鄧玉容

摘 要：基于計(jì)算機(jī)軟硬件基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法，與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法有著本質(zhì)的區(qū)別。文章從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)特點(diǎn)及功能入手，同時(shí)通過一些實(shí)際生活中的工業(yè)應(yīng)用來分析概述其在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用情況及未來發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)；軟件；發(fā)展應(yīng)用

引言

伴隨著我國計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的不斷發(fā)展以及輔助軟件在應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)方式的改革提供了理論與技術(shù)支持。計(jì)算機(jī)的邏輯判斷功能在原有的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)上為計(jì)算機(jī)添加了智能思維能力。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)就是人們常說的CAD，該系統(tǒng)是在人為主導(dǎo)的環(huán)境下運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的一個(gè)系統(tǒng)，它是現(xiàn)代化設(shè)計(jì)工程里面一項(xiàng)重要的新技術(shù)以及強(qiáng)有力的智能工具。計(jì)算機(jī)軟件輔助設(shè)計(jì)是隨著生產(chǎn)力迅速發(fā)展而對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行變革的一股新生力量，而計(jì)算機(jī)輔助軟件技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也在現(xiàn)實(shí)工業(yè)生產(chǎn)生活中提供了許多便利。

1 計(jì)算機(jī)輔助軟件設(shè)計(jì)方法功能簡介

1.1 計(jì)算機(jī)輔助軟件設(shè)計(jì)方法特點(diǎn)

CAD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法有這樣的一些特點(diǎn)。第一，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)可以大大提高設(shè)計(jì)的可靠性與精確性。第二，CAD系統(tǒng)能夠很好的減少設(shè)計(jì)的周期，實(shí)現(xiàn)對(duì)制造、設(shè)計(jì)的一體化，進(jìn)而有效降低生產(chǎn)的成本。第三，分析與設(shè)計(jì)進(jìn)行整合實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品最優(yōu)化。第四、數(shù)據(jù)處理功能與圖形處理功能的強(qiáng)力整合。

1.2 計(jì)算機(jī)輔助軟件設(shè)計(jì)方法功能

計(jì)算機(jī)輔助軟件設(shè)計(jì)方法的功能有如下幾點(diǎn)：分析功能，能夠?qū)ο到y(tǒng)所作出的產(chǎn)品進(jìn)行全方位的性能分析；圖形處理功能；科學(xué)計(jì)算功能，這包含有各種繁瑣輔助的工程計(jì)算與分析；編制文件功能，系統(tǒng)可以作出各種技術(shù)文件其中包含有明細(xì)表等；數(shù)據(jù)處理功能，能夠進(jìn)行全自動(dòng)繪圖并通過三維或二維的形式來展現(xiàn)。

2 計(jì)算機(jī)輔助軟件設(shè)計(jì)的應(yīng)用

2.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

伴隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)計(jì)中引入了電腦制圖功能，建筑師們可以通過計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算能力與三維建模能力來對(duì)設(shè)計(jì)的想法與實(shí)際建筑物進(jìn)行綜合對(duì)比分析?？v觀建筑設(shè)計(jì)軟件的發(fā)展更新歷程（3DS-3DSMAX-3DVIZ），可以看出，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為建筑師們的建筑設(shè)計(jì)帶來了極大的便利，也讓建筑設(shè)計(jì)的方案有了進(jìn)一步的發(fā)展和拓展。當(dāng)我們對(duì)建筑設(shè)計(jì)方案有了最初的構(gòu)思以后就可以利用上述軟件進(jìn)行整體的形體研究。建筑物各個(gè)體塊的高矮、大小和空間距離等關(guān)系都可以通過計(jì)算機(jī)輔助軟件來實(shí)現(xiàn)調(diào)整，便捷的數(shù)據(jù)處理為建筑物的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行多方面、綜合性的調(diào)整與驗(yàn)證，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)與表現(xiàn)的同步化。同時(shí)系統(tǒng)也為我們在進(jìn)行每一個(gè)設(shè)計(jì)方案的實(shí)際運(yùn)行提供了邊實(shí)施邊驗(yàn)證邊矯正的可能，這也更便捷的體現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的完美性。與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)相比，CAD技術(shù)可以通過對(duì)建筑系統(tǒng)的點(diǎn)、線、面進(jìn)行全方位的透視，這對(duì)建筑物各個(gè)立面的虛實(shí)關(guān)系以及形體比例進(jìn)行多方位的調(diào)整，從而更有效地、更準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化性。電腦設(shè)計(jì)是建立在三維立體的基礎(chǔ)上的，這無疑為我們的建筑設(shè)計(jì)帶來了全新的手段與方式，更重要的一點(diǎn)就是它將對(duì)未來建筑設(shè)計(jì)理念的轉(zhuǎn)變產(chǎn)生較為深遠(yuǎn)的影響。

2.2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件在牙科專業(yè)中的應(yīng)用

在牙科專業(yè)中，對(duì)牙科修復(fù)設(shè)計(jì)的要求是非常嚴(yán)謹(jǐn)和細(xì)致的，這包含對(duì)材料的厚度與材料選擇的自動(dòng)調(diào)配，同時(shí)還有對(duì)倒扣區(qū)域的補(bǔ)償加工以及消除等方面。牙科的設(shè)計(jì)師通過運(yùn)用CAD系統(tǒng)能夠根據(jù)牙科客戶自身需求進(jìn)行預(yù)先的數(shù)據(jù)參數(shù)調(diào)整，同時(shí)還能夠在每次的小參數(shù)調(diào)整后得到比較滿意的效果。便捷的牙科CAD技術(shù)能夠?yàn)闆]有任何計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的牙科醫(yī)生和牙科技師提供智能導(dǎo)向。牙科CAD能夠大大縮短牙科設(shè)計(jì)方案的時(shí)間，原先需要幾天甚至幾周才能實(shí)現(xiàn)的牙科設(shè)計(jì)，目前只需要幾分鐘就可以完成。CAD系統(tǒng)強(qiáng)大的自動(dòng)化功能能夠?yàn)樵O(shè)計(jì)師們節(jié)省時(shí)間，同時(shí)減少對(duì)修復(fù)體設(shè)計(jì)的出錯(cuò)幾率。在對(duì)設(shè)計(jì)的每一個(gè)階段都能夠提供比較真實(shí)直觀的工具，這其中包含的有陰影部分、牙冠、解刨型內(nèi)冠等，同時(shí)還有對(duì)設(shè)計(jì)過程中形狀細(xì)節(jié)的檢查，能夠確保病人得到最佳的牙科修正效果。在設(shè)計(jì)的改變過程中也十分便捷，可以通過不同的參數(shù)設(shè)定來輕松改變粘結(jié)厚度與邊緣線，同時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的及時(shí)更新也能夠反映在每一個(gè)參數(shù)上。

2.3 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

作為機(jī)械工程的重要組成部分，機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)器生產(chǎn)的前提，同時(shí)也是機(jī)械性能最為主要的因素之一。機(jī)器的設(shè)計(jì)質(zhì)量很大程度上決定了一部機(jī)器工作性能與質(zhì)量的好壞。廣義的機(jī)械設(shè)計(jì)包含對(duì)各個(gè)零部件的尺寸、材料的選擇，潤滑方法、力量和能量傳遞等多方面全方位的分析與探索，同時(shí)需有輔助的計(jì)算與構(gòu)思過程，這不僅需要有強(qiáng)大的構(gòu)思能力同時(shí)還應(yīng)具有豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在機(jī)械設(shè)計(jì)過程中，幾乎所有細(xì)節(jié)步驟過程都涉及有計(jì)算機(jī)的輔助，這囊括對(duì)大量數(shù)據(jù)的處理分析計(jì)算、圖形的整合編輯修改以及對(duì)零件的強(qiáng)度與動(dòng)力方面的測試等等。

3 CAD未來發(fā)展趨勢

從CAD的目前發(fā)展情況以及CAD的核心概念入手，可以推出一系列的CAM、CAE、CIMS等相關(guān)概念，隨后是多媒體技術(shù)的發(fā)展以及計(jì)算機(jī)設(shè)備的不斷更新與出現(xiàn)，未來的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)將得到更進(jìn)一步的發(fā)展。

（1）智能化的設(shè)計(jì)功能。傳統(tǒng)的CAD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是御用人機(jī)交互將工程圖中的約束信息進(jìn)行計(jì)算機(jī)信息輸入，但這種方式將大大的降低工作的效率。未來人工智能的發(fā)展將給我們帶來更為全新的理念，對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的方法與設(shè)計(jì)途徑都有大的轉(zhuǎn)變。從七十年代中后期智能CAD理念正式出現(xiàn)，這之后的研究都是基于引入人工智能的設(shè)計(jì)，將圖像的約束信息進(jìn)行重組分析，并在這些信息的識(shí)別基礎(chǔ)上進(jìn)行推理分析實(shí)現(xiàn)對(duì)圖像的重組。

（2）網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。作為CAD集成技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化必然成為未來CAD技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向，在一個(gè)企業(yè)內(nèi)部，工程部門之間都有大中型的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這需要對(duì)這些系統(tǒng)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)信息系統(tǒng)的鏈接。未來為了能夠智能CAD系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)上的異地制造與設(shè)計(jì)也是必不可少的，這也在很大程度上提升了企業(yè)的競爭能力。

（3）系統(tǒng)使用的便捷性。不斷更新與涌現(xiàn)的圖形輸入設(shè)備以及在多媒體技術(shù)CAD系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，豐富多彩的圖形界面與便捷的導(dǎo)航功能都能吸引人的注意力，這也讓人與計(jì)算機(jī)之間的關(guān)系更為融洽，從而形成文本、聲音和圖形并存一體的人機(jī)界面。這對(duì)未來的系統(tǒng)更新都是非常好的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上達(dá)到一種超模擬的效果，能夠讓使用者獲得更為逼真的體驗(yàn)，同時(shí)對(duì)所研究的對(duì)象之間進(jìn)行全身心的真實(shí)體驗(yàn)，從而實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)的交互性。

4 結(jié)束語

以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)并具有綜合性的CAD系統(tǒng)日益得到人們的認(rèn)可，一些現(xiàn)有的工業(yè)部門已經(jīng)擁有這樣的系統(tǒng)。如此看來，人與機(jī)之間的對(duì)話就顯得尤為重要。在許多領(lǐng)域中人機(jī)對(duì)話與CAD系統(tǒng)和數(shù)字控制是相聯(lián)系的，這是一種更為通用的系統(tǒng)方法。這也是計(jì)算機(jī)輔助軟件設(shè)計(jì)意義更為重要的關(guān)鍵。CAD技術(shù)在許多工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中都有涉及，它的發(fā)展讓人類的生產(chǎn)生活都獲得了許多的便利。

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