导读(文/ChrisBowd,本文由e-works王阳吴昳凡编译)本文撰写于年,回顾了截至年的CAD软件产业发展历程。通过梳理每一个时期CAD技术与市场发展概况,展现了一幕幕CAD软件产业新旧交替、波澜壮阔的历史。随着CAD软件的诞生与发展,领导者几度更迭,挑战者你方唱罢我登场;巨头们站在高处也曾骄傲自满,但颠覆者从未停下追赶的脚步;一串串历时久远、熟悉而陌生的姓名,一个个似曾相识而历久弥新的公司。图源:Autodesk本文浓缩了CAD软件发展的过去,但历史总能像镜子一样折射出CAD软件可能的未来。本文距离今天已有17年时间,而CAD软件的格局似乎定格在17年前。这期间虽不断有创新涌现,却不足以改变游戏规则和竞争格局。谁会是下一个挑战者?我们拭目以待。01CAD软件史20世纪60年代从欧几里得到SDRC...CAD软件,即计算机辅助设计软件,过去也称为计算机辅助绘图软件,是指帮助工程师设计和制造实体产品的软件程序,应用于建筑、桥梁、道路、飞机、船舶、汽车,以及数码相机,手机,电视,衣服,电脑等行业。现在的CAD软件通常指的是CAD/CAM软件(“CAM”是计算机辅助加工的缩写)。CAD软件的历史最早可以追溯到古希腊数学家欧几里得,尽管他并没有预见到今天的CAD产业的发展。欧几里得在其公元前年的数学专著《几何原本》(TheElements)中提出了许多假设和公理,而这些假设和公理构成了欧几里得几何学的基础,今天的CAD软件系统就是建立在这些基础上的。Euclid(欧几里得)图源:pinterest在欧几里德之后多年,IvanSutherland于20世纪60年代初,在麻省理工学院(MIT)的博士论文中开发了第一个真正的CAD软件,名为“Sketchpad”。这是一个革命性的系统(当然,它与今天的CAD软件相比十分原始),设计人员可以使用光笔在电脑屏幕上绘图,以图形方式与计算机进行交互。IvanSutherland这一发明着实具有独创性,尽管年的计算机能在不到一微秒时间内完成60年代需要耗费数小时的操作,并且TFT触摸显示器/输入设备也轻易可得的情况下,仍没有哪个领先的CAD软件将这种直接的操作纳入其用户界面。IvanSutherland和他的Sketchpad图源:slideshareSketchpad是世界上第一款CAD软件,但在年,第一个商用CAM软件系统,名为PRONTO的数控编程工具由PatrickJ.Hanratty博士开发出来。因此,Hanratty博士常被称为“CAD/CAM之父”。PatrickJ.Hanratty博士由于早期计算机的高成本以及飞机和汽车独特的机械工程要求,大型航空航天和汽车企业成为CAD软件最早的商业用户。第一代CAD软件系统是由制造企业内部IT团队(通常与大学研究人员合作)开发的2D绘图应用程序,主要用于实现重复性绘图工作的自动操作。Hanratty博士于20世纪60年代中期与通用汽车研究实验室共同开发了一个名为DAC(计算机自动设计)的CAD系统。此外,还有许多公司开发了专用的CAD软件,包括麦道航空(年发布CADD)、福特(年发布PDGS)和洛克希德(年发布CADAM)等。20世纪60年代中期,ControlDataCorporation发布了第一个商用CAD软件Digigraphics。该软件是在ITEK早期CAD软件研究系统(名为“电子绘图机”,运行在DigitalEquipmentCorp.的PDP-1主机上)的基础上开发的。与Sketchpad一样,输入是用光笔完成的。Digigraphics的售价为每台50万美元,当时只售出了极少数几套。关于2DCAD软件的许多早期开创性研究都是在当时麻省理工学院数学实验室(现为计算机科学系)进行的。同时,欧洲研究人员也变得活跃起来,年,CharlesLang的团队,包括剑桥大学计算机实验室的DonaldWelbourn和A.R.Forrest,开始认真研究3D建模CAD软件。剑桥大学3DCAD软件研究的商业效益直到年才开始显现。20世纪60年代中期,法国研究人员也开始在复杂3D曲线和曲面几何计算领域展开创性的研究。雪铁龙公司的deCasteljau在复杂3D曲线几何算法上取得了重大进步。20世纪60年代末,Bezier(雷诺)在deCasteljau的一些算法的基础上发表了其突破性的研究成果。deCasteljau和Bezier的研究至今仍然是3DCAD软件的基础。麻省理工学院(S.A.Coons,年)和剑桥大学(A.R.Forrest,CharlesLang的团队成员之一,年)也都积极地进一步研究了复杂3D曲线和曲面建模在CAD软件中的实现。到20世纪60年代末,人们对CAD软件的商业应用的兴趣渐增,许多CAD软件公司应运而生,包括Applicon、Auto-trol、Computervision(年将其第一个商业CAD软件许可证出售给Xerox)、EvansSutherland,麦道的McAuto部门(实际成立于年)、SDRC(StructuralDynamicsResearchCorp.)和UnitedComputing。工程师操作Applicon图源:cadhistory尽管后来出现了一波技术变革、快速增长和不可避免的并购,许多早期的CAD软件公司还是取得了成功;一些公司还使用原名(例如Auto-trol),有些则改了名(例如UnitedComputing,即UGS)。早期的研究先驱,如Hanratty博士,仍然是MCS(ManufacturingandConsultingServices)的现任总裁,Sutherland博士,CharlesLang等人仍然具有很大的影响力。02CAD软件史20世纪70年代从内部开发到国际通用标准...20世纪70年代,CAD软件开始从研究转向商业用途。与20世纪60年代末一样,大多数CAD软件还是由大型汽车和航空航天制造企业的内部团队开发,并且通常与大学研究团队合作。在这十年中,汽车制造商如福特(PDGS)、通用汽车(CADANCE)、梅赛德斯-奔驰(SYRCO)、日产(年发布的CAD-I)和丰田(年由HiromiAraki博士的团队发布的TINCA,年由HiromiAraki博士发布的CADETT)和航空航天制造商如洛克希德(CADAM),麦道(CADD)和诺斯罗普(NCAD,目前仍部分使用)都有大型的内部CAD软件开发团队,致力于开发专用CAD程序。福特(PDGS)图源:JohnCStoskopf大多数CAD软件是手工绘图的替代品,可以给制造商带来的好处包括:1)减少绘图错误,2)提高绘图的可重用性。其中,由洛克希德飞机公司开发的CADAM(ComputerAugmentedDraftingandManufacturing)系统是最著名的2DCAD软件程序之一,发展30多年仍然存在。年,法国航空航天公司DassaultSystemes从洛克希德公司购买了CADAM的源代码许可证,并于年开始开发名为CATIA(ComputerAidedThreeDimensionalInteractiveApplication)的3DCAD软件程序,该软件一直发展至今,是目前最成功的商业CAD。CATIA运行在IBM电脑上图源:medium.
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