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随着经济全球化的发展和科学技术的日益进步,翻译领域受到前所未有的冲击。全球交流的与日俱增为翻译带来更多的机遇,极大地拓宽了翻译市场;科技的进步,也极大地推动着翻译技术的发展。然而,机遇和挑战是并存的,更多的机遇带来的是更多的挑战。全球化的发展对翻译或是译者提出了更高的要求,既要讲究翻译速度,又需保证翻译质量。要求翻译从数量上、质量上和速度上都能够满足日益增长的市场需求。因此,如今的翻译已经完全不同于过去的翻译了,利用机器翻译系统――计算机辅助翻译――来协助人们快速翻译资料,已成为必然的趋势,计算机辅助翻译便应运而生了。
二、雅信辅助翻译软件辅助功能
雅信计算机辅助翻译软件是一个基于网络、基于大型关系数据库、支持多人协作的网络辅助翻译平台。与机器自动翻译系统(Machine Translation,MT)不同,它是一种计算机辅助翻译系统(Computer Aided Translation,CAT),主要采用翻译记忆(Translation Memory,TM)和灵活的人机交互方式,可以大幅度提高翻译效率、节省翻译费用、保证译文质量、简化项目管理。系统具有很好的可扩展性。系统提供流程化的项目管理,使翻译项目组织和管理变得十分轻松快捷、高质有效。系统依托现代网络技术和数据库技术,实现翻译资源信息共享和翻译术语高度统一。后台资源库可依据客户需求建立,并设置相应权限,进行管理和调用。系统可支持多语种互译。系统结构采用C/S模式,可基于网络环境下的部署和应用,系统部署灵活,操作简单,响应速度快。
三、翻译过程中遇到的问题及解决方法
虽然计算机辅助翻译的早已进入了繁荣期,但这并不代表它不存在任何问题。据统计,机器翻译与人工翻译相比,疑问准确率和可读性还不到70%,许多方面都存在着大量的问题。在本次的翻译实践中,笔者也发现了雅信计算机辅助翻译中存在的一些问题。
1.词性和词义的错误翻译。计算机毕竟不是人类,不能像人类一样的去认知和理解。源语中同一个单词往往有着不同的词性和截然不同的词义,人工翻译中,可以很容易地将这些不同的词性和词义区分开来,以选取最合适的目的语。而计算机辅助翻译软件往往对词性和词义错误辨析。词性作为连接词汇到句法的桥梁一旦出错,译文便会出错,而选取错误的词义更会直接地导致难以理解的译文。这不可避免地造成了译文质量的下降。
例1.
原文:ASEAN’s SMEs Are Not Ready For AEC And OBOR
雅信自动翻译:东盟的中小企业都没有准备好AEC和奥博尔
在例1中,雅信自动翻译中存在的词义错误翻译,即AEC没翻译出来,错误翻译OBOR。经译员加工处理后,正确的翻译应该为:东盟的中小企业还没做好应对东盟经济共同体和“一带一路”战略的准备。
2.关于状语的错译。英语中通常句子结构复杂,一个句子中往往有不止一个的状语从句,这些从句通过状语引导和连接,一旦计算机辅助翻译软件对状语的翻译不正确,译文就会支离破碎,句意混乱,难以理解。
例2.
原文:In pursuit of a single market and production base,the ten ASEAN member states intend to transform the region into an EU-style economic area characterized by free flow of goods,services,investments,and(skilled)labor.
雅信自动翻译:在一个单一的市场和生产基地,十个东盟成员国的追求,打算将该地区转变成一个自由流动的商品,服务,投资,和(技术)的经济领域的欧盟风格的经济区。
在例2中,雅信平台自动翻译的版本支离破碎,语义不明,经人工理解翻译后的改为:为形成一个单一的市场和生产基地,东盟十个成员国想要将该地区转变成一个欧盟式的经济区,具有商品、服务、投资和劳动力(技术)自由流通特色的经济领域。
3.小品词的错译
英文离开冠词和连词等小品词后会不通顺。而汉语有个这些小品词徒增累赘,句子拖沓。对此情况,雅信计算机辅助翻译软件尚未有恰当的解决办法。
例3.
原文:What lies beyond 2015 is a highly integrated,cohesive and globally linked community.
雅信自动翻译:超越2015是一个高度集成,凝聚力和全球联系的社区。
在例3中,雅信计算机翻译的版本对beyond的处理比较死板,易给读者造成阅读障碍。正确的翻译应为:2015年是社会团体高度集成、高度凝聚和全球联系紧密的一年。
4.文化语境的差异
翻译作为连接两种文化之前的桥梁,面对的是两种迥然不同的文化语境。不同的社会风俗、社会习惯造成了语言语境中的差异。译者通常对两种文化都有较深的了解,可以较好地起到语境转换的作用,而计算机辅助翻译软件处理过程简单,难以将合适的语境体现在译文当中。
在使用雅信CAT翻译HOW “ ONE BELT ONE RAOD ”IMPACTS ASEAN ECONOMIC GROWTH文本的过程中,笔者发现翻译时系统自动用单元格将文本隔开,采用直译法或换序法对每个单元格内的文本内容进行翻译。这就使得有时上下文的联系不紧凑。一般来说,英语句子要比汉语句子长,因此在汉译英时有可能把两个或两个以上的汉语句子翻译成一个英语句子;然而在英译汉时也常常要用到合句译法,把两个或两个以上的英语句子翻译成一个汉语句子,使得句子内容紧凑。若是使用该辅助软件进行翻译,则就无法使用合句译法,若是使用了这种译法,就会导致原文与译文无法对齐。因此,该辅助软件有一定的局限性,只能循规蹈矩的一句一句进行翻译,比较死板缺乏灵活性。除此之外,大量的术语在原有术语库中查询不到,还有少许已有术语的准确性有待进一步查证。为此,笔者使用必应、维基百科等网络工具和权威词典进行查询,以确保译文的准确性。
关键词:计算机应用;装配规划;综述;虚拟现实;软计算;协同装配
装配是产品生命周期的重要环节,是实现产品功能的主要过程。写作毕业论文装配成本占产品制造成本40%~50%,装配自动化一直是制造自动化中的瓶颈问题。装配规划是在给定产品与相关制造资源的完整描述前提下,得到产品详细的装配方案的过程,对指导产品可装配性设计、提高产品装配质量和降低装配成本具有重要意义。产品的装配规划通常需要得到零部件的装配序列、装配路径、使用的工装夹具和装配时间等内容[1]~[3]。
较早的传统装配规划采用人工方式,工艺人员根据设计图纸和技术文档,通过分析产品装配图中零件的几何形状和位置关系,必要时再和设计人员进行讨论,进一步明确设计者的真正意图,利用自己的经验和知识规划出产品的装配方案。这种方法工作量大、效率低,且难于保证装配方案的经济性。
随着计算机集成制造CIMS和并行工程CE技术的发展和应用,一方面对装配相关的设计技术提出了计算机化的要求,以提高和产品开发过程中其他环节的集成化程度。另一方面要求装配方案的优化以降低成本和缩短规划时间以加快产品开发进程。受“需求牵引”和“技术推动”两方面的影响,80年代初,出现了对计算机辅助装配规划(ComputerAidedAssemblyPlanning,CAAP)技术的研究。到目前为止,CAAP经历了几个不同的发展阶段,出现了4种代表性的方法,按照出现的时间顺序及方法的特点,笔者将其归结为经典装配规划方法、虚拟装配规划方法、装配规划软计算方法和协同装配规划方法。
1经典装配规划方法
早期CAAP的研究侧重于装配序列的规划,以产品CAD装配模型为基础,写作硕士论文一般采用几何推理的方法,通过产品装配建模、装配序列推理和表达以及装配序列评价和选择为产品面向装配的设计和装配工艺规划提供指导和支持,其过程通常如图1所示。
1.1产品装配建模
产品装配模型是装配规划的基础,为装配规划提供装配体和零部件的相关信息。常用的装配信息表达模型可分为图模型和矩阵模型。法国学者Bourjauct提出了联系图模型[4],将零件之间的物理接触关系定义为联系即装配关系,图中的节点对应零件,边表示所连接的零件间至少有一种装配关系。关系模型[5]进一步区分了零件之间的接触关系和联接关系,图中包含3种实体类型:零件、接触和联接,边表达了实体间的关系。产品等级装配模型[6]将装配体看成具有层次结构性,即装配体可以分解为子装配体,子装配体又可分解为下级子装配体和零件的集合,以此表达产品的装配组成。
矩阵比图易于计算机表达和实现。Dini和Santochi[7]利用干涉矩阵、接触矩阵和连接矩阵表达产品,干涉矩阵描述了零部件间沿坐标轴方向装配时相互间的干涉情况,接触矩阵描述了零部件间的物理接触状态,连接矩阵描述了零部件间的连接类型。为减少矩阵的数量,Huang[8]等把6个干涉矩阵合并为一个拆卸矩阵,集成的表达零部件间沿坐标轴方向的干涉情况。
1.2装配序列推理和表达
基于联系图模型,Bourjauct采用人机交互“问答式”方法获取装配优先约束关系[4],写作医学论文随后DeFazio和Whitney[9],Baldwin[10]等人的工作进一步较少了需要由用户回答问题的数量,然后通过对装配优约束关系进行推理得到联络建立优先关系的层次模型表达产品的装配序列。
“割集”法是基于拆卸策略的装配规划中通常采用的图论算法。HomemdeMell和Sanderson[5]通过对产品联接图进行缩并,利用“割集”算法对联接图进行循环分解,生成所有可能的子装配体,直到不可再分。并提出了装配序列的AND/OR图表达方法,图中的节点对应装配过程中的子装配体或零件,超弧表达将子装配体或零件联接在一起形成更大子装配体的装配操作。因为“割集”算法的计算复杂性为O(3N)(N为零件个数),因此,对于复杂产品的装配顺序规划存在指数爆炸问题,这是难以让人接受的。
1.3装配序列评价和选择
装配序列的选择对装配线设计、装配成本、装配设备选择有很大影响,写作职称论文而评价是选择的基础。装配序列的评价可分为定性和定量两方面因素[11]~[13],定性因素主要考虑的有装配方向换向的频度、子装配体的稳定性和安全性、装配操作任务间的并行性、子装配体的结合性和模块性、紧固件的装配、零件的聚合等。定量因素主要考虑的有整个装配时间(包括子装配体的操作时间、运输时间等)、整个装配成本(包括劳动成本、夹紧和加工成本)、产品在装配中再定位的次数、夹具的数目、操作者的数目、机器人手爪的数目、工作台的数目等。
更多的经典装配规划方法研究文献可以参见TexasA&M大学Wolter教授的“AssemblyPlanningBibliography”[14],其中收集了自1980年起近15年经典装配规划方法的相关研究。经典方法一般表达出全部的序列解空间,这使它可能从中找出最优的装配序列,但随着产品中零件数量的增加,解空间的组合爆炸给序列的存储、选优带来极大困难;且序列的几何推理方法不易融入人类的装配知识,难免产生众多几何可行但工艺不可行的序列结果。
2虚拟装配规划方法
虚拟现实技术为装配规划的“人-机”协同工作提供了契机。虚拟装配是指由操作者通过数据手套和三维立体显示设备直接三维操作虚拟零部件来模拟装配/拆卸过程,无需产品或支撑过程的物理实现,通过分析、先验模型、可视化和数据表达等手段,利用计算机工具来安排或辅助与装配有关的工程决策[15]。虚拟装配过程中,人机可以充分发挥各自的优势,即人通过直觉/装配经验和知识决定产品的装配过程,但不能精确地判断当前所有可能装配的零件,也不太可能准确判定装配某一零件后装配体的稳定性等因素,而通过一定算法和规则实现的机器智能刚好弥补人的不足。虚拟装配方法得到的不仅仅是零件的顺序,还可以包括零件路径、装配工具、夹具和工作台等信息。图2为虚拟装配规划的工作步骤。
国外虚拟装配规划的研究以沉浸式虚拟装配环境VADE[16],[17](VirtualAssemblyDesignEnvironment)为代表,写作英语论文通过建立一个装配规划和评价的虚拟环境来探索运用虚拟现实技术进行设计、制造的潜在技术可能性,为机械系统装配体的规划、评价和验证提供支持。在虚拟环境中,利用提取并导入的CAD系统产生的装配约束信息引导装配过程;通过引入了质量、惯性和加速度等物理属性,基于物理特性进行装配建模,逼真地模拟真实装配环境;支持双手的灵活装配和操作;记录虚拟装配过程中产生的扫体积和路径信息并可进行编辑;建立了工具/零件/人相互作用模型,支持装配工具在虚拟装配环境中的运用。
国内管强等[18]将虚拟现实技术与面向装配设计的理论相结合,建立了一个虚拟环境下的面
向装配设计系统(VirDFA)。万华根等[19]建立了一个具有多通道界面的虚拟设计与虚拟装配系统(VDVAS),通过直接三维操作和语音命令方便地对零件进行交互拆装以建立零件的装配顺序和装配路径等装配信息。在面向过程与历史的虚拟设计与装配环境(VIRDAS)中,张树有等[20]通过识别装配关系进行装配运动的导航,实现虚拟拆卸/装配顺序规划、虚拟装配分析。从集成的观点出发,姚珺等[21]提出面向产品设计全过程的虚拟装配体系结构,从方案设计、结构设计和装配工艺设计3个层次上分阶段地对产品可装配性进行分析与评价。田丰等[22]提出一个面向虚拟装配的三维交互平台(VAT),简化了虚拟装配应用系统的构造,便于应用的快速生成。
应用虚拟现实环境开展装配规划,提供了一种新的思路和工具。但是,虚拟环境的构建需要较大资金的软硬件投入,另外,虚拟现实技术本身(如图形的高速刷新)及其相关硬件技术(如力触觉设备)的不成熟使得虚拟装配的研究仍处于探索阶段。
3装配规划软计算方法
1994年,Zadeh教授将模糊逻辑与智能技术结合起来,提出了软计算方法(softcomputing)[23]。软计算以模糊逻辑、神经网络和概率推理为基础,不追求问题的精确解,以近似性和不确定性为主要特征,所得到的是精确或不精确问题的近似解。为避免组合爆炸同时又能得到较优的装配规划方案,近来,基于建模、表达和寻优一体化的装配规划软计算方法得到广泛关注。
3.1装配规划神经网络方法
神经网络是模拟人类形象思维的一种人工智能方法,它是由大量神经元广泛互连而成的复杂网络系统,写作留学生论文单一神经元可以有许多输入、输出,神经元之间的相互作用通过连接的权值体现,神经元的输出是其输入的函数。若将优化计算问题的目标函数与网络某种状态函数(通常称网络能量函数)对应起来,网络动态向能量函数极小值方向移动的过程就可视作优化问题的求解过程,稳态点则是优化问题的局部或全局最优解。
Hong和Cho[24]用于机器人装配顺序优化的Hopfiled神经网络中,考虑装配约束、子装配体稳定性和装配方向改变等因素建立网络的能量方程,基于优先约束推理和专家系统提供的装配成本驱动网络的进化方程得到优化的序列。但由于神经网络缺乏全局搜索能力,计算结果显示,该方法容易产生不优化的装配顺序,且常常只能得到一个局部最优的装配序列。另外,参数选择和初始条件对网络的灵敏度影响大;神经网络在应用前须进行训练,而训练时要由专家提供较多可行的顺序作为样本。而样本可能是针对某种类型的产品,对其它类型的产品则不一定适用,该方法的应用范围窄。
3.2装配规划模拟退火算法
模拟退火算法源于固体退火思想,将一个优化问题比拟成一个热力学系统,将目标函数比拟为系统的能量,将优化求解过程比拟成系统逐步降温以达到最低能量状态的退火过程,通过模拟固体的退火过程获得优化问题的全局最优解。
Saeid等[25]利用模拟退火算法进行装配序列规划时,根据产品装配模型获得装配优先关系,将装配过程总装配时间和重定向次数运用多属性应用理论组合成单一目标函数,作为装配序列优化的评价函数。Hong和Cho[26]将装配约束和装配过程的成本映射为装配序列能量函数,利用模拟退火算法使装配序列能量函数扰动地逐步减小,经过多次迭代,直到能量函数不再变化为止,最后得到具有最小装配成本的装配序列。作者将该方法应用到一个电子继电器装配体上,并将其性能与利用神经网络[24]的装配规划方法进行了比较,结果显示基于模拟退火的装配序列优化方法可以产生较好的装配序列并且在运算时间上优于人工神经网络方法。
模拟退火算法具有较强的局部搜索能力,并能使搜索过程避免陷入局部最优,但模拟退火算法对整个搜索空间的状况了解不多,不能使搜索过程进入最有希望的搜索区域,从而使得算法的运算效率不高。
3.3装配规划遗传算法
在众多软计算方法中,遗传算法得到了众多研究者的重视。写作工作总结遗传算法是模仿生物自然选择和遗传机制的随机搜索算法,它将问题的可能解组成种群,将每一个可能的解看作种群的个体,从一组随机给定的初始种群开始,持续在整个种群空间内随机搜索,按照一定的评估策略即适应度函数对每一个体进行评价,不断通过复制、交叉、变异等遗传算子的作用,使种群在适应度函数的约束下不断进化,算法终止时得到最优/次最优的问题解。图3为装配规划遗传算法的一般流程。
装配规划遗传算法的研究重点集中于设计装配序列的基因编码方式以包含更多的装配过程信息、设计基因操作的形式和改进遗传算法的局部搜索能力上。Lazzerini等[27]的分段编码遗传算法中,将染色体分为3段编码,第1段表示参与装配的零件编号,第2段表示零件的可行装配方向,第3段表示装配工具,从而使染色体包含了部分工艺信息。为了提高算法的性能,文中将装配体分解为子装配体进行装配,减少了参加装配序列规划的零件数目;Guan等[28]采用基因团编码方式,一个基因团表达一个零件的装配操作,由被装配零件号装配元、装配工具装配元、装配方向装配元和装配类型装配元组成。在扩大采样空间选择下一代种群的基础上,通过交叉和多层次变异实现装配序列并行优化。廖小云和陈湘凤[29]在装配序列规划遗传算法中设计了复制、交叉、变异、剪贴和断连5种遗传算子寻找装配序列优化解。在Smith等[30]的增强型遗传算法中,选择下一代个体并不完全依靠适应度,而是先把一定数量较优的个体复制到下一代,将适应度低但几何可行的序列用于继续产生序列,直到满足下一代种群中序列个数的需求,从而使算法能跳出局部最优点,在全局范围内搜索最优解。
理论上,找到全局最优装配序列要求参加演化计算的种群规模要足够大,迭代次数要无限
多,但在计算资源和时间限制下是达不到要求的。因此,遗传算法求解装配规划问题的效率和结果依赖于初始种群规模及其质量、遗传算子及其操作概率等因素。
4协同装配规划方法
装配体作为实现产品功能的载体,零部件可能由不同的企业设计,零部件和产品可能在不同的装配工厂完成装配过程,因此需要设计团队的协同工作和决策以保证装配质量和降低装配成本。计算机和网络技术的快速发展缩短了异地人员在时间和空间上的距离,为实时的“人-机-人”协同装配工作提供了可能。
Wisconsin-Madison大学[31]提出网络环境下的电子化装配(e-Assembly),探讨在Internet/Intranet上利用3D模型进行协同虚拟装配和拆卸的方法论和工具,拟实现的关键技术包括3D交互可视化、协同装配/拆卸/维护/回收等。目前已开发了Motive3D系统,利用Synthesizer模块可以交互/自动进行产品的装配建模和规划,Visualizer模块为用户在Web平台上提供装配序列规划结果的可视化仿真,但缺少交互修改、调整功能。在ATS项目[32]实施中,为了向异地的开发人员展示装配设计和装配规划结果,尝试利用VRML作为可视化工具,一方面供设计团队浏览零部件设计,另外将装配模型用文本编辑软件进行编辑,生成装配序列的VRML仿真文件,供异地的设计团队实时进行评价和提出修改意见。但手工编辑文件不但花费的时间长达一周,而且每次设计修改后都必须重新编辑;同时,仿真文件仅具有浏览功能,不能进行交互修改。
Web环境下的协同装配规划方法[33]采用协同工作环境下的装配建模、装配规划任务分配和装配序列合成等技术,通过对复杂产品装配规划问题的分解,即降低了单机规划工作模式的复杂度,又便于集中不同地域多专家的装配知识和经验进行装配规划方案的协同决策。面向协同广义装配[34]通过确定装配子任务编码方法、装配人员评价指数和制定协同装配协议,以VRML为产品模型载体实现协同装配系统。在装配知识和规则的支撑下,支持局域网内多用户实施产品预装配、验证零部件可装配性,相关的装配人员能够协同讨论装配方案。Web环境下3D交互装配可视化仿真结构是一个符合开放技术标准的可视化装配系统[35],它基于VRML-Java实现装配场景的动态生成、装配控制、碰撞检测以及装配过程的动画回放等功能,目前完成了基于“堆叠”思路的装配验证方式。但该系统属于单用户系统,不能支持多用户的实时协同装配工作。
5结论与展望
CAAP的研究在理论上取得了一定的成果,在工业界也得到了一定的应用,但相对而言还很少,这说明该技术距离工业实用还存在较大差距。装配规划是一个经验和知识密集型的工作,同时又与具体行业和产品有紧密的关系。经典装配规划方法的精确推理在保证序列的几何可行性方面具有优势,而软计算技术能够将人的模糊知识融入规划过程中,使得结果具有更好的工艺可行性,两者的适当结合将有利于模仿人类装配专家的实际装配规划过程,从而得到合理的装配方案。
跨地域、跨国家的网络化、协同化产品设计和制造新模式的形成使产品装配成为一个需要协同工作和决策的问题。随着虚拟现实技术和网络技术的进一步发展,建立基于网络的协同装配决策平台和虚拟环境,支持异地多人员协同装配方案决策将是新形势下装配规划研究的新趋势。
参考文献
[1]苏强,林志航.计算机辅助装配顺序规划研究综述[J].机械科学与技术,1999,18(6):1006~1012.
[2]石淼,唐朔飞,李明树.装配序列规划研究综述[J].计算机研究与发展,1994,31(6):30~34.
[3]牛新文,丁汉,熊有伦.计算机辅助装配顺序规划研究综述[J].中国机械工程,2001,12(12):1440~1443.
一、CAD/CAM的重要性
在当今的市场竞争中,谁能满足用户的要求,谁就能占有优势。人们对产品的质量,更新换代的速度,以及产品从设计、制造到投入市场的周期要求越来越高。为满足消费者多样化、个性化和中小批量化的要求,软件必须设计周期短,生产更柔性。传统的设计及批量生产方式面临着严峻的挑战。CAD/CAM技术就是为了满足这些需求而采用的一种新方法。CAD/CAM的发展必将有利于发挥设计人员的创造性,提高企业的设计、生产及管理的水平,提高企业的市场竞争力。
计算机辅助设计及计算机辅助制造是计算机技术在机械加工领域中的主要两个方面。它的出现使人们在产品的设计和产品生产中大大节省了时间,提高了效率,使产品的设计和制造实现了自动化,人们通过整个系统(CAD/CAM)实现了对产品的设计、制造全过程的信息进行处理。具体来说,CAD/CAM可以实现零件造型、计算分析、工程绘图、结构分析、优化设计、计算机辅助工艺规程设计、计算机辅助编程、模拟仿真、工程数据管理、信息传输与交换、特征造型等。
二、CAD/CAM的发展过程和应用现状
二十世纪四五十年代计算机的出现为CAD/CAM的发展奠定了物质基础。六十年代美国人提出了人机交流、计算机图形及交互技术等理论,从而为CAD/CAM技术的发展奠定了理论基础。七十年代,交互计算机图形学及计算机绘图技术日趋成熟,并得到广泛发展,面向中小企业的CAD/CAM开始出现。在制造领域,美国辛辛那提公司研制出了一种柔性制造系统(FMS),但由于计算机技术的限制,其所能解决的问题只是一些简单的产品设计制造问题。八十年代由于各种新的技术发展,在制造领域出现了产品设计过程相关的辅助软件,如计算机辅助工艺规划(CAPP)、计算机辅助质量控制(CAQ)等。特别值得一提的是,在这些辅助技术的基础上,八十年代后期出现了计算机集成制造系统(CIMS),它将CAD/CAM技术推向了一个更高的层次。到了九十年代,CAD/CAM已经走出了它的初级阶段,进一步向标准化、集成化、智能化发展。到了二十一世纪,CAD/CAM已经发展并应用于各行各业,其销售收入也节节攀升,仅2002年其全球销售额就达近100亿美元,并且以每年10%左右的速度增长。综上所述,我们不难发现CAD/CAM系统的社会需求量非常大,发展应用的前景也十分广阔。
三、CAD/CAM在我国发展的情况
我国早在二十世纪七十年代就已经开展了CAD/CAM技术的研究。在八十年代,我国进行了大规模的CAD/CAM技术研究和开发。在“九五”计划期间,国家科委将CAD应用作为四大工程之一(先进制造技术、先进信息工程、CIMS工程、CAD应用工程)。
四、CAD/CAM技术在工业中的应用
随着科学技术的发展,CAD/CAM技术日益成熟,已经广泛应用于工程技术、机械制造等领域,成为一个技术含量密集的产业,特别是在机械、农业、化工、航天、航空、军事、汽车、电力、船舶、建筑等行业中的应用已经较为普遍。
【关键词】计算机;计算机辅助教学;合理应用
随着计算机技术的迅猛发展,计算机辅助教学也渗透到我们的教学领域。计算机辅助教学(Copmuter Assisted Instruction)作为一种现代化的教学技术,以越来越受到人民的重视。计算机辅助教学是利用计算机作为主要的教学媒体来进行教学活动,即利用计算机来辅助教师执行教学。计算机不仅能呈现单纯的文字、数字等字符教学信息,而且还能输出动画、视频、图像和声音,能非常容易做到教学信息的图、文、声并茂,这种多维立体的教育信息传播,增强了信息的真实感和表现力。另外,计算机作为教学媒体,学生可利用一定的输入、输出设备,通过人机“对话”的方式进行学习,这种人机交互作用是计算机媒体所特有的。这些是幻灯、电视等单向电教媒体无法比拟的。而且计算机辅助教育已发挥出越来越大的作用,但就当前计算机辅助教学的实际使用和效果上,反映却不尽人意。为此,就当前计算机辅助教学在实际应用中利弊作初步分析以及在教学中应如何合理应用做点说明。
一、计算机辅助教学的好处
1、使教学形象化,具体化,突出教学重点,解决教学难点。
在课堂教学中存在大量的抽象难懂的知识。在传统教学中,往往导致课堂沉闷、呆板,教学效果差。计算几教学演示具有比一般教学手段更直观更易于理解的特征。他可以动态的演示事物之间的关联,变抽象为具体,适合学生思维发展的规律。因而它能突出重点,突破难点,使学生能够直观地观察和理解知识。尤其是在数学教学中,运用计算机辅助教学可以比较容易的突破传统教学中的难点,对教学中一些不易理解的图形、图象和变量数字,做教学化处理,通过计算机直观形象的展现出来,这也有利于培养学生形象思维的能力。
2、激发学生学习兴趣,使学生容易进入和保持学习的积极状态。
计算机辅助教学将文字、图形、声音有机编排在一起,使内容形象化,增强了表现力。从而使学生多种感官受到刺激,时时诱发着他们的学习动机,使他们较容易地进入和保持他们学习的积极状态。当和计算机相通的彩色屏幕一打开,在音响和图象的作用下,学生的注意力很快地集中起来,而注意力的迅速集中又为积极思维带来良好的开端,音响和图象的变换又能促进学生保持高度的注意力和思维的积极性。这种图、文、声并茂的呈现方式,在学生的认识和教学要求之间架起一座桥梁,使他们在愉快地探索知识奥秘中感受和体验知识,变“厌学”为“乐学”,这对于提高课堂教学效果和培养学生良好的思维十分有效。
3、能加大课堂教学密度,提高学生的信息吸收率。
由于计算机具有快速的信息处理和图象传输特点,可使教师在课堂教学中省去一些板书、画图和擦黑板的时间,以便有更多的时间和精力去讲课和照顾学生,能及时注意学生的反馈,及时发现问题和解决问题。这样,由于信息的载体增多了,信息传输的渠道拓宽了,学生在相同时间内获得的信息也就增加了。而且,学生在学习时可以感官同时并用,这样提高了对信息的吸收,更易于理解和掌握知识。
二、计算机辅助教学的弊端
1、上好一堂课,必须采用计算机辅助教学?
为了“用”而“用”。有些地方在评选公开课、优质课和示范课时明确提出,必须使用计算机辅助教学手段,这就造成一些学校的教师为了参加评选而使用计算机的现象。
计算机辅助教学作为一种现代化的教学手段,并不排斥传统的教学手段,而是将两者有机结合,形成优势互补,以获得最优的教学效果。在实际的课堂教学中,并不是所有的教学内容都需要采用计算机辅助教学,有时通过教师的语言、板书、手势、教具、挂图以及通过师生互动等手段,灵活掌握教学进度和选择适当的教学策略,因势利导同样可获得很好的教学效果。
2、“计算机辅助” 代替了 “老师”
计算机辅助教学只是教学的一种手段,只能起辅助教学的作用,不能完全代替教师的“教”,也不能替代教具和教学仪器的作用,更不能代替学生的“学”。计算机辅助教学可以不受时间和空间的限制,将一些不易直观形象地表现、很难解释的一些知识形象、生动地呈现在学生面前,从而达到收到传统的教学方式所不能及的教学效果。
有的教师在上课时往往过于依赖计算机,让计算机代替自己,教师只充当了起操作员的角色,学生跟着计算机被动地学习,听课变成了看课。计算机“辅助”的功能已经完全被抹煞,成了一节Flas展示课,完全失去了课件辅助教学的意义。很显然,这种做法师生双方缺少沟通,教与学脱节,计算机成了教学的累赘。
3、通过“黑板”讲解变成了使用“屏幕”演示
教学过程是一个复杂多变的互动过程,是教师的“教”和学生的“学”相结合的互动过程,只有在师生共同参与下才能实现。教师熟悉自己的学生,了解学生掌握知识的情况,授课时能做到对症下药。如果让计算机完成这些任务,那可就不是一位教师力所能及的事了。
一些学校的教师认为,采用计算机辅助教学可以增加课堂容量,加快教学进度,为了达到这个目的,上课时就不再使用黑板板书,而是将一节课的内容制作成PPT课件,一堂课从开始到结束,学生一直处于一个光线刺眼的环境中,且不说这样做直接损害了学生的视力,这样做也不符合教育学、心理学的要求,更无法达到预期的教学效果。
三、计算机辅助教学的合理应用
1、提高自己的计算机使用能力,使计算机辅助教学切切实实地进入课堂。
首先应该更新自己的教育观念,努力学习各种信息技术,不断提高理论水平,计算机辅助教学离不开教育理论,同时也促进了教育理论的发展。从理论模式到技能方法不断的熟悉,从而可以熟练地使用计算机辅助教学。只有掌握了先进的教育理论,才能对教育的实践过程作出正确的决策和评价。
现代教学理论认为,教师是学生学习的参与者、和引领者,教学过程是师生交流,共同学习的过程。计算机辅助教学经常在示范课、公开课、评优课上使用,或者应付领导检查工作时使用,这是不正常的,它应该切切实实进入到课堂。作为一种教学方法,教师应该象使用其它教学方法一样得心应手。
2、使用计算机辅助教学要适当、适时、适量。
当有的知识抽象不易理解;有的脱离生活,学生没有兴趣;有的学习内容不易掌握;或者有些资料需要利用计算机辅助,应该适时适当地选用计算机来辅助教学。用逼真、生动的画面,创造教学情景,这样可以化难为易、化繁为简、化抽象为直观,突破难点,解决重点。
我们要充分认识计算机是辅助教学,而不是主宰教学。教学过程是十分复杂细腻的过程,是学生的认知过程及其构建知识的过程,更是师生情感交流的过程。学生是学习的主体,教师是课堂的主导。在教学过程中,要清醒地认识计算机辅助教学的利与弊。 对计算机辅助教学的使用应把握其整合性和有效性,做好现展和传统继承有机结合,更好地为提高课堂效率而服务。
参考文献:
[1] 冯志伟,计算机辅助教学系统[J] , 中文信息处理 , 1994(11)。
[2] 卢世伟 ,CAI是促进数学教学改革的重要途径[J] ,课程教材 教法 , 1994(6)。
摘要:教育现代化是人类社会可持续发展的关键因素和必要条件,也是教育发展的最终目标,对教育教学现代化的研究已成为全球普遍关注的热点。计算机辅助教学是近年发展起来的一种崭新技术,是进行教育教学体制改革的制高点和突破口,也是实现教育现代化的必要之路。本文从计算机辅助教学的优点出发,分析了利用计算机进行辅助教学的效果。
关键词:知识经济 计算机辅助教学 素质教育
随着现代化教学手段的不断发展和全面实施素质教育政策的推行,传统的教育教学模式已不适应于当前形势,为弥补传统教学模式的不足,提高课堂教学效率。必须变革传统教学的信息传递方式,打破原有教学体制的限制,扩大课堂教学的容量和密度,提高个别化教学能力,计算机辅助教学正是在这种背景下产生并且正逐渐取代传统的教育教学模式。那么计算机辅助教学到底有什么优点呢?
一、计算机辅助教学效果好
在传统的教学过程中,一般是通过演示与讲解来体现教学的直观性,而这种方法往往缺乏生动性,调动不起学生学习的积极性,对于那些难以理解的关系、公式。复杂的变化过程等,传统的教学方式更是力不从心。而计算机辅助教学却能做到实用化、系统化,灵活而多变,以声音和屏幕图象合理组织形象生动的画面及画面点数,不但可以传播大量教学信息,给学生以清晰明快的感受,让学生轻松愉快地学习,而且可以从不同角度刺激学生不同的器官,调动学生的所有感官共同参与到轻松愉快的学习环境中,使学生在不知不觉中激发学习的热情与积极性、主动性,加深理解,增强记忆效果,牢固掌握知识点,从而达到良好的教学效果。提高课堂教学效率,弥补传统教学中直观性不足的缺陷。
二、能实现教与学的有机结合
在传统教学模式下,体现个别性教学的主要途径是提问与辅导,但每堂课的计划内容一般都比较满,这在一定程度上限制了课堂提问和个别辅导的进行,教与学不能进行经常性地相互交流,教师不能及时掌握每位学生的学习情况,学生对学习内容的深度和广度也缺乏必要的了解,往往使教与学脱节,即使教师讲得口干舌燥而学生却听得稀里糊涂。
与传统教学模式相比,计算机辅助教学可以利用电脑的交互性特点,实行双向教学和个别辅导,通过人机交互,及时发现教学过程当中出现的问题,及时采取补救措施,使教与学这两个环节有机地结合起来,从而有效地解决传统模式下教与学脱节的问题。
三、真正做到轻松教学、寓教于乐
审时度势,毕业生就业率已成为办学成败的试金石。这就要求不仅让毕业生走得了,而且他们最好能够对口就业,让所学专业派上用场。因此,很多高等艺术院校开设了计算机辅助设计课程,这种教学真正实现了声色并茂、生动活泼,学习与操作比较容易,既快捷,又实用,所以激发了师生的教学热情和积极性。因而辅助设计软件的教育俨若洪流,席卷着中国高等艺术教育领域。
手绘设计教育,大凡属绘画基础范畴。但手绘的速度与质量,概不能与计算机辅助设计同目而语。如设计一张服装效果图,先要画人体模特,再着装配色,需经过很多繁杂的操作过程,要花很多时间,可谓费力难讨好。而使用计算机就方便多了,只要将各种人体模特扫描存贮,就可直接设计服装款式与设色等。且至少可配色256种,最多可达到1670万种,同时还可利用它设计面料进行填充,若用三维填空效果更佳。也可利用它打印很多相异的效果图进行对比式的择优。如此来说,不仅节约了大量的时间,而且效果极佳。此外,利用它打板、排料、放码也很快捷方便。这种现代化应用设备,方可适应当前快节奏的市场及现代企业多款式少批量的生产模式,同时大大缩短了企业技术人员对产品设计开发周期。因而能使企业不断推出应时产品,在复杂多变的市场中稳操胜券。
21世纪,高科技不断发展,服装设计岂能停留在原始的手绘阶段?!高科技是由人来支撑的。归根到底,21世纪主要是人才辈出,这是时代的呼唤和必然。而人才主要出自教育。因此服装教学应紧跟时代,培养出当今服装设计的合格人才,才能保持教育事业旺盛的生命力。具体来说,华南农大艺术学院服装专业优化了该学科教材的章节结构。突出实践性特点,重视适应性,做到了理论与实践相结合。教学成果彰显。试举例说明之。
例1:2000年10月,教师将经过与未经计算机辅助设计教学的学生进行一次测验。试题:设计同一款式服装3套。
设计方法:计算机辅助设计与手绘。
结果:前者缩短设计时间50%~70%;设计质量明显优于手绘。
例2:学生的服装设计作业基本上全部达标。因为手绘基础较差的学生,过去交不出作业,经过计算机辅助设计,问题得以较好解决。
例3:几年来,全国多次服装比赛的优胜者中,有我院的40多名学生名列其中。
例4:过去,我院的计算机辅助设计教学尚未起步,而企业又招不到这方面的人才,自2000年启动这项教学以来,矛盾迎刃而解。毕业生就业率达90%以上。他们大都能胜任工作,有的还成为企业的技术骨干。
这里不是说手绘及美术基础教学不重要,应予取消。须知一切科学的基础知识和功夫,对从业人员来说是不可或缺的。一位优秀的服装设计师,不仅要能在作品中张扬人情、人文、人本的理念,而且必须能用手熟练地绘出各种服装构思的设计图。这是计算机无法取代的。如果手头功夫好,又能应用计算机进行辅助设计,就是如虎添翼。而这个翼是必须要添的,否则就不配现代优秀服装设计师称号,甚至面临被淘汰出局的险境。所以,我院在手绘教学的基础上,加大了计算机辅助教学力度,并将此列为重中之重,在实践中不断地予以补充完善。以期培养学生的创新能力和抽象思维能力,而不是死记硬背书本知识。彼我院学生誉为“灵丹妙药”的设计软件的出炉,可视为较好的佐证。虽然说不上是“百科全书”,也算是一套较为完备而又适用的服装设计指南和工具书,莘莘学子人手一套,对他们的学习与就业是大有裨益的。而这一好主意的诞生,正源于教师的责任感和忧患意识。
因此,服装系的师生不会骄傲自满,踟蹰不前。因为目标是远大的,既大又远。已取得的成绩仅仅是迈向目标征程的一个脚印,而整个行程将是一次。也许今天认定的目的地,经年后将变为征程中的一个驿站。所以,笔者认为,培养能够引领时尚潮流,与预测新潮流的服装设计师,并不是教学为之奋斗的全部,而仅仅是初衷。接下来的发展呢,恐怕若干年后才能见分晓。
在新形势下,消费者对汽车的多样性需求使得汽车的设计也需要紧跟时代的步伐。传统的汽车设计方法逐渐不适应新形势下的汽车设计的节奏。本文对计算机辅助设计应用于汽车设计进行探讨,旨在能够有效的指导汽车的设计。
【关键词】
计算机;辅助设计;汽车设计;分析
1新形势下的汽车设计简介
随着汽车工业的不断发展,汽车的性能和外观得到巨大的改善,且随着广大消费者对汽车的多样性需求的增加,需要汽车的设计不断的随着消费者的需求进行改进。新形势下,广大汽车消费者不仅追求汽车的性能,而且也注重汽车的外形美观。这就需要在汽车设计中沿着以下几条路径发展:一是在外观设计上,要追求艺术性,能够吸引消费者的眼球;二是汽车功能设计方面,要尽可能的增加汽车的功能;三是汽车的性能方面,需要更加的可靠。为了达到上述几点,传统的汽车设计方法很难达到要求,这就需要采用计算机辅助设计。采用计算机辅助设计的方式,一是通过相关的工具软件能够设计汽车的外观;二是能够通过计算机的存储技术存储大量相关的数据文件,便于汽车的设计。
2计算机辅助设计简介
计算机辅助设是设计人员通过计算机及其图形设备来进行辅助设计,以达到相应设计目的。计算机辅助最早开始于二十世纪60年代的美国麻省理工学院的交互图形学的研究计划。当时设计的目的是为了解决汽车设计过程中通常面临的几种情况:一是需要对各种方案进行大量数据的对比分析和计算,并根据相关的计算结果得到最优的设计方案;二是解决各种数字、文字或者图形信息的储存,并且能够实时的进行数据检索,以提高工作效率;三是能够有效解决图形设计中各种修改问题,包括图片的编辑、放大、缩小、旋转、复制和平移等,能够极大的节省设计人员的工作量。
3汽车造型设计
随着广大消费者消费观念的改变,对汽车的造型更加追求。汽车的造型逐渐成为消费者购买汽车产品的一个重要的参考依据,美好的造型设计是提高产品品质的一个重要方面,也能够有效的体现该汽车企业的文化素养,因此各大汽车企业更加的注重汽车的造型设计。现在的汽车造型设计方面,逐渐提出一种叫做概念车的概念。所谓的概念车就是在原有优美造型外表之后还加入了许多现代高科技技术和手段,以达到获得消费者青睐的目的。概念车的发展具有前瞻性,通常能够根据消费者的需求进行不断的改进,且能够超越消费者的预期进行设计,以达到增大销售额的目的,逐渐成为未来汽车行业发展的方向。这也更加强调了汽车外形塑造的重要性,优美的外形结构是概念车的前提与基础。这就使得计算机辅助设计在汽车设计中扮演着越来越重要的角色。在此基础上,为了有效的说明计算机辅助设计在汽车设计中的应用,本文通过基于软件复用的方式来说明计算机辅助设计方法在汽车设计中的应用。汽车的构件可以统一表示成Q=<Qname,Qattribute,Qinterface,Qilluminate>,依次代表构件的名称、属性、接口和构建的特征以及必要的信息。为满足不同用户的不同需求,将汽车类型分为基本类和生成类两种类型,其中每种类型又可以分成两类,初级构件是最小单位的构件,通常也称之为零件。当用户需要设计汽车的构件时候,通常有两类选择,一种是参考设计,另一类是创新设计。通常汽车构件的存储都存储在数据库里面,这样一定会占据大量的空间,可以将其名称与参数存在相应的数据表里面,每一次调用时将会自动生成一遍,这样将会极大的节省空间。如果用户需要使存储更加简洁有效,一般采用xml,可以达到不仅可以存储实体构件,还可以存储其他一系列的构件,且每个构件只占据一个表项,可以达到节省数据空间的目的。
4计算机辅助设计应用于汽车设计中的优势
4.1减少设计计算
现在的汽车新车车型真正投入试制之前,都会进行许多的图面检查、性能预估和结构分析,这些都是为了更好地提高车型设计的可信度。以上这些工作并不是说说而已,需要对大量的图形设计进行细节对比,还要结合汽车本身的性能、操作简易便捷性,车辆本身的承重以及减少行驶阻力进行分析,使得图形外观符合要求。除此之外就是各种数据的处理分析。汽车的试制研发就是在不停的实验验证,反复地各种数据修改。在计算机辅助设计没有出现之前,这些工作都是人力手工绘制,绘制手稿就需要很长的时间,在后续的试制过程中,也只能在纸上进行各种修改。纸质版的图纸并不像电脑上的电子信息那样容易储存和修改,而且因为纸质本身的特性所决定,纸质版材料很容易损坏和遗失。如若遗失后,先前的一切工作都需要从头再来。
4.2能够采用相关算法进行汽车车身构件选取装配环境研究
在新形势下,汽车的装配件越来越多,产品结构越来越复杂,加上目前很多信息还不够完备,需要对不确定的信息进行模糊化处理。微粒群算法就是一种很常用的方法。微粒群算法的由来是通过鸟之间的集体协作从而达到群体之间最优的目的。在该算法中,将每一个备选解作为一个粒子,可能存在多个粒子同时共存的问题,需要进行合作寻优,以求解最优的解。如果将该方法运用于汽车的各种模糊问题寻优中,能够有效解决新形势下汽车设计中面临的相关问题。
4.3能够提高汽车产品的质量
新形势下的汽车追求美观的同时,更加注重产品性能的好坏,因此在设计产品时应该使其具有高可靠性、低成本的特点。如果采用新一代的计算机辅助设计,能在重点考虑汽车产品设计的创新性、随机性的同时,更加体现高可靠性,能够有效的提升产品的质量。
5结论
通过对新形势下的汽车设计的发展前景进行分析研究,以及计算机辅助设计的优点进行分析得到:在新形势下的汽车设计中,通过计算机辅助设计能够提高汽车设计的效率,有利于汽车产业的快速发展。
作者:乔琴艳 单位:山西运城农业职业技术学院
【参考文献】
[1]仝光,叶本刚.汽车安全辅助驾驶系统中报警装置的设计[J].上海电机学院学报.2010(03)
关键词:计算机辅助环境艺术设计起源现状及发展
随着计算机软硬件的进步,计算机辅助设计逐渐成为建筑效果图表现的主流。所谓计算机辅助环境艺术设计是指设计师通过计算机技术表现设计意图,最终以图像的方式告知客户,使客户清晰地理解设计师的设计意图和创意,它是一种更为直接、有效的表现方式,通常又被人们称为计算机建筑效果图。
一、计算机辅助环境艺术设计的起源
计算机的发展及应用,使人们的生活日新月异。计算机辅助设计源于计算机图形技术的产生,计算机辅助设计的研究构想发端于1950年,但使用计算机绘图的最早记录是在1963年,美国麻省理工学院的研究人员伊凡·苏泽兰在美国计算机联合会会议上发表了名为《画板》的博士论文,从而开始了计算机辅助设计的发展历程。他从1950年开始着手开发通过图形技术来处理人与电脑交互对话的操作系统。1963年,这套以电脑主机、显示屏、光电笔和键盘为工具的图形画线系统得到实现。这套图形画线系统开发和引进了许多计算机绘图的基本思想和技术,使用户可以运用电脑画出直线、复杂曲线以及简单的标准部件。
最初CAD被解释为“计算机辅助绘图”,由于当时计算机在设计上的作用是替代传统手工绘图的一种新工具,但随着后来信息技术的飞速发展,计算机技术在各领域的广泛应用,CAD的含义也在不断变化扩展,随着20世纪70年代像素的产生、80年代三维曲面造型系统的开发等,使电脑绘图从只能用“线”这一基本绘制元素发展到可以用点、面、体进行绘制计算机图形,从而使CAD的含义也发展成现在人们比较熟知的计算机辅助设计这个概念了。1970年的威尼斯双年展首次接纳了计算机绘画作品,这也标志着新的视觉艺术形式的诞生得到了社会的承认。
我国的计算机辅助设计起源于20世纪70年代。与国外计算机辅助设计发展的轨迹相似,国内计算机辅助设计的研究与应用基本上是从各高等院校发展起来的。20世纪90年代初,随着我国现代化进程的迅速发展以及计算机的进一步普及,在环境艺术设计和创作领域,计算机技术应用的价值,逐渐得到人们的重视。
二、我国计算机辅助环境艺术设计的现状
计算机作为信息时代重要的技术工具,在环境艺术设计领域得到普遍应用。在20世纪90年代前,国内对环境艺术设计效果的表现是使用手工绘制的方法,到了20世纪90年代初期,计算机辅助设计技术开始在我国建筑业应用。计算机辅助设计技术在建筑设计表现领域以不可逆转的潮流迅速发展。尤其是到了20世纪末,计算机辅助设计逐渐成为建筑效果表现的主流。起初,设计师主要运用AutoCAD软件进行施工图的绘制,在方案阶段还以手绘为主。但随着相关专业软硬件的更新和进步,它自身的强大优势得以显示,同时对传统手绘表现产生了越来越大的冲击。
随着近十几年来我国计算机辅助环境艺术设计的发展,计算机建筑效果表现的类型己经有了很细致的划分,可以分为:计算机建筑效果图、计算机建筑漫游动画和计算机建筑效果虚拟现实。计算机建筑效果图主要是通过3DSMAX,Lightscape,Photoshop等计算机软件制作的静态的效果图。通过计算机三维软件从平面、立面数据中得到透视图,透视点位置及视点角度均可变换,然后再渲染出二维图像,这种方式是目前社会上应用最广泛的。计算机漫游动画是利用3DSMAX软件的三维动画功能,在建筑物的室内或室外的设计阶段就能以可视的、动态的方式全方位展示建筑物所处的地理环境、建筑物外貌和各种附属设施以及建筑物内部空间的效果,使人们能够在未来的建筑物中漫游,因而成为建筑设计方案及装修效果展示、建筑方案投标、论证、评审的有力工具。
三、计算机辅助环境艺术设计的发展趋势
当前,随着计算机软硬件技术的迅猛发展,计算机辅助设计在环境艺术设计领域受到了广泛的重视和应用,比如各种方案的汇报、投标以及招商广告中随处可见,从而出现了大量的绘图软件的教程以及在教学上更加重视计算机绘图软件的教学课程。人们更多的关注计算机技术,想方设法掌握各种绘图软件,在模型、材质、灯光以及各种渲染技法上花费大量的时间,而忽略了最终的效果图的艺术性。计算机辅助设计是科学与艺术以及计算机与艺术设计相结合的边缘学科。计算机辅助设计在视觉艺术创造规律、形式法则和审美方法与传统的艺术设计是相同的。所谓视觉艺术,是通过人的视觉感受而将客观内容纳入主观心灵并予以对象化呈现的艺术形态。一些美学研究者认为,从审美主体的角度来看,艺术离不开创造者和欣赏者两个方面,而这两个方面都要通过一定的感官和相应的感性物质媒介,前者创造出审美对象,后者达到审美愉悦。所以说,作为视觉艺术的计算机辅助设计作品既要真实的描绘场景,又要使欣赏者达到审美偷悦。不可否认,人们的欣赏水平在不断提高,求新、求异的视觉口味也越来越高。这源于技术的发展、审美的进步,计算机技术的发展对于社会和艺术创造产生了重大的推动作用。
在计算机辅助环境艺术设计发展的初级阶段,设计师的目标是使效果图具有真实感,能够模拟未来场景的真实效果,具有一定的实用性。目前的计算机建筑效果图的风格单一,已经不能满足大众的不断提高的视觉口味。计算机建筑效果图既是表现的技术同时它又是视觉艺术。设计师创造出审美对象,筑物内部空间的效果,使人们能够在未来的建筑物中漫游,因而成为建筑设计方案及装修效果展示、建筑方案投标、论证、评审的有力工具。使用的软件有Creator系列三维建模工具及Vega场景管理软件。计算机建筑效果虚拟现实技术强调的是一种身临其境的感觉,采用的是人与人之间自然的交互方式。它可以实现逼真的、纯三维的场景,可以全方位、多角度、完全由用户自由控制在场景中漫游。作为建筑师可以从多个角度观察建筑方案,所以说虚拟现实技术不仅可以使用于建筑表现,而且也是一种推敲方案的有利手段。VR技术在我国的环境艺术设计领域中有着广泛的应用前景,将给环境艺术设计带来革命性的改变。
设计师创造出审美对象,要使欣赏者达到审美愉悦而不是审美疲劳。为此,根据目前我国计算机辅助环境艺术的发展情况,未来计算机建筑效果图应呈现艺术化、人情化和多样化趋势。
参考文献:
[1]邓庆尧.环境艺术设计[M].济南:山东美术出版社.
[2]张绮曼.中央工艺美术学院环境艺术设计系—室内设计的风格样式与流派[M].北京:中国建筑工业出版社.
[3]张绮受.中央工艺美术学院一环境艺术设计与理论[M].北京:中国建筑工业出版社.
[关键词]电缆敷设设计计算机辅助CADMCL
中图分类号:TP3文献标识码:A文章编号:1671-7597(2009)1110129-01
一、引言
随着600MW、100MW大型火电厂的日益建设,使得电厂的电缆数量越来越多,厂区覆盖面积也越来越大,缆道网络更加复杂。计算机辅助设计已成为工程设计人员的重要工具,也为改革电缆敷设设计方法提供了重要的途径。将计算机辅助设计技术应用电缆敷设设计工作中,可以把设计人员从繁重的工作中解脱出来,提高工作效率,加快施工进度。
二、计算机辅助电缆敷设设计的优点
1.应用计算机设计和管理数据,可兼顾多种因素,尤其对于大规模的电缆敷设设计工作,能显著提高设计的可行性,使布线合理、清晰,尽量避免电缆之间的交叉和避免排放过程中由于设计不合理而造成的返工,提高施工进度和施工质量。
2.可以大大地加快设计进度,有效地缩短电缆敷设施工时间,保证施工质量,使电厂能尽早投入试运行。
3.可在施工过程中视具体情况方便及时地进行变更设计,而人工设计则因为涉及的电缆太多而很难在短的时间内进行这种全面变更设计。
4.有效的减少手工布线所必须面对的繁杂工作,降低技术人员的工作强度。使技术人员可以从大量重复的、机械式劳动中解脱出来,进行电缆敷设的总体设计和施工指导。
5.节省材料,降低费用。技术人员有可能更合理的规划和设计电缆桥架,以避免以前施工中仅凭经验设置桥架,造成的不必要的材料浪费。
6.可以改变以往施工中以及施工结束后的大量技术文档的统计整理,及时建立完整的施工技术文件和竣工资料。
三、CADMCL软件系统
(一)CADMCL系统开发环境
1.编程语言:DELPHI 6.0。2.数据库:Microsoft SQL Serve 2000数据库。3.开发平台:基于Windows 2000/98平台。
(二)运行环境
1.硬件配置。为了适合施工现场的实际情况,选择PC系列微型计算机。要求64M以上内存(建议使用128M内存),2G以上硬盘(建议使用4G以上硬盘),并且要求配有CDROM和3.5寸软驱,还要求配有打印机。
2.软件配置。本软件可以运行于中文Windows 98/2000之上版本,数据库使用MicrosoftSQL Server 2000数据库管理系统。另外还要求装有Office 97/2000。
(三)该软件系统特征
CADMCL系统的研究充分结合了前期开发的电缆敷设设计数模和优化技术,以电缆工程管理数据库为核心,采用先进的计算机开发平台,是一种兼备安装工程信息管理和计算机辅助电缆敷设设计功能的大型应用软件系统,其特征可归纳为下述几点:
1.专门为火电厂电缆安装工程定制,密切结合现场实际符合相应技术规范,且满足工程总体管理的需求。
2.充分考虑了施工单位不同层次用户对系统的需求,系统可为管理者提供可靠和及时的施工过程信息,以便有效地管理和控制工程的进度和质量。
3.系统采用统一的数据库,把设计审查、电缆施工组织设计和施工过程管理有机的结合在一起,可以彻底改变以往因变更设计资料整理不及时或其他原因导致的施工管理混乱的局面。
四、CADMCL软件系统应用流程
(一)电缆数据快速录入
电力设计院提供的电缆清册多为文本格式或者电子版本的电缆清册,管理起来非常困难,同时,在电缆施工完成以后还要对电缆进行各方面的管理。因此本系统采用快速导入的方法将电缆清册中的电缆数据信息转化为数据库信息。然后再进行统一修改、查询统计等管理工作。对于极少量临时添加的电缆采用手工录入的方法。主要功能:
1.导入电缆清册。输入:设计院电缆清册(电子表格);生成:电缆清册表(数据库表)。2.手工录入。来源:电缆清册(书面);生成:电缆清册表(数据库表)。3.修改:电缆清册表(数据库表)。4.删除:电缆清册表(数据库表)。
由于电缆数量众多,设计院设计人员难免会出现一些错误,最常见的就是经常会造成电缆重复现象发生,而且重复数量有的多达10根以上。施工人员很难发现这种情况,只有在进行电缆统计和敷设完成后进行接线时才能发现,容易造成返工。因此,CADMCL管理子系统针对这些情况采取了一些必要的手段和方法避免这种情况的发生。
主要功能:1.查找;2.检复电缆;3.添加(现场修改、设计变更、与原设计有区别的电缆);4.修改;5.删除(将原始数据保存)。
设备的情况和电缆的情况类似,只是数量相对电缆要少得多,施工人员比较熟悉,为增强查找的方便性,查找功能用模糊查找,施工人员只需根据设备编号的某些字段便可查到。主要功能:1.模糊查找;2.添加;3.修改;4.删除。
(四)其他流程
1.特征截面统计。统计特征截面是电厂电缆施工过程中和施工完成后一项重要的管理内容。查看桥架截面可以根据施工人员的需求对全部电缆或者已敷设电缆进行截面统计,此项功能可以统计出该截面内的电缆根数和截面的剩余容量。施工人员可及时根据剩余容量及时调整电缆路径避免电缆堆积和电缆桥架的空置。提前了解桥架特征截面内的电缆情况和电缆容量对施工进度和施工质量有重要意义。另外在施工完成后可以通过此功能将桥架内的电缆导出到Excel表中,为截面图提供数据基础。
2.返回接线情况。(1)说明:根据施工单电缆的接线情况,将未接线电缆的情况返回到数据库,以便随时查找;(2)数据:电缆型号、起点设备、终点设备和电缆路径等;(3)数据来源:电缆清册表、电缆信息表和施工单电缆排序表等。
3.电缆库存管理。库存管理是制约施工进度的重要因素,施工材料充足才能保证施工顺利进行。库存管理功能主要根据材料清册、材料入库、材料出库、订货信息、增补定货和库存统计进行管理。该功能可以运用到整个电厂建设项目,也可以运用到各个工地。库存统计可以为各工地统计出该工地每种型号电缆的总量、使用量和剩余量,以便可以及时增加库存。
五、结束语
CACMCL软件系统中包含了对电缆连通性与路径的检查、电缆的长度与敷设过程的合理排序、电缆桥架的各特征截面表述与统计对交叉的电缆的查找与统计等多项专有算法和技术。因此应用本系统进行电缆敷设设计和工程管理,可使电缆的布线更加合理、清晰,有效地避免电缆之间的交叉,有效的解决了排放过程中由于设计不合理而造成的返工,可以显著提高了设计、施工的进度和质量。对电厂建设工程的按期或提前完成有实际的意义。
参考文献:
[1]梅豫明,计算机在电厂电缆敷设设计中的应用,广东电力,2005年.