CATIA（計算機(jī)輔助三維交互應(yīng)用；中文名:interactive CAD/CAE/CAM system）是由法國達(dá)索公司開發(fā)、IBM公司銷售的集計算機(jī)輔助設(shè)計（CAD）、計算機(jī)輔助制造（CAM）、計算機(jī)輔助工程（CAE）、三維建模和產(chǎn)品生命周期管理（PLM）于一體的工程設(shè)計應(yīng)用系統(tǒng)。CATIA將傳統(tǒng)的3D CAD（計算機(jī)輔助設(shè)計）轉(zhuǎn)變?yōu)榧山：头抡娴恼J(rèn)知增強(qiáng)設(shè)計。它可用于建筑、設(shè)計和建模、電氣和流體工程等領(lǐng)域。

CATIA系統(tǒng)的首次試用是在1978年。在試用過程中，達(dá)索公司將CATIA的三維曲面定義與二維cadam繪圖相結(jié)合，并對它們的文件進(jìn)行統(tǒng)一管理，取得了顯著效果。1981年，達(dá)索系統(tǒng)公司成立，并與IBM簽署了全球營銷、銷售和支持協(xié)議。從1982年到1983年，先后推出了CATIA V1版和V2版。1988年，達(dá)索系統(tǒng)公司推出了V3版本，1993年推出了V4版本。1994年，達(dá)索在Windows NT和UNIX平臺上重新開發(fā)了CATIA V5的全新版本。2009年，達(dá)索系統(tǒng)公司推出了面向網(wǎng)絡(luò)的V6系列產(chǎn)品。在波音飛機(jī)公司的波音777項目中，CATIA應(yīng)用于除發(fā)動機(jī)以外的100%機(jī)械零件。此外，CATIA還應(yīng)用于汽車工業(yè)、造船業(yè)等產(chǎn)品。生物技術(shù)公司星際實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官芭芭拉·貝爾維西評論道，“3D體驗(yàn)平臺使我們能夠擁有最高效的工作流程，并避免從頭開始重新設(shè)計。”

CATIA是法語concept assist é e三維交互appliqué e的縮寫，也是英文computer aided三維交互應(yīng)用的縮寫。自20世紀(jì)60年代以來，CATIA的開發(fā)商達(dá)索公司開始研究計算機(jī)模型。它開始將IBM計算機(jī)引入飛機(jī)設(shè)計并使用數(shù)控機(jī)床。

1967年，達(dá)索公司開始使用貝齊爾曲線研究飛機(jī)外形的數(shù)學(xué)模型。1970年，達(dá)索公司以批量模式用CAD設(shè)計了幻影F1飛機(jī)。1975年，達(dá)索公司引進(jìn)CADAM系統(tǒng)，在使用中自行開發(fā)，并專注于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臄?shù)控加工，以縮短從飛機(jī)和方案設(shè)計到制作實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷闹芷凇?/p>

CATIA V1-V4

1978年，首次嘗試了CATIA系統(tǒng)。在試用過程中，達(dá)索公司將CATIA的三維曲面定義與二維CADAM繪圖相結(jié)合，并對它們的文件進(jìn)行統(tǒng)一管理，取得了顯著效果。1981年，第一批10套1.0版本售出。同年，為了更好地開發(fā)3D建模軟件，達(dá)索成立了一家由工程師創(chuàng)辦的新公司——達(dá)索系統(tǒng)公司。并與IBM簽署了全球營銷、銷售和支持協(xié)議。

后來，從1982年到1983年，相繼推出了CATIA V1和V2版本。1985年，在對達(dá)索航空公司進(jìn)行調(diào)查后，波音公司決定使用CATIA軟件來取代之前的多樣化系統(tǒng)，后來在歐洲成立的空客公司也使用了CATIA軟件。1988年，達(dá)索系統(tǒng)公司推出了V3版本，1993年推出了V4版本。在這個版本之前，CAITA只能在IBM的Unix圖形工作站上運(yùn)行。

CATIA V5

為了擴(kuò)大用戶群，使軟件更容易學(xué)習(xí)和使用，1994年，達(dá)索公司在Windows NT平臺和UNIX平臺上重新開發(fā)了CATIA V5的全新版本。特別是Windows平臺上的應(yīng)用程序可以使用戶更方便地與辦公應(yīng)用系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)，UNIX平臺上的用戶可以更高效地處理復(fù)雜的任務(wù)。同時，針對不同的UNIX版本，介紹了可以在AIX、HP-UX和IRIX平臺上運(yùn)行的CATIA。

1998年，達(dá)索軟件通過收購IBM的產(chǎn)品管理軟件創(chuàng)建了ENOVIA品牌，專注于CATIA產(chǎn)品數(shù)據(jù)的管理。隨后幾年，以V5版本為基礎(chǔ)，每年都會發(fā)布新版本。例如，2000年3月，V5R6版本發(fā)布。2001年7月，V5R7版本發(fā)布。2002年3月，V5R8版本發(fā)布。2003年4月，V5R11版本發(fā)布。同年，加拿大魁北克電力公司在設(shè)計梅塞爾水電站時，通過測試各種三維設(shè)計軟件，決定采用CATIA軟件。該軟件成功應(yīng)用于水利水電行業(yè)的地質(zhì)建模大壩設(shè)計、廠房設(shè)計和機(jī)電設(shè)備安裝，建立了水電站三維設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境。2006年，中國水利水電行業(yè)引入CATIA軟件。2007年，為了進(jìn)一步擴(kuò)展CATIA產(chǎn)品，達(dá)索系統(tǒng)公司收購了英國公司ICEM，該公司在汽車行業(yè)以建模和高質(zhì)量曲面建模和渲染解決方案而聞名。

CATIA V6

2009年，達(dá)索系統(tǒng)公司推出了面向網(wǎng)絡(luò)的V6系列產(chǎn)品。由于其友好的界面和強(qiáng)大的功能，V5版本仍被保留下來。2010年7月1日，達(dá)索系統(tǒng)公司推出了PLM2.0平臺的最新版本V6R2011，該平臺具有874項新功能，并為汽車、航空航天、機(jī)器人和能源領(lǐng)域的復(fù)雜系統(tǒng)高級建模添加了11個組件庫。

2012年，達(dá)索提出3D體驗(yàn)戰(zhàn)略，2014年正式提出3D體驗(yàn)平臺，將CATIA及其其他工具統(tǒng)一在該平臺上，多個工具之間的數(shù)據(jù)互操作可以在該平臺上實(shí)現(xiàn)。

2015年，達(dá)索系統(tǒng)公司收購了Modelon GmbH，后者主要專注于系統(tǒng)建模和仿真經(jīng)驗(yàn)，這將CATIA的功能擴(kuò)展到了汽車和運(yùn)輸行業(yè)。

2023年，達(dá)索發(fā)布了CATIA R2023X，為設(shè)計師、工程師、系統(tǒng)工程師和建筑專業(yè)人士提供了新的角色和增強(qiáng)的功能。完整的產(chǎn)品組合可以在本地云和公共云上使用。

界面概述

標(biāo)題：顯示當(dāng)前文件的標(biāo)題或名稱。

菜單欄：包含CATIA中的所有命令，如PLM訪問命令、編輯命令、查看命令、工具命令、窗口命令和幫助命令。

標(biāo)準(zhǔn)工具欄：包含在CATIA中合成和編輯項目的所有工具，例如新建、打開、打印、放大、移動和收縮工具。此外，它可以分解為多個子工具欄。

特征樹：顯示當(dāng)前模型的創(chuàng)建過程和特征列表，并自動表示特征樹中特征之間的父子關(guān)系。此外，每一步操作的左側(cè)都包含一個操作模式的圖形符號。

工作窗口：該區(qū)域是供用戶設(shè)計的區(qū)域，例如繪制草圖和應(yīng)用功能。

工具欄：也稱為特征工具欄，用于設(shè)置和制作各種模型的特征。

坐標(biāo)平面：用于顯示和指定工作的坐標(biāo)平面，如XY平面、XZ平面或YZ平面。

羅盤：指示當(dāng)前視圖方向和空間坐標(biāo)關(guān)系。它表示模型的三維坐標(biāo)系，并隨著模型的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。

操作臺：也稱為導(dǎo)航器，它是v6版本中新添加的控件，您可以選擇所需的操作選項。

輔助工具欄：輔助工具欄中有許多工具，可用于根據(jù)用戶的需求選擇要執(zhí)行的操作，例如聊天、傳輸?shù)取?/p>

功能模塊

CATIA具有CAD/CAM軟件的所有功能，可用于繪制二維草圖、三維草圖和工程圖、生成實(shí)體、設(shè)計鈑金、模具和裝配。

草圖繪制：CATIA可以通過特殊的草圖命令創(chuàng)建平面的二維幾何元素（草圖），然后通過建模功能（如實(shí)體拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃掠等）基于草圖生成三維實(shí)體模型。).

三維實(shí)體建立：在CATIA中，可以通過對平面幾何圖形進(jìn)行拉伸、旋轉(zhuǎn)和掃掠來創(chuàng)建三維實(shí)體模型，可以直接表達(dá)物體的表面、體積等信息

表面設(shè)計：CATIA曲面設(shè)計模塊支持創(chuàng)建各種曲面形狀，通過實(shí)體設(shè)計模塊的功能可以滿足市政工程中各種異形形狀的創(chuàng)建。

裝配設(shè)計：裝配設(shè)計是將完成的部件組裝起來，形成一個完整的模型。在CATIA中建模時，我們可以先建立每個組件，然后根據(jù)一定的約束條件裝配每個組件。

知識工程：CATIA知識工程是一種組織、重用和共享設(shè)計或企業(yè)知識的方法，主要通過一系列參數(shù)化、規(guī)則編輯和知識管理工具來實(shí)現(xiàn)。CATIA知識工程由一系列智能應(yīng)用程序模塊組成，包括專有技術(shù)獲取、工程規(guī)則獲取、3d模板獲取、設(shè)計優(yōu)化、專有技術(shù)應(yīng)用程序創(chuàng)建、工程模板等。

“基礎(chǔ)設(shè)施”模塊：該模塊主要包括產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、素材庫、CATIA不同版本之間的轉(zhuǎn)換、圖片制作、實(shí)時渲染等工作站。

“機(jī)械設(shè)計”模塊：該模塊提供了機(jī)械設(shè)計中所需的大多數(shù)工作站，包括零件設(shè)計、裝配設(shè)計、草圖繪圖儀、工程制圖、線框和曲面設(shè)計。

“形狀”模塊：CATIA外形設(shè)計和風(fēng)格建模為用戶提供了富有創(chuàng)意且易于使用的產(chǎn)品設(shè)計組合，便于用戶構(gòu)造、控制和修改工程曲面和自由曲面，包括自由曲面建模、汽車biw建模、創(chuàng)成式外形設(shè)計和快速曲面重建。

catia

分析和模擬模塊：該模塊提供的工程分析解決方案可以快速分析任何類型的零件或組件。基于知識工程的體系結(jié)構(gòu)，利用分析規(guī)則和結(jié)果可以方便地優(yōu)化產(chǎn)品。

“AEC工廠”模塊：“AEC工廠”模塊提供了便捷的工廠布局設(shè)計功能，可以優(yōu)化生產(chǎn)設(shè)備的布局，從而達(dá)到優(yōu)化生產(chǎn)流程和產(chǎn)量的目的?！癆EC工廠”模塊主要用于處理工廠中的空間利用和物品布局問題，可以實(shí)現(xiàn)工廠的快速布局以及工廠布局的后續(xù)工作。

“加工”模塊：與其他現(xiàn)有的數(shù)控加工解決方案相比，其優(yōu)勢是:高效的零件編程能力、高度自動化和標(biāo)準(zhǔn)化、高效的變更管理、優(yōu)化刀具路徑和縮短加工時間，以及降低管理和技能要求。

“數(shù)字裝配”模塊：“數(shù)字裝配”模塊提供空間仿真、機(jī)構(gòu)運(yùn)動和結(jié)構(gòu)優(yōu)化功能。

“設(shè)備和系統(tǒng)”模塊：“設(shè)備與系統(tǒng)”模塊可在3D電子樣機(jī)配置中模擬復(fù)雜電氣、液壓傳動和機(jī)械系統(tǒng)的協(xié)同設(shè)計和集成，并優(yōu)化空間布局。

“人體工程學(xué)設(shè)計和分析”模塊：“人機(jī)工程學(xué)設(shè)計與分析”模塊使工人能夠安全有效地與他們操作的工作工具相結(jié)合，使工作環(huán)境更適合工人，從而在設(shè)計和使用安排上進(jìn)行統(tǒng)籌考慮?！叭藱C(jī)工程設(shè)計與分析”模塊提供了人體測量編輯器、人體姿勢分析和人體活動分析等工作站。

“知識工程”模塊：“知識工程”模塊可以將隱含的設(shè)計實(shí)踐轉(zhuǎn)化為嵌入整個設(shè)計過程的顯示知識。用戶定義特征、公式、規(guī)則和檢查，例如制造周期中的特征，包括成本、表面拋光或進(jìn)給率，以便在早期設(shè)計階段考慮這些因素的影響。

CATIA可以通過API定制用戶界面。該界面可以通過Visual Basic和C++語言進(jìn)行自定義。

CATIA版本具有強(qiáng)大的基于平面的參數(shù)化設(shè)計模塊。該模塊以NURBS為平面算法的核心，并提供了多個支持KBE的工作模塊。

CATIA可以與Enovia、Smarteam和其他計算機(jī)輔助工程分析軟件兼容。

CATIA先進(jìn)的混合建模技術(shù)

設(shè)計對象的混合建模:在CATIA設(shè)計環(huán)境中，實(shí)體和曲面都可以實(shí)現(xiàn)交互操作；

變量和參數(shù)化的混合建模:CATIA在設(shè)計期間提供了變量驅(qū)動和參數(shù)化后功能。

幾何和智能工程的混合建模:對于一個企業(yè)來說，多年的經(jīng)驗(yàn)可以積累到CATIA的知識庫中，用于指導(dǎo)企業(yè)的新手，或指導(dǎo)新模型的開發(fā)并加快新模型推向市場的時間。

CATIA的所有模塊完全關(guān)聯(lián):CATIA的所有模塊都基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，因此CATIA的所有模塊都是完全關(guān)聯(lián)的，三維模型的修改可以在二維模型、仿真分析、模具和數(shù)控加工的程序中得到充分體現(xiàn)。

并行工程的設(shè)計環(huán)境大大縮短了設(shè)計周期:CATIA提供的多模型鏈接的工作環(huán)境和混合建模方法可以實(shí)現(xiàn)并行工程的設(shè)計模式?？傮w設(shè)計部只要下達(dá)基本結(jié)構(gòu)尺寸，各子系統(tǒng)人員即可開始工作，既可以協(xié)同工作又可以相互參與；由于模型之間的相互聯(lián)系，上游的設(shè)計結(jié)果可以作為下游的參考，同時上游設(shè)計的修改可以直接影響下游工作的刷新。

學(xué)科：CATIA將傳統(tǒng)的3D CAD（計算機(jī)輔助設(shè)計）轉(zhuǎn)變?yōu)榧山：头抡娴恼J(rèn)知增強(qiáng)設(shè)計。CATIA利用知識、專有技術(shù)和成熟技術(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)計和系統(tǒng)工程的自動化，并提供網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)支持的互聯(lián)對象和體驗(yàn)設(shè)計的所有功能。

建設(shè)：CATIA可以滿足復(fù)雜建筑和基礎(chǔ)設(shè)施項目開發(fā)的設(shè)計和工程過程的需要。通過提供一系列涵蓋整個設(shè)計、工程和交付流程的3D建模和體驗(yàn)解決方案，CATIA使建筑師、工程師、業(yè)主和政府能夠超越傳統(tǒng)項目交付方法的限制進(jìn)行建設(shè)和協(xié)作。其主要優(yōu)勢包括:基于3DEXPERIENCE虛擬孿生技術(shù)設(shè)計和建造復(fù)雜的建筑和基礎(chǔ)設(shè)施項目，創(chuàng)建先進(jìn)的詳細(xì)模型，完全符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（IFC）的制造和組裝設(shè)計，開發(fā)符合預(yù)制或工業(yè)化建造方法（如模塊化或異地制造）的模型，對模型進(jìn)行地理定位，并在城市或地區(qū)的背景下管理建筑項目。同時，關(guān)聯(lián)區(qū)域或城市規(guī)劃者，從3D模型生成關(guān)聯(lián)的2D文檔，并從建筑模型提取完整的材料清單；通過導(dǎo)入各種文件類型集成到主模型中；與所有外部合作伙伴和顧問合作；并通過在所有項目中重用模板和最佳實(shí)踐來利用積累的知識。

設(shè)計和建模：從產(chǎn)品到運(yùn)輸行業(yè)，產(chǎn)品的風(fēng)格和設(shè)計對其在市場上的成功起著重要作用。CATIA Design & Styling為設(shè)計創(chuàng)意、出色的表面和產(chǎn)品體驗(yàn)提供所有解決方案。用戶可以將3D草圖繪制、細(xì)分曲面、A類建模與3D打印、逆向工程、逼真的可視化以及虛擬和增強(qiáng)的產(chǎn)品體驗(yàn)相結(jié)合，在集成流程中創(chuàng)建和開發(fā)渲染，并實(shí)現(xiàn)無縫工作流程。其主要優(yōu)勢包括:通過集成的創(chuàng)意工作流創(chuàng)建和探索創(chuàng)新的概念想法，所有這些都是在人類的背景下進(jìn)行的，以豐富設(shè)計體驗(yàn)。創(chuàng)造最佳的表面質(zhì)量、優(yōu)化和性能，以滿足汽車A級表面、空中放樣或造船師船體形式的高標(biāo)準(zhǔn)。利用沉浸式虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)的高端可視化功能，在產(chǎn)品開發(fā)過程中做出準(zhǔn)確的決策。

電氣和流體工程：CATIA的電氣和流體解決方案建立在達(dá)索系統(tǒng)公司的系統(tǒng)工程3D體驗(yàn)平臺上。它們共享一個通用、開放和可擴(kuò)展的數(shù)據(jù)模型和存儲庫，為所有工程學(xué)科和應(yīng)用程序提供一致的信息視圖。該數(shù)據(jù)模型是集成工作流的核心，它將系統(tǒng)架構(gòu)定義與示意圖以及3D布線系統(tǒng)表示與制造準(zhǔn)備聯(lián)系起來。其主要優(yōu)勢包括:通過單一平臺將團(tuán)隊聚集在一起，并在所有相關(guān)方之間交換相關(guān)數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)從早期概念步驟到最終產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)工程。提供特殊幫助和自動化工具，為系統(tǒng)工程師提供創(chuàng)造力。

工程：配備CATIA 3D建模工具的機(jī)械工程師可以在產(chǎn)品開發(fā)的早期階段深入了解質(zhì)量和性能的關(guān)鍵因素。數(shù)字原型設(shè)計與數(shù)字分析和模擬的結(jié)合使產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊能夠在其操作環(huán)境中虛擬地創(chuàng)建和分析機(jī)械產(chǎn)品。CATIA Engineering為工程師提供了一個平臺，可以為各種工程流程創(chuàng)建任何類型的3D裝配。其主要優(yōu)勢包括:工程師可以快速迭代而不會出現(xiàn)模型故障。CATIA使處理多CAD數(shù)據(jù)變得容易，并支持逆向工程。3DEXPERIENCE CATIA可以確保高效的裝配設(shè)計和快速檢索大型裝配。三維體驗(yàn)CATIA集成了PLM，因此工程師不必離開設(shè)計環(huán)境。上下文菜單、簡化的命令、操作面板和一致的邏輯可以提高用戶效率。

系統(tǒng)工程：達(dá)索systemes解決方案將需求、系統(tǒng)架構(gòu)、跨學(xué)科建模和仿真（包括嵌入式軟件、驗(yàn)證和驗(yàn)證）集成到一個統(tǒng)一、協(xié)作和開放的環(huán)境中。其主要優(yōu)勢包括:分析利益相關(guān)者的需求，并通過“假設(shè)”分析和模擬研究最佳解決方案的權(quán)衡。做出明智的決策，確定跨學(xué)科變化的影響，并定義最佳的制造/采購/再利用策略。通過虛擬樣機(jī)和仿真，檢測集成誤差，降低物理測試成本。管理從需求到硬件/軟件交付的端到端可追溯性和變更。得益于達(dá)索系統(tǒng)解決方案（UAF、SysML、Modelica、FMI、Autosar等）的標(biāo)準(zhǔn)支持。），加速了MBSE的采用。

工業(yè)：宇宙空間CATIA的起源是航空航天工業(yè)，CATIA的應(yīng)用非常廣泛，包括波音（美國）、達(dá)索（法國）、龐巴迪（加拿大）和中國的飛機(jī)制造公司。使用CATIA，可以設(shè)計和預(yù)加載所有機(jī)械零件。使用CATIA的參數(shù)化設(shè)計，無需重新設(shè)計和建立物理原型。

汽車工業(yè)：CATIA被歐洲、美洲和亞洲的頂級汽車制造商廣泛使用，可用于自由風(fēng)格造型、車身和發(fā)動機(jī)設(shè)計等。同時，CATIA的可擴(kuò)展性和并行協(xié)同工作能力可以顯著縮短產(chǎn)品上市時間，提高產(chǎn)品競爭力。

造船工業(yè)：CATIA可以為造船業(yè)提供解決方案，包括專業(yè)船體產(chǎn)品、船上設(shè)備和機(jī)械解決方案。其中，船體設(shè)計解決方案可與CATIA其他產(chǎn)品集成，實(shí)現(xiàn)所有類型船舶的設(shè)計、制造和裝配。傳統(tǒng)的CATIA實(shí)體和曲面建模功能也用于基本設(shè)計和船體光順。

車間設(shè)計：CATIA可以提供包括管道、設(shè)備、結(jié)構(gòu)和自動化文檔在內(nèi)的工具，并為造船廠、發(fā)電廠、加工廠以及工程和建筑公司提供技術(shù)支持。

加工和組裝：CATIA可以對各種零件進(jìn)行2D/三維關(guān)聯(lián)、分析和數(shù)控加工，因此被廣泛應(yīng)用于機(jī)床、醫(yī)療儀器、鐘表等精密產(chǎn)品的設(shè)計中，尤其是CATIA的混合建模方案可以快速生成和裝配各種精密產(chǎn)品。

消費(fèi)品：CATIA因其新穎的產(chǎn)品風(fēng)格、建模工具和高質(zhì)量的渲染工具而被廣泛應(yīng)用于廚具、計算機(jī)、廚房設(shè)備、玩具、電視等消費(fèi)品的設(shè)計。