時(shí)間:2022-07-23 02:41:06
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中圖分類(lèi)號(hào):U673 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1.什么是船舶建造數(shù)字化
船舶建造數(shù)字化是以數(shù)據(jù)處理、圖形圖像、虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)絡(luò)通信、數(shù)字控制等數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ),將數(shù)字化技術(shù)全面應(yīng)用于船舶的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、制造、管理、經(jīng)營(yíng)和決策的全過(guò)程,使船舶產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)向著自動(dòng)化、精細(xì)化、柔性化、智能化的方向發(fā)展。通過(guò)數(shù)字化技術(shù)與現(xiàn)代管理思想和先進(jìn)工程方法的融合,形成船舶制造業(yè)信息化的完整體系,實(shí)現(xiàn)對(duì)造船業(yè)的信息化改造,使得造船企業(yè)全面提升產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)能力,降低生產(chǎn)成本,縮短設(shè)計(jì)、生產(chǎn)周期,提高產(chǎn)品質(zhì)量。
2.船舶建造數(shù)字化技術(shù)的內(nèi)涵
船舶建造數(shù)字化技術(shù)主要體現(xiàn)在如下3個(gè)方面:
2.1 CAX(計(jì)算機(jī)輔助技術(shù))
CAX(計(jì)算機(jī)輔助技術(shù))是CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))、CAE(計(jì)算機(jī)輔助工程)、CAM(計(jì)算機(jī)輔助制造)和CAPP(計(jì)算機(jī)輔助工藝計(jì)劃)的統(tǒng)稱(chēng)。
(1)CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))指在計(jì)算機(jī)及可視化設(shè)備為基礎(chǔ)的專(zhuān)業(yè)化計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的支持下,幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作??梢栽贑AD系統(tǒng)的輔助下完成從合同設(shè)計(jì)開(kāi)始的一系列設(shè)計(jì)工作,建立產(chǎn)品數(shù)字模型,進(jìn)行工程計(jì)算和分析,生成和繪制工程圖,生成物料清單等。
(2)CAE(計(jì)算機(jī)輔助工程)是用計(jì)算機(jī)輔助求解復(fù)雜工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、屈曲穩(wěn)定性、動(dòng)力響應(yīng)、熱傳導(dǎo)、三維多體接觸、彈塑性等力學(xué)性能的分析計(jì)算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)等問(wèn)題的一種近似數(shù)值分析方法。
(3)CAM(計(jì)算機(jī)輔助制造)是將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于生產(chǎn)制造的過(guò)程或系統(tǒng),其核心是計(jì)算機(jī)數(shù)值控制(簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控NC)。有狹義和廣義兩個(gè)概念。CAM的狹義概念指的是數(shù)控,包括數(shù)控機(jī)床、數(shù)控加工中心、數(shù)控生產(chǎn)流水線(xiàn)、數(shù)控火焰或等離子切割、激光束加工、自動(dòng)繪圖儀、焊機(jī)、機(jī)器人等;廣義概念還包括制造活動(dòng)中與物流有關(guān)的所有過(guò)程(加工、裝配、檢驗(yàn)、存貯、輸送)的監(jiān)視、控制和管理。
(4)CAPP(計(jì)算機(jī)輔助工藝計(jì)劃)是通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行產(chǎn)品加工的工藝路線(xiàn)制定、工序設(shè)計(jì)、加工方法選擇、工時(shí)定額計(jì)算,包括工裝、夾具設(shè)計(jì)、刀具和切削用量選擇等,生成必要的工藝卡和工藝文件等。CAPP是連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)CAD信息和加工制造CAM信息之間工藝信息的橋梁,是生成各種加工制造,管理信息的重要環(huán)節(jié)。
2.2 企業(yè)業(yè)務(wù)技術(shù)過(guò)程與信息管理
通常包括PDM/PLM/ERP/MES/CIMS等。即產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理PDM、產(chǎn)品生命周期管理PLM、企業(yè)資源計(jì)劃ERP、制造執(zhí)行系統(tǒng)MES、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS等。它們通過(guò)信息技術(shù)與現(xiàn)代管理理念的融合,使人、資源、技術(shù)、管理等要素有機(jī)地結(jié)合起來(lái),從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)及生產(chǎn)過(guò)程管理的精細(xì)化和企業(yè)資源利用的優(yōu)化。
2.3 數(shù)字化裝備
軟硬件相結(jié)合的數(shù)字化裝備,如NC(數(shù)控設(shè)備)、FMS(柔性制造系統(tǒng))、Robot(機(jī)器人)等通過(guò)數(shù)字控制形成的生產(chǎn)自動(dòng)化裝備。這些設(shè)備通過(guò)離散的數(shù)字信息控制設(shè)備或傳動(dòng)裝置的運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)加工的自動(dòng)化。
3.船舶建造數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展歷程
3.1 單項(xiàng)技術(shù)的企業(yè)部門(mén)級(jí)應(yīng)用階段
該階段主要是單項(xiàng)技術(shù),如數(shù)值計(jì)算技術(shù)、CAD/CAE/CAM技術(shù)、數(shù)控技術(shù)以及各種部門(mén)級(jí)的管理信息系統(tǒng),如財(cái)務(wù)、人事、OA、物資等管理系統(tǒng)在企業(yè)部門(mén)的局部范圍內(nèi)的應(yīng)用。部門(mén)級(jí)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用作為一種技術(shù)手段對(duì)提高設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)揮著重要作用。
3.2 企業(yè)內(nèi)綜合應(yīng)用集成階段
這一階段是由企業(yè)內(nèi)的信息集成、過(guò)程集成到應(yīng)用集成。通過(guò)信息集成保證了系統(tǒng)間信息的一致性,通過(guò)應(yīng)用集成使企業(yè)內(nèi)部的各種信息系統(tǒng)組成了一個(gè)有機(jī)的整體,大幅提高了數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的整體效益,使得企業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理的各種業(yè)務(wù)活動(dòng)得以協(xié)調(diào)運(yùn)行,大大提高了企業(yè)的生產(chǎn)能力。
3.3 企業(yè)間的應(yīng)用集成階段
由于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,促使電子商務(wù)、供應(yīng)鏈管理、協(xié)同設(shè)計(jì)、敏捷制造等一些基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新型管理思想和管理方法得以實(shí)施,使得船舶這種具有大量配套設(shè)施的高度復(fù)雜產(chǎn)品的制造能夠?qū)崿F(xiàn)跨地域的專(zhuān)業(yè)化企業(yè)間的協(xié)同運(yùn)作,使產(chǎn)品能夠快速地、柔性地應(yīng)對(duì)用戶(hù)的需求。
自20世紀(jì)60年代末將計(jì)算機(jī)用于船舶線(xiàn)型放樣開(kāi)始,我國(guó)船舶行業(yè)信息化已歷經(jīng)40多年,國(guó)內(nèi)造船業(yè)經(jīng)過(guò)不懈的努力,使得造船數(shù)字化技術(shù)已逐步滲透到造船業(yè)價(jià)值鏈的每一個(gè)環(huán)節(jié),引進(jìn)或自主開(kāi)發(fā)了各種各樣的信息系統(tǒng),已廣泛應(yīng)用于船舶設(shè)計(jì)、建造和管理過(guò)程中。國(guó)內(nèi)一些骨干造船企業(yè)和研究院所已開(kāi)始引進(jìn)虛擬仿真技術(shù),開(kāi)展船舶和海洋工程的產(chǎn)品虛擬設(shè)計(jì)和建造過(guò)程模擬等研究。
4.船舶建造數(shù)字化技術(shù)體系
制造業(yè)數(shù)字化技術(shù)是以現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造的工程方法和先進(jìn)制造理論為依據(jù),以數(shù)字化技術(shù)為手段,面向產(chǎn)品全生命周期,理論方法與應(yīng)用技術(shù)相結(jié)合的一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)體系。
4.1 現(xiàn)代制造理論與數(shù)字化技術(shù)基礎(chǔ)
主要有計(jì)算機(jī)集成制造、并行工程、精益生產(chǎn)、敏捷制造、大批量定制等現(xiàn)代制造理論,以及建模技術(shù)、仿真技術(shù)、優(yōu)化技術(shù)、集成技術(shù)等數(shù)字化技術(shù)緊密結(jié)合,形成了其技術(shù)理論基礎(chǔ)。
4.2 數(shù)字化基礎(chǔ)環(huán)境
主要包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及系統(tǒng)軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)、信息安全體系、信息標(biāo)準(zhǔn)化體系等。
4.3 數(shù)字化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)技術(shù)
主要包括產(chǎn)品需求分析、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)制造等各個(gè)階段中,為分析和解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中的各種問(wèn)題而提供的數(shù)字化的技術(shù)方法和應(yīng)用工具,如單項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)CAD、CAE、CAM、VR等,過(guò)程管理和集成平臺(tái)PDM、仿真及優(yōu)化應(yīng)用等。
4.4 數(shù)字化制造技術(shù)
主要有數(shù)字化生產(chǎn)計(jì)劃與制造執(zhí)行控制、數(shù)字化工藝過(guò)程、數(shù)字化裝備、數(shù)字化制造單元、基于數(shù)字化的生產(chǎn)系統(tǒng)綜合集成等。
4.5 數(shù)字化管理技術(shù)
主要包括現(xiàn)代企業(yè)管理模式、集成化管理與決策信息系統(tǒng)、企業(yè)資源計(jì)劃與管理系統(tǒng)、企業(yè)生產(chǎn)項(xiàng)目管理系統(tǒng)、企業(yè)間協(xié)作的供應(yīng)鏈管理與電子商務(wù)技術(shù)、企業(yè)質(zhì)量管理的相關(guān)技術(shù)及企業(yè)管理系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)施過(guò)程及方法等。
船舶建造數(shù)字化技術(shù)是制造業(yè)數(shù)字化技術(shù)針對(duì)船舶制造的特點(diǎn)和具體要求的實(shí)際應(yīng)用。船舶建造數(shù)字化技術(shù)體系包括現(xiàn)代制造與數(shù)字化技術(shù)基礎(chǔ)、船舶產(chǎn)品的數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)、數(shù)字化制造技術(shù)、數(shù)字化管理技術(shù)和一體化集成技術(shù),此外,還有數(shù)字化基礎(chǔ)支撐環(huán)境與相關(guān)技術(shù)等。
(1)船舶產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)以三維建模技術(shù)、數(shù)值計(jì)算技術(shù)、CAD、PDM、并行協(xié)同技術(shù)等數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ),按照船舶設(shè)計(jì)不同階段及不同專(zhuān)業(yè)的規(guī)范和技術(shù)要求,形成船舶各設(shè)計(jì)階段的數(shù)字化技術(shù)。
(2)船舶產(chǎn)品數(shù)字化制造技術(shù)以MES、CAPP、NC、過(guò)程仿真等數(shù)字化技術(shù)為基礎(chǔ),根據(jù)現(xiàn)代造船模式的要求,形成制造執(zhí)行層面的船舶數(shù)字化制造技術(shù)。
(3)船舶產(chǎn)品數(shù)字化管理技術(shù)則是將制造業(yè)先進(jìn)的管理理念和方法與數(shù)字化技術(shù)相融合,按照船舶生產(chǎn)管理特點(diǎn),形成船舶制造數(shù)字化管理技術(shù)。
(4)一體化集成技術(shù)則是進(jìn)一步在設(shè)計(jì)、制造、管理等數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)信息的集成和應(yīng)用的集成,達(dá)到工程的并行和協(xié)同。
上述數(shù)字化技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用需具備相應(yīng)的基礎(chǔ)環(huán)境,需要解決一些相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù),如信息標(biāo)準(zhǔn)化、編碼體系、產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)、企業(yè)資源數(shù)據(jù)庫(kù)、集成平臺(tái)、信息安全體系等。
5.船舶建造集成系統(tǒng)
船舶建造集成系統(tǒng)涵蓋船舶建造企業(yè)的設(shè)計(jì)、制造、管理的主要業(yè)務(wù)過(guò)程:
(1)設(shè)計(jì)方面主要包含船、機(jī)、電、舾裝、涂裝等專(zhuān)業(yè)門(mén)類(lèi)的設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)、船舶設(shè)計(jì)虛擬仿真系統(tǒng),以及結(jié)合生產(chǎn)工藝要求的各個(gè)專(zhuān)業(yè)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)。設(shè)計(jì)系統(tǒng)生成的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)通過(guò)PDM(船舶產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng))存放并管理,以PDM作為平臺(tái),為船舶制造系統(tǒng)和管理系統(tǒng)提供有關(guān)產(chǎn)品信息的共享。
(2)船舶建造和管理系統(tǒng)通常包含工程計(jì)劃管理、物資與物流管理、成本管理、財(cái)務(wù)管理、質(zhì)量管理、企業(yè)資源(設(shè)備與人力資源)管理,以及MES(制造執(zhí)行系統(tǒng))等。
(3)制造執(zhí)行系統(tǒng)控制車(chē)間級(jí)的生產(chǎn)制造執(zhí)行過(guò)程,如造船精度管理、資源日程計(jì)劃、作業(yè)安排與執(zhí)行實(shí)績(jī)反饋等。制造和管理系統(tǒng)根據(jù)企業(yè)經(jīng)管計(jì)劃和產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)計(jì)的要求制訂工程計(jì)劃、采購(gòu)計(jì)劃、生產(chǎn)計(jì)劃和其他生產(chǎn)準(zhǔn)備工作,通過(guò)制造執(zhí)行系統(tǒng)貫徹實(shí)施生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程。
結(jié)語(yǔ)
隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,制造業(yè)的新思想、新方法、新技術(shù)層出不窮、日新月異,船舶建造業(yè)應(yīng)該緊跟現(xiàn)代科技潮流,不斷創(chuàng)新,以實(shí)現(xiàn)船舶建造技術(shù)的跨越式發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
電腦的普及與互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用將人類(lèi)社會(huì)推進(jìn)到了信息時(shí)代,全球經(jīng)濟(jì)一體化的到來(lái)和數(shù)字化生存方式的出現(xiàn)必將沖擊到設(shè)計(jì)藝術(shù)領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)等數(shù)字化設(shè)備在藝術(shù)教育領(lǐng)域中被廣泛應(yīng)用,以計(jì)算機(jī)為核心,運(yùn)用多種數(shù)字化技術(shù)手段駕馭藝術(shù)表現(xiàn)形式的新型教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生。它給我們的設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)方式帶來(lái)巨大的革命。海德格爾指出:“倘若我們沉思,我們就要追問(wèn)現(xiàn)代的世界圖像?!睌?shù)字化技術(shù)使人類(lèi)對(duì)世界的把握已經(jīng)突破語(yǔ)言的抽象概括而更為直觀、更為圖像化了。體現(xiàn)高科技的數(shù)字化藝術(shù)手段,將感性的認(rèn)識(shí)理念用嚴(yán)密的數(shù)學(xué)方法組織起來(lái),并對(duì)美術(shù)設(shè)計(jì)要素進(jìn)行理性化控制的數(shù)字化藝術(shù)教育必將給人們帶來(lái)新的觀念、新的思維,以及新的設(shè)計(jì)思想。
一、數(shù)字化發(fā)展的必然與現(xiàn)狀
現(xiàn)代數(shù)字化技術(shù)所提供的產(chǎn)品使我們的生活以前所未有的真實(shí)圖像面目呈現(xiàn)在人們面前。首先是信息載體的數(shù)字化,書(shū)籍印刷,作為幾百年來(lái)最主要的信息載體,將逐漸被比特運(yùn)算的方式所取代,即實(shí)現(xiàn)知識(shí)的數(shù)字化。這種變革使知識(shí)可以以更簡(jiǎn)單的方式傳播,以更大的容量存取,以更低廉的成本讓人們獲取知識(shí)。信息技術(shù)不僅可以實(shí)現(xiàn)文字、圖像、聲音的數(shù)字化,還可將人類(lèi)世界的一切物質(zhì)以數(shù)字化的形式表示。其次,通信方式的數(shù)字化使信息能夠突破國(guó)界、文化及時(shí)空的限制而任意傳播,互聯(lián)網(wǎng)的開(kāi)通使世界變?yōu)橐粋€(gè)地球村。數(shù)字化的進(jìn)程已經(jīng)在我們面前展開(kāi),而這勢(shì)必導(dǎo)致人類(lèi)的一切文明都必須轉(zhuǎn)化成批量的資訊信息。只有這樣才能通過(guò)各種新的數(shù)字媒體,以數(shù)字方式傳輸。甚至可以這樣說(shuō),任何不能轉(zhuǎn)化輸送的事物都將面臨被淘汰的危險(xiǎn)。而作為一名教育者,更應(yīng)該具備將知識(shí)轉(zhuǎn)化為電腦語(yǔ)言的能力,并為人類(lèi)幾千年來(lái)沿襲的教育加入新的概念及內(nèi)涵。
二、數(shù)字化帶來(lái)的影響
從設(shè)計(jì)工具的變革到新的設(shè)計(jì)形態(tài)的產(chǎn)生,數(shù)字媒體的作用已日趨顯著,它使設(shè)計(jì)藝術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)全新的領(lǐng)域。數(shù)字媒介的應(yīng)用給藝術(shù)設(shè)計(jì)教育帶來(lái)的影響具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)層面。
1.高效的數(shù)字化技術(shù)工具
設(shè)計(jì)教育從美術(shù)教育中衍生而來(lái),在傳統(tǒng)教學(xué)中,從概念構(gòu)思到圖形設(shè)計(jì)或?qū)嶓w建模分成多個(gè)層次和階段,學(xué)生的設(shè)計(jì)水平相應(yīng)逐步提高。設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)是在一定的繪畫(huà)基礎(chǔ)、繪畫(huà)技能及在掌握了有關(guān)工具和材料的前提下進(jìn)行的。在數(shù)字化時(shí)代,電腦的出現(xiàn)則大大改變了傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)行為,大量的手工繪畫(huà)、制圖及模型工具轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)圖形設(shè)計(jì)、制圖及建模系統(tǒng)。電腦還替代了學(xué)生有關(guān)重復(fù)計(jì)算和公式化、格式化、優(yōu)化選擇等大部分的理性工作,從而使設(shè)計(jì)的速度大大提高,使學(xué)生集中精力更多地致力于概念分析、創(chuàng)意構(gòu)思、選擇評(píng)價(jià)等方面。當(dāng)一個(gè)構(gòu)思成熟后就可交由計(jì)算機(jī)去修飾、擴(kuò)展、強(qiáng)化或試驗(yàn)。專(zhuān)業(yè)化的電腦軟件具有準(zhǔn)確方便的參數(shù)化、變量化的功能,在設(shè)計(jì)中只要隨時(shí)存儲(chǔ)變化的結(jié)果,就能隨時(shí)回到設(shè)計(jì)創(chuàng)造過(guò)程中的任何一點(diǎn),對(duì)以前的步驟進(jìn)行修改并反復(fù)調(diào)試。
2.新的造型語(yǔ)言及表達(dá)方式的出現(xiàn)
計(jì)算機(jī)對(duì)設(shè)計(jì)最直接的貢獻(xiàn)是帶來(lái)了新的造型語(yǔ)言及表達(dá)方式,計(jì)算機(jī)構(gòu)造物體的方式及圖像處理上的特點(diǎn),使計(jì)算機(jī)創(chuàng)作的作品表現(xiàn)出了新的風(fēng)格,開(kāi)辟了設(shè)計(jì)傳達(dá)的新領(lǐng)域。傳統(tǒng)的手繪技法與電腦設(shè)計(jì)是兩種不同的語(yǔ)言形式,它們有本質(zhì)的區(qū)別。運(yùn)用虛擬的概念而非物質(zhì)實(shí)體進(jìn)行設(shè)計(jì)表現(xiàn),是設(shè)計(jì)表現(xiàn)領(lǐng)域的一個(gè)極為重大的變革。在平面設(shè)計(jì)中,由于掃描儀及數(shù)碼相機(jī)的出現(xiàn),使設(shè)計(jì)者能直接地輸入真實(shí)圖像,通過(guò)二維或三維技術(shù)的輔助,就能模擬出逼真的虛幻世界。在立體設(shè)計(jì)中,計(jì)算機(jī)三維建模及渲染技術(shù)使設(shè)計(jì)師在觀察物體時(shí),它能表現(xiàn)出物體的各個(gè)側(cè)面及細(xì)部,同時(shí)也能在空間的視點(diǎn)中對(duì)形體進(jìn)行構(gòu)筑和修改。藝術(shù)設(shè)計(jì)語(yǔ)言與網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)語(yǔ)言結(jié)合,融入了互動(dòng)語(yǔ)言和數(shù)字符號(hào)。新技術(shù)的應(yīng)用開(kāi)辟了設(shè)計(jì)傳達(dá)的新領(lǐng)域,創(chuàng)造出新的美學(xué)形態(tài)和設(shè)計(jì)形態(tài)。
3.多學(xué)科的交融與新學(xué)科的興起
人類(lèi)進(jìn)入數(shù)字化時(shí)代,自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)、人文科學(xué)三大領(lǐng)域的分界越來(lái)越模糊,學(xué)科交叉性發(fā)展、研究已成為高校教學(xué)與科研的重要內(nèi)容。一方面,有些專(zhuān)業(yè)出現(xiàn)綜合、合并,甚至消失的現(xiàn)象;另一方面,各種交叉、綜合學(xué)科大量出現(xiàn)。
設(shè)計(jì)師必須掌握日新月異的電腦硬件和軟件,靈活把握視覺(jué)新語(yǔ)言的表達(dá)。這就促使當(dāng)今的藝術(shù)教育必然要融入新的理念,構(gòu)筑新的教學(xué)體系——數(shù)碼藝術(shù)教學(xué)。數(shù)碼圖形基礎(chǔ)、Internet資源及傳播應(yīng)用、網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)、三維動(dòng)畫(huà)、多媒體技術(shù)、數(shù)碼影像處理等都被納入藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)中。目前,藝術(shù)教育先進(jìn)的國(guó)家已經(jīng)將藝術(shù)設(shè)計(jì)的教育重心轉(zhuǎn)向多媒體設(shè)計(jì),設(shè)立了新的專(zhuān)業(yè)——傳媒藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)、數(shù)碼電影特技專(zhuān)業(yè)、數(shù)碼游戲設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)等。
4.信息交流和資源共享
電腦實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存及再利用。各種設(shè)計(jì)素材、設(shè)計(jì)草圖、效果圖、制圖、圖形藝術(shù)、模型等資料都可以以數(shù)據(jù)來(lái)儲(chǔ)存,并且可以方便地檢索。集通訊網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)為一體的電子信息交換系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)和遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)的發(fā)展,使交流的發(fā)生不必受到時(shí)間和空間的限制。國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)也拓展了藝術(shù)設(shè)計(jì)的存在空間,使藝術(shù)設(shè)計(jì)走向了更廣泛的數(shù)字化,讓受教育者輕易地接觸大量藝術(shù)設(shè)計(jì)資訊,有利于學(xué)生形成開(kāi)闊的、前瞻性的視野。5.對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)方式的沖擊
在傳統(tǒng)的藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)中,學(xué)生的思維過(guò)程,受限于繁雜重復(fù)的技能示范過(guò)程,而限制了設(shè)計(jì)過(guò)程中的偶然性、多變性。在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)入課堂后,直觀豐富的表現(xiàn)方法以及全方位、跨時(shí)空的思維方式,讓設(shè)計(jì)的翅膀擺脫了美術(shù)基礎(chǔ)的制約,簡(jiǎn)單的操作過(guò)程可產(chǎn)生多樣性的結(jié)果,這才是現(xiàn)代藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)的核心。
互動(dòng)式教學(xué)更是改變了以往單向線(xiàn)性的教學(xué)模式,它打破了時(shí)空的限制,并最大限度地支持個(gè)性的發(fā)展。另外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),可以幫助我們開(kāi)設(shè)一直感到有必要卻沒(méi)有能力和條件開(kāi)設(shè)的課程。網(wǎng)上通訊可以排除時(shí)空及人為因素的限制,使教師和學(xué)生能在全球范圍內(nèi)檢索信息,開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)和學(xué)術(shù)交流。教師的教學(xué)也從“主講者”轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)者和輔導(dǎo)者。學(xué)生的地位也轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)會(huì)參與教學(xué)、參與操作、發(fā)現(xiàn)知識(shí)、掌握知識(shí)的主動(dòng)地位。只有完成這幾種轉(zhuǎn)變,才能適應(yīng)數(shù)字時(shí)代對(duì)設(shè)計(jì)教育提出的要求。
三、藝術(shù)教育創(chuàng)新與數(shù)字化教學(xué)
在數(shù)字化離我們?cè)絹?lái)越近的今天,高校藝術(shù)教育如何培養(yǎng)高素質(zhì)的綜合性美術(shù)人才這個(gè)問(wèn)題,不可避免地?cái)[在了我們的面前。在數(shù)字化時(shí)代,人們憑借網(wǎng)絡(luò)可更快地更新藝術(shù)觀念,更快地創(chuàng)作藝術(shù)品,更快地把藝術(shù)運(yùn)用到各個(gè)領(lǐng)域。在美術(shù)人才的培養(yǎng)上,將從傳統(tǒng)的、單一的某一畫(huà)種或藝術(shù)風(fēng)格的臨摹、復(fù)制式的教育,發(fā)展成為傳統(tǒng)手法與電腦數(shù)字技術(shù)綜合的藝術(shù)人才培養(yǎng)模式,這將對(duì)現(xiàn)存的傳統(tǒng)藝術(shù)教育產(chǎn)生巨大的沖擊。在數(shù)字化時(shí)代,要培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)新人才,必須強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)方式的創(chuàng)新。
雖然數(shù)字化教學(xué)手段已經(jīng)深入到教學(xué)工作的每一個(gè)方面,但是在藝術(shù)設(shè)計(jì)教育中,圍繞數(shù)字化的教學(xué)與學(xué)習(xí)會(huì)不會(huì)使教師和學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力逐步降低的問(wèn)題,一直存在爭(zhēng)議。筆者認(rèn)為,學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力降低問(wèn)題確實(shí)存在,但這一問(wèn)題不能看作是現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)的發(fā)展負(fù)面結(jié)果。一方面,學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力降低是社會(huì)問(wèn)題,是社會(huì)分配不合理與傳統(tǒng)價(jià)值取向等各種深層次矛盾反映在大眾教育觀念中的結(jié)果。因此我們必須在積極發(fā)展現(xiàn)代教育技術(shù)的同時(shí),重視實(shí)際動(dòng)手能力的培養(yǎng)。另一方面,傳統(tǒng)觀念中的動(dòng)手能力并非都是有價(jià)值的能力。就像現(xiàn)代繡花工人只需了解繡花的原理、針?lè)?,而無(wú)需學(xué)會(huì)手工繡花一樣,科技進(jìn)步總會(huì)使一些舊的技能失去意義,進(jìn)而產(chǎn)生新的技能,使知識(shí)與技能達(dá)到新的平衡。
此外,數(shù)字化技術(shù)不僅為藝術(shù)類(lèi)學(xué)生提供了更廣闊的發(fā)揮空間,也給理工科學(xué)生插上了藝術(shù)創(chuàng)新的翅膀,使設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)科更加顯示其藝術(shù)學(xué)和工學(xué)的邊緣學(xué)科優(yōu)點(diǎn)。筆者所在院校近幾年,已經(jīng)有部分專(zhuān)業(yè)將理工科學(xué)生與藝術(shù)生同時(shí)招收、對(duì)照培養(yǎng),工科生與藝術(shù)生的界限變得模糊,美術(shù)基礎(chǔ)已經(jīng)不是阻止工科學(xué)生從事設(shè)計(jì)工作的障礙。
結(jié)語(yǔ)
我們面對(duì)的是嶄新的數(shù)字化時(shí)代,它對(duì)我們的沖擊可能會(huì)改變我們的文化形象,而我們的藝術(shù)設(shè)計(jì)教育也會(huì)因此而發(fā)生翻天覆地的變化。電腦的應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了高效的數(shù)字技術(shù)工具,帶來(lái)了新的造型語(yǔ)言及表達(dá)方式,開(kāi)辟了新興的交叉學(xué)科,給教學(xué)方法的不斷創(chuàng)新帶來(lái)了動(dòng)力。在數(shù)字化時(shí)代,我們必須強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新教育,才能造就一批掌握視覺(jué)設(shè)計(jì)、互聯(lián)網(wǎng)及多媒體設(shè)計(jì),具有創(chuàng)意潛能,能牢牢把握藝術(shù)創(chuàng)新和設(shè)計(jì)未來(lái)的專(zhuān)門(mén)人才,這是藝術(shù)設(shè)計(jì)教育者的職責(zé)。
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去除式加工技術(shù)(也稱(chēng)減法加工技術(shù))在工業(yè)上是指用車(chē)、銑、磨、削等方式將已成型好的材料固體坯料加工成所需形狀的方法??谇挥脭?shù)控加工設(shè)備考慮到其加工對(duì)象為專(zhuān)用牙科材料,針對(duì)牙科材料特性和制作精度的要求,常采用銑和磨的加工方式[3-4]。數(shù)控加工(numericalcontrolmachining,簡(jiǎn)稱(chēng)NC加工)是指用數(shù)字信息控制零件和刀具位移的機(jī)械加工方法?,F(xiàn)有商品化的牙科數(shù)控設(shè)備,根據(jù)其切削主軸的運(yùn)動(dòng)特性,可進(jìn)一步分為三軸、四軸、五軸等設(shè)備。這里軸的概念是指切削主軸的自由度數(shù),主軸的自由度越多,靈活性越好,可加工模型的復(fù)雜程度也就越高。三軸數(shù)控設(shè)備適合批量加工倒凹面積小、形態(tài)相對(duì)規(guī)整的牙科模型(如基底冠橋);四軸與五軸設(shè)備更適合加工精度要求高的復(fù)雜形態(tài)牙科模型(如解剖形態(tài)冠橋、種植基臺(tái)、正畸托槽等)。典型的牙科多軸設(shè)備有CEREC3D(SIRONA公司)、EVEREST(KAVO公司)、T1(WIELAND公司)、LAVA(3M公司)等。近些年,數(shù)控加工中心這種在工業(yè)上廣泛應(yīng)用的主流數(shù)控機(jī)床也逐漸引入到口腔領(lǐng)域,它是一種功能較全面、綜合加工能力較強(qiáng)的數(shù)控機(jī)床。
數(shù)控加工中心的特點(diǎn)是:機(jī)床設(shè)置有刀庫(kù),刀庫(kù)中存放著不同數(shù)量的各種刀具或檢具;坯料一次裝夾后,數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同的工序自動(dòng)選擇和更換刀具、檢具;機(jī)床可自動(dòng)改變主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其它輔助功能,連續(xù)對(duì)工件各表面進(jìn)行多道工序的加工。整個(gè)加工過(guò)程,最大限度的降低了人手工操作的干預(yù),大大提高了口腔假體的制造精度和生產(chǎn)效率。現(xiàn)有數(shù)控加工技術(shù)可加工的牙科材料包括牙科金屬(貴金屬、非貴金屬合金、純鈦)、玻璃陶瓷和臨時(shí)性復(fù)合樹(shù)脂材料,特別是一些傳統(tǒng)工藝很難加工或是無(wú)法加工的材料,比如氧化鋯陶瓷材料,數(shù)控加工技術(shù)也可以實(shí)現(xiàn)。在金屬及其合金材料的加工應(yīng)用方面,數(shù)控加工技術(shù)可用來(lái)制造金屬基底冠橋、覆蓋義齒連接桿、正畸用個(gè)性化托槽等;在陶瓷材料方面,近年來(lái)應(yīng)用廣泛的二次燒結(jié)軟質(zhì)氧化鋯材料是其主要的應(yīng)用領(lǐng)域,可制造氧化鋯基底冠橋、個(gè)性化種植基臺(tái)、一體化樁核等;針對(duì)CAD/CAM椅旁系統(tǒng)的配套材料—玻璃陶瓷,數(shù)控加工一直是其惟一加工方式,工藝上則以磨削為主,有別于其他材料的銑削工藝,可制造嵌體、瓷貼面以及解剖式全瓷冠;另外,應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)生產(chǎn)暫時(shí)性或永久性的牙科復(fù)合樹(shù)脂材料,可實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的即刻修復(fù)體制作。
增量式加工技術(shù)
相對(duì)數(shù)控加工的“減法加工”技術(shù),快速成型(rapidprototyping,RP)技術(shù)被稱(chēng)為“加法加工”技術(shù),即增量式加工技術(shù)。其原理是通過(guò)離散化將三維數(shù)字模型轉(zhuǎn)變?yōu)槎S數(shù)字模型的連續(xù)疊加,然后由程序控制按預(yù)先確定的順序?qū)⒊尚筒牧弦粚右粚佣逊e成型[5]。RP技術(shù)首先被應(yīng)用于航天工業(yè),用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域最早始于20世紀(jì)90年代初。該技術(shù)最顯著的特點(diǎn)就是克服了傳統(tǒng)去除式加工技術(shù)的局限性,能夠在較短時(shí)間內(nèi)批量制造出各種復(fù)雜形態(tài)的工件,特別是對(duì)有內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)NC加工無(wú)法制造的工件,RP技術(shù)是較好的解決方案。RP技術(shù)的特性很好地適應(yīng)了口腔醫(yī)學(xué)假體及模型的復(fù)雜形態(tài)特征,加上其在加工速度、可靠性和成本等方面的優(yōu)勢(shì),該類(lèi)設(shè)備正在成為目前口腔假體及輔助裝置制造技術(shù)的強(qiáng)力手段[6-13]。目前,應(yīng)用于口腔醫(yī)學(xué)的RP技術(shù)主要有以下幾種:粉末材料選擇性激光燒結(jié)技術(shù)(selectivelasersintering,SLS)、粉末材料選擇性激光熔融制造技術(shù)(selectivelasermelting,SLM)、液態(tài)光敏樹(shù)脂選擇性固化技術(shù)(也稱(chēng)立體印刷技術(shù),stereolithographyapparatus,SLA)、熔融沉積制造(fuseddepositionmodeling,F(xiàn)DM)、三維打印技術(shù)(3Dprinting,3DP)、激光近形成型技術(shù)(laserengineerednetshaping,LENS)等。
SLS和SLM技術(shù)SLS和SLM技術(shù)的成型原理相似,都是在工作臺(tái)上逐層鋪粉,激光束在計(jì)算機(jī)的控制下按照分層截面輪廓信息對(duì)實(shí)心部分所在的粉末進(jìn)行熔融固化,逐漸形成各層輪廓,從而堆積成實(shí)體。SLS和SLM技術(shù)主要針對(duì)金屬及其合金材料,裝備有惰性氣體保護(hù)倉(cāng)的設(shè)備還可熔融燒結(jié)純鈦粉末,成型出致密度較高的純鈦工件,很好的解決了純鈦鑄造缺陷的問(wèn)題?,F(xiàn)有口腔SLS和SLM設(shè)備的成型精度比初期產(chǎn)品已有很大提高,成型精度可達(dá)到20μm左右,完全可以滿(mǎn)足口腔臨床對(duì)制造精度的要求。但對(duì)于成型大尺寸修復(fù)體(如多單位基底橋),由于加工過(guò)程缺乏足夠的外周剛性約束,金屬成型過(guò)程中的殘余應(yīng)力可能會(huì)導(dǎo)致形變,影響精度。往往通過(guò)增加支撐分散應(yīng)力、分段成形和軟件預(yù)補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)加以改善。此外,SLS和SLM設(shè)備的可成型空間往往較大,適合于批量化的大規(guī)模生產(chǎn),制造效率也較數(shù)控加工好。SLS和SLM技術(shù)在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的主要應(yīng)用包括:金屬(包括純鈦及鈦合金)基底冠橋、CAD設(shè)計(jì)的可摘局部義齒支架、外科手術(shù)用鈦板以及正畸個(gè)性化托槽的數(shù)字化制造。典型的設(shè)備有EOSM270(德國(guó)EOS公司),國(guó)內(nèi)在此方面也有初步的研發(fā)成果。SLA技術(shù)SLA技術(shù)成型原理是使用光源(激光或可見(jiàn)光)投射,分層選擇性地固化液槽中的液態(tài)光敏樹(shù)脂,使逐層固化堆積成型。SLA技術(shù)主要針對(duì)復(fù)合樹(shù)脂類(lèi)材料的特性而研制,現(xiàn)有技術(shù)的成型精度往往比SLS和SLM技術(shù)略高,可達(dá)到10~20μm的精度,但現(xiàn)有應(yīng)用于口腔材料的設(shè)備成型尺寸沒(méi)有SLS和SLM設(shè)備寬裕,適合制造小批量小尺寸的口腔假體和模型。另外,現(xiàn)有SLA設(shè)備中配備有口腔生物性材料的還為數(shù)不多。
SLA技術(shù)在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的主要應(yīng)用包括:鑄造用基底冠橋蠟型、贗復(fù)體蠟型的制造;外科、種植手術(shù)用導(dǎo)板的制造;外科手術(shù)三維診斷及術(shù)前規(guī)劃設(shè)計(jì)模型的制造;牙周夾板、可摘義齒樹(shù)脂基托部分的快速制造。3DP技術(shù)3DP工作原理類(lèi)似于噴墨式打印機(jī)的工作方式,采用逐點(diǎn)噴灑黏接劑來(lái)黏接粉末材料,或逐點(diǎn)噴灑樹(shù)脂液滴并同步光固化的方式,最后逐層堆積成型。其打印噴頭可以有2個(gè)或多個(gè),可同時(shí)噴射1種或多種材料,因此有較高的成型速度。這種技術(shù)的成型精度與SLA技術(shù)相近,最高可達(dá)到15μm左右,成型空間尺寸也與SLA設(shè)備近似,同樣適用于小批量小型工件的制造。3DP技術(shù)可成型的粉末材料包括石膏粉末、部分金屬粉末,可用于打印牙科診斷用牙頜模型或用于制造CAD全口義齒陰型;可成型的液態(tài)樹(shù)脂光敏材料與SLA的材料近似,同樣可用于牙科鑄造用蠟型、頜骨支架功能性替代體、顏面部贗復(fù)體(義耳、義鼻、義眼)、隱形正畸矯治器、手術(shù)導(dǎo)板等治療輔助裝置的制造。此外,3DP技術(shù)目前也正在用于三維生物打印,選擇與機(jī)器相適應(yīng)的生物支架材料以及細(xì)胞,要同步打印形態(tài)具有一定空間形態(tài)和細(xì)胞分布的三維生物體,可用于組織工程(如頜骨、牙齒)的重建或再生。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
其他數(shù)字化制造技術(shù)
起死回生的數(shù)字化技術(shù)
回想200多年前,大多數(shù)的人甚至連一張死去親人的照片都沒(méi)有;現(xiàn)在,我們已經(jīng)能夠通過(guò)鮮活豐富的影像資料回憶我們逝去的親人。不久的將來(lái),我們將可以通過(guò)模擬技術(shù)準(zhǔn)確地仿造那些已經(jīng)逝去的人,并像他們?nèi)匀换钪菢优c之進(jìn)行交流互動(dòng)――這將不再僅僅屬于科幻小說(shuō)的范疇。
未來(lái),你可以委托專(zhuān)門(mén)的數(shù)字化公司收集和分析你愛(ài)人的數(shù)據(jù)種子,以便創(chuàng)作一個(gè)數(shù)字肖像。他(她)的聲音、步態(tài)、特質(zhì)、言談舉止以及笑聲起伏――所有這些都能夠被以近乎完美的相似度進(jìn)行復(fù)制。與你的數(shù)字化重生的配偶共度美好時(shí)光,將會(huì)成為你日常生活的一部分。
隨著智能手機(jī)和其他便攜式電子設(shè)備的使用,我們正在步入量化自我的科技潮流。我們的起床時(shí)間、步行步數(shù)、閱讀內(nèi)容、生活路線(xiàn)等都會(huì)以數(shù)字化的形式記錄下來(lái)。通過(guò)對(duì)大量在線(xiàn)數(shù)據(jù)的采集,就可以大致推斷出一個(gè)人的生活行為習(xí)慣,這些數(shù)據(jù)收集將會(huì)是創(chuàng)建模擬死者的基礎(chǔ)。
這樣的系統(tǒng)需要有靈魂嗎?需要有意識(shí)嗎?或許這些問(wèn)題是無(wú)關(guān)緊要的。人們只需要計(jì)算機(jī)模擬能夠進(jìn)行以假亂真的交流,使自己的心靈得以慰藉就可以了。
你愿意沉浸在這個(gè)虛擬世界中嗎?
Abstract: This paper analyzes the digital cadastral surveying and mapping technology characteristics, introduces its work flow, and finally, studies and discusses the application of the digital mapping technology in the cadastral survey.
Keywords: digital; cadastral surveying and mapping technology
中圖分類(lèi)號(hào):P623文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A文章編號(hào):2095-2104(2012)
數(shù)字化地籍測(cè)繪技術(shù)具有人力及物力資源消耗少、工作效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、精度高、數(shù)據(jù)量豐富、成圖美觀、易于修改等優(yōu)點(diǎn),且存儲(chǔ)形式為計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)的矢量圖,便于利用、管理和共享。因此,數(shù)字化地籍測(cè)繪技術(shù)是融地籍測(cè)量外業(yè)、內(nèi)業(yè)于一體的綜合性作業(yè)系統(tǒng),可以在完成地籍測(cè)量的同時(shí)可建立地籍?dāng)?shù)據(jù)庫(kù),并通過(guò)一定的途徑建立地籍管理系統(tǒng),為完成“數(shù)字國(guó)土”工程、實(shí)現(xiàn)電子政務(wù)和現(xiàn)代地籍管理奠定基礎(chǔ)。
1 數(shù)字化地籍測(cè)繪技術(shù)的特點(diǎn)及分類(lèi)
1.1 數(shù)字化測(cè)繪的優(yōu)越性
與傳統(tǒng)的測(cè)繪技術(shù)相比,數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)越性體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1.1.1 它改變和彌補(bǔ)了傳統(tǒng)測(cè)繪方法中線(xiàn)條、符號(hào)、數(shù)字和文字等信息揉雜在一起,必須具有一定專(zhuān)業(yè)知識(shí)的人才能讀懂的缺陷。通過(guò)計(jì)算機(jī)摸擬,可以在屏幕上直觀生動(dòng)地分層反映出地形、地貌特征以及地籍要素,一目了然。
1.1.2 通過(guò)對(duì)數(shù)字化測(cè)繪各種技術(shù)要素進(jìn)行不同的組合,可以得到不同用途的圖件。此外,還可以隨意對(duì)圖形進(jìn)行縮放、拼接以滿(mǎn)足不同用戶(hù)更為廣泛的需求。
1.1.3 由于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用,測(cè)繪生產(chǎn)作業(yè)的自動(dòng)化、科學(xué)化、規(guī)范化程度被大大提升,數(shù)字化測(cè)繪的應(yīng)用水平也達(dá)到了新的高度。如土地資源開(kāi)發(fā)規(guī)劃和城市道路網(wǎng)的設(shè)計(jì)等就可以利用數(shù)字化地形、地籍測(cè)繪成果在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行各種規(guī)劃與設(shè)計(jì),還可以方便地進(jìn)行許多方案的設(shè)計(jì)與比選,對(duì)各種要素的統(tǒng)計(jì)、匯總、疊加、分析也方便、準(zhǔn)確。
1.1.4 數(shù)字化測(cè)繪還能通過(guò)計(jì)算機(jī)的儲(chǔ)存與管理來(lái)實(shí)現(xiàn)即時(shí)打印服務(wù),其在使用、維護(hù)和更新上非常方便與快捷,而且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
1.2 數(shù)字化地籍測(cè)繪技術(shù)的分類(lèi)
目前,數(shù)字化測(cè)繪已成為繪制大比例尺地籍圖或地形圖及其他專(zhuān)業(yè)圖的主要途徑。其又可以分為野外數(shù)字化地籍圖測(cè)繪和對(duì)原有地籍圖進(jìn)行室內(nèi)數(shù)字化兩種類(lèi)型。
1.2.1 野外數(shù)字化地籍圖測(cè)繪就是通過(guò)專(zhuān)業(yè)設(shè)備和數(shù)字化成圖軟件,在測(cè)區(qū)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行全解析法測(cè)繪,最終得到數(shù)字化地籍圖成果。其具有地籍圖現(xiàn)實(shí)性強(qiáng)、信息完整度和精度高等優(yōu)點(diǎn),但投入的軟硬件設(shè)備都比較高昂,成本較高。
1.2.2 將已有地籍圖在室內(nèi)進(jìn)行數(shù)字化就是利用專(zhuān)業(yè)軟件,將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字化測(cè)繪成果。這種方式優(yōu)勢(shì)在于投入比較少,數(shù)字化成圖周期也較短,但缺點(diǎn)在于地籍圖的現(xiàn)實(shí)性較差,信息完整度和精度也比較差,最多只能維持原圖的表示精度。
2 數(shù)字化地籍測(cè)繪的作業(yè)流程
地籍測(cè)繪作業(yè)流程是否科學(xué),不僅關(guān)系到地籍測(cè)繪工程的進(jìn)度、數(shù)據(jù)的安全性,還會(huì)對(duì)最終成果的質(zhì)量和精度產(chǎn)生影響,以下對(duì)數(shù)字化地籍測(cè)繪的主要流程進(jìn)行介紹。
2.1 外業(yè)作業(yè)
2.1.1 控制測(cè)量??刂茰y(cè)量一般采用由 GPS 接收機(jī)和隨機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件組成的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng),定位方式為靜態(tài)、快速動(dòng)態(tài)定位。點(diǎn)位一般選在空曠地帶或道路主干道旁,這是為了方便利用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)GPS(RTK)、全站儀進(jìn)行界址點(diǎn)和碎部點(diǎn)的測(cè)量。此外,要注意點(diǎn)位應(yīng)遠(yuǎn)離微波站、強(qiáng)功率電臺(tái)、變電所、電視發(fā)射臺(tái)、高壓電線(xiàn)等。
2.1.2 碎部(界址點(diǎn)坐標(biāo))測(cè)量。采用 GPS(RTK)、全站儀配合的草圖方式測(cè)圖,將關(guān)鍵部分繪制在草圖上。草圖的清晰、明了對(duì)內(nèi)業(yè)工作至關(guān)重要(包括四至名稱(chēng)、房屋層數(shù)、房屋結(jié)構(gòu)、房屋權(quán)屬、院落門(mén)牌號(hào)、街坊等),草圖繪制的比例尺不宜過(guò)小,地物之間的相對(duì)關(guān)系大體能夠得到體現(xiàn)。在進(jìn)行界址點(diǎn)測(cè)量之前,為了提高工作效率,對(duì)測(cè)圖范圍內(nèi)的所有界址點(diǎn)要進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì),一般將其分為三種類(lèi)型。
第一種類(lèi)型,十分隱蔽的死角,只能借助與其他點(diǎn)、線(xiàn)之間的幾何關(guān)系來(lái)確定其位置。有時(shí)界址點(diǎn)之間的距離難以量取實(shí)際距離,而我們能看得見(jiàn),在這種情況下,應(yīng)該采用具有免棱鏡功能的全站儀進(jìn)行測(cè)繪,這樣克服了人無(wú)法到達(dá)且無(wú)法司鏡的問(wèn)題。
第二種類(lèi)型,界址點(diǎn)位于開(kāi)闊地帶,或位于一般建筑物的房角或墻角處,或在較容易到達(dá)頂部的高大建筑一角的地方。這類(lèi)界址點(diǎn)和碎部點(diǎn)應(yīng)用RTK技術(shù)(實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全球定位系統(tǒng))進(jìn)行測(cè)量。
第三種類(lèi)型,當(dāng)建筑物層數(shù)較高且不宜到達(dá)頂部或較為隱蔽的界址點(diǎn)和碎部點(diǎn),則首先利用 RTK 測(cè)設(shè)一組圖根點(diǎn),然后再利用全站儀進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于高層建筑物或較為隱蔽的地區(qū),RTK接收機(jī)接收條件不好,測(cè)量狀態(tài)無(wú)法固定時(shí),則應(yīng)用全站儀進(jìn)行界址點(diǎn)和碎部點(diǎn)測(cè)量。
2.2 內(nèi)業(yè)編繪
每天外業(yè)結(jié)束后,應(yīng)及時(shí)把電子手簿中的數(shù)據(jù)傳送到微機(jī)中,利用大比例尺繪圖軟件進(jìn)行編輯。在編輯過(guò)程中,繪圖員應(yīng)對(duì)草圖中的標(biāo)注和微機(jī)中的標(biāo)注進(jìn)行校核以保證準(zhǔn)確無(wú)誤。連圖過(guò)程中需對(duì)地物編碼準(zhǔn)確應(yīng)用,應(yīng)隨時(shí)進(jìn)行檢查,并在后期到實(shí)地進(jìn)行查圖和補(bǔ)測(cè)。經(jīng)實(shí)地校核的地籍圖繪成后,組成兩人一組的作業(yè)組,帶著作業(yè)原圖和調(diào)查成果,走家串戶(hù),一宗地一宗地的進(jìn)行核實(shí),做到實(shí)地、調(diào)查表、地籍圖三對(duì)照。
2.3 面積分類(lèi)統(tǒng)計(jì)
地籍測(cè)量最繁瑣、最重要的一步就是按分幅控制、逐宗匯總來(lái)進(jìn)行面積分類(lèi)統(tǒng)計(jì)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,面積量算也擺脫了傳統(tǒng)的方法,可以在微機(jī)內(nèi)進(jìn)行,并且有較高的精度。盡管如此,在面積量算時(shí)仍應(yīng)按照由高級(jí)控制到低級(jí),再由低級(jí)向高級(jí)逐級(jí)匯總,也就是說(shuō)應(yīng)由測(cè)區(qū)到街道、由街道到街坊、由街坊到宗地,然后再倒過(guò)來(lái)逐級(jí)匯總,這樣做有利于提高精度和準(zhǔn)確性。
3 應(yīng)用實(shí)例分析
受某市國(guó)土資源和房屋管理局委托,對(duì)某規(guī)劃中的工業(yè)園區(qū)進(jìn)1:500 數(shù)字化地籍測(cè)量,測(cè)量面積約為14km2,經(jīng)過(guò)宗地權(quán)屬調(diào)查、野外數(shù)據(jù)采集,完成了地籍調(diào)查和地籍測(cè)繪任務(wù),并建立了該工業(yè)園區(qū)的地籍管理信息系統(tǒng),整個(gè)地籍測(cè)量成果已通過(guò)驗(yàn)收。
3.1 測(cè)區(qū)概況和設(shè)備
調(diào)查及測(cè)區(qū)面積為14km2,測(cè)區(qū)地勢(shì)較為平坦,地面平均高程約為 6.5m。測(cè)區(qū)內(nèi)用地類(lèi)型錯(cuò)綜復(fù)雜,有住宅、工業(yè)、商業(yè)、行政事業(yè)用地等,交通較擁擠,小巷多,通視條件差,地籍測(cè)量難度大。采用的儀器有:Leica 公司生產(chǎn)的 GPS1230 接收機(jī)和隨機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件4 臺(tái);Topcon 全站儀 5 臺(tái);南方測(cè)圖軟件 CASS8.0 一套;惠普臺(tái)式電腦和筆記本電腦各 5 臺(tái)及相關(guān)的通訊設(shè)備。
3.2 作業(yè)實(shí)施過(guò)程
3.2.1 控制測(cè)量??刂茰y(cè)量采用的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)由 4 臺(tái)GPS 接收機(jī)和隨機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件組成,定位方式為快速靜態(tài)定位。以測(cè)區(qū)附近的 20 個(gè) D 級(jí) GPS 控制點(diǎn)作為本次控制測(cè)量的起算點(diǎn),在約14km2的測(cè)區(qū)內(nèi)均勻布設(shè)了140個(gè) F 級(jí) GPS 控制點(diǎn),其平均了密度為10/km2個(gè) F 級(jí)以上的控制點(diǎn)。為方便利用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài) GPS(RTK)、全站儀進(jìn)行界址點(diǎn)和碎步點(diǎn)測(cè)量,點(diǎn)位一般選在高層建筑物上或主干道路旁,所有點(diǎn)位均做到穩(wěn)固可靠、便于到達(dá)、使用方便和可長(zhǎng)期保存。內(nèi)業(yè)計(jì)算為采用隨機(jī)軟件嚴(yán)密平差,并將其平差值直接建立控制點(diǎn)數(shù)據(jù)文件,以備測(cè)圖與繪圖之用。
3.2.2 碎部測(cè)量。本測(cè)區(qū)利用增城市 2004 年攝制的正射影像圖作為工作底圖。為了注記必要的數(shù)據(jù)和信息,出圖時(shí)影像圖的色調(diào)要偏淡一些,這樣可以使外業(yè)效率大大提高。
3.2.3 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理。晚上利用全站儀通訊軟件把數(shù)據(jù)下載到計(jì)算機(jī);通過(guò)編輯將數(shù)據(jù)存為 *.dat 格式,在計(jì)算機(jī)上用 CASS8.0 成圖軟件展繪碎部點(diǎn),結(jié)合白天所畫(huà)草圖和預(yù)設(shè)編碼進(jìn)行初步成圖,以檢查所采集數(shù)據(jù)的完整性和正確性,做到當(dāng)天的圖當(dāng)天繪完,以免事后遺忘,影響成圖的準(zhǔn)確性或返工重測(cè),并為圖形編輯做好準(zhǔn)備。
3.2.4 數(shù)字地籍圖編輯和地籍管理信息系統(tǒng)的建立。通過(guò)內(nèi)業(yè)檢查全面審核是否有漏測(cè)及處理不當(dāng)?shù)牡胤?,并加以修改,如注記房屋的層?shù)與結(jié)構(gòu)、單位名稱(chēng)、道路、河流的名稱(chēng)等。確定無(wú)誤后根據(jù)初步地籍圖利用鋼尺對(duì)測(cè)量精度進(jìn)行審核。這一步是質(zhì)量控制的
關(guān)鍵所在,工作盡量做到細(xì)致、耐心。如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)漏,則應(yīng)立即補(bǔ)改。此時(shí)由流水編號(hào)以后的界址點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件,生成界址點(diǎn)成果表、宗地面積匯總表、正式地籍圖,主要給土地管理部門(mén)審查,審查完畢后,作為編輯宗地圖及地籍圖的基礎(chǔ)資料。最后,利用南方公司的CASS8.0 地形、地籍?dāng)?shù)字化成圖軟件進(jìn)行成圖的工作。
4 結(jié)束語(yǔ)
數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的精度越來(lái)越高,在工程實(shí)踐中獲得了更為廣泛的應(yīng)用。實(shí)踐證明,數(shù)字測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用除了大大減少了外業(yè)的工作量,還帶來(lái)了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,未來(lái)必將會(huì)得到更為廣泛的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
目前市面上主流的拼版軟件有海德堡Prinect Signa Station、柯達(dá)Preps、DynaStrip、方正文合、嶄新印通等。這些軟件的使用步驟基本相同,包括查分建入出折等幾個(gè)環(huán)節(jié)。下面筆者將具體介紹各個(gè)步驟。
1.查
在制作大版前,需要了解客戶(hù)要求、印刷廠設(shè)備等信息,具體來(lái)說(shuō),有以下幾個(gè)方面值得注意。①成品信息:成品尺寸、總頁(yè)碼數(shù);②紙張信息:紙張類(lèi)型、定量、厚度;③印刷機(jī)參數(shù):最大印刷幅面、進(jìn)紙尺寸(最大、最?。?、印刷方式(雙面、單面,自翻、天地翻、正反版)等;④折頁(yè)機(jī)參數(shù):折頁(yè)類(lèi)型(垂直交叉折、平行折、混合折)、折頁(yè)精度、折頁(yè)面積(最大、最?。虎莶们袡C(jī):裁切精度、裁切面積(最大、最?。?;⑥裝訂方式:膠裝、騎馬訂、精裝。
2.分
為了使印刷和印后工序高效進(jìn)行,需根據(jù)成品(包裝盒、雜志、教科書(shū)等)用途確定拼版方式(折手拼或自由拼);根據(jù)成品信息,把成品分為封面和書(shū)芯,根據(jù)拼版單帖內(nèi)的總頁(yè)數(shù)把書(shū)芯分為整帖和散帖,建立散帖模板時(shí)應(yīng)特別注意綜合考慮紙張、版材、印刷機(jī)開(kāi)機(jī)成本等信息。
3.建
根據(jù)上述信息新建模板。拼大版軟件雖然多,但過(guò)程大致相同,即先確定大版的基本信息(名稱(chēng)、儲(chǔ)存位置等),再確定單頁(yè)文件的擺放布局,最后添加標(biāo)記。其中確定單頁(yè)文件的排列順序是最復(fù)雜的,這是由折頁(yè)機(jī)的折頁(yè)方式、折頁(yè)模塊的排列順序等決定的,制作前須認(rèn)真了解折頁(yè)機(jī)的各個(gè)折疊模塊,制作模板時(shí)根據(jù)成品信息選用適當(dāng)?shù)恼郫B模塊進(jìn)行組合。當(dāng)單頁(yè)文件在大版頁(yè)面中排列緊湊時(shí),可以考慮適當(dāng)減少出血、拖梢尺寸,甚至借用叼口位(但必須確保留足印刷機(jī)咬紙牙到紙邊的距離,一般為13mm,不得小于10mm)。最后保存模板。
4.入
把經(jīng)過(guò)認(rèn)真校對(duì)、預(yù)飛檢查的單頁(yè)文件導(dǎo)入模板。預(yù)檢主要包括以下內(nèi)容:①圖像有無(wú)鏈接、是否被壓縮、是否被遮、裁或隱藏,圖片格式、分辨率是否符合印刷要求,是否對(duì)圖片做了旋轉(zhuǎn)、縮放等復(fù)雜的后期效果,圖片尺寸是否正常等;②字體是否與客戶(hù)要求一致,文字是否轉(zhuǎn)曲,是否有缺字、移位、出現(xiàn)亂碼等現(xiàn)象;③顏色模式是否符合規(guī)范流程要求,漸變處理的顏色是否能達(dá)到印刷要求,專(zhuān)色是否轉(zhuǎn)四色等。
5.出
導(dǎo)出經(jīng)過(guò)模板拼合而成的大版文件,如數(shù)字化流程中的jt文件、pdf文件,或者驅(qū)動(dòng)打印機(jī)打印藍(lán)紙或打樣稿。
6.折
將打印的藍(lán)紙按一定順序折疊,仔細(xì)校對(duì)文字,檢查圖片處理是否得當(dāng),拼版順序是否正確,大版標(biāo)記是否完整等。
輪轉(zhuǎn)拼版和單張拼版的主要區(qū)別
由于商業(yè)輪轉(zhuǎn)印刷的印刷機(jī)結(jié)構(gòu)、印刷方式、折頁(yè)方式等與單張紙印刷有一定的區(qū)別,導(dǎo)致其大版上各頁(yè)面元素的布局與單張紙印刷機(jī)也有較大差異。此外,由于商業(yè)輪轉(zhuǎn)印刷具有速度快、開(kāi)機(jī)成本高等特點(diǎn),而且目前商業(yè)輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)大多配有自動(dòng)裝版、自動(dòng)套色、自動(dòng)裁切糾編、密度在線(xiàn)測(cè)量等裝置來(lái)提高自動(dòng)化程度,因此,為了實(shí)現(xiàn)這些高自動(dòng)化功能,在拼大版時(shí)就要對(duì)相應(yīng)的元素進(jìn)行合理的選材和布局。
1.開(kāi)料尺寸
受裁切滾筒周長(zhǎng)和門(mén)幅的限制,輪轉(zhuǎn)機(jī)的開(kāi)料尺寸有一定的局限性――開(kāi)料的寬度是由印刷裁切滾筒的周長(zhǎng)決定的,因此在輪轉(zhuǎn)開(kāi)料上可以進(jìn)行變化的只有寬度方向,也就是我們常說(shuō)的卷筒紙的門(mén)幅,目前商輪常用的卷筒紙門(mén)幅有546mm、578mm、610mm等幾種,使用的卷筒紙寬度小于或等于門(mén)幅都可。
相對(duì)而言,單張紙印刷機(jī)的開(kāi)料就靈活得多,其不但可以選擇對(duì)開(kāi)、四開(kāi)、八開(kāi)等,在特殊情況,還可以進(jìn)行大小開(kāi)(也就是全開(kāi)紙開(kāi)成一大一小兩種規(guī)格),而且當(dāng)不同產(chǎn)品的用紙相同時(shí),還可以靈活地選擇搭版印刷,只要搭版在最大進(jìn)紙尺寸與最小進(jìn)紙尺寸之間即可。而這些靈活的變化都是輪轉(zhuǎn)印刷比較難做到的。當(dāng)然,輪轉(zhuǎn)印刷的高速以及印刷與折頁(yè)同步完成的優(yōu)勢(shì)也是單張紙印刷較難達(dá)到的。
2.自動(dòng)套準(zhǔn)標(biāo)記
輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)的自動(dòng)套準(zhǔn)方式為定位檢測(cè)系統(tǒng)掃描印張上的套準(zhǔn)標(biāo)記得到測(cè)量數(shù)據(jù),將測(cè)量數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)樣張的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比,利用差異值對(duì)相應(yīng)的滾筒進(jìn)行軸向、周向調(diào)節(jié);而單張紙印刷機(jī)由前規(guī)和側(cè)規(guī)完成紙張的定位,隨后抽取樣張、再在放大鏡下觀察套準(zhǔn)標(biāo)記、手動(dòng)調(diào)節(jié)滾筒軸向與周向來(lái)確保套印的準(zhǔn)確性。圖1為輪轉(zhuǎn)機(jī)的自動(dòng)套準(zhǔn)標(biāo)記和單張紙印刷機(jī)的套準(zhǔn)標(biāo)記。
3.折手順序
輪轉(zhuǎn)機(jī)有連線(xiàn)自動(dòng)折頁(yè)功能,當(dāng)輪轉(zhuǎn)機(jī)裁切滾筒的掃描裝置識(shí)別到自動(dòng)裁切標(biāo)記時(shí),就會(huì)驅(qū)動(dòng)裁切刀完成一次裁切,裁切滾筒的重復(fù)性工作便是將紙卷裁切成單張紙,單張紙經(jīng)過(guò)連線(xiàn)折頁(yè)裝置后便完成了折頁(yè)工作;而單張印刷的折頁(yè)工作是印刷完成后、由折頁(yè)機(jī)完成的。
輪轉(zhuǎn)機(jī)折頁(yè)單元與折頁(yè)機(jī)不同,造成了輪轉(zhuǎn)模板與單張模板折手順序也不同。輪轉(zhuǎn)機(jī)的折頁(yè)單元一般由翻杠折、三角板折、滾折式折、沖撞式折組合構(gòu)成(圖2為ROTOMAN 55的折頁(yè)單元示意圖,由于視角不便、翻杠折未示出),工作時(shí)根據(jù)成品信息,選擇適當(dāng)?shù)膯卧M合、完成折頁(yè)工作。而單張紙折頁(yè)機(jī)一般分為刀式折頁(yè)機(jī)、柵欄式折頁(yè)機(jī)、混合折頁(yè)機(jī)(刀式和柵欄式共同組成)。
圖3和圖4分別為16開(kāi)16頁(yè)的輪轉(zhuǎn)拼版模板和單張拼版模板。圖3模板的折頁(yè)工作先后由1個(gè)三角板折、1個(gè)滾折式折、1個(gè)沖撞式折配合完成,圖4模板的折頁(yè)工作一般由1個(gè)柵欄式、2個(gè)刀式配合完成。
4.印刷方式
輪轉(zhuǎn)機(jī)的印刷滾筒多是按B-B型排列的,這就決定了其是雙面同時(shí)印刷的,即建模板時(shí)需構(gòu)建正反兩套模板。而單張紙印刷機(jī)既有單面印刷機(jī),也有雙面印刷機(jī)。單面印刷機(jī)在實(shí)現(xiàn)雙面印刷時(shí),可采用天地翻或自翻版方式,它們是通過(guò)翻轉(zhuǎn)滾筒完成正反面的先后印刷的,正反面共用一套模板,因此只需構(gòu)建一套模板;而如果采用正反版方式實(shí)現(xiàn)雙面印刷,則需構(gòu)建正反兩套模板。
5.其他
中圖分類(lèi)號(hào):TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
測(cè)繪數(shù)字化成圖技術(shù)應(yīng)用研究使用了國(guó)際上最為先進(jìn)的GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)技術(shù)和全站儀進(jìn)行控制和碎部測(cè)量,利用數(shù)字化地形地籍成圖軟件和先進(jìn)的繪圖儀或打印機(jī)進(jìn)行成圖和繪制各種成果表格,使測(cè)圖技術(shù)得到飛速發(fā)展,成為目前和將來(lái)最值得推廣和應(yīng)用的測(cè)圖技術(shù)。
1 數(shù)字化地形測(cè)圖的主要作業(yè)方法
將具體操作方法和使用儀器的不同作為依據(jù),可以將數(shù)字化地形測(cè)圖分為以下三種方式:
1.1 原圖數(shù)字化。將計(jì)算機(jī)、數(shù)字化軟件、繪圖儀和數(shù)字儀運(yùn)用在現(xiàn)在地形圖中,這就是原圖數(shù)字化,具體的關(guān)注方法主要有以下兩種:手扶跟蹤數(shù)字化和掃描矢量化后數(shù)字化。站在精度和工作效率的角度上分析,后者要高出前者很多。但是與原圖的精度相比,選擇這種數(shù)字方法的數(shù)字地圖會(huì)顯得差很多,而且它只能表現(xiàn)出成圖的時(shí)候地表上的地物和地貌。為了在使用這種方法的時(shí)候可以有更高的精度,修測(cè)和補(bǔ)測(cè)的方法是可以選擇的,這樣的話(huà),在測(cè)量過(guò)程中,精確度就會(huì)更高,然后再用現(xiàn)在所測(cè)得的精確度將之前代替,精度必定會(huì)得到一定的提升。
1.2 航測(cè)數(shù)字成圖。航空數(shù)字?jǐn)z像機(jī)在這個(gè)方法所使用的儀器中是尤為重要的,這種方法主要就是將地面的影響用攝像機(jī)記錄下來(lái),并且再通過(guò)計(jì)算機(jī)和航測(cè)軟件將數(shù)字模型建立起來(lái),然后再利用專(zhuān)門(mén)的繪圖軟件,這樣的話(huà),數(shù)字地圖就繪制成功了。選擇這種方法最大的優(yōu)點(diǎn)就是將本來(lái)屬于野外的測(cè)量工作可以直接在室內(nèi)完成,并且成圖也比較均勻,也有相當(dāng)快的速度,精度也能夠達(dá)到一定的高度。另外,因?yàn)樵谑覂?nèi)需要完成大量的工作,所以,季節(jié)和氣候的條件是完全不會(huì)產(chǎn)生任何影響的,在城市密集地區(qū)的大面積成圖中就會(huì)發(fā)揮其自身的優(yōu)點(diǎn)。
1.3 地面數(shù)字測(cè)圖。GPS衛(wèi)星、全站儀和計(jì)算機(jī)都是其中所包含的儀器。這個(gè)方法通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬,在屏幕上會(huì)顯示出各種地形、地貌特征和地籍要素。在底圖中,這些數(shù)字化地形和地籍的測(cè)繪成果發(fā)揮著尤為重要的作用,需要進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的時(shí)候,計(jì)算機(jī)就可以起到輔助的作用,在統(tǒng)計(jì)、匯總、疊加各種要素的時(shí)候,就會(huì)更為準(zhǔn)確。利用計(jì)算機(jī)輔助軟件的幫助,可以大幅度提高測(cè)繪作業(yè)的規(guī)范化、科學(xué)化及自動(dòng)化程度,數(shù)字化測(cè)繪產(chǎn)品的精確度也達(dá)到了全新的高度。
2 數(shù)字化地圖測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)越性
數(shù)字化地圖測(cè)繪技術(shù)的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:其一,數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用,從根本上簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)手工繪圖復(fù)雜、繁瑣的作業(yè)流程,大大降低了測(cè)繪人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。數(shù)字化成圖主要是利用計(jì)算機(jī)及其相關(guān)軟件進(jìn)行繪圖,一旦在成果驗(yàn)收時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,能夠及時(shí)進(jìn)行更改,節(jié)約了大量的人力、財(cái)力和物力,并且有效地避免了手工作業(yè)中多工序誤差積累的對(duì)精度的影響,縮短了成圖周期,大幅度提高了工作效率;其二,測(cè)量精度高。RTK或者全站儀是數(shù)字化地圖測(cè)繪主要采取的方法,然后在進(jìn)行碎步點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集,因?yàn)樵诰嚯x測(cè)量中,光電測(cè)距技術(shù)發(fā)揮著最大的優(yōu)勢(shì),而且所測(cè)得的精度是比較高的,因此,在進(jìn)行碎步點(diǎn)測(cè)量中,它也能夠使其最終結(jié)果的精度達(dá)到一定的高度;其三,便于圖件的更新。隨著城市發(fā)展速度的不斷加快,城市中的建筑物和結(jié)構(gòu)經(jīng)常會(huì)發(fā)生變化,采用地面數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)能夠有效地克服白紙測(cè)圖連續(xù)更新的困難,在進(jìn)行實(shí)地房屋改擴(kuò)建、變更地籍和房產(chǎn)時(shí),僅僅需要輸入相關(guān)的信息,由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,便可完成更新和修改,能夠始終保持圖面整體的現(xiàn)勢(shì)性和可靠性。
3 軟硬件環(huán)境
3.1 儀器設(shè)備及其用途。(1)GPS接收機(jī)。南方靜態(tài)GPS,用于高精度控制測(cè)量,其相對(duì)定位精度為靜態(tài)基線(xiàn)±(10mm+2×l0﹣6);高程±(10mm+2×l0﹣6);南方動(dòng)態(tài)GPS(RTK)精度為平面精度±(20mm+2×l0﹣6),高程精度±(40mm+2×l0﹣6),作業(yè)半徑15km,可測(cè)地形碎部點(diǎn)和圖根點(diǎn)。全球定位系統(tǒng)(即GPS)是美國(guó)從20世紀(jì)70年代開(kāi)始研制,到1994年全面建成,具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。GPS以全天候、高精度、自動(dòng)化、高效益等顯著特點(diǎn),給測(cè)繪領(lǐng)域帶來(lái)一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命,被成功地應(yīng)用于測(cè)量、資源勘查等多個(gè)領(lǐng)域,使測(cè)繪工作者從繁重的外業(yè)勞動(dòng)中解脫出來(lái)。GPS接收機(jī)硬件、機(jī)內(nèi)軟件以及GPS數(shù)據(jù)的后處理軟件包,構(gòu)成完整的GPS用戶(hù)設(shè)備。(2)南方全站儀。標(biāo)稱(chēng)精度為±(5mm+3×10﹣6),它是由電子測(cè)角、電子測(cè)距、電子計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元等組成三維坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng),測(cè)量結(jié)果自動(dòng)顯示,并能與設(shè)備交換信息的多功能測(cè)量?jī)x器,可快速測(cè)定水平角、豎直角和距離。它用電磁波測(cè)距儀代替光學(xué)視距經(jīng)緯儀,使得測(cè)程更大、測(cè)量時(shí)間更短、精度更高。它和裝載測(cè)圖精靈軟件的掌上電腦連接可實(shí)現(xiàn)快速自動(dòng)地測(cè)圖和現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)成圖。(3)掌上電腦、普通電腦和電子手薄掌上電腦、普通電腦可根據(jù)市場(chǎng)產(chǎn)品購(gòu)配,電子手薄是南方測(cè)繪儀器公司開(kāi)發(fā)的以PC-E500型微型計(jì)算機(jī)為載體的地籍和地形測(cè)繪專(zhuān)用電子記錄手薄(NFSB),它的基本功能是在外業(yè)測(cè)量過(guò)程中接收速測(cè)儀觀測(cè)數(shù)據(jù),立即計(jì)算出待測(cè)點(diǎn)的空間坐標(biāo)X、Y和高程H并儲(chǔ)存下來(lái),輸人微機(jī)以備作圖使用。它還提供了多種測(cè)算擴(kuò)展功能如放樣等。
3.2 軟件。解算軟件。它能對(duì)GPS接收機(jī)野外采集回來(lái)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行解算處理,求出未知測(cè)站點(diǎn)的三維坐標(biāo)。過(guò)程為讀入數(shù)據(jù)——解算基線(xiàn)求閉合差——網(wǎng)平差及高程擬合。解算時(shí)一般選擇“雙差固定解”。處理全部基線(xiàn),如有不合格基線(xiàn),則改變基線(xiàn)解算條件(包括改變衛(wèi)星高度角、采樣間隔、刪除經(jīng)常失鎖的衛(wèi)星或歷元段過(guò)短的星歷)。如果再不合格或較多基線(xiàn)的方差比太小,則應(yīng)重測(cè)該基線(xiàn)?;€(xiàn)全部合格后,應(yīng)對(duì)其閉合環(huán)的閉合差進(jìn)行檢驗(yàn),特別要注意異步環(huán)的檢驗(yàn),各點(diǎn)坐標(biāo)閉合差必須符合GPS測(cè)量規(guī)范和行業(yè)測(cè)量規(guī)范的要求。
3.3 測(cè)圖精靈。測(cè)圖精靈和全站儀配套使用,能把全站儀測(cè)得的原始數(shù)據(jù)輸人并馬上自動(dòng)把數(shù)據(jù)換算為坐標(biāo)值,還能根據(jù)所選圖式現(xiàn)場(chǎng)直接自動(dòng)繪圖。
3.4 CASS6.1。CASS6.1選用了AutoCAD2004平臺(tái),確保了系統(tǒng)界面的美觀實(shí)用以及用戶(hù)操作的靈活性,借助于Auto-CAD2OO4的強(qiáng)大功能優(yōu)勢(shì)和南方公司在測(cè)繪儀器、電子手簿等領(lǐng)域的傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì),可以實(shí)現(xiàn)與市場(chǎng)上幾乎所有全站儀的連接,適合電子手簿自動(dòng)記錄、電子平板等地圖數(shù)字化模式,實(shí)現(xiàn)與GIS接口、地圖繪制,地籍表格制作、圖幅管理等數(shù)字地圖應(yīng)用與地籍管理功能。該軟件具有完備的數(shù)據(jù)(圖形)采集、數(shù)據(jù)處理、圖形生成、編輯、輸出等功能,能方便靈活地完成數(shù)字化測(cè)圖的各種工作,還具有與地理信息系統(tǒng)GIS接口等數(shù)字地圖應(yīng)用與管理功能。CASS6.1在成圖效率、地物編輯、電子平板、骨架線(xiàn)技術(shù)、objectARX開(kāi)發(fā)技術(shù)、DTM建模及等高線(xiàn)繪制、地圖應(yīng)用功能、數(shù)字地圖與GPS集成等。
參考文獻(xiàn):
中圖分類(lèi)號(hào):P231.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
隨著科技的發(fā)展,計(jì)算機(jī)的普及,數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)給測(cè)量工作帶來(lái)極大的變化, 它能提高成圖的質(zhì)量及速度, 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度, 其圖形產(chǎn)品具有現(xiàn)勢(shì)性和開(kāi)發(fā)性的特點(diǎn)正日益為人們所接受, 使地形圖的應(yīng)用范圍更加廣泛, 同時(shí)數(shù)字化地形圖更是建立GIS 地理信息系統(tǒng)最基礎(chǔ)的資料、是測(cè)繪技術(shù)變革的重要標(biāo)志。
1.地形圖比例尺
地形圖比例尺是指地形圖上某一線(xiàn)段的長(zhǎng)度與地面上相應(yīng)線(xiàn)段的水平距離之比。比例尺用分母為整數(shù),分子為1的分?jǐn)?shù)表示。設(shè)圖上任意兩點(diǎn)距離為d,地面上相應(yīng)的水平距離為D。則該圖比例尺為:一般寫(xiě)成1:M 的形式。式中,分母M 越大,值越小,則比例尺就越小。反之,比例尺越大。
按照正常的分辨能力,人眼在圖上能分辨出的最小距離為0.1mm。因此,繪圖或者實(shí)地測(cè)繪時(shí),最多只能達(dá)到圖上0.1mm 的精度。 我們把圖紙上。1mm 長(zhǎng)度所代表的實(shí)際水平距離稱(chēng)為比例尺精度。例如要測(cè)繪1:1000的地形圖,其比例尺精度為0.1m,根據(jù)比例尺精度的定義可知,實(shí)際測(cè)圖時(shí),距離精度只要達(dá)到0.1m 就足夠了。因?yàn)槿魷y(cè)得再精細(xì),圖上也是表示不出來(lái)的。 又如工程設(shè)計(jì)中,為了能反映地面上0.1m 的精度,所選地形圖的比例尺就不能小于1:1000。(表1)
表1 地形圖比例尺精度
比例尺精度愈高,其表示的地形地貌就愈詳細(xì),精度亦愈高,但其測(cè)繪工作量因此會(huì)成倍地增加。所以,采用何種比例尺,應(yīng)根據(jù)實(shí)際的工程需要而定。
2. 數(shù)字化測(cè)圖
數(shù)字化測(cè)圖(digital surveying and mapping,簡(jiǎn)稱(chēng)DSM)系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為核心,在外連輸入輸出設(shè)備硬件、軟件的支持下,對(duì)地形空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、輸入、成圖、繪圖、輸出、管理的測(cè)繪系統(tǒng)。其基本思想是將采集的各種有關(guān)的地物和地貌信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式,通過(guò)數(shù)據(jù)接口傳輸給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理,得到內(nèi)容豐富的電子地圖,需要時(shí)由計(jì)算機(jī)圖形輸出設(shè)備繪出地形圖或各類(lèi)專(zhuān)題地圖。(工作流程見(jiàn)圖1)
圖1 數(shù)字化測(cè)圖工作流程
與傳統(tǒng)的測(cè)圖方法相比,數(shù)字化測(cè)圖有如下優(yōu)點(diǎn):
(1)自動(dòng)化程度高。自動(dòng)記錄、解算、處理和成圖,效率高、勞動(dòng)強(qiáng)度小,錯(cuò)誤幾率小,圖面規(guī)范、美觀。
(2)精度高。因?yàn)樗怯萌緝x或RTK 來(lái)記錄關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo),故其能直接體現(xiàn)外業(yè)測(cè)量精度,且應(yīng)用時(shí)無(wú)精度損失。
(3)現(xiàn)實(shí)性強(qiáng)。對(duì)已經(jīng)測(cè)繪完成的數(shù)字化地形圖可據(jù)地貌地物的變化情況及時(shí)補(bǔ)測(cè)與更新。
(4)適應(yīng)性強(qiáng)。不固定比例尺,可根據(jù)需要在繪圖軟件上調(diào)繪出各種比例尺的數(shù)字化地形圖。
(5)以數(shù)據(jù)代碼反應(yīng)各類(lèi)地理屬性特征,以磁盤(pán)、光盤(pán)等為信息載體,便于傳輸和共享。
3. 大比例尺數(shù)字化測(cè)圖
目前,測(cè)繪單位運(yùn)用最多的大比例尺數(shù)字化測(cè)圖方法是全野外數(shù)據(jù)采集成圖法。一般分為外業(yè)數(shù)據(jù)采集并繪制草圖和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理與成圖兩個(gè)工作程序。
3.1 外業(yè)數(shù)據(jù)采集包括控制測(cè)量和地形特征點(diǎn)(碎部點(diǎn))采集
3.1.1 控制測(cè)量一般本著用戶(hù)使用方便、利于保護(hù)的思想,所選點(diǎn)位應(yīng)避開(kāi)高大建筑、視野開(kāi)闊,遠(yuǎn)離大功率無(wú)線(xiàn)電發(fā)射源,障礙物高度角小于15°,通視良好,相鄰點(diǎn)至少有兩點(diǎn)相互通視,且要求地基穩(wěn)定。選好的點(diǎn)位應(yīng)使用雙頻靜態(tài)接收機(jī)施測(cè)(標(biāo)稱(chēng)精度應(yīng)≥5mm+2×10D),同步靜態(tài)相對(duì)定位,每點(diǎn)觀測(cè)時(shí)段數(shù)≥2,觀測(cè)時(shí)段長(zhǎng)度>60min,及時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和基線(xiàn)處理。外業(yè)全部結(jié)束后,采用GPS 后差分?jǐn)?shù)據(jù)處理軟件對(duì)各基線(xiàn)進(jìn)行基線(xiàn)預(yù)處理,進(jìn)行約束平差,求出各GPS 控制點(diǎn)的平面坐標(biāo)。精度符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《全球定位系統(tǒng)城市測(cè)量技術(shù)規(guī)程》CJJ73—97的規(guī)定。 各GPS 控制點(diǎn)的高程數(shù)據(jù)要用三等或四等水準(zhǔn)聯(lián)測(cè),觀測(cè)時(shí)采用往返觀測(cè),利用電子水準(zhǔn)儀或電子手簿實(shí)地記錄,盡可能減少觀測(cè)記錄的中間環(huán)節(jié)。資料記錄真實(shí)可靠,很大程度避免了常規(guī)手工記錄所造成的差、錯(cuò)、漏。用平差軟件計(jì)算平差,實(shí)施整網(wǎng)平差計(jì)算,求出各GPS 控制點(diǎn)的高程值。
3.1.2 地形特征點(diǎn)(碎部點(diǎn))采集的常用方法有:
(1)GPS 法,即通過(guò)GPS 接受機(jī)進(jìn)行野外數(shù)據(jù)信息采集;
(2)航測(cè)法,即通過(guò)航空攝影測(cè)量和遙感手段采集地形點(diǎn)的信息數(shù)據(jù);
(3)大地測(cè)量?jī)x器法,即通過(guò)RTK、全站儀、測(cè)距儀、經(jīng)緯儀等大地測(cè)量?jī)x器實(shí)現(xiàn)野外數(shù)據(jù)采集。目前大比例尺數(shù)字化測(cè)圖主要使用全站儀與RTK 采集野外數(shù)據(jù)。
建筑物密集、GPS信號(hào)易受干擾的地段多采用全站儀采集數(shù)據(jù),建筑物稀少、地勢(shì)變化較大且GPS信號(hào)較好的地段多采用RTK 采集數(shù)據(jù)。 使用全站儀采集數(shù)據(jù)應(yīng)對(duì)測(cè)區(qū)進(jìn)行圖根點(diǎn)的加密,圖根點(diǎn)加密,可采用“輻射法”和“一步測(cè)量法”。輻射法就是在某一通視良好的等級(jí)控制上,按全圓方向觀測(cè)方式一次測(cè)定幾個(gè)圖根點(diǎn),無(wú)須平差計(jì)算便可直接測(cè)出坐標(biāo)。 一步測(cè)量法就是將圖根導(dǎo)線(xiàn)與碎部測(cè)量同時(shí)作業(yè),即在一個(gè)測(cè)站上,先測(cè)導(dǎo)線(xiàn)的數(shù)據(jù),接著就測(cè)碎部點(diǎn)。這是一種少安置一輪儀器、少跑一輪路,大大提高外業(yè)工作效率的測(cè)量方法。
全站儀法一般需要1名觀測(cè)員、2名跑尺員和1名繪草圖員,也可以不用繪草圖人員,每組只需1名觀測(cè)員和幾名跑尺員,觀測(cè)員僅負(fù)責(zé)儀器操作,跑尺員負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)跑點(diǎn)和畫(huà)草圖,內(nèi)業(yè)繪圖由跑尺員完成,這樣既可以節(jié)省人力、提高室內(nèi)繪圖效率,又可以減少一名組員,同時(shí)畫(huà)多名跑尺員的草圖容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。 全站儀作業(yè)員進(jìn)入測(cè)區(qū)后各司其職。觀測(cè)員、繪草圖員、跑尺員要密切配合、并勤于聯(lián)系。一般來(lái)講,施測(cè)的第一點(diǎn)選在某已知點(diǎn)上(全站儀中要事先輸入)。測(cè)后從以下幾方面進(jìn)行檢查:已知點(diǎn)、定向點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)是否正確;坐標(biāo)是否正確;所調(diào)用于檢查的已知點(diǎn)的點(diǎn)號(hào)、坐標(biāo)是否有誤;儀器、設(shè)備是否存在故障等。繪草圖時(shí)必須把所測(cè)點(diǎn)的屬性顯示出來(lái)。草圖的繪制要遵循清晰、易讀、相對(duì)位置準(zhǔn)確、比例一致的原則。在野外采集時(shí),能測(cè)到的點(diǎn)要盡量測(cè)到,實(shí)在測(cè)不到的點(diǎn)可利用皮尺或鋼尺量距,利用內(nèi)業(yè)繪圖軟件的間接量算功能生成這些點(diǎn)的坐標(biāo)。在一個(gè)測(cè)站上所有的碎部點(diǎn)測(cè)完后,還要找一個(gè)已知點(diǎn)重測(cè),以檢查施測(cè)過(guò)程中是否存在因誤操作、儀器碰動(dòng)或出故障等原因造成的錯(cuò)誤。檢查確定無(wú)誤后,才能關(guān)機(jī)、搬站,到下一測(cè)站進(jìn)行施測(cè)。
3.2 內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理與成圖
在野外數(shù)據(jù)采集工完畢后,要進(jìn)行內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理與成圖工作。有的測(cè)繪單位采用內(nèi)外業(yè)一體工作方法,既白天進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集,晚上即處理當(dāng)天的數(shù)據(jù),如處理不完則留在全部外業(yè)工作完畢后在集中處理內(nèi)業(yè);也有的測(cè)繪單位采取專(zhuān)職外業(yè)和專(zhuān)職內(nèi)業(yè)的工作方式。大比例尺數(shù)字化測(cè)圖的內(nèi)業(yè)工作一般應(yīng)首先將存儲(chǔ)在全站儀或RTK 中的野外數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)上,然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,使其滿(mǎn)足各類(lèi)內(nèi)業(yè)成圖軟件的格式需求。處理數(shù)據(jù)后打開(kāi)內(nèi)業(yè)成圖軟件,把處理好的數(shù)據(jù)展點(diǎn)號(hào)到軟件的操作界面,然后對(duì)照草圖先繪制房屋、道路等地物,繪制完地物后利用野外數(shù)據(jù)的高程信息繪制等高線(xiàn)。最后對(duì)已繪制好的地形圖進(jìn)行修飾語(yǔ)分幅,現(xiàn)在有些地區(qū)的數(shù)字化地形圖為了使用方便不需要分幅,對(duì)于這類(lèi)情況要根據(jù)用戶(hù)要求而定。
4. 數(shù)字化測(cè)圖精度分析
數(shù)字化測(cè)圖已成為今后地形圖的主要生產(chǎn)方式,數(shù)字化地形圖是以數(shù)字形式貯存的,即以數(shù)字坐標(biāo)表示地物和地貌點(diǎn)的空間位置,以數(shù)字代碼表示地形符號(hào)、說(shuō)明注記和地理名稱(chēng)注記。面對(duì)高度自動(dòng)化的數(shù)字地圖與成圖過(guò)程,如何結(jié)合實(shí)際分析地物平面位置和高程的精度,是個(gè)重要的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。以1∶500 數(shù)字化測(cè)圖為例分析地物點(diǎn)精度,以大體了解和完善數(shù)字測(cè)圖質(zhì)量。
4.1 平面精度
①圖根點(diǎn),相對(duì)于圖根起算點(diǎn)的點(diǎn)位中誤差不得大于實(shí)地±5cm(圖上±0。1mm)。
②地物點(diǎn)相對(duì)于鄰近圖根控制點(diǎn)的平面位置中誤差應(yīng)≤±10cm。
③極坐標(biāo)法測(cè)定的碎部點(diǎn)數(shù)占總點(diǎn)數(shù)的比例應(yīng)大于80%,采用極坐標(biāo)法進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí),每個(gè)測(cè)站上除了觀測(cè)一個(gè)后視已知點(diǎn)作為起始方向外,還須觀測(cè)另一已知點(diǎn)作為方向和距離的檢查值。
④極坐標(biāo)法測(cè)定的地物點(diǎn),角度施測(cè)半測(cè)回,距離單次測(cè)定,2c 值不得大于20″,i 值不得大于26″。
中圖分類(lèi)號(hào):P624文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
引言
隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展及測(cè)量?jī)x器的智能化,特別是全球定位系統(tǒng)技術(shù)全面用于大地測(cè)量定位,全數(shù)字化測(cè)圖系統(tǒng)、影像掃描系統(tǒng)、全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站等數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)裝備以及地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件和應(yīng)用軟件相繼問(wèn)世,實(shí)現(xiàn)了地理信息獲取、處理、管理和分發(fā)服務(wù)全過(guò)程數(shù)字化,測(cè)繪生產(chǎn)力水平和生產(chǎn)效率大大提高。作為地質(zhì)勘查專(zhuān)業(yè)單位,山西省地球物理化學(xué)勘查院(簡(jiǎn)稱(chēng)山西物化院)已經(jīng)全面涉入了數(shù)字化測(cè)繪生產(chǎn)技術(shù),具備了空間定位(GPS系統(tǒng))、數(shù)據(jù)采集、外業(yè)一體化數(shù)字成圖與建庫(kù)等技術(shù)生產(chǎn)能力。從事控制測(cè)量、地形地籍測(cè)量、房產(chǎn)測(cè)繪工程與精密工程測(cè)量、航空攝影測(cè)量、地理信息工程、立體模型制作,服務(wù)領(lǐng)域涉及土地管理、水利工程、城市建設(shè)、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)、公路與鐵路交通、國(guó)防建設(shè)、基礎(chǔ)測(cè)繪、地質(zhì)找礦與礦山開(kāi)發(fā)。作為一名測(cè)繪工作者,筆者簡(jiǎn)要談一下對(duì)數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)和地質(zhì)工程測(cè)量發(fā)展應(yīng)用的認(rèn)識(shí)。
一、數(shù)字測(cè)圖的優(yōu)點(diǎn)
大比例尺數(shù)字測(cè)圖有力地沖擊著傳統(tǒng)的平板儀或經(jīng)緯儀的白紙測(cè)圖方法,大有取代白紙測(cè)圖之勢(shì),這是因?yàn)閿?shù)字測(cè)圖具有諸多的優(yōu)點(diǎn)。
(一)測(cè)圖用圖自動(dòng)化。
傳統(tǒng)測(cè)圖方式主要是手工作業(yè),外作業(yè)測(cè)量人員人工記錄,人工繪制地形圖,在圖上人工量算所需要的坐標(biāo)、距離和面積等等。數(shù)字測(cè)圖則使野外測(cè)量自動(dòng)記錄,自動(dòng)解算,使內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)自動(dòng)處理,自動(dòng)成圖,自動(dòng)繪圖,并向用圖者提供可處理的數(shù)字地形圖軟盤(pán),用戶(hù)可自動(dòng)提取圖數(shù)信息。
(二)圖形數(shù)字化。
用軟盤(pán)保存的數(shù)字地形圖,存儲(chǔ)了圖中具有特定含義的數(shù)字、文字、符號(hào)等各類(lèi)數(shù)據(jù)信息,可方便地傳輸、處理和供多用戶(hù)共享。數(shù)字地圖不僅可以自動(dòng)提取點(diǎn)位坐標(biāo)、兩點(diǎn)距離、方位以及地塊面積等,還可以供工程、規(guī)劃CAD計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)使用和供GIS地理信息系統(tǒng)建庫(kù)使用。數(shù)字地圖的管理,既節(jié)省空間,操作又十分方便。
(三)便于成果更新。
數(shù)字測(cè)圖的成果是以點(diǎn)的定位信息和屬性信息存入計(jì)算機(jī),當(dāng)實(shí)地有變化時(shí),只需輸入變化信息的坐標(biāo)、代碼,經(jīng)過(guò)編輯處理,很快便可以得到更新的圖,從而可以確保地面的可靠性和現(xiàn)勢(shì)性,數(shù)字測(cè)圖可謂“一勞永逸”。
(四)避免了因圖紙伸縮帶來(lái)的各種誤差。
表示在圖紙上的地圖信息隨著時(shí)間的推移,會(huì)因圖紙的變形而產(chǎn)生誤差。數(shù)字測(cè)圖的成果以數(shù)字信息保存,避免了對(duì)圖紙的依賴(lài)性。
二、數(shù)字化技術(shù)在礦區(qū)地質(zhì)勘查中的應(yīng)用
(一)數(shù)字化測(cè)繪工作方法。
基礎(chǔ)控制部分,D、E級(jí)GPS的布設(shè)及選點(diǎn)埋石:根據(jù)煤礦區(qū)視野開(kāi)闊,通視良好的實(shí)際情況D級(jí)GPS網(wǎng)在三等三角點(diǎn)之間布設(shè)為點(diǎn)連式、邊連式相結(jié)合的GPS網(wǎng),每個(gè)點(diǎn)至少有4條基線(xiàn)與其相連。D級(jí)GPS點(diǎn)共布設(shè)點(diǎn)位50+,平均邊長(zhǎng)1.5km。E級(jí)GPS點(diǎn)的布設(shè)在D級(jí)CPS的基礎(chǔ)上采用點(diǎn)連式的方法進(jìn)行布設(shè)兩已知點(diǎn)問(wèn)最多布設(shè)5個(gè)三角形,邊數(shù)不超過(guò)8條,共布設(shè)E級(jí)GPS點(diǎn)60+。D、E級(jí)平面控制網(wǎng)均采用GPS靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量布網(wǎng),網(wǎng)形大多由三角形單點(diǎn)連接,少部分三角形邊連接。GPS控制點(diǎn)在測(cè)區(qū)內(nèi)分布較均勻,網(wǎng)形合理,強(qiáng)度較高。
外業(yè)觀測(cè):數(shù)據(jù)采集利用美國(guó)三臺(tái)阿什泰克M單頻接收機(jī)標(biāo)稱(chēng)精度5mm+2ppm。D進(jìn)行觀測(cè),觀測(cè)時(shí)段D級(jí)>~60min,E級(jí)>~45min,數(shù)據(jù)采集間隔10s,同步接收衛(wèi)星頻數(shù)最少為5顆,絕大部分為7-8顆,衛(wèi)星高度角大于15°,接收機(jī)與衛(wèi)星的圖形強(qiáng)度良好。
數(shù)據(jù)處理:GPS外業(yè)數(shù)據(jù)處理和基線(xiàn)向量采用GPS接收機(jī)隨機(jī)商用軟件“Loucus軌跡處理軟件”在筆記本電腦上采用獨(dú)立基線(xiàn)平差方法進(jìn)行。GPS網(wǎng)先在WGS-84坐標(biāo)系中進(jìn)行三維無(wú)約束平差,其目的在于檢核GPS網(wǎng)的內(nèi)部符合精度,亦即處理由于多余觀測(cè)而引起的網(wǎng)內(nèi)不符值問(wèn)題,本次作業(yè)所有基線(xiàn)向量無(wú)一剔除,順利通過(guò)了檢驗(yàn),然后在基準(zhǔn)點(diǎn)已知點(diǎn)的約束下進(jìn)行二維約束平差,最后提供各點(diǎn)在高斯平面,第33度,帶上的1954年北京坐標(biāo)系坐標(biāo)和1956年黃海高程系。高精度均符合量規(guī)范要求。
數(shù)字化測(cè)圖的工作方法:由于測(cè)區(qū)的D、E級(jí)GPS點(diǎn)的密度能夠滿(mǎn)足地形圖的測(cè)繪要求,因此本次測(cè)圖直接在D、E級(jí)GPS點(diǎn)上進(jìn)行。
(二)常規(guī)測(cè)圖方法和數(shù)字化測(cè)圖的精度比較
野外大比例尺數(shù)字化測(cè)圖的全過(guò)程幾乎都是用解析法進(jìn)行的。雖然最后成果仍表現(xiàn)為圖解的線(xiàn)劃圖,但與傳統(tǒng)的平板儀測(cè)圖相比,有著本質(zhì)的差別。數(shù)字化測(cè)圖不僅在效率上有很大提高,而且大大減輕了野外的勞動(dòng)強(qiáng)度,更為突出的是地形圖數(shù)學(xué)精度的提高。
三、數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)展望
現(xiàn)代測(cè)繪技術(shù)及測(cè)繪儀器向數(shù)字化、電子化、自動(dòng)化方向發(fā)展,打破了傳統(tǒng)的手工測(cè)繪理念,形成目前較好的一套數(shù)字化測(cè)繪解決方案。但是,目前的測(cè)繪技術(shù)在地質(zhì)工程測(cè)量中的應(yīng)用依舊存在著若干問(wèn)題.需要我們廣大測(cè)繪工作者的不懈努力,不斷提出新的任務(wù)、新課題和新要求.有力地推動(dòng)和促進(jìn)工程測(cè)量事業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展。目前,數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)傳統(tǒng)的定位和繪圖仍是重要的社會(huì)需求,但社會(huì)已經(jīng)對(duì)測(cè)繪部門(mén)提出了新的需求.以前和測(cè)繪部門(mén)無(wú)關(guān)或關(guān)系小大的屬性信息的采集、綜合分析利用等也開(kāi)始要測(cè)繪部門(mén)承擔(dān)。由于社會(huì)發(fā)展和人民生活的各類(lèi)信息都要以空間定位為基礎(chǔ),由于市場(chǎng)需求的大量涌現(xiàn),信息化測(cè)繪將迅速推動(dòng)測(cè)繪企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,測(cè)繪企業(yè)參與地理信息系統(tǒng)在各方而的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)是總體趨勢(shì),也是測(cè)繪企業(yè)生存和發(fā)展的方向。信息化測(cè)繪將是我國(guó)測(cè)繪由傳統(tǒng)測(cè)繪向數(shù)字化測(cè)繪轉(zhuǎn)化和跨越之后進(jìn)入的又一個(gè)新的發(fā)展階段,它代表著我國(guó)測(cè)繪技術(shù)總的戰(zhàn)略方向。
四、結(jié)束語(yǔ)
本單位自數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)后,生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益得到顯著提高。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的探討,可使作業(yè)人員少走彎路、降低出錯(cuò)率。數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)的提高,可為提供數(shù)字產(chǎn)品奠定基礎(chǔ),并提高了職工的技術(shù)素質(zhì)。隨著數(shù)字工程的深入發(fā)展,GIS技術(shù)的不斷成熟、GPS技術(shù)在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用。大力開(kāi)展數(shù)字化測(cè)繪技術(shù)是地質(zhì)測(cè)繪單位科技創(chuàng)新的任務(wù)和方向、也是提高地質(zhì)測(cè)繪單位自身實(shí)力和經(jīng)濟(jì)效益的重要手段。
參考文獻(xiàn):
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【Abstract】This paper presents the key feature of advanced manufacturing technology. The relationship of advanced manufacturing technology and digital technology were discussed. The status and development of the digital technology and advanced manufacturing technology were analyzed. Pointing out that digital manufacturing is the core technology of the advanced manufacturing technology. Several key technologies in the digital manufacturing system were specifically discussed.
【Keywords】Digital technology; Advanced Manufactories Technology; Mechanical Manufacture; Informatization
1 先進(jìn)制造技術(shù)的含義
先進(jìn)制造技術(shù)AMT(Advanced Manufactories Technology)是指以提高制造企業(yè)綜合效益為目的,綜合利用信息、能源、環(huán)保等高新技術(shù)以及現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù),對(duì)傳統(tǒng)制造過(guò)程中及產(chǎn)品的整個(gè)壽命周期中的使用、維護(hù)、回收、利用等有關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行研究并發(fā)行的所有適用技術(shù)的總稱(chēng)[1-2]。
相對(duì)傳統(tǒng)制造技術(shù),數(shù)字化制造技術(shù)是一項(xiàng)融合數(shù)字化技術(shù)和制造技術(shù),且以制造工程科學(xué)為理論基礎(chǔ)的重大的制造技術(shù)革新,是先進(jìn)制造技術(shù)的核心。數(shù)字化先進(jìn)制造是在計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與制造技術(shù)的不斷融合、發(fā)展和廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上誕生的。它是對(duì)制造過(guò)程進(jìn)行數(shù)字化的描述,將制造信息采用數(shù)字化的表征、存儲(chǔ)、處理、傳遞和加工,從而在數(shù)字空間中完成產(chǎn)品的制造過(guò)程[3-6]。
2 數(shù)字化是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)
2.1 先進(jìn)制造技術(shù)的基本特征
先進(jìn)制造技術(shù)包括以下五個(gè)基本特征。
(1)先進(jìn)性。制造工藝作為先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ),必須是經(jīng)過(guò)優(yōu)化的先進(jìn)工藝。先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)必須是優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔工藝,它從傳統(tǒng)制造工藝發(fā)展起來(lái),并與新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了局部或系統(tǒng)集成。
(2)通用性。先進(jìn)制造技術(shù)不是單獨(dú)分割在制造過(guò)程的某一環(huán)節(jié),它覆蓋了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)設(shè)備、加工制造、銷(xiāo)售使用、維修服務(wù),甚至回收整個(gè)過(guò)程。
(3)系統(tǒng)性。隨著微電子、信息技術(shù)的引入,先進(jìn)制造技術(shù)的駕馭信息生成、采集、傳遞、反饋、調(diào)整的信息流動(dòng)過(guò)程。先進(jìn)制造技術(shù)是可以駕馭生產(chǎn)過(guò)程的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。
(4)集成性。先進(jìn)制造技術(shù)由于專(zhuān)業(yè)、學(xué)科間的不斷滲透、交叉、融合,界限逐漸淡化甚至消失,技術(shù)趨于系統(tǒng)化、集成化,已發(fā)展成為集機(jī)械、電子、信息、材料和管理技術(shù)為一體的新興交叉學(xué)科。
(5)技術(shù)與管理的更緊密結(jié)合。對(duì)市場(chǎng)變化做出更敏捷的反應(yīng)及對(duì)最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益的追求,使先進(jìn)制造技術(shù)十分重視生產(chǎn)過(guò)程組織管理體制的合理化和最佳化。
2.2 基于數(shù)字化的先進(jìn)制造技術(shù)
數(shù)字化制造技術(shù)符合先進(jìn)制造技術(shù)的上述五個(gè)基本特征。先進(jìn)制造技術(shù)時(shí)代是數(shù)字化信息的時(shí)代,數(shù)字化技術(shù)是數(shù)字的生產(chǎn)、采集、存貯、變換、傳遞、處理及廣泛利用的新興科技領(lǐng)域。制造業(yè)從50年代數(shù)控機(jī)床的發(fā)明,標(biāo)志著機(jī)械制造業(yè)向著數(shù)字化走出了第一步,隨后制造信息化沿著三個(gè)方面推進(jìn),一是現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)方面,如:NC/CNC/DNC/PLC/FMS/AC等;二是產(chǎn)品和工藝設(shè)計(jì)方面,如APT/CAD/CAM/CAE等;三是生產(chǎn)管理和集成方面,如MRP/PDM/ERP/CIMS等??梢哉f(shuō)信息技術(shù)改變了當(dāng)代制造業(yè)的面貌。
3 數(shù)字化是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的核心
3.1 數(shù)字化先進(jìn)制造的核心技術(shù)
數(shù)字化是先進(jìn)制造技術(shù)的核心,它是在計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與制造技術(shù)的不斷融合、發(fā)展和廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上誕生的。數(shù)字化先進(jìn)制造主要包括以下幾個(gè)核心技術(shù)[4,6]:
(1)制造過(guò)程的建模與仿真。制造過(guò)程的建模與仿真是在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上用解析或數(shù)值的方法表達(dá)或建模制造過(guò)程,建模通?;谥圃旃に嚤旧淼奈锢砗突瘜W(xué)知識(shí),并為實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證。
(2)網(wǎng)絡(luò)化敏捷設(shè)計(jì)與制造。利用快速發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),改善企業(yè)對(duì)市場(chǎng)的響應(yīng)性。我國(guó)企業(yè)向國(guó)際接軌就必須在此領(lǐng)域開(kāi)展研究,盡快掌握并趕上國(guó)外先進(jìn)水平。
(3)虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)有四個(gè)核心要素:數(shù)字化產(chǎn)品和過(guò)程模型、產(chǎn)品信息管理、高性能計(jì)算與通訊和組織、管理的改變。
3.2 數(shù)字化對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的實(shí)現(xiàn)
(1)數(shù)字制造的全球?qū)崿F(xiàn)―網(wǎng)絡(luò)制造。隨著數(shù)字化技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及交通運(yùn)輸事業(yè)的迅速發(fā)展,這些企業(yè)可利用協(xié)同工作技術(shù),在一定的時(shí)間、一定的空間內(nèi),利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),小組成員共享通過(guò)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)在企業(yè)內(nèi)部傳遞的知識(shí)與信息。
(2)數(shù)字制造的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟―敏捷制造。為實(shí)現(xiàn)高增值、高產(chǎn)品質(zhì)量及優(yōu)質(zhì)服務(wù),只有借助于高性能計(jì)算機(jī)和高速網(wǎng)絡(luò),在數(shù)字化環(huán)境中,充分利用其他企業(yè)制造過(guò)程的信息流和數(shù)據(jù)庫(kù)等有用的數(shù)字化資源,才能對(duì)變化市場(chǎng)做出快速的響應(yīng)。對(duì)于某些產(chǎn)品一個(gè)企業(yè)不可能快速、經(jīng)濟(jì)地獨(dú)立開(kāi)發(fā)和制造其全部,必須根據(jù)任務(wù),由一個(gè)公司的某些部門(mén)或不同公司按資源、技術(shù)和人員的最優(yōu)配置。于是,一種以數(shù)字制造為平臺(tái)的先進(jìn)制造技術(shù)即數(shù)字制造的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟―敏捷制造嶄露頭角。
(3)數(shù)字制造的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)―虛擬制造。數(shù)字化表征與傳遞、建模與仿真是數(shù)字制造的核心科學(xué)問(wèn)題。這種能實(shí)現(xiàn)制造形狀與過(guò)程的數(shù)字化表征、非符號(hào)化制造知識(shí)的表征、制造信息的可靠獲取及其傳遞的、由整個(gè)制造信息形成的數(shù)字空間,為計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用提供了用武之地。
(4)數(shù)字制造的快速實(shí)現(xiàn)―快速原型制造。制造業(yè)面臨兩個(gè)重要的挑戰(zhàn):一是要大大減少開(kāi)發(fā)時(shí)間,二是產(chǎn)品的個(gè)性化。雖然計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造(CAD和CAM)已在很大程度上改善了傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造方法,但在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助制造集成實(shí)踐過(guò)程中仍有許多障礙。
虛擬制造技術(shù)在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品實(shí)際的制造過(guò)程,對(duì)縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的周期、減少開(kāi)發(fā)費(fèi)用、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力做出了重大貢獻(xiàn)。通過(guò)長(zhǎng)期的探索與實(shí)踐,催生了制造技術(shù)上的又一次新的變革―快速成型制造技術(shù)。
(5)數(shù)字制造的環(huán)?;瘜?shí)現(xiàn)―綠色設(shè)計(jì)與制造。制造業(yè)為人類(lèi)的繁榮昌盛做出了巨大貢獻(xiàn)的同時(shí),每年產(chǎn)生了近55億噸的無(wú)害廢品和7億噸的有害廢品。因此,為了有效地保護(hù)環(huán)境,一定要在制造的各個(gè)階段進(jìn)行污染控制。有必要使用能在各個(gè)階段評(píng)估環(huán)境被影響的后果的工具和方法學(xué)來(lái)支持設(shè)計(jì)和制造,一種具有意識(shí)的先進(jìn)制造技術(shù)―綠色設(shè)計(jì)與制造ECD&M (EnvironmentallyConscious Design and Manufacturing )。
4 數(shù)字化是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的未來(lái)
目前,計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)已成為制造業(yè)企業(yè)的基礎(chǔ)環(huán)境和重要手段,目前世界500強(qiáng)企業(yè)無(wú)一例外地建立了內(nèi)部網(wǎng)。制造業(yè)在知識(shí)經(jīng)濟(jì)到來(lái)時(shí)呈現(xiàn)明顯的信息化趨勢(shì),可以說(shuō)信息技術(shù)在促進(jìn)當(dāng)代制造業(yè)發(fā)展過(guò)程中的作用是第一位的,信息技術(shù)將在更深層次上滲透和改造傳統(tǒng)制造業(yè)。
當(dāng)前,數(shù)字化制造正在深入發(fā)展,其主要趨勢(shì)呈以下四點(diǎn):
(1)由二維向三維的轉(zhuǎn)變―形成以MBD/MBI(Model Based Definition,MBD 基于模型的定義/Model-BasedInstructions,MBI基于模型的作業(yè)指導(dǎo)書(shū))為核心的設(shè)計(jì)與制造。MBD是用集成的三維實(shí)體模型來(lái)完整的表達(dá)產(chǎn)品生命周期各階段的產(chǎn)品定義技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),為設(shè)計(jì)人員服務(wù),解決的是要制造什么的問(wèn)題;MBI是以三維模型表達(dá)的車(chē)間工作規(guī)范和方法,為加工、裝配、檢測(cè)人員服務(wù),解決的是怎么制造的問(wèn)題。MBD/MBI技術(shù)將使工程技術(shù)人員從繁瑣的二維圖紙和表格文化中解放出來(lái),可將更多精力轉(zhuǎn)移到需求分析和產(chǎn)品創(chuàng)新研發(fā)上。
(2)真正并行和協(xié)同的實(shí)現(xiàn)-數(shù)字化制造中的直觀可視化工作環(huán)境以及建模和仿真技術(shù),為并行和協(xié)同工作提供了友好的協(xié)同工作環(huán)境及有效的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證手段和評(píng)估優(yōu)化工具。數(shù)字化制造是制造業(yè)信息化發(fā)展的新階段,也是目前制造業(yè)的重要發(fā)展方向,如精密化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、極端化等,無(wú)一不與數(shù)字化制造技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。
(3)數(shù)字化裝配與維修的應(yīng)用―裝配是產(chǎn)品生命周期中的重要環(huán)節(jié)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR, Virtual Reality)的發(fā)展為解決裝配序列規(guī)劃和裝配性能仿真提供新的思路和方法,虛擬裝配技術(shù)可在無(wú)物理樣機(jī)的情況下對(duì)產(chǎn)品可裝配性、可拆卸性、可維修性和裝配過(guò)程中的裝配精度、裝配性能等進(jìn)行分析、預(yù)測(cè)和驗(yàn)證,并支持面向生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的裝配工藝過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真、規(guī)劃與優(yōu)化。目前虛擬裝配技術(shù)已從簡(jiǎn)單的幾何裝配正朝著考慮精度、物性、過(guò)程、環(huán)境等多方面因素的裝配技術(shù)方向發(fā)展,這是推進(jìn)虛擬裝配技術(shù)實(shí)用化發(fā)展的重要一步。
(4)數(shù)字化車(chē)間與數(shù)字化工廠―數(shù)字化工廠是數(shù)字化制造技術(shù)在車(chē)間和和工廠集成應(yīng)用和高效運(yùn)營(yíng)的全新生產(chǎn)模式。它在三維工藝過(guò)程、工藝裝備、生產(chǎn)線(xiàn)布局和生產(chǎn)管理綜合優(yōu)化和集成的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品在工廠、車(chē)間和生產(chǎn)線(xiàn)上由設(shè)計(jì)到制造的數(shù)字化執(zhí)行、管理和控制問(wèn)題,是實(shí)現(xiàn)企業(yè)挖潛和增效的最有效形式。目前,生產(chǎn)線(xiàn)建模仿真技術(shù)和車(chē)間布局規(guī)劃已日益受到重視,它為高效物流實(shí)施以及精益生產(chǎn)、可重構(gòu)制造、單元化制造等先進(jìn)制造模式提供科學(xué)分析工具,尤其對(duì)多品種、變批量和混線(xiàn)生產(chǎn)等復(fù)雜生產(chǎn)模式具有重要指導(dǎo)意義。
5 結(jié)束語(yǔ)
先進(jìn)制造技術(shù)是改造傳統(tǒng)制造業(yè)的有效手段,為了有效地在我國(guó)利用先進(jìn)制造技術(shù)改造傳統(tǒng)制造業(yè),需要明確研究、開(kāi)發(fā)和應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)的重點(diǎn)。綜觀以上先進(jìn)制造技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展,可以看出數(shù)字制造實(shí)為先進(jìn)制造技術(shù)的核心技術(shù),是實(shí)施其他先進(jìn)制造技術(shù)的平臺(tái)。
數(shù)字化先進(jìn)制造技術(shù)是席卷全球的數(shù)字化浪潮中的重要一環(huán),其本質(zhì)是支持?jǐn)?shù)字化或信息化制造業(yè)的技術(shù)。充分運(yùn)用當(dāng)代數(shù)字化技術(shù),大力發(fā)展數(shù)字化先進(jìn)制造技術(shù)符合本世紀(jì)制造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。
【參考文獻(xiàn)】
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