通讯科技在定位技术中的运用论文

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通讯科技在定位技术中的运用论文

篇1:通讯科技在定位技术中的运用论文

通讯科技在定位技术中的运用论文

1 引言

焦炉四大车的通信方式大多采用无线或感应无线的通信方式。在感应无线的通信方式中,编码电缆既作为位置检测使用,又作为数据通信使用。将编码电缆应用在移动机车的定位上是相当成功的,但将其应用在数据通信上,其缺点是明显的。首先感应无线通信的工作频率较低(100kHz左右),容易受到电气干扰;其次其通信环路过长,设备复杂,稳定性较差,成本高。近年来,无线电通信技术飞速发展,已由过去的模拟方式发展到现在的数字方式,其特点是硬件设备简单、通信速度快、通信误码率低。因此采用无线数据通信技术解决焦炉四大车的通信问题是未来的发展方向。

1.1通信技术

(1)扩频通信基本原理扩频通信,即扩展频谱通信(Spread SpectrumCommunication),它与光纤通信、卫星通信,一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。扩频通信是将待传送的信息数据被伪随机编码(扩频序列:Spread Sequence)调制,实现频谱扩展后再传输;接收端则采用相同的编码进行解调及相关处理,恢复原始信息数据。(2)扩频通信的理论基础扩频通信的可行性,是从信息论和抗干扰理论的基本公式中引伸而来的。扩展频谱换取信噪比要求的降低,正是扩频通信的重要特点,并由此为扩频通信的应用奠定了基础。总之,我们用信息带宽的10 0倍,甚至10 0 0倍以上的宽带信号来传输信息,就是为了提高通信的抗干扰能力,即在强干扰条件下保证可靠安全地通信。这就是扩展频谱通信的基本思想和理论依据。

2 位置检测的基本原理

2.1编码电缆的结构

编码电缆由电缆芯线、模芯和电缆护套构成。芯线有两种,即基准线(R线)和地址线(G0线—G9线)。基准线R在整个电缆段中不交叉,地址线是按格雷码的编码规律来编制的,G0每隔2P交叉一次,G1每隔4P交叉一次,G2每隔8P交叉一次,以此类推,G9在整个电缆段中只交叉一次,P为依靠电缆本身能识别的最小长度。

2.2位置检测的基本原理

图1为编码电缆位置检测原理示意图。移动机车上安装一个天线箱(发射天线),天线箱距离扁平电缆10 ~30 c m,天线箱发射的高频信号通过电磁感应被地面的编码电缆接收,R线为平行敷设的一对线,接收到的信号作为基准信号,G0 ~ G9在不同的位置有不同的交叉点,其接收到的信号在经过偶数个交叉后,相位与基准信号相同,在经过奇数个交叉点后,相位与基准信号的相位相反,若规定同相位时地址为“0”,反相位时地址为“1”,则在编码电缆的某一位置得到唯一10位的地址编码,此对应与机车的一个地址。例如图中G0~G9的地址码为:001…1。位置检测单元将地址码转换成十进制的米数,即可检测出机车离编码电缆始端的距离,从而得到机车的位置。

3 感应无线定位和通信系统

数据通信受到变频调速器谐波干扰,变频器工作时,作为一个强大的干扰源,其干扰途径一般分为辐射、传导、电磁耦合、二次辐射和边传导边辐射等,谐波的频率为几十千赫兹到几百千赫兹。主要途径如图2所示。从图2可以看出,变频器产生的辐射干扰对周围的无线电接收设备产生强烈的影响。下面介绍感应无线通信系统中数据通信和地址检测的模式,并说明变频调速器对感应无线通信干扰的原因。

3.1数据通信的模式

感应无线通信的工作频率为:地面站:79kHz,车载站:49k Hz,这个频率正好在变频调速器的谐波范围,于是产生了同频干扰。数据通信的流程如图3所示。由于地面站的数据是通过编码电缆发射的`,而编码电缆是单线圈结构,发射效率较低,要保证车上的接收质量,必须提高车上接收的灵敏度,因此车上的接收天线是多线圈的,并配有信号放大器,因此灵敏度较高,在接收地面站信号时也很容易接收到变频器的谐波,造成同频干扰。车上接收到错误的数据后就不能往地面站回发数据,只能等待接收下一帧数据。若干扰仍存在,通信就中断了。为了消除变频调速器的谐波干扰,常采用如下两种方法。

(1)增加一个参数一样的接收线圈。采用放大器差分输入(减法器)的办法来消除干扰,但同时也把有用的信号差分掉了,为了防止有用信号被差分(相减)掉,这两个线圈必须保持一定的距离。这样它们接收到的干扰信号就不相等了,因此,用差分相减的办法不能完全消除变频调速器的谐波干扰。

(2)采用无线扩频通信技术。其工作频率2.4GHz,避开了变频调速器谐波干扰,是一种彻底解决变频调速器的谐波对数据通信干扰的办法。本系统采用的就是无线扩频通讯技术。

3.2地址检测模式

感应无线通信系统中,编码电缆既用作地址检测,又用作数据通信,因此地址检测和数据通信只能分时进行,地址检测建立在数据通信之上。即在一个通信同期内,有一段时间用于车上调制器发送载波,以便地面站检测地址,如图4所示。由于变频调速器的干扰,车载站接收到错误的数据后不能回发数据,也就不能发送载波(用于地址检测)了,因此地址检测便不能实现。

3.3变频调速器的谐波对感应无线数据通信干扰

编码电缆既用作地址检测,又用作数据通信,通过编码电缆和车上天线箱的电磁感应实现车载站和地面站的数据交换。近年来,变频调速器在工业控制中得到了广泛的应用。但它工作时频率丰富的谐波对周围的设备带来了严重的干扰。其严重后果有:

(1)影响无线电设备的正常接受;

(2)影响周围机器设备的正常工作,使它们因接受错误的信号而产生错误动作。所以数据通信应采用抗干扰能力强,尤其是抗变频调速器谐波干扰的通信技术。

4 结束语

焦炉四大机车之间的数据通信采用无线扩频通信方式,有如下优点:

(1)抗干扰能力强,误码率低,提高了数据通信的质量;

(2)扩频通信设备所使用的芯片绝大部分是数字电路,设备集成度高,便于维护;

(3)工作在全球通用的、无需申请许可的2.4GHz的ISM波段上,波特率达19.2Kbps,既有效地避开了变频器等工业电器的干扰,又提高了通信的速度。因此,6#焦炉在四大机车定位技术中的应用是十分可靠的,具有很广泛的应用价值。

篇2:干冰技术在电网科技创新中运用分析的论文

【摘要】清洗技术的出现改变了人们的传统清洗方式,提高了人们的生活水平,是清洗科技史上一大创新。尤其是干冰清洗技术的出现使得清洁能力和清洁方式发生了巨大变化,清洗变得更加便捷,快速,满足了现代社会人们的生活需求。本文就是在此背景下探讨干冰清洗技术在电网科技创新中的运用,提供相应的技术指导。

【关键词】清洗技术;干冰清洗;电网;创新技术

1前言

电能是社会发展的最重要的基础能源之一,尤其是现代化工业,农业等各行各业对于电力的需求越来越大,电网飞速发展,这就需要电力系统变电站能够确保安全运行[1]。分析电力系统安全运行的因素可知,要预防和处理污染物覆盖绝缘子表面的情况发生,这是重要的干扰电力系统安全运行的原因[2]。干冰清洗技术在电网科技应用就能解决该问题,改善相应的问题情况。

2干冰清洗技术的原理及应用分析

(1)干冰清洗技术的工作原理是首先将干冰颗粒进行存储,而干冰的成分是液体二氧化碳,运用干冰造粒机就可以将其制成相应规格的干冰颗粒;然后运用外接的压缩空气对干冰喷射清洗剂内的干冰颗粒形成高速冲击,从而使得干冰颗粒高速喷射而出,将气流喷射口对准需要进行清洁的衣物表面,经过气流的喷射带动作用,这些干冰颗粒就可以将衣物表层的污垢进行消磨和冲击,起到清洁作用。那些具有强吸热效果的干冰颗粒在被喷射到被清洗衣物表面过程中,会对污垢形成加热作用,经过加热的污垢软硬度会发生变化,衣物材料发生收缩,从而使得污垢不再粘附于衣物表面,也就实现了衣物清洁效果[3]。

(2)电力行业:运用干冰颗粒清洁技术可以清洁绝缘器、带电电缆,可对变压器、、配电柜及电线;电力部件清洗方面可以实现对以下部件的清洁工作:电动机、定子,发电机、转子等,经过清洁的电力部件完好无损;还可以实现对于透平上叶轮、汽轮机、叶片等部件锈垢、烃类和粘着粉末的清洁效果。对变电设备的清洁过程原理是:运用喷神清洁机通过压缩空气实现对干冰颗粒的喷射,由于干冰颗粒处于高速运动状态,在遇到被清洁设备表面时候,将会发生动量变化,升华以及融化等能量转换过程,由于干冰颗粒温度极低,低至零下78摄氏度,喷射动能高至4公斤/秒。因此,喷射而出的干冰颗粒遇到污垢,油污等污染物时,会将这些附着于设备之上的污染物凝结和催化,由于设备表面遇冷发生收缩,从而实现了对污染物的剥离,这些污染物也随着干冰颗粒二氧化碳成分的融化挥发而一起挥发掉,也实现了对设备的清洁作用[4]。

(3)干冰清洗剂的另外一个优势在于其体积小,清洗范围和能力极强,甚至可以超越人工清洁作业范围,包括很多狭窄环境下的清洁作用;干冰清洁机喷头还可以插入至2号发电机两端隔板孔,从而实现对电力设备末端的铁芯清洁作业。干洗清洁机清洁速度快,由于是无水清洁过程,不含腐蚀性物质,能够确保设备及部件的完整性和安全性,不影响其正常性能的继续发挥。干洗清洁机使用的干冰颗粒成分是二氧化碳,在清洁过程中融化挥发并带走污垢,因此,能够确保电力设备的清洁和不被二次污染,清洁工作高效便捷,是适合电力设备清洁作业的最佳选择。

篇3:干冰技术在电网科技创新中运用分析的论文

3.1清洗前机械和检测机器的管理工作

清洗前的准备工作有:掉请专业技术人员做好电力设备的保养,调试工作,运用专业检测工具,材料等做好全面的清洁前检查。对所有机器都能够做到记录在册,主要目的是:确保清洁工作能够顺利进行,所有机器都能够清洁到位;机器及其部件完好无损无丢失现象,发生意外情况能够有据可查;做好备用机器准备工作,对于重要机械设备,要保证备用设备,防止故障等意外发生而延误清洗作业进程。为保证清洗技术的严密性,要做好电力设备清洗项目成本的管理工作,主要针对那些存在故障或者需要维修的设备,要将其综合汇总及时做好信息上报工作,以便于做好经济成本预算;做好易受损部件的备用部件储备工作,确保清洁作业。

3.2增加操作人员的专业技能

在操作人员专业技能方面,如果相关人员的技术不扎实,素质不高,就可能会存在无法正确判断和应对一些意外或者突发情况,那么,就会延误或者损害清洁工作的政策进行,最终的清洁结果也不能够完全达到预期效果。因此,要做好清洁操作人员的管理工作,确定管理办法,制定管理措施,积极做好管理程序。在对清洁操作人员进行沟通和管理过程中,要分析他们的.文化层次和理解能力,尽量将复杂的程序和方法简单化,语言口语化,使他们能够听懂和理解工作要求,能够更好的做好清洁服务,确保清洁工作的进程能够顺利进行。另外一个重要方法是,要做好岗前培训工作,将新招聘的员工集中进行陪需,合格之后才能真正上岗实际操作;还要从心理上合理引导员工,让员工工作有热情,面对复杂工作有耐心,认真做好清洁工作。

3.3开展方案设计

近年来,电力设备清洗技术发展较快,电力是国家的重要基础能源,政府部门也非常重视电力设备的清洁工作,注重该方面技术的发展进步,另外,在学术界和理论界也引起了研究电力设备清洗技术的热潮,目的是为了防止在清洁作业过程中的意外情况发生,确保清洁工作安全高效的开展。因此,首先是政府部门要尽快制定出电力设备技术方面的监管制度,加强引导和监管工作;其次是技术人员要熟悉业务,认真学习提升,出台设计方案,确保自身清洁技术过硬,操作能够更加熟练。最后,工作人员还需要在工作中积极进行总结,分析出现问题的原因,时刻保持较好的安全意识,使清洁工作能够高效开展,防止清洁工作操作意外情况的发生。

4结语

在运用和提升电网科技中的干冰清洁技术方面,要以国家电网公司为核心,积极做好国外先进经验的学习和借鉴工作,同时,加强国内电力设备技术方面的研究和发展,成立专家团队,确保我国电力设备保护技术能够快速发展,提升到国际化水平,并进一步能够处于世界领先地位,为我国的资源优化配置做出贡献,确保我国电能的合理化运用。

篇4:信息科技在体育中的运用论文

1.1促进运动训练的科学化体育训练十分讲求训练方法是否科学。现代信息科技给我们提供了十分方便的获取信息的途径,因此结合其他相关知识,根据学生或运动员的个体信息制定合适的运动数学模型与选材标准,从而有利于使学生或运动员取得更好的学习与训练成效。

1.2促进体育管理的科学化既往的体育教学管理,需要通过严格按照上交、定期审查与临时抽查等手段以使各项教学计划能按时完成,这导致体育管理者负担较重且管理效果不佳。而通过信息系统的建立,能够采取计算机的网络化管理,不仅大大地降低了管理者的负担,还提高了体育管理的效率。同时,通过开发相应的计算机管理软件与校园网络,既能提高对体育场地、经费与器材管理的规范性与高效性,又能将学校体育管理方面的经费置于监督之下,促进学校财务管理制度的现代化,使之趋向严谨、透明化。通过应用信息科技于体育管理中,使各项辅助管理得以规范、合理而高效的进行,在整体上提高体育管理的科学性。

2信息科技在学校体育中的实际应用

2.1在体育教学上的应用由于多媒体图文声像并茂的表现特点,教师通过将教学资料在多媒体上的呈现,能激发学生的学习热情,扩大学生的视野。如播放一些运动比赛视频,并配合教师的讲解与学生的互动,对一些运动上的需要注意的细节与难点进行仔细讲解分析,在学生对课堂产生极高热情的情况下,教学效果自然能在很大程度上得以提高。进入信息化时代,知识更新的速度非常之快,且科学技术的发展也非常迅速,各种学科相互渗透。而体育理论本身就融合了不同学科的理论知识,而在相关的学科知识迅速更新时,体育理论知识也随之更新,因此学校一线体育教师、教练、体育科研者必须不断更新与学习知识,并自觉接受再教育。然而,由于工作任务的沉重,他们无法全身心投入到学校系统中参与进修,然而在发达的信息化时代下,建立体育网络,进行远程教育就非常容易了。比如在学校体育网站中开发相应程序建立网络学习室,师生交流平台、教学媒体库与试题数据库,从而使广大师生可以随时随地通过互联网进行学习、研究。

2.2在体育管理上的应用统计学校体育成绩和规划学校体育工作时,常常要处理大量的数据,这种情况下使用计算机和通过开发的相关系统进处理就能够非常精准快捷地完成。比如使用成绩管理系统可以自动生成学生成绩并加以统计;而教师只需要在系统中输入学生学号与项目测试时的原始成绩,系统便可以完成自动评分查分、汇总、平均分计算、确定成绩等级等,这样一种自动化的计算机处理方式,极大程度上降低了教师、各级教练与体育管理者的工作强度,同时也大大地提高了工作的效率。一般情况下,学校的体育场馆在校园内分布情况较为分散,其管理模式也多为分散式的,这造成了许多管理上的不便。学校体育管理要求在遵循体育的基本规律的前提下,以最小的人力物力和最佳的方式计划、施行、评定学校体育的各项工作。目前高校体育管理着重于体育教学管理、网络信息管理、体育资料管理等几个方面。在学校体育管理工作中,有时会需要处理数量计算量很大的情况,这个时候可以开发相应的数据库软件以使数据处理准确快捷的完成;还可以通过计算机相关功能,对学校体育管理工作中需要处理的资料分类、整理、排列顺序、加工、存档,以提高日常信息管理的效率和有序性。

2.3在体育运动训练上的运用一般体育项目的运动训练有以下几个环节:初始计划、确立训练目标、制定相关训练计划、按计划施行训练和完成训练、实现训练目标。这些环节也存在于传统的`学校体育训练中,但由于许多细节上存在不合理的原因使得运动员训练成绩难以提高、训练目标实现情况不理想。而一旦结合计算机网络技术,就能很好地克服这些细节上的问题,并且在整体上亦能提高训练的合理性与科学性,使得运动员的训练成绩能得到明显提高。例如通过开发相关数据库系统,对运动员日常的训练计划、施行情况、心理状况等数据进行记录保存,根据这些数据再结合相关理论知识与科学的研究方法,分析制定出一个科学合理且符合运动员个体情况的训练计划、训练目标与训练方法。

2.4在综合方面的应用如今是个信息大爆炸的时代,信息就是生产力,获取信息几乎对任何一个企业来说都有着至关重要的作用。信息技术的发展主要体现在网络技术的变革上,网络具备了传统媒体的全部功能,具有信息传播速度快、内容更新新快的特点。在学校体育方面,通过网络收集相关信息为教学、训练和管理提供新思想、新观念与新方法。一些体育网站发布许多这方面的信息,实时报道相关项目的最新成果,及许多专业人士对某方面的专业评论也透过网站得到传播,以及相关运动设施、场馆的变化情况也能在网上得以查询出,这对教学与训练来说无疑是百利而无一害的。

3结论

总而言之,随着信息科技被广泛地应用于社会生活的方方面面,我们已离不开信息科技。在学校体育中,信息科技并不仅仅局限于管理方法、教学与训练手段的变革,更关键的是观念与思想上深层次的改变,体现的是现代化的精神。如今,学校体育也已经离不开信息科技,信息科技的应用不仅能促进学校教育的发展,还将很大程度上保证学校体育的不断健康发展。所以我们单单意识到现代信息科技对学校体育的重大意义是不够的,我们更应该不断学习并接受信息化变革所带来的新思想、新观念。学校一线体育教师、各级体育教练、体育科研部门工作人员和学校体育管理人员应严格要求自己,加强信息科技在学校体育中的学习与研究,促进学校体育的发展。

篇5:BIM技术在工程造价中的运用论文

BIM技术在工程造价中的运用论文

摘要:通过对BIM技术及其优势进行概述,分析了BIM技术在建筑工程造价管理应用中存在的一些问题,并根据这些问题提出了相应的解决方案,以此来探讨BIM技术如何在建筑工程造价管理的各个阶段中应用,希望能够为建筑工程造价管理的发展做出贡献。

关键词:BIM技术,建筑工程,造价管理

1基本概述

1.1定义BIM

技术指的是建筑信息模型技术,是BuildingInformationModeling的缩写。BIM技术根据建筑工程的各种各样的数据和信息,使用数字模型将建筑的真实状态展现出来,进而完成对建筑工程的管理,其内容主要包括主建模、仿真、优化和模拟现实这四个主要因素。通常来说,BIM技术是仿真性、信息完整性等特点,这项技术第一次被提出是在20世纪70年代的美国,自21世纪后,BIM技术得到了突破性的发展,目前,BIM技术已经成为了一种建筑领域里面的不可或缺的重要技术,在建筑里面有着不可代替的作用。

1.2优势BIM

技术作为建筑领域里不可或缺的重要技术之一,其优势主要有着以下几个方面:一是测试,在工程开工之前能够对工程项目进行了解,并巧妙的运用已有的数据来对建筑设计的科学性与合理性进行验证;二是沟通,通过使用相应的软件来制造一些数学信息模型,以此来保证每个施工环节都可以获得细致的观察与充分的理解,以此来确保各个分包商之间沟通;三是检查,使用BIM技术能够对造价预算进行查漏补缺从而解决不合理的预算投入;最后则是模拟,在建筑施工之前将施工目标进行模拟,来保证施工的进度。

2建筑工程造价存在的问题

2.1缺少全面性

近几年随着我国社会的进步和人民生活水平的提升,我国的建筑行业也在进行着蓬勃的发展。但是建筑行业一直面临着现代化进程过慢的问题,特别是在工程造价管理上缺少完善且全面的管理制度和体系,并且由于工程的施工周期通常都不短,面对缺乏管理制度和体系现状,施工方就很难对工程造价进行掌控,并且还存在许多的建造商没有全面管控意识,与部门之间的没有做好协调与沟通的请况,长此以往工程造价管理呈现出一片混乱。

2.2信息没有协同共享

随着建筑行业的蓬勃发展,在当下越来越多的工程造价管理机构如同雨后春笋般的冒了出来,但是由于这些机构所使用的规章制度都不尽相同,各个机构之间没有联系,所以导致相关工程造价人员无法实现信息的协同共享,从而令工程造价管理的质量不高。现阶段许多的机构所使用的技术和格式有一定缺陷存在的,这些缺陷也对信息的协作共享造成了一定的影响,较为严重的降低了工程造价的效率。

3有效应用

3.1招投标阶段

众所周知,在招投标阶段的工程造价工作是最为繁琐的,其工作量尤其的`大,特别是在目前建筑工程大环境下,招标方和投标方都十分有必要对工程量一遍又一遍的计算,其中招标方还额外需要计算该标的定额消耗工程量,因此需要大量的工作人员对其数据进行分析,制成表格,但也正是由于计算之时的工作人员比较多,导致其工程量的计算结果都有各种不同。而随着BIM技术的有效应用,在进行工程造价的时候能够使用BIM技术进行检索,以此来制成出高质量的工程量清单,以此来降低计算失误率,从而减少纠纷的出现。

3.2投资阶段

投资阶段是每一项建筑工程最开始的阶段,在这个时候所进行的工程造价管理对于这项工程的后续阶段会有极大的影响,所以该阶段的工程造价是具备十分重要的意义的。通常来讲,在投资这一阶段的时候,以往的工程造价管理都是使用图纸来进行数据积累的,但这种传统方式十分容易受到外界因素的影响,以致于经常出现各种各样的误差,而如果使用BIM技术的话,由于其数据库里面拥有海量准确数据进行比对,在使用三维数字模型进行展示,就能够让投资方按照预定的计划和方案来修改,从而形成新的三维数字模型,并且还可以自动计算造价数据和施工量,由此可见在BIM技术在投资阶段的工程造价管理中有着十分重要的现实意义。

3.3设计阶段

BIM技术设计阶段的合理使用也是能够最大化的将工程造价管理的有效性进行提高,而设计阶段作为工程造价里面最重要的阶段之一,只要能够做好该阶段的造价管理,就一定可以极大的提高工程造价管理的工作效率。从当下的大环境来看,限额设计在工程造价管理的过程里获得了较多的使用,主要是按照投资预算来展开设计,使用限额设计来进一步控制投资支出,以此来保障投资可以进行合理有效的分配,而在这时将BIM技术进行应用的话,就能够对数据展开整合,令每个部门都参与进来,并在细致的讨论和分析后,将工程的设计进行完善,从而减少因为设计变化所造成的资金浪费现象。

3.4施工阶段

施工阶段是一项工程的关键时期,在这个阶段的工程造价的质量与工程作业质量有着十分紧密的联系,且由于建筑作业周期通常较长,就会被许多的其他因素所影响,从而导致工程造价管理的失误率较高。所以,从这个角度来分析,加强BIM技术的应用是势在必行的,毕竟由于工作时期是一个动态且长期的过程,在其过程里受到各种因素影响的地方很多,比如说:材料采购的资金尚未完全落实、混凝土采购费用超出等,因此,必须要利用BIM技术进行工程造价的控制。

3.5竣工阶段

BIM技术在竣工阶段进行应用也是有极其重要的意义的,能够进一步将工程造价信息的公开性进行提高,以此来将各种各样的纠纷的发生进行减少。另外BIM技术还能够较为归纳总结出完整的工程资料,并对完整数据进行整体对比与分析,为工程造价管理奠定信息数据基础。

4结语

BIM技术在建筑工程造价管理中的使用,是建筑领域进一步发展的未来趋势,更是对我国建筑领域的产业优化和现代化有着十分的重要的促进作用。BIM技术在建筑工程造价管理中的应用最为广泛,该技术的使用能够有效弥补造价管理出现的问题。所以,积极的探究BIM技术在建筑工程各个阶段的造价管理应用是十分有必要的。由此可见大力发展BIM技术在建筑领域的应用,必定是时代大趋势,更是加速建筑领域发展的重要措施。

参考文献:

[1]杜启杰.BIM技术在建筑工程造价管理中的运用效果分析[J].住宅与房地产,(36):207.

[2]石磊.基于BIM技术在工程造价管理中的应用分析[J].城市建设理论研究(电子版),(1):94-95.

[3]来进琼.基于BIM和IPD协同模式下的工程造价管理[J].建筑技术,2017,48(4):398-401.

篇6:自动控制技术在农业机械中的运用论文

自动控制技术在农业机械中的运用论文

摘要:随着农业机械技术的发展,农业机械对自动化技术的要求越来越高,近年来,自动化控制技术在农业机械中的应用也越来越广泛。以自动化在农业机械使用中的重要作用为中心,介绍了农机自动化的发展现状、优缺点以及技术应用,说明了自动化是农业机械发展的大趋势,强调了农业机械化发展中信息化和智能化的作用,倡导了农机自动化通用标准的制定与相关要求的完善。

关键词:农业机械;自动化控制;规范化;智能化

当今时代,农业生产是每个国家的重中之重,农业机械化的程度直接影响了一个国家的经济与未来,这是国计民生的头等大事。科学技术的快速发展使得自动化技术逐渐成为机械与电气合作开发的主流方向,现阶段逐步使用虚拟仪器代替过去的微处理器,促进了信息的沟通和交流。随着计算机技术、智能传感技术以及网络通信技术被广泛应用于各个领域之间,农业机械的发展也面向了自动化和信息化,这有别于传统的农业机械,结合了先进控制设备的农业机械已经不是简单的代替农业劳动力生产,而是向着更为先进的智能化和信息化方向发展。更加重视从产前到产后的全产业链中农业机械化水平的整体提高。如今,我国已经全面进入信息社会,农业机械信息化的发展关乎着每个人的生活,以现阶段农业机械发展为前提,传感器等电气控制元件在农业机械领域的应用也越来越广泛,这对播种与收获的精确定位和农业产品的品质分析,提供了更多的可能性以及广阔的发展空间,对于现代农业机械技术,在农作物的播种、生产、收获、贮藏与运输的过程中,多种多样的传感器可以发挥重要作用。因此,农业机械的自动化系统仍需进一步发展,向着更加完善的集成化、智能化方向积极探究。

1农机自动化发展现状

美国的农业机械化发展极其迅速。是目前世界上技术最发达的农机化国家之一,其研究水平也较为领先。近年来,美国开始广泛在农业机械上安装GPS系统来进行农业作业监控,并向着农业机械作业的精准化方向发展。日本如今的农机作业从耕种到收获也已经全面实现了自动化控制,并将自动化技术应用到了饲养业等方面。随着进一步研发,日本农业机械的'研究比较注重大型高性能农业机械装备的发展。欧洲很多国家的农业生产以旱作物为主,这些国家在小麦、玉米等粮食作物的各个生产环节均已全部实现机械自动化,其中一部分农业机械还安装了GPS系统来进行更为精确的农业机械作业。近年来,欧洲农业机械市场趋向于饱和,更加广阔的农业机械现代化市场已在中国形成。

2自动控制农业应用的优点

(1)实时控制。由于农业机械自动控制系统设计和开发以电气控制为基础,信号传输的时间短,速度极快。由于信号处理及时和程序运行速度块,自动控制用于处理农业机械控制装置的安全防护。可以满足多种农业机械的实时控制和安全防护。

(2)可靠性高。农业机械控制中所有的I/O输入输出信号均采用光电隔离,使农业机械工作时的外部电路与控制器内部电路之间实现电气系统隔离。各输入端均采用合理的滤波器,并选择适合的滤波时间常数。控制系统的各模块均采用相应的屏蔽措施,以防止农业机械在恶劣的工作环境所造成的干扰,同时需要对电控元件进行严格筛选,选用耐用的传感器及开关电源等。

(3)自我故障诊断。应用自动化控制的农业机械,多种传感器的使用,使得故障的检测变得更加容易,由于农业机械在恶劣工作环境下时常出现故障,这是得益于自动控制下农机具有良好的自诊断功能,在工作过程中农业机械的某个部件运转发生故障,则可在第一时间开启诊断,引发警报、自动运行停止或自我修复。同时科学技术的快速发展研发的高性能处理器和处理系统也保证了采取措施修复故障的有效性。

(4)配置简单灵活。现阶段国际化的控制器及传感器技术发展成熟,I/O卡件种类丰富,国际大厂生产的自动控制元件及系统成熟且使用趋向于简单化,组合趋向于灵活化,针对于不同农业机械工作时自动控制工程的要求选择不同的现场信号,如脉冲或电位;开关量或模拟量;强电或弱电;电压或电流等,有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备等。自动化控制系统多采用模块化结构,为了适应各种农业机械控制的需要,除了某些单元式小型控制器之外,绝大多数的控制器均采用了模块化结构。控制器不同组件,例如CPU,电源,I/O等组件均采用模块化设计,由机架及电缆将不同模块连接起来,农机控制系统的功能和规模以不同的使用要求自行组合。(5)售后成本降低。自动控制系统的介入提升了农业机械的适应能力,降低了农机的故障率,提高了机械替代人工操作的效率,减轻了售后服务人员的的劳动强度,提高了生产作业效率。

3农业机械内部的自动控制技术

自动控制技术已经在发达国家的各种类型农业机械上广泛使用,例如在农业机械内部安装控制系统与电子监视应用等。如今,拖拉机等现代农业机械的自动化控制技术的发展趋势更加趋向于智能化以及网络化,分布式控制技术得到了长足的发展。对于一些大马力拖拉机、收获机械等现代农机装备来说,其系统中所涉及到的电子控制单元,是一个高度智能化的计算机控制终端系统,它具有非常独立的信息处理与控制的能力,并包含很多标准化的接口,这使得网络通信协议和控制局域网络等技术得以应用在农业机械领域。

现阶段以大马力拖拉机为代表的各类农业机械上智能化自动控制单元的技术进步,这就需要在此情况下建立相对应的标准,以规范农机控制行业的发展,强化此领域控制技术的通用程度。例如:在大型收获类农业机械的驾驶室内安装适用于收获不同作物的通用型的智能显示屏幕,并通过双绞线或光纤电缆来组成控制数据的通信线路。它是基于电子控制单元总线技术的串行总线结构,针对收获机械不同工作要求的部件和对应的电子控制单元都可以设计成具有与总线相连接的标准接口,这样有利于保证农业机械内部的各个电子控制单元都能够实现与中央控制器及其显示部件之间的信息传递,并可以准确和及时的完成相关的控制。与此同时,收获机上所采用的标准化接口还可与其他同种类机械甚至不同农机进行数据交换,这对于农业机械技术的发展,尤其是农业机械控制技术及网络控制技术的发展非常有利。

为了更好的保证农业机械在自动控制系统内部具有良好的兼容性和通用性,在农机行业内部建立可以通用的总线通信设计标准就很有必要,这就使得控制元件的采购、更换以及升级变得更加容易且成本更低,网络平台的介入,使得零件的使用趋向于优质化,且不需要考虑购买元件能否使用等问题。图1为大马力拖拉机自动控制系统的相关组件,通过GPS和控制系统可实现拖拉机在制定路径的自动行驶,还可在拖拉机连接部位装配喷药机,旋耕机等相关组件,控制喷药及旋耕的工作并监控作业效果。在发达国家的某些大型农场,农业机械作业时农场办公室计算机与移动作业机械间无线连接,这就建立了如图1类似的通过无线通信进行数据交换的管理信息系统。这就使得工作人员通过农场管理中心的计算机操作在田间作业的农业机械,并按照主观意图随时进行调整,同时对田间作业数据等资料可以进行远程调用和研究,并且直接保存到相应的数据库之中,供日后作业时参考,很大程度上提高了数据采集与分析的效率。

4农机自动化普及存在的问题

4.1自动化技术在农业机械领域受重视程度低

目前,我国的农业机械专业领域对农机自动化技术不够重视。虽然有很多厂家以及专业技术人员已经意识到了农机自动化技术对我国现代农业发展的重要作用和意义,但是现代化的自动化技术的应用到农业机械领域就要求得到农业网站以及农业气象部门等许多职能机构和政府相关部门的帮助,很多部门对于农机自动化技术在农业机械领域的应用还不够重视,没有进行过细致和深入的研究工作,这就使得农机自动化技术对我国现代农业的促进作用难以充分的发挥出来,这同时造成了我国目前与发达国家之间在农业机械自动化方面存在较大的差距。因此,提高农机自动化技术的认可度是目前需要亟待解决的问题。

4.2自动化技术在农业机械领域的技术资金投入少

农机自动化技术的普及需要大量的资金和设备做保障,对农业机械自动化的研究和投入相对于其他高新技术要少很多,农业机械自动化的发展需要配备大量研究型和技术型的高素质人才。从目前看来,我国目前在农业机械自动化方面的投入还相对不足,也就在一定程度上限制了农业机械自动化的研究和更深层次的探索。

4.3自动化技术在农业机械领域技术研究能力较弱

与世界发达国家比较,我国农业机械的发展较为缓慢,技术较为落后,信息化水平低,依托国际农机技术严重等问题在很大程度上制约了我国农业机械先进的自动化技术应用效率。农机自动化的相关标准也急需完善,近年来,农业机械技术研究的针对方向和我国位置区域有很大的关系。例如,大多数的农业机械只适合在平原地区使用,而对于我国丘陵或山地等复杂区域农业机械研究也相对较弱,适应能力较弱,没能全面发展。

5结束语

综上所述,我国未来农业机械发展的趋势必然是自动化与智能化相结合。在农业技术相对发达的国家,自动控制技术、GPS技术、传感器技术、控制器技术、图像识别技术等现代科技已经被广泛应用在农业机械领域,农业机械设备可以自动、智能、高效、精准地完成各种农业作物的作业任务,这已经大大的不同于传统的农业机械技术,而是具备了更为先进的卫星定位技术、传感器、集成处理系统等智能控制系统的复合型农业机械,是未来农业发展的必然趋势。我国政府及科研机构应对农业机械的自动化发展给予足够的重视与支持,积极鼓励各大企业及科研机构探索先进的农业机械全自动化技术,推出农业机械自动化技术相关标准,促进农机自动化模块技术的发展与推广,切实保证我国的农业机械技术走到世界前列,努力成为机、电、液一体化发展的现代化农业机械大国。

篇7:膜分离技术在生物制药中的运用论文

1 概述

生物制剂生产过程中的吸附法、溶剂萃取法、离子交换法和沉淀法是传统的提取方法,每种方法都有其各自的特点,但是一般都具有工艺复杂繁琐、所需时间长、易变性失活、浪费大量原材料、耗能高、回收率低、废水污染不易处理等劣势。 而膜分离技术作为一种新型的分离、浓缩、提纯及净化技术,具有操作简便、不破坏产品结构、节能、少污染和可在常温下连续操作、可直接放大、可专一配膜等特点,且各种膜过程具有不同的分离机制,适于不同对象和要求。因其具有适于热敏物质的分离的特点,在生物制药领域得到广泛应用,主要涉及的膜分离技术主要有微滤、超滤、纳滤、液膜分离和反渗透的技术。

2 膜分离技术应用的概况

2.1 膜分离技术的发展史

膜在生物体内广泛存在,但是对膜的认知、利用、研究及现在的人工合成却是个漫长的发展过程 . 1958 年,我国从 研究离子交换膜开始,20 世纪 60 年代是个开创的时期,1965 年开始反渗透的探索,1967 年开始全国海水淡化会战, 开启了我国膜技术的初期发展。 进入 20 世纪 70 年代后,微滤、电渗析、反渗透和超滤等各种膜和组件都相继得到开发。 20 世纪 80 年代跨入推广阶段,膜技术得以广泛应用,同时一些新的膜技术不断被开发利用。

2.2 膜分离技术的现状

20 世纪 80 年代以来我国的膜分离技术跨入应用阶段 ,这项技术已从实验室过度到工业生产的大规模应用,同时我国也建立了关于膜技术的国家重点科技攻关项目,使得新的膜技术在不断的被开发利用。 目前膜技术在生物制药、食品、环保、水处理、化工等领域内得到了大规模的开发和应用, 这一新兴的行业正在快速发展阶段,为各个企业带来了巨大的经济效益、社会效益和环境效益。

3 膜分离技术的应用

3.1 膜分离技术的原理

是通过人工材料( 膜)实现不同介质分离的技术,多以压力、浓度差、电位差等作为驱动力进行分离。

3.2 膜技术在生物制药领域分离纯化中的应用

相较于传统的提炼工艺,采用膜分离技术工艺可简化为:发酵液→超滤→。纳滤( 反渗透)→脱色→干燥→产品。 并以简化工艺、减少一次性投资、操作简单、运行费用低、节约资源,不破坏产品结构、分离效率高、产品收率和质量高及溶剂消耗大幅简单而减少废水处理难度等优势被广泛应用于生物制药领域。

根据截留组分直径的大小,将膜过程分为微滤、超滤、纳滤( 反渗透)、渗透蒸发、渗析、电渗析、气体分离等。

微滤膜是利用分子筛的原理,用以截留直径在 0.01- 10um 以上的粒子,主要用于细胞的收集,还可做为超滤的预处理对固液进行分离。

超滤膜是利用高分子膜选择渗透性,以一定的压力和流速作为驱动力,在常温下使小于膜孔径的.低分子透过膜而大分子物质被截留。 目前开发出的超滤膜可以按照截留分子的大小选择适合孔径的滤膜( 孔径一般在 2- 50nm),主要用于酶、病毒、蛋白质和多糖等大分子物质的截留,从而达到对目标产物进行纯化的目的。

反渗透是利用溶解扩散的原理,溶剂可通过,盐、氨基酸等小分子物质被截留,主要用于小分子有机物的浓缩。

纳滤膜表面具有负电性,具有抗水垢污染的优良特性,利用其对小分子有机物的较高截留性可用于对目标产物的浓缩,一般它的孔径为 2nm 左右。

篇8:膜分离技术在生物制药中的运用论文

a.超 / 微滤膜系统是主要的澄清纯化 系统 ,它可取代传统工艺中的自然沉降、离心机分离、溶媒萃取、树脂提纯、活性炭脱色等工艺过程,所得产品为纯溶液,产品的稳定性好,具有较高的分离收效率,因其纯化过程不需添加化学试剂、溶媒溶剂等,所以也不会引入二次污染物。

b.纳滤膜系统是主要的浓缩提纯技术 ,常被用于溶液中低分子物质的洗脱和离子组分的调整、溶液体系的分离、精制、浓缩工艺中,取代传统工艺中的冷冻干燥、薄膜蒸发、离子交换除盐、树脂工艺浓缩和中和等工艺过程。 具有不破坏有效成分、工艺收率高、可提高产品纯度及可回收溶液中的酸、碱、醇等物质的优点。

结束语

膜分离技术在生物制药领域将的到越来越广泛的应用,但是它本身也存在一些问题。 例如与色谱法比较分离精度不高,同时也无法做到组分之间的分离;容易在膜上形成附着层,造成膜通量降低;膜的清洁工作也很难操作;膜的耐用性差,寿命有限。 这几点都影响膜分离技术在生物制药领域的应用,改进和解决上面几个问题就成为了膜技术未来发展的一大方向。

膜分离技术作为一种新型的分离技术在不断的发展, 在未来,膜技术将在与其他学科交叉的的基础上逐渐形成比较完整的体系,不断扩大这项技术的应用领域。

参考文献

[1]王湛。膜分离技术基础[M].北京:化学工业出版社,.

[2]何 毅,李 光明,苏 鹤翔,等。纳 滤膜分离技术的研究进展[J].过 滤与分离,,13(3):5.

[3]孙 富强,崔 英德,刘 永等。膜分离技术及其应 用研究进展 [J].华 工科技,,10(4):58-63.

[4]谢蕾。膜分离技术在微生物制药中的应用[J].魅力中国,,4:92.

篇9:浅谈虚拟现实技术在教学中的运用的论文

[论文关键词]虚拟现实技术 虚拟实验室

[论文摘要]在教学中运用虚拟现实技术不但能有效的提高教学效果,激发学生的学习兴趣,而且还能提升教学过程中的科技含量。阐述虚拟现实技术在教学中的重要作用,重点探讨在各基础学科中虚拟现实技术的运用。

一、引言

随着计算机技术的飞速发展,虚拟现实技术已经从前沿的航天、军事领域开始进入教育领域,并涉及高等教育的各个学科。计算机变成实验台,软件变成仪器,网络变成实验室的虚拟现实技术能形象生动地表现各个学科的教学内容, 有效地营造随技术发展的教学环境,提高教学质量。

二、虚拟现实技术概述

虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及显示技术,生成三维的虚拟环境,介入者利用键盘、鼠标等输入设备,或者带上头盔、数据手套等传感设备进入虚拟环境,在虚拟环境中进行实时交互,并且能够感知和操作虚拟环境中的各种对象,获得身临其境的感受和体验。

虚拟现实技术具有沉浸感、交互性和想象力三个基本特征。在具体的教学实验中,学生可以作为主角存在于虚拟环境中,对虚拟环境内的物体进行操作并从环境中得到自然的反馈,而且当学生沉浸在多维信息空间中时,能够主动地获取知识,寻求解答,形成新的概念。

虚拟现实技术以其诸多的优点决定了它在教育领域中的重要作用。

一是避免真实实验或操作所带来的各种危险并降低真实实验的实验用品损耗;

二是在虚拟实验中可以获得与真实实验一样的学习效果,还可根据实验教学发展需求“引入”新设备,不断对新设备进行扩展。三是彻底打破空间与时间的限制。总之,虚拟现实技术结合多媒体技术和计算机网络,能提高实验效果与效率,充分发挥教学优势。

三、虚拟实验室的实现

虚拟实验室是由虚拟现实技术生成的.一类适于进行虚拟实验的实验系统,包括相应实验室环境、有关的实验仪器设备、实验对象以及实验信息资源等。在虚拟实验室中,学生能够在计算机建立的三维的模拟实验场景中从不同的视角观察一个实验对象,通过鼠标的选择或者拖曳操作便可完成与虚拟实验对象之间的交互。

(一)仿真实验

虚拟实验室实际上就是数字化的仿真技术在实验教学中的应用,一个真正的虚拟实验教学系统的前台是多媒体或是虚拟化的环境,后台是实时仿真的过程。

目前的仿真软件很多,如EASY-T、VT-LINK3.3、SPW、Cadance、Mentor、MatLab、Protel、LabView、OpenGL、MultiGen等。在构建虚拟实验时,应根据具体需求,选择合适的开发工具。如何将计算机仿真技术与虚拟化的仪器或多媒体环境有机的结合起来是虚拟实验室建立的关键和核心技术。

(二)支持技术

目前国内外对虚拟实验室的开发大致采用以下几种方法 :

1.使用JAVA+VRML进行开发。Java目前已经成为跨平台应用软件开发的一种规范,主要讨论对象行为。VRML 是一种虚拟现实建模语言,着重于虚拟场景中对象的特征。采用JAVA+VRML混合编程是实现较复杂动态场景控制等高级交互功能的有效方法。但基于VRML虚拟现实的虚拟实验在制作上较复杂,客户端需要有大量的专业的设备(如头盔、触觉手套等),附加成本较高,并且运行VRML对客户端计算机的性能要求也很高。 "

2.使用ActiveX控件进行开发。ActiveX技术是Microsoft为适应网络发展的需要而将OLE技术在Internet上的重定义。在虚拟实验室的开发过程中,代码复用性对于持续开发过程尤为重要。可以利用VB、VC++、Delphi、Builder等任何一种支持COM规范的开发工具来进行ActiveX控件的开发。由于ActiveX控件只能运行在基于Microsoft Windows的操作系统,因而移植性和通用性较差。

3.使用QuickTime VR进行开发。QuickTime VR(简称QTVR)是新一代的、基于静态图像处理的实景建模的虚拟现实技术。QTVR可以应用照片、录像或数字图像等离散数据来创建虚拟环境,完成三维空间及三维物体的造型,并实现全方位观察。具有更高的真实感、更丰富的图像和更鲜明的细节特征。QTVR制作简单、周期较短、可控性也很强,对开发一些简单的网络实验教学软件的难度不大。

4.使用FLASH进行开发。FLASH是一种基于矢量的图形系统,具有短小精悍、任意缩放、兼容性良好、嵌入ActionScript脚本功能等特点。而且Flash中的工作组功能极为强大,包含一套新的工作流程,可自动更新Flash网站的数据驱动,从而大大节约了开发者的时间。因此,FlashActionScript是网上教学虚拟实验室开发的最佳平台。

(三)功能模块设计

无论建设哪个学科的虚拟实验系统,从功能模块上均可划分为三个部分。

1.网络服务。用户可通过网络注册个人信息并经过验证后登录虚拟实验系统。登录该系统后学生可自主选择将要进行的实验,并根据实际需要获得相关的指导。

2.仿真实验。采用计算机仿真技术来构建实验模型,设计出用于测试的虚拟仪器设备、实验线路或回路、实验元器件或构件库、判别实验效果的评价标准等。用户选择相关的仿真实验以后,根据提示进行相关的操作,观察实验现象并记录实验结果。

3.数据库。为虚拟实验系统提供相关的数据服务。维护虚拟实验系统的数据信息及用户的相关权限,为仿真实验提供支持。

四、结束语

如何将虚拟现实技术很好地运用于教学中是目前教育领域发展的一个新热点。虚拟现实技术在教学中具有广阔的应用和发展前景。虚拟实验的普及能更好的提高教学效率,优化教学过程,达到更好的教学效果。

参考文献:

[1]许又泉、谭敏生、邓轶华,网络虚拟实验室及其实现方法研究[J].邵阳学院学报(自然科学版),20XX(03).

篇10:BIM技术在工程设计中的运用论文

摘要:首先针对BIM技术的概念进行阐述,并在此基础上就BIM技术当前在我国的使用情况进行论述,并详细探讨了基于BIM技术的建筑工程设计管理内容,最后就BIM技术在建筑工程设计管理中的实现方法提出了相应的看法。

关键词:BIM技术;建筑工程;设计管理

在建筑工程设计管理过程当中,合理使BIM技术可以处理建筑结构设计遇到的许多难题。BIM技术在开展建筑工程设计管理时可以让管理流程大幅度简化,管理路径得到大幅度压缩,实现信息共享,消除信息割裂,提升设计管理的效率。

1BIM

概述BIM是英文BuildingInformationModel的缩写,其含义为“建筑信息模型”。人们提到的BIM技术,实际上指的是把建筑工程项目当中的基本框架当作设计元素,把描绘框架元素的几何数据、材料信息、物理特点等一系列信息有机组合起来,构成一个建筑系统综合信息数据库。建筑框架当中的全部数据信息都将存储在这一数据库当中,并由这个数据库建立起建筑工程项目对应的数据模型。建筑工程施工企业为了可以更好地开展工作,可以针对数据库进行信息的提取、插入、更新、编辑等操作。模型当中各部分的数据信息并非是独立的信息个体,它们彼此之间还存在有逻辑关系与空间关系,以此来作为BIM模型这一虚拟化数字建筑工程构成部分,共同组成了完整的、有层次性的建筑工程数据系统[1]。BIM技术已经逐渐成为我国建筑工程设计管理工作信息的桥梁,给传统建筑工程设计方式带来了更加科学合理的信息数据与设计管理新概念,在建筑工程设计管理工作中发挥着越来越重要的作用,显著提升了建筑工程的整体水平。

2BIM技术应用

在我国,大型建筑工程设计单位已经开始关注BIM技术在建筑工程设计管理当中的使用。国内的一些大型建筑工程设计院已经针对BIM技术对员工开展了专项培训,并组建了自己的BIM技术队伍。为了解决当前我国BIM技术人员匮乏的问题,BIM技术的咨询服务、BIM技术的教育服务相继出现。近几年,越来越多的建筑工程项目的参与者、建筑工程方面的专家学者都对BIM技术产生了浓厚的兴趣。但值得注意的是,我国BIM技术在发展过程中依然存在很多问题,例如:在BIM技术发展前期,成本投入过大。这些成本投入涵盖有软件投入、硬件投入、人才培养投入等。BIM技术的使用效果无法在很短的时间内达到预期的要求,存在投资回报过低的现象。在使用BIM技术前应对设计人员进行指导,这是因为在建筑工程设计当中信息技术和BIM技术是相互依存的。BIM技术目前已经进入到了建筑工程设计的核心环节。我国现代建筑设计水平的提高必须依托于BIM技术的应用。为了让BIM技术更好地满足建筑工程设计的要求,可以对BIM技术进行革新,绕开技术障碍,彰显其BIM技术。为了让BIM技术能够更好地使用于建筑工程设计管理,我国建筑设计单位必须做好以下几个方面的工作:首先,在BIM技术与计算机设备相互兼容的前提下,保障BIM技术在建筑工程设计管理中的使用频率,达到提升技术人员工作效率的目的。其次,为了能够让建筑工程设计管理变得科学化和合理化,在采用BIM技术的过程中,应增强BIM技术信息数据和建筑工程设计标准的管理,并且为重要文件的权限设立和技术管理平台提供技术上的支持。

3使用BIM技术的建筑工程设计管理

3.1优化设计

建筑设计单位需要关注BIM技术设计流程。优化及BIM技术设计组织建设。这种做法能够让建筑设计单位更好地开展建筑工程的设计活动。

3.2管理要素

在建筑工程进入到整体设计阶段时,BIM模型的作用是将建筑结构、给排水系统、电气工程、暖通工程进行结合。BIM整体设计模型需要分析相关的专业结果,例如,建筑工程设计当中的碰撞检查、ELV专项分析、重要区域净空分析、建筑工程管线结构分析、预留洞位置校验等,便能够得到相关的专业报告。将这些分析报告进行综合整理,便能够形成专业的BIM设计模型[2]。

3.3管理平台

建筑设计单位需要做的是对建筑工程当中网络设计的有关数据进行安全管理,对文件的访问权限进行设置,并对文件管理平台的建设给予高度的关注,科学选择和使用文件管理平台。

4实现途径

为了能够完成建筑工程专业间的合作设计,在建筑工程项目的准备阶段,建筑设计单位需要对BIM技术设计信息交流平台进行确认,所涉及到的每一个专业都必须在这个平台上进行设计内容的共享和交流。接下来,建设工程设计单位需要确定开展协同设计需要什么样的硬件和软件,选出科学、合理的三维设计软件开展BIM模型的设计工作。建筑工程各专业在自己长期使用、操作熟练的软件操作页面下进行专业设计样板的制作,完成建筑工程项目设计的所有前期准备工作。在建筑工程中,开展协同设计的重点是实现各专业信息资源的共享,各专业要把自己对应的专业信息分享到指定的建筑工程专业设计交流平台上,每一个专业的设计人员都可以在共享平台上进行最新模型资料的阅读,这样做才能满足人们对于建筑多样化的要求。

5结语

建筑工程设计是否科学合理,建筑工程施工进度是否符合要求,建筑工程施工在经济上是否做到了优化,都是建筑工程设计管理中十分重要的内容。长期以来,我国建筑工程设计单位都是凭借贯标体系开展管理与控制的。这种管理形式因为技术手段匮乏,绝大多数停留在形式主义这一层面。但是BIM技术让建筑工程的设计管理,凭借互联网网络中的相关程序传达到建筑工程项目设计阶段的每一个模型之中。建筑设计单位可以建设独立的样本文件、出图样板等标准化文件,把技术管理的相关要求放置其中,由此作为模型建立的重要理论依据,保障所有建筑工程设计项目的技术要求呈相对一致的状态。

参考文献:

[1]易晓园,刘钒颖.基于BIM技术的建筑工程设计管理[J].经营管理者,(34):360.

[2]尚其伟.基于BIM的建筑工程设计管理初步研究[J].居业,(18):39-40.

篇11:BIM技术在工程设计中的运用论文

摘要:铁路信号设计采用传统二维设计方式容易出现“错、漏、碰、缺”等问题。利用BIM技术建立信息化模型库,实现信号专业的碰撞检查及设计合理性检查。分析信号专业传统二维设计存在问题的原因,从实现三维可视化和精确定位、实现碰撞、遮挡综合检查以及管线径路合理布置方面验证采用BIM技术可展现信号设计优势;从交付成果可视化和碰撞、遮挡综合检查方面分析BIM技术在信号工程设计中价值和意义。

关键词:BIM技术;铁路信号;工程设计;信息化技术;模型库

0引言

随着信息化技术的不断发展,铁路基建行业的设计方式随之改变。铁路信号设计需要与站场、线路、桥梁、隧道等多专业协同设计,采用传统的二维设计方式,容易出现“错、漏、碰、缺”等问题[1]。因此,采用BIM技术建立完善的信息化模型库,利用信息化技术实现信号专业的碰撞检查、设计合理性检查,并与其他专业进行协同设计以减少设计失误尤为重要[2]。利用信息化技术的可传递性,实现模型数据在设计、施工、运维过程中的有效传递和共享,将设计单位、施工单位、设备厂家有机结合,可增强图纸设计和基建施工过程的准确性,提高运维管理水平[3]。

1传统二维设计存在的问题

现阶段铁路信号工程设计主要基于CAD绘图软件,交付成果以平面图纸及相关说明文件为主,几乎全部采用二维交付模式。虽然在设计过程中严格采用统一的绘图标准和注释说明,并在设计过程中采用基于CAD二次开发的计算机辅助软件来提高设计效率,以减少人为操作错误。但在基于二维的设计过程中,最终交付的设计成果只能以颜色、线型、图标、图块及说明文字等抽象信息表达[4]。以这种方式交付存在因理解与判断的差异,造成设计人员之间、设计方与业主方之间、设计方与施工方之间、施工方与业主方之间理解偏差,导致设计、施工、运维等过程中出现“错、漏、碰、缺”等问题,这些问题主要反映在以下2个方面:(1)目前,信号专业的图纸设计多以图形符号代表具体设备,图纸中仅反映设备相对于信号楼的位置,或设备里程值,并没有反映信号设备限界等问题。图纸设计时,设计人员遵照设计规范,通过站场图的简要轮廓及个人经验进行设计,存在许多不确定因素。如信号设备布置的实际距离是否满足规范;设备限界是否满足限界条件;信号显示设备显示距离是否满足要求;信号显示是否存在遮挡等问题。这些问题关系到铁路运行安全,而现有的二维图纸无法给出直观体现,一旦在施工中发现问题,需要重新调整造成设计返工。(2)由于信号设备需要采用电缆、光缆连接,站内和区间的电缆排布径路设计工作量大,同时还需兼顾隧道区段与桥梁区段的电缆管线和站内电缆管线设计原则,兼顾与其他专业电缆、水井的隔离保护等,无法通过二维图纸解决,时常出现管线径路设计与实际情况不符,需要设计人员赶到现场进行协调和重新布设管线径路,影响施工进度。

2BIM技术信号设计优势

针对铁路信号工程项目,采用BIM技术进行设计、模拟施工和运维具有明显优势。在信号专业BIM模型设计过程中,针对不同种类、不同型号的设备采用分别建模方法,结合设计规范及设备生产厂家提供的'相关资料进行设计,将设备翻模转化为三维空间模型,再通过BIM技术,将模型放置到线路对应的位置上,实现三维可视化设计。在设计过程中可发现很多隐藏的问题,这些问题往往不涉及规范,但与专业配合紧密相关,传统的单一专业审校很难发现。与传统的二维设计相比,采用BIM技术的设计优势主要体现在以下2个方面。

2.1可实现三维可视化和精确定位

现有的信号工程设计中,信号专业设计交付件为二维成果的信号平面图和双线图等,图纸中仅以坐标或里程位置标注,线路位置以图形位置示意为主,并不直观,而在施工中出现很多信号设备外缘侵入到线路限界,或设备外缘限界不能满足要求等问题。采用BIM技术后,站前专业先期开展对站场、线路、桥梁、隧道、路基等地理建模,可将站前工程施工完成后的整体效果呈现出来。这种直观表达效果对站后专业开展设计极为有利,可对设备模型精确定位(见图1)。设备模型的尺寸数据精确,布设时可直观看到模型与线路的位置、角度等关系,避免了设备侵限等问题。

2.2可实现碰撞、遮挡综合检查及管线径路合理布置

采用BIM技术设计可有效解决碰撞、显示遮挡及管线径路选择等问题。由于现有二维图纸是以各专业为单体独立开展设计,所设计的图纸往往只能反映本专业的设备及管线布设情况,而各专业间的系统协同设计并未有明确的集成图纸,施工中经常出现各专业、各系统间的碰撞与遮挡。如信号与接触网、通信、电力、桥梁、隧道等多个专业都具有碰撞和遮挡的可能性。利用BIM技术可实现设备的模型化,在站前工程BIM设计成果基础上开展站后多专业协同设计,及时发现设计过程中的碰撞、遮挡问题。利用BIM技术的设计灵活性,可对出现问题的工点及时进行修正,保证最终交付成果的设计合理性、安全性、合规性和准确性,减少设计返工,降低设计成本,有效避免工期延误。

3BIM技术在信号工程设计中价值和意义

3.1交付成果可视化

根据信号专业设备的特点,将涉及到的所有设备,采用BIM技术平台进行翻模,组建模型库。如信号机模型库(见图2)。一方面方便设计单位调用相关模型;另一方面增强设计成果交付价值。设计单位采用BIM技术将三维可视化设计成果交给施工单位,施工单位按照统一的交付标准接收,继而开展施工。交付成果的可视化极大降低了从设计到施工中出现的纰漏,同时也可对出现的问题进行及时修正,降低返工设计成本。此外,采用BIM技术完成的设计成果能够在虚拟系统中为设备模型附加属性,使设备特性及安装须知一目了然。同时,也在最大程度上展现单系统与多系统、单专业与多专业之间的关系。

3.2碰撞、遮挡综合检查

在铁路信号工程中,设备的碰撞、遮挡检查尤为重要,主要包括对专业内部设备的碰撞检查、专业之间的碰撞检查、显示设备的遮挡检查、电气设备所处位置的安全净距离检查等。专业内部的碰撞检查主要考虑信号专业自身设备在设计中,其设计位置是否存在重叠或因尺寸问题造成空间不足等问题;专业之间的碰撞检查主要考虑信号专业设备是否与其他专业设备设施发生碰撞;信号显示设备遮挡检查主要针对信号机设备;信号专业电气设备安全净距离检查则是考虑信号设备所处位置是否满足电气特性要求的安全净距离。采用BIM技术可有效地对设备的碰撞、遮挡进行检查,减少设计过程中存在的问题及隐患,并可及时进行修正,保障设计交付成果正确指导施工。

4结束语

分析信号专业二维设计中存在的不足,探讨采用BIM技术在工程设计中的优势和应用价值及意义,采用BIM技术对铁路信号工程开展深化设计和精确建模。通过三维模拟技术,全面检查和系统优化,实现精确化设计,有效提高施工效率,减少返工导致的材料和人力浪费,对缩短工期、降低工程造价和提高工程质量有重要意义。

5参考文献

[1]刘占省,赵雪峰.BIM技术与施工项目管理[M].北京:中国电力出版社,2015.

[2]刘厚强,易旭鹏,朱聪.基于BIM的三维铁路路基建模应用研究[J].铁道标准设计,2015(7):20-23.

[3]卢祝清.BIM在铁路建设项目中的应用分析[J].铁道标准设计,(10):4-7.

[4]李海涛.基于BIM的建筑工程施工安全管理研究[D].郑州:郑州大学,2014.

篇12:BIM技术在工程设计中的运用论文

摘要:近几年,BIM技术在国内不断地推广,更多的桥梁项目运用到了BIM技术,以此来辅助桥梁设计与施工人员更好的完成桥梁的设计与施工。将BIM技术运用到桥梁工程中,能大幅降低桥梁施工中的安全隐患;有效提高桥梁的工程质量;提高项目的经济效益。文章主要研究了BIM技术的核心建模软件和BIM技术在桥梁设计、施工中的应用,以期为现代桥梁建设提供一些有价值的参考。

关键词:桥梁工程;BIM技术;设计阶段;施工阶段

1BIM基本概念及发展现状

1.1BIM基本概念

建筑信息建模/管理(BuildingInformationModeling/Management,BIM)是一种实现建设项目的物理功能特性的数字描述和管理的新型技术,它的目标是建立从项目论证开始,到建筑设计、施工、运用维护,直至最终拆除的全生命周期数据库,并实现项目数据的共享和运用。BIM技术的推广被看成CAD技术的普及运用后的又一次意义重大的革新。从长远看,BIM技术必将引领建筑信息化的发展潮流,从各个方面很大程度的提高土木工程信息集成化的程度。

1.2BIM国内外发展现状

(1)国外发展现状。BIM的起源地是美国,在北美,有超过一半的建筑行业使用者BIM,或者BIM的相关技术软件,而经过资料的对比,在北美地区BIM的使用率比之前两增加了75%左右。BIM应用始于美国,美国总务管理局于推出了国家3D-4D-BIM计划,并陆续发布了系列BIM指南。美国联邦机构美国陆军工程兵团在制定并发布了一份(-)的BIM路线图。还有很多大学或则相关机构都致力于工程项目的信息化研宄,由此可见BIM在北美的研究应用还是比较深入广泛的。由于BIM性能的强大,在欧洲、日本等发达国家也被业内人士认可,并得到了广泛的运用。Autodesk公司突出的Revit系列软件为代表的建筑信息模型软件模型,在各个发达国家正在以很快的速度普及在各个领域,并且在许多工程中的到了广泛的运用。(2)国内发展现状。由国内外的调查资料得出:在中国,BIM技术只是出于宣传和科普阶段,广大业界人士只是知道这一门技术或者解除了一些基本的操作,还未被广泛运用到工程实际操作中,同时,也说明对于BIM的技术研发也还处于一个起步阶段,并没有在国内形成很完善的系统。业界人士对于BIM技术也只有一个模糊的概念或者仅有本专业的理论知识,在实践方面都或多或少的有些欠缺。BIM技术在我国有许多方面的问题,不论是技术还是经济,不论是管理还是法律,这些问题都亟待解决。

2BIM技术在桥梁工程中的运用

2.1BIM技术在桥梁设计阶段的主要运用

(1)前期设计。桥梁工程在进行设计建设的时候需要将业主方、设计方、施工方等参与进来的单位的意见集合统一起来,然后决定最后的建设方案。由于各个单位的专业水平不同,在前期设计阶段,设计方的意图在平面白纸上很难很好的将想法传递给业主单位,从而达到意见的统一的难度大大增加。然而,利用BIM技术的特性,我们可以将设计项目进行参数化、信息化和数字化的三维建模,从而将设计项目更直观的表现在设计方和业主单位眼前,使前期设计方案的选择高效快捷。(2)后期设计。后期设计阶段的任务就是对前期设计的BIM模型进行各种审核和验算,看这个模型是否能够达到规范要求,同时对荷载的承受能力是否合格。因为桥梁建设中,对于各种指标的要求比较高,为了提高设计质量,利用BIM模型能够使设计人员更好的完成设计结果测试,及时发现设计问题并做相应的调整。在用BIM建模的过程中,我们在检验的时候能有效及时的发现我们建模时的错误与瑕疵,这样做能防止施工时发生错误,对整个工程造成重大损失。后期设计的基础是前期设计的BIM模型,在此模型上进行进一步的修改和细化,从而达到设计要求。在采用BIM软件进行校核时,能同时生成分析柏高,根据报告我们能发现问题,然后再进行修改、建模,反复这个过程,知道达到技术指标。

2.2BIM技术在桥梁施工阶段的应用

(1)数字信息化施工。运用数字信息化手段可以预制桥梁结构,然后通过工厂化的生产制造手段防控施工中的各种不利因素,以确保构件质量达标,同时进一步桥体施工周期,提高效益。(2)施工模拟。运用BIM技术的4D桥梁施工模拟技术,我们可以模拟出施工过程,编写科学合理的施工组织计划,实现场地资源配置优化,这样在实际施工过程中,能有效的控制全桥的施工过程和进度,从而使整个工程质量提高,同时更加的节约陈本,提升经济效益。(3)安全数据信息管理。BIM技术的桥梁安全数据信息管理平台能够管理施工过程中的关键数据,以BIM为平台进行共享,让各个单位能清楚明确桥梁施工过程中的安全信息,能帮助制定更加合理的施工组织方案,有效的避免因完全信息不全或滞后所引起的安全事故。

2.3物料设备管理

BIM技术的桥梁信息模型能够有效的弥补使用RFID技术只能识别一部分信息,无法掌握全桥施工过程的缺陷,使得设备管理更加完善。

2.4协同作业

协同作业是BIM技术的又一强大功能的运用,通过协同协同作业,各个单位能将除设计之外的各种设计文件、管理方案、等进行共享,从而使各个单位之间文件的流通方便快捷,各单位间也能更加清楚工程项目的安排、进度和管理,保证施工过程的合理化,从而使施工能够更加高效的进行。BIM技术不仅在施工领域发挥巨大的作用,并且对提高设计、运营领域的效率、节约成本也将起到积极的推动作用。

3存在的问题

在国内,各个行业对于BIM成果的验收并没有统一的技术标准,另外,大部分设计院自身内部没有明显的BIM技术的标准。BIM技术在国内的普及与成熟大远不及欧美等发达国家,这使得在国外软件的设计与国内的现实情况相悖的时候,国内并没有足够的研发能力去研发新的核心软件,从而使工程的设计模型不能达到预期效果,对设计造成阻碍。因为运用BIM技术去完成项目,不可避免的会有很多不同行业共同参与到建模过程中,那么就需要一个共同的规范去管理这些不同专业的模型,从而达到模型的有效传递,使模型传递过程中保持它的完整性和可读性。

4结论与展望

BIM技术作为桥梁工程中的新兴技术,相较于AutoCAD、MIDAS、桥梁博士之类的我们都耳熟能详的软件,对于大多数人来说是陌生的。在桥梁工程这块领域,主流的作图计算软件还是AutuCAD与MIDAS之类的软件。BIM作为一款功能强大的软件是被很多人期许的,他的优点有很多,而且能将一个工程的各个部分集合到一个模型上,直观的表现出设计施工的效果,可阅读性大大的增强,并且能直观的展现出设计缺陷和各个部分设计之间的冲突,方便验收和修改。BIM没被广泛运用到桥梁工程的原因还有,他的许多研究计算的地方还不够完善,这使得很多计算也只能依赖其他软件,使得BIM相对比较鸡肋。但是,我相信,是金子总会发光的,在主流环境和国家的大力推广运用下,BIM这项技术将会有巨大的发展,总有一天他将会取代其他软件成为主流。

参考文献

[1]刘智敏,王英,孙静,等.BIM技术在桥梁工程设计阶段的应用研究[J].北京交通大学学报,(06).

[2]何关培.BIM和BIM相关软件[J].土木建筑工程信息技术,(04).

篇13:关于自动化技术在消防工程中的运用论文

摘 要:消防系统主要是由自动报警系统、灭火控制系统和防排烟系统构成。自动化技术的应用提高了设备灭火效率,是消防工程发展的标志。文章分析了消防工程主要系统的使用原理和在灭火中的具体应用,以降低火灾损失,确保人身和财产安全。

关键词:自动化技术;消防工程;火灾报警系统

消防工程中的自动化系统主要包括火警触发系统、灭火控制系统和防排烟系统。火灾威胁建筑、财产甚至人身安全,实现消防系统的自动化运行能够提供及时准确的火灾信息,同时提高火灾的处理效率,将损失将至最低。

一、火警触发系统及其应用

基于自动化技术的火警触发系统主要分为感光型、感温型和感烟型三种。三种形式可独立或联合存在,其特点以及应用如下:

(一)感光式火警触发系统

感光式火警触发系统的主要原理是通过对火光的敏感性触发系统报警装置。主要用于晚期火灾报警,通常火势较大的场所适用于该报警器。温度过高导致燃烧物发光,从而触动感光式报警系统。但该系统常与另外两种模式同时使用。

(二)感温式火灾触发系统

感温式火灾触发系统是自动消防系统的常见设备,其原理是对温度变化的感知触发系统报警装置。这种装置主要分为三种。其中定温式系统设有固定温度值,一旦火灾导致燃烧物的温度达到该数字将引起报警;差温式是根据当地环境发生温度变化引起的报警,一般差温系统将先进行报警。二者共用即形成第三种感温式火灾触发系统。

(三)感烟式火灾触发系统

感烟式火灾触发系统的原理是对物体燃烧后的微小颗粒敏感而触发报警系统,是早期火灾报警最常用的设备。该系统感应较快,能够及时发出报警信号,帮助消防人员在最佳时段消除火灾。主要适用于发热少、发光少或尚未发光但烟比较大的火灾。

二、灭火控制系统及其应用

(一)自动喷淋灭火系统

自动喷淋灭火系统主要分为干式、湿式和雨淋式三种。基于火势蔓延较快的特点,自动喷淋灭火系统多为雨淋式装置。其核心零件为湿式报警阀,其原理为将水体流动信号转化为电信号从而触动报警装置,报警后触动压力开关,启动灭火系统,实现灭火。

(二)消火栓灭火系统

消火栓灭火系统是由蓄水池、水泵和室内消火栓构成,主要用于固定场所的建筑灭火。该系统的要消火栓静水压力应小于0.80Mpa,而出水口压力则应小于0.50Mpa。净水压力的具体设计应根据建筑高度的数值而定,一般情况下,100米以下的建筑物净水压力低于0.07Mpa,随着楼层的升高,净水压力逐渐增大。

(三)气体自动灭火系统

气体自动灭火系统是由监控系统、灭火剂储存系统及相关管道与喷嘴构成。其中监控系统提供火灾信号和预警装置,主要组成设备为探测器、报警装置以及操控设备等。主要灭火装置为连接系统上的气瓶,多数为自动启动,并能够在探测器监测到火灾并提供报警信号30s后启动灭火装置,实现灭火。

三、防排烟系统及其应用

(一)防排烟系统

排烟是灭火的主要步骤之一,烟是造成人员伤亡的重要原因。该系统主要采用的是机械式加压系统进行排烟,其原理是利用排烟风机产生的负压,将空气输入到风机前室。并对送风设备进行自动加压,将空气输送至火灾现场。降低火灾现场的烟量,为火灾中的人员提供安全逃跑路线,获取足够可呼吸的空气,降低了经济损失和人员伤亡。

(二)防火隔离装置

防火隔离装置是通过系统的隔离作用将一定区域的火势进行阻挡,从而获得相对安全的空间。通过该装置可阻止火灾继续蔓延。防火卷帘就是一种典型的防隔离装置,其原理是火灾预警后,通过电动设备发出卷帘触动信号,从而放下卷帘,对火势未蔓延区域进行隔离。

(三)消防广播系统

消防广播系统是自动化装置的重要组成部分之一,通过自动化装置提供火灾应急处理广播系统。消防广播系统可建立消防部门人员之间的联系。了解火灾控制情况,实现及时、快速灭火。

四、总结

消防工程在生产生活中具有十分重要的作用。而自动化技术是促进消防系统效率提高的关键。报警系统为消防工程提供了火灾信息,并在灭火和排烟装置的配合下完成灭火,将损失将至最低。文章分析了消防工程中的自动化灭火装置的应用。要做到及时灭火,还需要提高消防意识,控制火灾的发生。并且对自动化消防装置应进行定期保养和检查,以确保其实用性。对于火灾,要做到及时处理,并且完全处理。

[关于自动化技术在消防工程中的运用论文]

篇14:CAID技术在工业设计中的运用论文

摘要:信息时代,市场对于产品的性能、价格、交货期的要求更加苛刻。科学技术对于制造业的发展越来越重要,如何发挥工业设计对于增强产品销售感染力和促进贸易发展的重要作用,CAID技术在工业设计中的应用具有重要的意义,可以说CAID技术在工业设计的应用是工业设计发展的里程碑。

关键词:CAID技术;工业设计;人机互动;应用

篇15:CAID技术在工业设计中的运用论文

CAID技术即计算机辅助工业设计技术,依托计算机技术和工业设计理论。工业设计是从社会、经济、技术、艺术等多种角度,对批量生产的工业产品的功能、材料、构造、形态、色彩、表面处理、装饰等要素进行综合性的设计,创造出能够满足人们不断增长的物质需求的新产品。工业设计本身就包含着技术创新的潜在要求,产品的创新度直接影响了市场的占有率,工业设计对于制造业的重要意义越来越凸显。伴随全球化浪潮,我国的对外开放程度越来越深,为了推动经济发展,我国原有的以OEM生产为代表的劳动密集型产业已不适合我国经济的良性发展,我国政府高度关注和支持工业设计,力争使工业设计发挥增加产品销售感染力和促进贸易发展的重要作用。我国企业高度重视CAID技术,但是我国企业在CAID设计系统中的人机互动模式还没有取得较快的发展。CAID技术以工业设计理论为基础,采用计算机技术为辅助手段,实现产品形态、色彩、宜人设计的美学原则的量化描述来满足市场的多层次需求。CAID,即在计算机技术和工业设计相结合形成的系统支持下,进行工业设计领域内的各种创造性活动。与传统的工业设计相比,CAID在设计方法、设计过程、设计质量和设计效率等各方面都发生了质的变化,它涉及了CAD技术、人工智能技术、多媒体技术、虚拟现实技术、敏捷制造、优化技术、模糊技术、人机工程等许多信息技术领域,是一门综合的交叉性学科。传统的CAD技术相较于手绘设计方案,通过计算机来对产品外观进行模拟,提高了设计效率,降低了设计成本,但是我国企业正在努力实现产业转型,力争实现劳动资源密集型产业向技术创新型产业的专项能够,力争实现生产型工业设计向营销型、策略性型设计的转型,工业设计模式的转化是适应市场需求的变化的结果,随着时代的发展,市场的需求逐渐品种多样化、趣味化、个性化、小批量,传统的CAD技术已经不能完全适应市场发展的变化,CAID技术不仅为信息时代下工业设计交流和沟通提供了平台,而且因为技术本身的独特优势可以使其应对纷繁复杂的市场需求。

篇16:CAID技术在工业设计中的运用论文

传统的CAD技术通过计算机和网络技术对产品的设计进行模拟,CAID本身就是计算机技术和CAD技术的结合,以工业设计理论为理论基础,深入进工业设计的各个环节,CAID技术应用于工业设计不只是在产品具体设计的应用,而是对设计调研、设计选型、设计评价、设计制造、设计创新全方位的应用。

(1)设计调研。现代工业的设计方向不仅是产品的外观设计,而且最重要的是如何让消费者满意,消费者对产品的意向成为工业产品设计所需要首先考虑的,CAID技术对于市场调研相较于传统的CAD技术具有巨大优势,CAID技术搭建了企业与消费者,工业设计和市场需求的信息互动交流平台。CAID技术通过对消费者需求和市场需求的把握,有利于产品快速占据市场。产品作为消费者了解企业的媒介,通过产品良好的设计,我国企业可以塑造自己的良好形象,提高企业本身的核心竞争力。

(2)产品造型。无论是传统的CAD技术还是现在的CAID技术都注意对产品的设计外观的模拟,通过计算机技术手段辅助工业设计,通过模拟对外观进行不断的改变,满足市场和消费者的需求,保证产品的销售。CAID技术在产品选型方面主要包括设计模块库的构建、自由曲面造型设计、草图转换。设计模块库的构建是建立在计算机技术快速发展的基础上,CAD、CAE等软件系统都会提供系统模块,包括工业设计模块、概念设计模块、草图设计模块。这些设计模块的作用都是使产品在设计环境之间设计时间的相对降低,提高工业产品设计效率,自由曲面设计是为了满足产品设计以人为本的要求,在模块基础上提高设计者的`设计自由度,使产品在设计上更加自由,不用局限于某种模式的固化,自由曲面设计也启发了设计师的设计灵感;草图转换是实现设计预想图向设计图的转换,设计方案的手绘模拟和草图重建技术作为草图转换的两个重要方面,都对设计人员设计词汇的表达起到了极大的拓宽。

(3)设计评价。市场调研获取消费者对与产品的需求意向,设计选型是通过技术手段努力将消费者的需求变为设计现实,但是在设计选型完成时我们需要设计评价来评价设计选型是否已经符合产品设计要求,CAID技术在工业设计的设计评价的应用中,建立了完整的评价体系,它通过对产品的材料、成本、技术可靠性、市场适应性、消费者满意度等信息进行汇总,建立了科学合理的全方位评价体系,CAID设计评价体系包括技术评价、用户评价、经济性评价、环境安全性评价、市场效益评价等,设计评价的评价标准都是等于或高于行业标准值的,保证产品满足行业的技术规范,保证产品的硬性保准是得到满足的,满足行业技术保准,环境安全,同时对产品本身的“软标准”进行高要求,确保产品满足纷繁复杂的市场需求,同时具有较高的经济效益。

(4)设计制造。产品的设计在本质阶段上还未参与消费环节,只有产品在设计制造完成后才实现了理论高实践的跨域。在传统的CAD设计技术虽然通过计算机技术辅助进行工业设计,进行产品外观设计的模拟,但是本质上CAD技术设计数据还是存储于设计方案中,在具体的产品制造中可能会因为现实条件,使设计数据不能完全表现为生产数据。通过技术的革新,CAID技术能够将设计数据直接转换为生产数据。我们以数字化装配为例,三维模拟可以再现产品零件的装配过程并将设计资料通过网络传输至装配后的加工和制造部门,完成从设计到制造的生产过程。

(5)设计创新。CAID技术实际上是一种人工智能,它可以实现对设计三要素的进行归纳、总结、概括,指导设计实践,并通过模糊评价,实现了筛选。设计创新的主体还是设计人员,但是CAID技术确实对于具有指导作用,它可以将设计师的创造性思维、设计观念、知识见解在科学的管理程序内实现整合,最大程度发挥了人工智能的作用,实现最大程度的创新化。

3CAID技术在开发中的难点

CAID技术本身涵盖自然科学和社会科学众多方面,CAID技术虽然是计算机技术和CAD技术的结合,但是本身对于消费心理、市场推广、产品生产周期等方面,虽然我国的CAD技术已经发展的较为成熟,但是CAID技术发展的还较为缓慢。

3.1模糊评价系统开发困难

CAID技术的亮点在于它提高了消费者的产品设计参与度,它重视消费者的消费需求意向,现代市场的需求呈现出多样化、个性化和小批量的特点。市场调研对于产品的选型具有重要意义,可是在实现产品选型后,如何对初步完成的产品设计进行评价,虽然行业本身对于产品具有行业规范和标准,但是本身的“软标准”却无法进行系统的评价,我们将基于产品设计的设计风格、设计形式、设计发展趋势等感性因素的评价称为模糊评价,模糊评价掺杂了许多感性因素,缺乏明确的评价标准,如何满足消费者多元化的个性需求前提下实现量产,如何在设计评价这一模块建立科学合理的模糊评价体系,成为摆在CAID技术发展的难点。

3.2信息筛选给CAID技术带来的挑战

CAID技术建立的信息平台可以使设计人员了解消费者的产品需求,可是因为信息过于庞杂,信息的筛选至关重要,因为市场、消费者心理等可变因素的不确定性直接导致了设计前期难以确定设计方向,影响设计进度,数字化信息平台给予设计师无限的创作灵感,但是信息的庞杂也对设计师的经验、敏感度、悟性提出了高要求,如何实现有效信息的快速提取,较少无用信息的干扰,实现信息最大效率整合也是对CAID技术发展的要求。

3.3人工智能还需发展

CAID技术作为人工智能技术,可以实现最大程度的创新型,但是我们不可否认人工智能还存在问题,在对设计创新三要素进行整合好,如何用数据语言进行表达;在设计创新过程中应遵循的原则和规范;如何在实现在人工智能和设计师想法进行可控的协调。各式各样的问题摆在人工智能的面前,人工智能的发展还有很大的发展空间和困难,CAID在设计创新模块还有很长的路要走。

4CAID技术的发展展望

CAID技术虽然在现阶段还存在技术上的一些难点,但是因为CAID技术本身具有的巨大优势,它良好的发展前景还是值得我们期待的,我们根据它现阶段的发展趋势做出以下的展望。

4.1形态生成方式的扩展

随着市场的发展,消费者的需求将对产品设计影响力逐渐增大,CAID的形态生成方式会实现由功能型方式向操作型和基于规则性延伸。实现设计过程的模型化,便于设计团队中掌握不同知识技能的人共享信息模型,由原有的单一设计选择方案派生多种设计方案,根据现实情况的变化进行方案的轮换;根据终端用户的需求驱动产品的设计,最大程度满足特定用户对特定产品的特定需求。

4.2可视化和人机交互能力的进一步强化

可视化技术使设计师在计算机上可以提前看到产品生产后的效果,伴随着基于真实光线物理辐射特性渲染引擎的应用和完善,虚拟产品的表现效果更加接近真实世界的效果,我们需要不断提高可视化技术水平,努力提高可视化精度;CAID的人机交互技术经过发展,将不仅仅局限于实现虚拟合作,而且可以对工业设计的全过程进行实时的检查、评估,最大程度发挥设计人员的积极性和创造性。

4.3基于网络的协同化和系统化

工业设计的发展趋势是协同设计、智能设计、虚拟设计、全生命周期设计,CAID技术也将顺应这一发展趋势进行发展,建立面向设计师的知识库,发展本体化的信息共享方式,通过网络来实现数据和知识系统的共享,实现知识的最大利用化,同时将其融入产品的全生命周期设计中去。

5结语

随着经济的发展,市场对于产品设计的影响越来越大,CAID技术应有于工业设计有利于保证产品新颖、个性、独特,提高产品在市场的占有率,提高企业的核心竞争力。虽然现阶段CAID技术的发展还存在一定的难点,但是本身具有良好的发展前景,CAID技术必将革新工业设计的发展。

作者:力元 单位:武汉交通职业学院

参考文献:

[1]林丽.充分应用CAID技术是工业设计发展的趋势[J].现代机械,2006.

[2]张全.CAID技术在工业设计中的应用[J].包装工程,2007.

[3]余隋怀,安琳,陆长德等.基于网络环境的CAID协同开发模式[J].计算机应用研究,2004.

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