解决方案 / SOLUTION

CATIA是法国达索公司的产品开发CAD/CAE/CAM一体化软件，是英文 Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application（计算机辅助三维应用程序接口） 的缩写。它的内容涵盖了产品从概念设计、工业设计、三维建模、分析计算、动态模拟与仿真、工程图的生成到生产加工成产品的全过程，其中还包括了大量的电缆和管道布线、各种模具设计和分析、人机交换等实用模块。CATIA不但能够保证企业内部设计部门之间的协同设计功能，而且还可以提供企业整个集成的设计流程和端对端的解决方案。

1.产品及服务

模块化的CATIA系列产品旨在满足客户在产品开发活动中的需要，包括风格和外型设计、机械设计、设备与系统工程、管理数字样机、机械加工、分析和模拟。CATIA产品基于开放式可扩展的V5架构。通过使企业能够重用产品设计知识，缩短开发周期，CATIA解决方案加快企业对市场的需求的反应。

自1999年以来，市场上广泛采用它的数字样机流程，从而使之成为世界上最常用的产品开发系统。CATIA系列产品已经在七大领域里成为首要的3D设计和模拟解决方案：汽车、航空航天、船舶制造、厂房设计、电力与电子、消费品和通用机械制造。

2.核心技术
CATIA先进的混合建模技术
设计对象的混合建模：在CATIA的设计环境中，无论是实体还是曲面，做到了真正的互操作；
变量和参数化混合建模：在设计时，设计者不必考虑如何参数化设计目标，CATIA提供了变量驱动及后参数化能力。
几何和智能工程混合建模：对于一个企业，可以将企业多年的经验积累到CATIA的知识库中，用于指导本企业新手，或指导新车型的开发，加速新型号推向市场的时间。
CATIA具有在整个产品周期内的方便的修改能力，尤其是后期修改性

无论是实体建模还是曲面造型，由于CATIA提供了智能化的树结构，用户可方便快捷的对产品进行重复修改，即使是在设计的最后阶段需要做重大的修改，或者是对原有方案的更新换代，对于CATIA来说，都是非常容易的事。
CATIA所有模块具有全相关性

CATIA的各个模块基于统一的数据平台，因此CATIA的各个模块存在着真正的全相关性，三维模型的修改，能完全体现在二维，以及有限元分析，模具和数控加工的程序中。
并行工程的设计环境使得设计周期大大缩短

CATIA 提供的多模型链接的工作环境及混合建模方式，使得并行工程设计模式已不再是新鲜的概念，总体设计部门只要将基本的结构尺寸发放出去，各分系统的人员便可开始工作，既可协同工作，又不互相牵连；由于模型之间的互相联结性，使得上游设计结果可做为下游的参考，同时，上游对设计的修改能直接影响到下游工作的刷新。实现真正的并行工程设计环境。

CATIA覆盖了产品开发的整个过程

CATIA 提供了完备的设计能力：从产品的概念设计到最终产品的形成，以其精确可靠的解决方案提供了完整的2D、3D、参数化混合建模及数据管理手段，从单个零件的设计到最终电子样机的建立；同时，作为一个完全集成化的软件系统，CATIA将机械设计，工程分析及仿真，数控加工和CATweb网络应用解决方案有机的结合在一起，为用户提供严密的无纸工作环境，特别是CATIA中的针对汽车、摩托车业的专用模块,使CATIA拥有了最宽广的专业覆盖面，从而帮助客户达到缩短设计生产周期、提高产品质量及降低费用的目的。

3.行业应用

CATIA比较广泛的用于汽车、航空航天、轮船、军工、仪器仪表、建筑工程、电气管道、通信等方方面面。最大的客户有：通用（同时使用UG），波音麦道，空客，福特，大众，戴克，宝马，沃尔沃，标致雪铁龙，丰田，本田，雷诺，达索飞机，菲亚特，三菱汽车，西门子，博世，现代，起亚，中国的上汽，一汽，东风等大公司。欧盟以及其成员国军方，美国军方都是其忠实的用户。例如：

航空航天

　　CATIA 源于航空航天工业，是业界无可争辩的领袖。以其精确安全，可靠性满足商业、防御和航空航

的Boeing 777 和Boeing 737，Dassault 飞机公司（法国）的阵风（Rafale）战斗机、Bombardier飞机公司（加拿大）的Global Express 公务机、以及Lockheed Martin飞机公司（美国）的Darkstar无人驾驶侦察机。Boeing飞机公司在Boeing 777项目中，应用CATIA设计了除发动机以外的100%的机械零件。并将包括发动机在内的100%的零件进行了预装配。Boeing 777也是迄今为止，唯一进行100%数字化设计和装配的大型喷气客机。参与Boeing 777项目的工程师、工装设计师、技师以及项目管理人员超过1700人，分布于美国、日本、英国的不同地区。他们通过1,400套CATIA 工作站联系在一起，进行并行工作。Boeing 的设计人员对777的全部零件进行了三维实体造型，并在计算机上对整个777进行了全尺寸的预装配。预装配使工程师不必再制造一个物理样机，工程师在预装配的数字样机上即可检查和修改设计中的干涉和不协调。Boeing 飞机公司宣布在777项目中，与传统设计和装配流程相比较，由于应用CATIA节省了50%的重复工作和错误修改时间。尽管首架777的研发时间与应用传统设计流程的其他机型相比，其节省的时间并不是非常的显著，但Boeing飞机公司预计，777后继机型的开发至少可节省50%的时间。CATIA 的后参数化处理功能在777的设计中也显示出了其优越性和强大功能。为迎合特殊用户的需求，利用CATIA 的参数化设计，Boeing 公司不必重新设计和建立物理样机，只需进行参数更改，就可以得到满足用户需要的电子样机，用户可以在计算机上进行预览。

汽车工业

　　CATIA是汽车工业的事实标准，是欧洲、北美和亚洲顶尖汽车制造商所用的核心系统。CATIA 在造型风格、车身及引擎设计等方面具有独特的长处，为各种车辆的设计和制造提供了端对端（end to end ）的解决方案。CATIA 涉及产品、加工和人三个关键领域。CATIA 的可伸缩性和并行工程能力可显著缩短产品上市时间。

　　一级方程式赛车、跑车、轿车、卡车、商用车、有轨电车、地铁列车、高速列车，各种车辆在CATIA 上都可以作为数字化产品，在数字化工厂内，通过数字化流程，进行数字化工程实施。CATIA 的技术在汽车工业领域内是无人可及的，并且被各国的汽车零部件供应商所认可。(比如我国，哈尔滨、西安、成都、景德镇、上海和沈阳等飞机制造公司都选用CATIA为其核心软件。一汽集团、郑州宇通、奇瑞汽车、沈阳金杯、上海大众、北京吉普和武汉神龙等汽车制造公司也都选用CATIA)

4.版本发展

CATIA V4版本具有强大的曲面、结构设计能力，无以伦比的精度，目前为以上客户的主要设计软件。波音777飞机除了发动机以外的所有零部件以及总装完全采用CATIA V4，从概念设计到最后调试运行成功实现完全无纸化办公。可见CATIA功能之强大。

CATIA V4只能运行在IBM的UNIX图形工作站上，为了更通用的运行于各种不同的图形工作站平台和PC，V5随之诞生，它包括服务器-工作站版本和单机节点版本，工作站版本可运行于各种类型的图形工作站和Windows或各种版本的Unix操作系统下（Linux下不行），而单机版本可运行于PC机、笔记本上Windows或其他操作系统下。非常赏心悦目的软件界面，较之V4更简单易用但更强大功能使CATIA V5成为福特，丰田等公司转向CATIA的原因，而大众，戴克，标致雪铁龙等公司也因此不遗余力的从V4平台转向V5。

在CATIA V5的开发过程中应用了许多先进的技术，例如：C++语言、面向对象的设计思想、基于JAVA和Web的技术、STEP-SDAI、 OpenGL、 OLE/CorbRa、 Visual Basic等。可进行二次开发。

V6最新发布

　　2010 年 7月1日，上海 ——全球3D技术和产品全生命周期管理（PLM）解决方案的领导者达索系统（Dassault Systèmes）今天推出了PLM 2.0平台的最新版本V6R2011，作为该公司逼真体验（Lifelike Experience）战略实施的一部分。V6R2011在协同创造方面有着前所未有的新进展，拥有874种新特性、更多的协同创新增强技术以及全新的V6 Academia（学术界）解决方案。

CATIA V6R2011

V6R2011是基于达索系统V6平台的最新版本，也是符合达索系统提出的PLM2.0概念的最新一代平台。V6R2011在逼真体验、协同创造及协作创新方面均树立了新的行业标准。CATIA在系统功能及内容方面进一步增强，并专为汽车、航空航天、机器人和能源等领域的复杂系统高级建模新增了11个Dymola技术与组件库。

（DynaSIM Dymola 是应用在机械、电气等领域的系统动态仿真和交互软件。
Dymola 是瑞典 Dynasim 公司建立在先进的理论基础之上的仿真建模软件，广泛用在汽车，航空，航天等领域，是机电系统仿真不可多得的帮手。Dymola 提供了直观的图形用户界面以方便大系统的高效建模。现在Dymola 软件已经被法国达索公司收购，最新版本是7.4。

 Dymola 拥有由不同领域的模型库，如：机械、电子、控制、热、气体力学、液压、传动力学、热力学、机械动力学、空调系统等。  多领域建模和仿真的能力使您可以为任何能用微分方程或代数方程描述的组件实现建模和仿真。）

5.竞争优势

CATIA的竞争对手包括UG NX，Pro/E，Topsolid, Cinmatron。其中NX和Pro/E与CATIA可谓三分天下。目前CATIA在设计与工程软件中占有最多的市场份额。这来源于其如此强大的客户来源和军工背景。与其竞争对手相比，CATIA的优势在于赏心悦目的界面，易用而强大的功能，在汽车、航空航天、造船等专用行业强大的功能支持等，IT老大IBM的全球销售合作。还有很重要的一点，就是来自CATIA母公司，达索系统Dassault Systemes其他兄弟软件的支持：
1. Delmia，强大的生产线规划和管理软件，配合Catia完成制造可行性分析和实施；
2. Inovia，强大的数据管理和设计支持系统
3. Smarteam，强大的PLM软件，与UGS Team Center并列为PLM最成功的软件，PLM的鼻祖。
4. VPM，设计数据共享平台，跨国公司各设计中心可使用此软件进行数据和信息状态共享
5. Solidworks，三维工程软件在全球中端市场的统治者，被达索公司收购后，成为打击其他中端软件的招牌武器，并且有效的支持高端软件CATIA在中低端市场的渗透
6. Abaqus，最强大的FEM软件之一，优势是非线性、动态、隐式计算，成为可以有效解决汽车与航空航天领域复杂问题的有效工具，与LS-DYNA并列为高端CAE软件2巨头。

6.主要功能和模块

　先看课件总体介绍　

CATIA拥有远远强于其竞争对手的曲面设计模块，在此有必要介绍一下：

1.Generic Shape Design

　　简称GSD，创成式造型，非常完整的曲线操作工具和最基础的曲面构造工具，除了可以完成所有曲线操作以外，可以完成拉伸，旋转，扫描，边界填补，桥接，修补碎片，拼接，凸点，裁剪，光顺，投影和高级投影，倒角等功能，连续性最高达到G2，生成封闭片体Volume，完全达到普通三维CAD软件曲面造型功能，比如Pro/E。完全参数化操作。

2.Free Style Surface

　　简称FSS,自由风格造型，几乎完全非参。除了包括GSD中的所有功能以外，还可完成诸如曲面控制点（可实现多曲面到整个产品外形同步调整控制点、变形），自由约束边界，去除参数，达到汽车A面标准的曲面桥接、倒角、光顺等功能，所有命令都可以非常轻松的达到G2。凭借GSD和FSS，CATIA曲面功能已经超越了所有CAD软件，甚至同为汽车行业竞争对手的UG NX。

3.Automotive Class A

　　简称ACA，汽车A级曲面，完全非参，此模块提供了强大的曲线曲面编辑功能，和无比强大的一键曲面光顺

  

应用CATIA的丰田F1

[1]

功能。几乎所有命令可达到G3，而且不破坏原有光顺外形。可实现多曲面甚至整个产品外形的同步曲面操作（控制点拖动，光顺，倒角等）。对于丰田等对A级曲面要求近乎疯狂（全G3连续等）的要求，可应付自如。目前只有纯造型软件，比如Alias,Rhino可以达到这个高度，却达不到CATIA的高精度。

4.FreeStyle Sketch Tracer

　　简称FST，自由风格草图绘制，可根据产品的三视图或照片描出基本外形曲线。

5.Digitized Shape Editor

　　简称DSE，数字曲面编辑器，根据输入的点云数据，进行采样，编辑，裁剪已达到最接近产品外形的要求，可生成高质量的mesh小三角片体。完全非参。

6.Quick Surface Reconstruction

　　，快速曲面重构，根据输入的点云数据或者mesh以后的小三角片体，提供各种方式生成曲线，以供曲面造型，完全非参。

7.Shape Sculpter,

　　小三角片体外形编辑，可以对小三角片体进行各种操作，功能几乎强大到与CATIA曲面操作相同，完全非参。

8.Automotive BIW Fastening

　　汽车白车身紧固，设计汽车白车身各钣金件之间的焊接方式和焊接几何尺寸。

9.Image & Shape

　　可以像捏橡皮泥一样拖动，拉伸，扭转产品外形、增加“橡皮泥块”等方式以达到理想的设计外形。可以极其快速的完成产品外形概念设计。

　　1~9包括在Shape design & Styling模块中

10.Healing Assistant

一个极其强大的曲面缝补工具，可以将各种破面缺陷自动找出并缝补。

CATIA自有标准件库

　　指CATIA系统自带的标准件库，其包含螺栓，螺母，螺钉，螺柱，键，销，垫圈，挡圈，密封圈，弹簧，型材，法兰等常用零部件，模型数据可被直接调用。