我国机械CAD／CAM技术应用研究综述

0 引言

    CAD／CAM(计算机辅助设计与制造)技术产生于20世纪50年代后期发达国家的航空和军事工业中。随着计算机技术和信息技术的发展，CAD／CAM技术在全球迅速普及开来。对制造业来说，CAD／CAM是提高产品设计品质和制造品质、缩短产品开发周期，降低产品开发成本的强有力手段，已成为企业赢得市场的制胜法宝。因此，研究我国机械行业CAD／CAM技术应用现状，探讨其发展前景，对加快我国机械行业CAD／CAM技术推广应用步伐，提高我国机械制造业的国际竞争力具有深远意义。

1 我国机械行业CAD／CAM技术应用现状

    纵观我国机械制造业，CAD／CAM技术应用现状主要呈现以下几个特点：

    a)起步晚，市场份额小：我国CAD／CAM技术应用从20世纪80年代开始，“七五”期间，国家支持对24个重点机械产品进行了CAD／CAM的开发研制工作，为我国CAD／CAM技术的发展奠定了一定的基础。通过国家科委实施的863计划中的CIMS主题，促进了CAD／CAM技术的研究和发展。“九五”期间，国家科委又颁发了《1995～2000年我国CAD／CAM应用工程发展纲要》，将推广、应用CAD／CAM技术作为改造传统企业的重要战略措施。尤其是机械行业，自1995年以来，相继开展了“CAD应用1215工程”和“CAD应用1550工程”，前者是树立12家“甩图板”的CAD应用典型企业，后者是培育50～100家CAD／CAM应用的示范企业，扶持500家，继而带动5000家企业的计划。通过国家这些重大举措，我国CAD／CAM技术的研发与应用取得了较大进步，但由于一些企业经济实力不足，技术人才短缺，CAD／CAM技术不能够完全应用到生产实践中去。国内的一些科研机构、高校和软件公司开发出的CAD／CAM软件，在包装方面与发达国家相比存在差距，虽投放市场，但份额较小。

    b)应用范围窄、层次浅：CAD／CAM技术在企业中的应用在CAD方面主要包括二维绘图、三维造型、装配造型、有限元分析和优化设计等，其中二维绘图技术在企业应用情况较好，这一方面得益于国家大力推进“甩图板”工程，另一方面是由于二维绘图技术解决的是所有企业的共性问题。三维造型软件由于早期没有推出微机版本，需要在工作站环境中工作，投资较大，所以采用的企业相对少一些，应用情况好的也相对少一些；尽管目前早已推出比较成熟稳定的微机版本，但大多数企业并未认识到其优势所在，仍然固守于二维绘图；基于三维造型技术的装配造型也因此很少应用。有限元分析和优化设计则普及率更低，原因是这些系统都进行了一定的理论假设，所以其结果的可靠性稍低，应用难度也较大，只用于某些必须的场合。

    在CAM方面，目前企业普遍应用的只是数控程序编制，华中数控系统、南京SKY系统、日本FUNUC系统、德国SIEMENS系统在国内企业中应用已经非常广泛，而广义的CAM只有少数大型企业采用，在中小企业中极少应用。其主要原因有：1)中小企业采用的多是单一功能的CAD／CAM软件，难以达到CAD／CAM的功能集成；2)尽管有些企业配备了高水平的集成软件，也花巨资引进了配套设备，但由于缺少高素质的技术人员，配备的软件和设备没有得到有效利用，只利用了极少一部分功能。

    c)功能单一，经济效益并不明显：CAD／CAM技术在企业中的应用仅是单元的智能技术应用，是从企业生产的各个侧面来提高效率，推进自动化。，采用单一功能的CAD／CAM技术其效果是相当有限的，只有将CAD、CAPP、CAM等技术集成在一起，综合应用在设计与制造过程中，才能产生显著经济效益。

2 我国机械CAD／CAM技术的发展方向

    CAD／CAM技术给机械制造业带来了全面的、根本的变革，使传统的机械制造业发生了质的飞跃，在全球范围内受到普遍关注和重视，在这一时代背景下，我国机械制造业要想跟上时代的步伐，必须把握好机械CAD／CAM技术的正确发展方向：

    a)进一步普及机械行业CAD／CAM技术，努力提高其应用水平。在国家各项举措大力推动下，我国机械制造企业一定要重视CAD／CAM技术的推广应用，应把推广应用CAD／CAM技术看作企业发展的生命线，在资金投入和人才引进上不惜一切代价，为CAD／CAM技术在生产实践中应用创造必备的条件，促进我国CAD／CAM技术的应用水平迈上一个新的台阶；

    b)在CAD／CAM软件的选用上，坚持高、中、低档并存。高档CAD／CAM软件实现了CAD、CAE(计算机辅助：工程分析)、CAPP(计算机辅助工艺过程设计)、CAM、PDM(产品数据管理)和PPC(生产计划与控制)等技术的高度集成，基本能实现设计制造及生产管理的一体化，实现“无纸制造”，典型代表有I-DEAS、Pro／Engineer、Uni-． ，graphic和CATIA等国外开发的软件，但相对来说，投资较大，对人员的素质要求较高。我国大型企业具备这些条件，而且也大多购置了这样的软件及相应设备，问题是其功能未能充分应用，今后一定要有所突破。

    中、低档CAD／CAM软件功能单一或部分集成，主要特点是价格便宜，实用性强，微机平台，易学易用，对人员素质要求不很高，大多数企业都具备应用条件；

    c)加大创新力度，不断开发具有特色的国内CAD／CAM软件。开发CAD／CAM软件的最终目的是应用CAD／CAM技术，科研单位不仅要紧跟时代潮流，跟踪国际最新动态，加快对于引进国外CAD／CAM软件的二次开发应用步伐，同时要结合国情、遵守各国规范，面向国内机械制造业发展的需要，加大科技创新力度，研发出方便实用、更具特色、更有竞争力的CAD／CAM产品，促进我国机械制造业CAD／CAM技术的快速发展。

3 结束语

    机械CAD／CAM技术对制造业产生的冲击和带来的效益是勿庸置疑的。我国机械制造业应正确认识CAD／CAM技术在我国的应用情况，把握好正确的发展方向，坚持走集成化、智能化、并行化、网络化和标准化的路子。