淺析計算機輔助軟件設計及其發展應用

鄧玉容

摘 要：基于計算機軟硬件基礎的計算機輔助設計方法，與傳統的機械設計方法有著本質的區別。文章從計算機輔助設計技術特點及功能入手，同時通過一些實際生活中的工業應用來分析概述其在計算機領域的應用情況及未來發展趨勢。

關鍵詞：計算機輔助設計技術；軟件；發展應用

引言

伴隨著我國計算機軟件技術的不斷發展以及輔助軟件在應用領域的不斷擴大，對傳統機械設計方式的改革提供了理論與技術支持。計算機的邏輯判斷功能在原有的計算機基礎上為計算機添加了智能思維能力。計算機輔助設計就是人們常說的CAD，該系統是在人為主導的環境下運用計算機進行工程設計的一個系統，它是現代化設計工程里面一項重要的新技術以及強有力的智能工具。計算機軟件輔助設計是隨著生產力迅速發展而對傳統的設計方法進行變革的一股新生力量，而計算機輔助軟件技術的發展與應用也在現實工業生產生活中提供了許多便利。

1 計算機輔助軟件設計方法功能簡介

1.1 計算機輔助軟件設計方法特點

CAD系統的設計方法有這樣的一些特點。第一，計算機輔助設計可以大大提高設計的可靠性與精確性。第二，CAD系統能夠很好的減少設計的周期，實現對制造、設計的一體化，進而有效降低生產的成本。第三，分析與設計進行整合實現產品最優化。第四、數據處理功能與圖形處理功能的強力整合。

1.2 計算機輔助軟件設計方法功能

計算機輔助軟件設計方法的功能有如下幾點：分析功能，能夠對系統所作出的產品進行全方位的性能分析；圖形處理功能；科學計算功能，這包含有各種繁瑣輔助的工程計算與分析；編制文件功能，系統可以作出各種技術文件其中包含有明細表等；數據處理功能，能夠進行全自動繪圖并通過三維或二維的形式來展現。

2 計算機輔助軟件設計的應用

2.1 計算機輔助設計軟件在建筑設計中的應用

伴隨著現代化信息技術的不斷發展，設計中引入了電腦制圖功能，建筑師們可以通過計算機強大的運算能力與三維建模能力來對設計的想法與實際建筑物進行綜合對比分析?？v觀建筑設計軟件的發展更新歷程（3DS-3DSMAX-3DVIZ），可以看出，計算機系統為建筑師們的建筑設計帶來了極大的便利，也讓建筑設計的方案有了進一步的發展和拓展。當我們對建筑設計方案有了最初的構思以后就可以利用上述軟件進行整體的形體研究。建筑物各個體塊的高矮、大小和空間距離等關系都可以通過計算機輔助軟件來實現調整，便捷的數據處理為建筑物的設計方案進行多方面、綜合性的調整與驗證，從而實現對設計與表現的同步化。同時系統也為我們在進行每一個設計方案的實際運行提供了邊實施邊驗證邊矯正的可能，這也更便捷的體現設計方案的完美性。與傳統的設計相比，CAD技術可以通過對建筑系統的點、線、面進行全方位的透視，這對建筑物各個立面的虛實關系以及形體比例進行多方位的調整，從而更有效地、更準確的實現設計方案的優化性。電腦設計是建立在三維立體的基礎上的，這無疑為我們的建筑設計帶來了全新的手段與方式，更重要的一點就是它將對未來建筑設計理念的轉變產生較為深遠的影響。

2.2 計算機輔助設計軟件在牙科專業中的應用

在牙科專業中，對牙科修復設計的要求是非常嚴謹和細致的，這包含對材料的厚度與材料選擇的自動調配，同時還有對倒扣區域的補償加工以及消除等方面。牙科的設計師通過運用CAD系統能夠根據牙科客戶自身需求進行預先的數據參數調整，同時還能夠在每次的小參數調整后得到比較滿意的效果。便捷的牙科CAD技術能夠為沒有任何計算機輔助設計經驗的牙科醫生和牙科技師提供智能導向。牙科CAD能夠大大縮短牙科設計方案的時間，原先需要幾天甚至幾周才能實現的牙科設計，目前只需要幾分鐘就可以完成。CAD系統強大的自動化功能能夠為設計師們節省時間，同時減少對修復體設計的出錯幾率。在對設計的每一個階段都能夠提供比較真實直觀的工具，這其中包含的有陰影部分、牙冠、解刨型內冠等，同時還有對設計過程中形狀細節的檢查，能夠確保病人得到最佳的牙科修正效果。在設計的改變過程中也十分便捷，可以通過不同的參數設定來輕松改變粘結厚度與邊緣線，同時計算機系統的及時更新也能夠反映在每一個參數上。

2.3 計算機輔助設計技術在機械設計中的應用

作為機械工程的重要組成部分，機械設計是機器生產的前提，同時也是機械性能最為主要的因素之一。機器的設計質量很大程度上決定了一部機器工作性能與質量的好壞。廣義的機械設計包含對各個零部件的尺寸、材料的選擇，潤滑方法、力量和能量傳遞等多方面全方位的分析與探索，同時需有輔助的計算與構思過程，這不僅需要有強大的構思能力同時還應具有豐富的實踐經驗。在機械設計過程中，幾乎所有細節步驟過程都涉及有計算機的輔助，這囊括對大量數據的處理分析計算、圖形的整合編輯修改以及對零件的強度與動力方面的測試等等。

3 CAD未來發展趨勢

從CAD的目前發展情況以及CAD的核心概念入手，可以推出一系列的CAM、CAE、CIMS等相關概念，隨后是多媒體技術的發展以及計算機設備的不斷更新與出現，未來的計算機輔助設計軟件系統將得到更進一步的發展。

（1）智能化的設計功能。傳統的CAD系統的設計方法是御用人機交互將工程圖中的約束信息進行計算機信息輸入，但這種方式將大大的降低工作的效率。未來人工智能的發展將給我們帶來更為全新的理念，對計算機輔助設計的方法與設計途徑都有大的轉變。從七十年代中后期智能CAD理念正式出現，這之后的研究都是基于引入人工智能的設計，將圖像的約束信息進行重組分析，并在這些信息的識別基礎上進行推理分析實現對圖像的重組。

（2）網絡化方向發展。作為CAD集成技術的發展，網絡化必然成為未來CAD技術發展的一個重要方向，在一個企業內部，工程部門之間都有大中型的微型計算機系統。這需要對這些系統進行網絡連接，從而實現對信息系統的鏈接。未來為了能夠智能CAD系統，網絡上的異地制造與設計也是必不可少的，這也在很大程度上提升了企業的競爭能力。

（3）系統使用的便捷性。不斷更新與涌現的圖形輸入設備以及在多媒體技術CAD系統中的廣泛應用，豐富多彩的圖形界面與便捷的導航功能都能吸引人的注意力，這也讓人與計算機之間的關系更為融洽，從而形成文本、聲音和圖形并存一體的人機界面。這對未來的系統更新都是非常好的基礎，在此基礎上達到一種超模擬的效果，能夠讓使用者獲得更為逼真的體驗，同時對所研究的對象之間進行全身心的真實體驗，從而實現虛擬現實的交互性。

4 結束語

以計算機為基礎并具有綜合性的CAD系統日益得到人們的認可，一些現有的工業部門已經擁有這樣的系統。如此看來，人與機之間的對話就顯得尤為重要。在許多領域中人機對話與CAD系統和數字控制是相聯系的，這是一種更為通用的系統方法。這也是計算機輔助軟件設計意義更為重要的關鍵。CAD技術在許多工業生產活動中都有涉及，它的發展讓人類的生產生活都獲得了許多的便利。

參考文獻

[1]姚英學，蔡穎.計算機輔助設計與制造[M].高等教育出版社，2014.

[2]李文，傅睿.設計源于構思——談草圖設計大師Sketch Up[J].中國勘察設計，2012（6）.

[3]呂列克，張富文，陳曄.計算機輔助建筑設計的思考[J].沈陽建筑工程學院學報（自然科學版），2013（2）.