计算机辅助技术
对机械设计制造的影响和促进
1.计算机辅助技术的发展
上世纪50年代CAD技术处于被动式的图形处理阶段。60年代计算机图形学、交互技术、分层存储符号的数据结构等新思想被首次提出，从而为计算机辅助技术的发展和应用打下了基础。60年代中后期出现了许多商品化的CAD设备。1970年美国Applicon公司第一个推出完整的CAD系统，出现了面向中小企业的计算机辅助产品商品化系统。到了80年代，计算机辅助技术迅猛发展，从大中企业向小企业扩展；从发达国家向发展中国家扩展；从用于产品设计发展到用于工程设计和工艺设计。90年代，计算机辅助技术进入了开放式、标准化、集成化和智能化的发展时期，图形接口、图形功能日趋标准化。随着科技的发展，计算机辅助技术对机械设计制造水平的提高起到了重要作用。
2.计算机辅助技术对汽车工业的影响和促进
汽车工业最能代表一个国家工业的发展水平，而汽车工业也是计算机辅助技术的大用户。接下来以汽车工业为例，介绍计算机辅助技术对机械设计制造的影响和促进。
美国福特汽车公司在计算机辅助技术方面处于领先地位。早在80年代初，福特公司就着手计算机辅助系统的规划，建成了以工作站为主体的环形网络系统；1985年已经有一半以上的产品设计工作使用图形终端实现；1986年新开发的TAURUS和SABLE轿车，大约70%的外钣金件使用计算机辅助技术;90年代初全面实行产品开发的计算机辅助软件应用率可达100%。福特公司1990年工作站已达2000台，以FGS工作站(约占70%)和CV工作台(约占18%)为主，其应用软件主要为自行开发的PDGS和CAD/CAM。1993年以后，福特汽车公司提出C3P(CAD/CAE/CAM/PDM)概念，并决定今后将采用I-DEAS软件作为其主流核心软件。德国各大汽车公司普遍采用CATIA作为其计算机辅助系统的主导软件。1994年，德国大众集团决定用CATIA和Pro/Engineer作为其将来开发新车型的主导CAD系统。法国雷诺汽车公司应用Euclid软件作为计算机辅助技术的主导软件，目前已有95%的设计工作量用该软件完成，并开发出很多适合汽车工业需求的模块，如用于干涉检查的Megavision,用于钣金成形分析的OPTRIS等。日本三菱汽车公司1960年从冲模的
NC数控加工着手，以CAD/CAE/CAM为动力，对从设计到制作的各项工程踏踏实实地进行了改革，至今，已形成了从车型款式设计到车身组装的新车型开发的完整的CAD/CAE/CAM系统。
我国汽车制造业的计算机辅助技术研发工作始于70年代，发展迅速，已取得了良好的经经济效益。少数大型企业，如一汽、二汽等，已建立起比较完整的计算机辅助系统，其应用水平也接近国际先进水平。
3.计算机辅助技术在我国的应用
我国开展计算机辅助技术应用工作在上世界70年代，并不算晚；通过引进，不少企业的软、硬件条件与国外相比也相差不大。但是，国内的计算机辅助技术应用与国外先进水平相比存在较大的差距。由于采用计算机辅助技术投资大，有较大风险，效益回报有一定的滞后期，所以在原有经济体制下难以推广。在过去，由于条块分割，重复引进，企业相互之间缺乏必要的交流和协作，影响了计算机辅助技术效益的发挥。另外，人才培养的不足也影响了在我国的发展，福特等企业之所以计算机辅助技术应用得好，是因为得益于几十年来一直大力开展计算机辅助技术应用而积淀下来的宝贵经验以及培养出了一支高水平的技术队伍。现在国内既懂计算机软、硬件，又有丰富专业知识的人才奇缺，而这恰是企业最为宝贵的财富。
上世纪80年代，国家七五期间，国家支持对24个重点机械产品进行了计算机辅助技术的开发研制工作，为我国计算机辅助技术的发展奠定了一定的基础。1986年，国家科委实施的863计划，促进了计算机辅助技术的研究和发展。到了“九五”期间，国家科委又颁发了《1995～2000年我国CAD/CAM应用工程发展纲要》，将推广、应用计算机辅助技术作为改造传统企业的重要战略措施。特别是机械行业，自1995年以来，相继开展了“CAD应用1215工程”和“CAD应用1550工程”，前者是树立12家“甩图板”的CAD应用典型企业，后者是培育50～100家计算机辅助技术应用的示范企业，扶持500家，继而带动5000家企业的计划。通过国家这些重大举措，我国计算机辅助技术的研发与应用取得了较大进步，但由于一些企业经济实力不足，技术人才短缺，计算机辅助技术不能够完全应用到生产实践中去。
CAD方面，应用主要是二维绘图、三维造型、装配造型、有限元分析和优化设计等，其中二维绘图技术在企业应用情况较好，这一方面得益于国家的大力推广，另一方面是由于二维绘图技术解决的是所有企业的共性问题。三维造型软件由于早期没有推出微机版本，需要在工作站环境中工作，投资较大，所以采用的企业相对少一些，应用情况好的也相对少一些；尽管目前早已推出比较成熟稳定的微机版本，但大多数企业并未认识到其优势所在，仍然固守于二维绘图；基于三维
造型技术的装配造型也因此很少应用。有限元分析和优化设计则普及率更低，原因是这些系统都进行了一定的理论假设，所以其结果的可靠性稍低，应用难度也较大，只用于某些必须的场合。CAM方面，企业普遍应用的只是数控程序编制，华中数控系统、南京SKY系统、日本FUNUC系统、德国SIEMENS系统在国内企业中应用已经非常广泛，而广义的CAM只有少数大型企业采用，在中小企业中极少应用。中小企业采用的多是单一功能的计算机辅助软件，难以达到计算机辅助的功能集成。尽管有些企业配备了高水平的集成软件，也花巨资引进了配套设备，但由于缺少高素质的技术人员，配备的软件和设备没有得到有效利用，只利用了极少一部分功能。
3.结论
计算机辅助技术给机械行业带来了巨大变革，使传统的机械设计与制造发生了质的飞跃，在全球范围内受到普遍关注和重视，在这一时代背景下，我国机械行业要想跟上时代的步伐，必须把握好计算机辅助技术的正确发展方向，更加深入的应用计算机辅助技术。在国家举措的推动下，我国机械制造企业要重视计算机辅助技术的推广应用，把计算机辅助技术视作企业发展的关键，不惜代价投入资金、引进人才。科研单位要紧跟世界潮流，跟踪国际动态，并结合我国国情及规范，面向国内生产单位，开发出具有我国特色的计算机辅助产品。不断加大科技创新力度，使我国的计算机辅助产品更加方便实用，成为世界先进产品。
钣金加工计算机辅助工艺系统_先进制造技术_钣金设计_1933
