设计技术论文大全11篇

绪论：写作既是个人情感的抒发，也是对学术真理的探索，欢迎阅读由发表云整理的11篇设计技术论文范文，希望它们能为您的写作提供参考和启发。

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一、数字IC设计方法学

在目前CI设计中，基于时序驱动的数字CI设计方法、基于正复用的数字CI设计方法、基于集成平台进行系统级数字CI设计方法是当今数字CI设计比较流行的3种主要设计方法，其中基于正复用的数字CI设计方法是有效提高CI设计的关键技术。它能解决当今芯片设计业所面临的一系列挑战:缩短设计周期，提供性能更好、速度更快、成本更加低廉的数字IC芯片。

基于时序驱动的设计方法，无论是HDL描述还是原理图设计，特征都在于以时序优化为目标的着眼于门级电路结构设计，用全新的电路来实现系统功能;这种方法主要适用于完成小规模ASIC的设计。对于规模较大的系统级电路，即使团队合作，要想始终从门级结构去实现优化设计，也很难保证设计周期短、上市时间快的要求。

基于PI复用的数字CI设计方法，可以满足芯片规模要求越来越大，设计周期要求越来越短的要求，其特征是CI设计中的正功能模块的复用和组合。采用这种方法设计数字CI，数字CI包含了各种正模块的复用，数字CI的开发可分为模块开发和系统集成配合完成。对正复用技术关注的焦点是，如何进行系统功能的结构划分，如何定义片上总线进行模块互连，应该选择那些功能模块，在定义各个功能模块时如何考虑尽可能多地利用现有正资源而不是重新开发，在功能模块设计时考虑怎样定义才能有利于以后的正复用，如何进行系统验证等。

基于PI复用的数字CI的设计方法，其主要特征是模块的功能组装，其技术关键在于如下三个方面:一是开发可复用的正软核、硬核;二是怎样做好IP复用，进行功能组装，以满足目标CI的需要;三是怎样验证完成功能组装的数字CI是否满足规格定义的功能和时序。

二、典型的数字IC开发流程

典型的数字CI开发流程主要步骤包含如下24方面的内容:

(1)确定IC规格并做好总体方案设计。

(2)RTL代码编写及准备etshtnehc代码。

(3)对于包含存储单元的设计，在RTL代码编写中插入BIST(内建自我测试)电路。

(4)功能仿真以验证设计的功能正确。

(5)完成设计综合，生成门级网表。

(6)完成DFT(可测试设计)设计。

(7)在综合工具下完成模块级的静态时序分析及处理。

(8)形式验证。对比综合网表实现的功能与TRL级描述是否一致。

(9)对整个设计进行Pre一layout静态时序分析。

(10)把综合时的时间约束传递给版图工具。

(11)采样时序驱动的策略进行初始化nooprlna。内容包括单元分布，生成时钟树

(12)把时钟树送给综合工具并插入到初始综合网表。

(13)形式验证。对比插入时钟树综合网表实现的功能与初始综合网表是否一致。

(14)在步骤(11)准布线后提取估计的延迟信息。

(15)把步骤(14)提取出来的延迟信息反标给综合工具和静态时序分析工具。

(16)静态时序分析。利用准布线后提取出来的估计延时信息。

(17)在综合工具中实现现场时序优化(可选项)。

(18)完成详细的布线工作。

(19)从完成了详细布线的设计中提取详细的延时信息。

(20)把步骤(19)提取出来的延时信息反标给综合工具和静态时序分析工具。

(21)Post-layout静态时序分析。

(22)在综合工具中实现现场时序优化(可选项)。

(23)Post一alyout网表功能仿真(可选项)。

(24)物理验证后输出设计版图数据给芯片加工厂。

对于任何CI产品的开发，最初总是从市场获得需求的信息或产品的概念，根据这些概念需求，CI工程师再逐步完成CI规格的定义和总体方案的设计。总体方案定义了芯片的功能和模块划分，定义了模块功能和模块之间的时序等内容。在总体方案经过充分讨论或论证后开始CI产品的开发。CI的开发阶段包含了设计输入、功能仿真、综合、DFT(可测试设计)、形式验证、静态时序分析、布局布线等内容。而CI的后端设计包括布局、插入时钟树、布线和物理验证等内容，后端设计一般能在软件中自动完成，如SIE软件就能自动完成布局布线。

三、IC开发过程介绍

IC开发过程包括设计输入、功能仿真、综合、可测试性设计DFT、形式验证、静态时序分析、布局、插入时钟树、布线、物理验证等内容，下面分别进行详细介绍。

设计输入:一般包括图形与文本输入两种格式。文本输入包括采用verilog和vHDL两种硬件描述语言的格式，verliog语言支持多种不同层次的描述，采用硬件描述语言主要得益于采用综合器来提高设计效益;图形输入一般应该支持多层次逻辑图输入，主要应用在一些专门的电路设计中，但是图形输入耗时费力且不方便复用。

功能仿真:功能仿真的目的是为了验证设计功能的正确性和完备性。搭建的测

试环境质量和测试激励的充分性决定了功能仿真的质量和效益，仿真工具也是比较多，而且功能比较齐全。

综合:所谓综合，就是将设计的HDL描述转化为门级网表的过程。综合工具(也可称为编译器)根据时间约束等条件，完成可综合的TRL描述到综合库单元之间的映射，得到一个门级网表等;综合工具可内嵌静态时序分析工具，可以根据综合约束来完成门级网表的时序优化和面积优化。

可测试性设计DFT:目前大多数CI设计都引入可测试结构设计，一般在电路初步综合后可进行DFT设计。典型的DFT电路包括存储单元的内建自测BIST电路、扫描链电路和边界扫描电路。BIST电路是为了测试而设计的专门电路，它可以来自半导体生产厂商，也可以用商用的工具自动产生。扫描链电路一般是用可扫描的寄存器代替一般的寄存器，由于带扫描功能的寄存器的延时与一般的寄存器并不一致，所以在综合工具进行时序分析时最好就能考虑这种“附加”的延迟。边界扫描电路主要用来对电路板上的连接进行测试，也可以把内部扫描链的结果从边界扫描电路引入。

形式验证是一种静态的验证手段，它根据电路结构静态地判断两个设计在功能上是否等价，从而判断一个设计在修改前和修改后其功能是否保持一致。

静态时序分析:静态时序分析是CI开发流程中非常重要的一环。通过静态时序分析，一方面可以了解到关键路径的信息，分析关键路径的时序;另一方面，还可以了解到电路节点的扇出情况和容性负载的大小。

布局:布局被认为是整个后端流程最关键的一步，布局首先是在满足电路时序要求的条件下得到尽可能小的实现面积，其次布局也是把整个设计划分成多个便于控制的模块。布局的内容包括把单元或宏模块摆放到合适的位置，其目的是为了最大限度地减小连线的RC延迟和布线的寄生电容效应，此外，良好的布局还可以减小芯片面积和降低布线时出现拥赛现象的几率。

插入时钟树:时钟树又称时钟网络，是指位于时钟源和它所有扇出的寄存器时钟输入端之间的BUFFER驱动逻辑，时钟树通常根据物理布局情况生成。时钟树的插入关键在于如何控制时钟信号延时和时钟信号扭曲，因为较大的延迟对解决电路的保持时间问题不利，较大的时钟扭曲往往增加寄存器锁存不稳定数据的几率。但是时钟信号延迟和时钟信号扭曲问题是对矛盾，如果设计对两者都要求比较严格的话，时钟树的插入往往需要考虑比较多。

布线:布线分为两个阶段完成:预布线和详细布线，预布线时版图工具把整个芯片划分为多个较小的区域，布线器只是估算各个小区域的信号之间最短的连线长度，并以此来计算连线延迟，这个阶段并没有生成真正的版图连线。详细布线阶段，布线器根据预布线的结果和最新的时序约束条件生成真正的版图连线。但是如果预布线的时间比布局运行的时间还要长，这就意味着布局的结果是失败的，这时候就需要重新布局以减少布线的拥赛。

布局布线完成之后，EDA工具根据布局布线的结果产生电路网表，产生真正的互连线延迟数据，这样以前综合工具DC根据线负载模型计算出来的延迟数据与这些互连线延迟数据相比是不够精确的，因此把这些版图提取出来的互连线延迟数据反标给DC重新进行综合优化，如果生成的网表满足了时序、面积及功耗要求后就生成电路版图，电路版图经过验证就可以制成芯片。超级秘书网：

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2 CAD 技术在工程设计中的优点

2.1 降低劳动强度，图面清洁

与传统的手绘绘图方式相比，通过使用 CAD 技术进行绘图，可以使用一只鼠标做任何想做的事情。在传统绘图模式下，工作人员手里拿着不同粗细的墨笔，丁字尺等工具不停的在手里更换，一旦出现错误，修改非常麻烦，甚至从头来过，并且对图面进行修补，使得图面显的脏乱。

2.2 设计工作的高效性，重复利用设计成果

在 CAD技术中，有一项“COPY”功能，使其非常高效。在制图过程中，对于一些相近、相似的设计，只需要对图纸进行简单的修改，或者直接套用，在这种情况下，只需通过键盘、鼠标就可以完成制图工作。对于 CAD 软件来说，通常情况下，可以将建筑施工图直接转换为设备底图，在描绘设备底图上，不会浪费水暖、电气 设计师的时间。

2.3 提高绘图精度

对于建筑设计来说，通常情况下都要精确到毫米，但是结构计算的精度较低，施工过程中的精度更低，对于规模较大，并且较为复杂的建筑来说，通过 CAD 技术可以成倍增长其精度。

2.4 CAD 在建筑表现图上的优势

通过 CAD 制作的建筑效果图，其透视、光影、建筑材料的质感等具有较高的真实性。

3 CAD 技术在工程设计中的弊端

3.1 束缚设计思想

通过 CAD 进行绘图，为了提高精确性，需要对每一笔数据进行准确的计算，进而在一定程度上扼杀了方案设计中需要的模糊性、随机性等，并且缺乏设计灵感。另外，CAD 软件功能的局限性，以及 CAD 软件的使用者，对其掌握的熟练程度等，使得建筑师难以通过 CAD 表达好的灵感和创意，在这种情况下，进一步束缚了建筑师的思想、思路和灵感。

3.2 扼杀建筑艺术

建筑作为一门学科，它融合了科技、艺术、文化、哲学等。但是通过 CAD 对建筑进行设计，在设计过程中，缺少了手绘图的个性，以及设计师的特有感觉等。

3.3 CAD 浪费资源

首先，CAD 作为一项技术，具有较高的科技含量，对于设计师来说，通常情况下，需要用半年到一年的时间才能掌握相应的 CAD 软件。其次，CAD浪费物质财力。在实现微机制图的过程中，电脑、工作站、绘图仪等硬件设备的投资也非常大，并且这些硬件具有较高的折旧率、升级费用等。

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引言

随着我国交通运输事业的迅猛发展，桥梁作为交通线中的重要组成部分，其数量的增多、规模的扩大更为明显，而桥梁组成之一的伸缩装置，用量也越来越大，使用范围也越来越广，型式也越来越多了。桥梁伸缩装置在结构中直接承受车轮荷载的反复冲击作用，且长期暴露在大气中，是桥梁中易受破坏且难以修补的部位。因此，选用优良的伸缩装置，使其能适应由于桥梁的各种变化所引起的伸缩。

一、桥梁伸缩缝概述

桥梁伸缩缝是指为适应材料胀缩变形需要而在桥梁上部结构中设置的间隙。为使车辆平稳通过桥面，在桥梁伸缩缝处设置的由橡胶和钢材等构件组成的各种装置称为伸缩缝装置。当前，对于桥梁伸缩缝一般有对接式、钢制支承式、组合剪切式(板式)、模数支承式以及弹性装置。①对接式伸缩缝。对接式伸缩缝装置，更具其构造形式和受力特点的不同，可分为填塞对接型和嵌固对接型两种。填塞对接型伸缩装置是以沥青、木板、麻絮、橡胶等材料填塞缝隙，伸缩体在任何情况下都处于受压状态。该类伸缩装置一般用于伸缩量在40mm以下的常规桥梁工程上，但目前已不多见。嵌固式对接伸缩缝装置利用不同形态的钢构件将不同形状的橡胶条(带)嵌牢固定，并以橡胶条(带)的拉压变形来吸收梁体的变形，其伸缩体可以处于受压状态。也可以处于受拉状态。②钢制支承式伸缩装置。当桥梁的伸缩变形量超过50mm时，常采用钢质伸缩装置。该伸缩装置当车辆驶过时往往由于梁端转动或挠曲变形而产生拍击作用，噪声大，而且容易使结构损坏。因此，需采用设有螺栓弹簧的装置来固定滑动钢板，以减少拍击和噪声，该伸缩缝的构造相对复杂。③组合剪切式(板式)橡胶伸缩装置。该装置是利用各种不同断面形状的橡胶带作为填嵌材料的伸缩装置。由于橡胶富有弹性，易于粘贴，又能满足变形要求且具备防水功能。因此，目前在国内、外桥梁工程中已获得广泛应用。④模数支承式伸缩装置。板式橡胶制品这一类伸缩装置，很难满足大位移量的要求；钢制型的伸缩装置，很难做到密封不透水，而且容易造成对车辆的冲击，影响车辆的行驶性。因此，出现了利用吸震缓冲性能好又容易做到密封的橡胶材料，与强度高性能好的异型钢材组合的，在大位移量情况下能承受车辆荷载的各类型模数支承式(模数式)桥梁伸缩装置系列。⑤弹性体伸缩装置。弹性体伸缩装置分为锌铁皮伸缩缝和TST碎石弹性伸缩缝，弹性体伸缩装置是一种简易的伸缩缝装置，对于中小跨径的桥梁，当伸缩量在20mm-40mm以内时可以采用TST碎石弹性伸缩缝装置，是将特制的弹塑性材料TST加热熔化后，灌入经过清洗加热的碎石中，即形成了TST碎石弹性伸缩缝，碎石用以支持车辆荷载，TST弹塑性体在一25℃～60℃条件下能够满足伸缩量的要求。

二、桥梁伸缩缝设计要点

2.1伸缩缝破坏过早的设计原因伸缩缝的破坏最先从过渡段的混凝土开始。过渡段混凝土的主要荷载为车辆轮压产生的动载，当轮压在伸缩缝上时，其荷载通过锚固系统传递到过渡段混凝土，再传递到梁板上，并产生一定的压缩变形。在设计上而言，造成伸缩缝的破坏过早，无非是以下方面的原因：①伸缩缝在整个桥梁工程所占的份量不多，一般易被设计人员忽视，从而未对伸缩缝进行细致的考虑与设计。②伸缩装置的受力复杂，而与之密切相关起决定作用的锚固系统却不尽合理。③设计方面对施工的实际情况考虑不足。如：锚固混凝土太薄且钢筋密布，伸缩装置的锚固系统很难准确地预埋在梁中，甚至无法预埋，相当一部分锚固系统不得不锚固在整体化层混凝土中。④有的设计工程师在伸缩缝设计过程中只注重计算桥梁的伸缩量，并以此进行选型，而往往对伸缩装置的性能了解不全面，忽视了产品的相应技术要求。

2.2伸缩缝设计要点

2.2.1整体设计合理选定恰当伸缩量的缝隙极为重要，缝隙越大伸缩装置越容易遭破坏。采用的缝隙过大或过小，以及没有考虑安装时的温度而调整间隙。特别是针对板式橡胶伸缩装置，易造成破坏。即使是连续桥面，在面层铺装上往往也会出现裂纹。因此。要采取预先切割桥面，设置接缝，或用较软的铺装层来吸收裂缝，或者安设小型的伸缩装置来解决。在较大纵坡的情况下，如不设置考虑适应竖直变位的构造，也容易产生缺陷，引起破坏。伸缩装置沿桥面纵向，即使伸缩量小，也存在挠度差大的问题，因此，在伸缩装置构造上要给予重视。伸缩装置与梁体结合成等强的整体无疑是提高其使用效能的重要手段。除模数式伸缩装置之外的其他类型的桥梁伸缩装置，与桥面板的固定、结合往往不够充分，效果不甚理想，一般构造尺寸较小、刚度不足，而且对新材料的特征、配合等研究不够深入，所以在选型时应作充分的比较研究。为防止因雨水而起的漏水现象，虽然在一些钢制伸缩缝装置中，对配合部位采取插入密封橡胶或将排水装置或铺装层面层作为容易清扫的型式，或在整个缝隙中灌注填人防水材料的实用型式。对与桥面的雨水，一般应在伸缩装置附近设集中排水口；对不在日常养护作多次涂漆的构件上，设计上应采用优质耐久的防护材料作有效的处理。2.2.2实例设计在设计方面，有些设计者误认为上部构造梁板的实际预制长度与理论长度之差就是桥两端伸缩缝的宽度。就一孔20m长的简支梁桥为例，有些设计人员照本宣科，把两端各设一道缝宽2cm的伸缩缝。实际上按温差45℃设计，伸缩量按下式计算：L=Lt+Ls+Lc+Ld+ALe，Ltf=taL。式中：Lt—温度变化产生的伸缩量；a—线膨胀系数，混凝土a=10×10-6，钢a=12×10-6；L—伸缩梁的长度Ls，Lc—由于混凝土收缩和徐变影响而产生的收缩；Ld—梁端转角产生的变形量；Le—制造安装误差。膨胀系数n=10×10-6，干燥收缩度20×10-5，徐变系数ψ=2.0，预应力引起的平均轴向应力σ=6N/mm2，混凝土的弹性模量Eh=30000N/mm2，施加预应力后三个月的递减系数=0.4，则：=45×10×10-6×20000=9mm，L=20×aLβ=20×10×10-6×20000×0.4=1.6mm。L=σ／EhψLβ=6／30000×2×20000×0.4=3.2mm。设梁端旋转水平变形Ld=3mm。总伸缩量L=9+1.6+3.2+3=16.8mm。按此计算，只在一端(若系坡桥只在高处一端)留一道缝宽2cm的伸缩缝即可，另一端桥面铺装与背墙连续，这样，既节约了资金，又减轻了跳车。

合理预留伸缩缝宽度，可使其在夏季挤紧，到冬季温度降低时才会拉开，从而有效提高伸缩缝寿命，减小桥头跳车。据观察伸缩缝挤坏的很少，大部分是缝太宽，引起跳车，跳车越严重缝破坏的越快，形成恶性循环。另外混凝土还有相当高的抗压强度，只要挤压在规定范围内，对桥梁结构不会造成影响。由此可见在伸缩缝的设计中，采用安全系数较大的伸缩缝宽度，是完全没有必要的。:

三、结语

桥梁伸缩缝的破坏，对桥梁使用性能以及通车都会带来严重的影响，因此必须加强桥梁伸缩缝的优化设计，从伸缩缝类型、结构以及环境等相关因素进行强化设计，才能确保伸缩缝在今后的使用中，满足桥梁使用性能。

参考文献：

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2模具设计自动化发展趋势

CAD/CAM/CAE等技术是随着计算机技术的发展而逐渐出现的，并且在模具设计与制造行业得到了普遍的应用，随着新世纪的到来，各个国家的经济逐渐融为一体，模具行业作为工业的一个基础支撑行业必然会朝着自动化的方向不断发展，这样才能在全球化的工业领域中起到其自身的重要作用，随着各个国家的工业发展联系更加紧密，模具行业不单单只是局限的某个国家，大多数情况下是需要多国外某些行业提供先进的模具产品，这不仅对模具的设计水平、制造质量以及制造效率提出了更高的要求，而且还推动着模具的自动化的进一步向前发展，只有这样才能够适应不断发展的经济。当前，模具的自动化发展趋势主要可以概括为以下几个主要方面，下面分别进行详细的研究。

2.1模具产品发展将大型化、精密化

随着模具自动化技术的不断发展与进步，模具的产品也出现了两个十分重要的发展方向，也就是模具的大型化发展与精密化发展，所谓大型化发展并不是指单个模具的尺寸逐渐变大，而是指将多个零件的模具集中到一个模具上进行生产，也就是一个模具往往会有多个模具腔，这样就可以提高零件的生产效率，模具的精密化与模具的大型化并不是冲突的，它是与零件的微型化有着一定的关系的，模具的精密化主要是为了提高产品的

2.2模具标准件的应用将日渐广泛

模具的自动化发展的主要目的之一就是为了提高模具的制造效率，传统的模具制造行业对于每个新的产品都要单独设计模具然后再去加工，加工过程中还要对模具的质量进行监测，这样大大降低了效率，模具标准件的出现可以使得一部分模具不用再去重新设计，通过将某些模具的组成部分设计成标准化的模块并制定出相应的国家或行业标准，对于模具的自动化发展具有很大的推动作用。

2.3在模具设计制造中将全面推广CAD/CAM/CAE技术

随着计算机技术的出现并应用到模具领域，模具设计的开始出现自动化的发展趋势，各种先进技术包括CAE、CAD、CAM以及CNC都被应用到模具的设计和制造，目前许多的计算机辅助设计的软件在模具的设计过程中可以直接对模具的加工过程生成完成并且可靠的数控加工程序，不仅提高了模具加工的效率，而且提高了模具加工的质量。随着工业的不断发展，CAD/CAM/CAE等相关领域的应用软件成本也开始逐年降低，从而降低了许多中小型企业的门槛，这几项技术作为模具自动化发展技术的里程碑，推动了模具发展质的飞跃。

3模具设计的自动化

模具设计的自动化是一个比较完整的生产模具的过程，通过CAD软件对模具进行设计的周期中，可以不断对所设计的模具进行质量上的改进，找出设计过程中存在的问题并且进行修正，对于实际中应用的模具对其进行信息的完整收集然后将其体现在CAD模型之中，并可以在企业内部进行文件的共享从而几种多名设计人才的智慧对设计的模具进行改进，最后可以生成模具的生产文件，实现整个模具设计到制造的自动化过程。

3.1输入产品模型，生成高质量实体模型

在模具设计与制造的自动化过程中，模具的产品模型输入是最为基础的一个步骤，只有得到十分完整的实体模型才可以保证整个模具设计过程的可靠性，然而当前的状况就是常用的一些造型软件虽然在造型方面具有很好的使用功能，但是在进行数据交互的过程中往往会出现一系列的问题，在进行数据交互过程中最容易出现问题的部分就是曲面部分，很容易出现数据丢失的现象，因此在进行数据交互的过程中就需要对导入的产品模型进行相应的处理过程，处理过程大多数情况是针对的造型公差，当造型间隙相对公差较大的情况下常常采用的造型处理方法有两种，一种方法称为愈合处理，另一种方法是公差处理模型，前一种方法的应用比较受限，并不是所有的情况都可以用该方法进行处理，后一种方法是在实际应用中使用较多并且最终效果也比较好的处理方法，因此常常采用该方法。

3.2完备产品模型

在模具设计与制造的自动化过程中，模具的产品模型的完备是模具厂家需要完成的一个十分重要的步骤，之所以还需要对设计好的模型进行完备是因为许多模型在设计的过程中是不需要将整个模型完整地绘制出来的，有时候仅仅给出模具的一个简单的外观，而内部的结构则需要模具的厂家进行细化，这种情况在汽车行业比较普遍出现，就算设计人员最终给出的产品的模型是完整的，模具厂家也需要完成另一部分工作，那就是将模具进行分离，也就是分为型芯和型腔两个部分，只有这样设计出的模具才能够进行使用，因此，不管设计人员最终给出的产品的模型是不是完整的，该模型都需要进行不得处理，也就是模型的完备。

3.3产生模具

在模具设计与制造的自动化过程中，模具的产生是在产品模型完备以后需要进行的下一个步骤，在模具的产生过程又可以细化为两个部分，一部分就是型芯和型腔的产生，这是模具的主要部分，另一部分就是模架等附件，又可以称之为模具的辅助部分，很多模具设计的人员希望通过实体造型的CAD应用软件来完成这项工作，然后在实际操作中往往是不能够完成的，这是因为模具产生设计过程中应用到最多的就是曲面造型这一功能，而这些现有的应用软件往往很难达到使用的要求。

3.4加工准备

模具加工前的准备是在模具设计与制造的自动化过程最后一个关键步骤，这一步骤同样十分关键，它既涉及到模具的设计，也涉及到模具的制造，整个模具的生产过程并不是单一的切削就可以完成的，有时候还需要特殊的加工方式来进行配合，最常见的就是放电加工，对于需要切削加工的表面需要选择对应的刀具来进行加工，而对于需要放电加工的表面就比较复杂，首先需要对放电加工的部分设计对应的电极模型，这一步骤有时候会占据整个模具设计的大部分时间，而电极模型的设计原理就是对需要进行加工的部分进行求逆的过程。

3.5板材成型模具设计

自动化的模具设计时可以遵循上面阐述的四个步骤，此外还需要得到一些材料的特性参数、与模具相关的边界条件以及速度均方差的计算方法等等。其中，vi是考察截面上i节点处的流动速度，v是所有考察节点的平均速度，n是考察节点总数。

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（2）综合性。Java技术的综合性体现于很多方面，如Java的面向对象技术与不同应用技术的综合、Java课程中多个教学内容的综合、Java课程与其他课程的综合、基于Java的综合课程设计等。

2基于Java的综合性课程设计实践

2.1Java课程综合性实验

2.1.1Java教学过程中遇到的问题

以前在完成每一个单元理论教学内容的同时，学生也上机完成相应的程序设计实验内容，当所有的教学内容讲完了，课时也用完了，但总感觉意犹未尽。首先从教师的角度讲，认为可以完成的实验项目还有很多，学生应用Java的潜力还可以再“挖一挖”；其次从学生的角度讲，对Java的兴趣刚上来，但是应用Java的羽翼还不太丰满，如果就此打住，过一些时间，Java知识可能会淡了，也许就扼杀了他们应用Java的能力和机会。教学计划中的课时是不能随便调整的，只有合理利用有限的实验课时，才能进一步有效地提高学生对Java的综合应用能力。

2.1.2Java课程综合性实验的设计

从2007年开始，我们在Java程序设计实验课程大纲的实验项目中增加了综合实验教学环节，利用有限的实验课时，使学生应用已经掌握到和即将学习到的Java知识，有兴趣和有能力去探索完成一个比较大的实验项目，培养了学生对Java技术的应用能力。这样的综合实验时间发生于学习完面向对象特性、数组枚举及字符串应用、异常处理、图形用户界面设计后，在Java程序设计的理论课程讲授其他教学内容的同时，Java程序设计实验课程布置给学生一些综合实验的题目，让学生选择完成一个项目的设计和实现。后续教学内容的单元实验取消，学生只需完成选定的综合实验项目即可。在综合实验中需要用到的还未来得及讲授的Java知识或技术，大部分学生在已掌握了前面讲过的基础知识后，有能力先去预习或者自学。以下列举一些开设过的综合实验项目。①ISBN书号校验程序的设计和实现；②名片记录本程序的设计与实现；③文本编辑器的设计与实现；④水中倒影；⑤音乐日历；⑥网上聊天程序的设计实现；⑦多客户简单网络应用程序的设计实现；⑧基本数据库操作应用程序的设计实现。综合效果非常好，学生在做综合课程设计的过程中，进一步巩固和验证前面所学技术，激发出探索兴趣，先行求索后续知识。更重要的是学会了应用，学会了设计，学会了调试，应用Java技术的能力提高了，专业素质也提升了。

2.2软件核心课程做基于Java的综合性实验，可进一步提高学生的能力和素养

在开设Java课程之后，相继开设了计算机网络和数据库原理等课程，这些课程也在做综合实验项目。因为Java是网络编程语言，可以尝试用Java做开发工具来完成计算机网络课程的综合实验。再者，全球85%以上的企业在使用Java完成信息管理系统，那么也可以使用Java做工具来为数据库原理课程设计一些综合实验项目。如果课时有限，做一个小型管理信息系统即可，多出一些题目，3~4人一组，每组选做一个题目。因为每门课的综合实验课时都紧张，可以把两门课合起来做综合课程设计。从2008年开始，我们研究探索为计算机科学与技术专业开设的主干课程数据库系统原理实验的综合实验教学项目提供开发工具。在数据库系统原理实验课程的综合实验中，学生开发的积极性很高，虽然实验课时非常有限，但每一个课题小组都认真讨论数据库的设计、系统的Java实现方法，最后按时交上较为满意的作品。自2007年以来，Java课程为计算机网络实验课程开设过的综合实验项目如下：①基于TCP协议的网络应用程序设计与Java实现；②基于UDP协议的网络应用程序设计与Java实现。自2008年以来，Java课程为数据库系统原理实验课程开设过的综合实验项目（2010年为Java程序设计实验与数据库系统原理实验两门课合作开设的综合实验项目）如下：小型管理信息系统的设计与实现（3~4人一组，每组会针对不同类型的企业或部门完成一个具体的系统）。将Java课程与其他课程结合起来，进行综合课程设计，分别围绕一些小型管理信息系统、TCP或UDP协议之上的网络应用程序、较为复杂的数据结构应用程序出题目。Java和计算机网络、Java和数据库原理、Java和数据结构、Java和编译原理、Java和软件工程等课程，均可以完成综合课程设计。为研究生开设的课程也大量地应用了Java技术，如机器学习、数据挖掘的算法实现多是使用了Java程序。此外各种工程优化算法，都可以用Java做开发工具。

2.3基于Java的综合课程设计课程的开设

2.3.1在综合课程设计中遇到的问题

（1）各门课程的教学计划中没有为综合课程设计安排专门的课时，需占用常规的课程单元实验课时，这样会影响到课程的单元练习。（2）因为时间太短，学生虽然兴趣盎然，但设计出的软件粗糙，无法保证质量。（3）各门课程单独安排的综合实验项目中，互相之间难免有些重复，学生虽有兴趣，但每门课都须完成综合实验，负担重。为减轻学生期末负担，近5年来，我们尝试将两门课结合起来，完成综合课程设计，如将Java课程与计算机网络课程结合起来，完成一个基于TCP或UDP协议的应用程序；将Java课程与数据库原理课程结合起来，完成一个小型管理信息系统。

2.3.2开设基于Java的综合课程设计课程

以上问题的终极解决方案是基于Java的综合课程设计能作为一门课程，设计于信息技术类专业的教学计划中。这样，有效利用给予综合课程设计的课时，在教师的指导下，学生就可以集中精力设计和实现一款基于Java的功能完善的质量较高的软件。基于Java的综合课程设计课程的实施方案如下：（1）在和学生讨论的基础上，教师给出以上所述不同方面的多个题目，让学生选择自己感兴趣的题目去做。在设计和实现的过程中，学生及时向教师汇报阶段性成果并得到启发性指导以便于改进。（2）教师针对各种类型题目做出比较典型的实例，或选择合适教材以便于学生参考。当然学生自己也可以选择感兴趣的实战编程教程作为综合课程设计的参考书目。在这方面，我们做了一定工作：申请编写了清华大学出版社的教材——《基于Java的综合课程设计》，已经正式出版。

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控制流分析主要是以控制流关系为依据来对软件进行测试。其中控制流关系可以对程序原色以及程序元素的执行秩序所具有的关系进行叙述，在软件测试中，控制流关系可以被绘制为控制流图，控制流图中的程序元素使用节点来表示，节点与节点之间使用弧线来进行连接，如果一个输入能够引发一种路径的执行，则这条路径被认定为是可达的;数据流分析是以程序和程序元素之间的数据访问行为来进行测试，软件程序同样可以用数据流图来表示，并使用未定义信息、变量定义等来进行标记。如果程序语句执行中的一个变量得到了分配的值，则可以认定这个变量已经被定义。这种分析方法可以被引用到测试数据声场、异常检测以及代码优化等检测方法中;代码检查是一种十分有效的软件测试形式，这种测试形式的优势在于可以将软件中存在的30%～70%的编码错误或者逻辑设计错误检查出来。

在使用代码检查形式进行软件测试的过程中，要求测试团队包括开发者、审查负责人、阅读者以及协调者。开展审查的目的在于在发现软件错误的基础上降低软件返工成本，相对于计算机测试而言，代码检查的优势在于能够在一次审查后找到多种缺陷，而计算机测试需要在发现错误后进行改正，由此可见，代码检查形式能够有效降低系统验证的工作量。

(二)动态测试分析。软件测试中的动态测试分析在是否对被测软件进行执行方面与静态测试分析是相对应的。在软件测试工作中，动态分析的内容主要包括以下几点:一是内存处理与内存泄露。对于内存错误或者程序没有释放已经不能使用的内存的内存泄露问题，这些问题都有必要通过设计测试用例来对存储或者使用目标是否得到满足作出监测;二是常见运行错误的检测，如空指针产生的未知错误、编译器截断处理产生的问题、很难发现的数据溢出问题等;三是覆盖率分析。覆盖率分析主要是对软件的完整性进行度量。通过对覆盖率数据的了解，能够得知对软件所作出的测试是否全面以及测试工作中是否存在问题等，从而使软件的测试工作者能够有依据地对软件测试工作作出改进以实现软件测试质量的提高。在覆盖率分析中，能够利用的工具有很多，但是在测试过程中，要避免对100%覆盖率的追求，虽然在足够的时间以及资源支撑下覆盖率可能达到100%，但是显然，要达到这种数据，需要测试工作投入过大成本，从软件设计的成本控制来看，这是完全没有必要的。因此在覆盖率分析工作中，测试工作人员有必要根据软件设计需求来设定覆盖率标准，并在这种覆盖率标准下对覆盖率数据进行测定与分析。

在软件设计中，80%的软件错误存在于20%的软件代码中，因此，在满足成本控制要求的基础上，有必要将代码静态分析和覆盖率分析结合起来，通过找出容易产生错误的软件代码并进行覆盖来减少覆盖分析工作需要投入的时间成本与经济成本;四是性能分析。所有软件都具有着效率目标以及性能目标。即软件需要在特定的配置环境和负载中表现出合格的吞吐率与响应时间，所以软件性能分析主要是检查软件程序能否达到性能目标，或者找出软件程序不能达到性能目标的原因。性能分析的主要内容包括对程序的计算处理进度、响应时间、占用空间、最大负荷、资源利用率以及并发程度等;五是安全性分析。安全性测试是对软件本身的保密性以及安全性作出测试，为了确保测试的有效性，软件安全性测试有必要在软件实际使用环境中进行测试，其中的主要内容包括针对软件的关键部分开展单独的测试与分析、对软件规避安全风险的措施有效性作出测试与分析、对软件避免被非法访问的能力作出分析、对软件中与安全性有关的冗余、容错、算法以及数据结构保护和中断处理方案等作出测试与分析。

二、软件测试工作质量的提高策略

(一)测试人员及早介入。为了实现软件测试质量的提高，软件测试人员需要在软件设计开展初期就介入到软件测试工作中，从而更加准确地对测试对象以及测试需求作出了解。在此过程中，测试人员应当以设计出全面且出色的测试设计、设施规划为出发点对软件产品作出深入了解，特别是了解软件中对于客户来说最为关键的部分以及风险最大的部分，并将精力放在对这些部分的检测中，从而使软件测试工作有重点。其中缺陷预防要求软件测试人员能够根据测试需求使用合理的测试技术来避免软件错误和问题遗留到软件设计的开发后期。缺陷预防工作的开展效率在需求阶段最高，因为这一阶段在发现问题后并不需要对软件作出过大的改动，从而避免给软件设计以及软件测试等工作带来成本压力和工期压力。

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结合学生情况、教学资源等实际，课程设计上力求达到可操作性、科学性和规范性。以职业岗位需要的知识技能为课程设计的依据，按照企业实际药物分离纯化生产过程进行教学，依次讲授基本原理、萃取技术、蒸馏技术、色谱分离技术、膜分离技术、固液分离技术、固相析出技术、干燥技术和电泳技术。合理的教学内容是实现教学目标的保证，药物分离与纯化技术课程涉及一些工程计算等工程性比较强的内容，学生可以把这些知识作为兴趣课后学习，而在课堂上要精选分离纯化基础原理、技术等教学内容，以“必需、够用”为原则，并且适当引入新技术，拓宽学生的视野。减少知识的抽象性，多采用实物、模型、多媒体等直观教学的形式，探索现场教学模式，提高教学效果。要为学生学习和掌握技能奠定必要、足够的理论基础，同时注意理论知识的把握程度，不一味强调理论知识的重要性和完整性，在淡化理论的同时根据实际工作需求培养学生的实践技能。

1.2积极引导启发鼓励

学生认识不到课程的重要性主要是因为没有明确的职业规划，对未来职业的具体工作过程不了解，意识不到课程内容在以后工作中的作用。适当给学生介绍药品生产工作岗位的具体任务流程，同时建立生产工艺技术与质量控制的概念，让学生认识到药物分离与纯化技术在整个制药过程中的关键性地位。在传授知识的同时还要注重培养学生良好的学习习惯，利用课后时间与学生接触，多去理解学生的感受，给予他们积极的鼓励和建议。

1.3合理导入适当拓展

上好课的前提是备好课，不仅要选用合适的教材，还要提前了解学生相关知识基础和理解接受能力，在课堂教学中要随时观察学生反应，以合理的速度引导学习，顺利完成教学任务。绪论作为教学的开始，是该课程的第一堂课，其教学效果不仅直接影响到教师后续的教学，也影响到学生对该课程的学习。绪论中对整个课程的导入很关键，以后讲授每个章节时对章节的导入也很重要，良好的导入能激发学生的兴趣，改善教学效果。与飞速发展的科学技术相比，教材的内容总是滞后的，教学内容不能局限于教材。教师要关注最近研究进展，把学科发展前沿的技术介绍给学生。还可以自己的科研经验作为教学素材，让学生了解科学的研究方法和过程。例如薄层色谱是实验室广泛应用的分离纯化方法，其原理、操作在课本中都会有详细的介绍，但在实际科研过程中会遇到很多问题，而这些问题的解决方法是在课本里面学不到的，教师可以把这些经验归纳出来，传授给学生。另外还要补充一些GMP的相关知识，从整体上介绍药物从研发到制成成品的过程，让学生有一个整体的认识。

1.4方法多样合理搭配

本课程理论深奥抽象，与日常生活关系不大，在教学中如果仅用语言和板书进行讲述，缺乏形象直观的展示，学生会对很多知识点理解困难，对学习失去兴趣。多媒体课件可以展示各种图片、动画、影像资料，比传统教学方式更为直观。它能使复杂、抽象的理论简单化、形象化，还能解决实验条件不足的问题，开阔学生眼界、拓宽知识面。由于教学资源的限制，实验室条件很难跟上先进仪器设备的发展，也不可能具备所有的制药机械，借助多媒体可以将新技术、新设备直观的展示给学生，展示完整的工艺流程，加深印象。但多媒体包含知识量大，授课速度快，学生注意力容易分散，所以多媒体不能代替传统教学方法。教师在用多媒体授课的同时用板书将知识点进行归纳，适当提问，有利于教师和学生之间的互动交流，控制授课节奏，给学生留出消化和吸收知识的时间。教学方式有很多种，要合理搭配，取长补短。

1.5适当举例激发兴趣

教材编写通常采用的是学术用语，如果整节课都进行原理性知识的讲解，很多学生会感到迷茫，课堂气氛会陷入枯燥、沉闷的状态。应该适当调整方式，联系日常生活、生产和科研，增强课堂学习的趣味性、实用性及先进性。这样不仅能够加深学生对相关知识的理解，为课堂教学增加活跃的气氛，也让学生认识到课程的重要性，激发学习积极性。在讲授每章节的内容时，为减少学生对新知识的陌生感，激发其求知欲，可以将教学内容与实际生活中的一些情景结合起来，将抽象的知识点变成学生感兴趣的内容。例如在讲授膜分离时，让学生看到实验室最常见也最简单的滤纸过滤；在环境保护方面，让学生了解如何用液膜法处理废水；为学生介绍在进行海水淡化时用到的电渗析技术；也给学生介绍海带（生物膜）富集碘的原因。

1.6重视实验校企结合

药物分离与纯化技术是一门实践性很强的学科，学生要在实训实践中学习并掌握相关的知识与技能。但目前受实训学时和条件的限制，实验内容的安排多为验证性实验。学生只要按照教师给出的步骤按部就班的操作，无需思考就能得到结果，这种实训模式不利于学生培养解决实际问题的职业能力。在开展实训之前要鼓励学生自己查阅文献资料，设计实验过程，验证理论知识，提高学生实际动手能力和分析问题、解决问题及独立工作的能力。近年来新技术、新设备不断涌现，迅速渗透到生产中的各个领域。除了在课堂上给学生介绍企业岗位职责要求和最新的分离纯化技术信息之外，教师还应与企业技术人员密切合作，组织学生参观药品生产企业，让学生参与药品生产中遇到的实际问题，了解书本和实际生产上的差距，弥补书本知识的局限性，开拓学生眼界。

1.7过程考核发挥导向作用

传统的考核结果往往只考虑期末卷面成绩，这样不利于调动学生的积极性，很容易忽略学生在平时课堂中的表现和创新能力的培养。本课程的考核方式为：学生期末总成绩（百分制）=期末考试卷面成绩（50%）+课堂出勤及回答问题表现（20%）+小论文撰写（10%）+实训操作（20%）。考核方式从四个方面进行综合测评，不仅重视结果，更重视过程。小论文的撰写要求学生选择自己感兴趣的一种分离纯化技术，查阅文献资料，设计一个具体的方案，将这种技术应用到实际的生产中。另外要求学生对课程有所反馈，提出自己的意见和建议。

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中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）06（b）-0000-00

*基金项目：华北水利水电学院2011年教育教学改革项目（47）

作者简介：胡青峰（1980-），男，河南省汝南县人，博士，讲师。

1引言

毕业论文或毕业设计是高等院校本科教育人才培养计划最重要的组成部分之一，是本科教育的最后一个综合性教学环节[1]，通过完成毕业论文，学生既能够很好的对自己四年来的学习与实践成果进行全面的总结，也能够培养自己的独立思考能力和科学工作方法，是一个学习深化和升华的重要过程。但不同的学科由于其学科性质不同，要想更好的体现以上观点，其毕业论文或设计模式也必然存在一定的差异。测绘工程是一门应用性较强的科学，在学习理论知识的基础上着重培养学生的实际动手能力。特别是在现阶段测绘新技术形势下，如何更好的使学生达到“厚基础、宽专业、强素质、重实践和有创新”的培养目标，探讨测绘新技术形势下本科毕业论文（设计）模式的研究是非常必要和意义重大的。

2测绘新技术特点分析

随着现代科技和信息化技术的发展，为了弥补传统测绘技术的不足和满足现代测绘的要求，测绘科学涌现出了新的测量技术，主要有GPS技术、GIS技术、RS技术、摄影测量技术以及三维激光扫描技术等。其测量呈现如下新特点：

（1）作业模式数字化

测绘部门传统的生产作业模式正被数字化技术所取代，如：地图数字化、数字摄影测量、扫描数字化等。计算机的智能化与自动化正逐步出现在测绘生产作业流程中的各个关键部分，传统测绘生产工序正被简化，新型测绘生产作业以及管理模式正逐步形成，这要求学生对计算机软件要有较好的运用。

（2）测绘技术一体化与复合化

随着计算机新技术的发展，测绘技术也出现了一体化发展的趋势，如内外业数据处理一体化、数字摄影测量系统一体化、“3S”技术集成等等，这种一体化与复合化的特点将有利于网络化观测体系的形成，必将会大大提高测量作业速度和测量数据处理效率，并提高测量数据的精度。测绘技术的一体化要求测绘工程专业学生具备一定的专业综合能力。

（3）测绘设备的两极化

新技术测绘设备的生产正向两极分化的趋势发展，一方面向小型化、微型化和可携带化的方向发展，另一方面其功能和性能也更可靠。这一变化对我们的启示是，在教授学生传统测绘仪器使用的同时，必须加以强调和落实学生掌握和运用新理论和新仪器的能力。

（4）测绘信息的网络共享化

随着信息技术的迅速发展，网络也飞速普及全球，这一工程不仅实现了资源共享和生产过程管理的网络化，而且促进了网络化由生产部门一直延伸到用户。这种发展导致了测绘生产组织结构必须加大信息服务能力，基础地理信息服务在生产组织结构中趋于专门化，这也就加强了学校和测绘单位和外界建立新的合作关系的必要性，以便空间数据资源的互补。

3建议

在测绘新技术不断发展的今天，针对如何利用测绘新技术开展测绘工程专业本科毕业论文（设计），以达到我校“厚基础、宽专业、强素质、重实践和有创新”的人才培养目标，结合前面分析本研究给出以下建议：

（1） 走“产、学、研”结合的道路，培养学生解决实际问题能力和创新能力

学生到企事业单位实习，将毕业论文（设计）与生产联系起来，一方面有助于学生了解相关行业特点、现状和发展前景，清楚社会对各种类型人才的需要，从而更加明确自己的努力方向和社会定位，进一步激发其刻苦学习与立志成才的积极性[2]，另一方面，在这个过程中可以利用一些测绘新技术解决生产实践中遇到的问题，培养其解决实际生产实践问题的能力。

将学生的毕业论文（设计）与导师的科研项目相结合，可以引导学生对测绘新技术理论的学习、探索、创新和应用，提高学生的科学研究与工程设计能力，为以后学生继续深造从事科研活动打下基础。

（2） 与学生兴趣爱好相结合，发挥其主观能动性

我校培养人才的目标是“厚基础、宽专业、强素质、重实践和有创新”。与其它专业相比，测绘工程专业所涉及的知识面专业性强、专业面较窄。因此，在开展毕业论文（设计）选题时考虑到教学大纲的同时，兼顾到学生的兴趣爱好也是非常有必要的。学生根据自己的兴趣爱好，利用所学到的各种基本理论和技术，选择与本专业相关的题目特别是与本专业相关的边缘学科，且难度达到毕业论文（设计）要求，应该是被允许和鼓励的。这样可以发挥学生的主观能动性，激发学生开展毕业论文（设计）的兴趣，有利于获取创新性的成果。

（3） 与学生就业方向相结合，为学生以后就业打基础

对于有意向到科研院所或高校工作或继续深造的学生，根据科研院所的具体情况，指导老师可以重点考虑为该类学生选择与测绘新理论相结合的论文形式的相关课题，对于有意向到生产性企事业单位工作的学生，指导老师可以重点考虑为其选择与测绘新技术或方法相结合的设计形式的相关课题。条件允许的话可以直接让学生到意向单位实习，结合意向单位课题完成毕业论文（设计），为学生快速转变角色、适应单位的工作模式打下基础。

（4） 注重交叉学科的选题，全面提高学生的专业素质

随着测绘新技术的不断进步和社会对复合型人才的需求，测绘工程专业学生在选题时，还应注重交叉学科的选题，具体包括两个方面：一是在测绘科学与技术大的学科框架下选题，即可以适当与新发展的相关专业相结合，这样有助于增强学生对整个测绘科学与技术知识的全面掌握和运用；二是与学校特色相结合[3]，多与相关水利专业相结合，一方面能够拓宽学生的知识面，增加了学生对学校办学强项的了解，另一方面，也为学校特色专业引进了新的先进的测绘技术，促进了学校特色专业学科发展。

4结束语

毕业论文（设计）是学生对所学知识的一个综合运用过程，是检验学生在实践的基础上运用所学专业理论知识去分析和解决实际问题能力的重要途径，是对毕业生基础知识、学习能力、自学专研能力以及各种综合能力的检验和提高，是学生毕业前最后一次重要的综合实践机会，是衡量高等学校教育质量的重要评价内容。针对测绘新技术迅速发展的今天，为真正把测绘工程专业学生培养成厚基础、宽口径、复合型的高素质创新型人才，其毕业论文（设计）模式仍有待于进一步深入研究。

参考文献

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2基于BIM技术的设计管理能实现哪些提升

2.1BIM技术使设计项目的进度管理更准确可控

设计项目的进度管理基本采用节点工期管理的模式，在约定的节点时间交付相应设计阶段的设计成果，即方案阶段交付方案设计图纸，初设阶段交付初步设计图纸，施工图设计阶段交付最终施工图纸。这种传统的节点管控的方式，很难实现过程管控，不到节点时间，无法看到设计人员工作进展程度。到了节点时间，若项目组成员中出现生病、请假的特殊情况，就会造成无法按照约定时间交付的违约现象。BIM技术的应用，构建了协同工作平台，项目组成员每天的工作成果都会同步到统一的模型服务器中。BIM经理具有模型管理的最高权限，他可以时时查看和调出项目组中任何专业、任何一个成员的最新工作成果，为过程管控的开展提供技术保障。

2.2BIM技术使设计项目的质量管理落到实处

设计企业都有相应的设计质量管理制度，但同样的制度下，不同的项目负责人带出的项目设计质量却相去甚远。之所以会这样是因为设计工作是脑力活动的集成，设计质量与项目负责人的工作经验、责任心和技术能力有极大的关联度，而与管理制度的关联度很有限。尤其在计算机技术和信息化技术日益普及的今天，只靠制度建设缺乏管理工具和管理手段的建设，其结果就是口号式的务虚管理。BIM技术的可视化使设计成果可更直观地检查和核对，碰撞检查可以将各专业设计模型间打架或矛盾的地方显现，提醒设计人员进行修改。软件内设的逻辑关系，可以避免许多低级错误和图纸自相矛盾的情况，有效地保证设计质量。总之，应用BIM技术可以实现真正意义上的计算机辅助设计，使设计质量摆脱完全依赖人脑的现状，变成在过程中可看、可查、可控。

2.3准确快速地形成设计概算

以往的CAD图纸由于信息不够全面，无法自动形成工程量，概算人员需要另行建模统计，因此难以保证设计概算的准确和及时。应用BIM技术，设计人员建立的BIM模型实际上是一个富有信息的项目构件和部件的数据库，从中可以准确地获得各种材料、设备的统计数据，因此编制概算可直接从模型中提取所需数据，编制时间可缩短70%以上。设计概算是确定和控制建设项目投资的依据，也是甲方衡量设计方案的经济性、可实施性的依据，在工程项目建设中起着十分重要的作用。但长期以来的设计工作中，因为设计方案经常修改，设计概算无法及时准确的随方案变动，使得设计概算可信度和指导作用受到各方质疑，没有能发挥出应有的作用。相信随着BIM技术的推广，项目各参与方对设计概算及其他设计文件的依赖程度会更高，设计的龙头作用会更加显著。

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设计是一种艺术质的造物活动，其本质是"按照美的规律为人造物"⑴。这就决定了对设计的研究不能脱离审美的范畴。虽然"美"并不是设计的唯一属性和最终目的，但就设计成果而言，美的因素却成为考察其优劣程度的标准之一。随着工业化程度的不断加深以及科学技术的日新月异，设计对美的需求也越来越复杂，究其根本，乃人们日益增长的物质和精神需求使然。根据李砚祖先生的观点，一般情况下，设计中所体现的美可被分为三种：功能之美，科学之美和技术之美。而本文试图就技术美的一般特点，探讨一下在设计中对表现技术美所提出的要求。

一．技术之美

直到近代，人类才产生了真正意义上的自然科学，自然科学在大机器生产中的应用就成了这里所特指的"技术"，它有别于传统意义上的手工技术。所以"技术美"则主要指机械工业技术产生的"美"。手工技术产生的美多存在于造型艺术的领域，其表现特征常常以个人的情趣贯穿始终，经验和感性因素起决定作用，美的发生经历了制作过程及使用（或欣赏）过程两个阶段，艺术性与功利性相比则显得更为重要。"在诸如陶艺、编织、刺绣等手工艺术领域中的技术，往往直接具有艺术的性质，如陶瓷工艺中的泥条盘筑既是一种工艺技术，又是一种造型的艺术"⑵。因此，传统手工技术之美注重美的表现，强调产品对人精神的感染作用。

在现代科学指引下的大机器生产则截然不同，其产品所具有美的特征分为以下几个方面：

首先，现代工业技术之美是实用价值的外化。实用价值又可被理解为产品的有用性或实用性，它被体现在产品的功能中。如果某一产品能满足事先预定的一种或多种功能时，这一产品就具有实用性，是有实用价值的。而这种实用性的外化则表现为：现代工业产品通过一系列的具体功能效用使人们在生理及心理上都感到愉悦，产生某种共鸣；同时，又通过自身的造型、色彩和质感等外观物质手段来满足人们的审美要求，但这些外观物质是产品自身功能决定的，并非附加的形式。换句话说，产品的外在形式是功能的要求，这里的功能就是产品的内容，因为"产品的功能作为内在活动而在生意盎然的形式中表现出来，它作为充实而有光辉的东西为人体验时，就相当于艺术品的内容"⑶。由此可见，现代工业产品的技术美产生的可能性是由产品自身功能（内容）决定，并通过与之相符的外在手段表现出来。

其次，现代工业产品的技术美以一定条件作为美的成因。意大利建筑家奈尔维认为："一个技术上完善的作品，有可能在艺术上效果甚差"⑷。虽然技术美是基于事物有用性的，但这种有用性必须在一定条件下才能转化成美。在《图案设计原理》一书中，诸葛铠先生将这种条件归纳为两点：其一是完善转化的美，即有效性与合理结构和材料加工结合，使之符合美的规律从而转化为美；其二是力动转化的美，即通过力动中美的自然流露使人们产生审美愉悦。此外，符合历史性的社会审美心理同样在技术美的形成中扮演重要角色。同一件技术产品在不同历史时期可能形成不同的审美感受。例如，八十年代的电视机和九十年代的同类产品相比，其基本技术含量虽无多大差异，但九十年代的产品则更接近现代人们的审美情趣。

第三，现代工业产品的技术之美产生于使用。现代机械化大生产决定了生产者在产品制作过程中不再能体验生产过程的，系统化的大批量生产及理性因素的参与使生产者丧失了制作产品中对美的体验，而产品的美只能在使用中体现，通过目标市场对产品的消费来产生美的感受。

综上所述，现代科学技术在造物活动中产生的美具有特殊性，它是一种技术手段在对象物上的反映，是以实用为目的的产品在使用过程中发挥功能并自然流露出来的，为人们所感受，合秩序、合规律的审美愉悦。但"技术美"的概念始终是抽象的，它必须和对象物结合才能被表现出来，而对产品的功能、形式和工艺材料等方面的规定则是如何表现技术美的具体要求。

二．设计对技术美在功能方面的要求

功能是指器官、事物或方法能发挥的有利作用或功效。现代设计产品是以功能效用的发挥作为核心和目的的，其美的体现必须以该产品的有利作用为价值基础，在不与实际功利分割的前提下自然流露出来，并非是脱离实用功效而凭空拼接和附加上去，用来取悦消费者的手段。例如，一支普通的钢笔设计，其本身简洁的圆柱体造型，对符合书写习惯及握笔姿势的尺寸和结构的考虑就足以令人们在使用过程中感觉某种愉悦，进而体验到一种美，即功效之美。如果在此基础上极尽装饰之能事，雕龙画凤，甚至采用浮雕手法使笔身产生突兀和光影效果，那么人们在使用过程中先前愉悦之体验势必会大打折扣，有时还会影响使用。因此，尽量体现人造物的自然形态之美是设计对技术美在功能方面提出的要求之一。这里所说的人造物自然形态之美类似于自然美的性质，前者从有用性转化而来，不以美为目的，但在客观上符合美的形式及规律，从而产生美；后者是"自然生成的"，属于无目的之美，二者都是通过人的主观感受生成，所不同的是前者由"人"设计和制造，而后者则由"造物主"设计和制造。

设计对技术美在功能方面的第二个要求是构成有用价值（功能）的各结构必须有机结合。功能是个整体概念，它的体现实际上是构成整体的各个结构共同发挥作用所产生的效应。只有当结构与结构之间产生和谐的美时，整体功能的美才能被发挥出来。"法国学者查理斯•拉罗认为技术产品美的结构犹如音乐多声部组成的整体和谐的‘超结构’，在音乐中，多数的声部是以‘音对音’的关系同时发出音响，各声在它自身固有的旋律结构上，并且也在同其他诸声的关系上，在整体的和谐的‘超结构’上被人所欣赏"⑸。再例如，一颗螺丝钉在与其他螺丝钉以及其他构成汽车所必备的材料相结合并产生特定功效之前是不可能产生一辆汽车所能呈现的特定功能之美的。所以，功能体现的美必须关照构成功能的结构之间相互关系、作用方式及结果。

三．美在形式方面的要求

如果说产品的功能就是内容，那么内容必须与形式结合才能从真正意义上形成美的载体。因此，形式也是表现技术美的重要因素。总的来说，现代设计产品是物化了的意识对象，其技术美的体现须通过可视的物质形式来传达。而这种可视的物质形式可分为两种：一是体现功能的形式；二是表现审美的装饰化形式。一般情况下，这两种形式不以孤立状态出现，而是共同作用产生审美感受。

除非是一种前所未有的新技术造物刚被设计出来，否则体现功能美的形式是多元的，也是多样的，虽然万变不离其宗，但与内容完全相符或者完全重合的形式是不存在的。它总是伴随美的因素，以内容为中心和基础，上下波动。在新技术性造物产生时，人们可能不会把过多的精力投入到此造物的形式方面，因此，其形式基本能如实反映自身内容。随着技术的进步和时间的推移，当人们开始将重心转移到形式上时，该造物就会以多样的形式出现，有时甚至面目全非，可基本功能也许不会有多大改变。这就涉及到一个形式阈限的问题。阈限的最大值是形式值与功能值刚刚相交，形式要素占主导，体现美的属性。超出这个值的设计丝毫不反映功能，虽然仍是美的但却是失败的设计；阈限最小值是形式值与功能值刚刚相交，形式要素占主导，但并非美的形式，即不符合美的规律。超出这个值的设计毫不反映功能，形式也不美，因此也是失败之作；而中间值则是在理想状态下与功能完全吻合的形式，此时内容的物质形态就是形式，形式就是全部内容的表现。然而这是一种理想状态，有可能美，也有可能不美。所以，要求在设计过程中依据具体情况使前述两种可视的物质形式相互结合，互为补充。既然技术美在功能上要求体现自然形态之美，那么在形式上就必须考虑到适度调节表现审美的装饰形式。一般状态下，以第一种物质形式为基础，当产品形式基本符合功能，并符合美的规律时，表现审美的装饰形式应该多一些，其限量值不可超过最大、最小阈限，否则就会脱离功能。值得一提的是同种功能产品的不同外观形式给人美的感受完全不同，这也从另一侧面反映了功能（内容）与形式可能并不是完全吻合，功能是唯一的，形式是多样的，因此可被视为产品形式上的个性差异，与设计者和产家的素质及表达理念有关。比如，有甲乙两种手提电话，二者功能完全相同，但由于甲产品的形式值以功能为中心上偏，乙产品正好相反，从而导致消费者在购买时产生了对甲产品的偏爱。

四．设计对技术美在工艺材料方面的要求

现代工业产品在技术的表现上很大程度依靠对材料的运用和加工。先秦古籍《考工记》曾著："天有时，地有气，材有美，工有巧，合此四者，然后可以为良"⑹。可见用材料的性能和特点来表现美的特征由来已久，这也是现代设计主要表现手段之一。选择合乎目的的材料有助于体现技术产品所固有的功能特征。

从广义上讲，工艺材料的表现是形式的内容之一，但它又具有自身的特点，因为每种材料的"品格"不同，所以其本身就可能蕴藏着构成美的特征。"诚如竹内敏雄所认为的那样，技术加工的劳动是唤醒在材料自身之中处于休眠状态的自然之美，把它从潜在形态引向显性形态"⑺。鉴于此，设计对技术美在工艺材料方面就有着特殊的要求。

第一，"因材施法"是表现技术美的基本原则。工艺材料有着自身的性能，它来源于该材料的内部结构，包括原子以及原子在晶体中、分子中与邻近原子的结合方式与显微结构。不同的内在结构决定材料不同的物理与化学性能，从而决定了一定的制作方式及技术表现。例如，钢材制造的水果刀与塑料制造的水果刀相比就具有不同的性格，前者可能给人以坚韧、锋利的感觉，后者则可能有柔软易折、钝化的感觉。而这就决定了在制作工艺上前者可能需要锻炼和锻打等等，后者需要切割，浇铸成型等等。正如德国建筑家密斯所说："所有的材料，不管是人工的或自然的都有其本身的性格。我们在处理这些材料之前，必须知道其性格"⑻。

第二，"因质施材"是表现技术美的核心。这里所谓的"质"即内容或功能。要尽量表现产品的自然形态之美，就必须根据具体指定的内容选用与之相符的工艺材料，不能张冠李戴，乱点鸳鸯谱。例如，自行车的工艺材料多为金属结构，如果不顾其功能结构效应一味换上木质材料，势必破坏功能的发挥，影响使用，注定贻笑大方。但这里涉及到一个"本质本材"和"本质异材"的问题。前者是讲根据内容的规定选用与其照应的材料进行表现；后者则是以功能内容为核心，在原有材料上进行改进，或采用与以往不同的材料代替、模拟。例如，早期冰箱基本由金属材料构成，但伴随着使用不便，质量过大及新材料发明等诸多原因的影响从而改用了塑料结构，但还模拟了金属材料的质感。这就是典型的"本质异材"，其内容和功能未变，只是在材料的选用上遵循着以产品功能为基础，以实用为价值为核心及目的，以新技术的推广运用作为手段和载体，客观上形成美的规律这一基本原则的。

综上所述，现代大工业生产中的产品大都以科学技术为先导的，有着与以往产品大相径庭的生产方式及消费模式，其中包含的技术之美也是不能与传统手工技术之美相提并论，它已构成现代工业产品之美的一个重要因素，并与其他审美的、功能的、形式的和环境的诸因素相互作用，形成张道一先生所谓的"造物的综合之美"。

参考文献：

⑴诸葛铠.图案设计原理[M],.江苏美术出版社,1998.

⑵李砚祖.造物之美—产品设计的艺术与文化[M],.中国人民大学出版社,2000.

⑶竹内敏雄.论技术美[C],.见：技术美学与工业设计.南开大学出版社,1986.

⑷凌继尧徐恒醇.艺术设计学[M],.上海人民出版社,2001.

⑸李砚祖.造物之美—产品设计的艺术与文化[M],.中国人民大学出版社,2000.

篇（11）

2计算机技术应用的意义

计算机技术应用于艺术设计工作中具有极其重要的意义。计算机技术辅助艺术设计工作是科学技术与艺术的完美结合。计算机的特殊技术为艺术设计师们提供了一种前所未有的艺术表现形式，让艺术设计师们的思维想象与艺术绘图作品之间有了通道，使得艺术设计师们的灵感和想象能够通过绘图作品完美的表现出来，提高了艺术设计师的工作效率。计算机使得艺术设计手段的可行性、可控性得到大幅度的提高。由于计算机技术丰富的表现手法，使得艺术设计工作迎来各种技术的变革。计算机软件的应用为艺术设计师们创造了一个虚拟的环境，艺术设计师们可以在虚拟的环境中设置色彩、灯光等一些效果，考虑各种因素，从而创造出更好的作品。总之，随着计算机技术的介入，艺术设计工作正在朝着更好的方向发展。计算机技术的应用对艺术设计工作的发展有着重要的意义。

3完善计算机技术的应用

（1）艺术教学方面。当前计算机技术已普遍应用于艺术设计工作中。但是应用程度还有待提高。目前需要加强计算机技术在艺术设计中的应用，更好地发挥计算机技术的作用。首先从艺术教学方面探讨计算机技术的应用。可以运用多媒体等设备丰富教学形式，提高学生学习的积极性，更好地促进学生积极参与教学活动。艺术设计专业的学生的思维一般都比较活跃，他们往往富有强烈的情感和丰富的想象力。但是他们灵感也是来源于所学的专业知识，只有不断丰富自己的知识，开阔视野，才能带来更多更好的灵感。因此，为了让学生能够产生更多的灵感，多媒体教学是必然需要的。采用多媒体教学可以让学生们欣赏更多优秀的作品，向同学们展示各种作品的设计过程，将书本上的专业知识贯穿到多媒体教学中，使二者相结合，取长补短，优势互补，避免书本知识的枯燥无味和死板，使学生能够很好地掌握专业知识，从而能够提高艺术设计的教学质量和学生的专业素养。要想更好地运用多媒体技术进行教学活动，就要培养能够熟练操作多媒体设备的专业教师。对他们进行培训，提高教师的教学能力。教师在教学之前应当认真做好准备，提前做好相关内容的课件，仔细研究教学内容，使教学内容更加丰富有意义。（2）艺术设计课程方面。当前艺术设计主要包括建筑装潢设计、影视动画设计、网页设计、工业造型设计、平面设计等等。目前需要在这些设计技术方面进一步加强计算机技术的应用。建筑装潢设计中常见的有精准严密的CAD软件以及3DMAX软件，要提高这些软件技术和各种三维技术的水平，通过立体的展示，让整个建筑装饰设计更加完美的展现。提高平面设计软件的技术水平，更好地实现对图像的编辑与合成。综合提高各种软件的技术水平，最终的设计作品必能令人赞叹不已。