第九章 發展方向

CAD技術大規模推廣，要一直等到八十年代末硬體成本大幅度下降，平台成本從二十幾萬美元一下子降到幾萬美元，才逐步流行開來。

而華夏CAD技術的發展，則要等到就是九十年代以後。

1991年，華夏著名的控制論、系統工程、航空航天技術專家，時任****的宋建院士（後來又擔任華夏工程院院長）提出「甩掉繪圖板」的號召，華夏政府開始重視CAD技術的推廣，並促成了一場在工業各個領域轟轟烈烈的企業革新。

1992年，華夏啟動「CAD應用工程」，並將其列入九五計劃的重中之重，自此掀起了自主研發CAD軟體的熱潮。

隨後，眾多國產CAD企業如雨後春筍般建立了起來，後世著名的PLM產品和解決方案供應商開目公司，正是成立於那一年。

現在雖然距離那場革新還有十多年的時間，但楊衛寧自信，只要有自己的介入，CAD技術完全可以提前在航空工業領域綻放出璀璨的華章。

至於到底能不能獨立開發出一款CAD軟體，楊衛寧卻沒有任何懷疑。

前世的楊衛寧，可不單單隻是一名空軍特級試飛員，在參軍入伍前，他就已經是紅客團隊創始人之一，在加密解密、程序編寫等領域有著深厚的造詣。

成為試飛員以後，他作為軍方代表，親自參與過開目公司專門為航空系統打造的CAD軟體測試工作。

這個世界恐怕還沒有人能夠像他那樣，對CAD技術的未來有著如此深刻而清晰的認知。

從七十年代初到後世發展成熟，CAD技術總共經歷了四次技術革命。

第一次CAD技術革命，就是法國人在貝塞爾演算法基礎上搞出來的曲面造型系統（CATIA）。

曲面造型系統帶來的技術革新，不僅僅應用於航空工業領域，在汽車工業領域，也產生了重要影響。

它使汽車開發手段比舊的模式有了質的飛躍，新車型開發速度也大幅度提高，許多車型的開發周期由原來的六年縮短到只需約三年。

如此顯著的效益，使得該技術迅速普及開來。

到了八十年代中期，幾乎全世界所有的汽車工業公司和航空工業公司都購買過相當數量的CATIA，其結果是CATIA躍居製造業CAD軟體榜首，並且保持了許多年。

而第二次CAD技術革命，則是實體造型技術。

80年代初，美國SDRC公司在當時星球大戰計劃的背景下，由美國宇航局提供支持及合作，開發出了許多專用分析模塊，用以降低巨大的太空實驗費用。

由於表面模型技術只能表達形體的表面信息，難以準確表達零件的其它特性，如質量、重心、慣性矩等，對CAE（計算機輔助工程）十分不利。

於是基於對於CADCAE一體化技術發展的探索，SDRC公司於發布了世界上第一個完全基於實體造型技術的大型CADCAE軟體──I-DEAS。

但這樣一來，就產生了一個非常致命的問題。

由於實體造型技術能夠精確表達零件的全部屬性，在理論上有助於統一CAD、CAE、CAM的模型表達，給設計帶來了驚人的方便性，但同時也帶來了數據計算量的極度膨脹。

在當時的硬體條件下，普通的計算機平台根本支撐不起實體造型技術所需要的運算量。

再加上以實體模型為前提的CAE本來就屬於較高層次技術，普及面較窄，只有航空航天等高端領域需求較為強烈，因此，這項技術整整沉寂了十年時間。

直到八十年代末，CV公司最先在演算法上取得突破，才使得實體造型技術普及開來。

而第三次CAD技術革命，則是參數化技術

參數化技術的主要特點是：基於特徵、全尺寸約束、全數據相關、尺寸驅動設計修改，能夠為設計者帶來非常大的方便性。

這一方案適用於中低端製造業領域的中小企業主們。

由於他們設計的工作量並不大，零件形狀也不複雜，更重要的是他們無錢投資大型高檔軟體，因此他們很自然地把目光投向了中低檔採用參數化設計的CAD軟體。

到了九十年代，參數化技術變得比較成熟起來，充分體現出其在許多通用件、零部件設計上存在的簡便易行的優勢。

參數化技術的成功應用，使得它在90年前後幾乎成為CAD業界的標準。

但參數化技術同樣有許多不足之處。首先，全尺寸約束這一硬性規定就干擾和制約著設計者創造力及想象力的發揮。

全尺寸約束，即設計者在設計初期及全過程中，必須將形狀和尺寸聯合起來考慮，並且通過尺寸約束來控制形狀，通過尺寸的改變來驅動形狀的改變，一切以尺寸(即所謂的參數)為出發點。

一旦所設計的零件形狀過於複雜時，面對滿屏幕的尺寸，如何改變這些尺寸以達到所需要的形狀就很不直觀。

再者，如在設計中關鍵形體的拓撲關係發生改變，失去了某些約束的幾何特徵也會造成系統數據混亂。

於是後世的CAD軟體開發人員以參數化技術為藍本，提出了一種比參數化技術更為先進的實體造型技術──變數化技術。

變數化技術既保持了參數化技術的原有的優點，同時又克服了它的許多不利之處。

它的成功應用，為CAD技術的發展提供了更大的空間和機遇。

以史為鑒，可知興衰。

CAD技術基礎理論的每次重大進展，無一不帶動了CADCAMCAE整體技術的提高以及製造手段的更新。

技術發展，永無止境。

沒有一種技術是常青樹，CAD技術一直處於不斷的發展與探索之中。

正是這種此消彼長的互動與交替，造就了後世CAD技術的興旺與繁榮，促進了工業的高速發展。

對楊衛寧而言，CAD技術只是他腦海中微不足道一棵科技樹，想要點亮這棵科技樹輕而易舉，但問題是，楊衛寧不想簡簡單單地重複CADAM以及CATIA這兩款軟體的工作。

如何在現有硬體條件下，儘可能融入後世的CAD軟體的一些設計思想，才是楊衛寧所需要深思的。