計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)與發(fā)展文章：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)與挑戰(zhàn)及其發(fā)展趨勢(shì)1、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的理念最早可追溯至1950年，但實(shí)際記錄始于1963年。當(dāng)時(shí)，一套以計(jì)算機(jī)主機(jī)、顯示器、光電筆和鍵盤為工具的圖形畫線系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。這套系統(tǒng)引入了許多計(jì)算機(jī)繪圖的基本思想和技術(shù)，使得用戶能夠利用計(jì)算機(jī)繪制直線、復(fù)雜曲線以及簡(jiǎn)單的標(biāo)準(zhǔn)部件。然而，最初它僅被簡(jiǎn)單地用作圖板的替代品。到了70年代，CAD技術(shù)的特點(diǎn)主要是交互式二維繪圖和三維線框模型，利用解析幾何的方法定義相關(guān)圖素（如點(diǎn)、線、圓等）來(lái)繪制或顯示由直線和圓弧組成的圖形。這種初期的線框模型系統(tǒng)只能表達(dá)圖形的基本信息，無(wú)法實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助工程分析（CAE）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）。隨著技術(shù)的發(fā)展，二維制圖逐漸過(guò)渡到三維建模，直至現(xiàn)在的智能CAD技術(shù)，將產(chǎn)品的構(gòu)思、功能設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、加工制造和數(shù)據(jù)管理集于一體。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的演變過(guò)程，如今已廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)與生產(chǎn)領(lǐng)域。2、CAD繪圖的優(yōu)勢(shì)1.繪圖高效在教學(xué)過(guò)程中，我與學(xué)生交流時(shí)發(fā)現(xiàn)，大家都感慨過(guò)去手工繪制工程圖的艱辛。手工繪圖耗時(shí)費(fèi)力，還需注意圖紙的整潔、線條的寬度和字體的美觀，令人疲憊不堪。而使用CAD軟件則完全沒有這些問(wèn)題。粗細(xì)線條通過(guò)“特性”規(guī)范，一目了然。尺寸也非常精確，輸入多少就是多少，非常精準(zhǔn)。在畫線連接時(shí)，CAD尺寸方面的優(yōu)勢(shì)更為明顯，例如繪制圓與直線相切時(shí)，手工繪圖只能憑感覺，而CAD則可以精確捕捉切點(diǎn)，既快又準(zhǔn)。尺寸標(biāo)注同樣快捷方便，只要設(shè)計(jì)好標(biāo)注格式，計(jì)算機(jī)就能按要求完成。插入文字也很便捷，在多行文本編輯器中輸入文字內(nèi)容即可生成標(biāo)準(zhǔn)國(guó)標(biāo)字。粗糙度、標(biāo)題欄等可以制作成塊，隨意插入，無(wú)需逐個(gè)繪制，使用起來(lái)確實(shí)快速。2.數(shù)據(jù)管理便捷CAD軟件制作的圖形、圖像文件可以直接存儲(chǔ)在軟盤、硬盤上，資料的保管和調(diào)用非常方便。可以將設(shè)計(jì)項(xiàng)目刻錄成光盤，數(shù)據(jù)至少可以保存50年。3.三維建模實(shí)用性強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)時(shí)通常先構(gòu)思后表達(dá)，由于腦海中構(gòu)思出的產(chǎn)品形狀是三維的，因此直接建立反映產(chǎn)品真實(shí)幾何形狀的三維實(shí)體模型是理想的表達(dá)方式。這使機(jī)械設(shè)計(jì)師能夠?qū)Ｗ⒂诋a(chǎn)品設(shè)計(jì)本身，而不是產(chǎn)品的圖形表示，符合機(jī)械設(shè)計(jì)師的創(chuàng)新意識(shí)。三維機(jī)械設(shè)計(jì)不僅可以準(zhǔn)確描述對(duì)象的形狀、大小和位置等幾何特征，還可以賦予設(shè)計(jì)對(duì)象以顏色、紋理等多種信息，達(dá)到對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象幾何形狀的確切數(shù)學(xué)描述和工作狀態(tài)的物理模擬，從而更充分、準(zhǔn)確、全面、真實(shí)地表達(dá)設(shè)計(jì)者的意圖。3、CAD技術(shù)的局限性盡管CAD三維軟件能夠創(chuàng)建三維模型，但有些單位僅將其作為效果圖使用，并未用于整體空間設(shè)計(jì)和受力分析，僅是將手工出圖轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)出圖。如果僅停留在這個(gè)階段，就失去了CAD輔助設(shè)計(jì)的作用。設(shè)計(jì)師往往關(guān)注設(shè)計(jì)的局部，CAD制圖對(duì)全局的把握有一定影響，可能導(dǎo)致整個(gè)零件機(jī)構(gòu)、建筑物的比例、體量失控。CAD的精確性可能扼殺方案設(shè)計(jì)中需要的模糊性和隨機(jī)性，設(shè)計(jì)缺乏靈感。此外，CAD軟件功能的局限性以及設(shè)計(jì)師對(duì)軟件掌握的熟練程度，可能使得設(shè)計(jì)師好的靈感、創(chuàng)意無(wú)法通過(guò)CAD表達(dá)出來(lái)，設(shè)計(jì)師的思想、思路、靈感受到束縛。精通CAD技術(shù)的設(shè)計(jì)人員不足。大部分人員未受過(guò)專門訓(xùn)練，對(duì)CAD功能的了解不夠。在科技迅速發(fā)展的今天，學(xué)習(xí)的步伐永遠(yuǎn)追不上電腦、外設(shè)、CAD軟件的更新、升級(jí)步伐。其次，CAD對(duì)物質(zhì)財(cái)力的浪費(fèi)更為嚴(yán)重。一個(gè)機(jī)構(gòu)要想實(shí)現(xiàn)微機(jī)制圖，其硬件設(shè)備如電腦、工作站、繪圖儀、復(fù)印機(jī)、掃描儀、數(shù)字化儀、數(shù)碼相機(jī)、可錄光驅(qū)、UPS等的投入巨大，軟件投資也居高不下，再加上操作系統(tǒng)軟件、常用辦公軟件，其花費(fèi)驚人。4、CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)隨著計(jì)算機(jī)性能的提高、網(wǎng)絡(luò)通訊的普及化、信息處理的智能化，CAD技術(shù)必將迎來(lái)超乎想象的變革。個(gè)人認(rèn)為CAD技術(shù)可能有以下幾大發(fā)展趨勢(shì)：(1)隨著硬件在觸摸屏技術(shù)方面的飛速發(fā)展，未來(lái)三維CAD技術(shù)的發(fā)展將與硬件的發(fā)展緊密結(jié)合，將開發(fā)出更為靈活的設(shè)計(jì)軟件，通過(guò)指尖（或觸摸筆）在觸摸屏上的點(diǎn)擊、滑動(dòng)等動(dòng)作，可以方便地實(shí)現(xiàn)點(diǎn)、線面的設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)工程師對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。在該技術(shù)的支撐下，可以隨心所欲地按照自己的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行設(shè)計(jì)及修改。(2)借鑒游戲技術(shù)的發(fā)展，一方面使得所設(shè)計(jì)產(chǎn)品更為逼真（實(shí)時(shí)渲染技術(shù)），更加接近最終制造的產(chǎn)品；同時(shí)可以借鑒游戲操縱桿技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更好的操作。