CAD、CAM、CAPP大作业

CAD/CAM技术在我国的发展现状分析工业工程2011级姓名：罗文琦学号：201110303109摘要：计算机技术的飞速发展，给传统的制造业带来了巨大的变革,中国的制造业耍跨进世界制造强国的行列，就必须依靠和发展自己的计算机技术应用,CAD/CAM技术作为一门多学科综合性技术,在我国已经有20多年的推广应用历史了,如何进一步的发展是学术界、应用企业和解决方案提供商共同关注的问题。

近十年来,我国CAD/CAM技术应用的发展较快,市场不断扩大。

各工业部门的企业都已逐步开始引入CAD/CAM技术,本文分析CAD/CAM技术在我国的发展现状,通过对比国外发达国家CAD/CAM技术的应用现状、技术特点及发展趋势，分析我国CAD/CAM技术的优势与不足，并对我国的CAD/CAM技术的发展提出建议。

一、CAD/CAM 技术概述计算机辅助设计和计算机辅助制造（CAD/CAM）技术是设计人员和组织产品制造的工艺技术人员在计算机的辅助之下，根据产品的设计和制造程序进行设计和制造的一项新技术，是传统技术与计算机技术相结合的产物。

目前，CAD/CAM 的工作内容主要有以下几个方面：（1 ）产品设计数据库；（2）加工工艺库；（3）基础图形库；（4）应用程序库；（5）产品计算机辅助设计；（6）产品计算机辅助制造；（7）产品数理等。

二、我国CAD/CAM的发展与应用在CAD技术发展的初期，CAD仅限于计算机辅助绘图，随着计算机软、硬件技术飞速发展，CAD技术才从二维平面绘图发展到三维产品建模，随之也就产生了三维线框造型、曲面造型以及实体造型技术。

而如今参数化及变量化设计思想和特征造型则代表了当今CAD技术的发展方向。

传统的CAD绘图软件都是用固定的尺寸值定义几何元素，要进行图面修改只有删除原有的线条后重画，而新产品的打样设计不可避免的要进行多次的修改，进行零件形状和尺寸的综合协调、优化，而且大多数设计工作都是在原有设计基础上的改进。

因此，新的CAD系统都增加了参数化和变量化设计模块，使得产品的设计图可以随着某些结构尺寸的修改和使用环境的变化而自动修改图形，这可以减少大量的重复劳动，减轻设计工作量。

中国作为世界制造业大国，制造业总体规模已居世界第4位(仅次于美、日、德、中)，但却不是制造业的强国!我国如何尽快地由制造业大国成为制造业强国呢? 21世纪初的机械造业，总的发展趋势为：柔性化、灵捷化、智能化、信息化(网络化)，信息产业将成为社会的主导产业，机械制造业也将由信息主导，并采用先进生产模式、先进制造技术、先进组织管理方式组成全新的机械制造业。

CAD／CAM技术是一项利用计算机系统帮助人们完成产品的设计与制造的新技术，它是计算机技术在零件生产中综合应用的新飞跃。

CAD包括建立几何模型、工程分析、产品分析、动态模拟、自动绘图等；CAM包括数字化控制、工艺过程设计、机器人、柔性制造系统(FMS)、工厂管理等，CAD／CAM技术是制造自动化技术的主要组成部分。

自改革开放政策实施以来，我国CAD／CAM技术有了长足发展，已逐步用于企业，但整体来说，我国目前CAD／CAM软件不管是从产品开发水平还是从商品化、市场化程度都与发达国家尚有不小差距。

例如：不少企业对CAD的认识还仅停留在绘图阶段，从而使CAD 产生的效益尚未充分发挥；CAD／CAM 软件应用人员参差不齐，CAD软件不能得到高效率应用是目前存在的一个。

据2007年中国制造业产品创新数字化市场发展研究报告摘要分析，从全球市场来看，CAD、CAM、EDA、仿真分析及技术出版等工具类软件的销售容量达132亿美元，而该领域市场的主要投资驱动力来源于EDA和中端三维CAD 的投入，高端三维CAD和仿真分析的增长速度有所放缓，工具类市场2007年中将达140亿美元。

与国际市场相比，中国的该市场仍就处于发展初期阶段，具有巨大的发展潜力，我国目前CAD／CAM软件不管是从产品开发水平还从商品化、市场化程度都与发达国家尚有不小差距。

三、我国CAD/CAM 技术企业应用需求的发展现在，计算机硬件性能按摩尔定律迅速提高，其价格则在成倍地下降。

“网络通信的普及化”、“信息处理的智能化”和“多媒体技术的实用化”，随着计算机技术的普及应用越来越广泛，越来越深入。

正确把握CAD/CAM 技术的发展趋势，对于我CAD/CAM 软件行业开发适销对路的产品，对于企业正确选型和规划自身的C A D / C A M 应用系统，都有非常深远的意义。

目前看来CAD/CAM 技术应用需求的发展趋势主要有以下几点：1．CAD/CAM 系统应具有更高的开放性C AD / C A M 系统的开放性主要体现在系统的工作平台、用户接口、应用开发环境以及与其他系统的信息交换等方面。

现在市场上的CAD/CAM 产品一般都会为最终用户提供二次开发环境，有些产品甚至会提供其内核源码。

这样就允许用户定制自已的C A D /CAM 系统，具有很好的开放性。

CAD/CAM 系统的开放性是决定其能否真正达到实用化、能否真正使之转化为现实生产力的基础。

C A D / C A M 软件商应该向企业提供易学易用的二次开发工具，即开发面向行业和企业应用的专用C A D /CAM 软件和数据库。

随着计算机技术的不断发展，适合企业的CAD/CAM 应用系统将会更加友好，更受用户欢迎。

2．CAD/CAM 系统应具备更好的集成性集成就是向企业提供CAD/CAM 一体化的解决方案。

集成的出发点是：企业中各个环节是不可分割的，必须统一考虑；企业的整个生产过程实质上是信息的采集、传递和加工处理的过程。

C AD / C A M 系统应用集成性的提高可分为以下四个步骤：（1）以“甩掉图板”为目标的计算机辅助绘图与设计系统；（2）以资源共享、权限控制为目标的产品信息管理系统（PDMS），由此可以甩掉纸介质的图纸文档，并且在企业实现设计生产信息和管理信息的集成，逐步实现甩掉工艺卡；（3）以建立全局产品模型、无纸设计、加工管理为目标的计算机辅助三维设计、分析、仿真模拟以及加工集成系统；（4）以控制产品生命周期为目标的并行工程。

其基本要素是优化设计，并且从产品性能设计、产品制造工艺性能设计、产品可检测性能设计、产品可维护性能设计以及产品依从性能设计入手进行优化。

3．CAD/CAM 系统应用逐步深入，企业提出智能化需求设计是一个含有高度智能的人类创造性活动，智能CAD/CAM 是CAD/CAM 发展的必然方向。

从人类认识和思维的模型来看，现有的人工智能技术对模拟人类的思维活动（包括形象思维、抽象思维和创造性思维等多种形式）往往是束手无策的。

因此，智能C A D / C A M 系统不仅仅是简单地将现有的智能技术与C A D / C A M 技术相结合，更要深入研究人类设计的思维模型，并用信息技术来表达和模仿。

要使产品、工程和系统的质量好、成本低、市场竞争力强，就需要用最好的设计、最好的加工和最好的管理，就十分迫切需要总结国内外相关产品、工程和系统的设计制造经验教训，融合成功的设计制造经验完成智能设计、智能制造系统去指导新产品、新工程和新系统的设计制造，这样才能使我们的产品、工程和系统有创新性。

4．CAD/CAM 系统标准化工作是企业应用的有力保障现有C A D / C A M 软件一般是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，这需要采用标准化技术来保障异构环境下数据的一致性和交互性。

除了C A D / C A M 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C A D / C A M 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。

完善的C A D / C A M 标准体系是指导我国标准化管理部门进行C A D /CAM 技术标准化工作的科学依据，是开发制定C A D / C A M 技术各相关标准的基础，也是促进CAD/CAM 技术普及应用的约束手段。

因此，在CAD/CAM 应用中应跟踪国际的相关标准、研究制定符合我国国情的CAD/CAM 标准，并切实加以执行。

这是促进我国CAD/CAM 技术研究开发、推广应用不断发展的重要保证。

四、我国CAM技术应用过程中存在的问题由于我国的体制、经济模式、以及CAM技术的研究起步较晚、经验不足等原因,使软件技术发展受到了一定的影响。

目前存在的主要间题有：4.1发展模式的制约现代计算机应用技术的发展,使产品更新换代周期不断缩短。

而在我国,这种快速反应能力和应变能力却很差,加上行业内部存在的宏观失控和短期为,较大地影响了计算机应用技术的发展,使得软件产品的性能、质量、品种,以及推广应用等都大大落后于世界水平。

另外企业和商品经济发展的“大而全”、“小而全”、“自成系统”的自然经济特征,也制约了软件技术的正常发展。

绝大多计算机应用项目从立项、投资、开发到应用都是封闭型的。

这样做,势必保护了一些本来可以由社会分工来取代的落后环节,削弱了企业与社会的商品联系,反过来也使开发的软件产品难以大面积推广应用,阻碍了应用软件的商品不七进程。

同时各企业、部门之间的软件开发重复现象也较为严重, 使本来就有限的软件开发人员和资金更加不足。

4.2软件开发人员力量分散我国的CAM软件开发人员主要分布于各行各业的应用部门和高等院校。

在应用部门工作的软件技术人员,包括各企业、各部门的计算中心、信息中心、计算站等,其主要任务是使用计算机宋参与本单位的管理、科研和生产等活动,但在多数单位表现出技术月良务的性质,处于配角地位。

并且他们大多数只是在各自单位的使用范围内参与软件技术工作,主要是为了满足本单位生产、管理的需求。

加上各行业、企业之间的应用软件的使用环境差别,开发出的大多数软件难以作为商品软件进入市场。

在高等院校工作的软件开发人员,由于各种信息比多,思想活跃,了解国内外CAM技术的发展动态,在理论水平和软件开发经验上都占有优势。

但由于设备、资金、人员编制和政策上的限制,多数人员只能作为软件需求者或计算机公司“雇佣”的廉价劳力的身份进行开发工作,这样大大限制了技术水平的发挥,处于非常被动的地位。

再加上缺乏有力的软件开发法律保护虽已颁布了“计算机软件保护例”,但未能得到很好地落实, 开发者的成果和应有的权益没有得到很好的保护,这在一定程度上也挫伤了广大软件开发人员的工作积极性, 影响了工作的正常开展。

4.3CAM系统开发过程中存在认识误区这些错误认识主要表现在以下两个方面：4.3.1缺乏重微机软件思想一些购买微机的企业,只重硬件不重视软件,常选择使用盗版图形软件的办法。

由于得不到很好的技术培训,常导致CAM工作停滞不前。

因为软件是一种特殊的产品,它的使用需要相当技能,如能得到软件公司或代理商的技术援助,常取得事半功倍的效果。