計算機輔助設(shè)計在長度計量校準(zhǔn)工作中的具體應(yīng)用及前景展望

陳怡星

（常熟市計量測試所，江蘇 常熟 215500）

1 長度計量校準(zhǔn)的基本理論

1.1 長度計量校準(zhǔn)的概念

長度計量校準(zhǔn)是指對被檢驗物品或設(shè)備的質(zhì)量、數(shù)量和其他參數(shù)進(jìn)行檢查，并確定其準(zhǔn)確度及可靠性。在日常生產(chǎn)過程中當(dāng)使用具有高精度儀器時就需要定期地對儀器所測數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)，例如對于一些精密測量工具而言如果沒有及時校準(zhǔn)的話則會導(dǎo)致誤差過大。校準(zhǔn)就是利用國家標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范各類儀器儀表以及技術(shù)參數(shù)的測量方法，通過這種方式可以保證生產(chǎn)過程中各種指標(biāo)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確無誤，并避免人為因素造成誤差等問題發(fā)生。

1.2 長度計量校準(zhǔn)的重要性

長度計量校準(zhǔn)是保證計量工作質(zhì)量的重要措施之一，只有通過對設(shè)備、儀器進(jìn)行校準(zhǔn)，才能確保在生產(chǎn)過程中能夠正常運行，所以加強數(shù)控技術(shù)管理和檢測力度對于提高其精度有著非常關(guān)鍵的作用。在進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)時需要對設(shè)備所產(chǎn)生的誤差以及零件質(zhì)量問題等多方面因素作出全面準(zhǔn)確的評價，同時還要保證產(chǎn)品能夠?qū)崿F(xiàn)自動控制，如果沒有了可靠、正確的數(shù)據(jù)資料，就無法完成機械加工任務(wù)。

2 計算機輔助設(shè)計技術(shù)分析

計算機輔助設(shè)計主要是指通過計算機設(shè)備以及圖形輸出軟件或是設(shè)備輔助進(jìn)行工作。其主要通過統(tǒng)稱為CAD的機械制圖軟件開展工作。在機械設(shè)計領(lǐng)域中，計算機可以在制圖時為設(shè)計人員提供各種便利，如自動計算數(shù)值、實現(xiàn)可視化數(shù)值輸出、圖形自動生成等。機械制圖過程中為了確定最優(yōu)設(shè)計方案，通常要進(jìn)行大量繁瑣復(fù)雜的設(shè)計，從而進(jìn)行最優(yōu)方案的制定。而對于方案擬定時所涉及到的各種其他信息或是備忘等，都能夠通過計算機的存儲功能進(jìn)行簡單的存取，而且可以在需要時進(jìn)行迅速查找。通常而言，機械設(shè)計是由草稿開始設(shè)計的，而計算機在草稿生成方面是十分智能化的，可以輕松利用計算機完成草稿的自動化生成以及數(shù)據(jù)計算與加工等操作。

計算機輔助設(shè)計最開始起源于大規(guī)模集成電路微處理器的問世，從而建立可供工業(yè)生產(chǎn)的工程工作站。同時CAD制圖開始得到人們的青睞。在這之后，CAD技術(shù)逐漸走向產(chǎn)業(yè)化、自動化。為工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行鋪底的許多智能化圖形功能也應(yīng)運而生，這些面向工業(yè)生產(chǎn)的計算機輔助設(shè)計技術(shù)使得CAD慢慢在工業(yè)設(shè)計過程中開始普及，其系統(tǒng)構(gòu)造也變得越來越豐富多樣，并開發(fā)出計算機集成制造技術(shù)以完善工業(yè)制圖產(chǎn)業(yè)鏈。而眾多新興處理技術(shù)也開始與CAD進(jìn)行結(jié)合，這很大程度上促進(jìn)了工程制圖技術(shù)的性能提升。而且許多專業(yè)人士也開展了相關(guān)領(lǐng)域的研究，從而促進(jìn)了智能CAD技術(shù)的出現(xiàn)，這使得計算機輔助設(shè)計技術(shù)得到了前所未有的迅速發(fā)展與進(jìn)步。

3 計算機輔助設(shè)計在長度計量校準(zhǔn)工作中的重要性

3.1 轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)生產(chǎn)工作方法

計算機輔助設(shè)計的運用為該行業(yè)提供極大的便利，最為顯著的是轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)生產(chǎn)工作方法，以往的長度計量校準(zhǔn)工作方法存在局限性，在測量中容易受到多個外界因素帶來的影響，導(dǎo)致誤差加大，也降低計量結(jié)果的精確性。而通過運用計算機輔助設(shè)計能夠使生產(chǎn)方法發(fā)生變化，采用新的長度計量校準(zhǔn)方法的優(yōu)點是使用有關(guān)的器具來測量有關(guān)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致有關(guān)計量數(shù)據(jù)具有更強的實時性。保存時間越長，不會由于時間久了而使得數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差和丟失。同時，若數(shù)據(jù)存在問題，能夠迅速找到數(shù)據(jù)的源頭，能夠立刻加強工作便捷性和緩解工作壓力。并且能夠降低因為人力計算而導(dǎo)致的誤差，讓長度計量校準(zhǔn)結(jié)果相當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)和精確，大大提高工作效率。

3.2 提高計量結(jié)果的精確性

計量工作第一個因素也是最關(guān)鍵的因素，即信息準(zhǔn)確，這樣才可以為確保后續(xù)工作穩(wěn)定開展奠定良好的基礎(chǔ)。從某個程度來看，沒有準(zhǔn)確性的計量工作難以高效進(jìn)行。計算機輔助設(shè)計能夠使計量結(jié)果更加準(zhǔn)確，降低外界因素造成的干擾，盡可能將誤差控制在最小化。此外，如果測量結(jié)果出現(xiàn)，也能夠運用有關(guān)的程序來多次驗證，可以快速找到且有效處理錯誤的信息，由此使計量信息更加精確。

4 長度計量校準(zhǔn)工作的具體影響要素

首先是人為操作因素。人為操作因素主要體現(xiàn)在記錄檢定數(shù)據(jù)、操作檢定儀器設(shè)備、保存與處理檢定樣本等環(huán)節(jié)，由此可見，人為實施檢定操作的整個過程都會導(dǎo)致檢定數(shù)據(jù)產(chǎn)生顯著的變化影響。檢定業(yè)務(wù)人員如果沒有按照規(guī)范化的基本實施思路來處理檢定樣本，那么長度計量校準(zhǔn)樣本就會存在比較明顯的損壞風(fēng)險，導(dǎo)致檢定工作無法順利完成。某些長度計量校準(zhǔn)人員不具備最基本的檢定操作資質(zhì)，因此頻繁表現(xiàn)為不規(guī)范的檢定操作方法，甚至造成了檢定儀器損壞等嚴(yán)重事故。

其次是設(shè)備儀器因素。在目前的情況下，長度計量校準(zhǔn)的設(shè)備儀器裝置已經(jīng)得到了全面的完善更新。但是實際上，目前現(xiàn)有的長度計量校準(zhǔn)設(shè)備普遍表現(xiàn)為規(guī)模體積較大以及結(jié)構(gòu)精密的特性，這決定了技術(shù)人員必須要妥善保存長度計量校準(zhǔn)的儀器裝置設(shè)備。長度計量校準(zhǔn)儀器如果沒有得到必要的校準(zhǔn)操作處理，則會造成檢定數(shù)據(jù)的失真現(xiàn)象。相比于傳統(tǒng)類型的長度計量校準(zhǔn)裝置儀器而言，具有自動化與智能化特征的長度計量校準(zhǔn)儀器更加有益于保障檢測結(jié)果準(zhǔn)確，同時還能促進(jìn)檢定業(yè)務(wù)的成本資源節(jié)約。

第三是檢定方法因素。長度計量校準(zhǔn)的實踐操作技術(shù)方法將會產(chǎn)生不可忽視的檢定工作影響，長度計量校準(zhǔn)人員應(yīng)當(dāng)全面關(guān)注于現(xiàn)有的檢定業(yè)務(wù)實施手段創(chuàng)新。長度計量校準(zhǔn)工作本身具備較為顯著的專業(yè)化與綜合性特征，長度計量校準(zhǔn)的實踐操作方法應(yīng)當(dāng)?shù)玫胶侠砜茖W(xué)的選擇。檢定業(yè)務(wù)人員需要結(jié)合待測樣本的成分元素特征，按照現(xiàn)有的檢定實施規(guī)范來進(jìn)行檢定業(yè)務(wù)手段的合理搭配選擇。檢定技術(shù)人員對于多種不同的長度計量校準(zhǔn)方法應(yīng)當(dāng)予以必要的結(jié)合使用，旨在促進(jìn)檢定操作效率的優(yōu)化提高。

5 計算機輔助設(shè)計在長度計量校準(zhǔn)工作中的具體應(yīng)用

5.1 數(shù)據(jù)庫技術(shù)

現(xiàn)階段，計量的長度檢定和校準(zhǔn)將轉(zhuǎn)向自動化和智能化。大容量數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)下的多功能模塊可以創(chuàng)建一個良好的自動化管理系統(tǒng)，包括主機、信息模塊、維護(hù)管理模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。作為基本模塊，主控制單元涵蓋系統(tǒng)中的各種功能?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)也可以根據(jù)專業(yè)用戶的菜單進(jìn)行擴展。若無法編輯模塊中的初始信息，必須使用其他方法對信息進(jìn)行有效分類，并將維護(hù)過程結(jié)合起來，以執(zhí)行查詢、拷貝和更改。在語言支持下完成系統(tǒng)操作后，它能夠全面處理設(shè)備驗證信息，為不同用戶提供不同的權(quán)限，并對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行有效的日常管理。

5.2 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)已成為現(xiàn)代檢定長度計量校準(zhǔn)的重要工具，可實現(xiàn)更好的控制和管理，并降低管理成本。現(xiàn)代管理方式已成為技術(shù)重心。聯(lián)網(wǎng)的核心是創(chuàng)建一個計算機技術(shù)計量管理系統(tǒng)平臺，使不同用戶能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)共享內(nèi)容研究，同時確保集成計算以確保工作質(zhì)量。因此，在長度計量校準(zhǔn)和校準(zhǔn)管理方面，集中存儲各機構(gòu)的分布式信息，然后由決策管理部門動態(tài)控制。操作層面可以靈活地對各種類型的信息和數(shù)據(jù)作出反應(yīng)，包括收集和分析系統(tǒng)要求。

5.3 虛擬器技術(shù)應(yīng)用

隨著計算機輔助設(shè)計技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)字信號處理技術(shù)和圖像處理技術(shù)等智能檢測方法也發(fā)生了質(zhì)的變化。在此背景下，虛擬設(shè)備技術(shù)也應(yīng)運而生。近年來，主要在電子計量框架內(nèi)開發(fā)了有關(guān)長度計量校準(zhǔn)技術(shù)，使傳統(tǒng)設(shè)備的物理結(jié)構(gòu)現(xiàn)代化提高了效率和實用性，并成為現(xiàn)有計量設(shè)備的一個重要組成部分。它根據(jù)虛擬儀器的使用過程將技術(shù)手段納入測試分析過程，并使用更強大的計算機工具在計算機屏幕上生成類似于傳統(tǒng)儀器的圖像。用戶可以在操作設(shè)備的幫助下使用虛擬按鈕，根據(jù)需要調(diào)整儀器設(shè)備的各種功能，使用屏幕實時輸入系統(tǒng)運行狀態(tài)，顯示最終測試和分析結(jié)果。

6 計算機輔助設(shè)計在長度計量校準(zhǔn)工作中的前景展望

6.1 注重長度計量校準(zhǔn)工作真實性

在進(jìn)行長度計量校準(zhǔn)工作時，對于長度計量校準(zhǔn)環(huán)節(jié)，應(yīng)提升計量數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性以及實用性。長度計量校準(zhǔn)中采用網(wǎng)絡(luò)計算機輔助設(shè)計、通信技術(shù)，可以更好地進(jìn)行通信連接，處于不同信號網(wǎng)絡(luò)環(huán)境都能夠很好地開展長度計量校準(zhǔn)作業(yè)活動，并提高長度計量校準(zhǔn)整體工作質(zhì)量。因此，工作人員在實際開展長度計量校準(zhǔn)工作時，核心技術(shù)為數(shù)字化采集技術(shù)，通過將其進(jìn)行合理應(yīng)用，通過傳感器和采集器有序進(jìn)行接入工作，可以對數(shù)據(jù)信號進(jìn)行很好的傳輸。長度計量校準(zhǔn)過程中，可以獲取可靠的數(shù)據(jù)信息，工作人員應(yīng)嚴(yán)格遵循制定的相關(guān)流程，有序開展相關(guān)操作活動，及時調(diào)整傳輸信號。計算機軟件的合理應(yīng)用，有利于確保信息處理工作更具效用性，準(zhǔn)確執(zhí)行長度計量校準(zhǔn)工作。因此，計算檢測校準(zhǔn)工作中，計算機輔助設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用，可以起到很好的保護(hù)作用，并充分發(fā)揮出計算機輔助設(shè)計技術(shù)的實踐應(yīng)用價值。

6.2 長度計量校準(zhǔn)的質(zhì)量評價

目前我國進(jìn)行檢驗時主要采用兩種方式：一是利用計算機技術(shù)來實現(xiàn)自動檢測；二是通過現(xiàn)場總線將數(shù)據(jù)傳送到數(shù)控裝置或者M(jìn)-D型專用儀表或工作站的自動控制單元中去。長度計量校準(zhǔn)過程中，由于各方面因素的影響，在進(jìn)行檢定時存在一些不規(guī)范操作現(xiàn)象。例如：校準(zhǔn)定尺上、下弦法和變分原理機平差后的標(biāo)距誤差大，計量值不準(zhǔn)確或標(biāo)準(zhǔn)偏差過大等問題，都會導(dǎo)致測量結(jié)果產(chǎn)生較大差異甚至錯誤情況出現(xiàn)，因此需要重視長度計量校準(zhǔn)機構(gòu)的質(zhì)量評價。對儀器儀表盤點完成后要及時地進(jìn)行抽樣檢測并做好記錄以便后期維修；同時還要根據(jù)實際情況選擇合適型號規(guī)格適用于不同工況的測量設(shè)備及工具；再者計量裝置生產(chǎn)廠家應(yīng)定期組織相關(guān)技術(shù)人員、維護(hù)人員開展質(zhì)量安全教育培訓(xùn)。

6.3 合理運用數(shù)據(jù)庫技術(shù)管理模式

對于計算機輔助設(shè)計技術(shù)來說，具備了強大的數(shù)據(jù)處理、讀取和存儲功能，可以有效保障長度計量校準(zhǔn)整體工作質(zhì)量和效率，更好地完成加工大量數(shù)據(jù)的工作。傳統(tǒng)資料保存以及數(shù)據(jù)處理，一般為人工操作模式，工作效率低，同時加大了工作失誤率，不利于有序開展長度計量校準(zhǔn)工作。計算機輔助設(shè)計技術(shù)應(yīng)用以后，可以實際滿足現(xiàn)代化管理工作相關(guān)要求，長度計量校準(zhǔn)中獲取全部數(shù)據(jù)并傳至計算機上，計算機數(shù)據(jù)庫技術(shù)可以開展數(shù)據(jù)備份存儲操作。如果數(shù)據(jù)讀取，應(yīng)打開存儲位置的文件，根據(jù)存儲文件的實際和大小等相關(guān)數(shù)據(jù)開展準(zhǔn)確的查詢工作。完成數(shù)據(jù)輸入以及存儲以后，通過對數(shù)據(jù)庫技術(shù)的合理應(yīng)用，可以確保長度計量校準(zhǔn)工作更具快捷性，并有效保障數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確性。

6.4 合理應(yīng)用虛擬儀器技術(shù)管理模式

計算機輔助設(shè)計技術(shù)中虛擬儀器技術(shù)作為創(chuàng)新發(fā)展的成果，計算檢測中對虛擬儀器技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，可以給數(shù)據(jù)測量以及數(shù)據(jù)測試帶來很多的便利條件。應(yīng)用虛擬儀器主要作用為：給工作人員提供工具支持，有效分析和展示數(shù)據(jù)測量之后的數(shù)據(jù)信息，并可以有序開展數(shù)據(jù)校準(zhǔn)工作。因此，通過采用虛擬儀器技術(shù)，能夠?qū)⒆詣由杉夹g(shù)報表，充分發(fā)揮出很高的應(yīng)用價值。

長度計量校準(zhǔn)是檢驗計量的重要手段，它在提高生產(chǎn)質(zhì)量和維護(hù)資產(chǎn)安全方面起著關(guān)鍵作用，同時也提供了一個良好發(fā)展平臺，因此加強長度計量校準(zhǔn)工作中存在問題的研究、分析就顯得十分必要。目前我國企業(yè)管理水平較低、質(zhì)量控制體系不健全以及缺乏規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)等問題，嚴(yán)重制約了行業(yè)發(fā)展，為了提高數(shù)據(jù)及信息的準(zhǔn)確性和可靠性就需要加強計量器具與技術(shù)檢測力度并嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，同時要建立完善合理有效的監(jiān)督機制來對其生產(chǎn)過程中存在的各種異常情況及時發(fā)現(xiàn)。

7 結(jié)束語

綜上所述，長度計量校準(zhǔn)工作中合理應(yīng)用計算機輔助設(shè)計技術(shù)，能夠有效保障長度計量校準(zhǔn)工作質(zhì)量，可以保障在數(shù)據(jù)信息獲取過程中呈現(xiàn)出可靠性、安全性和準(zhǔn)確性的優(yōu)勢。長度計量校準(zhǔn)過程中，工作人員應(yīng)充分意識到通過對計算機輔助設(shè)計技術(shù)的科學(xué)運用，作為我國開展長度計量校準(zhǔn)工作的必然發(fā)展趨勢。深入研究和分析計算機輔助設(shè)計技術(shù)，注重監(jiān)督以及管理長度計量校準(zhǔn)工作，發(fā)揮信息化優(yōu)勢，不僅確保整體工作質(zhì)量，并有利于促進(jìn)企業(yè)的長期穩(wěn)定發(fā)展。