机械CAD设计的第五次革命：同步建模技术

计算机辅助设计（CAD）主要是用于研究如何用计算机及其外围设备和图形输进输出设备来帮助人们进行工程和产品设计的技术，它是随着计算机及其外围设备、图形设备以及软件技术的发展而发展的。

机械行业中的CAD软件技术的发展历程

机械行业中的CAD软件技术的发展历程经历了几次比较大的技术革新，从曲面造型，到实体造型、参数化设计再到变量化设计，每一次革新，都对机械CAD设计带来了意义深远的影响。2008年后，Siemens PLM Software推出的同步建模技术再一次掀起了机械CAD设计技术的新革命，其使得特征之间无任何限制的联系和自由协同，大大提高了设计速度。

1第一次CAD技术创新--曲面造型技术

20世纪70年代，为解决飞机和汽车制造中碰到的大量的自由曲面题目，出现了贝塞尔算法，使人们利用计算机处理曲线及曲面题目变得可行，同时也使得法国达索飞机制造公司的开发者能在二维绘图系统CAD/CAM的基础上，开发出以表面模型为特点的自由曲面建模方法，推出了三维曲面造型系统CATIA。它的出现，标志着计算机辅助设计技术从单纯模仿工程图纸的三视图模式中解放出来，首次实现以计算机完整描述产品零件的主要信息，同时也使得CAM技术的开发有了实现的基础。

2第二次CAD技术创新--实体造型技术

基于对CAD/CAE一体化技术发展的探索，SDRC公司于1979年发布了世界上第一个完全基于实体造型技术的大型CAD/CAE软件--I-DEAS。由于实体造型技术能够精确表达零部件的全部属性，在理论上有助于同一CAD\CAE\CAM的模型表达，给设计带来了惊人的方便性，它代表着未来技术的发展方向。

3第三次CAD技术创新--参数化技术

进进20世纪80年代中期，CV公司内部以高级副总裁为首的职员提出了一种比无约束造型更新奇、更好的算法--参数化实体造型方法。从算法来说，它主要有以下特点：基于特征的设计、全尺寸约束、全数据相关、尺寸驱动设计修改。由于CV公司内部否决了参数化技术方案，研究参数化技术的职员在新思想无法实现时集体离开了CV公司，另成立一个参数化技术公司（PTC），开始研制命名为Pro/ENGINEER的参数化软件。20世纪90年代，参数化技术变得成熟 起来，充分体现出其在很多通用件、零部件设计上存在的简便易行的上风。

4第四次CAD技术创新--变量化技术

SDRC公司以参数化技术为蓝本，提出了一种比参数化技术更先进的实体造型技术--变量化技术。变量化技术既保持了参数化技术的优点，同时又克服了它的很多不足之处，变量化技术的成功应用，为CAD技术的发展提供了更大的空间和机遇。同时，SDRC公司的I-DEAS成为美国福特汽车公司首选的 CAD/CAM软件。

5第五次CAD技术创新—同步建模技术

由Siemens PLM Software推出的同步建模技术在交互式三维实体建模中是一个成熟的、突破性的飞跃。新技术在参数化、基于历史记录建模的基础上前进了一大步，同时与先前技术共存。同步建模技术实时检查产品模型当前的几何条件，并且将它们与设计人员添加的参数和几何约束合并在一起，以便评估、构建新的几何模型并且编辑模型，无需重复全部历史记录。

同步建模技术简析

相信做过机械3D设计的对此应该有很深的感受：20%的用来建模，80%的时间用来验证和修改。而在修改的时候，特征之间的父子关系常常让人头疼不已，稍不小心就会造成很多的错误，有些时候这些错误还不可避免，需要耗费大量的时间对其进行修复。 而同步建模技术忽略特征间复杂的父/子关系，任何建模步骤都可以快速修改，其综合了基于历史的建模和不依赖历史的建模的优点，几乎消除了基于约束的参数化设计所带来的问题，设计变得更容易同时节省大量的时间。

这些变化具有深远影响，将根本上颠覆设计工程师的设计思维，简化的设计技术可以让设计工程师不必将时间花在对设计技术的钻研，而是真正放在产品本身的设计上面，这是同步建模技术给机械设计带来的真正意义所在。