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云南经贸外事职业学院毕业论文题目计算机辅助设计现状及展望系部工程与机电系班级09级工程造价（2）班专业工程造价姓名张晓艳指导教师杨滔2012年3月10日目录一、内容摘要------------------------------------1二、计算机辅助设计的简介及起源、发展---------------------2三、计算机辅助设计的应用---------------------------------3四、计算机辅助设计的发展趋势-----------------------------4五、参考文献---------------------------------------------6计算机辅助设计现状及展望内容摘要：计算机辅助设计（CAD-ComputerAidedDesign）这一概念是由麻省理工学院的一个CAD开发小组率先于20世纪60年代初提出的。本文通过概括当前建筑领域计算面辅助设计，CAD软件的优缺点及发展的核心竞争力。并且研究了该软件在实际情况中的运用。同时提出了计算机建筑辅助设计CAD软件进一步发展所应具备的条件。同时让大家意识到计算机辅助设计CAD软件在未来建筑设计中的重要性。关键词：辅助设计建筑领域一、计算机辅助设计的简介及起源、发展：（一）计算机辅助设计的简介计算机辅助设计(CAD-ComputerAidedDesign)指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。（二）计算机辅助设计的起源计算机辅助设计（CAD-ComputerAidedDesign）这一概念是由麻省理工学院的一个CAD开发小组率先于20世纪60年代初提出的。1967年，美国洛克希德公司开发出商用的CADAM系统，CAD的利用（主要在航空、汽车以及船舶制造领域）开始进入了实用化阶段。不过当时绝大多数的CAD系统都是自行开发自行使用为主，而且往往是针对某个课题独立研发，针对具体使用目的编制专业程序来完成设计的自动化，因此无法将设计者的意图及时反映到设计中去。到了70年代中期，计算机的主流由大型机向个人机以及微型机的方向转变，CAD系统的开发者与使用者开始分化，出现了专业的CAD系统开发商。进入80年代，CAD与微型机以及工作站相结合，不仅在CAD利用的传统领域诸如机械、电子电路等方面不断发展，而且在建筑产业、家用电器等工业设计领域呈现出多样化的利用形态。80年代后期，CAD与计算机图形处理技术（CG-ComputerGraphics）相融合，由2维平面制图系统向生产加工数据用的3维CAD系统方向飞速发展。进入90年代后期，随着网络技术的迅猛发展为CAD的集成与协同提供了强有力的支持，使得并行工程处理作业成为可能。以工程项目为核心，不同地域的生产“虚拟群体”能及时地共享图形库、数据库、材料库及一切上网资源。（三）计算机辅助设计的发展70年代，小型计算机费用下降，美国工业界才开始广泛使用交互式绘图系统。80年代，由于PC机的应用，CAD得以迅速发展，出现了专门从事CAD系统开发的公司。当时VersaCAD是专业的CAD制作公司，所开发的CAD软件功能强大，但由于其价格昂贵，故不能普遍应用。而当时的Autodesk公司是一个仅有员工数人的小公司，其开发的CAD系统虽然功能有限，但因其可免费拷贝，故在社会得以广泛应用。同时，由于该系统的开放性，该CAD软件升级迅速。设计者很早就开始使用计算机进行计算。有人认为IvanSutherland在1963年在麻省理工学院开发的Sketchpad是一个转折点。SKETCHPAD的突出特性是它允许设计者用图形方式和计算机交互：设计可以用一枝光笔在阴极射线管屏幕上绘制到计算机里。实际上，这就是图形化用户界面的原型，而这种界面是现代CAD不可或缺的特性。CAD最早的应用是在汽车制造、航空航天以及电子工业的大公司中。随着计算机变得更便宜，应用范围也逐渐变广。CAD的实现技术从那个时候起经过了许多演变。这个领域刚开始的时候主要被用于产生和手绘的图纸相仿的图纸。计算机技术的发展使得计算机在设计活动中得到更有技巧的应用。如今，CAD已经不仅仅用于绘图和显示，它开始进入设计者的专业知识中更“智能”的部分。随着电脑科技的日益发展，性能的提升和更便宜的价格，许多公司已采用立体的绘图设计。以往，碍于电脑性能的限制，绘图软件只能停留在平面设计，欠缺真实感，而立体绘图则冲破了这一限制，令设计蓝图更实体化。CAD属于新兴的交叉型学科。在CAD软件发展初期，CAD的含义仅仅是图板的替代品，也就是ComputerAidedDrawing(或Drafting)，意为计算机辅助绘图，而不是现在我们所讨论的CAD（ComputerAidedDesign）的全部内容。直到70年代末期，CAD技术以二维绘图为主要目标，此后二维绘图技术作为CAD技术的一个分支而相对独立、平稳地发展。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。综观CAD的发展过程，经历了诸如曲面造型技术、实体造型技术、参数化技术及变量化技术等重大技术革命。CAD技术基础理论的每一次重大进展，都带动了CAD/CAM/CAE整体技术的提高以及制造手段的更新。其中，CAM指ComputerAidedManufacturing，意为计算机辅助制造，是利用计算机来进行生产设备管理控制和操作的过程，在整个过程中，输入零件的工艺路线和工艺内容，输出刀具加工时的运动轨迹和数控程序；CAE指ComputerAidedEngineering，意为计算机辅助工程，是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、稳定性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。总之，CAD技术自诞生之日起，一直处于不断发展和探索中，正是这种此消彼长的互动与交替，造就了今天CAD技术的兴旺和繁荣。二、计算机辅助设计的应用近十几年来占据计算机辅助绘图与设计市场主导地位的是美国Autodesk公司的AutoCAD软件。该软件是由美国Autodesk公司于20世纪80年代初，为在计算机上应用CAD技术而开发的绘图软件包，最早版本为AutoCAD1.0（1982年11月推出）；经过20多年的发展，现已经成为国际上广为流行的绘图工具。AutoCAD具有友好的用户界面，通过使用对话框或命令行方式可进行各种操作，熟练掌握它的应用和开发技巧，便可大大提高工作效率。AutoCAD具有广泛的适应性，它可以在各种操作系统支持的微型计算机和工作站上运行，并支持分辨率由320×200到2048×1024的图形显示设备40多种，数字化仪和鼠标器30余种，绘图仪和打印机数十种，这就为AutoCAD的广泛普及创造了条件AutoCAD软件主要具有以下特点：（1）具有完善的图形绘制功能；（2）具有强大的图形编辑功能；（3）可以采用多种方式进行二次开发或用户定制；（4）可以进行多种图形格式的转换，具有较强的数据交换能力；（5）支持多种硬件设备；（6）支持多种操作平台；（7）具有通用性、易用性，适用于各类用户。AutoCAD的基本功能：（一）平面绘图：能以多种方式创建直线、圆、椭圆、多边形、样条曲线等基本图形对象。AutoCAD提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等绘图辅助工具。正交功能使用户可以很方便地绘制水平、竖直直线，对象捕捉可帮助拾取几何对象上的特殊点，而追踪功能使画斜线及沿不同方向定位点变得更加容易。（二）编辑图形：AutoCAD具有强大的编辑功能，可以移动、复制、旋转、阵列、拉伸、延长、修剪、缩放对象等。标注尺寸。可以创建多种类型尺寸，标注外观可以自行设定。书写文字。能轻易在图形的任何位置、沿任何方向书写文字，可设定文字字体倾斜角度及宽度缩放比例等属性。图层管理功能。图形对象都位于某一图层上，可设定图层颜色、线型、线宽等特性。（三）三维绘图：可创建3D实体及表面模型，能对实体本身进行编辑。网络功能。可将图形在网络上发布，或是通过网络访问AutoCAD资源。数据交换。AutoCAD提供了多种图形图像数据交换格式及相应命令。二次开发。AutoCAD允许用户定制菜单和工具栏并能利用内嵌语言Autolisp、VisualLisp、VAB、ADS、ARX等进行二次开发。（四）绘图辅助工具：提供了正交、对象捕捉、极轴追踪、捕捉追踪等。正交功能使用户可以很方便地绘制水平、竖直直线，对象捕捉可帮助拾取几何对象上的特殊点，而追踪功能使画斜线及沿不同方向定位点变得更加容易。（五）标注尺寸：可以创建多种类型尺寸，标注外观可以自行设定。（六）书写文字：能轻易在图形的任何位置、沿任何方向书写文字，可设定文字字体、倾斜角度及宽度缩放比例等属性。（七）图层管理功能：图形对象都位于某一图层上，可设定图层颜色、线型、线宽等特性。（八）网络功能：可将图形在网络上发布，或是通过网络访问AutoCAD资源。（九）数据交换：提供了多种图形图像数据交换格式及相应命令。CAD的基本技术：主要包括交互技术、图形变换技术、曲面造型和实体造型技术等。在计算机辅助设计中，交互技术是必不可少的。交互式cad系统，指用户在使用计算机系统进行设计时，人和机器可以及时地交换信息。采用交互式系统，人们可以边构思、边打样、边修改，随时可从图形终端屏幕上看到每一步操作的显示结果，非常直观。图形变换的主要功能是把用户坐标系和图形输出设备的坐标系联系起来；对图形作平移、旋转、缩放、透视变换；通过矩阵运算来实现图形变换。实体造型技术(SolidModeling)是计算机视觉、计算机动画、计算机虚拟现实等领域中建立3D实体模型的关键技术。实体造型技术是指描述几何模型的形状和属性的信息并存于计算机内，由计算机生成具有真实感的可视的三维图形的技术。[计算机设计自动化计算机自身的cad，旨在实现计算机自身设计和研制过程的自动化或半自动化。研究内容包括功能设计自动化和组装设计自动化，涉及计算机硬件描述语言、系统级模拟、自动逻辑综合、逻辑模拟、微程序设计自动化、自动逻辑划分、自动布局布线，以及相应的交互图形系统和工程数据库系统。集成电路cad有时也列入计算机设计自动化的范围。三、计算机辅助设计的发展趋势CAD技术作为成熟的普及技术已在企业中广泛应用，并已成为企业的现实生产力。围绕企业创新设计能力的提高和网络计算环境的普及，CAD技术的发展趋势主要围绕在标准化、开放化、集成化、智能化四方面。（一）标准化除了CAD支撑软件逐步实现ISO标准和工业标准外，面向应用的标准构件（零部件库）、标准化方法也已成为CAD系统中的必备内容，且向着合理化工程设计的应用方向发展。传统形式的手画工程图已经有了成熟的国际标准，相互都能理解。而存储在磁盘、光盘上的形形色色的CAD二进制数字记录，要想实现标准化就复杂、困难得多。从80年代中期起，ISO国际标准化组织着手酝酿制订这类标准，称作ISO10303《产品数据表达与交换标准》，简称STEP。它要涵盖所有人工设计的产品，采用统一的数字化定义方法。由于STEP标准涉及的面非常宽，众口难调，标准的制定过程十分缓慢，存在问题很多。而在我国，CAD应用工程的实施具有更加严密的组织领导体系，而且实际从事CAD应用软件开发的单位相对比较集中，起步比国外晚，不存在要与过去开发的老系统保持兼容问题。如果我国采取主动贯彻STEP积极思想的方针，不纠缠于过分繁琐的技术细节，针对我国的现实需要和技术发展前景，及早统一协调自主开发软件的数据模型，这将有助于推动国内CAD界的学术研究风气，促进CAD软件开发水平的大幅度提高。这种主动出击的