浅析CAD技术的历史、现状与未来发展
2018-03-24李东孔凡龙刘晓俊史宁
李东 孔凡龙 刘晓俊 史宁
中国机械工业机械工程有限公司 河南 郑州 450051
正文：
CAD的全称是Computer Aided Design，CAD技术即计算机辅助设计技术。CAD的功能强大，其主要功能有编辑图形，尺寸标注，文字和图层管理，数据交换和三维制图，利用系统组件进行设计重组，利用软件进行设计模拟，并输出文档等功能。
CAD技术应用广泛，并且一直处在不断的发展和革新的过程中。在全世界范围内的机械工程、电子工程、航天工程、化工行业、建筑工程等行业，都有CAD技术的应用范例。从工程的设计、实施、过程监控、竣工验收等全过程，全生命周期都离不开CAD技术。当前社会，人工智能技术已经相当成熟，CAD技术与人工智能技术的结合发展成为CAD技术未来发展的必然趋势。
1 CAD技术发展的历史背景
CAD技术的产生，CAD技术诞生于美国，最早在1950年，麻省理工学院研究团队研制出“图形显示器”，它只是 WHIRLWIND1计算机的一个配件，但这是CAD技术诞生的雏形。至20世纪50年代，计算机得到大力发展，已经开始使用机器语言来编程，而图形设备仅仅具有输出功能。有了具有编程功能的计算机，加上图形输出设备，CAD技术才正式诞生。CAD技术的蓬勃发展时期出现在20世纪60年代中期； CAD技术的广泛应用出现在20 世纪70年代； CAD技术的日趋成熟始于20 世纪80年代。CAD软件自1982年由美国的Autodesk公司推出AutoCADV1.0版本之后，至1999年推出 AutoCADR15.0版本，即AutoCAD2000；自此之后的Autodesk公司每年会发行以第二年命名的AutoCAD版本。现在的版本为AutoCAD2016版，在众多版本中广为用户熟知的经典版本就是AutoCAD2004和AutoCAD2008两个版本。
2 CAD软件和CAD技术的国内外现状
2.1 CAD软件现状
CAD软件是一个可视化绘图软件，且具有丰富的绘图和其它辅助功能，其二维绘图可以完全满足平面设计的需要，软件界面设计合理，各种功能键健全，使用键盘配合鼠标进行绘图操作，操作感觉流畅、简单。CAD软件的三维制图也很方便，在显示多维度图形的同时，点、线、面的数字信息同时显示，极大满足设计师们的操作需求。CAD软件目前在国内外的应用都十分广泛，因为它不仅在二维绘图处理更加成熟，三维功能也更加完善，可方便地进行建模和渲染。
2.2 CAD技术的国内外现状
CAD技术在国外应用广泛，除美国之外，日本、法国、德国也相继在机械工程、电子工程、航天工程、化工行业、建筑工程等行业中广泛使用CAD技术。我国CAD技术起步较晚，于20世纪60年代末起步。我国CAD技术应用范围较窄，主要应用在二维绘图、三维造型、装配造型、有限元分析和优化设计等，其中CAD二维绘图技术在企业应用情况更好。
3 CAD技术的未来发展方向和趋势
CAD技术未来发展趋势主要体现在CAD技术的标准化、CAD软件开放集成化技术、CAD技术的智能化这三个方面。
3.1 CAD技术的标准化
CAD技术标准化，CAD技术和国际标准接轨，形成图样标准化，构配件标准化。现实中的标准零件和构配件可以在CAD中任意调用，非标准零件和构配件也可以利用CAD技术进行优化。
我国的CAD技术起步较晚，从事CAD技术研发的单位不多，可以说基础力量很薄弱，各个单位研究水平参差不齐，CAD技术标准化，能够很好的解决不同版本的兼容问题，能够让不同的开发单位共同提高。
有关CAD现行的标准有两种。（1）国际标准，主要是有关国家制定的国际标准，此标准在大范围内普遍适用，属于公用标准；（2）市场标准，即行业标准，主要是一些行业研究后制定的，在小范围内遵循的标准，属私有标准。有专家提出现在制定标准的单位很多，但却没有制定标准的标准，导致各个标准不能够统一，这些观点对我国制定CAD标准也许有所启迪[3]。
3.2 CAD开放集成化技术
现代工业设计制造系统不仅仅是技术的集成,更是人、信息、管理的集成。 现行的CAD软件系统都提供了二次开发环境，用户们可以根据自己的实际需要可开发CAD软件的内核源码，从而开发定制出符合自已要求的CAD操作系统。
CAD技术的开放集成化主要体现在三个方面。首先，CAD多种功能经过集成化之后，形式一套成一体化解决方案，为企业解决问题，同时推动企业信息化进程。其次，利用芯片加工技术，将CAD技术所用的计算方法，CAD软件的功能模块、CAD软件的处理系统，做成芯片，从而大大提高CAD软件系统的效率。最后，利用现在的网络技术，实现CAD在不同地方，不同机构，不同系统之间的集成化。
3.3 CAD技术的智能化
CAD技术的智能化是CAD技术未来发展的方向和必然趋势。CAD技术的智能化并不是将人工智能技术简单地与CAD技术相结合，而是通过研究人的思维模型，将其数字化，然后用CAD数字技术来表达和模拟出来，从而完成CAD技术的智能化。
4 总结
CAD技术的未来发展趋势必然是高度集成化的智能CAD技术。通过其开放的源代码设计平台，越来越多的国家，人员去研究，去贡献自己的源代码，最终使得CAD集成智能技术越来越丰富。通过用户的反馈信息，CAD研发团队为各种用户提供多目标全性能的优化设计，从而实现产品精度、效率、可靠性、时间成本与经济成本的最佳组合，为用户带来最大化利益。
