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淺談CAD技術在工程設計中的應用

來源:貴州自考網 發表時間:2018-05-24   【 【貴州自考網:貴州自考考試第一門戶網】


CAD即計算機輔助設計與制圖,是指運用計算機系統輔助一項設計的建立、修改、分析或優化的過程。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。CAD系統是由硬件、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、數據圖形輸入輸出設備以及有關的信息傳輸等硬件平臺設備、軟件包括系統軟件、支撐(圖形、漢字等)軟件和專業應用軟件。我國主要使用的CAD軟件是美國AUTODESK公司開發的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口不僅便于用戶使用,而且系統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,國內外軟件開發商在此基礎上進行有關工程設計專業的二次開發,如建筑行業: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設計系統等。隨著CAD技術的不斷發展,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、統計優化等。CAD技術的應用正在有力而迅速地改變著傳統的工程設計方法和設計生產的管理模式。

通過多年的設計實踐CAD技術以簡單、快捷、存儲方便等優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,而且創造了良好的經濟效益和社會效益,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,所以也有很多人不接受這一技術,認為它限制了建筑設計業的發展。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點

CAD技術的長處使得人們趨之若騖,它主要表現在:

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。它有統一的線型庫、字體庫,圖面整潔統一。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:“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。

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。

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,數據至少可以保存50年。你可以將以前的圖紙通過掃描儀,數字化儀輸入電腦,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在所有的資料幾張光盤就裝下了。

1.5 CAD在建筑表現圖上的優勢

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,惟妙惟肖,在加上真實的樹木、人、天空、汽車配景,幾可亂真。如果在加上現場環境照片融合更有說服力。CAD制作效果圖優勢還在于,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、產業化起著巨大的推動作用。隨著信息技術、網絡技術的發展,跨地區合作設計,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。

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2 、CAD技術在工程設計中的缺點

CAD技術在給建筑設計業帶來巨大效益的同時其負面作用也日益顯現,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據,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作變為一種工業化生產,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,建筑已經變為純粹的商品。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、數字化儀、數碼相機、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。在國內一套建筑軟件就要花費1~2萬元,而水暖、電、結構、預算各專業都配齊要十幾到二十幾萬元,在加上操作系統軟件、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。國內某結構軟件早期版本的程序錯誤讓人汗津,歲為造成重大損失并且在后續版本得到修正,但誰又能保證現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,計算機技術的發展是無止境的,我們每一位工程設計人員都將以此先進的技術為手段,在各自崗位上發揮最佳能力,并以熱忱的服務、優質的設計、敬業的精神,為工程設計行業做出我們的貢獻。

 


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