一、CAD 在制造業的重要地位
AD 軟件在制造業中占據著至關重要的地位。在當今制造業中，計算機輔助設計（CAD）軟件已經成為不可或缺的工具。CAD 軟件的發展可以追溯到上世紀 60 年代，隨著計算機技術的不斷發展，CAD 軟件也逐漸成熟和完善。從最初的二維繪圖軟件，到現在的三維建模、仿真分析等功能強大的 CAD 軟件，CAD 軟件的發展經歷了多個階段。
CAD 軟件在制造業中的應用非常廣泛。在產品設計方面，CAD 軟件可以幫助設計師快速創建三維模型，進行設計方案的評估和優化，提高設計效率和質量。在模具設計方面，CAD 軟件可以用于模具的設計和制造，包括注塑模、壓鑄模、沖壓模等。通過 CAD 軟件，可以實現模具的三維建模、模具結構的設計和分析，以及模具加工工藝的規劃等。在機械加工方面，CAD 軟件可以生成數控加工程序，實現機械零件的自動化加工。通過 CAD 軟件，可以對零件進行三維建模、工藝規劃和刀具路徑生成等，提高加工效率和精度。在裝配工藝方面，CAD 軟件可以用于裝配工藝的設計和規劃，包括裝配順序的確定、裝配工具的選擇和裝配過程的模擬等。通過 CAD 軟件，可以提高裝配效率和質量，減少裝配誤差。在質量檢測方面，CAD 軟件可以與質量檢測設備相結合，實現對零件的快速檢測和質量評估。通過 CAD 軟件，可以生成零件的三維模型和檢測程序，提高檢測效率和精度。
CAD 軟件的應用不僅提高了制造業的生產效率和質量，還為制造業的發展帶來了新的機遇和挑戰。未來，CAD 軟件將繼續朝著智能化、云化、協同化和集成化的方向發展，為制造業的轉型升級提供有力支持。
二、強大功能助力高效設計
（一）參數化設計優勢
參數化設計是 CAD 軟件的一大突出優勢。在制造業中，產品的設計往往需要精確地表達尺寸和元素之間的約束關系。CAD 軟件的參數化設計功能可以實現這一目標。通過設置參數，設計師可以輕松地調整產品的尺寸和形狀，并且可以確保元素之間的約束關系始終得到滿足。例如，在設計一個機械零件時，設計師可以設置零件的長度、寬度、高度等參數，并且可以通過約束關系確保零件的各個面之間保持垂直或平行。這樣可以大大提高設計的效率和質量，減少設計錯誤的發生。
據統計，使用參數化設計功能可以將設計時間縮短 30%以上。同時，參數化設計還可以方便地進行設計變更。當產品的需求發生變化時，設計師只需要修改相應的參數，就可以快速地生成新的設計方案。這對于制造業來說非常重要，因為產品的需求往往會隨著市場的變化而不斷變化。
（二）專業功能多樣
CAD 軟件具有豐富多樣的專業功能，為制造業的高效設計提供了強大的支持。
繪圖功能：CAD 軟件具有完善的圖形繪制功能，可以創建直線、圓、橢圓、多邊形等基本圖形對象，還可以繪制復雜的曲線和曲面。同時，CAD 軟件支持多種繪圖格式的輸出，如 DXF、DWG 等，保證了繪圖結果的易讀性和方便性。
標注功能：CAD 軟件可以對圖形進行標注，包括尺寸標注、注釋標注、符號標注等。標注功能可以幫助設計師準確地表達圖形的尺寸和形狀，方便制造和加工。
圖層管理功能：CAD 的圖層管理功能非常強大。打開 CAD，在其上方工具欄中的默認圖形管理器中可以看到有幾個可操作的設置，分別是【圖層管理】、【顏色】、【線型】、【線寬】。使用快捷鍵【LA】打開圖層管理器或點開 cad 圖層管理下拉菜單可以看到所有的圖層。選擇圖層管理器，可以看到更詳細的圖層狀態，分別有【狀態】、【名稱】、【開/關】、【凍結】、【鎖定】、【顏色】、【線型】、【線寬】、【打印樣式】等常用的分類。通過圖層管理，設計師可以方便地控制圖形的顯示和打印，提高工作效率。
三維建模功能：CAD 軟件可以創建三維實體模型，支持三維幾何校直直線、三角剖分表面等引擎，幫助用戶便捷地創建和滑動幾何體。同時，還可以進行三維模型的編輯和修復，支持在不影響幾何模型統一性的情況下對模型進行編輯。
渲染與可視化功能：在三維幾何建模建成之后，CAD 軟件提供了強大的圖像渲染功能，為經過體系所建立出的對象添加顏色、材質等屬性。同時 CAD 還能根據不同場景選擇不同模板，進一步滿足不同項目或項目各個階段的渲染需求。
數據交換功能：CAD 軟件可以進行多種圖形格式的轉換，具有較強的數據交換能力。支持與其他軟件進行數據交換，方便不同軟件之間的協同工作。
三、常用 CAD 軟件盤點
（一）Autodesk Inventor
Autodesk Inventor 屬于歐特克公司，和 Auto CAD 是同一個公司軟件，因此與 DWG 兼容性最好，可以同 Auto CAD 無縫連接，操作順暢。Inventor 擁有業界領先的 DWG 互操作性，能加快并簡化數字數據的重復使用，可直接將作品輸出到 Auto CAD 模型空間，還能控制輸出對象。它簡化了光照、材質和顏色操作，增強了用戶使用感。Inventor 首次在三維模擬和裝配中使用自適應技術，一個零件及其特征可自動適應另一個零件及其特征，保證裝配時相互吻合。同時，可利用配置功能在單一文檔內創建零件或裝配體的多個變種，并同時顯示在同一總裝配體中。
一般使用此軟件的企業為前期較多使用 Auto CAD 的老國企，船舶行業使用較多，如中船集團下不少船舶制造廠均使用 Autodesk Inventor 進行工業設計開發。Inventor 是 Autodesk 旗下中端三維軟件，主要對標競爭對手是 SW 等，最大優勢是和 Auto CAD 的無縫銜接，對用慣 Auto CAD 的老一代工程師來說轉換成本較低。
（二）Pro/Engineer
Pro/Engineer 參數化設計能力極為優秀，曲面功能也很不錯，對電腦硬件需求較低，在大型裝配體打開的速度上有很大優勢。升級為 CREO 套裝后，界面有較大改進，人機交互方面增強不少。Pro/E 的優勢在于建模，曲面設計靈活，修改便捷，仿真、分析、模具、鈑金、鋼構、布線、管道、加工、手冊、包括 PLM 系統配合，基本上覆蓋了全業務流程，可以滿足大公司對全業務的要求。
一般使用此軟件的企業為家電制造業和部分工程機械行業等企業。此軟件和 Rhino 及 Ansys 兼容適配較好。
（三）UG
UG 的一個最大特點就是混合建模。在建模較為復雜的時候，可先用 PROE 建立簡單的線框、曲面，再轉到 UG 里面進行高級曲面的建立、倒角。UG 在模具設計領域，功能和 Pro/E 平分秋色，但在出工程圖方面略顯不足。UG 主要適合于大型的汽車、飛機廠建立復雜的數模。UG 將很多規格化的特征劃分得非常細致，相當于將幾個 PROE 的特征合并成為一個。
（四）Solidworks
Solidworks 從三維模型入手，省去三維與二維之間的轉化，設計者通過拉伸、旋轉、薄壁特征等操作不斷改變結構，完成零部件設計，直觀易學，操作方便。采用參數驅動的設計模式，設計效率高且有利于培養學生創新能力，支持設計方案的動態修改。減少不必要的重復性設計工作，輸出零件質量特性方便快捷。
一般而言使用 SW 的企業為非標自動化行業企業、中小型工程機械行業企業、曲面較少的機械相關行業。
（五）Catia
Catia 在汽車行業覆蓋面很廣，如一汽、上汽、東風、長安、吉利、北汽、本田、大眾、福特、現代、PSA、寶馬等。Catia 的 Windows 操作風格也非常優秀，支持各種典型的 Windows 特有的 Edit，Paste，Copy，Drag 等操作，和 Windows 操作系統的耦合更加緊密，比如和 Excel 程序的耦合，對于每個元素的屬性的修改相當直觀和簡便。
四、CAD 未來發展趨勢
隨著科技的不斷進步，CAD 在制造業中的發展呈現出多方面的趨勢，這些趨勢將進一步提升 CAD 在制造業中的重要性。
（一）云 CAD
云 CAD 正在成為一種趨勢。隨著云計算技術的不斷發展，企業可以將 CAD 軟件運行在云端，無需在本地安裝復雜的軟件系統。云 CAD 可以幫助企業實現異地協同設計，提高設計效率，降低成本。例如，橙色云公司所研發的 CRDE 智橙就是一種典型的云 CAD 解決方案，它融合了云原生技術和協同研發理念，為企業提供了從概念設計到生產制造的全流程管理。
據統計，采用云 CAD 解決方案的企業可以降低 30%以上的軟件采購成本和維護成本。同時，云 CAD 還可以提高設計團隊的靈活性和響應速度，使設計師能夠隨時隨地進行設計和修改。
（二）移動 CAD
隨著移動設備的普及，移動 CAD 正在成為一種趨勢。移動 CAD 可以幫助設計師隨時隨地進行設計和修改，提高工作效率。例如，中望 CAD Touch 就是一款移動 CAD 軟件，它可以幫助設計師在辦公室以外的場所隨時將創意設計呈現出來，而不是通過打印圖紙或者筆記本這些古老的方法。
移動 CAD 的功能也在不斷增強，除了基本的看圖和編輯功能外，還可以實現多人在線會議、語音、留言逐級審批、簽字、批注等功能。同時，移動 CAD 還可以與 PC 端 CAD 打通，通過云端實時同步資料，實現無縫協作。
（三）智能化 CAD
隨著人工智能技術的不斷發展，智能化 CAD 正在成為一種趨勢。智能化 CAD 可以幫助設計師進行智能化設計和優化，提高設計效率和質量。例如，通過使用機器學習算法，CAD 軟件可以學習用戶的設計習慣和偏好，并根據這些信息提供個性化的設計建議。
人工智能技術還可以用于圖形識別和分析，幫助用戶更好地理解和處理復雜的圖形數據。例如，通過使用圖像識別技術，CAD 軟件可以自動識別圖紙中的圖形和標注，并將其轉換為數字數據，方便用戶進行編輯和修改。
（四）協同化 CAD
隨著企業間合作的不斷加強，協同化 CAD 正在成為一種趨勢。協同化 CAD 可以幫助企業實現異地協同設計，提高設計效率，降低成本。例如，通過使用云 CAD 和移動 CAD 技術，不同地區的設計團隊可以實時地在一個項目上工作，共同修改同一個模型，而不需要繁瑣的數據傳輸和版本管理。
協同化 CAD 還可以實現與其他軟件和系統的集成，例如與 PLM（產品生命周期管理）系統、CAM（計算機輔助制造）系統等集成，實現從設計到制造的全流程管理。
CAD 在制造業中的重要性將持續提升。隨著云 CAD、移動 CAD、智能化 CAD、協同化 CAD 等技術的不斷發展，CAD 將為制造業的轉型升級提供更加強有力的支持。