设计是人类认识和改造世界的重要活动，我们周围世界中的一切人类的创造物无不需要设计。产品设计的目的是保证产品的功能,建立性能优良、成本低廉、价格最佳等的集成系统，它对产品的技术和经济效益起着决定性的作用。尤其在市场经济中，设计成为企业致胜的重要手段，也是振兴国民经济的关键所在。在70年代，CAD系统采用以超级小型机为基础的集中分时模式。到了80年代，分布式联网工作站已成为CAD的典型硬件环境，其性能价格比年复一年的迅速提高。进入90年代，CAD的发展呈现如下趋向：
　　（1） CAD的硬件支撑已从工作站扩展到个人计算机（pc）。彩色图形显示系统和图形加速卡已成为工作站和pc的通用设备；
　　（2） 各种各样的模型描述方法出现，并逐步标准化。工程数据库的研究和实现日益重要。以设计为核心的集成制造系统越来越实用和普及；
　　（3） CAD技术逐渐智能化，使CAD系统更灵活、易用、高效，并且有创造性。
　　CAD可以有效地提高设计的速度和质量，从而产生十分显著的经济效益。如果将设计、制作、工艺处理、管理等多个步骤用计算机集成处理，则产品的整个生产效益与质量可获极大改善。如果将人工智能引入CAD技术，则计算机可直接用于产品的创新，从而极大提高人类的创造能力。如果再将多媒体、网络技术引入CAD领域，并综合发挥设计师与计算机的互助功能，则企业可大大增强其产品翻新与占领市场的能力。今后10年CAD技术的这些发展方向可以概称为I⁴，即：集成化(Integrated)、智能化(Intelligend)、
网络化（InternetworRing）、人机交互化（Interactive）。
　　传统的CAD系统在实际应用中所面临的问题主要表现在两个方面：系统没有智能性，应用的环境缺乏集成。因此智能化、集成化研究是新一代CAD系统迫切需要解决的问题。要求未来的CAD系统能对工程设计者的所有阶段的工作提供支持（即系统和知识的集成），具有唯一的和共同的数据描述（即表达模型的集成），具有捕获错误、回答提问和建议解决方案等智能性。

2　人工智能(Artificial Intelligente)与CAD

　　AI研究的根本目的是试图利用计算机来模拟人的思维，因而早期的许多研究主要致力于微观机理的探索。由于超越了现实的可能性，忽视了客观复杂和问题多样性，从而使AI研究遇到了比想象要严重得多的压力和困难，进展十分缓慢。于是，科学家们开始对过去的战略思想和技术途径进行反思，其结果是AI的研究从微观机理的探索转向宏观研究人类思维活动的方向，特别是着重研究人类专家如何解决某些特定领域的难题。研究表明，人类专家依据的是他们所具有的丰富领域知识，并根据实际问题灵活运用这些知识。因此，领域知识和运用领域知识的能力是人类专家解决问题的关键所在。认识到知识在智能活动中的作用，是AI发展的重大突破。60年代中期以后，AI由追求通用的一般研究转入特定的具体研究，从而使AI真正走向社会、走向实际应用。30多年来，AI在各个领域的广泛应用，给人类社会带来了巨大的经济效益，也向人们展示了其强大的生命力。
　　智能CAD（Intelligent CAD）是AI和CAD技术相结合的一门综合性研究领域，它将AI的理论和技术用之于CAD之中，使CAD系统能够在某种程度上具有设计师般的智能和思维方法，从而把设计自动化引向深入，这是CAD技术在学术上深化的一个重要方向。

3　设计型专家系统——智能CAD系统

　　AI介入CAD形成智能CAD系统的重要形式——设计型专家系统。最通常的做法是利用已有的专家系统工具，开发针对某种设计的专家系统。专家系统开发工具是一个提供知识表达方法。知识库的管理系统、推理机制以及学习功能的计算机软件系统，当用户用所提供的知识表达方法恰当地表达出某一领域的知识时，专家系统开发工具就可以生成一个可以解决该领域问题的特定的专家系统。不少CAD研究者已经利用专家系统开发工具开发了专门的CAD专家系统。但是，这种使用经常局限在设计某一个以逻辑思维为主的局部，如对某一个问题和指标的咨询，或某一个过程的步骤的规划，这是因为目前的专家系统建立在逻辑推理的基础之上，而对于设计的核心问题——形状的综合，尚缺乏有效的处理方法。因此设计型专家系统需要进一步发展，才能应用到CAD过程的核心环节中去。
　　在工程设计中存在着许多非结构或半结构化的问题，一般没有合适的算法，而需要应用经验知识、逻辑推理和判断解决问题。其次由于知识的离散性和不系统性，专家们的知识、判断和决策也不一致，有时他们所作的决策未必最优。因此只有建立在知识工程技术上的真正设计型专家系统才有价值。在另一方面，通常产品的设计流程具有决策空间大、多目标、多约束等特点；对于任一产品的设计任务，都可以从不同角度，对整体目标、功能、任务、知识等进行逐层分解，并以树型

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