1.CAD的功能

计算机辅助设计在不同的工程领域和专业部门有不同的要求，但是从整体来说，其主要功能可以概括为：

（1）交互式的图形处理与几何模型构造。计算机图形的输入、生成、显示、修改、输出是计算机辅助设计中最突出的特点和最主要的功能，它极大地改变了设计工作的环境和方式，设计者不仅可以用他们最熟悉的图形方式表达设计思想，而且可以通过交互图形实用软件和各种图形输入与输出设备，随意地插入、删除、移动、拼装图形，进行旋转、剪裁、缩放、消除隐线等图形处理。图形显示中的彩色、阴影、着色、浓淡、动画等特殊技巧，使得计算机图像比图纸更逼真和形象，易于理解。几何模型构造方法能完成靠手工进行较困难的飞机、汽车、车辆等外形设计。计算机辅助设计系统还能对图形进行相容性检查，如管道铺设或设备布置中是否存在干涉碰撞现象等。

（2）工程计算分析和对设计的模拟、验证、优化。工程设计中的分析计算是计算机辅助设计系统不可缺少的基本功能。它按照具体设计要求配有各种计算和分析应用软件，用于应力、位移、动力响应等结构型态的计算，这种计算主要采用有限元方法。对设计对象的动态模拟、运动效果分析、轨迹行程判别是设计中必不可少的分析内容，这可以通过优化过程和图形仿真等方式及时输出设计变化与算法收敛等状态，自动进行分析判断或输入必要的控制信息，人机交互地寻求较好的设计方案。

（3）计算机自动绘图和辅助文档编辑。计算机绘图是计算机辅助设计的重要内容，因为在许多工程或产品设计中，绘图的工作量都是相当大的，如在建筑工程设计中约占75%，在机械零部件设计中约占65%。计算机自动绘图使得设计人员、描图人员从烦琐的手工绘图中解放出来，提高制图的劳动生产率。同时，计算机绘图质量高，易修改，便于实现设计图纸的规范化。

（4）工程信息的有效存储及工程数据库的管理与共享。工程设计中的信息量是非常大的，而且信息的形式、属性、关系也是多样的、复杂的，计算机辅助设计系统就是建立在对这些工程信息的有效存储、管理、传递和共享的基础上，利用计算机的外存储器的大容量特点和数据库技术，形成工程数据库和图形数据库及其管理系统，并为各个专业设计提供共享数据的用户模式和它们之间的接口，支持多个用户协调作业，各自独立而又互不干涉地完成对设计信息的存取、加工、转换，实现设计目标。在数据库和图形库的支持下，用户的应用软件开发也可以与存储设备、数据结构等无关，使计算机辅助设计系统具有良好的可扩充性，且能将有关设计数据提供给后续的CAPP（Computer Aided Process Planning）、CAM（Computer Aided Manufacturing）等系统使用。

（5）知识库基础上的专家系统和人工智能型辅助设计与决策。人工智能（Artificial Intelligence，AI）是一门具有潜在吸引力的学科，专家系统是人工智能的一个重要分支，它建立在知识库和推理机制的基础上，能够综合运用某门学科的知识和经验，进行推理、判断、决策，解决人们一般能力难以解决的问题。智能计算机辅助设计系统，综合了设计者的知识和经验，并通过系统本身提供的高智能推理机制和人机通信能力，利用大容量存储和快速转换的能力，在设计的过程中，可以适时地提供设计方案和建议，协助设计者进行更加有效、富有创造性的设计工作。

（6）良好的人机交互界面。计算机辅助设计系统应具有良好的设计者与计算机之间的通信交互界面，一般来说，通过多重菜单驱动、多窗口显示功能、用户自定义菜单和窗口、实时联机帮助、有效的信息引导等手段达到方便用户和提高使用效率的目的。

总之，计算机辅助设计技术以其强大的功能，使工程设计工作提高到一个新的水平，它的应用是工程设计史上一个新的突破。

2.CAD的优越性(www.daowen.com)

CAD与常规设计相比，具有明显的优越性：

（1）提高设计效率、缩短设计周期。利用CAD技术，能明显地减少设计计算、图纸制作和资料检索时间，从而可减小设计人员的工作量和劳动强度，降低设计成本，从而能提高设计效率、缩短设计周期、加速产品的更新换代、增强产品的市场竞争力。

（2）提高设计质量。利用计算机提供的标准数据库、图形库和应用软件提供的优化技术有限元分析和设计计算功能，可以减少人为的设计误差，达到最佳设计效果。同时，由于设计人员摆脱了繁重、简单、重复的劳动，从而能集中精力发挥创造性思维，设计出高质量的产品。

（3）便于产品标准化、系列化、通用化。利用CAD技术的参数化设计功能，可以方便地实现产品的系列设计；利用存储于计算机中的标准设计信息，能够实现设计过程中的资源共享。设计人员可以利用CAD系统建立标准图及标准设计库，也可以修改原有产品设计中的参数得到新的设计结果。由于可以充分利用以前的设计结果，CAD系统在标准化、系列化、通用化方面有突出的优势。

（4）在设计阶段可预估产品的特性。利用CAD技术中的运动分析、有限元分析、动态仿真等技术，可以在设计阶段预估产品的特性。因此，可及早发现设计缺陷，从而能够提高设计质量、提高产品的可靠性、缩短新产品的试制周期。

（5）易于实现网络化设计。随着网络技术的迅速发展，基于网络的CAD系统也越来越多。利用这样的系统，工程人员可以实现不同部门、不同地点之间的设计信息交流，提高设计工作的效率与灵活性，实现设计资源的跨平台共享。

（6）为实现CAM提供了基础。采用CAD技术生成的零件模型可以直接由计算机的CAM软件转化为加工、管理信息，并传送给数控机床和生产组织者，实现产品设计与制造一体化。

（7）使产品快速进入市场。使产品设计完成以后，即可根据设计文件及有关数据，利用仿真技术和多媒体技术生成数字样机，通过网络等各种媒体进行产品宣传，提前进行市场拓展。

可以看出，采用CAD技术可以提高设计质量、缩短设计周期、降低设计成本、加快产品的更新换代速度，使企业可以保持良好的市场竞争能力。