礦井開(kāi)采設(shè)計(jì)與CAD-采礦CAD簡(jiǎn)介

礦井開(kāi)采設(shè)計(jì)與CAD主講人：邢存恩（博士）太原理工大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院研究領(lǐng)域：煤礦開(kāi)采、采礦系統(tǒng)工程和采礦CAD

煤礦通風(fēng)與安全電話-mail：xcn_ty@163.com4/29/20241第二篇采礦CAD4/29/20242第一章計(jì)算機(jī)輔助采礦設(shè)計(jì)概述4/29/20243第一節(jié)設(shè)計(jì)的概念、性質(zhì)、和內(nèi)容第二節(jié)CAD系統(tǒng)基本組成、分類和選擇原則第三節(jié)CAD系統(tǒng)硬件第四節(jié)CAD系統(tǒng)軟件第五節(jié)CAD的應(yīng)用、發(fā)展及未來(lái)展望。主要內(nèi)容4/29/20244第一節(jié)設(shè)計(jì)的概念、性質(zhì)和內(nèi)容1．采礦工程設(shè)計(jì)的概念采礦工程設(shè)計(jì)就是依據(jù)井田精查地質(zhì)報(bào)告資料、國(guó)家的有關(guān)方針政策等設(shè)想出的能滿足開(kāi)采需求的開(kāi)采方案及生產(chǎn)工藝系統(tǒng)，并把這種設(shè)想明確化、具體化，以一定方式（圖紙和設(shè)計(jì)文件）表達(dá)出來(lái)；使施工者、生產(chǎn)者、管理者等人能理解，以確保能正確施工和組織生產(chǎn)。簡(jiǎn)單地說(shuō)，設(shè)計(jì)就是完成下面兩項(xiàng)工作：其一：設(shè)計(jì)對(duì)象的確定，決定采用何種開(kāi)采方案及生產(chǎn)系統(tǒng)及其系統(tǒng)參數(shù)等；其二：設(shè)計(jì)對(duì)象的信息化工作，將確定的設(shè)計(jì)對(duì)象通過(guò)圖紙和設(shè)計(jì)技術(shù)文件（或其它表達(dá)方式）表達(dá)出來(lái)。一、設(shè)計(jì)的概念、性質(zhì)、和內(nèi)容4/29/202452．設(shè)計(jì)的內(nèi)容設(shè)計(jì)工作者從接受任務(wù)開(kāi)始到全部完成設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)技術(shù)文件結(jié)束，包括以下具體工作內(nèi)容：1）搞清設(shè)計(jì)任務(wù)要搞清設(shè)計(jì)屬哪個(gè)階段，主要的依據(jù)和要求等，并用簡(jiǎn)略的文字?jǐn)⑹龊捅砀裥问阶鳛槲募潭ê兔鞔_下來(lái)，作為下一步設(shè)計(jì)的依據(jù)。2）方案設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)，提出設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行方案對(duì)比和評(píng)價(jià)決策。3）詳細(xì)分析設(shè)計(jì)的各環(huán)節(jié)，進(jìn)行詳細(xì)的分析設(shè)計(jì)，概預(yù)算設(shè)計(jì)工程的費(fèi)用。4）設(shè)計(jì)繪圖：繪制設(shè)計(jì)圖紙。5）編制設(shè)計(jì)文件編寫設(shè)計(jì)計(jì)祘書，用文字、數(shù)據(jù)、表格和線圖來(lái)表示設(shè)計(jì)分析計(jì)算的結(jié)果；概預(yù)算書；設(shè)備清冊(cè)及設(shè)計(jì)文件。第一節(jié)設(shè)計(jì)的概念、性質(zhì)和內(nèi)容一、設(shè)計(jì)的概念、性質(zhì)、和內(nèi)容4/29/202463．設(shè)計(jì)的性質(zhì)1）設(shè)計(jì)的過(guò)程實(shí)際上是一種輸入輸出過(guò)程2）設(shè)計(jì)是創(chuàng)造，設(shè)計(jì)出自然界沒(méi)有的人工物，設(shè)計(jì)是一種創(chuàng)造性的腦力勞動(dòng)第一節(jié)設(shè)計(jì)的概念、性質(zhì)和內(nèi)容一、設(shè)計(jì)的概念、性質(zhì)、和內(nèi)容4/29/20247

CAD是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的英文名稱（ComputerAidedDesign）的簡(jiǎn)稱，顧名思義是計(jì)算機(jī)幫助進(jìn)行設(shè)計(jì)的意思。目前，人們對(duì)CAD有不同的理解，如有些人把設(shè)計(jì)中使用了計(jì)算機(jī)就算是CAD；有人把計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算分析看成是CAD；有人把CAD理解為計(jì)算機(jī)輔助制圖，這樣CAD中的“D”實(shí)際上不是“Design”而變成“Drafting”或“Drawing”了，他們把CAD看成是利用人機(jī)對(duì)話圖形處理系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)繪圖；也有人把CAD理解為在設(shè)計(jì)中用計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算加繪圖。種種觀點(diǎn)歸納起來(lái)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)就是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)輔助人們完成設(shè)計(jì)各個(gè)階段的工作，包括資料整理分析、工程計(jì)算、結(jié)構(gòu)模型分析、設(shè)計(jì)優(yōu)化、經(jīng)濟(jì)計(jì)算、繪制圖形等。

一個(gè)完整的CAD系統(tǒng)應(yīng)該包括三大部分：計(jì)算系統(tǒng)、圖形系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。第一節(jié)設(shè)計(jì)的概念、性質(zhì)和內(nèi)容二、CAD的概念和內(nèi)容4/29/20248三、CAD的特點(diǎn)1、CAD是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種設(shè)計(jì)信息處理的總稱。設(shè)計(jì)過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)獲取信息、處理信息和輸出信息的過(guò)程。

2、CAD是充分合理地利用計(jì)算機(jī)及其外圍信息處理裝置組成人機(jī)一體化的設(shè)計(jì)系統(tǒng)3、CAD系統(tǒng)的多學(xué)科性大型CAD系統(tǒng)的一個(gè)基本特征是運(yùn)用了計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程科學(xué)中各種不同的技術(shù)。第一節(jié)設(shè)計(jì)的概念、性質(zhì)和內(nèi)容4/29/20249四、CAD系統(tǒng)的突出優(yōu)勢(shì)：1、利用大量計(jì)算軟件包可以使計(jì)算時(shí)間縮短為人工設(shè)計(jì)的幾十分之一；2、使用類似于有限元法這樣有效的模型技術(shù)，可以使設(shè)計(jì)者擺脫傳統(tǒng)復(fù)雜公式計(jì)算的束縛進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而提高設(shè)計(jì)能力，降低研制費(fèi)用；3、使設(shè)計(jì)人員從繪圖、查表等事務(wù)性的重復(fù)勞動(dòng)中解放出來(lái)，用圖形輸入設(shè)備快速、準(zhǔn)確、清潔地繪制出各種圖形。4、CAD的仿真和分析技術(shù)可以節(jié)省模型測(cè)試和開(kāi)發(fā)階段的大量時(shí)間和經(jīng)費(fèi)，縮短設(shè)計(jì)周期；5、使用CAD系統(tǒng)有利于產(chǎn)品的的標(biāo)準(zhǔn)化、條例化、通用化，從而加速產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和投產(chǎn)過(guò)程；6、利用計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通訊能力，使CAD比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法更緊密地同其它工程部門結(jié)合起來(lái)；7、設(shè)計(jì)于分析統(tǒng)一。設(shè)計(jì)與分析更具邏輯性的統(tǒng)一于一種工作模式中，設(shè)計(jì)分析實(shí)時(shí)交互地進(jìn)行，同在一個(gè)CAD工作站內(nèi)完成。8、提高設(shè)計(jì)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。第一節(jié)設(shè)計(jì)的概念、性質(zhì)和內(nèi)容4/29/202410第二節(jié)CAD系統(tǒng)基本組成、分類和選擇原則1、CAD系統(tǒng)從形態(tài)特征來(lái)看，由：

軟件和硬件兩部分構(gòu)成。2、CAD系統(tǒng)從工作內(nèi)容來(lái)看包括三大部分：

計(jì)算系統(tǒng)、圖形系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)。一、CAD系統(tǒng)的基本組成4/29/2024111．計(jì)算系統(tǒng)

計(jì)算系統(tǒng)是對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行強(qiáng)度、生產(chǎn)能力、經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算分析計(jì)算和優(yōu)化，并提供各種物理數(shù)據(jù)。2．圖形系統(tǒng)

圖形系統(tǒng)是進(jìn)行圖形的輸入和輸出。圖形系統(tǒng)的硬件包括圖形的輸入設(shè)備（鍵盤、數(shù)字化儀、光筆、鼠標(biāo)器、掃描儀等），圖形的輸出設(shè)備（繪圖儀、打印機(jī)），圖形顯示設(shè)備（顯示器）。圖形系統(tǒng)的軟件包括圖形軟件包、交互繪圖系統(tǒng)和高級(jí)繪圖語(yǔ)言。第二節(jié)CAD系統(tǒng)基本組成、分類和選擇原則一、CAD系統(tǒng)的基本組成4/29/2024123、數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)是用來(lái)存貯并管理各種工程數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)及與系統(tǒng)設(shè)計(jì)有關(guān)的各種數(shù)據(jù)。CAD數(shù)據(jù)庫(kù)按結(jié)構(gòu)形式分為綜合型數(shù)據(jù)庫(kù)、組合型數(shù)據(jù)庫(kù)和概念模型數(shù)據(jù)庫(kù)等。對(duì)圖形數(shù)據(jù)的管理也是CAD數(shù)據(jù)庫(kù)的重要部分。第二節(jié)CAD系統(tǒng)基本組成、分類和選擇原則一、CAD系統(tǒng)的基本組成4/29/202413二、CAD系統(tǒng)的類型

CAD系統(tǒng)從不同角度不同方面有不同的分類方法。1．按硬件組成和控制方式可分為以下幾類：1）主機(jī)型CAD系統(tǒng)2）獨(dú)立使用型，又稱“工作站”3）普及型，又稱“PC機(jī)CAD系統(tǒng)”4）微機(jī)網(wǎng)絡(luò)型２．從應(yīng)用角度來(lái)看，一般可分為以下三種基本類型：1）檢索型CAD系統(tǒng)2）計(jì)算型CAD系統(tǒng)3）人機(jī)交互型CAD系統(tǒng)第二節(jié)CAD系統(tǒng)基本組成、分類和選擇原則4/29/2024141、按硬件組成和控制方式可分為以下幾類：1）主機(jī)型CAD系統(tǒng)以一臺(tái)高性能的大、中型計(jì)算機(jī)為主機(jī)，連接若干臺(tái)的終端。2）獨(dú)立使用型，又稱“工作站”這種系統(tǒng)以小型機(jī)或高檔微型機(jī)為主機(jī)，將圖形輸入裝置、顯示裝置和繪圖儀等CAD系統(tǒng)的全部外圍設(shè)備連接起來(lái)，組成所謂的“交鑰匙”系統(tǒng)。3）普及型，又稱“PC機(jī)CAD系統(tǒng)”這種CAD系統(tǒng)建立在微機(jī)（個(gè)人微機(jī)PersonalComputer）基礎(chǔ)上，配置價(jià)格低廉的CAD外圍裝置。目前，PC機(jī)CAD系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于不同規(guī)模的企事業(yè)單位。4）微機(jī)網(wǎng)絡(luò)型上述CAD系統(tǒng)，稱為CAD獨(dú)立系統(tǒng)。與獨(dú)立系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)還有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，如有主機(jī)的CAD系統(tǒng)、工程工作站與基本PC機(jī)的CAD系統(tǒng)，都可以連網(wǎng)成為一個(gè)多處理機(jī)系統(tǒng)。第二節(jié)CAD系統(tǒng)基本組成、分類和選擇原則二、CAD系統(tǒng)的類型

4/29/202415PC機(jī)CAD系統(tǒng)硬盤打印機(jī)CPUCRT顯示器數(shù)字化儀繪圖儀鍵盤第二節(jié)CAD系統(tǒng)基本組成、分類和選擇原則二、CAD系統(tǒng)的類型

4/29/2024162、從應(yīng)用角度來(lái)看，一般可分為以下三種基本類型：1）檢索型CAD系統(tǒng)這種系統(tǒng)具有選擇和計(jì)算能力，它把某些定型產(chǎn)品的圖紙整理成標(biāo)準(zhǔn)圖，變成圖形信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)存入有關(guān)加工用的信息。當(dāng)用戶需要某種產(chǎn)品時(shí)，系統(tǒng)選擇出標(biāo)準(zhǔn)圖。它適用于現(xiàn)有的設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。2）人機(jī)交互型CAD系統(tǒng)這類CAD系統(tǒng)用CRT顯示圖形、圖表和數(shù)字，通過(guò)鍵盤、數(shù)字化儀、光筆等圖形輸入設(shè)備在CRT上修改，實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。3）計(jì)算型CAD系統(tǒng)這類系統(tǒng)以優(yōu)化設(shè)計(jì)為主，通過(guò)計(jì)算最終得到產(chǎn)品圖紙。它需要選擇數(shù)學(xué)模型和可靠的數(shù)學(xué)方法，通過(guò)大量計(jì)算求得最優(yōu)解。二、CAD系統(tǒng)的類型

第二節(jié)CAD系統(tǒng)基本組成、分類和選擇原則4/29/202417三、CAD系統(tǒng)的選擇原則在目前眾多類型的CAD系統(tǒng)中如何進(jìn)行選擇呢？這就應(yīng)根據(jù)用戶使用CAD系統(tǒng)的目的——所解決的主要任務(wù)是什么，以及用戶所具有的條件——經(jīng)費(fèi)、人員技術(shù)水平、產(chǎn)品及市場(chǎng)銷售情況等方面統(tǒng)籌全面考慮。在此基礎(chǔ)上確定對(duì)CAD系統(tǒng)的全面要求，也即CAD系統(tǒng)的選擇原則，根據(jù)這個(gè)原則和用戶的目的與條件選擇所需的CAD系統(tǒng)。綜上所說(shuō)，選擇CAD系統(tǒng)的原則有：1、應(yīng)選使用功能強(qiáng)、有擴(kuò)充余地的標(biāo)準(zhǔn)化的計(jì)算機(jī)硬件；2、所選軟件的性能和功能應(yīng)適合于交互式設(shè)計(jì)工作并應(yīng)是開(kāi)放式的，以便于與其它軟件聯(lián)接；3、所選工作站上的硬件和軟即便于用戶使用；4、應(yīng)選對(duì)各種程序語(yǔ)言適應(yīng)能力強(qiáng)的系統(tǒng)；5、有培訓(xùn)的可能性，并培訓(xùn)費(fèi)用應(yīng)少；6、應(yīng)考慮系統(tǒng)硬件、軟件、工作站和外圍設(shè)備的維修情況；7、分析出售該系統(tǒng)的公司有無(wú)發(fā)展的潛力，分析出售該系統(tǒng)的公司從事研制、經(jīng)銷、維修人員間的比例關(guān)系如何;8、投資方面的要求;9、操作指導(dǎo)方面的能力。第二節(jié)CAD系統(tǒng)基本組成、分類和選擇原則4/29/202418第三節(jié)CAD系統(tǒng)硬件CAD系統(tǒng)的硬件：

主要由主機(jī)、外存儲(chǔ)器、輸入裝置和輸出裝置組成，或由主機(jī)和外設(shè)組成。圖1-4為常見(jiàn)的普及型CAD系統(tǒng)典型硬件組成簡(jiǎn)圖。圖1-4CAD典型硬件組成主機(jī)（PC機(jī)）CPU外存字符輸入：鍵盤用戶圖形輸入設(shè)備：數(shù)字化儀、鼠標(biāo)器光筆、圖形輸入板操縱桿、掃描儀數(shù)碼相機(jī)攝像機(jī)等視頻輸出設(shè)備文本、圖形顯示終端文本、圖形輸出設(shè)備：打印機(jī)、繪圖儀等4/29/202419軟件就是我們處理一個(gè)問(wèn)題是用到的思想、方法、知識(shí)、信息、數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)軟件是指一系列程序和有關(guān)的手冊(cè)資料。借助于這些程序及其文本手冊(cè)，用戶就可以利用計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備，方便、有效地解決實(shí)際問(wèn)題。

CAD軟件是CAD系統(tǒng)所要用到的計(jì)算機(jī)軟件。包括兩類：系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。應(yīng)用軟件又可分為支撐軟件和產(chǎn)品應(yīng)用軟件。CAD軟件的組成及其層次關(guān)系如圖1-9所示。第四節(jié)CAD軟件系統(tǒng)軟件產(chǎn)品應(yīng)用軟件產(chǎn)品應(yīng)用軟件支撐軟件支撐軟件b、CAD系統(tǒng)中軟件的層次關(guān)系CAD系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)軟件

支撐軟件產(chǎn)品應(yīng)用軟件a、CAD系統(tǒng)中軟件的組成圖1-9CAD系統(tǒng)軟件的組成及層次關(guān)系4/29/202420一、系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是指與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本身的管理、運(yùn)行、操作有關(guān)的一系列程序、規(guī)則及有關(guān)的文檔資料和數(shù)據(jù)，它并不面向用戶的具體應(yīng)用問(wèn)題，而是著眼于如何有效的管理計(jì)算機(jī)本身的資源。二、支撐軟件

支撐軟件也稱為功能軟件或應(yīng)用軟件。這類軟件是以系統(tǒng)軟件為基礎(chǔ)，用來(lái)開(kāi)發(fā)CAD應(yīng)用所需的各種專業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用軟件，是指支持CAD應(yīng)用軟件的通用性實(shí)用程序庫(kù)及軟件開(kāi)發(fā)中的軟件工具，它是各種專門用途的產(chǎn)品應(yīng)用軟件的基礎(chǔ)。

支撐軟件包括：圖形軟件系統(tǒng)、工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、幾何造型和建模軟件、工程結(jié)構(gòu)力學(xué)分析和計(jì)算軟件、圖形用戶界面軟件和人工智能軟件等。支撐軟件是CAD系統(tǒng)中的核心部分，目前國(guó)內(nèi)外商業(yè)上出售的CAD系統(tǒng)的軟件大部分是支撐軟件。第四節(jié)CAD軟件4/29/202421三、產(chǎn)品應(yīng)用軟件

這是用戶在系統(tǒng)軟件與支撐軟件的平臺(tái)基礎(chǔ)上，為各個(gè)領(lǐng)域的各類產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的支持CAD系統(tǒng)工作所需的二次開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件。這種軟件是面向?qū)I(yè)技術(shù)人員服務(wù)，并為各類終端用戶專用，一般由用戶或者用戶與CAD廠商聯(lián)合開(kāi)發(fā)，而CAD廠商通常是不出售這種專用的產(chǎn)品應(yīng)用軟件的。從產(chǎn)品應(yīng)用軟件來(lái)看，不管哪個(gè)領(lǐng)域，都包括產(chǎn)品總體方案設(shè)計(jì)、各個(gè)子系統(tǒng)設(shè)計(jì)及部件和零件設(shè)計(jì)三個(gè)層次。如：采礦領(lǐng)域設(shè)計(jì)包括方設(shè)計(jì)案、各子系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工圖設(shè)計(jì)三項(xiàng)內(nèi)容。第四節(jié)CAD軟件4/29/202422第四節(jié)CAD軟件圖1-101955年以來(lái)硬件和軟件成本比例的變化情況4/29/202423第四節(jié)CAD軟件圖1-11軟件研制費(fèi)用與維護(hù)管理費(fèi)用的分配關(guān)系4/29/202424隨著CAD技術(shù)的發(fā)展，以及CAD產(chǎn)品應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)的逐步深入，CAD產(chǎn)品應(yīng)用軟件開(kāi)發(fā)已與用戶和CAD廠商分離成為一個(gè)獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)。CAD硬件、CAD系統(tǒng)軟件、CAD支撐軟件和CAD產(chǎn)品應(yīng)用軟件成為各自獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)，它們并駕齊驅(qū)。這種局面將會(huì)推動(dòng)CAD技術(shù)的進(jìn)一步向前發(fā)展。目前，采礦工程應(yīng)用軟件包已有許多，但多為某一單位工程的設(shè)計(jì)，較為全面的有基于工作站的“煤礦采礦設(shè)計(jì)軟件包”和基于微機(jī)的“煤礦開(kāi)采設(shè)計(jì)軟件包——KCSJCAD2.0”。本書后面將介紹常用煤礦設(shè)計(jì)軟件包的工作環(huán)境、特點(diǎn)及使用方法。第四節(jié)CAD軟件4/29/202425第五節(jié)CAD的應(yīng)用、發(fā)展及未來(lái)展望一、CAD的應(yīng)用

CAD技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域——機(jī)械、電子、土建、化工、以及紡織、服裝、家具、建筑、航空和航天、造船等。美國(guó)和日本在90年代初期，有50％的機(jī)械類圖紙是由計(jì)算機(jī)繪制完成。進(jìn)入二十一世紀(jì)后，幾乎所有工程圖紙都可以使用計(jì)算機(jī)來(lái)完成。隨著CAD的普及，它的重要作用愈來(lái)愈被人們認(rèn)識(shí)。美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)生產(chǎn)中心曾這樣說(shuō)：“CAD/CAM技術(shù)是一項(xiàng)自電子技術(shù)發(fā)展以來(lái)，比其他技術(shù)具有更大的潛力，又能更快的提高生產(chǎn)率的技術(shù)?！奔~約時(shí)報(bào)曾在一篇報(bào)道中說(shuō)：“CAD的水平是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志?！?/29/202426第五節(jié)CAD的應(yīng)用、發(fā)展及未來(lái)展望一、CAD的應(yīng)用1．CAD的功能、意義和價(jià)值

1）隨著科技飛速發(fā)展，很多高性能復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，依靠人力已經(jīng)很難安全無(wú)誤完成，只有采用CAD才能進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2）現(xiàn)代化設(shè)計(jì)理論和方法建筑在CAD的基礎(chǔ)上。

3）CAD的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分顯著

4）電子計(jì)算機(jī)作為信息記載、傳遞和處理工具，能更完善地反映和表達(dá)產(chǎn)品（結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、材料、技術(shù)條件、加工工藝以及生產(chǎn)管理組織等信息），并把這些信息集成進(jìn)行一體化處理。可以說(shuō)我國(guó)工業(yè)和先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的差距主要反映在CAD/CAM上，我國(guó)工業(yè)提高生產(chǎn)率往往靠勞動(dòng)密集，產(chǎn)品質(zhì)量主要靠工人技術(shù)水平來(lái)保證，而先進(jìn)國(guó)家機(jī)械工業(yè)靠高技術(shù)、數(shù)控技術(shù)，也就是CAD/CAM。4/29/202427第五節(jié)CAD的應(yīng)用、發(fā)展及未來(lái)展望一、CAD的應(yīng)用2．目前CAD在我國(guó)的應(yīng)用

CAD在我國(guó)起步較晚，直到70年代后期一些高等院校和研究所才陸續(xù)開(kāi)始CAD技術(shù)的研究。到了80年代，高校和研究單位建立了CAD中心，開(kāi)始了CAD的應(yīng)用，與此同時(shí)，一些大企業(yè)也開(kāi)始引進(jìn)國(guó)內(nèi)CAD裝置，應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)中。但由于作為基礎(chǔ)設(shè)備的國(guó)內(nèi)計(jì)算機(jī)和外圍裝置落后，使我國(guó)CAD的研究和應(yīng)用進(jìn)展緩慢。我國(guó)第七個(gè)五年計(jì)劃（1985年至1990年）把CAD作為重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目，機(jī)械行業(yè)各部門以重點(diǎn)產(chǎn)品為典型，首先實(shí)現(xiàn)CAD化，取得經(jīng)驗(yàn)，然后在八五規(guī)劃中進(jìn)行普及。九五規(guī)劃中，CAD應(yīng)用工程被列為重中之重項(xiàng)目。目前，一些中型企業(yè)相繼建立了CAD室，開(kāi)始了CAD的應(yīng)用。但在CAD發(fā)展和應(yīng)用中，遇到了以下問(wèn)題：4/29/202428第五節(jié)CAD的應(yīng)用、發(fā)展及未來(lái)展望

1）隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，CAD設(shè)備的價(jià)格逐年下降，但一些好的設(shè)備仍需進(jìn)口，小型單位買不起，也用不起。

2）CAD方面的人才已經(jīng)基本具備。

3）我國(guó)不僅CAD硬件落后，CAD軟件也很落后，市面上質(zhì)量好、使用方便的應(yīng)用軟件很少，而廠礦又缺乏自己開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件的能力。特別是一些人對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的購(gòu)買可以接受，而購(gòu)買軟件總認(rèn)為花錢多余（使用大量倒版軟件）。他們認(rèn)為有了計(jì)算機(jī)硬件什么都可以解決了，而一旦解決不了，又認(rèn)為計(jì)算機(jī)只能打字，其它啥也干不了。這種觀念影響著CAD的發(fā)展和應(yīng)用。

4）保守心理。少數(shù)設(shè)計(jì)人員對(duì)新技術(shù)持否定態(tài)度，喜歡憑借經(jīng)驗(yàn)搞設(shè)計(jì)，懷疑計(jì)算機(jī)CAD的可靠性。有的領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)為CAD系統(tǒng)會(huì)給他帶來(lái)管理上的麻煩，因?yàn)镃AD技術(shù)可節(jié)省出一部分人員，這些人員將來(lái)干嗎是他的麻煩事。綜上所述，CAD技術(shù)目前在我國(guó)發(fā)展推廣還需要一個(gè)過(guò)程?；诖?，起點(diǎn)高的行業(yè)可率先普及推廣CAD。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)逐步進(jìn)入各領(lǐng)域?qū)⑹遣豢煽咕艿某绷鳌?/29/202429第五節(jié)CAD的應(yīng)用、發(fā)展及未來(lái)展望一、CAD的應(yīng)用3．CAD在采礦工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

CAD在采礦工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用要比其他行業(yè)晚的多，80年代，高校和研究所才陸續(xù)開(kāi)始CAD的研究，90年代，在一些大的設(shè)計(jì)院所建立了CAD中心，引進(jìn)了國(guó)外的計(jì)算機(jī)CAD軟硬件，并開(kāi)始大規(guī)模開(kāi)發(fā)自己的軟件，但使用并不理想。目前，CAD在采礦工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用主要有以下幾種：

1）設(shè)計(jì)計(jì)算方面

CAD用來(lái)確定參數(shù)，方案等，以及設(shè)備選型計(jì)算等。

2）設(shè)計(jì)制圖方面主要繪制單項(xiàng)施工圖，隨著我校KCSJCAD軟件的開(kāi)發(fā)，采礦工程各種圖件的繪制成為現(xiàn)實(shí)。KCSJCAD1.0系統(tǒng)已取得著作權(quán)，并用于設(shè)計(jì)。目前采礦設(shè)計(jì)繪圖，只要輸入?yún)?shù)（改變參數(shù)），便可自動(dòng)繪制多種圖件。

3）工藝系統(tǒng)的模型分析等。此外，還有專家型CAD系統(tǒng)，隨著圖形技術(shù)的應(yīng)用深入，采礦CAD系統(tǒng)會(huì)更加完善，應(yīng)用愈來(lái)愈廣。4/29/202430第五節(jié)CAD的應(yīng)用、發(fā)展及未來(lái)展望二、CAD的發(fā)展概況CAD的發(fā)展粗略可分為以下幾個(gè)階段：

1．1960年以前為創(chuàng)造CAD初步物質(zhì)基礎(chǔ)和產(chǎn)生CAD的設(shè)想階段。2．1960~1970年期間為CAD探索階段，CAD從設(shè)想變成應(yīng)用技術(shù)。

3．1970~1980年期間為CAD成熟發(fā)展階段4．1980年以來(lái)為CAD普及應(yīng)用階段進(jìn)入90年代后，CAD系統(tǒng)已經(jīng)比較完善，不僅有完善配套的硬件系統(tǒng)，而且相繼出現(xiàn)許多好的軟件系統(tǒng)（圖形軟件），如AutoCAD系統(tǒng)軟件等。這為CAD技術(shù)的推廣普及奠定了基礎(chǔ)。

21世紀(jì)，CAD技術(shù)進(jìn)入各領(lǐng)域的廣泛普及應(yīng)用階段。4/29/202431第五節(jié)CAD的應(yīng)用、發(fā)展及未來(lái)展望CAD發(fā)展概況年份半導(dǎo)體和計(jì)算機(jī)的發(fā)展CAD和外圍裝置的發(fā)展1946第一代真空管第一臺(tái)圖形顯示器誕生19501955

美CALCOMP公司制造成滾動(dòng)式繪圖機(jī)1960

第二代半導(dǎo)體美GERBER公司制成平板式繪圖機(jī)1965

第三IC集成電路MIT光筆圖形顯示器隨機(jī)掃描顯示器

CAD/CAM系統(tǒng)1970

第三代LSI

“交鑰匙”CAD系統(tǒng)大規(guī)模集成電路存貯管式顯示器的應(yīng)用三維實(shí)體模型產(chǎn)生