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?；虮磉_(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(hù)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。