3D CAD軟件及核心

一 3D CAD軟件

1）CATIA （達(dá)索Dassault Aviation）（高端）（）

CATIA是英文 Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application 的縮寫。是世界上一種主流的CAD/CAE/CAM一體化軟件。在70年代Dassault Aviation 成為了第一個(gè)用戶，CATIA 也應(yīng)運(yùn)而生。從1982年到1988年，CATIA 相繼發(fā)布了1版本、2版本、3版本，并于1993年發(fā)布了功能強(qiáng)大的4版本，現(xiàn)在的CATIA 軟件分為V4版本和 V5版本兩個(gè)系列。V4版本應(yīng)用于UNIX 平臺(tái)，V5版本應(yīng)用于UNIX和Windows 兩種平臺(tái)。V5版本的開發(fā)開始于1994年。為了使軟件能夠易學(xué)易用，Dassault System 于94年開始重新開發(fā)全新的CATIA V5版本，新的V5版本界面更加友好，功能也日趨強(qiáng)大，并且開創(chuàng)了CAD/CAE/CAM 軟件的一種全新風(fēng)格。
  
    法國 Dassault Aviation 是世界著名的航空航天企業(yè)。其產(chǎn)品以幻影2000和陣風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)最為著名。CATIA的產(chǎn)品開發(fā)商Dassault System 成立于1981年。而如今其在CAD/CAE/CAM 以及PDM 領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)導(dǎo)地位，已得到世界范圍內(nèi)的承認(rèn)。其銷售利潤從最開始的一百萬美圓增長到現(xiàn)在的近二十億美圓。雇員人數(shù)由20人發(fā)展到2，000多人。
  
    CATIA是法國Dassault System公司的CAD/CAE/CAM一體化軟件，居世界CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、造船、機(jī)械制造、電子\電器、消費(fèi)品行業(yè)，它的集成解決方案覆蓋所有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域，其特有的DMU電子樣機(jī)模塊功能及混合建模技術(shù)更是推動(dòng)著企業(yè)競爭力和生產(chǎn)力的提高。CATIA 提供方便的解決方案，迎合所有工業(yè)領(lǐng)域的大、中、小型企業(yè)需要。包括:從大型的波音747飛機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)到化妝品的包裝盒，幾乎涵蓋了所有的制造業(yè)產(chǎn)品。在世界上有超過13,000的用戶選擇了CATIA。CATIA 源于航空航天業(yè)，但其強(qiáng)大的功能以得到各行業(yè)的認(rèn)可，在歐洲汽車業(yè)，已成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。CATIA 的著名用戶包括波音、克萊斯勒、寶馬、奔馳等一大批知名企業(yè)。其用戶群體在世界制造業(yè)中具有舉足輕重的地位。波音飛機(jī)公司使用CATIA完成了整個(gè)波音 777的電子裝配，創(chuàng)造了業(yè)界的一個(gè)奇跡，從而也確定了CATIA 在CAD/CAE/CAM 行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位。

2）UG （UGS現(xiàn)被西門子收購）（高端）（Parasolid幾何造型核心為基礎(chǔ)，采用基于約束的特征建模技術(shù)和傳統(tǒng)的幾何建模為一體的復(fù)合建模技術(shù)）

Unigraphics Solutions公司(簡稱UGS)是全球著名的MCAD供應(yīng)商,主要為汽車與交通、航空航天、日用消費(fèi)品、通用機(jī)械以及電子工業(yè)等領(lǐng)域通過其虛擬產(chǎn)品開發(fā)(VPD)的理念提供多級(jí)化的、集成的、企業(yè)級(jí)的包括軟件產(chǎn)品與服務(wù)在內(nèi)的完整的 MCAD解決方案。其主要的CAD產(chǎn)品是UG。
UG公司的產(chǎn)品主要有為機(jī)械制造企業(yè)提供包括從設(shè)計(jì)、分析到制造應(yīng)用的Unigraphics軟件、基于Windows的設(shè)計(jì)與制圖產(chǎn)品Solid Edge、集團(tuán)級(jí)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)iMAN、產(chǎn)品可視化技術(shù)ProductVision以及被業(yè)界廣泛使用的高精度邊界表示的實(shí)體建模核心 Parasolid在內(nèi)的全線產(chǎn)品。
UG在航空航天、汽車、通用機(jī)械、工業(yè)設(shè)備、醫(yī)療器械以及其它高科技應(yīng)用領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)計(jì)和模具加工自動(dòng)化的市場上得到了廣泛的應(yīng)用。多年來，UGS一直在支持美國通用汽車公司實(shí)施目前全球最大的虛擬產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目，同時(shí)Unigraphics也是日本著名汽車零部件制造商DENSO公司的計(jì)算機(jī)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，并在全球汽車行業(yè)得到了很大的應(yīng)用，如Navistar、底特律柴油機(jī)廠、Winnebago和Robert Bosch AG 等。
另外，UGS公司在航空領(lǐng)域也有很好的的表現(xiàn)：在美國的航空業(yè)，安裝了超過10,000套UG軟件；在俄羅斯航空業(yè)，UG軟件具有90%以上的市場；在北美汽輪機(jī)市場，UG軟件占80%。UGS在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)也占有領(lǐng)先地位，擁有如Pratt & Whitney和GE 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)公司這樣的知名客戶。航空業(yè)的其它客戶還有：B/E航空公司、波音公司、 以色列飛機(jī)公司、英國航空公司、Northrop Grumman、伊爾飛機(jī)和Antonov。
UGS公司的產(chǎn)品同時(shí)還遍布通用機(jī)械、醫(yī)療器械、電子、高技術(shù)以及日用消費(fèi)品等行業(yè)，如：3M、Will-Pemco、Biomet、Zimmer、飛利浦公司、吉列公司、Timex、 Eureka 和Arctic Cat等。

3）Pro/ENGINEER（PTC）（中端）(PROE是參數(shù)化造型的開創(chuàng)者，以其參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)等概念聞名于CAD界)

1985年，PTC公司成立于美國波士頓，開始參數(shù)化建模軟件的研究。1988年，V1.0的Pro/ENGINEER誕生了。經(jīng)過10余年的發(fā)展，Pro/ENGINEER已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。目前已經(jīng)發(fā)布了Pro/ENGINEER2000i2。PTC的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多項(xiàng)功能，還包括對(duì)大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。Pro/ENGINEER還提供了目前所能達(dá)到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。PRO/E的最新版本為PRO/E2000i，它可運(yùn)行于Windows/NT和UNIX平臺(tái)上，共有六大主模塊，下面我把它們逐一介紹給大家。

PRO/E概述
PRO/ENGINEER軟件包的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境在支持并行工作，它通過一系列完全相關(guān)的模塊表述產(chǎn)品的外形、裝配及其他功能。PRO/E能夠讓多個(gè)部門同時(shí)致力于單一的產(chǎn)品模型。包括對(duì)大型項(xiàng)目的裝配體管理、功能仿真、制造、數(shù)據(jù)管理等。其中PRO/E V2000I更增加了行為建模技術(shù)使其成為把夢想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的杰出工具。

4）solidworks（SolidWorks被達(dá)索收購）（低端）（Parasolid幾何造型核心為基礎(chǔ)，采用基于約束的特征建模技術(shù)和傳統(tǒng)的幾何建模為一體的復(fù)合建模技術(shù)）

SolidWorks公司成立于1993年，由PTC公司的技術(shù)副總裁與CV公司的副總裁發(fā)起，總部位于馬薩諸塞州的康克爾郡（Concord,Massachusetts）內(nèi)，當(dāng)初所賦予的任務(wù)是希望在每一個(gè)工程師的桌面上提供一套具有生產(chǎn)力的實(shí)體模型設(shè)計(jì)系統(tǒng)。從1995年推出第一套SolidWorks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件至今，它已經(jīng)擁有位于全球的辦事處，并經(jīng)由300家經(jīng)銷商在全球140個(gè)國家進(jìn)行銷售與分銷該產(chǎn)品。　SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢，SolidWorks 公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機(jī)平臺(tái)CAD系統(tǒng)評(píng)比第一名；從1995年至今，已經(jīng)累計(jì)獲得十七項(xiàng)國際大獎(jiǎng)，其中僅從1999年起，美國權(quán)威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎(jiǎng)，以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡明。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實(shí)和證明，使用它，設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。
    由于SolidWorks出色的技術(shù)和市場表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對(duì)象。終于在1997年由法國達(dá)索公司以三億一千萬美元的高額市值將SolidWorks全資并購。公司原來的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以一千三百萬美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀(jì)錄。并購后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術(shù)隊(duì)伍繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)作，成為CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司，SolidWorks三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中最具競爭力的CAD產(chǎn)品。

5) autodesk inventor(autodesk)(低端)（）
Autodesk Inventor 2008產(chǎn)品線提供了一套全面、集成的設(shè)計(jì)工具，可用于三維設(shè)計(jì)和建檔、創(chuàng)建布線系統(tǒng)和驗(yàn)證設(shè)計(jì)。 Inventor產(chǎn)品線中的所有產(chǎn)品包均包括強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理軟件和面向二維制圖和詳細(xì)設(shè)計(jì)的 AutoCAD Mechanical軟件。

6)solidege(UGS現(xiàn)被西門子收購)(低端)

二 3D CAD軟件核心

1）ACIS是用C＋＋語言編寫的，由于沒有基于ACIS的高中端CAD軟件開發(fā)出來，ACIS的維護(hù)和提供實(shí)時(shí)的技術(shù)支持看起來要比Parasolid差點(diǎn)。總言之，ACIS的穩(wěn)定性較差，但容易上手，適用于學(xué)校里的研究工作或做個(gè)DEMO版演示軟件；

2）OpenCasCade是個(gè)免費(fèi)包，適用于市場份額不大的軟件開發(fā)。比如CMM測量軟件，CMM軟件一年銷售幾千套已經(jīng)是非常好的業(yè)績了。OpenCasCade用于學(xué)習(xí)研究還是不錯(cuò)的，算法都看得到，不過這是需要良好的數(shù)學(xué)（比如：高等幾何）功底的。

3）Parasolid包里的復(fù)雜的曲面造型功能看起來UGS公司有所保留，不過，UGS最近被西門子收購，純粹的軟件行業(yè)看起來比較脆弱，前幾年的網(wǎng)絡(luò)泡沫，現(xiàn)在看起來軟件泡沫也不遠(yuǎn)了。

4）ACIS和Parasolid價(jià)格差不多，如果是商業(yè)開發(fā)的話，還是選擇Parasolid穩(wěn)妥點(diǎn)。

三 3D CAD軟件選擇

幾種三維軟件的特點(diǎn)結(jié)合我的經(jīng)驗(yàn)對(duì)比：
1）Solidworks：用法簡單，對(duì)于非復(fù)雜曲面實(shí)體建模能力還可以；
2）UG：功能強(qiáng)大，操作一般，作模具較好；
3）CATIA：功能強(qiáng)大，是當(dāng)今一流的三維軟件，但是操作復(fù)雜，一般公司不用，像波音等大公司使用，在中國汽車行業(yè)常用；
4) PRO/E：功能強(qiáng)大，操作簡單，曲面能力強(qiáng)，適用于產(chǎn)品外觀模型的建立與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，制作模具能力較差。
至于3DMAX之流，根本不是三維CAD軟件，不值一提。