六、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)6計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)6.1概述1基本概念計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(ComputerAidedDesign，簡(jiǎn)稱CAD)，是指以計(jì)算機(jī)圖形學(xué)為核心，將計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)和各種應(yīng)用科學(xué)技術(shù)緊密結(jié)合在一起，形成的一種綜合型的、集成化的輔助設(shè)計(jì)工具技術(shù)。CAD技術(shù)包括資料檢索、方案構(gòu)思、計(jì)算分析、工程繪圖和編制技術(shù)文件等，是工程技從員以計(jì)算機(jī)為工具進(jìn)行設(shè)計(jì)活動(dòng)的總稱。CAD技術(shù)是一種不斷發(fā)展、變化的綜合性高新技術(shù)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，該技術(shù)也得到不斷的完善和擴(kuò)充。CAD技術(shù)已從單純代替人工完成設(shè)計(jì)計(jì)算和自動(dòng)繪圖等功能，逐步發(fā)展成為一種人機(jī)交互的綜合性系統(tǒng)。它把人的思維、判斷和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的嚴(yán)謹(jǐn)運(yùn)算緊密結(jié)合在一起，用來求解最優(yōu)方案。

6.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)6.1概述1基本概念一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過程大致可分為以下幾個(gè)步驟：需求分析，選擇工程設(shè)計(jì)總體方案；根據(jù)工程設(shè)計(jì)需求和總體設(shè)計(jì)方案要求，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件計(jì)算和優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，柵過人機(jī)交互過程把設(shè)計(jì)思想和初步設(shè)計(jì)方案以數(shù)據(jù)和圖形的方式展現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的輸出設(shè)備臣；對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)估，找出設(shè)計(jì)缺陷所在，并通過人機(jī)交互方式反映到設(shè)計(jì)中去，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化修改；設(shè)計(jì)方案的形成，以及設(shè)計(jì)結(jié)果的輸出，如圖8-9l所示。6.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)6.1概述2計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的分類一套完善的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)由3個(gè)層次結(jié)構(gòu)組成：基礎(chǔ)層：包括CAD配套硬件組成和操作系統(tǒng)軟件；支持層：包括各種支撐軟件、開發(fā)工具等；應(yīng)用層：即針對(duì)不同領(lǐng)域的CAD軟件系統(tǒng)。6.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)6.1概述2計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的分類從CAD系統(tǒng)的硬件組成角度，可以把CAD系統(tǒng)劃分為以下3類：?jiǎn)螜C(jī)式CAD系統(tǒng)。其硬件系統(tǒng)由PC機(jī)構(gòu)成，配合單機(jī)操作系統(tǒng)和相應(yīng)單機(jī)版CAD應(yīng)用系統(tǒng)組成其應(yīng)用軟件系統(tǒng)，單機(jī)系統(tǒng)具有一定的計(jì)算能力和圖形處理能力。單機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)是軟硬件系統(tǒng)配置靈活，成本低廉；同時(shí)，功能完善，應(yīng)用簡(jiǎn)單方便，能夠擔(dān)當(dāng)基本的CAD工作。其缺點(diǎn)是缺乏協(xié)調(diào)、協(xié)同作業(yè)機(jī)制，適于簡(jiǎn)單工程領(lǐng)域的應(yīng)用，對(duì)需要協(xié)作完成的復(fù)雜系統(tǒng)應(yīng)用顯得力不從心。6.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)6.1.1概述2計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的分類從CAD系統(tǒng)的硬件組成角度，可以把CAD系統(tǒng)劃分為以下3類：集中式系統(tǒng)它由一臺(tái)主機(jī)連接若干圖形終端組成，是典型的Host-Clients系統(tǒng)，要求主機(jī)功能要強(qiáng)大。這種系統(tǒng)的一次性投資較大，使用不靈活。這種系統(tǒng)在20世紀(jì)80年代中期以前應(yīng)用比較廣泛，目前隨著PC機(jī)軟硬件技術(shù)的日益強(qiáng)大和相應(yīng)CAD軟件的日益完善，這種系統(tǒng)已經(jīng)被PC系統(tǒng)以及由PC系統(tǒng)組成的工作站網(wǎng)絡(luò)所取代。6.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)6.1概述2計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的分類從CAD系統(tǒng)的硬件組成角度，可以把CAD系統(tǒng)劃分為以下3類：工作站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)工作站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是目前大型CAD應(yīng)用系統(tǒng)的首選結(jié)構(gòu)，也是CAD系統(tǒng)的發(fā)展方向。這種結(jié)構(gòu)不但具有單機(jī)CAD系統(tǒng)的靈活簡(jiǎn)潔、應(yīng)用方便的特點(diǎn)，而且解決了協(xié)作設(shè)計(jì)問題，可以進(jìn)行并行計(jì)算處理，其圖形功能強(qiáng)大，處理速度快，存儲(chǔ)空間大，同時(shí)具有開放式的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，有很大的擴(kuò)充潛力。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖8-93所示。圖8-93網(wǎng)絡(luò)式CAD系統(tǒng)6.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)6.1概述3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的優(yōu)越性計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)和傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)相比有以下明顯的優(yōu)勢(shì)：①CAD技術(shù)的應(yīng)用提高了設(shè)計(jì)效率、縮短了設(shè)計(jì)周期。②CAD技術(shù)的應(yīng)用提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。CAD系統(tǒng)可以對(duì)爆破工程進(jìn)行精確的計(jì)算分析，可以獲得最佳設(shè)計(jì)方案和最優(yōu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。人機(jī)交互的作業(yè)方式極大地方便了設(shè)計(jì)人員作業(yè)手段，從而大大提高了設(shè)計(jì)水平o③CAD系統(tǒng)的應(yīng)用，把設(shè)計(jì)人員從繁重的設(shè)計(jì)計(jì)算和繪圖工作中解脫出來，使他們可以更多地進(jìn)行創(chuàng)造性的開發(fā)與研究o④統(tǒng)一設(shè)計(jì)作業(yè)程序和標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口，規(guī)范了爆破設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)成果的輸出存儲(chǔ)格式，便于設(shè)計(jì)資料的歸納總結(jié)和共享交流。6計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)6.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的系統(tǒng)組成CAD系統(tǒng)的硬件組成計(jì)算機(jī)主機(jī)圖形輸入設(shè)備圖形顯示設(shè)備圖形輸出設(shè)備CAD