面向制造的一体化设计

产品结构CAD是按照产品功能及制造工艺的需要，将整个产品表面的数学模型分解为多个覆盖件的数学模型，在此基础上，进行覆盖件的贴合面的曲面设计。在进行曲面造型时，应对曲面的特性进行仔细的分析研究，合理生成构造曲面的边框曲线，并确定各曲线之间的相互参数对应关系，选择合适的曲面造型方法，才能满足造型设计的需要。

模具CAD的依据是产品设计部门提供的产品表面数学模型，并根据该零件的工艺要求，着手各工序模具的计算机辅助设计。例如，在进行冲压模具设计时，应完成如下重要工作：冲压方向选择、工艺补充型面设计、确定最佳的压料面、冲压成型分析等。

2.2　CAD的发展

近年来，市场的需求越来越广泛，用户的需求也越来越趋向于个性化。为满足这些新需求，就需要在设计的过程中对设计结果进行不断的、实时的修改。而传统的CAD不是帮助设计人员进行创新设计，而是把一个想好的设计做成实体。在激烈的国际化竞争面前，企业需要的不是在某一个产品细节上有一个工具做得更好，而是一个完整的解决方案。另外，参与整个产品协同设计的人员范围很广，从概念设计、结构设计、模具设计直至于市场人员、销售人员，这些人都需要同样的数据。如果CAD软件能用一套集成工具全面解决概念设计、零件设计、装配设计、钣金设计、产品真实效果模拟和动画仿真等等问题，必将大大提高设计速度。

从某种意义上说，方案构思设计是产品设计中最重要的方面，对设计结果的优劣具有决定性影响。因此，对CAD系统而言，不仅要能很好的处理数据信息，而且要能处理知识信息。人工智能的一个分支——专家系统，为在计算机上实现上述非数值计算的智能行为提供了有力的手段。专家系统是一个运用计算机智能程序的系统，它具有大量专家水平领域内的知识与经验，通过进行推理和判断，模拟专家解决问题的方法和过程来解决设计中的问题。

建立一个工程设计类的专家系统一般应解决三个问题。
（１） 知识的获取——何将人类专家的知识和推理方法提取出来。
（２） 知识的表示——即如何将以取得的知识转化为适当的逻辑结构和数据结构，存储在计算机内。
（３） 知识的利用——即怎样设计推理机构，以利用知识去解决问题。

将人工智能技术，特别是专家系统的技术，与传统CAD技术结合起来，形成智能化CAD系统，这是CAD系统发展的必然趋势。随着当今CAX设计系统发展，产生了以知识驱动为基础的工程设计新思路，简称KBE（Knowledge Based Engineering）。如何把知识、技能、经验、原理、规范等结合到CAX系统中，使得设计人员只要输入工况参数或工程参数或应用要求，系统就能依据相关的知识，自动推理构造出符合该特定要求下的数字化的几何模型。这正是KBE知识工程要解决的问题。KBE将人工智能技术（含知识库、知识规则、逻辑推理等）与CAX集成系统有机的结合在一起，它的重点在于知识的重应用，以便最快开发出优质、高知识含量的新产品。

EDS是最早将KBE实用化的公司，它第一个推出KDA（Knowledge Driven Automation知识驱动自动化）这一实用工具。UGS的KDA是将所有的工程知识，以统一的“规范”(Rule)形式，来表示工程产品的不同几何参数与工程属性之间的相互关系。这些工程“规则”(Rule)都是用知识库来存放、组织的，在运用过程中，KDA系统会自动根据规则之间的关系来计算其顺序。用户只需输入、改变工程参数或添加、修改工程规则，而无需关心CAX系统的任何功能，系统就会根据这些工程规则来计算工程参数对几何参数的影响，从而来驱动最终的几何造型。可见，所有工程参数作为属性被定义在几何实体上，可随时通过修改属性来显示产品几何造型的变化。②

CAD技术的发展趋势就是要进行真正的创新设计，它不再需要先想好要做成什么样，只要有一个模糊的概念，然后在设计的进程中不断把自己的想法表达出来，再判断是否正确，并经过动态的修改得出精确的设计。

3．结论

设计应当是一个弹性的过程，富有创造性的过程。设计没有唯一的答案。作为产品开发的源头与重要环节，如何合理配置资源，运用先进手段，使设计在产品全生命周期中更好的发挥自己的作用是我们应当关心的问题。并行工程与专家系统在CAD中的运用，则可以加强部门间的协调，提高设计效率与成功率，从而达到增强企业竞争力的目的。

参 考 文 献

1．詹友刚 、王峰．DFMA面向制造与装配的设计——并行工程的核心技术．计算机辅助设计与制造，北京： 2001
2．莫欣农．协同制造工程——现代制造业的关键技术．计算机辅助设计与制造，北京： 2001
3. 卢金火、刘伯伦、兰凤崇．汽车车身CAD/CAM的开发与应用．计算机辅助设计与制造，北京： 2001
4．林寒蹾．模具制造企业实施并行工程的分析与规划．计算机辅助设计与制造，北京： 2000.12