網(wǎng)絡(luò)時(shí)代智能CAD技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用

吳愛蘭

摘要：在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代背景下，現(xiàn)代化信息技術(shù)不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，大量新技術(shù)和新成果涌現(xiàn)，極大促進(jìn)了社會進(jìn)步和發(fā)展。為了迎合時(shí)代發(fā)展要求，提升科技水平，智能CAD技術(shù)開發(fā)應(yīng)用力度逐漸增強(qiáng)，相較于傳統(tǒng)的CAD技術(shù)而言具有自動化、智能化、集成化與網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)，有助于改進(jìn)常

CAD技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)深層次開發(fā)應(yīng)用，對于現(xiàn)代社會發(fā)展意義深遠(yuǎn)。該文就網(wǎng)絡(luò)時(shí)代下，論述智能CAD技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用相關(guān)內(nèi)容，把握發(fā)展趨勢，提出有效的改善措施，推動智能CAD技術(shù)更高層次發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能CAD技術(shù);集成化;網(wǎng)絡(luò)化;智能CAD技術(shù);開發(fā)應(yīng)用

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）06-0219-02

在經(jīng)濟(jì)全球化背景下，國際之間的競爭區(qū)域白熱化，高新科技飛快發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)滲透在各個行業(yè)領(lǐng)域，成為時(shí)代核心競爭力。面對不斷增長的需求，企業(yè)經(jīng)濟(jì)開始從以往的規(guī)模經(jīng)濟(jì)朝著范圍經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。在這樣的環(huán)境下，如何縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，提升產(chǎn)品競爭優(yōu)勢，對于企業(yè)占據(jù)更大市場份額，開發(fā)客戶所需要的產(chǎn)品具有十分深遠(yuǎn)的影響。以往通用的CAD技術(shù)自誕生以來，在電子、機(jī)械、化工和建筑等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，大大提升了產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率。而在網(wǎng)絡(luò)時(shí)代背景下，CAD技術(shù)逐漸結(jié)合人工智能技術(shù)，形成了智能CAD系統(tǒng)，將為現(xiàn)代社會發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

1智能CAD技術(shù)概述

智能CAD技術(shù)是一種新式的設(shè)計(jì)推理方法，給予現(xiàn)有的設(shè)計(jì)實(shí)例，通過信息化和知識化基礎(chǔ)上形成設(shè)計(jì)倉庫，可以更加精準(zhǔn)的為設(shè)計(jì)師提供產(chǎn)品開發(fā)需要的知識，了解設(shè)計(jì)人員意圖，自動化檢測和校正問題，提出改善建議等功能。同時(shí)，智能CAD技術(shù)可以滿足新人的操作需要，具有推理功能，即便是新手也可以得心應(yīng)手的進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，而當(dāng)前人們開始嘗試著將創(chuàng)新技法與人工智能技術(shù)融人CAD技術(shù)中，通過智能設(shè)計(jì)和智能制造來解決新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造問題，打造更具創(chuàng)造性和時(shí)代性的產(chǎn)品。

智能CAD技術(shù)優(yōu)勢突出，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)，可以改善重復(fù)設(shè)計(jì)的問題，提升信息資源效率，對于縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)周期，提升產(chǎn)品效益具有積極作用。

2網(wǎng)絡(luò)時(shí)代下的智能CAD技術(shù)發(fā)展趨勢

在當(dāng)前時(shí)代背景下，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展和創(chuàng)新，人們對設(shè)計(jì)制造概念的認(rèn)知不斷深化，企業(yè)經(jīng)營管理發(fā)生了不同程度的變化，涌現(xiàn)很多新式的設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)，如并行工程、數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造、協(xié)同設(shè)計(jì)等等，依托于現(xiàn)代管理技術(shù)和信息技術(shù)，可以縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造周期，推動技術(shù)更新和發(fā)展，在提升企業(yè)核心競爭優(yōu)勢的同時(shí)，謀求企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造中CAD技術(shù)的應(yīng)用，受到了社會各界廣泛關(guān)注和重視。CAD應(yīng)用逐步深化，開始提出了企業(yè)生產(chǎn)周期網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和集成化發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。是CAD應(yīng)用工程發(fā)展的必然選擇，同時(shí)也是對我國傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)改革升級的必然選擇。

1.1CAD集成技術(shù)發(fā)展

CAD技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造中應(yīng)用，對產(chǎn)品數(shù)字化定義，CAE仿真分析產(chǎn)品，CAPP則成為CAD和CAM之間的紐帶橋梁，ERP是現(xiàn)代企業(yè)綜合資源信息計(jì)劃和管理主要手段，結(jié)合企業(yè)實(shí)際情況合理配置資源，對于推動企業(yè)競爭和發(fā)展意義深遠(yuǎn)。PDM則是在軟件技術(shù)基礎(chǔ)上，一體化集成管理產(chǎn)品的數(shù)據(jù)、資源和過程，有別于其他信息管理系統(tǒng)，主要是面向制造企業(yè)，堅(jiān)持產(chǎn)品管理核心，分布式異構(gòu)信息集成。通過此種方式，形成設(shè)計(jì)制造信息流與生產(chǎn)管理信息流的紐帶橋梁，可以從源頭上解決信息孤島的問題，提升信息資源利用效率。

建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和產(chǎn)品信息模型，可以在不同應(yīng)用之間實(shí)現(xiàn)無縫銜接，真正一體化系統(tǒng)，規(guī)避信息孤島和信息異構(gòu)問題的出現(xiàn)，提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造效率和質(zhì)量。

1.2領(lǐng)域產(chǎn)品模型下的智能CAD技術(shù)

領(lǐng)域產(chǎn)品模型，相較于常規(guī)的二維和三維幾何模型優(yōu)勢較為突出，可以完成其不具備的設(shè)計(jì)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品智能化設(shè)計(jì)，提升工業(yè)設(shè)計(jì)水平的同時(shí)，帶來更大的效益。

2影響CAD深層開發(fā)應(yīng)用的因素

2.1CAD技術(shù)應(yīng)用關(guān)鍵點(diǎn)

（1）設(shè)計(jì)制造水平的持續(xù)提升，有助于強(qiáng)化企業(yè)創(chuàng)新能力，為企業(yè)帶來更大的直接經(jīng)濟(jì)效益。設(shè)計(jì)水平提升，是CAD技術(shù)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵所在，通過對產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)、智能設(shè)計(jì)和新技術(shù)應(yīng)用，提升企業(yè)核心競爭優(yōu)勢。

（2）縮短設(shè)計(jì)周期帶來效益。基于常規(guī)的CAD系統(tǒng)具備的圖庫、繪圖工具和圖形設(shè)計(jì)資源合理開發(fā)和利用，縮短設(shè)計(jì)周期，降低開發(fā)成本，提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。

（3）設(shè)計(jì)管理水平持續(xù)升高。與國際結(jié)果會，持續(xù)提升設(shè)計(jì)管理水平，提升企業(yè)的核心競爭優(yōu)勢，進(jìn)而在激烈的市場競爭中占據(jù)更大的份額。

2.2通用CAD系統(tǒng)的問題

在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用通用CAD系統(tǒng)，盡管取得了一定成效，提升了產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率，但其中仍然有不足暴露出來。在設(shè)計(jì)構(gòu)思方面，應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，是創(chuàng)新設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，要求設(shè)計(jì)人員具備扎實(shí)的設(shè)計(jì)知識和經(jīng)驗(yàn)，并列舉設(shè)計(jì)實(shí)例，但是通用CAD系統(tǒng)無法滿足該階段設(shè)計(jì)需要。分析計(jì)算方面，基于初始設(shè)計(jì)結(jié)果，明確產(chǎn)品的力學(xué)特性，并選擇有限元方法進(jìn)行通用分析，但是這一方法卻并沒有考慮到專業(yè)特殊分析要求，應(yīng)專門分析前后處理，缺少合理的分析計(jì)算方法m。構(gòu)造設(shè)計(jì)方面，結(jié)構(gòu)細(xì)部設(shè)計(jì)需要豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)支持，并列舉同類型的設(shè)計(jì)實(shí)例，但是通用CAD系統(tǒng)只能列舉同類型設(shè)計(jì)圖紙為設(shè)計(jì)人員提供設(shè)計(jì)依據(jù)。設(shè)計(jì)圖紙繪制方面，設(shè)計(jì)完成產(chǎn)品圖紙，但是現(xiàn)有的CAD系統(tǒng)即便可以滿足圖形處理需要，卻無法直觀呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)和圖形之間關(guān)系。

2.3影響CAD深層次開發(fā)應(yīng)用的因素

就影響CAD深層次開發(fā)應(yīng)用的因素來看，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）系統(tǒng)模型差距。通用CAD系統(tǒng)以幾何模型為主，但是設(shè)計(jì)者重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容是設(shè)計(jì)參數(shù)代表的產(chǎn)品模型。通過設(shè)計(jì)參數(shù)來表示控制目標(biāo)、優(yōu)化設(shè)計(jì)和產(chǎn)品構(gòu)思等內(nèi)容;設(shè)計(jì)過程，通過扎實(shí)的設(shè)計(jì)知識和經(jīng)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)，而此類內(nèi)容均是通過設(shè)計(jì)參數(shù)表示。

（2）專業(yè)思維不同。通用的CAD系統(tǒng)注重幾何圖形處理，是專業(yè)計(jì)算機(jī)人員開發(fā)，但是不同產(chǎn)品設(shè)計(jì)專業(yè)不可避免存在思維差異問題，最終的產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求同樣不同。

（3）系統(tǒng)集成存在缺陷。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造過程，均需要根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求調(diào)整涉及參數(shù)，通過幾何模型反映設(shè)計(jì)控制的問題。

3網(wǎng)絡(luò)時(shí)代下的智能CAD技術(shù)開發(fā)應(yīng)用

3.1基于設(shè)計(jì)過程的智能CM）技術(shù)發(fā)展

（1）基于設(shè)計(jì)過程建立模型，結(jié)合產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要，將CAD系統(tǒng)融入產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程，適合CAD/CAPP/CAE/CAM系統(tǒng)研制和專業(yè)設(shè)計(jì)要求。當(dāng)前設(shè)計(jì)過程模型逐步研究深化，實(shí)際研究中取得了可觀的成果，如基于基因的推論方法和原型理論等。

（2）基于CAD核心地位，產(chǎn)品設(shè)計(jì)參數(shù)是系統(tǒng)基本模型，同時(shí)也是產(chǎn)品智能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵內(nèi)容捌。

（3）網(wǎng)絡(luò)工程數(shù)據(jù)庫技術(shù)和工程數(shù)據(jù)庫集成技術(shù)，如果將涉及參數(shù)作為CAD系統(tǒng)基本模型，不可避免的導(dǎo)致工程數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，而當(dāng)前數(shù)據(jù)技術(shù)不斷發(fā)展和完善，面向網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)水平得到了大幅度提升，為技術(shù)開發(fā)夯實(shí)了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（4）網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的工程知識體系建立，是專業(yè)知識在CAD系統(tǒng)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計(jì)的同時(shí)，提升設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，滿足客戶產(chǎn)品需求。CAD與人工智能技術(shù)的融合創(chuàng)新，達(dá)成智能化設(shè)計(jì)目標(biāo)。

3.2智能CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

并行設(shè)計(jì)方法是智能CAD系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)方法，面向產(chǎn)品生命周期設(shè)計(jì)的有效手段，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)中綜合考量產(chǎn)品工藝規(guī)劃、裝配、制造和維護(hù)等各環(huán)節(jié)具體清理，各環(huán)節(jié)并行集成，不僅可以縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，還可以有效提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量。

智能化方案設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)全過程，縮短設(shè)計(jì)周期、降低成本和提升設(shè)計(jì)質(zhì)量所起到的作用突出，是產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)。優(yōu)化智能化方案設(shè)計(jì)，基于產(chǎn)品功能選擇合理的設(shè)計(jì)方法，推動方案設(shè)計(jì)智能化同時(shí)，實(shí)現(xiàn)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊智能優(yōu)化集成。除此之外，面向?qū)ο筮x擇合適的設(shè)計(jì)方法，建立整體對象模型，優(yōu)化對象參數(shù)，改變參數(shù)來滿足不同對象設(shè)計(jì)需求。通過此種方法，可以建立更加智能化的CAD系統(tǒng)。

4結(jié)論

綜上所述，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代下技術(shù)不斷推陳出新，智能CAD技術(shù)逐漸成為CAD技術(shù)發(fā)展的主要方向，但是由于技術(shù)較為復(fù)雜，集合了多種前沿技術(shù)，需要扎實(shí)的專業(yè)知識和技術(shù)設(shè)計(jì)智能CAD系統(tǒng)，滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要的同時(shí)，提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量。