CAD技術在我國土木工程領域的應用和發(fā)展.doc

鄭州大學現(xiàn)代遠程教育土木工程CAD課程論文CAD技術在我國土木工程領域的應用和發(fā)展學 號： 歡利峰姓 名： 12000227009完成時間： 2014.04.21CAD技術在我國土木工程領域的應用和發(fā)展摘要： 通過學習建筑CAD,了解CAD技術以簡單、快捷、存儲方便等優(yōu)點已在工程設計中承擔著不可替代的重要作用。CAD應用在真實感的建筑設計、建筑規(guī)劃、建筑裝修行業(yè)、建筑施工和施工管理等方面，CAD軟件繪圖真正做到方便、整潔、清潔、輕松，CAD技術的應用使土木工程設計人員如虎添翼,在更加廣闊的天地里施展才華。但隨著CAD在工程中的大量應用及其技術的成熟，一些缺點也顯露出來，但總的來說，優(yōu)點遠遠超過缺點。下面就CAD技術在工程設計應用中的一些優(yōu)缺點進行簡單探討。Abstract：By studying architectural CAD, knowledge of CAD technology in a simple, fast and convenient storage has set up a file in the engineering design undertakes the irreplaceable important role. CAD application in realistic architectural design, architectural planning, architectural decoration industry, building construction and construction management, CAD drawing software really convenient, clean and tidy, clean and relaxed, the application of CAD technology to civil engineering design personnel strengthen talent in the wider world. But along with the application of CAD in engineering and technology maturity, some disadvantages also revealed, but overall, the advantages far outweigh the disadvantages. Here are some advantages and disadvantages in application of CAD technology in engineering design is simple. 關鍵詞：CAD技術 工程設計 應用 Key word：CAD technology Engineering design Application CAD即計算機輔助設計與制圖,是指運用計算機系統(tǒng)輔助一項設計的建立、繪制、修改、分析或優(yōu)化的過程。CAD軟件必須有能接受和使其運行的物體,即硬件來支持它才能有實際意義,這樣就存在了CAD系統(tǒng)。CAD系統(tǒng)是由硬件、軟件組成。硬件包括處理運算設備、圖形顯示設備、外部存儲設備、數(shù)據(jù)圖形輸入輸出設備以及有關的信息傳輸?shù)扔布脚_設備、軟件包括系統(tǒng)軟件、支撐(圖形、漢字等)軟件和專業(yè)應用軟件。我國主要使用的CAD軟件是美國AUTODESK公司開發(fā)的AUTODESK軟件,它是一個功能強大、易學易用、具有開放型結構的軟件，中望CAD也有基本相同的功能。不僅便于用戶使用,而且系統(tǒng)本身可不斷地擴充和完善,它被廣泛地應用于微機及工作站上。因此,國內(nèi)外軟件開發(fā)商在此基礎上進行有關工程設計專業(yè)的二次開發(fā),如建筑行業(yè):華遠的HOUSE軟件、建研院的ABD集成化軟件和BICAD軟件、理正的CAD軟件、方圓公司的方圓三維室內(nèi)設計系統(tǒng)等。隨著CAD技術的不斷發(fā)展,其覆蓋的工作領域也不斷地擴大,如工程設計CAD項目的管理、初步設計、分析計算、繪制工程、三維動態(tài)、統(tǒng)計優(yōu)化等。CAD技術的應用正在有力而迅速地改變著傳統(tǒng)的工程設計方法和設計生產(chǎn)的管理模式。通過多年的設計實踐CAD技術以簡單、快捷、存儲方便、精確、功能強大等優(yōu)點已在工程設計中承擔著不可替代的重要作用。許多工程都應用了計算機進行輔助設計和輔助繪圖,尤其建立了計算機網(wǎng)絡輔助設計與管理后,不僅能提高設計質量,縮短設計周期,而且創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益和社會效益,CAD技術的應用使工程設計人員如虎添翼,在更加廣闊的天地里施展才華。但隨著CAD在工程中的大量應用及其技術的成熟，它的一些缺點也暴露無遺，有少數(shù)人不愿接受這一技術，認為它限制了建筑設計業(yè)的發(fā)展。建筑CAD的應用過程復雜，處理信息量大，表達形式多種多樣，因此要求計算機容量大，計算速度快和顯示分辨率高，即對硬件要求很高。隨著微機性能的不斷提高，特別是引進國外高性能的圖形支撐軟件，使國內(nèi)出現(xiàn)眾多AutoCAD平臺上的建筑及設備專業(yè)CAD軟件，可以進行三維造型，自動生成平、立、剖施工圖，渲染圖可以表現(xiàn)光影、質感和紋理，我國自己開發(fā)的建筑設計軟件有：HOUSE建筑CAD軟件包、AUTOBUILDING(ABD)建筑繪圖軟件等。國外引進的圖形處理軟件有3D Studio、3DMAX、Adobe Photoshop和CorelDraw等。設備專業(yè)軟件功能強大，三維模型解決了碰撞問題，豐富的零件庫為CAD設計提供了極大的方便。CAD應用在真實感的建筑設計、建筑規(guī)劃、建筑裝修行業(yè)、建筑施工和施工管理等方面，相對結構設計來說還需要做更多的工作。 我們今天處于高科技不斷創(chuàng)新的時代，國際上CAD系統(tǒng)在技術上以日新月異的速度發(fā)展，而歷史又一次給我們以發(fā)展自己的機遇，在集成化、協(xié)同化、智能化及其相關技術的研究與開發(fā)領域，可以說我們同發(fā)達國家是站在同一起跑的。集成技術是指在工程設計階段和各專業(yè)的有關應用程序之間，信息提取、交換、共享和處理的集成，即信息流的整體化，將設計的各階段及涉及的各專業(yè)有機地形成一個整體。 協(xié)同技術是指在集成的基礎上，在網(wǎng)絡技術的支持下，實行并行工程處理作業(yè)。以工程項目為核心，使不同地域的生產(chǎn)虛擬群體能及時地共享圖形庫、數(shù)據(jù)庫、材料庫及一切上網(wǎng)資源。這要求協(xié)同各點對工程項目有著共同的描述，可以隨時進行超越障礙(包括地域間、系統(tǒng)間)的信息交換以修改、評價設計工作的每個環(huán)節(jié)。 智能技術既把具有學習、記憶和推理功能的專家系統(tǒng)運用于CAD系統(tǒng)，使系統(tǒng)的性能得到更大的改善，可靠性進一步提高，靈活性更大，能夠適應千變?nèi)f化的工程設計的實際需要。 CAD技術只能在創(chuàng)新中求發(fā)展，創(chuàng)新一方面必須跟蹤國際計算機技術發(fā)展的先進水平，另一方面需適應國內(nèi)市場的需求。商品軟件的每一個功能細節(jié)，都要受到用戶的歡迎，市場的認可。例如數(shù)據(jù)輸入要盡可能的少；操作要方便，高度的自動化和人工干預要有機結合；輸出圖形要簡潔、排版靈活，數(shù)據(jù)表格化，便于查閱及理解等。那么CAD究竟利大于弊還是弊大于利，怎樣才能對它善加利用，我們不妨對CAD的雙重性做一個剖析。1、 CAD技術在工程設計中的優(yōu)點CAD技術的長處使得人們趨之若騖，它主要表現(xiàn)在：1.1 勞動強度降低，圖面清潔 手繪繪圖，工作人員常常手里拿著幾只不同粗細的墨筆，丁字尺、三角板、曲線板等工具不停的在手里更換，而且一旦畫錯，修改非常費事，甚至從頭來過，圖面修修補補顯的臟亂。用CAD繪圖則可以一只鼠標做你想做的任何事情。它有統(tǒng)一的線型庫、字體庫，圖面整潔統(tǒng)一。CAD軟件所提供的UNDO功能讓你不必擔心畫錯，它可以使你返回到你畫錯之前的那一步。你更可以在電腦系統(tǒng)后臺運行一些音樂播放軟件，一邊聽音樂一邊工作。 CAD軟件繪圖真正做到方便、整潔、清潔、輕松。 1.2 設計工作的高效及設計成果的重復利用 CAD之所以高效，因其最偉大的功能之一：復制“COPY”。一些相近、相似的工程設計，圖紙只要簡單修改一下就行了，或者直接套用，而你只需按幾下鍵盤、鼠標。CAD軟件可以將建筑施工圖直接轉成設備底圖，使水暖、電氣的設計師不會在描繪設備底圖上浪費時間。而且現(xiàn)在流行的CAD軟件大多提供豐富的分類圖庫、通用詳圖，設計師需要時可以直接調入。重復工作越多，這種優(yōu)勢越明顯。結構計算的高效，一個普通的框架結構，以往手工計算需要一個星期左右時間，用CAD快的一天就可以完成，而且誤差不多，計算和繪圖可以同時完成，效率極高。 1.3 精度提高 建筑設計的精度一般標注到毫米，結構計算的精度也不是很高，施工時的精度更低，但對于一些特型或規(guī)模大、復雜的建筑離開了CAD困難將成倍增長。CAD在日影分析、室內(nèi)聲場分析、燈光照度分析等方面的計算精度、速度也是手工計算無法比擬的。由于精度高，現(xiàn)在CAD繪制圖上進行工程量的自動計算，其速度和精確度達到了令人滿意的結果。以前繁瑣的工作，一下子變?yōu)楸阌诮鉀Q的工作。1.4 資料保管方便 CAD軟件制作的圖形、圖象文件可以直接存儲在軟盤、硬盤或光盤上，資料的保管、調用極為方便。你可以將設計項目刻錄成光盤，數(shù)據(jù)至少可以保存50年，也可以多份存貯。你可以將以前的圖紙通過掃描儀，數(shù)字化儀輸入電腦，避免資料因受潮、蟲蛀以及破壞性查閱造成的不必要損失。資料的管理更有科學性，只要一臺電腦就可以管理的井井有條，資料室也將告別成排的資料柜，因為一個院所從成立到現(xiàn)在所有的資料幾張光盤就裝下了。 1.5 CAD在建筑表現(xiàn)圖上的優(yōu)勢 這也是CAD在建筑設計上最出風頭的。CAD制作的建筑效果圖其透視關系、光影關系、建筑材料的質感，都可真實再現(xiàn)，惟妙惟肖，在加上真實的樹木、人、天空、汽車配景，幾可亂真。如果在加上現(xiàn)場環(huán)境照片融合更有說服力。CAD制作效果圖優(yōu)勢還在于，只要建筑的三維模型搭建完成，就可以任意指定透視角度，模型材質，快速生成多張效果圖而無需從頭做起，這是傳統(tǒng)手繪效果圖無法比擬的。這一切都讓設計師在建筑設計上收益非淺，在向甲方推銷自己的設計成果時也更有說服力。 1.6 設計理念的改變 CAD的智能化將部分取代設計師的一些設計工作，而CAD對設計的標準化、產(chǎn)業(yè)化起著巨大的推動作用。隨著信息技術、網(wǎng)絡技術的發(fā)展，跨地區(qū)合作設計，異地招投標、設計評審也將普及。在第一時間接受科技信息，與世界同步。通過一根電話線“在家工作”將成為可能。文件傳輸極為方便，距離不是問題。2 、CAD技術在工程設計中的缺點CAD技術在給建筑設計業(yè)帶來巨大效益的同時其負面作用也日益顯現(xiàn)，值得我們深思。2.1 CAD技術對設計思想的束縛 由于電腦屏幕尺寸的限制，設計師關注的往往是設計的局部，對全局的把握有一定影響，使得整個建筑物的比例、體量失控。CAD的精確性要求其每一筆都要有準確的數(shù)據(jù)，使得方案設計中需要的模糊性、隨機性被扼殺，設計缺乏靈感。另一方面CAD軟件自身功能的局限性以及設計師對CAD軟件掌握的熟練程度，使得建筑師好的靈感、創(chuàng)意不能通過CAD表達出來，建筑師的思想、思路、靈感被束縛。 2.2 CAD技術扼殺建筑藝術 建筑是一門融科技、藝術、文化、哲學于一體的學科。建筑既是一件商品，也是一件藝術品。有關人事認為CAD技術的濫用會使建筑設計工作從一種藝術創(chuàng)作變?yōu)橐环N工業(yè)化生產(chǎn)，CAD引以為榮的復制、套用的高效率手段，使得設計過程本身就傷害了這一學科，而CAD的標準化、工業(yè)化使得建筑作品千篇一律，缺乏靈氣、缺乏個性和人情味，建筑已經(jīng)變?yōu)榧兇獾纳唐?。而最有藝術氣息的手繪建筑效果圖，也將要被電腦效果圖取代，電腦效果圖雖然正式可信，快捷方便，但它缺少手繪圖所體現(xiàn)的個性，以及設計師筆下流露的特有的感覺。2.3 CAD浪費資源 CAD是一項科技含量很高的技術，通常一名設計師要用半年到一年的時間才能熟練掌握CAD軟件及電腦知識。可是在科技飛速發(fā)展的今天你學習的步伐永遠追不上電腦、外設、CAD軟件的更新、升級步伐。設計師不得不花費大量時間應付這些變化。CAD的復雜、難懂使得設計師望而卻步，一些院所專門設立、配備電腦操作維修人員，甚至設立一個專門的CAD工作部，因為一個優(yōu)秀的設計師不一定是CAD高手，反之亦然。CAD對人力、時間的浪費可見一斑。 其次，CAD對物質財力的浪費更甚。一個院所要想實現(xiàn)微機制圖其硬件設備如：電腦、工作站、繪圖儀、復印機、掃描儀、數(shù)字化儀、數(shù)碼相機、可錄光驅、UPS等的投資不菲，而它們的折舊率、升級費用也很高。它的軟件投資也居高不下，當然前提是使用正版軟件。在國內(nèi)一套建筑軟件就要花費12萬元，而水暖、電、結構、預算各專業(yè)都配齊要十幾到二十幾萬元，在加上操作系統(tǒng)軟件、常用辦公軟件其花費驚人。 2.4 CAD技術存在不可靠性 CAD技術使得設計師不得不面對計算機病毒，CAD軟件本身的更新升級，電腦資料的保存等一些不可靠因素。由于上述一個或幾個原因設計師就得停止工作，去解決與設計無關的問題，或者由于設計師的誤操作和對CAD知識掌握不夠，可能辛苦幾天甚至幾年的設計成果被誤刪、覆蓋付之東流。國內(nèi)某結構軟件早期版本的程序錯誤讓人擔心，造成重大損失并且在后續(xù)版本得到修正，但誰又能保證現(xiàn)行的軟件不存在問題呢。 綜上所述，CAD技術給設計師帶來了極大的方便，但也帶來了許多負面效應。無論如何我們都應承認CAD給我們的好處，要正視它的局限性，善用它的長處。展望未來,計算機技術的發(fā)