二十世紀(jì)六十年代，交互式圖形處理技術(shù)的出現(xiàn)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展，為CAD技術(shù)的誕生與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。七十年代，開始出現(xiàn)工程繪圖系統(tǒng)，CADAM系統(tǒng)成為鼻祖。

而1982年，AutoCAD系統(tǒng)的推出，無疑是以工程繪圖為主要功能的二維CAD技術(shù)發(fā)展的里程碑，成為第一個(gè)能夠在PC上運(yùn)行的CAD軟件。擁有Autolisp以及后來的High C等開發(fā)工具，使AutoCAD成為很多企事業(yè)單位進(jìn)行功能擴(kuò)展和開發(fā)專用CAD的重要工具。當(dāng)時(shí)，還有CADKEY、Microstation、Sigraph Design(發(fā)源于西門子)等二維CAD系統(tǒng)。浙江大學(xué)也基于工作站開發(fā)了二維機(jī)械CAD系統(tǒng)。

▲Autodesk公司創(chuàng)始人John Walker先生

九十年代，在當(dāng)時(shí)國家的“甩圖板”工程的推動(dòng)下，機(jī)械CAD的發(fā)展如雨后春筍一般，涌現(xiàn)出很多品牌：

產(chǎn)生了凱思(中科院軟件所)、開目(華中理工大學(xué))、CAXA(早期叫北航海爾、華正，發(fā)源于北航)、凱圖CAD(華中理工大學(xué))、中國CAD(深圳喬納森)、高華CAD(清華大學(xué))等自主平臺(tái)的二維CAD系統(tǒng)，以及基于AUTOCAD二次開發(fā)的InteCAD(天喻CAD的前身，華中理工大學(xué))、艾克斯特(清華大學(xué))、天河CAD(清華大學(xué))、浪潮CAD(華天軟件的前身，山東大學(xué))、大天CAD(浙江大學(xué))、中望CAD、天舟CAD、大恒CAD等系統(tǒng)，開創(chuàng)了一段國產(chǎn)二維機(jī)械CAD發(fā)展的黃金時(shí)代。

1997年，國家科技部舉行了第一屆，也是唯一一屆CAD博覽會(huì)。我從1991年至1998年，一直作為核心技術(shù)人員，負(fù)責(zé)開目CAD的開發(fā)、營銷與維護(hù)，見證了這段國產(chǎn)CAD發(fā)展的崢嶸歲月。

開目CAD首創(chuàng)的完全基于畫法幾何思想的繪圖方法，繪圖效率提高了好幾倍；用針式打印機(jī)打印大幅面工程圖的功能和任意拼圖打印功能，得到了企業(yè)的青睞。

然而，當(dāng)時(shí)企業(yè)還缺乏正版化的概念，自主版權(quán)的國產(chǎn)CAD基本上是與看似不要錢的盜版AUTOCAD軟件競爭，制約了這些國產(chǎn)CAD軟件的發(fā)展。而開放性，以及與AUTOCAD的兼容性，也是一個(gè)難題。Autodesk公司1998年并購了一個(gè)德國基于AUTOCAD二次開發(fā)的機(jī)械CAD軟件Genius，對國內(nèi)基于AUTOCAD平臺(tái)二次開發(fā)的機(jī)械CAD軟件帶來很大挑戰(zhàn)。

原國家科委主任宋健視察CAD博覽會(huì)的照片

九十年代我向原國家科委主任宋健、科技部老部長徐冠華院士匯報(bào)的照片

時(shí)至今日，二維CAD系統(tǒng)仍然有十分廣泛的應(yīng)用，三維CAD系統(tǒng)也非常重視二維工程圖功能的不斷完善和對各國工程圖標(biāo)準(zhǔn)的支持。2000年之后，隨著OPEN DWG聯(lián)盟的興起，中望、浩辰、緯衡、華途等公司先后推出了對AUTOCAD兼容性更好的二維CAD軟件。中望和浩辰在正版化浪潮中，實(shí)現(xiàn)了快速成長，并實(shí)現(xiàn)了國際化。

三維CAD技術(shù)的發(fā)展，源于布爾運(yùn)算和計(jì)算機(jī)輔助幾何造型等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了從線框造型、曲面造型、實(shí)體造型到特征造型的發(fā)展：

先后產(chǎn)生出UniGraphics(發(fā)源于麥道公司)、CATIA(1977年，源于達(dá)索航空)、Compter Vision(1997年被PTC并購)、APPLICON(1969年成立)、Euclid(1970年，法國MATRA公司，該產(chǎn)品1998年被達(dá)索并購)、I-DEAS(SDRC公司,1969年成立，2003年與UGS合并)、Integraph等三維CAD系統(tǒng)。早期的三維CAD系統(tǒng)只能在專用的圖形工作站運(yùn)行，軟硬件都非常昂貴。那時(shí)候，主流的工作站包括SGI、SUN、HP等。

Samuel Geisberg博士，PTC公司創(chuàng)始人

1985年，Samuel Geisberg博士創(chuàng)建了PTC公司，推出了參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)，在造型技術(shù)和效率上實(shí)現(xiàn)了巨大突破。

九十年代之后，SolidWorks成為Windows時(shí)代的新一代三維CAD系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了三維CAD技術(shù)的普及，1997年被達(dá)索系統(tǒng)并購。同時(shí)代的軟件還有Solid Edge(源自Integraph，后來被UGS并購)、Inventor(Autodesk公司，該公司早期曾開發(fā)過MDT軟件)。其它產(chǎn)品還有Think3(意大利公司)、VX(產(chǎn)品后來被中望并購)、IronCAD、Cimatron(以色列公司，后來聚焦工模具CAD/CAM)等。

目前，主流的三維造型核心系統(tǒng)有Parasolid和ACIS兩種。還有基于直接建模的三維CAD軟件Spaceclaim(被ANSYS并購)、Cocreate(被PTC并購)等。2007年，曾經(jīng)屬于EDS公司，后來又獨(dú)立運(yùn)作的UGS，最終被西門子并購�，F(xiàn)在，西門子擁有高端CAD軟件NX和中端CAD軟件Solid Edge。近年來西門子提出的同步建模技術(shù)，融合了特征造型和直接建模軟件的特點(diǎn)，具有顯著的創(chuàng)新。

2013年，原SolidWorks創(chuàng)始人創(chuàng)建了Onshape公司，于2016年初正式發(fā)布完全基于SAAS的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的三維CAD系統(tǒng)。Autodesk公司也推出了基于云的三維CAD系統(tǒng)Autodesk Fusion 360軟件。早期的三維CAD數(shù)據(jù)交換是通過IGES或STEP文件。輕量化三維模型近年來得到了普及應(yīng)用，3D PDF和JT是比較主流的文件格式。而三維打印應(yīng)用的文件格式則是STL。

北京航空航天大學(xué)在90年代曾組織開發(fā)過金銀花三維CAD系統(tǒng)，新洲協(xié)同(后并入瑞風(fēng)協(xié)同)自主開發(fā)了Solid3000三維CAD系統(tǒng)。2000年之后，CAXA推出了三維實(shí)體工程師(與IRON CAD共同推出);華天軟件引進(jìn)日本技術(shù)，推出Sinovation三維CAD系統(tǒng)，并在模具設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了深度開發(fā)；中望CAD則通過并購VX CAD/CAM，推出了自主的三維CAD/CAM系統(tǒng)。

二維CAD與三維CAD的融合，是智能制造領(lǐng)域的最基礎(chǔ)的技術(shù)融合。

現(xiàn)在的主流三維CAD系統(tǒng)中，都具備草圖設(shè)計(jì)和工程繪圖功能，實(shí)現(xiàn)了二維的表示、三維的內(nèi)核。而機(jī)械CAD應(yīng)用的主流趨勢是逐漸通過全三維設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)MBD(基于模型的產(chǎn)品定義)。