CAD演义

CAD技术发展历程概览   
温 故 知 新 更 上 层 楼 （一）  
计算机世界报  
    在CAD软件发展初期，CAD的含义仅仅是图板的替代品，即：意指ComputerAidedDrawing(orDrafting)而非现在我们经常讨论的CAD(ComputerAidedDesign)所包含的全部内容。CAD技术以二维绘图为主要目标的算法一直持续到70年代末期，以后作为CAD技术的一个分支而相对单独、平稳地发展。早期应用较为广泛的是CADAM软件，近十年来占据绘图市场主导地位的是Autodesk公司的AutoCAD软件。在今天中国的CAD用户特别是初期CAD用户中，二维绘图仍然占有相当大的比重。
  
    1.第一次CAD技术革命──贵族化的曲面造型系统
  
    60年代出现的三维CAD系统只是极为简单的线框式系统。这种初期的线框造型系统只能表达基本的几何信息，不能有效表达几何数据间的拓扑关系。由于缺乏形体的表面信息，CAM及CAE均无法实现。
    进入70年代，正值飞机和汽车工业的蓬勃发展时期。此间飞机及汽车制造中遇到了大量的自由曲面问题，当时只能采用多截面视图、特征纬线的方式来近似表达所设计的自由曲面。由于三视图方法表达的不完整性，经常发生设计完成后，制作出来的样品与设计者所想象的有很大差异甚至完全不同的情况。设计者对自己设计的曲面形状能否满足要求也无法保证，所以还经常按比例制作油泥模型，作为设计评审或方案比较的依据。既慢且繁的制作过程大大拖延产了产品的研发时间，要求更新设计手段的呼声越来越高。
    此时法国人提出了贝赛尔算法，使得人们在用计算机处理曲线及曲面问题时变得可以操作，同时也使得法国的达索飞机制造公司的开发者们，能在二维绘图系统CADAM的基础上，开发出以表面模型为特点的自由曲面建模方法，推出了三维曲面造型系统CATIA。它的出现，标志着计算机辅助设计技术从单纯模仿工程图纸的三视图模式中解放出来，首次实现以计算机完整描述产品零件的主要信息，同时也使得CAM技术的开发有了现实的基础。曲面造型系统CATIA为人类带来了第一次CAD技术革命，改变了以往只能借助油泥模型来近似准确表达曲面的落后的工作方式。
    此时的CAD技术价格极其昂贵(也许还有人记得，曾几何时，在国内租用一套CATIA的年租金即需15～20万美元)，而且软件商品化程度低，开发者本身就是CAD大用户，彼此之间技术保密。只有少数几家受到国家财政支持的军火商，在70年代冷战时期才有条件独立开发或依托某厂商发展CAD技术。例如：
    CADAM由美国洛克希德(Lochheed)公司支持
    CALMA由美国通用电气(GE)公司开发
    CV由美国波音(Boeing)公司支持
    IDEAS由美国国家航空及宇航局(NASA)支持
    UG由美国麦道(MD)公司开发
    CATIA由法国达索(Dassault)公司开发
    这时的CAD技术主要应用在军用工业。但受此项技术的吸引，一些民用主干工业，如汽车业的巨人也开始摸索开发一些曲面系统为自己服务，如：
    大众汽车公司SURF
    福特汽车公司PDGS
    雷诺汽车公司EUCLID
    另外还有丰田、通用汽车公司等都开发了自己的CAD系统。由于无军方支持，开发经费及经验不足，其开发出来的软件商品化程度都较军方支持的系统要低，功能覆盖面和软件水平亦相差较大。
    曲面造型系统带来的技术革新，使汽车开发手段比旧的模式有了质的飞跃，新车型开发速度也大幅度提高，许多车型的开发周期由原来的6年缩短到只需约3年。CAD技术给使用者带来了巨大的好处及颇丰的收益，汽车工业开始大量采用CAD技术。80年代初，几乎全世界所有的汽车工业和航空工业都购买过相当数量的CATIA，其结果是CATIA跃居制造业CAD软件榜首，并且保持了许多年。最近几年，从造型理论上来说，CATIA并没有突破性的进展，CAD技术本身已相对落后。达索公司公布的96年营业额只有2.68亿美元，这并不足以使其稳据世界排名第二的位置。但其庞大用户群的巨大惯性以及由IBM提供的约3亿美元的强有力系统集成支持，使得它依然排在CAD行业前列。
  
    2.第二次CAD技术革命──生不逢时的实体造型技术
  
    80年代初，CAD系统价格依然令一般企业望而却步，这使得CAD技术无法拥有更广阔的市场。为使自己的产品更具特色，在有限的市场中获得更大的市场份额，以CV、SDRC、UG为代表的系统开始朝各自的发展方向前进。70年代末到80年代初，由于计算机技术的大跨步前进，CAE、CAM技术也开始有了较大发展。SDRC公司在当时星球大战计划的背景下，由美国宇航局支持及合作，开发出了许多专用分析模块，用以降低巨大的太空实验费用，同时在CAD技术方面也进行了许多开拓；UG则着重在曲面技术的基础上发展CAM技术，用以满足麦道飞机零部件的加工需求；CV和CALMA则将主要精力都放在CAD市场份额的争夺上。
    有了表面模型，CAM的问题可以基本解决。但由于表面模型技术只能表达形体的表面信息，难以准确表达零件的其它特性，如质量、重心、惯性矩等，对CAE十分不利，最大的问题在于分析的前处理特别困难。基于对于CAD/CAE一体化技术发展的探索，SDRC公司于1979年发布了世界上第一个完全基于实体造型技术的大型CAD/CAE软件──IDEAS。由于实体造型技术能够精确表达零件的全部属性，在理论上有助于统一CAD、CAE、CAM的模型表达，给设计带来了惊人的方便性。它代表着未来CAD技术的发展方向。基于这样的共识，各软件纷纷仿效。一时间，实体造型技术呼声满天下。可以说，实体造型技术的普及应用标志CAD发展史上的第二次技术革命。
    但是新技术的发展往往是曲折和不平衡的。实体造型技术既带来了算法的改进和未来发展的希望，也带来了数据计算量的极度膨胀。在当时的硬件条件下，实体造型的计算及显示速度很慢，在实际应用中做设计显得比较勉强。由于以实体模型为前提的CAE本来就属于较高层次技术，普及面较窄，反映还不强烈；另外，在算法和系统效率的矛盾面前，许多赞成实体造型技术的公司并没有下大力量去开发它，而是转去攻克相对容易实现的表面模型技术。各公司的技术取向再度分道扬镳。实体造型技术也就此没能迅速在整个行业全面推广开。推动了此次技术革命的SDRC公司与幸运之神擦肩而过，失去了一次大飞跃的机会。在以后的10年里，随着硬件性能的提高，实体造型技术又逐渐为众多CAD系统所采用。
    在这段矛盾碰撞、技术起伏跌宕时期，CV公司最先在曲面算法上取得突破，计算速度提高较大。由于CV提出了集成各种软件，为企业提供全方位解决方案的思路，并采取了将软件的运行平台向价格较低的小型机转移等有利措施，一跃成为CAD领域的领导者，市场份额上升到第1位，兼并了CALMA公司，实力迅速膨胀。
   3.第三次CAD技术革命——一鸣惊人的参数化技术
  
    正当CV公司业绩蒸蒸日上以及实体造型技术逐渐普及之时，CAD技术的研究又有了重大进展。如果说在此之前的造型技术都属于无约束自由造型的话，进入80年代中期，CV公司内部以高级副总裁为首的一批人提出了一种比无约束自由造型更新颍、更好的算法──参数化实体造型方法。从算法上来说，这是一种很好的设想。它主要的特点是：基于特征、全尺寸约束、全数据相关、尺寸驱动设计修改。当时的参数化技术方案还处于一种发展的初级阶段，很多技术难点有待于攻克。是否马上投资发展这项技术呢？CV内部展开了激烈的争论。由于参数化技术核心算法与以往的系统有本质差别，若采用参数化技术，必须将全部软件重新改写，投资及开发工作量必然很大。当时CAD技术主要应用在航空和汽车工业，这些工业中自由曲面的需求量非常大，参数化技术还不能提供解决自由曲面的有效工具(如实体曲面问题等)，更何况当时CV的软件在市场上几乎呈供不应求之势，于是，CV公司内部否决了参数化技术方案。
    策划参数化技术的这些人在新思想无法实现时，集体离开了CV公司，另成立了一个参数技术公司(ParametricTechnologyCorp.)，开始研制命名为Pro/E的参数化软件。早期的Pro/E软件性能很低，只能完成简单的工作，但由于第一次实现了尺寸驱动零件设计修改，使人们看到了它今后将给设计者带来的方便性。
    80年代末，计算机技术迅猛发展，硬件成本大幅度下降，CAD技术的硬件平台成本从二十几万美元一下子降到只需几万美元。一个更加广阔的CAD市场完全展开，很多中小型企业也开始有能力使用CAD技术。由于他们设计的工作量并不大，零件形状也不复杂，更重要的是他们无钱投资大型高档软件，因此他们很自然地把目光投向了中低档的Pro/E软件。了解CAD市场的人都知道，它的分布几乎呈金字塔型。在高端的三维系统与低端的二维绘图软件之间事实上存在一个非常大的中档市场。PTC在起家之初即以瞄准这个充满潜力的市场，在旧时王榭堂前燕尚未来得及飞入寻常百姓家之时，迎合众多的中小企业上CAD的需求，一举进入了这块市场，获得了巨大的成功。进入90年代，参数化技术变得比较成熟起来，充分体现出其在许多通用件、零部件设计上存在的简便易行的优势。踌躇满志的PTC先行挤占低端的AutoCAD市场，致使在几乎所有的CAD公司营业额都呈上升趋势的情况下，Autodesk公司营业额却增长缓慢，市场排名连续下挫；继而PTC又试图进入高端CAD市场，与CATIA、IDEAS、CV、UG等群雄逐鹿，一直打算进入汽车及飞机制造业市场。目前，PTC在CAD市场份额排名上已名列前茅。可以认为，参数化技术的应用主导了CAD发展史上的第三次技术革命。
  
    4.第四次CAD技术革命─更上层楼的变量化技术
  
    参数化技术的成功应用，使得它在90年前后几乎成为CAD业界的标准，许多软件厂商纷纷起步追赶。但是技术理论上的认可并非意味着实践上的可行性。由于CATIA、CV、UG、EUCLID都在原来的非参数化模型基础上开发或集成了许多其它应用，包括CAM、PIPING和CAE接口等，在CAD方面也做了许多应用模块开发。重新开发一套完全参数化的造型系统困难很大，因为这样做意味着必须将软件全部重新改写，何况他们在参数化技术上并没有完全解决好所有问题。因此他们采用的参数化系统基本上都是在原有模型技术的基础上进行局部、小块的修补。考虑到这种参数化化的不完整性以及需要很长时间的过渡时期，CV、CATIA、UG在推出自己的参数化技术以后，均宣传自己是采用复合建模技术，并强调复合建模技术的优越性。这种把线框模型、曲面模型及实体模型叠加在一起的复合建模技术，并非完全基于实体，只是主模型技术的雏形，难以全面应用参数化技术。由于参数化技术和非参数化技术内核本质不同，用参数化技术造型后进入非参数化系统还要进行内部转换，才能被系统接受，而大量的转换极易导致数据丢失或其它不利条件。这样的系统由于其在参数化技术上和非参数化技术上均不具备优势，系统整体竞争力自然不高，只能依靠某些实用性模块上的特殊能力来增强竞争力。可是30年的CAD软件技术发展也给了我们这样一点启示：决定软件先进性及生命力的主要因素是软件基础技术，而并非特定的应用技术。90年以前的SDRC公司已经摸索了几年参数化技术，当时也面临同样的抉择：要么它同样采用逐步修补方式，继续将其IDEAS软件参数化下去，这样做风险小但必然导致产品的综合竞争力不高；但是否一定要走参数化这华山一条路呢？积数年对参数化技术的研究经验以及对工程设计过程的深刻理解，SDRC的开发人员发现了参数化技术尚有许多不足之处。首先，全尺寸约束这一硬性规定就干扰和制约着设计者创造力及想象力的发挥。
    全尺寸约束，即设计者在设计初期及全过程中，必须将形状和尺寸联合起来考虑，并且通过尺寸约束来控制形状，通过尺寸的改变来驱动形状的改变，一切以尺寸(即所谓的参数)为出发点。一旦所设计的零件形状过于复杂时，面对满屏幕的尺寸，如何改变这些尺寸以达到所需要的形状就很不直观；再者，如在设计中关键形体的拓扑关系发生改变，失去了某些约束的几何特征也会造成系统数据混乱。实事上，全约束是对设计者的一种硬性规定。一定要全约束吗？一定要以尺寸为设计的先决条件吗？欠约束能否将设计正确进行下去？沿着这个思路，在对现有各种造型技术进行了充分地分析和比较以后，一个更新颖大胆的设想产生了。SDRC的开发人员以参数化技术为蓝本，提出了一种比参数化技术更为先进的实体造型技术──变量化技术，作为今后的开发方向。SDRC的决策者们权衡利弊，同意了这个方案，决定在公司效益正好之时，抓住机遇，从根本上解决问题，否则日后落后无疑。于是，从1990至1993年，历经3年时间，投资一亿多美元，将软件全部重新改写，于1993年推出全新体系结构的IDEASMasterSeries软件。在早期出现的大型CAD软件中，这是唯一一家在90年代将软件彻底重写的厂家。
    众所周知，已知全参数的方程组去顺序求解比较容易。但在欠约束的情况下，其方程联立求解的数学处理和在软件实现上的难度是可想而知的。SDRC攻克了这些难题，并就此形成了一整套独特的变量化造型理论及软件开发方法。在IDEASMasterSeries(以下简称IDEASMS)软件系列中，变量化的理念是按如下步骤一步步实现的：
    IDEASMS1用主模型技术统一数据表达，变量化构画草图；
    IDEASMS2变量化截面整形；
    IDEASMS3变量化方程；
    IDEASMS4变量化扫掠(曲面)；
    IDEASMS5变量化三维特征，VGX；
    IDEASMS6变量化装配，PMI等。
    变量化技术既保持了参数化技术的原有的优点，同时又克服了它的许多不利之处。它的成功应用，为CAD技术的发展提供了更大的空间和机遇。而且SDRC这几年业务的快速增长，也证明了它走的这条当时看起来是充满风险的研发道路是绝对正确的。也许DaraTech的96CAD市场评论是对的：看起来SDRC要飞黄腾达了。事实上，IDEASMS1发布时，SDRC市场排名仅位居第9，而在此以后，SDRC每年的排位都要超越一、两位同行，截止到去年，SDRC的市场排名已上升至第3位。无疑，变量化技术成就了SDRC，也驱动了CAD发展的第四次技术革命。
    以史为鉴，可知兴衰。众多CAD厂商的成败无一不与其技术发展密切相关。温故而知新。CAD技术基础理论的每次重大进展，无一不带动了CAD/CAM/CAE整体技术的提高以及制造手段的更新。技术发展，永无止境。没有一种技术是常青树，CAD技术一直处于不断的发展与探索之中。正是这种此消彼长的互动与交替，造就了今天CAD技术的兴旺与繁荣，促进了工业的高速发展。今天，越来越多的人认识到CAD是一种巨大的生产力，不断加入到用户行列之中。愿CAD技术的发展伴随着人们对它认识及应用水平的提高，日新月异，更上层楼。

2003年9月初，专业CAD/CAM集成系统开发商Delcam Plc在风光旖旎、气候宜人的澳大利亚第二大城市墨尔本，召开了“2003 Delcam亚洲记者招待会”，会议主题是：“The Secrets of CAD/CAM Success”。来自亚太地区的各国记者受到了Delcam公司的热情接待，本刊记者也应邀参加了此次会议。在会议期间，Delcam公司英国本部和澳大利亚当地代理商Camplex公司的代表向与会记者介绍了Delcam公司的最新产品和市场情况，并组织参观了两家当地的制造企业。Delcam公司全新解决方案的独特之处和两家企业的技术应用水平给记者留下了深刻的印象……
  
   
  
全新解决方案助力特定行业发展
  
在现代工业生产中，60%～90%的工业产品需要使用模具，工模具业已经成为工业发展的基础。据中国模具工业协会统计，目前国内模具制造企业约20000家，并且以每年10％～15％的速度高速增长，即使如此仍不能满足制造业对大型、高精度、长寿命模具的需求。面临激烈的市场竞争，为了缩短模具设计和制造时间，提高精度和寿命，约50％～60％的模具企业开始尝试应用CAD/CAE/CAM等先进技术，而其中大部分是注塑模生产企业。Delcam的Power Solution系列产品、Cimatron、UG和Pro/ENGINEER都是模具企业常用的软件系统。
  
会议期间，Delcam特别介绍了针对注塑模行业的产品——注塑模设计专家系统PS－Moldmaker，以及针对包装、制鞋、陶瓷、玩具等消费品制造行业的CAD解决方案——Total Modelling。
  
据Delcam市场经理Peter Dickin先生介绍，PS－Moldmaker是Delcam基于PowerSHAPE系统开发的专业模块之一，它能帮助注塑模具设计制造商快速有效地产生复杂注塑模具的三维组件，包括快速型腔设计，模架及相关零件设计等，也可在三维形式下分析模架，并建立二维工程图。PS-Moldmaker既实现了模具设计的高度自动化，也能在任何时候允许用户利用PowerSHAPE的功能对设计进行手工修改，帮助用户根据自身需要设计精度极高的模具。PS-Moldmaker中还内置了大量标准部件提供商的零件目录，同时也允许用户使用非标准部件，保持了系统的高度灵活性。由于PS－Moldmaker的易用性和强大专业功能，非常适合国内中小模具制造企业。
  
Total Modelling也是此次会议的重头戏之一，它是Delcam一项极其特殊的专利技术和产品。Total Modelling几乎整合了PowerSolution系列软件的全部模块，集实体造型、曲面造型、三角形造型、逆向工程和装饰技术于一体。众所周知，目前三维模型主要分线框、曲面和实体三种，实体建模和实体/曲面混合建模是大部分三维CAD/CAM软件所采用的模型表达形式。而Total Modelling则能将曲面(Surface)、线框(Wire frame)、实体(Solid)、STL面片、影像(Image)、特征(Feature)和装配体(Assembly)等元素完全包容进来，为用户提供了更大的自由发挥空间。Total Modelling是混合建模的延伸和发展，它吸纳了CopyCAD的逆向工程和三角形造型功能，ArtCAM的浮雕造型和装饰功能。
  
Total Modelling支持三维特征直接拼贴到曲面或实体模型(Emboss)、整体模型变形(Morphing)等特殊功能，非常适合设计方案经常变化、复杂形体装饰的产品领域。
  
另外，在某些产品的生产过程中，原型都是通过手工修改来改善外观和性能的。在CAD模型中复制出这些修改部分相当困难，许多公司使用逆向工程设备来捕捉这些改变，但必须使用复杂、耗时的技术来将这些数据转换为CAD曲面，再将这些新的曲面重新缝合到原始模型上，然后产生新的STL文件供进一步的原型生产、测试和修改。这一复杂过程在Total Modelling中仅仅需要调用CopyCAD的一条命令即可完成，因此Total Modelling能显着缩短那些需要应用快速原型技术的产品的生产开发周期，降低成本，并间接提高了产品设计能达到的复杂程度。Peter Dickin先生表示，Total Modelling是非常好的产品，他对于Total Modelling的市场推广充满信心。
  
除了设计部分，Delcam一贯的强项CAM系统——PowerMILL也发生了很大的变化。通过Delcam工程师的操作演示可以看到，PowerMILL的操作界面比以往更人性化了，增加了更多的加工策略，强化了基于知识的加工技术。同时，加强了对5轴加工和高速加工的支持。随着对加工精度和速度的要求的不断提高，会有越来越多的企业意识到高速磨铣和CAD/CAM软件相结合的重要性，PowerMILL将体现出它的优势。
  
全面更新了的PowerSolution系列产品和Total Modelling解决方案非常有助于特定行业用户提高设计和制造能力。
  
   
  
数字化技术支持下的制造企业
  
在会议的前两天，记者拜访了U.P. Industries Pty Ltd和Dolphin Products Pty Ltd两家制造企业，参观了它们的设计和制造部门。
  
U.P. Industries Pty Ltd是一家专业设计、生产强化注塑汽车保险杠的企业。该企业利用复合树脂工具(Composite Resin Tooling)，规模并不大，以汽车改型为主，年产150至2500件汽车保险杠，客户包括福特、通用、马自达、三菱等著名的汽车制造商。
  
U.P.给记者留下了麻雀虽小，五脏俱全的印象。它有专门的数控加工车间，车间内有两部Hartford 2150(2000mmx1500mm)立式加工中心和一部Hartford VMC1020(1000mmx550mm)加工中心；有专门的自动喷漆车间，两部自动喷漆机械人同时工作；有专门的模具修配车间；当然也包括独立的CAD/CAM部门。
  
陪同参观的U.P.生产工程经理Noel Woods先生对Delcam PowerSHAPE的易学、易用给予了充分的肯定。同时他表示，通过使用Delcam提供的PS-Exchange数据转换工具，不仅节省了工程数据的转换时间，降低了成本，而且十分安全，对此他非常满意。
  
随后，参观的Dolphin Products Pty Ltd则是一家专业设计、生产高精度注塑件的企业，可以使用多种工程塑料生产重量从0.05克到350克的塑料件，这些塑料件被广泛应用在汽车、家电和通讯产品上。有趣的是，这家拥有53年历史的企业因为善于制造赌场使用的精美筹码，在当地小有名气，在不大的接待室里醒目地陈列着一排排五颜六色的筹码。据Dolphin的技术经理Boris L. Poel先生介绍，他们拥有十多部10至110吨的注塑机，这些注塑机可制造超过80多种颜色的塑料件，因此他们生产的筹码颜色绚烂，不易伪造，很受欢迎。Dolphin拥有几套PowerMILL，主要用于制造电铸模具，极大地缩短了产品的制造周期。
  
连续走访的两家小型制造企业给记者留下了相同的印象，即非常重视研发，设计、制造技术的应用水平很高，生产管理非常规范。据了解，Dolphin每年将销售收入的8%～12%用于产品研发，对于国内的中小企业来说，这种情况非常罕见。而在U.P.的很多部门都禁止拍照，因为这些地方存在一些先进制造技术的KNOW HOW诀窍。不论在两家企业的任何车间，污染大的加工区全部封闭，操作区干净整洁，物料、成品分区摆放，统一管理。这些点滴之处体现了企业的数字化技术和管理水平，非常值得国内企业学习。
  
   
  
实用化的技术才能推动制造业发展
  
在会议即将结束之际，英国Delcam总部的销售总监Tim Mitchell先生作了非常精彩的演讲，针对当前的CAD/CAM技术市场谈了自己的看法，他认为，企业不应该盲目建立大型的产品开发系统，更不要试图在企业内外部统一数据平台，因为那会浪费大量的成本，使原有的数据得不到继承，相反，在大多数情况下，不同系统间无损传递数据是可行的。随后他指出，在Delcam三十多年的发展历程中，经历了大型机、小型机和PC平台工作站三个时代，这期间CV、DEC、Intergraph等曾称雄一时的软件商陆续被淘汰，而Delcam和IBM/Dassault、Autodesk、PTC等几家企业生存了下来，特别是在2002年全球经济普遍不景气的情况下，Delcam却逆流而上，这主要是因为Delcam一贯以向企业提供实用化技术为目标，不盲目跟随潮流，不用空洞的概念去打动客户。他大胆预测，在未来一段时间后，也许只有AUTODESK、DELCAM和IBM/Dassault能在CAD/CAM市场硕果仅存。
  
最后Tim用非常简短的一句话总结了Delcam的策略，即We do provide practical solution to improve productivity（我们提供实用化的解决方案来提高企业的生产力）。这也许正是本次会议的最终结论，成功应用CAD/CAM技术的秘诀就是“实用化”，只有实用化的技术才能真正推动制造业的发展！

专家报告证实了PTC 的PLM在体系结构和功能方面的领导地位
  
--------------------------------------------------------------------------------
作者：yifun 　　2003年10月2日，今天PTC对AMR调研公司刚刚发表的 “CAD、ERP与PDM：如何定位PLM战略才最合适”报告给予了肯定。这份报告承认PTC连续两年获得了产品生命周期管理（PLM）市场的领导地位。  
  
“AMR市场调查研究公司深入分析了实施PLM的最佳方案，”首席产品官兼执行副总裁James Heppelmann说。“作者对比了象PTC这类推动着PLM前进的产品开发领先供应商与许多设法在PLM领域争得重要地位的ERP销售商、服务公司和小型软件公司之间的明显差异。AMR市场调查研究公司提出了那些正努力开发和实现产品生命周期管理功能的公司想要提出的所有问题。”  
  
PTC通过分析这一报告发现，在把领先的技术和产品体系结构与强大的功能相结合方面，没有哪家销售商能与PTC旗鼓相当（报告中表6和表9的综合结果）。这些实力连同PTC的行业和过程经验以及打包的实施方法，使PTC成为一个能提供一套完整产品开发系统的领先战略合作伙伴。客户则可以获得较低的总拥有成本（TCO, Total Cost of Ownership）、较少风险以及较短的部署时间等好处。  
  
制造企业非常清楚，领先的PLM产品必须提供与其它应用和系统之间良好的互操作性，以便共享广义企业中的信息。在这一报告的异构CAD与PDM集成主题中，PTC获得了最高分。对制造企业而言，同样重要的是PLM系统与ERP系统的完美集成，而PTC已经提供这些功能，并将在其即将发布的Windchill 7.0版本中，得到进一步增强。  
  
“正如AMR调研公司在这篇新报告中所做出的结论那样，无论从哪个角度来看，我们都坚信PTC是努力实施PLM功能之企业的理想合作伙伴。”Heppelmann总结到。  
  
  

PTC 世界最大的汽车内饰供应商采用ICEM Surf全速前进  
   
A 级和 B 级零件曲面的直接建模缩短了设计时间
并消除了成型和加工步骤。
  
不管您来自何方，当您到达底特律时您将知道，这是亨利福特在 1913 年发明没有马拉的汽车装配线的地方。以后数以亿计的汽车，三大汽车公司 -- 克莱斯勒、福特和通用汽车 -- 仍然称底特律为家乡。
  
底特律也是财富杂志 500 强、世界最大的汽车内饰系统全服务供应商 Lear 公司的家乡。作为在设计、工程、过程和产品创新的全球先导，公司荣获了许多奖项，包括克莱斯勒的 Gold Pentastar 、福特的 Q1 、马自达的最佳供应商和丰田的 Value Improvement Award 。
  
零件的双侧曲面建模
  
最近， Lear 的高级数学建模组在内饰修剪工程上进行了较大的过程变动，采用了 ICEM Surf 来做汽车部件的成型面（ A 级）和背面（ B 级）的建模。
  
“ ICEM Surf 已经将我们曲面创建的方法改变到自由设计的状态，” CAD 建模小组负责人 Matt Pyzik 说：“在标准的 CAD 系统，您首先构造曲线，然后用那些曲线构造曲面。采用 ICEM 曲面您将首先创建曲面。在常规的 CAD 系统中如有一个复杂的曲面。则有曲面缺陷的机会就更大。”
  
ICEM Surf 比其他方法具有数据更简单、更低的数学阶次的特点。这使它更快，曲面之间的配合更好更光滑。结果是成形面的设计时间更短，具有高度的可行性、可制造性而不只是概念性的。
  
加速可行性研究
  
当一个日本车商要求 Lear 在三个星期内完成烟灰缸装配的概念设计时， ICEM Surf 经受了测试。“他们交给我们一个 2D 截面的包装标准，方式是我们创建初始概念，包括一个第一次应用的插销机构，”设计服务负责人 Rich Blue 说：“可行性是在 ICEM Surf 里做的。我们不仅满足了要求，而且还给客户一个全曲面的 CAD 模型， A 级和背面 B 级。”结果，车商制造在加工部件之前就能生产一个功能性的立体模型。
  
在另一个过程改进的案例中， Lear 接到了所有截面轮廓的工程数据而需要完成了一个内饰零件并加上零件的边。根据这些信息，造型专家生成了“藏宝图”，完成了倒角、圆角和总体形状。在传统典型的过程中，他将构造一个泥土模型，扫描以获得曲面设计，用扫描数据构造曲面，创建一个实证模型更改，然后再加工。而 ICEM Surf 来设计 A 级和 B 级曲面，他可取消泥土模型和实证模型。客户们是如此的印象深刻，以致于他们直接购买了这套 ICEM Surf 。
  
“这些项目是成功的，因为我们不必生产曲线或者在构造曲面之前进行扫描。同时，我们可以快速地修改许多曲面，对材料的双面进行工作。 ICEM 称之为全局性建模。” Pyzik 说：“我们不仅是给了客户一个 A 级曲面模型，请考虑一下，作为对我们模型的信任，制造商们直接取消了所有的原型加工直接进行钢加工，我们节约了他们数周的时间和很多的经费。
  
   
“汽车制造商们要消减经费和耗时的原型加工，Lear可帮助他们做到这些。我们高素质的员工结合我们ICEM Surf设计系统，使我们成为在设计服务方面最好的资源。”Blue总结道。
  
　  
   
  

CATIA
CATIA是由法国著名飞机制造公司Dassau1t开发并由IBM公司负责销售的CAD/CAM/CAE/PDM应用系统，CATIA起源于航空工业，其最大的标志客户即美国波音公司，波音公司通过CATIA建立起了一整套无纸飞机生产系统，取得了重大的成功。
　　 围绕数字化产品和电子商务集成概念进行系统结构设计的CATIA V5版本，可为数字化企业建立一个针对产品整个开发过程的工作环境。在这个环境中，可以对产品开发过程的各个方面进行仿真，并能够实现工程人员和非工程人员之间的电子通信。产品整个开发过程包括概念设计、详细设计、工程分析、成品定义和制造乃至成品在整个生命周期中的使用和维护。
　　作为世界领先的CAD/CAM软件，CATIA可以帮助用户完成大到飞机小到螺丝刀的设计及制造，它提供了完备的设计能力：从2D到3D到技术指标化建模，同时，作为一个完全集成化的软件系统，CATIA将机械设计、工程分析及仿真和加工等功能有机地结合，为用户提供严密的无纸工作环境从而达到缩短设计生产时间、提高加工质量及降低费用的效果。

ACAD
AutoCAD 2002 出色的设计是功能与形式的完美结合。出色设计有可能看上去十分简洁而直观，但它往往来自于一种复杂而艰辛的创造过程。所以，您当然希望设计工具能够顺畅地帮助您表达设计构想，能够轻易地复用动态的设计数据。换言之，设计工具应该是追求出色设计的助手而不应是障碍。所有的用户都希望设计软件能够连接设计数据，连接设计队伍，连接最终客户。尽管软件所使用的技术可能高深复杂，但它应该是一种一体化的设计环境，并且应该非常易于使用。
AutoCAD 2000就是这样的软件。它是为了数百万象您这样的专业设计人员而开发的软件。AutoCAD 2000以其革命性的技术力量协助您完成出色的设计，伴随您一起迈向设计的新世纪。
工欲善其事必先利其器。为了与众不同的设计，您需要与众不同的AutoCAD 2000。  
AutoCAD 2000是Autodesk公司Design 2000解决方案的基础技术。基于AutoCAD 2000，我们构筑了新一代的，以Windows为平台的系列软件。无论你工作在哪一个领域，Design 2000 解决方案，特别是AutoCAD软件，都将最大限度地确保您的协同操作特性、企业级的应用特性和技术精确特性。  
   
   
  AutoCAD Mechanical 2002 是一套基于AutoCAD 2002，并针对二维机械设计、绘图、制造和工程进行了优化的软件。 使用该软件可以快速准确地标注和注释图形，把设计信息转换成可用于加工的图形，并且能高效地创建并管理二维装配图和与它相关的零件详图。它还拥有全新的标注与注释功能，使处理更快并排除错误。同时，它的二维装配管理特性能让你迅速得到二维装配图中零件的独立的、详细的图形信息，并有效地管理它们。在这个Internet的时代，对于基于AutoCAD的二维机械设计来说，它是你的最佳选择。  
AutoCAD Mechanical 集成了下列组件  
AutoCAD 2002, 并带有突破性的Internet驱动的设计性能  
一个用户化的、针对Web站点接入和在线协作的接口，AutoCAD Mechanical Today  
一个强大的致力于机械设计的界面，并可以智能化地生成图形和详图  
二维装配管理  
  
增强版还包括：  
提供超过600,000个标准件 、特征、孔和结构钢外形  
创建机械零件，比如：轴、螺栓、弹簧、传送带和链条  
完成常用必要的工程计算，包括FEA  
   
   
  Mechanical Desktop 将三维参数化造型功能和集成了Internet的AutoCAD 2002完整的制图和设计功能融合在一起，并将它们封装在机械设计界面中。它比以前的版本提高了24%的生产力。  
其中的Internet工具包括了被称为Mechanical Desktop今日的可定制的浏览器界面，它使得我们可以：
  
和同事及客户进行在线协同工作  
配合最新的修正，保证了发送的文档总是最新的  
使用监管工具配置、广播和定制工作组的设置  
  
Mechanical Desktop Release 6将AutoCAD 2002和新的零件和曲面造型特征、AutoCAD Mechanical 全部的机械制图功能以及ACIS 6的造型核心集成在一起。为了具有更高的生产力，它还预制了超过120万个的二维和三维标准零件、孔、特征和结构钢截面轮廓，以及智能零件布置和工程计算模块。全世界销量最大的基于Windows的三维实体造型软件的各个部分都得到全面提升。
  
和来自机械应用初始化环境（MAI）合作伙伴的集成的外挂专业应用程序相配合，Mechanical Desktop环境可以使整个设计到制造的过程自动化。因此，缩短工程周期、推动生产力发展和提高质量等问题对于Mechanical Desktop Release 5来说轻而易举。快马上升级，就可获得关键的竞争优势。
   
   
  Autodesk Inventor 是仅有的一套顺应机械工程师设计思路采用全新自适应技术的三维机械设计系统，它是开创第三代三维实体造型和绘图软件的先驱。该软件采用以装配为中心的自适应技术，具有构建和处理超大型装配模型的非凡能力。只要求你考虑设计方法和发挥创造力，而不是局限于MCAD程序，极大的提升了设计效率。请访问我们的站点，了解这个真正顺应设计师思路、生动直观的设计环境和设计工具。  

SW
三维机械设计的标准Solidworks  
SolidWorks 是世界上第一家Windows 原创的三维机械设计软件，SolidWorks 公司技术的先进性使得SolidWorks 软件不断保持技术领先的地位，SolidWorks 软件自1995年问世以来，先后获得工业界的十几个大奖。SolidWorks强劲的造型功能以及易学易用的Windows 界面，使得SolidWorks 软件迅速普及，逐步形成了三维机械设计软件的标准。  
  
   
COSMOSWORKS —— 有限元分析软件  
COSMOS 以其功能强大、操作简单、易学易用、价格优廉成为有限元分析市场上最成熟的分析产品之一。其完整的分析能力可解决大部份工程界的问题。独特而先进的FFE快速有限元技术， 大幅度地提高分析任务的效率，节省分析系统的资源，与各种设计和分析系统有完善的数据交换接口，形成行业的标准，便于技术交流的信息和共享。它可提供强度和刚度分析，失稳和模态分析，动力学分析，非线性分析，设计优化，疲劳分析，热传导分析，电磁分析，高频电磁波分析和流体力学分析等等。  
Moldex —— 专业塑胶模具设计模流分析软件
Moldex 技术来自台湾国立清华大学，经历了数百位国内外工业界使用与超过二千件案例的实证，证明了Moldex 独特的CAE技术可提供快速的电脑运算效能与正确的模拟结果，协助解决精密模具设计与成型的常见问题，Moldex是产品设计工程师、模具设计工程师、材料供应商、与塑胶射出成型工程师的最佳辅助工具
   
CAMWorks —— 智能高效无过切加工  
CAMWORKS是独立运行的，智能化程度最高三维复杂形体加工CAM系统，CAM系统与CAD分离，在网络下实现一体化集成，更能适应工程化的要求，代表着CAM技术最新的发展方向，与当今大多数的曲面CAM系统相比，有无可比拟的优越性。
   
   
ArtCAM—— 新一代的雕刻软件  
艺术浮雕造型及数控雕刻自动(ArtCAM)是当今最优秀的浮雕CAD/CAM系统之一，可通过2D 墨稿、照片图像3D扫描数据自动生成3D浮雕，浮雕可进行实体模型所特有的布尔运算，并备有500种以上的开放式浮雕库，可将CAD 曲面或实体几何模型转换成浮雕模型，实现精确建模与艺术建模的融合。  
   
SOLIDWORKS下的模具插件现在用的最多的还是MOLDWORKS和IMOLDWORKS,这两个插件使用起来感觉还是IMOLDWORKS功能更强些，它与UG的MOLDWIZARD是同一个公司开发的，两者在使用上也有很多相近之处。  
其他如下  
曲面设计：SurfaceWorks / GeometryWorks 3D
齿轮设计: GearTrax / CamTrax
产品动画: IPA / DDM Motion / MotionWorks
雕刻软件: TypeWorks /Type3
产品设计数据库：SolidParts
电缆布线设计软件：EmbassyWorks
公差分析软件：Sigmund 1D for SolidWorks / TasysWorks
印刷电路板设计软件：CircuitWorks
机构设计计算辅助软件： MechSoft
逆向工程设计软件：RevWorks for SolidWorks

PROE
Pro/E模块全集
Pro/Engineer是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能。  
参数化设计和特征功能 Pro/Engineer是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。  
单一数据库 Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。  
   
  
Pro／Engineer  
Pro/Engineer软件包是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图。Pro/Engineer是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机。Pro/Engineer还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上 Pro/Engineer软件的其它模块或自行利用 C语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下(没有任何附加模块)具有大部分的设计能力，组装能力(人工)和工程制图能力(不包括ANSI， ISO， DIN或 JIS标准)，并且支持符合工业标准的绘图仪(HP，HPGL)和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。
Pro/Engineer功能如下：  
1． 特征驱动（例如：凸台、槽、倒角、腔、壳等）；  
2． 参数化（参数=尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等）；  
3． 通过零件的特征值之间，载荷/边界条件与特征参数之间（如表面积等）的关系来进行设计。  
4． 支持大型、复杂组合件的设计(规则排列的系列组件，交替排列，Pro／PROGRAM的各种能用零件设计的程序化方法等)。  
5． 贯穿所有应用的完全相关性(任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地方变动)。其它辅助模块将进一步提高扩展 Pro／ENGINEER的基本功能。   
  
Pro／ASSEMBLY  
Pro/ASSEMBLY是一个参数化组装管理系统，能提供用户自定义手段去生成一组组装系列及可自动地更换零件。Pro/ASSEMBLY是 Pro/ADSSEMBLY的一个扩展选项模块，只能在 Pro/Engineer环境下运行，它具有如下功能： 1． 在组合件内自动零件替换(交替式) 2． 规则排列的组合(支持组合件子集) 3． 组装模式下的零件生成(考虑组件内已存在的零件来产生一个新的零件) 4． Pro/ASSEMBLY里有一个 Pro/Program模块，它提供一个开发工具。使用户能自行编写参数化零件及组装的自动化程序，这种程序可使不是技术性用户也可产生自定义设计，只需要输入一些简单的参数即可。 5． 组件特征(绘零件与，广组件组成的组件附加特征值．如：给两中零件之间加一个焊接特征等）。   
  
Pro／CABLING  
Pro/CABLING提供了一个全面的电缆布线功能，它为在Pro/ENGINEER的部件内真正设计三维电缆和导线束提供了一个综合性的电缆铺设功能包。三维电缆的铺设可以在设计和组装机电装置时同时进行，它还允许工程设计者在机械与电缆空间进行优化设计。Pro/CABLING功能包括： 1． 新特征包括：电缆、导线和电线束； 2． 用于零件与组件的接插件设计； 3． 在Pro/ENGINEER零件和部件上的电缆、导线及电线束铺设； 4． 生成电缆/导线束直线长度及BOM信息； 5． 从所铺设的部件中生成三维电缆束布线图； 6． 对参数位置的电缆分离和连接； 7． 空间分布要求的计算，包括干涉检查； 8． 电缆质量特性，包括体积、质量惯性、长度； 9． 用于插头和导线的规定符号。  
  
Pro／CAT  
Pro／CAT是选用性模块，提供 Pro／ENGINEER与 CATIA的双向数据交换接口，CATIA的造型可直接输入ProE软件内，并可加上 ProE的功能定义和参数工序，而 ProE也可将其造型输出到 CATIA软件里。这种高度准确的数据交换技术令设计者得以在节省时间及设计成本的同时，扩充现有软件系统的投资。   
  
Pro／CMPOSITE  
Pro/COMPOSITE是一个 Pro/ENGINEER的选件模块，需配用 Pro/ENGINEER及Pro/SURFACE环境下运行。该模块能用于设计、复合夹层材料的部件。Pro/COMPOSITE在Pro/ENGINEER的应用环境里具备完整的关联性，这个自动化工具提供的参数化、特征技术．适用于整个设计工序的每个环节。   
  
Pro／DEVELOP  
Pro/DEVELOP是一个用户开发工具，用户可利用这软件工具将一些自己编写或第三家的应用软件结合并运行在 Pro/ENGINEER软件环境下。Pro/IDEVELOP包括‘C’语言的副程序库,用于支援 Pro/ENGINEER的交接口，以及直接存取Pro/ENGINEER数据库。   
  
Pro／DESIGN  
Pro/DESIGN可加速设计大型及复杂的顺序组件，这些工具可方便地生成装配图层次等级，二维平面图布置上的非参数化组装概念设计，二维平面布置上的参数化概念分析．以及3D部件平面布置。Pro/DESIGN也能使用2D平面图自动组装零件。它必须在 Pro/Engineer环境下运行。其功能有： 1． 3D装配图的连接层次等级设计； 2． 整体与局部的尺寸、比例和基准的确定； 3． 情况研究-参数化详细草图（2D解算器、工程记录和计算）绘制； 4． 组装：允许使用3D图块表示零组件了定位和组装零件位置； 5． 自动组装。  
  
Pro／DETAIL  
Pro/ENGINEER提供了一个很宽的生成工程图的能力，包括：自动尺寸标注、参数特征生成，全尺寸修饰，自动生成投影面，辅助面，截面和局部视图，Pro/DETAIL扩展了Pro/ENGINEER这些基本功能，允许直接从Pro/ENGINEER的实体造型产品按ANSI/ISO/JIS/DIN标准的工程图。  
   
Pro／CDT  
Pro/CDT是一个 Pro/ENGINEER的选件模块，为 CADAM 2D工程图提供 PROFESSIONALCADAM与 Pro/ENGINEER双向数据交换直接接口。CADAM工程图的文件可以直接读入Pro/ENGINEER，亦可用中性的文件格式，经由PROFESSIONAL CADAM输出或读入任何运行 Pro/ENGINEER 的工作站上。Pro/CDT避免了一般通过标准文件格式交换信息的问题，并可使新客户在转入 Pro/ENGINEER后，仍可继续享用原有的 CADAM数据库。  

ug介绍
三维CAD“Unigraphics NX（UG NX）”。UG NX的主要特点是实现了知识驱动型自动化，利用知识库进行建模。同时自上而下进行设计，确定子系统和接口实现系统库建模。知识驱动型自动化就是终端用户能够利用向导进行操作。由于有制作向导工具，因此用户企业可以添加设计方法。系统库建模使用的是此前被称为“WAVE”的技术。 UG NX还是与I-DEAS进行整合的版本，比如，在绘制二维图形时，可以将I-DEAS的数据自动读入追加约束条件的草图中。  
Unigraphics(简称UG)是公司自产软件产品，起源于美国麦道飞机公司，以CAD/CAE/CAM一体化而著称，并可支持不同的硬件平台。六十年代成为商业化软件，被众多美国公司所采用。UG于1991年并入EDS公司。多年来，UG软件汇集了美国工业的心脏和灵魂---航空航天与汽车工业的专业经验，发展成为世界一流的集成化机械CAD/CAE/CAM软件，并被多家美国和世界著名公司选定为企业计算机辅助设计、分析和制造的标准。UG于1990年进入中国市场，并很快以其先进的理论基础、强大的工程背景、完善的功能和专业化的技术服务，赢得了广大中国CAD/CAM用户的青睐。目前，集世界一流的产品设计、工程分析及生产制造系统于一身的UG软件已广泛地应用于国内的航空航天、汽车、通用机械及模具等各个领域。   
   
   
Solid Edge是EDS公司卓越的中端CAD系统，能使您在第一时间设计并制造出完美的产品。Solid Edge不仅是一个造型和制图软件包，它还提供了许多独特的工具，以避免设计出错，从而缩短开发时间、降低成本。使用Solid Edge设计时，您不仅可建立新产品的三维模型，而且还可获得精确设计的知识。  
   
SOLID EDGE
真正的原创Windows软件。它不是将工作站软件生硬地搬到Windows，而是充分利用了Windows 基于组件对象模型（COM）的先进技术重写代码，这就使得习惯使用Windows软件的用户倍感亲切。SOLID EDGE调动全部Windows的功能，提高设计工程效率，缩短学习时间，减少培训费用和对系统的管理。SOLID EDGE与Microsoft Office兼容，与Windows-OLE技术兼容，这使得设计师们使用CAD系统时，能够进行Windows下的字处理、电子报表、数据库、演示和电子邮件包等，也能与其它OLE兼容系统集成。  

含沙射影,高