建模領域的王者——Catia

CATIA是法國達索公司的產品開發(fā)旗艦解決方案。作aPLM協(xié)同解決方案的一個重要組成部分，它可以幫助制造廠商設計他們未來的產品，并支持從項目前階段、具體的設計、分析、模\x00、組裝到維護在內的全部工業(yè)設計流程。

模塊化的CATIA系列產品旨在滿足客戶在產品開發(fā)活動中的需要，u括風格和外型設計、機械設計、設備與系統(tǒng)工程、管理數字樣機、機械加工、分析和模擬。CATIA產品基于開放式可擴展的V5架構。

通過使企業(yè)能夠重用產品設計知識，縮短開發(fā)周期，CATIA解決方案加快企業(yè)對市場的需求的反應。自1999年以來，市場上廣泛采用它的數字樣機流程，從而使之成為世界上最常用的產品開發(fā)系統(tǒng)。

CATIA系列產品已經在七大領域里成為首要的3D設計和模擬解決方案：汽車、航空航天、船舶制造、廠房設計、電力與電子、消費品和通用機械制造。

CATIA先進的混合建模技術

設計對象的混合建模：在CATIA的設計環(huán)境中，無論是實體還是曲面，做到了真正的互操作；

CATIA建模技術

變量和參數化混合建模：在設計時，設計者不必考慮如何參數化設計目標，CATIA提供了變量驅動及后參數化能力。

幾何和智能工程混合建模：對于一個企業(yè)，可以將企業(yè)多年的經驗積累到CATIA的知識庫中，用于指導本企業(yè)新手，或指導新車型的開發(fā)，加速新型號推向市場的時間。

CATIA具有在整個產品周期內的方便的修改能力，尤其是后期修改性。

無論是實體建模還是曲面造型，由于CATIA提供了智能化的樹結構，用戶可方便快捷的對產品進行重復修改，即使是在設計的最后階段需要做重大的修改，或者是對原有方案的更新?lián)Q代，對于CATIA來說，都是非常容易的事。

CATIA所有模塊具有全相關性

CATIA的各個模塊基于統(tǒng)一的數據平臺，因此CATIA的各個模塊存在著真正的全相關性，三維模型的修改，能完全體現(xiàn)在二維，以及有限元分析，模具和數控加工的程序中。

并行工程的設計環(huán)境使得設計周期大大縮短

CATIA 提供的多模型鏈接的工作環(huán)境及混合建模方式，使得并行工程設計模式已不再是新鮮的概念，總體設計部門只要將基本的結構尺寸發(fā)放出去，各分系統(tǒng)的人員便可開始工作，既可協(xié)同工作，又不互相牽連；由于模型之間的互相聯(lián)結性，使得上游設計結果可做為下游的參考，同時，上游對設計的修改能直接影響到下游工作的刷新。實現(xiàn)真正的并行工程設計環(huán)境。

CATIA覆蓋了產品開發(fā)的整個過程

CATIA提供了完備的設計能力：從產品的概念設計到最終產品的形成，以其精確可靠的解決方案提供了完整的2D、3D、參數化混合建模及數據管理手段，從單個零件的設計到最終電子樣機的建立；同時，作為一個完全集成化的軟件系統(tǒng)，CATIA將機械設計，工程分析及仿真，數控加工和CATweb網絡應用解決方案有機的結合在一起，為用戶提供嚴密的無紙工作環(huán)境，特別是CATIA中的針對汽車、摩托車業(yè)的專用模塊，使CATIA擁有了最寬廣的專業(yè)覆蓋面，從而幫助客戶達到縮短設計生產周期、提高產品質量及降低費用的目的。

CATIA誕生

CATIA是法國Dassault System公司旗下的CAD/CAE/CAM一體化軟件，Dassault System 成立于1981年，CATIA是英文Computer Aided Three-Dimensional Interface Application的縮寫。

在70年代Dassault Aviation成為了第一個用戶，Dassault Aviation是世界著名的航空航天企業(yè)，其產品以幻影2000和陣風戰(zhàn)斗機最為著名。

從1982年到1988年，CATIA相繼發(fā)布了1版本、2版本、3版本，并于1993年發(fā)布了功能強大的4版本，現(xiàn)在的CATIA軟件分為V4版本和 V5版本兩個系列。V4版本應用于UNIX 平臺，V5版本應用于UNIX和Windows兩種平臺。

CATIA如今其在CAD/CAE/CAM以及PDM領域內的領導地位，已得到世界范圍內的承認。

其銷售利潤從最開始的一百萬美圓增長到現(xiàn)在的近二十億美元。雇員人數由20人發(fā)展到2，000多人。居世界CAD/CAE/CAM領域的領導地位，廣泛應用于航空航天、汽車制造、造船、機械制造、電子\電器、消費品行業(yè)，它的集成解決方案覆蓋所有的產品設計與制造領域，其特有的DMU電子樣機模塊功能及混合建模技術更是推動著企業(yè)競爭力和生產力的提高。

CATIA提供方便的解決方案，迎合所有工業(yè)領域的大、中、小型企業(yè)需要。包括：從大型的波音747飛機、火箭發(fā)動機到化妝品的包裝盒，幾乎涵蓋了所有的制造業(yè)產品。在世界上有超過13,000的用戶選擇了CATIA。CATIA源于航空航天業(yè)，但其強大的功能已得到各行業(yè)的認可，在歐洲汽車業(yè)，已成為事實上的標準。CATIA的著名用戶包括波音、克萊斯勒、寶馬、奔馳等一大批知名企業(yè)。其用戶群體在世界制造業(yè)中具有舉足輕重的地位。波音飛機公司使用CATIA完成了整個波音777的電子裝配，創(chuàng)造了業(yè)界的一個奇跡，從而也確定了CATIA在CAD/CAE/CAM 行業(yè)內的領先地位。

• CATIA行業(yè)應用：

航空航天

CATIA源于航空航天工業(yè)，是業(yè)界無可爭辯的領袖。以其精確安全，可靠性滿足商業(yè)、防御和航空航天領域各種應用的需要。在航空航天業(yè)的多個項目中，CATIA被應用于開發(fā)虛擬的原型機，其中包括Boeing飛機公司（美國）的Boeing777和Boeing737，Dassault飛機公司（法國）的陣風（Rafale）戰(zhàn)斗機、Bombardier飛機公司（加拿大）的Global Express公務機、以及Lockheed Martin飛機公司（美國）的Darkstar無人駕駛偵察機。Boeing飛機公司在Boeing777項目中，應用CATIA設計了除發(fā)動機以外的100%的機械零件。并將包括發(fā)動機在內的100%的零件進行了預裝配。Boeing777也是迄今為止，唯一進行100%數字化設計和裝配的大型噴氣客機。參與Boeing777項目的工程師、工裝設計師、技師以及項目管理人員超過1700人，分布于美國、日本、英國的不同地區(qū)。他們通過1,400套CATIA工作站聯(lián)系在一起，進行并行工作。Boeing的設計人員對777的全部零件進行了三維實體造型，并在計算機上對整個777進行了全尺寸的預裝配。預裝配使工程師不必再制造f個物理樣機，工程師在預裝配的數字樣機上即可檢查和修改設計中的干涉和不協(xié)調。Boeing飛機公司宣布在777項目中，與傳統(tǒng)設計和裝配流程相比較，由于應用CATIA節(jié)省了50%的重復工作和錯誤修改時間。盡管首架777的研發(fā)時間與應用傳統(tǒng)設計流程的其他機型相比，其節(jié)省的時間并不是非常的顯著，但Boeing飛機公司預計，777后繼機型的開發(fā)至少可節(jié)省50%的時間。CATIA的后參數化處理功能在777的設計中也顯示出了其s越性和強大功能。為迎合特殊用戶的需求，利用CATIA的參數化設計，Boeing公司不必重新設計和建立物理樣機，只需進行參數更改，就可以得到滿足用戶需要的電子樣機，用戶可以在計算機上進行預覽。

汽車工業(yè)

CATIA是汽車工業(yè)的事實標準，是歐洲、北美和亞洲頂尖汽車制造商所用的核心系統(tǒng)。CATIA在造型風格、車身及引擎設計等方面具有獨特的長處，為各種車輛的設計和制造提供了端對端（end to end）的解決方案。CATIA涉及產品、加工和人三個關鍵領域。CATIA的可伸縮性和并行工程能力可顯著縮短產品上市時間。

一級方程式賽車、跑車、轎車、卡車、商用車、有軌電車、地鐵列車、高速列車，各種車輛在CATIA上都可以作為數字化產品，在數字化工廠內，通過數字化流程，進行數字化工程實施。CATIA的技術在汽車工業(yè)領域內是無人可及的，并且被各國的汽車零部件供應商所認可。從近來一些著名汽車制造商所做的采購決定，如Renault、Toyota、Karman 、Volvo、Chrysler等，足以證明數字化車輛的發(fā)展動態(tài)。Scania是居于世界領先地位的卡車制造商，總部位于瑞典。其卡車年產量超過50，000輛。當其他競爭對手的卡車零部件還在25，000個左右時，Scania公司借助于CATIA系統(tǒng)，已經將卡車零部件減少了一半?，F(xiàn)在，Scaniae司在整個卡車研制開發(fā)過程中，使用更多的分析仿真，以縮短開發(fā)周期，提高卡車的性能和維護性。CATIA 系統(tǒng)是Scania公司的主要CAD/CAM系統(tǒng)，全部用于卡車系統(tǒng)和零部件的設計。通過應用這些新的設計工具，如發(fā)動機和車身底盤部門CATIA 系統(tǒng)創(chuàng)成式零部件應力分析的應用，支持開發(fā)過程中的重復使用等應用，公司已取得了良好的投資回報?，F(xiàn)在，為了進一步提高產品的性能，Scania公司在整個開發(fā)過程中，正在推廣設計師、分析師和檢驗部門更加緊密地協(xié)同工作方式。這種協(xié)調工作方式可使Scania公司更具市場應變能力，同時又能從物理樣機和虛擬數字化樣機中不斷積累產品知識。

造船工業(yè)

CATIA為造船工業(yè)提供了優(yōu)秀的解決方案，包括專門的船體產品和船載設備、s械解決方案。船體設計解決方案已被應用于眾多船舶制造企業(yè)，類似General Dynamics,Meyer Weft和Delta Marin，涉及所有類型船舶的零件設計、制造、裝配。船體的結構設計與定義是基于三維參數化模型的。參數化管理零件之間的相關性，相關零件的更改，可以影響船體的外型。船體設計解決方案與其他CATIA產品是完全集成的。傳統(tǒng)的CATIA實體和曲面造型功能用于基本設計和船體光順。Bath Iron Works應用GSM（創(chuàng)成式外型設計）作為參數化引擎，進行驅逐艦的概念設計和與n他船舶結構設計解決方案進行數據交換。

4．2版本的CATIA提供了與Deneb加工的直接集成，并在與Fincantieri的協(xié)作中得到發(fā)展，機器人可進行直線和弧線焊縫的加工并克服了機器人自動線編程的瓶頸。

General Dynamic Electric Boat和 Newport News Shipbuilding使用CATIA設計和建造美國海軍的新型弗吉尼亞級攻擊潛艇。諾思羅普?/span>格魯曼公司已經將法國達索（Dassault）公司開發(fā)的計算機輔助設計軟件應用到其艦船設計最具挑戰(zhàn)性的工作中；“吉拉德稲?/span>福特”級核動力航空母艦不僅是美國海軍40多年以來設計的唯一一級航空母艦，還是第一種全程使用計算機軟件而非圖紙進行設計的航空母艦。該級航空母艦首艦“吉拉德稲?/span>福特”號，排水量為10萬噸，長為1092英尺，計劃于2015年進入美國海軍艦隊服役。“吉拉德稲?/span>福特”n航空母艦并不是美國海軍中第一種使用計算機輔助設計技術的艦船。“圣安東尼奧”級兩棲船塢登陸艦和“弗吉尼亞”級潛艇都使用了計算機輔助設計技術。諾思羅普?/span>格魯曼造船公司位于弗吉尼亞州紐波特紐斯的造船廠，曾經建造過10艘“尼米茲”級核動力航空母艦，在航空母艦設計上擁有豐富的經驗。為了設計建造“吉拉德稲?/span>福特”號航空母艦，諾思羅普?/span>格魯曼造船公司選擇了由法國達索系4公司開發(fā)的計算機輔助三維交互式運用軟件，即CATIA（Computer Aided 3D Interactive Analysis）軟件。達索在美國與IBM公司合作銷售這款軟件。諾思羅普?/span>格魯曼造船公司的網站上介紹說：“CATIA軟件可以模擬所有的設計過程，從項目前階段，到細節(jié)設計、分析、模擬，一直到組裝和維護。”CATIA軟件最初是在20世紀80年代用于飛機的設計。20多年以來，該軟件經過了多次升級，為工業(yè)界所廣泛運用。大量的系統(tǒng)從核反應堆、相關的安全設備到全部的生命支持設備需要一個綜合的，有效的產品數據管理系統(tǒng)（PDM）進行整個潛艇產品定義的管理，不僅僅是一個材料單，而是所有三維數字化產品和焊接設備。ENOVIA 提供了強大的數據管理能力，使之CATIA成為當今世界上最頂尖的技術。

Meyer Werft關于CAD 技術的應用在業(yè)內一直處于領先地位，從設計、零件、船載設備到試車，涉及造船業(yè)的所有方面。在切下第一塊鋼板前，已經完成了全部產品的三維設計和演示。

Delta Marin在船舶的設計與制造過程中，依照船體設計艦橋、甲板和推進系統(tǒng)。船主利用4D漫游器進行瀏覽-檢查。

中國廣州的文沖船廠也對CATIA進行了成功地應用。使用CATIA進行三維設計，取代了傳統(tǒng)的二維設計。

廠房設計

在豐富經驗的基礎上，IBM和Dassault-Systems為造船業(yè)、發(fā)電廠、加工廠和工程建筑公司開發(fā)了新一代的解決方案。包括管道、裝備、結構和自動化文檔。CCPlant是這些行業(yè)中的第一個面向對象的知識工程技術的系統(tǒng)。

CCPlant已被成功應用于Chrysler及其擴展企業(yè)。使用CCPlant和Deneb仿真對正在建設中的Toledo吉普工廠設r進行了修改。費用的節(jié)省已經很明顯地體現(xiàn)出來。并且對將來企業(yè)的運作有著深遠的影響。

Haden International的涂裝生產線主要應用于汽車和宇航工業(yè)。Haden International應用CATIA設計其先進的涂裝生產線，CCPlant明顯縮短了設計與安裝的時間。Shell使用CCPlant在鹿特丹工廠開發(fā)新的生產流程，鹿特丹工廠擁有二千萬噸原油的年處理能力，可生產塑料、樹脂、橡膠等多種復雜化工產品。

加工和裝配

一個產品僅有設計是不夠的，還必須制造出來。CATIA擅長為棱柱和工具零件作2D/3D關聯(lián)，分析和NC；CATIA規(guī)程驅動的混合建模方案保證高速生產和組裝精密產品，如機床，醫(yī)療器械、膠印機鐘表及工廠設備等均能作到一次成功。

在機床工業(yè)中，用戶要求產品能夠迅速地進行精確制造和裝配。Dassault System產品的強大功能使其應用于產品設計與制造的廣泛領域。大的制造商像Staubli從Dassault System 的產品中受益匪淺。Staubli使用CATIA設計和制造紡織機械和機器人。Gidding &Lewis使用CATIA設計和制造大型機床。

Dassault System產品也同樣應用于眾多小型企業(yè)。象Klipan使用CATIA設計和生產電站的電子終端和控制設備。Polynorm使用CATIA設計和制造壓力設備。Tweko使用CADAM設計焊接和切割工具。

消費品

全球有各種規(guī)模的消費品公司信賴CATIA，其中部分原因是CATIA設計的產品的風格新穎，而且具有建模工具和高質量的渲染工具。CATIA已用于設計和制造如下多種產品：餐具、計算機、廚房設備、電視和收音機以及庭院設備。

另外，為了驗證一種新的概念在美觀和風格選擇上達到一致，CATIA可以從數字化定義的產品，生成具有真實效果的渲染照片。在真實產品生成之前，即可促進產品的銷售。

CATIA的競爭對手包括UG NX，Pro/E，Topsolid,Cimatron。其中NX和Pro/E與CATIA可謂三分天下。目前CATIA在設計與工程軟件中占有最多的市場份額。這來源于其如此強大的客戶來源和軍工背景。與其競爭對手相比，CATIA的優(yōu)勢在于賞心悅目的界面，易用而強大的功能，在汽車、航空航天、造船等專用行業(yè)強大的功能支持等，IT老大IBM的全球銷售合作。還有很重要的一點，就是來自CATIA母公司，達索系統(tǒng)Dassault Systemes其他兄弟軟件的支持：

1.Delmia，強大的生產線規(guī)劃和管理軟件，配合CATIA完成制造可行性分析和實施；

2.Enovia，強大的數據管理和設計支持系統(tǒng)

3.Smarteam，強大的PLM軟件，與UGS Team Center并列為PLM最成功的軟件，PLM的鼻祖。

4.VPM，設計數據共享平臺，跨國公司各設計中心可使用此軟件進行數據和信息狀態(tài)共享

5.Solidworks，三維工程軟件在全球中端市場的統(tǒng)治者，被達索公司收購后，成為打擊其他中端軟件的招牌武器，并且有效的支持高端軟件CATIA在中低端市場的滲透

6.Abaqus，最強大的FEM軟件之一，優(yōu)勢是非線性、動態(tài)、隱式計算，成為可以有效解決汽車與航空航天領域復雜問題的有效工具