工程设计可能始于一个未知的穴居人，他有一个富有想象力的想法: 制作出更好的棒子，用于驱赶同胞穴居人或带回更多的晚餐肉。自那以后，人们一直在尝试创建更大更好的结构和产品，以改善他们的生活。我一直很惊讶，埃及人如何用手边的工具建造金字塔，罗马人如何建造了大竞技场和论坛。即使在过去的世纪，对于那些生活集中在电脑上的人来说，很难想象在没有我们已经习惯的工具的情况下，建造金门大桥和帝国大厦，或设计混合动力汽车和超音速飞机。

计算机已经永远改变了工程实践。简单地说，它使设计过程不再枯燥无味。

用James Clerk Maxwell的话说：“当人类头脑像计算机一样做计算工作时，它很少感到满足，也肯定没有发挥最高的功能。” (来自Pascal到von Neumann的Herman Goldstine，1972年，普林斯顿大学出版社，第343页）

今天，计算机辅助设计（CAD）行业是一个价值数十亿美元的业务，每天使用这些计算机系统的工程师、建筑师和绘图员数量达到了数百万。这项技术显然改变了许多行业的实践方式，但并不是在所有情况下都变得更好。我们并不总是清楚我们会在这方面取得成功。计算机运行速度太慢，软件存在错误和功能缺陷，管理人员也不想与现状有所改变。最终，该行业解决了技术和管理问题，今天很少有人愿意在没有最新技术的情况下处理任何复杂的设计项目。

这本书旨在讲述我们如何从仅有几位有远见的学者，走向一个生产用于设计从新剃刀到环游世界的飞机的工具的行业。与其他学科不同，开发这项技术的工作建立在前人的经验基础上，这让故事变得更加迷人。

我的撰写这本书的经历

我最初决定成为一名工程师是在我十二岁的时候，当时我正在观看离我家几个街区之远的一座学校的建筑工地。和我的许多朋友不同，在初中和高中期间我从未动摇过这个目标，在18岁时，我成为了麻省理工学院的一名新生，坚定地打算成为一名土木工程师，建造更大更好的水坝和桥梁。当我在1957年春季进行了大二测量学期末考试后，查尔斯·米勒（Charles Miller）教授（请参见第5章）问我是否想在秋季加入他的项目 - 关于将计算机技术应用于工程设计。

谈论一项改变生活的决定。在接下来的半个世纪里，我一直参与计算机技术在工程设计和制造中的应用、市场营销和撰写相关文章。米勒经常向我们讲述机器如何改变了体力劳动方式，计算机会如何改变人们解决智力问题的方式，两者的类比。这本书是我试图记录计算机如何改变了工程实践的一次尝试。我选择通过描写创造这项新技术的企业和个人，以当事人的视角来呈现。

就像任何写这类书的人一样，最好先列出我的资质。从学术上来说，我拥有麻省理工学院的土木工程学士和硕士学位。硕士学位可能有点误导性，因为米勒教授试图改变麻省理工学院土木工程教育的方式，并尝试汲取其他学科的经验。我最终在工商管理和运筹学等领域做了与土木工程相当数量的研究。当时几乎没有计算机科学课程，事实上我们还没有把它叫做计算机科学。

当我获得硕士学位时，我毫不怀疑地想要在新兴的计算机行业中工作，而不是从事土木工程。这是当我遇到了对我的职业生涯有重大影响的第二个人，杰克·吉尔莫（Jack Gilmore）（他的照片出现在这本书的封面上）。杰克是一家小型软件咨询公司的副总裁，该公司致力于开发用于计算机辅助绘图的图形系统（参见第6章）。除了在军队服役几年外，我一直在亚当斯联合咨询公司(Adams Associates, 后来更名为Keydata）为杰克工作，几乎所有的工作都涉及计算机图形，包括第一个图形导向的炼油厂控制系统的设计和实现。

这之后，我进入了一家重要的建筑和工程公司URS从事公司规划的工作，然后成为了Calma的销售人员。Calma是最早的商业CAD供应商之一（详见第11章）。

为了简单起见，我决定使用计算机辅助设计（Computer-Aided Design或CAD）一词来代替所有适用于该技术的特定方面的首字母缩略词，例如CAE代表计算机辅助工程，EDA代表电子设计自动化，CAM代表计算机辅助制造，PLM代表产品生命周期管理。我在附录中解释了本书材料中适用的大部分专业术语。

在Calma之后，我在Tektronix担任了几个不同的市场营销和销售管理职位。在1970年代和1980年代初期，Tektronix是主要的图形终端供应商。公司曾试图开发终端用户CAD系统业务，而我负责运营部分。

1980年，我加入了Auto-trol Technology（详见第9章），在那里我在各种市场营销、销售和软件开发管理职位上度过了接下来的12年。在1980年代初的几年中，我负责公司的竞争分析活动。由于我是一个自然的收藏家（可以问问我的妻子），我保存了大量来自那项工作的材料，这些材料有助于我写作本书。

我的职业生涯在1991年晚期发生了重大转变，当时我成立了Technology Automation Services并开始出版《Engineering Automation Report》。在接下来的八年里，我涵盖了CAD行业，并采访了许多在接下来的章节中提到的人物。1994年，我收购了由Ken Anderson于1978年创办的《Anderson Report on Computer Graphics》，然后在1997年我收购了由Ed Forrest于1977年创办的《A-E-C Automation Newsletter》。

在2000年，我将通讯业务出售给了Cyon Research，后者随后收购了Stephen Wolfe的《Computer-Aided Design Report》。十年前，Wolfe收购了行业另一份早期通讯之一: 《CAD/CIM Alert》。其中一个结果是，我最终拥有了涵盖CAD行业的五份最重要通讯的几乎完整的运行记录。这些为本书提供了重要的背景材料。

记录一个不断发展的行业

为什么要写一本关于CAD行业的书？这是一个合理的问题，我在撰写本书时试图回答过很多次。这个行业在60年前仅仅起步，这是第二次世界大战后不久的事情。虽然我们开始失去一些早期的先驱者，但许多在早期研究中起重要作用，并参与了我所写的公司形成的人仍然活着。可能在20年后不会是这种情况。因此，我认为在他们仍能够做出贡献的时候记录这个重要的行业非常重要。

在我的职业生涯中，我有幸遇到并认识了许多我所写的人。除少数例外，他们都非常乐于回答我众多的问题，并自愿提供我没有其他途径获取的资料。

另一个写这本书的原因是，迄今为止没有人写过关于整个行业的书，只有少数几本关于CAD行业中的个别公司的书籍。实际上，我只能想到两本——约翰·沃克（John Walker）的《Autodesk File》和理查德·麦克尼尔的（Richard MacNeal）《The MacNeal Schwendler Company – The First Twenty Years》。有一些涵盖设计技术特定方面的书籍，例如唐纳德·拉科斯（Donald LaCourse）的《Handbook of Solid Modeling》，大卫·罗杰斯（David Rogers）的《An Introduction to NURBS》和Jami Shah和Martti Mäntylä的《arametric and Feature-Based CAD/CAM》。另一方面，关于使用各种CAD软件包的书籍已经数不胜数。例如，仅大卫·科恩（David Cohn）就写过或合著了15本关于AutoCAD的书籍。

这是一个相当紧密的社区。使它成为一个有趣的故事的一个方面是，过去40年中关键人物从一家公司转移到另一家公司的方式。许多人参与了两个、三个甚至更多的创业公司，每次都试图创建出下一个伟大的技术。

我想写这本书的另一个原因是，有许多不准确的信息在流传。一位受人尊敬的顾问在他的网站上写道Computervision和Applicon是在1972年成立的，实际上它们在1969年就已经开始了。另一家市场研究公司将Auto-trol Technology在1980年的收入中87%归为机械业务，实际上机械业务只是该公司业务的一小部分。为了尽可能确保本书所包含的事实的准确性，我已经尽了很大的努力。当一句话是我的观点时，我已经尽力让其清楚地表达出来。

这本书是什么，又不是什么

任何读者都可以看到，这是一本相当长度的书。它本可以轻易地是两三卷，比如威尔（Will）和阿丽尔·杜兰特（Ariel Durant）的11卷《History of Civilization》。艰难的决定在于从哪里划线。决定的一部分是写我对研究角度最熟悉的事情，以及详细描述的公司。

一个重要的结果是，本书涵盖了麻省理工学院早期的研究，但不涉及其他大学的情况。不幸的是，这意味着只是简单地涉及了康奈尔大学、锡拉丘兹大学、犹他大学、罗切斯特大学和伦斯勒理工学院的研究。此外，英国剑桥大学的重要工作也只是在影响到这个故事的其他元素时才涵盖。

第二个决定是专注于机械设计和制造相关的公司和技术，其中包括一些建筑、工程和建设（AEC）活动。即使在后一种情况下，我也不会花太多时间在建筑本身上。这本书也可以轻易成为自己的一本书，就像电子设计自动化（EDA）一样，只要我所写的公司涉及到了那项技术。

在很大程度上，这本书涵盖的是总部位于美国的软件和系统公司。事实上，除了个别几个重要例外，全球CAD行业的绝大多数仍然集中在美国。主要的例外是法国的达索系统公司，该公司详细介绍在第13章中。另一个例外是建筑建模领域，这个领域部分由几个欧洲公司推动，但这是另一个话题。

这些年来，已有数百甚至数千家公司开发了用于自动化工程设计过程的硬件和软件产品。我的决定是严格的，我向那些，包括一些中等成功的公司，向他们道歉，因为篇幅不足，我无法对他们进行报道。正如读者所看到的，我没有过多探讨用于支持CAD的技术。没有公式描述如何解决曲面相交的交点，也没有讨论面向对象软件的复杂性。我假设读者通常了解计算机硬件和软件，尽管可能不了解它如何应用于CAD行业。附录有助于解释一些术语和缩写词的使用。每个关于特定公司的章节都独立存在，尽管我尽量减少章节之间的冗余。

感谢许多来源的帮助

感谢为《工程设计革命》提供信息的人，太多而难以一一列举。近年来，我一直说的标准话就是“不要扔掉，寄给我。” 没有特定顺序，我要感谢Steve Wolfe，Brad Holtz，David Cohn，Joel Orr，Dick Sowar，Pat Hanratty，Dick Harrison，Fontaine Richardson，Carl Howk，Phil Villers，Tom Lazear，Rachael Taggart，Lee Whitney，Rick Carrelli，Steven Weisberg，Greg Smith，John Baker，Peter Marks，Dave Albert，Dick Miller，Russ Henke，Charles Lang和其他所有提供信息和抽出时间讨论他们经历的人们。