利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作 。簡稱cad。 在工程和產品設計中，計算機可以幫助設計人員擔負計算、信息存儲和制圖等項工作。在設計中通常要用計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較，以決定最優方案；各種設計信息，不論是數字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機的內存或外存裏，並能快速地檢索；設計人員通常用草圖開始設計，將草圖變為工作圖的繁重工作可以交給計算機完成；由計算機自動產生的設計結果，可以快速作出圖形顯示出來，使設計人員及時對設計作出判斷和修改；利用計算機可以進行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉等有關的圖形數據加工工作。cad 能夠減輕設計人員的計算畫圖等重復性勞動，專註於設計本身，縮短設計周期和提高設計質量。
[編輯本段]發展概況
20世紀50年代在美國誕生第壹臺計算機繪圖系統，開始出現具有簡單繪圖輸出功能的被動式的計算機輔助設計技術。60年代初期出現了cad 的曲面片技術，中期推出商品化的計算機繪圖設備。70年代，完整的cad 系統開始形成，後期出現了能產生逼真圖形的光柵掃描顯示器 ， 推出了手動遊標、圖形輸入板等多種形式的圖形輸入設備，促進了cad技術的發展。80 年代，隨著強有力的超大規模集成電路制成的微處理器和存儲器件的出現，工程工作站問世 ，cad技術在中小型企業逐步普及。80 年代中期以來，cad 技術向標準化、集成化、智能化方向發展。壹些標準的圖形接口軟件和圖形功能相繼推出，為cad 技術的推廣、軟件的移植和數據***享起了重要的促進作用；系統構造由過去的單壹功能變成綜合功能，出現了計算機輔助設計與輔助制造聯成壹體的計算機集成制造系統；固化技術、網絡技術、多處理機和並行處理技術在cad中的應用，極大地提高了cad系統的性能；人工智能和專家系統技術引入cad，出現了智能cad技術，使cad 系統的問題求解能力大為增強，設計過程更趨自動化。現在，cad 已在電子和電氣、科學研究、機械設計 、軟件開發、機器人、服裝業、出版業、工廠自動化、土木建築、地質、計算機藝術等各個領域得到廣泛應用。
[編輯本段]系統組成
通常以具有圖形功能的交互計算機系統為基礎，主要設備有：計算機主機，圖形顯示終端，圖形輸入板，繪圖儀，掃描儀，打印機，磁帶機，以及各類軟件。
工程工作站壹般指具有超級小型機功能和三維圖形處理能力的壹種單用戶交互式計算機系統。它有較強的計算能力，用規範的圖形軟件，有高分辨率的顯示終端，可以聯在資源***享的局域網上工作，已形成最流行的cad系統。
個人計算機（pc）系統價格低廉，操作方便，使用靈活。80年代以後，pc機性能不斷翻新，硬件和軟件發展迅猛，加之圖形卡、高分辨率圖形顯示器的應用，以及pc機網絡技術的發展，由pc機構成的cad 系統已大量湧現，而且呈上升趨勢。
計算機所設計的二次曲面——球面
圖形輸入輸出設備 除了計算機主機和壹般的外圍設備外，計算機輔助設計主要使用圖形輸入輸出設備。交互圖形系統對cad 尤為重要。圖形輸入設備的壹般作用是把平面上點的坐標送入計算機。常見的輸入設備有鍵盤、光筆、觸摸屏、操縱桿、跟蹤球、鼠標器、圖形輸入板和數字化儀。圖形輸出設備分為軟拷貝和硬拷貝兩大類。軟拷貝設備指各種圖形顯示設備，是人機交互必不可少的；硬拷貝設備常用作圖形顯示的附屬設備，它把屏幕上的圖像復印出來，以便保存。常用的圖形顯示有三種：有向束顯示、存儲管顯示和光柵掃描顯示。有向束顯示應用最早，為了使圖像清晰，電子束必須不斷重畫圖形，故又稱刷新顯示，它易於擦除和修改圖形，適於作交互圖形的手段。存儲管顯示保存圖像而不必刷新，故能顯示大量數據，且價格較低。光柵掃描系統能提供彩色圖像，圖像信息可存放在所謂幀緩沖存儲器裏，圖像的分辨率較高。
cad軟件 除計算機本身的軟件如操作系統、編譯程序外，cad主要使用交互式圖形顯示軟件、cad應用軟件和數據管理軟件3類軟件。
交互式圖形顯示軟件用於圖形顯示的開窗、剪輯、觀看，圖形的變換、修改，以及相應的人機交互。cad 應用軟件提供幾何造型、特征計算、繪圖等功能 ， 以完成面向各專業領域的各種專門設計。構造應用軟件的四個要素是：算法 、數據結構、用戶界面和數據管理。數據管理軟件用於存儲 、檢索和處理大量數據，包括文字和圖形信息。為此，需要建立工程數據庫系統。它同壹般的數據庫系統相比有如下特點：數據類型更加多樣，設計過程中實體關系復雜，庫中數值和數據結構經常發生變動，設計者的操作主要是壹種實時性的交互處理。
基本技術 主要包括交互技術、圖形變換技術、曲面造型和實體造型技術等。
在計算機輔助設計中，交互技術是必不可少的。交互式cad系統， 指用戶在使用計算機系統進行設計時，人和機器可以及時地交換信息。采用交互式系統，人們可以邊構思 、邊打樣、邊修改，隨時可從圖形終端屏幕上看到每壹步操作的顯示結果，非常直觀。
圖形變換的主要功能是把用戶坐標系和圖形輸出設備的坐標系聯系起來；對圖形作平移、旋轉、縮放、透視變換 ；通過矩陣運算來實現圖形變換。
計算機設計自動化 計算機自身的cad，旨在實現計算機自身設計和研制過程的自動化或半自動化。研究內容包括功能設計自動化和組裝設計自動化，涉及計算機硬件描述語言、系統級模擬、自動邏輯綜合、邏輯模擬、微程序設計自動化、自動邏輯劃分、自動布局布線，以及相應的交互圖形系統和工程數據庫系統。集成電路 cad有時也列入計算機設計自動化的範圍。
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[編輯本段]什麽是計算機輔助設計(CAD)
計算機輔助設計指利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作 。簡稱CAD。 在工程和產品設計中，計算機可以幫助設計人員擔負計算、信息存儲和制圖等項工作。在設計中通常要用計算機對不同方案進行大量的計算、分析和比較，以決定最優方案；各種設計信息，不論是數字的、文字的或圖形的，都能存放在計算機的內存或外存裏，並能快速地檢索；設計人員通常用草圖開始設計，將草圖變為工作圖的繁重工作可以交給計算機完成；由計算機自動產生的設計結果，可以快速作出圖形顯示出來，使設計人員及時對設計作出判斷和修改；利用計算機可以進行與圖形的編輯、放大、縮小、平移和旋轉等有關的圖形數據加工工作。CAD 能夠減輕設計人員的勞動，縮短設計周期和提高設計質量。
[編輯本段]CAD發展概況
20世紀50年代在美國誕生第壹臺計算機繪圖系統，開始出現具有簡單繪圖輸出功能的被動式的計算機輔助設計技術。60年代初期出現了cad 的曲面片技術，中期推出商品化的計算機繪圖設備。70年代，完整的cad 系統開始形成，後期出現了能產生逼真圖形的光柵掃描顯示器 ， 推出了手動遊標、圖形輸入板等多種形式的圖形輸入設備，促進了cad技術的發展。80 年代，隨著強有力的超大規模集成電路制成的微處理器和存儲器件的出現，工程工作站問世 ，cad技術在中小型企業逐步普及。80 年代中期以來，cad 技術向標準化、集成化、智能化方向發展。壹些標準的圖形接口軟件和圖形功能相繼推出，為cad 技術的推廣、軟件的移植和數據***享起了重要的促進作用；系統構造由過去的單壹功能變成綜合功能，出現了計算機輔助設計與輔助制造聯成壹體的計算機集成制造系統；固化技術、網絡技術、多處理機和並行處理技術在cad中的應用，極大地提高了cad系統的性能；人工智能和專家系統技術引入cad，出現了智能cad技術，使cad 系統的問題求解能力大為增強，設計過程更趨自動化。現在，cad 已在電子和電氣、科學研究、機械設計 、軟件開發、機器人、服裝業、出版業、工廠自動化、土木建築、地質、計算機藝術等各個領域得到廣泛應用。
UG EDS公司的Unigraphics NX是壹個產品工程解決方案，它為用戶的產品設計及加工過程提供了數字化造型和驗證手段。Unigraphics NX針對用戶的虛擬產品設計和工藝設計的需求，提供了經過實踐驗證的解決方案。Unigraphics NX為設計師和工程師提供了壹個產品開發的嶄新模式，它不僅對幾何的操縱，更重要的是團隊將能夠根據工程需求進行產品開發。Unigraphics NX能夠有效地捕捉、利用和***享數字化工程完整過程中的知識，事實證明為企業帶來了戰略性的收益。
來自 UGS PLM 的 NX 使企業能夠通過新壹代數字化產品開發系統實現向產品全生命周期管理轉型的目標。 NX 包含了企業中應用最廣泛的集成應用套件，用於產品設計、工程和制造全範圍的開發過程。
如今制造業所面臨的挑戰是，通過產品開發的技術創新，在持續的成本縮減以及收入和利潤的逐漸增加的要求之間取得平衡。為了真正地支持革新，必須評審更多的可選設計方案，而且在開發過程中必須根據以往經驗中所獲得的知識更早地做出關鍵性的決策。
NX 是 UGS PLM 新壹代數字化產品開發系統，它可以通過過程變更來驅動產品革新。 NX 獨特之處是其知識管理基礎，它使得工程專業人員能夠推動革新以創造出更大的利潤。 NX 可以管理生產和系統性能知識，根據已知準則來確認每壹設計決策。
NX 建立在為客戶提供無與倫比的解決方案的成功經驗基礎之上，這些解決方案可以全面地改善設計過程的效率，削減成本，並縮短進入市場的時間。通過再壹次將註意力集中於跨越整個產品生命周期的技術創新， NX 的成功已經得到了充分的證實。這些目標使得 NX 通過無可匹敵的全範圍產品檢驗應用和過程自動化工具，把產品制造早期的從概念到生產的過程都集成到壹個實現數字化管理和協同的框架中。
工業設計和風格造型:
NX 為那些培養創造性和產品技術革新的工業設計和風格提供了強有力的解決方案。利用 NX 建模，工業設計師能夠迅速地建立和改進復雜的產品形狀， 並且使用先進的渲染和可視化工具來最大限度地滿足設計概念的審美要求。
產品設計:
NX 包括了世界上最強大、最廣泛的產品設計應用模塊。 NX 具有高性能的機械設計和制圖功能，為制造設計提供了高性能和靈活性，以滿足客戶設計任何復雜產品的需要。 NX 優於通用的設計工具，具有專業的管路和線路設計系統、鈑金模塊、專用塑料件設計模塊和其他行業設計所需的專業應用程序。
仿真、確認和優化:
NX 允許制造商以數字化的方式仿真、確認和優化產品及其開發過程。通過在開發周期中較早地運用數字化仿真性能，制造商可以改善產品質量，同時減少或消除對於物理樣機的昂貴耗時的設計、構建，以及對變更周期的依賴。
Tooling:
NX tooling applications extend design productivity and efficiency into manufacturing, with solutions that are dynamically linked with product models to ensure accuracy and timely development of production tooling, workholding jigs and fixtures, and complex molds and dies.
Machining:
NX provides process-oriented machining solutions that streamline machining while optimizing speed and efficiency. With a "do anything" range of capabilities, NX machining solutions include advanced numerical control programming, toolpath and machine simulation, postporcessing, shop documentation, and process planning.
有序的開發環境:
NX 產品開發解決方案完全支持制造商所需的各種工具，可用於管理過程並與擴展的企業***享產品信息。 NX 與 UGS PLM 的其他解決方案的完整套件無縫結合。這些對於 CAD 、 CAM 和 CAE 在可控環境下的協同、產品數據管理、數據轉換、數字化實體模型和可視化都是壹個補充。
UG主要客戶包括，通用汽車，通用電氣，福特，波音麥道，洛克希德，勞斯萊斯，普惠發動機，日產，克萊斯勒，以及美國軍方。幾乎所有飛機發動機和大部分汽車發動機都采用UG進行設計，充分體現UG在高端工程領域，特別是軍工領域的強大實力。在高端領域與CATIA並駕齊驅。
UG的兄弟軟件：
1. Team Center，與達索的Smarteam並稱為最強大的PLM軟件
2. Postbuilder, 準確的說是UG軟件的壹部分，強大的CAM/CNC後置處理器。
3. Nestran，與NASA的Nestran同根同組，是軍工及航空航天業強大的CAE軟件，主要應用於線性問題求解。
4. I-DEAS，軍方用高端軟件，福特和日產使用，常用在CAE領域
5. SolidEdge，中端設計軟件，除了Solidworks之外很常用的軟件，強項是鈑金
6. Imagewre，逆向造型與汽車A面造型軟件，在此領域市場領導者。
UG的二次開發工具非常強大，所以有必要做壹下介紹：
1. Open Grip，提供了最簡單的解釋性語言，類似於AutoCAD的Lisp，可以完成絕大多數曲線，實體CAD操作功能，生成的文件可以被UI Styler二次開發的菜單.men文件調用，也可被Open API(C語言)或者Open C++調用。
2. Open API，也叫Open C，UG的壹個C語言函數庫，將相似功能的函數放在同壹個.h頭文件中，只要被.c文件#include壹下就能使用，編譯後生成dll，這種dll文件可以直接由3種方式調用：
1）通過.men調用，需要寫在.men文件中
2）通過UI Styler二次開發的對話框.dlg中的按鈕響應函數來調用
3）通過Open Grip函數調用。
Open C，是最強大的二次開發工具，可以實現草圖，三維實體曲面，產品裝配，汽車模塊，模具模塊，知識工程（Knowledge fusion），CAM加工，有限元FEM，數據庫操作等所有UG功能的二次開發。
3. Open C++，與Open C類似，只是函數庫為C++類庫的形式，可以用C面向過程或者C++面向對象的方法來編寫和調用。但是功能僅局限於CAD。
4. UI Styler，用於二次開發擴展的菜單命令和對話框，界面，生成的.men, .dlg可以調用上述二次開發語言編寫的可執行代碼。
5. Tooling Language，UG自己提供的壹套工具說明性語言，比較多的用在Genius設備刀具管理和Postbuilder
CAM後置處理器上，壹般情況下，不需要做任何修改，以Postbuilder為例，在這個用Java編寫的跨平臺工具中，機床類型、主軸、機床各軸，進給率，刀具描述等都已經由這種由Java生成的工具語言完成.在Postbuilder窗口中的任何可視化修改，都會自動修改這些工具語言。有經驗的用戶或第三方也可以自己修改這些工具。
6.在此補充的是，可以使用VB，Java等語言，通過對UG安裝目錄下各個.set, .template, .dat, .dlg, .men文件和數據庫進行操作來達到上述二次開發工具同樣的效果。這也是UG二次開發工具強大之處。