無論是何種CAD軟件，最基本的功能就是構建二維或三維的幾何模型，這是 CAD軟件的及格線。一個CAD系統(tǒng)主要應當包括三方面的內(nèi)容：第一，幾何構成的創(chuàng)建、修改、保存等功能，幾何模型數(shù)據(jù)庫；第二，專業(yè)設計支持功能；第三，非幾何模型數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，以及這些數(shù)據(jù)的管理功能。

　　設計是創(chuàng)建、策劃、構思的意思。設計是個相當復雜的過程，只有經(jīng)過專業(yè)訓練的、有一定天賦的人才能完成。在設計時，各個相關要素(如在裝配下的零件、在零件上的結構、在結構中的形狀和尺寸等等)需要反復調(diào)整、配湊，這是設計過程中始終存在的動作。

　　以設計計算機專用桌椅為例。設計的原始條件有兩個：一是在統(tǒng)計學基礎上的人，二是現(xiàn)有的計算機。根據(jù)人體結構的統(tǒng)計學尺寸，可以確定椅子坐面高應為410mm，桌子面高700mm，這是最舒服的尺寸。根據(jù)具體計算機的尺寸，可以確定放鍵盤的部位應不少于750mm×250mm，17寸顯示器距鍵盤外沿為450mm，因此桌子的面積至少是750mm×800mm。

　　之后進入詳細設計，確定結構、外觀、裝配關系、工藝方法、材質(zhì)、顏色的設計，還要考慮可維護性、技術經(jīng)濟分析結果、可加工性、受力狀態(tài)等問題。最后才能產(chǎn)生裝配工程圖和零件工程圖，投入試制。從產(chǎn)生需求到確定大致結構，再到設計具體零部件，最后完成最終結構，這就是設計的基本過程。

　　最后，還要考慮如果將電子管顯示器更換成液晶顯示器，這個設計隨之改變的可能性。這就要求在這個過程中，所有零部件的設計都要與相關的零部件聯(lián)系，在裝配關系控制下確定參數(shù)。所以，能不能很好地支持自頂向下的創(chuàng)成設計構思，完成基于裝配關系的關聯(lián)零件設計，是評價CAD軟件能力的主要指標。

　　設計過程的實質(zhì)，就是對尚未定型的對象進行模擬加工、模擬裝配等一系列動作，直到滿足各個設計約束條件，完成最終的幾何模型。反過來說，設計方案的確定，就必須與被設計對象未來的加工、測量、裝配和結構緊密相關，不可脫節(jié)。

　　如何在CAD軟件中盡量完整地再現(xiàn)這樣的思維過程？各種專門的仿真軟件應運而生，人們可以在計算機上進行過去生產(chǎn)現(xiàn)場才能完成的過程。這是CAD系列軟件永恒追求的目標，也就是學術界講的“虛擬設計”的主要意思。

　　于是，在現(xiàn)有的軟件功能的基礎上盡可能多地實現(xiàn)這種“再現(xiàn)”，或者說規(guī)則的對應，成為目前CAD軟件的發(fā)展重點。而眼前能夠解決的，也是最需要解決的，就是“基于裝配的關聯(lián)設計”。我們以Inventor軟件為例，它最具特色的功能主要表現(xiàn)在四方面。

　　1.參數(shù)化算法下的設計參數(shù)關聯(lián)

　　在零件設計中，設計參數(shù)可以在造型中產(chǎn)生，也可以由用戶自定義。一個主零件的參數(shù)，可以通過衍生關聯(lián)到其他的許多零件，并在模型中直接使用。這樣，當主零件參數(shù)改變后，關聯(lián)零件將跟隨更新。這就表現(xiàn)了設計中的主要構思：這個零件的某尺寸，與某零件一樣，或者相關。#p#分頁標題#e#

　　2.變量化算法下的裝配關聯(lián)

　　在裝配設計中，設置新零件的形狀草圖成“緩約束”狀態(tài)，剩余約束通過裝配功能添加，最后造成與老零件之間的關聯(lián)。在老零件做了修改之后，新零件將依照裝配關系跟隨更新。這就表現(xiàn)了設計中的另一個主要構思：在裝配中某零件的結構形狀與相關零部件是某種關系。

　　3.草圖在設計中的作用

　　在Inventor中，草圖不僅僅是特征的基礎，也能參與裝配設計，可作為零部件的裝配基準、甚至用于機構的動作模擬。從而圓滿完成了幾何范圍內(nèi)的概念設計和后期應用。這就完成了設計中的“骨頭”，并可以在此基礎上長出“肉”，完成最終設計的概念約束條件。

　　4.設計項目管理

　　這個功能已經(jīng)超越了“圖檔管理”的概念，是從設計項目切入的管理，將自動地、完整地控制相關模型、裝配、工程圖和其他輔助信息，在版本、相互關聯(lián)等方面的管理。像找不到復雜裝配設計中的某張工程圖這種事就不會發(fā)生了。

　　這些主要特色功能，是對現(xiàn)有設計規(guī)則更為完整而精確的表達手段，同時，使設計人員從繁雜的操作中解脫出來，把更多的精力集中在設計方案的改進和修飾上。

　　從未來的發(fā)展看，以Inventor為代表的新CAD軟件，必將為機械設計師帶來更為稱手的設計工具，提升設計質(zhì)量，進而明顯提高設計效率。