计算机辅助设计CAD与计算机辅助工程CAE：两者有什么区别？
智诚科技ICT通过本文对比计算机辅助设计（CAD）与计算机辅助工程（CAE），讲解这两类设计与工程分析工具的差异，并介绍二者独有的功能与应用价值。
我们该如何构筑身边的世界？将时间拨回 1889 年，彼时的建造流程与如今截然不同。埃菲尔铁塔这类标志性建筑最初也只是一张简易草图，但想要将其打造为这座高 1083 英尺、每年吸引 700 万游客前来参观赞叹的地标建筑，工程师们绘制了超 5000 张工程图纸，还手动完成了 18000 个独立构件的设计与计算。在缺少现代技术的年代，工程师必须手动完成所有绘图与计算工作。不难想象，想要预判建筑、各类系统与实体产品在实际工况下的表现有多困难，这套繁琐的人工流程往往还会得出误差较大的结果。
在过去 70 年间，计算机辅助设计（CAD）与计算机辅助工程（CAE）工具的问世，为各大行业带来了颠覆性变革。
CAD 与 CAE 重塑了工程师和设计师的协作模式，大幅提升了图纸与模型创建、分析工作的效率与精度，相关工作均可在产品投产前完成。从搭建精密三维模型，到依托仿真技术在量产前完成设计分析与验证，如今市面上各类创新汽车、航空器以及高端医疗设备，其研发工作都离不开 CAD 与 CAE 工具的支撑。放眼当下与未来，CAD 和 CAE 还将在可持续创新领域发挥核心作用：设计师可从设计初期着手，打造环保型产品，减少物料损耗、提升能源利用率。
或许你听说过 CAD，也了解过 CAE，但你能否清晰说明这两种设计技术的区别？是否知晓 CAD 与 CAE 该如何协同使用？对于所有从事工程、设计工作，或是希望在所属领域开展创新的从业者而言，厘清二者差异十分必要。本文将逐一解读两种技术的独有特性，介绍 CAD 与 CAE 解决方案的应用价值，并解答相关常见问题。
计算机辅助设计（CAD）：释义与定义
计算机辅助设计（CAD）是一种依托软件及相关工具开展的设计工作模式，可在产品投产前完成工程图纸、二维 / 三维模型以及各类系统精细化造型的创建、分析与优化。该工具被工程师与设计师广泛使用，它替代了传统手绘制图与复杂人工计算，助力设计创意快速落地，同时提升设计精准度。
计算机辅助工程（CAE）：释义与定义
计算机辅助工程（CAE）是依托专业软件及工具开展的设计与工程分析工作模式，可在产品量产前对其真实工况表现进行仿真模拟。工程师借助该技术，能够预判产品在不同工况下的运行状态，在制作实体样机之前完成虚拟设计验证，从而缩短研发周期、降低研发成本。
CAD 与 CAE 的核心区别
CAD 用于创建产品的二维、三维模型，CAE 则在产品投产前对模型开展仿真与测试。CAD 与 CAE 均是依托软件工具实现产品设计与建模的技术手段，二者在实际工作流程中通常搭配使用。
CAD 软件与 CAE 软件：功能差异解析
尽管 CAD 与 CAE 软件常常协同使用，但在部分工作场景中，仍需单独选用其中一类工具。下面分别介绍 CAD 软件与 CAE 工具独有的功能及应用优势。
CAD 软件核心功能
二维 / 三维建模
绘制工程图纸
基于模型的定义（MBD）
建筑信息模型（BIM）
应用优势
直观展示三维设计对象的外形与各项属性
快速完成创意构思并实现设计方案可视化
便捷修改设计内容
提升设计精度与准确度
CAE 工具核心功能
有限元分析（FEA）
计算流体力学（CFD）
多学科设计优化（MDO）
应用优势
减少实体样机的制作数量
降低设计出错概率
直观掌握设计改动对产品性能产生的影响
压缩生产成本、缩短产品上市周期
加快虚拟样机的研发进度
什么是 CAM？它与 CAD、CAE 的技术差异
计算机辅助制造（CAM）是另一类依托软件实现生产流程自动化的技术。它能够将数字化设计方案转化为机床指令（即 G 代码），以此驱动机床等数控设备加工出实体零部件。
在完整的数字化工作流中，CAD、CAE、CAM 三类工具通常协同配合使用：CAD 负责搭建精准的产品模型，CAE 在量产前分析产品运行性能，CAM 则保障产品高效、精密地完成加工制造。
依托 CAD、CAM、CAE 软件构筑现实世界
借助建筑信息模型与三维建模应对自然灾害
日本常年饱受自然灾害侵扰，洪涝、山体滑坡、台风、地震、海啸等灾害频发。日本土木工程企业太平洋咨询公司致力于设计拦砂坝，以此阻挡泥石流与山体滑坡，守护当地民众安全。
该企业采用云端 3DEXPERIENCE 平台，借助平台的建筑信息模型（BIM）与三维建模功能，对拦砂坝设计方案进行极致精细化可视化呈现。企业无需再手动更新设计内容，以往耗时一小时的复杂运算，如今仅需三秒即可完成。最终成果显而易见：太平洋咨询公司能够紧跟自然灾害的突发节奏，快速完成新型基础设施设计，助力日本在突发险情中更好地保护民众。
依托 CAD 软件打造飞行汽车
全球个人出行领域头部企业艾罗摩比尔公司立志研发飞行汽车，颠覆传统个人出行模式。这款产品兼具汽车与航空器双重属性，研发难度极高。为攻克这项艰巨的设计工作，该企业选用 3DEXPERIENCE 平台，在虚拟环境中模拟车辆运行场景与用户使用体验。团队使用平台搭载的 CATIA 软件，该软件集成了 CAD、CAE、CAM 全系列功能。在制作实体样机之前，设计人员便可完成车辆运动机构、悬架等各类复杂零部件的设计研发。最终，艾罗摩比尔公司打造出性能优异的产品，同时该产品顺利通过航空与汽车两大行业的双重认证。
达索系统的 CAD、CAE 创新解决方案
达索系统推出多款 CAD、CAE、CAM 工具，可满足企业各类业务目标。
CATIA：一套应用广泛的 CAD、CAE、CAM 集成软件套件，广泛应用于汽车、航空航天、工业设备等多个行业。
SOLIDWORKS：功能强大且易于上手的二维、三维产品研发解决方案，适配各类规模的企业。
SIMULIA：专业 CAE 软件，可在制作实体样机前，精准仿真、评估产品的使用性能、可靠性与安全性。
DraftSight：二维及三维 CAD 解决方案，用于创建、编辑、批注 DWG/DXF 格式文件。
3DEXPERIENCE 平台：集成各类 CAD、CAE、CAM 工具的创新协同平台，为所有协作方提供安全的协同工作环境。
CAD 与 CAE 常见补充问答
SOLIDWORKS 属于 CAD 工具还是 CAE 工具？
SOLIDWORKS 兼具 CAD 与 CAE 功能，可为各行业专业人员提供设计与工程分析能力。
CAD 的全称是什么？
CAD 是计算机辅助设计（Computer-Aided Design）的缩写。
CAE 的全称是什么？
CAE 是计算机辅助工程（Computer-Aided Engineering）的缩写。
什么是 CAM？
CAM 是一类专业软件，能够将数字化设计方案转化为机床指令（G 代码），驱动数控设备精准加工实体零部件。
