發布時間：2020-08-12所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：2010年，隨著我國經濟超越日本成為了世界上第二大經濟體，我國實體經濟和虛擬經濟也來到了一個飛速發展的時期。我國的工業也迎來了一個全新的信息時代。隨著電子計算機的全民普及，計算機技術也得到了廣泛的普及。在工業領域中，CAD/CAM技術也得到了廣
摘要：2010年，隨著我國經濟超越日本成為了世界上第二大經濟體，我國實體經濟和虛擬經濟也來到了一個飛速發展的時期。我國的工業也迎來了一個全新的信息時代。隨著電子計算機的全民普及，計算機技術也得到了廣泛的普及。在工業領域中，CAD/CAM技術也得到了廣大公司的認可得到了廣泛的使用。在計算機科學與技術、機械設計制造及自動化，機械電子工程、車輛工程、電子控制工程等諸多方向都有廣泛的應用。經過多年的發展，CAD/CAM已經在我國航空航天、導彈外形設計等高精尖領域發揮了重要的作用。本文對CAD/CAM技術在我國的發展現狀進行了詳細的描述以及未來的發展做了展望。
關鍵詞： CAM、 CAD、 發展、 現狀、 問題、 展望
在目前我國實行一帶一路政策下，帶動周邊國家經濟發展，為亞太地區的發展貢獻自己的力量體現自己的大國擔當。在改革開放只會越開越大的形式下，中國的各大企業也面臨著前所未有的市場競爭壓力，提高本身的應變能力和生存能力成為了各位企業家所面臨的最現實也是最緊迫的問題。CAD/CAM技術從根本上改變了我國自建國以來的傳統的設計、生產、出廠模式，推動現代企業的技術改革，促進整個產業結構的更新換代，發展新型技術。
CAD/CAM的發展概況
CAD/CAM從無到有再到現在，經歷了形成、發展、提升和集成四個階段。
美國在1946年成功研究出第一臺電子計算機，計算機技術由此開始被研究人員引入到機械設計、制造領域。1952年，人們首次研制成功第一臺數控機床，(主要指將金屬工件以自動切削或輪磨等的機械制造方法制造出所需形狀、尺寸及 表面精度為目的的機械)，后來，研究人員嘗試通過描述出金屬工件的外表面形狀而實現計算機輔助數控編程，故而實現金屬工件的自動加工。但當時計算機還處于初級階段(電子管時期)，所以CAD/CAM還處于醞釀階段
相關期刊推薦：《機械制造與自動化》Machine Building & Automation(雙月刊)曾用刊名：南京機械;機械制造與自動化;江蘇機械制造與自動化，1972年創刊，是傳播機械與電氣行業新成果、新技術、新產品、新材料、新工藝、新設備，以及國內外機電行業前沿信息和企業管理、人才培養、教學研究與實踐經驗的綜合性機電技術期刊，也是江蘇省機電行業唯一的集數控、智能化、機電一體化和敏捷制等先進制造技術的技術期刊。
1960年代，二維SKETCHPAD系統被MIT的研究生I. E. Sutherland成功推出并成功發表了《人機對話圖形通信系統》論文。計算機圖形學、交互技術及圖形符號存貯采用分層的數據結構等思想在這篇論文中被首次提出。為CAD/CAM技術的產生和后續發展提供了理論基礎。隨后科技人員進行了艱苦研究。相繼出現了商品化的CAD/CAM的設備及系統。
1960年代中期到1970年代中期，CAD/CAM技術在這個階段逐漸來到了一個性能不斷完善的過程，計算機硬件在這個時期也廣泛普及，性能的不斷提升。CAD/CAM數控系統專門服務于小型微型設備的產品相繼進入市場，其中也包括解決一些復雜特定問題的CAD/CAM系統，也成為交鑰匙系統。市場中三維幾何設計處理軟件也大量出。1970年代初期，美國辛辛那提公司成功研制出了第一條FMS系統，即柔性制造系統。
1980年代以后，CAD/CAM技術迅猛發展，走上了高度集成化道路。隨著超大規模集成電路的出現，使得硬件成本大幅度下降，使得大量資金用于發展軟件。同時CAD/CAM技術的配套技術也快速發展起來(有限元分析、優化設計、可靠性設計、數據庫技術)。使得CAD/CAM技術從計算機輔助繪圖到計算機輔助設計， 從二維繪圖到三維造型， 進而到三維集成的轉變速度迅速加快。CAD/CAM系統也由開始的APT階段轉而向曲面系統階段、特征造型階段發展UG、DUCT、 Cimatom 、 MarsterCAM 等軟件的出現，標志著CAD/CAM向局部曲面的加工方式轉變，實現了質的提升。
3.我國CAD/CAM技術發展的現狀
60年代，首次引進CAD/CAM技術投入到我們的生產中。最早由于我國正處于建國初期，國家經濟還很不景氣，所以航空航天工業、大型民用企業、造船業和科研院所等一些受國家資金支持的重點企業才有資金使用CAD/CAM技術。許多中小型企業效益不佳, 沒有經濟實力購買數控設備或軟件更缺少像國企那樣卓越的技術隊伍, 就沒有成規模的使用CAD/CAM技術，使CAD/CAM技術得不到全國的推廣使用。改革開放后，中國與世界的聯系逐漸緊密了起來，隨著進出口貿易的瘋狂猛漲，國家GDP倍數式增長，使得許多中小型企業收益良好，開始引進先進制造技術，CAD/CAM技術這才開始走入中國工業的深層次企業，逐漸成為研究設計人員主要的工作工具。經過最近幾年的快速發展，目前在我國服裝、產品設計、工業設計、汽車工程、鐵道軌道、建筑工程、機械設計制造、機械電子等諸多行業已經逐步進入了實用階段。90年代初國務院批準 由國家科技委員會牽頭開始實施以“甩掉圖板”為突破口的CAD 應用工程 ，“十五” 期間 CAD應用工程與 CIMS 工程合并實施制造業信息化工程更加帶動了我國CAD/CAM在我國的發展。 中國企業進行兩種方式齊頭并進的方法，一方面，中國直接引進國外先進的商品軟件直接進行工廠使用，進行產品生產。另一方面，投入大量資金，引進高水平科研人員，與國內知名高校合作自主研發先進的，具有國際一流水平的自主知識產權的CAD/CAM系統。這樣以來，更一步擴大了CAD/CAM在我國的知名度，提高了民眾對CAD/CAM技術的認知。
4.目前我國CAD/CAM技術存在的問題
從1960年至今，雖然我國發展CAD/CAM技術的時間只有短短的幾十年時間但已經取得了巨大的進步。這種表面巨大成功的同時，在工業內部一定存在著各種各樣的小漏洞，以及各方面之間發展的不平衡。我國研究人員研究課題時間較短，經驗不足并不能完全掌握技術的完整要義，目前我國出現了如下幾個主要的問題：
4.1 我國軟件研發完善的研究人員無法對軟件進行有效的研發完善。
目前我國科研人員大都集中在各大高校以及科研所和各大企業中。在企業中的研發人員面臨的首要問題為薪資待遇不夠理想，與其他工作崗位的職工豐厚的報酬相比感到付出與收入不成正比。企業對研發人員的作用不夠重視容易導致研發人員心生倦意，科研情緒不高導致研發進度和研發質量都受到一定的影響。另一方面企業中人員流動較大，研發人員往往不能在同一個企業或同一個崗位上面工作一個完整的機器使用周期，使得在實際生產生活中系統所面臨的不能很好解決或不能解決的問題及時反饋到它的研發人員手里面，不能對此問題進行有效的完善升級，導致軟件系統的升級換代進展緩慢。在各大高校以及科研所的研發人員大都多年受高等教育，在高校平臺可多次參加國內國外的先進技術和成果的交流會議。具有見識高、知識淵博、科研時間充足等特點。但是他們接觸的大都是完備的軟件系統，而并不清楚這些看似完備的軟件系統在實際生產生活中會遇到哪些的問題。自己本身并不是熟練掌握在實際生產中的各工步以及哪些在實際加工中才會出現的一些特殊問題，這些問題是在書本以及文獻中所沒有的。所以研發出的軟件系統遇到實際加工中的復雜問題時往往不能很好地解決。
4.2 國內外軟件系統發展的巨大差距。
國內外軟件系統的差距就是國內外工業水平差距的一個縮影。我國的工業水平發展速度很快，一句話：用幾十年的時間走完了發達國家幾百年走過的路。但是我國的工業水平距離美國、德國、日本等這些工業強國還有不小的差距，這一點在軟件水平上面就可以看出來，國外等工業強國的CAD/CAM軟件系統的功能齊全能覆蓋絕大多數加工生產中的需求、性能水平極高、價格也較低在市場競爭中占據非常大的優勢，而我國具有自主知識產權的軟件系統，無論是在性能方面還是在功能方面都遠遠不及國外的產品。但是由于我國研究人員水平有限，且沒有成功人員帶領、沒有成功經驗，故導致我國的研發過程導致的經費支出數額并不比國外的研發團隊少，所以導致我們的軟件系統在市場中實際出售中價格基本與國外持平甚至高于他們。導致市場中的競爭力不佳，則企業的效益不好，研發經費不足更會使研發出的軟件系統質量高。如此惡性循環下去，導致CAD/CAM技術軟件系統我國始終走在發達國家后面。
4.3 我國企業思維方式的制約
我國的企業家做不到軟件與硬件的平等對待。在一家企業的發展中往往不會投入大量資金用于購買正版軟件用于自己的設計人員進行使用，覺得買這些摸不著的東西不劃算不值，忽視軟件的重要性。反而會購買大量價格昂貴的高端計算機、 先進打印機、智能繪圖儀， 引進大屏幕工作站，在公司的各部門建立數量超標準的計算機房等硬件設施。設計人員使用廉價的盜版軟件，在許多功能上面不能完全體現正版軟件才能體現出來的技術服務。在遇到技術問題時也得不到來自軟件公司的專業技術人員的指導，也無法和軟件公司進行交流，以使得自己公司的問題得到有效的解決，導致公司的效益降低。我國的企業家應該把硬件與軟件有機地結合起來以求企業效益的最大化。增加企業在市場中長期保持較強的競爭力。
5. CAD/CAM技術的未來展望
隨著科技進步的不斷加快，各類產品更新換代的速度不斷加快。CAD/CAM軟件系統的換代升級速度也應順應時代潮流，加快自己的更新換代。
5.1 CAD/CAM技術智能化發展
CAD/CAM技術是否可以更上一層臺階取決于是否可以更加智能化，使得普通大眾(知識水平并不是特別突出的人們)也能夠輕松使用它。達到高智能化更有利于打開更大的市場使得更多的中小型企業也參與到CAD/CAM技術的使用中來，增大更多用戶對它的認知程度和使用程度。在未來CAD/CAM技術可以通過掃描儀器直接對工件進行掃描而不再進行三維繪圖就可以得出工件的各部分尺寸和工件的加工軌跡，可以將二維圖紙直接轉化為三維實體模型，并且可以在眾多的加工方案中進行智能分析得出一個最優的方案，大大省去了設計時間�？梢詴r刻監督生產設備的運行情況，出現危險情況可以自動解決，遇到解決不了的情況時及時報警并自動停止減少造成的損失。
5.2 CAD/CAM技術信息共享化發展
當今世界是一個信息化的世界，網絡技術空前發達。網絡技術改變我們生活中的點點滴滴，近些年大數據、物聯網、區塊鏈、人工智能飛速發展，使得我們生活中的每個人都可以享受到它所帶來的便利。網絡技術也推動者著全球制造業的發展，已經從傳統制造業轉向高端制造業發展。精密加工、超精密加工、特種加工已經得到了空前的發展，對CAD/CAM技術也提出了更高的要求。CAD/CAM技術要順應時代潮流建立起自己的大數據庫中心，其中包括工件設計的制造可能性、加工過程的仿真數據及產品的制造試驗等, 使得各大企業的研發設計人員能夠迅速連接和共享到數據庫中已有的制造信息。建立起一個先進制造的數據庫環境可以在網絡平臺上大家一起協調工作, 將各自企業中以數據庫文本圖形和數據文件存儲的數據信息集中起來放到數據庫平臺上面以供兄弟企業共享, 使其他企業在設計過程可以從平臺中取長補短，優化自己的設計思路。——論文作者：馮國旭
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