電腦輔助設計

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電腦輔助設計(CAD-Computer Aided Design)

　　電腦輔助設計指利用電腦及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作 。簡稱CAD。 在工程和產品設計中，電腦可以幫助設計人員擔負計算、信息存儲和製圖等項工作。在設計中通常要用電腦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，都能存放在電腦的記憶體或外存里，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電腦完成；由電腦自動產生的設計結果，可以快速作出圖形顯示出來，使設計人員及時對設計作出判斷和修改；利用電腦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。CAD 能夠減輕設計人員的勞動，縮短設計周期和提高設計質量。

　　20世紀50年代在美國誕生第一臺電腦繪圖系統，開始出現具有簡單繪圖輸出功能的被動式的電腦輔助設計技術。60年代初期出現了cad 的曲面片技術，中期推出商品化的電腦繪圖設備。70年代，完整的cad 系統開始形成，後期出現了能產生逼真圖形的光柵掃描顯示器 ， 推出了手動游標、圖形輸入板等多種形式的圖形輸入設備，促進了cad技術的發展。80 年代，隨著強有力的超大規模集成電路製成的微處理器和存儲器件的出現，工程工作站問世 ，cad技術在中小型企業逐步普及。80 年代中期以來，cad 技術向標準化、集成化、智能化方向發展。一些標準的圖形介面軟體和圖形功能相繼推出，為cad 技術的推廣、軟體的移植和數據共用起了重要的促進作用；系統構造由過去的單一功能變成綜合功能，出現了電腦輔助設計與輔助製造聯成一體的電腦集成製造系統；固化技術、網路技術、多處理機和並行處理技術在cad中的應用，極大地提高了cad系統的性能；人工智慧和專家系統技術引入cad，出現了智能cad技術，使cad 系統的問題求解能力大為增強，設計過程更趨自動化。現在，cad 已在電子和電氣、科學研究、機械設計 、軟體開發、機器人、服裝業、出版業、工廠自動化、土木建築、地質、電腦藝術等各個領域得到廣泛應用。

　　現代CAD系統的功能包括:

　　(1)設計組件重用(Reuse of design components)

　　(2)簡易的設計修改和版本控制功能(Ease of design modification and versioning)

　　(3)設計的標準組件的自動產生(Automatic generation of standard components of the design)

　　(4)設計是否滿足要求和實際規則的檢驗(Validation/verification of designs against specifications and design rules)

　　(5)無需建立物理原型的設計模擬(Simulation of designs without building a physical prototype)

　　(6)裝配件(一堆零件或者其它裝配件)的自動設計

　　(7)工程文檔的輸出，例如製造圖紙，材料明細表(Bill of Materials)

　　(8)設計到生產設備的直接輸出

　　(9)到快速原型或快速製造工業原型的機器的直接輸出