隨著計算機應用的普及，對于工程技術人員來說，掌握計算機輔助設計(CAD)十分重要，也是工科類學生必需掌握的一項基本技能。CAD現已成為全球領先的、使用最為廣泛的計算機繪圖軟件，用于二維繪圖、詳細繪制、設計文檔和基本三維設計。論文闡述了當前機械產品設計CAD技術的發展趨勢，分析機械產品設計中電氣設計的系統，提出設計要點，以適應現代市場經濟快變、多變的需求。

　　《機械工程學報》創刊于1953年，是由中國機械工程學會主辦、機械工業信息研究院承辦的機械工程類高學術水平期刊。本刊是中國機械工程領域的頂級學術刊物，主要報道機械工程領域及其交叉學科、新興學科、邊緣學科等領域具有創新性及重要意義的前沿基礎研究、應用研究的最新科研成果。

　　當前機械產品設計CAD技術的發展趨勢

　　1.集成化

　　計算機集成制造系統是在新的生產組織原理指導下，所形成的一種新型生產模式，它要求從產品整體角度將CAD/CAPP/CAE/CAM集成起來，建立新的設計、制造、分析及技術管理一體化，而不是將這些獨立系統進行簡單的連接，CAD模型將最大限度地被后續的分析、加工、工藝和彷真所利用。目前，基于產品數據管理PDM的CAD/CAPP/CAE/CAM一體化集成，已成為協同開發環境和實施計算機集成制造、并行工程、敏捷制造等先進制造技術的關鍵基礎之一。

　　2.網絡化

　　企業生產過程是一個包括產品規劃、產品設計、工藝準備、零部件生產、標準件/外購件采購、產品組裝檢驗、產品銷售及服務等的信息協作過程，并行工程等先進制造技術的發展，要求現代CAD系統實現從單機到網絡化的轉變。當前，隨著互聯網的發展，建立動態聯盟制造體系已成為全球化制造系統的發展趨勢，發展網絡化的CAD技術，將支持動態聯盟中協同設計所需的環境和設計技術。

　　3.標準化

　　隨著CAD系統的集成化和網絡化，制定各種CAD產品設計和數據的標準化及完備的圖庫、數據庫結構，充分發揮CAD系統的作用是勢在必行。

　　我國這方面存在的問題及解決途徑

　　1.停留在零部件繪圖的“甩圖板”階段

　　這種以計算機代替圖板及繪圖儀器的二維輔助繪圖，還不能實現真正的輔助產品設計，它對產品的創新設計、提高產品的整機設計質量、縮短產品的設計制造周期等，都無法起到根本性的作用。

　　2.缺乏完善、實用和開放的集成應用環境

　　由于商品化的CAD支撐軟件系統，通常只是提供CAD/CAM等技術的基本應用平臺，如：幾何造型系統、工程圖處理系統、物性計算系統、圖形輸入輸出系統，較高檔的還提供有限元分析系統、數控加工系統等，并沒有提供一個產品設計全過程所需各種信息的輔助設計系統，如各種專業產品設計所需方法、數據、計算公式、產品標準、技術要求、外購件與原材料優選手冊，以及本企業產品的典型結構、經驗數據、工裝情況等。因此，要把商品化的CAD硬、軟件的支撐環境變成設計人員得心應手的工具，需要進行二次開發，以建成能較全面支持設計人員應用的軟件開發環境。

　　3.解決問題的途徑

　　開發適合設計人員操作的和開放的CAD應用軟件開發環境，應有良好的CAD應用框架結構、基于特徵的參數化或變量化產品建模、完備的圖庫、數據庫結構，營造開放環境，使設計人員可以根據需要補充開發，建立起該企業的應用軟件系統。

　　機械產品設計中電氣設計的系統分析

　　市場經濟的發展，傳統的手工設計方式已難于適應市場競爭的需求，采用CAD技術是必然趨勢。從20世紀80年代以來，各種CAD支撐軟件開發應用已日漸成熟，但是應用CAD支撐軟件進行設計，它僅僅提供了設計繪圖的工具，而缺乏設計過程中所需設計規范、設計數據、資料、標準等。由于機械設計應用CAD比較早，故此已出現了在應用CAD支撐軟件的基礎上通過二次開發形成的機械設計應用軟件，如德國西門子公司開發SIGRAPH-DESIGN智能型機械CAD系統，包含了機械設計從概念到結構設計的全過程，為機械產品設計系統化、通用化、標準化以及CAD/CAM一體化提供了統一解決方案。因為機械產品離不開電氣部分，所以電氣設計也必須有通過二次開發形成的電氣設計應用軟件。

　　1.電氣設計的特點

　　機械產品的電氣化已有悠久的歷史，從常規電氣設計發展到應用現代電子技術、與計算機技術互相結合，目前向機電一體化發展，電氣設計的工作量與復雜程度也在不斷增加。

　　另外，由于電氣元器件在國際、國內標準化程度較高，電氣設計方式因而以元器件組合達到系統的功能、性能為主。

　　2.電氣設計存在的問題

　　重復勞動量大。因為電氣設計方式以組合元器件為主，而電氣元器件標準化程度較高，所以設計工作中重復勞動量大;

　　設計周期增長。由于機械產品電氣復雜程度不斷增加，電氣設計的工作量也隨之增加，設計周期必然增長;

　　設計自由度大，設計不規范。電氣設計中電氣元器件標準化程度較高，但電氣元器件品種規格非常多，而且更新換代非�？欤�如何組合元器件以達到系統功能、性能要求沒有規范或規范不全，設計自由度將非常大，同時影響產品功能、性能、結構的標準化，以及電氣元器件采購、產品成本與交貨期。

　　基于傳統機械產品設計中電氣設計方式、方法無法適應現代市場經濟快變、多變的需求，為此必須改變傳統機械產品設計中電氣設計方式、方法。

　　機械產品設計中電氣CAD系統的設計

　　1.電氣CAD系統的目標與范圍

　　機械產品電氣設計包括電路圖、接線圖、安裝圖、接線盒和電柜以及按鈕站的設計，這五個部分之間不是孤立存在的，而是互相聯系，這五個部分既能單獨運行又能實現信息共享。為此電氣CAD系統的目標與范圍是：建立適應完成以上功能要求、保證設計質量又能提高效率、縮短設計周期、減少人工勞動的電氣CAD系統，包括電路圖、接線圖、安裝圖、接線盒和電柜、按鈕站的設計。

　　2.電氣CAD系統擬采用的設計方式

　　首先，根據機械產品設計中電氣設計的特點及存在的問題，必須采用檢索式設計方式，以解決電氣設計中設計自由度大、設計不規范問題，使電氣元器件選用實現標準化，電氣設計功能、性能達到規范化，滿足降低產品成本的要求，并能解決電氣設計中大量的重復勞動，縮短設計周期以達到縮短交貨期的目的，把設計人員從大量的重復勞動中解放出來，去從事創造性的勞動。

　　在傳統機械產品電氣設計中已積累了大量的資料，可以整理、歸納由元器件組合為一定功能的常用的組件或小部件，這為電氣CAD系統建立通用組件或小部件圖形庫、數據庫奠定基礎，也為進一步發展模塊化設計創造了條件。

　　再者，通過對機械產品電氣設計中部分零部件的分析，發現不單其形狀較規范和相似，而且尺寸也比較規范，有很多品種和規格，根據這些條件完全可以采用參數化設計方法。

　　為了提高電氣設計的水平，在檢索式設計的基礎上，總結電氣設計的經驗，使之形成設計規則，并利用檢索式設計已建立的各種數據庫、圖形庫，將系統提升為專家系統。