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從技術的角度看，20世紀60年代初出現的計算機輔助設計技術，最初主要是用來解決自動繪圖問題的。但隨著計算機軟硬件技術及其相關領域的發展，今天的計算機輔助設計技術已經成為一門綜合性應用技術。它涉及圖形圖像處理、工程分析方法、數據管理與交換技術，以及軟件設計等眾多領域。

也就是說，隨著實際工程設計對設計軟件要求的不斷提高，設計軟件的複雜性也逐漸增加，功能漸趨完善。由此可以看出，工程設計的需要才是軟件功能設計的最根本出發點。那麼，目前工程設計對軟件的基本功能要求是什麼呢？一般認為，目前工程設計對設計軟件的功能需求主要有以下幾個方面。

l  幾何建模

l  工程分析

l  軟件的個性化

l  協作設計與標準化設計

l  設計信息管理

l  數據庫與圖形庫的建立

l  模型的輸入與輸出

1.1.1  幾何建模

長期以來，圖樣一直是在各式各樣的工程設計中表達設計者思想的工程「語言」。這是因為圖樣在表達複雜設計意圖的直觀性方面有著其他方法不可比擬的優勢。但隨著計算機技術的發展，平面的二維圖形已不是直觀表達設計意圖和結果的惟一方式。為適應技術的發展，在工程設計領域「繪圖」一詞正逐漸被「幾何建模」所代替。目前在計算機輔助設計中常用的幾何模型有：線框模型、曲面模型和實體模型。原來的平面圖形可以劃歸到線框模型中，而目前的CAD軟件一般都能很好地進行平面圖形的繪製，以保證與傳統的工程設計方法有良好的一致性和繼承性。

1.1.2  工程分析

一般來講，幾何建模和工程分析是當今CAD技術發展的兩大主線。所謂工程分析是指在進行工程設計中，為確定某些結構或性能參數所進行的必要計算。在CAD軟件研究領域，工程分析特指一些工程分析計算方法及相應的設計軟件。

目前，在工程設計分析領域使用效果良好，並具有一定通用性的設計分析軟件主要包括有限元分析類軟件和優化設計方法類軟件。但由於工程分析方法大都有較強的針對性，如果要使通用的CAD軟件系統完全具備這些功能，就會導致軟件過於龐大。為此，一個較好的解決方案是由通用CAD軟件系統平台提供一定的二次開發接口，以便將特定用戶所需的工程分析軟件模塊無縫鏈接到通用CAD軟件系統中。

1.1.3  軟件的個性化

在CAD軟件從無到有的發展過程中，無論是軟件開發者還是用戶都逐漸明白了一個道理，那就是沒有萬能的軟件。在軟件的功能和用戶的需求之間，總會存在著一定的差別，軟件公司永遠也不可能研發出完全適合於所有用戶的軟件系統。那麼如何才能最大限度地滿足用戶的個性化需求呢？答案是給用戶提供重新設置、修改及對軟件進行二次開發的可能。只有這樣，一個軟件才能成為一個國際化的、通用化的軟件。

一般來講，軟件的個性化主要是指軟件界面和設計繪圖結果表達的個性化，以及軟件能否滿足特定用戶所遵循的設計標準的能力。軟件的個性化能力從某種意義上講，是一個CAD軟件能否獲得用戶認可的關鍵因素之一。

1.1.4  協作設計與標準化設計

一般情況下，工程設計是一種群體行為，一項工程設計只有通過許多人的共同努力才能完成。因此設計過程中的相互協作是必不可少的。CAD技術和CAD軟件的使用只能增強和方便這種聯繫和協作，而不能相反。同時，協作設計也是提高設計速度和質量所必需的。

多年來，工程設計領域一直在追求設計的標準化，它不但可以使設計信息得到準確的交流，而且也為實際施工節省了大量的費用，並提高了設計及施工質量。

CAD技術的引入同樣會促進設計的標準化，它不但能使原來不易解決的問題——例如CAD技術使文字書寫的標準化問題——輕而易舉地得到解決，而且還會給設計領域帶來更多的好處和更深遠的影響。

目前大多數CAD軟件都十分注意軟件進行協作設計和標準化設計的能力，可以說任何一個用戶在採用CAD軟件進行工程設計以後，其所在單位或機構的協作設計能力和在設計中貫徹標準化設計的能力都會有不同程度的提高。

1.1.5  設計信息管理

實際工程設計涉及的設計信息是很多的，如圖形名稱、設計者、審核人、設計日期、修改日期，以及各種零部件技術要求等。因此，如何高效存儲和利用這些信息是工程設計中必須很好解決的問題。

目前，由於設計信息的管理工作已受到用戶和CAD軟件研發公司的重視，所以在各種類型的CAD軟件系統中，其設計信息管理功能都日趨完善。在對實際工程設計進行管理的過程中，用戶只要有意識地注意設計信息的管理問題，必然會對用戶的設計管理工作起到良好的幫助作用。

1.1.6  數據庫與圖形庫的建立

在使用常規設計方法進行工程設計的過程中，通常需要查閱大量的手冊、文獻及各種數據圖表，而這是一件既費時又費力的工作。使用計算機進行輔助設計之後，人們期望這種情況會有所改觀，事實正是如此。目前，這些設計資料一般都可以以數據庫的形式存放在局域網或因特網上，供使用者隨時查詢。由此可以看到，CAD軟件還必須具有存儲和使用本機或網絡上的設計數據庫的能力。

在各種工程設計中，人們都大量使用標準件，機械設計更是如此。在實際工程中，這些標準件是不需要用戶自己製造的。但為了保證表達的完整性，設計者在設計過程還必須認真地按標準繪製。如果能將標準件的數據和相應的圖形存儲在計算機中，在設計過程中由用戶選擇調用，將會大大提高繪圖的速度和質量。正因為如此，在現實生活中購買設計軟件時，一般有經驗的用戶都會十分關心軟件所提供的設計標準件和常用件圖庫的數量和質量。

當然，由於實際工程設計的複雜性和多樣性，任何一個CAD軟件系統都無法滿足所有用戶的每一個要求。如何解決這一問題呢？出路就是由CAD軟件系統提供用戶自建或擴充標準件庫的方法，由用戶自己建立或補充所需要的標準件或常用件圖庫。

1.1.7  模型的輸入與輸出

無論是在設計完成之後或者在設計過程中，都存在設計數據和設計結果的輸入輸出問題。這個問題看起來比較簡單，但仔細分析一下就能發現，問題是比較複雜的。比如在一項工程設計中，有兩個或兩個以上的單位參加，而這些單位使用的是不同廠家的CAD軟件。那麼他們各自產生的設計圖紙或模型信息能不能交換，如何交換？再比如，有一家工廠既搞了CAD，又上了CAM，那麼CAD與CAM系統之間的數據能不能實現交換？事實上，模型的輸入與輸出，或者說是數據交換問題一直是CAD/CAM技術領域備受關注的問題之一。到目前為止，系統間數據的交換問題尚沒有得到徹底解決。因此，用戶對這方面的問題給予關注是十分必要的。

以上針對工程設計的實際需要，從幾個方面討論了CAD軟件系統應具備的主要功能。瞭解這些內容對讀者的實際工作及今後深入學習研究CAD軟件的功能都是有益的。但由於上述任何一個方面的問題都涉及到複雜的系統理論，因此，受本書篇幅的限制，在此就不展開討論了。有興趣的讀者可參看相關書籍。