工程機械行業CAD軟件選型分析

　
　　產品對CAD軟件功能的需求
　　不同企業因產品結構，生產方式和組織管理形式不同，對CAD軟件的功能有不同需求。從大多數企業和CAD應用情況來看，對CAD軟件的功能大致有如上需求：
　　（1）計算機二維繪圖功能。“甩掉圖板”把科技人員從繁瑣的手工繪圖中解放出來，是CAD應用工程的主要目標，也是CAD技術的最基本功能。
　　（2）計算機輔助工藝設計（CAPP）功能，生產工藝是企業從設計到加工的橋梁，CAPP軟件應具有工藝設計，工藝設計任務管理，材料定額管量等功能，實現工藝過程標準化，保證獲得高質量的工藝規程，提高企業工藝編制的效率和標準化。
　　（3）三維設計，裝配設計，曲面設計，鈑金設計，有限元設計，機構運動仿真，注塑分析，數控加工等三維CAD/CAM功能，可以解決企業的三維設計，虛擬設計與裝配，機構運動分析，應力應變分析，鈑金件的展開和排樣等困難，使企業走向真正的CAD設計。
　　（4）產品數據管理PDM。復雜產品的設計和開發，不僅要考慮產品設計開發結果，而且必須考慮產品設計開發過程的管量與控制，管量產品生命周期的所有數據（包括圖紙技術文檔）以及產品開發的工藝過程，使CAD、CAPP、CAM等系統實現的數據共享，使產品設計工作規范化保持一致性，保證圖紙，工藝卡，加工代碼，技術資料等的安全性。
　　（5）企業的應用軟件。企業在引進二維/三維CAD/CAPP/CAE/CAM/PDM的基礎上，針對本企業的技術特征所進行的二次開發，如漢化，廠標，行業標庫建設，圖庫的擴充等等。根據本企業產品的特點，建立分析，仿真優化，成本分析等專用或專業CAD系統，并和引進和CAD系統集成，形成本企業的CAD系統。使設計初期，就呆以了解產品的結構特點和性能，并利用理論設計，經驗設計和專家系統等人工智能技術，將設計缺陷消除在初始階段，使CAD設計源于傳統設計又高于傳統設計，并最終走向智能設計。
　　市場上流行的CAD系統技術特點
　　CAD軟件大致可分為高端UNIX工作站CAD系統，中端Windows微機CAD系統和低端二維微機CAD系統等三類。
　　1、高端UINX工作站CAD系統
這類系統的特點是，UNIX操作系統為支撐平臺，從50年代發展至今，產生了許多著名的軟件，也使許多曾經顯赫一時的軟件在況爭中落伍，有的被兼并改組，如Appilcon,CADAM,intergraph等。目前，這類系統中比較流行的有：
　　（1）PTC公司的Pro/Engineer軟件
采用參數建軍模技術，以單一數據庫和參數化，基于特征，全相關聯為特征。最新推出的Pro/Engineer2000i采用目標驅動設計工具，行為建模和范例套用技術，提高設計性能。
　　（2）SDRC公司的I-DEAS軟件。I-DESMaster Series 軟件的建模方法基于特片的實體建模技術，以實體造型和并行相關性為特征。
　　（3）EDS公司的UGH軟件。建模方法為混合建模。汽車行業建模造型。設計分析，加工制造等方面有一定的特色。UGH軟件的喲項是，應用集成，CAM和曲面。 
　　（4）CV公司的CADDS5軟件。采用混合建模，提供參數造型，全套工程分析，曲面，并行裝配等強大的功能，統一數據庫，圖形界面，其強項為：企業產品數據管理和并行裝配模形應用。 
　　（5）以色列Cimatron公司的CIMATRON軟件。可提供優良的三維造型，工程繪圖，數控加工，以及集成化的PDM，其強項是CAM。 
　　（6）Matra Datavision公司的Euclid3軟件。采用混合建模方法，曲成設計造型和數控加工編程等功能強大。其強項為詳細設計和CAM。 
　　（7）IBM/Dassualt公司的CATIA軟件，采用混合建模方法 ，其強項為應用集成和CAM。 
　　（8）日立造船情報系統株式會實社的GRADE/CUBE-NC軟件。有突出的特點是面向制造，具有豐富的實用化曲面造型和加工編程。 
　　2 、中端微機的CAD系統 
隨著計算機技術的發展，尤其是微機的性能和Windows技術的發展，已使微機具備了中低檔UNIX工作站的競爭的實力，也使基于Windows技術的微機CAD系統迅速發展。目前，國際上最流行的有Solidworks公司的Solidworks軟件，UG公司的SolidEdge軟件和Autodesk公司的MDT軟件等，國內也推出清華CAD工程中心的GEMS，浙大大天公司的GSMASD，北京巨龍騰公司的龍騰CAD，北京愛宜特公司的Micro Solid、江蘇杰必克超人CAD/CAM以及華正公司的CAXA-ME。
　　（1）Solidworks 98軟件。包含狀配設計建模，零件設計建模，工程圖與鈑金等模塊，還與高級圖像渲染軟件Photoworks,高級有限元分析軟件Cosmos、機構運動學分析軟件Motionworks,產品數據管理（PDM）軟件SmarTeam，以及數控加工等著名和分析軟件無縫集成。Solidworks和FeatureWorks技術，解決了不同CAD系統間在轉化模型時無法識別特征的給題。Solidworks還首假創和自上而下的全相關設計，并憑借高效運行的裝配設計使之成為實作技術。 
　　（2）Solid Edge6.0軟件。采用Parasolid造型內核和STREAM技術，基于Windows操作系統，以及完全與Microsoft產品相兼容的叁數化三維實體造型系統，提供了實體造型，鈑金，制圖，裝配，塑料模具和鑄造設計，產品渲染和文檔管量等功能，并能和COSMOS、IPA、Smar Edge無縫集成。 
　　（3）Meshanical Desktop(MDT)3.0軟件。采用ACIS4.2幾何造型核 心系統，提筮基于特征為參數化實體造型，曲面造型，裝配，相關聯的繪圖和草圖功能，并包含了完整的Auto CAD繪圖工具集，與Auto CAD完全融為一體。 
　　（4）國產的三維CAD軟件中，Microsolid采用ACIS作為系統的內核，GEMS、GS-MCAF、龍騰，超人CAD/CAM三維系統是側重于面向加工的曲面造型系統。 
　　3 、低端CAD系統——二維CAD系統 
　　（1）AutoCAD軟件。純二維CAD系統在國外已經不多，真正有名的是Autodesk公司的AutoCAD軟件。AutoCAD R14提供一套豐富的設計工具，嵌入的Internet技術和具有創新性的Objict ARX、Autolisp及VBA編程語言能夠幫助開發人員和用戶按他們的特定需求控制軟件。AutoCAD2000則提供了更為輕松的設計環境，提高了數據訪問能力，軟件適用性以及更強的定制和開發能力，擴展Internet系統設計信息的溝通，提高文件輸出/輸入、編輯/對象捕捉和制圖的速度，可對多個圖形文件同時進行操作，支持多任務設計環境（MDE），還提供部分條開的功能。 
　　（2）國產二維CAD軟件，目前流行的二維CAD軟件是自主開發平臺和自主版的二維CAD系統，如開目CAD，如高華CAD，凱達BCAD，浙大ZDDS，中科院 PICAD和華正CAXA電子圖版等等。另一類是以AutoCAD為平臺的二維CAD系統，如利瑪CAD，大恒CAD等。 
　　國產CAD二維軟件在參數化繪圖，動態導航，明細表BOM等三表生成，公差標準，機械零件設計標準件圖庫存和工程圖紙管量等方面有較強的特色。 
CAD技術的發展趨勢 
CAD技術的完善和發展，主要表現在以下幾個方面： 
　　（1）建模技術。由線框模形，實體模型和非均勻有理B樣條算法為特征，幾建模已發展到參數化，變量化和特征化，變量化和特征建模，以及未來的面向產品生命周期，實現產品生命周期中內部描述信息（產品設計，計劃，制造，加工，裝配，檢驗等信息）和外部過程的集成為特片的產品建模技術。 
參數驅動，特征造型，動態導航，二/三維雙向相關，STEP標準和動態圖形顯示等UNIX系統的精華已被 充分吸收到新一代微機CAD系統中，而特征樹是近年來在CAD軟件中引入的一項非常有效的技術。面向產品生命周期的關系型產品模型技術的研究正在不斷提高。 
　　（2）軟件組件技術。可以提高軟件的穩定性和開發效率。Solidworks,Solidege均采用Parasolid幾何造型器，MDT，Microsolid均采用ACIS幾何造型器等。 
　　（3）Windows技術和Internet技術。許多公司，如Autodesk正將其軟件技術的研究開發重心集中于正在蓬勃發展的三大技術領域：對象技術，三維技術和Internet技術，這些核心技術主導著全球設計工業的發展趨向。 
　　（4）智能CAD技術，智能技術在CAD系統中將占有重要地位，將專家系統。智能工程等技術，借助領域專家的設計經驗，不斷積累和更新，形成企業產品設計知識庫，是企業開發產品的寶貴資源。 
　　工程機械行業CAD軟件的選型 
　　經過多年的努力，工程機械行業在CAD技術應用方面已取得了不少成果。對于三維CAD軟件，世界上最著名的幾家公司產品，如Pro/Engineer、UGII、I-DEAS、Solidworks、MDT等，在主要工程機械企業中都已采用。但專業CAD方面軟件較少，除“七五”期間天津工程機械研究所承擔一的國家科技攻關項目“輪式裝載機CAD系統”之外，同濟大學，吉林工業大學也開發了部分工程機械軟件。目前，WLCAD系統已成功地移植到Windows環境，正在推廣應用。