以智能制造为标志的第四次工业革命的到来，为工业设计带来了前所未有的机遇与挑战。在这个快速发展的时代，企业需要不断创新才能保持竞争力。CATIA作为目前全球最为优秀的三维设计软件之一，广泛应用于航空航天、汽车、轨道交通、船舶、工业制造等领域，它已经深入人心，成为了全球许多知名企业的首选工具。然而，在传统的产品设计与开发过程中，设计师需要进行大量的试验和验证，这不仅耗费时间和资源，还存在着一定的风险。
为了更好地满足设计师和工程师的需求，CATIA的知识工程模块，通过建立和管理产品设计知识库，实现知识的复用和共享，提高设计效率和质量，为用户提供了更高效、更智能的设计体验。
图1. 基于知识工程的设计
安托在知识工程领域积累了大量的经验和实施成果。本期开始，我们将为大家陆续介绍CATIA知识工程知识以及应用案例，希望可以给大家带来一些在设计思路和方法的启发，一起探索创新的智能未来。
图2. 设计过程的知识集成到模型
CATIA知识工程的内容主要涵盖知识库管理、知识模型建立、知识检索和应用以及知识共享与协作等方面：
01知识库
CATIA知识工程提供一个集中管理设计和工程知识的知识库，包括各种设计和工程规范、标准、模板和最佳实践等。用户可以在知识库中浏览和搜索相关信息，并从中获取所需的设计和工程知识。
02知识模型
CATIA知识工程通过建立知识模型，将设计和工程知识以一种形式化的方式表示出来，使其能够被计算机理解和利用。知识模型可以包括设计规则、工程计算公式、参数化模型等，它们可以在设计过程中自动应用和验证，提高设计的效率和质量。
03知识检索和应用
CATIA知识工程提供了一些工具和功能，帮助用户在设计过程中快速检索和应用相关的设计和工程知识。用户可以通过搜索关键词、浏览知识库的分类结构或者使用智能推荐等方式，找到适用于当前设计任务的知识，并将其应用到设计中。
04知识共享与协作
CATIA知识工程支持多用户之间的知识共享和协作。用户可以将自己的设计和工程知识贡献到知识库中，与其他用户一起共享和协作。知识工程还可以记录和追踪不同用户之间的知识交流和讨论，使得知识能够得到有效地传递和积累。
图3. CATIA基于知识工程的自动化设计方案
CATIA知识工程应用场景：
1. 对企业已有设计资产实现的高度重用和快速变型设计
2. 基于行业企业标准（法规或设计规范）和已有经验（最佳实践）的快速校核
3. 产品自动优化以获得最佳结果
4. 规范化，标准化的设计流程定制，以规范设计过程
5. 业务流程自动化（自动化出图，自动化报告…………）
6. 基于Web 端的3D 创成式创新设计（3D Generative Innovator Innovator）实现规则驱动的参数化外形快速创建与便捷编辑。
图4. CATIA基于知识工程的自动化设计模块（基于3DEXPERIENCE 2020X）
以上就是CATIA知识工程情况的简介，那么知识工程通过哪些具体功能来协助用户提高设计效能呢？
CATIA知识工程包含以下工具：
图5. CATIA基于知识工程的自动化技术核心工具
可以看到CATIA知识工程的工具丰富，功能是非常强大的，这期先给大家介绍最基础的知识工具：参数和公式。后续将会对其他功能展开介绍。
图6. 通用工具栏
参数：
参数有两种类型：
1）固有参数：创建特征时候自动创建的参数，如特征的深度、偏移、活动状态等；
2）用户参数：用户自己创建的参数。
参数有三种不同层级：
1）产品级参数（Product level）
2）3D Shape级参数（3D Shape level）
3）特征级参数（Feature level）
图7. 参数类型
借助用户参数，实现参数化建模，可以更好地访问和控制设计修改。用户参数建模的好处如下：
1）便捷的更改模型相关参数值
2）更方便核心参数的管理及访问
3）便捷的引用参数来创建或编辑关联关系
4）构建参数驱动的参数化模型。
例如，这个轮毂模型中我们定义了辐条数量的参数Number_of_Spokes，改变这个参数的值，轮毂的轮辐样式就会自动追随改变。
图8. 参数驱动辐条样式
可能一些细心的读者会疑问，为什么用户自定义了一个参数，轮毂就会自动跟随这个参数值变化而改变呢？是的，这两者需要通过另外一个知识工程的基础工具来建立关系，这就是公式。
公式：
公式是一种关系形式的特征，它使用运算符和函数来约束参数。关系的左侧表示要约束的参数，右侧表示公司定义语句。
图9.公式
细心的读者可能又会有疑问了，只是利用参数和公式就能达到上面视频的效果吗？那么先卖个关子，有心的读者也可以自己思考一下这效果具体是怎么实现的。