調查報告
專業：模具設計與製造
調查員：張x x
時間：二○一○年6月
cad/cae/cam 技術以計算機及周邊裝置和系統軟體為基礎，它包括二維繪圖設計、三維幾何造型設計、有限元分析（fea）及優化設計、數控加工程式設計（ncp）、**模擬及產品資料管理（pdm）等內容。是一種設計人員借助於計算審進行設計的方法。其特點是將人的創造能力和計算審的高速運算能力、巨大儲存能力和邏輯判斷能力有審地結合起。
cad/cae/cam技術隨著internet/intranet網路和並行高效能計算及事務處理的普及，使奢地、協同、虛擬設計及實時**技術在cad/cae/cam中得到了廣泛應用。
cad/cae/cam 技術的發展歷程及現狀
cad技術的發展歷程及現狀
50-60年代初cad技術處於準備和醞釀時期，被動式的圖形處理是這階段cad技術的特徵。60年代cad技術得到蓬勃發展並進入應用時期，這階段提出了計算機圖形學、互動技術、分層儲存符號的資料結構等新思想，從而為cad技術的進一步發展和應用打下了理論基礎。70年代cad技術進入廣泛使用時期，2023年美國applicon公司首先推出了面向企業的cad商品化系統。
80年代cad技術進入迅猛發展時期，這階段的技術特徵是cad技術從大中企業向小企業擴充套件；從發達國家向發展中國家擴充套件；從用於產品設計發展到用於工程設計和工藝設計。90年代以後cad技術進入開放式、標準化、整合化和智慧型化的發展時期，這階段的cad技術都具有良好的開放性，圖形介面、功能日趨標準化。微機加視窗作業系統與工作站加unix作業系統在網際網路的環境下構成cad系統的主流工作平台，同時網路技術的發展使得cad/cae/cam整合化體系擺脫空間的約束，能夠更好地適應現代企業的生產布局及生產管理的要求。
在cad系統中，正文、圖形、影象、語音等多**技術和人工智慧、專家系統等高新技術得到綜合應用，大大提高了cad自動化設計的程度，智慧型cad應運而生。智慧型cad把工程資料庫及管理系統、知識庫及專家系統、擬人化使用者介面管理系統集於一體。
cad體系結構大體可分為基礎層、支撐層和應用層三個層次。基礎層由計算機及外圍裝置和系統軟體組成。隨著網路的廣泛使用，異地協同虛擬cad環境將是cad支撐層的主要發展趨勢。
應用層針對不同應用領域的需求，有各自的cad專用軟體來支援相應的cad工作。
cae技術的發展歷程及現狀
cae主要指用計算機對工程和產品進行效能與安全可靠性分析，對其未來的工作狀態和執行行為進行模擬，及早發現設計缺陷，並證實未來工程、產品功能和效能的可用性與可靠性。cae軟體是迅速發展中的計算力學、計算數學、相關的工程科學、工程管理學與現代計算技術相結合，而形成的一種綜合性、知識密集型資訊產品。可以解決很多實際工程需要解決而理論分析又無法解決的複雜問題。
cae技術的研究始於20世紀50年代中期， cae軟體出現於70年代初期，80年代中期cae軟體在可用性、可靠性和計算效率上已基本成熟。國際上知名的cae軟體有nastran、ansys、aska、marc、modulef、dyn-3d等。但其資料管理技術尚存在一定缺陷；執行環境僅限於當時的大型計算機和高檔工作站。
近十多年是cae軟體的商品化發展階段，其理論和演算法日趨成熟，已成為航空、航天、機械、土木結構等領域工程和產品結構分析中必不可少的數值計算工具，同時也是分析連續過程各類問題的一種重要手段。其功能、效能、前後處理能力、單元庫、解法庫、材料庫，特別是使用者介面和資料管理技術等方面都有了巨大的發展。前後處理是cae軟體實現與cad、cam等軟體無縫整合的關鍵性軟體成份；它們通過增設與相關軟體（如pro/e、cadds、ug、solidedge以及solidworks、mdt 等軟體）的介面資料模組，實現有效的整合；通過增加面向行業的資料處理和優化演算法模組，實現特定行業的有效應用。
cae軟體對工程和產品的分析、模擬能力，主要決定於單元庫和材料庫的豐富和完善程度，知名cae軟體的單元庫一般都有百餘種單元，並擁有乙個比較完善的材料庫，使其對工程和產品的物理、力學行為，具有較強的分析模擬能力。乙個cae軟體的計算效率和計算結果的精度，主要決定於解法庫；特別是在並行計算機環境下執行，先進高效的求解演演算法與常規的求解演算法，在計算效率上可能有幾倍、幾十倍，甚至幾百倍的差異。cae軟體現已可以在超級並行機，分布式微機群，大、中、小、微各類計算機和各種作業系統平台上執行。
目前國際上先進的cae軟體，已經可以對工程和產品進行如下的效能分析、預報及執行行為模擬∶
靜力和擬靜力的線性與非線性分析包括對各種單一和複雜組合結構的彈性、彈塑性、塑性、蠕變、膨脹、幾何大變形、大應變、疲勞、斷裂、損傷，以及多體彈塑性接觸在內的變形與應力應變分析；
線性與非線性動力分析
包括交變荷載、**衝擊荷載、隨機**荷載以及各種運動荷載作用下的動力時程分析、振動模態分析、諧波響應分析、隨機振動分析、屈曲與穩定性分析等；
聲場與波的傳播計算
包括靜態和動態聲場及噪音計算，固體、流體和空氣中波的傳播分析，以及穩態與瞬態熱分析（傳導、對流和幅射狀態下的熱分析，相變分析等），靜態和交**的電磁場和電流分析（電磁場分析、電流分析、壓電行為分析等），流體計算（常規的管內和外場的層流、端流等）等。
cam技術的發展歷程及現狀
cam中的核心技術是數控技術，編制零件加工程式是數控技術應用的重要環節，靠手工程式設計無法滿足複雜零件數控加工的需求，50年代初期，美國開始了數控自動程式設計技術-apt語言的研究，形成了早期的cam系統；如20世紀60年代開發的程式設計機及部分程式設計軟體∶fanuc、siemens程式設計機。目前，cam技術已經成為cax（cad、cae、cam等）體系的重要組成部分，可以直接在cad系統上建立起來的引數化、全相關的三維幾何模型（實體＋曲面）上進行加工程式設計，生成正確的加工軌跡。典型的cam系統有ug、pro/e、cimatron 、mastercam等。
其特點是面向區域性曲面的加工方式，表現為程式設計的難易程度與零件的複雜程度直接相關，而與產品的工藝特徵、工藝複雜程度等沒有直接相關關係。cam系統僅以cad模型的區域性幾何特徵為目標物件的基本處理形式，已經成為智慧型化、自動化水平進一步發展的制約因素。只有採用面向模型、面向工藝特徵的cam系統，才能夠突破cam自動化、智慧型化的現有水平。
cad/cae/cam技術的發展趨勢
cad技術的發展趨勢
cad技術的發展趨勢主要體現在以下幾方面∶
標準化cad軟體一般應整合在乙個異構的工作平台之上，只有依靠標準化技術才能解決cad系統支援異構跨平台的環境問題。目前，除了cad支撐軟體逐步實現iso標準和工業標準外，面向應用的標準零部件庫、標準化設計方法已成為cad系統中的必備內容，且向合理化工程設計的應用方向發展。
開放性cad系統目前廣泛建立在開放式作業系統視窗95/98/2000/nt和unix平台上，為終端使用者提供二次開發環境，甚至這類環境可開發其核心原始碼，使使用者可定製自己的cad系統。
整合化cad技術的整合化將體現在三個層次上∶其一是廣義cad功能，cad/cae/capp/cam/caq/pdm/erp經過多種整合形式，成為企業一體化解決方案。新產品設計能力與現代企業管理能力的整合，將成為企業資訊化的重點；其二是將cad技術採用的演算法，甚至功能模組或系統，做成專用晶元，以提高cad系統的使用效率；其三是cad基於計算機網路環境實現異地、異構系統在企業間的整合。應運而生的虛擬設計、虛擬製造、虛擬企業就是該整合層次上的應用。
例如，在美國通用汽車公司的生產過程，大量的零部件生產、裝配都通過「虛擬工廠」、「動態企業聯盟」的方式完成，本企業只負責產品總體設計和生產少數零部件，並最終完成產品的裝配。
智慧型化設計是乙個含有高度智慧型的人類創造性活動領域，智慧型cad是cad發展的必然方向。從人類認識和思維的模型來看，現有的人工智慧技術模擬人類的思維活動明顯不足。因此，智慧型cad不僅是簡單地將現有的智慧型技術與cad技術相結合，更重要的是深入研究人類設計的思維模型，最終用資訊科技來表達和模擬它，才會產生高效的cad系統，為人工智慧領域提供新的理論和方法。
cad的這個發展趨勢，將對資訊科學的發展產生深刻的影響。
虛擬實境(vr)與cad整合
vr技術在cad中的應用面很廣，首先可以進行各類具有沉浸感的視覺化模擬，用以驗證設計的正確性和可行性。例如用這種模擬技術進行設計分析，可以清楚地看到物體的變形過程和應力分布情況。其次它還可以在設計階段模擬產品裝配過程，檢查所用零部件是否合適和正確。
在概念設計階段，它可用於方案優化。特別是利用vr的互動能力，支援概念設計中的人機工程學，檢驗操作時是否舒適、方便，這對電單車、汽車、飛機等的設計作用尤其顯著，在協同設計中，利用vr技術，設計群體可直接對所設計的產品進行互動。更加逼真地感知到正在和自己互動的?
體成員的存在和相互間的活動。儘管vr技術在cad中的應用前景誘人，不過離廣泛推廣應用還有一定距離。
cae技術發展趨勢
cae技術的發展趨勢將體現在以下幾方面∶
真三維圖形處理與虛擬實境
隨著專用於圖形和多**資訊處理的高效能dsp晶元的發展，pc機的圖形處理能力近兩年會有成百倍的提高，再加上三維圖形演算法、圖形運算和引數化建模演算法的發展，快速真三維的虛擬實境技術將會成熟。因此cae軟體的前後處理系統將會在複雜的三維實體建模及相關的靜態和動態圖形處理技術方面有新的發展，例如複雜的三維實體建模及相應的自適應有限元剖分，複雜的動態物理場的虛擬實境與即時提示等。
物件導向的工程資料庫及其管理系統
高效能**比的大容量存貯器及其高速訪問技術在迅速發展，pc機的硬碟容量很快將由gb量級達到tb量級，使用者將要求把更多的計算模型、設計方案、標準規範和知識性資訊納入cae軟體的資料庫中，這必將推動cae軟體資料庫及其資料管理技術的發展，高效能的物件導向的工程資料庫及管理系統將會出現在新一代的cae軟體中。
多相多型介質耦合、多物理場耦合以及多尺度耦合分析目前的cae軟體，都僅限於巨集觀物理、力學模型的工程和產品分析，雖然有少數軟體涉足了微機電系統分析，但其物理力學模型尚存在一定問題。值得指出的是∶對於多物理場的強耦合問題、多相多型介質耦合問題，特別是多尺度模型的耦合問題，目前尚處於基礎性前沿研究階段。但是，它們已成為國內外科學家的重點研究課題，由於其強烈的工業背景，基礎研究的任何突破，都會被迅速納入cae軟體，不久的將來，將形成從材料效能的**、**，到構件與整個產品效能的**、**，集計算機輔助材料設計製備，到工程或產品的設計、**與優化於一體的新一代cae系統。
現代煤化工技術發展概況 惠生調研報告2019編
惠生 上海 化工工程 現代煤化工技術發展概況 調研報告 部門 煤化工開發部 專案負責人 呂建寧 專案組其他人員 宮萬福 葉鑫 惠生 上海 化工工程 2006年12月 煤是由古代植物殘骸經過漫長而複雜的地球化學作用 生物化學作用和物理化學作用轉變而生成的固體有機可燃礦產。一般認為，成煤過程分為兩個階段...
車燈技術發展歷程
有些人，乙個眼神就能征服世界 有些車，僅需乙個 目光 就能震懾全場。在如今，燈光與汽車已經成為了密不可分的整體，燈光不僅僅成為了汽車的訊號語言，更成為了駕駛者自身修養的延展。燈光作為汽車在行駛中的語言，需要我們對它有足夠的重視，除了照明警示之外，車燈的功能還有很多，隨著科技的發展，車燈的裝飾作用和安...
桌球技術發展趨勢
自1936年第一屆世錦賽以來，桌球有了很大的發展，無論是技戰術還是比賽的激烈程度以及欣賞性，都在不斷地變化和提高。桌球是技能主導專案，它包含了速度 力量 旋轉 弧線 落點 節奏和調節。因此它體現出來的是複雜而不是簡單，是組合而不是單一，是爆發而不是勻速的力，這些都融於每項技戰術的內容，通過技戰術的使...