導讀
汽車行業的朋友，如果沒聽說過CATIA，相信一定不敢自稱是“老司機”！
起源於航空航天業的CATIA，一問世之後就因其強大的功能以得到各行業的認可，特別在汽車行業，已成為各大頂尖汽車製造商所採用的核心繫統。
這麼牛的“Ta”，你就不想認識一下嗎？
01 不認識CATIA？沒關係，至少和它兄弟熟吧！
說到CATIA，你會聯想到啥？畫圖軟件？
那說到畫圖軟件，你又學過啥畫圖軟件呢？
絕大多數學工科的朋友應該被一門叫CAD的課折磨過！
其實嚴格意義上講，CATIA也算是CAD的一種。
要想比較清楚的瞭解它們之間混亂的關係，幾個概念看來是繞不過了。
先是CAD，其英文全稱是Computer Aided Design即計算機輔助設計，指利用計算機及其圖形設備幫助設計人員進行設計工作，再通俗些，就是拿電腦去畫圖，去搞設計，都可以叫做CAD。
熱心的朋友：我用電腦自帶的“畫圖”軟件“設計”了一款自行車，請問這算不算CAD？
小編：（沉默了半天）你走開，我不要和畫圖這 麼醜的人聊天：）
所以，從定義上講，CATIA確實是一種CAD。
在學校裡學的CAD，準確應該是AUTOCAD（當然也算是CAD的一種，和CATIA是兄弟關係），主要用來繪製平面工程圖紙，偏重二維。而CATIA則是一個三維軟件，主要特長是三維建模，根據三維建模可自動生成工程圖紙，可進行有限元分析、運動仿真分析，數控加工模擬等等，是一個CAD/CAE/CAM一體化的集成軟件。
三維的CATIA
是不是又有些懵啦？CAD剛搞明白，怎麼又來了CAE和CAM呢？我們還是先來看看定義。
CAE：Computer Aided Engineering，計算機輔助工程
CAM：Computer-aided manufacturing，計算機輔助製造
CAD側重利用計算機進行工程設計，比如利用AutoCAD、CATIA軟件繪製二維工程圖、三維建模；CAE側重分析，如利用FEA軟件分析零件的受力變形、失效情況；CAM側重製造和加工，比方通過三維模型，出加工程序，模擬工藝。
一句話總結：用標準模塊畫一個模型，就是CAD，把模型拿去分析，就是CAE，再拿開模的模塊做模具，就是CAM。
在工程領域通常的設計都要考慮工藝和分析，所以CAD/CAM/CAE通常會一起出現，比如我們今天的主角CATIA，三件事情可以一起幹。
02 CATIA憑什麼這麼貴？
當今時代，不管你承認與否，很多時候是以金錢多少來論英雄滴！那我們先來看看CATIA的身價吧！
CATIA一般按模塊來銷售的，有各種模塊打包銷售，也可以單獨賣模塊。除了首次安裝的費用（授權費）外，每年還要交上不菲的維護費（1/3~1/5）。
我們就以CATIA的“乞丐版”，HD2來舉個例吧！
HD2模塊即我們常說的基礎配置包，包含零件設計，裝配設計，工程製圖和創成式曲面。可以說“乞丐的不能再乞丐”，就這樣還要大約20萬左右的安裝費，而且每年還要交上6萬左右的維護費。
如果你財大氣粗，不差錢，打算買下CATIA的所有模塊，你得先看看你的銀行賬戶餘額有沒有1千萬！
那麼，問題來了，CATIA憑什麼這麼貴？
出身名門
這世界上，什麼行業最燒錢？
航空航天業想說自己是第二，恐怕沒有其他行業敢稱是第一了吧！
CATIA就是出身於世界著名的航空航天企業，法國Dassault Aviation（達索公司）。
在波音777項目中，CATIA設計了除發動機以外的100%的機械零件，並將包括髮動機在內的100%的零件進行了預裝配，創造了業界的奇蹟。
所以，除了設計個汽車零件之外，CATIA人家是可以用來造飛機滴，你說，能不貴嗎？
“省”
這個省有三層含義，首先是省時間。
我趕時間
波音公司就曾宣佈在777項目中，與傳統設計和裝配流程相比較，由於應用CATIA節省了50%的重複工作和錯誤修改時間。
CATIA 的後參數化處理功能在777的設計中也顯示出了其優越性和強大功能，在後續機型的設計中，波音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，節省了大量的時間。
再者就是省“錢”。
公司都是逐利的。CATIA這麼貴，可還是有超過13,000的用戶選擇去買它，除了省時間之外，其實也會替企業省錢。
比如上面提到的後參數化處理功能，在節省時間的同時，還可以讓企業省掉製作樣機（品）的成本。
著名的卡車公司Scania曾藉助於CATIA系統，將卡車零部件減少了一半；整車廠的發動機和車身底盤部門，利用CATIA 系統創成式零部件應力分析的應用，支持開發過程中的重複使用，節省了大量的成本。
最後就是省“心”。
CATIA在汽車工業領域內是非常領先的，擁有克萊斯勒、寶馬、奔馳、大眾、沃爾沃等一眾主機廠客戶。很多主機廠在引入新的供應商時，甚至將其是否擁有和主機廠對標的CAD軟件，作為一個衡量的指標。
當一形成規模效應（小唐老師聽說汽車上的A級面都是用CATIA設計的），很多供應商也就不得不去買CATIA了（其實是為了省心，總不能一個個主機廠都分別來煩自己要求有CATIA吧）。
功能強大
說了這麼多，都是說的CATIA厲害的“結果”，至於厲害的“原因”卻還沒有提及。
專門請教過兩位CATIA的高手，瞭解下來，從使用的角度，CATIA強在曲面設計、“精度”以及片體實體的轉換（如片體修剪實體）。
以曲面設計為例，CATIA就開發瞭如此多的功能，大家感受一下（非專業人員一大段直接略過）。
1. Generic Shape Design, GSD，創成式造型，非常完整的曲線操作工具和最基礎的曲面構造工具，除了可以完成所以曲線操作以外，可以完成拉伸，旋轉，掃描，邊界填補，橋接，修補碎片，拼接，凸點，裁剪，光順，投影和高級投影，倒角等功能，連續性最高達到G2，生成封閉片體Volume，完全達到普通三維CAD軟件曲面造型功能，比如Pro/E。完全參數化操作。
2. Free Style Surface, FSS, 自由風格造型，幾乎完全非參。除了包括GSD中的所有功能以外，還可完成諸如曲面控制點（可實現多曲面到整個產品外形同步調整控制點、變形），自由約束邊界，去除參數，達到汽車A面標準的曲面橋接、倒角、光順等功能，所有命令都可以非常輕鬆的達到G2。憑藉GSD和FSS，CATIA曲面功能已經超越了所有CAD軟件，甚至同為汽車行業競爭對手的UG NX。
3. Automotive Class A, ACA，汽車A級曲面，完全非參，此模塊提供了強大的曲線曲面編輯功能，和無比強大的一鍵曲面光順功能。幾乎所有命令可達到G3，而且不破壞原有光順外形。可實現多曲面甚至整個產品外形的同步曲面操作（控制點拖動，光順，倒角等）。對於豐田等對A級曲面要求近乎瘋狂（全G3連續等）的要求，可應付自如。目前只有純造型軟件，比如Alias, Rinho可以達到這個高度，卻達不到CATIA的高精度。
4. FreeStyle Sketch Tracer，FST，自由風格草圖繪製，可根據產品的三視圖或照片描出基本外形曲線。
5. Digitized Shape Editor，DSE，數字曲面編輯器，根據輸入的點雲數據，進行採樣，編輯，裁剪已達到最接近產品外形的要求，可生成高質量的mesh小三角片體。完全非參。
6. Quick Surface Reconstruction, 快速曲面重構，根據輸入的點雲數據或者mesh以後的小三角片體，提供各種方式生成曲線，以供曲面造型，完全非參。
7. Shape Sculpter, 小三角片體外形編輯，可以對小三角片體進行各種操作，功能幾乎強大到與CATIA曲面操作相同，完全非參。
8. Automotive BIW Fastening，汽車白車身緊固，設計汽車白車身各鈑金件之間的焊接方式和焊接幾何尺寸。
9. Image & Shape，可以像捏橡皮泥一樣拖動，拉伸，扭轉產品外形、增加“橡皮泥塊”等方式以達到理想的設計外形。可以極其快速的完成產品外形概念設計。
10. Healing Assistant，一個極其強大的曲面縫補工具，可以將各種破面缺陷自動找出並縫補。
怎麼去理解這些功能的作用呢？我們可以將其與我們常用的辦公軟件PPT（Powerpoint）類比。
PPT 2003（左）與2010（右）
PPT2010版本與2003版本相比，目視化，使用方便程度要好上許多，有些功能進行了集成，這就好比CATIA的曲面功能。
但是，對於真正的高手，實際上是不受這些軟件的限制的，可以用PPT2003做出比PPT2010版本更精美的PPT，也可以用比CATIA紙級別的軟件做出更加合理的設計。
它們，都只是工具而已！
03 CATIA的對手有哪些？
既然說到工具，不妨我們就多認識一些類似的工具（設計軟件），看看它們分別有啥特點。
UG
業內人還有很多稱之為NX的，其實大多數情況下是一個意思。
UG是Unigraphics的縮寫（現被西門子收購），是一種產品工程解決方案，NX是UG的其中一款軟件的版本號（類似於Windows 中的XP的意思），早些版本是沒帶NX的，例如Unigraphics V18。
UG比較牛的地方在於模具設計，聽說模具廠幾乎全是NX。UG在被收購之前並不是特別出名，西門子收購之後，憑藉市場上各種二次開發以及參數化和非參完美結合迅速奪掉Pro/Engineer的模具設計市場。
從使用的角度，UG更加靈活操作自由方便自學很難，思維跳躍比較大，很多經驗性的東西比較多，因為是由美國人開發。
而CATIA的開發者主要是歐洲人，比較嚴謹，也相對比較容易學習，它的思維跳躍不大，一步接一步完成你不會感到很難接受。尤其在具體建模中可以體現，很多特徵和建模在UG中一步完成在CATIA中要2步才能完成。各有優勢一個是自由，一個是嚴謹。
Creo
Creo對於行業外的人可能比較陌生，它的另外一個名字——PRO-E，就知名多了。
Creo是一個整合Pro/ENGINEER、CoCreate和ProductView三大軟件並重新分發的新型CAD設計軟件包。
Creo與UG/CATIA相比，就不是一個數量級的了，在汽車行業使用不多，在廣告行業、家電行業倒是應用較多。
據瞭解，Creo還無法做到同步建模，當建模完成時，需要再次修改的時候，需要考慮很多的父項子項的關係，比較繁瑣。
SW
SW的全稱是SOLIDWORKS，與上面幾個軟件相比應該算最簡單的一個了，各種操作符合大部分人的操作習慣，功能滿足絕大部分工業設計需要，普及程度很高，包容性好。
一般中小企業在用，培訓起來簡單而且做起來速度快，有很多標準化模塊，涉及的其他功能也比較全面，只不過沒有前面提到的軟件功能強大罷了。
如果將之與圖片處理軟件進行類比，SW就好比是PPT裡面的圖片處理功能，而CATIA則是Photoshop了。
最後，還是經強調一句，再好的軟件也要看誰來用。如果你一點都不會武功，哪怕你有屠龍刀，它也只不過是一把快一點的、結實一點的、價格貴一點的菜刀而已！
武功再高，也怕菜刀
來源 | 汽車零部件技術
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