淺析計算機輔助軟件設(shè)計及其發(fā)展應(yīng)用

鄧玉容

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

關(guān)鍵詞：計算機輔助設(shè)計技術(shù)；軟件；發(fā)展應(yīng)用

引言

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

1 計算機輔助軟件設(shè)計方法功能簡介

1.1 計算機輔助軟件設(shè)計方法特點

CAD系統(tǒng)的設(shè)計方法有這樣的一些特點。第一，計算機輔助設(shè)計可以大大提高設(shè)計的可靠性與精確性。第二，CAD系統(tǒng)能夠很好的減少設(shè)計的周期，實現(xiàn)對制造、設(shè)計的一體化，進而有效降低生產(chǎn)的成本。第三，分析與設(shè)計進行整合實現(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力整合。

1.2 計算機輔助軟件設(shè)計方法功能

計算機輔助軟件設(shè)計方法的功能有如下幾點：分析功能，能夠?qū)ο到y(tǒng)所作出的產(chǎn)品進行全方位的性能分析；圖形處理功能；科學(xué)計算功能，這包含有各種繁瑣輔助的工程計算與分析；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表等；數(shù)據(jù)處理功能，能夠進行全自動繪圖并通過三維或二維的形式來展現(xiàn)。

2 計算機輔助軟件設(shè)計的應(yīng)用

2.1 計算機輔助設(shè)計軟件在建筑設(shè)計中的應(yīng)用

伴隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的不斷發(fā)展，設(shè)計中引入了電腦制圖功能，建筑師們可以通過計算機強大的運算能力與三維建模能力來對設(shè)計的想法與實際建筑物進行綜合對比分析?？v觀建筑設(shè)計軟件的發(fā)展更新歷程（3DS-3DSMAX-3DVIZ），可以看出，計算機系統(tǒng)為建筑師們的建筑設(shè)計帶來了極大的便利，也讓建筑設(shè)計的方案有了進一步的發(fā)展和拓展。當我們對建筑設(shè)計方案有了最初的構(gòu)思以后就可以利用上述軟件進行整體的形體研究。建筑物各個體塊的高矮、大小和空間距離等關(guān)系都可以通過計算機輔助軟件來實現(xiàn)調(diào)整，便捷的數(shù)據(jù)處理為建筑物的設(shè)計方案進行多方面、綜合性的調(diào)整與驗證，從而實現(xiàn)對設(shè)計與表現(xiàn)的同步化。同時系統(tǒng)也為我們在進行每一個設(shè)計方案的實際運行提供了邊實施邊驗證邊矯正的可能，這也更便捷的體現(xiàn)設(shè)計方案的完美性。與傳統(tǒng)的設(shè)計相比，CAD技術(shù)可以通過對建筑系統(tǒng)的點、線、面進行全方位的透視，這對建筑物各個立面的虛實關(guān)系以及形體比例進行多方位的調(diào)整，從而更有效地、更準確的實現(xiàn)設(shè)計方案的優(yōu)化性。電腦設(shè)計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)計帶來了全新的手段與方式，更重要的一點就是它將對未來建筑設(shè)計理念的轉(zhuǎn)變產(chǎn)生較為深遠的影響。

2.2 計算機輔助設(shè)計軟件在牙科專業(yè)中的應(yīng)用

在牙科專業(yè)中，對牙科修復(fù)設(shè)計的要求是非常嚴謹和細致的，這包含對材料的厚度與材料選擇的自動調(diào)配，同時還有對倒扣區(qū)域的補償加工以及消除等方面。牙科的設(shè)計師通過運用CAD系統(tǒng)能夠根據(jù)牙科客戶自身需求進行預(yù)先的數(shù)據(jù)參數(shù)調(diào)整，同時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)能夠為沒有任何計算機輔助設(shè)計經(jīng)驗的牙科醫(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)計方案的時間，原先需要幾天甚至幾周才能實現(xiàn)的牙科設(shè)計，目前只需要幾分鐘就可以完成。CAD系統(tǒng)強大的自動化功能能夠為設(shè)計師們節(jié)省時間，同時減少對修復(fù)體設(shè)計的出錯幾率。在對設(shè)計的每一個階段都能夠提供比較真實直觀的工具，這其中包含的有陰影部分、牙冠、解刨型內(nèi)冠等，同時還有對設(shè)計過程中形狀細節(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，同時計算機系統(tǒng)的及時更新也能夠反映在每一個參數(shù)上。

2.3 計算機輔助設(shè)計技術(shù)在機械設(shè)計中的應(yīng)用

作為機械工程的重要組成部分，機械設(shè)計是機器生產(chǎn)的前提，同時也是機械性能最為主要的因素之一。機器的設(shè)計質(zhì)量很大程度上決定了一部機器工作性能與質(zhì)量的好壞。廣義的機械設(shè)計包含對各個零部件的尺寸、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，同時需有輔助的計算與構(gòu)思過程，這不僅需要有強大的構(gòu)思能力同時還應(yīng)具有豐富的實踐經(jīng)驗。在機械設(shè)計過程中，幾乎所有細節(jié)步驟過程都涉及有計算機的輔助，這囊括對大量數(shù)據(jù)的處理分析計算、圖形的整合編輯修改以及對零件的強度與動力方面的測試等等。

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)展以及計算機設(shè)備的不斷更新與出現(xiàn)，未來的計算機輔助設(shè)計軟件系統(tǒng)將得到更進一步的發(fā)展。

（1）智能化的設(shè)計功能。傳統(tǒng)的CAD系統(tǒng)的設(shè)計方法是御用人機交互將工程圖中的約束信息進行計算機信息輸入，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，對計算機輔助設(shè)計的方法與設(shè)計途徑都有大的轉(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，將圖像的約束信息進行重組分析，并在這些信息的識別基礎(chǔ)上進行推理分析實現(xiàn)對圖像的重組。

（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)展的一個重要方向，在一個企業(yè)內(nèi)部，工程部門之間都有大中型的微型計算機系統(tǒng)。這需要對這些系統(tǒng)進行網(wǎng)絡(luò)連接，從而實現(xiàn)對信息系統(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，這也讓人與計算機之間的關(guān)系更為融洽，從而形成文本、聲音和圖形并存一體的人機界面。這對未來的系統(tǒng)更新都是非常好的基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上達到一種超模擬的效果，能夠讓使用者獲得更為逼真的體驗，同時對所研究的對象之間進行全身心的真實體驗，從而實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實的交互性。

4 結(jié)束語

以計算機為基礎(chǔ)并具有綜合性的CAD系統(tǒng)日益得到人們的認可，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，人與機之間的對話就顯得尤為重要。在許多領(lǐng)域中人機對話與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。這也是計算機輔助軟件設(shè)計意義更為重要的關(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。

參考文獻

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