CAD技術是一種新的現代設計方法，是一場新的設計技術的革命。CAD技術可以加快設計進程，縮短設計周期，提高設計質量。
CAD技術作為電子信息技術的一個重要組成部分，是促進科學技術成果的開發和轉化，實現設計自動化，增強企業技術創新能力和競爭能力，加速國民經濟建設，推動社會發展進步的一項關鍵性高新技術。CAD技術的開發與套用水平已成為衡量一個國家科技現代化和工業現代化水平的重要標誌之一。
基本介紹
- 中文名：水工建築物CAD設計
- 外文名：Computer- Aided design of hydraulic structure
作用,發展,
作用
1.縮短設計工期。
由於計算機處理數據的速度很快,並能不間斷地工作,因此可以大大地提高設計效率,從而縮短了設計工期。
2.可以提高設計質量。
利用自動化程度較高的CAD系統進行設計時,設計者只需要輸入一些有關設計初始條件的數據,由計算機調用機構分析程式進行分析計算,就可以得到設計的結果,並且可以大大減輕勞動強度,提高設計精度。此外,利用計算機可以得到清晰、整潔、美觀的設計圖紙和文檔,便於校核和修改,可以有效地防止手工繪圖過程中標錯尺寸等錯誤,提高了設計質量。
3.可以降低設計成本套用。
CAD技術可以幫助設計者提高設計效率,當設計勞務費較高而CAD系統的費用較低時,就會使設計成本降低。在工程設計中套用了CAD技術後,將會得到明顯的經濟效益。
發展
經過多年的開發研究,水工建築物CAD已初具規模。國內已推出了許多水工建築物CAD系統,在水工建築物設計中起到了一定的作用,給工程設計人員帶來了新的曙光。但已完成的水工建築物CAD系統大都有局限性,而且只能用於某個設計階段完成某種特定的設計,難以適應多變的結構型式與形狀,雖然這些系統也採用互動式設計,但有些過多地使用了數據檔案,不具有良好的人機界面,且缺乏智慧型,限制了工程設計人員的再創造,不易推廣套用。水工建築物CAD系統有如下幾個發展動向:
1.標準化
開發水工建築物CAD系統除必須滿足相應的設計規範外,應加強建立不同CAD開發平台上的標準CAD工程圖例、符號、標準圖形庫,建立統一的地形、地質CAD及其接口,建立統一的基本資料、工程特性資料庫,減少重複性的低水平開發,加強合作,提高水工建築物CAD的開發水平與各CAD系統的綜合利用率。
2.人機界面
作為一個良好的CAD系統,必須具有良好的人機界面,採用國際標準的視窗選單,這是提高水工建築物CAD質量的一個重要任務。
使用標準的設計人機界面,可以採用“事件驅動”控制系統運行,用戶可以隨意控制系統的運行,增強互動設計能力,杜絕或減少用戶直接使用數據檔案輸入信息,而且使用選單中的文本條目輸入修改信息,檢查用戶的合法性,採用水工建築物標準圖形符號,建立標準而直觀形象的水工建築物圖符選單。
3.智慧型化
多數CAD尚不能存貯與管理專家知識和規範知識,也不能使用知識進行分析判斷和決策,以獲得更切合實際的最優工程設計,局限性較大,與水工建築物結構的複雜性與多變性不相適應,不能充分發揮設計人員的主觀能動性。
智慧型化是在傳統CAD中加入專家知識,利用人類專家的工程設計經驗、知識和邏輯思維能力進行推理、判斷和決策,引導設計人員進行合理的創造性設計。
中國水利水電科學研究院在微機拱壩CAD中已進行了有力的嘗試,取得了有益的成果,電力部華東勘測設計研究院在土石壩CAD中建立了土石壩有關規範、工程量計算、工程圖紙等有關規範知識庫,能進行知識的管理,具有一定的推理判斷能力。
當前水工建築物CAD中的智慧型化程度還較低,作為一個真正的智慧型CAD,必須具有設計規範知識和相應專家的設計經驗知識,具有自然設計語言、圖像語言、數學語言的分析器,建立統一的設計、分析計算模組知識庫,並能進行模糊分析判斷和決策,具有壩址選擇和樞紐布置方案設計的決策能力,並能在設計中進行學習、積累、更新設計經驗知識。
4.集成化
最初的CAD系統著重於繪製工程圖紙,主要充當高級的繪圖工具,隨著計算機的發展,人們逐步在套用以D系統中加入了計算功能。推出的水工建築物CAD系統,大多都具有計算能力。但作為一個集成化水工建築物CAD系統,除了具有常規分析計算外,還應有大型數值分析、模擬、設計決策能力,能生成設計計算說明和設計報告,並能在同一環境下完成這些工作。集成化CAD系統中各部分應具有良好的接口,運行效率高,減少不必要的人工處理過程,幫助設計人員以較少的時間完成設計、計算任務,以便集中精力深入分析設計方案優劣、進行方案比較,逐步使用數值方法模擬工程運行性態,根據模擬結果做出正確決策,形成最優設計方案。
5.參數化
設計參數化設計仍然是一種具有前景的CAD設計方法,不僅可以用於前期水工建築物各種結構的設計,而且可以用於招標設計和技施設計,也可以使用參數化建庫工具建立工程建築物圖紙庫,供其它工程參考使用。
水工建築物參數化設計CAD的研究還剛剛開始,還沒有統一和標準的參數化設計圖庫,有許多課題需要研究。將來的參數化設計CAD系統將會增加規則參數,把複雜公式和方程組求解作為規則參數來使用,並且會引入人工智慧,使用自然語言來描述結構參數,用邏輯規則來判斷推理結構圖的控制點坐標。另外還會和標準資料庫建立聯繫,實現數據互換,真正建立一個計算、資料庫、自然語言、專家系統於一體的集成化設計CAD系統。
6.基於網路的CAD技術
工程CAD在設計集成化和可視化的發展,產品高性能、高質量、低成本和短周期的要求,都對工程CAD提出了網路化的需要,包括產品信息建模和共享、異步及同步設計的協同和互動、工作流程的並行化建模和運轉、產品資料庫管理與共享等諸多方面,導致工程CAD的單體工作成本與協同工作量大大增加,推動了基於網路的工程CAD技術的進一步深入研究。從人員層面上看,工程CAD涉及的人員包括設計人、用戶、開發商及生產商等。產品的設計既是設計人與產品的互動,也是與其它設計人及環境的交流,具有加強協同工作的需求。從技術層面上看,工程CAD需要在產品生命周期中以並行、協同的方交換產品的信息,對產品設計思想、設計進程、設計組織和設計信息進行協調與管理,最終導致計算機支持的協同工作CSCW(Computer Supported cooperative work)與並行工程CE(Concurrent Engineering)技術的大規模採用。今後在水工建築物設計、試驗中也定會得有所體現。
