1.CAD技术的特点

CAD技术作为成熟的普及技术已在企业中广泛应用，并已成为企业的现实生产力。围绕企业创新设计能力的提高和互联网的普及，传统技术的应用环境发生了变化，CAD技术的应用也从孤立的应用环境转向网络环境，其应用特点有以下几个方面。

（1）CAPP、PDM渐成热点。首先，CAD技术进入深化应用阶段，制造企业计算机应用的热点已转向CAPP、PDM等应用和管理技术。有些企业设计部门的计算机应用起步较早，已取得了良好的效果，但是在大多数企业，工艺水平差、工艺装备得不到有效管理，在这种状况下，企业对CAPP技术的应用，已经形成热点。

其次，多年来，企业运用CAD技术进行设计，生成了大量的电子图文档，如何有效地管理、利用和保存这些图文档，并实现对企业新产品开发过程的管理，日益成为企业关心的热点。因此，2000年以后，企业已经逐渐将目光投向了PDM技术的应用。

（2）应用环境网络化。一方面，在CAPP领域已经出现了基于网络的工艺资源技术并开始得到利用，人们可以利用数据库，对企业的机床设备、工艺装备、典型工艺等信息进行有效的存储和管理。另一方面，PDM和图档管理技术在网络和数据库技术发展的带动下，逐渐为企业所了解和应用，企业在选择PDM系统时，越来越强调基于B/S模式的管理方式和实现异地的协同工作。

（3）信息和资源共享。目前，企业在选择CAD软件时，不再单纯地依据软件的功能进行选择，而是根据企业的需求，选择具备很强的开发、实施和服务能力的合作伙伴，帮助企业实现各个部门间的信息集成，特别是实现技术部门和管理部门的信息资源共享，以最终实现各个部门的一次输入、多次引用的目标。

2.CAD系统的发展趋势

标准化、集成化、智能化、可视化（包括虚拟设计）、并行工程、网络化是CAD技术发展的总趋势。

（1）标准化。CAD系统发展很快，如果不受规范制约，则必将发展成为一个个自动化孤岛，给各应用企业带来很大的问题。为了资源共享，各国科学家共同合作，推出了许多标准和规范，例如：

GKS（Graphics Kernel System，计算机图形核心系统），建立应用程序和图形输入输出设备的功能接口。

IGES（Initial Graphics Exchange Specification，基本图形转换规范），用于CAD系统之间交换数据。

PDES（Product Data Exchange Specification，产品数据交换规范），是美国制订的产品数据交换标准。

STEP（Standard for the Exchange of Product Model Data，产品模型数据交换标准），是正在研究和推行的国际标准。主要研究完整的产品模型数据和交换技术，最终实现在产品生命周期内对产品数据进行完整一致的描述与数据交换。

（2）集成化。集成化就是向企业提供一体化的解决方案。并行工程是一种集成，企业的产品数据管理（PDM）也是一种集成。通过集成能最大限度地实现企业信息共享，建立新的企业运行方式，提高生产效率。集成化主要体现在以下几个方面：

①向CAD/CAPP/CAM发展。系统由原来的单一功能变成组合功能，将CAD、CAPP、CAM组合在一起形成CAD/CAPP/CAM系统。在这样的系统中，设计师可以利用计算机进行运动分析、动力分析、应力分析，确定零部件的合理形状，使设计的数据可用来控制数控机床的加工制造。

设计与制造更高层次上的集成，即计算机集成制造系统CIMS（Computer Integrated Manufacturing System），是通过计算机优化和控制产品的规划、设计、制造、检验、包装、运输、销售等各个生产环节，以期实现产品的高度自动化。(www.daowen.com)

②CAD计算中有关软件和算法固化。将符合国际标准或很成熟的软件和算法用集成电路来实现，可以使处理速度大幅度提高。目前，许多算法特别是显示算法都已进行了固化，大大地提高了处理速度。

③采用多处理机和并行处理方式，提高工作速度。并行工程是提高生产效率的有效方法，但传统的串行算法不适合处理并行工程，必须采用处理机和新的并行算法，以适应这种要求。

（3）智能化。传统的CAD系统虽然在产品设计、分析、计算与绘图等方面发挥了重要的作用，但并不适合产品设计整个生命周期，特别在产品的概念设计阶段，由于从抽象到具体的实现极为困难，需要根据专家丰富的经验与知识做出合理的判断和决策。

将某一领域中专家的知识和经验，运用人工智能和专家系统技术，归纳成一些规则，并形成知识库，再利用推理机制，进行推理和判断，得到具有专家水平的设计结果。这就是专家系统，是智能CAD（ICAD）的研究内容。ICAD把工程数据及其管理系统、知识库及其专家系统、用户接口管理系统集于一体，形成了智能CAD系统。由于智能CAD系统模仿了处理过程和技巧，所以在处理概念设计、自适应设计系统、组合爆炸问题等方面有突出的优点。

（4）可视化。随着计算机硬件水平的提高，可以逐步为设计者提供更加逼真的设计环境，更利于将概念设计转换成几何模型。科学计算可视化是指运用计算机图形学和图像处理技术，将科学计算过程中产生的数据及计算结果转换为图形或图像在屏幕上显示出来，并进行交互处理的理论、方法和技术，它使往日冗繁、枯燥的数据变成生动、直观的图形或图像，容易发挥人们的创造力。

（5）并行化。并行工程（Concurrent Engineering）是随着CAD、CIMS技术的发展而提出的一种新的系统工程方法。这种方法的思路，就是并行地、集成地设计产品及其开发过程。它要求产品开发人员在设计阶段就考虑产品整个生产周期的所有要求，包括质量、成本、进度、用户要求等，以便更大限度地提高产品开发效率及一次成功率。并行工程的关键是用并行设计方法代替串行设计方法。

随着市场竞争的日益激烈，并行工程必将引起越来越多的重视，但其实施也并非一朝一夕的事情，目前应为并行工程的实现创造条件和环境。其中，与CAD/CAM密切相关的有如下几个方面：

①研究特征建模技术，发展新的设计理论和方法。

②开展制造仿真软件及虚拟制造技术的研究，提供支持并行工程运行的工具和条件。

③探索新的工艺过程设计方法，适应可制造设计的要求。

④借助网络及统一数据库管理系统（DBMS）技术，建立并行工程中数据共享的环境。

⑤提供多学科开发小组的协同工作环境，充分发挥人在并行工程中的作用。

以上几个方面将极大地促进CAD/CAM/CAPP技术的变革及发展，即CAD/CAM系统向着并行化方向发展。

（6）网络化。计算机技术和通信技术相互渗透、密切结合产生了计算机网络。计算机网络可以通过通信线路将各自独立的、分布于各处的多个计算机相互连接起来，这些计算机彼此可以通信，从而能有效地共享资源并协同工作。网络技术的发展，大大地增强了CAD系统的能力，而没有网络的计算机简直是不可想象的，更不用谈集成化。

目前，CAD技术仍在不断发展。未来的CAD技术将为新产品设计提供一个综合性的环境支持系统，它能全面的支持异地的、数字化的、采用不同原理与方法的设计工作。近年来，先进制造技术的快速发展带动了先进设计技术的同步发展，使传统CAD技术有了很大的拓展，CAD技术正经历着由传统技术向现代技术的转变。“现代CAD技术”是指在复杂的大系统下，支持产品自动化设计的设计理论、设计方法、设计环境和设计工具各相关技术的总称，它们能使设计工作实现集成化、网络化和智能化，达到提高产品设计质量和缩短设计周期的目的。