1 CAD/CAM选型工作的重要意义
在科学务实的需求分析与应用规划指导下，启动CAD/CAM应用首当其冲的工作就是CAD/CAM应用系统的选型。科学、合理的选型将为CAD/CAM的成功应用打下良好的基础，并推动CAD/CAM应用沿着良性循环的轨道滚动前进，健康发展；而选型不当，其结果是CAD/CAM系统被闲置，应用软件无人问津，不仅造成财力与资源的浪费，更严重的是在人们的认识上投下了阴影，成为进一步推广应用CAD/CAM技术的无形障碍。国内CAD/CAM应用历程中成功的与失败的案例都在反复强调着同一个观点：选型——这一环节在CAD/CAM应用过程中是极其重要的。
2 CAD/CAM选型工作的基本原则
在市场竞争日趋激烈的今天，CAD/CAM技术作为创效益、提高产品竞争能力的重要手段，已经被越来越多的企业摆在了突出重要的位置，因此每个要上CAD/CAM项目的企业，都应对选型工作给予高度重视，通过正确的选型，达到事半功倍的效果，将CAD/CAM应用不断引向深入。
CAD/CAM选型是一个非常具体、非常深入的推敲过程，但是常常导致就软件而论软件，容易让软件供应商牵着走。为了把握全局，科学地审视选型过程，在CAD选型中应掌握如下基本原则：把握趋势、区分差异、合理配置、兼顾发展。
2.1 把握趋势
趋势代表了系统的发展、系统的前途，许多曾名噪一时的软硬件系统，因没有顺应潮流，现已销声匿迹。系统被淘汰，这些系统商、代理商对用户的承诺不可能兑现了，用户不得不改弦易辙，另作它选。总结成功与失败的经验教训，把握CAD/CAM软、硬件及系统结构的发展趋势，结合工厂实际情况做好规划选型工作，是确保CAD/CAM系统成功应用的关键。从以下几方面可大体了解当前的趋势：
1）硬件平台：计算机硬件平台是CAD/CAM技术的基础，计算机硬件的每一次技术突破都带来CAD/CAM技术革命性的变化。把握硬件平台的发展趋势,选准未来的主流产品，是系统选型最基础的工作。CAD/CAM技术对分析计算、图形处理及数据库等有较高的要求。在70年代初，计算机硬件水平很低，因此CAD/CAM系统只能在大型机上实现（如IBM3031、HONEYWELL780等），系统结构为主机终端式。80年代初，CAD/CAM硬件平台转向小型机，主要进行2D绘图、数据计算等。80年代末90年代初风靡世界的工程工作站，以其相对较低的价格、强大的图形图像处理及科学计算功能适应了CAD/CAM技术的发展要求，但UNIX操作系统较高的系统维护要求，难以汉化与掌握，硬件平台之间仍有不兼容的问题，使得它距软件开发的社会化要求仍有距离。当时的单套系统价格一般在10万美金～20万美金，难以满足CAD/CAM大规模推广普及的价格要求。企业只能集中资金少量引进，以大型机的方式使用，无法满足企业应用点分散、生产信息流网络化的要求。随着微机系统的发展，其主频速度在短短几年内直追传统工程工作站的速度，应用领域几乎覆盖了计算机应用领域的80%。高配置的NT工作站已与传统工程工作站的图形、图像处理功能不相上下，但系统价格只有传统工程工作站的三分之一到五分之一。简单易学的用户界面，易于维护的系统结构，促进了企业CAD/CAM的普及推广。特别是网络技术的成熟，为真正实现网络下的CAD/CAM/CAE/MIS一体化奠定了技术基础。IBM、COMPAQ、DELL、HP等著名的PC及工作站厂商同时推出或转向基于PentiumⅡ的NT工作站，以及软件开发商向PC的移植浪潮标志着这一发展趋势的开始。从CAD系统的发展可以看到，奔腾微机工作站、NT平台将在数量上成为CAD应用的主流平台，一些传统的UNIX工作站厂商也纷纷加入制造微机工作站的行列。
2）软件平台：操作系统是CAD/CAM系统的灵魂，操作系统的生死存亡对以此为基础发展起来的应用软件至关重要。系统界面的优劣、系统的开放性、应用软件的多寡,以及市场覆盖面的大小都决定了未来的流行程度。当今流行的操作系统以Unix、Windows系列及Machintosh为主,近年迅速发展起来的linux也正受到用户的青睐。现就各操作系统的应用领域及发展趋势分析如下：
Unix由美国斯坦福大学AT&T开发而发展起来的Unix操作系统曾有过辉煌的历史。其系统以优越的资源管理及网络功能而成为工程工作站的操作系统，并因此风靡世界。但软、硬件的价格高昂、操作复杂、系统维护困难、配套的应用软件匮乏等限制了其进一步的发展。事实表明，Unix在主要应用领域正逐步被Windows NT所取代。其应用将转移到大型机与小型机适用的银行、金融、通信等专业领域。
Windows微软成功地占据了80%以上的计算机操作系统市场。Windows系列产品友好的用户界面、稳定的性能、低廉的价格、众多的用户、丰富的应用软件资源是其生命力的最佳体现。今后无论操作系统如何变革，都不会置80%以上的用户群于不顾。应该说Windows已经确立了其主流地位。近年来在网络技术上的巨大成功，以及借PC机功能的迅速提高，高性能计算机与Windows NT所组成的NT工作站系统，开始冲击工程工作站的传统应用领域。
Macintosh这是美国Apple计算机公司的著名产品，以其优越的视窗功能应用于图像处理、印刷出版及教育等领域。但因系统的封闭性，痛失发展良机，已经不可能成为操作系统的主流产品。
Linux是近年发展起来的自由操作系统，其发展的势头正给Windows系统造成有力的威胁。主要的问题是相应的应用软件还不是太多，但这种局面正在逐渐改变，无论是世界计算机巨头还是小型的应用软件开发商，都对Linux投入了积极的注意。
从软件平台的发展情况来看，Windows成为CAD应用的主要操作界面。CAD系统充分利用Windows的资源，完全在Windows环境下开发；一些从UNIX环境移植到NT工作站的软件，最初保留了大量的UNIX环境的痕迹，现也向全面改造成Windows版本推进。
当然，也有一些人对UNIX操作系统寄予厚望。UNIX系统主要是用C语言编写的程序，其特点为：系统功能强；由于系统大部分程序是用C语言编写的，因此，对整个系统的修改、维护和移植是很方便的；在系统的支持下，在其外层提供里可用多种语言编程和编译的功能。所以，他们认为UNIX系统将来有可能成为统一的操作系统。 对于Linux，作为免费的自由软件，在各方面都具有很大的优势，人们对自由软件寄予厚望。目前，越来越多的技术人员和公司投入到Linux的技术完善和应用软件开发的工作中来，相应的，Linux正成为Windows在市场上最强劲的对手。在激烈的市场竞争中，究竟鹿死谁手，还是未知数，但无论怎样，操作系统在功能和技术等方面，都会有很大的进步。
3）建模：CAD/CAM的建模(造型)是CAD/CAM的技术核心和基础。对CAD/CAM的整体技术水平及相关功能的发展至关重要。当今流行的商品化CAD/CAM系统主要基于2D平面或3D线架造型以及真3D NURBS曲面造型和参数化实体造型三种。
2D平面或3D线造型
2D平面或3D线框造型以Autodesk公司的AutoCAD、早期的MARSTCAM、CADKEY等为代表。主要解决计算机绘图等初级的，基础的工作。国内以此为基础开发了不少CAD系统。
真3D NURBS曲面造型 真3D NURBS
曲面造型是3D建模技术的发展方向之一，在解决复杂形体单一零件的三维建模方面起着不可替代的作用。特别适合于复杂模具、汽车、飞机等复杂曲面产品的设计与制造。
参数化实体造型、实体造型技术如实反映了所设计零件的空间结构，参数化设计确保了零件、部件、总装及2D、3D工程图修改的相关性，完全符合机械设计的自然过程。特别适合于单个零件相对简单、部件结构比较复杂的产品设计，是机械CAD最重要的发展方向之一。
部分CAD专家和应用人员认为，3D建模将成为CAD应用的主流。如果实现了真正意义上的计算机辅助设计，对于没有2D CAD应用基础的用户也可直接开展3D CAD应用。但对于我国企业用户来说，2D CAD应用基础还非常薄弱，实际上，大多数企业只要能够将2D CAD尽快地应用起来，就能够显著地促进企业的技术进步和产品更新；而对于3D的需求，则相对小很多，况且，也可以用较小的投资获得较大的回报。对于CAD软件的选型，本书会在后面的相应内容里详细说明。
4）服务：技术支持服务将作为CAD系统的重要组成部分，无良好的售后服务，如同使用一个无使用版权的软件，系统供应商必须具备提供优质服务的能力。
5）集成：在CAD/CAM系统的规模上，人们往往希望同一家公司软件规模越大越好，最好能包罗万象。但实际上，任何一家公司作为个体，无论人力与物力都无法与全社会的力量相比，不可能满足全社会多方面的要求。大而全必然会损失功能的优越性及系统的可靠性。但用户的实际要求确实是多方面的。好在计算机技术的发展已经为我们解决了这个矛盾。相互兼容的硬件平台及统一的软件平台为CAD/CAM应用软件系统开发的社会化奠定了良好的基础。所以采用系统集成的方式是满足用户不同要求的必由之路。
工业企业的实际生产管理过程是一个由产品规划、产品设计、性能测试、工艺准备、主体零部件生产、标准件及特种件外购、产品组装及检验、产品销售及服务等集体协作、分散集中、不断反馈的信息流网络。具体到狭义的CAD/CAM系统(如模具CAD/CAM系统)也同样如此。所以只有网络下的CAD/CAM/CAE/MIS集成系统才是未来的发展方向。当然，实际CAD/CAM系统的引进过程是一个不断完善的过程，一个由点、线到面不断发展的过程。成熟的网络技术正是这样一个可以任意扩展的系统，但每一方面的应用软件都必须具备可以在网络下运行的特征，必须具有完备的国际通用的图文交换接口。
总之，集成应用将成为CAD特别是3D CAD的应用主流，单纯的CAD系统并不能给企业的全面信息化建设带来根本性的促进，而仅用3D系统作设计是对系统资源与数据资源的浪费，全功能的集成系统或多软件包的整合系统都是为产品设计、分析、制造的全过程服务的。
2.2 区分差异
各种CAD软件间存在着差异，各有其技术特色与专业分工，不象软件供应商所鼓吹的那样：小型软件无所不能，大型软件无所不包，似乎每个软件都可以包打天下，对用户来讲都是最适宜的。在这种宣传误导下造成小马拉大车力不从心，大马拉小车不能作到物尽其用，致使选型不当、配置不合理。因此，只有在分清各种软件的特点、分清不同功能配置上的差异的基础上，才能正确认识软件作出科学的决策。 软件是决定CAD系统能力的最主要的因素。它是计算机的灵魂，也是评价CAD系统的最关键因素。下面，我们列出了关于评价和区分CAD系统的应用软件时应提的问题：
系统是否易于学习
学习使用任何一种象自动绘图系统那样复杂的软件都是一个循序渐进的过程，但是，其中任何一步都不应该跨距过大或过于困难，那样会使得学习者感到困惑或降低学习速度。“易于学习”还意味着应该能够比较容易地记住系统的使用方法，即使不是每天都使用它。CAD系统应该能够让使用者在数天之内而不是数月之后才可用它绘出有用的图形。软件应该有合乎逻辑并具一致性的菜单结构，用户提示和出错信息应该使用明显易懂的语言。软件应该有经过测试的教程，在线求助系统和良好组织的参考手册。
系统使用是否方便
CAD系统的使用应该无需CAD专家或程序员自始至终的支持。用户界面应该足够灵活，使得初学者可以通过下拉式菜单工作，同时又使得熟练人员可以通过命令方式快速工作。系统应该同时提供几种输入数据和命令的不同方法：键盘，数字化仪或屏幕菜单。
系统是否具有所需要的精度
对于绝大多数CAD应用来说，无论是报表数据或最后的图纸都有一定的精度要求。事实上，提高精度是从手工系统转向CAD系统的主要原因之一。在选择CAD系统时需要注意的是，眼睛看到的并不一定是真实的。CAD系统可以用很高的速度执行操作命令，在屏幕上表现出十分美观的图形而不产生任何问题，尽管，这时系统可能在悄悄地丢失精度。这种可能会导致重大失误的问题不是一下就能看到的。我们所使用的CAD系统经常需要对许多数据进行十分复杂的运算。因此，一定要确保系统在操作和存储数据时使用双精度浮点格式，这种格式大约可以保留15位有效数字。
系统使用的技术是否先进
软件技术的发展十分迅速，有些公司能够跟上技术的发展，有些则不能。通过了解软件公司在研究和发展上的投资情况可以避免使用过时的技术。要确切了解软件公司是否能够提供跟上技术变化的新版本。使用过时的系统只能使用户白白耗费金钱和时间。因为不出几年它们就必须被更新。
系统是否能够管理非图形数据
CAD系统应该能够完成比生成图形更多的任务。它应该能够管理其它有关信息，如价格，产品编号等。这样就可以进行计算和生成材料表。在希望CAD系统不仅仅是一种自动绘图工具时，这种能力是必不可少的。
系统是否支持网络操作 为了满足今后的需求扩展，共享外设，图形和符号库，CAD系统应该能够充分利用网络环境的优势，包括异种计算机的互连网络。CAD系统还应该能够满足集成的要求，如和CAPP、PDM、ERP等应用系统的集成。
2.3 合理配置
应从需求出发、从迅速形成阶段性成果出发进行应用系统的合理配置。在运行节点与功能模块的使用权（License）的配置上，既要兼顾工作面的铺开使多人同时参与应用，又要保障各种工作流程可以配套进行。国内许多项目不是按需求确定投资大小，而是按拨发资金运作的，在这种情况下应避免因资金较少，造成系统不配套，不能形成阶段性应用成果；也要防止因资金宽裕选型过于随意，造成资源的浪费，应充分利用资金多的有利条件，创造出一个高性能、高档次的工作环境。
合理的软件选型是非常重要的。软件分为国外原版和国产两类。能直接用于中国企业的国外原版CAD软件非常少。国产CAD/CAM软件结合中国实际，能够解决用户的大部分问题，不同软件各有所长，国外原版软件并不是针对中国企业的，在标准规范、技术习惯、技术思维等方面均存在差异，而且不公开其核心技术，不利用二次开发。经过二次开发的国内CAD软件，具有自主版权，结合中国实际，适合企业技术人员学习与应用，但大多数在商品化方面还有一些差距，主要表现在系统的稳定性、可靠性、功能等方面。
在CAD软件选型时，有几方面的问题需要深入认识：
1、二维软件方面，是选择国内自主平台的软件还是选择基于国外平台软件的二次开发软件 一般来说，基于国外平台软件开发的应用软件，具有更好的兼容性，并且在系统的稳定性和软件功能方面都有一定的优势，但这也不是绝对的；在价格方面，国内自主平台的软件具有相当的优势，因为前者不但需要购买国外的平台软件，还要购买二次开发软件，这种费用是两次的，而且国外平台软件的费用更是不低。举个例子，一个企业如果有10个用户，如果选用国外的平台软件和二次开发的软件，在CAD软件方面的投入就是30万元左右（平台软件一套2万元，二次开发软件5000元一套）；如果选用国内自主平台的CAD软件，其费用可以控制在10万以内，这种差距是巨大的。
2、二维软件与三维软件的选择应该根据什么原则进行？是否三维软件就一定更好？ 三维CAD软件在功能方面的确远远优于二维CAD软件，如果不考虑费用，三维软件肯定要比二维软件更为上档次。但企业显然是需要考虑投入的，所以在选择软件系统时，企业需要根据自己的需求，看是否确实存在对三维软件的需求，或者这种需求的比例。如果在较长时间内并不存在对三维CAD软件的需求，那么是没有必要购买三维软件的；如果对三维软件使用很少但又必不可少，那么可以考虑大部分购买二维软件，同时购买适量的三维软件。这就和选择计算机硬件一样，如果只有文字录入方面的工作，那么基本上用486就可以了，如果不用考虑形象问题，那么一台二手486计算机也就几百元，而新计算机差不多是10倍以上的价格。所以，选型一定要根据企业的实际需求，脱离需求要么造成浪费，要么根本不能解决实际问题。
另外，三维软件的复杂程度远比二维软件高，所以对工程师的要求就相对高很多。而目前对企业来说，人才短缺的问题是非常严重的，企业选择了功能更强大，技术更复杂的软件，那么对企业的人力资源又是一种考验。实际上，前几年有的企业花巨资购买了先进的硬软件系统，但最后因为人才缺乏的原因而搁置的例子很多。
3、在选择CAD软件时，是选择那些自己就具有一体化解决方案的厂商的产品还是选择具有高度集成性并且在技术和功能等方面都更为优秀的产品？ 集成使企业需要考虑的问题，如果企业的规模达到一定程度并且对系统集成有需求的话；同时企业还需要考虑软件的功能与企业的需求问题。一般来说，如果一个厂商能够提供一体化的解决方案，在集成性方面应该是没有太大的问题，但问题在于，构成一体化方案的每个单元是否都是功能强大、满足企业需求呢？实际情况是这样的：有的公司在CAD方面比较强，有的公司在CAPP方面处于领先地位，有的公司在PDM方面优势明显，而做MIS或ERP等管理软件的公司一般来说是不做设计制造类软件的，而许多软件在开发的过程中就考虑到了集成问题，预留了集成用的接口，这同样可以解决集成的问题。那么企业用户在选型时，一定要全面考虑各个厂商的软件，对功能和集成性等问题进行综合考虑。
2.4 兼顾发展
CAD是可不断积累、可持续发展的应用技术，在选型阶段就应该充分考虑发展的因素，CAD系统自身应不断发展，配置上可适应发展，在价格策略上要有利于发展，创造出一个良性循环的应用基础。
在兼顾发展的问题上，究竟是兼顾企业需求的发展还是CAD系统在技术和功能方面的发展？这是一个必须清楚的问题。比较实际的认识应该是要基于企业需求的发展。CAD系统是作为工具存在的，该工具是为满足企业特定方面的需求而存在的。还是前面那个例子，如果我们只需要计算机用来打字输入，那么486PC就足够了，即使目前未来几年里也基本可以用；而如果用一台性能很高的计算机来打字输入，显然就是浪费了。在建设CAD系统方面也是这样，企业没有必要追求那些当时最为高端的硬软件产品，而要根据企业的需要以及需求的发展状况。 专家建议 从没有听说过CAD、CAM、CAE、CAPP、PDM等一大堆缩略词，到购买CAD系统，然后把它作为生产工具来提高生产效率，是许多机械工业企业走过的共同之路。那么，对于那些“临渊羡鱼”的用户，如何才可帮他们尽快实现“结网捕鱼”之梦，也许专家和老用户的声音会对他们有些帮助。 机械科技信息研究院CAD信息中心高级顾问杨家桂先生为潜在用户提出一些建议：CAD系统选型要从基础作起，一步一步来，切忌盖空中楼阁。他认为，一般广义上的企业CAD应用为四个步骤：
一、二维图形设计绘制，一般为实现“甩图板”的初级目标；
二、三维图形设计绘制，是更进一步的应用，但还未超越基本目标；
三、CAE应用，通过计算机辅助分析，可使设计者不仅知道怎样设计产品，而且明白为什么这样设计，从而可进一步完善产品细节；
四、PDM应用，对产品数据进行管理，CAD应用经验积累到一定的基础，使之发生质变，真正实现设计制造的系统化。 针对目前CAD市场比较混乱的情况，杨先生正准备给选型的CAD用户提出几点建议：首先分析自己需要什么，然后再去买什么，千万不要去做什么“一步到位”的事，事实证明，企业要真正用好CAD，需要一个长期的过程，非一日一时之功可实现；另外，还得多做调研，向有CAD使用经验的同类企业多做咨询；最重要的一点，提供软件的厂商要有良好的发展前景和企业信誉，能提供周到的售后服务和升级、排除障碍等技术支持。
目前，可用于CAD应用的硬件系统有两大类：PC和工作站。近来，在传统的工作站和PC之间又冒出一支新军：PC工作站。一方面证明，Intel/Windows系统的性能已经接近或达到传统Unix系统的指标，另一方面也意味着：用户可以用较低的成本实现CAD应用。据专家建议，国内中小企业可用四、五十万元人民币甚至更少基本实现“CAD化”，整个系统即采用PC或PC工作站，但PC系统目前在做高精度大型复杂计算时尚不尽人意，专家同时建议，大型企业用户最好还是选用稳定性和速度都较为出色的的中高档Unix工作站。 在CAD厂商们描绘的蓝图里，CAD带给用户的是一幅完美的前景，实际情况却不尽然。一些与厂商联系密切可经常得到技术支持的用户，他们通过CAD应用，有些甚至可以达到降低80%生产成本的效益，如宝钢集团北京冶金设备制造厂。据该厂的相关负责人说，CAD的应用不仅降低了设计成本，而且大大提高了生产效率，以往需要一星期的繁琐冗长的制图过程，如今可在两个小时内就能解决问题。而使用同样软件的兵总内蒙古第一机械厂却没有取得太多的效益。据该厂的李海瑾先生介绍说，尽管制图过程大大减少，但制图成本却比以前提高了，主要原因是出图率太低，主要是由于软件系统的稳定性较低造成经常死机。原来，他们自从1997年买了软件以后，从未升过级，而北京冶金设备制造厂自1997年3月开始使用CAD以来，已有过不下10次的软件升级。从这一点来看，软件的售后服务尤为重要，甚至有人说：软件本身无价，而软件服务才是其价值所在。也许还有其它用户遇到过上述问题，但愿准备购买CAD系统的用户不再出现同样的问题。
用户反馈 一些用户在实际操作中有很多经验，现在把它介绍给更多的用户。南阳光辉机械厂王先生说：随着计算机软件、硬件技术的飞速发展，国产计算机辅助设计及绘图软件已在各制造厂广泛使用。我厂运用计算机辅助设计已有一年有余，绘图效率和质量都已有显著提高。
我厂是机械工业部专业化生产制粉机械的骨干企业，结合工厂实际情况及将来的发展，我厂采用微机作为系统的硬件平台，并采用了二维CAD绘图软件，我们的要求是：实用、经济、有发展前途。从我厂的实际情况看，要求选择一种学习难度较小，绘图速度较快的CAD系统。经过比较，我们认为国内某家软件公司的CAD软件能够满足要求，因为该CAD软件采用了画法几何原理，在绘图方式上与手工绘图类似，使用者键入量小，不用记忆命令，能够将明细表数据提取到数据库中，绘图模块免费升级，符合我们的要求。 由于该CAD软件的绘图方式符合工程技术人员的绘图习惯，不要求用户懂计算机，系统操作宜人化，算法先进，经济实用，熟悉机械制图的同志只需经过简单的讲解，一周内大多可以独立上机，在画图过程中，一边工作，一边学习，上手的速度相当快。
目前我厂已完全利用CAD完成了打麦机的产品设计。通过这段时间实践，大家基本上消除了对计算机的恐惧感，95%的科技人员较好地掌握了CAD系统，现在已拥有较强的设计能力，并完成了部分二次开发。
在运用CAD时，从装配图拆画零件图，或由零售图改装成装配图、总装图，都是在计算机屏幕上完成的，不需重复绘图，利用计算机软件的搬迁、复制命令，既极易发现问题也可方便地完成更正，确认检查无误时，即可拆下零部件图，直接用绘图仪输出图形。
通过使用CAD系统，我厂提高了产品的设计质量和效率，大大加快了新产品开发速度，提高了设计的质量和标准化。下一步，我厂将进一步扩大微机CAD网络，使所有设计人员使用CAD网络系统，共享各种资源。
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本文标题：CAD/CAM系统选型的基本原则
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