如何选择CAD/CAM平台?

    以计算机数控技术、计算机图形图像技术、计算机数据分析及计算机网络技术为基础发展起来的CAD/CAM/CAE/MIS极大地促进了工业企业生产及管理的现代化进程。CAD/C AM在机械行业的应用中尤以模具制造业的应用成果最为突出。CAD/CAM技术的引入,不仅提高了产品质量,缩短了新产品的开发周期,也为工厂实现由产品设计、生产到管理的一体化、无图纸化奠定了基础。自70年代末我国开展CAD/CAM应用以来,先后采用了自主开发、技术引进等不同模式,经历了大型机、小型机、工程工作站到微机网络的发展过程。在CAD/CAM的应用上既有成功的经验,也有失败的教训。总结成功与失败的经验教训,把握 CAD/CAM软、硬件及系统结构的发展趋势,结合工厂应用实际做好规划选型工作,是确保C AD/CAM系统成功应用的关键。

    硬件平台及发展趋势

    计算机硬件平台是CAD/CAM技术的基础,计算机硬件的每一次技术突破都带来CAD/CA M技术革命性的变化。把握硬件平台的发展趋势,选准未来的主流产品,是系统选型最基础的工作。 
    CAD/CAM技术对分析计算、图形处理及数据库等有较高的要求。在70年代初,计算机硬件水平很低,因此CAD/CAM系统只能在大型机上实现(如IBM3031、HONEYWELL780等),系统结构为主机终端式。80年代初,CAD/CAM硬件平台转向小型机,主要进行2D绘图、数据计算等。80年代末90年代初风靡世界的工程工作站,以其相对较低的价格,强大的图形图像处理及科学计算功能适应了CAD/CAM技术的发展要求,但UNIX操作系统较高的系统维护要求,难以汉化与掌握,硬件平台之间仍有不兼容的问题,使得它距软件开发的社会化要求仍有距离。当时的单套系统价格一般在10万美金～20万美金,难以满足CAD/CAM大规模推广普及的价格要求。企业只能集中资金少量引进,以大型机的方式使用,无法满足企业应用点分散、生产信息流网络化的要求。随着微机系统的发展,其主频速度在短短几年内由2 0MHz发展到300MHz,直追传统工程工作站的速度,应用领域几乎覆盖了计算机应用领域的 80%。高配置的NT工作站已与传统工程工作站的图形、图像处理功能不相上下,但系统价格只有传统工程工作站的三分之一到五分之一。简单易学的用户界面,易于维护的系统结构,促进了企业CAD/CAM的普及推广。特别是网络技术的成熟,为真正实现网络下的CAD/C AM/CAE/MIS一体化奠定了技术基础。IBM、COMPAQ、DELL、HP等著名的PC及工作站厂商同时推出或转向基于PentiumⅡ的NT工作站,以及软件开发商向PC的移植浪潮标志着这一发展趋势的开始。

    软件系统平台

    操作系统是CAD/CAM系统的灵魂,操作系统的生死存亡对以此为基础发展起来的应用软件至关重要。系统界面的优劣、系统的开放性、应用软件的多寡,以及市场覆盖面的大小都决定了未来的流行程度。当今流行的操作系统以Unix、Windows系列及Machintosh为主,现就各操作系统的应用领域及发展趋势分析如下:

    Unix

    由美国斯坦福大学AT&开发而发展起来的Unix操作系统曾有过辉煌的历史。其系统以优越的资源管理及网络功能而成为工程工作站的操作系统,并因此风靡世界。但软、硬件的价格高昂、操作复杂、系统维护困难、配套的应用软件匮乏等限制了其进一步的发展。已有迹象表明,Unix在主要应用领域将逐步被Windows NT所取代。其应用将转移到大型机与小型机适用的银行、金融、通信等专业领域。

    Windows 
    微软成功地占据了80%以上的计算机市场。Windows系列产品友好的用户界面、稳定的性能、低廉的价格、众多的用户、丰富的应用软件资源是其生命力的最佳体现。今后无论操作系统如何变革,都不会置80%以上的用户群于不顾。应该说Windows已经确立了其主流地位。近年来在网络技术上的巨大成功,以及借PC机功能的迅速提高,PentiumⅡ与W indows NT所形成的NT工作站,开始冲击工程工作站的传统应用领域。

    Macintosh 
    这是美国Apple计算机公司的著名产品,以其优越的视窗功能应用于图像处理、印刷出版及教育等领域。但因系统的封闭性,痛失发展良机。已经不可能成为操作系统的主流产品。

    生产实际对CAD/CAM系统结构的要求

    工业企业的实际生产管理过程是一个由产品规划、产品设计、性能测试、工艺准备、主体零部件生产、标准件及特种件外购、产品组装及检验、产品销售及服务等集体协作、分散集中、不断反馈的信息流网络。具体到狭义的CAD/CAM系统(如模具CAD/CAM系统 )也同样如此。所以只有网络下的CAD/CAM/CAE/MIS集成系统才是未来的发展方向。当然 ,实际CAD/CAM系统的引进过程是一个不断完善的过程,一个由点、线到面不断发展的过程。成熟的网络技术正是这样一个可以任意扩展的系统,但每一方面的应用软件都必须具备可以在网络下运行的特征,必须具有完备的国际通用的图文交换接口。

    CAD/CAM系统的建模基础

    CAD/CAM的建模(造型)是CAD/CAM的技术核心和基础。对CAD/CAM的整体技术水平及相关功能的发展至关重要。当今流行的商品化CAD/CAM系统主要基于2D平面或3D线架造型以及真3D NURBS曲面造型和参数化实体造型三种。

    2D平面或3D线造型

    2D平面或3D线框造型以Autodesk公司的AutoCAD、早期的MARSTCAM、CADKEY等为代表。主要解决计算机绘图等初级工作。国内以此为基础所开发的系统(如高华CAD、开目CA D、BCAD、正直CAD、TurboCAD等)都是这种系统。

    真3D NURBS曲面造型

    以DUCT/SHAPE、I-DEAS为代表的真3D NURBS 曲面造型是3D建模技术的发展方向之一。在解决复杂形体单一零件的三维建模方面起着不可替代的作用。特别适合于复杂模具、汽车、飞机等复杂曲面产品的设计与制造。

    参数化实体造型

    以PRO/E、SOLID EDGE为代表的实体造型如实反映了所设计零件的空间结构,参数化设计确保了零件、部件、总装及2D、3D工程图修改的相关性,完全符合机械设计的自然过程。特别适合于单个零件相对简单、部件结构比较复杂的产品设计,是机械CAD最重要的发展方向之一。

    在CAD/CAM系统的规模上,人们往往希望同一家公司软件规模越大越好,最好能包罗万象。但实际上,任何一家公司作为个体,无论人力与物力都无法与全社会的力量相比,不可能满足全社会多方面的要求。大而全必然会损失功能的优越性及系统的可靠性。但用户的实际要求确实是多方面的。好在计算机技术的发展已经为我们解决了这个矛盾。相互兼容的硬件平台及统一的软件平台为CAD/CAM应用软件系统开发的社会化奠定了良好的基础。所以采用系统集成的方式是满足用户不同要求的必由之路。

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