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CAD技术的发展趋势展望

一、CAD技术的发展趋势

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网络计算环境的普及，CAD技术的发展趋势主要围绕

在标准化、开放式、集成化、智能化四方面。

1．标准化除了CAD支撑软件逐步实现ISO标准和工业标准外，面向应用的标

准构件（零部件库）、标准化方法也已成为CAD系统中的必备内容，且向着合理化工程

设计的应用方向发展。

传统形式的手画工程图已经有了成熟的国际标准，相互都能理解。而存储在磁盘、

光盘上的形形色色的CAD二进制数字记录，要想实现标准化就复杂、困难得多。从80

年代中期起，ISO国际标准化组织着手酝酿制订这类标准，称作ISO10303《产品数据

表达与交换标准》，简称STEP。它要涵盖所有人工设计的产品，采用统一的数字化定义

方法。由于STEP标准涉及的面非常宽，众口难调，标准的制定过程十分缓慢，存在问

题很多。而在我国，CAD应用工程的实施具有更加严密的组织领导体系，而且实际从

事CAD应用软件开发的单位相对比较集中，起步比国外晚，不存在要与过去开发的老

系统保持兼容问题。如果我国采取主动贯彻STEP积极思想的方针，不纠缠于过分繁琐

的技术细节，针对我国的现实需要和技术发展前景，及早统一协调自主开发软件的数据

模型，这将有助于推动国内CAD界的学术研究风气，促进CAD软件开发水平的大幅度

提高。这种主动出击的策略要比单纯等待STEP标准草案一版一版更新有利得多。回顾

历史，CAD和计算机图形学的国际标准制定总是滞后于市场上的工业标准。CAD产品

更新频繁。谁家产品的技术思想领先，性能最好，用户最多，主导了市场，谁就是事实

上的工业标准。CAD技术的发展不是一种纯学术行为，它是在高技术产品所固有的激

烈市场竞争中不断向前推进，永无止境。

CAD软件一般应集成在一个异构的工作平台之上，为了支持异构跨平台的环境，

就要求它应是一个开放的系统，这里主要是靠标准化技术来解决这个问题。

目前标准有两大类：一是公用标准，主要来自国家或国际标准制定单位；另一是市

场标准，或行业标准，属私有性质。前者注重标准的开放性和所采用技术的先进性，而

后者以市场为导向，注重考虑有效性和经济利益。后者容易导致垄断和无谓的标准战。

通过总结这个领域几十年标准化工作的经验，不少标准化专家已认识到存在的问题，这

已经成为进一步制定标准的障碍。因此提出应对传统的标准化工作进行革新。有专家建

议标准革新的目标是公用标准应变成工业标准，也就是说革新后仍应以公用标准为基

础，不过要从工业标准中吸收其注重经济利益和效率的优点。另外，也有人提出现在制

定标准的单位很多，但是标准制定过程却没有标准，这也是标准革

新过程中值得考虑的问题。这些观点对我国制定CAD标准也许有所启迪。

2．开放性CAD系统目前广泛建立在开放式操作系统窗口95／98／NT和UNIX

平台上，在JavaLINUX平台上也有CAD产品，此外CAD系统都为最终用户提供二次

开发环境，甚至这类环境可开发其内核源码，使用户可定制自已的CAD系统。

3．集成化CAD技术的集成化体现在三个层次上：其一是广义CAD功能

CAD/CAE/CAPP/CAM/CAQ/PDM/ERP经过多种集成形式成为企业一体化解决方案，

推动企业信息化进程。目前创新设计能力（CAD）与现代企业管理能力（ERP、PDM）

的集成，已成为企业信息化的重点；其二，是将CAD技术能采用的算法，甚至功能模

块或系统，做成专用芯片，以提高CAD系统的效率；其三是CAD基于网络计算环境实

现异地、异构系统在企业间的集成。应运而生的虚拟设计、虚拟制造、虚拟企业就是该

集成层次上的应用。

国际CAD商品系统开发的另一个趋势是在全球范围内优选最成功的功能构件，进

行集成。至今最成熟的几何造型平台有两家：Parasolid和ACIS；几何约束求解构件有

一家，它的主要产品是2D和3DDCM。我国开发的机