管理系统等。功能集成型支撑软件提供了设计、分析、造型、数控编程以及加工控制等综合功能模块。
1）交互式绘图软件
这类软件主要以交互方法完成二维工程图样的生成和绘制，具有图形的编辑、变换、存储、显示控制、尺寸标注等功能；具有尺寸驱动参数化绘图功能；有较完备的机械标准件参数化图库等。这类软件绘图功能很强、操作方便、价格便宜。在微机上采用的典型产品是AutoCAD以及国内自主开发的CAXA电子图板、PICAD、高华CAD等。 2）三维几何建模软件
这类软件主要解决零部件的结构设计问题，为用户提供完整准确地描述和显示三维几何形状的方法和工具，具有消隐、着色、浓淡处理、实体参数计算、质量特性计算、参数化特征造型及装配和干涉检验等功能，具有简单曲面造型功能，价格适中，易于学习掌握。这类软件目前在国内的应用主要以MDT、SolidWorks和SolidEdge为主。 3）工程计算与分析软件
这类软件的功能主要包括基本物理量计算、基本力学参数计算、产品装配、公差分析、有限元分析、优化算法、机构运动学分析、动力学分析及仿真与模拟等，有限元分析是核心工具。目前比较著名的商品化有限元分析软件有SAP、ADINA、ANSYS、NASTRAN等，仿真与模拟软件有ADAMS。 4）数控编程软件
这类软件一般具有刀具定义、工艺参数的设定、刀具轨迹的自动生成、后置处理及切削加工模拟等功能。应用较多的有MasterCAM、SurfCAM及CAXA制造工程师等。
5）数据库管理系统
工程数据库是CAD/CAM/CAE集成系统的重要组成部分，工程数据库管理系统能够有效地存储、管理和使用工程数据，支持各子系统间的数据传递与共享。工程数据库管理系统的开发可在通用数据库管理系统基础上，根据工程特点进行修改或补充。目前比较流行的数据库管理系统有ORACLE、SYBASE、FOXPRO、FOXBASE等。
1.4 CAD/CAE/CAM系统交换技术
模具CAD/CAE/CAM系统是要求产品设计、工艺分析、加工模拟，到产品制造的过程中的数据具有高度的一致性。即保证原始的数据信息能够直接在各个系统间传递。目前所使用的CAD、CAE、CAM系统都是各自独立发展起来的，彼此的数据模型互不相容。CAD系统主要用于描述零件完整的几何信息，但是对于零件的精度、公差、表面粗糙度和热处理等信息都没有在计算机内部逻辑结构中得到充分体现。CAE系统主要用于计算机辅助求解分析复杂工程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等。CAM核心是计算机数值控制（简称数控），是将计算机应用于制造生产过程的过程或系统。CAM加工所需要的上述非几何信息也无法自动从零件的工艺方案中提取。所以实现数据在各部分之间自由交换、实现信息高度共享，是CAD/CAE/CAM系统集成的关键。
国外对数据交换标准的研究制定比国内早。如美国的DXF、IGES、ESP、PDES；法国的SET；德国的VDAIS、VDAFS，ISO的STEP等。这些标准都为CAD、CAE及CAM技术在各国的推广应用起到了极大的推进作用。
1.4.1 IGES标准
1．IGES标准的特点
IGES（Initial Graphics Exchange Specification）是美国国家标准协会（ANSI）制定和公布的CAD/CAE/CAM系统之间图形信息交换的一种规范。目前广泛应用的UG、Pro/E、CATIA、ProCAST等都含有IGES接口，已经成为国际标准。
2．IGES标准的组成
IGES为CAD/CAE/CAM之间的传递定义了一套表示CAD/CAE/CAM系统中常用的几何和非几何数据格式，以及相应的文件结构，用这些格式表示的产品定义数据可以通过多种物理介质进行交换。
系统 数据 前处 理器 后处 理器 系统 数据 数据转换 IGES格 式文件 系统A 数据相互转换 系统B 数据转换 IGES格 式文件
图1.9 IGES数据传递过程
图1.9为IGES系统数据的传递过程。数据要从系统A传送到系统B，必须由系统A的IGES前处理器把这些传送的数据转换成IGES格式，而实体数据还得由系统B的IGES后处理器把其从IGES格式转换成该系统内部的数据格式。把系统B的数据传送给系统A也需相同的过程。
标准的IGES文件包括固定长ASCII码、压缩的ASCII及二进制三种格式。固定长ASCII码格式的IGES文件每行为80个字符，整个文件分为5段。段标识符位于每行的第73列，第74～80列指定为用于每行的段的序号。序号都以1开始，连续不间断，其值对应该段的行数。其划分的区段如下：
1) 开始段代码为S。该段是为提供一个可读文件的序言，主要记录图形文件的最初来源及生成该IGES文件的相同名称。IGES文件至少有一个开始记录。 2) 全局参数段代码为G。主要包含前处理器的描述信息及为处理该文件的后处理器所需要的信息。参数以自由格式输入，用逗号分隔参数，用分号结束一个参数。主要参数有：文件名、前处理器版本、单位、文件生成日期、作者姓名及单位、IGES的版本、绘图标准代码等。
3) 目录条目段代码为D。该段主要为文件提供一个索引，并含有每个实体的属性信息，文件中的每个实体都有一个目录条目，大小一样，由8个字符组成一域，共20个域，每个条目占用两行。
4) 参数数据段代码为P。该段主要以自由格式记录与每个实体相连的参数数据，第一个域总是实体类型号。参数行结束于第64列，第65列为空格，第66～72列为含有本参数数据所属实体的目录条目第一行的序号。
5) 结束段代码为T。该段只有一个记录，并且是文件的最后一行，它被分成10个域，每域8列，第1～4域及第10域为上述各段所使用的表示段类型的代码及最后的序号(即总行数)。
3．IGES标准的应用
目前广泛应用的是IGES V5.3版，一般在CAD/CAE/CAM系统的数据格式
转换成IGES格式时不会产生问题；而由IGES格式转换成CAD/CAE/CAM系统的数据格式时常会出现问题。
经常出现的几种问题及解决办法如下。
1) 变换过程中经常会发生错误或数据丢失现象，导致整个图形都无法转换。如仅因一个A样条曲线无法转换，导致全部不能转换。这时可通过另一个
CAD/CAE/CAM系统来进行转换。如把IGES文件转换成CATIA，可先把该IGES文件转换成UGII，再通过UGII的IGES转换器转换成IGES格式，然后经CATIA的后处理器转换成CATIA的数据格式。
2) 在转换数据的过程中经常发生某个或某几个小曲面丢失的情况。这时可利用原有曲面边界重新生成曲面；但当子图形数据丢失过多时，则可通过前述第一种类似方式进行转换。
3) 某些小曲面(Face)在转换过程中变成大曲面(Surface)，此时可对曲面进行裁剪。
1.4.2 STEP标准
1．STEP标准的特点
STEP(Standard for the Exchange of Product Model Data)即产品数据模型转换标准。是国际标准化组织制定的描述整个产品生命周期内产品信息的标准，是一个关于产品数据计算机可理解的表示和交换的国际标准(ISO10303)。它提供了一种不依赖具体系统的中性机制，实现产品数据的交换和共享。从根本上解决了CIMS信息集成的问题。
2．STEP标准的组成
STEP标准是一组标准的总称，包括描述方法、集成资源、应用协议、实现方法、一致性测试和测试套件。STES标准层次结构及组成结构如图1.10所示。
图1.10 STES标准层次结构及组成结构
1）标准的描述方法
为保证产品数据具有一致性，需要应用形式化的方法来定义集成资源结构及
