計算機輔助技術是機械設計制造領域的高新技術。是現代設計技術和先進制造技術的典型代表。它涵蓋了計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助工程分析(CAE)、計算機輔助工藝過程設計(CAPP)和計算機輔助制造(CAM)等方面的內容。

　　4C是CAD，CAE，CAPP/CAM的簡稱，“/”有集成之意.4個C構成一個系統，故稱4C系統集成。當今流行的實際應用軟件.中端的多為2C集成。高端的則為3C集成或4C集成。

　　1 4C系統集成概述

　　1.1 4C系統集成的必要性

　　由于技術發展的歷史原因，CAD、CAE、CAPP和CAM基本上都是各自獨立發展起來的，各子系統之間缺乏有機的聯系，即由于數據模型彼此不相容，導致各子系統之間無法進行信息的自動傳遞和交換。

　　隨著制造業自動化、信息化和智能化的不斷發展以及日趨激烈的市場競爭的迫切需要，各子系統逐漸彼此靠攏，并最終緊密結合(集成)在一起。這樣。各子系統之間由于有了統一的數據庫和數據接口，便可自動進行信息的傳遞和交換。從而大大提高工作效率，縮短產品研制周期，增強企業的市場競爭力。

　　1.2 4C系統集成的含義

　　4C系統集成從本質上講應該包括信息集成、過程集成和功能集成。不過。目前大多數僅指信息集成，即把CAD、CAE、CAM(包含CAPP和NC)軟件有機地結合在一起，用統一的執行程序來控制和組織各功能模塊間的信息提取、轉換和共享，從而使得系統內信息暢通和協調運行。

　　1.3 4C系統集成的目的

　　4C系統集成的目的是提供一種能覆蓋以某類產品為主的，具有更高效能的設計、分析和制造的整體系統。要求做到如下兩個方面。

　　1.3.1實現信息數據的存儲、處理、傳遞和轉換。達到軟件資源和信息共享。避免不必要的重復和冗余。

　　1.3.2使應用成果能夠進行綜合性的優化處理，發揮出單項子系統達不到的整體效益。

　　2 4C軟件的發展趨勢

　　2.1集成化。

　　CAD/CAE/CAPP/CAM中的“/”即表示集成。是CAD/CAE/CAPP/CAM是一個現代制造型企業計算機應用的主干。集成化是CAD，CAE，CAPP/CAM技術發展的一個最為顯著的趨勢，是指CAD、CAE、CAPP、CAM以至PPC(生產計劃與控制)等各種功能不同的軟件有序地結合起來，用統一的執行策略來組織各種信息的提取、交換、共享和處理，以保證系統內部信息流的暢通，并協調各系統有效地運行。

　　例如，Pro/ENGINEER(CAD，CAE/CAM的基本平臺)與Pro/MECHANICA(機械分析專用模塊)、Windcill(PLM專用模塊)之間平滑連接。能夠很好地滿足用戶對CAD，CAE/CAM系統集成化的要求。Pro/E是采用單一數據庫，各模塊全相關、完全集成。

　　2.2參數化、變量化、三維化。

　　即在二維造型技術中使用以PTC公司的Pro/E為代表的參數化造型技術和以UGS公司的UGNX為代表的變量化造型技術，隨著計算機軟硬件技術的飛速發展.單純的二維設計勢必將由三維設計(含由三維實體設計自動生成二維工程圖設計)完全取代。

　　二維設計是工業化時代的產物.與工業化時代生產力發展水平相適應。二維工程圖紙作為一種世界通用的工程語言。是工業化時代機械設計，制造和質量管理的依據。

　　三維設計是信息化時代的產物，是在繼承二維設計工程語言的基本內核和語言元素的基礎上，把三維設計思維方式、計算機技術和三維數字模型表現形式完美結合的最新科技成果，它兼容二維設計技術，與信息化時代產品數字化設計和制造技術相適應。大量的實踐案例證明，三維設計具有二維設計無法比擬的優越性。國內越來越多的企業已經或準備采用三維軟件進行產品數字化設計與制造。從整體狀況來看，三維軟件尚處于推廣應用階段。大多數企業還沿用傳統的二維設計。

　　2.3網絡化。即全球化

　　從獲取需求信息，到產品分析設計、選購原輔材料和零部件、進行加工制造.直至營銷的整個過程都全球化。

　　例如。PTC的Windchill使得整個商務的動作過程不再受地域的限制.工程師可使用Pro/ENGINEER及Pro/MECHANlCA協同產品的設計、分析、仿真的過程，快速有效地設計產品。

　　2.4自動化、智能化

　　將CAD/CAE/CAM中的“A”逐漸由“輔助”變成“自動化”、“智能化”.也就是全面引入人工智能技術，采用專家系統，原來繁瑣的操作逐漸由計算機智能化地進行處理。專家系統將企業許多有關專業范圍內的經驗、準則結合在一起，使計算機具有邏輯推理和決策判斷能力。

　　例如,Pro/ENGINEER提供了良好的、開放的二次開發接口，工程師可以將企業中多年積累的經驗通過接口與Pro/NGINEER結合起來。生成符合企業自身條件的CAD/CAE/CAM系統，在小范圍內實現設計與制造自動化，提高生產率。

　　又如，CATIA的智件(Knowledgeware)模塊是幫助企業捕捉、共享和重用資產的一套工具。通過對有價值的、企業現有信息的重用，產品生命周期管理.促進設計自動化。此外.企業還可以將設計規則重新應用于新的產品定義，例如，如果設計人員修改了零件模型，借助智件，相關刀具模型也將根據現有技術規則自動更新。集成開發和知識的捕捉與重用是成功實施PLM的根本要素。除了產品“是什么”(組件)之外，智件解決方案還捕捉和管理“為什么”和“怎樣”(集體知識)。

　　2.5標準化

　　目前國際標準化組織已經頒布了新的產品數據轉換標準STEP，我們國家也即將建立圖文并茂;參數化的標準件庫，替代現行的各種形式的標準化手冊。這些工作是建立全局產品數據模型.實現4C軟件系統集成化、網絡化的基礎和前提，是企業未來發展的必經之道。

　　3結語

　　4C軟件系統自身也是必須遵循產品生命周期規律的。主流4C軟件系統都已經過20多年的歷史洗禮，但是究竟誰能成為百年老字號.還得拭目以待。有資料稱，CATIA自推出V5版之后.它的收入(revenue)增長速度是最快的。在大型企業和公司這方面。CATIA有著絕對的優勢。現在CATIA主要是在發展中小型企業用戶，當然它的中小型企業的用戶數量也在不斷地增長。適時預測主流4C軟件系統的發展趨勢，對我們準確選擇好學習的主攻方向有著重要意義。