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CAD技術(shù)從60年代誕生以來，經(jīng)歷了二維繪圖、線框模型、自由曲面模型、實(shí)體造型、特征造型等重要發(fā)展階段。隨著CAD技術(shù)的發(fā)展也誕生了許多成熟和知名的CAD引擎和軟件。

目前，商用CAD引擎主要包括了ACIS、HOOPS、ParaSolid等。其中使用ACIS引擎的底層產(chǎn)品主要包括了AutoCAD、Inventer、Catia、MicroSolid等；使用ParaSolid引擎的主要包括了UG、Solidworks、SolidEdge等。但由于關(guān)注點(diǎn)的差別及商業(yè)保密的因素，不同的CAD軟件都有自己的一套建模方式和存儲(chǔ)體系，這導(dǎo)致了系統(tǒng)間數(shù)據(jù)無法進(jìn)行直接的傳遞。目前采用的方式是通過中間標(biāo)準(zhǔn)格式文件為媒介進(jìn)行傳遞，但是這種方式會(huì)丟失一些細(xì)節(jié)特征，這就還需要進(jìn)行一些其它額外的修補(bǔ)工作，這也一定程度上影響了CAD技術(shù)的發(fā)展。

在商用CAD軟件外，還有一些比較成熟的開源CAD引擎，其中使用的比較多的是OpenCascade(簡(jiǎn)稱OCC)。OCC平臺(tái)是由法國(guó)Matra Datavision公司開發(fā)的CAD/CAE/CAM軟件平臺(tái)，可以說是世界上最重要的幾何造型基礎(chǔ)軟件平臺(tái)之一。它是一個(gè)開放源碼CAD 內(nèi)核，可以定制和擴(kuò)展（添加新的功能組件，類的進(jìn)一步繼承），面向CAD/CAM，對(duì)主流CAD 數(shù)據(jù)格式提供支持（STEP/STL/IGES 等，可自行開發(fā)轉(zhuǎn)換程序提供特定數(shù)據(jù)格式的支持），提供高級(jí)建模函數(shù)（擬合，有理樣條曲線，拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃出、層疊拉伸、圓角、倒角、薄殼、修剪、偏移等），參數(shù)化模型，提供幾何模型的特征提取，對(duì)Visual C++/MFC 有很好的支持。

Parasolid是世界上領(lǐng)先的、經(jīng)過實(shí)際證明的三維幾何建模組件，也是一款全球領(lǐng)先、功能強(qiáng)大且非常實(shí)用的3D實(shí)體建模組件工具，是西門子工業(yè)軟件 NX 和 Solid Edge 產(chǎn)品的基礎(chǔ)。 此外，Parasolid 還 公平競(jìng)爭(zhēng)的原則許可給許多全球領(lǐng)先的獨(dú)立軟件供應(yīng)商 (ISV)，他們?cè)诋a(chǎn)品設(shè)計(jì)和分析市場(chǎng)中開發(fā)了數(shù)百個(gè)基于 Parasolid 的應(yīng)用程序，如Solidwork、Onshape等。

Parasolid的完整功能涵蓋900多種，包括豐富的模型創(chuàng)建與編輯實(shí)用程序，比如功能強(qiáng)大的布爾建模運(yùn)算符、特征建模支持、先進(jìn)表面處理、增厚、倒圓、板建模等等。另外，Parasolid還提供了廣泛的直接建模工具，包括錐形、 偏置、幾何體替換以及通過自動(dòng)生成周圍數(shù)據(jù)來去除特征細(xì)節(jié)。Parasolid還提供廣泛的圖形與著色支持，包括精確的隱藏線、線框和草圖、多用途細(xì)分功能以及一套完整的模型數(shù)據(jù)查詢。Parasolid的功能性由可配置的機(jī)制支撐，這些機(jī)制有助于緊密、高效地把Parasolid集成到不同的應(yīng)用軟件中。

UG NX 幾何建模工具箱（Parasolid、D-Cubed、Kineo等）

劍橋CAD中心由劍橋大學(xué)與英國(guó)政府共同創(chuàng)建于1967年，專門從事CAD軟件的開發(fā)和營(yíng)銷，產(chǎn)品有 POLYSURF曲面造型、GNC數(shù)控加工編程和PDMS流程工廠設(shè)計(jì)等，1983年實(shí)現(xiàn)私有化。

ShapeData公司占用一棟三層住宅樓，共20人，其中15人作研究開發(fā)。硬件環(huán)境是一臺(tái)ⅤAX-11/780超小型機(jī)，用 Prime機(jī)作為聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，圖形終端是 Tektronⅸx4014存儲(chǔ)管，并配置E8S PS300高檔顯示器。當(dāng)時(shí) Romulus已賣出25套，目標(biāo)碼3萬英磅， Fortran源碼再加3萬英磅。 Ferranti機(jī)床公司將 Romulus納入CAM-X中用作加工編程，轉(zhuǎn)賣出15套。 Medusa輸入二維多視圖建立多面體模型，主要研制人員工4人，都來自CAD中心。1980年4月，開始銷售 PRIME小型機(jī)版，售價(jià)2.5萬英磅，已售出70套。 Medusa以后并入CV系統(tǒng)，在我國(guó)有一定數(shù)量的用戶。

劍橋大學(xué)CAD實(shí)驗(yàn)室是英國(guó)發(fā)展CAD的源頭，1973年 Ian braid在此完成了”體素設(shè)計(jì)“博士論文，畢業(yè)后留校繼續(xù)完善論文內(nèi)容，研制了 Build-1和Buld-2兩個(gè)新的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)， Build-2用最新的 Algol68語言編寫。1974年創(chuàng)建ShapeData公司，技術(shù)骨干共3人：Brad以及他的導(dǎo)師 Charles Lang和同窗Alan Grayer。Lang原來在美國(guó)MIT訪問，召回參與籌建CAD實(shí)驗(yàn)室。 Grayer研究平面零件的數(shù)控加工自動(dòng)編程。還聘請(qǐng)了擅長(zhǎng)開發(fā)機(jī)械設(shè)計(jì)專用系統(tǒng)的荷蘭人 Peter Veenman作市場(chǎng)策劃。 Romulus使用 Fortran語言，1978年推向市場(chǎng)。

1981年美國(guó) Evans& Sutherland公司收購(gòu)了 ShapeData，并在 Braid等支持下從1986年起著手用C語言開發(fā)美國(guó)版權(quán)的第二代實(shí)體造型系統(tǒng) Parasolid，其中增強(qiáng)了二次曲面造型、交互查詢幾何數(shù)據(jù)和局部修改形狀等功能。1988年G接管 Parasolid，并用它取代了原來的PADL-2。在UG的精心維護(hù)下 Parasolid運(yùn)行越來越穩(wěn)定，成為國(guó)際通用的一種幾何平臺(tái)。

英國(guó) John Owen于1989年創(chuàng)建 D-Cubed公司，開發(fā)了幾何約束求解軟件DCM，從二維發(fā)展到三維，以后又增加了幾何形體碰撞和間隙檢測(cè)等功能，從1990年起，已有130家CAD公司簽約將DCM組件納入自己的產(chǎn)品中。

Parasolid用C語言，體系結(jié)構(gòu)不如ACIS清晰，但由于UG的長(zhǎng)期維護(hù)，穩(wěn)定性在一段時(shí)間內(nèi)曾占優(yōu)勢(shì)。由于 Parasolid和ACIS都是面向零件建模，當(dāng)應(yīng)用于復(fù)雜產(chǎn)品的裝配建模時(shí)，難免顯出不足。

Parasolid屬于體素拼合系統(tǒng)，將立方體、圓柱體、圓用類似于搭積木的方法組裝成機(jī)械零件，這種操作方式并不符合設(shè)計(jì)師勾畫產(chǎn)品草圖時(shí)的構(gòu)思習(xí)慣，而且無法表示自由曲面形體。當(dāng)時(shí)CAD軟件提供的三維設(shè)計(jì)工具是線框造型，讓設(shè)計(jì)師在二維的構(gòu)造平面上畫圖，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)將構(gòu)造平面上的二維圖變換成產(chǎn)品模型空間中的三維圖，然后手工將線框蒙面，產(chǎn)生完整的三維表面模型。

Parasolid不僅為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造與工程分析（CAD /CAM/CAE）應(yīng)用領(lǐng)域的數(shù)百個(gè)世界領(lǐng)先的應(yīng)用軟件提供了建?；A(chǔ)，而且還是Siemens PLM Software的市場(chǎng)領(lǐng)先的產(chǎn)品生命周期應(yīng)用軟件組合的公司標(biāo)準(zhǔn)，Parasolid 的力量已經(jīng)在高端裝備實(shí)際應(yīng)用的CAD軟件中得到充分證明，而且Parasolid也被部署在很多領(lǐng)先的中端系統(tǒng)中，廣泛應(yīng)用于獨(dú)立的CAD、CAM、CAE以及可視化市場(chǎng)，以下從幾個(gè)數(shù)字可以看出Parasolid在CAX軟件領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用：

? Parasolid具有130多家獨(dú)立的軟件供應(yīng)商

? 350多個(gè)基于Parasolid XT的應(yīng)用程序

? 全球近100家學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)使用

? 日質(zhì)量測(cè)試超過250萬次

? 超過350萬個(gè)活動(dòng)許可

從幾何建模功能的角度上來看，Parasolid為數(shù)百個(gè)不同的軟件程序提供三維建模設(shè)計(jì)、協(xié)作、仿真和制造功能，為了滿足其廣泛客戶群的各種功能需求，提供多種選擇：

1. Parasolid Designer：全面的三維建模工具，適用于實(shí)體建模、小面建模、廣義單元建模、直接建模、自由曲面建模的應(yīng)用，具備900多種功能來構(gòu)建三維模型，性能穩(wěn)健、功能強(qiáng)大。

2. Parasolid Editor：用于下游應(yīng)用來開展三維模型的操作、編輯、修復(fù)、簡(jiǎn)化或優(yōu)化，無需要高級(jí)操作功能。

3. Parasolid Communicator：提供三維模型讀取、寫入、查詢和顯示的功能，支持導(dǎo)入/導(dǎo)出Parasolid XT文件，支持與350個(gè)基于Parasolid核心的應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)交互。

4. Parasolid Convergent Modeling：聚合建模技術(shù)支持將面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為B-REP，來支持三維掃描、拓?fù)鋬?yōu)化和三維打印等的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)無錯(cuò)誤的轉(zhuǎn)換、保存等。

另外，Parasolid提供了快速、準(zhǔn)確和完整的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換解決方案，Parasolid支持應(yīng)用人員的特定需求，確保用戶在整個(gè)產(chǎn)品全生命周期和供應(yīng)鏈中交換和重用來自不同應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)交換、訪問及數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，支持不同角色的設(shè)計(jì)人員使用不同的三維軟件。西門子對(duì)PLM的開放的業(yè)務(wù)模式及廣泛的數(shù)據(jù)導(dǎo)入、導(dǎo)出和優(yōu)化解決方案也都采用了Parasolid作為核心技術(shù)。主要的功能解決方案如下：

1. Parasolid Bodyshop：Parasolid附帶的工具包，用于修復(fù)、優(yōu)化和驗(yàn)證導(dǎo)入Parasolid的CAD數(shù)據(jù)，以便進(jìn)行下游建模操作。包括導(dǎo)入、清理、優(yōu)化、導(dǎo)出、保真度等功能。

2. Parasolid with HOOPS Exchange：為基于Parasolid的軟件應(yīng)用提供強(qiáng)大的數(shù)據(jù)交換性能，同時(shí)提供多種格式導(dǎo)入數(shù)據(jù)的訪問，包括精確的B-rep、裝配/配置信息、產(chǎn)品制造信息、元數(shù)據(jù)和視圖。

3. Parasolid Translators：Parasolid單格式轉(zhuǎn)換器支持軟件開發(fā)人員，用于Parasolid和幾種行業(yè)格式之間的高速轉(zhuǎn)換，如STEP、IGES、PROE、CATIA、ACIS等。

4. XT Pipeline：XT格式提供了所有基于Parasolid的應(yīng)用程序之間的互操作性。就不同版本的Parasolid的開發(fā)的軟件，相互之間也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換.

案例應(yīng)用

Parasolid目前在130多家獨(dú)立軟件供應(yīng)商，在開發(fā)應(yīng)用程序、移動(dòng)和云應(yīng)用。Parasolid產(chǎn)品是廣泛應(yīng)用幾何建模組件的首選，包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、建筑、工程和建筑（AEC）、計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）。其主要的應(yīng)用包含不限于以下幾個(gè)方面：

1. CAD（Computer-Aided Design）：Parasolid用于復(fù)雜建模的零件幾何圖形及裝配設(shè)計(jì)，并支持設(shè)計(jì)迭代和重用，大量的CAD軟件基于Parasolid作為內(nèi)核，如NX、SolidWork、SolidEdge等。

2. CAE（Computer-Aided Engineering）：在Parasolid應(yīng)用程序中設(shè)計(jì)的零件無需轉(zhuǎn)換即可創(chuàng)建有限元分析（FEA）網(wǎng)格，并支持基于CAD模型的大量分析技術(shù)。如Ansys、Femap、Adams等。

3. CAM（Computer-Aided Manufacturing）：在Parasolid應(yīng)用程序中設(shè)計(jì)的零件無需轉(zhuǎn)換到CAM軟件即可生成CNC指令或模具設(shè)計(jì)，如NX CAM等。

4. AEC（Architecture, Engineering & Construction）：建筑工程行業(yè)，Parasolid性能也非常適合處理需要以可接受的速度管理數(shù)千個(gè)重復(fù)功能的AEC設(shè)計(jì)。

5. Cloud（Cloud Design）云設(shè)計(jì)，Parasolid支持基于云快速開發(fā)、構(gòu)建三維解決方案軟件，并且線程安全、多線程支持等特性來提升云服務(wù)器的性能利用率，如Onshape等。