CAD/CAM技術在工業企業中的網絡化運用研究

1CAD/CAM技術簡介

在機械制造業中，利用電子數字計算機通過各種數值控制機床和設備，自動完成離散產品的加工、裝配、檢測和包裝等制造過程，簡稱CAM（計算機輔助制造）。由于CAM發展的需求，促進了CAD（計算機輔助設計）的發展。CAD是以計算機系統為支持，從方程求解計算和繪圖入手，到建立數學模型、工程分析、產品（工程）設計、動態模擬、自動繪圖等。

CAD/CAM技術發展日新月異，更新迅速。近十幾年來，CAD/ CAM技術發展幾經更新換代，由最初的只能用于二維繪圖的、標注符號和尺寸的CAD系統發展到現在的以專家系統及人工神經網絡為基礎的智能化集成CAD系統。隨著計算機技術的不斷發展，基于產品信息共享和分布計算的網絡CAD系統正向人們走來。

2CAD/ CAM網絡化的背景與產生原因

網絡技術是計算機技術和通信技術相互滲透而又密切結合的產物，在計算機應用和信息的傳輸中起到了越來越重要的作用。作為計算機應用的一個重要方面，CAD和CAM技術與網絡是密不可分的。單臺計算機的處理能力限制了它的應用范圍，只有通過網絡互連起來，才能資源共享和協調合作，發揮更大的效能。一個復雜的CAD系統本身就可能由一個計算機網絡構成。CAM系統涉及加工設備、可編程控制器、傳輸設備、機器人等，更需要網絡將它們和計算機及各種專用的外部設備互連在一起。

CAD/ CAM系統涉及不同結構、品牌及型號的各計算機和外圍設備，因而將它們互連的網絡應是開放式的和標準化的。開放式和標準化也是計算機網絡的發展方向。制造自動化協議MAP，是用于制造業的計算機網絡體系結構中的工業標準。在CAD/ CAM系統中存儲和傳送海量數據是多媒體技術中的一大難題，將采用壓縮/還原技術來解決這一問題。

3基于網絡的CAD/ CAM技術研究內容

基于網絡的CAD/ CAM技術目前還沒有統一的定義，但可以肯定的是：它是計算機輔助設計與制造和因特網及網絡計算相集成的新興技術，是一個重要而嶄新的交叉學科，涉及實體造型、計算幾何、數據庫、分布計算和遠程通信。是21世紀設計與制造的發展方向。

從研究的角度和深度來看，已進行的網絡CAD/CAM研究，主要是CAD/ CAM可視化、集成化、智能化三方面的延續。可視化延續的研究內容除涉及數據獲取、數據理解與分類、可視化建模、圖象處理等方面外，還與計算機支持協同工作CSCW、多媒體技術、虛擬現實技術等交叉發展。智能化延續的研究涉及協同工作與設計問題的描述、邏輯推理、知識表示、知識獲取、模式識別、問題求解、機器學習、理論等諸多方面。集成化延續的研究表現為在計算機輔助幾何設計CAGD基礎上CAD與CAM的整體連接技術。

4基于網絡的CAD/CAM技術在工業企業中的發展趨勢

近年來，基于CAD/ CAM技術研究十分活躍，主要發展趨勢包括：

（1）基于Web的CAD/CAM技術市場的競爭導致了產品與設計資源的差異性、分散性與分布性。Web技術可以將地理上不同的CAD/CAM系統聯系在一起，基于網絡的CAD/CAM利用網絡及Web技術尋求設計中心的支持與協作，提供異地異構服務，改善了遠程設計和制造的工作模式。目前具有代表性的基于Web的CAD系統有美國Standford的PPP系統、Berkeley的WELD系統等。

（2）多種信息模型CAD/ CAM技術的網絡化研究是基于不同應用程序間共享數據的需求而產生的。它的發展是面向不同設計模型的協作，具有協同的特性，其產品對象也涉及多個專業學科，計算機表達的虛擬產品應提供足夠的信息以滿足多學科、多視角的需求。

（3）與PDM相接基于網絡的CAD技術的一個主要發展方向就是實現人機交互事件的協作自動化。PDM系統具有一定的設計過程管理共享與自動化特征。從CAD對象的任務確立、分解、組織、執行、重構到相關信息的存儲、分類、鏈接、維護、共享、網絡技術促使CAD轉向更多考慮產品設計過程管理與協調。相應的產品信息模型建立在多用戶、多學科、多視角的基礎上，不僅僅是網絡CAD的需要，也有利于產品對象的數據管理。