1.3　机械CAD的发展概况及发展趋势

1.3.1　机械CAD的发展概况

20世纪50～60年代初，CAD技术处于图形处理阶段。60年代，科学家们提出了计算机图形学、交互技术、分层存储符号的数据结构等新思想，从而为CAD技术发展和应用打下了理论基础。60年代中期，出现了许多商品化的CAD系统。到了60年代末，美国安装的CAD工作站已达到200多台，可供几百人使用。

进入70年代，CAD技术投入广泛使用阶段。1970年，美国Application公司推出完整的CAD系统，由此出现了面向中小型企业的CAD商品化系统；70年代末，美国CAD工作站安装数量超过1200台，使用人数超过2.5万。

80年代，CAD进入突飞猛进的发展时期，图形系统和CAD工作站的销售量与日俱增，CAD技术从大中企业向小企业扩展，从发达国家向发展中国家扩展，从用于产品设计发展到用于工程设计和工艺设计。

90年代后，CAD技术向着开放式、标准化、集成化和智能化方向发展，CAD/CAM/CAE技术集成已成为现代制造技术的重要标志，由此派生出：计算机集成制造系统（CIMS）、敏捷制造系统（AMS）、智能制作系统（IMS）、精良生产（LP）、并行工程（CE）、柔性制造系统（FMS）、产品数据管理（PDM）等先进制造技术。

1.3.2　机械CAD的发展趋势

随着各种先进设计理论和先进制造模式的发展以及计算机技术的迅速发展，CAD技术经历着前所未有的发展机遇与挑战，正在向集成化、网络化、智能化和标准化方向发展。

（1）集成化

为了适应CIMS的需求，各种应用计算机辅助技术的系统已从简单、单一、相对独立的功能发展成为复杂、综合、紧密联系的功能集成的系统。集成的目的是为用户进行研究、设计、试制等各项工作提供一体化支撑环境，实现在整个产品生命周期中各个分系统间信息流的畅通和综合。集成涉及功能集成、信息集成、过程集成与动态联盟中的企业集成。为提高CAD系统集成的水平，处于产品生命周期中信息链源头的CAD技术需要在数字化建模、产品数据管理、产品数据交换及各种CAX（CAD、CAE、CAM等计算机辅助技术的总称）工具的开发与集成等方面加以提高。

（2）网络化

网络技术的飞速发展和广泛应用，改变了传统的设计模式，将产品设计及其相关过程集成并行地进行，人们可以突破地域的限制，在广域区间和全球范围内实现协同工作和资源共享。网络技术使CAD系统实现异地、异构系统在企业间的集成成为现实。网络化CAD技术可以实现资源的取长补短和优化配置，极大地提高了企业的快速响应能力和市场竞争力，“虚拟企业”“全球制造”等先进制造模式由此应运而生。目前基于网络化的CAD技术，需要在能够提供基于网络的完善的协同设计环境和提供网上多种CAD应用服务等方面提高水平。

（3）智能化

设计是含有高度智能的人类创造性活动。智能化CAD技术不仅是简单地将现有的人工智能技术与CAD技术相结合，更要深入研究人类认识和思维的模型，并用信息技术来表达和模拟这种模型。智能化CAD技术涉及新的设计理论与方法（如并行设计理论、大规模定制设计理论、概念设计理论、创新设计理论等）和设计型专家系统的基本理论与技术（如设计知识模型的表示与建模、知识利用中的各种搜索与推理方法、知识获取、工具系统的技术……）等方面。智能化是CAD技术发展的必然趋势，将对信息科学的发展产生深刻的影响。

（4）标准化

随着CAD技术的发展和应用，工业标准化问题越来越显得重要。目前已制订了一系列相关标准，如面向图形设备的标准计算机图形接口（CGI）、面向图形应用软件的标准GKS和PHIGS、面向不同CAD系统的产品数据交换标准IGES和STEP，此外还有窗口标准等。随着技术的进步，新标准还会出现。这些标准规范了CAD技术的应用与发展，更为重要的是有些标准还指明了进一步发展的道路，如STEP既是标准，又是方法学，由此构成的STEP技术深刻影响着产品建模、数据管理及接口技术。CAD系统的集成一般建立在异构的工作平台之上，为了支持异构跨平台的环境，要求CAD系统必须是开放的系统，必须采用标准化技术。完善的标准化体系是我国CAD软件开发及技术应用与世界接轨的必由之路。

未来的CAD技术将为新产品开发提供一个综合性的网络环境支持系统，全面支持异地的、数字化的、采用不同设计哲理与方法的并行设计工作。