CAD(计算机辅助设计)技术的发展历史是怎样的?经历了哪些阶段?

编辑:沫之夏 2019-08-28 13:57:19

CAD的发展可追溯到1950年,当时美国麻省理工学院(MIT)在它研制的名为旋风1号的计算机上采用了阴极射线管(Cathode Ray Tube,CRT)做成的图形显示器,可以显示一些简单的图形。

20世纪60年代是CAD发展的起步时期。1963年,美国学者伊凡·苏泽兰(Ivan Sutherland)在其博士论文中开发出了一个革命性的计算机程序——Sketchpad。因为这项成就,伊凡·苏泽兰在1988年获得图灵奖(Turing Award),2012年获得京都奖(Kyoto Prize)。Sketchpad使用了早期的电子管显示器,以及当时才刚刚发明的光电笔。它是最早的人机交互式(Human-Computer Interaction,HCI)计算机程序,成为之后众多交互式系统的蓝本,是计算机图形学的一大突破,被认为是现代计算机辅助设计的始祖。从此掀起了大规模研究计算机图形学的热潮,并开始出现CAD这一术语。

美国学者伊凡·苏泽兰的sketchpad

其后的1964年,美国通用汽车公司开发出了用于汽车前窗玻璃型线设计的DAC-1系统。1965年,美国洛克希德飞机制造公司与IBM公司联合开发了基于大型机的CADAM系统。该系统具有三维线框建模、数控编程和三维结构分析等功能,使CAD在飞机工业领域进入了实用阶段。1968~1969年,美国CALMA公司和Application公司等一批厂商先后推出了成套系统,将硬、软件放在一起成套出售给用户,即所谓的Turnkey Systems(译为“交钥匙”系统),并很快形成CAD/CAM产业。

70年代,CAD技术进入广泛使用时期。计算机硬件从集成电路发展到大规模集成电路,出现了廉价的固体电路随机存储器,图形交互设备也有了发展,出现了能产生逼真图形的光栅扫描显示器、光笔和图形输入板等。同时,以中小型机为核心的CAD系统飞速发展,出现了面向中小企业的CAD/CAM商品化系统。到70年代后期,CAD技术已在许多工业领域得到了实际应用。

80年代,CAD技术进入突飞猛进时期。小型机,特别是微型机的性价比不断提高,极大地促进了CAD的发展。同时,计算机外围设备,如彩色高分辨率图形显示器、大型数字化仪、自动绘图机等图形输入输出设备,已逐步形成质量可靠的系列产品,为推动CAD技术向更高水平发展提供了必要条件。在此期间,大量的、商品化的、适用于小型机及微型机的CAD软件不断涌现,又促进了CAD技术的应用和发展。

90年代,CAD技术的发展更趋成熟,将开放性、标准化、集成化和智能化作为其发展特色。现在开发应用软件,一般是在某个支撑平台上进行二次开发,因此CAD系统必须具有良好的开放性,以满足各行各业CAD应用的需要。为了实现并行工程和协同工作,将CAD、CAM、CAPP(计算机辅助工艺编程)、NCP(数控编程)、CAT(计算机辅助测试)集成为一体,为CAD技术的发展和应用提供了更广阔的空间。随着人工智能和专家系统技术的不断发展及在CAD中的应用,智能CAD系统也得到了重视和发展,智能CAD大大提高了设计水平和设计效率。

CAD技术的集成——

进入21世纪,CAD技术在应用和实用技术方面还是取得了不少的进展并出现一些新的趋势,例如协同设计的进一步完善,全流程建模与仿真,网络化等。同时,更多的智能设计手段被引入到CAD的设计领域,主要包括:全自动设计、多学科信息融合、智能算法等。总而言之,CAD软件是产品创新的工具,其使用目的是开拓思路,解放大脑,让设计者将更多的精力集中于设计和创新上。面对激烈的竞争,用户即使CAD技术的受益者,也是CAD技术的历史创造者

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