CATIA（Computer-Aided Three-Dimensional Interactive Application）是法国达索系统（Dassault Systèmes）开发的旗舰级三维设计与工程软件，自1982年发布以来，已成为航空航天、汽车制造、工业设备等领域的核心工具。其功能覆盖产品全生命周期，从概念设计、工程仿真到制造规划，支持参数化建模、多学科协同开发及高级曲面设计，被全球90%以上的航空制造企业和80%的顶级汽车制造商采用。CATIA的认知增强设计（Cognitive Enhanced Design）技术结合人工智能与知识工程，推动工程设计向智能化、自动化发展。
CATIA基于特征的参数化建模技术允许用户通过数学方程定义模型特征（如几何约束、尺寸驱动），实现设计变更的高效迭代。例如，飞机机翼设计中通过弦长、厚度比等参数关联，可快速生成不同工况下的气动外形，设计变更效率提升70%以上。
知识工程模块（Knowledge Engineering）支持规则与公式定义，例如在PKT（Part Knowledge Template）模板中，用户可通过全局参数与局部参数结合逻辑表达式，实现设计的自动适配与优化。
CATIA的DMU（Digital Mock-Up）模块支持跨专业协同，整合机械、电气、热管理系统，减少物理原型验证需求。特斯拉Model S的开发中，通过DMU将原型车验证周期缩短至传统方式的1/3。
其系统工程（MBSE）功能可构建复杂系统逻辑链，如NASA阿尔忒弥斯登月计划中提前发现132处接口冲突，节省2亿美元返工成本。
创成式曲面设计（GSD）和自由风格曲面（Freestyle）模块支持A级曲面建模，曲率精度达G3级别。保时捷911的流线型车身通过CATIA生成，风阻系数优化至0.29。
制造模块涵盖从数控加工编程（CAM）到模具设计（如阴阳模分模技术），支持自动生成5轴联动刀路，使模具表面粗糙度达Ra0.05μm，寿命延长至30万次冲压。
1. 零件设计：通过“零件设计（Part Design）”模块创建参数化模型，定义尺寸、材料等属性。
2. 装配设计：在“装配设计（Assembly Design）”中管理约束关系，支持自顶向下与自底向上方法。
3. 工程绘图：从3D模型生成关联2D图纸，自动标注公差与注释。
1. 云原生与AI驱动：xDesign云端版本结合生成式设计，10分钟内生成轻量化方案。
2. 数字孪生整合：通过3DEXPERIENCE平台实现物理实体与虚拟模型实时交互，故障预警准确率92%。
3. 可持续设计：集成碳足迹分析工具，优化材料选择与制造流程。
CATIA不仅是传统CAD工具，更是驱动制造业数字化转型的基础设施。其模块化架构与生态系统扩展（如AR/VR、量子计算集成）将持续赋能工程创新，推动虚拟与物理世界的深度融合。对于企业而言，掌握CATIA的核心功能与配置优化策略，是提升设计效率、降低开发成本的关键。
