副標題#e#

    1.前言

    
    設計分析一體化是目前所有CAD公司追求的一個主要目標，其核心意圖就是為了實現在設計過程中，充分考慮產品的性能和優化，提升產品質量和改善產品性能。
   
    2.幾個重要概念及其誤區
   
    a)什么是CAD？
   
    CAD，即計算機輔助設計（Computer Aided Design,CAD），其概念和內涵正在不斷地發展中。1972年10月，國際信息處理聯合會（IFIP）在荷蘭召開的“關于CAD原理的工作會議”上給出如下定義：CAD是一種技術，其中人與計算機結合為一個問題求解組，緊密配合，發揮各自所長，從而使其工作優于每一方，并為應用多學科方法的綜合性協作提供了可能。CAD是工程技術人員以計算機為工具，對產品和工程進行設計、繪圖、分析和編寫技術文檔等設計活動的總稱。
   
    b)什么是CAE？
   
    CAE（Computer Aided Engineering）計算機輔助工程的特點是以工程和科學問題為背景，建立計算模型并進行計算機仿真分析。一方面，CAE技術的應用，使許多過去受條件限制無法分析的復雜問題，通過計算機數值模擬得到滿意的解答；另一方面，計算機輔助分析使大量繁雜的工程分析問題簡單化，使復雜的過程層次化，節省了大量的時間，避免了低水平重復的工作，使工程分析更快、更準確。在產品的設計、分析、新產品的開發等方面發揮了重要作用，同時CAE這一新興的數值模擬分析技術在國外得到了迅猛發展，技術的發展又推動了許多相關的基礎學科和應用科學的進步。
   
    c)什么是設計（Design）
   
    最簡單的關于設計的定義、就是一種“有目地的創作行為”。
   
    根據工業設計師 Victor Papanek 的定義，設計（design）是為構建有意義的秩序而付出的有意識的直覺上的努力。更詳細的定義如下：
   
    第一步：理解用戶的期望、需要、動機，并理解業務、技術和行業上的需求和限制；
   
    第二步：將這些所知道的東西轉化為對產品的規劃（或者產品本身），使得產品的形式、內容和行為變得有用、能用，令人向往，并且在經濟和技術上可行。（這是設計的意義和基本要求所在）
   
    這個定義可以適用于設計的所有領域，盡管不同領域的關注點從形式、內容到行為上均有所不同。
   
    1978年諾貝爾經濟學獎 Herbert Simon 發表著名文章對設計給出著名定義“設計就是找到一種行動方式 ，目的是把現狀變成自己更喜歡的樣子 ”
   
    d)幾個誤區：
   
    i.誤區1 計算機輔助制圖是CAD
   
    計算機輔助制圖（Computer Aided Drafting），簡寫為CAD，譬如我們熟知的AutoCAD輔助制圖軟件，幾乎成了CAD的代名詞。目前我國絕大數機械工程師都是二維或三維軟件的使用者，他們最終都需要生成二維工程圖紙。三維制圖和二維制圖最大的區別是直觀性大為增強，但是本質上沒有改變制圖的地位。因此計算機輔助制圖不是計算機輔助設計。
   
    ii.誤區2 現代設計就是CAD
   
    從前面關于設計的定義，設計包含了人、知識、工具、環境等多方面的結合，因此CAD僅僅只是工具，利用適合設計者的工具可以幫助設計者更快、更好的進行設計。
   
    iii.CAE是有限元分析（FEA）
   
    CAE（Computer Aided Engineering）計算機輔助工程，涉及到多學科的問題，針對不同的學科，產生了各種仿真分析的數學工具。如FEA（有限元分析），多體動力學，CFD（計算流體力學），有限差分法，邊界元法，無網格法，加權余量法等等。他們針對不同的領域，各具優勢。如FEA適合解決結構的強度、剛度、疲勞等問題；多體動力學適合解決多剛體系統的運動學和動力學特性；CFD適合解決流體的流動和熱問題；因此FEA僅僅是CAE的一個領域。
   
    iv.誤區3 CAE獨立于CAD
   
    從前面關于CAD的定義“ CAD是工程技術人員以計算機為工具，對產品和工程進行設計、繪圖、分析和編寫技術文檔等設計活動的總稱。”CAD中必須含有分析（CAE），也就是說面對設計，CAE是CAD的子集，缺少了CAE的CAD系統是不完整的計算機輔助設計系統。
   
    下圖徹底揭示了計算機輔助制圖、CAE和計算機輔助設計的真正內涵。
   
    現在幾乎所有的CAD廠家都認識到CAE的重要性，都先后在CAD環境中加入了CAE，雖然功能有弱有強，但是都充分體現了設計分析一體化是CAD/CAE系統的發展方向。下面將具體論述設計分析一體化的CAD/CAE系統的將成為發展的必然。
   

    3.以設計為導向
   
    在制造型企業中CAE的目的優化和改進產品設計，因此分析應該無縫融入到設計過程中。因此，單一無縫的CAD/CAE界面是使用的基礎。另外，仿真分析如何無縫的融入設計過程，減少設計人員使用CAE系統的難度也是目前發展的方向。仿真向導等技術精彩的體現了“以設計為導向”的先進思路。
   
    下面以SolidWorks的Simulation產品簡單介紹，從SolidWorks2009開始，其著名的FEA軟件COSMOSWorks改名為SolidWorks Simulation。其為了體現設計仿真一體化的解決方案，在無縫集成界面做了創造性的改變，將仿真界面，仿真流程無縫融入到SolidWorks的設計過程中。
   
    SolidWorks Simulation的仿真向導，包含以下顧問向導：算例顧問（圖2）、性能顧問（圖 3）、約束和載荷顧問、連接顧問、結果顧問
   

    圖2算例顧問 圖3性能顧問