计算机辅助设计人机合作——CAD纵观世界范围来看，商业上成功的公司总是致力于产品的创新，根据客户需求来不断地开发新产品或是对现有的产品改进、提高。而产品的开发是一个复杂的过程，包括概念设计、详细设计、制造、装配、运输、使用、回收等环节。为应对市场竞争，企业必须快速地经济地高效的制造出质量好的、市场认可度高的产品，产品设计活动是产品开发过程中最重要的环节之一，在这种要求下，一种合理高效的现代设计技术显得尤为重要。计算机辅助技术已经在工程设计的很多领域有了成功的应用，如建模、仿真、优化等。尤其随着计算机、人工智能技术的等相关技术的发展，计算机辅助设计逐渐受到人们的普遍重视。计算机辅助技术（CAD）计算机辅助技术即在计算机的帮助下来进行设计、绘图。一般认为，CAD是指工程技术人员以计算机为工具，运用自身的知识和经验，对产品或工程进行方案构思、总体设计、工程分析、图形编辑和技术文档整理等设计活动的总称。它是一门多学科综合应用的，集计算机图形学、数据库、网络通讯等计算机及其他领域知识与一体的高新技术，是先进制造技术的重要组成部分。它采用计算机系统辅助技术人员完成设计的全过程，将计算机的海量数据存储和高速数据处理能力与人的创造性思维和综合分析能力有机结合起来，充分发挥各自所长，使设计人员摆脱了繁重的计算和绘图工作，从而达到最佳设计效果。CAD对加速工程和产品的开发，缩短设计制造周期、提高质量、降低成本、争强企业创新能力发挥着重要作用。CAD的应用计算机辅助设计包括的内容很多，如概念设计、优化设计、有限元分析、计算机仿真、计算机绘图等。在计算机辅助设计工作中，计算机的任务实质上是进行大量的信息加工、管理和交换。也就是在设计人员的初步构思、判断、决策的基础上，由计算机对数据库中大量设计资料进行检索，根据设计要求进行计算、分析及优化，将初步设计结果显示在图形显示器上，以人机交互方式反复加以修改，经设计人员确认之后，在自动绘图机及打印机上输出设计结果。在CAD作业过程中，逻辑判断、科学计算和创造性思维是反复交叉进行的。一个完整的CAD系统，应在设计过程中的各个阶段都能发挥作用。而要实现这一点，就必须具备以下三个条件：（1）建立完备的产品设计数据库。产品设计数据库是用来储存设计某类产品时所需的各种信息，如有关标准规范、经验曲线、计算公式等，都按照数据结构关系存入计算机。数据库可供CAD作业时检索或调用，也便于数据的管理和数据资源的共享。（2）建立完备的应用程序库。即将解决某一类工程设计问题的通用及专用设计程序，如通用数学方法计算程序、常规机械设计程序、优化方法程序、有限元计算程序等，汇集备用。（3）建立多功能交互图形程序库。利用图形程序库可以进行二维及三维图形的信息处理，能在此基础上绘制工程设计图，建立标准件库、零部件库等图形处理工作。CAD的发展由于在不同时期、不同行业CAD实现的功能不同，工程技术人员对CAD技术的认识也有所不同。早在1972年10月，国际信息处理联合会（IFIP）在荷兰召开的“关于CAD原理的工作会议”上给CAD的定义是：CAD是一种技术，其中人与计算机结合为一个问题求解组，紧密配合，发挥各自所长，从而使工作优于每一方，并为应用多学科方法的综合性协作提供了可能。而到了20世纪80年代初，第二节国际CAD会议上认为CAD是一个系统的概念，包括计算、图形、信息自动交换、分析和文件处理等方面的内容。1984年召开的国际设计及综合讨论会上，认为CAD不仅是设计手段，而且是一种新的设计方法和思维。这一定义完美诠释了人与计算机结合协作的核心所在。20世纪50年代，计算机主要用于科学计算，使用机器语言编程，图形设备仅有输出功能。在出现了光笔以后，开始了交互式计算机图形学的研究，此时CAD技术正处于酝酿、准备阶段。第一个CAD工具被成功开发于20世纪60年代，主要用于建造飞机，但此间CAD技术的应用以二维绘图为主。此时是交互式计算机图形学发展的最重要时期，由MIT学者I.E.Sutherland推出的二维SKETCHPAD系统，允许使用者操作光笔和键盘在图形显示器上对图形进行选择、定位等交互作业，为CAD技术奠定了基础。20世纪70年代，计算机图形学理论及计算机绘图技术日趋成熟，并得到了广泛应用。20世纪80年代，CAD技术及其应用系统得到迅速发展。20世纪90年代以来CAD技术更加强调信息集成和资源共享，出现了产品数据管理技术，CAD建模技术日益完善。而现在，随着网络技术的迅速发展，CAD技术正在经历前所未有的发展机遇与挑战，正在向集成化、网络化、智能化和标准化方向发展。CAD的未来趋势随着计算机技术的发展，CAD系统已经从简单、单一、相对独立的功能发展为复杂、综合、紧密联系的功能集成系统。计算