CAD / CAE（设计与工程分析）基础知识指南
什么是CAD与CAE？
CAD（Computer-Aided Design） 是“计算机辅助设计”，用于绘制产品的二维图纸或三维模型。
CAE（Computer-Aided Engineering） 是“计算机辅助工程”，用于对CAD模型进行结构、热力、流体、振动等方面的仿真分析。
CAD/CAE 是制造业、建筑业、汽车与航空产业中不可或缺的核心工具，是从“图纸设计”到“功能验证”的关键环节。
CAD / CAE 的常见流程与角色分工
- CAD设计师： 使用工具（如AutoCAD、SolidWorks、CATIA）进行产品建模与图纸输出
- CAE工程师： 使用仿真工具（如ANSYS、Abaqus、MSC Nastran）进行应力、热、动态等分析
- 开发工程师： 根据CAE结果优化产品结构或材料参数
- 制造团队： 参考CAD图纸进行实际生产或加工
通常由CAD建模起步，接着由CAE验证，最后反馈回设计优化，形成“设计→验证→改良”的循环。
常见CAD / CAE工具与应用领域
| 工具 | 主要功能 | 典型行业 |
|---|---|---|
| AutoCAD | 2D绘图、建筑平面图 | 建筑、土木、基础设施 |
| SolidWorks / Inventor | 3D建模、装配模拟 | 机械、制造、电子产品 |
| ANSYS / Abaqus | 有限元分析（FEA）、热力/结构分析 | 汽车、航天、精密设备 |
| CATIA / NX | 高精度三维设计与仿真集成 | 航空、汽车、重工 |
CAD / CAE 的价值与未来发展
- 缩短开发周期： 在实际生产前就能预测问题并改进
- 降低成本： 减少打样次数、降低材料浪费
- 提升精度： 高精度建模与仿真分析可保障品质
- 与AI/云端融合趋势： 利用AI进行设计优化、在云端协同作业
未来CAD/CAE将与PLM（产品生命周期管理）、IoT（物联网）等系统深度整合，形成智能制造的基础。