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計算機輔助設計利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作。簡稱CAD。 在工程和產品設計中，計算機可以幫助設計人員擔負計算、信息存儲和製圖等項工作。

在設計中通常要用計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較，以決定最優方案；

各種設計信息，不論是數字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機的內存或外存里，並能快速地檢索；

設計人員通常用草圖開始設計，將草圖變為工作圖的繁重工作可以交給計算機完成；

利用計算機可以進行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉等有關的圖形數據加工工作。

計算機輔助設計的概念

計算機輔助設計（Computer Aided Design，CAD），它是計算機科學技術發展和應用中的一門重要技術。所謂CAD技術，就是利用計算機快速的數值計算和強大的圖文處理功能來輔助工程師、設計師、建築師等工程技術人員進行產品設計、工程繪圖和數據管理的一門計算機應用技術，如製作模型、計算、繪圖等。

計算機輔助設計對提高設計質量，加快設計速度，節省人力與時間，提高設計工作的自動化程度具有十分重要的意義。現在，它已成為工廠、企業和科研部門提高技術創新能力，加快產品開發速度，促進自身快速發展的一項必不可少的關鍵技術。

與計算機輔助設計（CAD）相關的概念

CAE（Computer Aided Engineering ）：計算機輔助分析。就是把CAD設計或組織好的模型，用計算機輔助分析軟件對原設計進行仿真設計成品分析，通過反饋的數據，對原CAD設計或模型進行反覆修正，以達到最佳效果。

CAM（Computer Aided Manufacture ）：計算機輔助製造。就是把計算機應用到生產製造過程中，以代替人進行生產設備與操作的控制，如計算機數控機床、加工中心等都是計算機輔助製造的例子。CAM不僅能提高產品加工精度、產品質量，還能逐步實現生產自動化，對降低人力成本、縮短生產周期有很大的作用。

把CAD、CAE、CAM結合起來，使得一項產品由概念、設計、生產到成品形成，節省了相當多的時間和投資成本，而且保證了產品質量（如圖所示）。

來自文檔網計算機輔助設計過程

計算機輔助設計（CAD）技術是集計算、設計繪圖、工程信息管理、網絡通訊等計算機及其他領域知識於一體的高新技術，是先進制造技術的重要組成部分。其顯著特點是：提高設計的自動化程序和質量，縮短產品開發周期，降低生產成本費用，促進科技成果轉化，提高勞動生產效率，提高技術創新能力。

可見，計算機輔助設計（CAD）對工業生產、工程設計、機器製造、科學研究等諸多領域的技術進步和快速發展產生了巨大影響。

計算機輔助設計的範疇

計算機輔助設計（CAD）是一個涵蓋範圍很廣的概念。

概括來說，CAD的設計對象最初包括兩大類，一類是機械、電子、汽車、航天、輕工和紡織產品等；另一類是工程設計產品等，如工程建築。

如今，CAD技術的應用範圍已經延伸到諸如藝術等各行各業，如電影、動畫、廣告、娛樂和多媒體仿真（如：模擬霜凍植被受損的過程）等都屬於CAD範疇。

CAD在機械製造行業的應用最早，也最為廣泛。採用CAD技術進行產品設計不但可以使設計人員甩掉圖板，更新傳統的設計思想，實現設計自動化，降低產品的成本，提高企業及其產品在市場上的競爭能力；還可以使企業由原來的串行式作業轉變為並行作業，建立一種全新的設計和生產技術管理體制，縮短產品的開發周期，提高勞動生產率。如今世界各大航空、航天及汽車等製造業巨頭不但廣泛採用CAD/CAM技術進行產品設計，而且投入大量的人力、物力及資金進行CAD/CAM 軟件的開發，以保持自己技術上的領先地位和國際市場上的優勢。

CAD在建築方面的應用——計算機輔助建築設計（CAAD），它為建築設計帶來了一場真正的革命。隨着CAD軟件從最初的二維通用繪圖軟件發展到如今的三維建築模型軟件，CAD技術已開始被廣泛採用，這不但可以提高設計質量，縮短工程周期，還可以節約2%～5%的建設投資，而近幾年來，每年僅在我國的基本建設投資就有幾千億元之多，如果全國近萬個大小工程設計單位都採用CAD技術，則可以大大提高基本建設的投資效益。

CAD技術還被用於輕紡及服裝行業中。以前，我國紡織品及服裝的花樣設計、圖案的協調、色彩的變化、圖案的分色、描稿及配色等均由人工完成，速度慢，效率低，而現在國際市場上對紡織品及服裝的要求是批量小、花色多、質量高、交貨要迅速，這使得我國紡織產品在國際市場上的競爭力不強。採用CAD技術以後，大大加快了我國紡織及服裝企業走向國際市場的步伐。

如今，CAD技術已進入到人們的日常生活中，在電影、動畫、廣告和娛樂等領域大顯身手。電影拍攝中利用CAD技術已有十餘年的歷史，美國好萊塢電影公司主要利用CAD技術構造布景，可以利用虛擬現實的手法設計出人工不可能做出的布景。這不僅能節省大量的人力、物力，降低電影的拍攝成本，而且還可以給觀眾造成一種新奇、古怪和難以想象的環境，獲得極大的票房收入。

計算機輔助設計的現狀與發展

計算機輔助設計（CAD）技術產生於20世紀60年代，到現在只是短短的40多年，但它的技術發展之快、應用之廣、影響之大，令人矚目，特別是進入20世紀90年代後，隨着計算機軟硬件技術取得了突飛猛進的發展，以及互聯網的廣泛應用，這都極大地促進了CAD技術的發展。CAD技術應用展現出廣闊的應用前景，從早期的幾個特殊行業的應用，到現在幾乎遍及所有領域。

隨着CAD技術的發展和人們需求的不斷提高，人工智能等各類技術逐漸融入到CAD系統中，形成了基於各種知識的CAD系統（或智能CAD系統）。知識的應用使CAD系統的「設計」功能和設計自動化水平大大提高，對產品設計全過程的支持程度大大加強，促進了產品和工程的創新開發。

世界發達國家已把計算機輔助設計技術作為增強企業生產競爭力和促進發展的重要手段。我國在「八五」期間就實施了「國家CAD應用工程」 計劃，近10年來，我國加大了計算機輔助設計技術的研究、應用和推廣，越來越多的設計單位和企業採用這一技術來提高設計效率、產品質量和改善勞動條件。目前，我國從國外引進的CAD軟件有幾十種，國內的一些科研機構、高校和軟件公司也都立足於國內，開發出了自己的CAD軟件，並投放市場，使CAD技術應用呈現出一片欣欣向榮的景象。

計算機輔助設計將朝着標準化、智能化、集成化、網絡化、三維化及多媒體虛擬化等方向發展，甩掉圖板，實現全自動無紙化設計、生產和製造，是計算機輔助設計發展的最終目標。

計算機輔助設計的常用軟件介紹

計算機輔助設計深入到各行各業，所使用的軟件很多，在這裡着重介紹應用較廣泛的幾個常用軟件。

1．AutoCAD

AutoCAD是美國Autodesk公司開發研究的一種通用計算機輔助設計軟件包。Autodesk公司在1992年推出了AutoCAD的第一個版本V1.0，隨後相繼開發出多個版本，其中典型版本有R14、AutoCAD 2000、AutoCAD 2002、AutoCAD 2005等，目前最新的是AutoCAD 2009版。AutoCAD的功能越來越強大和完善，是當今世界上最為流行的計算機輔助設計軟件之一。

2．Photoshop

Photoshop是Adobe公司推出的一款功能十分強大、使用範圍廣泛的平面圖像處理軟件。目前，hotoshop是眾多平面設計師進行平面設計，圖形圖像處理的首選軟件。

3．CorelDraw

CorelDraw是Corel公司出品的世界一流的平面矢量繪圖軟件，被專業設計人員廣泛使用，它的集成環境（稱為工作區）為平面設計提供了先進的手段和最方便的工具。在CorelDraw系列的軟件包中，包含了CorelDraw、Corel Paint Photo兩大軟件和一系列的附屬工具軟件，可以完成一幅作品從設計、構圖、草稿、繪製到渲染的全部過程。CorelDraw是系列軟件包中的核心軟件，可以在其集成環境中集中完成平面矢量繪圖。

4．Pro/Engineer

Pro/Engineer系統是美國參數技術公司（PTC）的產品，它剛一面世（1988年），就以其先進的AutoCAD 2007應用基礎教程。

參數化設計、基於特徵設計的實體造型而深受用戶的歡迎。Pro/Engineer整個系統建立在統一的數據庫上，具有完整而統一的模型，能將整個設計與生產過程集成在一起，它一共有20多個模塊供用戶選擇。基於以上原因，Pro/Engineer在最近幾年已成為三維機械設計領域裡最富魅力的系統。

5．SolidWorks

SolidWorks是由美國SolidWorks公司於1995年11月研製開發，最有代表性的三維CAD繪圖軟件，多用於外型設計。SolidWorks是一套基於Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系統，與Office兼容，具有較強的參數化特徵造型功能。

6．CAXA電子圖版

CAXA電子圖板是由北京海爾軟件有限公司於1996年研製開發的二維微機系統。CAXA電子圖板以交互方式，對幾何模型進行實時的構造、編輯和修改，並能保存各類拓樸信息。目前已在工程和產品設計繪圖中得到廣泛的應用，成為全國製圖員計算機繪圖技能考試的指定軟件。

7．PICAD

PICAD系統及系列軟件是中科院凱思軟件集團及北京凱思博宏應用工程公司開發的具有自主版權的CAD軟件。該軟件具有智能化、參數化和較強的開放性，對特徵點和特徵坐標可自動捕捉及動態導航。PICAD是國內商品化最早、市場占有率最大的CAD支撐平台及交互式工程繪圖系統。

8．高華CAD

高華CAD由清華大學和廣東科龍（容聲）集團聯合創建，系列產品包括計算機輔助繪圖支撐系統GHDRAFTING、機械設計及繪圖系統GHMDS、工藝設計系統GHCAPP、三維幾何造型系統GHGEMS、產品數據管理系統GHPDMS及自動數控編程系統GHCAM。高華CAD也是基於參數化設計的CAD/CAE/CAM集成系統，是全國CAD應用工程的主推產品之一，其中GHGEMS 5.0曾獲第二屆全國自主版權CAD支撐軟件評測第一名。

9．清華XTMCAD

清華XTMCAD是清華大學機械CAD中心和北京清華艾克斯特CIMS技術公司共同開發的基於Windows 95和AutoCAD R12及R13二次開發的CAD軟件。它具有動態導航、參數化設計及圖庫建立與管理功能，還具有常用零件優化設計、工藝模塊及工程圖紙管理等模塊。作為Autodesk註冊認可的軟件增值開發商，可直接得到Autodesk公司的技術支持，其優勢體現在對CIMS工程支持數據的交換與共享上。

10．開目CAD

開目CAD是華中科技大學機械學院開發的具有自主版權的基於微機平台的CAD和圖紙管理軟件，它面向工程實際，模擬人的設計繪圖思路，操作簡便，機械繪圖效率比AutoCAD高得多。開目CAD支持多種幾何約束種類及多視圖同時驅動，具有局部參數化的功能，能夠處理設計中的過約束和欠約束的情況。開目CAD實現了CAD、CAPP、CAM的集成，適合我國設計人員的習慣，是全國CAD應用工程主推產品之一。

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