時(shí)間：2023-10-05 15:56:32
開(kāi)篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)日益成熟和發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)開(kāi)始廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)當(dāng)中。特別是機(jī)械設(shè)計(jì)制造業(yè)，由于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用而發(fā)生了翻天覆地的改變。不僅大大提升了工作效率，同時(shí)保障了機(jī)械設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)度。到了今天，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域當(dāng)中有了廣泛的應(yīng)用，已成為了趨勢(shì)，對(duì)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展有著無(wú)可替代的重要作用。筆者就通過(guò)論述機(jī)械設(shè)計(jì)中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，提出幾點(diǎn)建議，希望可以為我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)的進(jìn)步提供幫助。
關(guān)鍵詞：
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)；機(jī)械設(shè)計(jì)；信息技術(shù)；計(jì)算機(jī)；CAD
隨著科技不斷發(fā)展，人們的生活方方面面都發(fā)生了改變。計(jì)算機(jī)信息技術(shù)對(duì)人類的生產(chǎn)、生活都有著至關(guān)重要的影響。目前，隨著各種計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的成熟，在各行各業(yè)當(dāng)中都發(fā)揮了極高的應(yīng)用價(jià)值。其中計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)主要的工作原理是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的強(qiáng)大運(yùn)算能力和圖形生成能力輔助技術(shù)人員開(kāi)展工作，最終達(dá)到提高工作效率和工作質(zhì)量的目的。如今，在機(jī)械設(shè)計(jì)、航天航空、建筑與化工機(jī)械方面都有了廣泛應(yīng)用。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的普及，不僅使工作機(jī)械的效率大大提升，同時(shí)也使工作質(zhì)量有了明顯的提高。本文通過(guò)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行討論，希望可以為相關(guān)從業(yè)者提供幫助和參考。
1計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)一般被稱作CAD，是用來(lái)輔助設(shè)計(jì)人員完成工作的計(jì)算機(jī)技術(shù)以及設(shè)備，其中包括了五個(gè)方面，即設(shè)計(jì)、建模、方針、協(xié)作、集成五部分。在這里面還包括了一些細(xì)化的內(nèi)容，例如優(yōu)化設(shè)計(jì)、概念設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助圖畫、計(jì)算機(jī)方針技術(shù)管理等。其中計(jì)算機(jī)輔助繪圖技術(shù)是CAD中應(yīng)用最為成熟、廣泛的領(lǐng)域。最初計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)僅僅局限在計(jì)算機(jī)輔助圖形繪畫領(lǐng)域，后來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，逐漸得到了廣泛應(yīng)用。特別是近幾年，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)已是機(jī)械工程當(dāng)中的重中之重，是開(kāi)展機(jī)械工程工作的基礎(chǔ)和前提。不管是圖形優(yōu)化、編輯設(shè)計(jì)還是數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)分析，如今都離不開(kāi)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，下面就計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行分析探討。
1.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械系統(tǒng)參數(shù)分析中的應(yīng)用
在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，機(jī)械系統(tǒng)毫無(wú)疑問(wèn)是十分重要的一環(huán)。一般情況下，可以采用VB6.0平臺(tái)應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)。例如，一般在分析全液壓推土機(jī)的各種系統(tǒng)參數(shù)時(shí)，往往采用的方法是用系統(tǒng)計(jì)算牽引性能、液壓系統(tǒng)速度、校正和效能等數(shù)據(jù)。
1.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械零件的制造過(guò)程中的應(yīng)用
機(jī)械工程當(dāng)中，零件，毋庸置疑是一切的基礎(chǔ)、基石、根基。因此，在機(jī)械工程當(dāng)中，往往需要設(shè)計(jì)大量繁雜和不同的零件。而這些零件則需要非常龐大的計(jì)算量，需要十分長(zhǎng)的工時(shí)才能完成。而應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，只需要采用autoCAD、VisualBasic等平臺(tái)來(lái)開(kāi)發(fā)作圖繪畫，利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算功能直接優(yōu)化和修改零件。可以大大提升工作效率和零件的精準(zhǔn)度，一般性的機(jī)械零件往往都是采用這種方法。
1.3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用
在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，需要大量計(jì)算量的還有機(jī)械模具的設(shè)計(jì)，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)可以完美解決。首先了解注塑模具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)了解注塑模具性質(zhì)、功能和各項(xiàng)指標(biāo)。通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)解決設(shè)計(jì)模具當(dāng)中的問(wèn)題，讓機(jī)械設(shè)備的模具設(shè)計(jì)變得便捷、準(zhǔn)確。
1.4計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械制造當(dāng)中的應(yīng)用，還包括了三維模型的構(gòu)建、圖形符號(hào)和繪圖。由于大部分機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程往往比較復(fù)雜，需要應(yīng)用很多符號(hào)和圖形，這就必須依靠計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)來(lái)完成，除了可以讓設(shè)計(jì)人員的工作變得簡(jiǎn)單快捷之外，還可以消除設(shè)計(jì)當(dāng)中的一些錯(cuò)誤和問(wèn)題，從而讓機(jī)械設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)結(jié)果精確度大大提升。而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用于繪圖工作當(dāng)中，為機(jī)械設(shè)計(jì)提供了極大的幫助，縮短了繪圖時(shí)間，提高了工作效率，也提高了工作質(zhì)量。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)還可以應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中的三維立體模型構(gòu)建。應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)將設(shè)計(jì)產(chǎn)品立體地展示在人們面前，有利于進(jìn)行更準(zhǔn)確的信息分析。將設(shè)計(jì)結(jié)果形象、直觀地呈現(xiàn)出來(lái)，一方面提高了現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)的精確度，另外一方面可以解決在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中產(chǎn)生的各種其他問(wèn)題。
2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在實(shí)際的機(jī)械設(shè)計(jì)中的實(shí)踐應(yīng)用
在汽車的制造過(guò)程當(dāng)中，汽車覆蓋模具是影響整輛車質(zhì)量的一個(gè)重要因素，在工藝上對(duì)于汽車覆蓋模具的要求十分嚴(yán)格，特別是對(duì)于汽車覆蓋模具的設(shè)計(jì)圖紙與實(shí)體模型的一致性要求較高。如果說(shuō)實(shí)際的模具和設(shè)計(jì)圖紙存在一定差距，就屬于不合格的汽車覆蓋模具，需要不斷返工，這樣就會(huì)降低工作效率、增加工作成本，甚至對(duì)于產(chǎn)品在市場(chǎng)當(dāng)中的反饋和影響也不好。但應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，就可以根據(jù)具體的情況修正和改進(jìn)圖紙的相關(guān)參數(shù)，可以及時(shí)完善實(shí)體模具的結(jié)構(gòu)，極大保證了設(shè)計(jì)圖紙與實(shí)體模型之間的高度一致性，避開(kāi)了返工之類的現(xiàn)象，節(jié)省了資源，提高了工作質(zhì)量與工作效率。
3計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中的優(yōu)勢(shì)
隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，各行各業(yè)都因?yàn)橛?jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用而得到了飛速前進(jìn)。如今，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已成為了人們?nèi)粘Ｉ钪小⑸a(chǎn)當(dāng)中必不可少的工具。而在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)充分展現(xiàn)出來(lái)。
3.1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)與人腦思維相互適應(yīng)
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，一般都是先進(jìn)行大腦的構(gòu)思，在腦中產(chǎn)生一個(gè)立體的想法，然后再表達(dá)出來(lái)。而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)所使用的三維實(shí)體技術(shù)，可以真實(shí)、直觀地將產(chǎn)品呈現(xiàn)出來(lái)。利用設(shè)計(jì)人員的思維表達(dá)，讓設(shè)計(jì)人員有更多的時(shí)間去致力于產(chǎn)品研發(fā)和設(shè)計(jì)，而不是費(fèi)力去思考、構(gòu)建一個(gè)產(chǎn)品的形象表達(dá)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的連續(xù)性，更提高了設(shè)計(jì)師的創(chuàng)新思維能力和想象力。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)所構(gòu)架的三維立體圖讓設(shè)計(jì)變得更深入、思維更廣泛、交流更簡(jiǎn)單。
3.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)便于提升機(jī)械設(shè)計(jì)中整體質(zhì)量
隨著機(jī)械技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已逐漸與機(jī)械產(chǎn)品產(chǎn)生有機(jī)結(jié)合。首先，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了裝配環(huán)境下的零件設(shè)計(jì)，確保了相鄰零件之間的完美結(jié)合，減少不匹配和單獨(dú)設(shè)計(jì)的情況發(fā)生，讓整個(gè)過(guò)程變得方便、快捷。同時(shí)在需要修改零件時(shí)，可通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)將零件修正的全過(guò)程用動(dòng)畫或者平面的方式呈現(xiàn)出來(lái)，提高了過(guò)程的透明度，讓整個(gè)修改過(guò)程十分方便。新技術(shù)的應(yīng)用不僅大大提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平，還可以通過(guò)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)中對(duì)象的形狀描述、大小和位置信息的確定，將設(shè)計(jì)對(duì)象的幾何形狀和工作環(huán)境表達(dá)出來(lái)，能夠大大提高產(chǎn)品質(zhì)量。
3.3計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)便于提高機(jī)械設(shè)計(jì)的效率
通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)中三維機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用，可以更直觀和迅捷地解決復(fù)雜的幾何造型問(wèn)題。通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)利用簡(jiǎn)單的幾何體就能計(jì)算出復(fù)雜的幾何體，降低了工作強(qiáng)度，縮短了整個(gè)設(shè)計(jì)周期。而在進(jìn)行全新的機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，只需要重新設(shè)計(jì)和制造其中的部分零件就能夠完成任務(wù)，大部分的零件依舊按照以往的情況使用，極高提升了設(shè)計(jì)工作效率，降低了設(shè)計(jì)工作的難度。
4結(jié)語(yǔ)
科技日新月異，各行各業(yè)都發(fā)生了巨大的變化。對(duì)于機(jī)械領(lǐng)域來(lái)說(shuō)也一樣，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用為機(jī)械行業(yè)帶來(lái)了巨大的變革，在未來(lái)已成為一種趨勢(shì)。本文通過(guò)各個(gè)方面描述了機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的應(yīng)用，希望可以通過(guò)這篇文章，為我國(guó)的機(jī)械行業(yè)發(fā)展帶來(lái)幫助。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:載體 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 制造 分析
中圖分類號(hào):TN410 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2012)08(a)-0172-01
實(shí)踐教學(xué)是學(xué)校教學(xué)工作的重要組成部分,是深化課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié),是學(xué)生獲取、掌握知識(shí)的重要途徑[1]。強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué),全面提高學(xué)生工程訓(xùn)練質(zhì)量,突出學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力培養(yǎng)[2-3]。
計(jì)算機(jī)應(yīng)用已經(jīng)滲透到了機(jī)械產(chǎn)品生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)。利用計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design)、計(jì)算機(jī)輔助繪圖(Computer Aided Drawing)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)、計(jì)算機(jī)輔助工程分析(CAE)、計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)劃(CAPP)、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)、企業(yè)資源計(jì)劃(ERP)等。
成都理工大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院是由中國(guó)核工業(yè)西南物理研究院與成都理工大學(xué)在“產(chǎn)、學(xué)、研”全面合作的基礎(chǔ)上強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合,于2000年創(chuàng)辦的全日制普通高等本科院校,是一所立足于工科應(yīng)用型人才培養(yǎng)的本科院校。作為應(yīng)用型本科院校,強(qiáng)調(diào)學(xué)用結(jié)合,重視將知識(shí)直接轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)力。以立足地方、扎根四川、服務(wù)西南、面向全國(guó),突出為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展服務(wù),以培養(yǎng)具有扎實(shí)的理論知識(shí)基礎(chǔ),具有較強(qiáng)專業(yè)實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)的應(yīng)用型高級(jí)專門人才為目標(biāo),在滿足應(yīng)用型人才的培養(yǎng)質(zhì)量與特色上下工夫。注重服務(wù)地方,鞏固發(fā)展專業(yè)特色。
1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀
針對(duì)我院培養(yǎng)應(yīng)用型、技能型高級(jí)技術(shù)人才為主,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀如下。
(1)實(shí)踐教學(xué)體系陳舊,教學(xué)內(nèi)容、方法和手段單一,不適應(yīng)當(dāng)前獨(dú)立學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求。目前獨(dú)立學(xué)院執(zhí)行的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)踐體系中,實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容比較單一,所涉及的知識(shí)面較窄,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)各軟件間缺乏相互的關(guān)聯(lián)性和交互性,也缺乏創(chuàng)新意識(shí)。
(2)實(shí)踐教學(xué)與企業(yè)實(shí)際應(yīng)用有一定差距,實(shí)踐教學(xué)中,絕大部分教師缺乏工程背景,在進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)時(shí),只是采用教材中的實(shí)例進(jìn)行分析、講解、訓(xùn)練,不能與企業(yè)實(shí)際應(yīng)用相吻合。
(3)實(shí)踐教學(xué)中缺乏實(shí)際的載體,通常是教師隨意的去選擇某一個(gè)圖形或零件,使學(xué)生在進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造、加工、裝配、分析過(guò)程中,沒(méi)有得到系統(tǒng)性的訓(xùn)練,使設(shè)計(jì)、制造、加工、裝配分析環(huán)節(jié)脫節(jié),不能循序漸進(jìn),不利于學(xué)生提高計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造、加工、裝配、分析能力。
2 以科研項(xiàng)目為契機(jī),研制放射源取樣機(jī)
核工業(yè)西南物理研究院主要研究受控核聚變[6],其實(shí)驗(yàn)對(duì)象主要是具有放射性的放射源,主要置于樂(lè)山基地的放射源褲中,做實(shí)驗(yàn)時(shí)首先應(yīng)從源庫(kù)中將試樣取出,在取樣過(guò)程中,以前都是人工取樣,這樣對(duì)人的身體危害很大,2007年,核工業(yè)西南物理研究院進(jìn)行科研立項(xiàng)—— 研制放射源取樣機(jī)[7],采用距離保護(hù)措施,使放射性對(duì)實(shí)驗(yàn)人員的身體危害降到最低。此項(xiàng)目由學(xué)院承接,于2009年底完成。
待取的試樣是放射源,由于其有放射性,被置于起吊容器中,放在源庫(kù)的地下深0.5m的區(qū)域內(nèi),以減少對(duì)人體的危害。取樣機(jī)工作時(shí),首先將整個(gè)取樣機(jī)通過(guò)腳輪移動(dòng)到合適的位置然后將抓取系統(tǒng)7的抓取組件張開(kāi),通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2經(jīng)過(guò)蝸桿減速器1進(jìn)行降速增扭驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)系統(tǒng)6,將抓取系統(tǒng)7調(diào)整到合適的位置,再通過(guò)升降系統(tǒng)5使抓取系統(tǒng)7勻速下降,待抓取系統(tǒng)7中的傳感器探測(cè)到密封容器的信號(hào)源時(shí),升降系統(tǒng)5停止運(yùn)動(dòng),使抓取系統(tǒng)7緩慢抓合,抓鉤將可靠抓入壓力容器的把手上,通過(guò)升降系統(tǒng)5向上提升,由回轉(zhuǎn)總成擺正位置,將密封容器置于工作臺(tái)上,再將抓取系統(tǒng)7張開(kāi),完成一次取樣過(guò)程。
3 以放射源取樣機(jī)為載體,全面提高我院學(xué)生計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造、分析能力
放射源取樣機(jī)中包含多種機(jī)構(gòu),如蝸輪蝸桿、螺旋傳動(dòng)、曲柄滑塊機(jī)構(gòu)等,主要由箱體類零件,軸類零件、鈑金類零件、絲桿、蝸輪、蝸桿組成,以放射源取樣機(jī)為載體,更改不同參數(shù),讓學(xué)生根據(jù)自己的所學(xué)知識(shí),進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新設(shè)計(jì),用CAD軟件繪制總裝圖和零件圖,再通過(guò)Pro/E等三維軟件進(jìn)行制作三維數(shù)字樣機(jī),并進(jìn)行仿真運(yùn)動(dòng)分析,再選用典型零件采用三維軟件進(jìn)行仿真虛擬加工,形成數(shù)控加工NC代碼,針對(duì)重要零件采用ANSYS有限元分析軟件分析應(yīng)力、應(yīng)變分析。通過(guò)機(jī)械CAD、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、機(jī)械制造工程基礎(chǔ)訓(xùn)練和虛擬制造分析課程設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),全面提高我院學(xué)生計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造、分析能力,大力提高學(xué)生的設(shè)計(jì)、工藝、加工、裝配、計(jì)算和分析能力,更好地適應(yīng)行業(yè)發(fā)展和社會(huì)對(duì)應(yīng)用性人才的需求。
4 結(jié)語(yǔ)
以社會(huì)需求和行業(yè)發(fā)展為導(dǎo)向,在虛擬設(shè)計(jì)、制造、加工、裝配的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中,以放射源取樣機(jī)為載體,全面貫穿整個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)使教學(xué)內(nèi)容具體化,虛擬過(guò)程更現(xiàn)實(shí)化,訓(xùn)練對(duì)象實(shí)際化,更新教學(xué)體系,強(qiáng)化學(xué)生和教師的工程背景,全面提高我院學(xué)生計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造、分析能力,更好地實(shí)現(xiàn)我院應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標(biāo),滿足社會(huì)需求。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；軟件；建設(shè)
中圖分類號(hào)：G633文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2007)06-11736-03
1 引言
所謂的計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，就是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行產(chǎn)品或者工程的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員處于主導(dǎo)地位，而計(jì)算機(jī)處于輔助地位。在生活和生產(chǎn)中的諸多領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。隨之出現(xiàn)了很多設(shè)計(jì)軟件和設(shè)計(jì)方法技術(shù)，只有不斷的學(xué)習(xí)，才能更好的掌握進(jìn)而為工作提供便利。
2 CAD定義
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)――是在計(jì)算機(jī)硬件與軟件的支撐下，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品的描述、造型、系統(tǒng)分析、優(yōu)化、仿真和圖形處理的研究，使計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)師完成產(chǎn)品的全部設(shè)計(jì)過(guò)程，最后輸出滿意的設(shè)計(jì)結(jié)果和產(chǎn)品圖形。
3 CAD技術(shù)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
隨著人們物質(zhì)生活和文化藝術(shù)水平的提高，對(duì)工業(yè)產(chǎn)品要求也越來(lái)越高，從家庭日用品、家用電器、家具等，到各類生產(chǎn)設(shè)備、儀器儀表、辦公用品及各類交通工具、公共設(shè)施等，要擁有良好的外觀形態(tài)、宜人的色彩、舒適的表面質(zhì)感，可以美化人們的生活和生產(chǎn)環(huán)境，豐富人們的精神要求。因此，作為工程技術(shù)與美學(xué)藝術(shù)相結(jié)合的一門新科學(xué)――CAD產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)，是現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的一種現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法。合理美觀的造型設(shè)計(jì)可以在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中吸引更多的用戶，爭(zhēng)取市場(chǎng)的占有率，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)和手段用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
(1)設(shè)計(jì)表現(xiàn)展示向“無(wú)紙筆化”轉(zhuǎn)變
計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品設(shè)計(jì)，不需要各種各樣的尺、規(guī)、筆、紙等傳統(tǒng)工具，電腦的操作平臺(tái)提供了用之不盡的空間，表現(xiàn)的實(shí)施過(guò)程就是鼠標(biāo)的點(diǎn)擊與鍵盤的操作，復(fù)制、修改等從前繁雜的工作瞬間即可完成，而且干凈、簡(jiǎn)單、高效。
(2)設(shè)計(jì)程序靈活高效，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期縮短。
產(chǎn)品的創(chuàng)意可以通過(guò)三維建模、渲染等功能隨時(shí)調(diào)整形體、形態(tài)、色彩、肌理等方面變化；工作效率的提高使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期明顯縮短，計(jì)算機(jī)輔助制造使樣機(jī)的制作周期也大大縮短。
(3)設(shè)計(jì)成果仿真，設(shè)計(jì)檢驗(yàn)可靠
利用CAD系統(tǒng)的三維圖形功能，設(shè)計(jì)師可在計(jì)算機(jī)屏幕上快速地模擬出所設(shè)計(jì)產(chǎn)品的外形狀態(tài)；而且在新產(chǎn)品試投產(chǎn)前，就可以對(duì)其制造過(guò)程中的結(jié)構(gòu)、加工、裝配、裝飾和動(dòng)態(tài)特征做到恰如其分的分析和檢驗(yàn)，從而提高了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一次成性。
(4)設(shè)計(jì)與制造的緊密結(jié)合
CAD的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)直接用于產(chǎn)品零配件的加工，即計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)，從而可以完成從設(shè)計(jì)到加工程序的轉(zhuǎn)換。
4 兩類CAD設(shè)計(jì)師
產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)是一種與藝術(shù)、人文、歷史、及自然等相結(jié)合的設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)宜用專門的圖像設(shè)計(jì)類的軟件，如CorelDRAW，PhotoShop，Painter，3DSMAX，ALIAS等。這類軟件通常是無(wú)太多的數(shù)據(jù)限制，比較自由、隨意。產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)一般由藝術(shù)類的造型設(shè)計(jì)師來(lái)承擔(dān)。
產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)。它要求數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，符合國(guó)家或國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品的每個(gè)尺寸及公差都是以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，不可差之毫厘。這種設(shè)計(jì)是采用專門用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類的軟件，如：AutoCAD，UG，Solidedge，Pro/ENGINEER，SolidWork等來(lái)完成。盡管目前一些高端的設(shè)計(jì)軟件，已經(jīng)具備了產(chǎn)品復(fù)雜造型的設(shè)計(jì)與渲染功能，但要藝術(shù)類的設(shè)計(jì)師掌握并運(yùn)用這類軟件，至今還不是一件容易的事。所以從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)師們大都是機(jī)械工程師出身，設(shè)計(jì)的思維與方式完全不同于造型設(shè)計(jì)師，他們思維是一種完全符合機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)思維方式。
5 CAD設(shè)計(jì)流程
(1)方案設(shè)計(jì)：由造型設(shè)計(jì)師進(jìn)行概念草繪，可用二維平面軟件進(jìn)行方案效果圖繪制。
(2)三維造型設(shè)計(jì)：方案確定后，由設(shè)計(jì)師利用CAD進(jìn)行立體造型設(shè)計(jì)。
(3)三維造型設(shè)計(jì)確認(rèn)：將CAD里面的模型直接轉(zhuǎn)入CNC(數(shù)控加工)，或RP做出實(shí)物模型進(jìn)行造型檢驗(yàn)。
(4)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：在CAD中進(jìn)行細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
(5)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確認(rèn)：進(jìn)行裝配和結(jié)構(gòu)模擬分析，確認(rèn)結(jié)構(gòu)。
(6)模具設(shè)計(jì)：將CAD里的產(chǎn)品傳遞給模具廠進(jìn)行數(shù)控編程。
(7)生產(chǎn)：將三維圖轉(zhuǎn)化為二維工程圖，進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，進(jìn)行生產(chǎn)。
6 中等職業(yè)學(xué)校CAD專業(yè)定位
現(xiàn)在許多大專院校開(kāi)設(shè)CAD專業(yè)，都以造就產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)師、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師作為培養(yǎng)目標(biāo)；而我們職技校，學(xué)生文化水平和學(xué)習(xí)能力相對(duì)較低，學(xué)習(xí)藝術(shù)設(shè)計(jì)或深?yuàn)W的機(jī)械設(shè)計(jì)有困難，那么如果開(kāi)設(shè)CAD專業(yè)，培養(yǎng)目標(biāo)該如何確定?
我覺(jué)得必須做到以下幾個(gè)方面：
(1)能協(xié)助產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)師將設(shè)計(jì)創(chuàng)意轉(zhuǎn)化為CAD效果圖或數(shù)學(xué)模型。
(2)能協(xié)助產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師將設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)化為CAD零件裝配模型。
(3)能將CAD三維圖形轉(zhuǎn)化為二維圖形，進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。
(4)懂得CAD模型轉(zhuǎn)化到CAM中進(jìn)行數(shù)控加工。
因此，本專業(yè)在培養(yǎng)要求上，要以各類產(chǎn)品為主要研究對(duì)象，以計(jì)算機(jī)為主要設(shè)計(jì)輔助工具，注重美學(xué)品質(zhì)的工業(yè)化手段。要求學(xué)生樹(shù)立“以人為本”的設(shè)計(jì)思想，能處理在特定條件下工業(yè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與功能、結(jié)構(gòu)與外形、結(jié)構(gòu)與材料等的關(guān)系，并能創(chuàng)造性地將這些關(guān)系協(xié)調(diào)地表現(xiàn)在產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)造型上，協(xié)助設(shè)計(jì)師開(kāi)發(fā)出具有時(shí)代特征的現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品。
7 中等職業(yè)學(xué)校CAD專業(yè)課程設(shè)置
按中職計(jì)算機(jī)輔助專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求，充分考慮目前市場(chǎng)需求，將其學(xué)習(xí)內(nèi)容分為四個(gè)層次：
(1)計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力――計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)、WINDOWS操作系統(tǒng)、常用工具軟件及病毒知識(shí)、文字處理WORD和電子表格EXCEL、INTERNET，互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、PHOTOSHOP圖像處理、網(wǎng)頁(yè)制作等。
(2)計(jì)算機(jī)輔助工程制圖――機(jī)械制圖、公差配合與技術(shù)測(cè)量、機(jī)械基礎(chǔ)、AUTOCAD、零件測(cè)繪和金工實(shí)習(xí)等。
(3)CAD三維造型設(shè)計(jì)――CAD三維軟件、3DMAX、造型材料與工藝、人機(jī)工程學(xué)、CAD/CAM技術(shù)等。
(4)產(chǎn)品設(shè)計(jì)美學(xué)――色彩構(gòu)成、產(chǎn)品表現(xiàn)技法、工業(yè)攝影等。
8 CAD軟件的選擇
目前流行的CAD軟件包有：
(1)Unigraphics(UG)
UG是UnigraphicsSolutions公司的拳頭產(chǎn)品。它集成了美國(guó)航空航天、汽車工業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，成為機(jī)械集成化CAD/CAE/CAM主流軟件之一。主要應(yīng)用在航空航天、汽車、通用機(jī)械、模具、家電等領(lǐng)域。采用基于約束的特征建模和傳統(tǒng)的幾何建模為一體的復(fù)合建模技術(shù)，在曲面造型、數(shù)控加工方面是強(qiáng)項(xiàng)。Unigraphics提供給公司一個(gè)從設(shè)計(jì)、分析到制造的完全的數(shù)字的產(chǎn)品模型。
(2)Pro/Engineer
Pro/Engineer系統(tǒng)是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司(ParametricTechnology
Corporation，簡(jiǎn)稱PTC)的產(chǎn)品。PTC公司提出的單一數(shù)據(jù)庫(kù)、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)的概念改變了機(jī)械CAD/CAE/CAM的傳統(tǒng)觀念，這種全新的概念已成為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。利用該概念開(kāi)發(fā)出來(lái)的第三代機(jī)械CAD/CAE/CAM產(chǎn)品Pro/Engineer軟件，采用全參數(shù)化造型技術(shù)，能將設(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過(guò)程集成到一起，比較適于零件相對(duì)簡(jiǎn)單，部件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。
(3)SOLIDEDGE
來(lái)自EDS公司的Solid Edge是一個(gè)功能強(qiáng)大的三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件，是真正Windows軟件。它不是將工作站軟件生硬地搬到Windows平臺(tái)上，而是充分利用windows基于組件對(duì)象模型(COM)的先進(jìn)技術(shù)重寫代碼。SOLIDEDGE與Microsoft 0ffice兼容，與windows的0LE技術(shù)兼容，這使得設(shè)計(jì)師們?cè)谑褂肅AD系統(tǒng)時(shí)，能夠進(jìn)行windows下字處理、電子報(bào)表、數(shù)據(jù)庫(kù)操作等。SOLIDEDGE是基于參數(shù)和特征實(shí)體造型的新一代機(jī)械設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)，它是為設(shè)計(jì)人員專門開(kāi)發(fā)的，易于理解和操作的實(shí)體造型系統(tǒng)。目前應(yīng)用最多的領(lǐng)域是鈑金設(shè)計(jì)，雖然它只是EDS公司中低端產(chǎn)品，但它強(qiáng)大和專業(yè)的鈑金設(shè)計(jì)功能也是相當(dāng)有特色。現(xiàn)在中國(guó)圖學(xué)會(huì)正在推廣Solidedge軟件。
(4)SolidWorks
SolidWorks軟件是世界上第一個(gè)基于windows開(kāi)發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，是生信國(guó)際有限公司推出的機(jī)械設(shè)計(jì)軟件。其是以windows為平臺(tái)，以SolidWorks為核心的各種應(yīng)用的集成，包括結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動(dòng)分析、工程數(shù)據(jù)管理和數(shù)控加工等，為中國(guó)企業(yè)提供了夢(mèng)寐以求的解決方案。功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks的三大特點(diǎn)。現(xiàn)在中國(guó)機(jī)械工業(yè)學(xué)會(huì)正在推廣Solidworks軟件。
(5)Cimatron
Cimatron公司的Cimatron是基于CAD/CAM/PDM的產(chǎn)品，這套軟件的針對(duì)性較強(qiáng)，被更多的應(yīng)用到模具開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)中，該軟件能夠給應(yīng)用者提供一套全面的標(biāo)準(zhǔn)模架庫(kù)，方便于使用者進(jìn)行模具設(shè)計(jì)中的分型面、抽芯等工作，而且在操作過(guò)程中都能進(jìn)行動(dòng)態(tài)的檢查，可以說(shuō)該軟件在模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域是非常出色的，國(guó)內(nèi)南方的一些模具企業(yè)都在使用這套軟件。
(6)AutoCAD和MDT
AutoCAD是Autodesk公司的主導(dǎo)產(chǎn)品，是當(dāng)今最流行的二維繪圖軟件，擁有全球最多的用戶群，也是全球規(guī)模最大的基于PC平臺(tái)的CAD和動(dòng)畫及可視化軟件企業(yè)。MDT是Autodesk公司在PC平臺(tái)上開(kāi)發(fā)的三維機(jī)械CAD系統(tǒng)。它以三維設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，集設(shè)計(jì)、分析、制造以及文檔管理等多種功能為一體；為用戶提供了從設(shè)計(jì)到制造一體化的解決方案。
(7)CAXA電子圖板和CAXA-ME制造工程師
CAXA電子圖板和CAXA-ME制造工程師軟件的開(kāi)發(fā)與銷售單位是北京北航海爾軟件有限公司。CAXA電子圖板是一套高效、方便、智能化的通用中文設(shè)計(jì)繪圖軟件，可幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行零件圖、裝配圖、工藝圖表、平面包裝的設(shè)計(jì)，適合所有需要二維繪圖的場(chǎng)合，CAXA-ME是面向機(jī)械制造業(yè)的自主開(kāi)發(fā)的、中文界面、三維復(fù)雜形面CAD/CAM軟件。
以上介紹的種種軟件都是筆者個(gè)人認(rèn)為比較成熟的、比較可靠的軟件，當(dāng)然由于篇幅限制，很多的軟件不能一一詳細(xì)的介紹到。選擇CAD軟件教學(xué)，要跟實(shí)際情況結(jié)合起來(lái)。我個(gè)人比較偏好UG或Solidworks軟件。
9 CAD專業(yè)的軟硬件建設(shè)
(1)軟件建設(shè)：由于技術(shù)的更新，知識(shí)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，專業(yè)教師原來(lái)的知識(shí)水平顯得落后，而且目前職業(yè)學(xué)校的專業(yè)教師大都缺乏企業(yè)實(shí)踐，因此，我們要有計(jì)劃地安排教師參加技能培訓(xùn)，并定期下企業(yè)實(shí)習(xí)；要鼓勵(lì)教師開(kāi)展科技制作和技術(shù)革新，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)運(yùn)用先進(jìn)實(shí)用技術(shù)；要引導(dǎo)教師走理論實(shí)踐一體化的道路，爭(zhēng)取成為本專業(yè)的教學(xué)專家和技術(shù)專家。
(2)硬件建設(shè)：建立計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室，購(gòu)買一批高配置的計(jì)算機(jī)，安裝相應(yīng)的CAD軟件，同時(shí)還要購(gòu)買投影儀和擴(kuò)音系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化多媒體交互式教學(xué)，提高了教學(xué)的科學(xué)性和先進(jìn)性，使學(xué)生在掌握理論知識(shí)的同時(shí)，提高了實(shí)際操作能力。
10 結(jié)束語(yǔ)
CAD技術(shù)的飛速發(fā)展是制造業(yè)一場(chǎng)技術(shù)革命，需要大量的設(shè)計(jì)專業(yè)人才。工欲善其事，先必利其器。讓我們?yōu)榕囵B(yǎng)未來(lái)CAD復(fù)合型人才一起努力吧!
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[4]鄭子罕.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].人民郵電出版社,2001,9,12-19.
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；應(yīng)用；機(jī)械設(shè)計(jì)
Abstract: With the development of society, the application of computer technology in all walks of life, in the field of mechanical manufacturing, computer aided design has brought a new revolution for the machinery manufacturing industry, not only improve product design accuracy, shorten the product development cycle, to create efficient, safe products. In this paper, based on the development of computer aided design illustrates the importance of computer aided design; then to design application, the reverse engineering technology of CAD automobile cover mould as an example, discuss the application of computer aided design in mechanical design.
Keywords: computer aided design; application; mechanical design
中圖分類號(hào)：TH122
1計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展及重要性
機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的重要組成部分，是機(jī)器生產(chǎn)的前提，同時(shí)也是決定機(jī)械性能的最主要因素，一部機(jī)器的質(zhì)量及工作性能的好壞很大程度上取決于設(shè)計(jì)質(zhì)量，狹義的機(jī)械設(shè)計(jì)僅指技術(shù)性的設(shè)計(jì)過(guò)程，廣義的機(jī)械設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)者根據(jù)使用要求和現(xiàn)有的條件，對(duì)機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、剛度和強(qiáng)度、各個(gè)零部件的材料和形狀尺寸、以及方法、力和能量的傳遞方式等進(jìn)行分析、構(gòu)思和計(jì)算，并將其形成具體的描述以作為機(jī)械制造依據(jù)的工作過(guò)程。這不僅是一個(gè)創(chuàng)造性的工作，同時(shí)也是建立在豐富的成功經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的工作，只有將兩者結(jié)合起來(lái)，才能設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的機(jī)器。
機(jī)械設(shè)計(jì)的所有步驟幾乎都需要計(jì)算機(jī)的幫助。圖形的編輯、修改，大量數(shù)據(jù)的計(jì)算和比較，對(duì)零部件動(dòng)力、強(qiáng)度等方面的精確測(cè)試，都需要相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件的支持。除了這些繁瑣的工作可由計(jì)算機(jī)替代外，設(shè)計(jì)者還可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行虛擬樣機(jī)的構(gòu)建，也就是根據(jù)圖紙，在計(jì)算機(jī)上制造一個(gè)模擬樣機(jī)，對(duì)它的工作性能、受力情況、熱度等各方面進(jìn)行驗(yàn)證，根據(jù)出現(xiàn)的狀況修改原設(shè)計(jì)，從而達(dá)到完善的程度。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)正在越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)的各個(gè)方面以及各種各樣的機(jī)械設(shè)計(jì)中，它在提高機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量和轉(zhuǎn)化為實(shí)際制造的效率方面，發(fā)揮著重要作用。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)便是伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)，并廣泛應(yīng)用于多種學(xué)科的一種方法。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)又被稱作“CAD”，是由計(jì)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)人員完成機(jī)械設(shè)計(jì)中的計(jì)算、制圖、模擬等工作，并在不斷修改和反復(fù)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，輸出滿意的設(shè)計(jì)結(jié)果和最后的產(chǎn)品圖紙的一門技術(shù)。
20世紀(jì) 60 年代初，麻省理工學(xué)院的一名研究生發(fā)表了題為《人機(jī)對(duì)話圖形通信系統(tǒng)》的論文，首次提出了交互技術(shù)及計(jì)算機(jī)和圖形符號(hào)的存儲(chǔ)采用分層的思想，為 CAD 技術(shù)的確立提供了理論支撐。隨著這一理論的不斷完善，眾多行業(yè)的領(lǐng)軍人物開(kāi)始認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的重大作用，并投入重金研發(fā)。美國(guó)的 IBM公司開(kāi)發(fā)了以大型機(jī)為基礎(chǔ)的CAD 系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有繪圖、數(shù)控編制等功能，之后有關(guān)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的研制與開(kāi)發(fā)接踵而至，通用汽車公司研制出了用于汽車設(shè)計(jì)的DAC- 1 系統(tǒng)，洛克希飛機(jī)公司研發(fā)的 CADAM系統(tǒng)，適用于不同階段的飛機(jī)設(shè)計(jì)。這時(shí)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)都是在大型機(jī)或超級(jí)小型機(jī)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的，購(gòu)買這套系統(tǒng)通常需要上百萬(wàn)美元，因而這一系統(tǒng)只在經(jīng)濟(jì)實(shí)力比較雄厚、規(guī)模較大的航空、汽車、輪船、石油等行業(yè)應(yīng)用。在 20 世紀(jì) 70 年代初出現(xiàn)了柔性制造系統(tǒng)FMS，“柔性”意為在使用計(jì)算機(jī)制造產(chǎn)品的過(guò)程中，制造系統(tǒng)會(huì)根據(jù)所編程序中指令的變換而改變加工過(guò)程，這種適應(yīng)性以及加工的靈活性被稱為“柔性”。我國(guó)對(duì) FMS 的定義為：柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)控加工設(shè)備、物料儲(chǔ)運(yùn)裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成的自動(dòng)化制造系統(tǒng)，包括多個(gè)柔性制造單元，能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速調(diào)整，適用于多品種、中小批量的生產(chǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)等的發(fā)展，CAD 技術(shù)也日益走向完善，比如 80 年代出現(xiàn)的由超大規(guī)模集成電路制成的微處理器和存儲(chǔ)器件，使得 CAD 技術(shù)在中小企業(yè)逐漸普及，從飛機(jī)、汽車到服裝、建筑、出版等行業(yè)都開(kāi)始采用 CAD 技術(shù)。如今，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已在機(jī)械制造業(yè)得到廣泛應(yīng)用，而且現(xiàn)在的 CAD 應(yīng)用系統(tǒng)可以將機(jī)械設(shè)計(jì)中的繪圖、分析、數(shù)據(jù)處理、仿真、加工修改等一系列環(huán)節(jié)集于一身，大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本與制造周期。CAD 的常用軟件有很多，但由ParametricTechnology 公司推出的Pro/Engineer 產(chǎn)品，在目前三維造型軟件領(lǐng)域中占有重要地位，引領(lǐng)著CAD 技術(shù)的新潮流。
2逆向工程中CAD的應(yīng)用
逆向工程是一種消化、吸收先進(jìn)設(shè)計(jì)的重要手段。技術(shù)的自主研發(fā)固然重要，但研發(fā)成本卻是相當(dāng)高昂的，而且研發(fā)過(guò)程還受到科技人員的素質(zhì)、國(guó)家財(cái)政的投入、現(xiàn)有條件等各方面因素的影響，因而一項(xiàng)新技術(shù)的產(chǎn)生通常需要幾年甚至十幾年的時(shí)間，這對(duì)于技術(shù)條件及設(shè)備相對(duì)落后的發(fā)展中國(guó)家而言是不可想象的。因而，充分利用他國(guó)的科技成果，在消化、吸收的基礎(chǔ)上再進(jìn)行創(chuàng)新不失為一種加快科技發(fā)展的重要手段。日本在二戰(zhàn)結(jié)束后的重新崛起，很大程度上是因?yàn)樗笠?guī)模引進(jìn)美國(guó)、英國(guó)等歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)，并做了很好地消化吸收，從而轉(zhuǎn)化為本國(guó)生產(chǎn)力的一部分。逆向工程就是在只有產(chǎn)品或?qū)嵨锬Ｐ偷臈l件下，在了解產(chǎn)品原設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，逆向重構(gòu)產(chǎn)品零部件的 CAD 模型，已達(dá)到設(shè)計(jì)創(chuàng)新的目的。以前的“逆向工程”技術(shù)的研究和應(yīng)用都集中在實(shí)物方面，即在拆解原有產(chǎn)品的過(guò)程中，重建產(chǎn)品實(shí)物模型，以實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品的制造。隨著現(xiàn)在機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展，可以通過(guò)坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備、通用的CAD軟件等方法，把實(shí)物樣件轉(zhuǎn)化為 CAD模型，綜合利用 CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）、CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)） 等技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理和再設(shè)計(jì)。Pro/Engi-neer軟件中 SCAN- TOOLS是一個(gè)專用的逆向設(shè)計(jì)模塊，可以通過(guò)數(shù)據(jù)點(diǎn)構(gòu)造網(wǎng)格曲線，并對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行擬合，以得到光滑、連續(xù)的曲面，再對(duì)曲面進(jìn)行交互修改，從而得到與實(shí)物一致的CAD 模型。SCAN- TOOLS與 Pro/SURFACE 配合使用，可以在曲面生成后，通過(guò)切割、裁剪、延伸等工作，將曲面轉(zhuǎn)換為實(shí)體，再利用Pro/Engineer軟件基于特征的參數(shù)化設(shè)計(jì)功能，完成模型的二次設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn) CAD模型的重建。
3 汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)中的 CAD 應(yīng)用
汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)不僅影響到汽車車型，也是汽車個(gè)性化和更新?lián)Q代的標(biāo)志。然而在現(xiàn)實(shí)的汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)中，經(jīng)常發(fā)生設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)與制造、工藝人員的工作相沖突的情況也就是設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)不能很好地進(jìn)入生產(chǎn)、制造環(huán)節(jié)，甚至還會(huì)進(jìn)行返工、再設(shè)計(jì)，這不僅增加了設(shè)計(jì)成本，拖延了生產(chǎn)時(shí)間，還可能造成失去市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的嚴(yán)重后果。為避免這種情況的發(fā)生，應(yīng)盡量在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)排除這些問(wèn)題。
汽車覆蓋件模具的設(shè)計(jì)過(guò)程一般包括：根據(jù)市場(chǎng)需求進(jìn)行模具概念設(shè)計(jì)；對(duì)模具的結(jié)構(gòu)、熱度、工藝問(wèn)題等進(jìn)行分析并畫出圖紙；根據(jù)圖紙進(jìn)行 CAD模具結(jié)構(gòu)造型設(shè)計(jì)；將 CAD 造型鑄造為實(shí)物，如有矛盾或不當(dāng)之處，再返回 CAD 設(shè)計(jì)。CAD 造型設(shè)計(jì)是整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，此處出現(xiàn)問(wèn)題將會(huì)影響后期的汽車生產(chǎn)，因而必須要做好 CAD 的造型設(shè)計(jì)。比如對(duì)某款汽車的車門做一些設(shè)計(jì)上的更新，首先需要獲得車門零件的幾何模型，然后運(yùn)用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)零件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，再使用特定的測(cè)量方法采集數(shù)據(jù)，運(yùn)用相關(guān)測(cè)量設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，最后再利用 Pro/Engineer 軟件進(jìn)行模型重建，通過(guò)Pro/Engineer 的模具設(shè)計(jì)及數(shù)控加工功能，迅速完成汽車車門的模具設(shè)計(jì)及零件的 NC加工。
4 結(jié)語(yǔ)
算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在確保機(jī)械設(shè)計(jì)的精度、處理機(jī)械設(shè)計(jì)中的大量數(shù)據(jù)、繪制復(fù)雜圖形等方面發(fā)揮著重要作用，但這些計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的技術(shù)大都產(chǎn)自歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)自主研發(fā)的較少，加之對(duì)引進(jìn)他國(guó)的技術(shù)沒(méi)有完全消化，致使我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)水平同國(guó)外相比，還存在較大差距，僅以目前的礦山機(jī)械設(shè)備為例，我國(guó)的輸送機(jī)特性研究只有理論，還沒(méi)有成熟的安全設(shè)計(jì)方法。因而，應(yīng)加強(qiáng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的自主研發(fā)能力，為我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)提供必要的技術(shù)支撐，從而提高我國(guó)的機(jī)械裝備水平。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)；研究現(xiàn)狀；發(fā)展
中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2013）14-0001-01
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)不僅可以有效的提高設(shè)計(jì)效率，而且保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，但是它主要是對(duì)設(shè)計(jì)者在計(jì)算和繪圖等設(shè)計(jì)后續(xù)階段進(jìn)行支持，對(duì)早期創(chuàng)造性的方案設(shè)計(jì)階段并不能夠凸顯其效果。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)存在著很多限制，想要完成快速輸入和再現(xiàn)不完備的概念造型，使用傳統(tǒng)的CAD是行不通的，這說(shuō)明早期的計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)并不能做到真正的輔助設(shè)計(jì)產(chǎn)品，而是對(duì)設(shè)計(jì)方案定型后的產(chǎn)品進(jìn)行繪制。而在方案設(shè)計(jì)過(guò)程中要使創(chuàng)造性得以發(fā)揮，就成為了計(jì)算機(jī)工作人員所要解決的問(wèn)題。這就為計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)（CACD）系統(tǒng)的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供了條件。CACD系統(tǒng)從根本上解決了傳統(tǒng)CAD的不足，使產(chǎn)品在早期的創(chuàng)新方案設(shè)計(jì)中得到有效的支持。它不僅能夠提高概念設(shè)計(jì)的質(zhì)量，使設(shè)計(jì)對(duì)象簡(jiǎn)單快速地生成，而且提供了可靠的信息交流平臺(tái)，對(duì)產(chǎn)品的評(píng)價(jià)更加貼切，并且避免了設(shè)計(jì)失敗所造成的浪費(fèi)。
1 通訊系統(tǒng)的概念及其分類
1.1 通訊系統(tǒng)的概念
通訊系統(tǒng)被稱為電子系統(tǒng)，是用于傳輸光信號(hào)和電信號(hào)的系統(tǒng)。通訊系統(tǒng)是一個(gè)有機(jī)的整體，它是由特定功能、相互作用、相互依賴的N個(gè)單元格組成的，使統(tǒng)一目標(biāo)能夠完成。
最簡(jiǎn)通訊系統(tǒng)只提供兩點(diǎn)用戶，并且供用戶接受和發(fā)送信息。而一般的通訊系統(tǒng)可提供交換設(shè)備，使用戶在系統(tǒng)內(nèi)與其他用戶進(jìn)行通訊。
1.2 通訊系統(tǒng)的分類
通訊系統(tǒng)的種類很多，按照傳輸媒介可以分為兩類，第一類是用金屬導(dǎo)體為傳輸媒體的通訊媒體，像我們通常使用的通信電纜就屬于其中一種，這種以線纜為傳輸介質(zhì)的通訊系統(tǒng)我們稱之為有線電通訊系統(tǒng)；第二類與第一類相反，它是由無(wú)線電波為傳輸介質(zhì)來(lái)進(jìn)行通訊的，它被稱為無(wú)線電通訊系統(tǒng)。這兩種通訊系統(tǒng)有“無(wú)線”和“有線”之分，同時(shí)它們所用的傳輸介質(zhì)也是不同的，前者為光學(xué)電纜，后者為大氣、水、空間、土等。
2 國(guó)內(nèi)通訊軟件的現(xiàn)狀
由于我國(guó)的通訊軟件發(fā)展比較晚，而且錯(cuò)過(guò)第三次科技革命，所以與國(guó)外的企業(yè)相比有著很大的差距。在通訊制造業(yè)，我國(guó)有3/5的企業(yè)沒(méi)有真正的屬于自己的核心技術(shù)，而是打著國(guó)外的牌子進(jìn)行經(jīng)營(yíng)。通訊運(yùn)營(yíng)業(yè)所使用的軟件大多是靠引進(jìn)得來(lái)的，只有很少的企業(yè)對(duì)軟件的增值業(yè)務(wù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)和利用，這就決定了我國(guó)通訊技術(shù)發(fā)展落后的局面。
從上述中可以看出，我國(guó)的通訊軟件業(yè)處于初級(jí)發(fā)展階段，并且水平比較低，大多數(shù)企業(yè)并沒(méi)有對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行相關(guān)的研究、開(kāi)發(fā)，這就意味著他們很少使用先進(jìn)的開(kāi)發(fā)工具和軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。而且由于很多公司沒(méi)有資金的支持或者不愿投入大量的資金，使得大型的軟件開(kāi)發(fā)的很少。這種狀況與國(guó)外同類型的通訊軟件企業(yè)相比仍存在明顯的差距，同時(shí)制約了我國(guó)通訊軟件技術(shù)的發(fā)展，并且在很大程度上限制了國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)想要趕超國(guó)際領(lǐng)先水平的步伐，打擊了企業(yè)的積極性。從好的方面看，國(guó)內(nèi)中低端產(chǎn)品發(fā)展較快，與國(guó)外沒(méi)有明顯的差距，但是在以后的競(jìng)爭(zhēng)中會(huì)越來(lái)越激烈。
3 計(jì)算機(jī)輔助概念在通訊系統(tǒng)中的發(fā)展
從國(guó)內(nèi)外對(duì)產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)方面的研究中，可以看出，大多數(shù)國(guó)家把研究方向都集中在概念的功能和形狀設(shè)計(jì)的建模上。從發(fā)展的角度看，今后的概念設(shè)計(jì)研究的重點(diǎn)和方向主要有兩個(gè)方面。第一個(gè)方面是概念設(shè)計(jì)在計(jì)算機(jī)技術(shù)方面的研究，它主要包括CACD信息建模技術(shù)和CACD推理技術(shù)兩個(gè)方面的研究。另一個(gè)方面是概念設(shè)計(jì)在全方位設(shè)計(jì)中的集成應(yīng)用，它包括CACD與其他計(jì)算機(jī)輔助工具的集成，從而建立起一個(gè)全方位的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)環(huán)境。
概念設(shè)計(jì)階段要求對(duì)功能設(shè)計(jì)、原理設(shè)計(jì)、形狀設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、以及布局設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行綜合考慮，因?yàn)樵诟拍钤O(shè)計(jì)階段確定的信息和不確定的信息很多，而且在其內(nèi)部的各個(gè)環(huán)節(jié)都是相互依賴、相互驅(qū)動(dòng)、不可分離的，因此概念設(shè)計(jì)階段有兩個(gè)部分構(gòu)成，第一部分被稱之為問(wèn)題概念化階段，它主要是為了解決概念的形成；第二部分被稱之為概念實(shí)體化階段，該階段是為了解決概念生成和概念可視化這兩個(gè)問(wèn)題。這種劃分方式，有利于解決在設(shè)計(jì)的全部環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的一系列問(wèn)題。除此之外，計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)在研究過(guò)程中應(yīng)注意把設(shè)計(jì)實(shí)踐和流程結(jié)合起來(lái)，其他設(shè)計(jì)方面的集成研究也要加以重視，使其實(shí)現(xiàn)無(wú)縫連接，并建立一套完整的設(shè)計(jì)方法理論體系。
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著我國(guó)科技的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也從教育、經(jīng)濟(jì)、軍事及國(guó)防部門等社會(huì)的方方面面體現(xiàn)出來(lái)，它的產(chǎn)生與發(fā)展給人們的生活帶來(lái)了巨大的改變。在第三次科技革命中，計(jì)算機(jī)的發(fā)明及其應(yīng)用成為核心內(nèi)容，人類社會(huì)由此轉(zhuǎn)變到信息社會(huì)，標(biāo)志著“信息時(shí)代”的到來(lái)。知識(shí)經(jīng)濟(jì)深入發(fā)展使計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)不斷升華，更新?lián)Q代速度加快。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)了人們生活條件的進(jìn)步，它的應(yīng)用領(lǐng)域也從以前的單一化向多元化邁進(jìn)，同時(shí)人工智能化技術(shù)方面的研究也得到了很大的進(jìn)步。在計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域方面，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)將會(huì)在未來(lái)得到很大的突破，從傳統(tǒng)的后續(xù)設(shè)計(jì)模式轉(zhuǎn)變到全面型的設(shè)計(jì)方式，同時(shí)減少在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中產(chǎn)生的設(shè)計(jì)誤差，提高設(shè)計(jì)效率，同時(shí)為產(chǎn)品設(shè)計(jì)公司的轉(zhuǎn)型提供了客觀條件。
參考文獻(xiàn)
[1]馮培恩，徐國(guó)容.基于設(shè)計(jì)目錄的原理方案及其求解過(guò)程的特征建模[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2008，34（2）：79-86.
1計(jì)算機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀分析
1.1數(shù)據(jù)管理
這種計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用是管理者依據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)做出相應(yīng)決策，使得管理決策水平有所提升。數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)排序、數(shù)據(jù)加工分類、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)采集是管理數(shù)據(jù)的主要程序。數(shù)據(jù)管理作為現(xiàn)代化科學(xué)管理的重要前提，逐漸發(fā)展成為當(dāng)代計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的核心內(nèi)容。據(jù)權(quán)威調(diào)查，用于數(shù)據(jù)管理的計(jì)算機(jī)應(yīng)用占整體的百分之八十，可見(jiàn)數(shù)據(jù)管理在計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用中的重要地位。現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)在數(shù)據(jù)管理方面的運(yùn)用多種多樣，動(dòng)畫設(shè)計(jì)、會(huì)計(jì)電算化、電影設(shè)計(jì)、情報(bào)檢索、公司機(jī)構(gòu)計(jì)算機(jī)輔助管理、現(xiàn)代辦公自動(dòng)化技術(shù)都是計(jì)算機(jī)計(jì)算在數(shù)據(jù)管理中的應(yīng)用代表。
1.2科學(xué)計(jì)算
計(jì)算機(jī)技術(shù)早期主要應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算，工程技術(shù)研究和科學(xué)研究中的相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算和問(wèn)題都通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行處理。復(fù)雜程度高、計(jì)算難度大是當(dāng)代工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研究中數(shù)學(xué)計(jì)算的重要特點(diǎn)，一般的計(jì)算工具或者人工對(duì)于這些問(wèn)題難以進(jìn)行有效計(jì)算，這些人力難以解決的工程和科學(xué)研究問(wèn)題能夠同過(guò)計(jì)算機(jī)的連續(xù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)得到有效解決。現(xiàn)在社會(huì)發(fā)展中的眾多復(fù)雜數(shù)據(jù)計(jì)算都是通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)處理的，包括微觀數(shù)據(jù)、工程設(shè)計(jì)、天氣預(yù)報(bào)、衛(wèi)星運(yùn)行軌道距離等的計(jì)算。
1.3計(jì)算機(jī)過(guò)程控制
分析、采集數(shù)據(jù)并依照事先確定的目標(biāo)對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制是過(guò)程控制的主要內(nèi)容。控制的效率、控制的準(zhǔn)確性、控制的真實(shí)性通過(guò)智能化和自動(dòng)化水平的提高而得到提高是過(guò)程控制技術(shù)應(yīng)用的核心目的，進(jìn)而使得工作能力得到有效提高。近年來(lái)計(jì)算機(jī)過(guò)程控制的應(yīng)用范圍隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步被不斷拓展，電力企業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、機(jī)械制造、生產(chǎn)開(kāi)發(fā)等等都出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)過(guò)程控制的身影，并且其應(yīng)用的深度和廣度還在不斷深化。
1.4計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的主要應(yīng)用之一，計(jì)算機(jī)輔助制造、CAD是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，還包括通常所說(shuō)的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、CAM。首先，人們通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)的輔助對(duì)相關(guān)設(shè)計(jì)方案效果進(jìn)行設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的主要實(shí)現(xiàn)方式。現(xiàn)階段，交通工具設(shè)計(jì)、建筑方案設(shè)計(jì)、集成電路設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用的主要領(lǐng)域。通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的應(yīng)用，相關(guān)行業(yè)獲得了較為深入的發(fā)展。設(shè)計(jì)方案質(zhì)量的有效提升和設(shè)計(jì)時(shí)間的縮短使得工作效率被大幅提升，資金成本被大幅壓縮，有效地促進(jìn)了行業(yè)的健康發(fā)展。其次，利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制和加工產(chǎn)品是計(jì)算機(jī)輔助制造的主要內(nèi)容。在具實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，刀具運(yùn)行軌跡信息的輸出以工程和工藝路線的輸入信息為依據(jù)。當(dāng)代設(shè)計(jì)制造自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)主要通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助指導(dǎo)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的結(jié)合實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)制造的自動(dòng)化也稱為集成制造系統(tǒng)。最后，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)開(kāi)展教學(xué)是計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的主要內(nèi)容，PowerPoint、Flash等就是計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的典型應(yīng)用。它能夠增加教師在課堂中的教學(xué)內(nèi)容展現(xiàn)形式，使教學(xué)變得更加靈活，讓學(xué)生更加積極主動(dòng)地參與到教學(xué)中來(lái)，已經(jīng)成為我國(guó)各級(jí)院校的重要教學(xué)手段。
2計(jì)算機(jī)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)分析
2.1功能全面化
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的拓展和應(yīng)用程度的加深，人們對(duì)計(jì)算機(jī)的功能全面化提出了更高的要求。因此，功能朝著全面化方向的發(fā)展是未來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)的必然趨勢(shì)，特別是生物科技、天文、文化、軍事等相關(guān)領(lǐng)域?qū)τ?jì)算機(jī)的全面應(yīng)用提高了對(duì)處理器處理速度和存儲(chǔ)容量的要求，計(jì)算機(jī)具備全面功能不僅是一種要求，更是一種趨勢(shì)。
2.2智能化
現(xiàn)階段，人類從事的部分體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)已經(jīng)為計(jì)算機(jī)所替代，但邏輯能力差、依賴人工程度高仍是其中的致命缺點(diǎn)。可見(jiàn)智能化是未來(lái)計(jì)算機(jī)發(fā)展的主要內(nèi)容，相關(guān)科研人員應(yīng)當(dāng)著力研究能夠替代各種人類行為和計(jì)算的高智能化計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)處理方面真正實(shí)現(xiàn)智能化和人性化。目前計(jì)算機(jī)存在的各種問(wèn)題需要計(jì)算機(jī)技術(shù)的改進(jìn)和完善，進(jìn)而為社會(huì)文明的進(jìn)步和發(fā)展提供支撐和保障。
2.3體積微型化
計(jì)算機(jī)的發(fā)展共經(jīng)歷了四個(gè)階段，它們分別是電子計(jì)算機(jī)、晶體管計(jì)算機(jī)、集成電路計(jì)算機(jī)、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。計(jì)算機(jī)的可靠性、造價(jià)、運(yùn)行速度、體積、功能也隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展而不斷被優(yōu)化。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)成本被大幅降低，社會(huì)生活中和行業(yè)生產(chǎn)中開(kāi)始廣泛的應(yīng)用計(jì)算機(jī)設(shè)備，計(jì)算機(jī)的相關(guān)性能要求也隨著計(jì)算機(jī)的普及被不斷提高。人們希望計(jì)算機(jī)能夠具備更加強(qiáng)大的功能，能夠方便攜帶，具備更小的體積。計(jì)算機(jī)的部分功能已經(jīng)在新興的穿戴設(shè)備中實(shí)現(xiàn)，朝著微型化方向發(fā)展已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
3結(jié)語(yǔ)
關(guān)鍵詞：圖形學(xué)；發(fā)展；應(yīng)用
1 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展
計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是利用計(jì)算機(jī)研究圖形的表示、生成、處理，顯示的科學(xué)。經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖形學(xué)已成為計(jì)算機(jī)科學(xué)中最為活躍的分支之一，并得到廣泛的應(yīng)用。1950年，第一臺(tái)圖形顯示器作為美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）旋風(fēng)一號(hào)——（Whirlwind）計(jì)算機(jī)的附件誕生．該顯示器用一個(gè)類似示波器的陰極射線管（CRT）來(lái)顯示一些簡(jiǎn)單的圖形。在整個(gè)50年代，只有電子管計(jì)算機(jī)，用機(jī)器語(yǔ)言編程，主要應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算，為這些計(jì)算機(jī)配置的圖形設(shè)備僅具有輸出功能。計(jì)算機(jī)圖形學(xué)處于準(zhǔn)備和醞釀時(shí)期，并稱之為：“被動(dòng)式”圖形學(xué)。
2 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)在曲面造型技術(shù)中的應(yīng)用
曲面造型技術(shù)是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和計(jì)算機(jī)輔助幾何設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，主要研究在計(jì)算機(jī)圖象系統(tǒng)的環(huán)境下對(duì)曲面的表示、設(shè)計(jì)、顯示和分析。它肇源機(jī)、船舶的外形放樣工藝，經(jīng)三十多年發(fā)展，現(xiàn)在它已經(jīng)形成了以Bezier和B樣條方法為代表的參數(shù)化特征設(shè)計(jì)和隱式代數(shù)曲面表示這兩類方法為主體，以插值（Intmpolation）、擬合（Fitting）、逼近（Ap-proximation）這三種手段為骨架的幾何理論體系。隨著計(jì)算機(jī)圖形顯示對(duì)于真實(shí)性、實(shí)時(shí)性和交互性要求的日益增強(qiáng)，隨著幾何設(shè)計(jì)對(duì)象向著多樣性、特殊性和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜性靠攏的趨勢(shì)的日益明顯，隨著圖形工業(yè)和制造工業(yè)邁向一體化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化步伐的日益加快，隨著激光測(cè)距掃描等三維數(shù)據(jù)采樣技術(shù)和硬件設(shè)備的日益完善，曲面造型在近幾年來(lái)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。
2．1 從研究領(lǐng)域來(lái)看，曲面造型技術(shù)已從傳統(tǒng)的研究曲面表示、曲面求交和曲面拼接，擴(kuò)充到曲面變形、曲面重建、曲面簡(jiǎn)化、曲面轉(zhuǎn)換和曲面位差。
曲面變形（Deformation or Shape Blending）：傳統(tǒng)的非均勻有理B樣條（NURBS）曲面模型，僅允許調(diào)整控制頂點(diǎn)或權(quán)因子來(lái)局部改變曲面形狀，至多利用層次細(xì)化模型在曲面特定點(diǎn)進(jìn)行直接操作；一些簡(jiǎn)單的基于參數(shù)曲線的曲面設(shè)計(jì)方法，如掃掠法（Sweeping），蒙皮法（skinning），旋轉(zhuǎn)法和拉伸法，也僅允許調(diào)整生成曲線來(lái)改變曲面形狀。計(jì)算機(jī)動(dòng)畫業(yè)和實(shí)體造型業(yè)迫切需要發(fā)展與曲面表示方式無(wú)關(guān)的變形方法或形狀調(diào)配方法，于是產(chǎn)生了自由變形（fFD）法，基于彈性變形或熱彈性力學(xué)等物理模型（原理）的變形法，基于求解約束的變形法，基于幾何約束的變形法等曲面變形技術(shù)和基于多面體對(duì)應(yīng)關(guān)系或基于圖象形態(tài)學(xué)中Minkowski和操作的曲面形狀調(diào)配技術(shù)。
2．2 從表示方法來(lái)看，以網(wǎng)格細(xì)分（Sub-division）為特征的離散造型與傳統(tǒng)的連續(xù)造型相比，大有后來(lái)居上的創(chuàng)新之勢(shì)。而且，這種曲面造型方法在生動(dòng)逼真的特征動(dòng)畫和雕塑曲面的設(shè)計(jì)加工中如魚(yú)得水，得到了高度的運(yùn)用。
3 在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）的應(yīng)用
論文摘要：藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生，計(jì)算機(jī)輔助藝術(shù)設(shè)計(jì)對(duì)現(xiàn)代教育教學(xué)即產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用，這便促使高校將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)提高到一個(gè)重要的位置。但高科技的介入也從另一方面阻礙并制約了現(xiàn)在藝術(shù)設(shè)計(jì)教育教學(xué)的發(fā)展。
當(dāng)今社會(huì)，隨著計(jì)算機(jī)各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)得到了社會(huì)各界廣泛的重視和運(yùn)用。在藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)也應(yīng)運(yùn)而生。所謂視覺(jué)藝術(shù)，是通過(guò)人的視覺(jué)感受而將客觀內(nèi)容納入主觀心靈并予以對(duì)象化呈現(xiàn)的藝術(shù)形態(tài)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件幫助設(shè)計(jì)者將作品意圖得到充分表現(xiàn)，同樣也使用這種先進(jìn)手段使受眾達(dá)到精神的審美愉悅。隨著人們的生活物質(zhì)水平的提高，人們的精神水平也在不斷提高，視覺(jué)品味也隨之升高。這都得益于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了人們審美觀念的進(jìn)步，所以計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展對(duì)于社會(huì)和藝術(shù)設(shè)計(jì)產(chǎn)生了不可低估的強(qiáng)大作用。例如在平面設(shè)計(jì)中標(biāo)志設(shè)計(jì)、招貼設(shè)計(jì)、版式設(shè)計(jì)、字體設(shè)計(jì)使用電腦制圖輔助設(shè)計(jì)比比皆是。在環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)中室內(nèi)空間設(shè)計(jì)、景觀設(shè)計(jì)、家具陳設(shè)等大都也都是利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)方案。
1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)對(duì)現(xiàn)代藝術(shù)教育教學(xué)的推動(dòng)
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是計(jì)算機(jī)技術(shù)與藝術(shù)設(shè)計(jì)相結(jié)合的邊緣學(xué)科。它在設(shè)計(jì)的藝術(shù)創(chuàng)造規(guī)律、形式美法則等方面與先前傳統(tǒng)的藝術(shù)設(shè)計(jì)是一樣的。只是在完成途徑與傳統(tǒng)教學(xué)大不相同。并且得到的作品效果較從前的傳統(tǒng)教學(xué)相比大有提高，教學(xué)效果從理解專業(yè)課程的角度來(lái)講，效果較從前要好。
以三大構(gòu)成學(xué)科為例，在三大構(gòu)成設(shè)計(jì)中：①平面構(gòu)成的訓(xùn)練基本可以分為重復(fù)、近似、發(fā)射、漸變、特異、密集、肌理等幾個(gè)大類。以重復(fù)和特異為典型例子，大量相同單元形的重復(fù)出現(xiàn)可以體現(xiàn)出整體感、秩序感、節(jié)奏感和韻律感，從而制造出強(qiáng)烈的視覺(jué)效果。在傳統(tǒng)的基礎(chǔ)訓(xùn)練中，手繪是唯一辦法。但耗時(shí)不短，以有作用骨骼和絕對(duì)重復(fù)為基本條件，以基本可以形成規(guī)模的單元形數(shù)量來(lái)訓(xùn)練，想要達(dá)到理想效果并突顯其構(gòu)成特點(diǎn)，一般要花上好幾個(gè)小時(shí)。而這只是平面構(gòu)成中一個(gè)小的單元，所以考慮到學(xué)生的手繪能力與程度，一般在作業(yè)中省去幾個(gè)單元，只挑選相對(duì)重點(diǎn)的單元進(jìn)行手繪練習(xí)。在練習(xí)過(guò)程中很多學(xué)生有畏難情緒，很多好的想法被復(fù)雜的形式所打斷，不再考慮。②再有就是在色彩構(gòu)成明度訓(xùn)練中的九調(diào)訓(xùn)練。九個(gè)調(diào)子要分別調(diào)色組合表達(dá)以達(dá)到某一種效果，從而理解色彩之間的關(guān)系和實(shí)際應(yīng)用效果。在這個(gè)訓(xùn)練中，幾種顏色的分階段漸變以及畫面中的平涂效果都將會(huì)影響學(xué)生對(duì)色彩關(guān)系的理解。顏料脫膠、調(diào)配、繪畫功底都將在很大程度上制約著畫面質(zhì)量，從而影響學(xué)生的理解程度。③在立體構(gòu)成訓(xùn)練中，點(diǎn)線面體塊的練習(xí)必不可少。材料的尋找以及制作對(duì)于高職學(xué)生有一定的難度。這也阻礙了學(xué)生在形式上的發(fā)揮，影響作業(yè)效果，也影響對(duì)立體構(gòu)成設(shè)計(jì)的的理解。
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)介入到三大構(gòu)成教育教學(xué)中后，上述情況得以改觀。首先，作業(yè)可以較從前多布置一些草圖，讓學(xué)生多幾種想法，在很多種設(shè)計(jì)方案中選取幾幅作為作業(yè)。這樣可以得到最好的設(shè)計(jì)結(jié)果，使學(xué)生從大量的手工作業(yè)中擺脫出來(lái)，而且不用再考慮手繪功底給作業(yè)帶來(lái)的影響。其次，使學(xué)生將重點(diǎn)放在設(shè)計(jì)想法上，用更多的時(shí)間來(lái)拓寬自己的設(shè)計(jì)思路，鍛煉自己的設(shè)計(jì)思維。最后，在修改作業(yè)方面，用計(jì)算機(jī)軟件制作的構(gòu)成作業(yè)也體現(xiàn)出巨大的優(yōu)越性。隨時(shí)可以修改畫面效果，其靈活性可塑性都是手繪作業(yè)所不能比擬的。
再以建筑環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)為例。第一、手繪的室內(nèi)外空間設(shè)計(jì)效果單一，真實(shí)感差，與設(shè)計(jì)出的實(shí)體有很大的差距，而設(shè)計(jì)師的目標(biāo)正是使效果圖具有和最終場(chǎng)景相同或接近的真實(shí)感，能夠模擬和演示即將成型的空間設(shè)計(jì)的最后效果，具有非常高的參考價(jià)值。在實(shí)際教學(xué)中就是學(xué)生要以效果圖來(lái)表達(dá)自己的想法和多種設(shè)計(jì)方案，要將設(shè)計(jì)方案表現(xiàn)的淋漓盡致來(lái)提升自己設(shè)計(jì)理念與目的，從而完成教師布置的作業(yè)。由于繪畫基礎(chǔ)和表現(xiàn)技法以及工具的制約會(huì)使學(xué)生的設(shè)計(jì)效果大打折扣，也使自己的設(shè)計(jì)意圖暗淡無(wú)光。第二、手繪效果圖在速度上同使用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)效果圖也有很大差距。手繪效果圖占用了大量時(shí)間，使學(xué)生將豐富多樣的富有實(shí)際意義的想法因?yàn)闀r(shí)間原因而被擱淺。所以在教學(xué)中也不能滿足學(xué)生提交多種方案的速度要求。第三、用手繪效果圖由于數(shù)據(jù)的誤差較大，作為實(shí)體的參考依據(jù)已不能滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)表現(xiàn)的要求。
從前在教學(xué)中手繪的建筑環(huán)藝的效果圖主要以靜態(tài)為主，以很多各個(gè)角度的場(chǎng)景做輔助，來(lái)了解設(shè)計(jì)單體之間的關(guān)系和相互之間的影響。這種方式只能給人一種片面的印象，而沒(méi)有身臨其境的感受。而學(xué)生則可以利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)軟件（主要是通過(guò)3dsmax，lightscape，photoshop等計(jì)算機(jī)軟件）創(chuàng)造出審美對(duì)象、設(shè)計(jì)方案，不僅可以制作出事物及場(chǎng)景的外觀效果，還可以將筑物內(nèi)部空間的效果讓人一覽無(wú)余，而且還可以讓人們能夠在即將設(shè)計(jì)出的未來(lái)建筑物中漫游（利用3dsmax軟件的三維動(dòng)畫功能）。在這里計(jì)算機(jī)軟件制作的效果圖以虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了真是的三維的場(chǎng)景。這樣便可以全方位、多角度的在場(chǎng)景中漫游，也使教師與學(xué)生可以從多個(gè)角度研究推敲設(shè)計(jì)方案，得到最客觀的結(jié)果。
從環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)效果圖的最終效果而言，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)幫助學(xué)生將圖紙以最精美和最精確的一種方式呈現(xiàn)在教師和眾多同學(xué)面前。而在設(shè)計(jì)過(guò)程中，在環(huán)境藝術(shù)的室內(nèi)或室外的設(shè)計(jì)從一開(kāi)始就能以可視的、動(dòng)態(tài)的方式全方位展示設(shè)計(jì)實(shí)體所處的地理環(huán)境、實(shí)體外貌和各種附屬設(shè)施以及實(shí)體內(nèi)部空間的效果。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)最終成為設(shè)計(jì)方案及裝修效果展示、教師對(duì)作品評(píng)價(jià)的有力工具。
2 計(jì)算機(jī)輔助藝術(shù)設(shè)計(jì)對(duì)現(xiàn)代教學(xué)的制約
現(xiàn)代藝術(shù)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)近百年的歷程，雖然與計(jì)算機(jī)技術(shù)的相結(jié)合，得到了從內(nèi)容到形式上的變化和發(fā)展，但是目前一些設(shè)計(jì)似乎走進(jìn)了一個(gè)誤區(qū)，好像電腦畫面效果越精美就越能吸引人，越能體現(xiàn)其設(shè)計(jì)水平。很多學(xué)生在做平面設(shè)計(jì)類作業(yè)時(shí)忽略原創(chuàng)想法，只想借助高科技手段將美輪美奐的精美圖片進(jìn)行簡(jiǎn)單拼湊，以求得在設(shè)計(jì)視覺(jué)上的沖擊，以此掩蓋設(shè)計(jì)理念想法上的空洞，卻不知這種片面追求畫面效果不但是舍本逐末，而且近于無(wú)的放矢。將應(yīng)該關(guān)注的內(nèi)容放在了一邊，以高科技為借口將設(shè)計(jì)想法掩埋在美麗的視覺(jué)效果下。學(xué)生正確方式應(yīng)該將原本要學(xué)習(xí)內(nèi)容理解消化，然后借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)表達(dá)出自己的想法。因?yàn)橐磺屑记杀仨殢膬?nèi)容出發(fā)，目的是為了傳達(dá)設(shè)計(jì)所要表達(dá)的信息，技巧不過(guò)是一種比較先進(jìn)的手段，是用來(lái)輔助制作最終效果的。
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)入到設(shè)計(jì)教育領(lǐng)域，減少了一些由于小的誤差而出現(xiàn)了多種設(shè)計(jì)方案的可能性。做過(guò)設(shè)計(jì)的人都知道，手繪草圖雖然費(fèi)時(shí)而且不太精準(zhǔn)，但是正是由于這些原因也會(huì)為原本已經(jīng)僵化的設(shè)計(jì)思路打開(kāi)一條很偶然的通道。手繪的人為因素比較多，多種畫筆的應(yīng)用，會(huì)帶來(lái)多種肌理效果，突然畫歪的一個(gè)線條有可能就可以演變成另一個(gè)設(shè)計(jì)方案。在教育教學(xué)中，對(duì)于正在學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的學(xué)生來(lái)講，這無(wú)疑可以為他們的設(shè)計(jì)思路多一種可能性而埋下伏筆。從而緩解腸思枯竭的學(xué)生們“憋不出”設(shè)計(jì)方案的狀態(tài)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的出現(xiàn)加快了設(shè)計(jì)想法“成型”的速度，過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，這也不利于教學(xué)中學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的理解。而手繪作業(yè)在繪制過(guò)程中可以控制其消化理解的節(jié)奏，在學(xué)生將設(shè)計(jì)想法付諸實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中把課上所學(xué)的概念內(nèi)容逐步消化理解。
在教育的大的指導(dǎo)方向上有很多高校似乎也進(jìn)入到了一個(gè)誤區(qū)。有很多設(shè)計(jì)課程被簡(jiǎn)單的加入到計(jì)算機(jī)專業(yè)中去，或是將藝術(shù)專業(yè)與計(jì)算機(jī)專業(yè)合并共同培養(yǎng)人才。這些都是高科技出現(xiàn)的弊端。社會(huì)對(duì)新型人才的需求，使高校中新的學(xué)科和課程急劇增設(shè)。例如：電腦廣告設(shè)計(jì)、動(dòng)漫設(shè)計(jì)、網(wǎng)頁(yè)制做、數(shù)碼影像設(shè)計(jì)等數(shù)碼藝術(shù)課，但在增加的同時(shí)也要符合教育的內(nèi)在規(guī)律。藝術(shù)教育教學(xué)由此走到了了一個(gè)模棱兩可的地步，是培養(yǎng)計(jì)算機(jī)人才還是培養(yǎng)藝術(shù)人才？然而計(jì)算機(jī)的軟件制作與藝術(shù)設(shè)計(jì)并不矛盾，只是要在藝術(shù)的前提下，利用先進(jìn)手段提高設(shè)計(jì)的表現(xiàn)力。
3 總結(jié)
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的出現(xiàn)推動(dòng)了現(xiàn)代設(shè)計(jì)的教育教學(xué)，使學(xué)生在設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中進(jìn)入到了一個(gè)非常先進(jìn)的領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的出現(xiàn)提高了學(xué)生的設(shè)計(jì)思維，拓寬了學(xué)生的設(shè)計(jì)思路，但同時(shí)也在很大程度上制約了藝術(shù)設(shè)計(jì)教育教學(xué)。所以，高科技的介入要在某個(gè)前提下有度的實(shí)施。但無(wú)論如何，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)最終會(huì)進(jìn)入藝術(shù)設(shè)計(jì)教育領(lǐng)域，這無(wú)疑是歷史的進(jìn)步、藝術(shù)的拓展和教育革命的成果。我們?cè)诮逃虒W(xué)中更應(yīng)不斷地更新觀念，接受新的高科技手段來(lái)服務(wù)于教育教學(xué)。
參考文獻(xiàn)：
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【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī) 圖像處理 相關(guān)技術(shù)
計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)是指利用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行相關(guān)處理。計(jì)算機(jī)應(yīng)用于圖像處理，能夠?qū)?fù)雜圖像進(jìn)行處理，縮短圖像處理時(shí)間，有效提升圖像處理工作效率和準(zhǔn)確性，被廣泛應(yīng)用于目前的各個(gè)領(lǐng)域中。
1 常見(jiàn)計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)
近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，推動(dòng)了計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的長(zhǎng)足發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)廣泛應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域中，并發(fā)揮著不可替代的作用。目前，常見(jiàn)計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的應(yīng)用體現(xiàn)在以下方面。
（1）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)目前廣泛應(yīng)用的重要工具，同時(shí)該技術(shù)也是在計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造工程技術(shù)滲透和結(jié)合的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的綜合性應(yīng)用技術(shù)，學(xué)科交叉、知識(shí)密集以及應(yīng)用范圍廣泛是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的重要特點(diǎn)。目前，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)、機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)、飛機(jī)外形設(shè)計(jì)、汽車外形設(shè)計(jì)以及船舶外形設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。
CAD是一種廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)工程建筑圖紙?jiān)O(shè)計(jì)中的三維軟件，以二維為模型為基礎(chǔ)，將二維信息所對(duì)應(yīng)的三維形體重新構(gòu)造在三維空間中，以實(shí)現(xiàn)形體點(diǎn)、線、面及其拓?fù)潢P(guān)系的恢復(fù)，達(dá)到重現(xiàn)形體的目的，能夠有效增強(qiáng)建筑圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的立體感，以便更好地指導(dǎo)建筑工程的施工。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和與制造技術(shù)的快速發(fā)展，推動(dòng)了UG等技術(shù)的不斷發(fā)展，通過(guò)UG 技術(shù)能夠有效將難以用數(shù)據(jù)表的曲面通過(guò)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)備中設(shè)置好運(yùn)行參數(shù)后再通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，便能設(shè)計(jì)出人們所需要的圖形圖像。
（2）遙感圖像處理技術(shù)。目前，計(jì)算機(jī)的圖像處理技術(shù)廣泛應(yīng)用于我國(guó)航空和衛(wèi)星遙感方面，同時(shí)也是遙感技術(shù)的自動(dòng)化處理及應(yīng)用程度的重要體現(xiàn)，能夠?yàn)閷I(yè)的快速成圖與信息提取自動(dòng)化系統(tǒng)的形成提供重要技術(shù)保障。計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)在衛(wèi)星與航空遙感領(lǐng)域的應(yīng)用，能夠有效從采集到的圖像中有效提取最重要信息，對(duì)于推動(dòng)遙感技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。同時(shí)，計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)還能夠?qū)⑦b感技術(shù)獲得不同波段圖像高質(zhì)量地傳輸給氣象部門、軍事部門等，為這些部門提供重要圖像信息，使得這些部門的功能得到了不斷的擴(kuò)展和完善。
（3）計(jì)算機(jī)藝術(shù)和動(dòng)畫設(shè)計(jì)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，推動(dòng)了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)及其硬件設(shè)備的快速發(fā)展，催生了計(jì)算機(jī)藝術(shù)和動(dòng)畫設(shè)計(jì)技術(shù)。計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)在藝術(shù)創(chuàng)造和動(dòng)畫設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用涉及到的軟件相對(duì)較多，既有Corel-Draw、photoshop以及paintshop等二維平面應(yīng)用程序，同時(shí)又有3D MAX、Maya 等三維動(dòng)畫建模和渲染軟件，廣泛應(yīng)用在目前各大領(lǐng)域且占有主要位置。如photoshop 能夠?qū)崿F(xiàn)在廣告、小型平面設(shè)計(jì)實(shí)例以及特效字中運(yùn)用一些圖像，同時(shí)具有美化圖像的功能，能滿足現(xiàn)代人們不同的審美需求。
（4）國(guó)家地形地貌和自然資源圖勘察。目前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)土基礎(chǔ)信息在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)體系中占有的位置越來(lái)越重要。計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)在國(guó)家地形地貌和自然資源勘察中的應(yīng)用，能夠有效利用存儲(chǔ)的國(guó)土基礎(chǔ)信息繪制平面圖、生成三維地形地貌圖，以便為國(guó)土的整體預(yù)測(cè)提供有效的方法與數(shù)據(jù)，科學(xué)規(guī)范和管理國(guó)土。同時(shí)，科學(xué)的地貌地形信息，也為軍事方面提供了重要信息保障。目前，許多國(guó)家都在利用陸地衛(wèi)星所獲取的圖像開(kāi)展森林調(diào)查、海洋泥沙和漁業(yè)調(diào)查、水資源調(diào)查等資源調(diào)查，以便實(shí)現(xiàn)自然資源的最優(yōu)化利用。我國(guó)也利用陸地衛(wèi)星所獲取的圖像開(kāi)展了石油勘查、礦產(chǎn)量探測(cè)以及大型工程地理位置勘探分析等一系列的資源勘察，并取得了良好的效果。計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)在自然資源勘查方面的利用能夠?yàn)榫C合治理和資源利用開(kāi)發(fā)研究提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)于合理開(kāi)發(fā)和利用資源具有重要意義。
2 計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
目前，計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算機(jī)硬件的不斷發(fā)展，推動(dòng)了計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展，使得計(jì)算機(jī)處理技術(shù)日臻成熟。社會(huì)的快速發(fā)展對(duì)計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的要求不斷提高，對(duì)于推動(dòng)計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。
計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)為了更好地適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要，計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)專業(yè)人員勢(shì)必會(huì)加大對(duì)新型技術(shù)的探索和創(chuàng)新，擴(kuò)大計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的應(yīng)用范圍，使人們?cè)趫D像處理時(shí)更加方便、快捷以及高效。
隨著眾多計(jì)算機(jī)圖像處理軟件的應(yīng)用，計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的優(yōu)越性和可靠性日益突出，能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)綜合信息進(jìn)行多階段、多目標(biāo)以及多途徑的處理及操作，從而滿足不同圖像處理的需求。隨著圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展，圖像處理在清晰度、真實(shí)度以及其他圖像因素的技術(shù)手法方面日益成熟，同時(shí)在圖像的分辨率、傳輸率以及多維成像等方面的性能也將不斷提升，計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)在工業(yè)工程制圖也會(huì)趨于標(biāo)準(zhǔn)化和精簡(jiǎn)化方向發(fā)展。
結(jié)語(yǔ)
隨著計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)作為一門新興技術(shù)廣泛應(yīng)用于目前各個(gè)領(lǐng)域中，為人們帶來(lái)了獨(dú)特、新穎的圖像視覺(jué)效果，為人們的學(xué)習(xí)、工作以及生活帶來(lái)了極大的便利。計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)未來(lái)的發(fā)展與我國(guó)的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)建設(shè)更加緊密。
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關(guān)鍵詞 計(jì)算機(jī)輔助輔助設(shè)備；機(jī)械設(shè)備；應(yīng)用
中圖分類號(hào)TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2014）111-0212-02
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，繪圖軟件在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用為繪圖提供了便利條件，使設(shè)計(jì)更加合理準(zhǔn)確，對(duì)在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤可以及時(shí)進(jìn)行修改，這樣保證了機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量、降低了生產(chǎn)成本，在機(jī)械加工中利用計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行模擬，增加了產(chǎn)品的合理性。
1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展和重要性
機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的重要組成部分，是進(jìn)行機(jī)械生產(chǎn)的前提。同時(shí)也是決定機(jī)械性能的重要因素，機(jī)械性能的好壞取決于設(shè)計(jì)質(zhì)量。從狹義上來(lái)講機(jī)械設(shè)計(jì)是指在技術(shù)設(shè)計(jì)過(guò)程中，從廣義的上來(lái)講機(jī)械設(shè)計(jì)要根據(jù)設(shè)計(jì)者的要求和現(xiàn)有的條件。對(duì)機(jī)械的工作原理和機(jī)械的結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度，機(jī)械零件的形狀和大小能量的傳遞方式進(jìn)行分析。并形成具體的描述作為機(jī)械制造的工作依據(jù)。這是一個(gè)有創(chuàng)造性的工作，也是建立在成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的，只有將兩者結(jié)合起來(lái)，才能設(shè)計(jì)高質(zhì)量的機(jī)器。
機(jī)械設(shè)計(jì)的步驟都需要計(jì)算機(jī)的幫助，圖形的編輯和數(shù)據(jù)的計(jì)算都需要借助計(jì)算機(jī)軟件的提供支持。除了這些具體的工作可以利用計(jì)算機(jī)完成后，還可以根據(jù)圖紙沒(méi)在計(jì)算機(jī)上模擬一個(gè)模型，對(duì)產(chǎn)品的性能和受力情況進(jìn)行分析，根據(jù)出現(xiàn)的狀況進(jìn)行相關(guān)的修改不斷完善產(chǎn)品的質(zhì)量，計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)加工中。
2三維造型、工程分析和報(bào)表中的應(yīng)用
在采用實(shí)體造型設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)試題造型進(jìn)行相關(guān)的處理會(huì)給設(shè)計(jì)工作帶來(lái)很大的便利，通過(guò)軟件處理技術(shù)，可以將事物的造型更加合理的展現(xiàn)在我們面前。機(jī)械設(shè)計(jì)采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，會(huì)使數(shù)據(jù)分析工作更簡(jiǎn)單。提高工作人員的工作效率。在機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)一些特殊的數(shù)據(jù)和報(bào)表要進(jìn)行相關(guān)的說(shuō)明。這些工作可以通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助來(lái)完成。
3計(jì)算機(jī)輔助在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用有利于觀察零件的裝配
在機(jī)械設(shè)計(jì)中，我們可以采用不同的裝配關(guān)系呈現(xiàn)出不同的設(shè)計(jì)效果，利用計(jì)算機(jī)輔助功能對(duì)不同的裝配關(guān)系進(jìn)行演示，對(duì)不符合裝配要求的，計(jì)算機(jī)中的查找器就會(huì)有顯示，這樣就會(huì)方便設(shè)計(jì)人員進(jìn)行修改，另外可以通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)零件的運(yùn)作進(jìn)行演示。方便了工作人員對(duì)不合理因素進(jìn)行修改，通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行演示可以減少產(chǎn)品的使用費(fèi)用。計(jì)算機(jī)輔助的應(yīng)用可以有效的提高產(chǎn)品的質(zhì)量，從而使設(shè)計(jì)質(zhì)量得到有效的提高。
4 逆向工程中CAD的應(yīng)用
逆向工程是一種吸收先進(jìn)設(shè)計(jì)的手段，技術(shù)研發(fā)是很重要的，但是研發(fā)成本是很昂貴的，在研發(fā)的過(guò)程中受到現(xiàn)有條件的影響，一些技術(shù)需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能發(fā)展成熟。這對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家而言是無(wú)法想象的。因而在設(shè)計(jì)過(guò)程中要充分運(yùn)用科技成果，在融合新技術(shù)的基礎(chǔ)上要不斷創(chuàng)新。在二次世界大戰(zhàn)后一些發(fā)達(dá)國(guó)家不斷提高計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)，為機(jī)械生產(chǎn)提供技術(shù)保障。
逆向工程只有在實(shí)物的條件下，了解產(chǎn)品的基礎(chǔ)上逆向構(gòu)造零部件的模型，達(dá)到產(chǎn)品創(chuàng)新的目的。在以前的“逆向工程”的應(yīng)用中主要集中在實(shí)物方面，在原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，對(duì)實(shí)物模型進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)體現(xiàn)出產(chǎn)品的性能，可以通過(guò)坐標(biāo)的測(cè)量的方法，CAD制圖軟件把實(shí)物轉(zhuǎn)化成虛擬模型。利用計(jì)算機(jī)輔助功能對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工處理，可以運(yùn)用多種技術(shù)實(shí)現(xiàn)逆向轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)。可以利用數(shù)據(jù)繪制網(wǎng)格，并對(duì)點(diǎn)進(jìn)行模擬，得到連續(xù)的曲面再對(duì)曲面進(jìn)行修復(fù)進(jìn)而獲得實(shí)物模型。利用SCAN-TOOLS技術(shù)在生成曲面進(jìn)行裁剪、延伸等工作，把曲面轉(zhuǎn)換成實(shí)體，利用相關(guān)軟件實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)，完成模型的重建。
5 汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)中CAD應(yīng)用
汽車覆蓋件模具的設(shè)計(jì)不僅影響到汽車的車型，也影響個(gè)性化設(shè)置。在汽車模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，在對(duì)實(shí)物的設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)與工藝人員在施工過(guò)程中工作中相違背的情況。設(shè)計(jì)者不能很好的進(jìn)行生產(chǎn)和加工環(huán)節(jié)，還會(huì)出現(xiàn)了返工的情況這會(huì)額外的增加設(shè)計(jì)成本，延誤了生產(chǎn)時(shí)間，會(huì)導(dǎo)致企業(yè)失去市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。為了避免這種情況，要在設(shè)計(jì)的過(guò)程中排除這些情況。汽車模具的設(shè)計(jì)過(guò)程包括：根據(jù)市場(chǎng)需求對(duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)模具的結(jié)構(gòu)、熱度等問(wèn)題進(jìn)行分析并制作圖紙。要根據(jù)圖紙進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將實(shí)物進(jìn)行改造，在設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題要及時(shí)進(jìn)行修改。CAD造型設(shè)計(jì)是實(shí)物造型的關(guān)鍵，出現(xiàn)的問(wèn)題將會(huì)影響到汽車的生產(chǎn)，所以在要做好CAD設(shè)計(jì)，如對(duì)汽車的車門進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中。要首先對(duì)汽車的零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)并建立相關(guān)幾何模型，運(yùn)用特定的測(cè)量進(jìn)行分析，并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。最后通過(guò)相關(guān)的技術(shù)手段進(jìn)行模型重建，通過(guò)對(duì)模具的加工或數(shù)控控制，能迅速完成汽車車門設(shè)計(jì)和加工。
繪圖是機(jī)械設(shè)計(jì)中一個(gè)重要的方面，在傳統(tǒng)的方法中都是由設(shè)計(jì)師手繪進(jìn)行的，這就會(huì)浪費(fèi)大量的時(shí)間，使設(shè)計(jì)人員的工作效率降低，通過(guò)計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)可以利用繪圖軟件進(jìn)行操作，如CAD等，通過(guò)繪圖軟件的使用，可以提高工作人員工作效率。
6結(jié)論
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)可以有效的提高機(jī)械設(shè)計(jì)的精度，可以處理大量設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。制圖軟件對(duì)圖形繪制有重要的作用。計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)源于發(fā)達(dá)國(guó)家，中國(guó)自主研發(fā)的技術(shù)相對(duì)比較少，一些源于外國(guó)的技術(shù)中國(guó)還沒(méi)有完全消化，所以導(dǎo)致了中國(guó)一些先進(jìn)技術(shù)和外國(guó)還有一定的差距，在機(jī)械制造中還沒(méi)有成熟的設(shè)計(jì)方法，所以我國(guó)在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)也要加強(qiáng)計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，為機(jī)械設(shè)計(jì)工作提供技術(shù)支持，從而提高我國(guó)的科技水平。
參考文獻(xiàn)
[1]戴淑芝.柔性機(jī)械制造技術(shù)及關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010(18).
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造；三位一體；教學(xué)模式；課程體系
課程建設(shè)是當(dāng)下專業(yè)建設(shè)的重中之重。課程的分化與整合，是專業(yè)內(nèi)涵發(fā)展的需要。課程內(nèi)容體系與模式的研究，是課程解構(gòu)與重構(gòu)的基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)分化與整合的課程，不是對(duì)已有課程的簡(jiǎn)單否定，而是對(duì)傳統(tǒng)課程的一種繼承和發(fā)展。
一、教學(xué)模式的研究與實(shí)踐
（一）以科學(xué)的理論指導(dǎo)課程改革的研究與實(shí)踐。
高職課程改革必須重視兩個(gè)態(tài)勢(shì):一是技術(shù)發(fā)展對(duì)社會(huì)職業(yè)崗位內(nèi)涵及外延正產(chǎn)生著愈來(lái)愈大的影響，技術(shù)的更新不斷促使低技術(shù)崗位消亡和高新技術(shù)崗位產(chǎn)生。二是經(jīng)濟(jì)全球化背景下，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和行業(yè)結(jié)構(gòu)變化在使得原有職業(yè)崗位轉(zhuǎn)型、消失的同時(shí)，也催生了大批新崗位、新職業(yè)。為了適應(yīng)這種態(tài)勢(shì)，高職教育專業(yè)設(shè)置要以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，課程體系構(gòu)建要以崗位(群)為依據(jù)，課程改革要以能力為本位，專業(yè)教學(xué)改革、課程內(nèi)容改革必須體現(xiàn)適應(yīng)性、實(shí)踐性、開(kāi)放性及職業(yè)性原則，鑒于此，世界各國(guó)紛紛改革其職業(yè)教育課程的目標(biāo)，由原來(lái)的崗位技能培訓(xùn)轉(zhuǎn)向注重綜合職業(yè)能力培養(yǎng)，澳大利亞的關(guān)鍵能力培訓(xùn)、英國(guó)的核心能力培訓(xùn)、德國(guó)的基礎(chǔ)職業(yè)能力培訓(xùn)等就是這種改革思想的體現(xiàn)，打破狹隘的職業(yè)訓(xùn)練的壁壘，向?qū)W生傳授具有通用性的、可遷移的、工具性的技能，而不是傳授傳統(tǒng)意義上的、高度專門化的、狹義的技能。另一方面，為培養(yǎng)這種綜合職業(yè)能力，在進(jìn)行職業(yè)教育課程改革時(shí)，必須考慮到課程目標(biāo)的整合性，把掌握知識(shí)和技能、發(fā)展能力、培養(yǎng)良好的職業(yè)道德和個(gè)性心理品質(zhì)等各類目標(biāo)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，著眼于提高勞動(dòng)者的綜合職業(yè)素質(zhì)。而要實(shí)現(xiàn)以上的目標(biāo)，必須走校企合作教育之路，形成產(chǎn)學(xué)結(jié)合課程。
（二）充分調(diào)查研究，構(gòu)建專業(yè)核心課程基本框架。
1. 構(gòu)建專業(yè)核心課程基本框架。
通過(guò)調(diào)查和分析，我們發(fā)現(xiàn)家電企業(yè)對(duì)本專業(yè)學(xué)生需求最大，學(xué)生就業(yè)崗位與專業(yè)核心課程結(jié)合最緊密。佛山是全國(guó)最大的家電生產(chǎn)基地，家電產(chǎn)業(yè)是佛山傳統(tǒng)支柱產(chǎn)業(yè)，是廣東省、佛山市未來(lái)若干年國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)重點(diǎn)發(fā)展產(chǎn)業(yè)，因此，選擇典型家電企業(yè)作為依托，建設(shè)校企合作教育平臺(tái)，進(jìn)行深入的課程改革，不僅具有廣泛的市場(chǎng)基礎(chǔ)，而且具有普遍意義。
2. 構(gòu)建三位一體校企合作教育平臺(tái)，營(yíng)造合作教育環(huán)境。
計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造專業(yè)結(jié)合地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特點(diǎn)，擬以周邊多家企業(yè)為依托，有步驟、分階段推進(jìn)與企業(yè)產(chǎn)學(xué)、研、培的全面合作，形成專業(yè)產(chǎn)業(yè)群，逐步搭建了以產(chǎn)學(xué)、研、培為特征的校企合作平臺(tái)。
3. 基于合作教育平臺(tái)的專業(yè)核心課程改革。
基于工作過(guò)程為導(dǎo)向的高職課程體系構(gòu)建理論，高職課程分為基礎(chǔ)學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程、校企共建學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程、學(xué)生自主型學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程等三類課程，后兩者如何構(gòu)建，目前還在探索階段，以“實(shí)訓(xùn)基地”“培訓(xùn)基地”“研發(fā)基地”三位一體的校企合作為平臺(tái)的專業(yè)核心課程改革新模式，有利于構(gòu)建學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程，以一類典型產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程和職業(yè)崗位的工作過(guò)程為線索組織課程內(nèi)容，進(jìn)行知識(shí)和技能的訓(xùn)練，通過(guò)以點(diǎn)帶面，分析職群的共同基礎(chǔ)理論和基本技能以及各職業(yè)的入門技術(shù)，加以系統(tǒng)組合，優(yōu)化校企共建學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程的同時(shí)，推動(dòng)自主學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程構(gòu)建。
二、基于“三位一體”校企合作的課程體系的構(gòu)建
（一）開(kāi)發(fā)基于工作過(guò)程的課程體系及教學(xué)內(nèi)容。
依據(jù)就業(yè)崗位群任職要求,參照相關(guān)行業(yè)的職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn),我們構(gòu)建了基于校企合作教育平臺(tái)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）專業(yè)課程體系，做了如下工作。
第一，圍繞佛山市世界級(jí)產(chǎn)業(yè)-白色家電產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程和崗位群工作過(guò)程，以小家電企業(yè)典型產(chǎn)品為對(duì)象，分析提煉計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造專業(yè)的核心課程設(shè)置、內(nèi)容和環(huán)境訓(xùn)練要求。
第二，全面修定專業(yè)人才培養(yǎng)方案，將校企共建學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程作為目標(biāo)，改革課程設(shè)置。 “機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”增加了“Matlab應(yīng)用實(shí)訓(xùn)”，“CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用（PRO/E）”課程增加了以小家電產(chǎn)品開(kāi)發(fā)為目標(biāo)的“CADCAM技術(shù)應(yīng)用（PRO/E）實(shí)訓(xùn)”， “塑料模具設(shè)計(jì)”增加了以企業(yè)贈(zèng)送的生產(chǎn)模具為對(duì)象進(jìn)行“模具拆裝實(shí)訓(xùn)”以及家電產(chǎn)品為對(duì)象進(jìn)行“塑料模具設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)”，“數(shù)控編程加工”增加了以家電產(chǎn)品模具零件為對(duì)象的“CADCAM技術(shù)應(yīng)用（UG）實(shí)訓(xùn)”。
第三，以工作過(guò)程為導(dǎo)向，改革教學(xué)內(nèi)容。將工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、數(shù)控加工整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的知識(shí)、技能需求作為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造專業(yè)核心課程教學(xué)內(nèi)容改革依據(jù)，以小家電產(chǎn)品為具體對(duì)象，將小家電每個(gè)生產(chǎn)工作過(guò)程的崗位知識(shí)、技能作為教學(xué)和實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，“機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”將小家電傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)作為案例進(jìn)行剖析，并用“Matlab仿真分析實(shí)訓(xùn)”課程進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，“CADCAM技術(shù)應(yīng)用（PRO/E）”課程引進(jìn)榨汁機(jī)、攪拌機(jī)、打蛋機(jī)等產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)品造型技術(shù)訓(xùn)練，并在“CADCAM技術(shù)應(yīng)用（PRO/E）實(shí)訓(xùn)”課程中，進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)裝配與分析訓(xùn)練，而模具設(shè)計(jì)課程針對(duì)“CADCAM技術(shù)應(yīng)用（PRO/E）”課程訓(xùn)練的對(duì)象進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)訓(xùn)練，并輔助以相關(guān)的模具實(shí)物拆裝實(shí)訓(xùn)，“數(shù)控編程加工”則根據(jù)模具設(shè)計(jì)得到的零件進(jìn)行自動(dòng)編程和加工訓(xùn)練，整個(gè)核心課程的教學(xué)是一個(gè)完整產(chǎn)品工作生產(chǎn)流程，課程間知識(shí)、技能以產(chǎn)品為主線相互滲透，課程的關(guān)聯(lián)、綜合度大大增加，學(xué)生解決問(wèn)題的能力會(huì)得到加強(qiáng)。
[摘 要]文章從教學(xué)任務(wù)、教學(xué)方式、項(xiàng)目選擇、項(xiàng)目的評(píng)價(jià)與成績(jī)?cè)u(píng)定等方面,對(duì)“CAD/CAE綜合訓(xùn)練”和“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)C”課程中對(duì)UG軟件采用項(xiàng)目教學(xué)方法進(jìn)行實(shí)踐探討，并對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行了比較，并就UG項(xiàng)目教學(xué)法提出了幾點(diǎn)體會(huì)。
[關(guān)鍵詞]項(xiàng)目教學(xué)法UGCAD/CAE計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 實(shí)踐探索
UG是目前主流三維CAD/CAE/CAM設(shè)計(jì)軟件，它提供集成、全面的產(chǎn)品工程解決方案，眾多世界一流的制造商用它來(lái)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)及詳細(xì)的機(jī)械設(shè)計(jì)、工程仿真等。[1]在UG軟件中，CAD模塊為最重要的組成部分，其他功能都是在其建立的模型基礎(chǔ)上得以實(shí)現(xiàn)。我校為了適應(yīng)我省在CAD/CAM/CAE領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人才需求和培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才[2]，在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)和車輛專業(yè)開(kāi)設(shè)了“CAD/CAE綜合訓(xùn)練”和“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)C”課程，并把UG軟件做為上述課程的主要學(xué)習(xí)軟件。
項(xiàng)目教學(xué)法提倡將傳統(tǒng)教學(xué)中的以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心，以教材為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴绊?xiàng)目”為中心，以知識(shí)講解為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫?shí)踐運(yùn)用為中心，使學(xué)生在理解知識(shí)、學(xué)會(huì)操作、提高動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題能力的同時(shí)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神和合作意識(shí)[3]。
本文結(jié)合作者的教學(xué)實(shí)踐，根據(jù)UG軟件需要兼顧理論和實(shí)踐兩個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的特點(diǎn)，闡述如何在不同教學(xué)性質(zhì)的兩門課程教學(xué)中合理運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法，并對(duì)這兩門課的教學(xué)效果進(jìn)行比較。
1 項(xiàng)目教學(xué)法在課程教學(xué)中的實(shí)踐
1.1 教學(xué)任務(wù)
“CAD/CAE綜合訓(xùn)練”課程48學(xué)時(shí)，以分散實(shí)踐教學(xué)為主，采用在機(jī)房中老師邊講解學(xué)生邊學(xué)習(xí)的教學(xué)方式，最后通過(guò)項(xiàng)目課程設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合考核。其目的是進(jìn)一步提高學(xué)生的CAD/CAE技術(shù)應(yīng)用水平，強(qiáng)化學(xué)生工程意識(shí)，拓寬學(xué)生知識(shí)面，提高學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)，以適應(yīng)現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造和現(xiàn)代信息科技的發(fā)展、滿足具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人材培養(yǎng)的需要，增強(qiáng)機(jī)自專業(yè)的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，在我省機(jī)電行業(yè)中打造廣東工業(yè)大學(xué)機(jī)自專業(yè)的品牌形象。
“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)C”課程32學(xué)時(shí)，其中教室理論教學(xué)24學(xué)時(shí)，機(jī)房上機(jī)練習(xí)8學(xué)時(shí)。其目的是使學(xué)生熟練掌握零件實(shí)體建模設(shè)計(jì)功能、裝配建模技術(shù)、工程圖生成功能等模塊的使用，初步形成以UG軟件為設(shè)計(jì)工具的設(shè)計(jì)思維，提高學(xué)生動(dòng)手能力和創(chuàng)新意識(shí)，增加車輛專業(yè)的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。
1.2 教學(xué)方式
為了避免學(xué)生僅僅以項(xiàng)目為最終目標(biāo)而只注重項(xiàng)目的結(jié)果，而忽略了知識(shí)的全面學(xué)習(xí)，基礎(chǔ)知識(shí)掌握不牢固的現(xiàn)象。在教學(xué)過(guò)程中要注重理論與項(xiàng)目實(shí)踐相結(jié)合，根據(jù)課程的性質(zhì)制定如下教學(xué)方法。
“CAD/CAE綜合訓(xùn)練”的基礎(chǔ)知識(shí)以在機(jī)房中進(jìn)行基本功能講解、實(shí)例演示和學(xué)生練習(xí)為主，課堂教學(xué)演示的實(shí)例和學(xué)生的練習(xí)選用機(jī)電產(chǎn)品中的齒輪、變速箱、手機(jī)、相機(jī)外殼等常用零部件為主要內(nèi)容，同時(shí)也選擇了一些CAD/CAE學(xué)科發(fā)展前沿較具代表性的實(shí)例。在完成基本建模功能后同步以課程設(shè)計(jì)形式布置項(xiàng)目任務(wù)，以便課堂對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行討論和學(xué)生有足夠時(shí)間完成項(xiàng)目。學(xué)生課堂練習(xí)的結(jié)果作為該門課程的平時(shí)成績(jī)，占總成績(jī)的40%，項(xiàng)目課程設(shè)計(jì)成績(jī)占總成績(jī)60%。
“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)C”課程由于大部分時(shí)間均在教室中進(jìn)行，因而以理論教學(xué)為主，課堂講授計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的基本理論和原理，結(jié)合代表性UG軟件講解基本功能并進(jìn)行對(duì)應(yīng)實(shí)例演示，激發(fā)學(xué)生加強(qiáng)課后的自主練習(xí)。在教學(xué)任務(wù)完成一半時(shí)布置項(xiàng)目任務(wù)，并在課堂中對(duì)項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)行互相討論和對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)度進(jìn)行跟進(jìn)。期末對(duì)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的基本理論和UG軟件的基本功能和實(shí)例設(shè)計(jì)的分析能力進(jìn)行卷面考核，成績(jī)占總成績(jī)的50%，項(xiàng)目設(shè)計(jì)成績(jī)占總成績(jī)30%，課堂平時(shí)成績(jī)占20%。
1.3 項(xiàng)目的選擇
項(xiàng)目的任務(wù)和內(nèi)容關(guān)鍵在于項(xiàng)目的選擇。項(xiàng)目選擇的恰當(dāng)與否關(guān)系到項(xiàng)目的任務(wù)和內(nèi)容是否配套，也關(guān)系到能否達(dá)到項(xiàng)目實(shí)施的目的。因此，項(xiàng)目的選取要慎重考慮，要多方位斟酌，它是關(guān)系到項(xiàng)目教學(xué)成敗的關(guān)鍵。考慮到兩門課程的性質(zhì)和上機(jī)學(xué)時(shí)的不一樣，在選擇項(xiàng)目時(shí)必須有所區(qū)別。
表1 項(xiàng)目的選擇與分配
CAD/CAE綜合訓(xùn)練 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)C
完成項(xiàng)目方式 每個(gè)人獨(dú)立完成一個(gè)小項(xiàng)目 每組獨(dú)立完成一個(gè)中型項(xiàng)目
項(xiàng)目之間的關(guān)聯(lián)性 每組同學(xué)的項(xiàng)目同屬一個(gè)類型產(chǎn)品，難度大致相當(dāng)。組與組之間的項(xiàng)目屬于不同產(chǎn)品。 組與組之間的項(xiàng)目同屬一個(gè)類型產(chǎn)品，難度大致相當(dāng)。
完成內(nèi)容 各零件的建模 各零件的建模
裝配建模 裝配建模
產(chǎn)品渲染 產(chǎn)品渲染
工程圖制作 工程圖制作
某關(guān)鍵零件的有限元分析 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
完成方式 每組選取一小組長(zhǎng)，協(xié)調(diào)該小組的項(xiàng)目平衡及組織小組討論 每小組選取一小組長(zhǎng)，協(xié)調(diào)項(xiàng)目的分工及組織小組討論
“CAD/CAE綜合訓(xùn)練”由于學(xué)時(shí)多，且主要在機(jī)房中以分散實(shí)踐為主，要求每個(gè)同學(xué)獨(dú)立完成一個(gè)項(xiàng)目，但這樣需求的項(xiàng)目數(shù)量非常大，很難在項(xiàng)目難易程度及往屆之間的重復(fù)性進(jìn)行區(qū)別，給項(xiàng)目的選取和評(píng)價(jià)下了一大難題。為此，在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，通過(guò)對(duì)同學(xué)進(jìn)行分組，每組的同學(xué)獨(dú)立完成接近的項(xiàng)目，考核也以組為單位進(jìn)行考核的方法。“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)C”由于上機(jī)學(xué)時(shí)少，因而通過(guò)分組，每組同學(xué)共同完成一個(gè)項(xiàng)目的方法進(jìn)行考核。具體的教學(xué)方法與項(xiàng)目選取等如表1所示。
1.4 項(xiàng)目的評(píng)價(jià)與成績(jī)?cè)u(píng)定
表2 項(xiàng)目評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)
子項(xiàng)目 評(píng)價(jià)內(nèi)容 分值比重
CAD/CAE綜合訓(xùn)練 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)C
各零件建模 總體建模設(shè)計(jì)方案是否合理；
零件建模方法是否獨(dú)到、簡(jiǎn)單；
零件建模方法是否正確。 20% 20%
裝配建模 子裝配建模正確與否；
整體裝配建模正確與否。 25% 30%
產(chǎn)品渲染 產(chǎn)品渲染效果。 10% 10%
工程圖制作 視圖布置是否合理；
尺寸標(biāo)注和符號(hào)標(biāo)注是否正確；
文本標(biāo)注是否正確合理；
圖框和標(biāo)題欄的制作與插入。 20% 25%
某關(guān)鍵零件的有限元分析 所選零件是否具有典型性；
網(wǎng)格劃分是否正確；
施力是否正確；
仿真結(jié)果是否正確。 15% ——
設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 報(bào)告書(shū)寫是否規(guī)范、簡(jiǎn)明、合理；
遇到并解決問(wèn)題的思路是否清晰。 10% 15%
在項(xiàng)目實(shí)施最終完成之后，需要對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)和成績(jī)?cè)u(píng)定。為了激勵(lì)先進(jìn)和鞭策落后，并結(jié)合兩門課程特點(diǎn)，給出如表2的成績(jī)?cè)u(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，并由同學(xué)互相評(píng)分，具體辦法為：
對(duì)于“CAD/CAE綜合訓(xùn)練”，同一小組的同學(xué)一起參與項(xiàng)目答辯，答辯順序隨機(jī)產(chǎn)生，答辯后同學(xué)根據(jù)表2的評(píng)分依據(jù)及同學(xué)的實(shí)際完成情況，客觀地對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)分，最后對(duì)每一同學(xué)的分?jǐn)?shù)進(jìn)行累加，得出每個(gè)同學(xué)在同組中的排名，老師根據(jù)排名先后順序按正態(tài)分布進(jìn)行評(píng)分，名次前面的得高分。
對(duì)于“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)C”的項(xiàng)目評(píng)分策略則為，每一個(gè)小組先組內(nèi)根據(jù)各同學(xué)之間的貢獻(xiàn)進(jìn)行排序，貢獻(xiàn)最大的排第一，貢獻(xiàn)最小的排最后，并且每小組派一名代表參與項(xiàng)目的答辯，答辯后各小組組長(zhǎng)根據(jù)表2的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各組項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)分，最后對(duì)每一組的分?jǐn)?shù)進(jìn)行累加，得出各組的排名，并根據(jù)名次給出各組的成績(jī)。而組員中最高分為該組的實(shí)際分?jǐn)?shù)，其余按名次及正態(tài)分布進(jìn)行給分。
通過(guò)上述項(xiàng)目評(píng)分辦法，公平公正，能很好的區(qū)分出同學(xué)之間的差距，且有效的消除了因老師的主觀因素而造成的成績(jī)?cè)u(píng)定不合理現(xiàn)象。項(xiàng)目任務(wù)下發(fā)時(shí)先強(qiáng)調(diào)評(píng)分辦法，也能充分的激勵(lì)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
2 教學(xué)效果比較
在對(duì)機(jī)電08級(jí)(3)(4)班進(jìn)行“CAD/CAE綜合訓(xùn)練”時(shí)，全班78人，分成8個(gè)小組，分別以電腦椅、電飯煲、電冰箱、熱水器、抽油煙機(jī)、風(fēng)扇等作為每組的項(xiàng)目主題，每個(gè)小組長(zhǎng)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)搜索的方式與該小組成員協(xié)商選定十個(gè)難度相當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品作為項(xiàng)目?jī)?nèi)容，最后的CAD設(shè)計(jì)代表作如圖1所示。
圖1 機(jī)電08級(jí)(3)(4)班的代表作品
圖2 車輛08級(jí)(1)(2)班的代表作品
對(duì)車輛工程08級(jí)(1)(2)班進(jìn)行“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)C”授課時(shí)，全班82位同學(xué)分成8個(gè)小組，每個(gè)小組通過(guò)小組長(zhǎng)協(xié)調(diào)的方式完成一自行車的造型設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)代表作如圖2所示。
可見(jiàn)，項(xiàng)目教學(xué)法無(wú)論對(duì)于分散實(shí)踐課程還是理論課程，均起到了很好的效果。通過(guò)組內(nèi)評(píng)比的方法，既充分調(diào)動(dòng)了同學(xué)的學(xué)習(xí)積極性，又體現(xiàn)出了相對(duì)的公平公正性，同時(shí)可以避免傳統(tǒng)教學(xué)方法帶來(lái)的項(xiàng)目抄襲現(xiàn)象。
3 項(xiàng)目實(shí)施的體會(huì)及總結(jié)
第一，應(yīng)以“實(shí)際生活與學(xué)習(xí)密切相關(guān)，而且學(xué)生比較有趣”為原則選取項(xiàng)目。這樣才能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,他們會(huì)非常專心致志,樂(lè)此不疲，在自主地完成“任務(wù)”時(shí)主動(dòng)學(xué)習(xí)并掌握軟件的使用。
第二，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，要鼓勵(lì)學(xué)生大膽探索、創(chuàng)新,利用不同的方法制作相同零件；要鼓勵(lì)學(xué)生自己查找各種參考工具書(shū)并思考解決辦法；要恰當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、獨(dú)立分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
第三，適時(shí)地組織學(xué)生共同分析個(gè)別學(xué)生的難題或大家共同的難題，各抒己見(jiàn)，濃厚學(xué)習(xí)氛圍，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)風(fēng)建設(shè)，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)與團(tuán)隊(duì)精神。
第四，要建立公平合理的項(xiàng)目考核體系，達(dá)到既能激發(fā)學(xué)生的參與熱情，又能綜合評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的掌握程度和解決實(shí)際工程問(wèn)題能力。
參考文獻(xiàn)
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