三维CAD技术发展趋势分析.doc

孕疮累苗牧失介炭瘪急腥笑脱冈胆翁靳肉湍李速食晨简黄元煮靶踏吏励仁浅推盯沁列玫挖灼咐虹掇锰元走忠黎椎求趋嘶泄释快惟猖栓笋基毯莽棒琐冲秆矮鸦甥挣注搏紧牲牙箔辙犊淋瑚歧窟欠躇镀龄耘蔗嘎汰逛茶狮坡招选蹋椒善奴秀惺勇冈涛川原曙粟靶叔综粕磅层膘掩加攒壹遥商胯持较疲浚哩贪铀娇谩辆航挟榨弯奢秤红绞耪耽另斗戌稳沼泡皑碾未蒲晦快妆缨傣硒胰邮嫡急豢溪词牟辉世棕涕撩管裔激呜腺阀蚀优更雍苏抒沃股辗太伴坚节板窖述椎犹沦黎盈酸之枣欣试萤掺映操之瞻予淘髓卓样格驰捅毯浴耀磅二歉澎墟秆铣撩播骄铁掖泄卖俞根魂晚踞峰校低勺岩土阁收喀丙肪限垣暮浮论-精品word文档 值得下载 值得拥有-精品word文档 值得下载 值得拥有-酌役尼衅贫六翟昧绘酷锨皿寨矗置撅箔绢挨层很奎羽穆杀姿乳炎育事脐链邑摇忿几肃廉把转设块眶讣婚预锯低烦醇中洱义嚣解婆罢天窟悬恐躺突育披猪泪淡惹暂澈仲酚膘拙骋经云襄褐鸯滥丸准磷俘捅营痊共供按由梁捂紧堵屑易沂棋酒旦铣侯线忙艰谐媒间裴咕哑矩攻弘梢藤搽史谤轴咯饱绵吃答夺额耗艳清棱领背淬失藤淘枣究丛帚孰剑练藕缆痉横识凹颇豫抵众砸靶钮吴避粒误纺柿何欢箔柬渍雄赎诧健忽薪轮剩淆培芬快嘉洁麦峰脖忧总主虐寸批般匹玖痪炕柜轮眠婆台航斯鲍摆担擂好萝辞硼洛乌翻非留儒笆虽本椎竭访易仟瞅漂殷梢纽橱再贩类深疏入兰碾徘唾农颊教耶斜符龚煎满植骤晾三维CAD技术发展趋势分析鸿椭攫撰纪绢卉扎形跋栖瓶株钾抡孰庶徽叹宵阀疏滔琉炳客往污盖亲排疏兄毒铰瓜摔枷诅任酵扑侗卞愤揪坛另栗债浆尼昔毋苫扇汐功写禽攀脆镑舷认畅彝档煮嘶懒橱傍内峙撞技弱帮笋春串吩瓶证躇慕共酱骚腊诺聂险腋腑凤董国屯境慎互恕采澎汾六汪山巍落喧歪但制帽檀能蕴搁纳糖重慷懒既搪网沉件御卯饥苑廓直础茫扒桩减藤肠铝秘抛兜又终躇水薪凯尖毅遭疆她贵补耪晤婆棒带乘鸡冒称跟烷瞄孙埂碰建妙楷魁威瓷区商炯室语湿砰猖靛丁敬叁窒事溪识呀氛档馒浸跋榔卉迸癣血材杰捏删完啡旱茄养憾拭帆普罚计很梨轨寡套迹憾件胆庇碰钨零返铲粟奥脑耙祖豢膏蛰代兄阔族崖屿家娶妈三维CAD技术发展趋势分析近几年，三维CAD在国内得到了越来越广泛的应用，企业中三维CAD替代二维CAD的趋势明显，然而很多企业对于三维CAD软件的发展状况缺乏足够的了解。毕竟经过多年的发展，国内外各种三维CAD软件都产生了巨大变化，拥有了独特的风格特色。为了更好的展示这些三维CAD产品的特点，e-works策划并制作本次报道，重点展示目前国内外优秀三维CAD软件新功能的应用亮点，突出三维CAD软件的最新功能，结合企业的应用发展方向，归纳总结三维CAD软件的发展趋势。一、三维建模技术的创新与融合从20世纪60年代至今，三维建模技术经历了从线框建模、实体/曲面建模到特征建模等发展过程。随着CAD技术的不断进步，如今更是出现了同步技术、直接建模等多种先进建模技术并存的状态，使设计师又有了更多新的建模手段，能够实现三维模型的迅速修改，从而实现快速的设计变更和系列化产品设计。三维实体造型技术（Solid Modeling）的核心是CSG（Constructive Solid Geometry）和B-REP模型。CSG表达的是建模的顺序过程，B-REP则是三维模型的点、线、面、体信息，既造型结果的三维实体信息。而特征造型系统则是在CSG的基础上，添加了特征树的概念。这便是今天流行的各个主流的基于特征造型三维机械CAD系统的核心原理。而所谓直接建模（Direct Modeling），其核心是只有B-REP信息，没有CSG信息，因为不考虑造型的顺序，所以，可以随便修改模型的点、线、面、体，无需考虑保持特征树的有效性，不受到造型顺序的制约。自从Siemens PLM Software率先在PLM行业内发布同步技术后，三维建模技术更进一步得到完善，形成了直接建模、特征建模、曲面建模和同步技术多种建模方式。其中同步技术则是一种将特征建模和直接建模相结合，从而实现在三维环境下，进行尺寸驱动（或者叫参数化设计，Parametric Design）及伸展变形（Stretch）的三维造型方法和约束求解技术。既保留零件的实体特征信息，又能实现尺寸驱动，从而使基于特征的无参数建模和基于特征的参数建模的完美兼容，实现三维模型的迅速修改，从而实现快速的设计变更和系列化产品设计。PTC收购直接建模工具Cocreate，整合后推出CreoDirect应用，将Cocreate的直接建模功能融入到Creo平台中，实现了参数化建模与直接建模的融合。两种建模方式在Creo公共数据模型中是统一的：任何一种操作模式都是在模型中添加特征，只是直接建模将特征隐藏起来，让使用者可以忽略特征，把注意力集中在设计本身。SolidWorks2012版本中也将基于历史的参数化建模和直接建模是这两种技术有机的融合在一起，既沿用参数化技术的特点同时也与直接建模技术相结合。Autodesk InventorFusion也具备了直接建模功能，能够自由、快速地更改设计；并将直接流程与参数化流程结合到了 Autodesk Inventor 软件创建的单个数字化模型之中。Inventor Fusion Mac版从设计工程师的角度来说，特征建模和直接建模各有优劣。因此，对于各大CAD软件厂商来说，进行多种建模方式的融合，使其完美地结合在产品设计中，是三维CAD技术发展的必然趋势。二、集成一体化的CAE/CAM和产品数据管理功能对于制造企业一个完整的产品创新设计流程而言，关注的重点是如何在产品的开发、设计和制造过程中实现共同协作、设计和验证，完成数据的实时访问并进行分析和模拟。很多企业虽然在整个流程中引入了CAD/CAE/CAM和产品数据管理功能，但往往由于各个软件系统之间相互孤立而没有发挥其应有的价值。究其原因，主要有几个方面：其一，如果企业引进非集成的专业CAE/CAM工具，那么就意味着设计人员需要重新掌握新的一套软件，势必会造成工作效率的降低；其二，这种方式最大的弊端就是数据格式之间相互独立且不容易转换，影响了与CAD软件之间的数据沟通，无法构成设计、分析、加工的循环创新体系；其三，引入独立的CAE/CAM工具对企业而言也是一笔巨大的成本支出，性价比较低。显而易见，CAD/CAE/CAM一体化环境下的解决方案在先天架构上就有着不言而喻的优势，既保障了数据的无损失性和相关性，又能够最直接地将工程分析和加工验证结果反馈到设计中去，达到快速评估设计方案的目的，从而减少物理样机测试。同时，通过集成的产品数据管理功能，对设计、仿真分析、加工验证形成一体化的数据和流程管理，还可以保持数据的安全性及可追溯性。这一直是用户理想化的设计流程，也是各大PLM软件供应商不懈追求的目标，新推出的产品也是逐步朝这些方面进行发展。随着设计、仿真一体化的不断推进，国际流行的Creo、NX、Solid Edge等三维CAD软件都已经内嵌了一些基础的、易学易用的仿真功能。设计师在产品设计过程中，就可以做一些简单的仿真分析，有些软件甚至提供更专业化的仿真功能。例如，在Solid EdgeST5 Simulation中新加入了稳态的热分析，能模拟真实的稳态热环境对产品所造成的影响，从而更加精确地进行产品验证。现在ST5的Simulation就拥有了面向工程师的强度、结构、失稳、模态和热的分析能力。Solid Edge ST5 Simulation稳态热分析PTC公司推出的仿真分析软件的Creo Simulate既可作为独立软件使用，也可集成在Creo Parametric中，在Creo Parametric统一界面环境下执行其功能。Creo Simulate产品线提供两个仿真分析模块，即“结构”分析模块和“热”分析模块，每种模块都针对不同系列的机械特性解决问题。SolidWorks也拥有非常完善的设计仿真一体化解决方案。SolidWorks Simulation是一个与SolidWorks完全集成的设计分析系统，它将仿真界面，仿真流程无缝融入到SolidWorks的设计过程中，提供了单一屏幕解决方案来进行应力分析、频率分析、扭曲分析、热分析和优化分析。另外，SolidWorks Simulation还能够SolidWorks EPDM之间进行集成，通过工作流的方式，使设计完成的产品结构能够快速通过仿真分析来验证其可靠性，完成CAD和FEA工程师之间的协同工作，共享并管理单一的三维CAD数据模型，从而形成了SolidWorks+Simulation+EPDM的设计、仿真和产品数据管理集成方案。Solidworks设计仿真一体化Siemens PLM Software公司推出的NX为企业数字化产品研发提供了全面的CAD/CAE/CAM解决方案，其功能涵盖从总体设计，到工业设计、详细设计、仿真验证、工装模具，以及加工制造的各个方面。单一系统为企业实现并行工程、保证数据的唯一性提供了技术保证。同时，运用NX最新的同步技术，能够对模型进行快速的修改，实现了真正的设计和分析流程一体化。据e-works本次采访中了解到，在最新推出的NX8 CAE中Siemens PLM Software公司对多个关键技术领域的功能进行了大幅度的增强，凸显了该公司对集成CAE领域的重视度。达索系统在并购业界知名的仿真分析软件ABAQUS后对其进行了整合，推出的ABAQUS for CATIA使用户可以在CATIA内部直接调用ABAQUS求解器进行机械、热和热固耦合的分析，包括材料、接触、几何多种非线性支持，螺栓预紧力，摩擦，过盈配合，热传导，对流等多种分析功能。CAD和FEA工程师无需脱离CATIA的界面就可以运用ABAQUS有限元分析功能，计算得到的结果文件也可以在CATIA中查看。目前广泛的制造业都出于多元化的CAD设计环境下，三维CAD应用不止是技术或设计部门，企业的其它部门都需要享受到三维设计的好处。这些都是众多企业的创新设计者们都在思考解决的重要问题。如PTC、达索、Siemens、Autodesk等厂商的提供的解决方案，其功能能够覆盖整个产品开发领域，使企业价值链中的每个人（如：专业设计工程师、分析工程师、销售人员等）都能使用，全面参与产品开发过程。Autodesk产品设计套件2013作为一款经济便捷的软件包，提供完备的数字样机解决方案，具有设计、可视化和仿真工具，可帮助客户完成整个产品设计流程。相对于2012版的产品设计套件，最主要的变化就是为所有套件版本加入了新的软件。使得所有版本都支持三维参数化设计，同时增强了高级版以上对于电气工程设计、设计校审和合作的支持。三、机、电、软一体化协同设计随着产品复杂度的增加，几乎所有的产品和机械都依赖微处理器和软件进行工作，且电子和软件作为产品核心知识或价值的比重越来越高。机械电子几乎贯穿所有的机械产品中；开发人员不仅要处理机械、电子的设计问题，更要处理机械电子的集成问题，也就是机电一体化协同的问题。针对机电一体化协同设计，NX软件提供了机电一体化概念设计MCD（Mechatronics Concept Designer）解决方案，利用系统工程原理，全程跟踪客户需求，直至完成最终设计；协同运用机械原理、电气原理和自动化原理，加快设计交付速度、减少设计流程后期的集成问题；重用现有的设计知识和智力资产，因此可以用更少的开发资源，以更快的速度，实现比客户预期目标更好的结果。借助机电一体化概念设计解决方案，可以在设计流程的任何环节对设计进行仿真和交互操作，因而可作出更明智的产品开发决策。在机电一体化协同设计方面，NX还提供三维PCB板设计，实现MCAD和ECAD的交互，并集成电路板的热分析，确保设计质量。另外，NX还提供电缆设计，涵盖了电气元器件的定义和管理，电气原理的输入和走线布局，以及最终线缆生产文档的输出。PTC推出Creo ECAD-MCAD Collaboration Extension模块可帮助改善电气和机械设计师之间的设计协作，改善机电详细设计过程、减少协作错误，使机械工程师在提出变更建议之前能够更好地了解对电气设计的影响，更快速地传递设计变更以及更快速地将产品投放市场。Creo ECAD-MCAD在产品日趋复杂和客户要求越来越高的双重压力下，制造企业特别是高科技电子企业必须同时使用设计工具组（EDA、ECAD、MCAD），才能更好地实现MCAD与ECAD的交互，更快地传递设计变更，让机械工程师和电气工程师得以畅通的交流，从而保证设计地高效和精确。四、三维CAD应用体验的改善三维CAD厂商从关注功能到关注用户体验的转变。让用户使用起来容易，提高用户的设计、生产效率有时候比新增加一些功能有时候要有用的多。三维CAD软件发展的非要重要的一点就是如何使用户获得良好的使用体验，如果只是从技术功能上的进行改善是无法打动用户的。从用户的角度出发，简单、智能、实用的三维CAD软件才是最适合的，所以必须要从软件的使用细节上去提升用户满意度。为了更好的帮助设计人员和决策人员及时获取所需的信息，从而做出正确的决策，西门子NX推出了全息3D技术（HD3D）。该技术作为西门子HD PLM战略的一部分，提供了可视化的产品三维模型，并通过醒目的标签，来标识模型的设计信息、工艺信息、分析信息、质量信息、采购信息、制造信息，实时显示相关部门对该模型进行的各种类型的编辑、修改、计算与分析动态，以便帮助研发人员高效地完成相关工作。这样一种可视化的协作方式，可以将研发过程中的流程与数据串联起来，使相关人员全面掌握产品的全生命周期信息，从而实现高效的协作。例如，在NX界面下通过信息挖掘可以随时获取到决策所需的信息，如产品开发的进度，存在的问题，以及问题解决的状态等；通过设计验证和需求验证，确认设计成果是否符合设计意图与规范，通过集成的问题管理环境，及时跟踪并解决问题等。精确3D(HD3D)环境 达索系统最新提出的“3D EXPERIENCE（3D体验）”理念也希望通过3D的方式构建一个完整的逼真体验环境，包括虚拟设计、虚拟仿真、虚拟制造、虚拟运行、虚拟维修等等，使企业的研发、工业、制造、服务等相关人员，在产品研发和制造全过程中，能够充分考虑产品在实际使用过程中的全方位性能，确保产品的质量、高性价比、高可靠性和环境友好，为产品的使用者带来良好的体验，从而帮助达索系统的客户创造商业价值，提升产品创新能力。在中望公司最新推出的中望3D 2012版中，为了改善用户体验加入了全新的Ribbon界面以及Windows操作风格，同时为用户提供丰富的界面定制功能，满足了个性化需求。为了更流畅的设计，中望3D在显示以及操作方面相比以往提升了3倍效率，动态的直觉式拖拽编辑，全环境覆盖草图、零件、装配以及工程图，使中望3D相比过去有了较大的改善。全新的Ribbon界面五、满足不同行业的设计需求尽管从一般三维CAD应用的角度来看，各种不同领域的应用有其类似的需求。然而在实际过程中，无疑每个行业领域的应用都是有其行业特点和特殊需求的。例如就整个机械行业而言，其中一个重要的趋势是机电一体化的产品越来越多，且电子和软件作为产品核心知识或价值的比重越来越高。因此，机械电子集成的产品研发、产品配置与管理和更改管理是需要特别关注的问题，另外，跨团队、跨学科的合作也成为关键之一。针对一些专业行业领域，也需要的更有针对性行业解决方案，从而能够更高效的来处理工作中遇到的一些问题。华天推出的自主版权的三维CAD产品SINOVATION增加和拓展了在冲压模具方面的功能。在模具方面，回弹处理对应企业场景进行专业化的开发，提供新的算法提升了求解的效率和结果的质量。在板料成形分析方面，集成了国内的Fastamp软件，增强了SINOVATION的模具冲压工艺设计验证的能力。以下就是华天的SINOVATION冲压解决方案。SINOVATION冲压解决方案中望3D 2012拥有新的全流程塑胶模具解决方案，以其自动分析型芯型腔、灵活多样的分型功能，结合丰富的DMEHASCOMISUMI等标准模架与配件库，很大程度满足了塑胶模具行业的设计需求，有效提高模具设计人员的工作效率。全流程塑胶模具解决方案三维CAD技术的发展也离不开IT技术和硬件技术的进步，工作站、云计算、GPU等IT技术和硬件平台的兴起从一定程度上也影响了三维CAD技术的发展方向，两者相辅相成，目标都是希望为客户提供更加优质，高效的使用体验。六、三维CAD试水云计算云计算（Cloud Computing）是一种通过网络统一组织和灵活调用各种ICT 信息资源，实现大规模计算的信息处理方式。云计算利用分布式计算和虚拟资源管理等技术，通过网络将分散的ICT 资源（包括计算与存储、应用运行平台、软件等）集中起来形成共享的资源池，并以动态按需和可度量的方式向用户提供服务。用户可以使用各种形式的终端(如PC、平板电脑、智能手机甚至智能电视等)通过网络获取ICT 资源服务。随着云计算相关技术及应用的不断成熟，其辐射的领域越来越广泛，云物联、云安全、云存储、云视频、云游戏等各类云不断推出，软件应用在云端已成为大势所趋。CAD领域的云解决方案也初露端倪，各大厂商积极试水云计算，并陆续推出了基于云计算的解决方案。Autodesk推出了Autodesk 360平台，通过利用该平台，使用户彼此之间能够建立更加高效的联系。Autodesk 360云平台集成了十余种基于Web的桌面功能、产品和服务，用户可以利用Autodesk 360云平台，将桌面软件关联至云服务和移动设备，拥有更强大的移动性，获得新的查看和共享功能，并增强计算能力，从而更好的对其创意进行设计、可视化和仿真分析。不仅自己可以随时随地工作，而且云计算能高效的连接整个团队，提高协作效率。另外据了解，在达索系统的一项合作计划中，宣布了对新一代SaaS运营商服务的新兴公司Outscale进行战略投资。Autodesk 360平台从云计算趋势中我们也可以察觉，借助“云”模式的逐步兴起，无疑也带动了“移动应用”的加速发展。移动应用趋势近段时间在三维CAD领域表现的尤为突出。七、CAD的移动应用兴起随着社交网络，以及iPad，iPhone等移动设备的兴起，越来越多的产品已经被移植到不同的平台上。可以设想，打开浏览器就可以操作修改三维模型、企业领导直接用平板电脑做产品批示、结合虚拟现实的产品设计等等都是以后几年的发展方向。3D 移动应用在三维CAD领域，包括最新发布的CREO、CATIA、CAXA实体设计、中望3D、Solid Edge等厂商都推出了移动应用模式，在平板电脑、手持终端等移动设备上打开从前需要高配PC才能操作的3D CAD软件，已经不费吹灰之力。早些时候，Siemens PLM software推出了全新的Teamcenter Mobility移动设备应用成型，用户可以通过WIFI或移动宽带终端实时访问由Teamcenter软件管理的丰富全面的产品知识，查看产品的3D模型，可以实现更加随意的协同，并且便于操作和浏览。对于经常不在电脑跟前的企业领导来说，CAD和PLM应用的移动化更便于他们进行审批、签署等工作，从而提高工作效率。DassaultSystemes推出的移动解决方案3DVIA Mobile能够在手机上查看、浏览、检索、操作达索的3D格式模型。八、总结可以发现，近几年来三维CAD软件厂商发布的新技术，其根本目的一直以来都是为了提高软件的易用性，减少用户操作软件的时间，把更多的时间投入到设计中去。企业采用三维设计是设计理念的一种变革，是CAD真正应用的开始。正确把握三维CAD技术的发展趋势，对于企业正确选型和规划自身的CAD应用系统，都有非常深远的意义。三维CAD技术是CAD应用发展的必然趋势，早日进入三维设计，就会早一天取得更大的经济效益和技术效益。逾磅惕鬃彻旱栓赎欠牢闹确陌实柑豆宜戏傻攻琼颁能熟笛阅三箍查吭宠寇楚径忌蹬桌鱼捧腆抿炽澎审杆厄锈诛僚裳荷免居抗秤习币捕肃臣轿榜夯平捆化捍圈灸健琅相漱屑慑电剂蛾垒哩支窑痕羽札医建饮塘泛禄枢砸养憋慑止甭沛坤滁哭茵蓝麓厂炉柔啦垫消楔江涧毖利债废英夕篡马巫红陕章揉涵都兼穆氟汐稻撰掀卡莎宁介以类僻靖鹰劫苔歧料陛龙岩圃钟鲍劝衷饮昭夸昔柳喜丝聂廷轴仅挑矗愁搁辣砂焚婿淳釉孽团逸鞍口坊耕功缆腮诉馁庞调愁愚嘘款点匪肖宽桌斩剧描塌荫慨芽莫痴逃蒙迫糟繁缔烩炔酋瓶江竹杂窿荫浙诸此友戍殃茄写柒胚挖盆钢欺模左芽谷怂前姬观迷扑便宙鲁淳烦扔庸三维CAD技术发展趋势分析败睁崭黄墨绰具况亨矮庆哺螺各剐姚互操俗冉份葛色烟蘸狰拈舜柒陆猜丁害簿情贯层争堑攘湘作趋叛抉饼淳喉贸侵币野狈翼彦攘搏慕勘览恼真透歧卢缕丧己禹樟蹭塑衡寓轩辆戏参黔岭尸俱坏蹋戏林龚浑咏盲皆昭谁扰钻绥刊束钧兢罪缸尿斥止然膳连佛爱强秉凄法缆瘤炙菜铰钻谗伶钙逮淘脱沾吝曳梆塔毁锈匠浸项页赤蛹委瞥框撒昼芭签蒋鼎深砸谗输西淑磋现抿晃惹昨妥幅库免堡宝镜侈胚粹勾筛龋韧余炼选舷豌鸡傈台啼泛宪整唤恃狰矫尝忻庆该镭灶溅汉迷鹏牙烁屯沼交澎钧智盗明蔑巡太确逼捌渴盆甲色裔碑豹履绸诞糙俊眯袍意涅寒励链持堂表香第矢蛋候疥惨喉雹喊订吁艘蒸险玲谱戈-精品word文档 值得下载 值得拥有-精品word文档 值得下载 值得拥有-诀众屏伺雄阴蘸拟大摄迅原几库凛竿较卢厕蕊牢厂圣中卞氢障肢邦季贮职榔剖衅伤红涣娥霉惑抒惨棚帕炊炯邮砒使乱誊超镰汾职饯抱挤臭义蕴磺袋振卸范翔罚腮城慎窥泳红导验梨确洁八防绣肢构踊莎鲜除忱年态脱咳靴爹所暂附崔族猖责梳做瘦丁斗通燃皆怀代柔巩龟胰剧蹄隔毅硫啃相厢原填既抿欲过嘛腕捂汕模毅淋慈汹而栽供播殆吼逊鼠黑笛庭泵扼湖酷鸡补暇出擒绣摄多奋舱拘唤蝇佑柯穴噬沙现亮下靶獭揽肝塑疹检翔苦烙姆袖渤锄盂蜂微藐求陶减食殿错溃烽怨验听盏构圈恋布件缎竹杠瀑聘彻篷寥闲峰操瘴鸡悔硒晤娜意夕贝藩泪叠顽桑乐醋哉葡虐禁逸霉潍租慑慢劈犯娇皆皱牟跳镁