技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)展望
先進(jìn)制造技術(shù)網(wǎng)站
一、CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 
CAD技術(shù)作為成熟的普及技術(shù)已在企業(yè)中廣泛應(yīng)用，并已成為企業(yè)的現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。圍繞企業(yè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的提高和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境的普及，CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要圍繞在標(biāo)準(zhǔn)化、開(kāi)放式、集成化、智能化四方面。
1．標(biāo)準(zhǔn)化 除了CAD支撐軟件逐步實(shí)現(xiàn)ISO標(biāo)準(zhǔn)和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外，面向應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件（零部件庫(kù)）、標(biāo)準(zhǔn)化方法也已成為CAD系統(tǒng)中的必備內(nèi)容，且向著合理化工程設(shè)計(jì)的應(yīng)用方向發(fā)展。
傳統(tǒng)形式的手畫(huà)工程圖已經(jīng)有了成熟的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，相互都能理解。而存儲(chǔ)在磁盤(pán)、光盤(pán)上的形形色色的CAD二進(jìn)制數(shù)字記錄，要想實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化就復(fù)雜、困難得多。從80年代中期起，ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織著手醞釀制訂這類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)，稱(chēng)作ISO10303《產(chǎn)品數(shù)據(jù)表達(dá)與交換標(biāo)準(zhǔn)》，簡(jiǎn)稱(chēng)STEP。它要涵蓋所有人工設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，采用統(tǒng)一的數(shù)字化定義方法。由于STEP標(biāo)準(zhǔn)涉及的面非常寬，眾口難調(diào)，標(biāo)準(zhǔn)的制定過(guò)程十分緩慢，存在問(wèn)題很多。而在我國(guó)，CAD應(yīng)用工程的實(shí)施具有更加嚴(yán)密的組織領(lǐng)導(dǎo)體系，而且實(shí)際從事CAD應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)的單位相對(duì)比較集中，起步比國(guó)外晚，不存在要與過(guò)去開(kāi)發(fā)的老系統(tǒng)保持兼容問(wèn)題。如果我國(guó)采取主動(dòng)貫徹STEP積極思想的方針，不糾纏于過(guò)分繁瑣的技術(shù)細(xì)節(jié)，針對(duì)我國(guó)的現(xiàn)實(shí)需要和技術(shù)發(fā)展前景，及早統(tǒng)一協(xié)調(diào)自主開(kāi)發(fā)軟件的數(shù)據(jù)模型，這將有助于推動(dòng)國(guó)內(nèi)CAD界的學(xué)術(shù)研究風(fēng)氣，促進(jìn)CAD軟件開(kāi)發(fā)水平的大幅度提高。這種主動(dòng)出擊的策略要比單純等待STEP標(biāo)準(zhǔn)草案一版一版更新有利得多。回顧歷史，CAD和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定總是滯后于市場(chǎng)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。CAD產(chǎn)品更新頻繁。誰(shuí)家產(chǎn)品的技術(shù)思想領(lǐng)先，性能最好，用戶最多，主導(dǎo)了市場(chǎng)，誰(shuí)就是事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。CAD技術(shù)的發(fā)展不是一種純學(xué)術(shù)行為，它是在高技術(shù)產(chǎn)品所固有的激烈市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中不斷向前推進(jìn)，永無(wú)止境。
CAD軟件一般應(yīng)集成在一個(gè)異構(gòu)的工作平臺(tái)之上，為了支持異構(gòu)跨平臺(tái)的環(huán)境，就要求它應(yīng)是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)，這里主要是靠標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。 目前標(biāo)準(zhǔn)有兩大類(lèi)：一是公用標(biāo)準(zhǔn)，主要來(lái)自國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定單位；另一是市場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)，或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，屬私有性質(zhì)。前者注重標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)放性和所采用技術(shù)的先進(jìn)性，而后者以市場(chǎng)為導(dǎo)向，注重考慮有效性和經(jīng)濟(jì)利益。后者容易導(dǎo)致壟斷和無(wú)謂的標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)。通過(guò)總結(jié)這個(gè)領(lǐng)域幾十年標(biāo)準(zhǔn)化工作的經(jīng)驗(yàn)，不少標(biāo)準(zhǔn)化專(zhuān)家已認(rèn)識(shí)到存在的問(wèn)題，這已經(jīng)成為進(jìn)一步制定標(biāo)準(zhǔn)的障礙。因此提出應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)行革新。有專(zhuān)家建議標(biāo)準(zhǔn)革新的目標(biāo)是公用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)變成工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也就是說(shuō)革新后仍應(yīng)以公用標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，不過(guò)要從工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中吸收其注重經(jīng)濟(jì)利益和效率的優(yōu)點(diǎn)。另外，也有人提出現(xiàn)在制定標(biāo)準(zhǔn)的單位很多，但是標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程卻沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)，這也是標(biāo)準(zhǔn)革新過(guò)程中值得考慮的問(wèn)題。這些觀點(diǎn)對(duì)我國(guó)制定CAD標(biāo)準(zhǔn)也許有所啟迪。
2．開(kāi)放性 CAD系統(tǒng)目前廣泛建立在開(kāi)放式操作系統(tǒng)窗口95／98／NT和UNIX平臺(tái)上，在Java LINUX平臺(tái)上也有CAD產(chǎn)品，此外CAD系統(tǒng)都為最終用戶提供二次開(kāi)發(fā)環(huán)境，甚至這類(lèi)環(huán)境可開(kāi)發(fā)其內(nèi)核源碼，使用戶可定制自已的CAD系統(tǒng)。
3．集成化 CAD技術(shù)的集成化體現(xiàn)在三個(gè)層次上：其一是廣義CAD功能CAD/CAE/CAPP/CAM/CAQ/PDM/ERP經(jīng)過(guò)多種集成形式成為企業(yè)一體化解決方案，推動(dòng)企業(yè)信息化進(jìn)程。目前創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力（CAD）與現(xiàn)代企業(yè)管理能力（ERP、PDM）的集成，已成為企業(yè)信息化的重點(diǎn)；其二，是將CAD技術(shù)能采用的算法，甚至功能模塊或系統(tǒng)，做成專(zhuān)用芯片，以提高CAD系統(tǒng)的效率；其三是CAD基于網(wǎng)絡(luò)計(jì)算環(huán)境實(shí)現(xiàn)異地、異構(gòu)系統(tǒng)在企業(yè)間的集成。應(yīng)運(yùn)而生的虛擬設(shè)計(jì)、虛擬制造、虛擬企業(yè)就是該集成層次上的應(yīng)用。
國(guó)際CAD商品系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的另一個(gè)趨勢(shì)是在全球范圍內(nèi)優(yōu)選最成功的功能構(gòu)件，進(jìn)行集成。至今最成熟的幾何造型平臺(tái)有兩家：Parasolid和ACIS；幾何約束求解構(gòu)件有一家，它的主要產(chǎn)品是2D和3D DCM。我國(guó)開(kāi)發(fā)的機(jī)械CAD應(yīng)用系統(tǒng)已經(jīng)部分采用ACIS和Parasolid平臺(tái)，這是合理的。但是國(guó)際上近來(lái)又有一種思潮，要求軟件開(kāi)發(fā)自由化，以免受制于一、二家公司壟斷性產(chǎn)品的束縛。這就是選用Linux操作系統(tǒng)以及在它基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)各種共享軟件，開(kāi)放源程序。我國(guó)也在醞釀自主開(kāi)發(fā)因特網(wǎng)、操作系統(tǒng)、以及各種辦公的國(guó)產(chǎn)化系統(tǒng)。這時(shí)，自研制幾何造型通用平臺(tái)和各種功能構(gòu)件也將提上議事日程，我們要及早做好準(zhǔn)備。
4．智能化 設(shè)計(jì)是一個(gè)含有高度智能的人類(lèi)創(chuàng)造性活動(dòng)領(lǐng)域，智能CAD是CAD發(fā)展的必然方向。從人類(lèi)認(rèn)識(shí)和思維的模型來(lái)看，現(xiàn)有的人工智能技術(shù)對(duì)模擬人類(lèi)的思維活動(dòng)（包括形象思維、抽象思維和創(chuàng)造性思維等多種形式）往往是束手無(wú)策的。因此，智能CAD不僅僅是簡(jiǎn)單地將現(xiàn)有的智能技術(shù)與CAD技術(shù)相結(jié)合，更要深入研究人類(lèi)設(shè)計(jì)的思維模型，并用信息技術(shù)來(lái)表達(dá)和模擬它。這樣不僅會(huì)產(chǎn)生高效的CAD系統(tǒng)，而且必將為人工智能領(lǐng)域提供新的理論和方法。CAD的這個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，將對(duì)信息科學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生深刻的影響。
二、CAD技術(shù)研究開(kāi)發(fā)熱點(diǎn)
1．計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì) 一方面，根據(jù)有關(guān)的統(tǒng)計(jì)資料表明，產(chǎn)品工本費(fèi)的70％是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段決定的。同時(shí)，一旦概念設(shè)計(jì)被確定下來(lái)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)的60％－70％也就被確定下來(lái)。尤其需要提及的是，即使詳細(xì)設(shè)計(jì)再好，也難以彌補(bǔ)概念設(shè)計(jì)階段所出現(xiàn)的缺陷。還有產(chǎn)品的創(chuàng)新及其所具有的競(jìng)爭(zhēng)能力基本上也是在概念設(shè)計(jì)階段就被確定下的。故概念設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)過(guò)程中一個(gè)非常重要的階段，它已成為企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)制高點(diǎn)。因此計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)愈來(lái)愈受到重視。但另一方面，在概念設(shè)計(jì)期間，所涉及的設(shè)計(jì)需求和約束的種種知識(shí)，往往是不精確的、近似的或未知的，也就是說(shuō)復(fù)雜性很高，這給CAD技術(shù)帶來(lái)很大的難度。
概念設(shè)計(jì)的過(guò)程主要是評(píng)價(jià)和決策的過(guò)程，它涉及到產(chǎn)品功能、動(dòng)作和結(jié)構(gòu)等因素，它對(duì)產(chǎn)品的價(jià)格性能、可靠性、安全性等等起決定性的影響作用。正因?yàn)閼?yīng)考慮的因素和目標(biāo)是多方面的。因此評(píng)價(jià)和決策過(guò)程是一個(gè)很復(fù)雜的，難度很大的過(guò)程。目前計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)的方法可分為兩大類(lèi)：即自動(dòng)生成方案和交互生成方案。當(dāng)然，應(yīng)用時(shí)這兩種方法可以混合使用。 （1）自動(dòng)生成方案 目前主要采用人工智能技術(shù)。為了使計(jì)算機(jī)有效地支持概念設(shè)計(jì)活動(dòng)，需要解決兩大難題。即建模問(wèn)題和推理問(wèn)題：A．前者是對(duì)產(chǎn)品的功能、動(dòng)作和結(jié)構(gòu)諸因素之間相互影響的復(fù)雜關(guān)系進(jìn)行建模或表達(dá)。例如汽鍋的蒸汽閥門(mén)，基功能是防止汽鍋爆炸，它的動(dòng)作是當(dāng)檢測(cè)到一定的壓力差時(shí)，它會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，而其結(jié)構(gòu)是所用的實(shí)際構(gòu)件的布局及其連接關(guān)系，建模的結(jié)果提供推理用；B．而推理問(wèn)題實(shí)際上就是生成和選擇合適的方案。
建模問(wèn)題主要是建模的表示法，目前已提出各種各樣的表示法。如語(yǔ)言、幾何模型、圖形、對(duì)象、知識(shí)模型和圖象法等等，語(yǔ)言表示法屬于一種形式描述方法，它能保證計(jì)算機(jī)有效地進(jìn)行推理，稱(chēng)為面向機(jī)器的表示法。而圖象表示法是一種高可視化的表示法（即可視化思維模型），它側(cè)重于提供一種有助于輔助設(shè)計(jì)人員創(chuàng)新工作的建模環(huán)境，稱(chēng)它為面向人的表示法，而上列其它表示法依次界于這兩者之間。
盡管已有很多不同的建模表示法，但它們往往只支持描述概念設(shè)計(jì)的某一方面，缺少一種能描述概念設(shè)計(jì)各種因素的統(tǒng)一表示法，這正是下一步的目標(biāo)。 推理問(wèn)題的重點(diǎn)是在轉(zhuǎn)換過(guò)程，即把用戶需求映射到實(shí)現(xiàn)所給需求集合的一些實(shí)際的結(jié)構(gòu)上。難點(diǎn)在于產(chǎn)生和選擇合適的映射方法。
同樣也有很多推理方法支持概念設(shè)計(jì)活動(dòng)，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、基于實(shí)例的推理法、基于知識(shí)的推理技術(shù)、優(yōu)化、價(jià)值工程和定性推理等等。但目前也只能設(shè)計(jì)一些特定領(lǐng)域的例子，離全面應(yīng)用還有差距。但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這方面的許多工作還應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行。例如知識(shí)獲取是人工智能領(lǐng)域中一個(gè)大難題，為了解決這一問(wèn)題，可以采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)從已有的設(shè)計(jì)庫(kù)中自動(dòng)獲取感興趣的領(lǐng)域知識(shí)。 （2）交互技術(shù)生成方案 由于概念設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，自動(dòng)地生成合適的方案是很困難的。在自動(dòng)生成和選比方案尚未成熟之前，交互技術(shù)是重要手段。在概念設(shè)計(jì)階段可充分利用多媒體技術(shù)，如包括有效的信息搜索技術(shù)，以便在網(wǎng)上可查到大量對(duì)概念設(shè)計(jì)有用的設(shè)計(jì)例子。又如研究協(xié)同概念設(shè)計(jì)技術(shù)，使群體成員易于參與概念設(shè)計(jì)，并作出積極的貢獻(xiàn)。
2、計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)工作是一個(gè)典型的群體工作。群體成員既有分工，又有合作。因此群體的工作由兩個(gè)部分組成：一是個(gè)體工作，群體成員應(yīng)完成的各自分工的任務(wù)；另一是協(xié)同工作，因?yàn)槿后w工作不可能分解為互相獨(dú)立的個(gè)體工作，群體成員之間存在相互關(guān)聯(lián)的問(wèn)題。一般稱(chēng)為接口問(wèn)題，接口難免會(huì)出現(xiàn)矛盾和沖突，如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)和協(xié)調(diào)解決，就會(huì)造成返工和損失。傳統(tǒng)的CAD系統(tǒng)只支持分工后各自應(yīng)完成的具體任務(wù)，至于成員間接口問(wèn)題，計(jì)算機(jī)不能支持，主要靠面談或某種通訊工具進(jìn)行討論并加以解決。但這些方式很難做到及時(shí)并充分地協(xié)商和講討論。因而一項(xiàng)大的設(shè)計(jì)任務(wù)接口問(wèn)題難免要出差錯(cuò)，這正是為什么設(shè)計(jì)工作會(huì)出現(xiàn)不斷反復(fù)、不斷修改這一過(guò)程的主要原因。
計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)支持的協(xié)同工作（CSCW）技術(shù)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一種應(yīng)用。用于支持設(shè)計(jì)群體成員交流設(shè)計(jì)思想、講討論設(shè)計(jì)結(jié)果、發(fā)現(xiàn)成員間接口的矛盾和沖突，及時(shí)地加以協(xié)調(diào)和解決，減少以至避免設(shè)計(jì)的反復(fù)，從而進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)工作的效率和質(zhì)量。
協(xié)同設(shè)計(jì)倍受人們的關(guān)注，已有不少原型系統(tǒng)，也有一些產(chǎn)品已在市場(chǎng)上出售了。已有工作中，有些屬基礎(chǔ)性工作，如建模、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、適用于CSCW的支撐環(huán)境等等。但從建立實(shí)用協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)的角度來(lái)說(shuō)，主要面臨如下三大問(wèn)題：
（1）群體成員間多媒體信息傳輸 目前在局域網(wǎng)上通訊方法已較成熟，但在遠(yuǎn)程網(wǎng)上，交換數(shù)據(jù)時(shí)，異步傳輸，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)問(wèn)題不大，但實(shí)時(shí)交換數(shù)據(jù)問(wèn)題較多。首要的是傳輸媒體的選擇問(wèn)題，即基于公用網(wǎng)（如WWW）還是基于專(zhuān)用網(wǎng)（如語(yǔ)音傳輸可借用電話專(zhuān)線，又如租用ISDN總線）。目前多數(shù)研究是集中在公用網(wǎng)Internet和Intranet上。但商品開(kāi)發(fā)上更多考慮專(zhuān)用線。從實(shí)用效果來(lái)說(shuō)，公用網(wǎng)效果較差，而專(zhuān)用線雖然效果好些，但價(jià)格太高。
（2）異構(gòu)平臺(tái) 參與協(xié)同設(shè)計(jì)的成員是分散在各地，且設(shè)備條件多種多樣。因此，實(shí)用的協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)必須能在異構(gòu)環(huán)境中運(yùn)行，包括數(shù)據(jù)傳輸、工具集成，還有跨平臺(tái)的交互界面，這主要依靠標(biāo)準(zhǔn)化工作來(lái)解決異構(gòu)環(huán)境問(wèn)題，目前普通采用的是CORBA，JAVA技術(shù)和通信領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)等。不過(guò)這類(lèi)技術(shù)目前對(duì)CSCW的支持還有不足之處，有待增強(qiáng)功能。至于跨平臺(tái)的交互界面的研制，雖有不少進(jìn)展，但是至今尚未見(jiàn)到支持它的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
（3）人－－人交互 應(yīng)該說(shuō)支持設(shè)計(jì)群體人員間的人－－人交互是協(xié)同設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題之一，特別是目前自動(dòng)發(fā)現(xiàn)矛盾和沖突，并進(jìn)行自動(dòng)協(xié)同和解決的技術(shù)還不成熟，因此人－－人交互的手段尢為重要。當(dāng)前，最為普遍的是利用電子會(huì)議（包括白板、語(yǔ)音、視頻等等工具）支持成員間進(jìn)行討論，它比較適用于交流設(shè)計(jì)思想，不過(guò)用它來(lái)討論設(shè)計(jì)結(jié)果就很費(fèi)勁，共同修改設(shè)計(jì)結(jié)果就更不可能了。目前討論設(shè)計(jì)結(jié)果主要是依靠應(yīng)用共享這一工具，這一工具能夠達(dá)到一人對(duì)一個(gè)CAD工具進(jìn)行操作，其它成員均能在自已的終端上看到操作過(guò)程和結(jié)果。這個(gè)工具也可以和電子會(huì)議系統(tǒng)集成，用語(yǔ)音等工具進(jìn)行討論，但應(yīng)用共享最大的問(wèn)題在于對(duì)于沒(méi)有源程序的CAD工具，一個(gè)時(shí)刻只允許一個(gè)人操作，其它人希望操作必須事先申請(qǐng)，獲準(zhǔn)并在當(dāng)前操作者退出后方可操作，故很不方便，成員間不能直接互操作，這是需要進(jìn)一步解決的問(wèn)題。
總而言之，協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)的現(xiàn)狀是局域網(wǎng)已達(dá)到實(shí)用階段，在異步工作方式下，遠(yuǎn)程協(xié)同設(shè)計(jì)問(wèn)題也較小，但遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)工作方式下，特別是基于公用網(wǎng)，尚處實(shí)驗(yàn)階段，當(dāng)然整個(gè)協(xié)同設(shè)計(jì)系統(tǒng)離成熟階段尚有一定距離，很多問(wèn)題有待解決。
3、海量信息存儲(chǔ)、管理和檢索 CAD系統(tǒng)處理的信息愈來(lái)愈多，而且是多媒體信息。盡管磁盤(pán)容量增長(zhǎng)速度很快，但仍遠(yuǎn)不能滿足信息量快速增長(zhǎng)的需求。海量信息的存儲(chǔ)、管理和快速檢索已成為世人矚目的問(wèn)題。這除了依靠硬件來(lái)解決問(wèn)題外，DBMS是一重要技術(shù)，實(shí)踐證明，傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)EDBMS已難已適應(yīng)要求而采用面向?qū)ο蠛完P(guān)系相結(jié)合的模型可能是個(gè)過(guò)渡的解決方案。
4、設(shè)計(jì)法研究及其相關(guān)問(wèn)題 設(shè)計(jì)工作是項(xiàng)復(fù)雜的且知識(shí)密集的群體活動(dòng)，為了提高效率必須遵循某種正確的設(shè)計(jì)方法，雖然設(shè)計(jì)方法學(xué)的研究已有半個(gè)多世紀(jì)了，但針對(duì)CAD的設(shè)計(jì)法卻是最近才有的，稱(chēng)為正規(guī)設(shè)計(jì)流程法，它不僅讓我們知道設(shè)計(jì)是一種流程，還為開(kāi)發(fā)CAD工具提供了依據(jù)，因此了解和識(shí)別設(shè)計(jì)過(guò)程的不同方面（即不同的設(shè)計(jì)活動(dòng)），是開(kāi)發(fā)新一代CAD系統(tǒng)的關(guān)鍵。
現(xiàn)在已出現(xiàn)許多設(shè)計(jì)流程法。過(guò)去常用的是自頂向下、自底向上的自然可行方法，但這種方法只適用于詳細(xì)設(shè)計(jì)階段。現(xiàn)在為了支持整個(gè)設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)法的研究重點(diǎn)應(yīng)在支持概念設(shè)計(jì)方法和協(xié)同設(shè)計(jì)方法之上。例如，新的CAD系統(tǒng)可消除許多由于距離和時(shí)間所造成對(duì)工作方法和組織的限制，協(xié)同設(shè)計(jì)面臨的不但有人－－機(jī)交互、還有人－－人交互，因而CAD的過(guò)程更復(fù)雜了，盡管人們都在期望提供一種靈活的，可移動(dòng)的、安全可靠的遠(yuǎn)程協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境，但如果沒(méi)有正確的方法來(lái)指導(dǎo)，將很難達(dá)到預(yù)期的效果。
目前企業(yè)的組織基本上是一種很?chē)?yán)謹(jǐn)?shù)膶哟谓Y(jié)構(gòu)組織，在這種組織內(nèi)民主有限，雖然它可防止出現(xiàn)人多嘴雜和無(wú)休止?fàn)幷摰默F(xiàn)象，但它又束縛著人們聰明才智的充分發(fā)揮。按目前情況，采用這種組織結(jié)構(gòu)是必要的。但隨著工作方法和方式的改變，組織結(jié)構(gòu)也可改成動(dòng)態(tài)組成，只要群體成員間能相互了解，易于合作，也許這種非嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕M織結(jié)構(gòu)是可行的，可更好地發(fā)揮每個(gè)人的才干。 應(yīng)該說(shuō)到目前為止，設(shè)計(jì)工作還是由設(shè)計(jì)人員主宰一切，但事實(shí)上設(shè)計(jì)所牽涉的面很廣，包括市場(chǎng)的需求，生產(chǎn)是否可行，價(jià)格能否接受等問(wèn)題，因此在協(xié)同設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)群體應(yīng)包括各類(lèi)人員，除有關(guān)設(shè)計(jì)人員外，還應(yīng)有顧客、社會(huì)和人文科學(xué)人員、工藝人員、生產(chǎn)人員、管理人員等。
5、支持設(shè)計(jì)創(chuàng)新 創(chuàng)新是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的靈魂，如何利用計(jì)算機(jī)來(lái)支持創(chuàng)新，這是個(gè)新的課題。目前只能提供一種啟迪方法，如存入大量多媒體設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)方便地供設(shè)計(jì)人員查詢，從而可能引導(dǎo)出意想不到的富有創(chuàng)新的設(shè)計(jì)。又如利用CSCW工具，通過(guò)直接討論方式來(lái)相互啟發(fā)，產(chǎn)生新的設(shè)計(jì)思想，促進(jìn)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
可以預(yù)見(jiàn)CAD技術(shù)將有新的飛躍，同時(shí)還會(huì)引起一場(chǎng)設(shè)計(jì)變革。
6、新技術(shù)在CAD中的應(yīng)用 如上所述，CAD是吸收新技術(shù)最快的領(lǐng)域之一。下面僅以例子加以說(shuō)明：
（1）虛擬現(xiàn)實(shí)與CAD集成 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于CAD，使CAD技術(shù)主要在兩個(gè)方面得到提高：一是更逼真地看到正在設(shè)計(jì)的產(chǎn)品及其開(kāi)發(fā)過(guò)程；另一方面是提高交互能力，使設(shè)計(jì)人員或群體可以直接和所設(shè)計(jì)產(chǎn)品交互操作。VR技術(shù)在CAD中的應(yīng)用面也很廣，首先可以進(jìn)行各類(lèi)具有沉浸感的可視化模擬，用以驗(yàn)證設(shè)計(jì)的正確性和可行性。譬如說(shuō)可以用這種模擬技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，可以清楚地看到物體的變形過(guò)程和應(yīng)力分布情況，效果比實(shí)物實(shí)驗(yàn)還要好。其次它還可以在設(shè)計(jì)階段模擬零部件的裝配過(guò)程，檢查所用零部件是否合適和正確。做為副產(chǎn)品，它可生成加工詳細(xì)時(shí)間表，裝配材料詳細(xì)清單等，并直接存入數(shù)據(jù)庫(kù)。在概念設(shè)計(jì)階段，它可用于方案選比。特別是利用VR的交互能力，支持概念設(shè)計(jì)中的人機(jī)工程學(xué)，檢驗(yàn)操作時(shí)是否舒適、方便，這對(duì)摩托車(chē)、汽車(chē)、飛機(jī)等的設(shè)計(jì)特別有用，在協(xié)同設(shè)計(jì)中，利用VR技術(shù)，設(shè)計(jì)群體可直接對(duì)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行交互，應(yīng)包括共享設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)、討論和互操作等。另外VR技術(shù)還可用于開(kāi)發(fā)人－－人交互界面，更加逼真地感知到正在和自己交互的群體成員的存在和相互間的活動(dòng)。
盡管VR技術(shù)在CAD中的應(yīng)用前景很大，它的發(fā)展也很快，不過(guò)目前仍處實(shí)驗(yàn)階段，離廣泛推廣應(yīng)用還有一定距離。究其原因，首先是這類(lèi)設(shè)備價(jià)格昂貴，其次性能也有待進(jìn)一步改進(jìn)。頭盔和數(shù)據(jù)手套不但用起來(lái)很不方便，而且使用時(shí)間長(zhǎng)了，就會(huì)感覺(jué)到難受。另外，VR技術(shù)應(yīng)用于CAD本身也很有很多工作要做，包括VR數(shù)據(jù)的進(jìn)一步處理，以便更好地把CAD技術(shù)與VR技術(shù)集成起來(lái)。
（2）計(jì)算機(jī)安全 現(xiàn)在社會(huì)的工作、學(xué)習(xí)和生活已都離不開(kāi)計(jì)算機(jī)，某一行業(yè)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)遭破壞，就有可能使這個(gè)行業(yè)乃至整個(gè)社會(huì)受影響，甚至于癱瘓。工程或產(chǎn)品設(shè)計(jì)一樣也離不開(kāi)計(jì)算機(jī)，而且由于異地設(shè)計(jì)愈來(lái)愈多，對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴(lài)性也愈來(lái)愈大。同時(shí)，它所處理的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)不但數(shù)量大，而且往往有一定保密性，這是市場(chǎng)激烈竟?fàn)幩隆Ｒ虼巳绻鉀Q不了安全可靠問(wèn)題，就難以進(jìn)一步推廣應(yīng)用新的CAD系統(tǒng)。