關於CAD知識普及

計算機輔助設計(CAD-Computer Aided Design)指利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作。 在設計中通常要用計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較，以決定最優方案;各種設計信息，不論是數字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機的內存或外存裏，並能快速地檢索;設計人員通常用草圖開始設計，將草圖變為工作圖的繁重工作可以交給計算機完成;由計算機自動產生的設計結果，可以快速作出圖形，使設計人員及時對設計作出判斷和修改;利用計算機可以進行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉等有關的圖形數據加工工作。

發展歷程

CAD(Computer Aided Design)誕生於60年代，是美國 麻省理工大學提出了交互式圖形學的研究計劃，由於當時硬件設施的昂貴，只有美國通用汽車公司和美國波音航空公司使用自行開發的交互式繪圖系統。

70年代，小型計算機費用下降，美國工業界才開 始廣泛使用交互式繪圖系統。

80年代，由於PC機的應用，CAD得以迅速發展，出現了專門從事CAD系統開發的公司。當時VersaCAD是專業的CAD製作公司，所開發的CAD軟件功能強大，但由於其價格昂貴，故不能普遍應用。而當時的Autodesk公司是一個僅有員工數人的小公司，其開發的CAD系統雖然功能有限，但因其可免費拷貝，故在社會得以廣泛應用。同時，由於該系統的開放性，該CAD軟件升級迅速。

設計者很早就開始使用計算機進行計算。有人認為Ivan Sutherland在1963年在麻省理工學院開發的Sketchpad是一個轉折點。SKETCHPAD的突出特性是它允許設計者用圖形方式和計算機交互：設計可以用一枝光筆在陰極射線管屏幕上繪製到計算機裏。實際上，這就是圖形化用户界面的原型，而這種界面是現代CAD不可或缺的特性。

CAD最早的應用是在汽車製造、航空航天以及電子工業的大公司中。隨着計算機變得更便宜，應用範圍也逐漸變廣。

CAD的實現技術從那個時候起經過了許多演變。這個領域剛開始的時候主要被用於產生和手繪的圖紙相仿的圖紙。計算機技術的發展使得計算機在設計活動中得到更有技巧的應用。如今，CAD已經不僅僅用於繪圖和顯示，它開始進入設計者的專業知識中更“智能”的部分。

隨着電腦科技的日益發展，性能的提升和更便宜的價格，許多公司已採用立體的繪圖設計。以往，礙於電腦性能的限制，繪圖軟件只能停留在平面設計，欠缺真實感，而立體繪圖則衝破了這一限制，令設計藍圖更實體化。

本世紀初眾多學院已開設cad課程

申報條件

凡遵守中華人民共和國憲法和各項法律，恪守職業道德，具有一定計算機技術應用能力的人員，均可根據本人情況，報名參加相應專業類別、級別的考試，考生可根據自己的技術水平選擇合適的級別。

CAD認證

1.全國計算機輔助技術認證項目簡介 為深入貫徹落實黨的17大關於“大力推進信息化與工業化融合，促進工業由大變強”的精神，加快工業和信息技術人才培養的步伐，滿足國民經濟和社會信息化發展對工業和信息技術人才的需求，我中心決定開展“全國計算機輔助技術認證”項目(簡稱CAXC項目)。項目主要面向全國各類大中專院校、職業技術類院校師生以及希望就職於計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助工程(CAE)、計算機輔助製造(CAM)、計算機輔助工藝計劃(CAPP)、產品數據管理(PDM)等相關行業的社會人員,以提高廣大院校師生和各類工程技術人員的職業技能為宗旨，通過專業、系統的技能課程培訓、認證，幫助學員掌握就業必備的知識與技能。CAXC項目必將對完善工業和信息化人才評測體系，加快工業信息技術複合型人才培養起到積極的推動作用。

2.開展全國計算機輔助技術認證項目的迫切性 製造業是一個國家發展的支柱行業，製造業的發展決定着國家的發展。2011年，我國出口產品以低附加值、勞動密集型產品為主。從現實和發展的眼光看，把“世界車間”打造成“世界工廠”，把“中國製造”變成“中國創造”勢在必行。我國大學生中38%為工科類學生，雖然畢業人數眾多，但是並不能滿足企業需求。CAXC項目採用現代信息技術、網絡技術、多媒體技術等先進的教育技術手段，將最新的、最普及的，最實用的2DCAD/3DCAD/CAE/CAPP/CAM/PDM設計管理技術與技能傳送給學員，使學員在短期內瞭解工業產品設計流程，極大地縮短了學員在企業的實習週期，學以致用，快速為企業設計更好的產品。

教育部教育管理信息中心在分析各種認證的基礎上，結合國內企業的發展情況，以企業的實際需求為出發點, 注重學習者的技能訓練，改變了傳統的認證模式，在認證的組織和內容上邀請國內企業界的專家和國際相關著名公司加入，確定認證內容，並指導和管理認證過程。為了規範流程，教育部制定了實施規程，確定專門機構和專人對整個過程進行控制，保證項目的`權威性和嚴肅性。

系統組成

通常以具有圖形功能的交互計算機系統為基礎，主要設備有：計算機主機，圖形顯示終端，圖形輸入板，繪圖儀，掃描儀，打印機，磁帶機，以及各類軟件。

工程工作站

一般指具有超級小型機功能和三維圖形處理能力的一種單用户交互式計算機系統。它有較強的計算能力，用規範的圖形軟件，有高分辨率的顯示終端，可以聯在資源共享的局域網上工作，已形成最流行的CAD系統。

個人計算機

pc系統價格低廉，操作方便，使用靈活。80年代以後，pc機性能不斷翻新，硬件和軟件發展迅猛，加之圖形卡、高分辨率圖形顯示器的應用，以及pc機網絡技術的發展，由pc機構成的cad 系統已大量湧現，而且呈上升趨勢。

外圍設備

除了計算機主機和一般的外圍設備外，計算機輔助設計主要使用圖形輸入輸出設備。交 工程製圖互圖形系統對cad 尤為重要。圖形輸入設備的一般作用是把平面上點的座標送入計算機。常見的輸入設備有鍵盤、光筆、觸摸屏、操縱桿、跟蹤球、鼠標器、圖形輸入板和數字化儀。圖形輸出設備分為軟拷貝和硬拷貝兩大類。軟拷貝設備指各種圖形顯示設備，是人機交互必不可少的;硬拷貝設備常用作圖形顯示的附屬設備，它把屏幕上的圖像複印出來，以便保存。常用的圖形顯示有三種：有向束顯示、存儲管顯示和光柵掃描顯示。有向束顯示應用最早，為了使圖像清晰，電子束必須不斷重畫圖形，故又稱刷新顯示，它易於擦除和修改圖形，適於作交互圖形的手段。存儲管顯示保存圖像而不必刷新，故能顯示大量數據，且價格較低。光柵掃描系統能提供彩色圖像，圖像信息可存放在所謂幀緩衝存儲器裏，圖像的分辨率較高。

CAD軟件

除計算機本身的軟件如操作系統、編譯程序外，cad主要使用交互式圖形顯示軟件、cad應用軟件和數據管理軟件3類軟件。

交互式圖形顯示軟件用於圖形顯示的開窗、剪輯、觀看，圖形的變換、修改，以及相應的人機交互。cad應用軟件提供幾何造型、特徵計算、繪圖等功能 ， 以完成面向機械、廣告、建築、電氣各專業領域的各種專門設計。構造應用軟件的四個要素是：算法 、數據結構、用户界面和數據管理。數據管理軟件用於存儲 、檢索和處理大量數據，包括文字和圖形信息。為此，需要建立工程數據庫系統。它同一般的數據庫系統相比有如下特點：數據類型更加多樣，設計過程中實體關係複雜，庫中數值和數據結構經常發生變動，設計者的操作主要是一種實時性的交互處理。

輔助模型

常用的CAD軟件，也就是所謂的三維製圖軟件，較二維的圖紙和二維的繪圖軟件(比如AutoCAD [3])而言，三維CAD軟件能夠更加直觀、準確地反映實體和特徵。

對於專業企業，因為繪製目標不同，還常存在有多種CAD系統並行的局面，那麼就需要配置統一的、具備跨平台能力的零部件數據資源庫，將標準件庫和外購件庫內的模型數據以中間格式(比如通用的有IGS、STEP等)導出到三維構型系統當中去，如主流的Autodesk Inventor，SolidWorks,CATIA,SolidEdge,Pro/E,AutoCAD,UG NX,Onespace等。國外，這種網絡服務被稱為“零部件圖書館”或“數據資源倉庫”。目前，航天航空領域使用較多的為Pro/E，飛機和汽車等複雜產品製造領域則使用Catia居多，而在中小企業使用Solidworks較多。在歐美和日本的PLM用户中，基於互聯網的PLM零部件數據資源平台LinkAble PARTcommunity(簡稱PCOM)的知名度一點都不亞於今天我們所熟知的BLOG和SNS這樣的網絡平台。

基本技術

主要包括交互技術、圖形變換技術、曲面造型和實體造型技術等。

在計算機輔助設計中，交互技術是必不可少的。交互式cad系統， 指用户在使用計

cad系統算機系統進行設計時，人和機器可以及時地交換信息。採用交互式系統，人們可以邊構思 、邊打樣、邊修改，隨時可從圖形終端屏幕上看到每一步操作的顯示結果，非常直觀。

圖形變換的主要功能是把用户座標系和圖形輸出設備的座標系聯繫起來;對圖形作平移、旋轉、縮放、透視變換 ;通過矩陣運算來實現圖形變換。

計算機設計自動化計算機自身的cad，旨在實現計算機自身設計和研製過程的自動化或半自動化。研究內容包括功能設計自動化和組裝設計自動化，涉及計算機硬件描述語言、系統級模擬、自動邏輯綜合、邏輯模擬、微程序設計自動化、自動邏輯劃分、自動佈局佈線，以及相應的交互圖形系統和工程數據庫系統。集成電路cad有時也列入計算機設計自動化的範圍。