1.1.2 CATIA软件模块的应用

CATIA V5是在一个企业中真正实现人员、工具、方法和资源集成的基础。其特有的“产品/流程/资源（PPR）”模型和工作空间提供了真正的协同环境，可以激发员工的创造性、共享和交流3D产品信息，以及以流程为中心的设计流程信息。CATIA内含的知识捕捉和重用功能既能实现最佳的协同设计经验，又能释放终端用户的创新能力。除了CATIA V5的140多个产品，CATIA V5开放的应用架构也允许越来越多的第三方供应商提供针对特殊需求的应用模块。

根据不同产品或过程的复杂程度或不同的技术需求，针对这些特定任务或过程需求的功能层次也有所不同。为了实现这一目标，并能以最低成本实施，CATIA V5的产品按以下3个层次进行组织：

● CATIA V5 P1平台是一个低价位的3D PLM解决方案，并具有随企业未来的业务增长而扩充的能力。CATIA P1解决方案中的产品关联设计工程、产品知识重用、端到端的关联性、产品的验证及协同设计变更管理等功能，特别适合中小型企业使用。

● CATIA V5 P2平台通过知识集成、流程加速器及客户化工具可实现设计到制造的自动化，并进一步对PLM流程优化。CATIA P2解决方案的应用包具有创成式产品工程能力。“针对目标的设计（design-to-target）”的优化技术可让用户轻松捕捉并重用知识，同时也可激发更多的协同创新。

● CATIA V5 P3平台使用专用性解决方案，最大限度地提高特殊的复杂流程的效率。这些独有的和高度专业化的应用将产品和流程的专业知识集成起来，支持专家系统和产品创新。

由于P1、P2和P3应用平台都是在相同的数据模型中操作，并使用相同的设计方法，所以CATIA V5具备高度的可扩展性，扩展型企业可随业务需要以较低成本进行扩充。多平台具有相同的用户界面，不但可以将培训成本降到最低，还可以大幅度提高工作效率。系统扩展了按需配置功能，用户可将P2产品安装在P1中进行配置。

1．基础功能

（1）CATIA交互式工程绘图产品

满足二维设计和工程绘图的需求：交互式工程绘图产品是新一代的CATIA产品，可以满足二维设计和工程绘图的需求。本产品提供了高效、直观、交互的工程绘图系统。通过集成2D交互式绘图功能和高效的工程图修饰和标注环境，交互式工程绘图产品也丰富了创成式工程绘图产品。

（2）CATIA零件设计产品

在高效和直观的环境下设计零件：CATIA-零件设计产品（PD1）是P1产品，提供了用于零件设计的混合造型方法。广泛使用的关联特征与灵活的布尔运算方法相结合，该产品所提供的高效、直观的解决方案允许设计者使用多种设计方法。

（3）CATIA装配设计产品

CATIA装配设计产品（AS1）是高效管理装配的CATIA P1平台产品，它提供了在装配环境下可由用户控制关联关系的设计能力，通过使用自顶向下和自底向上的方法管理装配层次，可真正实现装配设计和单个零件设计之间的并行工程。装配设计产品1通过使用鼠标动作或图形化的命令建立机械设计约束，可以方便、直观地将零件放置到指定位置。

（4）实时渲染产品

利用材质的技术规范，生成模型的逼真渲染图：实时渲染产品（RT1）可以通过利用材质的技术规范来生成模型的逼真渲染显示。纹理可以通过草图创建，也可以由导入的数字图像或选择库中的图案来修改。材质库和零件的指定材质之间具有关联性，可以通过规范驱动方法或直接选择来指定材质。实时显示算法可以快速地将模型转化为逼真渲染图。

（5）CATIA线架和曲面产品

创建上下关联的线架结构元素和基本曲面：CATIA线架和曲面产品（WS1）可在设计过程的初步阶段创建线架模型的结构元素。通过使用线架特征和基本的曲面特征，可丰富现有的3D机械零件设计。它所采用的基于特征的设计方法提供了高效、直观的设计环境，可实现对设计方法与规范的捕捉与重用。

（6）CATIA创成式零件结构分析产品

此产品可以对零件进行明晰、自动的结构分析，并将模拟仿真和设计规范集成在一起：CATIA创成式零件结构分析产品（GP1）允许设计者对零件进行快速、准确的应力分析和变形分析。此产品具有明晰、自动的模拟和分析功能，从而使用户在设计的初级阶段就可以对零部件进行反复多次的设计和分析计算，从而达到改进和加强零件性能的目的。通过为许多专业化的分析工具提供统一的界面，此产品也可以在设计过程中完成简短的分析循环。又因为与几何建模工具无缝的集成而具有完美的、统一的用户界面，CATIA创成式零件结构分析产品（GP1）为产品设计人员和分析工程师提供了一种简便的应用和分析环境。

（7）CATIA自由风格曲面造型产品

帮助设计者创建风格造型和曲面：CATIA自由风格曲面造型产品（FS1）是一个P1产品，提供了使用方便的基于曲面的工具，用以创建符合审美要求的外形。通过草图或数字化的数据，设计人员可以高效地创建任意3D曲线和曲面，通过实时交互更改功能，可以在保证连续性规范的同时调整设计，使之符合审美要求和质量要求。为了保证质量，提供了大量的曲线和曲面诊断工具进行实时质量检查。该产品也提供了曲面修改的关联性，曲面的修改会传送到所有相关的拓扑上，如曲线和裁剪区域。CATIA自由风格曲面造型产品1（FS1）可以与CATIA V4的数据进行交互操作。

2．专业特殊功能

（1）CATIA钣金设计产品

在直观、高效的环境下设计钣金零件：CATIA钣金设计产品是专用于钣金零件设计的新一代CATIA产品。其基于特征的造型方法提供了高效、直观的设计环境。允许在零件的折弯表示和展开表示之间实现并行工程。CATIA钣金设计产品可以与当前和将来的CATIA V5应用模块（如零件设计、装配设计和工程图生成模块等）结合使用。由于钣金设计可能从草图或已有实体模型开始，因此强化了供应商和承包商之间的信息交流。CATIA钣金设计产品和所有CATIA V5的应用模块一样，提供了同样简便的使用方法和界面，大幅度减少了培训时间并释放了设计者的创造性。既可以运行在NT平台，又可以以同一界面运行在跨NT和UNIX平台的混合网络环境中。

（2）CATIA焊接设计产品

在直观、高效的环境中进行焊接装配设计：CATIA焊接设计产品（WD1）是有关焊接装配的应用产品。该应用产品为用户提供了8种类型的焊接方法，用于创建焊接、零件准备和相关的标注。该产品为机械和加工工业提供了先进的焊接工艺。在3D数字样机中实现焊接，可使设计者对数字化预装配、质量惯性、空间预留和工程图标注等进行管理。

（3）CATIA钣金加工产品

满足钣金零件的加工准备需求：CATIA钣金加工产品（SH1）是新一代的CATIA产品，用于满足钣金零件加工的准备工作需求。与钣金设计产品（SMD）结合，提供了覆盖钣金零件从设计到制造的整个流程的解决方案。CATIA钣金加工产品（SH1）可以将零件的3D折弯模型转化为展开的可制造模型，加强了OEM和制造承包商之间的信息交流。另外，该产品还包括钣金零件可制造性的检查工具，并拥有与其他外部钣金加工软件的接口。因而，CATIA钣金加工产品（SH1）特别适合于工艺设计部门和钣金制造承包商。

（4）CATIA阴阳模设计产品

可进行模具阴阳模的关联性定义，评估零件的可成型性、加工可行性和阴阳模模板的详细设计：CATIA阴阳模设计产品（CCV）可使用户快速、经济地设计模具生产和加工中用到的阴模和阳模。这个产品提供了快速分模工具，可将曲面或实体零件分割为带滑块和活络模芯的阴阳模。CATIA阴模与阳模设计产品（CCV）是一个卓越的产品，它的技术标准（是否可用模具成型）可以决定零件是否可以被加工。该产品也允许用户在阴阳模曲面上填补技术孔、识别分模线和生成分模曲面。

（5）CATIA航空钣金设计产品

针对航空业的钣金零件设计：CATIA航空钣金设计产品是专门用于设计航空业钣金零件的一个产品，用来定义航空业液压成型或冲压成型的钣金零件。它能捕捉企业有关方面的知识，包括设计和制造的约束信息。本产品以特征造型技术为基础，使用为航空钣金件预定义的一系列特征进行设计。基于规范驱动和创成式方法，本产品可以方便地描述典型的液压成型航空零件，同时创建零件的三维和展开模型。这些零件在基本造型工具中设计通常需要数小时或数天，使用本产品设计可能几分钟就能取得同样的结果。

（6）CATIA汽车A级曲面造型产品

使用创造性的曲面造型技术（如真实造型、自由关联和对设计意图的捕获等技术）创建具有美感和符合人机工程要求的形状，提高A级曲面造型的模型质量：CATIA汽车A级曲面造型产品使用真实造型、自由关联和捕获设计意图等多种创造性的曲面造型技术，创建具有美感且符合人机工程学要求的曲面形状，提高A级曲面造型的模型质量。因此大大提高了A级曲面设计流程的生产率，并在总开发流程中达到更高层次的集成。

（7）CATIA汽车白车身接合产品

在汽车装配环境中进行白车身零部件的接合设计：CATIA-汽车白车身接合产品是实现汽车白车身接合设计的CATIA新一代产品。它支持焊接技术、铆接技术，以及胶粘、密封等。汽车白车身接合产品为用户提供直观的工具来创建和管理像焊点一样的接合位置。在需要的情况下，用户能够将3D点的形状定义转换为3D半球形状规范。除了设置接合，还可从应用中发布报告，以列出下述内容：接合位置坐标和每一个接合位置的连接件属性（接合厚度和翻边材料、翻边标准、连接件叠放顺序等）。当零件的设计（改变翻边的形状、翻边厚度或材料属性）或装配件结构（移动连接件、替换连接件）发生改变时，CATIA V5的创成式特征基础结构支持接合特征位置的关联更新。

3．开发和增值服务功能

（1）CATIA对象管理器

提供一个开放的、可扩展的产品协同开发平台，采用了非常先进的技术，而且是对工业标准开放的：新一代的CATIA V5解决方案建立在一个全新的可扩展的体系结构之上，将CATIA现有的技术优势与新一代技术标准紧密地结合了起来。它提供一个单独的系统，让用户可以在Windows NT环境或UNIX环境中使用，而且可扩展的环境使其可以满足数字化企业各方面的需求，从数字化样机到数字化加工、数字化操作、数字化厂房设计等。V5系统结构提供了一个可扩展的环境，用户可以选择最合适的解决方案包，可以根据使用对象或项目的复杂性及其相应的功能需求定制特殊的CAD产品配置。3个可选平台分别是CATIA P1、CATIA P2和CATIA P3。

（2）CATIA CADAM接口产品

共享CADAM和CATIA V5之间的工程绘图信息：CATIA CADAM接口产品（CC1）提供给用户一个集成的工具用来共享CADAM工程图（CCD）和CATIA V5工程图之间的信息。这个集成的工具使得CCD用户可以平稳地把CATIA V5产品包很容易地集成到他们的环境当中，同时可以继续维持他们目前的经验和使用CCD产品的工作流程。

（3）CATIA IGES接口产品

帮助用户使用中性格式在不同CAD/CAM系统之间交换数据：CATIA IGES接口是一种P1产品，可以转换符合IGES格式的数据，从而有助于用户在不同的CAD/CAM环境中进行工作。为了实现几何信息的再利用，用户可以读取/输入一个IGES文件，以生成3D零件或2D工程图中的基准特征（线框、曲面和裁剪的曲面），同时可以写入/输出3D零件或2D工程图的IGES文件。使用与Windows界面一致的File open和File Save As方式存取IGES文件，并使用直接和自动的存取方式，用户可在不同的系统中执行可靠的双向2D和3D数据转换。

（4）CATIA STEP核心接口产品

可以交互式读写STEP AP214和STEP AP203格式的数据：CATIA STEP核心接口产品（ST1）允许用户通过交互的方式读取或写入STEP AP214和STEP AP203格式的数据。为了方便数据的读写操作，CATIA V5对所有支持的格式提供了相似的用户界面，采用Windows标准用户界面操作方式（如File ＞ Open或File ＞ Save as），并能自动识别STEP文件类型。

（5）DMU运动机构模拟产品

可定义、模拟和分析各种规模的电子样机的机构运动：电子样机运动机构模拟产品（KIN）使用多个种类的运动副来定义各种规模的电子样机的机构，或者从机械装配约束中自动生成。电子样机运动机构模拟产品也可以通过基于鼠标的操作很容易地模拟机械运动，用来验证结构的有效性。电子样机运动机构模拟产品（KIN）可以通过检查干涉和计算最小距离分析机构的运动。为了进一步的设计，它可生成移动零件的轨迹和扫掠过的包络体积。最后，它可以通过和其他的DMU产品集成来共同应用。针对从机构设计到机构的功能校验，电子样机运动机构模拟产品2（KIN）适合各个行业。

（6）CATIA创成式零件结构分析产品

可对零件进行明晰的、自动的结构应力分析和振动分析，同时也集成了模拟仿真功能及自动跟踪设计更改的规范：CATIA创成式零件结构分析产品（GPS）拥有先进的前处理、求解和后处理能力。它可以使用户很好地完成机械部件性能评估中所要求的应力分析和振动分析，其中也包括接触分析。对于实体部件、曲面部件和线框结构部件，都可以在此产品中实现结构分析。在一个非常直观的环境中，用户可以对零件进行明晰、自动的应力分析（包括接触应力分析）和模态频率分析。这个环境也可以完成对模型部件的交互式定义。CATIA创成式零件结构分析产品（GPS）自适应技术支持应力计算时的局部细化。此产品对于计算结果也提供先进的分析功能，如动态的剖面。作为分析运算的核心模块，CATIA创成式零件结构分析产品（GPS）是一个平台，它集成了一系列更高级的、可定制的、专业级的分析求解工具。此外，该产品也与知识工程产品相集成。

（7）CATIA V5快速曲面重建产品

通过CATIA数字化外形编辑产品（DSE）导入数字化数据，快速、方便地重建曲面：CATIA快速曲面重建产品（QSR）可以根据数字化数据方便、快速地重建曲面，而这些数字化数据是经过数字化外形编辑产品2剔除了坏点和网格划分后的数据。快速曲面重建产品提供若干方法重构曲面，这些方法取决于外形的类型：自由曲面拟合、机械外形识别（平面、圆柱、球体、锥体）和原始曲面延伸等。QSR有用于分析曲率和等斜率特性的工具，使用户可以方便地在有关的曲面区域中创建多边形线段。快速曲面重建产品2还包含它自己的质量检查工具。

（8）数字化外形编辑产品

解决数字化数据导入、坏点剔除、匀化、横截面、特征线、外形和带实时诊断的质量检查等问题：CATIA数字化外形编辑产品（DSE）用于解决数字化数据导入、坏点剔除、匀化、横截面、特征线、外形和带实时诊断的质量检查等问题。该产品用于逆向工程周期的开始阶段，在数字测量机测量之后，在CATIA V5的其他产品进行机械设计、自由风格曲面设计和加工等过程之前。通过联合使用云图点和CAD模型，这个检查过程可以用该产品直接处理。

（9）照片工作室产品

通过使用光线追踪引擎产生高品质、逼真的数字化样机的图像与动画：照片工作室产品（PHS）通过使用强大的光线追踪引擎产生高品质、逼真的数字化样机的图像与动画。这一引擎通过计算柔和的阴影和精确的光线折射和反射，极大地改善了图像的逼真程度。PHS用来管理可重用的场景设置和产生强大的动画功能。通过给出一个模型的仿真外观，它可以用来确认产品的最终设计。照片工作室产品因此能够给那些想在他们的客户环境下展现自身产品的公司以竞争优势。

（10）CATIA自由风格曲面优化产品

扩展CATIA自由风格曲面造型产品（FSS）的外形和曲面功能，针对复杂多曲面外形的变形设计：CATIA自由风格曲面优化产品（FSO）扩展了CATIA自由风格曲面造型产品（FSS）的外形和曲面造型功能，主要针对复杂的多曲面外形的变形设计。设计者可以像处理一个曲面片一样对多曲面进行整体更改，而同时保持每个曲面先前规定的设计品质。系统能够使一个设计与其他的几何（比如一个物理样机的扫描形状）匹配。为检验曲面的设计质量，用户可以实施一个虚拟展室，通过计算出的反射光线对曲面进行检查。