工程CAD繪圖技術(shù)的應用和發(fā)展利弊分析

王小川

【摘要】CAD技術(shù)在工程中的大量應用，優(yōu)缺點明顯。

【關(guān)鍵詞】CAD技術(shù)；工程設計；應用；發(fā)展

[文章編號]1619-2737（2016）01-28-168

1. 前言

（1）計算機輔助設計（Computer Aided Design，簡稱CAD），誕生于20 世紀50 年代，它是利用計算機強有力的計算功能和高效率的圖形處理能力來進行工程的設計和分析的一種技術(shù)，它是綜合計算機技術(shù)和土木工程設計方法的一門新興學科，是與計算機軟硬件及工程設計方法的發(fā)展而發(fā)展起來的。它集成了計算機、圖形學、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、數(shù)值分析等技術(shù)，隨著軟硬件技術(shù)的不斷發(fā)展及工程方法的更新?lián)Q代，CAD 技術(shù)也日趨完善，已經(jīng)廣泛應用于電子、輕工、紡織、服裝、醫(yī)療、國防及工程設計等國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，發(fā)揮了極大的經(jīng)濟技術(shù)效益。

（2）我國主要使用的CAD 軟件是美國AUTODESK 公司開發(fā)的AUTODESK 軟件，它是一個功能強大、易學易用、具有開放型結(jié)構(gòu)的軟件，中望CAD 也有基本相同的功能。不僅便于用戶使用，而且系統(tǒng)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(nèi)外軟件開發(fā)商在此基礎上進行有關(guān)工程設計專業(yè)的二次開發(fā)，如建筑行業(yè)：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(nèi)設計系統(tǒng)等。隨著CAD 技術(shù)的不斷發(fā)展，其覆蓋的工作領(lǐng)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、三維動態(tài)、統(tǒng)計優(yōu)化等。CAD 技術(shù)的應用正在有力而迅速地改變著傳統(tǒng)的工程設計方法和設計生產(chǎn)的管理模式。

（3）通過多年的設計實踐CAD 技術(shù)以簡單、快捷、存儲方便、精確、功能強大等優(yōu)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(wǎng)絡輔助設計與管理后，不僅能提高設計質(zhì)量，縮短設計周期，而且創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益和社會效益，CAD 技術(shù)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(shù)的成熟，它的一些缺點也暴露無遺，有少數(shù)人不愿接受這一技術(shù)，認為它限制了建筑設計業(yè)的發(fā)展。建筑CAD 的應用過程復雜，處理信息量大，表達形式多種多樣，因此要求計算機容量大，計算速度快和顯示分辨率高，即對硬件要求很高。隨著微機性能的不斷提高，特別是引進國外高性能的圖形支撐軟件，使國內(nèi)出現(xiàn)眾多AutoCAD 平臺上的建筑及設備專業(yè)CAD軟件，可以進行三維造型，自動生成平、立、剖施工圖，渲染圖可以表現(xiàn)光影、質(zhì)感和紋理，我國自己開發(fā)的建筑設計軟件有：HOUSE 建筑CAD軟件包、AUTOBUILDING（ABD） 建筑繪圖軟件等。國外引進的圖形處理軟件有3D Studio、3DMAX、Adobe Photoshop 和CorelDraw 等。設備專業(yè)軟件功能強大，三維模型解決了碰撞問題，豐富的零件庫為CAD 設計提供了極大的方便。CAD應用在真實感的建筑設計、建筑規(guī)劃、建筑裝修行業(yè)、建筑施工和施工管理等方面，相對結(jié)構(gòu)設計來說還需要做更多的工作。

（4）CAD技術(shù)只能在創(chuàng)新中求發(fā)展，創(chuàng)新一方面必須跟蹤國際計算機技術(shù)發(fā)展的先進水平，另一方面需適應國內(nèi)市場的需求。商品軟件的每一個功能細節(jié)，都要受到用戶的歡迎，市場的認可。例如數(shù)據(jù)輸入要盡可能的少；操作要方便，高度的自動化和人工干預要有機結(jié)合；輸出圖形要簡潔、排版靈活，數(shù)據(jù)表格化，便于查閱及理解等。

（5）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。

2. CAD技術(shù)在工程設計中的優(yōu)點

CAD技術(shù)的長處使得人們趨之若騖，它主要表現(xiàn)在：

2.1勞動強度降低，圖面清潔。

傳統(tǒng)的手工繪圖法需要設計人員經(jīng)常性更換十幾種繪圖工具。一旦畫錯，就要在圖面上修修補補，破壞圖面的整潔性。而CAD制圖，只要配齊了電腦，安裝好繪圖軟件、打印機或繪圖儀，鼠標輕輕移動就可以完成心中設計的圖形。同時，軟件本身還可以提供UNDO 限制防錯功能，讓工程設計師們制圖事倍功半。更有甚者，軟件還可以為每個設計人員的獨特的表達方式、思維模式和繪圖習慣，提供廣闊的空間，只要充分使用參數(shù)化繪圖工具就可達成。

2.2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： 復制“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。而且現(xiàn)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(diào)入。重復工作越多，這種優(yōu)勢越明顯。

結(jié)構(gòu)計算的高效，一個普通的框架結(jié)構(gòu)，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，而且誤差不多，計算和繪圖可以同時完成，效率極高。

2.3精度提高。

建筑設計的精度一般標注到毫米，結(jié)構(gòu)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(guī)模大、復雜的建筑離開了CAD困難將成倍增長。由于精度高，現(xiàn)在CAD 繪制圖上進行工程量的自動計算，其速度和精確度達到了令人滿意的結(jié)果。以前繁瑣的工作，一下子變?yōu)楸阌诮鉀Q的工作。

2.4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、硬盤或光盤上，資料的保管、調(diào)用極為方便。你可以將設計項目刻錄成光盤，數(shù)據(jù)至少可以保存50 年，也可以多份存貯。你可以將以前的圖紙通過掃描儀，數(shù)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(xiàn)在所有的資料幾張光盤就裝下了。

2.5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(chǎn)業(yè)化起著巨大的推動作用。隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，跨地區(qū)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。文件傳輸極為方便，距離不是問題。

2.6CAD 在水利工程上的基礎性地位。

近年來，水利工程領(lǐng)域利用CAD 的輔助設計和其平臺進行二次開挖也取得了一系列的成果，由于水利工程的特殊性和負載決定了CAD 軟件的局限性，同時也決定了CAD 在水利工程設計的基礎性的地位，利用CAD 繪制溢流壩斷面曲線，水庫庫容- 水位特性曲線等時，由于其形狀比較復雜，甚至是函數(shù)曲線，所以在繪制過程中利用傳統(tǒng)方法會比較復雜；將CAD中命令的巧妙運用，并與其他軟件結(jié)合，會在繪制復雜曲線和函數(shù)曲線時操作簡單，繪制迅速。

3. CAD技術(shù)在工程設計中的缺點

CAD 技術(shù)在給建筑設計業(yè)帶來巨大效益的同時其負面作用也日益顯現(xiàn)，值得我們深思。

3.1CAD 技術(shù)對設計思想的束縛。

由于電腦屏幕尺寸的限制，設計師關(guān)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(shù)據(jù)，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，使得建筑師好的靈感、創(chuàng)意不能通過CAD 表達出來，建筑師的思想、思路、靈感被束縛。

3.2CAD 技術(shù)扼殺建筑藝術(shù)。

俗話說：“建筑是凝固的音樂”這句話點明了建筑也是一種藝術(shù)，它是一門融科技、文化、藝術(shù)、哲學于一體的學科。任何土建設計師都需要藝術(shù)家的靈感和天份，這種靈感和天份在處理建筑物的造型方面應有不少的“模糊感”。但CAD 制圖所要求的尺寸精確消磨和扼殺了這種靈感和天份，讓設計師的設計圖樣屈從于電腦的機械和準確。還有，不少設計單位為了能夠中標，將自己的設計投標文件，尤其是總平面效果圖，做得非常精致美觀，不惜投入大量的人力物力在CAD的制圖上，而忽略了總平面布置圖的建筑效果和建筑師的藝術(shù)創(chuàng)造。

3.3CAD 技術(shù)存在不可靠性。

CAD技術(shù)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，可能辛苦幾天甚至幾年的設計成果被誤刪、覆蓋付之東流。

4. 結(jié)束語

綜上所述，CAD的使用提高了土木設計中的高效率、高質(zhì)量和高水平，同時也顯示了不完善的方面。因此，設計師們在使用過程中總結(jié)經(jīng)驗，注意克服CAD帶來的負面影響，努力提高自身的計算機知識和對土建規(guī)范的使用，促進CAD 的健康發(fā)展。

參考文獻

[1]AUTOCAD建筑工程設計繪圖 唐海 編著 清華大學出版社.

[2]AUTOCAD2002建筑工程設計繪圖 李香敏 主編 電子科技大學出版社.

[3]AUTOCAD2000建筑工程設計繪圖入門 張敏胡 主編 北京大學出版社.

[4]AUTOCAD建筑工程設計與繪圖初步 王一春 主編 內(nèi)蒙古大學出版社.

[5]AUTOCAD 工程設計 黃連素 主編 上海科技大學出版社.

[6]《 建筑結(jié)構(gòu)CAD應用基礎》 徐秀麗 主編 中國建筑工業(yè)出版社出版.