1 CAD應用簡述
CAD技術作為電子信息技術的組成部分，是提高產品和工程設計技術水平、降低消耗、縮短開發與建設周期，大幅度提高勞動生產率非常重要的手段，其能提高自主開發能力和管理水平，提高參與國際合作和競爭的能力。
20世紀80年代，CAD技術成為了我國制造業信息化的切入點和突破口。為了更加迅速地提高我國的CAD技術開發與應用水平，早在“八五”期間，國家就發出了“甩掉圖板”的號召，啟動了CAD應用工程；“九五”期間，CAD技術已經應用到工程設計、機械制造等行業，“CAD應用工程技術開發與應用示范”項目創造了巨大的社會經濟效益。“十五”和“十一五”期間，我國實施的制造業信息化工程和CAD應用工程，不論從技術研發、市場培育方面，還是應用成果方面都取得了可喜的成果，極大地提升了產品的開發和設計能力、提高了設計效率，基本上甩掉了圖板，使繪圖、出圖工作更加科學化、規范化、標準化，并與國際接軌，走向了一個新的時期。
目前，以三維CAD/CAE/CAM為核心的計算機輔助設計，工程分析，輔助制造技術，已成為新產品開發技術手段，其功能已能覆蓋產品的整個生命周期。工業發達國家制造業的CAX技術應用，已走過了三維數字樣機開發的階段，并向數字化車間和數字化工廠發展。
中國制造業CAX技術的應用，已迅速向三維設計技術發展。國內有代表性的制造企業，如航空航天、汽車、摩托車、機械、儀器儀表、家電等，已投入巨資，引進先進的三維CAX技術來改造原來的二維輔助設計系統。在新產品開發中廣泛采用三維實體建模技術，建立零部件的三維數字化模型，并逐步向全數字化虛擬樣機CAD方向發展。CAE技術的應用也已經從最初關鍵零部件的強度、剛度、模態分析，向現在整機的有限元分析發展，并結合許多領域的專業知識，形成了專業化的CAE分析評估系統。CAM技術的應用從簡單零件向復雜曲面零件、大型復雜模具三維曲面的NC加工、加工過程仿真發展。另外，面向制造過程的仿真技術、激光快速造型技術也在產品開發中應用，仿真技術用于檢測工藝設計質量，而在新產品開發中往往需對一些關鍵零件進行結構、質量、裝配等方面的直觀評價，這就需要利用激光快速成型技術，將零件的三維CAD模型快速加工成實物樣件，以驗證產品設計的正確性。
2 三維CAD的作用和特點
現有的以二維形式表達的工程圖是工程技術人員反映其設計思想的語言，工程圖中還包含著一些行業約定的形式和簡化的方式。它通過選擇最合理的投影面、剖切位置和剖切方式來表達零件的幾何和加工信息，因而具有簡單、完整和準確等特點。這種以投影原理為基礎的工程圖能夠表達的零件的復雜性幾乎是無限的。
由于市場競爭的激烈和CAD應用技術的不斷發展，對CAD系統的功能要求也越來越高。設計人員不再滿足于借助CAD系統來達到“甩圖板”的結果，而是希望利用CAD系統能從本質上大大減輕繁瑣的工作，使他們能進一步集中精力做一些更富有創造性的高層次思維活動。由于三維CAD系統具有可視化程度高，形象直觀，參數化功能強大，設計效率高，以及能為企業數字化的各類應用環節提供完整的設計、工藝和制造信息等優勢，目前正在逐步取代傳統的純二維CAD系統。
三維CAD系統的作用和特點：第一，產品的三維模型是系統的核心，它所表達的幾何體信息越來越完整和準確，能解決“設計”的范圍越廣。第二，具有更高級的造型工具，能夠構造各種復雜的產品形狀，支持產品的裝配設計．實現“自頂向底”和“自底向頂”等設計方法。第三，三維造型系統能方便地與CAE系統集成，支持結構分析的前后處理和設計仿真等復雜設計過程，方便地與工藝和輔助制造系統集成，能提供數控加工所需的信息。由此可見，三維CAD系統具有強大的優越性，隨著計算機軟硬件系統的發展，性能價格比的不斷提高，這種優越性會越來越明顯。但三維CAD系統并不能簡單地取代二維CAD系統，兩者可以互相配合、相得益彰。
3 三維CAD應用方案
1)完善和宣傳應用標準和規范。目前，企業的設計、工藝活動是基于二維工程圖為主體的技術信息標準體系，在某些具體的體系中已無法滿足三維CAD環境下的產品技術信息的標準化要求，因此，完善和推廣三維CAD應用標準和規范的需求日益迫切。國家和行業應盡快頒發國家標準和行業標準，制造業企業應細化和宣傳貫徹三維CAD應用標準和規范。
2)普及三維CAD應用。三維CAD應用是提升產品開發和設計能力的重要手段，與二維CAD相比有很多優點，是“甩圖紙”工程的基礎。但目前大多數企業仍然以二維CAD為主進行產品設計，應用的深度也不夠。為此，應建立和完善三維CAD規范和模板，確保遵守共同的規范．利用相同的模板，保證設計模型的共用；建立和完善三維標準庫以及共用模型；推廣和普及三維CAD應用。
3)深入搞好“三化”工作。企業產品的標準化、系列化、通用化工作是搞好CAD應用的基礎。因為一項完整的設計工作不僅僅是繪圖，還需要查閱大量的文獻、資料、手冊，并且進行各種計算。如果CAD系統僅僅解決手工繪圖一項問題，其他問題仍由手工完成，那么提高工作的效率和精度就沒有什么意義。因此必須逐步解決設計手冊、計算公式和方法、標準、典型結構，通用件、外購件的電子化工作，即所有的設計資料進入計算機。
4)針對性地開發智能CAD系統。不同的產品、不同的行業有著不同的特點，產品設計過程是一個復雜的過程。實際工程設計過程并不是一個必須從低層幾何造型開始的設計過程。設計者在設計過程的初期就應該對“設計”有概念性的認識，并一直指導著整個設計過程。設計專家關心的具體的結構設計參數有其特定的含義，這些參數是專業領域長期發展的結果，往往不是幾何特性能表達清楚的。許多工程設計問題無法用完整的數學公式為它建模，設計過程不是純邏輯推理過程，在實際工作中設計知識和經驗起著關鍵作用。因此，需要開發專業的三維CAD應用系統，深化三維CAD應用，提高產品開發的智能化。
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本文標題：制造業企業信息化中三維CAD應用
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