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行業(yè)動(dòng)態(tài) | CAD軟件極簡(jiǎn)介紹
來(lái)源:Lucas Carolo的文章 | 作者:rjghsj | 發(fā)布時(shí)間: 2020-12-21 | 1507 次瀏覽 | 分享到:
行業(yè)動(dòng)態(tài) | CAD軟件極簡(jiǎn)介紹
行業(yè)動(dòng)態(tài) | CAD軟件極簡(jiǎn)介紹 

     關(guān)于CAD軟件，有很多介紹和說(shuō)明，從它的起源、技術(shù)細(xì)節(jié)、難點(diǎn)問(wèn)題、各種用途到現(xiàn)在乃至未來(lái)還能做什么，總的來(lái)說(shuō)，CAD的誕生和發(fā)展對(duì)工程設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是重大變革，而且這個(gè)變革對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的效益異常巨大和深遠(yuǎn)。戴維·韋斯伯格(David E. Weisberg)的書《The Engineering DesignRevolution》把它稱為改變工程實(shí)踐的“革命”，事實(shí)上，對(duì)CAD這類軟件來(lái)說(shuō)這一贊譽(yù)一點(diǎn)都不為過(guò)。
本文作為一篇科普的小文，并無(wú)站在某種高度來(lái)定義和評(píng)價(jià)CAD及相關(guān)軟件的意思，初衷是用盡可能簡(jiǎn)短的小文來(lái)對(duì)CAD軟件做個(gè)綜述。作用也很簡(jiǎn)單，一是做個(gè)相關(guān)的科普；二是捋一捋CAD軟件的脈絡(luò)；三是CAD圍繞的核心業(yè)務(wù)有過(guò)變化，發(fā)向有外延但本質(zhì)未變，對(duì)于這一點(diǎn)國(guó)內(nèi)的廠商應(yīng)該有個(gè)清晰的認(rèn)識(shí)。
二
本質(zhì)：自動(dòng)化設(shè)計(jì)、“空間”可視化
     現(xiàn)在的CAD已經(jīng)變得超級(jí)巨大和復(fù)雜，從旁觀者角度來(lái)看，似乎已經(jīng)成為無(wú)所不能的生產(chǎn)力工具，從產(chǎn)品規(guī)劃到概念設(shè)計(jì)、從驗(yàn)證到原型、從詳細(xì)設(shè)計(jì)到制造……,都能看到它的影響力。不過(guò)要認(rèn)識(shí)CAD，還是要從它最根本和最重要的方面來(lái)看，正如用詹姆斯·克拉克·麥克斯韋的話說(shuō)：“當(dāng)人類的大腦在做計(jì)算機(jī)器的工作時(shí)，很少會(huì)感到滿足，當(dāng)然也不會(huì)發(fā)揮其最高的功能。”
根據(jù)歐特克（Autodesk）公司的說(shuō)法，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)是“用自動(dòng)化程序取代手工繪圖設(shè)計(jì)和技術(shù)文件的技術(shù)”。這個(gè)定義已經(jīng)相當(dāng)準(zhǔn)確，但CAD軟件的作用遠(yuǎn)比簡(jiǎn)單地取代耗時(shí)的手繪設(shè)計(jì)，即我們所俗稱的“甩圖板”要廣泛得多。

     CAD軟件被廣泛用于整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)階段的概念設(shè)計(jì)和“空間”可視化。“空間”可視化是CAD所展現(xiàn)的非常重要的本源特性，換句話說(shuō)，CAD能呈現(xiàn)一個(gè)物體的空間形象，但它并能不保證這個(gè)物體的現(xiàn)實(shí)存在。
     現(xiàn)在，CAD的自動(dòng)化過(guò)程可以輕松實(shí)現(xiàn)模型的即時(shí)修改，這構(gòu)建了跨越項(xiàng)目復(fù)雜成員組織之間鴻溝的溝通橋梁。換句話說(shuō)，CAD軟件一開始就有著實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作的需要，需要為全球分布的創(chuàng)意人員（從工程師到設(shè)計(jì)師）提供了一個(gè)共享平臺(tái)，從這一點(diǎn)來(lái)看，達(dá)索無(wú)疑是在這個(gè)方向上邁的步子最大的。

現(xiàn)實(shí)中的很多實(shí)物，從產(chǎn)品到建筑，都是用CAD設(shè)計(jì)的，CAD對(duì)我們的世界產(chǎn)生了如此深遠(yuǎn)的影響，很難想象沒有它的生活。現(xiàn)在，很多建筑和工程學(xué)校甚至不再開設(shè)手工繪圖課。
下面我們來(lái)介紹CAD軟件最重要的方面：不同的形態(tài)/類型、具有的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)、最廣泛和最優(yōu)秀的軟件種類。介紹這些之前，讓我們先來(lái)了解一下CAD這個(gè)重要的工具是如何誕生的。
      三
歷史：從繪圖到建模
     CAD軟件的歷史可以追溯到20世紀(jì)60年代初，Ivan Sutherland在麻省理工學(xué)院開發(fā)的Sketchpad，可以說(shuō)是第一個(gè)商業(yè)圖形計(jì)算機(jī)軟件，它被公認(rèn)為是所有CAD程序的起源。Sketchpad將技術(shù)繪圖的基本原理帶入了計(jì)算機(jī)程序中，并使用了今天人們熟知的光電觸控筆作為輸入工具。

最初的CAD應(yīng)用僅限于汽車和航空工業(yè)，像雷諾和洛克希德這樣的大公司率先使用了這一技術(shù)。雖然70年代出現(xiàn)了三維實(shí)體建模，但它只不過(guò)是簡(jiǎn)單地用于對(duì)手工設(shè)計(jì)替代的二維圖紙制作。到了隨后的十年，一些我們今天所熟知和使用的最流行的CAD軟件被開發(fā)出來(lái)。達(dá)索系統(tǒng)公司發(fā)布了曲面三維建模軟件Catia，而歐特克公司則公布了它最著名的2D軟件：AutoCAD，那時(shí)起，CAD幾乎同時(shí)開始按照兩個(gè)路徑前進(jìn)：誰(shuí)是歷史上第一套軟件上爭(zhēng)論不休的三維建模軟件，和二維CAD就是Autocad的二維制圖軟件。這一情況在1987年有了改變，Pro/Engineer(現(xiàn)在的Creo)的發(fā)布改變了CAD市場(chǎng)，它推出了實(shí)體建模技術(shù)，將設(shè)計(jì)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了3D環(huán)境。


四
效益：
     提高設(shè)計(jì)質(zhì)量。CAD軟件所提供的巨大的靈活性使創(chuàng)意人員能夠?qū)⒏玫脑O(shè)計(jì)構(gòu)思出來(lái)。使用專門為這些目標(biāo)而開發(fā)的更易理解、準(zhǔn)確評(píng)價(jià)和提出方案的各種功能，實(shí)現(xiàn)所想即所得，這往往會(huì)帶來(lái)更好的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

     提高生產(chǎn)力。完全由手工繪制在復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)上將會(huì)一場(chǎng)噩夢(mèng)，將花費(fèi)大量的時(shí)間，這個(gè)事實(shí)顯而易見。CAD軟件可以實(shí)現(xiàn)更快更智能的工作流程，從而更快地獲得項(xiàng)目結(jié)論。CAD提供能快速變化的設(shè)計(jì)環(huán)境在產(chǎn)品開發(fā)方面是一個(gè)真正的“游戲規(guī)則”，這極大地縮短了新產(chǎn)品的上市時(shí)間。

協(xié)同工作。CAD軟件為協(xié)同工作提供了近乎完美的平臺(tái)。復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)和裝配通常需要龐大的設(shè)計(jì)和工程團(tuán)隊(duì)，他們之間有效溝通至關(guān)重要。更新的技術(shù)，如基于云的CAD應(yīng)用現(xiàn)在也在逐步成為常態(tài)，這將有助于進(jìn)一步提高項(xiàng)目的協(xié)作能力。典型的情況就是當(dāng)前新冠疫情下，迫切需要基于社交距離的遠(yuǎn)程協(xié)作環(huán)境。

     簡(jiǎn)化記錄。毋庸置疑，在處理數(shù)以千計(jì)的組件設(shè)計(jì)時(shí)，記錄保存以形成完整數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)且粋€(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。不難想象，當(dāng)這一切都在紙上完成的時(shí)候，會(huì)是怎樣的情景！以色列間諜在70年代盜取法國(guó)“幻影”戰(zhàn)機(jī)的圖紙足夠裝滿一整節(jié)火車車皮。現(xiàn)在的CAD軟件在“產(chǎn)品生命周期管理”中起著核心作用，使自動(dòng)化系統(tǒng)能夠以數(shù)字化方式存儲(chǔ)并完整地保存整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。