冶金企业总图运输设计CAD系统研究.pdf_大学文库

杜瑾：冶金企业总图运输设计CAD系统研究 ·65· 1冶金企业GPTD CAD系统总目标确定任何计算机辅助系统都是为某种目的建立的，冶金企业GPTD CAD系统也不例外。 GPTD CAD系统的任务与目的，就是实现总图运输设计过程中的计算机辅助支持，以加快设计进程，提高设计质量，产生高的生产效益。当然“支持”是一个笼统的概念。有关总图运输设计中计算机辅助支持的内容需要从总图运输设计的工作内容上进行分析，从而对人与计算机的相互作用有一个清晰的了解，GPTD CAD系统总目标的确定应建立在这一基础上。作为工程设计，总图运输设计为二段设计：初步设计一施工图设计。由于总图运输设计从内容上属大规模、复杂化的综合性系统设计，因而具有一些不同于单一性专业设计工作的特点，即它不仅具有严格的政策法规性，又有广泛的技术性，还必须符合技术经济要求。初步设计是整个设计过程的核心，一般应进行多方案比较，从技术和经济上加以定性和定量论证，推荐一个最优方案（相对优）。评价因素甚多，且方案技术条件均为定性因素，因此，对技术条件评价大多建立在定性基础上，即根据诸因素对方案技术条件的满足程度定性评价论证，这样对总图运输设计方案难以做出全面地、科学地正确决策。随着总图运输设计理论与方法的成熟，一些以现代数学为基础理论的评价方法使得方案评价定性量化，即定性定量地对方案进行科学评价，其评价决策的数学模型可非常方便地利用计算机进行处理。在总图方案拟定后，以最优方案为核心，展开深入细致地施工图设计。在施工图设计阶段，要绘制各类施工图并涉及到许多工程计算问题。从总图设计工作内容上看，GPTD CAD系统不可能覆盖GPTD工作，因为计算机没有自我学习能力，没有创造性，不能取代人的思维，必须由人告诉它的如何工作。因此，总图运输设计中一些难以形式化、符号化、经验设计方法及直观判断留给设计者，比如方案构思等。而将有利于计算机发挥优势的工作内容，如计算、评价决策、分析绘图等工作赋预计算机。GPTD CAD系统应用围绕这一总目标进行。 2 GPTD CAD系统总体结构设计从GPTD CAD系统总目标出发，可将整个系统分为5个子系统，其总体结构如图1所示。 ·数据采集子系统总控程序 ·绘制方案图子系统设计文件编制子系统 ·方案评价决策子系统数据采集系统 ·设计文件编制子系统 ·施工图绘图子系统方案绘图子系统数据库数据采集子系统主要完成采集外部基础设计数据资料，总体方案（绘图）中的有关方案评价决策子系统施工图绘制图子系统指标、数据分析及方案评价子系统产生的数据结果。方案评价决策子系统主要完成总体图1 GPTD CAD系统结构图

杜瑾冶金企业总图运输设计系统研究冶金企业系统总目标确定任何计算机辅助系统都是为某种目的建立的，冶金企业系统也不例外。系统的任务与目的，就是实现总图运输设计过程中的计算机辅助支持，以加快设计进程，提高设计质量，产生高的生产效益。当然 “ 支持 ” 是一个笼统的概念。有关总图运输设计中计算机辅助支持的内容需要从总图运输设计的工作内容上进行分析，从而对人与计算机的相互作用有一个清晰的了解，一系统总目标的确定应建立在这一基础上。作为工程设计，总图运输设计为二段设计初步设计一施工图设计。由于总图运输设计从内容上属大规模、复杂化的综合性系统设计，因而具有一些不同于单一性专业设计工作的特点，即它不仅具有严格的政策法规性，又有广泛的技术性，还必须符合技术经济要求。初步设计是整个设计过程的核心，一般应进行多方案比较，从技术和经济上加以定性和定量论证，推荐一个最优方案相对优。评价因素甚多，且方案技术条件均为定性因素，因此，对技术条件评价大多建立在定性基础上，即根据诸因素对方案技术条件的满足程度定性评价论证，这样对总图运输设计方案难以做出全面地、科学地正确决策。随着总图运输设计理论与方法的成熟，一些以现代数学为基础理论的评价方法使得方案评价定性量化，即定性定量地对方案进行科学评价，其评价决策的数学模型可非常方便地利用计算机进行处理。在总图方案拟定后，以最优方案为核心，展开深入细致地施工图设计。在施工图设计阶段，要绘制各类施工图并涉及到许多工程计算问题。从总图设计工作内容上看，系统不可能覆盖工作，因为计算机没有自我学习能力，没有创造性，不能取代人的思维，必须由人告诉它的如何工作。因此，总图运输设计中一些难以形式化、符号化、经验设计方法及直观判断留给设计者，比如方案构思等。而将有利于计算机发挥优势的工作内容，如计算、评价决策、分析绘图等工作赋预计算机。系统应用围绕这一总目标进行。系统总体结构设计从系统总目标出发，可将整个系统分为个子系统，其总体结构如图所不。 · 数据采集子系统 · 绘制方案图子系统 · 方案评价决策子系统 · 设计文件编制子系统 · 施工图绘图子系统数据采集子系统主要完成采集外部基础设计数据资料，总体方案绘图中的有关指标、数据分析及方案评价子系统产生的数据结果。方案评价决策子系统主要完成总体总控程序茹面舀滚习比一七塑王丝迥迎巡方案绘图子系统数据库方案评价决策子系统施工图绘制图子系统图系统结构图

·66· 北京科技大学学报及局部区域方案的优劣评价及决策。方案绘图子系统是产生方案直观图形的工具。施工图绘图子系统按施工设计深度绘制施工图。设计文件编制子系统主要分析处理设计资料（包括计算资料、主要附表等)。 3 GPTD CAD系统设计思想 GPTD CAD系统使用对象主要是从事总图运输设计的工程技术人员。因此，软件人机接口方式设计力求使用简单方便，适合于总图设计人员的特点：(1)人机界面简单直观，功能指令一目了然；(2)软件贯穿方案一初设一施工图，整个设计阶段完全仿效总图设计人员的工作流程；(3)方案评价子系统由设计决策者在提示驱动下只输人简单的数据信息。 4软件开发工具选用建立计算机辅助系统，是最大程度地方便用户，故软件开发工具要考虑适用性与高效性等因素。对于计算、数据分析和方案评价的模块，选择C语言或Turb BASIC语言作为开发工具。对于数据库模块，选用大众化的数据库语言dBASE N(或FOXBASE)。考虑到数据采集子系统主要进行提示或运行驱动及数据结构转换，因而选择数据文件存贮及结构转换功能较强的语言来开发。比如可选用Turb BASIC和dBASE N数据库软件来共同实现其功能。对于绘图系统，选择目前广为流行的AUTO CAD作为支持软件。 5用AUTO CAD可能开发的方式 AUTO CAD是一种通用的微机绘图系统，是一套功能极强的绘图工具，是当今世界上广为流传的优秀的绘图软件。AUTO CAD不仅能满足通用绘图需要，而且该系统采用了开放的体系结构，提供了向更高层次发展各类专业CAD系统的多种接口。在此基础上，开发总图运输设计CAD系统可以采用以下方式： (I)在TUTO CAD支持下，开发冶金企业总图运输设计专业标准图及标准设计图形库，创造适宜总图运输设计绘图的环境。 (2)利用嵌人在AUTO CAD系统中的AUTO LISP程序语言编写适用于总图运输设计绘图需要的程序和函数，为AUTO CAD扩充新的宏命令，建立总图运输设计绘图实用的菜单。 (3)采用AUTO CAD命令组文件接口方式，用其它程序编辑扩展名为“SCR”类型的命令组文件，通过它可以控制AUTO CAD系统自动生成所需的总图运输设计图形。 (4)采用图形交换文件接口方式。此种表示方式既为AUTO CAD所接受，又为其它高级程序设计语言所接受。如果CAD系统需要有“计算程序一绘图一计算程序”之间的互相衔接，可以采用此种接口方式。通过DXF文件或SCR文件都可控制AUTO CAD系统自动生成所需总图运输设计图形。但DXF文件的信息量太大，故笔者认为，两者相比较，采用SCR文件接口方式

北京科技大学学报及局部区域方案的优劣评价及决策。方案绘图子系统是产生方案直观图形的工具。施工图绘图子系统按施工设计深度绘制施工图。设计文件编制子系统主要分析处理设计资料包括计算资料、主要附表等。系统设计思想系统使用对象主要是从事总图运输设计的工程技术人员。因此，软件人机接口方式设计力求使用简单方便，适合于总图设计人员的特点人机界面简单直观，功能指令一目了然软件贯穿方案一初设一施工图，整个设计阶段完全仿效总图设计人员的工作流程方案评价子系统由设计决策者在提示驱动下只输人简单的数据信息。软件开发工具选用建立计算机辅助系统，是最大程度地方便用户，故软件开发工具要考虑适用性与高效性等因素。对于计算、数据分析和方案评价的模块，选择语言或语言作为开发工具。对于数据库模块，选用大众化的数据库语言或。考虑到数据采集子系统主要进行提示或运行驱动及数据结构转换，因而选择数据文件存贮及结构转换功能较强的语言来开发。比如可选用和数据库软件来共同实现其功能。对于绘图系统，选择目前广为流行的作为支持软件。用可能开发的方式是一种通用的微机绘图系统，是一套功能极强的绘图工具，是当今世界上广为流传的优秀的绘图软件。不仅能满足通用绘图需要，而且该系统采用了开放的体系结构，提供了向更高层次发展各类专业系统的多种接口。在此基础上，开发总图运输设计系统可以采用以下方式在支持下，开发冶金企业总图运输设计专业标准图及标准设计图形库，创造适宜总图运输设计绘图的环境。利用嵌人在系统中的程序语言编写适用于总图运输设计绘图需要的程序和函数，为扩充新的宏命令，建立总图运输设计绘图实用的菜单。采用命令组文件接口方式，用其它程序编辑扩展名为 “ ” 类型的命令组文件，通过它可以控制系统自动生成所需的总图运输设计图形。采用图形交换文件接口方式。此种表示方式既为所接受，又为其它高级程序设计语言所接受。如果系统需要有 “ 计算程序一绘图一计算程序 ” 之间的互相衔接，可以采用此种接口方式。通过文件或文件都可控制系统自动生成所需总图运输设计图形。但文件的信息量太大，故笔者认为，两者相比较，采用文件接口方式

杜瑾：冶金企业总图运输设计CAD系统研究 ·67· 比DXF文件接口方式要更好一些。笔者曾参加开发的“机械工厂总图运输设计微机辅助绘图GPTD CAD系统就采用了SCR接口方式和属性提取文件接口方式。其开发模式见后附例。 (⑤)利用属性提取的文本、文件接口方式，将总图运输设计图形中的有关数据提取成扩展名为“T×T”类型的数据文件，为其它高级程序设计语言编写的各种设计计算程序所接受和处理。 (6)利用TUTO CAD与操作系统的接口方式，可在AUTO CAD系统内运行其它程序语言编写的程序。通过上述AUTO CAD的开发方式，能很方便地把AUTO CAD与其它程序设计语言编写的各种总图运输设计应用程序连接起来，使AUTO CAD的绘图功能成为更高层次的 CAD系统的一个组成部分。 6开发实例图2是西安冶金建筑学院与机电部第七设计研究院联合研制的一种机械工厂总图运输设计CAD系统。该系统运行的硬件环境为BM系列微机及其兼容机。软件环境为当今广为流传的MS DOS操作系统及AUTO CAD。该系统的基本指导思想是为总图运输设计人员按设计项目提供8类14种基本设计表格。设计人员可以在完全不直接接触计算机的条件下，仅仅只需根据设计项目的要求填写上述8类表格。填表方式十分简单且数据量很少，然后由计算机操作员或设计人员按照人一机对话方式向屏幕提示输入表格中填写的数据，从而便于广大长期从事总图运输设计而又从未学习过计算机知识的专业人应用。启动高级输人设计运行程序语言要求的有程序输出处程序关数据处理理结果程序操作系统批命令文件总图运输设计程序系统自动生成".SCR"文件 AUTO 启动AUTO 总图运输、 CAD 专用图形库 BAT 运行 SCR"文件动自成图形提取数据图形存盘输出图纸图2总图运输设计CAD系统