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一、设计重用的方法与思路
有效利用可重用单元也是当前的一个主要研究内容,为了使设计重用思想得到全面应用,有研究者在分项技术的研究基础上,提出了一些宏观设计重用框架及体系等问题的解决方法。相关文献在对重用在硬件设计领域的应用进行介绍时,也对不同的重用方式和重用程度做出了解释。如为了让其能够符合当前的设计,可以采用参数化建模的方法对一些参数进行修改,也可以原封不动的代替,或者是通过替换部件重用其设计框架来实现设计的目标。总而言之,设计重用就是为了让新设计能够对已有的设计成果更多地进行利用。在新设计中要让以后的设计重复利用,从已有设计中提取可重用部分,建立起可重用单元库,这是从零件出发的重用思路。我们需要优化可重用单元的储存结构和数据结构,建立起配套的搜索机制,这样有利于新设计从库中搜索到与之匹配的可重用单元,实现对设计信息的有效利用和管理。由此可见,可重用信息的管理机制的构建,在设计重用中是不可缺少的核心之一。
二、设计重用目标及建筑结构工程特点
在软件工程与机械工程领域,从零件出发的重用策略得到了广泛应用。这给研究人员以启发,尝试在建筑工程领域应用类似的方法。模块或者零件构成了软件系统以及机械系统,它们便于实现标准化的特点成就了零件策略。借用这一概念,在建筑工程中某些分项或分部如果具备相同特点也是可以应用零件策略的。但建筑工程是一个非常复杂的系统,其结构设计并不具备应用零件策略的条件。构成建筑的基本力学体系和构件的是板、墙、梁、基础、柱等,这些都是结构工程的设计对象。每个建筑都是一个定制工程,都是一个独立的作品,这就导致工程与工程之间缺少可通用的部分。不同建筑体系的尺寸、结构构建以及构成都需要按照需求重新进行设计。此外,结构没有零件与机械不同,所有固定在一起的构件形成了一个有机整体。虽然也可以人为进行划分,但是人为划分标准比较模糊,随意性很大,难以实现零件化,部件的通用化和标准化也就更加无法实现。在这样一个工程环境中,我们需要做的是寻找设计重用的新策略。
设计重用的本质是为了提高设计新工程的效率,充分利用已有的设计成果。从不同的设计理论上来说,只要存在相似或相同的部分,那么就可以采用设计重用的方法来减少重复的工作量。在建筑工程内,存在着很多重复的内容。因为建筑物在建造的过程中必须逐层从下向上,各楼层之间的平面布局是逐层渐变的,相近和相邻的楼层之间存在着一定数量的重复内容。通常相同布局的楼层在设计的过程中,工程师会将其归为标准层,并在进行设计将其作为相对独立的设计单元。对每个标准层逐一进行设计,图纸是单独成套的。本文的主要研究目标有两个,一个是提高维护设计的效率;另一个是为了减少设计新标准层时的工作量,从已完成的标准层设计中提取可重用的设计信息。建筑工程是一种复杂的定制型工程,设计过程中的设计修改和设计变更占据了很大一部分时间。如果采用设计重用,那么就可以将重复设计的部分用可重用的单元替代。这样只需修改可重用的单元就可以了,避免逐一对各标准层进行修改。
三、设计重用方案——以重用范围为基础
管理可重用单元、提取可重用单元以及使用可重用单元是设计重用方案的三个要素,与以零件为基础的思路相对应,提出了以重用范围为基础的思路对可重用单元进行划分。在以零件为基础的方案当中,具有确定的边界,它是依照零件的自身特性划分的,但并不能确定有哪些可以应用到新设计中。在以重用范围为基础的方案中,单元的重用范围是可以确定的。可以根据可重用单元的适应范围来确定单元,以此形成的单元边界是灵活的,但不一定具有明确的工程定义。四、重用程序模块的开发与实现
1.开发需求在设计重用策略的实施过程中,工程师可以将可重用的标准层和单元作为单独的文件进行储存,可以用编码对文件进行命名。工程师可利用CAD提供的引用其他文件信息的功能,在标准层文件中引用需要的可重用单元文件。在设计重用的整个过程中,由于建筑工程所具有的灵活性及复杂性特性,想要用程序自动实现可重用单元的编码以及形成过程,在生产实践中所要求的精确度是比较难达到的。这部分与传统的工作模式相仿,是需要人工完成的。在引用标准层文件的过程中,如果有程序支持,那么只需要比较编码就可以确定刻板;如果没有程序支持,则需要将CAD的外部参照功能启动,对编码的关系进行比较。同时,插入可重用单元文件。
2.应用程序的实现(1)对于标准层文件名,组装程序会自动进行解析,确定其对应的标准层编号与内容的种类。(2)对可重用单元库中的文件进行搜索,对文件名进行解析,获取适用范围,匹配包含可重用单元的文件。(3)将可重用单元文件借助外部参照控制函数插入到标准层文件当中。五、结语由于工作习惯和专业等方面的特点,建筑结构工程要结合自身的特点,借鉴其他领域的重用经验进行有针对性的改进。本文将建筑结构工程的自身特点和设计流程相结合,构建了具有一套简单可行的建筑结构设计重用策略。本策略能够大幅度减少设计工作量,便于工程师组织可重用信息、提取可重用信息以及管理可重用信息。既可以提高设计效率,也能实现利用设计重用的目的。
作者:汪洁