4C软件的最新发展趋势

　　计算机辅助技术是机械设计制造领域的高新技术。是现代设计技术和先进制造技术的典型代表。它涵盖了计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程分析(CAE)、计算机辅助工艺过程设计(CAPP)和计算机辅助制造(CAM)等方面的内容。

　　4C是CAD，CAE，CAPP/CAM的简称，“/”有集成之意.4个C构成一个系统，故称4C系统集成。当今流行的实际应用软件.中端的多为2C集成。高端的则为3C集成或4C集成。

　　1 4C系统集成概述

　　1.1 4C系统集成的必要性

　　由于技术发展的历史原因，CAD、CAE、CAPP和CAM基本上都是各自独立发展起来的，各子系统之间缺乏有机的联系，即由于数据模型彼此不相容，导致各子系统之间无法进行信息的自动传递和交换。

　　随着制造业自动化、信息化和智能化的不断发展以及日趋激烈的市场竞争的迫切需要，各子系统逐渐彼此靠拢，并最终紧密结合(集成)在一起。这样。各子系统之间由于有了统一的数据库和数据接口，便可自动进行信息的传递和交换。从而大大提高工作效率，缩短产品研制周期，增强企业的市场竞争力。

　　1.2 4C系统集成的含义

　　4C系统集成从本质上讲应该包括信息集成、过程集成和功能集成。不过。目前大多数仅指信息集成，即把CAD、CAE、CAM(包含CAPP和NC)软件有机地结合在一起，用统一的执行程序来控制和组织各功能模块间的信息提取、转换和共享，从而使得系统内信息畅通和协调运行。

　　1.3 4C系统集成的目的

　　4C系统集成的目的是提供一种能覆盖以某类产品为主的，具有更高效能的设计、分析和制造的整体系统。要求做到如下两个方面。

　　1.3.1实现信息数据的存储、处理、传递和转换。达到软件资源和信息共享。避免不必要的重复和冗余。

　　1.3.2使应用成果能够进行综合性的优化处理，发挥出单项子系统达不到的整体效益。

　　2 4C软件的发展趋势

　　2.1集成化。

　　CAD/CAE/CAPP/CAM中的“/”即表示集成。是CAD/CAE/CAPP/CAM是一个现代制造型企业计算机应用的主干。集成化是CAD，CAE，CAPP/CAM技术发展的一个最为显著的趋势，是指CAD、CAE、CAPP、CAM以至PPC(生产计划与控制)等各种功能不同的软件有序地结合起来，用统一的执行策略来组织各种信息的提取、交换、共享和处理，以保证系统内部信息流的畅通，并协调各系统有效地运行。

　　例如，Pro/ENGINEER(CAD，CAE/CAM的基本平台)与Pro/MECHANICA(机械分析专用模块)、Windcill(PLM专用模块)之间平滑连接。能够很好地满足用户对CAD，CAE/CAM系统集成化的要求。Pro/E是采用单一数据库，各模块全相关、完全集成。

　　2.2参数化、变量化、三维化。

　　即在二维造型技术中使用以PTC公司的Pro/E为代表的参数化造型技术和以UGS公司的UGNX为代表的变量化造型技术，随着计算机软硬件技术的飞速发展.单纯的二维设计势必将由三维设计(含由三维实体设计自动生成二维工程图设计)完全取代。

　　二维设计是工业化时代的产物.与工业化时代生产力发展水平相适应。二维工程图纸作为一种世界通用的工程语言。是工业化时代机械设计，制造和质量管理的依据。

　　三维设计是信息化时代的产物，是在继承二维设计工程语言的基本内核和语言元素的基础上，把三维设计思维方式、计算机技术和三维数字模型表现形式完美结合的最新科技成果，它兼容二维设计技术，与信息化时代产品数字化设计和制造技术相适应。大量的实践案例证明，三维设计具有二维设计无法比拟的优越性。国内越来越多的企业已经或准备采用三维软件进行产品数字化设计与制造。从整体状况来看，三维软件尚处于推广应用阶段。大多数企业还沿用传统的二维设计。

　　2.3网络化。即全球化

　　从获取需求信息，到产品分析设计、选购原辅材料和零部件、进行加工制造.直至营销的整个过程都全球化。

　　例如。PTC的Windchill使得整个商务的动作过程不再受地域的限制.工程师可使用Pro/ENGINEER及Pro/MECHANlCA协同产品的设计、分析、仿真的过程，快速有效地设计产品。

　　2.4自动化、智能化

　　将CAD/CAE/CAM中的“A”逐渐由“辅助”变成“自动化”、“智能化”.也就是全面引入人工智能技术，采用专家系统，原来繁琐的操作逐渐由计算机智能化地进行处理。专家系统将企业许多有关专业范围内的经验、准则结合在一起，使计算机具有逻辑推理和决策判断能力。

　　例如,Pro/ENGINEER提供了良好的、开放的二次开发接口，工程师可以将企业中多年积累的经验通过接口与Pro/NGINEER结合起来。生成符合企业自身条件的CAD/CAE/CAM系统，在小范围内实现设计与制造自动化，提高生产率。

　　又如，CATIA的智件(Knowledgeware)模块是帮助企业捕捉、共享和重用资产的一套工具。通过对有价值的、企业现有信息的重用，产品生命周期管理.促进设计自动化。此外.企业还可以将设计规则重新应用于新的产品定义，例如，如果设计人员修改了零件模型，借助智件，相关刀具模型也将根据现有技术规则自动更新。集成开发和知识的捕捉与重用是成功实施PLM的根本要素。除了产品“是什么”(组件)之外，智件解决方案还捕捉和管理“为什么”和“怎样”(集体知识)。

　　2.5标准化

　　目前国际标准化组织已经颁布了新的产品数据转换标准STEP，我们国家也即将建立图文并茂;参数化的标准件库，替代现行的各种形式的标准化手册。这些工作是建立全局产品数据模型.实现4C软件系统集成化、网络化的基础和前提，是企业未来发展的必经之道。

　　3结语

　　4C软件系统自身也是必须遵循产品生命周期规律的。主流4C软件系统都已经过20多年的历史洗礼，但是究竟谁能成为百年老字号.还得拭目以待。有资料称，CATIA自推出V5版之后.它的收入(revenue)增长速度是最快的。在大型企业和公司这方面。CATIA有着绝对的优势。现在CATIA主要是在发展中小型企业用户，当然它的中小型企业的用户数量也在不断地增长。适时预测主流4C软件系统的发展趋势，对我们准确选择好学习的主攻方向有着重要意义。