副标题#e#
传统的CAD技术对设计过程的支持建立在几何建模的基础之上，各种设计活动和制造活动信息的共享和交换基于几何模型。人们利用其进行计算机辅助设计时大都采用自下而上的设计方法，依靠其零件实体造型功能先设计零件，然后将零件组装成产品。随着计算机技术的飞速发展，基于微机平台的三维CAD软件不断被推出，在微型计算机已经完全实现参数化建模技术。正是有了参数化建模技术，才有了真正意义上的自顶向下的设计。这种设计增加了零件之间的关联性，设计层次清楚，实现了设计一信息的传递、共享、继承，特别适用于并行工程和协同设计。采用这种方法也极大地提高了企业对市场变化的反应速度。
1参数化技术和自顶向下设计
自顶向下设计就是从产品的顶层开始，通过在装配中建立零件来完成整个产品设计的方法。自顶向下的产品设计是从产品功能要求出发，选用一系列的零件去实现产品的功能。其设计的主要过程是:先设计出初步方案及其装配结构草图，建立约束驱动的产品模型;再通过设计计算，确定每个设计参数，进行零件的详细设计，通过几何约束求解将零件装配成产品;最后对设计方案进行分析，返回修改不满意之处，直到得到满足功能要求的产品。设计过程如图1所示。
自顶向下的产品设计最初考虑的是产品应实现的功能，最后才考虑实现这些功能的几何结构，它符合产品设计过程和设计人员的思维过程，而且它在产品设计的最初阶段就将产品的主要功能、关键约束、配合关系等重要信息确定下来，同时分配给各子系统，这样各子系统才能很好地配合，避免发生冲突，便于实现多个子系统的协同，实现并行设计。这种设计过程能充分利用计算机的优良性能，最大限度地发挥设计人员的设计潜力，最大限度地减少设计实施阶段不必要的重复工作，使企业的人力、物力等资源得到充分的利用，大大地提高了设计效率，减少了新产品的设计、研究时间。
在CAD中，参数化技术是采用参数预定义的方法建立图形的集合约束集，指定一组尺寸作为参数使其与几何约束集相关联，并将所有的关联式融人到应用程序中，然后通过对话框以人机交互方式修改参数尺寸，最终由程序根据这些参数及其变化顺序地执行表达式来实现设计的方法。参数化设计过程中，参数与设计对象的控制尺寸有明显的对应关系，通过参数化尺寸驱动完成对设计结果的修改。参数化设计不同于传统的设计，它储存了设计的整个过程，能设计出一族而非单一的在形状和功能上具有相似性的产品模型。正是有了这种参数化建模技术，才使得数据的改变在不同层次(如:不同的子装配系统和不同的零件)之间的传递变得惟一和即时。这样，才有了真正意义卜的自顶向下设计，及以这种设计为基础的并行设计，后者是团队设计的基础。
2以"布局草图为核心"的自顶向下设计
由于自顶向下设计是从产品的顶层开始，通过在装配中建立零件来完成整个产品设计的方法，为此，我们在产品设计的最初阶段，按照该产品的最基本的功能和要求，在设计顶层构筑布局草图，用这个布局草图来充当产品的顶层骨架。随后的设计过程基本上都是在这I、基本骨架的基础上进行复制、修改、细化和完善，最终完成整个设计的过程〕。
从产品的空间结构上来看，布局草图能够代表产品模型的主要空间位置和空间形状，能够反应构成产品的各个子模块之间的拓扑关系，以及其主要运动功能;从其自身的不断发展以及它与后续设计的继承和相关关系上来看，它是整个产品自顶向下设计展开过程中的核心，是各个子装配之间相互联系的中间桥梁和纽带。因此，在建立布局草图时，更注重在最初的产品总体布局中捕获和抽取各子装配和零件间的相互关联性和依赖性。这就是布局草图的真正内涵。
传统的装配是零件之间的互相贴合、定位或者对齐。但是，在自顶向下设计中的装配却是子装配及零件都装配在同一基准即布局草图(它包括基准点、线、面;空间的点、线、面或者是产品的点、轮廓线、轮廓面等)上，最后用这个可以不断变更、发展的顶层基本骨架来控制整个产品的设计。以布局草图为核心的顶层基本骨架的主要功能包括以下几点。
a.管理。顶层基本骨架可以被用来管理大型的装配设计，允许设计者仅仅调出顶层装配的基本骨架到内存中，来控制整个产品的设计及其更改。顶层基本骨架包含了重要的设计基准，如:基座的位置，产品的外形，子装配，零件及设计参数(如:最重要的尺寸所需要的空间要求)。可以在顶层对基本骨架进行更改，而这些更改将被会传递到其下的所有子系统中。
b.组织。顶层基本骨架可以增强零件在装配中的相互关联和依赖性。这些存在于实际装配之中的相互关联和依赖关系可以很好地在最初的总体布局中被捕获并抽取出来，构成顶层基本骨架，为子装配和零件所享用，在稍后举出的设计实例中，将体现出这种组织上的"关联性"，即当我们修改了某个零件的参数之后，另外的一个以这个零件为参照的零件的参数也会相应的变更。
1参数化技术和自顶向下设计
自顶向下设计就是从产品的顶层开始，通过在装配中建立零件来完成整个产品设计的方法。自顶向下的产品设计是从产品功能要求出发，选用一系列的零件去实现产品的功能。其设计的主要过程是:先设计出初步方案及其装配结构草图，建立约束驱动的产品模型;再通过设计计算，确定每个设计参数，进行零件的详细设计，通过几何约束求解将零件装配成产品;最后对设计方案进行分析，返回修改不满意之处，直到得到满足功能要求的产品。设计过程如图1所示。
自顶向下的产品设计最初考虑的是产品应实现的功能，最后才考虑实现这些功能的几何结构，它符合产品设计过程和设计人员的思维过程，而且它在产品设计的最初阶段就将产品的主要功能、关键约束、配合关系等重要信息确定下来，同时分配给各子系统，这样各子系统才能很好地配合，避免发生冲突，便于实现多个子系统的协同，实现并行设计。这种设计过程能充分利用计算机的优良性能，最大限度地发挥设计人员的设计潜力，最大限度地减少设计实施阶段不必要的重复工作，使企业的人力、物力等资源得到充分的利用，大大地提高了设计效率，减少了新产品的设计、研究时间。
在CAD中，参数化技术是采用参数预定义的方法建立图形的集合约束集，指定一组尺寸作为参数使其与几何约束集相关联，并将所有的关联式融人到应用程序中，然后通过对话框以人机交互方式修改参数尺寸，最终由程序根据这些参数及其变化顺序地执行表达式来实现设计的方法。参数化设计过程中，参数与设计对象的控制尺寸有明显的对应关系，通过参数化尺寸驱动完成对设计结果的修改。参数化设计不同于传统的设计，它储存了设计的整个过程，能设计出一族而非单一的在形状和功能上具有相似性的产品模型。正是有了这种参数化建模技术，才使得数据的改变在不同层次(如:不同的子装配系统和不同的零件)之间的传递变得惟一和即时。这样，才有了真正意义卜的自顶向下设计，及以这种设计为基础的并行设计，后者是团队设计的基础。
2以"布局草图为核心"的自顶向下设计
由于自顶向下设计是从产品的顶层开始，通过在装配中建立零件来完成整个产品设计的方法，为此，我们在产品设计的最初阶段，按照该产品的最基本的功能和要求，在设计顶层构筑布局草图，用这个布局草图来充当产品的顶层骨架。随后的设计过程基本上都是在这I、基本骨架的基础上进行复制、修改、细化和完善，最终完成整个设计的过程〕。
从产品的空间结构上来看，布局草图能够代表产品模型的主要空间位置和空间形状，能够反应构成产品的各个子模块之间的拓扑关系，以及其主要运动功能;从其自身的不断发展以及它与后续设计的继承和相关关系上来看，它是整个产品自顶向下设计展开过程中的核心，是各个子装配之间相互联系的中间桥梁和纽带。因此，在建立布局草图时，更注重在最初的产品总体布局中捕获和抽取各子装配和零件间的相互关联性和依赖性。这就是布局草图的真正内涵。
传统的装配是零件之间的互相贴合、定位或者对齐。但是，在自顶向下设计中的装配却是子装配及零件都装配在同一基准即布局草图(它包括基准点、线、面;空间的点、线、面或者是产品的点、轮廓线、轮廓面等)上，最后用这个可以不断变更、发展的顶层基本骨架来控制整个产品的设计。以布局草图为核心的顶层基本骨架的主要功能包括以下几点。
a.管理。顶层基本骨架可以被用来管理大型的装配设计，允许设计者仅仅调出顶层装配的基本骨架到内存中，来控制整个产品的设计及其更改。顶层基本骨架包含了重要的设计基准，如:基座的位置，产品的外形，子装配，零件及设计参数(如:最重要的尺寸所需要的空间要求)。可以在顶层对基本骨架进行更改，而这些更改将被会传递到其下的所有子系统中。
b.组织。顶层基本骨架可以增强零件在装配中的相互关联和依赖性。这些存在于实际装配之中的相互关联和依赖关系可以很好地在最初的总体布局中被捕获并抽取出来，构成顶层基本骨架，为子装配和零件所享用，在稍后举出的设计实例中，将体现出这种组织上的"关联性"，即当我们修改了某个零件的参数之后，另外的一个以这个零件为参照的零件的参数也会相应的变更。