導語：如何才能寫好一篇三維設計，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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一、多觀察

世間萬物，包羅萬象，有一句話說“世上沒有相同的兩片葉子”，意思是每個在世界上存在的物體都是不完全相同的，都有自己的獨特之處，如果要你運用三維軟件來設計你所見到的物體時，必須要仔細觀察這個物體的特點，比如要運用三維軟件來制作一只蝴蝶，首先你得認識蝴蝶的外形，然后再觀察它的細節，如眼睛、觸須、翅膀等與別的蟲子的不同之處，接著制作出一個蝴蝶的基本外形。如果要制作蝴蝶翩翩起舞的動畫，你還得要繼續觀察，它飛的時候是兩個翅膀同時飛呢？還是一個先一個后？對于初學者而言，最重要的就是養成多觀察的好習慣，如果你對建筑不懂，但卻要制作一個大酒店的建筑效果圖，首先得觀察現有的酒店是怎么樣組成的，從整體到局部，從大到小的順序來進行仔細觀察，細到一個房間是怎么配置的，燈光效果如何等。總之，制作現實當中存在的物體一定得仔細觀察該物體的特性，這樣才能制作出有特色的作品來。

二、多實踐

“熟能生巧”這個成語的含義就是要多動手實踐。對于初學者來說，運用三維軟件在電腦里制作出一個桌子來是件很了不起的事情。制作作品前，要認真觀察物體的外形，得出物體的特征之后再付諸實踐，有時做一遍是無法讓你完全掌握命令的使用方法，必須得多練習，當然講的多練習并不是說要買好多的參考書來練，可以分類來制作物體，比如制作家具類、運動類、洗浴類等。這樣只要依據參考書上一種方法就可以制作出各式各樣不同的物體來。因此，“勤學苦練”是制作好作品的一大捷徑，而實踐是檢驗理論知識的唯一真理！

三、多思考

制作物體貴在多思考，在制作出一套沙發之后，再思考能否制作出一個客廳，把沙發放在客廳里，在客廳里再放一個茶幾，在茶幾上放一套茶具（茶座、茶壺、杯子、泡茶的工具等），放一盤水果（蘋果、梨、香蕉、草莓等），擴展自己的思路，思考怎么樣來充實大空間。這是關于空間上的思考，再細致的思考就是當制作一個簡單物體時，能不能用別的方法來制作呢？比如制作一個花瓶，可以用車削命令來做，當學到一定程度，思考能否用放樣來做？能否用NURBS曲線來做？這樣就拓寬了學習者的學習面，活躍了他的思路，提高了他的思維，更好地促進其學習！

四、多交流

人人都說集體的力量是強大的，這也體現在學習三維軟件上。不管你是自學還是參加培訓班，學習中總會遇到一些自己不能確定或根本不知道的問題，比如如何制作鍵盤？是運用編輯網絡命令？是運用布爾運算命令？還是運用編輯多邊形命令？如何制作牽牛花？是運用二維轉化為三維命令？是運用放樣命令？是運用倒角輪廓命令？還是運用NURBS曲線來做呢？如何制作墻？是運用系統自帶的基本模型？還是運用布爾運算命令？這樣的問題就可以在班上進行現場制作來交流，或者通過網上論壇來進行更大范圍的交流。這樣就促使初學者有更大的興趣和動力來學好這門軟件。

五、多總結

“不斷總結，汲取經驗”是那些制作成功作品的學員必經之路。比如你制作了一輛坦克，首先觀察現實中的實物是帶有鏈子和大炮的車，接著構思制作思路：將坦克分為車身和炮塔兩大部分，其他部分又可細分為若干對象來制作。在制作過程中，會遇到坦克履帶的制作，此時可以和其他同學交流運用什么樣的復制方法最簡單？建好模型后為它添加材質，渲染輸出保存即可。此例子運用到的知識點有：將普通對象轉化為編輯多邊形對象，編輯多邊形命令下的各級子命令的使用，鏡像、陣列及路徑復制的使用方法，多種貼圖的使用，設置燈光的技巧等。當你千辛萬苦制作出一個作品時，要及時總結作品中運用到的各種命令，那些命令在以前做過的哪些作品中運用過？在這個過程中自己學到了哪些知識？總結時要從整體的規劃出發再到局部的設計，從制作的思路到建立的模型，從添加材質到渲染出成品。多總結是助你不斷成功的墊腳石！

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世間萬物，包羅萬象，有一句話說“世上沒有相同的兩片葉子”,意思是每個在世界上存在的物體都是不完全相同的，都有自己的獨特之處，如果要你運用三維軟件來設計你所見到的物體時，必須要仔細觀察這個物體的特點，比如要運用三維軟件來制作一只蝴蝶，首先你得認識蝴蝶的外形，然后再觀察它的細節，如眼睛、觸須、翅膀等與別的蟲子的不同之處，接著制作出一個蝴蝶的基本外形。如果要制作蝴蝶翩翩起舞的動畫，你還得要繼續觀察，它飛的時候是兩個翅膀同時飛呢？還是一個先一個后？對于初學者而言，最重要的就是養成多觀察的好習慣，如果你對建筑不懂，但卻要制作一個大酒店的建筑效果圖，首先得觀察現有的酒店是怎么樣組成的，從整體到局部，從大到小的順序來進行仔細觀察，細到一個房間是怎么配置的，燈光效果如何等。總之，制作現實當中存在的物體一定得仔細觀察該物體的特性，這樣才能制作出有特色的作品來。

二、多實踐

“熟能生巧”這個成語的含義就是要多動手實踐。對于初學者來說，運用三維軟件在電腦里制作出一個桌子來是件很了不起的事情。制作作品前，要認真觀察物體的外形，得出物體的特征之后再付諸實踐，有時做一遍是無法讓你完全掌握命令的使用方法，必須得多練習，當然講的多練習并不是說要買好多的參考書來練，可以分類來制作物體，比如制作家具類、運動類、洗浴類等。這樣只要依據參考書上一種方法就可以制作出各式各樣不同的物體來。因此，“勤學苦練”是制作好作品的一大捷徑，而實踐是檢驗理論知識的唯一真理！

三、多思考

制作物體貴在多思考，在制作出一套沙發之后，再思考能否制作出一個客廳，把沙發放在客廳里，在客廳里再放一個茶幾，在茶幾上放一套茶具（茶座、茶壺、杯子、泡茶的工具等），放一盤水果（蘋果、梨、香蕉、草莓等），擴展自己的思路，思考怎么樣來充實大空間。這是關于空間上的思考，再細致的思考就是當制作一個簡單物體時，能不能用別的方法來制作呢？比如制作一個花瓶，可以用車削命令來做，當學到一定程度，思考能否用放樣來做？能否用NURBS曲線來做？這樣就拓寬了學習者的學習面，活躍了他的思路，提高了他的思維，更好地促進其學習！

四、多交流

人人都說集體的力量是強大的，這也體現在學習三維軟件上。不管你是自學還是參加培訓班，學習中總會遇到一些自己不能確定或根本不知道的問題，比如如何制作鍵盤？是運用編輯網絡命令？是運用布爾運算命令？還是運用編輯多邊形命令？如何制作牽牛花？是運用二維轉化為三維命令？是運用放樣命令？是運用倒角輪廓命令？還是運用NURBS曲線來做呢？如何制作墻？是運用系統自帶的基本模型？還是運用布爾運算命令？這樣的問題就可以在班上進行現場制作來交流，或者通過網上論壇來進行更大范圍的交流。這樣就促使初學者有更大的興趣和動力來學好這門軟件。

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【關鍵詞】藝術設計基礎 三維空間 三維造型 材料 教學

縱觀國內藝術設計教育的發展，設計基礎的教學自上個世紀八九十年代就一直以平面構成、立體構成、色彩構成為主體。“三大構成”的體系初始于上世紀初德國包豪斯設計學院，六七十年代在經濟崛起的日本得到完善和更新。21世紀的今天，藝術設計行業的發展和設計教育的發展聯系更緊密，國外藝術院校早已將多元的設計基礎課程替代了局限的構成體系。國內的設計基礎教學還相對滯后，構成體系的教學模式早已不能滿足國內藝術設計專業的細分和藝術設計理念的更新。基于這樣的現狀，有必要對設計基礎課程進行新的思考。

三維設計基礎是藝術設計基礎課程之一，旨在強化學生三維空間造型意念與三維形體造型的意念，培養學生對材料特性的感知力和應用能力，力圖探討如何將材料與三維形體造型相結合的技藝。在教學過程中，教師應注重運用將設計基礎與專業設計相銜接的啟發式教學模式，使學生在學習設計基礎的同時“知其然，還要知其所以然”，掌握三維設計基礎知識如何靈活應用于專業設計的方式和方法。

一、三維設計基礎教學目標新思考

傳統的立體構成教學是以“構成的形式”為教學重心，學生在大量的構成手工練習中為了完成某種“構成形式”而設計制作，缺乏構成方法與專業設計的思維聯系。很多學生結課后都不知這些抽象的點、線、面、體造型有何用處，和以后的專業設計有何關聯。所以，三維設計基礎首先需要向學生解析的是“設計基礎最終為設計而服務”的教學理念，鎖定明確的教學目標可以讓學生在學習過程中有的放矢，獲得積極主動的學習效果。

三維設計基礎的教學目標應根據藝術設計專業的細分和多元化的現狀來鎖定：1.讓學生形成正確的三維空間意識，了解三維范疇內藝術設計的細分；2.培養學生對材料、材質敏銳的感知能力，學會欣賞材質美，體會材料的特性；3.培養學生三維形體和空間的造型意念及技藝；4.培養學生正確的三維設計審美觀念；5.三維設計基礎在專業設計中的正確運用技藝。

二、三維設計基礎教學內容新思考

（一）引導學生感受材料與材質的美

學生在學習三維設計基礎之前，對于材料的設計概念了解得較為局限，不懂如何欣賞材料質感所呈現出的美。如此必須建立材料審美觀，啟發學生用視覺和觸覺去發現材料的質感個性，感知不同材料的審美特性。在教學方式上，教師可以用優秀的設計作品作為案例分析，直觀地說明不同的材料美在三維設計中的應用原理和表現形式。諸如產品外觀的設計、室內空間的裝修設計、建筑外觀的造型設計等。引導學生對不同的材料產生觀察的興趣和審美的感覺，這是學習三維范疇內專業設計的重要的第一步。

鼓勵學生從身邊的環境中去尋找、搜集、甄別人工材料和自然材料，揣摩不同材料的特質，并運用這一特質重新整合、表現出新的構成狀態。完成“發現材質、感受材質、組織應用材質”的過程。讓學生用自己的想象力創造性地去發掘各種材料的視覺、觸覺能量。

（二）有效地將材料特質與三維形體造型相融合

材料只有融入實體的形態里才具有真正的造型意義，完成這一過程后，材料本身也已是形體的一部分。三維造型設計過程中，重要的環節是解決如何將材料的特性與形體的造型融合，兩者關系相輔相承，三維造型要充分展現材料的質感美，材質也要充分體現形體造型的個性美。

學生在具備對材質的認知與基本的組織應用材料的能力后，緊接著就是要學習如何在體積形態中合理地選擇材料，并用這種材料營造有效的材質界面，使材料、質地、形態有機地合為一體。

（三）創新三維造型設計的形態語言

將二維設計中的點、線、面等基本造型元素立體化，也就是增加其寬度和厚度，就可以成為三維造型設計中的基本形態語言了。通過對各種形態的點狀、線狀、面狀、體狀物的組織與構成，創造出不同的三維形體與三維空間形態。

樹立寬泛的、敢于突破常規的三維造型意念是這一階段教學的關鍵。學生在這一學習階段必須大量地認知和發現各樣規則的、有序的點狀、線狀、面狀和體狀形態以及不規則的、自由（自然）形態的點狀、線狀、面狀和體狀形態特征。學生要特別重視對不規則的、自由狀態的造型語言的認知和創造，體會并掌握如何將自然材料轉化為三維造型語言的技巧。

（四）培養三維體積構建的創造力

三維體積形態的創造是三維設計基礎的核心內容。用同一種材料建構三維造型可以讓學生在充分熟悉材料特質的基礎上，挖掘材料表現的潛能，運用設計想象思維創造大量的具美感的形體。通過量化的創造性訓練可以激發和培養學生對于三維形體構建的創造力。

例如，指定10×10厘米的125克卡紙作為材料，學生設計制作20件以上數量的三維形體造型。軟硬適中的卡紙可塑性較大，學生可以采用折疊、粘貼、切割、鏤刻等方式造型，完成從相對平面的制材構建三維立體造型的創造。從課堂效果來看，對這樣具有挑戰性的設計訓練，學生都能積極構思、努力嘗試，學習興趣濃厚。

（五）將設計基礎與專業設計實例相銜接

設計基礎的學習最終服務于專業設計。三維設計基礎的學習使學生具備三維造型意念、三維空間意識、正確的審美觀念等能力。在前文每一階段的教學過程中，教師應穿插具有代表性的專業設計案例分析，重點講解三維基礎設計元素如何在設計中應用與演變。使學生真正對設計基礎的學習知其然，還要知其在“設計中所以然”。設計實例可以從工業產品設計、藝術雕塑設計、建筑空間設計、空間展示設計、環境景觀設計等涉及三維的設計門類中選取。

參考文獻：

[1]王雪青，鄭美京.三維設計基礎[M].上海：上海人民美術出版社，2006.

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21世紀是信息爆炸的知識經濟時代，隨著世界經濟的飛速發展，高素質創新型人才成為我國面對激烈的國際競爭的核心競爭力。大學生是祖國的希望，民族的未來，大學生綜合創新能力的培養至關重要。伴隨著機械行業迅猛發展，機械類專業人才的教育培養將面臨更加嚴峻的挑戰。機械類大學生綜合創新能力既包括民族意識、工程意識，還包括經濟意識，同時大學生還要學會處理好人與社會、人與自然、自身發展與社會協調發展的關系，因此，加強大學生綜合創新能力的培養是培養高素質人才的重要途徑。隨著計算機技術的不斷發展，三維建模技術在機械設計領域得到廣泛的應用，已成為機械專業學生必須掌握的基本技術之一。三維建模課程早已成為機械專業基礎課程的重要組成部分，其所涉及的相關知識較多，如工程材料、機械制造技術基礎等學科知識。通過課程學習，從而保證培養及提高學生綜合能力和創新能力目標的實現，使學生能夠具備運用三維計算機設計軟件進行實際設計問題的能力。結合目前三維設計課程的教學情況，如何深化教學改革，以課堂教學為基礎，激活師生活力，培養學生的創新思維和創新意識;如何整合現有學校資源，充分發揮三維設計課程激發學生的學習熱情和創新精神的作用;如何引導學生通過積極參與實踐活動，認識社會、了解國情，進而增強社會責任感和使命感;如何鼓勵學生積極參加學科競賽，在學科競賽中培養大學生的創新能力，這些方方面面都是三維設計課程發揮作用的動力和源泉，是當前高校在三維設計課程改革中應該思考的問題。

一、構建“學研踐創”綜合創新能力培養體系

“學研踐創”四位一體的綜合創新能力培養體系建立，旨在提高我校機械類大學生的綜合素質和創新能力，促進機械類專業持續發展。圍繞提高大學生綜合創新能力培養，以創新教學為基礎，以實踐研究為促進，以學科競賽為推動，以綜合創新為提升，構建“學、研、踐、創”四位一體的機械類學生綜合創新能力培養體系，具體包括建立“以學啟創”———創新教學培養模式、“以研推創”———鍛煉培養機制、“以踐促創”———競賽培養機制和“以賽激創”———實踐培養機制，如圖1所示，最終實現提高機械類學生的綜合創新能力的培養目標，探索一條培養提升學生綜合創新能力的新途徑。

二、三維設計課程改革

三維設計符合人的設計思維過程，由三維設計得到的三維立體圖不僅具有直觀性、易于理解等特點，而且有利于獲得復雜的幾何造型，如截交、相貫、不規則復雜曲面等，能通過一定的技術手段將設計模型立體直觀地呈現出來。通過在計算機上對設計零件進行力學分析、虛擬加工、虛擬裝配，檢驗零件的裝配情況，從而減少制造昂貴的產品樣機的數量。三維設計課程是機械類專業的實用技能課程，與機械行業緊密結合，三維建模技術是機械類學生必須掌握的一項基本技能。創新教學模式、改進教學方法、改善教學內容，注重實踐環節的教學改革，使三維設計技能融會貫通到整個機械專業學習過程，已經成為該課程改革的重中之重。

(一)以學啟創1．任務驅動小組的教學模式在三維設計課程當中，任務驅動小組的教學模式在課程當中強調學生的主導作用，教師的輔助作用。首先，由教師建立任務小組，并進行相關課程任務的計劃和安排，接下來，學生按照小組自行進行資料的收集、整理和學習。教師在整個課程教學當中，提供積極、有針對性的指導。任務驅動小組的教學模式使得同學們積極開展團隊合作，充分發揮學生在教學過程當中的主動性。這種教學模式有利于學生們在小組內開展學習討論，并且根據學習討論情況學會制定學習方案，無形中鍛煉和培養了學生發現問題、解決問題的能力。2．情境模式教學方法從實際問題出發，教師利用實際企業工作中成功的工程案例模擬工作情境，將教學情境模擬成工作流程，在課堂進程中實現了教學情境與工作情境的對接。當實際案例的最終結果展示給學生們，就會使學生深切體會到將書本知識應用于實踐的過程，從而激發學生的學習熱情，提高學生的能力意識和創造力。3．課外延伸的教學理念通過開展三維設計相關的知識講座以及深入企業的實習活動，使得學生對機械類專業的發展現狀和未來的發展趨勢具備初步了解。在課程教學當中分享經典機械設計案例。通過適當開展產學研項目達到鍛煉學生的設計能力、創新思維;充分利用第二課堂開展實踐研究活動，利用實驗室活動及科技社團組織活動，為學生創造課外學習研究的機會。

(二)以研推創為促進學生對三維設計的應用及對本專業科技創新的了解，充分利用第二課堂開展實踐研究活動，為學生創造實踐研究的機會，將課本知識轉化為實踐能力。比如，定期組織學生在實驗室里進行專業學習與開展各項實驗，激發學生們的學習興趣，增強學生們的動手能力。比如，開展小家電拆裝與測量訓練，開展小家電造型和工業設計活動等。通過在實驗室和實踐活動的學習與鍛煉，可以使同學們接觸到許多課堂上和書本上學習不到的專業知識，極大拓展了學生的專業知識面，寓教于樂。

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關鍵詞：VANTAGE PDMS 三維模型 多專業協同設計

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2012)02-0202-01

Abstract:This paper introduces the VANTAGE PDMS software, and summarizes the experience and experience

Key words: VANTAGE PDMS 3D Model Multiple-Discipline Collaborative Design

1、前言

信息技術應用迅猛發展，工程公司和行業軟件供應商都積極探索行業解決方案，建立集成應用系統，實現工廠生命周期的信息管理。

VANTAGE PDMS 是AVEVA公司的工廠布置三維設計產品。本文從工程公司的角度出發，分析闡述如何應用VANTAGE PDMS軟件，使其更好的支持工程項目協同設計，不妥之處難免，敬請指出。

2、三維協同設計

三維協同設計，以三維數字技術為基礎，以三維設計軟件為載體，不同專業人員組成的設計團隊，為了實現或完成一個共同的設計目標或項目在一起開展工作，是一個知識共享和集成的過程。將傳統的流程化串行作業變為并行作業，提高信息流通效率和查詢效率，減少了信息的失真，從而提高整個設計效率。

協同設計表現為以人為核心的協作，實際是以數據為核心的協作。協同設計的目的不僅僅是數據的創造，更為重要的是注重對信息數據的交流和管理，其最終目標是通過統一的設計平臺，不同專業設計者之間、分散的設計部門之間實現宛如一體的協同工作，以求達到設計效率和質量。

3、應用PDMS實施協同設計

實施協同設計，要以滿足用戶需求為導向，緊密結合公司的特點和實際，積極開展基礎性工作：如：完善的數據和管理、統一的設計流程控制、專業的開發隊伍支持、熟練的專業應用人員、統一的編碼原則

3.1 統一的編碼

統一的編碼極為重要，是系統實施過程中最重要的前提工作之一。從企業管理的角度來看，對生產過程中的資源實體進行統一編碼有助于在整個企業范圍內對企業資源達成統一、唯一的認識；從計算機相管理系統角度，一個龐大的信息系統需要對所有資源實體進行統一編碼，建立企業統一的基礎數據應用環境，以增加系統各組織部分之間的集成。

工程項目涉及的材料類別繁多，數量眾多，且每種工程材料都具有其特定的性質，VANTAGE PDMS采用規范的材料編碼、元件編碼，這樣更加便于企業內部信息的管理、查閱和歸檔，同時為設計料單的準確性和后續采購工作提供基礎保障。

3.2 完善的工程數據庫支撐

數據庫是三維設計的基礎，只有擁有完善的數據庫，才能滿足多專業模型準確快速布置的要求，其中包括：(1)多專業元件庫：型鋼庫、設備庫、暖通庫、電纜橋架庫、管道管件和閥門庫、螺栓庫等；(2)平面圖和單管圖出圖的出圖庫：出圖風格定制庫、出圖規則定制庫、圖形符號庫、圖框定制庫等；(3)標準模板庫：支吊架模板、燈具模板、設備模板等。

3.3 工程數據管理庫日常管理

定期進行數據數據整理、清理優化、備份等數據維護工作，保證數據一致性、完整性和有效性。

3.4 熟練的專業應用人員

按照VANTAGE PDMS所涉及的專業知識，可以把從事PDMS工作的相關人員分為：IT管理人員、PDMS系統管理人員、設計和建模人員。

(1)IT管理人員是保證PDMS應用過程中用到的所有服務器、工作站、網絡設備、打印機等設備和網絡的正常運轉。(2)PDMS系統管理人員的職責是建立一個滿足要求的PDMS項目，維護項目的成功運行。PDMS是一套龐大負責的工程設計集成軟件，發揮它在工程設計過程中的最大作用，并不是意見容易的事。因此PDMS系統管理員不但要了解數據庫管理，還要了解設備、管道、結構、電儀和管道的相關知識。(3)設計和建模人員，兩者可以分開，也可以合二為一，這根據各自公司的組織管理以及人員自身情況而定。

3.5 專業的開發隊伍支持

VANTAGE PDMS提供了最基本的框架和常規功能，對于設計過程中的許多細節，可以由計算機專業和工程專業人員組成的支持和開發隊伍進行二次開發。

4、帶來的效益

效益是企業信息化建設的價值所在，也是企業能力建設的基本思路。應用VANTAGE PDMS三維協同設計平臺，不但可以減少20%-30%設計時間、基本實現零碰撞、減少10%-30%質量損失/更改時間、為設備安裝，工程進度管理提供支持，而且為運維提供基礎數據，為企業管理提供數據支撐。

5、問題

信息技術應用在深度和廣度上于發達國家先進工程公司還有一定的差距。主要體現在：

信息基礎設施建設的系統化、規模化以及系統性水平較低，信息系統的安全性和管理手段與水平也較低；

經驗與知識的積累不夠規范化，未形成完整的數據庫和知識庫群，信息資源的有效組織和利用率低；

工程信息復用率不夠。要使設計具備向采購提交數據的能力，使設計真正做到數字化移交和項目生命周期管理

6、結語

通過三維協同設計平臺，希望公司實現項目設計平臺的整體轉換，為公司各個專業建立一個穩定，統一的設計平臺，使資源優化，信息共享，從而大幅度提高勞動效率。最終形成具有公司自身特色的、代表行業最先進水平的項目工程集成系統，實現工程設計平臺的轉換和統一，進一步加強公司在國內外工程市場上的競爭能力。

參考文獻

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關鍵詞：水利水電工程；三維設計；行業應用；發展趨勢

中圖分類號：TB21文獻標識碼：A文章編號：1674-4942（2015）04-0461-04

在水利水電等工程建造領域，傳統的設計師們設計立體建筑物，是從原始的手工繪圖方式開始，或者利用后來發展的計算機輔助繪圖方式，總是先將立體設計對象轉化成平面形式來實現的.由于受技術條件的限制，傳統二維設計手段的最大弊端就是可想而不可見.對設計者而言，他們所構思的三維建筑物之間的邏輯關系、工程的總體布置等，都需要轉換成數量龐大的二維平面設計圖紙，既耗費設計師大量的時間和精力，又無法直觀并完全表達其原始設計意圖.在信息化技術快速進步和巨大市場需求的背景下，一種對結構描述更加真實、更加準確、更加全面的三維設計（也稱“三維產品仿真設計”）技術，以其可視化的巨大優勢在國內外水電工程設計行業風生水起[1].在三維設計中，集成化的三維項目模型的各種信息相互關聯，使得任何一個地方的設計或設計變更，只需在同一個地方完成即可，不僅可節省大量的設計時間，縮短設計周期，又能最大限度地減少差錯、提高設計質量.三維設計已成為水利水電工程設計領域技術進步和創新發展的必然趨勢.

1水利水電三維設計系統

三維設計簡單地說，就是讓設計師的設計工作直接從三維開始，遵循一種完全符合人類大腦思維和行為習慣的模式，保證設計思維的連貫性，避免了經過二維設計轉換的繁瑣過程.三維設計的特點是實現了設計過程的可視化與智能化，它包括設計條件，如地質，水文，地形，樞紐布置及施工條件等的可視化、設計建模的可視化、計算分析過程的可視化與成果展示的可視化.三維設計系統是利用計算機虛擬現實技術，通過計算機仿真模擬設計軟件來實現的.目前在水利水電工程勘測設計領域具有三維協同仿真設計功能的軟件系統主要有三大產品，即法國達索公司的CATIA軟件、美國Bentley公司的MicroStation軟件和美國Autodesk公司的AutoCAD軟件.三維設計系統的基本工作原理及關鍵技術可概括為四個方面：1）骨架設計與驅動，2）參數化設計與驅動，3）模板設計與知識工程，4）協同設計模式。

1.1骨架設計與驅動

骨架（Skeleton，又稱骨架模型），是將某一數字幾何模型拓撲特性經過某種特殊方法處理后具有類似生物“骨骼”般的可視幾何圖形，它以圖（Grahp）數據結構的形式進行存儲[4]，是構成工程全三維模型的核心和有效組織形式.骨架的組織形式一般采取多級樹形結構，分為總骨架和子骨架，子骨架又可衍生下級子骨架.水利工程三維模型中的骨架，大致分為工程總骨架（也稱“頂層基本骨架”）、單元工程骨架和零部件骨架三類.骨架設計是三維設計的基礎工作，采取自頂向下的設計方法.骨架設計的思路是，在工程總體設計初期（可研設計階段），從產品裝配的最高層面考慮工程的設計結構[5]，確定產品模型的主要空間位置和空間形狀，例如大壩的基準點、線、面，其他構筑物的點、輪廓線、輪廓面等，定義工程主模塊與子模塊的關聯（驅動與繼承）關系，如空間要求、界面及其他幾何屬性等拓撲約束關系[6].當工程發生重大設計變更（如地質、建基面、樁號變更）時，只要在頂層基本骨架中完成所有控制參數的修改，便可驅動整個模型的更改.

1.2參數化設計與參數驅動

三維設計的另一個重要技術手段就是參數化設計與參數驅動.參數化設計技術以約束造型為核心，以尺寸驅動為特征，允許設計者在設計的初期只畫一個產品草圖，然后將產品的幾何尺寸、位置關系定義為參數變量，需要時，只要修改這些參數變量或約束，即可直接或間接地改變圖形的尺寸及形狀，并驅動模型中所有其他相關聯部分圖形的修改，極大地改善了圖形的創建和修改手段，提高了設計的柔性和工作效率[7].

1.3模板化設計

模板化設計是三維設計中知識重用思想的具體體現和重要技術手段.在水工建筑物中，有許多典型結構，如擋土墻，廠房上部結構中的牛腿、板、梁、柱、樓梯等，其重復利用率非常高.如果每次重復建模，會浪費很多時間[8].模板化設計就是把一些定型的、在多個工程項目之間反復使用的一些構件的設計過程做成模板，供任意工程設計時調用，以達到快速三維建模的目的，大幅提高工作效率和工作質量.把參數化設計與模板化設計兩者相比較可以看出，如果說參數化設計是著眼于同一工程項目的一族產品的快速設計和修改的話，那么模板化設計則定位于不同工程項目的同類產品的結構設計.模板化設計是參數化設計思想的延伸和另類應用，法國達索公司的CATIA的知識模板功能提供了一個很好的實現模板化設計的軟件工具.

1.4協同設計

水利水電設計工作是一個涉及不同設計階段、眾多工程專業深度配合的系統工程，需要在各專業技術人員之間建立大規模的深度協同的工作關系，需要對設計信息及設計成果的高度集成和共享.傳統的離線設計方式需要大量面對面地溝通交流，設計流程復雜，效率和質量得不到保證，而三維設計系統的在線協同功能是使所有設計者都在同一環境下在線工作，設計數據同步且唯一，設計流程清晰簡單，不同專業或不同部位的設計產品之間能夠相互關聯，實現了與業主、施工單位、專業間的實時溝通[9].如文獻[10]設計水電站廠房的三維設計。

2水利水電三維設計系統的先進性

水利水電工程三維協同可視化設計技術，突破了許多二維設計中的技術瓶頸，具有二維設計無法比擬的優越性，較為突出的主要有以下幾個方面.

2.1提高了水電產品的設計質量

在三維設計條件下，設計者實現了三維空間布置和設計，大大提升了產品的設計和創新手段.設計師們不再是圖紙的奴隸，他們的時間和精力被充分釋放，設計靈感受到極大激發，能夠站在工程設計的整體高度，進行多角度、多領域（專業）的產品審視、平衡，并進行設計方案的快速優化和比較選擇.通過碰撞檢查和模型校驗，可以大大減少設計上的錯、漏、碰、缺現象，使得三維設計能更真實、更準確地描述設計物的結構以及各結構之間的空間關系，模型中的數據信息就是實際建設中的準確數據，既避免了工程建設的資源浪費節省了投資，又保證了工程體的高度安全，工程設計質量得到了大幅提高.

2.2提高了水電工程設計效率

設計效率一直是影響水利水電工程建設周期的關鍵環節.在傳統二維設計中，如果強調提高設計效率，往往意味著要以增加資源消耗和降低設計質量為代價.由于三維協同設計技術對設計成果集中管理，能夠使設計工作在同一平臺上的不同專業的技術人員做到深度協同配合，在產品開發流程的早期及時發現和更正潛在的問題，并通過協同機制及時反饋給上、下游或同專業其他設計人員，避免了設計盲區，降低了出錯概率，同時又減少了決策的時間和成本[11]，“又好”、“又快”不再發生矛盾.

2.3提供了理想的結構分析模型

水利工程設計針對建筑物結構強度的預測、后驗校核和事故分析，是通過結構應力分析計算來完成的.而水利工程三維設計模型成果往往可為后續的結構分析計算提供理想的模型基礎.法國的CA⁃TIA三維設計系統，其結構分析與仿真解決方案為設計者提供了高度自動化、透明的解決方案.CATIA能夠自動進行網格劃分和初步的有限元分析，同時與原三維模型保持關聯.當三維模型結構發生變化，有限元模型也跟隨更新，無需重新建立模型，大大縮短了建模時間，提高了分析效率.設計人員可以隨時修改三維模型，而分析人員可以利用已有的三維模型，進行水工結構的應力、位移等計算分析[11].對于大型復雜結構的設計，可采用軟件組合的方法，例如，通過CATIA建模，再導入專業有限元分析軟件ANSYS中進行結構應力分析計算.

2.4提供了可視化的產品展示模型

三維協同設計另一個突出的優勢，就是能形成虛擬的三維工程模型，使設計人員能將其設計理念和設計成果進行可視化三維展示，既能在投入施工之前模擬出水利水電工程建設的全過程，還能模擬出工程建成后的使用情況.這樣就能充分滿足業主方和行業領導在聽取匯報時的視覺感受，提高了設計單位的方案中標率。

3我國水利水電三維設計應用現狀與發展趨勢

3.1行業三維設計應用現狀

早在十幾年前，我國的水利水電工程領域就已經開展了三維設計系統的引進、應用及研究工作，但主要集中在一些大型設計院.他們成立工程數字化研究中心，大力開展技術培訓，并實施產學研一體化策略等措施[12-15].已有成果表明，采用三維設計使設計圖紙的一次校審通過率可普遍提高至90%，設計產品的差錯率減少約80%.比傳統設計效率提高42%以上[16]，工程項目設計周期縮短了30%[17]，大大提升了設計單位的生產力、生產水平和市場競爭力.目前國家已從行業層面進入到三維設計標準制定、三維模型庫建設及三維平臺建設的整合開發階段.截止2015年上半年，在國內各級水利水電勘測設計院中，開展三維設計的已超過23家.隨著時間的推移，三維協同設計的巨大生命力將日漸凸顯.可以預見，水利水電工程的設計將進入三維協同設計時代.

3.2行業發展趨勢

隨著三維設計系統應用的逐步深入，三維模型數據也將會不斷得到充實、豐富，這為設計企業開展工程數字化新業務創造了先機、開辟了方向.

3.2.1數字化設計與施工一體化

水利工程數字化設計與施工是計算機虛擬設計與虛擬制造在工程領域的典型應用.設計與施工的一體化與相互融合是工程建造領域發展、進步的必然趨勢，充分利用水利水電工程三維模型信息量豐富、可視性強的特點和優勢，使實現數字化設計與施工一體化成為可能.用數字整體移交的理念和方法將三維模型運用于工程現場施工與管理以獲取三維模型的附加收益[16].如通過CATIA/SimuPower平臺，可使施工組織設計全部數字化和可視化，使施工現場的一切面貌均可在計算機屏幕上一一再現，并以現場實際施工面貌為基礎，預測一個月、一年以后工程區的三維施工面貌，從而決策優選施工組織方案.這樣，人們向往的遠程施工管理就可實現三維可視化.

3.2.2數字化設計與全生命周期管理服務一體化

全生命周期管理（ELM—EngineeringLifecycleManagement）是對項目從可研到運行，到最終報廢等全生命周期的項目數據進行管理的一種先進的工具、方法與理念.設計單位通過三維協同設計建立起來的工程信息數據就是ELM所需要的最可靠、極珍貴的前端數據.設計單位以三維設計數字模型為基礎，逐步構建滿足設計、采購、施工到運行和維護管理等需求的全信息三維數字化模型，整合工程安全等業務系統，最終將實物資產和全信息數字化虛擬資產進行整體移交，為工程業主提供工程全生命周期管理服務[16].可以預見，數字化設計與全生命周期管理一體化，必將極大地帶動我國水利水電工程建設領域生產方式的變革和全面升級，從而促進水利水電事業的大發展.

4結語

篇7

Pro／E軟件的行業現狀及問題關于Pro／E三維設計軟件的教程書籍很多，但對行業特點的針對性不強，多是五金類、塑料制品類、工藝品類、玩具類、外殼曲面造型設計等方面的案例，但在煤炭、冶金、礦山、化工、石油、農業等這些傳統行業里，裝備設計和制造用到的幾乎都是由規則的直線和回轉曲面構成的零部件，與那些奇異的曲面幾乎無關。本文從煤炭行業特點出發，總結10余年的Pro／E使用經驗，精心挑出那些實用且必須掌握的知識技能要點。由于篇幅限制，只能將一套成功的經驗、方法、學習步驟路線圖貢獻出來以供交流。當前要推廣Pro／E軟件，首先要解決以下3個問題：

1）可用作機械設計的三維軟件很多，究竟選學哪種好？目前有影響力的主要有Pro／E、solidworks和UG這3款，其中Pro／E的在用人數和企業最多，且相關的書籍、資料、資源最多，所以選擇Pro／E更合適。

2）AutoCAD軟件還要不要用？從經驗看，目前CAD還要用。因為在CAD中修飾尺寸標注（如光潔度、尺寸公差、焊縫符號、眾多的簡化示意畫法和個性化標注方式等）以及添加注釋（如技術要求及說明等）都要比Pro／E方便許多，所以先用Pro／E來建模、生成工程圖、自動標注并初步整理尺寸后將工程圖轉存為CAD可以打開的．dxf或．dwg格式，再在CAD軟件里做進一步的人為修改和修飾，就能方便、高效地制出符合中國人看圖習慣的圖紙。

3）如何向使用Pro／E過渡，同時又不耽誤現有的設計任務？第1步，每人準備3本統一的教材，一本是著重講建模的，一本是專講工程圖制作的，再一本是主要講在裝配環境中設計的。第2步，電腦升級，建議單核CUP的工作頻率最好不低于2．2GHz、內存條最好不低于2GB，否則軟件運行速度很慢；還要準備一套投影儀系統，方便共同學習、探討問題時做演示；請懂Pro／E軟件的人上門安裝程序，程序一定要和教材一致。第3步，把有關人員對三維軟件的認知程度情況做一次摸底，據此將人員分為兩個梯隊，有一定基礎的人員組成第一梯隊，其他人組成第二梯隊；將本單位的任務安排做一次調整，將第一梯隊的任務分一部分給第二梯隊，使第一梯隊成員能騰出精力學習，鼓勵他們用2～3個月時間掌握建模技術，再用1～2個月時間掌握工程圖制作，建模和生成工程圖的練習可以交叉、蛙跳式地進行，效率會更高；同時第二梯隊不妨跟著第一梯隊多少熟悉一下；第一梯隊成員先按筆者提供的經過精簡后的學習清單自學1個月，然后將遇到的難點集中一下，先是大家討論交流一下心得（以后也要經常這樣做），必要時可以請當地電腦培訓班派人指導一下，他們雖然不太懂本行業的具體情況，但像建模、出圖這種純軟件操作的問題，他們是幫得上忙的；當1個多月過去，第一梯隊成員應該有了一定水平的操作技能，就可以結合自己的設計任務，試著建立一個零件模型并生成工程圖，再用CAD修改一下并打印出來試試，成功了，就說明基本掌握了一套從建模到出圖的程序方法；接下來就要練習在裝配環境里搞設計了，例如零件的裝配、直接在裝配環境里搞零件設計等這些技巧技能，制作裝配模型工程圖的方法基本上和零件工程圖是一樣的，如果成功，第一梯隊成員就算完成了換裝升級，可以使用Pro／E承擔設計了，至于仿真運動、機構分析、應力分析這些高級功能，因為很少用，可以留待以后有實際需要時再學習，也可以提供模型和相關的技術參數條件給專業的工作室，付費請他們代勞。第4步，第二梯隊接受訓練，為了讓他們有精力進行學習和練習，第一梯隊要分擔第二梯隊的部分工作任務；因為第一梯隊已經可以使用高效的Pro／E軟件了，所以在“轉型”期間，整個團隊的總工作效率會有所提高，很有可能會提前完成設計任務。

2推廣應用

Pro／E軟件必須掌握的知識要點由于Pro／E是一個龐大的系統軟件，為了使初學者盡快上手，根據行業特點，將學習內容做精之再精的處理，供大家參考，不要求概而全地什么都學；對于教材上本文沒有提及的內容均泛泛了解即可；本文特意標示為不實用的內容不用看；另外，網絡資源非常豐富，可以有針對性地將其作為教材的補充。

1）關于初步認識軟件（1）必須掌握：啟動程序、設置工作目錄、屏幕操作界面初步認識、打開或新建文件、保存文件、關閉窗口、退出程序、備份文件、重命名、文件的拭除和刪除、模型樹。（2）重要的難點：配置文件Config．pro的修改，關鍵點：①將默認的符合西方習慣的第3視角改為符合中國人習慣的第1視角；②將英制單位改為公制的mmns即公制模板的設置。

2）關于草繪二維截面，基本上都要掌握（1）不實用：圓錐線的繪制、樣條曲線的繪制、標注周長、標注參考尺寸、標注基準尺寸；標注旋轉剖面尺寸；（2）重要的難點：再生失敗處理，如開循環過多造成截面不封閉進而使得特征再生失敗；

3）關于基準特征，除去建立基準曲線、坐標系的生成不實用外，基本上都要掌握。

4）關于入門教科書上的實體特征建模（1）除修飾特征、螺紋特征、管道特征不實用外，基本上都要掌握；（2）重要的難點：①再生特征經常失敗，往往造成建模工作前功盡棄，特別是復雜零件模型和裝配模型，作者的經驗是經常備份（而不是用保存命令），將損失降到最低，這樣在建的模型即使再生失敗毀掉了也不要緊，還可以調出備份的模型繼續下去。②如何確定Pro／E草繪方向，大部分教材上都沒講，這個其實非常重要，建模時必須時刻清楚自己的草繪方向，不然碰到復雜的模型翻轉幾下后就暈了，找不到自己想找的點線面了。由于篇幅有限，不便詳述，網上有幾個好帖，讀者可自行收集研究；草繪方向是按照符合西方人習慣的第三視角投影原理來確立的，并且與坐標系的XYZ軸的方向密切相關。

5）關于教科書講到的高級建模和高級特征工具，大多數不實用，諸如：①退刀槽、凸緣、唇、環形槽、法蘭、耳、環形折彎、特征變形工具等不實用，用簡單命令就可以做到；②曲線、曲面的特征工具、模型的外觀設置與渲染，基本與我們無關；③用戶自定義特征UDF、族表、零件庫不實用，只在標準件制造企業有用（如螺絲螺帽、軸承等）；如果實在要用，可以安裝專門的標準件零件庫外掛程序，如林清安教授主持搞的標準件零件庫；④特征掃描、混合、工程拔模，只要掌握簡單的就夠用。

6）關于零件裝配，基本都要掌握（1）如果注明是高級的（如爆炸圖），不實用。（2）重要的難點：①層樹的管理，很有用，但在教材上鮮有提到，可在網上搜集匯總一些好帖子研究一下；②在裝配環境中形成的父子關系的處理，看似簡單實則錯綜復雜，父子關系越簡單越好，否則處理模型再生失敗時非常麻煩并造成重大損失，建議盡量少用其他零件的點線面做參照來建模或裝配定位，要多用分析菜單里的測量功能命令組。

7）關于模具設計、鈑金設計，可以通篇不看。因為僅鑄造模和我們有點關系，用處也不大；設計薄板零件用到實體建模里的抽殼命令就足夠了，沒必要用專門的鈑金設計模板上的命令，畢竟我們常見的都是簡單薄板零件。

8）關于工程圖制作，很重要，很基本，大多數要掌握（1）原則是比照CAD，如果用CAD更方便，就可以不學，那些西方人的制圖方式可以不看，如多零件工程圖、爆炸圖及球標、自制工程圖模板、移動視圖到不同頁面、二維繪圖、自動化標注BOM球標、圓孔表格。（2）重要的難點：①工程圖配置文件CNS－China．dtl的修改，為的是生成符合中國大陸習慣的工程圖，如將第三視角自動轉第一視角的設置；②材料表BOM的制作，特別有用；③工程圖轉CAD圖。

9）一些很實用的功能命令：①分析菜單的測量命令組很有用，要善用；②分析菜單的模型命令組里的體積干涉、全局干涉命令很有用，用來做零部件之間的干涉檢查；③信息菜單的命令很有用，可告訴設計者很多信息，鮮有教材涉及，可以找些資料研究一下；④巧用、多用函數關系，如凸輪驅動面的函數關系。

10）教材上那些關于機構仿真運動、有限元分析、NC加工（數控加工）、動畫設計方面的簡單內容，在目前階段沒用，不用看。

3結語

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[關鍵詞] 高職教育 技能大賽 任務驅動

引 言

近年來，教育部在全國范圍內組織舉辦了各類技能大賽。這類比賽一方面為學生提供了鍛煉技能、展示技能的平臺，另一方面已經成為體現學校教育教學質量、擴大學校影響的重要途徑。參與技能大賽的學校和學生數量越來越多，許多高職院校針對技能大賽開設了專門的興趣班、沖刺班，進行專門的技能培訓。

這種為參加技能大賽而組織的教學活動就是一種典型的項目化教學。本文以作者兩年來組織指導學生參加全國三維創新設計大賽教學實踐經驗為基礎，就如何用項目化教學理念開展設計技能大賽項目組教學活動實踐作一分析和探討。

項目組模式的任務驅動教學

三維動畫設計行業是一種生產流水線式的工作模式。每個從業人員只完成流水線上指定的一道工序。故事策劃、概念設計、建模與貼圖、場景燈光、角色裝配、動畫編輯、動畫渲染、后期剪輯等工序分別由不同的人來完成。所以，人員之間的合作顯得尤為重要。項目組教學模式就非常適合這一課程的教學實施。全國三維創新設計大賽的截止時間是七月中旬，為了使學生有足夠的時間準備參賽作品，作者在三維設計課程第一堂課，就先進行參賽動員，并當天指導學生成立項目組，并推舉組長，實行組長負責制。

顧名思義，項目組教學模式就是借鑒企業的項目運作模式，將教學目標任務（往往是實踐性強的教學內容）用工程項目的方式分派給學習者組成的小組。所以項目組教學也是一種任務驅動理念的教學。根據學習內容的不同，可以由教師指定項目，也可以由學習者群體自行商討確定項目并由教師認可。在以往的職業院校教學中，學生的畢業設計類似于一個項目任務，但往往是一個人完成的，而且一般在學校期間就那么一兩次。把這種項目任務貫徹于整個課程的日常教學中，就形成了這種新的教學模式。

誠然項目驅動的學習也可以是由個體的學習者實施，那樣可以鍛煉學生獨立思考的能力，并充分培養學習者個體的創造思維。本文的重點在于探討項目組教學模式。

分組教學是教學組織的一種常見模式，在這種模式下學習者以小組的方式進行教學活動。這種模式和項目任務驅動理念相結合，就是所謂的任務驅動理念下的項目組教學模式。

這種教學模式有以下特點：1.項目任務為主線：教學活動始終圍繞一個既定的項目任務展開。2.學習者是活動主體：教學活動的大量時間是學習者群體內相互交流商討和動手實踐。只有在遇到問題時教師才出面解決或指導。3.教師為主導：主要負責策劃項目或指導學習者自行策劃項目。在活動中把控各個項目組的整體進度，解決學生活動中出現的問題，講解相關的新知識點。動手實踐活動中教師偶爾需要進行動手示范。4.分組活動：學習者按照所選項目不同進行分組。小組的人數較少，從2到5人不等，每個組推舉一名組長。

項目組教學與建構主義

如前文所述，項目組教學就是一種任務驅動式教學。任務驅動教學理念理論基礎是建構主義理論。建構主義理論強調教學的互動性，而不是通過教師向學生單向傳遞知識。學習者在特定的學習情境中，在教師的指導和教學同伴的幫助下，利用必要的教學資料，通過意義建構的方式而獲得知識。每個學習者所掌握的知識是在互動教學中建構起來的。學習過程是一個主動的知識動態生成過程，在教學過程中學習者根據自己的經驗背景，主動對新知識進行選擇、加工和處理，從而建構自己的知識結構。建構主義思想家們提出了教學過程必須要具備的四個基本要素。

1.教學情景：建構主義認為，情景創設是教學設計的最重要內容之一，教學情景要有利于知識經驗的遷移和靈活應用。

2.協作共享：學習者在互動性教學環境中通過協作、討論和交流，使教學群體中每一個成員的思維與智慧被整個群體所共享，從而共同完成對所學知識的意義建構。

3.對話交流：建構主義者強調教學群體要“足夠小”，從而使每個成員都必須積極參與到教學活動中來，且成員之間必須通過對話商討如何完成規定教學任務的計劃、規劃完成規定的復雜任務的思路。在作者的三維設計教學活動中，每學生項目組由三至四名學生組成，項目組成員分工明確，可以充分調動其參與的積極性。

4.意義建構：通過互動教學過程，學習者有效地把握事物的性質、規律以及事物之間的內在聯系，從而完成新知識的有效遷移，建立起關于當前所學內容的認知結構。

項目組教學模式的實施

項目組教學模式實施可分以下幾個環節：

1.信息調研：對于職業院校來說，這種項目任務的策劃要充分考慮職業特點和行業標準，使學生盡可能早地適應未來職場的工作氛圍。教師事先要赴相關企業進行必要的調研，了解行業企業規范和標準，為項目任務設計作好準備。

2.項目任務設計：項目任務設計就是教學設計，是教師根據教學目標要求和教學內容創建任務情景的過程，需要在上課之前完成。進行任務策劃時，教師要善于將整個課程的教學目標分解成若干個階段性目標，將整體教學任務分解成若干個小任務。

3.學生編組：學生可以自行組建小組或教師指導分組，每個組需要推舉或指定項目組長一名。根據行業特點可以考慮模擬公司的項目經理負責人制度。

4.項目策劃：根據項目任務要求，每個項目組在教師指導下，對項目實施的整個過程和步驟、策略、創意等進行策劃。必要時撰寫項目策劃方案。項目策劃完成后，教師可以組織一次項目策劃書提交會。策劃書經教師認可后進入實施階段。

5.項目實施：根據項目任務的策劃方案，學生利用已有的教學資源，根據每個項目組成員的分工開展工作。教師負責解答學生的問題和引導學生順利完成項目任務。

6.項目任務評價：教師組織項目結果提交會，由項目組長對項目完成情況進行說明。教師對每個項目組進行優劣點評，指出優點和存在的不足。教師可根據情況建立一定的評價機制，設置若干個評判點，對項目任務完成情況進行評價。

7.項目總結：學生根據自己參與項目任務實施的過程，撰寫總結報告。總結學到的知識點、解決難題的過程和實踐體會。

對于三維設計技能大賽來說，可以從以下幾個環節組織教學：

1.教師要帶領學生詳細了解大賽要求和比賽規則，并根據學生的興趣和特點確定項目任務。

2.成立項目組，各個項目組在教師指導和組長帶領下撰寫項目策劃書。

3.任務劃分：項目組組長根據各個成員的特長分派資料搜集、建模、貼圖制作、動畫制作等任務。

4.項目實施：伴隨著教學過程的進展，項目任務由簡單建模任務開始，逐步實施。項目組定期向教師匯報進展情況。在教師的指導下，解決遇到的難題，確保項目任務順利完成。 圖1 三維設計技能大賽項目 組教學活動示意圖

項目組模式教學的優勢

改變了以往“教師講，學生聽”，以教定學的被動教學模式，改變教師和學生之間固定的單向信息流向。創造出一種輕松和諧的互動式學習氛圍和以學定教、學生主動參與、自主協作、探索創新的新型學習模式。有利于激發學生的學習興趣，培養學生的分析問題、解決問題的能力，提高學生自主學習及與團隊協作能力，使學生學會探究性學習。能夠充分調動每個學習者的積極性和主動性。一個項目組就是一個學習群體，在項目實施過程中通過溝通交流實現群體內信息和智慧的共享。如果組織得當，可以把課堂活動延伸到課外。項目的完成可以使學生有強烈的成就感，從而激發學生對后續課程和未來行業的興趣。

作者在近年來的三維設計教學實踐中，運用項目組教學模式，取得了較好的教學效果，指導學生連續兩年在全國三維創新設計大賽中獲得優異成績，共獲得全國一等獎一項，全國二等獎一項，陜西賽區特等獎兩項，一等獎六項。

問題與展望

項目組教學在職業院校已經得到了較為廣泛的推廣，在實施的過程中還存在以下問題：一是項目任務難易程度不當，沒有與學生最近知識區合拍。二是非體系化，唯項目而項目，不成體系，沒有充分考慮到課程的總體目標。三是組織松散，教師沒有負責任地擔當起項目教學主導的角色。四是教學設計的盲目性，教學設計時，教師沒有對行業企業相關標準和規范進行充分調研，隨意性較強。但毋庸置疑，項目組教學模式是職業院校教學的重要教學手段。隨著這種新的教學模式為職業院校教師不斷認識、不斷實踐與提高，必將在高級技能型人才培養中發揮越來越大的作用。

參考文獻:

[1]羅明東.當代教育改革新探索［M］.昆明：云南科技出版社，2001.

[2]薛國鳳,王亞暉.當代西方建構主義教學理論評析［J］.高等教育研究，2003（1）．

篇9

摘要：本文是應用3維軟件UG對鏜床主軸系統進行0件實體設計和運動分析的研究。通過虛擬設計的方法進行設計與分析，得到設計制造或者優化設計的參考信息和數據。應用UG強大的實體造型功能和裝配功能首先完成鏜床主軸系統的實體0件建模和組裝，再對裝配好的組件在UG機構分析功能模塊下建立scenario模型并完成運動分析，得到主軸0件上特定點的速度、加速度和位移等理想的特征參數并以圖表的形式輸出分析結果得到指定點的運動規律。

關鍵詞：鏜床主軸系統；實體建模；運動分析；

3D design and the movement analyze of the boring lathe main axle system

Abstract： This article is research of application of 3D design software UG carries on the components entity design and movement analysis to the boring lathe main axle system.through the method of virtual design and analysis, obtains the design manufacture or the optimized design reference information and data .First complete the boring lathe main axle system’s entity components modelling and assembles using the UG formidable entity modelling function and the assembly function,and then Establishes the scenario model under the UG organization analysis function module and completes the movement to analyze.Obtains on the main axle components the specified point speed, the acceleration and the displacement on a ideal characteristic parameter and output analysis result of obtains office of destination law of motion by the graph form.

篇10

【關鍵詞】水利水電；三維設計；CATIA；應用

水利水電工程中設計方案的水平高低直接影響著整個工程的水平、質量、效率等各個方面，在國內水利水電工程勘測設計領域雖發展迅速，但技術層面相對世界發達國家而言，國外在水利水電工程設計采用三維協同設計、仿真技術等先進技術，我國仍停留在傳統設計模式與二維設計的階段，因此存在極大的差距。有鑒于此，我們應結合當前我國水利水電工程設計的特點，研究出一套適合我國當前工程設計需求的三維設計工作方法與模式。

1 水利水電工程三維設計的必要性

三維設計能夠準確的反映設計成果的材質、形態以及色澤、尺寸等屬性，同時能在電腦中準確的表現出三維實體造型，生成相應二維工程圖，極大的提高水利水電工程的設計質量與設計效率，設計單位能夠在一定程度上提升自己的設計水平，并對其生產力產生直接影響。水利水電工程設計是一個團體工作，需要彼此共享設計成果的集合才能完成，通過三維協同設計與現代計算機通信設施的有效應用，可以簡化團隊之間合作過程縮短相應的時間。

從質量、效率分析，三維技術中的著色、渲染等功能能夠完整、全面的展示整個設計方案的三維效果圖，將工程通過三維成象技術立體、全面的表達出來，確保了整個設計的準確性；站在設計人員的角度，通過現代三維技術可以準確表達出設計人員的設計意圖；另外，有助于決策人對設計決策、工程周期、開發速度等有一個全面的掌握，為設計、制造一體化打好基礎，從而將工程設計推向新的高度。

2 水利水電工程三維設計的優勢

三維設計主要作用是使參與項目的各專業相互交流、相互溝通、相互協調，以最大程度將設計中因為協調不暢而產生的問題變的最小化和最少化，同時大大提高設計團隊的工作效率和設計產品的完成質量。

2.1 設計

設計效率：快速捕獲設計意圖方案比較快速，加快產品設計。

生產過程：減少設計出錯的可能性，錯、漏、碰撞現象減少。

設計修改：方便設計修改，提高設計質量。

設計流程（協同效果）：設計流程是交互式、并行的，一個部門的改動會導致最終成果的自動更新，其數據和設計成果是實時共享，自動更新，非常高效、快捷。

2.2 成果

可視性能：立體性、直接性。借助三維立體真實造型來反應建筑物的外形和結構。

圖紙：更好的三維可視性，能夠直接從三維模型得到二維圖紙。

2.3 其他

附加值：對三維實體模型進行深層次開發，為工程運行、管理、維修等方面提供數字化移交及延伸服務。

人才培養速度：無需大量工程經驗，通過三維實體模型建立就可快速掌握專業技能，成長周期短。

專業技術能力：工程整體感好，理論與實踐水平通過三維模擬得以進一步提高。

3 水利水電工程三維設計建模流程

對水利水電工程設計三維建模，可以運用CATIA 軟件中的零件設計功能與裝配設計功能實現。

3.1 工程零部件設計

零部件設計是指對工程中的各個部分進行“尸體造型設計”。這一部分要求設計首先對工程設計中的各個部分特征進行整理與組合。設計中首先要確定各部分的基本特征，然后對各環節的穿件順序進行整理排列。

（1）繪制模塊底稿，根據工程的具體要求繪制各部分模塊的二維草圖。

（2）運用CATIA 軟件中的零件設計模塊對各部位的模塊進行設計與造型，同時根據局各零件的外形之間的拓撲關系對其他特征進行確定，進而完成模型的制作工作。

（3）根據工程的具體要求對各個模塊的輔助特征進行加工，完善各模塊的造型。

3.2 工程裝配設計

在進行工程模型的裝配時，為便于工程數據的管理，應采用層次模型，按照從整體工程的最底層的子裝配體到最上層裝配體的順序，進行逐層裝配。這樣不但能夠有效的減少各個層次的裝配元素數量，同時能夠有效的降低工程分析的復雜程度，在進行修改時更加方便，快捷。

由于工程模型的位置關系有較高的約束力，因此在零部件的裝配過程中，設計人員應根據工程實際需求對模型施加準確有效的約束。其裝配過程具體可分為以下三個步驟：

（1）首先將要用到的零部件導入到裝配模塊中，這里可以用對稱等相關工具對零件模型進行復制，已達到零件模型的快速導入。

（2）對各零部件按照裝配關系施加不同的約束，包括零件的角度、間距、貼合、同軸等，這一步驟中必須對零件的位置進行反復校對，確保約束的準確性。

（3）在裝配空間中檢驗零件組裝中的缺陷與問題，檢查各零部件在裝配中是否存在沖突，并進行相應的修改與調整，完善設計細節。

4 設計實施方案

高效協同是需要標準化對其進行保障的，在復雜條件下的多專業三維協同尤其是如此。在標準化的前提下，專業間資料互提的數據接口問題以及數據的重復利用問題均可以得到很好的解決。利用三維設計解決方案標準化布署容易的特點，可根據三維設計技術標準，建立三維設計標準資源文件包（包含種子文件、字體、圖層、線型、標準配置文件、各種模板、模型劃分、Project Wise 上組織結構、人員權限等內容），建立標準化三維環境。在設計項目開始前，在標準工作環境的基礎上，建立項目統一坐標系統、項目標準庫，并將此信息通知相關參與專業。

同時，在標準工作環境下進行任務分解，將任務分派至專業個人。若有必要可結合項目的文件命名規則在Project Wise 環境中將分解后的任務直接建立對應的設計文件。設計人員在工作中只需打開文件即可，無需再自行創建文件。利用Project Wise 獨特的文件名與文件說明的替代顯示技術，可以保障既能讓設計人員看到熟悉的、可讀的中英文文件名，又可在后臺實現符合編碼規則的文件存儲名。各專業在標準環境下進行不同專業三維協同設計，同時，各專業可根據權限調用、查看相關專業的設計資料。各相關專業完成設計后（或設計的節點階段），進行模型的總裝和綜合檢查，如有問題則反饋信息至相關專業進行修改，然后再次進行綜合檢查，直至沒有問題檢出。對確認無誤地綜合模型進行固化，以此為基礎進行二維圖紙的抽取和工程數量的統計。

工作流程見圖1所示：

圖1 工作組織示意流程圖

5 結語

水利水電工程設計運用三維設計已經成為工程設計技術的未來發展方向與趨勢，在我國目前情況下，我們應結合水利水電工程設計的特點，研究出一套適合我國當前工程設計需求的三維設計工作方法與模式，更好的為我們水利水電項目建設服務。從而解決我們現在所用二維設計中的不足與缺陷，提高水利水電工程質量、效率等方面問題，促進我國在這一領域與發達國家接軌。

參考文獻：

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[2]谷巖軍，王峰.CATIA生成工程視圖功能詳解[J].機械工人.冷加工. 2005（02）.