各种机械设计软件比较

yuhongsheng

来自龙振工作室

本工作室将时下的CAD软件分为以下三级：

1. 低阶CAD软件

这级的软件有：AutoCAD、QCAD、Microstation等，而以知名的AutoCAD为代表。这类软件代表的是过去以2D为设计绘图的思维，所以在画2D施工图的功能方面，都让人无话可说。它们的优点是：命令功能易学，且符合现有图学教育体系的传统思维，缺点就是缺乏3D的思维，当过份习惯以2D思考时，还会导致学习3D时的严重障碍。而AutoCAD虽然提供了3D的功能，但都不符合3D主流架构。



2. 中阶CAD软件

这级的软件有：SOLIDWORKS、SolidEdge、Inventor等，而以历史最老，Third Party(第三方)厂商最多的SolidWorks为代表。SolidWorks和稍后我们要提到的CATIA，都是法国达索（Dassault）公司旗下子公司的产品。而SolidWorks是Dassault System公司的产品。对机械专业来说，这一层级的CAD软件是在3D时代里，用来取代2D CAD软件的。所以，很多人会告诉您：要用AutoCAD，不如直接从SolidWorks上手。但是在这一层级中的软件竞争非常激烈，主要是由Autodesk的Inventor对上SolidWorks，但从企业的采用度上来看，显然还是SolidWorks占上锋。中型CAD的划分是以软件功能和曲面精细度来作判别标准的。对SolidWorks来说，它现在正在极力要摆脱此层级，而希望提升到高阶大型的那一级。因此，大家可以发现SolidWorks正广纳其Third Party模块，使其具备CAD/CAM/CAE的广度，同时也在改善其软件的精细度。至于成效如何，我们正拭目以待！



3. 高阶大型CAD/CAM/CAE软件

这级的软件有：Pro/ENGINEER、Catia、UG等。说实在话，这3个软件虽然彼此竞争，但各擅胜场。里面整体功能和精度公认最好的就是Catia，它是法国达索航空公司(Dassault Aviation)的产品，因为它是CAD/CAM软件的祖师爷“CADAM”的继承者，但是它也是最贵的。竞争比较厉害的则是Pro/ENGINEER和UG。Pro/ENGINEER在造型设计方面的功能较强，而UG则在制造方面占有优势，目前则是因为造型设计是工业设计的最上游，所以Pro/ENGINEER较占有优势。在很多3C产品设计上，多数都使用Pro/ENGINEER来做造型。然而，即便是造型设计，纯就功能面和曲面精密度来讲，Catia要比Pro/ENGINEER更优，那为什么Pro/ENGINEER的市占率要优于Catia呢？两个原因，一个是价格比Catia低，企业基于成本考虑而采用；另一个是Pro/ENGINEER从工作站下放到个人计算机的时间要比Catia早很多，即较早成熟并取得先机。当然，软件推广商的态度也有关系。Catia经销商的姿态总让我猜想他们可能宁愿赚飞机公司代工设计的钱（比较有利润），也不愿赚卖软件的钱。UG在过去一直是逆向（抄数）方面的佼佼者，它在NC方面的功能很获得好评，所以在汽车业、制造业里拥有很多支持者。台湾就是因为缺乏汽车制造业和大型工业，只有模具厂在用，所以UG在台湾的市场很小。不过，这在工业较均衡发展的大陆就不同了。

从上面的叙述中，您可以看出：在高级层级的三大CAD/CAM/CAE软件中，会因为应用的机械专业不同而有不同取向。如果是以造型设计为主的，可以采用Pro/ENGINEER；如果是以制造为主的，用UG可能是不错的选择；如果企业有钱，可以用更好的软件，那就可以试试Catia。总之，这个层级的CAD软件都有庞大的模块内涵，CAD基础没打好的人，不一定可以顺利使用这些软件。




关于CAD的学习

首先，我们认为CAD的初学者一定要先学AutoCAD，因为现有的教育体系和识图系统都还是先平面（2D）后立体（3D）的教育，坦白说，以平面出发的制图或设计概念，多少会挫伤学习者的立体识图能力，但是这也是莫可奈何的！所以，在我们AutoCAD系列丛书里，会尽量先将几何图学的概念铺陈上去，然后再往上加上机械或建筑等专业方面的制图惯例。在这个阶段，初学者可以体验CAD的效能和特有的优势，同时又可以了解如何画出一张合格的平面工程图。如果要以学制来形容这个层级的话，AutoCAD很适合在高工阶段学习它。

接下来，在机械专业方面，我们建议学习以3D建模为软件基础结构的SolidWorks。初学者到此已变为入门者，他们需要开始创建立体几何的概念。SolidWorks的优点就是操作命令简单易学，让我们可以很清晰的将建模的流程和立体概念说明清楚。同时，它的指令设计和周边的零件库供应，简直就像针对加工厂层级需要的，因此工厂里的人很容易接受它。若要以学制来形容这个层级的话，SolidWorks很合适在专科或技术学院阶段学习它。

除非有特别的理由（例如，市场占有率突然激增），在这两个层级中，我们并不建议大家再去花时间学习同级的其它CAD软件。即便是QCAD、Microstation或Inventor等软件也很有名，但是较多企业接受的就是AutoCAD和SolidWorks。职场上也会因为这类人才取得比较容易，不需要特别再花钱培训，而有意愿采用它。我经常讲：台商的工厂在成本控制上非常有一套，就是他们可以集成上、下游供应链中会增加成本的项目。而软件的集成也经常是其中的一环。通常一个产业不会让其上、下游厂商使用不同的软件，来自找麻烦，增加成本。因此，软件只要好用，一旦被认可，其他竞争软件就很难再挖墙脚。

再上来的最高CAD层级，就是战国割据，各有擅长的局面了！通常这个层级的CAD软件都是大型的，即包含CAD/CAM/CAE等模块。有趣的是，基本上比的还是CAD，CAM大家都有，但是Cimatron和UG会比较受肯定，CAE大家也都有，但是有名的却是如ADAMS或ANSYS这类的独立软件。


　
三级CAD软件和采用企业的关系，既然CAD软件分三级，那么我们怎么知道有哪些企业会采用哪些软件呢？


对大陆现阶段而言，某些企业不一定都使用合法软件，所以可以放任工程师使用自己熟悉的软件。但是像台湾，为了要争取国际性的案件，所以都要使用合法的软件，公司也都提供合法软件。当然，未来大陆上多数的企业也都必然会走向台湾的这个趋势，即：合法软件将是企业的经营成本之一。
以下都是假设要使用合法软件的前题下。因为如果不考虑合法软件，那就可以任意使用功能最好的软件，那讨论就没有意义。当企业决定采用合法软件时，功能最好的软件价格可能最贵，那企业就要认真评估考虑以下重点：

n   企业的产品是不是真的需要功能最好的软件才能设计出来！这牵涉到企业的投资成本、生产效益和操作人才的取得。

n   企业所处的产业上、下游都在用什么软件，是否要大家一致。这牵涉到图形文件交换或转换所需要的时间和人力成本支出。

n   所用软件是否可以长期不间断开发。这牵涉到若要变换软件时，一定会产生的人才和技术库（零件库）损失。


在经营者这样的考虑下，经常会影响到某些CAD软件的市占率。以下来说明CAD软件和采用企业性质的关系：

CAD软件层级与采用企业性质

低阶
低阶的CAD软件，如AutoCAD，已经是学校都教的软件，一般仍使用传统2D工程图来做制造的加工厂或设计单位，都还要用到它。以成本来看，这类软件价格比较低，加上大家都会用，所以进入职场后，看到它的机会很普遍。传统的2D工程图（施工图），一般以三视图来显示，它的优点是尺寸标注清楚，施工者不易搞错，设计和施工的责任区分也较明显，因此在制造上仍有绝对的优势。大家千万不要以为3D设计是现在的趋势而看轻它，倒是现在因为都有3D模型，所以会在2D的图面上辅之以立体视面，来让施工图更清楚。但是2D的施工图面仍是非常必要的。从另一个观点来看，此级软件所有企业的人都会用，只是在用多用少而已！

中阶
某一些企业，它的产品不牵涉复杂的曲线，尤其是生产零件的零件厂，就可以使用这一级的软件。这一级的软件，如SolidWorks，简单易学，很多在学习高等大型CAD中遇到挫折的人，可以转而进到这个层级。对采用此级软件的企业来说，人才和软件成本可以降到最低。这类企业在目前机械业中，算是最广的。但是在这些企业之中，也有很多因为不花钱买软件，所以就直接采用诸如Pro/E、UG等大型CAD软件（事实上，它们的产品可能用SolidWorks就可以处理了）。因此，实际上的用量不一定会和您感觉的一样。

高阶
对那些原创性强、制造精度要求高、具有开发或研发需求、精密模具厂，或是外商企业，它们的产品是按工业设计的标准流程来设计制造（或是其中的一环）的；这类的企业就需要成本价格高，但功能也强的高等大型CAD软件。当然，要使用这类的软件，绝对要从3D往2D的方向走，同时要涵盖整个CAD/CAM/CAE范畴，而操作者的基础和功力也要够。所以，您常见的汽车、3C电子产品、家电用品、航空科技…，都是可以使用这类软件的企业。

以现阶段的局势发展来看，CAD软件的市场或许已经不再像几年前般的诡谲多变，因为“四国鼎立”(Dassault，PTC，UGS，Autodesk)的局面，已经成型。

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