计算机辅助设计(CAD)专题

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计算机辅助设计(CAD)专题
CAD、PDM、ERP集成系统的功能级实施
【摘自:计算机世界报 】
目前,我国大多数国有企业正在进行由粗放型管理到精细管理、由经验管理为主到科学管理为主的两个根本性转变。大多数国有企业面临的主要问题有:如何解决多品种小批量问题;如何缩短产品的生产周期、降低成本、提高产品质量,以满足市场需求的问题;如何提高企业的综合管理水平和计划实现率的问题;如何建立标准工时管理体系、新的管理程序,实现管理规范化、标准化、专业化的问题等。工业工程研究就是为解决这些问题而进行的,主要包括流程再造、企业的管理模式、各种管理标准及程序的制定,以及企业的管理信息模式等课题。其目的是运用工业工程的思想来提高企业的整体经济效益。
在国外,许多先进的企业用工业工程的思想来管理企业,并应用CAD、PDM(Product Data Management)、ERP(Enterprise Resources Planning)集成系统作为实施工业工程的支持系统。从五六十年代至今,西方发达国家的制造技术经过了三个阶段的变化(如下表所示)。
目前,许多企业已经建立了CAD、CAM、CAPP、FMS等集成系统。这些系统属于微观集成, 较难发挥企业的整体效益。随着集成技术的发展,企业的集成已发展成为以产品为核心的中观集成和以企业经营流程为核心的宏观集成,这就需要CAD、PDM、ERP集成系统的支持。
一、CAD、PDM、ERP集成系统的功能
1.CAD、PDM、ERP系统之间的关系
在产品的全生命周期中,CAD系统用于产品的设计和分析;PDM系统用于管理与产品有关的数据和过程;ERP系统管理企业的人、财、物、信息等企业资源。
2.CAD系统的功能
CAD系统主要用于产品的几何设计和几何分析,主要功能有线架、曲面、实体造型、运动机构、特征造型、数控、有限元分析、库管理等。
3.PDM系统的功能
PDM系统将所有与产品有关的信息和过程集成在一起进行管理。它研究的对象是产品,主要功能有:
(1)文档(Document)和文件夹(Folder)的管理和控制
文档管理的功能包括:文档的增加、删除、修改;文档的版本管理及控制;文档之间相互关系的管理;查询文档在哪里被使用;文档的工作流处理。文件夹的管理功能有:文件夹的建立、删除、更改;文件夹的审批、发放等。这些功能主要用来收集、储存和交付各种CAD图纸文件、光栅文件、字符文件及相应的工作过程。
(2)产品结构和构型管理
主要管理产品的结构和构型,主要功能有:生成产品结构树;生成特定产品的构型;浏览产品结构信息及各种关联信息;打印各种BOM表;BOM表的更改及版本控制。其中,BOM(Bill Of Material,物料清单)表中的每个成员包含16类属性数据,如设计属性、加工工序、相关文件、发放历史、有效性控制等。
(3) 工程更改的管理
工程更改的过程及管理相当复杂,一个简单的设计更改可能会涉及到许多其它部门的工作。其主要功能有:建立工程更改单;查找一个工程更改影响哪些设计和制造部门;提出工程更改的原因;确定工程更改的有效性(时间、批/架次号);收集与工程更改有关的资料,并进行审批、发放;对工程更改的版本进行管理。
(4)工作流程设计及管理
主要定义设计步骤,以及在处理过程中定义相关步骤的规则,批准每一步骤的规定。支持技术人员的工作分配,包括发放步骤的开发和管理、行政跟踪和批准管理、更改过程和消息的发放等。
(5)与CAD系统的集成
每个PDM系统都能和与之相对应的CAD系统进行很好的集成,如PM与CATIA、Metaphase与 I-DEAS、IMAN与UGⅡ、PRO/PDM与PRO/Engineer等。此外,每个PDM系统都可以以IGES、VDA、 STEP等标准格式与CAD系统进行集成。
4.ERP系统的功能
ERP的基本思想是,把企业作为一个有机整体,从整体优化的角度出发,运用科学的方法, 对企业各种制造资源和产、供、销、财务等各个环节进行合理有效的计划、组织、控制和调整,使它们在生产过程中协调有序,并充分发挥作用,从而提高企业的管理水平和经济效益。 ERP系统主要包括:
(1)主生产计划
主生产计划是ERP的一个重要的计划层次,它是关于"将要生产什么"的一种描述,起着承上启下、从宏观计划向微观计划过渡的作用。它主要包括以下内容:
·编制生产计划大纲。考虑企业的经营计划、期末预计库存或期末未完成定单目标、资源能力和限制,对产品大类和产品组编制生产计划大纲。
·市场预测。
·编制主生产计划。所需的主要信息有:主生产计划大纲、预计的需求、可用的原材料和配件、制造/采购提前期、生产准备/更换时间。编制的原则是,用最少的项目数进行排产 ,只列出对生产能力、财务和关键材料有重大影响的项目。其步骤是:①根据生产预测、已收到的客户定单、配件预测、订货政策及批量,制定出主生产计划;②执行粗能力计划,对能力和需求进行平衡;③评价初步的主生产进度计划,对能力和计划进行调整和平衡。
·批准和下达主生产计划。其步骤是:①把主生产进度计划提交给市场、工程、生产、财务、采购和上级主管部门,进行初稿分析;②获得对主生产计划的正式批准;③发给有关部门使用。
·实施主生产计划。主要监控生产计划的实施,以及采购和市场行为。
(2)物料需求计划
物料需求计划用来解决"必须制造和采购什么"的问题,主要内容有:
·生成BOM。BOM主要用来描述产品的组成,包括产品结构、每个项目的工艺路线及工作中心数据等。BOM、库存数据及工艺路线等数据是ERP系统的基础数据,使用BOM数据的部门有工程设计、工艺设计、生产制造、产品成本核算、物料需求计划等。
·编制物料需求计划。其数据来源有:主生产计划、独立需求的预测、BOM和库存文件等。编制时要依次决定毛需求量、净需求量、计划定单下达日期和数量。物料需求计划的输出要完成以下工作:下达计划定单;修改待下达定单的完成日期;删除待下达的定单和在未来一段时间计划下达的定单。物料需求计划的运行方式为净改变和重排式两种。决定订货批量的方法有固定批量法、直接批量法、经济定货批量法、固定周期批量法、周期定货批量法等。
·执行物料需求计划。主要工作是检查和下达定单。
(3)能力需求计划
能力需求计划是把物料需求转换为能力需求,把物料需求下达的生产定单和已下达但还未完工的生产定单所需的负荷小时,按工厂日历转换为每个工作中心各时区的能力需求。主要内容有:
·粗能力需求计划的编制。它是将产品的生产计划转换成对相关工作中心的能力需求, 可以在能力使用方面评价主生产计划的可执行性。编制粗生产计划的方法有两种,即用能力清单和用分时间周期的能力清单。能力清单中描述了项目所需的生产资源及生产场地,所需的信息包括标准工时、主生产计划、物料清单、定额工时,以及在物料清单中每个零件的平均批量。分时间周期的能力清单考虑提前期,将能力需求对应在一段时间内。
·能力需求计划的编制。主要是编制负荷图,即将每个工作中心所有定单所需的全部负荷的定额工时加在一起,形成工作中心负荷图。编制能力需求计划的输入数据包括:已下达到车间的定单、MRP生产计划定单、工艺路线文件、工作中心文件、车间日历。能力需求负荷图编制好后,还需分析其负荷结果。如满足负荷条件,则计划可行;否则,采用调整措施来满足负荷条件。
·能力控制。通过输入/输出报告来控制能力,即通过投入/产出报告、劳动力报告、设备性能记录报告来检查能力,并制定相应的纠正措施。
(4)库存管理
库存管理的主要功能是在供需之间建立缓冲区。包括:①综合库存管理,主要制定总的库存管理政策、计划、经营目标,并负责实施,用来预计批量库存、安全库存和运输库存。②项目级库存管理,主要是对装配件、子装配件、零部件和采购物料的管理。项目级决策包括分类、自制与采购决策,以及库存补充定货决策和定货批量计算方法。③物料存储与管理,用来管理物料的存储与搬运、移动和记录,通过周期盘点来保持库存记录的准确性。
(5)车间作业管理
车间作业管理主要用来管理车间的生产准备情况,监控车间现场和计划的实施,主要功能有:
·核实物料需求计划和项目计划系统产生的定单。
·下达生产定单。
·搜集反馈信息、监控生产。
·采取调整措施。如果预计拖期,应采取的措施有:加班加点、转包生产、改变生产能力。如仍不能解决问题,则要反馈信息,修改MRP和MPS。
·车间数据采集。
(6)财务管理
财务管理的核心是会计,主要功能包括建立科目、处理帐务流程及对财务进行核算。
(7)成本管理
成本是企业在进行生产经营活动中所发生的费用,主要功能有成本预算、成本计划、成本控制、成本核算、成本分析、成本考核等。
(8)项目管理
项目管理是在一个特定的时间范围内,为了完成一个特定的目标,通过有效地计划、组织、领导与控制,充分利用既定有限资源的一种系统管理办法。其主要功能包括项目控制、项目网络计划、项目预算、项目历史、项目发票。
(9)质量管理
质量管理的主要功能包括计量管理、质量体系管理、质量控制管理等。
(10)Orgware
Orgware功能是ERP系统最新开发的功能,是一个企业处理问题的知识工具、方法和业务参考模型的组合。它的动态企业模型功能能够模型化一个企业的业务流程和组织结构,并能自动产生全部结构化的应用系统。企业模型分为三种:业务过程模型是规范化的企业流程的描述;业务功能模型描述了企业功能及功能层次分解的内部关系;业务组织模型描述企业的组织和人员结构。
5.CAD、PDM、ERP集成系统的核心是建立企业级的单源产品数据库
每个制造企业可能会生产很多产品,每个产品的数据又涉及许多业务部门,因此一个企业的数据很多。如何保证产品数据的有效性、完整性、唯一性、最新性及共享性,是集成系统的核心问题。建立单源产品数据库,就是把产品的所有数据(即从市场开发到设计、制造、销售,一直到服务整个产品生命周期的数据)放入这个数据库中,供各业务部门使用,达到数据共享的目的。
二、CAD、PDM、ERP集成系统的实施
1.企业成功实施CAD、PDM、ERP集成系统的关键是实现系统用户化
目前,国内外有各种各样的CAD、PDM、ERP软件。这些产品各有特点,功能各有千秋。由于我们的国情及厂情不同,买回来的软件需要做一些修改。不同的企业由于产品结构和生产工艺不同、企业规模不同、企业的所有制和组织机构不同,因此在管理的具体制度和业务流程上会有所差异。即使是同一个企业,随着科技进步和市场需求的变化,企业的管理方式和方法也必须随之改变。因此,如何把一个企业的管理映射到计算机集成系统中,即实现系统用户化,并能正确运行,是企业实施计算机管理系统成败的关键。
2.企业使用集成系统后的效果
·产品从设计到制造、销售,一直到服务整个生命周期的数据都用计算机进行管理,实现无纸设计和无纸制造。
·企业的工作过程易实现并行工程。
·实现多场地协调工作。
·保证产品数据的一致性、完整性、唯一性、最新性及共享性。
·保证计划的一致性与可行性。
·使管理具有动态应变性、系统性和模拟预见性。
·保证物流信息和资金流信息的统一。
3.如何实施CAD、PDM、ERP集成系统
·成立实施队伍。队伍应由管理人员、业务人员和计算机技术人员组成。
·建立和完善企业的规章制度和各种标准手册,以及企业的管理模式,做好基础工作。
·提炼企业各业务部门的数据。
·采取统一规划、有效目标、分步实施、突出重点的原则进行实施。
在我国,CAD、PDM、ERP集成系统的应用处于刚刚起步的阶段,有的企业正准备用这样的集成系统来实现企业管理的计算机化。其主要目标是,用集成系统实现合同、计划、工程、工艺、工装、设施、质量、劳资、零件制造、装配、职工培训、采购、人力资源、资金费用、文档等信息的管理。其应用前景十分广阔,将给企业带来相当可观的效益。
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楼主05-03-23 08:28 [大中小 ]     

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CAD技术的发展回顾
计算机辅助设计(CAD:Computer Aided Design)技术是以计算机、外围设备及其系统软件为基础,包括二维绘图设计、三维几何造型设计、有限元分析(FEA)及优化设计、数控加工编程(NCP)、仿真模拟及产品数据管理等内容。随着Internet/Intranet网络和并行、高性能计算及事务处理的普及,异地、协同、虚拟设计及实时仿真也得到广泛应用。
一、CAD技术的产生及发展过程
准备和酝酿时期(50-60年代初)CAD技术处于被动式的图形处理阶段。
1.蓬勃发展和进入应用时期(60年代) 提出了计算机图形学、交互技术、分层存储符号的数据结构等新思想,从而为CAD技术的发展和应用打下了理论基础。60年代中期出现了许多商品化的CAD设备,60年代末,美国安装的CAD工作站已达200多台,可供几百人使用。
2.广泛使用的时期(70年代) 1970年美国Applicon公司第一个推出完整的CAD系统。出现了面向中小企业的CAD/CAM商品化系统。70年代末,美国CAD工作站安装数量超过12000台,使用人数超过2.5万。
3.突飞猛进的时期(80年代) 在这个时期,图形系统和CAD/CAM工作站的销售量与日俱增,美国实际安装CAD系统至1988年发展到63000套。CAD/CAM技术从大中企业向小企业扩展;从发达国家向发展中国家扩展;从用于产吕设计发展到用于工程设计和工艺设计。
4.开放式、标准化、集成化和智能化的发展时期(90年代) 由于微机加视窗95/98/NT操作系统与工作站加Unix操作系统在以太网的环境下构成了CAD系统的主流工作平台,因此现在的CAD技术和系统都具有良好的开放性。图形接口、图形功能日趋标准化。
在CAD系统中,综合应用正文、图形、图像、语音等多媒体技术和人工智能、专家系统等技术大大提高了自动化设计的程度,出现了智能CAD新学科。智能CAD把工程数据库及其管理系统、知识库及其专家系统、拟人化用户接口管理系统集于一体,形成如图1示所示的结构。
图1 智能CAD系统
二、CAD系统的构成及分类
CAD技术集中体现在CAD系统上,CAD系统是最终用户用来实现设计思想、加速产品和工程设计的信息化工具。
1.CAD系统的构成 CAD系统硬件构成如图2所示,从其体系结构讲可分为三个层次,如图3所示。基础由计算机、外围设备和系统软件组成。系统软件在工作站上流行Unix加Motif操作系统,在微机上流行Win95/98/NT操作系统。系统软件还包括支撑软件、系统开发和维护的工具软件。支撑层包含了图3中部所示内容,随着网络的广泛使用,异地协同虚拟CAD环境将是CAD支撑层的重要发展趋势。应用层针对不同应用领域的需求有各自的CAD专用软件来支持相应的CAD工作。
图2 CAD系统的硬件基本组成
图3 CAD系统的三层结构
2.CAD系统的分类 CAD系统作为计算机应用系统的一个重要分支,经历了三个发展阶段,即:多用户共享一台计算机;一个用户使用一台计算机;一个用户共享多台计算机。从系统结构上看,CAD系统大致可分为两类,即集中式系统和网络系统。集中式系统要求有功能较强的计算机,一次投资大,使用起来不灵活,在80年代中期以前应用比较广泛。从工作站和高性能微机问世以后,大多数用户采用工作站和微机网络系统来代替这类集中式CAD系统,形成网络化的系统。
三、CAD支撑软件
CAD支撑软件主要包括:
1.设备驱动程序,如Windows操作系统支持的设备驱动程序集,ISO通过的标准程序库CGI(Computer Graphics Interface),又如HP 公司提供的绘图仪、打印机设备驱动程序等;
2.窗口管理系统,工作站上流行Motif窗口系统;微机上Win95、Win98、WinNT 窗口系统,微机上的窗口系统已代替了过去的DOS操作系统,成为最大众化的操作系统。窗口系统中包含了丰富的图形用户接口(GUI)程序,多媒体用户接口程序(MUI)和网络用户接口程序(NOI);
3.汉字输入输出程序,除了中文之星专用汉字处理程序外,中文Windows操作系统也已广泛应用;
4.二维计算机辅助设计绘图系统;
5.三维线框、曲面、实体和特征统一表示的数字化建模系统;
6.三维真实图形实时显示系统;
7.产品数据管理系统PDM(Product Data Management System);
8.异地协同虚拟设计系统;
9.智能CAD系统;
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2楼05-03-23 08:29 [大中小 ]     

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CAD/CAM技术现状与产品
经过四十多年的发展,CAD/CAM技术有了长足的进步。现在CAD/CAM主要运行在工作站或微机平台上。工作站虽然性能优越,图形处理速度快,但价格却十分昂贵,这在一定程度上限制了CAD/CAM技术的推广。随着Pentium芯片和WindowsNT操作系统的出现并流行,以前只能运行在工作站上的CAD/CAM软件现在也可以运行在微机上。由于微机的价格远远比工作站低,性能也不比中低档工作站逊色多少,并且windowsNT操作系统的安全性与DOS、Windows3.x、Windows95/98等操作系统相比有了很大提高。所以,微机平台为普及CAD应用创造了绝好的条件。在此基础上,CAD/CAM软件厂商展开了新一轮的竞争。一方面工作站上著名的CAD/CAM的软件(如UG、CATIA)全功能地移植到微机平台,使微机完全对等地实现了工作站环境的处理能力;另一方面CAD/CAM软件打破了原有Unix环境的桎梏,在Windows平台上全面拓展。Pentium以上处理器和NT环境已经或者正在成为CAD/CAM软件运行和应用的主流平台。当今CAD/CAM软件动态如下:
一、使用微机作为开发和应用平台
微机平台的CAD/CAM软件的特点是:
1.采用Windows环境
采用WindowsNT操作系统是新一代推出的微机CAD/CAM软件的共同特点。现在,个人计算机已经具备了与中低档工作站竞争的实力,再加上其价格低廉,使得普及CAD应用成为可能。Windows平台上的新一代CAD/CAM软件基本上都采用典型的Windows界面和操作规范,同时由于DDE和OLE技术的广泛应用,这些CAD/CAM软件可以与Windows平台的其他软件进行动态数据交换,也可以在不退出CAD/CAM软件的前提下嵌入(或链接)其他应用程序的对象。
2.采用COM技术
COM(ComponentObjectModel)是国际上为提高软件稳定性和开发效率而引入的重要技术。现今推出的Windows平台的CAD/CAM软件都或多或少地应用了COM技术。通过使用现成的组件,软件开发商可以避免软件开发中许多烦琐和困难的基础部分,从而可以从极高的起点出发,大大缩短CAD软件上市周期,这样容易取得竞争优势。
同时,由于采用面向对象技术,使得微机CAD软件的可维护性和可扩展性得以增强。
3.吸收Unix平台软件的优点
新一代微机平台CAD软件充分吸取Unix工作站软件的精华。诸如参数驱动、特征造型、动态导航、二维与三维双向相关、STEP标准和动态图形显示等这些比较好的特点已经被微机平台软件全部吸收。
二、PDM技术的实施
随着CAD技术的推广,原有的技术管理系统面临着巨大的挑战。在采用计算机辅助设计以前,产品的设计、工艺和经营管理过程中涉及到的各类图纸、技术文档、工艺卡片、生产单、更改单、采购单、成本核算单和材料清单等均由人工编写、审批、归类、分发和存档,所有的资料均通过技术资料室进行统一管理。自从采用计算机技术之后,上述与产品有关的信息都变成了电子信息。简单地采用计算机技术模拟原来人工管理资料的方法往往不能从根本上解决先进的设计制造手段与落后的资料管理之间的矛盾。要解决这个矛盾,必须采用PDM技术。
PDM(产品数据管理)是从管理CAD/CAM系统的高度上诞生的先进的计算机管理系统软件。它管理的是产品整个生命周期内的全部数据。工程技术人员根据市场需求设计的产品图纸和编写的工艺文档仅仅是产品数据中的一部分。PDM系统除了要管理上述数据外,还要对相关的市场需求、分析、设计与制造过程中的全部更改历程、用户使用说明及售后服务等数据进行统一有效的管理。由此可见,PDM系统管理的产品信息将涉及到企业的产品设计、工艺、制造、经营和服务等部门。因此,PDM系统的实施具有涉及面广、信息工作量大等特点。
实施PDM技术可以实现并行工程,提高产品设计效率,支持全面质量管理,实现人、过程、技术三者的平衡。因此它可以为企业带来巨大收益。PDM技术实施与CAD/CAM技术的实施不一样,前者调整的是企业的管理模式。将原来的人工管理方式转变为PDM的计算机管理模式,既要兼顾原有的管理习惯,又要考虑信息集成的要求。由于企业技术环境、管理水平、企业文化等方面的差异,每个企业的PDM实施过程都不会相同。只有对企业的计算机环境、企业过程以及PDM的总体目标有了充分的理解后,全面地分析企业对PDM产品的详细需求,才能选出最适合本企业发展的PDM产品和解决方案。
目前国际主流的PDM产品有UG的IMAN,SDRC的Metaphase等软件,国内PDM产品有高华PDM,华中PDM等。
三、现代集成制造系统(CIMS)的研究及应用
1973年美国的瑟夫哈林顿博士在《ComputerIntegratedManufacturing》一书中首次提出CIM(ComputerIntegratedManufacturing)的概念。它的内涵是借助计算机,把企业中与制造有关的各种技术系统地集成起来,进而提高企业适应市场竞争的能力。这个概念强调了两个方面1)企业的各个生产环节是不可分割的,需要统一安排组织。(2)产品制造过程实质上是信息采集、传递、加工处理的过程。
CIM是一个先进的思想,但是由于当时技术水平的限制,直到80年代初,这个思想才被制造领域重视并采用。近十余年来,在市场竞争的激励与相关技术进步的推动下,CIM在实践中被不断充实、完善与发展。从这个概念出发,经历了信息集成、过程集成和企业集成的研究和实践,我们提出了现代集成制造系统(ContemporaryIntegratedManufacturingSystem,CIMS)的概念。
我国于1986年3月提出863/CIMS主题计划,从而开始了对CIMS的全面研究和实施。863/CIMS主题研究和实施技术的核心是现代集成制造,其中集成分为三个阶段:信息集成、过程集成(如并行工程)和企业集成(如敏捷制造)。下面我们分别简要介绍这三种集成。
1.信息集成
在企业内部实现信息正确、高速的共享和交换,是改善企业技术和管理水平必须首先解决的问题。
信息集成对于提高企业的市场竞争力是有效的,但是直到现在实施信息集成的手段还比较落后。这使得企业CIMS应用工程开发周期长,质量不易得到保证。所以,信息集成在今后仍然是企业信息化的主要内容,也是实施诸如并行工程技术的基础。在我国以信息集成为主要内容的CIMS应用工程,将仍是今后大多数企业信息化过程中必然要经历的。
2.过程集成
传统串行作业的设计、开发过程,往往会造成产品开发过程中出现反复,使产品开发周期长、成本增加。如果把产品设计中的各个串行过程尽可能多地转变为并行工程,在设计时考虑到下面工序中的可制造性、可装配性,则可以减少反复,缩短开发时间。并行工程便是基于这一思想的一种先进制造模式。
3.企业集成
为提高自身的市场竞争力,企业必须面对全球制造的新形势,充分利用全球的制造资源,以便更好、更快、更节省地响应市场,这就是敏捷制造的来源。敏捷制造的组织形式是企业之间针对某一特定产品,建立企业动态联盟(即所谓的虚拟企业)。企业这种不断结盟的能力正是企业敏捷性的标志之一。
目前国内国外流行的CAD/CAM软件
CAD/CAM技术经过几十年的发展,先后走过大型机、小型机、工作站、微机时代,每个时代都有当时流行的CAD/CAM软件。现在,工作站和微机平台CAD/CAM软件已经占据主导地位,并且出现了一批比较优秀、比较流行的商品化软件。下面我们将分别介绍国内外一些流行的软件。
一、国外软件
1.Unigraphics(UG)
UG是UnigraphicsSolutions公司的拳头产品。该公司首次突破传统CAD/CAM模式,为用户提供一个全面的产品建模系统。在UG中,优越的参数化和变量化技术与传统的实体、线框和表面功能结合在一起,这一结合被实践证明是强有力的,并被大多数CAD/CAM软件厂商所采用。
UG最早应用于美国麦道飞机公司。它是从二维绘图、数控加工编程、曲面造型等功能发展起来的软件。90年代初,美国通用汽车公司选中UG作为全公司的CAD/CAE/CAM/CIM主导系统,这进一步推动了UG的发展。1997年10月UnigraphicsSolutions公司与Intergraph公司签约,合并了后者的机械CAD产品,将微机版的SOLIDEDGE软件统一到Parasolid平台上。由此形成了一个从低端到高端,兼有Unix工作站版和WindowsNT微机版的较完善的企业级CAD/CAE/CAM/PDM集成系统。
2.SOLIDEDGE
SOLIDEDGE是真正Windows软件。它不是将工作站软件生硬地搬到Windows平台上,而是充分利用Windows基于组件对象模型(COM)的先进技术重写代码。SOLIDEDGE与MicrosoftOffice兼容,与Windows的OLE技术兼容,这使得设计师们在使用CAD系统时,能够进行Windows下字处理、电子报表、数据库操作等。
SOLIDEDGE具有友好的用户界面,它采用一种称为SmartRibbon的界面技术,用户只要按下一个命令按钮,既可以在SmartRibbon上看到该命令的具体的内容和详细的步骤,同时在状态条上提示用户下一步该做什么。
SOLIDEDGE是基于参数和特征实体造型的新一代机械设计CAD系统,它是为设计人员专门开发的,易于理解和操作的实体造型系统。
3.AutoCAD
AutoCAD是Autodesk公司的主导产品。Autodesk公司是世界第四大PC软件公司。目前在CAD/CAE/CAM工业领域内,该公司是拥有全球用户量最多的软件供应商,也是全球规模最大的基于PC平台的CAD和动画及可视化软件企业。Autodesk公司的软件产品已被广泛地应用于机械设计、建筑设计、影视制作、视频游戏开发以及Web网的数据开发等重大领域。
AutoCAD是当今最流行的二维绘图软件,它在二维绘图领域拥有广泛的用户群。AutoCAD有强大的二维功能,如绘图、编辑、剖面线和图案绘制、尺寸标注以及二次开发等功能,同时有部分三维功能。AutoCAD提供AutoLISP、ADS、ARX作为二次开发的工具。在许多实际应用领域(如机械、建筑、电子)中,一些软件开发商在AutoCAD的基础上已开发出许多符合实际应用的软件。目前,Autodesk公司已经发布AutoCAD2000,它相当于AutoCADR15版。
4.MDT
MDT是Autodesk公司在PC平台上开发的三维机械CAD系统。它以三维设计为基础,集设计、分析、制造以及文档管理等多种功能为一体;为用户提供了从设计到制造一体化的解决方案。
MDT主要功能特点如下:
(1)基于特征的参数化实体造型。用户可十分方便地完成复杂三维实体造型,可以对模型进行灵活地编辑和修改。
(2)基于NURBS的曲面造型,可以构造各种各样的复杂曲面,以满足如模具设计等方面对复杂曲面的要求。
(3)可以比较方便地完成几百甚至上千个零件的大型装配。(4)MDT提供相关联的绘图和草图功能,提供完整的模型和绘图的双向联结。
该软件的推出受到广大用户的普遍欢迎。至今为止,全世界累计销售已达7万套,国内已销售近千套。由于该软件与AutoCAD同时出自Autodesk公司,因此两者完全融为一体,用户可以方便地实现三维向二维的转换。MDT为AutoCAD用户向三维升级提供了一个较好的选择。
5.SolidWorks
SolidWorks是生信国际有限公司推出的基于Windows的机械设计软件。生信公司是一家专业化的信息高速技术服务公司,在信息和技术方面一直保持与国际CAD/CAE/CAM/PDM市场同步。该公司提倡的"基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系统"是以Windows为平台,以SolidWorks为核心的各种应用的集成,包括结构分析、运动分析、工程数据管理和数控加工等,为中国企业提供了梦寐以求的解决方案。
SolidWorks是微机版参数化特征造型软件的新秀,该软件旨在以工作站版的相应软件价格的1/4~1/5向广大机械设计人员提供用户界面更友好,运行环境更大众化的实体造型实用功能。
SolidWorks是基于Windows平台的全参数化特征造型软件,它可以十分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图。图形界面友好,用户上手快(图2)。该软件可以应用于以规则几何形体为主的机械产品设计及生产准备工作中,其价位适中。
6.Cimatron
CimatronCAD/CAM系统是以色列Cimatron公司的CAD/CAM/PDM产品,是较早在微机平台上实现三维CAD/CAM全功能的系统。该系统提供了比较灵活的用户界面,优良的三维造型、工程绘图,全面的数控加工,各种通用、专用数据接口以及集成化的产品数据管理。
CimatronCAD/CAM系统自从80年代进入市场以来,在国际上的模具制造业备受欢迎。近年来,Cimatron公司为了在设计制造领域发展,着力增加了许多适合设计的功能模块,每年都有新版本推出,市场销售份额增长很快。1994年北京宇航计算机软件有限公司(BACS)开始在国内推广Cimatron软件,从8版本起进行了汉化,以满足国内企业不同层次技术人员应用需求。用户覆盖机械、铁路、科研、教育等领域,目前已销售200多套,市场前景看好。
7. Pro/Engineer
Pro/Engineer系统是美国参数技术公司(ParametricTechnologyCorporation,简称PTC)的产品。PTC公司提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念改变了机械CAD/CAE/CAM的传统观念,这种全新的概念已成为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准。利用该概念开发出来的第三代机械CAD/CAE/CAM产品Pro/Engineer软件能将设计至生产全过程集成到一起,让所有的用户能够同时进行同一产品的设计制造工作,即实现所谓的并行工程。
Pro/Engineer系统主要功能如下:
(1)真正的全相关性,任何地方的修改都会自动反映到所有相关地方。
(2)具有真正管理并发进程、实现并行工程的能力。
(3)具有强大的装配功能,能够始终保持设计者的设计意图。
(4)容易使用,可以极大地提高设计效率。
Pro/Engineer系统用户界面简洁,概念清晰,符合工程人员的设计思想与习惯。整个系统建立在统一的数据库上,具有完整而统一的模型。Pro/Engineer建立在工作站上,系统独立于硬件,便于移植。
8.I-DEAS
I-DEAS是美国SDRC公司开发的CAD/CAM软件。该公司是国际上著名的机械CAD/CAE/CAM公司,在全球范围享有盛誉,国外许多著名公司,如波音、索尼、三星、现代、福特等公司均是SDRC公司的大客户和合作伙伴。
I-DEASMasterSeries5于今年6月20日在美国首次展示,引起了广泛的注意。该件是高度集成化的CAD/CAE/CAM软件系统。它帮助工程师以极高的效率,在单一数字模型中完成从产品设计、仿真分析、测试直至数控加工的产品研发全过程。I-DEAS是全世界制造业用户广泛应用的大型CAD/CAE/CAM软件。
I-DEAS在CAD/CAE一体化技术方面一直雄居世界榜首,软件内含诸如结构分析、热力分析、优化设计、耐久性分析等真正提高产品性能的高级分析功能。
SDRC也是全球最大的专业CAM软件生产厂商。I-DEASCAMAND是CAM行业的顶级产品。I-DEASCAMAND可以方便地仿真刀具及机床的运动,可以从简单的2轴、2.5轴加工到以7轴5联动方式来加工极为复杂的工件表面,并可以对数控加工过程进行自动控制和优化。
二、国内软件
1.高华CAD
高华CAD是由北京高华计算机有限公司推出的CAD产品。该公司是由清华大学和广东科龙(容声)集团联合创建的一个专门从事CAD/CAM/PDM/MIS集成系统的研究、开发、推广、应用、销售和服务的专业化高技术企业。公司与国家CAD支撑软件工程中心紧密结合,坚持走自主版权的民族软件产业的发展道路,以"用户的需要就是我们的需要"为承诺,在科研成果商品化方向迈出了可喜的一步。
高华CAD系列产品包括计算机辅助绘图支撑系统GHDrafting、机械设计及绘图系统GHMDS、工艺设计系统GHCAPP、三维几何造型系统GHGEMS、产品数据管理系统GHPDMS及自动数控编程系统GHCAM。其中GHMDS是基于参数化设计的CAD/CAE/CAM集成系统,它具有全程导航、图形绘制、明细表的处理、全约束参数化设计、参数化图素拼装、尺寸标注、标准件库、图像编辑等功能模块。GHGEMS5.0曾获第二届全国自主版权CAD支撑软件评测第一名。
2.CAXA电子图板和CAXA-ME制造工程师
CAXA电子图板和CAXA-ME制造工程师软件的开发与销售单位是北京北航海尔软件有限公司(原北京航空航天大学华正软件研究所)。该公司是从事CAD/CAE/CAM软件与工程服务的专业化公司。
CAXA电子图板是一套高效、方便、智能化的通用中文设计绘图软件,可帮助设计人员进行零件图、装配图、工艺图表、平面包装的设计,适合所有需要二维绘图的场合,使设计人员可以把精力集中在设计构思上,彻底甩掉图板,满足现代企业快速设计、绘图、信息电子化的要求。
CAXA-ME是面向机械制造业的自主开发的、中文界面、三维复杂形面CAD/CAM软件。CAXA制造工程师1.0版于1996年推出,CAXA-ME2.0版于1998年3月发布,CAXA-ME2000版业已发布。
3.GS-CAD98
GS-CAD98是浙江大天电子信息工程有限公司开发的基于特征的参数化造型系统。该公司是国家科委高技术研究发展中心、浙江大学和中国航天总公司CAD/CAM中心在杭州联合创建的高新技术研究、开发和应用企业。大天公司集软件开发、工程应用、信息系统集成和计算机类产品销售为一体,是从事CAD/CAPP/CAM工程数据库和MIS/OA的开发、应用、销售和服务的专业化高技术公司。
GS-CAD98是一个具有完全自主版权、基于微机、中文Windows95/NT平台的三维CAD系统。该软件是在国家"七五"重大攻关及863/CIMS主题目标产品开发成果的基础上,参照SolidWorks的用户界面风格及主要功能开发完成的。它实现了三维零件设计与装配设计,工程图生成的全程关联,在任一模块中所做的变更,在其他模块中都能自动地做出相应变更。
4.金银花系统
金银花(Lonicera)系统是由广州红地技术有限公司开发的基于STEP标准的CAD/CAM系统。该系统是国家科委863/CIMS主题在"九五"期间科技攻关的最新研究成果。
该软件主要应用于机械产品设计和制造中,它可以实现设计/制造一体化和自动化。该软件起点高,以制造业最高国际标准ISO-10303(STEP)为系统设计的依据。该软件采用面向对象的技术,使用先进的实体建模、参数化特征造型、二维和三维一体化、SDAI标准数据存取接口的技术;具备机械产品设计、工艺规划设计和数控加工程序自动生成等功能;同时还具有多种标准数据接口,如STEP、DXF等;支持产品数据管理(PDM)。目前金银花系统的系列产品包括:机械设计平台MDA、数控编程系统NCP、产品数据管理PDS、工艺设计工具MPP。
机械设计平台MDA(MechanicalDesignAssistant)是金银花系列软件之一,是二维和三维一体化设计系统。目前,MDA1.7版已投放市场,MDA99版也已发布。"金银花"MDA在国内率先实现商品化,并向国外三维CAD软件发出了强有力的挑战。
5.开目CAD
开目CAD是华中理工大学机械学院开发的具有自主版权的基于微机平台的CAD和图纸管理软件,它面向工程实际,模拟人的设计绘图思路,操作简便,机械绘图效率比AutoCAD高得多。开目CAD支持多种几何约束种类及多视图同时驱动,具有局部参数化的功能,能够处理设计中的过约束和欠约束的情况。开目CAD实现了CAD、CAPP、CAM的集成,适合我国设计人员的习惯,是全国CAD应用工程主推产品之一。
我国CAD/CAM技术及产品发展的未来之路
经过多年的推广,CAD技术已经广泛地应用在机械、电子、航天、化工、建筑等行业。应用CAD技术起到了提高企业的设计效率、优化设计方案、减轻技术人员的劳动强度、缩短设计周期、加强设计的标准化等作用。近年来,我国CAD技术的开发和应用取得了长足的发展,除对许多国外软件进行了汉化和二次开发以外,还诞生了不少具有自主版权的CAD系统,如高华CAD,开目CAD等,由于这些软件价格便宜,符合本国国情和标准,所以受到了广泛的欢迎,赢得了越来越大的市场份额。
但是,我国CAD/CAM软件不管是从产品开发水平还是从商品化、市场化程度都与发达国家有不小的差距。由于国外CAD/CAM软件出现得较早,开发和应用的时间也较长,所以它们发展比较成熟,现在基本上已经占领了国际市场。这些国外软件公司利用其技术和资金的优势,开始大力向我国市场进军,目前,国外一些优秀软件,如UG、SolidWorks、Pro/Engineer、CATIA等,已经占领了一部分国内市场。所以,我国CAD/CAM软件前景不容乐观。但是,我们也应该看清自己的优势,比如了解本国市场,提供技术支持方便,价格便宜等。在这些前提下,我们不仅要紧跟时代潮流,跟踪国际最新动态,遵守各种国际规范,在国际国内形成自己独特的优势,更要立足国内,结合国情,面向国内经济建设的需要,开发出有自己特色,符合中国人习惯的CAD/CAM软件。
计算机技术日新月异,硬件更新速度很快。在这短短的四十几年中,计算机分别经历了大型机、小型机、工作站、微机时代,每个新时代都出现了新的流行的CAD/CAM软件。在工作站时代,UG、Pro/Engineer是工作站平台三维CAD/CAM软件的佼佼者,而在当今微机时代,SolidWorks在WindowsNT平台的三维CAD/CAM软件中处于领先地位。由于国外在Unix工作站平台上开发CAD/CAM软件已有一定的时间和投入,我国软件在这方面比美国等发达国家落后许多。但是在微机平台上开发CAD/CAM软件是一个全新的领域,我国与国外起点差不多,都是使用VisualC++,OpenGL等工具进行软件开发,在这基础上开发出先进的,符合本国用户习惯的CAD/CAM软件还是有可能的。
CAD/CAM技术可以应用在许多领域,机械制造是最早也是最广泛应用CAD/CAM技术的领域。随着CAD/CAM技术的发展,建筑、电子、化工的领域也开始应用该技术,在这些新的应用领域中,国外软件的优势并不明显。所以,我国CAD/CAM软件在这些方面还是可以与发达国家竞争的,并且随着CAD/CAM技术应用的深入,越来越多的领域将会使用该技术,所以,如果能够紧跟时代潮流,不断应用于新的领域,那么国产CAD/CAM软件还是很有前途的。
总之,我们还有很长的路要走,但是要时刻记住,开发CAD/CAM软件的最终目的是应用CAD/CAM技术,提高企业的设计和制造水平,所以,CAD/CAM软件不仅要水平高,有自己的特色,更要能够市场化,从市场中收回投入,从而能够根据用户的需求不断地更新发展软件。
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3楼05-03-23 08:30 [大中小 ]     

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国 产 机 械 CAD 设 计 未 来
摘自 中国计算机报
国产机械CAD软件产品、技术选购指南
丁杰、陈言秋、李曼雪、海滨
综合篇
计算机辅助设计制造(CAD/CAM)系统是利用计算机进行数字和图形信息处理,以实现产品设计、造型和数控加工的自动编程软件,具有知识密集、综合性强、初始投入大的特点。它的普及应用将使产品设计制造和生产的传统模式发生深刻的变化,从而带动制造业技术的快速发展,是当前国际科技领域的前沿课题。
在我国,CAD/CAM研究普遍存在着科研水平较高,商品化程度低的特点,很多科研成果不能及时转换为生产力,这样,长期以来进口软件便成为唯一的选择。许多企业上了CAD/CAM项目,有的投资额高达数百万元,购置了当时较为先进的工作站、小型机系统,但现在绝大多数都已束之高阁,造成了大量人力、物力的浪费。究其原因:一是国外CAD/CAM软件和工作站等硬件产品价格昂贵,动辄几万、几十万美金,给企业造成沉重的经济负担;二是软硬件操作复杂,不但要求使用者具有较高的数控加工经验,而且要求具有较高的计算机水平和英语基础,这样的人才十分难得且培训周期长。三是国外CAD/CAM软件企业主要通过国内代理销售,由于客观原因,大多技术支持能力较弱,响应缓慢。这些因素使得CAD/CAM技术成为国内制造企业的一块心病。
近年来,情况有了转机。随着改革开放的深入,沿海和内地的一些地区经济活动日益活跃,特别是广东沿海和江南地区产生了一大批中、小型制造企业。由于面对激烈的市场竞争,产品生命周期不断缩短,多品种、小批量生产比例增加,如何缩短产品的设计、制造周期成为这些企业生存的关键。这一批中小型制造企业迫切要求配备功能完备、价格廉宜、学习简便和技术支持良好的CAD/CAM软件,形成了强大的市场需求。更重要的是随着PC微机功能的不断增强,在很多领域已可替代工作站,使硬件投资大大降低。在这一时期,国产CAD/CAM技术也得到了长足的发展,大批优秀国产CAD/CAM软件推向市场,它们不仅在技术上已经接近或达到世界先进水平,而且在价格、使用习惯和技术支持上更有进口软件难以比拟的优势。原国家科委提出“甩图板”号召以来,设计人员使用自主版权的国产CAD/CAM软件已成为大势所趋。看来,继国产绘图软件全面占领市场之后,高品质、低价位、自主版权的CAD/CAM软件即将大行其道。
应用篇
CAD/CAM软件在我国机械行业设计中已比较广泛,但在实际工作中还存在一些问题,现一一分析说明。
1.标准化工作
标准化是企业技术工作的一个很重要部分。当应用CAD/CAM技术时,企业技术部门首先应根据CAD/CAM的特点,对企业已有的标准进行修订或订立新的标准。例如,计算机绘图时图线的宽度,标注字体的字型及大小,图纸标题栏与明细表格式,图纸编号及图形文件命名规划,图档的管理与保存(纸介质、磁盘、光盘)等等。只有统一了标准做法,才会使企业的技术文件符合有关的标准化要求,相互一致。
2.网络化
网络是当前的一个趋势,CAD/CAM应用采用网络可以实现信息共享,给设计工作带来极大的方便。由于CAD/CAM应用的实时数据交换量极大,采用主机分时系统会降低设计效率,最佳方案是各节点独立完成设计工作,网络的作用是各节点有关资源的相互调用。同时,由于知识产权保护的需要,CAD/CAM软件一般都有自己的加密措施(如加密锁或钥匙盘),以维护软件开发商的合法权益。因而在计算机网络的实施方案上出现两种情况,一种是仅在服务器上安装一个加密锁,二是在各节点机分别安装加密锁。显然前者便于资产管理,后者可脱离网络单机运行,各有优点。
3.使用人员与维护人员对软件功能认识的差异
通常,CAD/CAM软件的使用人员是专业技术人员,他们关心的是所选择的CAD/CAM软件能否满足他们工作的需要,是否好用。而不大关心软件是怎样开发出来的,功能是否覆盖了CAD/CAM的所有领域,是否反映了CAD/CAM技术研究的最新成果。而系统维护人员大多是计算机专业人员,他们考察软件的出发点不同,如:是否具有二次开发语言接口,运行平台怎样等等。有些提出的问题与企业的技术工作相脱节。因此,CAD/CAM系统的选型应以CAD/CAM系统的使用人员为主。
4.软件的技术先进性与实用性
很多企业在选择软件时,都希望选取技术最先进、功能最齐全的CAD/CAM软件。实际上,作为产品的CAD/CAM软件,都有其独特的一些功能。对于企业来说,其人员配备、使用目的、管理流程等方面的差异,都对CAD/CAM的选型产生重大影响。所以,并不是最新的技术就能产生最好的应用,在选型时应根据企业本身的特点选择最实用的软件。
5、持续性与发展性
企业一旦选定某种CAD/CAM软件,经过几年甚至更长时间的技术积累,其很多技术资料(如图纸、工艺卡片等)是以基于该软件的电子文档方式存储的。而且在应用软件的过程中,随着应用水平的提高,必然会对软件有越来越高的要求,如果企业另外选择其它的CAD/CAM软件来替代现有的软件,将要下很大的决心并会给工作带来不可避免的损失。因此,在选择软件时,对其提供商或开发商的考察就非常重要。对于开发商,应能不断提高其产品的性能以满足企业生产中出现的各种需求;对于软件提供商,还要能够不断提供后续服务。近几年,软件开发商由于自身的原因倒闭或撤出中国市场的事例已有几起,给用户造成的损失想必只有应用单位才有最深刻的体会。因此,企业在选择关键软件时应将开发商的持续发展能力作为一条考核标准。这种持续发展的实力包括软件研发及对本地市场的长期投入等方面。
选购篇
中、小企业为了适应激烈的市场竞争,应用CAD/CAM技术来缩短产品的设计、制造周期成为其必然出路。应用现代的计算机网络,充分利用CAD/CAM/DNC等计算机单元,设计、制造、管理协同工作,可以最大限度的提高工作效率,降低成本,这就是集成化制造系统(CIMS)的概念。但是传统CIMS系统,由于人力、财力的限制,实现起来非常困难。下面介绍一个经济实用的CAD/CAM/DNC一体化系统实例。
网络配置:一般中、小企业网络用户都不多且较集中,属于局域网。在众多的局域网技术中,建议选择10M带宽星型以太网结构。这种结构技术成熟、便于维护、价格低廉,是适合于5-20人CAD/CAM设计室的很好选择。实现这种网络,需配备网络集线器、双绞线和RJ-45插头若干,总价在2-3千元。
网上硬件:主要是计算机。传统的方式是使用工作站,但由于价格昂贵和使用复杂,近年来较少使用。随着PC性能的不断提高,其现已成为主流的CAD/CAM应用平台。CAD/CAM的运用对计算机主频、内存和硬盘要求较高,通常CAD要求586/166,32MB内存,CAM要求586/233,64MB或更大内存,AGP显卡。在某些情况下,配置大屏幕的显示器是十分有利的。其它设备可根据需要选择配置:如需经常输出大图可配A0喷墨绘图仪,否则配激光、喷墨打印机即可。如需考虑图纸和文件存档,还可配置光盘机等存档设备。目前市场上配置为586/166、32MB内存、2.5GB硬盘、15"显示器的兼容机在6000元左右。
系统软件:“硬件搭台,软件唱戏”,软件选配的好坏直接影响到整个系统的成败。网络操作系统宜选用Windows NT,一是操作简便,更重要的是可以节省一台专用服务器。使用国产软件首先可以获得良好的技术支持服务,厂商还可提供一揽子解决方案;其次,全中文、符合中国人习惯的使用界面可大大减少操作人员的培训时间。即使人才流失,也不至于使设备成为摆设。另外,经过30多年的引进、消化、吸收,国产CAD软件已全面开花,CAM软件也已达到国际水平。最后,当然还要谈谈价格问题。目前,国外的CAD软件动辄就要上万元人民币,而国产CAD软件只要几千元,有的仅售几百元,不但企业可以轻松接受,就是个人购买也不算贵。此外,值得一提的是,CAD/CAM软件不同于游戏软件,一定不能贪图便宜购买盗版。否则轻则影响效率、重则机毁业务亡。
产品篇
◆东大阿尔派
UMCAD软件由沈阳东大阿尔派软件股份有限公司根据我国机械行业特点和最新国家标准推出的CAD软件系统。它是在AutoCAD绘图软件平台基础上,采用ADS接口语言开发的集设计计算和绘图于一体,实用化程度较高的通用机械计算机辅助设计软件系统。UMCAD软件是一个以甩掉绘图板和甩掉设计手册为目标的软件产品。UMCAD系统采用了全汉化界面、多级弹出式菜单、图标菜单及对话框等接口形式,提示醒目,操作简单,容错能力强,特别适合于工厂和研究部门从事机械设计的人员使用。
UMCAD系统的主要特点如下:UMCAD系统提供了一个包含有六万多种规格的机械零件图库,是目前国内公认的同类软件中零件种类最多、规格最全的参数化零件图库。同时还提供了一个品种齐全的简图符号库,可方便的实现机械传动原理图、液压传动原理图和电气原理图的绘制。除此之外,UMCAD还提供了一个常用机械零件典型结构要素库。与其它诸如绘图、编辑、标注、文字处理等功能配套使用,可大大加快绘图速度。
UMCAD将设计与绘图一体化,它提供了20余种常用机械零件的设计计算功能,并将零件强度计算和辅助绘图集成在统一的环境中,从而真正实现了设计与绘图的一体化,明显提高了产品的设计效率。UMCAD提供了建立用户自定义文字信息库和零件图库的功能,允许用户在其基础上作进一步的二次开发工作。
◆开目
开目CAD98是开目系列产品家族的新成员,它采用面向对象的编程技术,基于Windows95,使用全32位的Visual-C++语言重写了全部程序,使开目CAD98一经推出,就成了抢手的热门软件。
开目CAD98具有以下新特色:结合开目CAD的对齐功能、上线功能以及动态导航功能的优点, CAD98增加了智能对齐功能,鼠标移动时可以自动对齐各个视图的端点、中点、切点、交点、圆心等特殊点。它采用MOTIF图形菜单形式,十分简洁,可实现多窗口操作。在一个屏幕上可同时浏览多张图纸,或者既看一张图纸的总体,又看某一个局部,还可以同时看一张复杂图纸的多个视图,用户能够方便地绘制复杂图纸和进行审图。
开目CAD98各个模块被完全集成在一个集成环境之中,只要安装了标准的Windows驱动程序,就可以使用各种图形分辨率和图形输出设备。开放性良好也是开目CAD98的一大特色。用户可以与Word、Excel、Pbrush等其它Windows 95软件方便地交换图形信息。
◆华正
华正CAXA电子图板98是一套适用于通用绘图和设计的计算机辅助设计软件,适合于机械设计、电气设计、建筑设计、平面包装设计等所有需要二维绘图的场合,是一种高效、方便、智能化的设计和绘图工具软件。
CAXA电子图板98采用图标和全汉字菜单相结合的Windows界面和系统状态,提示及帮助也全为中文,电子图板98采用菜单与键盘输入相结合的输入方式。功能紧凑、交互简洁。熟练者可使用热键,初学者也不必强记命令。电子图板98提供动态导航和三视图导航功能,模拟传统“丁字尺”的作用,您可保持原有设计习惯,按“长对正”、“宽相等”、“高平齐”的几何关系相关定位。
电子图板98提供灵活自如的多步撤消/重做功能,您可任意试验和恢复,从而将操作失误的风险降到最低。CAXA电子图板98采用最新国标设计并通过国家标准化审查。使用CAXA电子图板98绘制的图形亦完全符合国标,保证了设计过程的标准化。CAXA电子图板98提供了与其它CAD系统的通用数据接口:DEX、DWG和HPGL接口,方便同其它CAD软件协同工作。
◆高华
高华计算机辅助设计机械设计系统GHMDS 3.0是由清华大学国家CAD支撑软件工程中心和高华计算机有限公司联合开发的面向机械设计与绘图的集成系统。可用于各行业的工程设计,特别是通用机械设计,由于其良好的全中文界面和强大的设计、绘图功能,使广大工程设计人员只需一周就可以甩掉图板。
最近,高华又推出基于网络工作模式下的CAD系统,设计人员在设计完成后,可直接将设计结果导入到服务器上,并自动建立起产品结构关系,关心产品设计的部门可在网上方便的查询,处理产品数据,实现设计和产品数据管理的真正集成。其辅助绘图系统提供了方便的尺寸公差、形位公差、表面粗糙度、焊缝标注等。同时它还提供了符合国家标准图纸初始化功能,能方便地构造螺纹孔、台阶孔等。它的参数化绘图模块可以实现二维参数化设计。GHMDS 3.0在GHMDS 2.0的基础上,增加了图像编辑功能,使其不仅可以进行新图设计,还可以对旧图纸进行编辑功能。
◆大恒
大恒通用机械CAD(HMCAD)系统,运行于Windows 95/NT操作系统,基于AutoCAD R13/R14平台,采用面向对象的objectArx编程技术,具有强大的参数化(草图)绘图功能,它能够给您带来常规绘图系统无法实现的设计空间。
该系统可以帮助您进行草图设计,在作图过程中,动态导航器会预测您每一步的作图意图,并把预测结果以不同形式的光标显示在计算机屏幕上,引导用户绘制准确的几何图形。由于系统能非常简便地创建图形中各种关系和约束,因此在设计过程中可以随意勾画设计草图,而不必费心控制图形的精确尺寸。随后,利用系统的尺寸驱动功能,修改草图上的尺寸获得所需的精确设计。
方便易用的标注功能是设计人员提高设计效率的强有力工具。一个智能化尺寸标注命令就能完成多种不同类型的标注,标注形式灵活多样。在标注过程中HMCAD软件能处理各种情况,并自动完成公差查询,无需用户干预。采用面向对象技术开发的各种工程符号标注和以往采用图块开发的标注有非常大的区别。
◆利玛
利玛CADTools-PE CAD系统是面向机械产品设计的CAD应用软件产品。包括设计信息管理(PIM)、工程图纸建模(PDS)和模型驱动的装配图绘制的机械工程CAD系统——利玛CADTools-PE。利玛CADTools-PE由机械产品CAD、机械CAD工具、常用机械零件参数化设计三部分组成。
机械产品CAD包括设计信息管理系统(PIM)、工程图纸建模(PDS)、模型驱动的装配图绘制。覆盖从草图概念化设计到装配图自动生成的全部设计过程,并提供一个基于数据库与设计过程溶为一体的设计信息管理系统,这样就构成了一个完整的机械产品工程CAD系统。
机械CAD工具是为机械设计师提供的更快、更简捷绘制工程图纸的方法。它不但可使设计师甩掉图板,同时还甩掉了《机械工程设计手册》,解决了烦琐的工作,并使需要多次才能完成的操作,一次完成,大大缩短了工程师绘图、改图的时间。提供辅助编辑、辅助绘图、国标图库、矢量汉字标等功能。
常用机构零件参数化设计提供独具特色的常用件设计模块,包括了带轮、链轮、锥齿轮等六种常用件参数化设计及参数化绘图。自动绘制设计好的工程图纸,并可按用户的需要进行尺寸驱动来实现参数化绘图。
用户篇
从没有听说过CAD、CAM、CAE、CAPP、PDM等一大堆缩略词,到购买CAD系统,然后把它作为生产工具来提高生产效率,是许多机械工业企业走过的共同之路。那么,对于那些“临渊羡鱼”的用户,如何才可帮他们尽快实现“结网捕鱼”之梦,也许专家和老用户的声音会对他们有些帮助。
机械科技信息研究院CAD信息中心高级顾问杨家桂先生为潜在用户提出一些建议:CAD系统选型要从基础作起,一步一步来,切忌盖空中楼阁。他认为,一般广义上的企业CAD应用为三个步骤:一、二维图形设计绘制,一般为实现“甩图板”的初级目标;二、三维图形设计绘制,是更进一步的应用,但还未超越基本目标;三、CAE应用,通过计算机辅助分析,可使设计者不仅知道怎样设计产品,而且明白为什么这样设计,从而可进一步完善产品细节;四、PDM应用,对产品数据进行管理,CAD应用经验积累到一定的基础,使之发生质变,真正实现设计制造的系统化。针对目前CAD市场比较混乱的情况,杨先生正准备给选型的CAD用户提出几点建议:首先分析自己需要什么,然后再去买什么,千万不要去做什么“一步到位”的事,事实证明,企业要真正用好CAD,需要一个长期的过程,非一日一时之功可实现;另外,还得多做调研,向有CAD使用经验的同类企业多做咨询;最重要的一点,提供软件的厂商要有良好的发展前景和企业信誉,能提供周到的售后服务和升级、排除障碍等技术支持。
目前,可用于CAD应用的硬件系统有两大类:PC和工作站。近来,在传统的工作站和PC之间又冒出一支新军:PC工作站。一方面证明,Intel/Windows系统的性能已经接近或达到传统Unix系统的指标,另一方面也意味着:用户可以用较低的成本实现CAD应用。据专家建议,国内中小企业可用四、五十万元人民币基本实现“CAD化”,整个系统即采用PC或PC工作站,但PC系统目前在做高精度大型复杂计算时尚不尽人意,专家同时建议,大型企业用户最好还是选用稳定性和速度都较为出色的的中高档Unix工作站。
在CAD厂商们描绘的蓝图里,CAD带给用户的是一幅完美的前景,实际情况却不尽然。一些与厂商联系密切可经常得到技术支持的用户,他们通过CAD应用,有些甚至可以达到降低80%生产成本的效益,如使用大恒CAD软件的宝钢集团北京冶金设备制造厂。据该厂的郁金星先生说,CAD的应用不仅降低了设计成本,而且大大提高了生产效率,以往需要一星期的繁琐冗长的制图过程,如今可在两个小时内就能解决问题。而使用同样软件的兵总内蒙古第一机械厂却没有取得太多的效益。据该厂的李海瑾先生介绍说,尽管制图过程大大减少,但制图成本却比以前提高了,主要原因是出图率太低,主要是由于软件系统的稳定性较低造成经常死机。原来,他们自从1997年买了软件以后,从未升过级,而北京冶金设备制造厂自1997年3月开始使用CAD以来,已有过不下10次的软件升级。从这一点来看,软件的售后服务尤为重要,甚至有人说:软件本身无价,而软件服务才是其价值所在。也许还有其它用户遇到过上述问题,但愿准备购买CAD系统的用户不再出现同样的问题。
本刊记者在此次专题采访中接触了一些用户,他们在实际操作中有很多经验,现在把它介绍给更多的用户。南阳光辉机械厂王先生说:随着计算机软件、硬件技术的飞速发展,国产计算机辅助设计及绘图软件已在各制造厂广泛使用。我厂运用计算机辅助设计已有一年有余,绘图效率和质量都已有显著提高。
我厂是机械工业部专业化生产制粉机械的骨干企业,结合工厂实际情况及将来的发展,我厂采用微机作为系统的硬件平台,并采用了二维CAD绘图软件,我们的要求是:实用、经济、有发展前途。从我厂的实际情况看,要求选择一种学习难度较小,绘图速度较快的CAD系统。经过比较,我们认为华中理工大学开目软件中心的开目CAD软件能够满足要求,因为开目CAD采用了画法几何原理,在绘图方式上与手工绘图类似,使用者键入量小,不用记忆命令,能够将明细表数据提取到数据库中,绘图模块免费升级,符合我们的要求。
由于开目CAD软件的绘图方式符合工程技术人员的绘图习惯,不要求用户懂计算机,系统操作宜人化,算法先进,经济实用,熟悉机械制图的同志只需经过简单的讲解,一周内大多可以独立上机,在画图过程中,一边工作,一边学习,上手的速度相当快。
目前我厂已完全利用开目CAD完成了打麦机的产品设计。通过这段时间实践,大家基本上消除了对计算机的恐怕感,95%的科技人员较好地掌握了开目CAD系统,现在已拥有较强的设计能力,完成了部分二次开发。
在运用开目CAD时,从装配图拆画零件图,或由零售图改装成装配图、总装图,都是在计算机屏幕上完成的,不需重复绘图,利用计算机软件的搬迁、复制命令,即极易发现问题也可方便地完成更正,确认检查无误时,即可拆下零部件图,直接用绘图仪输出图形。
通过实用开目CAD,提高了产品的设计质量,给我厂企业注入了活力,大大加快了新产品开发速度,提高了设计的质量和标准化。下一步,我厂将进一步扩大微机CAD网络,使所有设计人员使用CAD网络系统,共享各种资源。并采用开目MIS系统,综合提高产品设计、制造、管理水平。
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CAD标准化
摘自:CAD/CAM
在CAD应用工程实施过程中,国家科技部和国家质量技术监督局都非常重视CAD标准化工作,在“八五”期间组织我国有关单位制订了适用于我国的指导性文件《CAD通用技术规范》,并且在国家“九五”科技攻关项目中把《CAD通用技术规范》制订成国家标准GB/T17304。该项目还开展了CAD标准体系的研究,其成果收入了《CAD通用技术规范》国家标准的附录A。
本部分以《CAD通用技术规范》为主线,主要介绍CAD技术标准化的内容,CAD软件开发和企业的CAD技术应用应该采用的标准。主要包括:CAD通用技术规范、CAD开发和应用标准化、CAD制图标准、CAD数据交换标准、CAD标准件标准、CAD文件管理和光盘存档标准、CAD一致性测试等内容。
CAD通用技术规范
国家标准GB/T17304-1998 CAD通用技术规范(以下简称《规范》)是在“八五”期间编制的《CAD通用技术规范》指导性文件(又称白皮书)的基础上制定的。该指导性文件的主要内容是CAD领域的关标准的技术说明而《规范》的内容没有技术说明,主要是针对CAD标准化所做的规范性条文。标准中规定了CAD通用技术的标准化内容,标准的实施和技术应用应该采用的标准。该标准是CAD技术工作和CAD标准化工作应该遵守的标准。
《规范》的主要内容分以下三个方面:CAD软件开发、企业产品设计的CAD技术应用和CAD致性测试。这主要是因为在这三个领域的标准化内容是不完全相同的。而且即便划相同的标准,对于不同的领域来说,人们所关心的程度和范围往往也是不一样的。比如说,同样是数据交换标准,CAD软件开发人员在开发数据交换接口的时候就需要反标准的每一个细节都要弄清楚原则是对于企业的CAD设计应用的人来说,只需要大致了解标闪的内容和用途,并能够正确指导CAD软件采购,以及在设计时能够正确的使用,就足够了。
对于CAD技术的不同领域,《规范》一般都给出具体化的标准。有时在同一领域中有多个给出两个标准STEP标准和IGES标准,但特别指出了在允许选用两者之一的情况下,《规范》推荐STEP标准。
CAD开发和应用标准化
CAD软件开发和企业的CAD技术应用应遵守的标准主要包括以下几类标准:计算机图形标准:CAD技术制图标准;产品数据技术标准;CAD文件管理和光盘存档标准;其他标准相关标准。
这是所说的其他标准是指在CAD技术领域中不能包括在上面前4项中的标准。其他包括:术语标准和CAD系统汉字标准。相关标准是指CAD技术领域之外的但是与CAD技术相关的标准,基中包括软件质量标准和信息分类编码标准。
在CAD软件开发项目前项时,开发者应该同时确定该项目需要符合的标准,包括所开发的软件本身应该符合的技术标准,以及在软件开发时为确保软件质量而应该遵守的标准。这就是说,在CAD软件主初步设计和详细设计的文件中应该包括软件本身在技术方面应遵守的标准和标准的具体实施方案,并且还要包括确保软件开发质量所应该遵守的标准。
企业的CAD技术应用应该重点考虑的标准是以下几个方面:产品设计、不同系统之间进行数据交换、文件管理和归档、CAD软件采购。企业在有些情况下不用弄清楚每个标准的细节,但是一定要明确软件应符合哪些标准。
CAD制图标准化
纸面上制图标准是工程技术领域重要标准,影响非常大,被被誉为是工程技术人员为表达设计思想而进行技术交流的统一语言。但是,在CAD技术广泛推广应用以后就出现了一些新的问题,原来的技术制图标准在新的情况下一步能完全适用,有些需要进行适当的修改和调整,而且还需要增加适当的新内容。如线宽的规定,一些简化画法的规定图层的规定以及颜色规定,等等。所以CAD技术制图标准的制定是为了解决设计人员在用CAD系统进行设计时产生和一此新的问题。CAD辅助制图过程中有很多功能应该是CAD系统提供的,这就对软件开发商提出了在开发CAD软件的时候要符合CAD技术制图标准的要求。
CAD系统的开发应确保系统提供的制图功能符合相关专业的技术制图标准和图形符号标准,而且还应该符合我国针对计算机环境下的工程制图制定发布的CAD技术制图标准。当原来的手工制图标准的内容与这里所列出的CAD技术制图标准的内容不一致时,应该以CAD技术制图标准为准。企业的CAD设计人员也应该注意同样的问题。
我国的CAD制图标准主要参照国际标准化组织ISO/TC10和IEC/TC3的标准制定的。我国对应ISO/TC10的标准化技术委员会是CSQBTS/TC146,对应IEC/TC3的是CSBQTS/TC27。
CAD技术制图通用标准包括GB/TXXXX CAD工程制图规则(正在制定)。与各行业有关的具体CAD制图标准包括:GB/T14665-1993机械制图用计算机信息交换制图规则:GB/TXXXXX 房屋建筑CAD 制图统一规则(正在制定):GB/T XXXXX CAD电气制图的一般规则(正在制定)。
CAD数据交换
在CAD数据交换领域目前我国有两个标准可以选用,一个是IGESS标准,另一个是STEP标准,这主要是基于整个国际的标准化情况和工业的应用情况所决定的。但是由于IGES标准的局限性,国际标准化组织制定的STEP标准当前在国际制造业的影响力越来越大。为了弥补 IGES 标准的不足STEP 标准针对不同的应用领域制定了不同的“应用协议”。当前STEP标准还在发展之中,所以它还未能把IGES标准完全取代。如果在CAD技术应用中可以选用这两个标准的任何一个的情况下,我国推荐选用STEP标准。
IGES标准
IGES标准是我国在90年代初参照美国标准制定的,标准号是GB/T14213。由于美国对于该标准已经进行了多次修订,目前我国的GB/T14213 已经落后。所以,我国标准化主管部门现在正在组织有关单位对该标准进行修订。
IGES标准是在CAD领域应用最广泛,也是最成熟的标准。几乎在市场上所有CAD软件都提供IGES接口。它的特点是数据格式相对简单,如果使用IGES接口进行数据交换所得到结果发现有问题时,用户对结果进行修补较为容易。但是IGES标准有其固有的缺陷,这主要是因为制造业的数据在不同领域中的多样性和复杂性造成的。它不可能适应所有的情况。国际标准化组织制定STEP标准就是为了解决这一问题。
STEP标准
STEP标准 ISO 10303 产品数据的表达与交换是由国际标准化组织ISO/TCT84/SC4 工业数据分技术委员会制定的。该标准的体系较为庞大,我国正在逐渐的把它转化为我国国家标准,标准号是GB/T 16656。STEP 标准是解决制造业当前产品数据共享的重要标准,随着制造业信息技术应用的深化和发展,必然要把产品数据的交换和共享提到非常重要的位置。
STEP标准现在的基础部分已经很成熟。按照ISO/TC184/SC4秘书处的说法,由于在1994年国际标准化组织第一次发布了STEP标准的12个标准,其中包括了STEP标准的基本原理和两个重要的应用协议,所以在当时就已经到了CAD软件供应商能够按照STEP标准进行技术实施的时候了。到目前为止,国际市场上有实力的CAD系统几乎都配了STEP数据交换接口。
与IGES标准相比较,STEP标准有以下优点;它针对不同的领域制定了相应的应用协议,以解决IGES标准的适应面窄的问题。根据标准化组织正制定的STEP应用协议看,该标准所覆盖的领域除了包括目前已经成为正式的国际标准的二维工程图、三维配置控制设计以外,还将包括:一般机械设计和工艺、、电工电气、电子工程、造船、建筑、汽车制造、流程工厂等。
电子设计自动化CAD描述语言标准
电子行业的CAD领域现有电子设计自动化(EDA)描述语言标准如下:IEEE Std 1076-1993超高速集成电路硬件描述语言(VHDL 语言);ANSI/EIA 618-1994电子设计交换格式(EDIF),版本300。
超高速集成电路硬件描述语言标准VHDL是美国IEEE在1987年制定的美国工业标准,现在已经被很多国家所采用。EDIF标准则主要用于设计与制造系统的接口。对于电子设计自动化领域的CAD技术推荐采用这两描述语言标准。由于这两个标准的影响,国际标准化组织在制定STEP标准和PLIB标准的时候所有涉及电气和电子行业设计自动化的内容,都要与这两个标准相协调。
CAD标准件库
DSO/TCT84/SC4中设有工作组WG2“零件库P-LIB”,负责制定与CAD标准件库有关的标准制定。CAD标准件库标准又叫做零件库标准。SC4工作组所制定的PLIB标准主要是ISO13584零件库。由于ISO13584标准的发展相对较晚,而德国标协DIN在CAD标准件库标准制定方面成熟的较早,并且在80年代后期就形成了较为完整的体系,所在目前我国的标准件库标准GB10091.1事物特性表 定义的原理和GB/T15049 CAD标准件文件编制总则 主要是参照德国标准制定的。这两项标准规定了标准件库的数据表达格式。其中GB/T15049重点规定了建立CAD标准件库需要的标准语法和语义。
另一个CAD标准件库几何编程接口标准GB/T 17645.31是参照国际标准ISO 13584.31制定的.该标准是为了使CAD标准件库与CAD系统之间的接口标准化。ISO 135984-31 在很大程度上吸收了德国标准DIN66304的技术内容,但是还应用STEP标准的EXPRESS描述方法。
目前市场上流行的标准件库的数据格式绝大部分都不完全符合标准,这种情况对于比较初级的CAD应用还是可以的。但是当零件信息成为制造信息的一个重要组成部分的时候,非标准格式的标准件库就会大大阻碍制造信息流的流通。降低制造业的生产效率。因此,开发CAD标准件库应该采用这里所指出的标准格式。
国际标准化组织正在制定的ISO13584系列标准近两年进展很快,而且受到了美国、日本、德国等发达国家的普遍重视。我国的标准化组织现在组织现在正在密切注视着该标准的进展情况,一旦它成为正式的国际标准,我国也应该采取相应的对策。
CAD文件管理
企业采用CAD技术进行产品设计以后,如何对设计过程中的CAD电子文件进行管理就成了非常严重的问题。原有技术图纸的管理规定和标准已经不再适用,特别的产品数据管理(PDM)系统更需要新的标准。如果企业忽视这一问题,后果不堪设想。
我国正在制定的CAD文件管理标准共有十个分标准,对于当前CAD文件管理的一些问题作出了具体的规定。该标准共包括10个部分:总则、基本格式、编号原则、编制规则、基本程序、更改规则、签署规则、标准化审查、完整性、存储与维护。
CAD光盘存档
企业的信息技术应用对电子格式的技术应用对电子格式的技术文件存档提出新的要求,容量大的光盘是非常理想的介质。如果采用光盘存储CAD电子文件会大量节约空间,档案和管理和查询也会非常方便快捷。但是,采用光盘存档也会产生新的不安全因素,如光盘偶然损环问题,盘片的存放期限问题,光盘信息兼容性问题,纸介质存档向光盘存档的逐渐过渡问题,等等。在长期存档的情况下,还会有电子文件的读取浏览软件的更新问题。这会造成老版本的文件不能正确读出。为此,国家质量技术监督局会同国家档案局共同组纪念品制定了以下标准:
GB/T17678.1-1999 CAD电子文件光盘存储、归档与档案管理要求 电子文件归档与档案管理
GB/T17678.2-1999 CAD电子文件光盘存储、归档与档案管理要求 光盘信息组织结构。
GB/T17679-1999 CAD电子文件光盘存储归档的一致性测试
GB/T17678.1主要解决电子文件的归档与管理过程的问题,企业的CAD电子文件档案管理工作要遵守这一标准。光盘档案存储和管理系统的开发也要符合标准中规定的有关归档流程和管理方面的内容。
GB/T17678.2主要解决光盘中存储信息的兼容性问题,光盘档案存储管理系统的开发要遵守这一标准,以保证写入光盘的信息在不同的光盘存档管理系统中都够读出。
GB/T17679主要解决CAD光盘存储系统是否符合标准的问题.按照该标准的要求,CAD光盘存储系统应该通过有关测试实验室的测试。
标准体系中的其他标准
GB/T17304 CAD通用技术规范所指的“其他标准”的含义:这种标准是属于本领域(CAD领域)中的标准,与前面所叙述的CAD标准体系中的位置与CAD图形系统、CAD制图、产品数据技术标准等是平行的关系。CAD标准体系中的其他标准有两个部分:术语标准和CAD系统汉字标准。
CAD术语标准
术语标准对于技术开发工作和标准化工作都非常重要,有统一的术语才能做到一起工作的人之间有共同语言,达到技术交流的目的。统一的术语可以使软件的界面对用户来说更加友好,更易于理解和操作。所以制定标准首先要统一术语。
我国标准化组织现在制定的CAD标准有以下两个:GB5271.13-88数据处理词汇。13部分 计算机图形:GB/T 15751-1995技术产品文件 计算机辅助设计与制图 词汇。
CAD领域中的所有标准都会有相应章节规定该每个标准各自要用到的标准术语。CAD软件开发人员、技术应用人员应该注意这些术语,并在工作中正确的应用。
CAD系统汉字标准
CAD 系统所用的汉字内码标准就是信息技术的通用汉字内码标准,需要注意的是GB13000.1是最近几年发展起来的标准,相应的国际标准号是ISO 10646-1。该标准的目的是把所有国家的不同字符集都容纳在一个标准的编码体系当中。这就意法治着采用这个标准就可以使所有国家的信息系统都能够在同一个字符集平台上运行。这一标准已经得到SIO所的成员国的认同,现在软件公司都开始为今后向ISO10646过渡做准备。
矢量汉字是曲线汉字的一种,原来大量用在微机CAD系统和工作站CAD系统中。后来由于个人计算机Windows操作系统以及相应的TrueType汉字的广泛应用,矢量汉字目前只有在工作站的CAD软件中和少量微机版CAD系统中应用。我国制定的矢量汉字标准有:GB/T13362系列标准和GB/T 13844~GB/T 13848系列标准。
注:TrueType汉字不是标准。
标准体系中的相关标准
GB/T17304 CAD 通用技术规范中所指的“相关标准”的含义:这种标准不是CAD领域中制定的标准,但是要在CAD的技术实践中应用。所以相关标准在标准体系中的位置在是CAD标准体系这外,与CAD标准体系之间用虚线连接。CAD标准体系的相关标准包括两个部分;软件质量标准和信息分类编码标准。
CAD技术应遵循的软件质量标准
CAD软件开发应该遵守我国的有关软件工程标准和质量保证标准,如下:GB/T 8566-1995 信息 软件生存期过程;GB 8567-88 计算机软件产品开发文件编制指南;GB9385-88 计算机软件需求说明编制指南;GB9386-88计算计软件测试文件编制规范:GB/T12504-90计算机软件质量保证计划规范:GB/T 12505-90 计算机软件配置管理计划规范:ISO 9001在软件开发、供应和维护中的使用指南。
信息分类编码标准
信息分类编码总是一直是困扰企业CAD技术应用一个重要问题。企业的图纸需要编码,标准件、外购件、非标件需要编码,等等。所有这此编码要在企业的CAD系统应用中存在,而且绝对不能发生混乱。特别是当企业需要对CAD技术文件进行管理,或企业要应用产品数据管理系统的时候,这个总是廉洁更加突出。由于企业内部是一个相对封闭的系统,所以企业内部的信息分类编码可以自成体系,即这种信息经编码可以是企业自己的标准。企业对外进行数据交换时要注意把内部的编码向有关的国爱标准转换。
信息分类编码的两个重要标准如下:GB/T 7408-94 数据元和交换格式 信息交换日期的时间表示法:GB 7027-86 信息分类编码的基本原则和方法。
CAD 一致性测试
一致性测试是当前在信息技术领域中发展起来的标准化内容。这主要是因为在市场经济的条件下,必须建立一个有效的机制,以促进软件开发和企业的应用遵守标准。这种机制采用的办法是对自称符合标准的产品或软件进行测试,以确认该产品或软件是否符合标准。结于测试结果发给有效的证明书,并定期发布测试结果,以达到宣扬符合标准的产品的效果,也使用户了解市场上的产品符合标准的情况,从而引导用户采购符合标准的软件。用这种办法促进企业了解标准,鼓励使用符合标准的软件,促使开发商遵循标准。
一致性测试标准化目前在国际上逐渐成熟,在CAD领域中的一致性测试标准也在逐步完善。其中基本原理应该采用GB/T6656(STEP标准)的第31部分和第32部分。这两个标准主要叙述了一致性测试的基本原理和方法。
针对具体的技术标准所开发的软件(标准的实现)进行一致性测试应该根据该标准确定相庆的测试套件,然后按照测试套件确定的方法、步骤和判定准则进行测试。这项工作应该由有关的一致性测试实室来完成。
CAD标准体系表
编制CAD标准体系表是CAD标准化的一项重要工作,它可使得我们能够把握本领域标准化工作的全局,了解不同标准之间的关系。由于技术是不断发展的标准体系表也不应该是一成不变的。CAD标准体是一个开放的系统,它应该随着技术的发展而改变。
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配置中小企业CAD系统
作者:张新帆 2001-12-20
【来源:中国计算机用户】
在激烈的市场竞争环境中,中小企业与大型企业相比,在资金实力、技术水平、规模效应等方面处于劣势,但中小企业对市场的反应比较灵敏,为了生存与发展,它们必须抓住每一个机会,及时推出适合市场需求的产品。计算机辅助设计系统(CAD)应用能极大地提高工作效率,因而计算机辅助设计系统被各设计部门大量采用。由于国内市场可供选用的CAD种类多、范围广,加上在CAD装备配套选型时涉及到专用工作站、高中低档工程工作站、微机等硬件设备,以及功能不同、档次有别的众多CAD应用软件,对于中小企业设计部门来说,如何在有限的资金投入条件下充分利用CAD技术的功能优势,是一个需要探讨的问题。
CAD工作站的功能要求
概括来说中小企业设计部门工程CAD系统应能满足以下几方面的要求:
* 具备高性能的数值计算能力和图形功能;
* 系统主机应具备大容量的内外存;
* 软件具备批处理方式与交互方式;
* 有良好的工程数据库管理能力和灵活的联网功能;
* 硬件应具备丰富的软件资源,属当前主流机型并具发展前途;
* 系统应提供利用现有资料的途径,即硬件上提供异型机的联网能力,软件上应具备对现有软件资源的接口能力;
* 硬件系统应从图形输入、图形处理、直至图形输出全过程进行配套选型,并充分注意矢量化输入设备的选择;
最后,还须综合评定系统的性价比,使之符合中小企业设计部门的特点。
CAD系统的配置
一般中小企业都配有不同档次的微机,而且有的已在部门内部连接成局域网,部分设计部门配有较高档次的工程工作站(EWS)。为充分利用现有资源,兼顾现有的CAD人员培训,并考虑中小企业设计部门的特点,下面提出配备CAD系统装备时的参考意见:
1、微机
现在的高档微机系统,其计算能力已接近低档工程工作站,能够担负初级的工程设计任务。对于进行工程设计的微机,其硬软件应满足以下要求。
* CPU至少为Pentium II(主频350MHz以上),有条件的可配多处理器;
* 内存至少为64兆字节,最好选用大厂生产的100MHz同步ECC内存以提高可靠性并加快存取速度;
* 硬盘容量应大于9千兆字节,硬盘的控制接口最好采用SCSI II接口以加快存取速度并减少CPU的占用时间;
* 有图形加速功能,配专业图形加速卡;
* 17寸以上专业型图形显示器;
* 工程图扫描输入设备及矢量化软件系统;
* 微机用图形支撑软件主要分为二维CAD软件和三维CAD软件两大类,在应用于微机平台的二维CAD软件中,Auto CAD因为通用性强,易学易用,用户在我国最多,但其性能、用户接口、特殊功能等方面存在不足,因此,国内外不少公司在其上进行二次开发,形成各种专业的CAD软件,如德国的GENIUS软件、北京的XMCAD软件等。另外,CADKey、MicroStation、PersonalDesign、SIGRAPH-DESIGN、PICAD、GHCAD等软件均属性能优良、功能多、用户接口灵活的软件系统。微机平台的三维CAD软件系统主要由两类软件组成,一类是由在UNIX工程工作站平台上经部分改制移植下来的,如Pro/Junior、SolidEdge等;另一类则是由原专门从事微机平台二维CAD软件或新加入的厂商开发的,一般在Windows95平台上即可很好地运行,如MDT、SolidWorks、T-Flex等。
* 由于在WindowsNT上能运行DOS应用软件,使DOS下已有的大量软件资源不致浪费,因此,WindowsNT操作系统是一个值得推荐的高性能集成软件平台。
2.工程工作站(EWS)
尽管现在高档微机的计算能力已可向低档工程工作站发出挑战,但由于工程工作站在系统设计时充分考虑了数值计算与图形处理能力,而且价格不仅较专用CAD应用系统便宜,就是与高档微机相比也不是显得高不可攀,故最值得在中小企业的设计部门应用。工程工作站主要有两大类,一类是WindowsNT工程工作站,另一类是UNIX工程工作站。目前,市场上的工程工作站主要是SUN、HP、IBM、COMPAQ(DEC)、SGI五大厂商提供的产品。
在我国目前比较常见的工作站级的CAD软件系统主要有:
美国PTC公司推出的PRO/ENGINEER,此系统主要特点在参数实体造型方面。
IBM公司推出的CATIA系统,此系统主要用在航空、造船、汽车行业。
Unigraphics Solutions公司推出的UGII,此系统在模具设计行业、加工领域使用较广。
以色列的CIMATRON,以模具设计、数控加工方面见长。
CV公司推出的CADDS5,此系统用户广泛,但最近已由PTC公司收购。
SRDC公司推出的I-DEAS系统,此系统擅长做设计分析。
法国的EUCILD软件,主要用于汽车覆盖件设计、加工方面。最近已由STRUSSLE公司收购。
3.网络能力
工程应用的特点要求网络系统具有高可靠性、大数据传输率和良好的可扩充性。在兼顾这些性能要求的前提下,选择价格低廉易于实施的方案是中小企业的设计部门最为可行的。目前,高速以太网、快速交换以太网、FDDI、ATM等高速网络技术日趋成熟,它们足以满足现在及几年内的性能要求。由于成本原因,最适合中小企业的设计部门采纳的技术应首推高速以太网,因它兼容以前的10BASE-T网络,技术成熟,建网成本低,可随意运行Netware等网络操作系统。另外,快速交换以太网能够保证每一个用户有足够的网络传输带宽用以传输大量的设计数据,快速交换以太网能在以前的以太网络基础上加以小量的改造,添加网络交换机即可组成。快速交换以太网的升级能力比较强,在快速交换以太网的基础上可以很容易地组建虚拟局域网VLAN。VLAN的优势在于它能够成为企业网络的指挥控制系统,网络管理人员可以通过它们管理企业网络的资源分组、广播通信、数据流动、带宽体制及基础服务等级。综上所述,快速交换以太网是中小企业的一个不错的选择。
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制造业信息化呼唤CAD
作者:朱辉杰 2001-9-24
【来源:中国计算机报】
作为计算机应用系统的一个重要分支,CAD(Computer Aided Design,计算机辅助设计)经历了三个发展阶段,即多用户共享一台计算机、一个用户使用一台计算机、一个用户共享多台计算机。
从系统结构上看,CAD系统大致可分为两类,即集中式系统和网络系统。集中式系统要求有功能较强的计算机,一次投资大,使用起来不灵活,在80年代中期以前应用比较广泛。从工作站和高性能微机问世以后,大多数用户采用工作站和微机系统来代替这类集中式CAD系统,形成网络化的系统。
从制造业的信息化角度来看,CAD的广义概念包括了4CPE,即CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM/ERP技术的集合。
以计算机、网络和多媒体等技术的发展为表征的信息技术,揭开了“信息时代”的序幕。而20世纪80年代日趋成熟的CAD技术,已成为制造业信息化的切入点和突破口。为迅速提高我国的CAD技术开发与应用水平,早在“八五”期间,国家就发出了“甩掉图板”的号召,启动了CAD应用工程。如今,时钟已指向“十五”,当我们再回顾“九五”期间我国CAD应用工程的进展情况时,又是一个怎样的应用现状呢?
6月26日,国家科技部在京召开了“‘九五’CAD应用工程”验收会,由中国科学院和中国工程院张效祥、孙家广、崔俊芝等院士组成的验收专家组认为:“九五”期间,“CAD应用工程技术开发与应用示范”项目所创造的社会经济效益巨大,CAD技术的应用已经辐射到机械、工程设计、船舶、航空航天、汽车、轻工和纺织等制造业。此外,我国CAD应用工程项目累计投入24.3亿元,新增产值1073.2亿元,平均投入产出比为1:44.2。自主版权的CAD软件年销售额6.5亿元,其中年产值 超3000万元CAD软件企业有7家,合计年产值近4亿元,集中度超过65%。
以上数字充分证明了我国的CAD应用工程,不论从技术研发、市场培育,还是应用成果,正在走向一个新的时期。
“三化”是CAD发展方向
“三化”是指网络化、集成化和智能化,这是我国CAD技术的发展方向。从“甩图板”、三维设计到与CAE/CAM/CAPP/PDM的无缝集成,我国的CAD技术已经得到了长足的发展并且正在走向成熟,目前已经广泛地应用在工业、军事等领域,为国民经济发展及建设做出了巨大贡献。因此,“三化”已成为当今CAD技术发展的潮流,具体表现为:
面向设计过程,实现智能化
CAD技术作为一种设计工具,其核心目标在于能够帮助工程技术人员设计出更好、更具市场竞争力的产品。我们希望CAD系统在控制产品的设计过程、应用工程设计知识,实现优化设计和智能设计的同时,也需具有丰富的图形处理功能,实现产品的“结构描述”与“图形描述”之间的转换。因此,在以几何模型为主的现代通用CAD技术基础上,发展面向设计过程的智能CAD技术是一种必然的趋势。
支持更广泛的协作,实现网络化
对于产品设计而言,通过网络化的手段可以帮助设计师及其企业改造传统的设计流程,创造一种顺应人性而又充满魅力的设计环境,以便于设计师能在其中形象化地表现、高效率地研究发展和交流设计思想,更多的设计人员可以在同一平台下,通过网络针对一项设计任务进行实时的双向交互通信与合作。同时,在基于网络协同完成设计任务的同时,与制造、商务等的全面融合更带来了技术和应用两个领域革命性的进步。随着Web技术的不断渗透,支持Web协同设计方案的CAD软件已经出现并趋于成熟。借助于互联网的跨地域、跨时空的沟通特性和近乎无限的接入能力,CAD软件的团队协作能力可以直接利用互联网进行。
提供整体解决方案,实现集成化
CAD稳健地向简化和自动化的方向发展,这使该技术可以适合机械设计以外的众多应用。另外,对于某一个应用CAD技术的单位来讲,随着CAD技术及相关技术的发展成熟,需要从整体的角度来考虑这项技术的发展。利用基于网络的CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM集成技术,实现真正的全数字化设计与制造。
虽然CAD技术的集成化特点多年来一直得到广泛的重视,但信息技术发展的一日千里决定了集成化的整体解决方案需要不断地完善和调整。从这个角度讲,CAD技术集成化的发展趋势仍需更加重视。利用CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM集成技术,制造业将实现真正的全数字化设计,而利用CAM技术,将实现数字化制造。在设计过程中,企业利用PDM技术实现并行工程思想的应用,将大大提高产品的设计效率和质量。CAD/CAE/CAM/CAPP /PDM技术和ERP、SCM、CRM的应用,形成了企业信息化的总体构架。这些技术的集成,将由内而外地整合企业的管理,建立从企业的供应商到企业内部各部门,再到用户之间的信息集成。这是CAD技术发展和应用的必然方向。
另外,虚拟产品开发在产品概念设计、装配设计等方面的突出的优势与企业间的协同设计,也将使其成为CAD技术发展的一种重要趋势。而随着信息技术的发展,CAD技术面临数据传输、交换和互用性等问题。为此,遵循标准、采用相同平台技术的CAD系统,还将更方便地实现数据的交换和网络化共享。
应用是CAD不变的旋律
CAD的普及应用,是制造业是否能够成功迈向信息化的主要标志。我国的CAD应用目前已初步实现了按行业及地区开展CAD应用技术开发、示范和推广应用的目标。“九五”应用工程的验收报告指出,我国在29个省市、3个行业组织实施600家企业示范,平均CAD应用普及率达到95.6%、覆盖率达到92.8%、人均微机占有率达到84%。
在这29个省市中,以四川省为例。“九五”期间,四川省在工程建设、机械、电子、交通、轻纺等五个行业开展CAD应用示范工程,扶持了10家示范企业,50家重点推广应用企业。目前,这些示范企业CAD的普及率已经平均从35.5%上升到97%、主导产品CAD出图率平均从37.4%上升到95.7%,企业普遍建立了CAD应用网络系统、软件系统和严格的管理制度。根据50家示范企业自身的需要,自主开发了企业专用软件287个,这些软件在企业的应用中发挥了巨大作用。据了解,两年中政府投入了少量的资金进行引导,四川省CAD应用发展中心自筹1000万元,示范企业自筹6776余万元,取得了开拓市场新增产值165426余万元,降低设计成本15525余万元,创汇9681余万美元,平均缩短生产周期48.1%,社会效益数百亿美元的显著成绩,有力地促进了四川省国民经济的发展。
在制造业,以机械“九五1550工程”为例,有50家CAD应用示范企业直接带动500家CAD重点应用企业,覆盖了重型、矿山、工程农机、汽车、通用电器、仪器仪表等8大行业36大类产品,使机械行业应用CAD的企业达到70%以上,成功地带动了整个机械行业CAD应用水平的提高,促进了我国机械工业的技术进步和技术革命。
服务体系将形成产业化
建立全国CAD应用培训网络与咨询服务体系,是加快我国CAD应用的过程中所必不可少的重要一环。从“九五”CAD应用工程的验收报告得知,目前,全国培训点已达600多个,培训各类CAD应用人才累计达118万人次,并且按地区、行业建立了近300个CAD咨询服务机构,形成了全国范围的、较为完善的咨询服务体系,形成了一支7000余人的骨干队伍。2000年培训咨询经营收入约2.5亿元,主要为企业在技术培训、方案论证、系统集成及二次开发等方面提供支持与服务。这些培训也极大地促进了软硬件公司与企业之间的交流与合作,加强了CAD技术标准、规范的制订和宣贯及政策研究工作。
作为一种新兴的产业形式,全国50多个CAD咨询服务中心为企业在技术培训、方案论证、系统集成及二次开发等方面提供支持与服务。目前,随着CAD应用工程的深入,咨询服务正在向产业化方面迈进。
自主版权的软件成规模
在“CAD应用工程”起步之际,国内的CAD市场基本上是国外软件产品一统天下。而实施“CAD应用工程”的两大战略目标之一就是建立起国产自主版权的CAD系统开发、生产与销售服务产业。“CAD应用工程”实施以来,各高等院校、科研院所、软件开发公司在“抓应用、促发展、见效益”的方针引导下,开发了一批商品化的国产软件并基本形成了产业,打破了国外CAD软件商一统天下的局面,特别是“九五”后三年,在产业化方面取得了突破性的进展。
自主版权二维CAD软件在功能完善、性能稳定、系列化、售前售后服务等方面也有了较大的提升,已与国际知名产品相当,在售前售后服务上他们较之国外公司对国内需求有更为深刻的理解和更富个性化的实施策略,深得国内用户的欢迎,已经拥有广泛的用户群并具有一定的品牌效应。如清华同方、武汉开目、北航海尔、浙江大天、武汉天喻等国产品牌的7种CAD软件产品,国内市场占有率达80%以上。从“九五”CAD应用工程的验收报告得知,截止到2000年,累计自主版权的CAD软件的销售额6.5亿元,销售20余万套,有的已经出口国外。而且,这些厂商已从单纯的CAD软件开发成长为企业信息化集成系统的开发供应商,都陆续推出了针对制造企业信息化的一体化解决方案。
寻求新的机遇和挑战
“九五”应用工程验收上的一串串数字让我们惊喜。尽管这样,与会专家仍然认为,我国CAD应用还存在着不少问题,主要表现为:应用发展不均衡、CAD软件技术和产业有待大发展、CAD咨询中介服务亟待加强、提高标准化对CAD应用的指导等等。
经济发达地区与不发达地区的发展不均衡、行业间的发展不均衡与企业之间的发展不均衡性,致使我国CAD应用水平的不均衡问题越来越突出。而在三维CAD软件支持平台研发和应用软件产业化发展方面,我国厂商与国外水平仍然存在着一定差距。另外,目前国内CAD软件企业都还比较弱小,企业间难以形成相互兼并的局面,这将在一定程度上阻碍CAD的普及与应用。
以集成化、网络化、智能化为导向的4CPE的发展
这些问题的存在,也给CAD应用工程带来了新的机遇与挑战。
首先,当企业甩掉图板后,提出了深化应用研究的要求,主要表现为CAD/CAE/CAM/CAPP/PDM的集成和网络环境下计算机辅助技术的推广应用。
其次,CAD技术成为中小企业技术需求的热点。CAD作为新产品开发的关键技术,无疑是推动中小企业技术升级的突破口。在中小企业普及CAD应用,将成为新世纪CAD应用工程的重要领域。
第三,网络环境为CAD的集成、开放和智能化创造了条件,是使推动应用CAD技术面临着新的发展契机。
第四,软件产业作为全球经济的热点,在制造业CAD价值的增值作用是十分巨大的。由于CAD软件是高度智能化的、与硬件产品完全不同的产品,CAD软件与企业间的合作要建立长期联盟、“双赢”的关系,特别是CAD产业中必须遵循的“以人为本”、尊重“知识价值”规律,要求我们要针对企业CAD应用所面临的具体问题和软件产业化进行深入研究,推进企业改革和结构重组,推动中、小企业技术升级和我国软件产业的发展。
时光匆匆进入了21世纪,这将是信息技术高度发展的世纪,CAD技术仍将是影响生产力发展的重大而关键的共性技术,用信息技术推进国民经济发展,这是一个历史的命题,而制造业是国民经济的发动机,是实现工业化、现代化的物质基础。我国制造业的产值占了国民经济总产值的70%,用信息技术改造我国的传统制造业及扩大其在新兴制造业中的应用,使之构筑成综合国力的强大基础,也是一个重要而巨大的命题。
CAD技术作为电子信息技术的一个组成部分,是促进科研成果的开发和转化、实现设计自动化、加速国民经济发展和国防现代化的一项关键高技术;是提高产品和工程设计技术水平、降低消耗、缩短科研和新产品开发以至工程建设周期,大幅度提高劳动生产率的重要手段;是提高自主开发能力和管理水平,参与国际合作和竞争的重要条件;是制造业信息化的源头,也是进一步向CIMS发展的重要基础。新的世纪,CAD技术应用将会以一种新形式获得更大的发展,制造业也将用这种全新的CAD技术去拥抱信息化。
CAM
CAM(Computer Aided Manufacture,计算机辅助制造)技术从诞生到现在,经历了三个阶段:第一个阶段是指加工质量稳定、加工精度高。当CAM技术发展了曲面造型技术,人们开始大量使用复杂曲面进行产品设计。因此,产品的加工精度被提到首要地位。第二个阶段是指加工效率高、产品更新换代快。近年来,绝大多数关于NC(数控加工代码)的文章都是围绕多轴刀具轨迹生成和干涉检查与修正展开讨论的。第三个阶段是指加工的信息化、集成化和智能化。加工的智能化越来越被人们所重视。智能加工系统要实时跟踪产品的设计变化,从而产生相应的刀具轨迹及工艺工序报表。智能加工是当前CAM研究的热点。
CAE
CAE (Computer Aided Engineering)有时译为“计算机辅助工程”,有时译为“计算机辅助工程分析”。就所包含的具体内容来看,CAE时常与CAD/CAPP/CAM,乃至ERP/PDM等并列,译为“计算机辅助工程分析”更为贴切。
早期的CAE主要指有限元分析和机构的运动学及动力学分析。近年来随着计算机技术的迅速发展,CAE已经从对已设计产品性能的简单校核,发展到对产品性能的准确预测,再到产品工作过程的精确模拟。
PDM
在20世纪的70年代前后,企业在其设计和生产过程中开始使用CAD、CAM等技术。新技术的应用在促进生产力发展的同时也带来了新的挑战。对于制造企业而言,虽然各单元的CAX技术已经日益成熟,但存在“信息孤岛”问题。
PDM (Product Data Management,产品数据管理)正是在这种背景下产生的一项新的管理思想和技术。PDM可定义为以软件技术为基础,以产品为核心,实现对产品相关的数据、过程、资源一体化集成管理的技术。PDM定位为面向制造企业,以产品为管理的核心,以数据、过程和资源为管理信息的三大要素,PDM进行信息管理的两条主线是静态的产品结构和动态的产品设计流程。
CAPP
CAPP(Computer Aided Process Planning,即计算机辅助工艺规划),是利用计算机来辅助进行零件加工工艺过程的编制。通过向计算机输入被加工零件的几何信息(形状、尺寸等)和工艺信息(材料、热处理、批量等),由计算机生成该零件的工艺路线和工序内容等工艺信息。由于CIMS的出现,CAPP向上与CAD相接,向下与CAM相连,是连接设计与制造之间的桥梁:设计信息通过工艺设计生成制造信息,产品设计通过工艺设计才能与制造实现功能和信息的集成。
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流行CAD/CAM软件展示
CAD/CAM技术经过几十年的发展,先后走过大型机、小型机、工作站、微机时代,每个时代都有当时流行的CAD/CAM软件。现在,工作站和微机平台CAD/CAM软件已经占据主导地位,并且出现了一批比较优秀、比较流行的商品化软件。下面我们将分别介绍国内外一些流行的软件。
一、国外软件
1.Unigraphics(UG)
UG是UnigraphicsSolutions公司的拳头产品。该公司首次突破传统CAD/CAM模式,为用户提供一个全面的产品建模系统。在UG中,优越的参数化和变量化技术与传统的实体、线框和表面功能结合在一起,这一结合被实践证明是强有力的,并被大多数CAD/CAM软件厂商所采用。
UG最早应用于美国麦道飞机公司。它是从二维绘图、数控加工编程、曲面造型等功能发展起来的软件。90年代初,美国通用汽车公司选中UG作为全公司的CAD/CAE/CAM/CIM主导系统,这进一步推动了UG的发展。1997年10月UnigraphicsSolutions公司与Intergraph公司签约,合并了后者的机械CAD产品,将微机版的SOLIDEDGE软件统一到Parasolid平台上。由此形成了一个从低端到高端,兼有Unix工作站版和WindowsNT微机版的较完善的企业级CAD/CAE/CAM/PDM集成系统。
2.SOLIDEDGE
SOLIDEDGE是真正Windows软件。它不是将工作站软件生硬地搬到Windows平台上,而是充分利用Windows基于组件对象模型(COM)的先进技术重写代码。
SOLIDEDGE与MicrosoftOffice兼容,与Windows的OLE技术兼容,这使得设计师们在使用CAD系统时,能够进行Windows下字处理、电子报表、数据库操作等。
SOLIDEDGE具有友好的用户界面,它采用一种称为SmartRibbon的界面技术,用户只要按下一个命令按钮,既可以在SmartRibbon上看到该命令的具体的内容和详细的步骤,同时在状态条上提示用户下一步该做什么。
SOLIDEDGE是基于参数和特征实体造型的新一代机械设计CAD系统,它是为设计人员专门开发的,易于理解和操作的实体造型系统。
3.AutoCAD
AutoCAD是Autodesk公司的主导产品。Autodesk公司是世界第四大PC软件公司。目前在CAD/CAE/CAM工业领域内,该公司是拥有全球用户量最多的软件供应商,也是全球规模最大的基于PC平台的CAD和动画及可视化软件企业。Autodesk公司的软件产品已被广泛地应用于机械设计、建筑设计、影视制作、视频游戏开发以及Web网的数据开发等重大领域。
AutoCAD是当今最流行的二维绘图软件,它在二维绘图领域拥有广泛的用户群。AutoCAD有强大的二维功能,如绘图、编辑、剖面线和图案绘制、尺寸标注以及二次开发等功能,同时有部分三维功能。AutoCAD提供AutoLISP、ADS、ARX作为二次开发的工具。在许多实际应用领域(如机械、建筑、电子)中,一些软件开发商在AutoCAD的基础上已开发出许多符合实际应用的软件。目前,Autodesk公司已经发布AutoCAD2000,它相当于AutoCADR15版。
4.MDT
MDT是Autodesk公司在PC平台上开发的三维机械CAD系统。它以三维设计为基础,集设计、分析、制造以及文档管理等多种功能为一体;为用户提供了从设计到制造一体化的解决方案。
MDT主要功能特点如下:
(1)基于特征的参数化实体造型。用户可十分方便地完成复杂三维实体造型,可以对模型进行灵活地编辑和修改。
(2)基于NURBS的曲面造型,可以构造各种各样的复杂曲面,以满足如模具设计等方面对复杂曲面的要求。
(3)可以比较方便地完成几百甚至上千个零件的大型装配。
(4)MDT提供相关联的绘图和草图功能,提供完整的模型和绘图的双向联结。
该软件的推出受到广大用户的普遍欢迎。由于该软件与AutoCAD同时出自Autodesk公司,因此两者完全融为一体,用户可以方便地实现三维向二维的转换。MDT为AutoCAD用户向三维升级提供了一个较好的选择。
5.SolidWorks
SolidWorks是生信国际有限公司推出的基于Windows的机械设计软件。生信公司是一家专业化的信息高速技术服务公司,在信息和技术方面一直保持与国际CAD/CAE/CAM/PDM市场同步。该公司提倡的“基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系统”是以Windows为平台,以SolidWorks为核心的各种应用的集成,包括结构分析、运动分析、工程数据管理和数控加工等,为中国企业提供了梦寐以求的解决方案。
SolidWorks是微机版参数化特征造型软件的新秀,该软件旨在以工作站版的相应软件价格的1/4~1/5向广大机械设计人员提供用户界面更友好,运行环境更大众化的实体造型实用功能。
SolidWorks是基于Windows平台的全参数化特征造型软件,它可以十分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图。图形界面友好,用户上手快。该软件可以应用于以规则几何形体为主的机械产品设计及生产准备工作中,其价位适中。
6.Cimatron
CimatronCAD/CAM系统是以色列Cimatron公司的CAD/CAM/PDM产品,是较早在微机平台上实现三维CAD/CAM全功能的系统。该系统提供了比较灵活的用户界面,优良的三维造型、工程绘图,全面的数控加工,各种通用、专用数据接口以及集成化的产品数据管理。
CimatronCAD/CAM系统自从80年代进入市场以来,在国际上的模具制造业备受欢迎。近年来,Cimatron公司为了在设计制造领域发展,着力增加了许多适合设计的功能模块,每年都有新版本推出,市场销售份额增长很快。
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CAD技术应用与企业管理现代化
安徽叉车集团公司 凌忠社 胡允谷
摘自:《电子与信息化》
安徽叉车集团公司是我国叉车行业中规模最大效益最好的企业,拥有行业惟一的国家级企业技术中心。在近十年的发展中,我们逐步运用CAD、MRP-II、网络等现代信息技术改造企业,在产品设计、制造和管理等方面取得了明显效果,我们的认识、体会和做法如下。
CAD是企业信息流的源头
企业信息流是多源的,但CAD所产生的图纸、物料清单(BOM)及产品配置信息(F/O)是企业CAD/CAM/MIS的重要源头。完全可以这样说:在制造业领域,做不好CAD的企业要想实现企业的信息化是不可能的。 建立、健全CAD技术应用的机制与政策措施
1.企业领导者的作用
CAD应用工程被称为企业的一把手工程,一度被定义为非一把手亲自抓不能成功的工程,这足以证明,企业领导者在CAD应用中的作用。随着CAD技术的成熟以及有成功企业的示范作用,CAD应用工程已经没有必要非一把手抓不可了,但领导者的作用却不可轻视,它主要体现在如下四个方面:
1)需求定位者
不同的企业对CAD有不同的需求,同一企业在不同时期对CAD也有不同的需求,近期需求要服从长远的需求,这已成为企业CAD发展战略的铺路石。以最少的投入获取最大的收益,这是企业领导者的首要作用。
2)总体规划的制定者与规划实施的推动者
CAD应用工程不是少数人的事,也不是技术部门一个部门的事。企业内部的所有设计者都必须甩图板,CAD所产生的信息必须为企业各部门所接受并使用。CAD应用工程是一个由浅入深的过程,是一个不断吸取世界CAD新成果,不断充实并提高自身的过程,是一个由模仿到创新的过程。所以,企业必须自上而下(Up-Down)制定一个切实可行的又符合企业发展战略的CAD应用工程的整体规划,并持之以恒地坚持推进直至成功,这是领导者的第二个重要作用。
3)攻关带头人
企业的组织也与人的器官一样,对外来的新东西都有一种自然的排斥功能,亦即对既得利益的保护作用。这样,企业领导者在带领一批骨干力量,为企业成功引进新技术、推广新技术的同时,排除技术上遇到的困难以及旧机制的干扰,就成为企业领导者双重攻关的重要任务。这是确保企业CAD应用工程成功实施的关键所在。
4)政策与制度的制定者
政策是引导行为的,制度是固化行为的。制定新的政策,才能突破旧制度的束缚,使CAD技术的应用与推广获得良性的发展。另一方面用新的制度将新政策的成果稳固下来,使之得以巩固提高,直至这一制度又阻碍了生产力的发展,再制定新的政策予以突破,这是企业领导者的第四个作用,必须做到行之有理,施之有据。
2.CAD推进过程中的PDCA循环
宋健同志提出设计"甩图板"的号召,深入浅出、通俗易懂、目标明确,它是我国CAD应用的第一战略目标。"甩图板"使广大工程技术人员都坐在计算机面前,面对共同的问题,用相同的模式思维,用一种语言说话,彻底甩掉了多年CAD推广应用工作中的两张皮(一部分人用计算机绘图,一部分人用手工绘图),使"信息惟一,资源共享"成为可能,使企业信息化成为可能。但"甩图板"只能是第一步,它的准确定义应是计算机辅助绘图(Computer Aid Drafting),还不是真正意义上的计算机辅助设计(Computer Aid Design)。由"甩图板"产生的大量图纸信息,必须要有一个系统管理起来,以便于查询,也便于备份,这是最起码的安全与共享的需求,这是CAD应用工程的第二步。第三步是将"甩图板"工程引向工艺部门的工装设计及工艺编制,设计与工艺部门通过网络沟通,可以实现设计与工艺的并行作业。第四步是计算机辅助设计,开展CAE、CAPP,和以设计为中心的虚拟制造,以期大幅度提高设计人员的素质与产品的设计质量。第五步是CAM,它包括的内容有离线编程与仿真以及底层加工机床的自动化,有可能的单位可以升级到快速成型技术与虚拟制造,技术部门与生产部门通过网络相通并能实现设计、工艺、制造的并行作业。第六步是企业级的PDM,设计、制造与管理等单位通过网络加以沟通,实现企业的集成制造。
以上所说为一般意义上的CAD应用工程推进的六步曲。不同企业会有大同小异,但在每一步的实施过程中都必须遵守PDCA的原则推进。领导者主要做好P(计划)与C(检查)的工作,使每一步都能达到预期目标,最后确保总目标的实现。
3.产学研是CAD应用获得成功的有效途径
CAD应用初期的甩图板工作,一般说来依靠软件供应商和企业就可以完成,但CAD→CAE→CAM→PDM→CIMS仅靠供应商和企业就难以完成了,我国的大专院校及科研单位具有专业学科优势及人才优势,如果能够有效地利用这些资源,对企业来讲无异于如虎添翼。产学研合作成功的关键在于企业,企业应该摆正软件商、企业、科研单位三者的关系,不要以金钱去简单地换取成果,而应该靠自己的努力来赢得成果,出成果和出人才两者兼得,这就保证了成果的实用性和深化应用的可能性,这是企业领导者应坚持的原则。 完善的企业标准和管理制度是实现"信息惟一"的保证
1.建立高效的组织机构
一个信息化的企业必然有大量的信息资源,为了保证这些资源的正常运行,信息化的企业一般要建立如下四个机构:开发中心、数据中心、维护中心、管理中心。只有明确这些机构的职能并加强相互间的协调,才能确保"信息惟一、资源共享"目标的实现。
2.重视CAD应用中的标准化工作
在企业信息化和CAD应用过程中,人、数据、技术和管理是关系到实施能否取得成功的关键要素。我们注意到不少企业在实施过程中对信息管理和确保"信息惟一、数据准确、资源共享"这个问题,始终没有引起各方面的高度重视,表面上应用了CAD技术,但实际上重要的信息存在着不准确、不标准、不统一、不规范等问题,数据出现冗余(同义或歧义)等现象时有发生。因此,重视CAD应用中的标准化工作显得尤为重要,这也是信息集成和集成制造中必不可少的一环。企业的当务之急就是要做好有关CAD最新国标的宣贯工作,把标准化纳入系统选型和总体实施的全过程之中,结合企业自身情况,制定好企业的CAD相关标准。
3.消除信息孤岛,实现信息惟一是CAD应用的重要目标,是集成制造不可逾越的阶段
随着CAD技术应用的深入,企业容易产生信息孤岛和信息不惟一等问题,从而导致信息难以共享和信息系统整体效率的下降,严重的将影响企业CAD应用的总体投资效益。产生"孤岛"和信息不惟一的因素有许多,可是造成的影响却很广,企业应有足够的认识和思想准备。在CAD应用的高级阶段,企业应尽力做好规划等的基础工作,积极应对、化解风险。许多成功企业的案例表明,企业应尽早把消除信息孤岛,实现信息集成等问题纳入CAD的总体规划,这样从认识上、技术上和组织上明确CAD应用所要达到的具体目标,企业在实施中可以做到心中有数。
CAD应用与企业内部管理体制的变革
1.组织管理观念的变化
由CAD引发的企业信息化工程,由于信息的传递、检索,加工及共享方式发生了根本性的变化,因而使企业提高各项重要经济信息的响应速度和管理精度成为可能。如:现金流量的精确控制;产品的多部门网上快速同步开发;主生产计划的精确预测等等,所有这些信息的闭环控制与应用,使企业决策者用数据说话的决策观念变成有丰富信息支撑的可能的行为。
2.生产经营模式与组织管理体制的变化
由于有了信息化管理,企业信息处理的流程发生了极大的变化,需要改变传统的经营管理思路和组织管理体制以适应这种变化。传统组织管理体系中,信息传递慢、成本高、易失真,往往带有"个人意愿"色彩。而信息化管理体制中,信息数字化、传递快、易复制、易重用,可以并行处理信息的地方大量增加。
由于电子信息有良好的传播特性,因而可将管理层次减少到二层:即发布层→执行层,而信息的反馈同样可以直达,不需要层层上传。在这样的结构中,信息的处理变得透明且能共享资源,从而提高劳动生产率。
总之,有了这样一套整合的信息体系,使得生产经营模式的改革成为可能。
3.促进企业向集成化生产模式转变
当完成了企业的信息化工作之后,可以说企业具备了向集成化生产模式转变的条件。随着因特网和电子商务技术的广泛应用,构成的客户→制造商→供应商→战略伙伴关系将更加紧密,这些良好的资源环境保证了企业的长期稳定发展。
综上所述,对于现代企业来说,CAD技术应用与企业管理体系现代化有着极为密切的关系。一方面,CAD提供的工程信息是管理系统的基本数据源,工程产品开发的组织结构影响着管理体系。另一方面,信息化的企业管理体系又是坚持"信息惟一、资源共享"原则的根本保障,两者结合正是一个企业保持旺盛不衰的基石。
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兰草却依然 苞也无一个
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盼愿春花开 能将宿愿偿
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