论述CAD技术及发展动态范文

摘要：本文主要阐述CAD技术国内外发展现状及发展趋势，以及研究CAD目的和意义。

关键词：CAD；发展；趋势；研究从第一台计算机问世至今，人们从未停止过将他的应用推广到各个领域的尝试。近一个世纪过去了，正如先前人们所希望的那样，计算机的应用已经遍布了我们生活的每行每业。事实上，计算机已经成为我们学习、科研、生活中所不可或缺的强有力的助手。就在计算机应用技术发展的同时，一系列相关的新兴科学也随之兴起，CAD技术便是其中之一。

CAD（COMPUTERAIDDESIGN，即计算机辅助设计）是指设计人员通过"人-机界面"与计算机进行"人-机对话"式设计，它充分利用计算机快速准确的运算和设计人员经验以及综合思维分析能力，并将其融为一体，用以解决工程或设计问题，或是对某一物理过程的模拟。对于不同的工程领域，CAD具体内容的重点有很大的不同，例如，电子电路的重点在于节点的网络表示其拓扑结构；微波电路较多的研究其数学模型及矩阵方程；机械和建筑设计的关键在于图形技术；控制系统则主要用计算机进行动态系统的建模、分析、设计和仿真等。

1CAD技术国内外发展现状及发展趋势

CAD技术产生于上个世纪50年代，是经过多年的计算机技术及设备的发展而形成的一门新的技术。目前CAD技术已经广泛地应用在机械、电子、航天、航空、汽车、船舶、轻工、纺织、建筑、GIS、矿业、地测、公路、铁路等领域。80年代，由于超大规模集成电路的发展，32位微机和大容量存储芯片投入实际应用，出现了超级小微机、工程工作站、超级微机和个人计算机；各种商业化的支撑软件，如绘图软件、有限元分析软件、数据库管理软件等都相继投入市场，带动了包括CAD技术在内的大批新兴技术的快速发展。由于CAD技术的迅速发展，现在已经形成了一个以研究开发、生产制造、推广应用到销售服务的一整套的高新技术产业。

1.1国外CAD技术发展的主要特点表现在

1.1.1基础软件商品化

国外的一些高新技术产业公司，在基础软件商品化方面，做了大量的工作。例如，在图形系统方面，美国Autodesk公司推出的AutoCAD图形软件包，已经发展到了2008版本，成为微机绘图的主要基础软件。此外，如SDRC公司的I-DEAS，IBM公司的CADAM,，ProEngineer等都是在工程工作站上应用的具有很强绘图功能的图形基础软件。除此之外，在有限元分析、优化设计、数据库管理系统等方面，近年来，也相继推出了许多很实用的商品化软件。由于这些商品化软件大量投入市场，极大地促进了CAD技术在企业中的应用。

1.1.2推广应用普通化

由于硬件技术和软件技术的不断发展和完善，持别是商品化基础软件的不断推出，CAD技术在国外企业中应用十分普遍。据统计，在发达国家中，CAD技术在制造企业中的应用，其覆盖率高达70%以上，一些大中型企业的产品设计，全部由计算机完成。例如美国的通用汽车公司、日本的大限公司、Mazak公司等，在CAD技术的应用方面，均已达到了非常高的水平。

1.1.3极力推进智能化、集成化。国外的CAD技术发展很快，目前已经推出了第三代CAD软件产品。第三代CAD软件产品以三维设计为基础，引入了人工智能技术，并把所有的功能在单一的公共数据库下集成起来，在数据库的支持下工作，实现了CAD系统的真正集成。

1.2我国的CAD技术起步于上世纪60年代末，可以说与工业发达国家基本同步，我国在CAD技术的各个方面，开展了许多研究、开发和推广应用工作，取得了巨大的成果，为生产力的发展注入了技术进步的因素，起到了可喜的促进作用。"八五"期间，根据抓应用、促发展的方针，又重点进行了CAD技术的推广应用工作。根据2004年抽样调查的结果得知，机械电子行业已拥有CAD系统16076套，航空航天工业系统约有90%以上配备了不同档次的计算机，工程设计院90%以上的计算工作量、50%左右的方案设计、30%左右的绘图工作量是通过CAD软件来完成的。

我国在国产化CAD软件的开发方面，也取得了新的发展。这对进一步促进CAD技术在我国企业中的应用起到了很大的推进作用。尽管我国在CAD技术的研究、开发和在企业中的推广应用等方面，取得了很大的成绩，但是与工业发达国家相比，在应用和开发的广度和深度上，还存在着很大的差距，主要表现在：(1)我国自主版权的CAD软件，其商品化程度低、可靠性较差、功能单一、集成化程度低，难以进入市场。(2)国内CAD技术的推广应用还很不普遍。据统计，在制造业领域，真正使用CAD技术辅助进行产品设计的，其覆盖率还不足5%。(3)虽然引进了不少的CAD软件，但是其功能都没有被充分利用。而且CAD软件的引进和应用，在行业之间和地区之间的发展也很不平衡。

近几年来，CAD技术正向着开放、集成、智能和标准化的方向发展。

(1)向融合各个领域高新技术的方向拓展。如：多媒体技术、科学计算可视化技术、虚拟现实技术和地理信息系统等。(2)向设计的全过程拓展，采用一体化和智能化技术。如国外建筑工程领域的多种CAD平台都可以支持从方案到逼真的效果显示，实现从建筑、结构、工程设备、概预算的整体设计过程。人工智能和专家系统也开始比较广泛地应用于全过程设计中。(3)向产品设计的全过程拓展，进行集成化和协同工作。计算机集成工程设计系统的概念包括决策支持、办公自动化、管理信息、计算机辅助质量管理、计算机辅助设计子系统、工程图计算机辅助管理子系统等。(4)向采用软件先进技术的方向拓展。近几年来，软件技术有了两大进展：面向对象的方法和客户机/服务器技术，它们正在投入全方位运用。由此可见，进一步开展CAD技术的研究、开发和在企业中推广应用工作，仍是我国从事CAD技术工作人员的一项繁重而又十分迫切的任务。

2研究CAD目的和意义

2.1有利于统计汇总等工程预算的计算

随着AutoCAD功能的不断增强，其应用领域也在不断增加，其应用趋势也不断增长。目前AutoCAD已经广泛地应用于机械、建筑、GIS、矿业、地测、公路、铁路等领域。然而随着对AutoCAD应用的不断深入，各种需求的不断增加，AutoCAD自身处理和管理数据能力不强的缺点逐渐暴露出来。目前人们普遍关注的问题之一就是能否利用AutoCAD工程图进行一些统计汇总等计算，如地测、公路、铁路、建筑等系统的统计汇总计算和工程概预算等问题。针对这一问题，各行业中出现了各种应用软件，这些软件的一个共同特点是，都是利用各种AutoCAD二次开发工具进行开发的，其最大的缺点是开发难度大、开发周期长、对工程图有确定的要求。本文根据各种有关AutoCAD二次开发的参考文献，提出了首先将AutoCAD图形数据文件转化成SQLServer用户数据库文件，再利用SQLServer用户数据库统计汇总计算的强大功能，进行各种统计汇总等计算的方法。由于针对的是AutoCAD的图形数据进行存储转化，具有通用性，应用范围广，可以作为通用模块，在其它开发项目中重复利用，以使开发人员可以专注自身核心代码的编写而不必担心图形数据相互转化的问题，缩短开发周期，提高开发效率。

2.2有利于对图形进行大批量的修改

在AutoCAD工程图的绘制过程中，经常需要进行不断的修改，特别是在即将绘制完成的时候，总是要进行大批量的层属性、颜色属性、线型属性等的修改，这时如果将其图形文件转化为数据库文件，我们就可以通过在数据库中修改某些字段的值来达到对图形进行批量修改的目的，不仅修改方便、快速、准确，而且不容易遗漏对某些实体属性的修改。

2.3有利于图纸的管理和相互间绘图的协调

使用AutoCAD进行工程制图时，经常会产生大量的图纸，这些图纸分散，不易管理，查找也很繁琐。同时，由于每个人负责的图纸间的修改，也容易造成图形数据的不一致，通过将AutoCAD图形数据转化为数据库文件进行管理，我们可以通过SQLServer提供的用户验证、事件回滚、建立索引查找等各种机制，来保证数据的一致性和对图纸的批量管理，为AutoCAD提供更高的便捷和安全。