从概念设计到详细设计再到工程图生成， CATIA V5 机械设计产品可以加快产品开发核心活动的速度。机械设计产品也包括了钣金和模具制造方面的功能，这些专门的应用程序极大地提高了生产率，缩短了产品进入市场地时间。

　　机械设计模组包含了草图设计（ Sketcher ）、零件设计 (Part Design) 、装配设计 (Assembly Design) 、 3D 功能公差标注 (Functional Tolerancing and Annotation) 、焊接设计 (Weld Design) 、模具设计 (Mould Tooling Design) 、结构设计 (Structure Design) 、工程制图 (Drafting) 、阴阳模设计 (Core and Cavity Design) 、修复助手 (Healing Assistant) 、钣金设计 (Sheet metal Production) 、航空钣金设计 (Aerospace Sheet metal Design) 、钣金加工（ Sheet metal Production ）、复合材料设计（ Composites Design ）、线架与曲面设计（ Wire frame and Surface ）等模块。如图 1-1 所示。

机械设计模组 2

零件设计
　　CATIA 零件设计产品（ Part Design ）提供用于零件设计的混合造型方法。广泛使用的关联特征和灵活的布尔运算方法相结合，该产品提供的高效和直观的解决方案允许设计者使用多种设计方法。用户可以在可控制关联性的装配环境下进行草图设计和零件设计，在局部 3D 参数化环境下添加设计约束，由于支持零件的多实体操作，可轻松管理零件更改，如进行灵活的设计后期操作。设计更改十分直观快捷。本产品通常与其它产品如线架与曲面产品、装配设计产品和创成式绘图产品结合使用。

装配设计
　　装配设计 (Assembly Design) 是高效管理装配的产品，它提供了在装配环境下可由用户控制关联关系的设计能力，通过使用自顶向下和自底向上的方法管理装配层次，可真正实现装配设计和单个零件设计之间的并行工程。 装配设计通过使用鼠标动作或图形化的命令建立机械设计约束，可以方便直观地将零件放置到指定位置。

　　通过选择手动或自动的方式进行更新，设计者可以重新排列产品的结构，动态地把零件拖放到指定位置，并进行干涉和缝隙检查。 系统提供了多种高效的工作方式 ，如标准零件或装配件的目录库、强大的高级装配特征、自动爆炸视图生成、自动生成 BOM 表等，装配设计者可以大幅减少设计时间和提高设计质量。系统还有一个直观的用户界面，它功能强大，使用方便。

3D功能公差标注
　　三维功能公差与标注 (Functional Tolerancing) ，用于建立和管理零件和产品的三维公差与标注。在装配环境中，零件和产品可以标注公差，三维环境中的尺寸标注结果显示在标注平面内。拥有了全面的三维标注视图，并且和最新主流国际标准 (ISO, ANSI, JIS) 兼容，产品就可以把三维表达作为主要的表达方式，减少对二维图纸的依赖。更进一步，公司可以把三维表达作为他们的信息系统的参考。该功能还提供了语义和语法检查命令，允许用户检查激活的产品和零件的所有标注相对于标准用法的错误。

焊接设计
　　焊接设计（ Weld Design ）是有关焊接装配的应用模块，为用户提供了八种类型的焊接方法，用于创建焊接、零件准备和相关的标注。该模块为机械和加工工业提供了先进的焊接工艺。在 3D 数字样机中实现焊接可使设计者对数字化预装配、质量惯性、空间预留和工程图标注等进行管理。

模具设计
　　模具设计（ Mould Tooling Design ）是一个管理模具定义的模块。它可与 CATIA V5 当前和未来的设计、仿真和制造应用产品协同工作，支持包括凸凹模固定板定义、组件实例化、注射和冷却特征定义等模具设计的所有工作。用户界面以标准目录库访问功能为基础，通过对组件及其关联孔的混合实例化，支持模具零件和装配的自动配置。模具设计模块允许快速、经济地创建注塑模具，可以使用下面的标准目录库： DME 、 DME-AMERICA 、 EOC 、 FUTABA 、 HASCO 、 MISUMI 、 NATIONAL 、 RABOURDIN 、 STRACK 等，以快速、经济地创建注塑模具。

阴阳模设计
　　阴阳模设计（ Core and Cavity Design ）使用户快速和经济地设计模具生产和加工中用到的阴模和阳模。这个产品提供了快速分模工具，可将曲面或实体零件分割为带滑块和活络模芯的阴阳模。该模块的技术标准（是否可用模具成型）可以决定零件是否可以被加工，也允许用户在阴阳模曲面上填补技术孔、识别分模线和生成分模曲面。

结构设计
　　结构设计（ Structure Design ）利用标准的或用户自定义的截面形状可简单快速地创建直的、弯曲的及板状的结构零部件。在全相关的设计环境下，用户利用优化的用户界面能够很容易地创建并修改结构。该模块还包括一个参数化的设计表格目录库，并可生成用户自定义的物料清单，它能够与 CATIA 其它的应用模块无缝集成，实现完美的结构设计。结构设计能够满足多种类型产品的初步及详细设计需求，如重型机械设备、工装夹具、船舶建造和厂房建造等。

工程绘图
　　工程绘图（ Drafting ）可以从 3D 零件或装配件生成相关联的 2D 图纸。结合交互绘图功能，创成式工程绘图产品 1 集成了 2D 交互式绘图功能和高效的工程图修饰和标注两方面的优点。该模块提供了灵活可扩展的解决方案，能满足钣金、曲面和用混合建模方法建立的零件或装配件对工程绘图的需求。图纸创建助手或“向导”简化了多视图工程图的生成，也可以自动生成 3D 标注。用户可以将图案与零件材质规范关联起来并利用标准的修饰特征添加后生成的标注。 2D 图纸与 3D 主模型之间的关联性使用户可以进行设计和标注的并行工作。

修复助手
　　修复助手（ Healing Assistant ）提供调节和缝合工具对模具成型零件进行修复，以用于后续制造过程。该模块帮助用户按照 V5 建模标准检查导入几何的正确性，并改进所分析对象的拓扑和几何。它可专门处理来自不同 CAD 系统和不同格式的复杂零件，从而使用户把他们的零件与 V5 产品兼容，并重复应用于其它应用模块。这些高级功能对模具制造流程的影响最大，设计者可以在用阴阳模设计模块评估零件的模具成型性能之前对导入的曲面零件进行修复和调整

　

钣金设计
　　钣金设计（ Sheet Metal Design ）基于特征的造型方法提供了高效和直观的设计环境，它允许在零件的折弯表示和展开表示之间实现并行工程。该模块可以与当前和将来的 CATIA V5 应用模块如零件设计、装配设计和工程图生成模块等结合使用。由于钣金设计可能从草图或已有实体模型开始，因此强化了供应商和承包商之间的信息交流。

航空钣金设计
　　航空钣金设计（ Aerospace Sheet Metal Design ）专门用于设计航空业钣金零件，可用于定义航空业液压成型或冲压成型的钣金零件。它能捕捉企业有关方面的知识，包括设计和制造的约束信息。该模块以特征造型技术为基础，使用为航空钣金件预定义的一系列特征进行设计。基于规范驱动和创成式方法，可以方便地描述典型的液压成型航空零件，同时创建零件的三维和展开模型。这些零件在基本造型工具中设计需要数小时或数天，使用本产品设计可能几分钟就能取得同样的结果

　

钣金加工
　　钣金加工（ Sheet Metal Production ）用于满足钣金零件加工的准备工作需求。它与钣金设计产品（ SMD ）结合，提供了覆盖钣金零件从设计到制造的整个流程的解决方案。它可以将零件的 3D 折弯模型转化为展开的可制造模型，加强了 OEM 和制造承包商之间的信息交流。该模块还包括钣金零件可制造性的检查工具，并拥有与其它外部钣金加工软件的接口。

线架与曲面设计
　　线架和曲面设计（ Wire Frame and Surface Design ）可在设计过程的初步阶段创建线架模型的结构元素。通过使用线架特征和基本的曲面特征可丰富现有的 3D 机械零件设计。它所采用的基于特征的设计方法提供了高效直观的设计环境，可实现对设计方法与规范的捕捉与重用。

　

复合材料设计
　　复合材料设计（ Composites Design ）是一个以复合材料设计流程为中心的高级解决方案，允许制造商，尤其是航空航天公司，减少设计复合材料零件所用的时间。该解决方案提供的工具覆盖了初始设计和详细设计阶段，并在概念设计阶段就充分考虑了有限元分析和制造方面的需求。本模块提供了强有力的复合材料设计解决方案，具有 CATIA V5 结构所有的优点：与其它模块本质的集成、以知识工程为基础的智能化设计能力以及容易使用等。

曲面造型模组
　　CATIA 外形设计和风格造型提供给用户有创意、易用的产品设计组合，方便用户进行构建、控制和修改工程曲面和自由曲面。

　　 可用于设计任何类型的曲面，如物理样机、逆向工程得到的外形曲面、从初步设计到详细设计的一系列机械产品曲面、描述装配的机械外形曲面如汽车白车身紧固结构中的车身面板。用于自由曲面软件可创建美观、和谐的外形，用独特的面向 A 级曲面的过程创建 A 级外形曲面模型，最终用实时渲染工具产生高质量的逼真效果图。

　　 满足各行业从通用到专业的需求，为制造型企业提供高效的完整的产品系列、技能和各种新技术。

　　 最简单易用的曲面和形状关联设计工件，包括给非曲面造型设计师用的容易使用的工具到供高级形状设计师用的完整的曲面设计工具。

　　 修改管理嵌入设计过程中，因此用户可以在最短时间中试验新的概念。与其他 CATIA V5 配置的关联使设计更加有利于制造。

　　 把外形与风格设计功能和内含知识库的解决范例结合起来，在设计过程中可以用交互捕捉设计意图，得到放映产品功能的显性规则。这样可以形成一个专家系统，指导用户完成设计任务，对违反规则和冲突提出警告，减少出错风险，达到自动化设计的目的。

　　曲面造型模组包括自由曲面造型（ **** Style Shape ）、创成式曲面设计（ Generative Shape Design ）、实时渲染（ Real Time Rendering ）、数字化外形编辑器（ Digitized Shape Editor ）、快速曲面重建（ Quick Surface Reconstruction ）、汽车 A 级曲面造型（ Automotive Class A ）、汽车白车身接合设计（ Automotive body-in-White Fastening ）等模块.

自由曲面造型设计
　　自由风格曲面造型设计（ **** Style ）提供使用方便的基于曲面的工具，用以创建符合审美要求的外形。通过草图或数字化的数据，设计人员可以高效创建任意的 3D 曲线和曲面，通过实时交互更改功能，可以在保证连续性规范的同时调整设计，使之符合审美要求和质量要求。为保证质量，提供了大量的曲线和曲面诊断工具进行实时质量检查。该模块也提供了曲面修改的关联性，曲面的修改会传送到所有相关的拓扑上，如曲线和裁剪区域。

　　提供强大的、使用方便的曲面工具，帮助设计者创建风格化外形，即使是临时用户也可以很容易地光顺和裁剪曲线和曲面。大量的面向企业的曲线和曲面诊断工具可以执行实时质量检查，以保证设计质量。

　　自由风格曲面优化模块扩展了 CATIA 自由风格曲面造型设计的外形和曲面造型功能，主要针对复杂的多曲面外形的变形设计。设计者可以象处理一个曲面片一样对多曲面进行整体更改，而同时保持每个曲面先前规定的设计品质。系统能够使一个设计和其它的几何（比如一个物理样机的扫描形状）　匹配。 为检验曲面的设计质量，用户可以实施一个虚拟展室，通过计算出的反射光线对曲面进行检查。

创成式曲面设计
　　创成式曲面设计（ Generative Shape Design ）帮助设计者在线架、多种曲面特征的基础上，进行机械零部件外形设计。它提供了一系列全面的工具集，用于创建和修改复杂外形设计或混合零件造型中的机械零部件外形。它带有智能化的工具，如用于管理特征重用的超级拷贝（ powercopy ）功能。以特征为基础的方法提供了直观和高效的设计环境，系统可以捕捉和重用设计方法和规范。

　　创成式曲面优化模块拥有强大的曲面整体修改技术，扩展了 CATIA 创成式曲面设计 创建线架和多种曲面特征的功能。该模块基于高级的智能化工具，允许用户进行快速的外形修改操作，减少他们的设计时间。

实时渲染
　　实时渲染（ Real Time Rendering ）可以通过利用材质的技术规范来生成模型的逼真渲染显示。纹理可以通过草图创建，也可以由导入的数字图像或选择库中的图案来修改。材质库和零件的指定材质之间具有关联性，可以通过规范驱动方法或直接选择来指定材质。实时显示算法可以快速地将模型转化为逼真渲染图。

数字化外形编辑器
　　数字化外形编辑器用于解决数字化数据导入、坏点剔除、匀化、横截面、特征线、外形和带实时诊断的质量检查等问题。该模块用于逆向工程周期的开始阶段，在数字测量机测量之后，在 CATIA V5 的其它产品进行机械设计、自由风格曲面设计、加工等过程之前。通过联合使用云图点和 CAD 模型，这个检查过程可以用该产品直接处理。

产品综合应用模组
　　产品综合应用模组适用于广大应用范围的 CATIA V5 综合应用解决方案，可以方便地进行自动设计、设计和制造数据地验证，同时还可以有效地捕捉和重用企业经验知识。

　　CATIA V5 的智能化解决方案把隐含知识和设计方法变成显性的设计方法以达到优化的目的。

　　 CATIA V5 的核心

　　用户可以利用功能强大、并易于使用的嵌入在各种解决方案中的系列工具。 CATIA V5 的智能化解决方案把隐含知识的设计方法变成显性知识的设计方法，用户可以捕捉和重用共同的、贯穿于整个生命周期的经验知识。从设计到制造，从单个的应用到全企业的广泛应用，用户可以分享任何类型的外部知识。

　　 知识捕捉和业务过程自动化

　　智能化的解决方案把定义产品功能的显性规则和在设计过程中交互地捕捉设计意图结合起来，这样系统就可以像顾问一样知道用户来完成整个设计任务，对违反规则或发生冲突发出警告，实现设计地自动化并减少出错的风险。所有知识都可以直接嵌入设计、存入目录或通过 V5 的基于过程的虚拟应用来使用。当用户进行创新设计时速度更快也更加安全。

　　 更多的数据方案探索和面向目标的自动设计优化

　　智能化解决方案使用户可以对多种参数和约束的组合进行评估并且迅速地决定最好的方案。由于通过 CATIA V5 地所以产品可以把多个专业地设计规则（如距离、成本、产量、时间等）统一考虑，设计者能更好地评价整个设计方案。

　　 确保设计的一致性和高品质

　　智能化设计方案保证了设计遵循企业的最佳经验和企业标准。用户可以检验他们的设计，并确保整个企业地可用标准得到及时的维护，帮助设计人员提高设计质量，快速做出正确决策。

　　 头脑风暴与技术创新

　　智能化解决方案用功能和概念定义以及优化工具来规范设计过程，在开发的概念设计阶段，用户可以在系统的定义方面发现工程问题且可以通过和知识库相联的导航过程来解决问题。

　　CATIA V5 电子样机技术支持用来进行迅速和有效地工程或过程决策的复杂电子样机检查和模拟。

　　 降低成本和缩短设计周期

　　电子样机技术使人们在进行工程和过程决策的协同工作使，能够对任何复杂的模型进行内部观察、漫游、检查和模拟，对于扩展型企业的协同设计过程，客户可以把产品地数字模型作为产品开发过程地依据，把产品信息传递给业务部门做出项目决策。

　　 增强设计链的反应能力

　　电子样机技术开发了产品生命周期的电子商务功能，它是数字化企业的关键部分，它形成了使用户在竞争中处于领先地位的平台。电子样机技术提供先进的工具支持协同设计与制造，加强了扩展型企业的通信，它和产品生命周期管理系统 ENOVIA 的紧密联系提高了扩展型企业的效率。

　　支持所有的电子样机需求

　　电子样机技术提供了独特和广泛地可升级组合，它可以用于所有不同类型的用户，企业中的不同的专业和数字化产品开发的不同阶段，它适用于从设计审核到质量验证和仿真的不同需求，它基于在工业界处于领先地位的 CATIA V5 体系结构进行无缝集成，它具有即插即用和实时、多用户的设计讨论环境，使所有的团队成员都可以在一个完全交互的过程中协同工作。

知识顾问
　　知识顾问（ Knowledge Advisor ）可使设计人员捕捉各自的技术知识并作为最佳设计经验以待重用。用户的知识以方程式、规则、反应和检查的形式嵌入到设计中，可以在任何时候重用。根据规则探索不同的设计方案，能够使用户得到更好的决策、实现设计意图、并达到最优化的结果。用户可将隐性经验转变为显性知识，以进行自动设计、降低设计风险和降低重复设计引起的费用。

知识工程专家
　　知识工程专家 (Knowledge Expert) 允许设计者建立企业的知识库并共享企业知识。所用的知识贯穿了整个企业并确保了产品的设计符合企业既定的标准规范，这些规则库可以捕捉企业知识并自动执行知识过程，包括最佳实践、应用过程、设计确认和设计修改等，生成的报告可以更好地检查出违反标准的情况，并协助进行必要的修改。

产品功能定义
　　产品功能定义（ Product Functional Definition ）描述了所设计产品的功能系统并以图解形式表示它们。该模块可管理功能系统的变量，可使用户在功能系统与 CATIA 产品项目之间创建链接关系，从而实现在 V5 环境中对产品的完整功能定义和物理形状定义。它还可以由功能视图中创建脚本文件来生成 3D 数据。在整个概念阶段这个产品专注于功能的建模并且扩展了 V5 产品包。传统的产品详细设计 (3D) 和正式的功能规范定义的无缝集成，使 CATIA 具有了全产品定义功能。

产品功能优化
　　在产品开发的概念设计阶段， CATIA 产品功能优化（ Product Function Optimizer ）通过生成产品的功能系统使用户发现工程问题，并且提供解决问题的有效方法和知识数据库。为实现以上目标，产品功能优化利用 Invention Machine Corporation (IMC) 公司的 TechOptimizer 核心知识把有关的功能系统建模的独有专家技术加入了 CATIA 产品包。 IMC 是业界中具有领先水平的知识创新软件提供商。该模块可使用户以数字方式诊断系统数值并且提供改进数值的策略，识别系统中的功能问题并进行分类，通过查找专业知识数据库中的解决方案帮助用户解决这些问题。

产品工程优化
　　产品工程优化（ Product Engineering Optimizer ）可使用户探索其它设计方案，利用两种附加工具精确优化设计：试验设计方法 (DOE) 和目标设计方法。

　　试验设计方法：

　　评估和快速决定最佳的设计配置无疑是很难的，因为存在大量的参数组合 ( 例如长度、面积、变形等等 ) 。产品工程优化可使用户在进行虚拟试验时考虑尽可能多的所需参数。该方法允许用户： 评估参数间的相互关系，参数推算，确定影响最大的参数。该方法 是一种探索和优化设计的有效的方法，用户可以以少量计算评估和优化设计，并且实现更好和更快的优化，减少了设计反复的次数，降低了重新设计所需的费用，提高了生产效率。

　　目标设计方法：

　　产品工程优化可帮助用户定义多学科领域的优化目标和方法，通过交互方式设置好目标后，可以驱动系统利用多个变量和标准自动确定一个优化的设计解决方案。目标被嵌入到 V5 文档中并通过共享的、集成的和自动的目标驱动规范进行搜索，系统提供实时反馈和输出来满足用户快速评估和分析需求。作为 V5 产品和架构的基本功能，产品工程优化可以动态捕捉设计规范，提供了一种独特的目标驱动的规范方式。作为集成产品，它可以与所有其它 V5 产品结合使用以加速设计的实现。

产品知识模板
　　产品知识模板（ Product Knowledge Template ）对产品特征、零件和装配件模板进行实例化，并通过输入值和几何参照实现对它们的修改。它充分利用了 CATIA 目录库功能，可轻松实现对模板的调用。在扩展型企业中，此模块允许其它组织或部门重用那些封装在模板中的知识，又可以防止他们掌握模板中的技术知识，从而在推动产品知识再利用的过程中保护原创团体的技术知识。产品知识模板极大地提高了设计效率，并促进了设计方法学的标准化，并能够满足各行各业中不同设计人员的需求。

业务过程知识模板
　　业务流程知识模板（ Business Process Knowledge Template ）解决方案首先允许企业建立最佳经验和专业知识的模型，可以通过简单和直观的方法实现建模过程，不需要编程。例如，从对汽车的复杂概念研究到飞机机身结构的生成等各种应用，专家系统能够进行捕捉、建模、自动操作设计和工程分析任务，并把核心知识规则和检查嵌入到这些任务中，在后续步骤中 , 通过定制包含需求特征和流程知识的 CATIA V5 特别应用程序，可以把捕获到的最佳经验在企业内部进行应用。

　　业务流程知识模板解决方案利用了 CATIA V5 软件包里的大部分的产品，并且以流程驱动的方式利用了其功能。终端用户可以跟访问 CATIA V5 的其他产品一样访问这种高端的 V5 应用。用户能够通过使用一套预先定义的方法创建产品，该方法是由专家从企业的最佳经验中提取出来的。在技巧性的规则和设计检查的指引下，从耗时的 , 重复的设计任务中解脱出来 , 并且利用知识驱动的设计任务自动化操作 , 用户能够发挥他们的创造力并且集中精力进行创新。企业能够通过提供好的产品和减少产品的成本来很大程度上增加企业的竞争力。

电子样机导航器
　　电子样机导航器（ DMU Navigator ）使用户可以通过功能强大的观察、导航和交流功能实现协同的 DMU 检查。该模块提供的大量工具（如添加注释、超链接、制作动画、发布及会议功能）使得所有涉及 DMU 检查的团队成员可以很容易地进行协同工作。指令自动执行功能和用可视化文件快速加载数据的功能增强了用户的生产力。通过与其它 DMU 模块的本质集成可以进行完整的 DMU 检查和仿真。

　　电子样机导航器能满足几乎所有涉及产品电子样机工作的用户的要求，它可以处理从日用消费品装配到大型的产品——汽车、航空航天、车间布置、轮船及其它重型机械等各种规模的电子样机

　

电子样机空间分析
　　电子样机空间分析（ DMU Space Analysis ）使用干涉检查、剖面分析与测量和 3D 几何比较工具进行电子样机验证。该模块可以进行碰撞、间隙和接触计算，并且可以让用户查看干涉的具体信息，还可以进行 3D 几何图形比较并用一个专门的窗口显示比较结果。用户可以对计算结果进行剖视，并在剖面上进行测量以便更进一步的了解并评估被比较对象之间的差异。电子样机空间分析通过确保对问题的很好的理解来实现设计校验功能，从而很快地解决问题。该模块可以用来处理数字化样机的检查问题，用于产品封装打包过程，以及用在从关联设计到维修检查的全产品生命周期之中，可以处理从日用消费品到汽车、航空航天、厂房布置、造船或其它重型机械产品等各种规模的电子样机。