数字化设计与并行工程在摩托车研发中的应用
02609149 张强
数字化技术是以计算机软硬件、周边设备、协议和网络为基础的信息离散化表述、感知、传递、存贮、处理和联网的集成技术。其具体应用包括数字化制造与数字化产品两方面，即将数字化技术用于支持产品生命周期的制造活动和企业的全局优化运作就是数字化制造技术；将数字化技术注入工业产品就形成了数字化产品。数字化制造技术是在制造技术、计算机技术、网络技术与管理科学的交叉、融和的背景下，在虚拟现实、计算机网络、快速原型、数据库和多媒体等技术的支持下，根据用户的需求，迅速对产品信息、工艺信息和资源信息进行分析、规划和重组，实现对产品设计和功能的仿真以及原型制造，进而快速生产出用户所需要产品的整个过程。
1.基于WAVE技术的并行三维设计
运用自顶向下的产品设计研发技术，能够为企业的产品研发带来极大的好处。设计资源的唯一性可以得到保证并按权限控制（ACL）来实现共享，因为高层设计和细节设计的内容分别在不同的UGPART中构建，而它们在PDM系统中共享信息（如设计基准控制文件），所以基于PDM的权限管理，使得不同部门、不同专业、不同的设计组之间实现并行工程。此外，控制信息传播途径清晰，设计任务与责任范围分明。当需要对设计资源（如设计基准等）信息进行更改时，零部件的详细设计能够按照系统通知来响应更改，做相应调整。运用WAVE 的Copy Geometry to Part的功能，将设计基准控制文件（有些部件可能只有一个控制零件文件而没有控制结构文件）或某个产品零件中的设计基准或几何体链接到各产品零件中。此时不存在从上一级发送到下一级或平级发送等概念。只有将设计基准控制文件中的几何信息从设计基准控制文件中发送到具体产品零件中。基于单一产品设计基准控制文件的自顶向下的产品结构体系如图1所示。
图1 产品结构体系
2.整车采用数字化虚拟装配
采用自顶向下和自底向上相结合的设计方法，利用装配功能将摩托车各零部件模型按照实际定位关系进行虚拟装配，可实现在零件进行加工前就通过UG系统功能检查零部件之间的配合、干涉，进行整车性能、结构分析，对运动零部件进行机构分析，以及论证零件的可安装和可拆卸性，使设计隐患尽量杜绝在产品
设计阶段，减少新产品试制时的返工，降低设计更改成本，，缩短新产品的研发周期。有了整车模型后，还可以大大缩短变形零部件的研发设计周期。UG软件中的整车虚拟装配见图2所示。
图2 UG软件中的整车虚拟装配
Portal View是在Teamcenter Engineering系统中集成的可视化插件，它用来浏览Teamcenter Engineering中各类UG数据相对的JT格式的可视化文件，UG在Teamcenter Engineering中将自动生成其相应的JT可视化文件。这种文件类是一个数据量极小，可以快速浏览的的文件，无须运行本地的UG系统即可让整个企业一起查看。源文件和可视化文件(JT格式)自动相连，并储存在产品结构中。这些可视文件虽然非常简单，但却可用于测量、交叉截面、清晰度检测、动画效果、干扰度检测、以及用于研究其他包装的问题。JT可视文件使可以我们轻松地装配由不同CAD系统产品设计的产品。有时这被称为数字模拟装配。整车在Teamcenter Engineering环境中通过集成的PortalView打开浏览的结果见图3所示。
图3 Teamcenter Engineering中可视化查看整车
3.关键部件的运动分析
后轮、后摇架、后减震的运动分析过程如下：
(1)对零部件进行实体建模，并在UG软件中进行虚拟装配；
(2)定义“连杆”和“运动副”；
(3)定义运动“驱动”；
(4)给运动分析方案加力、力矩、弹簧、阻尼、减振块和接触运动副；
(5)设置标记及其他封装分析选项（Packaging Option），从而可以对标记、组件进行跟踪，分析其临界状态，并进行干涉检查等；
(6)利用电子图表进行运动仿真分析；
(7)查询运动分析方案的信息，修改编辑模型及运动分析方案的特征。
后轮、后摇架、后减震的运动分析见图4所示。
图4 后轮、后摇架、后减震的运动分析
4.连杆的有限元分析
有限元分析一般要经过以下步骤：
(1)对零件进行实体建模；
(2)对模型进行的简化；
(3)对模型进行网格划分；
(4)对模块进行加载荷及约束；
(5)利用解算器对网格化的模型连杆进行计算；
(6)利用UG软件有限元分析模块中的后处理功能对连杆进行结果分析。
有限元分析的关键是载荷分析与有限元模型的建立，一旦建立了模型，今后基本参数若有变动，只需修改基本输入参数与加载荷即可。分析结果见图5所示。
图5 连杆的有限元分析结果
5.外形件的设计
燃油箱的设计过程如下：结果如图6所示。
(1)利用三坐标测量仪测量油泥模型，将截面数据点文件（*.dat文件）读
入到UG软件中，并生成相应的“样条”曲线；
(2)数据处理，即根据曲线情况将误差大的数据点删除，使生成的样条曲线光顺；
(3)采用正向设计与逆向设计相结合的方法对样条数据进行编辑构造曲面；
(4)利用三维数据在快速成型机上制作样件，检查与摩托车车架、座垫的配合情况，若是不理想则执行步骤(2)直到效果满意为止。由于在设计阶段严格把关，使得模具制作周期大大地缩短、制作质量大幅度地提高。
图6 燃油箱的设计结果
。
数字化设计与制造试题及答案 一、填空题 1.在全球化竞争时代，制造企业面临严峻挑战体现在时间产品质量成本服务水平和环保 2.从市场需求到最终产品主要经历两个过程：设计过程和制造过程。 3.设计过程包括分析和综合两个阶段。 4.数字化设计技术群包括：计算机图形学计算机辅助设计计算机辅助分析和逆向工程。 5.有限元方法是运用最广泛的数字化仿真技术。 6.数控加工是数字化制造中技术最成熟最、运用最广泛的技术。 7.实现数据交换的两种方式：点对点交换和星形交换。 8.计算机图形学主要是对矢量图形的处理。 9.笛卡尔坐标系分为：右手坐标系和左手坐标系。 10.常用坐标系的转换关系：建模坐标系-世界坐标系--观察坐标系--规格化坐标系--设备坐标系。 11.参数化造型的软件系统分为：尺寸驱动系统和变量设计系统。 12.仿真的对象是：系统。 13.CAPP的类型：派生型、创成型、智能型、综合型、交互型。 14.高速切削刀具的材料有;金刚石、立方氮化硼、陶瓷刀具、涂层刀具和硬质合金刀具。 15.逆向工程的四种类型：实物逆向、软件逆向、影像逆向和局部逆向。 16.逆向工程基本步骤：分析、再设计、制造。 17.实物逆向工程的关键技术主要有：逆向对象的坐标数据测量、测量数据的处理及模型重构技术。 18.对三坐标测量机数据修正方法：等距偏移法、编程补偿法。 19.典型的快速原型制造工艺及设备：立体光固化（SL）、熔融沉积成形(FDM)、选择性激光烧结(SLS)、叠层实体制造(LOM)、三维印刷(3DP)。 20.尺寸驱动系统只考虑尺寸及拓扑约束，不考虑工程约束，变量设计系统不仅考虑尺寸及拓扑约束还考虑工程约束。 21.FMS是指柔性制造系统 二、简答题 1.CAD、CAE、CAM之间的关系？ 答：以计算机辅助设计和计算机辅助分析为基础的数字化设计和以计算机辅助制造为基础的数字化制造，是产品数字化开发的核心技术。 数字化设计与制造的特点有哪些？ 答：a.计算机和网络技术是数字化设计与制造的基础； b.计算机只是数字化设计与制造的重要辅助工具； c. 数字化设计与制造能有效地提高了产品质量、缩短产品开发周期、降低产品成本； d.数字化设计与制造技术只涵盖产品生命周期的某些环节。 2.窗口与视口的变换关系是怎样的？ 答：视口不变，窗口缩小或放大，视口显示的图形会相应的放大或缩小；窗口不
工业产品数字化设计与 制造赛项 集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-
附件7： 高职装备制造大类工业产品数字化设计与制造赛项技能竞赛规程、评分标准及选手须知 一、竞赛内容 竞赛总时间为5.5小时，分为两个阶段进行。第一阶段为“数据采集、建模与创新设计”，含四个竞赛任务，本阶段竞赛时间为3.5小时。第二阶段为“创新产品加工、装配验证”，含3个竞赛任务，本阶段竞赛时间为2小时，不限制每个阶段内各项任务的完成时间。第一、二阶段成绩分别占总成绩的70%和30%。 1．第一阶段：数据采集、建模与创新设计 任务1：实物三维数据采集。参赛选手使用现场提供的三维扫描设备和辅助用品等，对给定的实物进行三维数据采集，要求扫描点云数据完整，按点云完整比例评分，并使用专业软件将扫描点云数据与标准模型进行精确度自动比对，以精确度等级进行评分。该模块主要考核选手利用三维扫描设备进行数据采集的能力。 任务2：三维建模。参赛选手根据任务1三维扫描所采集的数据，选择合适的三维建模软件，对上述产品外观面进行三维数据建模，其中包含点云数据处理和建模。该模块主要考核选手的三维建模能力，特别是曲面建模能力。 任务3：结构创新优化设计。参赛选手在完成任务2的基础上，选择合适的三维建模软件，进行结构创新优化设计：以上结构创新优化设计要求依据零件结构工艺性等机械制造知识，很好地控制成本，并适应大批量生产的需求。该模块主要考核选手应用机械综合知识进行机械创新设计的能力。 任务4a：数控编程与加工（编程）。根据任务2和任务3建立的三维数字模型和赛场所提供的机床类型、毛坯规格和刀具清单进行工艺设计，并选择合适的软件对产品进行数控编程，生成加工程序，并编制加工工艺卡。该模块主要考核选手工艺编制和程序编制方面的能力。 2．创新产品加工、装配验证 任务4b：数控编程与加工（加工）。参赛选手根据（第一阶段）制定的加工工艺方案和数控程序，并根据赛场提供的机床、刀具、毛坯等，对该产品(零件)进行数控加工（第二阶段不再提供编程软件）。主要考核选手选用刀
“计算机程序设计员（数字化设计与制造）”赛项 第一阶段：“三维扫描与创新设计”阶段 (总时间：2.5小时) 任 务 书 二〇一八年九月
注意事项 1.参赛选手在比赛过程中应该遵守相关的规章制度和安全守则，如有违反，则按照相关规定在考试的总成绩中扣除相应分值。 2.参赛选手的比赛任务书用参赛证号、场次、工位号标识，不得写有姓名或与身份有关的信息，否则视为作弊，成绩无效。 3.比赛任务书当场启封、当场有效。比赛任务书按一队一份分发，竞赛结束后当场收回，不允许参赛选手带离赛场，也不允许参赛选手摘录有关内容，否则按违纪处理。 4.各参赛队注意合理分工，选手应相互配合，在规定的比赛时间内完成全部任务，比赛结束时，各选手必须停止操作计算机。 5.请在比赛过程中注意实时保存文件，由于参赛选手操作不当而造成计算机“死机”、“重新启动”、“关闭”等一切问题，责任自负。 6.在提交的电子文档上不得出现与选手有关的任何信息或特别记号，否则将视为作弊。 7.若出现恶意破坏赛场比赛用具或影响他人比赛的情况，取消全队竞赛资格。 8.请参赛选手仔细阅读任务书内容和要求，竞赛过程中如有异议，可向现场裁判人员反映，不得扰乱赛场秩序。 9.遵守赛场纪律，尊重考评人员，服从安排。 10.所有电子文件保存在一个文件夹中，命名为“三维造型设计+工位号”，文件夹复制到赛场提供的U盘移动存储器中，装入信封封好，选手和裁判共同签字确认。
一、任务名称与时间 1.任务名称：三维扫描与创新设计。 2. 竞赛时间：2.5小时。 二、已知条件 电动剃须刀组件说明，图1是电动剃须刀实物照片。 图1 电动剃须刀组件照片(整个组件视为一整体) 图1中，1为品牌logo，2为指示灯，3为电源开关，4为剃须刀刀头部件。 三、数据采集与再设计任务、要求、评分要点和提交物 竞赛任务一：样品三维数据采集（15分） 参赛选手使用赛场提供的PowerScan型三维扫描装置和样件，选手自行将三维扫描仪重新标定，保证标定结果中的水平和垂直距离的标准偏差≤0.01mm。并将该状态截屏保存，格式采用图片jpg或bmp文件，文件命名为“工位号-biaoding”。“biaoding”是“标定”两个字的全拼。如图：
江南大学现代远程教育课程考试大作业 请于11月10日前提交 考试科目:《数字化设计与制造技术》 一、大作业题目（内容）： 一、参照一般系统的性能，对数字化设计制造来说，其主要性能及能力要求有哪些？(10分) 答：参照一般系统的性能，对数字化设计制造来说，其主要性能及能力要求包括以下几方面：1）．稳定性。稳定性是指在正常情况下，系统保持其稳定状态的能力。 2）．集成性。集成性指系统内各子系统相互关联，能协同工作。 3）．敏捷性。敏捷性指系统对环境或输入条件变化及不确定性的适应能力，对内外各种变化能快速响应、快速重组的能力。单件、多品种、小批量是市场对现代产品研制的基本生产要求。 4）．制造工程信息的主动共享能力。数字化设计制造中零件设计、工艺设计和工装设计等过程的集成和并行协同要求信息能同步传递，这种信息共享方式称为“信息主动共享”。 5）．数字仿真能力。数字仿真能力指系统对产品制造中涉及的诸多问题进行虚拟仿真的能力。6）．支持异构分布式环境的能力。无论从不同类型设备联网还是从数据管理考虑，或是从面向全生命周期的零件信息模型考虑，均需对系统的结构体系和数据结构进行合理的综合规划与设计，实现系统分布性与统一性的协调。 7）．扩展能力。系统的扩展是通过软件工具集的扩展来实现的。 二、什么是参数化设计？请说明参数化设计在产品设计中的意义。(10分) 答：参数化设计一船是指设计对象的结构形状基本不变，而用一组参数来约定尺寸关系。参数与设计对象的控制尺寸有显式对应关系，设计结果的修改受尺寸驱动，因此参数的求解较简单。 意义：在产品设计中，设计实质上是一个约束满足问题，即由给定的功能、结构、材料及制造等方面的约束描述，经过反复迭代、不断修改从而求得满足设计要求的解的过程。除此之外，设计人员经常碰到这样的情况：①许多零件的形状具有相似性，区别仅是尺寸的不同；⑧在原有罕件的基础上做一些小的改动来产生新零件；③设计经常需要修改。这些需求采用传统的造型方法是难以满足的，一般只朗重新建模。参数化方法提供了设计修改的可能性。 三、CAPP系统由哪些基本部分组成？(10分) 答：传统的CAPP系统通常包括三个基本组成部分，即产品设计信息输入、工艺决策、产品工艺信息输出。 1．产品设计信息输入：工艺规划所需要的最原始信息是产品设计信息。 2．工艺决策：所谓工艺决策，是指根据产品／零件设计信息，利用工艺知识和经验，参考具体的制造资源条件，确定产品的工艺过程。 3．产品工艺信息输出 四、数字化制造体系下的制造计划系统有哪些？(10分) 答：数字化制造体系下的制造计划系统主要有MRP计划系统、JIT(Just ln Time)计划系统、 TOC(Theory of Constraint)计划系统和APS(Advanced P1anning System)计划系统四个主要流派，各自蕴含的原理和方法均有所不同. 1．MRP计划系统：物料需求计划系统是一种将库存管理和生产进度计划结合在一起的计算机辅助生产计划管理系统。
数字化设计及仿真应用 [摘要］制造业信息化的发展促使许多企业建立起了相应的CAＤ／CAＭ软件环境平台，并应用C ＡD/ＣAＭ软件进行产品的设计、分析、加工仿真与制造，取得了显著的效果。利用计算机辅助设计和制造(CＡＤ/CAM）软件系统来完成机械设计过程是加速设计效率、提高设计质量的一种重要手段。 本文首先介绍了数字化设计的概念和发展历史,然后展望了数字化设计的发展趋势,最后主要探讨了数字化设计和仿真分析技术的应用及效益。 [关键词]:机械产品;数字化设计；仿真分析 ? 目录 1．?引言 (1) 2.数字化设计技术1? 2.１数字化设计技术的特点 (1) 2.2 数字化设计技术发展历史......................................................... 错误!未定义书签。 ２.3 数字化设计技术发展趋势 (2) 3.数字化仿真技术2? 3.1 数字化建模技术2? 3.2 数字化仿真与虚拟现实技术 (3) 3.３有限元分析技术....................................................................... 错误!未定义书签。 4.数字化设计及仿真的应用和效益................................................................................. ４ ４．1 数字化设计及仿真的应用 (4) ４.2 数字技术带来的效益 (5) 4．２.1 产品设计的效益5? ４.2.１工艺规划的效益?错误!未定义书签。 4．2.3 业务规划和生产效益 (6) 5.?数字化设计及仿真的意义6? ５.１数字化设计技术的意义......................................................................................... ７ 5.2 数字化仿真的意义7? 6．结束语8?
数字化的建筑设计 摘要：随着社会的发展与进步，我们越来越重视数字化的建筑设计，数字化的建筑设计对于现实生活中具有重要的意义。本文主要介绍数字化的建筑设计的有关内容。 关键词：数字；设计；建筑；技术；表达；形式 abstract: with the development and progress of society, more and more attention to the architectural design of the digitized, the digitization of architectural design is of great significance for real life. this paper describes the architectural design of the digitized content.key words: digital; design; building; technology; expression; forms of 中图分类号：p231.5 文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2012） 引言 建筑是二维的，属于空间艺术。但建筑师的设计却长期受制十二维的绘图工具:绘图板、圆规、二角板和丁字尺。建筑师对二维空间、形式的想象力无论有多丰富，都必须将其设想转化为二维的图形信息。数字时代计算机技术给建筑师的设计手段带来了革命性的影响，给建筑形态带来巨大的变化。新的建筑方法已然形成，使建筑师可以获得前所未有的形式表现力，计算机的使用将为建筑设计带来一场新革命，因此对数字化建筑设计的认识具有重要的意义。
数字化设计与制造 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
数字化设计与制造 一、背景 在计算机技术出现之前，机械产品的设计与加工的方式一直都是图纸设计和手工加工的方式，这种传统的产品设计与制造方式，这使得产品在质量上完全依赖于产品设计人员与加工人员的专业技术水平，而数量上则完全依赖于产品加工人员的熟练程度，而随着工业社会的不断发展，人们对机械产品的质量提出了更高要求，同时数量上的需求也不断增长。为了适应社会对机械产品在质量与数量上的需求，同时也为了能进一步降低机械产品的生产成本，人们在努力寻求一种全新的机械产品设计与加工方式，而二十世纪四五十年代以来计算机技术的出现及其发展，特别是计算机图形学的出现，让人们看到了变革传统机械产品设计与生产方式的曙光。于是，数字化设计与制作方式应运而生，人们逐步将机械产品的设计与加工任务交给计算机来做，这一方面使得机械产品的设计周期大大缩短，另一方面也使得产品的质量与数量基本摆脱了对于设计与加工人员的依赖，从而大大提升了产品的质量，降低了产品的生产成本，同时也使得产品更加适合批量化生产。 二、概念 数字化设计：就是通过数字化的手段来改造传统的产品设计方法，旨在建立一套基于计算机技术和网络信息技术，支持产品开发与生产全过程的设计方法。 数字化设计的内涵：支持产品开发全过程、支持产品创新设计、支持产品相关数据管理、支持产品开发流程的控制与优化等。 其基础是产品建模，主体是优化设计，核心是数据管理。 数字化制造：是指对制造过程进行数字化描述而在数字空间中完成产品的制造过程。 数字化制造是计算机数字技术、网络信息技术与制造技术不断融合、发展和应用的结果，也是制造企业、制造系统和生产系统不断实现数字化的必然。
. . 1、广义的数字化设计技术涵盖以下内容: 1) 产品的概念化设计、几何造型、虚拟装配、工程图生成及相关文档编写。 2) 进行产品外形、结构、材质、颜色的优选及匹配，满足顾客的个性化需求，实现最佳的产品设计效果。 3) 分析产品公差、计算质量、计算体积和表面积、分析干涉现象等。 4) 对产品进行有限元分析、优化设计、可靠性设计、运动学及动力学仿真验证等，以实现产品拓扑结构和性能特征的优化。 2、曲线二阶参数连续性，二阶几何连续性含义及其之间的关系？ 二阶参数连续性，记作C 2连续，是指两个曲线段在交点处有一阶和二阶导数的方向相同，大小相等。 二阶几何连续性，记为G 2连续，指两个曲线段在交点处其一阶、二阶导数方向相同，但大小不等。 关系： 1）曲线面造型中，一般只用到一阶和二阶连续性； 2）同级参数连续必能保证同级几何连续，同级几何连续不能保证同级参数连续； 3）二者形成的曲线面形状有差别。 3、实体造型优缺点： 优点：完整定义三维形体，确定物体的物性参数，方便的生成三维物体的多视图和剖视图，可以消除隐藏线和面，直接进行数控加工编程。 缺点：不能适应形体的动态修改，缺乏产品在产品设计开发整个生产周期中所需的所有信息，难以实现CAD/CAM/CAPP 集成。 4、参数化造型的含义和特点 参数化造型使用约束来定义和修改几何模型。约束反映了设计时要考虑的因素，包括尺寸约束、拓扑约束及工程约束(如应力、性能)等。 参数化设计中的参数与约束之间具有一定关系。当输入一组新的参数数值，而保持各参数之间原有的约束关系时，就可以获得一个新的几何模型。 5、逆向工程有哪些关键技术及其主要内容 实物逆向工程的关键技术:逆向对象的坐标数据测量、测量数据处理 模型重构 数据处理及模型重构技术等 主要内容：1）根据实物模型的结构特点，做出可行的测量规划，选择合适的数据采集，设备，将实物模型数据化。 2）初步处理：剔除误差明显偏大的数据点，补测某些关键点，测量数据分块处理，产品功能结构分析以及数据曲率分布，定义曲面边界，提取边界线，对测量数据进行分块，对边界进行规则化处理，提高边界拟合曲线由于疏密不均的数据精度。 3）根据所采集的样本几何数据在计算机内重构样本模型的过程，根据点数据特征分析，确定构建特征曲线所需的数据点，构造曲线网格，控制曲线的准确性和平滑度，编辑曲面间的连续性和光滑性，形成逆向对象的曲面和实体造型。 6、数字化仿真的基本步骤: 系统建模，仿真实验，仿真结果分析 1）在计算机上将描述实际系统几何、数学模型转化为能被计算机求解的仿真模型 2）运行仿真过程，进行仿真研究过程，对所建立的仿真模型进行试验求解的过程 3）仿真结果分析：从试验中提取有价值的信息以指导实际系统的开发 7、有限元分析方法的基本原理 将形状复杂的连续体离散化为有限个单元组成的等效组合体，单元之间通过有限个节点相互连接;根据精度要求，用有限个参数来描述单元的力学或其他特性，连续体的特性就是全部单元体特性的叠加;根据单元之间的协调条件，可以建立方程组，联立求解就可以得到所求的参数特征。 5/数字化开发技术： 以计算机辅助设计CAD 、计算机辅助工程分析CAE 为基础的数字化设计DD 和计算机辅助制造CAM 为基础的数字化制造DM 技术，是产品数字化开发技术的核心内容。 4/数字化开发技术的意义： 产品的数字化开发技术深刻地改变了产品设计、制造和生产组织模式，成为加快产品更新换代、提高企业竞争力、推进企业技术进步的关键技术和有效工具。 3/数字化制造技术包括： 用于编制零件的制造工艺的成组技术GT 及计算机辅助工艺规划CAPP 技术； 控制刀具和机床的相对运动，进而实现零件加工的数控NC 编程及数控加工技术； 实现产品快速开发的快速原型制造RPM 技术； 实现快速复制的逆向工程RE 技术 1. 什么是数字化设计，涵盖哪些环节和内容? 数字化设计(DD)是以实现新产品设计为目标，以计算机软硬件技术为基础，以数字化信息为辅助手段，支持产品建模、分析、修改、优化以及生成设计文档的相关技术的有机集合. 2. 论述数字化设计、制造与产品开发之间的关系。 从产品开发的角度，数字化设计和数字化制造之间具有密切的双向联系：只有与数字化制造技术结合，产品数字化设计模型的信息才能被充分利用；只有基于产品的数字化设计模型，才能充分体现数字化制造的高效性。
TM 193浅析数字化建筑设计模式及其应用 张驰 黄淮学院建筑工程学院 摘 要：数字化技术在各个领域都得到了广泛的应用，数字化技术在建筑设计中的应用使设计出来的建筑更满足现代建筑的实用要求和审美要求，是数字技术和建筑完美结合的一种表现。本文通过对现代数字化建筑设计模式进行浅析，了解建筑设计中数字化技术的应用，明确数字化设计模式在建筑设计中的重要意义。 关键词：数字化技术；建筑设计模式；一体化设计 数字化建筑设计模式在当代的建筑设计中得到了广泛的 应用，数字化建筑设计模式不光满足了现代建筑设计的实用 要求，也让建筑物充满了更高的审美价值和感官享受，使建 筑形态更加多元化，建筑性能更加优良化。根据不同的设计 特点和设计理念可以将现代数字化建筑设计模式分为衍生式 设计模式、性能驱动式设计模式和一体化设计模式，每一种 设计模式都有着各自的特点，在现代建筑设计中都得到了广 泛的应用。 1 数字化建筑设计模式中的衍生式设计模式 数字化建筑设计模式中的衍生式设计是根据传统的设计 模式来进行定义的，所谓衍生式设计就是根据一个固定的参 数值来进行运算，从而衍生出不同的设计解决方案，由于设 计方案的不同进而产生不同的设计效果，每一种设计方案都 会有其相对应的独特的设计效果。根据设计效果的不同可以 把衍生式设计设计出来的建筑物分为几何建筑形体和非几何 建筑形体，在此基础上数字化设计模式中的衍生式设计分为 规则几何式衍生和自由流动式衍生。 1.1 衍生式设计的规则几何衍生模式 衍生式设计的规则几何衍生就是建筑主体为一个规则的 几何图形，而建筑设计的内部为各种丰富的图案，由各种丰 富的图案组合而成的几何形体更具审美价值，这种几何形体 与衍生形体的组合，使得建筑整体统一而又变化丰富。 我国现代建筑中的国家游泳中心（水立方）采用的就是 这种设计模式，建筑的外部形体设计成一个规则的长方体， 而建筑的表面是基于水分子结构衍生的各种丰富图案的组 合，这些丰富的图案不仅具有美感，同时与建筑的结构本身 融于一体，使得整个建筑成为一个规则而又丰富的长方体。 如图 1 图1 国家游泳中心（水立方） 1.2 衍生式设计中的自由流动式衍生 衍生式设计中的自由流动式衍生就是预想一种建筑设计 形体，然后采用收缩、旋转、扭曲等形态置换方式对预想形 体进行置换，从而形成一个全新的设计形态，而预想的设计 形态和新的设计形态具有相当大的差异。 我国现代建筑中的上海环球金融中心采用的就是这种设 计模式，设计者首先预想出一个竖立的长方体，通过顶部以 及底部两侧的收缩形成如一把军刀形状的新的建筑形体，从 而既显出了建筑的气势，又增强了建筑物抵抗强风侵袭的能 力。 我国现代建筑中的中央电视台总部大楼也是这种衍生式 设计的成功案例，建筑通过形态置换（两个Z的变形）形成一 个新的建筑形体，使得建筑的整体形态带有强烈的雕塑感， 更具结构美感，更具视觉冲击力。 2 数字化建筑设计模式中的性能驱动设计模式 数字化建筑设计中的性能驱动式设计就是以性能作为整 个建筑物的设计出发点，设计者在进行建筑物设计时将个人 的设计风格和建筑物的实用性有机的结合在一起，整个建筑 物的设计要涉及到技术、经济文化等各个领域，保证建筑物 良好的实用性能。 中国国家大剧院采用的就是这种性能驱动设计的方式进 行设计的，为了更好的满足听觉效果，将整个大剧院设计为 一个巨大的半椭球形，建筑内部作为主要使用空间的四个剧 场既各自独立又通过空中走廊联系紧密，各个剧场内的天花 板和墙面均是根据性能要求设计，通过不断调整每个目标点 的参数，得到最合理的天花板及墙面的形态，最终达到了较 高的建筑声学要求。 3 数字化建筑设计模式中的一体化设计模式 数字化建筑设计模式中的一体化设计模式实质上就是衍 生式设计和性能驱动式设计的综合，是性能和造型的一种综 合性设计，这种设计要兼顾建筑物良好的性能和视觉上的美 感。 一体化设计模式在我国现代建筑设计中的经典案例就是 广州歌剧院（圆润双砾），建筑的外部形态和内部空间均展 现了极好的自由度和流畅度，设计者即是采用“一体化”设 计，通过对各组成部分参数的不断调整和完善，得到符合设 计要求的自由流动式表面，同时采用性能驱动设计，着重考 虑建筑结构以及内部使用所需满足的声、光效果，通过计算 机的精确分析，最终造就了这幢功能和形式俱佳的建筑物。
第一章 (4)数字化设计制造本质上是产品设计制造1.1数字化设计制造是现代产品研制的基本 信息的数字化，它将产品的结构特征、材料手段。特征、制造特征和功能特征统一起来。 1.2先进制造技术的特征：(1)先进制造技术1.8典型的CAD模型标准交换格式，DXF、DWG、 是制造技术的最新发展阶段；(2)先进制造技JGES、STEP。 术贯穿了制造全过程以至产品的整个生命周 1.9典型的数字化设计制造应用工具系统：期；(3)先进制造技术注重技术与管理的结(1)CAD系统，AutoCAD、CATIA、UGS、Pro/E 合；(4)先进制造技术是面向工业应用的技(2)CAE系统，NASTRA、NANASYS 术。 (3)CAPP系统，CAPPFramework 1.3设计制造技术主要表现在全球化、网络(4)CAM系统，在CATIA、UGS和Pro/E等 化、虚拟化、智能化和绿色化等几个方面。 CAD/CAM系统中，均包含有专门的CAM模块1.4任何一种产品的研制过程从大的方面可(5)DFx（designforx）系统，x可代表生 以划分为设计与制造两部分。命周期中的各种因素，如制造、装配、检测 1.5可以将产品的制造过程的基本要素抽象 等 为产品（product）、工艺过程（process）、1.10产品数据管理（productdata 制造资源（resource），即PPR模型，实际的management，PDM）是一种帮助工程技术人员 过程是三个要素相互耦合作用的结果。 管理产品数据和产品研发过程的工具。PDM 1.6串行设计与并行设计： 系统确保跟踪设计、制造所需的大量数据和(1)串行设计的组织模式是递阶结构，各个阶 信息，并由此支持和维护产品。 段的活动是按时间顺序进行的，一个阶段的 1.11数字化设计制造的特点：(1)过程延伸；活动完成后，下一个阶段的活动才开始，各 (2)智能水平的提高；(3)集成水平的提高。个阶段依次排列，都有自己的输入和输出。 1.12数字化设计制造的性能要求：(1)稳定 (2)并行设计的工作模式是在产品设计的同性；(2)集成性(3)敏捷性；(4)制造工程信息 时就考虑后续阶段的相关工作，包括加工工 的主动共享能力；(5)数字仿真能力(6)支持艺、装配、检验等，在并行设计中产品开发 异构分布式环境的能力；(7)扩展能力。 过程各个阶段的工作是交叉进行的。第二章 1.7数字化设计制造基本概念： 2.1产品数字化模型是产品信息的载体，包 (1)数字化是利用数字技术对传统的技术内 含了产品功能信息、性能信息、结构信息、容和体系进行改造的进程。零件几何信息、装配信息、工艺和加工信息 (2)数字化设计就是通过数字化的手段来改 等。 造传统的产品设计方法，旨在建立一套基于 2.2信息的表现形式主要以几何信息和非几计算机技术、网络信息技术，支持产品开发何信息为主。 与生产全过程的设计方法。数字化设计制造 2.3设计过程的零件模型为主模型，其他模的内涵是支持产品开发全过程、支持产品创型均以主模型为基础，在此基础上进行新模 新设计、支持产品相关数据管理、支持产品型的构建。
数字化设计与制造的现状和关键技术 一、数字化设计与制造的发展现状 数字化设计与制造主要包括用于企业的计算机辅助设计（CAD）、制造（CAM）、工艺设计（CAPP）、工程分析（CAE）、产品数据管理（PDM）等内容。其数字化设计的内涵是支持企业的产品开发全过程、支持企业的产品创新设计、支持产品相关数据管理、支持企业产品开发流程的控制与优化等，归纳起来就是产品建模是基础，优化设计是主体，数控技术是工具，数据管理是核心。 由于通过CAM及其与CAD等集成技术与工具的研究，在产品加工方面逐渐得到解决，具体是制造状态与过程的数字化描述、非符号化制造知识的表述、制造信息的可靠获取与传递、制造信息的定量化、质量、分类与评价的确定以及生产过程的全面数字化控制等关键技术得到了解决，促使数字制造技术得以迅速发展。 作为制造业的一个分支，船舶行业要实现跨越式发展，必须以信息技术为基础。世界造船强国从CAX开始，逐步由实施CIMS、应用敏捷制造技术向组建“虚拟企业”方向发展，形成船舶产品开发、设计、建造、验收、使用、维护于一体的船舶产品全生命周期的数字化支持系统，实现船舶设计全数字化、船舶制造精益化和敏捷化、船舶管理精细化、船舶制造装备自动化和智能化、船舶制造企业虚拟化、从而大幅度提高生产效率和降低成本。所谓数字化设计就是运用虚拟现实、可视化仿真等技术，在计算机里先设计一条“完整的数字的船”。不仅可以点击鼠标进入船体内部参观一番，还可以在虚拟的大海中看它的速度、强度、抗风浪能力。这样一来船舶设计的各个阶段和船、机、舾、涂等多个专业模块在同一数据库中进行设计。 船舶是巨大而复杂的系统，由数以万计的零部件和数以千计的配套设备构成，包括数十个功能各异的子系统，通过船体平台组合成一个有机的整体。造船周期一般在10个月以上，既要加工制造大量的零部件，又要进行繁杂的逐级装配，涉及物资、经营、设计、计划、成本、制造、质量、安全等各个方面。这样的一个复杂的系统需要非常强大的信息处理能力。我国船舶行业今年来虽有很大的发展，但与国际造船强国相比，无论在产量，还是在造船技术上差距甚大，信息化水平落后是直接原因。其中，集成化设计系统与生产进程联系不紧密、船舶零部
建筑设计数字化的应用和思考 数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据,再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型。数字技术的介入极大改变了建筑形成的方式。数字化就是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据,再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型,把它们转变为一系列二进制代码,引入计算机内部进行统一处理。数字化的核心思想就是用数字化手段来处理具体目标,最大限度地利用资源,是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础,使之作为工具来支持和改善人类活动和生活质量。科学的进步,使建筑师有条件考虑用工业化的技术,通过建筑的形式来表现自然的丰富性。数字技术的介入导致多元化的大规模生产成为现实,极大改变了建筑形成的方式。回顾20世纪末,Autocad软件为建筑设计带来了划时代的数字革命,至今数字化在建筑业、制造业等很多行业中无限荣光,数字化应用彻底改变了传统的建筑设计生产工具,如今的新生代已不知图板为何物,怎知俯首贴背、长尺横刀的艰辛。新世纪以来,随着数字化技术在建筑领域内的快速运用,设计和建造的关系正在数字化技术的共同平台上得以重新整合。建筑师运用数字化技术进行设计,改变的不只是建筑的面貌,也包括了建造、设计方法等各种内容。1、数字技术使建筑形式更加丰富由于建筑本身的功能性及特殊性,建筑设计非常讲究对规则的运用,早期的建筑难以有所突破,大多方正规矩,而数字时代的建筑设计变得更加多样化,建筑师可以通过对数字模型的控制来达到既定的设计目标。自20世纪
90年代以来,建筑设计和研究上广泛出现了一种追求动态性空间和形式的运动。它挑战现有的静态自闭的建筑观念,当代建筑师已经不再认为建筑是一个为人类提供栖息的载体,相反,它变成了一个活生生的有机结构,有鲜活的主题,体现着地域文化特点,甚至融入了个人思想元素。数字化模型的多变性及开放性,将千变万化的设计目标融合到建筑之中,使建筑显示出复杂多变的形态。如果没有数字化的应用,这类复杂建筑的形态将意味着巨大的成本和技术难度。如今的建筑师可以从容地将思维模型转化为数字模型,便捷的多角度观察建筑外观及空间构造,最大程度地实现设计理念。与数字技术相对应的自由建筑形态,成为这个时代最具特点的记忆。拉伸、扭曲、错位、折叠、非线性等均成为建筑设计中的常用词汇。澳大利亚联邦广场的建筑师唐纳德-贝茨(DonaldL.Bates)这样解释他们的工作过程:我们相信数码工具的一个重要优势就是这些技术固有的'可视性',……使之具备更准确的尺寸或更好的可变性。只有在进行了上述程序之后,建筑的平面、剖面、立面或整体就开始浮现出来。2、数字技术在建筑设计中的延伸数字技术不仅可以让建筑多元化,更可以实现统计功能,可以通过数字技术细化、量化建筑,将建筑的所有细节展现出来,建筑的空间、分隔状态、门窗数量,或是梁柱构造、钢筋的数量等等,依据最新的设计软件,甚至可以计算出建筑本身的能耗,为研究发展绿色建筑提供数据支持。即将开幕的上海世博会,德国馆就在建筑设计中采用了先进的数字技术,用封闭式建筑方式,冬天仅用太阳能、室内电器的散热以及居住者的体温即可
数字化技术在工程技术领域中应用 一、数字化技术概念 数字化技术指的是运用0和1两位数字编码，通过电子计算机、光缆、通信卫星等设备，来表达、传输和处理所有信息的技术。数字化技术一般包括数字编码、数字压缩、数字传输、数字调制与解调等技术。 数字化技术是信息技术的核心，信息的媒体有多种，如字符、声音、语言和图像等。这些信息媒体存在着共同的问题，一是信息量太小，二是难以交换、交流。如一本厚厚的辞海虽然有1300万汉字，但与大型数据库相比，包含的信息量仍太少，辞海只能查找字词的基本涵义，若想查去年世界各国的国防开支是多少则无可奉告。一本书，要从一个城市寄到另一个城市少则数天多则数周。这种信息，交换起来很不方便。又如，当今世界大约有3500种语言，使用不同语言的人，信息交流就非常困难。 数字化技术的实现，这些问题便迎刃而解。无论是字符、声音、语言和图像；也无论是中文还是外文，都使用世界上共同的两个数字0和1编码来表达、传输和处理，到了终端，即用户手上，又原原本本地还它本来面目。这无异于消除了世界各个国家，各个民族之间的语言隔阂。一般说来8个0和1，就是一个最基本的信息单位，称之为1个比特，简写为1b。每秒钟传输的信息量称之为信息的传递速率（b/s，即每秒传送多少个比特）。每秒传送1千比特为1kb/s，每秒传送1兆比特表示为1Mb/s,再大就是每秒1千兆，表示为1Gb/s,等等。 用简单的两位数0和1表达、传输和处理一切信息，把信息数字化、一体化，这是信息史上的又一次重要革命。但从技术上讲，却又相当复杂，相当困难。世界上如此庞杂的事物、浩如烟海的信息，都要用简单的0和1 来表达，这是非
数字化时代对建筑设计的影响 摘要：数字化时代为建筑设计带来了前所未有的新技术。本文以技术手段为切入点，通过虚拟现实技术、智能科技、数据库以及计算机网络三个方面来阐释数字化技术对建筑设计发展及其行为的影响，对建筑形式及空间结构的改变，对人们工作和生活的方式的改变等。数字化技术只是建筑设计的手段，建筑设计不应该陷入“工具主义”的泥潭，形式之外，建筑内涵才是更为重要的因素。 关键词：数字化时代；虚拟现实；智能建筑；网络 Abstract:The digital age brings an unprecedented new technologies to the architectural paper discussed how the digital technologies make great impacts on the architectural design, architectural forms and spacial structure and people's work and life style and so on, in following three aspects: the virtual reality technology, the intelligent technology, the databases and computer networks. Digital technology is such a means of architectural design, so architectural design should not be trapped in“toolism”. Besides the form, the architecture's meaning is more important. 人类社会已经步入数字化的时代，电子技术和数字化媒体的
江南大学现代远程教育课程考试大作业 考试科目:《数字化设计与制造技术》 一、大作业题目（内容）： 一、参照一般系统的性能，对数字化设计制造来说，其主要性能及能力要求有哪些？(10分) 答：1）、稳定性。是指在正常情况下，系统保持其很定状态的能力。 2）、集成性。是指系统内各子系统相互关联，能协同工作。 3）、敏捷性。是指系统对环境或输入条件变化及不确定性的适应能力，对内外各种变化能快速响应、快速重组的能力。单件、多品种、小批量是市场对现代产品研制的基本生产要求。 4）、制造工程信息的主动共享能力。数字化设计制造中零件设计、工艺设计和工装设计等过程的集成和并行协同要求能同步传递，这种信息共享方式称为“信息主动共享”。 5）、数字仿真能力。是指系统对产品制造中涉及的诸多问题进行虚拟仿真的能力。 6）、支持异构分布式环境的能力。无论从不同类型设备联网还是从数据管理考虑，或是从面向全生命周期的零件信息模型考虑，均需对系统的结构体系和数据结构进行合理的综合规划与设计，实现系统分布性与统一性的协调。 7）、扩展能力。系统的扩展是通过软件工具集的扩展来实现的。 二、什么是参数化设计？请说明参数化设计在产品设计中的意义。(10分) 答：参数化设计一般是指设计对象的结构形状基本不变，而用一组参数来约定尺寸关系。参数与设计对象在控制尺寸有显式对应关系，设计结果的修改受尺寸驱动，因此参数的求较简单。 意义：在产品设计中，设计实质上是一个约束满足问题，即由给定的功能、结构、材料及制造等方面的约束描述，经过反复迭代、不断修改从而求得满足设计要求的解的过程。除此之外，设计人员经常碰到这样的情况：1、许多零件的形状具有相似性，区别仅是尺寸的不同；2、在原有罕件的基础上做一些小的改动来产生新零件；3、设计经常需要修改。这些需求采用传统的造型方法是难以满足的，一般只重新建模。参数化方法是提供了设计修改的可能性。 三、CAPP系统由哪些基本部分组成？(10分) 答：传统的CAPP系统通常包括三个基本组成部分，即产品设计信息输入、工艺决策、产品工艺信息输出。 1、产品设计信息输入：工艺规划所需要的最原始信息是产品设计信息。 2、工艺决策：指根据产品、零件设计信息，利用工艺知识和经验，参考具体的制造资源条件，确定产品的工艺过程。 3、产品工艺信息输出 四、数字化制造体系下的制造计划系统有哪些？(10分) 答：主要有MRP计划系统、JIT（Just In Time）计划系统、TOC（Theory of Constraint）计划系统和APS （Advanced Planning System）计划系统四个主要流派，各处蕴含的原理和方法均有所不同。 1、MRP计划系统：物料需求计划系统是一种将库存管理和生产进度计划结合在一起的计算机辅助生产计划管理系统。 2、JIT计划系统：顾名思义，JIT计划系统的核心思想是在需要的时候才去生产所需要的品种和数量，不要多生产，也不要提前生产。 3、TOC计划系统：约束理论（TOC）的指导思想实质是寻求系统的关键约束点，集中精力优先解决主
数字化建筑设计与建造 发表时间：2018-10-25T15:50:59.327Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第16期作者：李欢瓛[导读] 本文对数字化建筑设计与建造进行了分析探讨。 上海合城规划建筑设计有限公司上海市 200092 摘要：随着信息技术的快速发展，传统的建筑设计模式已经和当前迅猛发展的建筑领域不太适应，建筑行业的信息化发展提升了数字化建筑设计的科学性和适用性。数字化设计技术能将设计人员的设计理念更好更完整的体现在当下的建筑设计中，更好地为建筑设计及建造的全过程服务。随着数字化技术在建筑领域内的快速运用，重新整合了设计和建造的关系，数字化设计改变了建筑的外形和建造、设计 方法等多方面的内容。本文对数字化建筑设计与建造进行了分析探讨。 关键词：数字化；建筑；设计与建造 引言 随着市场经济和科学技术的快速发展，传统的建筑设计方式已经和当前建筑行业发展的需求不相适应，数字化建筑设计作为一种新兴的信息化设计技术，应用到建筑工程设计中，重新整合了设计和建造的关系，极大改变了建筑生成的方式，不仅通过参数化建筑的数字化形式来表现自然的丰富性，而且可以有效提升设计的工作效率和工作质量。 1数字化建筑定义 随着数字化时代的到来，计算机化与网络化成为主导，不仅影响着人们的工作和生活，也给各行业带来了巨大的影响，建筑设计行业也不例外，参数化数字化工具的引入促进了建筑设计行业的变革。具体来说数字化指的就是“将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据按照一定的建筑空间生成逻辑，建立起适当的数字化模型，把建筑的空间逻辑转变为计算机语言，引入计算机内部进行统一处理”。用数字化手段处理具体目标是数字化的核心，借助计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术，最大限度利用资源，将数字化当做一种工具和手段来不断的改善人类活动和生活的质量。数字化建筑指的是“以计算机技术为辅助的建筑设计与建造过程所产生的建筑物”，从某种意义上来说，只要是建筑信息转化为数字进入计算机后就能称为数字化建筑，平时所说的CAD简称指的就是计算机辅助设计，现在更多的用在制图方面。具体来说，数字化建筑又包括数字化设计和数字化建造两大部分。 2 数字设计技术的应用进一步丰富了建筑形式 建筑本身具有较强的功能性和特殊性，建筑设计通常注重对规则的运用，传统的建筑方正规矩，很难突破纷繁复杂的形式。数字设计技术促进了建筑设计形式的多样化和丰富化，设计师通过利用数字模型进行科学理性的控制，从而达到理想的设计目标。建筑最初的设计目的是为了适应环境变化而创建的场所，自然环境和资源的不同造就了不同建筑的多样，比如窑洞建筑、石头建筑、木结构建筑等不同结构和形式的建筑，并具有内涵丰富、特色鲜明、丰富多彩、风格迥异的特点。随着数字一体化的发展，新的建筑设计、建筑理论和建筑形式层出不穷，使建筑设计变得更加多样化，建筑师可以通过对数字模型的控制来达到既定的设计目标。 数字化模型具有多变性和开放性，能将复杂多样的设计目标利用合理的技术手段融入到建筑之中，使建筑呈现丰富多彩的姿态。建筑设计重视的是在建筑中融入地方、文化特色或现代建筑特色，前人已经积累了丰富的设计和建筑经验，设计和建筑的工艺技术也日趋丰富和成熟。数字化日益发展的今天，建筑设计中借助数字化模型，除丰富的结构形式和建筑式样外，还要体现“以人为本”的原则，更主要的是要满足人们的多样化的品质需求。 从另一方面来说，如果建筑设计中没有数字化的应用，建筑的设计将会产生巨大的成本和技术上问题也难以解决，因为复杂的形态、繁杂的式样、多元化的技术必然会带来人力和财力上的成本耗费。数字化模型的应用，设计师可以轻松地将思维模型转化为数字模型得以呈现，方便快捷直观地从全方位、多角度观察建筑的外观形式及内部构造，将设计理念完美的融入到建筑本身中。 3数字化技术在建筑设计中的应用 数字化技术是运用现代计算机数字技术辅助进行建筑设计的一种新的建筑设计理念，利用计算机高速度、高容量、高精度的特点，在设计过程中帮助或代替建筑师处理大量图像和数据信息，可有效的提高设计质量和效率，降低设计成本。 3.1进行项目可行性分析。通过计算机数据信息可以对工程项目可行性进行分析预测，利用计算机工具对大数据进行分析，比如在计算机系统中输入的人口结构、工资水平、道路交通等信息，从而进行全面综合分析，利用数字化工具对项目的可行性做出详细的分析报告。 3.2进行概念设计构思。概念设计阶段是建筑设计的关键阶段，传统的依靠设计师自身想象力进行构思设计具有很大局限性，数字化技术帮助建筑师快速构建建筑的三维模型、空间、造型、色彩等空间效果，结合周围环境和建筑功能所需构思设计方案，快捷、方便、直观。 3.3进行方案优化。建筑设计过程中，数字化技术将各种量化、采集的设计指标进行分析，通过人机交互方式反馈、修改，优化设计方案。同时，建筑设计方案设计中数字化技术能对建筑日照、自然通风、保温隔热、防火防灾等各种功能专项指标进行模拟分析，提高建筑设计的科学性和合理性。 3.4进行设计制图。设计师利用数字化软件，BIM模型可以生成建筑设计图纸并同步修改，对图形自动标注尺寸、图标，存贮建筑设计信息，可以任意组合输出，根据需要生成施工图，设计人员绘图工作量大大降低。 4数字技术在建筑设计中的延伸 数字技术的应用促进了建筑设计的多元化，通过数字技术能实现细化、量化建筑的统计功能，将建筑的空间、分隔状态、门窗数量，、梁柱构造、钢筋数量等所有内部构造和细节得以清晰的呈现。借助先进的建筑设计软件，为建筑量身打造数字化能耗模拟，能准确的计算建筑本身能耗，可以为绿色建筑设计和建设提供丰富的数据支撑。比如在建筑设计中利用模拟技术，采取数字化控制，可以使封闭的建筑空间，在冬天不需要安装暖气，只要借助太阳能及室内电器的散热，即可达到令人舒适的程度；而在夏天可以不开启空调，仅利用特殊通风装置制冷、降温，就可以实现舒适的居住环境。虽然这种绿色建筑的建设成本要比普通建筑的成本高出四分之一甚至到一倍，能耗能节省90%左右，按照建筑寿命计算是节约成本的。