第九章 发展方向

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CAD技术大规模推广，要一直等到八十年代末硬件成本大幅度下降，平台成本从二十几万美元一下子降到几万美元，才逐步流行开来。

而华夏CAD技术的发展，则要等到就是九十年代以后。

1991年，华夏著名的控制论、系统工程、航空航天技术专家，时任国务委员的宋建院士（后来又担任华夏工程院院长）提出“甩掉绘图板”的号召，华夏政府开始重视CAD技术的推广，并促成了一场在工业各个领域轰轰烈烈的企业革新。

1992年，华夏启动“CAD应用工程”，并将其列入九五计划的重中之重，自此掀起了自主研发CAD软件的热潮。

随后，众多国产CAD企业如雨后春笋般建立了起来，后世著名的PLM产品和解决方案供应商开目公司，正是成立于那一年。

现在虽然距离那场革新还有十多年的时间，但杨卫宁自信，只要有自己的介入，CAD技术完全可以提前在航空工业领域绽放出璀璨的华章。

至于到底能不能独立开发出一款CAD软件，杨卫宁却没有任何怀疑。

前世的杨卫宁，可不单单只是一名空军特级试飞员，在参军入伍前，他就已经是红客团队创始人之一，在加密解密、程序编写等领域有着深厚的造诣。

成为试飞员以后，他作为军方代表，亲自参与过开目公司专门为航空系统打造的CAD软件测试工作。

这个世界恐怕还没有人能够像他那样，对CAD技术的未来有着如此深刻而清晰的认知。

从七十年代初到后世发展成熟，CAD技术总共经历了四次技术革命。

第一次CAD技术革命，就是法国人在贝塞尔算法基础上搞出来的曲面造型系统（CATIA）。

曲面造型系统带来的技术革新，不仅仅应用于航空工业领域，在汽车工业领域，也产生了重要影响。

它使汽车开发手段比旧的模式有了质的飞跃，新车型开发速度也大幅度提高，许多车型的开发周期由原来的六年缩短到只需约三年。

如此显著的效益，使得该技术迅速普及开来。

到了八十年代中期，几乎全世界所有的汽车工业公司和航空工业公司都购买过相当数量的CATIA，其结果是CATIA跃居制造业CAD软件榜首，并且保持了许多年。

而第二次CAD技术革命，则是实体造型技术。

80年代初，美国SDRC公司在当时星球大战计划的背景下，由美国宇航局提供支持及合作，开发出了许多专用分析模块，用以降低巨大的太空实验费用。

由于表面模型技术只能表达形体的表面信息，难以准确表达零件的其它特性，如质量、重心、惯性矩等，对CAE（计算机辅助工程）十分不利。

于是基于对于CAD/CAE一体化技术发展的探索，SDRC公司于发布了世界上第一个完全基于实体造型技术的大型CAD/CAE软件──I-DEAS。

但这样一来，就产生了一个非常致命的问题。

由于实体造型技术能够精确表达零件的全部属性，在理论上有助于统一CAD、CAE、CAM的模型表达，给设计带来了惊人的方便性，但同时也带来了数据计算量的极度膨胀。

在当时的硬件条件下，普通的计算机平台根本支撑不起实体造型技术所需要的运算量。

再加上以实体模型为前提的CAE本来就属于较高层次技术，普及面较窄，只有航空航天等高端领域需求较为强烈，因此，这项技术整整沉寂了十年时间。

直到八十年代末，CV公司最先在算法上取得突破，才使得实体造型技术普及开来。

而第三次CAD技术革命，则是参数化技术

参数化技术的主要特点是：基于特征、全尺寸约束、全数据相关、尺寸驱动设计修改，能够为设计者带来非常大的方便性。

这一方案适用于中低端制造业领域的中小企业主们。

由于他们设计的工作量并不大，零件形状也不复杂，更重要的是他们无钱投资大型高档软件，因此他们很自然地把目光投向了中低档采用参数化设计的CAD软件。

到了九十年代，参数化技术变得比较成熟起来，充分体现出其在许多通用件、零部件设计上存在的简便易行的优势。

参数化技术的成功应用，使得它在90年前后几乎成为CAD业界的标准。

但参数化技术同样有许多不足之处。首先，全尺寸约束这一硬性规定就干扰和制约着设计者创造力及想象力的发挥。

全尺寸约束，即设计者在设计初期及全过程中，必须将形状和尺寸联合起来考虑，并且通过尺寸约束来控制形状，通过尺寸的改变来驱动形状的改变，一切以尺寸(即所谓的参数)为出发点。

一旦所设计的零件形状过于复杂时，面对满屏幕的尺寸，如何改变这些尺寸以达到所需要的形状就很不直观。

再者，如在设计中关键形体的拓扑关系发生改变，失去了某些约束的几何特征也会造成系统数据混乱。

于是后世的CAD软件开发人员以参数化技术为蓝本，提出了一种比参数化技术更为先进的实体造型技术──变量化技术。

变量化技术既保持了参数化技术的原有的优点，同时又克服了它的许多不利之处。

它的成功应用，为CAD技术的发展提供了更大的空间和机遇。

以史为鉴，可知兴衰。

CAD技术基础理论的每次重大进展，无一不带动了CAD/CAM/CAE整体技术的提高以及制造手段的更新。

技术发展，永无止境。

没有一种技术是常青树，CAD技术一直处于不断的发展与探索之中。

正是这种此消彼长的互动与交替，造就了后世CAD技术的兴旺与繁荣，促进了工业的高速发展。

对杨卫宁而言，CAD技术只是他脑海中微不足道一棵科技树，想要点亮这棵科技树轻而易举，但问题是，杨卫宁不想简简单单地重复CADAM以及CATIA这两款软件的工作。

如何在现有硬件条件下，尽可能融入后世的CAD软件的一些设计思想，才是杨卫宁所需要深思的。