3都沒有了。那么它的價值到哪里去了?它的價值是使用過程中產生的效益。

國外軟硬件投資比例一般達到了7∶3(即70%的資金用于軟件,30%用于硬件)。針對國內實際情況,倒過來3∶7或5∶5也是應該可以接受的。

3.2 CAD軟件二次開發的認識

由于不同的企業有不同的產品,其設計方法、產品結構是不盡相同的。目前,市面上的商品CAD軟件都屬于帶有共性特征的通用開發工具,不可能從軟件公司買到適合所有產品設計需要的軟件。這也就是CAD軟件均提供二次開發手段的原因,例如Auto CAD,目前已提供有4種二次開發的語言。所以,企業上CAD項目時,宜充分重視二次開發問題。

3.3 對CAD應用人才的培養

CAD技術成功應用的關鍵在于人才。企業應首先注意加強CAD技術應用人才的培養。企業人才培養的重點是應用好軟件,解決實際問題。高等院校和科研單位的人才重點是開發。一般來說,中小型企業自己培養CAD技術的開發人才是不適宜的。應走合作開發應用的道路。

4 對深入推廣應用CAD技術的建議

完全可以相信,在不同地區不同行業CAD技術將會獲得深入推廣應用。如何結合國情、省情,針對上述問題進行CAD技術的推廣應用,我認為以下幾方面工作是重要的。

4.1 發展CAD技術咨詢服務產業

技術咨詢服務是聯系各行業務應用對象與計算機軟硬件商家的一種橋梁。要深化推廣應用CAD技術,應有較完善、相對中立、技術水平較高的咨詢服務體系機構為企業服務。其主要任務責任是:

(1)對企業CAD方案咨詢論證、技術培訓、調試測試、軟件系統維護、運行支持和改進完善,也包括通訊網絡、數據庫、PDM等咨詢服務。

(2)收集、整理企業CAD系統成功失敗的范例。根據技術的發展提出一些當前較為合適的系統軟硬件方案。

(3)收集CAD系統軟件的相關資料和發展趨勢,對常見的CAD/CAM系統性能指標進行評估,提出報告。

(4)根據企業的需要進行軟件的二次用戶化開發并培訓企業技術人才。

技術咨詢服務在國外已產業化,但在國內屬于剛剛起步階段,需要政府給予政策和資金上的扶持,提供必要的軟硬件環境。這是一項有利于企業、服務于社會的技術活動,只能逐步走向自我發展的產業化道路上來。

4.2 深化推廣應用CAD技術的步驟

筆者認為“甩圖板”這種提法需要在廣度和深度上拓展,包含兩個方面:一是吸引更多的企業,尤其是中小型企業推廣應用CAD技術,參與“甩圖板”工程;二是針對不同行業、不同層次在質量上應用真正意義的CAD技術,不僅僅包含計算機繪圖,還應有設計分析、CAPP、圖檔管理等內容。因此,在企業中應用CAD技術可分為如下三步:

(1)推廣設計繪圖、二維與三維設計、CAD與CAPP、CAE、CAM等一體化的廣義“甩圖板”工程。

(2)向設計信息集成與管理的縱深發展,推廣應用產品數據管理(PDM)技術,逐步使企業邁向C3P(CAD/CAM/CAE/PDM)。

(3)采用先進技術實現真正意義上的CAD,包括并行工程、分布異地合作設計、優化設計和智能設計、虛擬快速原型制造等。

4.3 支持以應用為導向的CAD技術方法的研究

對于在向市場經濟體制轉變的企業來說,應充分認識市場經濟強調的競爭第一原則,這就決定了企業對技術前沿、特別是產品設計技術創新的需求,而CAD技術的深化應用將有助于這一目標的實現。目前,在從二維繪圖的底層開始研究CAD系統是不現實的。筆者認為應在一種或幾種大眾化、開放體系結構的軟件平臺上,針對制造企業的具體要求,進行以應用為目標的CAD技術方向的研究。對支持CAD基礎應用技術研究重點應放在以下幾方面:

(1)分行業進行基礎件、標準通用件的二維和三維建庫工作。目前,二維建庫的工作已較成熟,三維實體設計是發展方向,二維與三維相互結合應是國內企業應用CAD的一種模式。目前,宜盡快開展三維建庫軟件的開發工作。

(2)基于統一產品模型CAD/CAM/CAE集成技術方法研究。一般來說“甩圖板”目標達到后,就應邁向設計過程的信息集成階段。盡管不少CAD/CAM軟件系統都聲稱是集成的,實際使用中還是存在不少問題,因此應開展結合企業產品特點的以特征建模為核心、以STEP標準為指導的集成技術研究。

(3)具有一定通用性的CAPP軟件平臺研究。市面上CAD/CAM通用軟件很多,但尚未有象AutoCAD一樣流行的CAPP系統,原因是制造工藝問題變化多端,不同企業、不同產品對象、相同產品但制造資源不同的企業其制造工藝都有可能不同。因此,針對某一類制造企業的要求開發CAPP工具是可望成功的。

(4)產品數據管理(PDM)與并行設計方法的研究,尤其是在網絡環境下的產品信息資源管理模式、分布異地合作設計模式等既有基礎理論研究的必要,又有廣泛的應用前景。國外在這方面研究也還屬于技術前沿課題,例如CSCW(計算機支持的協作工作)、基于Web的設計等都還處于探索研究階段。作為技術準備,支持進行這方面的研究也是有意義的。

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