我國CADCAM技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢

1、一、CAD/CAM 技術(shù)概述 計算機輔助設(shè)計和計算機輔助制造（CAD/CAM）技術(shù)是設(shè)計人員和組織產(chǎn)品制造的工藝技術(shù)人員在計算機系統(tǒng)的輔助之下，根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計和制造程序進行設(shè)計和制造的一項新技術(shù)，是傳統(tǒng)技術(shù)與計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。設(shè)計人員通過人機交互操作方式進行產(chǎn)品設(shè)計構(gòu)思和論證，產(chǎn)品總體設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、零部件設(shè)計，完成有關(guān)零件的強度、剛度、熱、電、磁的分析計算和零件加工信息（工程圖紙或數(shù)控加工信息等）的輸出，以及技術(shù)文檔和有關(guān)技術(shù)報告的編制。而工藝設(shè)計人員則可以利用CAD 過程提供的信息和CAM 系統(tǒng)的功能，進行零部件加工工藝路線的控制和加工狀況的預(yù)顯，并生成控制零件加工過程的信息。目前，

2、CAD/CAM 的工作內(nèi)容主要有以下幾個方面：（1 ）產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)庫；（2）加工工藝庫；（3）基礎(chǔ)圖形庫；（4）應(yīng)用程序庫；（5）產(chǎn)品計算機輔助設(shè)計；（6）產(chǎn)品計算機輔助制造；（7）產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等。以離散機械制造業(yè)為例，一個完整的CAD/CAM 系統(tǒng)如圖 所示。 二、我國CAD/CAM 技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀 我國C A D / C A M 技術(shù)的應(yīng)用起步于20世紀60年代末，經(jīng)過近40年的研究、開發(fā)與推廣應(yīng)用，CAD/CAM 技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在機械、電子、航天、化工和建筑等行業(yè)。應(yīng)用CAD/CAM 技術(shù)提高了企業(yè)的設(shè)計效率、優(yōu)化了設(shè)計方案、減輕了技術(shù)人員的勞動強度、縮短了設(shè)計周期、加強了設(shè)計的標準化

3、。目前來看，CAD/CAM 技術(shù)的應(yīng)用正在如火如荼地展開。 但是，應(yīng)該看到這樣一個現(xiàn)實，目前國內(nèi)C A D / C A M 系統(tǒng)的應(yīng)用還停留在比較低的水平上。對于大多數(shù)中小企業(yè)來說，一旦企業(yè)在這方面進行了投資而又不能盡快地發(fā)揮其作用，就會給企業(yè)帶來不必要的損失，也為下一步C A D / C A M 技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展制造了障礙。因此，如何用好CAD/CAM 系統(tǒng)就成了很多企業(yè)用戶所關(guān)心的問題。 近幾年來，CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在以下方面： 1二維CAD 市場日益紅火 二維CAD 軟件日益成為工程師進行設(shè)計的一種必備工具。廣大企業(yè)用戶對CAD 軟件的功能和作用已經(jīng)有了充分的認識，對市場可

4、選擇的CAD 軟件也都有較多的了解，對如何比較CAD 軟件的功能有了一定的認識。這種情形下，用戶正在建立自己的品牌傾向，很多用戶在逐漸轉(zhuǎn)向?qū)I(yè)性較強的國產(chǎn)軟件平臺。一些條件較好的企業(yè)，已從原來單機使用C A D軟件轉(zhuǎn)化為在計算機網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。此外，由于價格降低，國產(chǎn)CAD 軟件技術(shù)上又十分成熟，服務(wù)水平逐漸提高， 所以企業(yè)在上CAD 項目時，會加大二維C A D 軟件，特別是國產(chǎn)C A D 軟件的使用量。 需要說明的是，CAD 軟件的技術(shù)含量高，而且應(yīng)用軟件的企業(yè)個性很強，需要大量的技術(shù)服務(wù)和支持。所以，僅僅軟件價格走低，但不給用戶提供培訓(xùn)、升級和技術(shù)服務(wù)的做法很難保證CAD 技術(shù)的應(yīng)用效果。 2

5、微機三維CAD 市場嶄露頭角 C A D / C A M 市場一個重要的變化就是微機平臺的三維造型軟件開始嶄露頭角。 隨著硬件價格持續(xù)下降，企業(yè)在大量應(yīng)用二維CAD/CAM 軟件的同時，也逐漸開始應(yīng)用微機三維造型軟件。從市場反映來看，目前三維造型軟件仍以國外廠商為主。國產(chǎn)C A D / C A M 軟件與國外競爭的最大優(yōu)勢就是服務(wù)。這種服務(wù)既有售前的普及化服務(wù)和售后的本地化服務(wù)，又有由此延伸出的一系列增值服務(wù)。應(yīng)用推廣三維造型軟件這樣的復(fù)雜產(chǎn)品特別需要優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。目前來看，國內(nèi)的CAD/CAM 軟件市場經(jīng)過商家激烈競爭的洗禮，已經(jīng)變得更加理性和成熟。廣大用戶已經(jīng)能夠根據(jù)自身的需要和軟件的功能、

6、價格、服務(wù)、升級、兼容性，以及軟件公司的發(fā)展前景來做出正確的選擇。 3CAD/CAM 軟件實現(xiàn)深化應(yīng)用 目前，CAD 技術(shù)的推廣已經(jīng)由“甩圖板”階段跨入到了深化應(yīng)用階段。CAPP 技術(shù)的應(yīng)用，可以大大提高企業(yè)工藝編制的效率和準確性；PDM 系統(tǒng)的應(yīng)用，可以對產(chǎn)品開發(fā)數(shù)據(jù)進行有效的管理；MIS/ERP 系統(tǒng)的應(yīng)用，則可以從根本上降低企業(yè)的成本，提高生產(chǎn)和管理效率。這些系統(tǒng)之間實現(xiàn)信息的集成和功能上的配合，并逐步實現(xiàn)企業(yè)的全面信息化，已成為C A D /CAM 技術(shù)深化應(yīng)用的主題。在這種情形下，企業(yè)可以根據(jù)自身的實際情況，統(tǒng)一規(guī)劃、分布實施，從CAD/CAM 技術(shù)的進一步普及開始，應(yīng)用CAPP、M

7、IS和CAM 技術(shù)，充分考慮網(wǎng)絡(luò)的信息集成。如此一來，這些計算機輔助系統(tǒng)才能夠給企業(yè)帶來持續(xù)、穩(wěn)定的效益。 C A D / C A M 技術(shù)的深化應(yīng)用和企業(yè)信息化需要較大的投資，同時也需要企業(yè)在管理模式、業(yè)務(wù)流程等方面進行深入的變革，所以是名符其實的“一把手工程”。企業(yè)應(yīng)該選擇一家能夠提供全系列軟件和硬件平臺、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的公司，結(jié)成長期的合作伙伴，全面合作，共同發(fā)展。為了加強、加快我國CAD/CAM 技術(shù)的普及應(yīng)用，應(yīng)根據(jù)各單位的實際需要盡快地培養(yǎng)一支掌握CAD/CAM 技術(shù)的人才隊伍。通過對現(xiàn)有的工程技術(shù)人員進行C A D / C A M技術(shù)培訓(xùn)，使他們快速掌握CAD/CAM技術(shù)，這是推廣應(yīng)用

8、CAD/CAM 技術(shù)的關(guān)鍵。 三、我國CAD/CAM 技術(shù)企業(yè)應(yīng)用需求的發(fā)展 現(xiàn)在，計算機硬件性能按摩爾定律迅速提高，其價格則在成倍地下降?！熬W(wǎng)絡(luò)通信的普及化”、“信息處理的智能化”和“多媒體技術(shù)的實用化”，隨著計算機技術(shù)的普及應(yīng)用越來越廣泛，越來越深入。正確把握CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展趨勢，對于我國CAD/CAM 軟件行業(yè)開發(fā)適銷對路的產(chǎn)品，對于企業(yè)正確選型和規(guī)劃自身的C A D / C A M 應(yīng)用系統(tǒng)，都有非常深遠的意義。 目前看來，CAD/CAM 技術(shù)應(yīng)用需求的發(fā)展趨勢主要有以下幾點： 1CAD/CAM 系統(tǒng)應(yīng)具有更高的開放性 C A D / C A M 系統(tǒng)的開放性主要體現(xiàn)在系統(tǒng)的

9、工作平臺、用戶接口、應(yīng)用開發(fā)環(huán)境以及與其他系統(tǒng)的息交換等方面?，F(xiàn)在市場上的CAD/CAM 產(chǎn)品一般都會為最終用戶提供二次開發(fā)環(huán)境，有些產(chǎn)品甚至?xí)峁┖嗽创a。這樣就允許用戶定制自已的C A D /CAM 系統(tǒng)，具有很好的開放性。CAD/CAM 系統(tǒng)的開放性是決定能否真正達到實用化、能否真正使之轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實生產(chǎn)力的基礎(chǔ)。 C A D / C A M 軟件商應(yīng)該向企業(yè)提供易學(xué)易用的二次開發(fā)工具，即開發(fā)面向行業(yè)和企業(yè)應(yīng)用的專用C A D /CAM 軟件和數(shù)據(jù)庫。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，適合企業(yè)的CAD/CAM 應(yīng)用系統(tǒng)將會更加友好，更受用戶歡迎。 2CAD/CAM 系統(tǒng)應(yīng)具備更好的集成性 集成就是向企

10、業(yè)提供CAD/CAM 一體化的解決方案。集成的出發(fā)點是：企業(yè)中各個環(huán)節(jié)是不可分割的，必須統(tǒng)一考慮；企業(yè)的整個生產(chǎn)過程實質(zhì)上是信息的采集、傳遞和加工處理的過程。 C A D / C A M 系統(tǒng)應(yīng)用集成性的提高可分為以下四個步驟 （1）以“甩掉圖板”為目標的計算機輔助繪圖與設(shè)計系統(tǒng)； （2）以資源共享、權(quán)限控制為目標的產(chǎn)品信息管理系統(tǒng)（PDMS），由此可以甩掉紙介質(zhì)的圖紙文檔并且在企業(yè)實現(xiàn)設(shè)計生產(chǎn)信息和管理信息的集成，逐步實現(xiàn)甩掉工藝卡； （3）以建立全局產(chǎn)品模型、無紙設(shè)計、加工管理為目標的計算機輔助三維設(shè)計、分析、仿真模擬以及加集成系統(tǒng)； （4 ）以控制產(chǎn)品生命周期為目標的并行工程。其基本要素

11、是優(yōu)化設(shè)計，并且從產(chǎn)品性能設(shè)計、產(chǎn)品制造工藝性能設(shè)計、產(chǎn)品可檢測性能設(shè)計、產(chǎn)品可維護性能設(shè)計以及產(chǎn)品依從性能設(shè)計入手進行優(yōu)化。 3CAD/CAM 系統(tǒng)應(yīng)用逐步深入，企業(yè)提出智能化需求 設(shè)計是一個含有高度智能的人類創(chuàng)造性活動，智能CAD/CAM 是CAD/CAM 發(fā)展的必然方向。從人類認識和思維的模型來看，現(xiàn)有的人工智能技術(shù)對模擬人類的思維活動（包括形象思維、抽象思維和創(chuàng)造性思維等多種形式）往往是束手無策的。因此，智能C A D / C A M 系統(tǒng)不僅僅是簡單地將現(xiàn)有的智能技術(shù)與C A D / C A M 技術(shù)相結(jié)合，更要深入研究人類設(shè)計的思維模型，并用信息技術(shù)來表達和模仿。 要使產(chǎn)品、工程和

12、系統(tǒng)的質(zhì)量好、成本低、市場競爭力強，就需要用最好的設(shè)計、最好的加工和最好的管理，就十分迫切需要總結(jié)國內(nèi)外相關(guān)產(chǎn)品、工程和系統(tǒng)的設(shè)計制造經(jīng)驗教訓(xùn)，融合成功的設(shè)計制造經(jīng)驗完成智能設(shè)計、智能制造系統(tǒng)去指導(dǎo)新產(chǎn)品、新工程和新系統(tǒng)的設(shè)計制造，這樣才能使我們的產(chǎn)品、工程和系統(tǒng)有創(chuàng)新性。 4CAD/CAM 系統(tǒng)標準化工作是企業(yè)應(yīng)用的有力保障。 現(xiàn)有C A D / C A M 軟件一般是集成在一個異構(gòu)的工作平臺之上，為了支持異構(gòu)跨平臺的環(huán)境，就要求它應(yīng)是一個開放的系統(tǒng)，這需要采用標準化技術(shù)來保障異構(gòu)環(huán)境下數(shù)據(jù)的一致性和交互性。 除了C A D / C A M 支撐軟件逐步實現(xiàn)ISO 標準和工業(yè)標準外，面向應(yīng)用

13、的標準構(gòu)件（零部件庫）、標準化方法也已成為C A D / C A M 系統(tǒng)中的必備內(nèi)容，且向著合理化工程設(shè)計的應(yīng)用方向發(fā)展。 完善的C A D / C A M 標準體系是指導(dǎo)我國標準化管理部門進行C A D /CAM 技術(shù)標準化工作的科學(xué)依據(jù)，是開發(fā)制定C A D / C A M 技術(shù)各相關(guān)標準的基礎(chǔ)，也是促進CAD/CAM 技術(shù)普及應(yīng)用的約束手段。因此，在CAD/CAM應(yīng)用中應(yīng)跟蹤國際的相關(guān)標準、研究制定符合我國國情的CAD/CAM 標準，并切實加以執(zhí)行。這是促進我國CAD/CAM 技術(shù)研究開發(fā)、推廣應(yīng)用不斷發(fā)展的重要保證。四、結(jié)束語 近年來， 隨著我國正式加入WTO，經(jīng)濟全球化和信息化使我

14、國制造企業(yè)的競爭環(huán)境、發(fā)展模式和活動空間等發(fā)生了深刻變化，這些變化對我國制造企業(yè)提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，如何提高自身的核心競爭力已成為制造企業(yè)關(guān)注的焦點。CAD/CAM 的技術(shù)進步始終與工程實際相結(jié)合，歷史上在其發(fā)展過程中產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，它在我國的應(yīng)用和發(fā)展必將對制造企業(yè)產(chǎn)生深遠的影響，對提高我國制造企業(yè)核心競爭力起到舉足輕重的作用。隨著國外先進C A D /CAM 技術(shù)的大量引進及大力實施國家“863 計劃”、創(chuàng)新基金、國家重大科技產(chǎn)業(yè)工程項目等重大科技計劃，我國綜合科學(xué)技術(shù)水平將日益提高，CAD/CAM 技術(shù)在國內(nèi)制造業(yè)將日趨實用化與普及化。 參考文獻: 1 􀀁 許􀀁 超, 湯文成. 計算機輔助機械設(shè)計M . 南京: 東南大學(xué)出版社, 1997. 2 􀀁 葛巧琴, 許􀀁 超. 機械CAD /CAM M . 南京: 東南大學(xué)出版社, 19