計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)cad

1、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)cad計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)cad二維和三維軟件能通過(guò)確定設(shè)計(jì)、工程和制造各階段的影響因素, 模擬真實(shí)環(huán)境自動(dòng)繪制圖像，這不僅節(jié)省時(shí)間和成本，還能為工程 師提供比手繪更精確的可視化圖像。此外，CAD軟件開(kāi)發(fā)商還在努力使軟件更易上手，便于工程師在 幾周內(nèi)精通CAD軟件?，F(xiàn)在，使用CAD軟件更是工程師在制造、工 程、維修等領(lǐng)域從事工程工作時(shí)的必備技能。近十年來(lái)，隨著越來(lái) 越多的快速成形和工裝設(shè)備的發(fā)展，以及新型輕質(zhì)材料的日趨流行, CAD軟件在航空航天制造領(lǐng)域得到了穩(wěn)步發(fā)展。一、市場(chǎng)現(xiàn)狀當(dāng)前，CAD市場(chǎng)的收入超過(guò)70億美元，為航空航天業(yè)提供CAD 解決方案的最大供應(yīng)商主要有美國(guó)的Autode

2、sk和PTC、德國(guó)的西門 子和法國(guó)的達(dá)索系統(tǒng)公司，其中最受歡迎的是達(dá)索系統(tǒng)的CATIA產(chǎn) 品。該產(chǎn)品集CAD、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE) 功能于一體。CAM利用設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)控制自動(dòng)化加工，CAE可用于測(cè)試材 料強(qiáng)度和疲勞壽命等特性。另一款流行的軟件是達(dá)索系統(tǒng)的SolidWorks,它最初起源于美 國(guó)，后于1997年被達(dá)索系統(tǒng)收購(gòu)。SolidWorks具有廣泛的用戶群, 包括Taylor-Deal航空(TDA)維修企業(yè)和航電制造商EAD宇航等。達(dá) 索系統(tǒng)公司認(rèn)為CAD軟件在功能擴(kuò)展上己經(jīng)發(fā)生了很大的變化，遠(yuǎn) 遠(yuǎn)超越了簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)、建模，而是涵蓋了機(jī)械、電氣、校驗(yàn)和數(shù)據(jù) 管理等多

3、個(gè)方面。二、適用于維修企業(yè)的軟件眾所周知，CAD軟件已經(jīng)幫助飛機(jī)制造商大幅提升了制造能力， 而今在飛機(jī)設(shè)計(jì)階段也逐漸開(kāi)始考慮維修性。達(dá)索系統(tǒng)公司認(rèn)為， 近年來(lái)最大的發(fā)展趨勢(shì)是重視擴(kuò)大下游工程，即產(chǎn)品全壽命周期中的工程活動(dòng)，也被稱為“軟性制造”。重視下游工程包括技術(shù)出版 物出版、相關(guān)檢測(cè)、基于模型的定義和企業(yè)相關(guān)軟件，以及維修手 冊(cè)的編寫等。因?yàn)镃AD軟件可以為設(shè)計(jì)工程師和負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)維修手冊(cè)的' 工程師 提供協(xié)同環(huán)境。即設(shè)計(jì)工程師應(yīng)在設(shè)計(jì)零件和組件的同時(shí)開(kāi)發(fā)維修 服務(wù)手冊(cè)，并與通過(guò)SolidWorks, Catia或其他CAD軟件包導(dǎo)出的 資源文檔實(shí)現(xiàn)自動(dòng)鏈接。這樣除了能夠更快速生成手冊(cè)，

4、還能使技 術(shù)出版物的編寫部門與設(shè)計(jì)工程部門保持持久關(guān)聯(lián)，從而保證手冊(cè) 更新升級(jí)的及時(shí)性和手冊(cè)的準(zhǔn)確性。通常維修企業(yè)也可以使用CAD和CAM軟件開(kāi)發(fā)能夠更快速、高效 地更換損傷部件的程序。目前，很多CAD軟件供應(yīng)商認(rèn)為飛機(jī)維修 業(yè)是其未來(lái)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的主要市場(chǎng)之一。但維修企業(yè)也有些特殊性， 其對(duì)于成本非常敏感，并且在多個(gè)項(xiàng)目并行時(shí)更愿意尋求相關(guān)解決 方案。對(duì)此，軟件供應(yīng)商為維修企業(yè)推出許多術(shù)語(yǔ)類桌面訂閱軟件, 允許用戶根據(jù)需要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)購(gòu)買更多的訂閱服務(wù)。三、產(chǎn)品壽命管理解決辦法除了 CAM和CAE之外，CAD的另一分支是產(chǎn)品壽命管理(PLM), 即將材料費(fèi)、維修手冊(cè)數(shù)據(jù)、適航指令、服務(wù)通告等文檔

5、與三維建 模軟件相結(jié)合形成一種新軟件。雖然PLM是從CAD演變而來(lái)的，但 它是涵蓋了從飛機(jī)的設(shè)計(jì)階段到飛機(jī)營(yíng)銷階段整個(gè)過(guò)程的一種軟件 系統(tǒng)。西門子公司自2007年收購(gòu)UG(UnigraphicsNX)解決方案以來(lái)， 其PLM軟件現(xiàn)己在市場(chǎng)上突顯優(yōu)勢(shì)。UG軟件最初是由美國(guó)飛機(jī)制造 商麥道公司于上世紀(jì)70年代開(kāi)發(fā)的，俄羅斯蘇霍伊飛機(jī)公司曾將其 用于蘇霍伊“超級(jí)噴氣” 100的機(jī)身設(shè)計(jì)中。西門子認(rèn)為，制造商在早期設(shè)計(jì)階段就考慮了零部件的可維修性, 這使維修企業(yè)受益良多。例如，設(shè)計(jì)人員必須確保發(fā)動(dòng)機(jī)維修人員 能夠訪問(wèn)到其維修所需的所有相關(guān)數(shù)據(jù)。而且通過(guò)軟件在虛擬環(huán)境 中模擬人機(jī)交互，可判斷真實(shí)工作環(huán)境

6、下工程師能否接近某個(gè)部件、 能否輕松地將其修復(fù)或更換。也就是說(shuō)，通過(guò)PLM軟件用戶能夠在早期階段了解到是否可以在不拆卸整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下實(shí)際接近這 部分組件，提供一個(gè)認(rèn)證預(yù)演。盡管這并不能取代實(shí)際的認(rèn)證過(guò)程, 但是客戶可以利用這些信息證明其飛機(jī)通過(guò)了系統(tǒng)測(cè)試。四、新趨勢(shì)在下一代飛機(jī)的制造中越來(lái)越多地采用了復(fù)合材料，致使CAD軟 件供應(yīng)商也在調(diào)整其解決方案。因?yàn)閺?fù)合材料機(jī)身與傳統(tǒng)機(jī)身在強(qiáng) 度、剛度、特性和工藝性上有明顯不同，其機(jī)身修復(fù)就截然不同， 所以對(duì)軟件中的仿真工具也要求不斷增多，而且需要將CAE集成于 CAD軟件包中，幫助制造商和維修企業(yè)完成最好的設(shè)計(jì)和準(zhǔn)確地測(cè) 試復(fù)合材料部件性能。隨著軟

7、件供應(yīng)商逐步擴(kuò)大CAD軟件的功能范圍，軟件的性能和可 訪問(wèn)性的局限性日趨突顯。例如，考慮波音777等大組件的數(shù)字化 設(shè)計(jì)時(shí)，由于該結(jié)構(gòu)包含了 300多萬(wàn)個(gè)部件，所以當(dāng)用戶執(zhí)行打開(kāi) 文件或保存信息等操作時(shí)，CAD軟件的運(yùn)行速度比設(shè)計(jì)單個(gè)部件或 由100個(gè)部件組成的組件更慢。五、應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)通常，CAD軟件升級(jí)的障礙是其可用性和升級(jí)成本，特別是對(duì)于 一些規(guī)模小的公司而言這一問(wèn)題尤為嚴(yán)重。不過(guò)近年來(lái)這一問(wèn)題已 開(kāi)始有所解決。例如，軟件的授權(quán)模式除了傳統(tǒng)的固定價(jià)格購(gòu)買模 式，還引入了訂閱模式，為用戶提供租用軟件或“按需支付”合同 兩種選項(xiàng)，價(jià)格范圍從幾百美元到5000美元不等。CAD軟件能為航空制造商或維

8、修企業(yè)帶來(lái)實(shí)實(shí)在在的投資回報(bào)， 被認(rèn)為是CAD軟件的主要優(yōu)點(diǎn)之一。全球知名咨詢公司TechNavio 認(rèn)為，通過(guò)使用CAD軟件能夠降低近80%的設(shè)計(jì)和研發(fā)成本。但到底哪種CAD軟件最合適于自身的需求，這是一個(gè)挑戰(zhàn)。按照 經(jīng)驗(yàn)，許多公司會(huì)選擇一個(gè)主CAD軟件平臺(tái)，可能是SolidWorks、 NX或Creo中的任何一個(gè)，然后再選擇一些其他輔助軟件平臺(tái)。甚 至可能是將CAD軟件與公司其他系統(tǒng)相連，如與PLM相連，直接開(kāi) 展從模擬到材料測(cè)試等一整套工作。云計(jì)算的出現(xiàn)大大影響了 CAD的發(fā)展。由于云計(jì)算使用戶能夠創(chuàng) 建適用于移動(dòng)辦公人員的私有云和適用于遠(yuǎn)程訪問(wèn)的云應(yīng)用。所以 預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年內(nèi)，云計(jì)算將進(jìn)一步影響CAD的發(fā)展，并且這也會(huì) 影響維修企業(yè)對(duì)CAD及相關(guān)程序的使用方式。例如，在進(jìn)行材料審查時(shí)，必須快速分析部件并判斷其適航性， 但是有些計(jì)算工具需要12小時(shí)才能完成，但如果利用云端的10臺(tái)、 20臺(tái)甚至100臺(tái)計(jì)算機(jī)則可在1、2分鐘內(nèi)得出結(jié)論。另一方面，對(duì)于航空制造商而言C