- 相關(guān)推薦
CAD技術(shù)的發(fā)展歷史回顧
計算機輔助設計（ComputerAidedDesign，CAD）是用計算機系統協(xié)助產(chǎn)生、修改、分析和優(yōu)化設計的技術(shù)。以下是YJBYS小編搜索整理的關(guān)于CAD技術(shù)的發(fā)展歷史回顧，供參考閱讀，希望對大家有所幫助！想了解更多相關(guān)信息請持續關(guān)注我們應屆畢業(yè)生培訓網(wǎng)！
隨著(zhù)Internet/Intranet網(wǎng)絡(luò )和并行、高性能計算及事務(wù)處理的普及，異地、協(xié)同、虛擬設計及實(shí)時(shí)仿真也得到了廣泛應用。CAD作為信息技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，將計算機高速、海量數據存儲及處理和挖掘能力與人的綜合分析及創(chuàng )造性思維能力結合起來(lái)，對加速工程和產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、縮短設計制造周期、提高質(zhì)量、降低成本、增強企業(yè)市場(chǎng)競爭能力與創(chuàng )新能力發(fā)揮著(zhù)重要作用。如果從美國麻省理工學(xué)院（MIT）旋風(fēng)I號所配的圖形系統算起，CAD迄今已有50年歷史;若以MIT林肯實(shí)驗室的I。E。Sutherland發(fā)表的人機通信的圖形系統博士論文為開(kāi)始，也有36年的歷史了。
第一次CAD技術(shù)革命──貴族化的曲面造型系統
60年代出現的三維CAD系統只是極為簡(jiǎn)單的線(xiàn)框式系統，它只能表達基本的幾何信息，不能有效表達幾何數據間的拓撲關(guān)系。進(jìn)入70年代，正值飛機和汽車(chē)工業(yè)的蓬勃發(fā)展時(shí)期。而當時(shí)只能采用多截面視圖、特征緯線(xiàn)的方式來(lái)近似表達所設計的自由曲面。既慢且繁的制作過(guò)程大大拖延產(chǎn)了產(chǎn)品的研發(fā)時(shí)間，要求更新設計手段的呼聲越來(lái)越高。
此時(shí)法國人提出了貝賽爾算法，使得人們在用計算機處理曲線(xiàn)及曲面問(wèn)題時(shí)變得可以操作，同時(shí)也使得法國的達索飛機制造公司的開(kāi)發(fā)者們，能在二維繪圖系統CADAM的基礎上，開(kāi)發(fā)出以表面模型為特點(diǎn)的自由曲面建模方法，推出了三維曲面造型系統CATIA。它的出現，標志著(zhù)計算機輔助設計技術(shù)從單純模仿工程圖紙的三視圖模式中解放出來(lái)，首次實(shí)現以計算機完整描述產(chǎn)品零件的主要信息。為人類(lèi)帶來(lái)了第一次CAD技術(shù)革命，改變了以往只能借助油泥模型來(lái)近似準確表達曲面的落后的工作方式。
此時(shí)的CAD技術(shù)價(jià)格極其昂貴（也許還有人記得，曾幾何時(shí)，在國內租用一套CATIA的年租金即需15～20萬(wàn)美元），而且軟件商品化程度低，開(kāi)發(fā)者本身就是CAD大用戶(hù)，彼此之間技術(shù)保密。只有少數幾家受到國家財政支持的商，在70年代冷戰時(shí)期才有條件獨立開(kāi)發(fā)或依托某廠(chǎng)商發(fā)展CAD技術(shù)，主要應用在軍用工業(yè)。但受此項技術(shù)也吸引了一些民用主干工業(yè)，如汽車(chē)業(yè)的巨人也開(kāi)始摸索開(kāi)發(fā)一些曲面系統為自己服務(wù)。曲面造型系統帶來(lái)的技術(shù)革新，使汽車(chē)開(kāi)發(fā)手段比舊的模式有了質(zhì)的飛躍，汽車(chē)工業(yè)開(kāi)始大量采用CAD技術(shù)。
第二次CAD技術(shù)革命──生不逢時(shí)的實(shí)體造型技術(shù)
70年代末到80年代初，由于計算機技術(shù)的大跨步前進(jìn)，CAE、CAM技術(shù)也開(kāi)始有了較大發(fā)展。SDRC公司在當時(shí)星球大戰計劃的背景下，由美國宇航局支持及合作，開(kāi)發(fā)出了許多專(zhuān)用分析模塊，用以降低巨大的太空實(shí)驗費用，同時(shí)在CAD技術(shù)方面也進(jìn)行了許多開(kāi)拓;UG則著(zhù)重在曲面技術(shù)的基礎上發(fā)展CAM技術(shù)，用以滿(mǎn)足麥道飛機零部件的加工需求;CV和CALMA則將主要精力都放在CAD市場(chǎng)份額的爭奪上。
有了表面模型，CAM的問(wèn)題可以基本解決。但由于表面模型技術(shù)只能表達形體的表面信息，難以準確表達零件的其它特性，如質(zhì)量、重心、慣性矩等，對CAE十分不利，最大的問(wèn)題在于分析的前處理特別困難�；趯τ贑AD/CAE一體化技術(shù)發(fā)展的探索，SDRC公司于1979年發(fā)布了世界上第一個(gè)完全基于實(shí)體造型技術(shù)的大型CAD/CAE軟件──I—DEAS。由于實(shí)體造型技術(shù)能夠精確表達零件的全部屬性，在理論上有助于統一CAD、CAE、CAM的模型表達，給設計帶來(lái)了驚人的方便性。它代表著(zhù)未來(lái)CAD技術(shù)的發(fā)展方向。
但是新技術(shù)的發(fā)展往往是曲折和不平衡的。實(shí)體造型技術(shù)既帶來(lái)了算法的改進(jìn)和未來(lái)發(fā)展的希望，也帶來(lái)了數據計算量的極度膨脹。在當時(shí)的硬件條件下，實(shí)體造型的計算及顯示速度很慢，在實(shí)際應用中做設計顯得比較勉強。由于以實(shí)體模型為前提的CAE本來(lái)就屬于較高層次技術(shù)，普及面較窄，反映還不強烈;另外，在算法和系統效率的矛盾面前，許多贊成實(shí)體造型技術(shù)的公司并沒(méi)有下大力量去開(kāi)發(fā)它，而是轉去攻克相對容易實(shí)現的表面模型技術(shù)。實(shí)體造型技術(shù)也就此沒(méi)能迅速在整個(gè)行業(yè)全面推廣開(kāi)。在以后的10年里，隨著(zhù)硬件性能的提高，實(shí)體造型技術(shù)又逐漸為眾多CAD系統所采用。
第三次CAD技術(shù)革命 ——一鳴驚人的參數化技術(shù)
正當實(shí)體造型技術(shù)逐漸普及之時(shí)，CAD技術(shù)的研究又有了重大進(jìn)展。進(jìn)入80年代中期，CV公司內部以高級副總裁為首的一批人提出了參數化實(shí)體造型方法。由于參數化技術(shù)核心算法與以往的系統有本質(zhì)差別，若采用參數化技術(shù)，必須將全部軟件重新改寫(xiě)。當時(shí)CAD技術(shù)主要應用在航空和汽車(chē)工業(yè)，這些工業(yè)中自由曲面的需求量非常大，參數化技術(shù)還不能提供解決自由曲面的有效工具（如實(shí)體曲面問(wèn)題等），更何況當時(shí)CV的軟件在市場(chǎng)上幾乎呈供不應求之勢，于是，CV公司內部否決了參數化技術(shù)方案。
策劃參數化技術(shù)的這些人在新思想無(wú)法實(shí)現時(shí)，集體離開(kāi)了CV公司，另成立了一個(gè)參數技術(shù)公司（Parametric Technology Corp。），開(kāi)始研制命名為Pro/E的參數化軟件。早期的Pro/E軟件性能很低，只能完成簡(jiǎn)單的工作，但由于第一次實(shí)現了尺寸驅動(dòng)零件設計修改，使人們看到了它今后將給設計者帶來(lái)的方便性。
80年代末，計算機技術(shù)迅猛發(fā)展，硬件成本大幅度下降，CAD技術(shù)的硬件平臺成本從二十幾萬(wàn)美元一下子降到只需幾萬(wàn)美元。一個(gè)更加廣闊的CAD市場(chǎng)完全展開(kāi)，很多中小型企業(yè)也開(kāi)始有能力使用CAD技術(shù)。由于他們設計的工作量并不大，零件形狀也不復雜，更重要的是他們無(wú)錢(qián)投資大型高檔軟件，因此他們很自然地把目光投向了中低檔的Pro/E軟件。進(jìn)入90年代，參數化技術(shù)變得比較成熟起來(lái)，充分體現出其在許多通用件、零部件設計上存在的簡(jiǎn)便易行的優(yōu)勢。
第四次CAD技術(shù)革命─更上層樓的變量化技術(shù)
參數化技術(shù)的成功應用，使得它在90年前后幾乎成為CAD業(yè)界的標準，許多軟件廠(chǎng)商紛紛起步追趕。但是技術(shù)理論上的認可并非意味著(zhù)實(shí)踐上的可行性。由于CATIA、CV、UG、EUCLID 都在原來(lái)的非參數化模型基礎上開(kāi)發(fā)或集成了許多其它應用包括 CAMPIPING和CAE 接口等，在CAD方面也做了許多應用模塊開(kāi)發(fā)。重新開(kāi)發(fā)一套完全參數化的造型系統困難很大，因為這樣做意味著(zhù)必須將軟件全部重新改寫(xiě)。積數年對參數化技術(shù)的研究經(jīng)驗以及對工程設計過(guò)程的深刻理解，SDRC的開(kāi)發(fā)人員發(fā)現了參數化技術(shù)尚有許多不足之處，并以參數化技術(shù)為藍本，提出了一種更為先進(jìn)的實(shí)體造型技術(shù)──變量化技術(shù)，作為今后的開(kāi)發(fā)方向。于是，SDRC公司從1990開(kāi)始，歷經(jīng)3年時(shí)間，投資一億多美元，將軟件全部重新改寫(xiě)，于1993年推出全新體系結構的I—DEAS Master Series軟件。
由于微機加視窗95/98/NT操作系統與工作站加Unix操作系統在以太網(wǎng)的環(huán)境下構成了CAD系統的主流工作平臺，因此現在的CAD技術(shù)和系統都具有良好的開(kāi)放性。圖形接口、圖形功能日趨標準化。在CAD系統中，綜合應用正文、圖形、圖像、語(yǔ)音等多媒體技術(shù)和人工智能、專(zhuān)家系統等技術(shù)大大提高了自動(dòng)化設計的程度，出現了智能CAD新學(xué)科。智能CAD把工程數據庫及其管理系統、知識庫及其專(zhuān)家系統、擬人化用戶(hù)接口管理系統集于一體。CAD技術(shù)一直處于不斷的發(fā)展與探索之中，正是這種此消彼長(cháng)的互動(dòng)與交替，造就了今天CAD技術(shù)的興旺與繁榮，促進(jìn)了工業(yè)的高速發(fā)展。
【CAD技術(shù)的發(fā)展歷史回顧】相關(guān)文章：
eda技術(shù)的發(fā)展歷史09-10
EDA技術(shù)歷史發(fā)展10-01
EDA技術(shù)歷史與發(fā)展05-23
CAD技術(shù)在機械工程設計中的發(fā)展與運用07-19
國內CAD的發(fā)展史07-03
CAD與CAM的發(fā)展史09-19
街舞的歷史發(fā)展08-02
蓋碗的歷史發(fā)展06-05
漢服的歷史發(fā)展08-07