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計(jì)算機(jī)輔助范文第1篇

關(guān)鍵詞:CADCAMCAX應(yīng)用

一．前言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速普及，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已滲透到人們生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域，CAD--計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、CAPP--計(jì)算機(jī)輔助工藝過程管理、CAM--計(jì)算機(jī)輔助制造、CAQ--計(jì)算機(jī)輔助質(zhì)量管理統(tǒng)稱為CAX即計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，已為廣大工程技術(shù)人員所熟悉，CAX的應(yīng)用水平不僅是衡量企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計(jì)、制造能力和技術(shù)先進(jìn)性的重要標(biāo)志，更進(jìn)一步影響著企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中的生存空間和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

對(duì)于許多企業(yè)和工程技術(shù)人員而言，CAX早已不是"舊時(shí)玉謝堂前燕",CG---計(jì)算機(jī)輔助繪圖的應(yīng)用已深入人心，CG所實(shí)現(xiàn)的"甩圖板"固然是推動(dòng)計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在工程技術(shù)開發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用所邁出的一步，但同時(shí)應(yīng)當(dāng)看到相對(duì)于真正意義上的產(chǎn)品CAD--CAD/CAE/CAM全面集成，AM--敏捷制造和CE---并行工程而言，無論在技術(shù)含量上，還是在預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益上這都只是第一步。因而，三維建模，智能化CAD以及PDMS---產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，乃至全系統(tǒng)集成等CAD的推進(jìn)深入工作又站在一個(gè)全新的起跑線上，重新面臨著整體規(guī)劃、軟件選型、人員培訓(xùn)、應(yīng)用推廣等問題．

二、企業(yè)級(jí)"CAX"應(yīng)用整體規(guī)劃

凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。CAX應(yīng)用亦然。首要重點(diǎn)就是企業(yè)級(jí)的整體規(guī)劃，具體而言，包括時(shí)間、空間兩個(gè)方面。

在時(shí)間范疇上，企業(yè)CAX的應(yīng)用、深化作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程，決不能一哄而上、一蹴而就的，所以從實(shí)施之初就應(yīng)當(dāng)立足生產(chǎn)實(shí)際，結(jié)合企業(yè)發(fā)展大計(jì)，制定長(zhǎng)期戰(zhàn)略，長(zhǎng)計(jì)劃短安排，從CAD。CAM、PDM等系統(tǒng)的初步建立，逐步完善，到全面集成系統(tǒng)管理，步步為營(yíng)，并依據(jù)各階段計(jì)劃落實(shí)情況和企業(yè)發(fā)展變化對(duì)計(jì)劃進(jìn)行適當(dāng)?shù)男拚?/p>

在空間范疇上，由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)部門、工藝設(shè)計(jì)部門乃至車間級(jí)工藝人員都是CAX企業(yè)應(yīng)用的主體，故整體規(guī)劃工作必須立足現(xiàn)實(shí)情況，針對(duì)不同層次的應(yīng)用部門，人員定位作出不同規(guī)劃。例如：設(shè)計(jì)開發(fā)部門考慮配備高、中端CAD/CAM集成系統(tǒng)（三維造型、有限元分析）；工藝部門、車間級(jí)CAD/CAM則可配備完整2D功能，簡(jiǎn)單3D功能（裝配、自動(dòng)編程）；若只允許檢索、查閱，甚至可以只配備模型圖檔瀏覽工具，但應(yīng)當(dāng)特別指出兩點(diǎn)：

1.各部門系統(tǒng)間數(shù)據(jù)、檔案應(yīng)確定交換通暢，各系統(tǒng)無虛連接；

2.不論高、中、低端系統(tǒng)，也不論開發(fā)級(jí)規(guī)劃、車間級(jí)安排都應(yīng)預(yù)先考慮對(duì)將來的入企業(yè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)PDM的軌道是否會(huì)產(chǎn)生副面效應(yīng)。

這里可舉軟件系統(tǒng)組合范例如下：

1、某模具廠，開發(fā)部門采用UG為CAD、CAM高端、SolidEdge為CAD中端；工藝部門以SolidEdgeOrigin3D為CAX平臺(tái)，MasterCAM為CAM中端；車間級(jí)人員僅允許查閱，故采用SolidEdgeOrigin+Viewer；

2、企業(yè)長(zhǎng)期使用AutoCAD，規(guī)劃設(shè)計(jì)部門以MDT為開發(fā)平臺(tái)，工藝部門則采用AutoCAD/AutoCADLT，車間工藝員采用AutoCADLT/Viewer。

三、軟件選型

隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的突飛猛進(jìn)和CAX市場(chǎng)日益擴(kuò)大，基于各種運(yùn)行平臺(tái)、技術(shù)核心，定位于不同性能價(jià)位的CAD、CAM軟件百花齊放，性能及易用性更是長(zhǎng)江后浪推前浪，令人眼花繚亂。對(duì)于以經(jīng)濟(jì)效益為核心的企業(yè)而言，只有最適合于自身產(chǎn)品開發(fā)的軟件才是最有價(jià)值的，因此，選型必須立足于自身產(chǎn)品，離開這一基本點(diǎn)，任軟件技術(shù)先進(jìn)，功能強(qiáng)大，終將淪為"雞肋"。

通常，CAD、CAM軟件的選型分以下幾個(gè)步驟：

3.1.立足產(chǎn)品，需求定位

對(duì)軟件的選型應(yīng)切合實(shí)際，根據(jù)自身產(chǎn)品的特點(diǎn)、復(fù)雜程度、企業(yè)內(nèi)部設(shè)備來明確需求定位，才不至于迷失于眾多CAD/CAM廠商的宣揚(yáng)中。例如對(duì)于一家電產(chǎn)品廠而言，其CAX系統(tǒng)只要定位于產(chǎn)品設(shè)計(jì)，則它需要的是一個(gè)較強(qiáng)造型能力、裝配功能完善，工程出圖快捷的CAD系統(tǒng)，通常還應(yīng)具備從頂向下的設(shè)計(jì)功能；對(duì)于產(chǎn)品呈系列化、改型頻繁的企業(yè)而言，對(duì)CAD系統(tǒng)的迫切要求則首先是具備強(qiáng)大參數(shù)化功能，甚至要求裝配的參數(shù)化，此外，造型（Modeling）--裝配（Assembly）--繪圖（Drafting）的全相關(guān)也是一個(gè)重點(diǎn)；對(duì)于注塑模生產(chǎn)廠家而言，模具型腔常有復(fù)雜曲面，且企業(yè)自行擁有數(shù)控銑床或加工中心，則在配備具有優(yōu)良曲面操作能力和模具增強(qiáng)功能的三維CAD的同時(shí)，還須引入較強(qiáng)NC（數(shù)控）編程能力的CAD軟件，對(duì)于復(fù)雜注塑件，模具設(shè)計(jì)中流動(dòng)分析常不可避免，這就要考慮Moldflow或C-Mold等CAE系統(tǒng)，當(dāng)然，一個(gè)CAD/CAM/CAE一體的高端系統(tǒng)也可能是理想之選；又如某些企業(yè)產(chǎn)品在鈑金，管路上有所側(cè)重，他們對(duì)CAX的要求又迥然不同。

因而，任何一個(gè)CAD系統(tǒng)都不是全能的，針對(duì)不同產(chǎn)品和不同企業(yè)，不同單位要求不同，軟件選型考察側(cè)重點(diǎn)必然不同，因此，具體選型開始務(wù)必立足產(chǎn)品，明確：什么樣的系統(tǒng)才是本單位所期待的--即需求定位。

3..2廣泛考察，多方研究

確定需求后，應(yīng)對(duì)整個(gè)CAX市場(chǎng)做一全面調(diào)查，對(duì)軟件功能、技術(shù)優(yōu)勢(shì)、廠商資歷等進(jìn)行廣泛了解，在今天這樣一個(gè)信息時(shí)代，Internet盛極一時(shí)，這項(xiàng)工作不過是舉手之勞，可以查詢CAX軟件供應(yīng)商、商站點(diǎn)來了解軟件資料、廠商概況、下載Demo演示信息，也可以上中立專業(yè)測(cè)試公司站點(diǎn)，查詢軟件評(píng)價(jià)報(bào)告，比較測(cè)評(píng)表，還可以登錄專業(yè)院校、研究機(jī)構(gòu)、行業(yè)協(xié)會(huì)CAD方面BBS、聊天室,看看天南海北的用戶對(duì)各種CAX軟件的正面推崇、反面批駁，乃至唇槍舌戰(zhàn)的辯論，雖有可能失之偏頗，卻往往一針見血，切中要害，讓你了解到廠商提供資料以外的另外一面。當(dāng)然，正面接觸軟件商以獲取書面資料、軟件演示版或技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)介紹，都有助于對(duì)有關(guān)軟件的認(rèn)識(shí)。除此外，咨詢專業(yè)人士、考察軟件用戶、參觀兄弟企業(yè)均對(duì)選型大有裨益。

由于選型之初已明確要求，經(jīng)廣泛考察、多方研究后，即可初步擬訂幾種基本方案，通常這些方案在價(jià)位、技術(shù)優(yōu)勢(shì)或運(yùn)行環(huán)境上有所區(qū)別，但對(duì)企業(yè)需求均有可能較好滿足。

通常，許多企業(yè)傾向的主流軟件有：

流動(dòng)分析CAE：Moldflow、C-mold等；

低端CAD：AutoCADKMCADCAXA電子圖板等；

中端CAD：MasterCAM、Cimatron、Powermill

、SurfCAM等；

中端三維CAD：SolidEdge、Solidworks、AutodeskMechanicalDesktop等；

CAX集成化系統(tǒng)：ProEngineer、Unigraphics、I_DEAS等模塊化集成。

3.3.現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試最終定型

針對(duì)基本方案的進(jìn)一步篩選，不僅應(yīng)大處著眼，更應(yīng)細(xì)處著手。典型的做法是邀請(qǐng)軟件商到企業(yè)做現(xiàn)場(chǎng)測(cè)評(píng)，對(duì)各種方案的軟件功能進(jìn)行詳細(xì)比較，以企業(yè)典型產(chǎn)品和復(fù)雜產(chǎn)品為案例，重點(diǎn)考慮以下因素：

a、技術(shù)功能指標(biāo)：造型核心，組件技術(shù)，二維功能，三維功能，裝配功能等；

b、用戶界面指標(biāo)：任何軟件的考評(píng)中，用戶界面都是一個(gè)重要指標(biāo)，因?yàn)樗熊浖氖褂弥黧w均為人，所以易用性不言而喻不可或缺；

c、開放擴(kuò)展功能：文件轉(zhuǎn)換接口、二次開發(fā)能力、本地化國(guó)標(biāo)化程度，此外豐富的三方支援常對(duì)軟件后繼擴(kuò)展有重要影響；

d、價(jià)格定位--性能價(jià)格比；

e、服務(wù)水平：培訓(xùn)、技術(shù)支持、版本更新、疑難解答，包含軟件商的發(fā)展能力。

通過綜合評(píng)價(jià)，軟件最終定型。

四、人員培訓(xùn)

人才是企業(yè)的秘密武器，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)質(zhì)上人才的競(jìng)爭(zhēng)。同樣CAD/CAM系統(tǒng)的運(yùn)用，人才是關(guān)鍵，只有具有高度事業(yè)心和相當(dāng)技術(shù)素質(zhì)的人才，才能把CAX系統(tǒng)的性能充分發(fā)揮出來，為企業(yè)創(chuàng)造效益。

CAX技術(shù)是集計(jì)算機(jī)科學(xué)和工程學(xué)科相結(jié)合的綜合性學(xué)科，因此，該系統(tǒng)應(yīng)用人員也應(yīng)是具有計(jì)算機(jī)應(yīng)用和工程專業(yè)知識(shí)相結(jié)合的綜合性人才，只有重視人才的培訓(xùn)和知識(shí)更新，才能更好地適應(yīng)日益發(fā)展的CAX技術(shù)的需要。人員培訓(xùn)應(yīng)由企業(yè)、軟件商、高等院校及科研院所等單位來承擔(dān)。

計(jì)算機(jī)輔助范文第2篇

醫(yī)學(xué)影像這種“證”，其原始狀態(tài)可看作是掃建出的二維切層影像，機(jī)器輔助的基本二維“示”工具有窗寬窗位、放大縮小、面積周長(zhǎng)等。當(dāng)一次掃查的切層影像數(shù)量達(dá)到幾十幅時(shí)，二維閱片不堪重負(fù)，這使“示”能力如MIP/MPR乃至VRT等三維閱片在多年前已經(jīng)成為常規(guī)。隨著一次采集的影像數(shù)量達(dá)到幾百上千幅，并開始容納時(shí)間軸等新的采集參數(shù)，從影像中能夠而且需要獲取的“證”越來越多，即，從機(jī)器的原始采集數(shù)據(jù)和簡(jiǎn)單形態(tài)學(xué)信息開發(fā)出經(jīng)醫(yī)學(xué)界公認(rèn)各種算法和知識(shí)庫運(yùn)算處理過的更高層面的“證（或稱處理結(jié)果[Results]、陽性發(fā)現(xiàn)[Findings]、病征所見[Findings]、病證[Evidences]）”。

以CT心臟左室成像為例（圖1），目前，除了二維切層影像的基本觀察、常規(guī)的三維MPR/MIP和VRT等處理顯示之外，還要求從影像中獲得更多的循證處理結(jié)果。例如，在MPR顯示上勾勒出心外膜和心內(nèi)膜輪廓，繪出時(shí)間-容積曲線、列出左室測(cè)量結(jié)果（射血分?jǐn)?shù)、舒張末心肌質(zhì)量、每搏輸出量、舒張末容量、收縮末容量和心輸出量等）并做動(dòng)態(tài)播放，為多種左室功能繪出AHA標(biāo)準(zhǔn)17區(qū)極譜圖（又稱牛眼圖，可分析的參數(shù)如室壁厚度、室壁加厚、室壁運(yùn)動(dòng)等）、做出極譜圖與VRT的復(fù)合顯示，計(jì)算心肌造影的首過增強(qiáng)、并進(jìn)一步在MPR顯示上標(biāo)出首過增強(qiáng)數(shù)據(jù)中的低密度區(qū)，計(jì)算延遲增強(qiáng)、并在MPR厚層顯示上標(biāo)出心肌高密度區(qū)和充盈缺損等等。

隨著影像采集數(shù)量和循證處理分析內(nèi)容的加速增長(zhǎng)，醫(yī)生讀片中的高級(jí)循證可視化（Advanced Visualization，AV）應(yīng)用會(huì)越來越廣，可施加的算法會(huì)越來越復(fù)雜、產(chǎn)生的病證結(jié)果會(huì)越來越多……醫(yī)學(xué)影像循證處理，不再是三維工具如MIP/MPR以及CPR和VRT/SSD等的手工調(diào)用與操作，而是讓計(jì)算機(jī)盡可能地自動(dòng)給出某個(gè)病種所要求的各種處理結(jié)果，包括完整的結(jié)果截圖、測(cè)量數(shù)值、甚至基于知識(shí)庫的臨床評(píng)分。

影像循證中的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)

1. 機(jī)輔影像循證的歷史發(fā)展

以CT的閱片輔助為例，機(jī)輔影像循證階段分為：

原始階段是硬鍵窗寬窗位――通過操作臺(tái)上的硬按鍵，實(shí)現(xiàn)一鍵式的骨窗、腦窗、肺窗顯示；

第1階段是手動(dòng)二維處理――通過工作站的計(jì)算與顯示能力，對(duì)醫(yī)學(xué)影像施加基本的二維閱片工具，如窗寬窗位、放大縮小、翻轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)、距離角度、面積周長(zhǎng)、標(biāo)記注釋等；

第2階段是手動(dòng)三維處理――隨著計(jì)算技術(shù)的發(fā)展和掃查采集影像的增多，在工作站上對(duì)影像施加通用三維工具，如MIP/MPR（最大強(qiáng)度投影/多平面重建）、 VRT（容積渲染）、SSD （表面遮掩）、CPR（曲面重建）等；

第3階段是自動(dòng)三維處理――隨著影像循證知識(shí)庫的發(fā)展和人工智能技術(shù)的引用，實(shí)現(xiàn)“一鍵化的（單步化的）”冠脈分析、心功能評(píng)測(cè)、腫瘤復(fù)查、腦灌注評(píng)測(cè)、神經(jīng)譜分析、肺結(jié)節(jié)分析等。

對(duì)應(yīng)閱片輔助的三個(gè)主要發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)智能對(duì)醫(yī)生閱片的輔助，可以分為三個(gè)層次：“基本循證輔助”，如窗寬窗位、放大縮小、翻轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)、角度距離等；“常規(guī)循證輔助”，如MIP/MPR和SSD/VRT等；“高級(jí)循證輔助”，如自動(dòng)化的冠脈分析、心功能評(píng)測(cè)、腫瘤隨訪、神經(jīng)譜分析等。

2. 機(jī)輔影像循證的智能化

――自動(dòng)閱片流（Workflow）

以往所謂的高級(jí)處理應(yīng)用（工具），如MIP/MPR、SSD/VRT等之所以被劃為常規(guī)處理，是因?yàn)槠洳豢赡軐?shí)現(xiàn)自動(dòng)化――都是通用的、不分病種病情的、偏于純算法的應(yīng)用，當(dāng)施加于不同病種病情時(shí)，調(diào)用這些工具時(shí)的醫(yī)生操作是不同的。

工作流除了有企業(yè)級(jí)和部門級(jí)的，還有個(gè)人級(jí)的“醫(yī)生工作流”。醫(yī)生調(diào)用基本和常規(guī)的算法工具施加于不同病種的影像數(shù)據(jù)時(shí)，點(diǎn)擊勾畫步驟是不同的，調(diào)用的知識(shí)是不同的，因此，醫(yī)生閱片工作流是病種病情特定的（Disease/Context-Specific）。

若能用計(jì)算機(jī)模擬醫(yī)生閱片操作工作流，實(shí)現(xiàn)其盡量多的步驟，就能把醫(yī)生工作流（包括病種知識(shí)和一些操作技能）的步驟盡可能多地客觀化到計(jì)算機(jī)中去。在病種知識(shí)庫和流技術(shù)引擎的支持下，有些醫(yī)生工作流，在計(jì)算機(jī)輔助下甚至能通過單次點(diǎn)擊（單步化）就可以完成。例如心臟科醫(yī)生的“冠脈分析”，一次點(diǎn)擊可以實(shí)現(xiàn)打開病人影像、移除肋骨和血池、做心肌分割、在血管內(nèi)穿透巡航、測(cè)量各種狹窄值、把影像和處理結(jié)果與測(cè)量數(shù)值用合適的方式顯示出來、給出報(bào)告等。

當(dāng)病種特定的知識(shí)庫得以建立，并在計(jì)算機(jī)模擬醫(yī)生閱片時(shí)調(diào)用各種算法的工作流各步驟中得以采用，以這類病種知識(shí)庫和病種操作流技術(shù)為核心所實(shí)現(xiàn)的病種特定的“機(jī)輔閱片流”（Workflow），形成了閱片循證自動(dòng)化的基礎(chǔ)――這樣產(chǎn)生的病種特定“機(jī)輔閱片流”，才有可能使醫(yī)生之前幾百上千次點(diǎn)擊勾畫完成的手工處理，可以通過三五次點(diǎn)擊自動(dòng)完成。

3. 機(jī)輔影像循證的智能化

――預(yù)處理（Preprocessing）

在當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)水平下，醫(yī)學(xué)影像中一個(gè)“證”的獲取往往需要分鐘級(jí)時(shí)間的運(yùn)算，當(dāng)有許多“證”要獲取時(shí)，時(shí)間上的等待仍會(huì)讓影像的直接使用者失去耐心。

若能在各個(gè)病例影像到達(dá)處理機(jī)器、而醫(yī)生還沒打開該病例時(shí)，機(jī)器就按照掃查時(shí)設(shè)定的處理要求和影像病種啟動(dòng)病種知識(shí)導(dǎo)向的后臺(tái)處理，自動(dòng)將影像歸類并調(diào)配算法工具（AutoSorting），自動(dòng)運(yùn)行“機(jī)輔閱片流”中的各種算法和知識(shí)庫展開處理（AutoProcessing）。然后，在醫(yī)生打開某個(gè)病例時(shí)將該病例的處理結(jié)果按照醫(yī)生閱片要求的布局自動(dòng)地展示出來（AutoLayout）――這種智能化的“預(yù)處理”加上復(fù)查需要的預(yù)提?。≒refetch），所實(shí)現(xiàn)的病例自動(dòng)準(zhǔn)備，讓醫(yī)生能集中精力于利用病征結(jié)果展開診斷。

若沒有自動(dòng)閱片流技術(shù)為基礎(chǔ)，這種影像循證預(yù)處理是實(shí)現(xiàn)不了的。因此，以往支持手動(dòng)三維處理操作的軟件，就必須要重新設(shè)計(jì)――納入病種知識(shí)庫和病種操作流，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)取與運(yùn)行――方能在醫(yī)生沒有點(diǎn)開病例時(shí)在后臺(tái)實(shí)施循證預(yù)處理。

進(jìn)而，當(dāng)面對(duì)多個(gè)病種類型的處理閱片時(shí)，將多個(gè)“機(jī)輔閱片流”合成為一個(gè)“機(jī)輔閱片引擎”（Engine），可以開展自動(dòng)的合成機(jī)輔閱片，例如心功能分析，除了包含左室分析，還有右室分析、瓣膜引導(dǎo)等自動(dòng)閱片流――所有這些閱片流是在該病例影像到來時(shí)一起施加上的，其各個(gè)自動(dòng)流的病征結(jié)果與調(diào)用工具則是在醫(yī)生點(diǎn)擊該病例時(shí)同時(shí)打開的。這里的病征結(jié)果清單是基于數(shù)據(jù)庫的（可稱作“病征索引器”），每個(gè)自動(dòng)閱片流條目下的處理工具集則是基于病種知識(shí)庫和病種操作流的（可稱作“病例導(dǎo)航器”）。

醫(yī)學(xué)影像處理技術(shù)問世至今已經(jīng)發(fā)展了四代。前三代的共同點(diǎn)是均為“后”處理，即必須在醫(yī)生打開軟件、裝載圖像后，才能進(jìn)行處理和分析。當(dāng)前第四代的最主要特征就是這種智能化的“預(yù)”處理，即，在醫(yī)生打開某個(gè)病例之前，就自動(dòng)調(diào)用相關(guān)的軟件算法對(duì)圖像進(jìn)行后臺(tái)處理，當(dāng)醫(yī)生點(diǎn)開該病例時(shí)，處理的結(jié)果即刻展現(xiàn)在醫(yī)生面前。

4. 機(jī)輔影像循證的智能化――大型數(shù)據(jù)庫

當(dāng)一個(gè)病例中的影像數(shù)量達(dá)到幾百上千幅時(shí)，當(dāng)后臺(tái)同時(shí)在做預(yù)處理的病例達(dá)到數(shù)個(gè)乃至十?dāng)?shù)個(gè)時(shí)，當(dāng)對(duì)一個(gè)病例同時(shí)施加的自動(dòng)閱片流有兩三個(gè)甚至五六個(gè)時(shí)，當(dāng)每個(gè)閱片流自動(dòng)（以及隨后閱片過程中的手動(dòng)）給出的“證”達(dá)到幾十個(gè)乃至上百個(gè)的時(shí)候……如果沒有大型數(shù)據(jù)庫如Oracle或SQL，想要管理數(shù)量與種類眾多的病例、影像和處理結(jié)果是不可能的。

例如，對(duì)于某一病例施加的各個(gè)自動(dòng)閱片流（及其后續(xù)手工操作）所產(chǎn)生的幾十上百條病征所見（Findings），可以建立病征索引器（Findings Navigator）――所有病證所見都自動(dòng)存儲(chǔ)在病征索引器上并建立索引，從而幫助醫(yī)生列示所有的病征發(fā)現(xiàn)與處理結(jié)果，能高效評(píng)估和管理所有的診斷發(fā)現(xiàn)――只要在某個(gè)病征結(jié)果上點(diǎn)一下，如同書簽一樣，立刻自動(dòng)同步跳轉(zhuǎn)到給出該結(jié)果的原閱片與測(cè)量界面上，并將鏈接同步的其它序列影像也同步跳轉(zhuǎn)至病征所在的解剖位層（可以是多個(gè)序列、多次掃查甚至多種設(shè)備類）。

更進(jìn)一步，可以病種知識(shí)庫為基礎(chǔ)，建立病種類型特定的病證清單（Findings List，歐美多稱其為“結(jié)構(gòu)化報(bào)告”[Structure Report]）模板，在每個(gè)閱片流自動(dòng)運(yùn)行和手工修正之后，列出醫(yī)生最后修正確認(rèn)的所見結(jié)果（Findings），給出“按病種結(jié)構(gòu)化的”完整的病征清單，用以支撐放射科報(bào)告的結(jié)論。所有結(jié)果（包括病征截圖、測(cè)量數(shù)值、臨床評(píng)分）、所引用的知識(shí)庫（如腫瘤隨訪是用RECIST評(píng)分還是WHO評(píng)分），都能總結(jié)到該病種特定的結(jié)構(gòu)化病征清單（DICOM-SR）中――結(jié)構(gòu)化報(bào)告應(yīng)該包含該病種臨床科室實(shí)踐中會(huì)用到的示意方式（如繪出冠脈樹用以指示狹窄位置）（圖1）。

5. 機(jī)輔影像循證的網(wǎng)絡(luò)化――服務(wù)器運(yùn)算

若把上述機(jī)器智能中的所有計(jì)算能力、知識(shí)庫、算法工具調(diào)用等，都放到服務(wù)器上運(yùn)行，將會(huì)使網(wǎng)絡(luò)上該服務(wù)器的任何瘦客戶端（即普通PC），都能以“并發(fā)授權(quán)”方式調(diào)用這些機(jī)輔閱片流及其后面隱藏的病種知識(shí)庫和病種操作流。

由于各種成像設(shè)備產(chǎn)生的影像都可以送到服務(wù)器上，各種成像類的算法、知識(shí)庫和自動(dòng)閱片流都可以裝在服務(wù)器上，這種服務(wù)器運(yùn)算使機(jī)輔閱片能力可以不局限于掃查設(shè)備旁，而是通過網(wǎng)絡(luò)四處可調(diào)，能在更多的場(chǎng)所（如閱片室、手術(shù)室等）讓更多的醫(yī)生擁有更多成像類的機(jī)輔影像循證閱片能力，即可讓醫(yī)生在任何聯(lián)網(wǎng)的終端上（如HIS的醫(yī)生工作站）隨意調(diào)用多種成像類（Multi-Modality）的影像，并實(shí)施多種成像類的機(jī)輔閱片。這就實(shí)現(xiàn)了同時(shí)接入和處理的成像設(shè)備類多、調(diào)用高級(jí)處理智能的用戶多、可開展影像循證高級(jí)可視化處理的場(chǎng)所多。

而這種網(wǎng)絡(luò)化具有現(xiàn)實(shí)意義的前提，首先是要有智能化的自動(dòng)閱片流和循證預(yù)處理，各種臨床位置的醫(yī)生，在自動(dòng)閱片流和自動(dòng)預(yù)處理技術(shù)的支持下，可以不必耗費(fèi)時(shí)間去自行做巨量的點(diǎn)擊勾畫處理操作；其次在于全服務(wù)器運(yùn)算支持下的瘦客戶端，即算法智能與病例影像全部都置于服務(wù)器中，客戶端與服務(wù)器之間的通訊無需占用影像數(shù)據(jù)所要求的巨大帶寬。

關(guān)于機(jī)輔影像循證的討論

1. 影像循證計(jì)算機(jī)輔助的平臺(tái)化

就運(yùn)算核心而言，由于事務(wù)管理和影像處理是兩種不同的計(jì)算處理模型與方式，也由于有多個(gè)醫(yī)生對(duì)來自多種成像設(shè)備的多個(gè)病例執(zhí)行智能化自動(dòng)化程度更高的計(jì)算處理，還有大量醫(yī)生尚未點(diǎn)開的病例預(yù)處理在后臺(tái)持續(xù)運(yùn)行，單純四核或八核CPU計(jì)算是無法承擔(dān)的，所以目前業(yè)內(nèi)的解決方案以CPU+GPU運(yùn)算架構(gòu)為主導(dǎo)潮流，即CPU做基本平臺(tái)的管理（包括影像的傳輸與存儲(chǔ)）和數(shù)據(jù)庫（包括影像病例數(shù)據(jù)庫和結(jié)果數(shù)據(jù)庫）的管理，引入GPU（即處理圖形專用的高性能運(yùn)算芯片）專注于高性能影像運(yùn)算――GPU采用成百上千顆并行運(yùn)算核并行執(zhí)行圖形語言與算法的基本指標(biāo)為3D性能（如每秒數(shù)十億次三角形運(yùn)算）的含上10GB級(jí)的圖像高速緩存，圖像計(jì)算語言方面最好能支持OpenGL版本4以上、OpenCL、DirectX版本10以上以及CUDA等。

由于需要配置大型數(shù)據(jù)庫來做數(shù)據(jù)管理，并需要高性能CPU如四核甚至八核Xeon來運(yùn)行數(shù)據(jù)庫，因此，需要運(yùn)行GPU與數(shù)據(jù)庫的服務(wù)器，來接入多臺(tái)掃查設(shè)備的數(shù)據(jù)源并支持多臺(tái)閱片站對(duì)“機(jī)輔閱片流”算法智能的調(diào)用――影像處理運(yùn)算平臺(tái)走入C/S架構(gòu)時(shí)代，即由服務(wù)器來承擔(dān)影像的高性能運(yùn)算和結(jié)果管理，醫(yī)生調(diào)用影像和智能的閱片臺(tái)成為這種服務(wù)器的客戶端。服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)管理方面，須能支持Active Directory、SSO和VNC，而醫(yī)學(xué)信息化標(biāo)準(zhǔn)方面，須能支持DICOM、IHE和HL7。

在上述軟硬件平臺(tái)的基礎(chǔ)上，服務(wù)于影像循證的基本平臺(tái)功能應(yīng)該有：基于知識(shí)庫的病例導(dǎo)航（Case-Navigator），即影像到來后自動(dòng)實(shí)施分類調(diào)取、計(jì)算處理、閱片布局、閱片流列示和處理工具擺示等；基于數(shù)據(jù)庫的病征索引（Finding-Navigator），即對(duì)病征發(fā)現(xiàn)做測(cè)量創(chuàng)建、收集管理和列表顯示，通過病征做索引來同步多個(gè)影像序列中同一病征的即時(shí)找尋；基于規(guī)則庫的病人篩選（Patient-Worklist），即基于角色的作業(yè)表可按閱片流或影像來驅(qū)動(dòng)，供用戶按成像設(shè)備、臨床領(lǐng)域或身體部位等條件篩選其所需的病例；結(jié)構(gòu)化病征列表（Structure-Report），即把病征發(fā)現(xiàn)自動(dòng)寫入某臨床應(yīng)用對(duì)應(yīng)的報(bào)告模板中，完整記錄病征發(fā)現(xiàn)（測(cè)量數(shù)值、表格、曲線、示意圖和影像截圖等）；角色設(shè)置與協(xié)同閱片（Role-based AV-Sharing），支持不同用戶角色間對(duì)于影像與病征發(fā)現(xiàn)的分享觀察、同步操作等。

使用前述的影像循證高級(jí)可視化所用技術(shù)的集合以及這所列種種軟硬件的重新設(shè)計(jì)與組合，構(gòu)成的影像循證計(jì)算機(jī)輔助新平臺(tái)，才能真正實(shí)現(xiàn)盡量減少閱片循證中的操作處理步驟，并對(duì)影像中的各種“證”盡量完整地獲取和記錄，幫助醫(yī)生從繁瑣復(fù)雜的點(diǎn)擊勾畫和病征結(jié)果的管理索引中解脫出來，從而有更多時(shí)間專注于病情本身。

2. 機(jī)輔影像循證高級(jí)可視化軟件的再定義

首先，機(jī)器輔助的目標(biāo)已經(jīng)發(fā)生了變化――醫(yī)生閱片面對(duì)的影像越來越多，使影像科之內(nèi)、影像科室與其它科室（如手術(shù)室）之間共享高級(jí)處理智能的需求越來越高，需要跨出掃描室來讓更多臨床場(chǎng)所（如閱片室、手術(shù)室、辦公室）調(diào)用病例影像和算法智能。高級(jí)處理的不斷普及與復(fù)雜程度的不斷提高，開始要求閱片醫(yī)生之間能交流其處理的中間結(jié)果，甚至開展閱片協(xié)同。

其次，自動(dòng)閱片流的實(shí)現(xiàn)，使上述平臺(tái)基礎(chǔ)構(gòu)成已經(jīng)與傳統(tǒng)處理軟硬件有了極大不同。從影像中所循病征種類的增加，需要增加計(jì)算機(jī)自動(dòng)運(yùn)行的操作步驟，也決定了重新設(shè)計(jì)機(jī)輔閱片流的必要性。

第三，自動(dòng)閱片流并不能完全替代人工操作，仍需要提供不同于手工處理的處理工具讓醫(yī)生對(duì)自動(dòng)結(jié)果做手動(dòng)細(xì)調(diào)、增刪、修改。正因如此，人機(jī)界面與手工處理時(shí)所要求的是完全不同的，需要全部重新設(shè)計(jì)。處理結(jié)果的增加和結(jié)構(gòu)化病征列表的給出，需要設(shè)計(jì)更為有效的病征管理與索引工具。

因此，簡(jiǎn)單地把影像處理的算法工具和軟件從工作站移到服務(wù)器上，并不能真正實(shí)現(xiàn)影像處理的網(wǎng)絡(luò)化、智能化。智能化“預(yù)處理”自動(dòng)流軟件，需要按病種重新設(shè)計(jì)。相應(yīng)地，支撐其運(yùn)行的平臺(tái)也需要重新設(shè)計(jì)。

3. 機(jī)輔影像循證的其它討論

機(jī)輔閱片流的改善和創(chuàng)建。機(jī)輔閱片流一方面在總結(jié)了醫(yī)學(xué)界關(guān)于某病種的閱片處理知識(shí)后，將這些知識(shí)固化到閱片流所調(diào)用算法的各種參數(shù)設(shè)置中，使其得以由計(jì)算機(jī)自動(dòng)運(yùn)行，達(dá)成讓醫(yī)生減少繁雜的點(diǎn)擊勾畫的目的；另一方面，其客戶化可設(shè)置性，比如算法參數(shù)的細(xì)調(diào)，讓醫(yī)生得以在利用機(jī)輔閱片流的高效時(shí)，能深入改善自動(dòng)判讀某病種病灶的質(zhì)量，從而進(jìn)一步提高機(jī)輔效率。這需要更多的臨床科研合作，不斷改善已有的機(jī)輔閱片流，不斷創(chuàng)建新病種的機(jī)輔閱片流，甚至通過對(duì)已有閱片流的組合創(chuàng)建一些新病種的自動(dòng)閱片流、引擎。

協(xié)同機(jī)輔閱片。影像醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)開始出現(xiàn)越來越多的協(xié)同需求。例如影像科室高級(jí)處理的目的是突出和描述病灶，而手術(shù)科室的閱片處理，在此之外還要加上展示手術(shù)路徑等。這就要求高級(jí)處理展示平臺(tái)應(yīng)能支持影像科室閱片與臨床科室閱片的協(xié)同，支持處理中間結(jié)果的交流，支持結(jié)構(gòu)化報(bào)告的共享，甚至支持對(duì)同一閱片流在不同科室使用時(shí)的一些算法與處理參數(shù)的細(xì)調(diào)。

廣域機(jī)輔閱片。以往的廣域閱片是由PACS支持，實(shí)現(xiàn)的是基本二維閱片，因?yàn)槿S手動(dòng)閱片對(duì)遠(yuǎn)程客戶端與服務(wù)器之間的操作互動(dòng)要求太高。當(dāng)新的自動(dòng)三維閱片平臺(tái)以自動(dòng)閱片流和預(yù)處理智能化為基礎(chǔ)時(shí)，絕大部分的操作都能在服務(wù)器端基本完成，遠(yuǎn)程客戶端與服務(wù)器之間的操作互動(dòng)要求不高，也不需要把影像數(shù)據(jù)推送到客戶端，以免產(chǎn)生的巨大帶寬占用，從而實(shí)現(xiàn)在遠(yuǎn)程客戶端上調(diào)用中心服務(wù)器的影像循證高級(jí)可視化智能，實(shí)現(xiàn)了廣域的三維機(jī)輔閱片。

DICOM的高級(jí)服務(wù)類（SOP）。以上對(duì)影像循證高級(jí)可視化處理平臺(tái)的要求，也對(duì)與PACS的集成提出了有關(guān)DICOM服務(wù)類的更多需求，如增強(qiáng)的或綜合性結(jié)構(gòu)化報(bào)告（Enhanced / Comprehensive SR SOPs）、空間對(duì)準(zhǔn)（Spatial Registration SOP）、分割存儲(chǔ)（Segmentation Storage SOP）等。

多服務(wù)器與云服務(wù)。當(dāng)單臺(tái)服務(wù)器發(fā)展為多臺(tái)服務(wù)器同時(shí)工作、甚至多臺(tái)服務(wù)器在不同地點(diǎn)協(xié)同工作時(shí)，才能談得上影像高級(jí)處理閱片的“云服務(wù)”。目前醫(yī)學(xué)界的實(shí)踐是，先從含有智能化自動(dòng)閱片流的單臺(tái)服務(wù)器起步，隨著放射醫(yī)生和臨床醫(yī)生對(duì)后處理需求的增加，逐步增加服務(wù)器數(shù)量，逐步實(shí)現(xiàn)各個(gè)服務(wù)器之間處理能力的“算法授權(quán)中央化”，最后構(gòu)成“影像云處理”。這提供了可擴(kuò)容、可組合和可不斷按需添置的影像循證智能化處理平臺(tái)解決方案。

計(jì)算機(jī)輔助范文第3篇

關(guān)鍵詞：規(guī)劃保障；計(jì)算機(jī)輔助；綜合保障；裝備系統(tǒng)

1引言

在裝備研制過程中，過去大多采用序貫?zāi)Ｊ剑@種模式容易造成諸如裝備形成戰(zhàn)斗力慢、戰(zhàn)備完好性差、壽命周期費(fèi)用大等許多弊端，對(duì)于大型復(fù)雜裝備尤其嚴(yán)重。目前，在許多大型復(fù)雜裝備的研制過程中，都開始實(shí)施綜合保障工作，強(qiáng)調(diào)主裝備的設(shè)計(jì)要與保障系統(tǒng)的設(shè)計(jì)并行開展，通過保障性分析協(xié)調(diào)二者之間出現(xiàn)的沖突。規(guī)劃保障是實(shí)施綜合保障工作非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)于裝備使用與維修保障方案及計(jì)劃的確定、保障資源需求的確定以及保障系統(tǒng)的建立等都具有舉足輕重的地位。規(guī)劃保障工作的主要特點(diǎn)有：（1）在規(guī)劃過程中涉及的參數(shù)多，影響因素多，需要考慮的保障資源繁瑣。（2）各項(xiàng)工作之間的耦合比較嚴(yán)重，相互之間聯(lián)系緊密，要求每項(xiàng)工作都必須準(zhǔn)確，不能出差錯(cuò)。（3）規(guī)劃過程是一個(gè)反復(fù)迭代，逐漸深入的過程，并且要與主裝備設(shè)計(jì)詳細(xì)程度保持一致。（4）需要和產(chǎn)生的數(shù)據(jù)多，涉及到多個(gè)方案、多個(gè)版本。

針對(duì)主裝備設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)輔助手段研究已經(jīng)進(jìn)行了很長(zhǎng)時(shí)間，目前已有非常成熟的CAD軟件。但是對(duì)于保障系統(tǒng)的設(shè)計(jì)而言，可用的、好用的工具卻很少，這直接影響了綜合保障工作的實(shí)施和裝備系統(tǒng)性能的有效發(fā)揮。因此迫切需要開發(fā)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、使用方便、能支持規(guī)劃保障工作的計(jì)算機(jī)輔助工具軟件。本文結(jié)合當(dāng)前的工程實(shí)際和用戶的實(shí)際需求，研究CAMSPWP的軟件模型和關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)各種數(shù)據(jù)和分析流程進(jìn)行統(tǒng)一管理，并與裝備設(shè)計(jì)系統(tǒng)、可靠性信息系統(tǒng)等協(xié)同，形成一個(gè)集成的設(shè)計(jì)分析環(huán)境，能夠完成規(guī)劃保障所涉及的各項(xiàng)設(shè)計(jì)分析工作，從而提高規(guī)劃保障工作效率，提高裝備系統(tǒng)的研制水平。

2系統(tǒng)模型

2.1總體需求

規(guī)劃保障工作是以現(xiàn)役同類裝備的使用與維修保障統(tǒng)計(jì)信息、新研裝備設(shè)計(jì)信息和使用方案為基礎(chǔ)，在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、準(zhǔn)則的約束下，并與其他系統(tǒng)配合，為新研裝備制定保障方案、保障計(jì)劃、保障資源需求，并影響新研裝備設(shè)計(jì)的過程，如圖1所示。用戶主要有兩方面的業(yè)務(wù)需求：1、進(jìn)行各種規(guī)劃保障所涉及的分析工作。2、制定各種方案并對(duì)方案進(jìn)行管理。

在用戶需求的基礎(chǔ)上，根據(jù)裝備綜合保障領(lǐng)域的頂層標(biāo)準(zhǔn)GJB3872-99《裝備綜合保障通用要求》和其他相關(guān)的一些可靠性維修性標(biāo)準(zhǔn)確定CAMSPWP的主要功能。CAMSPWP能夠完成GJB3872-99《裝備綜合保障通用要求》規(guī)定的三個(gè)部分（規(guī)劃使用保障、規(guī)劃維修和規(guī)劃保障資源）中所有的設(shè)計(jì)分析工作。CAMSPWP支持規(guī)劃保障所涉及的各種分析工作，如功能分析、故障模式影響及危害性分析（FMECA）、以可靠性為中心的維修分析（RCMA）、修理級(jí)別分析（LORA）以及使用與維修工作分析（OMTA）等，同時(shí)CAMSPWP可以完成擬訂初始保障方案、制定備選保障方案、評(píng)價(jià)優(yōu)化備選保障方案、制定保障計(jì)劃以及確定保障資源需求等工作。根據(jù)需求分析，CAMSPWP的功能劃分如圖4所示。

圖4系統(tǒng)功能劃分

2.2系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

CAMSPWP將運(yùn)行在人們熟悉的Windows操作系統(tǒng)下，根據(jù)用戶的不同需要，CAMSPWP可以開發(fā)成單機(jī)版，也可以開發(fā)成基于C/S模式的網(wǎng)絡(luò)版，供不同用戶在局域網(wǎng)內(nèi)使用。系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)如圖5所示，由五部分組成：

1)基礎(chǔ)業(yè)務(wù)模塊

負(fù)責(zé)使規(guī)劃保障工作的設(shè)計(jì)分析過程能夠協(xié)調(diào)有序地進(jìn)行。主要功能包括工作空間的配置、工程管理、項(xiàng)目管理、用戶及權(quán)限管理、系統(tǒng)管理、版本管理、工具狀態(tài)監(jiān)控等，不涉及到具體的規(guī)劃保障工作。

2)分析模塊

CAMSPWP主要的分析模塊包括功能分析模塊、FMECA、RCMA、OMTA、LORA，每個(gè)模塊負(fù)責(zé)一項(xiàng)分析工作，各個(gè)模塊都留有接口，能夠相互聯(lián)系，保證數(shù)據(jù)的流動(dòng)。同時(shí)也要求各個(gè)模塊之間的耦合程度要盡可能弱，便于以后系統(tǒng)的擴(kuò)展。

3)方案模塊

在規(guī)劃保障工作中，初始保障方案、備選保障方案及計(jì)劃、保障方案、保障計(jì)劃、保障資源需求是貫穿整個(gè)規(guī)劃保障工作過程的主線、核心。后續(xù)的各種手冊(cè)、規(guī)程、細(xì)則等都是由這些核心方案產(chǎn)生的。方案模塊負(fù)責(zé)組織管理規(guī)劃保障過程中的各種方案，對(duì)從分析模塊輸出的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，生成各類方案，并對(duì)方案進(jìn)行修改、刪除等編輯工作。用戶可以根據(jù)自己的需要，自定義生成各種方案。

4)數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫負(fù)責(zé)存儲(chǔ)規(guī)劃保障工作過程中的各種輸入數(shù)據(jù)、中間過程數(shù)據(jù)以及輸出數(shù)據(jù)。輸入數(shù)據(jù)主要包括現(xiàn)役裝備的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，各種設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和準(zhǔn)則，從其他工具軟件獲取的數(shù)據(jù)等；中間過程數(shù)據(jù)主要包括各個(gè)分析工作的結(jié)果、備選保障方案、備選保障計(jì)劃，評(píng)價(jià)備選保障方案所用的模型及準(zhǔn)則；輸出數(shù)據(jù)主要包括保障方案、保障計(jì)劃，保障資源需求，對(duì)裝備設(shè)計(jì)的影響等。

5)接口

為實(shí)現(xiàn)裝備系統(tǒng)的并行設(shè)計(jì)，CAMSPWP必須與裝備設(shè)計(jì)系統(tǒng)、可靠性信息系統(tǒng)等協(xié)同工作，這時(shí)就需要良好的接口與裝備設(shè)計(jì)系統(tǒng)、可靠性信息系統(tǒng)以及其他工具軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。鑒于XML的諸多優(yōu)點(diǎn)，CAMSPWP將使用基于XML的接口，通過建立XML格式數(shù)據(jù)的收/發(fā)器，可以輸入/輸出XML格式的數(shù)據(jù)文件，保證CAMSPWP能與其他系統(tǒng)協(xié)同工作。

圖5CAMSPWP的軟件結(jié)構(gòu)

3關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1產(chǎn)品層次約定和編號(hào)規(guī)則

產(chǎn)品層次約定對(duì)許多設(shè)計(jì)分析工作是至關(guān)重要的。例如對(duì)于普通零件一般設(shè)計(jì)成不可修復(fù)的，也不需要進(jìn)行精確的修理級(jí)別分析。為了便于換件修理，子系統(tǒng)和組件通常設(shè)計(jì)成外場(chǎng)可更換單元（LRU）、車間可更換單元（SRU）和車間可更換分單元（SSRU），并分別在基層級(jí)、中繼級(jí)和基地級(jí)更換。產(chǎn)品層次一般是根據(jù)產(chǎn)品的復(fù)雜程度和功能關(guān)系來劃分的，通常把裝備劃分為系統(tǒng)、分系統(tǒng)、組件、部件、零件這五個(gè)層次。為了更好的與裝備設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)同，在CAMSPWP中產(chǎn)品層次劃分與裝備設(shè)計(jì)系統(tǒng)保持一致。同樣，在CAMSPWP中，產(chǎn)品編號(hào)也與裝備設(shè)計(jì)系統(tǒng)中的產(chǎn)品編號(hào)保持一致。對(duì)于產(chǎn)品的使用與維修功能

編號(hào)，將在產(chǎn)品編號(hào)后面加上一部分，從而可以用編號(hào)來標(biāo)識(shí)每一個(gè)產(chǎn)品的每一項(xiàng)使用與維修功能。同樣，在使用與維修功能編號(hào)后面加上一部分就構(gòu)成保障工作的編號(hào)，標(biāo)識(shí)每項(xiàng)保障工作。這樣就可以保證在CAMSPWP中，從每個(gè)產(chǎn)品到每項(xiàng)具體的保障作業(yè)，都可以用唯一的編號(hào)來標(biāo)識(shí)。

3.2數(shù)據(jù)模型

規(guī)劃保障工作涉及的數(shù)據(jù)種類多，數(shù)量大，耦合嚴(yán)重，尤其是各種保障資源。這就要求必須對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范化的管理，確定數(shù)據(jù)的內(nèi)容、形式、層次結(jié)構(gòu)，理清數(shù)據(jù)間的邏輯關(guān)系，建立完善的數(shù)據(jù)模型。本文采用面向?qū)ο蟮乃枷虢⒛Ｐ?，將相關(guān)數(shù)據(jù)對(duì)象化。這里以分析工作模塊的數(shù)據(jù)模型為例，如圖6所示，該模型的主線為：產(chǎn)品—功能—保障工作—保障作業(yè)—保障資源，圖中所示對(duì)象的關(guān)系從上向下，都是1對(duì)n的關(guān)系。產(chǎn)品（含重要功能產(chǎn)品）包括裝備各個(gè)層次的產(chǎn)品，功能包括使用功能和維修功能，保障工作包括使用保障工作、修復(fù)性維修工作以及預(yù)防性維修工作，保障作業(yè)包括使用保障作業(yè)和維修保障作業(yè)，保障資源包括八個(gè)綜合保障要素。整個(gè)模型為樹形結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)了規(guī)劃保障的工作層次。

在數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)上，使用Visio或PowerDesigner等CASE工具建立數(shù)據(jù)庫模型，然后通過前向工程，使用相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，將數(shù)據(jù)庫模型轉(zhuǎn)化為物理模型，生成完整的數(shù)據(jù)庫。

圖6分析工作模塊數(shù)據(jù)模型

3.3版本管理

規(guī)劃保障工作是一個(gè)反復(fù)迭代，不斷更新的過程，貫穿裝備研制全過程，并且與裝備設(shè)計(jì)工作緊密聯(lián)系，在不同的設(shè)計(jì)分析階段會(huì)產(chǎn)生大量的中間分析結(jié)果和多種方案，而且許多中間分析結(jié)果不是簡(jiǎn)單的保存，會(huì)被其他模塊使用。因此，在CAMSPWP中需要特別注重版本管理。版本管理問題解決不好，數(shù)據(jù)就會(huì)出現(xiàn)冗余和不一致現(xiàn)象，影響分析工作的效率。版本管理的主要對(duì)象及其關(guān)系如圖7所示。

版本管理的實(shí)現(xiàn)過程如圖8所示，對(duì)于一個(gè)對(duì)象，可以選擇新建一個(gè)版本，也可以打開已有的版本，進(jìn)行編輯。對(duì)于編輯完成的版本，可以選擇保存到現(xiàn)有版本，或者另存為一個(gè)新版本，或者不滿意這個(gè)版本將其放棄，從而刪除這個(gè)版本。

圖7需要進(jìn)行版本管理的對(duì)象及關(guān)系

圖8版本管理的實(shí)現(xiàn)過程

4系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

根據(jù)實(shí)際情況，CAMSPWP選擇作為系統(tǒng)平臺(tái),VisualBasic2005作為編程語言，SQLServer200作為數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。CAMSPWP將部署在三個(gè)層面上：客戶端、組件層、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。客戶端為用戶提供諸如輸入驗(yàn)證等基本功能和簡(jiǎn)潔的操作界面；系統(tǒng)的業(yè)務(wù)規(guī)則全部放在組件層，以后如果需要修改程序代碼，則只需要對(duì)組件層的功能模塊進(jìn)行修改，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)開發(fā)和版本升級(jí)工作，提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性。圖9為CAMSPWP的部署圖，圖10和圖11為系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)后的部分界面。

圖9CAMSPWP的部署圖

圖10判斷產(chǎn)品是否為重要功能產(chǎn)品的界面

圖11確定重要功能產(chǎn)品故障影響類型的界面

5結(jié)束語

通過使用證明，CAMSPWP具有操作方便、擴(kuò)展性好等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了裝備保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)的數(shù)字化，提高了規(guī)劃保障工作的效率，降低了成本，保證了裝備設(shè)計(jì)和保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)的同步進(jìn)行。隨著在大型復(fù)雜裝備系統(tǒng)研制中綜合保障工作的深入開展，CAMSPWP必將發(fā)揮重大作用。CAMSPWP的開發(fā)為建立集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的計(jì)算機(jī)輔助裝備系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)境奠定了良好的基礎(chǔ)。

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［4］DavidM.Kroenke.數(shù)據(jù)庫處理-基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（第八版）［M］.北京;電子工業(yè)出版社,2003.38-74.

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ResearchonComputer-AidedMaterielSupportPlanningWorkPlatform

WangShi,WangRong-qiao,FanJiang,ZhangZe-bang

(1.SchoolofJetPropulsion,BeihangUniversity,Beijing100083,Chhina;2.SERIRSC,ChinaShipbuildingIndustryCorp,Beijing100083,Chhina)

計(jì)算機(jī)輔助范文第4篇

機(jī)械設(shè)計(jì)是進(jìn)行機(jī)械研究與生產(chǎn)的前提，在機(jī)械工程中占有首要地位。自從計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中后，幾乎機(jī)械研究的每一個(gè)環(huán)節(jié)都要用到計(jì)算機(jī)。在機(jī)械設(shè)計(jì)中，計(jì)算機(jī)的功能不僅僅是畫圖，在對(duì)精密的零件進(jìn)行校驗(yàn)與測(cè)試時(shí)也離不開計(jì)算機(jī)的參與。在沒有計(jì)算機(jī)之前，對(duì)機(jī)械的校驗(yàn)與測(cè)試往往都是制造出成品，然后對(duì)成品進(jìn)行壓力、磨損測(cè)試等以觀察機(jī)械的使用情況與使用壽命，對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)以到達(dá)更佳的使用要求?，F(xiàn)在人們只需要在計(jì)算機(jī)中輸入機(jī)械的圖紙，就可以在計(jì)算機(jī)中建立機(jī)械的模型。在計(jì)算機(jī)的虛擬環(huán)境下對(duì)模型施加各種外力，觀察模型的受力情況，找出機(jī)械設(shè)計(jì)中還存在的可以克服的問題，進(jìn)行調(diào)整與改進(jìn)，提高機(jī)械的質(zhì)量。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用不僅節(jié)省了圖紙的重新繪制與修改的時(shí)間，提高了工作效率，對(duì)于機(jī)械工廠來說，減少了加工機(jī)械成品與進(jìn)行反復(fù)測(cè)試實(shí)驗(yàn)的費(fèi)用，節(jié)省了經(jīng)濟(jì)支出。因此計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在機(jī)械行業(yè)有著無可替代的地位。

二、計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

眾所周知，很多機(jī)械產(chǎn)品對(duì)尺寸精密程度要求是特別高的，而傳統(tǒng)的手工畫法，不可避免地就會(huì)產(chǎn)生誤差。人眼的誤差與畫圖工具的誤差疊加起來產(chǎn)生的誤差就不可能是一點(diǎn)點(diǎn)了，雖然在可控的范圍之內(nèi)，但還是會(huì)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的性能產(chǎn)生影響，計(jì)算機(jī)畫圖就可以避免這些類誤差的產(chǎn)生，有效地保證機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量。而且圖紙修改起來也十分的方便，在計(jì)算機(jī)上也方便設(shè)計(jì)師之間的交流。同時(shí)，用繪圖軟件可以很輕松地構(gòu)建任意外形機(jī)械零件的三維模型，這樣就大大降低設(shè)計(jì)難度，縮短了設(shè)計(jì)周期。而且計(jì)算機(jī)輔助設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，還能進(jìn)行零件的組裝或重組，從中找出靈感設(shè)計(jì)出更符合要求的產(chǎn)品來。從三維模型中還可以看到機(jī)械在使用時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)不足之處進(jìn)行調(diào)整減少實(shí)驗(yàn)次數(shù)。

三、計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)的應(yīng)用

第一，平面繪圖中的應(yīng)用。平面圖在機(jī)械產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)過程中有著非常重要的作用。無論設(shè)計(jì)還是施工，抑或是最后的安裝和使用，都離不開平面圖。傳統(tǒng)的手工繪制要花費(fèi)大量的時(shí)間，而通過繪圖軟件，不僅能做到高效，還能做到優(yōu)質(zhì)。在繪制平面圖時(shí)既不用購(gòu)買畫圖的工具，也不要占據(jù)很大的地方，一塊辦公桌大小的地方就可以用來辦公，也為企業(yè)省出了很多工作空間。第二，三維設(shè)計(jì)及產(chǎn)品報(bào)價(jià)中的應(yīng)用。目前市面上很多繪圖軟件都能構(gòu)建三維實(shí)體機(jī)械模型，建模方便而且精準(zhǔn)，還可以實(shí)現(xiàn)在空間上的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。把機(jī)械零件繪制完成后，進(jìn)行組裝，組裝完成后，給定特定條件進(jìn)行精確測(cè)試，驗(yàn)證使用性能，根據(jù)驗(yàn)證結(jié)論，進(jìn)行改進(jìn)。除此之外，有了三維實(shí)體模型，再輸入材料和工藝數(shù)據(jù)進(jìn)行報(bào)價(jià)，生存報(bào)表，快捷方便，所有數(shù)據(jù)的處理全部由計(jì)算機(jī)軟件完成，優(yōu)質(zhì)高效。第三，在機(jī)械產(chǎn)品研發(fā)中的應(yīng)用。計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)構(gòu)建出來的機(jī)械模型，可以幫助設(shè)計(jì)師更加直觀的分析機(jī)械產(chǎn)品的特點(diǎn)，根據(jù)這些特點(diǎn)對(duì)機(jī)械模型進(jìn)行改進(jìn)，增強(qiáng)模型設(shè)計(jì)的快捷性與準(zhǔn)確性。設(shè)計(jì)人員通過觀看模型能夠發(fā)現(xiàn)存在的不足之處加以修改，為以后產(chǎn)品的測(cè)試提供更加精準(zhǔn)的依據(jù)。就以汽車的覆蓋件模型為例進(jìn)行分析。汽車的覆蓋件對(duì)汽車來說十分重要，質(zhì)量高的汽車覆蓋不僅給人以曲線美，還要符合空氣阻力最小及安全等特點(diǎn)。這就要求在設(shè)計(jì)汽車覆蓋件時(shí)要做綜合考慮，如果用傳統(tǒng)的方法，從設(shè)計(jì)到成品實(shí)驗(yàn)，不僅設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，而且還要浪費(fèi)很多物力財(cái)力，這樣勢(shì)必會(huì)增加企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本，降低產(chǎn)品的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，如果要改款式，還得重新設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)，這就無形中增加了企業(yè)的研發(fā)成本。而采用計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)，所有的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)都可以在計(jì)算機(jī)上完成，不僅可以縮短設(shè)計(jì)周期，而且還可以降低生產(chǎn)成本，加厚企業(yè)的利潤(rùn)。采用計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)企業(yè)來說意義重大。第四，在設(shè)計(jì)二次開發(fā)的應(yīng)用?？萍嫉耐伙w猛進(jìn)，產(chǎn)品不斷的更新?lián)Q代引領(lǐng)技術(shù)必須創(chuàng)新。單一功能的產(chǎn)品將逐漸被淘汰，機(jī)械設(shè)計(jì)軟件為了適應(yīng)技術(shù)的進(jìn)步必須進(jìn)行二次開發(fā)。比如，AutuoCAD軟件最初只是用來代替繁雜的手工繪圖，而其中的VBA、Autolisp各自具備自身的優(yōu)勢(shì)，但是它們之間的兼容性不強(qiáng)，設(shè)計(jì)人員在使用時(shí)要根據(jù)自己的需求選擇一個(gè)能在更大程度上滿足自己設(shè)計(jì)要求的工具。所以在進(jìn)行軟件開發(fā)時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量地把各軟件的優(yōu)勢(shì)結(jié)合在一起，方便操作，能夠?qū)崿F(xiàn)更多的功能。只有這樣才能滿足不斷發(fā)展的時(shí)代的需要，增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

四、結(jié)束語

信息化高速發(fā)展的二十一世紀(jì)，計(jì)算機(jī)和信息技術(shù)廣泛應(yīng)用于生活的各個(gè)層面。世界各國(guó)，都在不斷地增加研發(fā)投入，來迎合科技爆發(fā)式發(fā)展的時(shí)代，當(dāng)然只有將傳統(tǒng)的方法與計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)有機(jī)結(jié)合，才能跟得上時(shí)代的步伐。而對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)來說，計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)的參與，大大地增強(qiáng)了企業(yè)的效能，提高企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。當(dāng)前在機(jī)械生產(chǎn)與設(shè)計(jì)方面中國(guó)與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比較，還存在一定的差距，人們的機(jī)械設(shè)計(jì)輔助軟件的研發(fā)及二次開發(fā)能力還有待提高。所以如何加強(qiáng)中國(guó)自主研發(fā)輔助軟件的能力，提高中國(guó)制造業(yè)的整體水平，趕上發(fā)達(dá)國(guó)家，是目前急需解決的問題。

作者:雷長(zhǎng)勇 單位:江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院常熟分院

參考文獻(xiàn)：

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計(jì)算機(jī)輔助范文第5篇

關(guān)鍵詞:計(jì)算機(jī);輔助教學(xué)

Computer Aided Istruction Initial Exploration

Zhang Jian

(Shijiazhuang Science&Information College,Shijiazhuang050000,China)

Abstract:Computer aided instruction,CAI in short,which is the key point and the breach for conducting system reformation of education and teaching.Meanwhile,it is also the necessary way to achieve the modernization of education.It is an important task in the research of edicational pattern to command the CAI mode well.

Keywords:Computer;Adied instruction

隨著科學(xué)的進(jìn)步與時(shí)代的發(fā)展,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)已被大部分教師認(rèn)可。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)手段的應(yīng)用,以其軟件多方位、立體化的開發(fā)和利用,以及儲(chǔ)存信息量大、畫面豐富、多種媒體綜合運(yùn)用等特點(diǎn),在教學(xué)過程中能為學(xué)生建立一個(gè)動(dòng)態(tài)教學(xué)環(huán)境,開闊學(xué)生的視野,豐富學(xué)生的想象力,調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而大大提高課堂教學(xué)效率。

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是一種新型的現(xiàn)代化教學(xué)方式,它有許多傳統(tǒng)教學(xué)方法不具備的優(yōu)勢(shì),但在運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助教學(xué)時(shí),應(yīng)認(rèn)識(shí)到它只是一種教學(xué)手段,必須服從和服務(wù)于教學(xué)目的、教學(xué)內(nèi)容等的需要。

然而,在計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的推廣實(shí)踐過程中卻出現(xiàn)了一些誤區(qū)。計(jì)算機(jī)在課堂教學(xué)中是一種教學(xué)工具,其應(yīng)用于輔助教學(xué)的形式是靈活多樣的,而CAI課件的演示僅僅是一個(gè)方面;由于教學(xué)課件固有的某些缺陷,使很多課件不能滿足計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的需要。

雖然CAI有著許多突出的特點(diǎn),并在教育實(shí)踐中證明是有效的。但是作為新生事物必然存在不足和缺陷,不難發(fā)現(xiàn):如果老師把大量的時(shí)間和精力都投入到軟件開發(fā)上,就不能將主要精力放在如何利用計(jì)算機(jī)技術(shù)組織教學(xué)上來,甚至不能將主要精力放在教學(xué)研究上來。從而出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)只在這種公開課、觀摩課來進(jìn)行教學(xué),裝點(diǎn)一下門面的這類情況。其實(shí),我們認(rèn)為教師最主要的任務(wù)不在于開發(fā)軟件,而是如何應(yīng)用現(xiàn)有的軟件把計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來。需要指出的是這里所說的“軟件”并不是指一個(gè)具體的課件,而應(yīng)是面向?qū)W科的工具型軟件,包括帶有學(xué)科特色的平臺(tái)和多媒體資料庫。

計(jì)算機(jī)和教師究竟誰處于核心位置?答案誰都應(yīng)該清楚。我們首先要明確計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)強(qiáng)調(diào)的是計(jì)算機(jī)在教學(xué)中的輔助功能,處于主導(dǎo)地位的仍是教師,因此充分發(fā)揮教師在整個(gè)教學(xué)中的能動(dòng)作用才是計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的核心思想。作為一種教學(xué)媒體,計(jì)算機(jī)與其它教學(xué)媒體(如黑板、投影儀、電視機(jī))沒有什么不同,只是一個(gè)輔助工具。作為一種工具,首先應(yīng)具有易用性和可選性。計(jì)算機(jī)作為一種工具能夠幫助教師更好地完成教學(xué)過程,任何教育工具都只能作為知識(shí)的載體,而知識(shí)的傳承只能由人來完成。如果不認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn),CAI就無從發(fā)展,甚至可能被扼殺,CAI的生命力在于能延伸教師表達(dá)能力,充分發(fā)揮教師的作用,也只有把注意力放在如何更好地發(fā)揮教師在教學(xué)中的主導(dǎo)作用,這才是CAI的發(fā)展方向。

由于,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)在我國(guó)剛起步,問題在所難免。但是我們不能只看他的缺點(diǎn),在看到它的弱勢(shì)的同時(shí),還要發(fā)現(xiàn)其積極的方面,這樣,我們才能有效地去運(yùn)用計(jì)算機(jī)來幫助我們真正的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化課堂教學(xué)。那么,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)到底有什么優(yōu)點(diǎn)呢?我們?cè)鯓硬拍荛_展好計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)工作呢?

1.計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的運(yùn)用,補(bǔ)充了傳統(tǒng)教學(xué)中受時(shí)間、空間的限制和語言表達(dá)能力的不足。

2.計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)能化靜為動(dòng),增強(qiáng)動(dòng)感,誘發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)卻能做到實(shí)用化、系統(tǒng)化,靈活而多變。

4.能實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的有機(jī)結(jié)合

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)可以利用電腦的交互性特點(diǎn),實(shí)行雙向教學(xué)和個(gè)別輔導(dǎo),通過人機(jī)交互,及時(shí)發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程當(dāng)中出現(xiàn)的問題,及時(shí)采取補(bǔ)救措施,使教與學(xué)這兩個(gè)環(huán)節(jié)有機(jī)地結(jié)合起來,從而有效地解決傳統(tǒng)模式下教與學(xué)脫節(jié)的問題。

計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)已經(jīng)成為教育改革的重要切入點(diǎn),也是當(dāng)今教育技術(shù)的熱點(diǎn)問題,這項(xiàng)工作的開展將豐富教育的技術(shù)手段,給現(xiàn)代教育思想的實(shí)現(xiàn)提供更加有力地支持。所以我們應(yīng)該積極主動(dòng)的從正面去發(fā)展和推進(jìn)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的發(fā)展。

首要任務(wù)就是提高教師自身的業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)水平。教師只有在不斷提高自身業(yè)務(wù)素質(zhì)的基礎(chǔ)上,才能更好地去教書育人,才能更好地做一名合格的人民教師,才能在知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代立于不敗之地。

其次教師需要通過種種途徑廣泛搜集各類新式教學(xué)軟件。社會(huì)在不斷地變化,技術(shù)在不斷地更新,計(jì)算機(jī)硬件與軟件都在不斷地升級(jí)換代,陳舊的教學(xué)軟件已經(jīng)無法滿足不斷變化的教學(xué)工作的需要。當(dāng)然更提倡有條件和有能力的教師根據(jù)自己的實(shí)際,制作適合自己品味的教學(xué)軟件,以滿足教學(xué)的需要。

總之,CAI教學(xué),可把枯燥乏味的教學(xué)內(nèi)容,借助于多媒體的優(yōu)化組合,使課堂教學(xué)形象化、趣味化、交際化和生活化,提高了教學(xué)質(zhì)量。計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)方興未艾,充分利用現(xiàn)有條件下網(wǎng)絡(luò)所提供的信息資源從而徹底改變教學(xué)軟件在設(shè)計(jì)、開發(fā)和使用上的相互割裂的局面,使CAI在課堂上的運(yùn)用走出低谷,朝著更為廣闊的方向發(fā)展是我們當(dāng)代教育使者的主要任務(wù)。

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