PartCAD

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什么是 PartCAD？

PartCAD 是面向万物的编程语言。

它是用于记录可制造实体产品的标准，并提供一套工具来维护产品信息，助力产品生命周期各阶段实现高效、有效的工作流。

PartCAD 不仅仅是传统的绘图 CAD 工具。事实上，它根本不是用来绘图的。“PartCAD”中的“CAD”代表更广义上的“计算机辅助设计”，其中“设计”指的是使用计算机（包括使用 AI 模型）将想法转化为清晰且确定的可制造实体产品规范的过程。PartCAD 最初是首个硬件包管理器，如今已成为新一代 CAD，可以让一位富有远见的个人成长为一人公司，也可以让一位未来的产品经理达到过去 10 个企业工程部门的工作效率（而且快得多！）。

PartCAD 不断发展，持续添加新功能和集成。 联系我们，讨论 PartCAD 如何革新您的产品开发流程。

PartCAD 包

PartCAD 提供用于打包产品信息的工具：

• 可选（但强烈推荐）的高级需求（文本和图纸）

• 可选的详细设计（机械外形、PCB 原理图、软件架构）

• 实现内容（机械 CAD 文件、PCB 布局、软件构件）

• 可选提供以下数据，以扩充或补充输出：

  • 其他制造流程要求和说明
  • 其他产品验证说明
  • 维护说明

• 或任何其他与产品相关的元数据

这些包具有模块化和可复用性，不仅可以基于以往产品的 CAD 文件构建，还可以基于其制造流程构建。

PartCAD 输出

通过 PartCAD 维护产品信息后，可以生成以下输出，并在必要时使用 PartCAD 工具收集和管理：

• 产品文档（Markdown、HTML 或 PDF）
• 设计验证结果
• 产品物料清单（机械、电子、软件）
• 所有组件的采购信息
• 制造工艺规范（包括所需设备，如有）
• 制造说明（文档足够详尽，任何人都能据此复现，无需询问其他信息）
• 产品验证说明
• 产品验证结果（在能够使用实验产品和所需工具的情况下）
• 供软件组件使用的输入数据，用于在网站上通过 3D 查看器、配置器、制造／装配说明等方式展示产品

产品开发与测试

产品信息打包后，即可进行版本管理，并用于迭代改进，也可由人工或 AI 参与者生成 PartCAD 输出。为此，PartCAD 集成了第三方工具。以下仅列举一些可用第三方集成的示例：

• AI 工具可根据当前需求状态，自动更新机械设计和实现
• 可手动使用传统 CAD 工具更新实现
• AI 工具可用于验证设计和实现，以发现产品需求或最佳实践（例如降低制造复杂度）方面的违规情况
• 可使用在线商店的 Web 界面或增材制造商的 API采购和制造零件
• 可使用仿真工具（也可与 AI 工具配合使用）验证产品设计是否符合产品需求
• AI 工具可用于检查产品实现的正确性、安全性或合规性
• 制造流程经过完整性验证（例如，为所有操作指定所需工具）
• 制造说明经过正确性验证（例如，提供的制造步骤确实能够安全、成功地执行，并且符合所选制造工具的能力）

部分迭代改进或测试可使用 PartCAD 的内置功能完成。不过，建议使用第三方工具，以释放前沿创新和功能的潜力。

使用 PartCAD 开展运营

PartCAD 还提供以下配套产品，以便在需要时无需使用任何第三方工具即可开展运营：

• 面向各种规模企业的零件制造与装配车间的 CRM（从在自家车库工作的熟练个人到大型工厂），以便立即开始承接使用 PartCAD 维护的可制造产品订单
• 库存工具，用于管理库存中的零件和成品清单，以及跟踪和管理所有进行中或已完成的订单，从而立即启用供应链并扩大其规模，同时将所有数据私密地保存在本地，且无需承担任何费用（云服务等费用）

基于 PartCAD 的供应链

用户可以轻松地在第三方工程工具或制造商之间切换，而无需迁移产品数据。PartCAD 因此为服务提供商创造了竞争环境，推动成本下降。

每当你选择在工作流中使用第三方工具（如果有），你最终也就决定了（并使其透明或可审计）供应链的安全程度，以及产品信息的暴露程度。如果你只选择本地部署的工具，所有产品信息也都会留在本地。这使 PartCAD 成为希望保护产品数据隐私的用户实现数据主权的终极解决方案。在云端数据采集的时代（尤其是用于 AI 训练的数据采集），PartCAD 是比任何基于云的 PDM、PLM 或 BOM 解决方案更好的选择。

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功能

• 支持多种操作系统
  • Windows
  • Linux
  • macOS
• 通过缓存渲染后的模型加速工作流（包括 OpenSCAD、CadQuery、build123d 和 Chili3D）
  • 内存中
  • 磁盘上
  • 团队或 CI 集群共享的 memcached 服务（cacheRemote）
  • 生命周期长于前两者的 S3 存储桶（cacheS3）
• 协作设计
  • 使用 Git 对 CAD 设计进行版本管理 （仿佛真的已经到了 2025 年）
    • 机械
    • 电子
    • 软件——固件映像、二进制文件和磁盘映像作为软件包对象交付，可按供应商和 SKU、文件或 fileHash 重现
  • 自动生成 Markdown 文档
  • 参数化（硬件和软件）物料清单
  • 在线发布模型到 PartCAD.org
  • 在线发布模型到你的网站 （进行中）
  • 在线发布可配置零件和装配体 （进行中）
  • 在线购买装配体和零件，包括市场平台和 SaaS （进行中）
  • 通过 CLI 自动采购零件
• 装配体模型（3D）
  • 使用专用的 Assembly YAML 格式
    • 自动维护物料清单
    • 生成便于用户理解的可视化装配说明（PDF 和 HTML 说明书）
  • 使用包含连杆、关节和物理属性的 URDF
  • 使用作为源文件保留的 STEP 文件
  • pc filter 可声明由现有装配体的部分连杆组成的第二个装配体——子装配体 无需手动编辑，即可从大型装配体中提取子装配体
• 场景（3D）——放置好的对象布局：工作单元、桌面或仿真世界
  • 声明对象所在的位置，而不是它们如何到达那里
  • 通过实现相应功能的软件包读取和写入引擎自身的场景格式——用于 Gazebo 世界的 partcad-sim-gazebo（SDFormat），用于 MJCF 的 partcad-sim-mujoco，两者还会分别声明读取器、导出器以及其引擎的 pc ide open 入口
• 仿真——世界启动后对象应当如何运动
  • 在零件、装配体或场景上使用 simulate:：声明场景、对象在场景中的位置，以及判断对象是否按预期运动的条件
  • 定义哪些对象会成为刚体：场景中的每个元素（递归计算），以及装配体中附加到该元素的所有内容；连接会保留自由度的关节；场景元素可以通过 fixed: true 固定到世界，场景中也可以放置场景
  • pc sim 用于运行仿真并验证结果
  • pc test 将每个对象纳入检查，作为其 sim 检查：先写出预期，再让它通过
  • 仿真插件的声明方式与导出和渲染实现相同——输入场景，输出 before 和 after。仿真器是一个软件包，不属于此轮的一部分： partcad-sim-mujoco 使用 MuJoCo 运行仿真， partcad-sim-gazebo 使用 Gazebo 运行仿真
  • 在材料上使用 mu，让零件的材料决定它能否稳固支撑——分别写入 SDFormat 的 <mu>、URDF 的 <mu1> 和 MJCF 的 friction
• 工程分析——切割任何材料之前，零件的表现如何
  • pc cae fea，有限元分析：零件根据自身接口说明支撑位置（fix:）和受力位置（load:），因此几何形状变化后边界条件仍然有效
  • pc cae dynamic，模态分析：零件在当前固定条件下的固有频率
  • pc cae thermal，热传递：哪些位置保持在指定温度，哪些位置被加热或冷却
  • pc cae cfd，计算流体动力学：流体从何处流入和流出，其余部分均为壁面
  • Digital Thread 的 FEA、Dynamic FEA、Heat Transfer 和 CFD 选项卡可对屏幕上的对象运行这些分析
• 材料——零件由什么制成，作为软件包中的对象
  • materials: 部分，以及可继承而无需重复声明的标准目录： //pub/std/manufacturing/material/plastic 和 .../metal，按牌号和状态命名 （al-6061-t6、ss-316l、ti-6al-4v、petg、peek）
  • 由 pc info 报告，纳入物料清单，并用于仿真（mu）和分析
• 制造——如何制造，以及用于制造的程序
  • 制造方法：additive、subtractive、sheet_metal 和 forming
  • pcbBasic （架构已接受此项；可制造性测试尚未实现）
  • pc cam 生成加工路径文件：以刀具半径偏移对象轮廓，并按一系列深度切削——供 CNC 路由器或铣床运行的 2.5D 程序
  • 制成的零件按其所用的毛坯材料进行采购，因此物料清单订购的是板材和棒材，而不是无人销售的成品零件
  • 自制或外购：每个行项目都可切换为自制或外购，无法归入任一类别的项目标记为 Incomplete；物料清单和下方的说明均以此选择为依据
  • pc instructions 将装配说明写入 PDF 或 HTML——可以是此装配体本身的步骤，也可以使用 -r/-b 写入每个自制子装配体的装配步骤，以及每个自制零件的制造方法；每项内容都会放在首次需要它的步骤之前
• 零件模型（3D）
  • 使用脚本语言
    • CadQuery
    • build123d
    • Chili3D
    • OpenSCAD
    • SDF
  • 使用旧版 CAD 文件
    • STEP
    • BREP
    • STL
    • 3MF
    • OBJ
    • glTF（包含缓冲区的 .gltf，或 .glb）
  • 使用第三方工具的文件格式
    • KiCad EDA（PCB）
    • FreeCAD 文档（.FCStd），无需 FreeCAD：使用 cadmpeg 读取，首次使用时下载
  • 使用软件包自行定义的零件类型（partTypes），包括能够读取自有文件格式的零件类型
    • SolidCraft 设计（.solidcraft）、Rhino（.3dm）和 IGES，由 SolidCraft 插件软件包提供 (partcad-solidcraft)，首次使用时下载 SolidCraft，或在其自身容器映像中运行
• 零件和接口蓝图（2D）
  • 使用脚本语言
    • CadQuery
    • build123d
  • 使用旧版文件格式：
    • DXF
    • SVG
• 用于机械设计的 AI Agent 工具
  • 任何支持 SKILL.md 的编码 Agent 都可加载 Agent Skills (ai-agents/)， 由 pc init 安装，并作为 pc 插件分发
    • 生成零件、装配体或 2D 草图（/pc:gen、/pc:gen-part、/pc:gen-assembly、 /pc:gen-sketch）——Agent 编写 CAD 脚本并通过渲染验证
    • 描述现有对象（/pc:describe）、搜索目录（/pc:search）、添加接口 （/pc:add-interfaces）
    • 根据对象的 requirements: 验证对象（/pc:validate）——通过 pc test 检查端口、 接口和物理属性，并由 Agent 根据仿真、渲染、物料清单和装配说明判断每项特性
    • 设置项目（/pc:init、/pc:setup）
  • MCP 服务（pc mcp），任何 MCP 客户端都可以通过它驱动 PartCAD：列出、检查、渲染（作为 图像）、测试和导出对象，并通过一个 execute 工具调用其他所有守护进程方法——该服务已收录于 MCP Registry 和 pc 插件，由 VS Code 扩展注册，并由 pc init 写入新软件包
  • 每条命令均支持 --no-ansi 输出，让 Agent 解析纯文本而非进度条
  • Assembly YAML 中可使用自由格式的 comment: 上下文，为下一位阅读装配体的人编写
• 其他功能
  • 使用面向对象的编程方法维护零件接口和配合信息
  • 在 Visual Studio Code 中工作时实时预览 3D 模型；在 3D 视图旁的选项卡中查看对象声明的需求及 pc test 是否判定其已满足、2D 渲染、带尺寸标注的工程图、 工程分析、自制或外购决策、物料清单、装配说明和供应商报价——还提供软件备用方案， 即使在没有 WebGL 的窗口中（例如虚拟机或远程桌面）仍可绘制模型
  • 在创建对象的应用中打开对象（pc ide open）：FreeCAD、Blender、KiCad——以及 引擎插件软件包中的 Gazebo 或 MuJoCo，其插件软件包中的 SolidCraft——可在本地安装， 否则在容器中运行；如果应用无法读取某个对象，系统会在打开时转换，并在应用关闭时将编辑结果 写回对象自身的文件
  • 查询 IDE 当前显示的内容（pc ide state）：Explorer 中的选中项、Inspector 的参数，以及 Digital Thread 当前的选项卡、筛选条件和屏幕截图——让旁边的 AI Agent 可以查看你看到的内容
  • 从任意视角（--view 或自定义视角）渲染 2D 投影；也可选择在投影上绘制连接端口和接口
    • SVG
    • PNG
    • JPEG
    • DXF
  • 生成文档
    • Markdown 软件包和装配体文档
    • PDF 和 HTML 装配说明书
  • 将 3D 模型导出为 CAD 文件
    • STEP
    • BREP
    • STL
    • 3MF
    • ThreeJS
    • OBJ
    • IGES
    • glTF
    • URDF
    • Gazebo 世界（SDFormat）和 MJCF（MuJoCo），由相应引擎的插件软件包提供
    • SolidCraft 设计（.solidcraft），由 SolidCraft 插件软件包提供
  • 软件包可自行实现的输出类型，适用于 render: 和 export:

安装

注意，虽然不是必需的，但强烈建议安装 conda。如果安装或使用任何 PartCAD 工具时遇到困难，请务必安装 conda。

这适用于下面的 Python 软件包。独立命令行工具、snap 和 PartCAD IDE 都自带 conda，无需另行安装；如果你已有 conda，它们会使用你的 conda。

Claude Code 插件

已经在使用 Claude Code？这是最快捷的入门方式，而且会为你安装其他所有内容。pc 插件会添加一些技能，用于生成零件、装配体和 2D 草图，描述并搜索软件包已有的内容，以及设置工具本身：

/plugin marketplace add partcad/partcad@plugin-dist
/plugin install pc@partcad

之后，/pc:setup 会在机器上安装命令行工具；如果是在 Visual Studio Code 或 VSCodium 终端中运行，还会将下方的扩展安装到该编辑器中。/pc:init 会启动一个软件包，而 /pc:gen a mounting bracket with four M4 holes 会编写 CAD 脚本、渲染生成结果的四个视图，并根据要求检查结果。这些技能会驱动下文介绍的同一组 pc 命令，因此它们生成的内容不会被锁定在生成它们的 Agent 中。

此仓库本身就是市场；没有托管目录可供搜索。上方的 plugin-dist 分支包含最新版本，不使用符号链接，因此在 Windows 上也能以相同方式安装。还有两种替代方式：/plugin marketplace add partcad/partcad 可直接从源代码树安装（git 必须能够创建符号链接；在 Windows 上，这意味着要设置 git config core.symlinks true），每个版本都会提供一个 pc-<version>.zip，可通过 claude --plugin-url <url> 加载，仅用于单次会话，便于在不安装的情况下试用某个版本。

这些技能是纯粹的 Agent Skills，因此任何能够读取 SKILL.md 的 Agent 都可以不借助插件，直接从 ai-agents/ 读取它们。它们也包含在 partcad wheel 中，而 pc init 会将它们安装到创建软件包的仓库中：为 Claude Code 安装插件，为 Cursor 安装带 pc- 前缀的技能。传入 --no-skills 可跳过安装；传入 --skills-only 可将它们安装到已有软件包的仓库中。

MCP 服务

pc mcp 通过 stdio 提供 Model Context Protocol，让任何 MCP 客户端——Claude Code、Claude Desktop、Cursor、VS Code——都能驱动 PartCAD：列出软件包包含的内容，读取对象声明，查看对象（渲染结果会以图像形式返回），测试并导出对象，还能通过一个 execute 工具调用其他所有守护进程方法。它和其他 pc 命令一样，是工作区守护进程的客户端；除非使用 --allow-path 启动，否则只会访问工作区内的文件。

上面的 pc 插件会一并提供它，VS Code 扩展会在编辑器中注册它，而 pc init 会将它写入所配置仓库的 .mcp.json 和 .cursor/mcp.json。其他情况下：

claude mcp add partcad -- pc mcp     # with PartCAD installed
claude mcp add partcad -- uvx partcad mcp

它也以 io.github.partcad/partcad 的名称列在 MCP Registry 中。有关工具和其他客户端，请参阅文档。

PartCAD IDE

一个应用程序包含所有内容：编辑器、PartCAD 扩展和命令行工具。无需 Python，无需挑选扩展，也无需设置环境。它会在 PartCAD 工作台中打开；首次启动时会为你创建一个软件包并打开它，因此在需要阅读任何内容之前，就已经有东西可以渲染。

curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/partcad/partcad/main/install.sh | sh -s -- --ide

在 Windows 上，从版本发布页下载并运行 partcad-ide-<version>-windows-x86_64-setup.exe；macOS 也可在该页面下载 .dmg。详情请参阅安装。

Visual Studio Code 扩展

已经在使用 Visual Studio Code？请将扩展安装到其中，而不是安装上面的 IDE。

可以在 VS Code 扩展搜索框中搜索 PartCAD 来安装此扩展，也可以访问 其 VS Code 市场页面。在 终端中运行 code --install-extension PartCAD.partcad-official 也可以安装。

每个版本都附带打包好的扩展 partcad-<version>.vsix，可用于固定版本，或在无法访问市场时安装： code --install-extension partcad-<version>.vsix。在 VSCodium 中，扩展来自 Open VSX ——这是 VSCodium 自带的扩展库，PartCAD 也会在其中发布扩展，因为 Visual Studio Marketplace 的条款将其限制为仅供 Microsoft 自家产品使用： codium --install-extension PartCAD.partcad-official。

在编辑器内的终端中运行上面的 /pc:setup 时，它会替你完成此操作。

使用 PartCAD 前，请确保已在 VS Code 中配置 Python 并设置好 conda 环境。

FreeCAD 插件

PartCAD 工作台可在 FreeCAD 中浏览软件包、零件和装配体，获取对象的参数，并将结果导入当前打开的文档。将 cad/freecad 复制或链接到 FreeCAD 的 Mod 文件夹，并命名为 PartCAD，然后重启 FreeCAD：

ln -s "$PWD/cad/freecad" ~/.local/share/FreeCAD/Mod/PartCAD

无需配置 Python：此插件使用独立的 PartCAD 服务；如果尚未安装独立版本，它会在首次使用时下载该服务。

命令行界面

对于大多数用户，推荐使用以下方法安装 PartCAD CLI 工具：

pip install -U partcad

这个软件包包含所需的一切：pc 命令行工具、Python 模块，以及编辑器扩展所连接的 JSON-RPC 服务。partcad-cli 仍可安装并正常使用——它现在是一个轻量软件包，会自动安装 partcad。

• 在 Windows 上，安装 Miniforge3 时选择 Register Miniforge3 as my default Python X.XX，并使用此 Python 环境运行 PartCAD。还要使用 Registry Editor，在 HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\CurrentControlSet\Control\FileSystem 中将 LongPathsEnabled 设置为 1。
• 在 Ubuntu 上，如果 pip install 无法安装 cairo，请尝试运行 apt install libcairo2-dev python3-dev。
• 在 macOS 上，请确保已安装 XCode 和命令行工具。如果在 ARM 架构的 macOS 上遇到问题，也请使用 mamba。

无需 Python 的命令行界面

如果未安装 Python，或者不想为 PartCAD 维护 Python 环境，请改为安装独立版本。它包含相同的 pc 和 partcad 命令，并附带自己的解释器：

curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/partcad/partcad/main/install.sh | sh

它会安装到 ~/.local/share/partcad，并将命令链接到 ~/.local/bin，无需使用 sudo。有关 Windows 选项和卸载方法，请参阅 安装。

PartCAD 开发

请参阅 快速入门 指南，了解如何逐步设置开发环境、添加功能并运行测试。

开始使用

请参阅 PartCAD 命令行工具 或 PartCAD Visual Studio Code 扩展的教程。

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