厂房要素模型库建立与参数化设计系统开发开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

随着科技的发展与社会的进步，参数化设计已经广泛用于制造业、造型设计等领域。参数化设计是revit building的一个，它分为两个部分：参数化图元和参数化修改引擎。revit building中的图元都是以构件的形式出现，这些构件之间的不同，是通过参数的调整反映出来的，参数保存了图元作为数字化建筑构件的所有信息。参数化修改引擎提供的参数更改技术使用户对建筑设计或文档部分作的任何改动都符号，使每一个构件都通过可以自动的在其它相关联的部分反映出来，采用智能建筑构件、视图和注释一个变更传播引擎互相关 联。构件的移动、删除和尺寸的改动所引起的参数变化会引起相关构件的参数产生关联的变化，任一视图下所发生的变更都能参数化的、双向的传播到所有视图，以保证所有图纸的一致性，毋须逐一对所有视图进行修改。参数化设计方法就是将模型中的定量信息变量化，使之成为任意调整的参数。对于变量化参数赋予不同数值，就可得到不同大小和形状的零件模型。从而提高了工作效率和工作质量。

在国外，七十年代末，美国麻省理工学院gossard教授提出了他的参数化设计思想，但他的倡导在当时cad领域并未引起重视 ，直到1987年底美国ptc公司（parametric technology corporation）推出了以参数化、特征设计为基础的新一代实体造型软件pro/engineer后，cad领域才真正认识到参数化设计的巨大威力。而德国西门子公司提出把初次设 计从生产过程中分离出去，通过标准化、系列化来减少产品零件数量的“合理化工程”思想，使具有参数化设计功能的cad系统，进一步把初次设计从生产过程中分离出来，有效地缩短设计周期，提高生产效率和经济效益。现在许多著名的cad系统（如ug－ii、i－deas，applicon，cv，euclid等）均已增加了参数化设计功能。应用 于pc机上典型的参数化系统是autocad designer、sigraph－desghn和gs－zdds等。欧美的一些大型的工程公司应用专用的三维设计软件进行工厂设计，来完成厂房的建模过程，例如bentley公司的psds系统等，但由于国内等级库和制图习惯等差别，这些三维设计软件在国内并未受到广泛的应用。

在国内，设计工作者大多使用当前比较流行的cad软件来完成厂房的三维建模，例如catia、solidworks等软件。西南交通大学的刘瑞晓，在catia平台基础上,通过c 二次开发工具实现了地下厂房的可视化cad设计,完成地下厂房数字化建模,构建地下厂房可视化设计与仿真系统^[1]。大连理工大学的李冰鑫，采用vc 和opengl融合技术,研究了建筑结构层次建模法,实现了参数化的高科技厂房建模，进行高科技厂房微振响应的可视化仿真^[2]。北京矿冶研究总院工程公司的周荣，利用pdsoft软件以参数化建模的方式可以搭建出尺寸精确的厂房和设备三维模型，来进行选矿厂房的设计，但是pdsoft图形库提供的图元及编辑功能有限，难以搭建出精细而美观的设备，这方面pdsoft跟其他建模软件（如solidworks）有一定差距^[3]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容和目标

以solidworks为开发平台，建立厂房要素参数化模型库，根据客户对厂房设计的基本参数快速生产厂房三维模型。厂房要素包括：屋架结构、柱网、地面、立柱、门窗、光带、辅助设施等。

对于厂房模型建立这一部分，cad(computer aided design)指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作。cad技术已经广泛应用于制造业的产品设计中。其中，使用三维cad软件（如：solidworks、3ds max、ug、proe等）进行工厂设计也受到相关企业的青睐，与传统的二维图纸设计相比，利用3d(three-dimensional)软件设计者可以准确地建立其厂房的三维模型，很直观地表示出厂房要素间的空间位置，大大地降低了通过厂房二维图纸理解三维模型的空间分布的难度，可以及时的发现厂房各个要素中出现的问题，便于与客户之间的交流，并且极大地提高了产品的设计产品的设计效率和设计质量。

目前，在市场上主流的三维cad设计软件中，solidworks软件功能强大,组件繁多。功能强大、易学易用和技术创新是solidworks 的三大特点,这使得solidworks成为领先的、主流的三维cad解决方案。solidworks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。solidworks不仅提供如此强大的功能,同时对每个工程师和设计者来说,操作简单方便、易学易用。因此我们可以轻松地手动建立某个确定的厂房（屋架结构、柱网、地面、立柱、门窗、光带、辅助设施等已知的情况下）。

3. 研究计划与安排

2016.3.15完成开题报告

2016.4.15完成系统方案设计

2016.5.20完成软件调试

4. 参考文献（12篇以上）

[1] tom white. hadoop权威指南(第3版). 清华大学出版社, 2015

[2] 李冰鑫. 基于opengl的结构微振仿真系统研究.大连：大连理工大学.2009.

[3] 周荣. pdsoft在选矿设计中的应用及其优劣势分析. 北京:北京矿冶研究总院工程公司，2012.