第1講 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)與CAD技術(shù)-緒論

課程目標(biāo)：了解CAD技術(shù)的基本原理了解CAD的建模理論及方法了解利用CAD進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的過(guò)程了解CAD中的計(jì)算分析基本原理及過(guò)程基本掌握典型CAD系統(tǒng)的簡(jiǎn)單操作了解CAD技術(shù)的工程應(yīng)用課程主要內(nèi)容：

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)組成

（軟件、硬件、常用CAD系統(tǒng)等）

計(jì)算機(jī)圖形學(xué)基本原理

(圖形的描述、圖形變換、圖形顯示）

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中的建模技術(shù)（曲線曲面建模、實(shí)體建模、特征建模、裝配建模等）

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中的工程計(jì)算處理（一般工程數(shù)據(jù)處理、工程設(shè)計(jì)及計(jì)算處理）

專業(yè)機(jī)械CAD系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)方法簡(jiǎn)介（二維CAD系統(tǒng)及三維CAD系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)簡(jiǎn)介）

CAD技術(shù)在典型機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

課程教學(xué)思路：形體定義輸入1形體定義輸入2形體定義輸入n內(nèi)部CSG＋BREP表達(dá)布爾運(yùn)算結(jié)果形體BREP表達(dá)三角剖分顯示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)顯示渲染顯示參數(shù)定義工程應(yīng)用學(xué)時(shí)安排32學(xué)時(shí)上課

20學(xué)時(shí)上機(jī)實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：東校區(qū)機(jī)房上機(jī)內(nèi)容安排：曲面建模（4學(xué)時(shí)）零件設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)）裝配設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)）計(jì)算分析（4學(xué)時(shí)）注意：上機(jī)時(shí)間安排參考書目《機(jī)械CAD技術(shù)》，王書亭等《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)教程》，唐榮錫等，第二版《計(jì)算機(jī)圖形學(xué)》，孫家廣，第三版《計(jì)算機(jī)輔助與非均勻有理B樣條》，施法中《NURBS》，LesPiegl等《CAD/CAM/CAE》系統(tǒng)原理，KunwooLee等先修課程：《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《計(jì)算方法》等CAX論壇/軟件評(píng)價(jià)、使用心得、作品展示……仿真論壇——SimWe/forum/各種CAE軟件工具及資料……軟件評(píng)價(jià)、使用心得、技術(shù)資料學(xué)習(xí)交流源地國(guó)際國(guó)內(nèi)各種CG、CAD學(xué)習(xí)網(wǎng)站。CG與CAD的異同CG：研究某一物體對(duì)象的計(jì)算機(jī)內(nèi)部表達(dá)方法交互及顯示方法，以可視化效果為目標(biāo)，研究共性的交互顯示技術(shù)，工程背景相對(duì)較弱。如：科學(xué)數(shù)據(jù)可視化，游戲動(dòng)畫的場(chǎng)景渲染顯示等。CAD：研究某一工程設(shè)計(jì)對(duì)象的計(jì)算機(jī)表達(dá)、顯示，設(shè)計(jì)計(jì)算與分析；更側(cè)重專業(yè)對(duì)象的設(shè)計(jì)應(yīng)用工具的強(qiáng)大，通常CG是其圖形顯示基礎(chǔ)。如通用二、三維CAD軟件工具，專業(yè)的機(jī)械設(shè)計(jì)工具，飛機(jī)、汽車設(shè)計(jì)工具等。注：本課程將結(jié)合機(jī)械工程的學(xué)科特點(diǎn)來(lái)主要介紹CAD技術(shù)——機(jī)械CAD技術(shù)，CG內(nèi)容將穿插在CAD技術(shù)中，使CG、CAD融合為一個(gè)有機(jī)整體。第1講機(jī)械CAD概論1.1．機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程概述1.2．機(jī)械CAD技術(shù)概述1.2.1機(jī)械CAD的概念1.2.2機(jī)械CAD的內(nèi)容1.2.3機(jī)械CAD的作用1.3．機(jī)械CAD系統(tǒng)構(gòu)成1.3.1機(jī)械CAD系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)1.3.2機(jī)械CAD系統(tǒng)的硬件1.3.3機(jī)械CAD系統(tǒng)的軟件1.4．機(jī)械CAD技術(shù)的發(fā)展1.4.1機(jī)械CAD的發(fā)展歷程1.4.2機(jī)械CAD的發(fā)展趨勢(shì)1.5．CAD系統(tǒng)的選型附1.典型CAD系統(tǒng)軟件介紹本章目的：了解機(jī)械CAD基本概念了解機(jī)械CAD的主要內(nèi)容和作用了解機(jī)械CAD系統(tǒng)的構(gòu)成了解機(jī)械CAD發(fā)展的歷史和趨勢(shì)1）機(jī)械設(shè)計(jì)的基本涵義機(jī)械設(shè)計(jì)就是根據(jù)使用要求確定產(chǎn)品應(yīng)該具備的功能，構(gòu)想出產(chǎn)品的工作原理、結(jié)構(gòu)形狀、運(yùn)動(dòng)方式、力和能量的傳遞、以及所用材料等事項(xiàng)，并轉(zhuǎn)化為具體的描述，例如圖紙和設(shè)計(jì)文件等，以此作為制造的依據(jù)。機(jī)械設(shè)計(jì)是產(chǎn)品從需求分析、設(shè)計(jì)、制造、銷售、使用和回收整個(gè)產(chǎn)品全生命周期中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)產(chǎn)品成本的影響占80％。

1.1．機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程概述電機(jī)驅(qū)動(dòng)蝸桿減速器，帶動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)，從而推動(dòng)輸送執(zhí)行機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)工件自動(dòng)輸送電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)例：某工件輸送機(jī)構(gòu)原理示意圖市場(chǎng)需求調(diào)查提出開發(fā)計(jì)劃設(shè)計(jì)任務(wù)書功能分析尋求解決方案擬訂總體布局機(jī)械運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì)原理方案圖主要尺寸及參數(shù)設(shè)計(jì)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝配圖零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)零件圖技術(shù)文檔產(chǎn)品規(guī)劃階段(需求分析)方案設(shè)計(jì)階段（概念設(shè)計(jì)）技術(shù)設(shè)計(jì)階段（詳細(xì)設(shè)計(jì)）傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及流程:2）機(jī)械設(shè)計(jì)主要過(guò)程傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程:需求分析調(diào)查研究、分析用戶需求、收集資料，在此基礎(chǔ)上確定產(chǎn)品功能，提出需求報(bào)告概念設(shè)計(jì)構(gòu)思方案，分析和論證，獲得一組可行的原理性方案，然后確定設(shè)計(jì)中一些大的框架，如繪制總體布局草圖，確定各零部件的基本結(jié)構(gòu)和形狀，建立數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行主要設(shè)計(jì)參數(shù)的分析計(jì)算與優(yōu)化詳細(xì)設(shè)計(jì)確定對(duì)象的細(xì)部結(jié)構(gòu)，完成裝配圖和零件圖的繪制，編寫技術(shù)文檔工藝設(shè)計(jì)確定工藝流程，編制工序文件，設(shè)計(jì)工裝夾具，編寫工藝技術(shù)文檔詳細(xì)設(shè)計(jì)的終結(jié)并不意味著最終獲得了一個(gè)好的設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品在經(jīng)歷了制造加工、樣機(jī)測(cè)試、批量生產(chǎn)、以及銷售使用后，會(huì)返回大量信息，需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行不斷修改機(jī)械設(shè)計(jì)是一個(gè)“設(shè)計(jì)——評(píng)價(jià)——再設(shè)計(jì)”的反復(fù)迭代、不斷優(yōu)化的過(guò)程傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法及工具：

手工計(jì)算，計(jì)算器（尺），繪圖板，最后產(chǎn)生設(shè)計(jì)藍(lán)圖傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程的特點(diǎn):每一環(huán)節(jié)靠手工完成，容易出錯(cuò)設(shè)計(jì)方案靠經(jīng)驗(yàn)，方案少，不優(yōu)化不能進(jìn)行復(fù)雜的力學(xué)分析，難以按動(dòng)態(tài)的、精確的的方法計(jì)算大部分時(shí)間花在零件圖、裝配圖上，可重用性差設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)、效率低，工作繁重3)機(jī)械CAD的需求背景在人工設(shè)計(jì)情況下，存在許多的缺點(diǎn)，因此實(shí)現(xiàn)某種程度的設(shè)計(jì)自動(dòng)化，縮短設(shè)計(jì)周期，降低設(shè)計(jì)成本，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，就成為機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展的迫切要求正是在這樣的背景下產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD，ComputerAidedDesign

）1.2.1CAD的基本概念20世紀(jì)60年代的觀點(diǎn)科學(xué)計(jì)算和分析或計(jì)算機(jī)控制繪圖機(jī)繪制出工程圖

1967年，美國(guó)學(xué)者D.T.ROSS的定義把設(shè)計(jì)者與計(jì)算機(jī)結(jié)合為一個(gè)問題求解組，使之較各自單獨(dú)工作時(shí)能更有效地達(dá)到設(shè)計(jì)問題的目標(biāo)

1972年，國(guó)際信息處理聯(lián)合會(huì)的定義CAD是一種技術(shù)，其中人與機(jī)（計(jì)算機(jī)）結(jié)合為一個(gè)問題求解組，緊密配合，發(fā)揮各自所長(zhǎng)，從而使其工作優(yōu)于每一方，并為應(yīng)用多學(xué)科的方法的綜合性協(xié)作提供了可能

1.2．機(jī)械CAD技術(shù)概述CAD基本概念綜合定義CAD是用計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)輔助人們對(duì)產(chǎn)品或工程進(jìn)行設(shè)計(jì)、修改、分析和優(yōu)化的一種設(shè)計(jì)方法。在CAD系統(tǒng)中人與計(jì)算機(jī)密切合作，在不同的方面人與計(jì)算機(jī)充分發(fā)揮各自的特長(zhǎng)，因此CAD系統(tǒng)是一個(gè)人機(jī)結(jié)合的系統(tǒng)。CAD技術(shù)是一門多學(xué)科的綜合性應(yīng)用新技術(shù)，它涉及到以下基礎(chǔ)技術(shù)：圖形處理技術(shù)工程分析技術(shù)數(shù)據(jù)管理與數(shù)據(jù)交換技術(shù)文檔處理技術(shù)軟件設(shè)計(jì)技術(shù)CAD軟件數(shù)學(xué)＋編程＋工程CAD概念的拓展CAD含義的衍生：CAD技術(shù)不斷發(fā)展，不同領(lǐng)域?qū)AD技術(shù)的應(yīng)用程度不同，對(duì)CAD技術(shù)的含義的理解也略有差異。ComputerAidedDraftingComputerAidedDesignComputerAdiedDevelopment基于CAD的設(shè)計(jì)過(guò)程產(chǎn)品開發(fā)周期與數(shù)字化制造技術(shù)之間的關(guān)系設(shè)計(jì)需求分析可行性研究與分析設(shè)計(jì)建模與仿真設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)結(jié)果設(shè)計(jì)分析概念設(shè)計(jì)市場(chǎng)信息工藝規(guī)劃編程控制工裝夾具生產(chǎn)計(jì)劃物料需求運(yùn)輸制造包裝質(zhì)量檢驗(yàn)裝配營(yíng)銷數(shù)字化制造數(shù)字化設(shè)計(jì)數(shù)字化生產(chǎn)規(guī)劃基于CAD的數(shù)字化設(shè)計(jì)過(guò)程現(xiàn)在的CAD往往與CAE、CAPP、CAM、PLM（PDM）集成，形成集成化的CAD/CAE/CAPP/CAM/PLM（PDM）系統(tǒng)(即C4P)。

CAD幾何建模，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；CAE工程分析，性能優(yōu)化；CAPP工藝路線及工序的編制；CAM生成刀具加工軌跡，生成加工代碼；PLM（PDM）管理產(chǎn)品全生命開發(fā)過(guò)程中的數(shù)據(jù)、流程、團(tuán)隊(duì)、項(xiàng)目任務(wù)，實(shí)現(xiàn)協(xié)同開發(fā)（并行工程），集成開發(fā)平臺(tái)。CADCAECAPPCAMCAD系統(tǒng)的基本功能：1)計(jì)算功能機(jī)械CAD系統(tǒng)除了要進(jìn)行各種數(shù)值的計(jì)算之外，還應(yīng)能運(yùn)用已積累的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，獲得設(shè)計(jì)對(duì)象的幾種設(shè)計(jì)方案，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行物性參數(shù)計(jì)算和力學(xué)性能分析。2)人機(jī)交互功能在機(jī)械CAD中，人機(jī)接口是用戶與系統(tǒng)的橋梁。友好的界面是保證用戶有效地完成復(fù)雜設(shè)計(jì)任務(wù)的基本條件，此外還需要交互設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)人與計(jì)算機(jī)之間的對(duì)話。1.2.2機(jī)械CAD系統(tǒng)的內(nèi)容3)圖形顯示功能從產(chǎn)品的構(gòu)思、方案、造型的確定，到結(jié)構(gòu)分析評(píng)價(jià)，系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)時(shí)編輯處理，保證用戶隨時(shí)觀察修改中間結(jié)果。圖形顯示功能應(yīng)二維、三維圖形處理等功能。4)存儲(chǔ)功能利用機(jī)械CAD系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)涉及到大量的相關(guān)資料數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果等各種數(shù)據(jù)，要求CAD系統(tǒng)具有強(qiáng)大的存儲(chǔ)功能。5)輸入輸出功能利用機(jī)械CAD系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，用戶需要不斷輸入設(shè)計(jì)要求，同時(shí)也需要將系統(tǒng)處理的結(jié)果及時(shí)輸出，相應(yīng)的輸入輸出功能是系統(tǒng)的基本功能。

機(jī)械CAD系統(tǒng)的任務(wù)1）產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息獲取2）產(chǎn)品定義3）幾何造型常用方法：用二維和三維的建模技術(shù)來(lái)生成；由二維和三維基本元素來(lái)建立；宏編程或者變量程序；使用參數(shù)CAD系統(tǒng)和基于特征的CAD系統(tǒng)，或者利用應(yīng)用系統(tǒng)或設(shè)計(jì)系統(tǒng)。4）計(jì)算分析結(jié)構(gòu)分析計(jì)算；檢查和校驗(yàn)計(jì)算；優(yōu)化計(jì)算。5）驗(yàn)證評(píng)價(jià)利用計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)化的評(píng)價(jià)一般要求對(duì)該對(duì)象的幾何特征進(jìn)行解釋，其目的是為了推導(dǎo)出設(shè)計(jì)對(duì)象的特性。6）修改設(shè)計(jì)7）提供文檔1.2.3機(jī)械CAD的作用強(qiáng)有力的計(jì)算、圖形、數(shù)據(jù)處理能力，設(shè)計(jì)方法、工具軟件化，3D設(shè)計(jì)更直觀支持復(fù)雜計(jì)算，計(jì)算精度高，減輕設(shè)計(jì)強(qiáng)度，提高了設(shè)計(jì)精度和可靠性設(shè)計(jì)、分析綜合，能進(jìn)行產(chǎn)品性能分析優(yōu)化，有利提高產(chǎn)品質(zhì)量設(shè)計(jì)信息、知識(shí)、資源及設(shè)計(jì)過(guò)程共享可重用性好（拷貝修改），設(shè)計(jì)效率高、周期短有利于產(chǎn)品全生命周期的信息集成CAD的工程應(yīng)用CAD概念設(shè)計(jì)：功能原理、方案、布局等方面設(shè)計(jì)。思考問題：結(jié)合自己的專業(yè)背景，指出CAD的優(yōu)勢(shì)有哪些??二維工程制圖三維幾何建模及裝配結(jié)構(gòu)性能計(jì)算：如強(qiáng)度、剛度、動(dòng)態(tài)特性等運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)分析過(guò)去生產(chǎn)一個(gè)大規(guī)模集成電路芯片，要花兩年時(shí)間，用CAD只要兩周即可完成；美國(guó)道格拉斯公司生產(chǎn)F15戰(zhàn)斗機(jī)，用CAD技術(shù)解決了發(fā)動(dòng)機(jī)氣道和機(jī)艙密封等問題；英國(guó)三叉戟飛機(jī)比美國(guó)波音747早開工，卻晚一年完成，波音747采用了CAD技術(shù)；美國(guó)GM公司汽車設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAD技術(shù)，使新型汽車的設(shè)計(jì)周期由5年縮短為3年；波音飛機(jī)早期維修手冊(cè)有3米多厚，而現(xiàn)在一張光盤上可儲(chǔ)存數(shù)千張圖紙信息。CAD技術(shù)帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益明顯,CAD技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用水平已成為衡量一個(gè)國(guó)家的科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化和工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一。機(jī)械CAD的應(yīng)用效果1.3.1機(jī)械CAD系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)1.3．機(jī)械CAD系統(tǒng)構(gòu)成

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：主機(jī)存儲(chǔ)及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備：存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備圖形輸入：鍵盤、鼠標(biāo)、光筆、數(shù)字化儀、掃描儀、虛擬現(xiàn)實(shí)輸入設(shè)備輸出設(shè)備：顯示器、繪圖機(jī)、打印機(jī)、虛擬現(xiàn)實(shí)輸出設(shè)備1.3.2機(jī)械CAD系統(tǒng)的硬件組成1.3.3機(jī)械CAD系統(tǒng)的軟件組成CAD軟件系統(tǒng)的三個(gè)發(fā)展階段：集中式系統(tǒng)：一臺(tái)主機(jī)控制多臺(tái)終端（早期模式，80年代中期，微機(jī)沒普及），主機(jī)故障影響全部分離式系統(tǒng)：一臺(tái)主機(jī)一套系統(tǒng)，工作相互不受影響，得益于工作站與微機(jī)的發(fā)展分布式系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的產(chǎn)物，支持異地、異構(gòu)平臺(tái)協(xié)同工作（采用工作站和微機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)）CAD系統(tǒng)軟件層次結(jié)構(gòu)：操作系統(tǒng)、基礎(chǔ)圖形支撐平臺(tái)、圖形標(biāo)準(zhǔn)等集成化CAD/CAM軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、產(chǎn)品全生命周期管理軟件等面向行業(yè)的專業(yè)化設(shè)計(jì)工具軟件等CAD技術(shù)是在計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它的發(fā)展過(guò)程與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展息息相關(guān)。自從1945年美國(guó)制造出世界上第一臺(tái)真空管數(shù)字式計(jì)算機(jī)ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndComputer電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī))以來(lái)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，大致經(jīng)歷了如下幾個(gè)階段：1.4．機(jī)械CAD技術(shù)的發(fā)展1.4.1機(jī)械CAD的發(fā)展歷程孕育萌芽階段（20世紀(jì)40年代末一50年代末）成長(zhǎng)階段（50年代末一60年代后期）應(yīng)用發(fā)展階段(70-80年代)成熟拓展階段（90年代至今）計(jì)算機(jī)孕育萌芽階段早期機(jī)械式計(jì)算機(jī)20世紀(jì)40年代~50年代真空管計(jì)算機(jī)機(jī)器語(yǔ)言編制程序設(shè)計(jì)變壓器、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等美國(guó)、歐洲、日本CAD成長(zhǎng)階段50年代末～60年代后期晶體管計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言(FORTRAN,ALGOL等）文件系統(tǒng)(數(shù)據(jù)管理)磁帶、磁鼓、磁盤（數(shù)據(jù)存儲(chǔ))圖形顯示、輸出交互式圖形生成技術(shù)(人機(jī)交互）I.E.Sutherland“人機(jī)圖形通信系統(tǒng)”SKETCHPAD發(fā)展很快，但規(guī)模大，價(jià)格昂貴CAD應(yīng)用發(fā)展階段70年代以后大規(guī)模集成電路時(shí)代分時(shí)操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)圖形處理軟硬件技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展人機(jī)交互圖形生成技術(shù)更完善鼠標(biāo)、數(shù)字化儀、圖形輸入板取代光筆光柵掃描圖形顯示器使圖形更形象、逼真計(jì)算機(jī)控制的精密繪圖機(jī)輸出高質(zhì)量的圖紙CAD成熟拓展階段各種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)計(jì)算和分析方法優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、系統(tǒng)工程有限元法、數(shù)值積分、偏微分方程數(shù)值解法CAD技術(shù)走向成熟70年代小型機(jī)為基礎(chǔ)的CAD系統(tǒng)進(jìn)入市場(chǎng)，“交鑰匙”系統(tǒng)(TurnKeySystem)80年代超級(jí)小型機(jī)及超級(jí)微機(jī)工作站給CAD技術(shù)極大推動(dòng)90年代以微機(jī)為基礎(chǔ)的CAD系統(tǒng)受到歡迎60～70年代，以二維繪圖為基礎(chǔ)的CAD設(shè)計(jì)技術(shù)80年代后期，以三維參數(shù)化特征造型為基礎(chǔ)的3D數(shù)字化產(chǎn)品建模90年代中期，以多體動(dòng)力學(xué)、多領(lǐng)域建模仿真、多學(xué)科協(xié)同優(yōu)化為理論基礎(chǔ)的數(shù)字樣機(jī)技術(shù)90年代后期，以PLM為平臺(tái)基礎(chǔ)的多學(xué)科、多團(tuán)隊(duì)、跨地域的協(xié)同設(shè)計(jì)與仿真技術(shù)RealisticSimulation基于真實(shí)仿真的產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)（遠(yuǎn)景規(guī)劃）CAD發(fā)展歷程及展望1.4.2機(jī)械CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)集成化網(wǎng)絡(luò)化智能化標(biāo)準(zhǔn)化專業(yè)化(工具化) 想一想：未來(lái)你需要什么樣的CAD系統(tǒng)？？？CAD技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)：1）集成化功能齊全完整、整體協(xié)調(diào)一致（當(dāng)前集成創(chuàng)新也被廣泛認(rèn)可）就像大型綜合醫(yī)院與?？漆t(yī)院的關(guān)系、地位。思考問題：為什么要集成化CAD（或CAX）？？？集成化需求1）集成化

一個(gè)企業(yè)存在著許多不同時(shí)期、不同人員開發(fā)的互相缺乏聯(lián)系的獨(dú)立應(yīng)用軟件(或模塊)，產(chǎn)生各種不同應(yīng)用的重要數(shù)據(jù)，主要表現(xiàn)在：

1）功能各異、孤立的系統(tǒng)封閉運(yùn)行，難于取得及時(shí)綜合信息；

2）各孤立系統(tǒng)自成一體，數(shù)據(jù)重復(fù)和冗余、浪費(fèi)資源；

3）各孤立系統(tǒng)只能通過(guò)各自接口進(jìn)行轉(zhuǎn)換，易造成信息丟失；

4）各孤立系統(tǒng)間不能直接通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)和網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)信息共享；

5）各孤立系統(tǒng)自行開發(fā)，低水平重復(fù)，人力資源浪費(fèi)。集成化的含義多種軟件