三维建模软件概述.docx
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三维建模软件概述
三维建模软件概述
一、市面上软件概览
（一）国外软件
1.CATIACATIA是英文ComputerAidedTri-DimensionalInterfaceApplication的缩写。
是世界上一种主流的CAD/CAE/CAM一体化软件。
在70年代DassaultAviation成为了第一个用户，CATIA也应运而生。
从1982年到1988年，CATIA相继发布了1版本、2版本、3版本，并于1993年发布了功能强大的4版本，现在的CATIA软件分为V4版本和V5版本两个系列。
V4版本应用于UNIX平台，V5版本应用于UNIX和Windows两种平台。
V5版本的开发开始于1994年。
为了使软件能够易学易用，DassaultSystem于94年开始重新开发全新的CATIAV5版本，新的V5版本界面更加友好，功能也日趋强大，并且开创了CAD/CAE/CAM软件的一种全新风格。
法国DassaultAviation是世界著名的航空航天企业。
其产品以幻影2000和阵风战斗机最为著名。
CATIA的产品开发商DassaultSystem成立于1981年。
而如今其在CAD/CAE/CAM以及PDM领域内的领导地位，已得到世界范围内的承认。
其销售利润从最开始的一百万美圆增长到现在的近二十亿美圆。
雇员人数由20人发展到2，000多人。
CATIA是法国DassaultSystem公司的CAD/CAE/CAM一体化软件，居世界CAD/CAE/CAM领域的领导地位，广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子\电器、消费品行业，它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域，其特有的DMU电子样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。
CATIA提供方便的解决方案，迎合所有工业领域的大、中、小型企业需要。
包括：
从大型的波音747飞机、火箭发动机到化妆品的包装盒，几乎涵盖了所有的制造业产品。
在世界上有超过13,000的用户选择了CATIA。
CATIA源于航空航天业，但其强大的功能以得到各行业的认可，在欧洲汽车业，已成为事实上的标准。
CATIA的著名用户包括波音、克莱斯勒、宝马、奔驰等一大批知名企业。
其用户群体在世界制造业中具有举足轻重的地位。
波音飞机公司使用CATIA完成了整个波音777的电子装配，创造了业界的一个奇迹，从而也确定了CATIA在CAD/CAE/CAM行业内的领先地位。
CATIAV5版本是IBM和达索系统公司长期以来在为数字化企业服务过程中不断探索的结晶。
围绕数字化产品和电子商务集成概念进行系统结构设计的CATIAV5版本，可为数字化企业建立一个针对产品整个开发过程的工作环境。
在这个环境中，可以对产品开发过程的各个方面进行仿真，并能够实现工程人员和非工程人员之间的电子通信。
产品整个开发过程包括概念设计、详细设计、工程分析、成品定义和制造乃至成品在整个生命周期中的使用和维护。
CATIAV5版本具有：
1.重新构造的新一代体系结构
为确保CATIA产品系列的发展，CATIAV5新的体系结构突破传统的设计技术，采用了新一代的技术和标准，可快速地适应企业的业务发展需求，使客户具有更大的竞争优势。
2.支持不同应用层次的可扩充性
CATIAV5对于开发过程、功能和硬件平台可以进行灵活的搭配组合，可为产品开发链中的每个专业成员配置最合理的解决方案。
允许任意配置的解决方案可满足从最小的供货商到最大的跨国公司的需要。
3.与NT和UNIX硬件平台的独立性
CATIAV5是在WindowsNT平台和UNIX平台上开发完成的，并在所有所支持的硬件平台上具有统一的数据、功能、版本发放日期、操作环境和应用支持。
CATIAV5在Windows平台的应用可使设计师更加简便地同办公应用系统共享数据；而UNIX平台上NT风格的用户界面，可使用户在UNIX平台上高效地处理复杂的工作。
4.专用知识的捕捉和重复使用
CATIAV5结合了显式知识规则的优点，可在设计过程中交互式捕捉设计意图，定义产品的性能和变化。
隐式的经验知识变成了显式的专用知识，提高了设计的自动化程度，降低了设计错误的风险。
5.给现存客户平稳升级
CATIAV4和V5具有兼容性，两个系统可并行使用。
对于现有的CATIAV4用户，V5年引领他们迈向NT世界。
对于新的CATIAV5客户，可充分利用CATIAV4成熟的后续应用产品，组成一个完整的产品开发环境。
2.SolidWorkssolidworks是生信国际有限公司推出的基于windows的机械设计软件。
生信公司是一家专业化的信息高速技术服务公司，在信息和技术方面一直保持与国际cad/cae/cam/pdm市场同步。
该公司提倡的"基于windows的cad/cae/cam/pdm桌面集成系统"是以windows为平台，以solidworks为核心的各种应用的集成，包括结构分析、运动分析、工程数据管理和数控加工等，为中国企业提供了梦寐以求的解决方案。
solidworks是微机版参数化特征造型软件的新秀，该软件旨在以工作站版的相应软件价格的1/4~1/5向广大机械设计人员提供用户界面更友好，运行环境更大众化的实体造型实用功能。
solidworks是基于windows平台的全参数化特征造型软件，它可以十分方便地实现复杂的三维零件实体造型、复杂装配和生成工程图。
图形界面友好，用户上手快。
该软件可以应用于以规则几何形体为主的机械产品设计及生产准备工作中，其价位适中。
3.UniGraphics（UG）
UG是Unigraphicssolutions公司的拳头产品。
该公司首次突破传统CAD/CAM模式，为用户提供一个全面的产品建模系统。
在UG中，优越的参数化和变量化技术与传统的实体、线框和表面功能结合在一起，这一结合被实践证明是强有力的，并被大多数cad/cam软件厂商所采用。
UG最早应用于美国麦道飞机公司。
它是从二维绘图、数控加工编程、曲面造型等功能发展起来的软件。
90年代初，美国通用汽车公司选中ug作为全公司的CAD/CAE/CAM/CIM主导系统，这进一步推动了UG的发展。
1997年10月Unigraphicssolutions公司与Intergraph公司签约，合并了后者的机械CAD产品，将微机版的solidedge软件统一到parasolid平台上。
由此形成了一个从低端到高端，兼有unix工作站版和windowsnt微机版的较完善的企业级CAD/CAM/CAE/PDM集成系统。
4.AutoCADautocad是autodesk公司的主导产品。
autodesk公司是世界第四大pc软件公司。
目前在cad/cae/cam工业领域内，该公司是拥有全球用户量最多的软件供应商，也是全球规模最大的基于pc平台的cad和动画及可视化软件企业。
autodesk公司的软件产品已被广泛地应用于机械设计、建筑设计、影视制作、视频游戏开发以及web网的数据开发等重大领域。
autocad是当今最流行的二维绘图软件，它在二维绘图领域拥有广泛的用户群。
autocad有强大的二维功能，如绘图、编辑、剖面线和图案绘制、尺寸标注以及二次开发等功能，同时有部分三维功能。
autocad提供autolisp、ads、arx作为二次开发的工具。
在许多实际应用领域（如机械、建筑、电子）中，一些软件开发商在autocad的基础上已开发出许多符合实际应用的软件。
目前，autodesk公司已经发布autocad2008。
5.Pro/Engineerpro/engineer系统是美国参数技术公司（parametrictechnologycorporation，简称ptc）的产品。
ptc公司提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念改变了机械cad/cae/cam的传统观念，这种全新的概念已成为当今世界机械cad/cae/cam领域的新标准。
利用该概念开发出来的第三代机械cad/cae/cam产品pro/engineer软件能将设计至生产全过程集成到一起，让所有的用户能够同时进行同一产品的设计制造工作，即实现所谓的并行工程。
pro/engineer系统主要功能如下：
（1）真正的全相关性，任何地方的修改都会自动反映到所有相关地方。
（2）具有真正管理并发进程、实现并行工程的能力。
（3）具有强大的装配功能，能够始终保持设计者的设计意图。
（4）容易使用，可以极大地提高设计效率。
pro/engineer系统用户界面简洁，概念清晰，符合工程人员的设计思想与习惯。
整个系统建立在统一的数据库上，具有完整而统一的模型。
pro/engineer建立在工作站上，系统独立于硬件，便于移植。
6.MDTmdt是autodesk公司在pc平台上开发的三维机械cad系统。
它以三维设计为基础，集设计、分析、制造以及文档管理等多种功能为一体；为用户提供了从设计到制造一体化的解决方案。
mdt主要功能特点如下：
（1）基于特征的参数化实体造型。
用户可十分方便地完成复杂三维实体造型，可以对模型进行灵活地编辑和修改。
（2）基于nurbs的曲面造型，可以构造各种各样的复杂曲面，以满足如模具设计等方面对复杂曲面的要求。
（3）可以比较方便地完成几百甚至上千个零件的大型装配。
（4）mdt提供相关联的绘图和草图功能，提供完整的模型和绘图的双向联结。
该软件的推出受到广大用户的普遍欢迎。
由于该软件与autocad同时出自autodesk公司，因此两者完全融为一体，用户可以方便地实现三维向二维的转换。
mdt为autocad用户向三维升级提供了一个较好的选择。
7.Cimatroncimatroncad/cam系统是以色列cimatron公司的cad/cam/pdm产品，是较早在微机平台上实现三维cad/cam全功能的系统。
该系统提供了比较灵活的用户界面，优良的三维造型、工程绘图，全面的数控加工，各种通用、专用数据接口以及集成化的产品数据管理。
cimatroncad/cam系统自从80年代进入市场以来，在国际上的模具制造业备受欢迎。
近年来，cimatron公司为了在设计制造领域发展，着力增加了许多适合设计的功能模块，每年都有新版本推出，市场销售份额增长很快。
8.Solidedgesolidedge是真正windows软件。
它不是将工作站软件生硬地搬到windows平台上，而是充分利用windows基于组件对象模型（com）的先进技术重写代码。
solidedge与MicrosoftOffice兼容，与windows的ole技术兼容，这使得设计师们在使用cad系统时，能够进行windows下字处理、电子报表、数据库操作等。
solidedge具有友好的用户界面，它采用一种称为smartribbon的界面技术，用户只要按下一个命令按钮，既可以在smartribbon上看到该命令的具体的内容和详细的步骤，同时在状态条上提示用户下一步该做什么。
solidedge是基于参数和特征实体造型的新一代机械设计cad系统，它是为设计人员专门开发的，易于理解和操作的实体造型系统。
9.I-deasi-deas是美国sdrc公司开发的cad/cam软件。
该公司是国际上著名的机械cad/cae/cam公司，在全球范围享有盛誉，国外许多著名公司，如波音、索尼、三星、现代、福特等公司均是sdrc公司的大客户和合作伙伴。
i-deasmasterseries5是高度集成化的cad/cae/cam软件系统。
它帮助工程师以极高的效率，在单一数字模型中完成从产品设计、仿真分析、测试直至数控加工的产品研发全过程。
i-deas是全世界制造业用户广泛应用的大型cad/cae/cam软件。
i-deas在cad/cae一体化技术方面一直雄居世界榜首，软件内含诸如结构分析、热力分析、优化设计、耐久性分析等真正提高产品性能的高级分析功能。
sdrc也是全球最大的专业cam软件生产厂商。
i-deascamand是cam行业的顶级产品。
i-deascamand可以方便地仿真刀具及机床的运动，可以从简单的2轴、2.5轴加工到以7轴5联动方式来加工极为复杂的工件表面，并可以对数控加工过程进行自动控制和优化。
（二）国内软件
1.高华cad
高华cad是由北京高华计算机有限公司推出的cad产品。
该公司是由清华大学和广东科龙（容声）集团联合创建的一个专门从事cad/cam/pdm/mis集成系统的研究、开发、推广、应用、销售和服务的专业化高技术企业。
公司与国家cad支撑软件工程中心紧密结合，坚持走自主版权的民族软件产业的发展道路，以"用户的需要就是我们的需要"为承诺，在科研成果商品化方向迈出了可喜的一步。
高华cad系列产品包括计算机辅助绘图支撑系统ghdrafting、机械设计及绘图系统ghmds、工艺设计系统ghcapp、三维几何造型系统ghgems、产品数据管理系统ghpdms及自动数控编程系统ghcam。
其中ghmds是基于参数化设计的cad/cae/cam集成系统，它具有全程导航、图形绘制、明细表的处理、全约束参数化设计、参数化图素拼装、尺寸标注、标准件库、图像编辑等功能模块。
ghgems5.0曾获第二届全国自主版权cad支撑软件评测第一名。
2.caxa电子图板和caxa-me制造工程师
caxa电子图板和caxa-me制造工程师软件的开发与销售单位是北京北航海尔软件有限公司（原北京航空航天大学华正软件研究所）。
该公司是从事cad/cae/cam软件与工程服务的专业化公司。
caxa电子图板是一套高效、方便、智能化的通用中文设计绘图软件，可帮助设计人员进行零件图、装配图、工艺图表、平面包装的设计，适合所有需要二维绘图的场合，使设计人员可以把精力集中在设计构思上，彻底甩掉图板，满足现代企业快速设计、绘图、信息电子化的要求。
caxa-me是面向机械制造业的自主开发的、中文界面、三维复杂形面cad/cam软件。
caxa制造工程师1.0版于1996年推出，caxa-me2.0版于1998年3月发布，caxa-me2000版也已发布。
3.gs-cad98gs-cad98是浙江大天电子信息工程有限公司开发的基于特征的参数化造型系统。
该公司是国家科委高技术研究发展中心、浙江大学和中国航天总公司cad/cam中心在杭州联合创建的高新技术研究、开发和应用企业。
大天公司集软件开发、工程应用、信息系统集成和计算机类产品销售为一体，是从事cad/capp/cam工程数据库和mis/oa的开发、应用、销售和服务的专业化高技术公司。
gs-cad98是一个具有完全自主版权、基于微机、中文windows95/nt平台的三维cad系统。
该软件是在国家"七五"重大攻关及863/cims主题目标产品开发成果的基础上，参照solidworks的用户界面风格及主要功能开发完成的。
它实现了三维零件设计与装配设计，工程图生成的全程关联，在任一模块中所做的变更，在其他模块中都能自动地做出相应变更。
4.金银花系统
金银花（lonicera）系统是由广州红地技术有限公司开发的基于step标准的cad/cam系统。
该系统是国家科委863/cims主题在"九五"期间科技攻关的最新研究成果。
该软件主要应用于机械产品设计和制造中，它可以实现设计/制造一体化和自动化。
该软件起点高，以制造业最高国际标准iso-10303（step）为系统设计的依据。
该软件采用面向对象的技术，使用先进的实体建模、参数化特征造型、二维和三维一体化、sdai标准数据存取接口的技术；具备机械产品设计、工艺规划设计和数控加工程序自动生成等功能；同时还具有多种标准数据接口，如step、dxf等；支持产品数据管理（pdm）。
目前金银花系统的系列产品包括：
机械设计平台mda、数控编程系统ncp、产品数据管理pds、工艺设计工具mpp。
机械设计平台mda（mechanicaldesignassistant）是金银花系列软件之一，是二维和三维一体化设计系统。
目前，mda1.7版已投放市场，mda99版也已发布。
"金银花"mda在国内率先实现商品化，并向国外三维cad软件发出了强有力的挑战。
5.开目cad
开目cad是华工科技开目公司开发的具有自主版权的基于微机平台的cad和图纸管理软件，它面向工程实际，模拟人的设计绘图思路，操作简便，机械绘图效率比autocad高得多。
开目cad支持多种几何约束种类及多视图同时驱动，具有局部参数化的功能，能够处理设计中的过约束和欠约束的情况。
开目cad实现了cad、capp、cam的集成，适合我国设计人员的习惯，是全国cad应用工程主推产品之一。
二、一些综合评述
评论一：
同样是三维高阶设计软件的PROE和UG，实在很难去评说两个软件的好坏，就象无法去说是你爸爸好还是你妈妈好一样，PROE参数化建模，UG混合建模，的确，在建模速度上，UG也许是要快一些，但是你想过产品的修改问题吗，如果要修改一个复杂的产品，UG，我看就没有PROE方便了，另外一个是楼主说到的PROE曲面不好，呵呵，这更让我加大疑问，PROE的曲面正是比UG好的地方，可见楼主对PROE了解不深。
评论二：
我用过UG,proe,SW.每个都很熟练.除了曲面外，也就是你所设计的产品基本上都是实体或钣金等产品，那么SW是最好的软件，设计和出图的速度，方便没一个软件比得上。
而且修改，出错，装配都方便，SW最大的缺点是：
文件大的话会让你的电脑死机（除非你的电脑是服务器）,所以有点恐怖哦.
如果你是用proe，那么重视积累必不可少的，proe技巧太多，但是proe的帮助系统做得太差，根本不能进行对你所关注的问题全面的帮助，所以给人的感觉有点可怕，因为不知道怎么用。
其实proe的曲面功能是很强大的，与UG曲面相比，两者的实现的方法不同，所以要看你熟不熟悉，但是如果仅仅考虑建模主便等，还是要算UG强一点。
UG建模的方法有点像AUTOCAD，因为采用后参数化的设计，所以相对实休建模来说，UG相对CAD只是增加了参数，还有些就是参数所带来的特色功能.
评论三：
另一个例子。
使用3D造型的朋友肯定对ProE的大名不陌生。
到各种模具论坛（尤其是塑胶模）看一看，关于ProE话题的访问量很高，几乎是最高的。
Cimatron也差不多。
这两个软件的市场占有率可见一斑。
但是论坛上点击率同样居高的还有SolidWorks。
同ProE、Cimatron、UG等老牌软件包相比，SolidWorks进入中国市场只有短短几年时间。
后起何以独秀?
使用过的朋友肯定有这样的感受，ProE中同样效果的造型在SolidWorks中实现只用很简单的操作就可以实现，尤其是那些常用的规则的几何体造型，用家无不称爽。
由于步骤少了，学起来自然容易。
有三维造型经验的用家两三天绝对可以上手。
易学、上手快，新手自然有信心，有兴趣，进而掌控整个软件。
我想SolidWorks的成功跟这一点有很大的关系。
我想说的是Cimatron。
Cimatron应该是伴随大量的台湾技术力量进入大陆制鞋领域的。
象其他工艺一样，各个行业的最先进科技成果都被用于脚上穿的鞋子。
就象纳米技术都被用于新型鞋材一样。
Cimatron，这一军事强国以色列用来设计战斗机的软件包也被用于鞋模3D造型。
还有一个原因可能是因为设计鞋子的难度一点不亚于设计战斗机。
由于历史悠久，Cimatron在鞋模3D造型领域占有绝对的统治地位。
但是第一次接触Cimatron的用家估计会很不习惯。
它采用的软件交互思想不是我们现在通用的面向对象式。
每一个功能都有固定的流程、套路。
要么执行完这个命令，要么中止，要么退出，别无他选。
那些命令按钮随便按几下就会占满半个屏幕，其余部分屏幕到观察图形时已所剩无几。
而且光标象似牢牢粘在了手上，甩也甩不掉（但是别忘了在Cimatron刚刚诞生时有这么的强大功能已经是不得了的事情了）。
很是不爽。
远不如使用windows中其他软件那么方便，可以随意选取自己想要的功能。
先不说功能怎样，试想一下，如果不是上司的压迫，月薪3~4千的诱惑，或是迫于生计的无奈，我很怀疑现在有多少人对这样的软件有真正的发自内心的兴趣可言（在这里我们只从技术范畴讨论）。
据说学会用Cimatron造型3D鞋模要三四个月。
难学、上手慢，新手自然没有信心，没有兴趣，不少人都半途而废，能坚持下来的都已经不容易，又要在这些人中寻找高手，可想而知，少之又少。
我想这也是鞋模3D造型人才奇缺无比的一个主要原因。
也不全是坏事，人才缺乏造就了高薪。
"学会xx3D,薪水赛博士"这个顺口溜，语出东莞裕元厂的3D人士之口。
这让我想起了Bjarneroustrup（C++之父）看到C程序员待遇每况愈下（因为C语言学起来比较容易）于是发明了VC++。
利用他的聪明才智和影响力来让程序员们改用VC++而过上更好的生活，因为VC++难学、上手慢，新手没有信心，没有兴趣，大部分人半途而废（和Cimatron有异曲同工之妙）。
这简直是罪过。
还好，Cimatron当年的初衷只是为了技术的进步。
我们做鞋模3D也没必要去和那些智商过人的程序员比拼。
想想，Windows、Cimatron等软体可都是由这些天才们一行代码、一行代码地用手敲出来的呀。
反过来讲，如果有一个软件包，学起来容易，功能灵活，那岂不是我们的福音?
事实上，只要掌握了基本方法，大部分用于三维造型的软件包如ProE、UG、PowerShape、SolidWorks、3Dmax等等都可以用于鞋模3D造型。
没有能不能，只有好不好。
所谓好，就是易学易用。
评论四：
UG和CATIA：
微观建模上：
1）UG的建模灵活，其混合建模功能强大，建模灵活，很多实体线条等都不必基于草图，中途可任意去参，无参修改相当方便，这些都是catia没法比的；
2）UG的加工模块也是catia比不上的（根据各论坛的使用情况及帖子看）；
3）UGImageware的逆向功能也是catia没法比的（根据各论坛的使用情况及帖子看）；
4）UG的注塑模和级进模设计模块也是catia没法比的（根据各论坛的使用情况及帖子看）；
5）UG与各大CAE软件如ansys等的接口兼容性是最好的，这也好于catia。
至于其它模块如钣金、运动分析、有限元分析、布管布线、渲染等模块，由于本人对catia不熟，在此不便比较，但我知道，UG的这些模块都是很好用的。
微观建模上的优劣：
1）UG中的工作坐标系可以任意移动、重建和旋转以满足建模定位需求，而catia则没这么方便；
2）Catia的鼠标功能设置很不合理且没UG丰富，这是让我非常无法接受的。
特别是旋转很不方便很吃力，需按住两个键且不灵活！
缩放也不方便。
UG的鼠标功能可以说发挥到了极致：
旋转、缩放、平移、拟和、线框模型切换等轻易完成。
3）Catia点捕捉很不方便，就比如你要在某条线上画点这么简单的捕捉它都要折腾你几下。
UG则很方便，类似autocad。
4）Catia层设置和管理不好用，根本和UG的方便没法比。
5）Catia的隐藏和显示逻辑混乱，使用不方便。
6）UG修改无参模型非常方便，这也是catia没法比的。
UG的替换面和删除面命令简直令人叫绝，不知catia中是否有类似命令，好像是没有。
我们工作中碰到最多的模型就是无参的，因为它容量比有参的小很多很多。
倘若是给其它开模生产厂家发邮件一般都是无参的。
经多次传递后，最原来有参的模型早没用了。
7）UG中的F8键功能（将视图转到最接近当前视图的前后左右等正视图方位）好像也是catia中不具有的
8）Catia草图中直接输参数画线或圆时不如UG方便快捷。
但它的约束强于UG。
但本人建模时习惯直接建一个准确模型很少用约束，就如acad中一样。
在直接输参数画图时，UG比acad都要强。
评论五：
一般老土点的台企的解决方法：
Pro-E三唯造型+autocad处理2维图形
solidworks国内正规点
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