5．3．4計算機(jī)輔助設(shè)計、工藝設(shè)計和制造
　　計算機(jī)技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計中的應(yīng)用日益頻繁，計算機(jī)輔助設(shè)計、工藝設(shè)計和制造（cornputer aided design／comptter aided process planning／computer aided manufacturing，CAD／CAPP／CAM）就是其中的代表。
　　CAD是指利用計算機(jī)作為工具、幫助人們進(jìn)行設(shè)計的一切適用技術(shù)的總和。CAD一般包括兩項內(nèi)容：帶有創(chuàng)造性的設(shè)計，如方案的構(gòu)思、工作原理的擬定等，以及非創(chuàng)造性的工作如繪圖、設(shè)計計算等。前者要求發(fā)揮人的創(chuàng)造性思維能力、創(chuàng)造出以前不存在的設(shè)計方案，這項工作一般由人來完成，后者完全可借助計算機(jī)來完成。設(shè)計者可以用一支鋼筆、一個鍵盤、操作桿或類似的設(shè)備在顯示器上修改已有的設(shè)計或創(chuàng)造新的設(shè)計。一旦設(shè)計被輸入電腦，設(shè)計者就能在屏幕上調(diào)整它。它能夠旋轉(zhuǎn)以提供不同角度的圖像，它能夠被剖開使設(shè)計者能夠看到內(nèi)部結(jié)構(gòu)。設(shè)計者還能將圖像擴(kuò)大以便做進(jìn)一步的檢查，可以打印全部的設(shè)計文檔，也能將它變成電子文件，為公司需要該信息的人員所使用。它集數(shù)值計算、仿真模擬、幾何模型處理、圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等方面的技術(shù)為一體，把抽象的、平面的、分離的設(shè)計對象具體化、形象化，它能夠通過"虛擬現(xiàn)實(shí)"技術(shù)把產(chǎn)品的形狀、材質(zhì)、色彩，甚至加工過程淋漓盡致地表現(xiàn)出來，并能把產(chǎn)品的設(shè)計過程，通過數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化、規(guī)范化�，F(xiàn)在越來越多的產(chǎn)品在使用這種方法進(jìn)行設(shè)計，包括變壓器、汽車零件、飛機(jī)零件、組裝電路和電力發(fā)動機(jī)。
　　計算機(jī)輔助設(shè)計的主要優(yōu)點(diǎn)是提高了設(shè)計者的生產(chǎn)率，他們不必再為準(zhǔn)備產(chǎn)品或零件的機(jī)械圖而費(fèi)神，也不必再為修改錯誤或吸收新觀點(diǎn)而重復(fù)手工繪制或修改機(jī)械圖。據(jù)可靠估計，CAD將設(shè)計者的生產(chǎn)率提高了3～10倍。CAD的第二個優(yōu)點(diǎn)是它建立的數(shù)據(jù)庫能為制造部門提供如產(chǎn)品幾何圖形和尺寸、荷載力、材料規(guī)格等必要信息。但是，制作這種數(shù)據(jù)庫需要投入大量的精力。
　　有些CAD系統(tǒng)允許設(shè)計者對已提出的設(shè)計進(jìn)行工程和成本分析。例如，電腦既能確定一個零件的重量和體積，也能做壓力分析。如果有許多可供選擇的設(shè)計，電腦就能按照設(shè)計者的要求迅速檢索并選擇出最優(yōu)的設(shè)計。
　　CAPP是指工藝設(shè)計人員利用計算機(jī)完成零件工藝規(guī)劃設(shè)計的過程。它接受來自CAD系統(tǒng)的零件信息，包括幾何信息和工藝信息，運(yùn)用工藝設(shè)計知識，設(shè)計合理的加工路線，選擇優(yōu)化的加工參數(shù)和加工設(shè)備。
　　隨著制造業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和多品種小批量的要求，特別是現(xiàn)代集成制造技術(shù)的發(fā)展與運(yùn)用，傳統(tǒng)的工藝設(shè)計方法已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足自動化和集成化要求。CAPP克服了傳統(tǒng)工藝設(shè)計的許多缺點(diǎn)，借助計算機(jī)技術(shù)，來完成從產(chǎn)品設(shè)計到原材料加工成產(chǎn)品所需的一系列加工動作及其對資源需求的數(shù)字化描述。CAPP系統(tǒng)的應(yīng)用不僅可以提高工藝規(guī)程設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量，縮短技術(shù)準(zhǔn)備周期，為廣大工藝人員從繁瑣、重復(fù)的勞動中解放出來提供了一條切實(shí)可行的途徑，使工藝人員可以更多地投入工藝試驗和工藝攻關(guān)，而且可以保證工藝設(shè)計的一致性、規(guī)范化，有利于推進(jìn)工藝的標(biāo)準(zhǔn)化。更重要的是工藝物料清單BOM（bill of materials）數(shù)據(jù)是指導(dǎo)企業(yè)物資采購、生產(chǎn)計劃調(diào)度、組織生產(chǎn)、資源平衡、成本核算等的重要依據(jù)，CAPP系統(tǒng)的應(yīng)用將為企業(yè)數(shù)據(jù)信息的集成打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。
　　CAM的核心是計算機(jī)數(shù)值控制（簡稱數(shù)控），它是將計算機(jī)應(yīng)用于制造生產(chǎn)過程的過程或系統(tǒng)。制造企業(yè)中利用數(shù)控機(jī)床或加工中心等先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行加工，不宜采用由人過多參與的傳統(tǒng)的自動編程方法。由CAD系統(tǒng)向CAM系統(tǒng)提供零件信息，CAPP系統(tǒng)向CAM系統(tǒng)提供加工工藝信息和工藝參數(shù)，CAM系統(tǒng)可根據(jù)工藝流程和幾何尺寸、工藝精度等要求，自動產(chǎn)生零件程序，進(jìn)而產(chǎn)生刀位文件，最終生成數(shù)字控制。NC（numerical control）加工程序。
　　采用CAD／CAPP／CAM的優(yōu)點(diǎn)有很多。