1946年，美国麻省理工学院（MIT）研制成功世界上第一台电子计算机，他的高运算能力和大容量的信息存储能力，使得很多数值分析方法能在计算机上完成。之后，人们不断将计算机引入设计制造领域。
1952年，世界第一台数控机床在美国MIT试制成功，通过改变数控程序就可实现对不同零件的加工。之后，MIT研制开发了APT自动编程语言，通过描述走刀轨迹的方法来实现计算机辅助数控编程。在次基础上人们联想到，能否不描述走刀轨迹，而通过直接描述零件本身来实现数控编程？这就是CAD的最初概念。人们设想如何通过直接自动运行各个程序来实现计算机辅助设计过程，并能由此解决不同复杂程度的生产计算问题的各个过程。此间CAD处于准备孕育阶段，因整个20世纪50年代电子计算机仍处于电子管时代，计算机主要用于科学计算，且使用的是计算机语言编程，图形设计仅具有输出功能。
1963年，美国MIT学者I.E.Sutherland有关人机对话图形通信系统的论文问世，研制成功了世界上第一套实时交互功能的二维SKETCHPAD系统。该系统允许设计者操作光笔和键盘，在荧光屏上显示图形，实现人机交互作业。这项成果标志着CAD技术的诞生，为以后CAD技术的发展提供了基本条件和理论基础。此后陆续出现了许多商品化的CAD系统与设备：美国IBM公司开发了以大型机为基础的CAD/CAM系统，具有绘图，数控编程和强度分析功能；通用汽车公司为实现各个阶段的汽车设计，研制了CAD-1系统；洛克西德公司出台了CADCAM系统等。1966年又出现了采用通用计算机直接控制多台数控机床的DNC系统。
1978年前后，CAD/CAM技术发展趋于成熟。伴随计算机硬件的发展，以小型机，微型机为主机的CAD系统逐渐引入市场。为了适应设计与加工的要求，三维几何处理技术应运而生，出现了面向中小企业的CAD/CAM商品化软件系统。英国莫林公司研制的由计算机集中控制的自动化制造系统，包含6台加工中心和一条自动运输线，可进行连续作业，并可用计算机编制NC程序，作业计划，统计报表等；美国辛辛那提公司成功地研制了一条FMS柔性制造系统。
1980年以后，CAD/CAM技术进入迅速发展期。计算机外围设备已逐渐成为系列产品，超大规模集成电路的出现，使计算机硬件成本大幅度下降。相应的软件技术（如优化设计，有限元设计，数据库技术等）迅速提升，出现了很多商品化软件，推动了CAD/CAM技术的应用和推广，并使其他发达国家向发展中国家发展，从大型企业向中小型企业发展，从军用产品设计向工程产品设计发展，他还使一些与制造过程密切相关的计算机辅助技术得以发展，如计算机辅助工艺规程（CAPP），计算机辅助工装与夹具设计，计算机辅助质量控制（CAQ）等。
1990年以后，CAD/CAM技术一改过去的单一功能，单一领域，单一内容的运行模式，转向集成化，智能化，标准化的方向发展。系统的继承，是为了实现资源共享，实现产品生产与组织管理的高度自动化，提高产品的市场竞争能力，缩短产品研发周期，加速新产品对市场需求的响应。为此，国际标准化组织及一些工业发达国家都在从事标准接口的开发；同时，面向对象技术，并行工程思想，人工智能技术，计算机集成制造系统，快速成型技术，敏捷制造技术的研究，又极大地推进了CAD/CAM技术更高水平的发展。
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