時間：2023-06-04 10:48:35
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇參數化設計，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：參數化設計；建筑設計；優勢；劣勢
Abstract: with the development of computer, parametric design for the modern architectural design the inevitable trend of development. This paper expounds the meaning of parametric design, and then from two aspects discusses the quality of architecture design parametric design, with strong prospective and scientific nature, to promote the development of architectural design.
Keywords: parametric design; Architecture design; Advantages; disadvantage
中圖分類號： TU2文獻標識碼：A文章編號：
1參數化設計的含義
建筑不是孤立在客觀環境之外的，這些限制條件就是德勒茲所說的“力”，建筑是處理了這些“力”的關系之后的結果，建筑師同樣拿來德勒茲“抽象機器”的概念，將建筑對應這臺“抽象的機器”，將這些“力”從“機器”的一端輸入，而“機器”的另一端就會輸出相應的結果，這個過程同時也對應了建筑設計過程。建筑師的主要工作不是在紙上涂抹、畫概念草圖，而是將影響建筑設計的限制條件轉化成這種“力”，并建立一臺“抽象的機器”，而表達建筑的工作是由計算機來完成的，對計算機而言，這些“力”被稱為“參數”或“參變量”，“抽象的機器”被稱為“參數化模型”，參數化設計就可以表示為將參數輸入參數化模型并由計算機生成建筑形體的過程。
徐衛國教授對參數化設計做過如下定義：“它把影響建筑設計的因素看作參數，然后找到一種關系，那這些影響建筑設計的參數組織到一起，借助于計算機編程和計算機的軟件將其組織在一起，形成一個參數模型。參數中包括了各種各樣的影響因素，有些因素是可變的，稱為參變量，有一些參數是固定不變的。當改變參變量的量的時候，就能得到不同的結果，這個結果就是設計的雛形，也就形成了參數設計的結果。”
參數模型的建立需要很多的工具，這些工具很多都來源于其他學科，分形理論、涌現理論、元胞自動機理論都是組成參數化工具箱的工具，對于同一個建筑設計師選擇的工具可以是不同的，建筑生成的結果會根據選取工具的不同而不同，對于不同的建筑采取相同的工具由于參數的不同也會產生不同的結果，這些都完全取決與建筑師個人的選擇。
有些時候已經存在的工具并不能滿足建筑師的要求，那么就要建筑師首先設計這個工具，也就是編寫程序，因此，腳本語言的編寫相對來說具有更大的靈活性和適應性。
2參數化設計的優勢
2.1體驗的改變
參數化設計帶來的體驗上的改變是最直接、最明顯的，這種改變不僅是對建筑的使用者、來說的，對建筑師來說，在設計過程中的體驗也是跟傳統設計完全不同的。
對建筑師而言，傳統設計的思路是建立對中心性、完形態的之高審美追求至上的，建筑師進行的所有工作都是在不斷加深、加強這個追求，并使之最終得以實現，換句話說，建筑師總是在進行真正的設計之前在腦子里想象出建筑的只言片語，然后再著手設計，之后所有的工作不過是盡量實現這些只言片語的組合而已。修改設計的過程同樣如此，建筑師只有在最初的幾次修改時會充滿激情，多次之后的修改過程會顯得相當乏味。而參數化設計的過程卻恰恰相反，我們在腦海里會根據設計條件首先定義好一些規則，如果這些規則不夠詳細而足以控制整個設計的進行時，我們就要多加上一些限制條件（或稱規則）。運行參數模型（很多模型在運行之后，其結果是動態生成的（如迭代），這與傳統的設計過程十分不同），如果結果不是我們想要的，那么就改變參數或是調整規則，參數的改變、規則的調整都會產生完全不同的結果，甚至有些參數模型（如涌現）每次的運行結果都不相同，就是在這些調整的過程中，建筑師才真正找到了參數化設計的樂趣。
對建筑的使用者或觀察者而言，參數化設計的作品給他們帶來的更多的是造型上的視覺沖擊力，空間上的非凡感受。由于參數化設計的結果常常伴隨著漸變、強流動感形體、互動式功能等等，這些元素都與傳統的幾何造型給人們帶來的心理感受完全不同，因此，動感、不穩定感甚至費解都是參數化設計帶來的不同體驗。
另外，由于參數化設計結果本身的特點，傳統建筑材料的使用受到了很大限制，新材料的應用同樣從質感、顏色、光影上給使用者帶來了大不相同的感受。
2.2效率的提高
效率提高是建筑設計作為實際工程而非藝術品的最大優勢，主要體現在以下方面：
①精確的完成復雜形體的設計
以往的建筑設計總是基于對基本幾何體的處理，而面對復雜的形體建模時，我們借助傳統設計工具會顯得無能為力，有時還并不準確，而在參數化設計中，通過參數模型的幫助使輸入參數和輸出形體之間建立精確、可控的聯系就使復雜形體的設計、建模成為可能。比如深圳雙年展項目，沒有計算機的幫助，生成的結果必然無法準確的表達。
②快速的生成多個方案
優化設計方案，為客戶提供多種備選方案是建筑設計中必要的工作，對傳統的設計方式來說，這一工作會十分繁重，每個備選方案的設計都是一次設計過程的重復，其中還會消耗設計師大量的靈感，而參數化設計的關鍵是建立參數模型，一旦參數模型建立，建筑設計的方案階段就進行大半了。對于同一個參數模型，輸入不同的參數會輸出不同的設計結果，備選方案的多少僅取決于輸入參數的多少，因為對于計算機來說，生成10個結果的時間和1000個的幾乎是相同的，不同的只是我們輸入1000組參數可能會比10組更加耗時而已。
③方便的修改方案
傳統設計中，我們總是從總圖出發一步一步的進行推敲、深化、修改、再推敲、再深化、再修改，并最終使設計方案得以實現，在這個過程中，所有的再推敲、再深化、再修改的工作都是上一輪的設計過程的重復，而這些工作卻有可能只是在調整容積率或是標準層面積這樣的小問題。在參數化設計中建筑設計的過程都是以一個參數模型來體現的，而容積率或是標準層面積僅僅是參數模型中的變量而已，建筑師所要的做得僅僅是調整輸入的參數或是在我們的程序里再加入幾行或十幾行腳本語言而已，至于修改的工作，那是由計算機來完成的，一切都會變快捷、高效，雖然在我們建立參數模型時候會有那么一點麻煩。
④專業之間的精確對接
建筑師關心的往往是建筑的平面功能、交通流線、立面造型，相應的我們需要的就是建筑的平面圖、立面圖、透視圖等等；而對于結構工程師來說，他們往往關注的就是柱網的密度、跨度、梁柱的尺寸等，相對應的就是需要柱網平面、配筋圖等等；而設備工程師可能就僅僅需要某些位置的剖面或節點而已。各個專業對同一個項目的關注重點各不相同，所使用的評價標準也不一樣，因此，下一個專業就需要將上一個專業的圖紙轉化為本專業可讀的圖紙，能否讓設計圖紙在各個專業中精確的傳遞對一個工程的進度至關重要。以往的設計中，每次這樣的專業交接都意味著專業設計師要進行新的圖紙設計，工程周期中大半的時間都花費在了專業交接的工作上，而且，在這些過程中并不能保證精確無誤。而在參數化設計過程中，建筑師可以通過一個參數化模型到導出幾乎所有專業所需的技術圖紙，甚至是節點詳圖。在這方面，DP（Digital Project）是發展最為完善的參數化設計軟件，“在DP的參數化建模環境中，三維環境是和二維環境以及構件物理屬性清單聯系在一起的，只要改變三維模型的任何部分，二維的技術圖紙和構件物理屬性清單都會自動更新。反之你還可以通過改變和三維模型建立聯系的Excel的數據來改變三維模型的形態。”建筑師可以將參數模型貫穿于整個項目的設計過程中，包括方案設計、初步設計甚至施工圖設計。
3參數化設計的劣勢
新型設計手段的產生總會帶來這一領域很大程度上的進步，但是任何設計手段或是設計思維的總有其兩面性，參數化設計也是一樣，其優勢不言而喻，但其劣勢同樣明顯，社會、文化、技術、經濟等因素是目前參數化設計仍為少數建筑師使用的主要原因。
3.1社會、文化因素
參數化設計思維并不遵循上千年以來人們習慣的中心性、完形態的審美規律，其理論溯源恰恰與其相反――遵循的是復雜性科學和后現代思潮中的后結構主義哲學，正因為如此，設計作品往往與大眾品味相左。這點在國內的表現尤為突出，當代中國正在大力發展經濟，在自然科學領域內取得了長足的進步，但在人文科學領域還很落后，人民的思想意識水平仍然比較低下，對世界上新興哲學思想、理論幾乎接觸不到，更加難以接受。普遍的情況是，各個城市紛紛效仿歐洲活中式建筑風格、盲目復古，客戶對建筑意識還停留在“歐式=羅馬柱”、“中式=大屋頂”的建筑符號的層面。
對建筑師來說，中國建筑界其實并未經歷過真正的現代主義洗禮，而現在培養起來的建筑師至多是在新現代的思潮下進行創作，對后現論的探索僅僅處于邯鄲學步的狀態，實踐就更加鳳毛麟角了。況且，參數化設計在國內的研究大都是由一些先鋒派建筑師從國外引入的，國內大量的建筑師對其理論背景、思維基礎都不了解，甚至難以接受。
建筑師們尚且如此，社會大眾的接受程度也就可想而之。就是在這樣的社會、文化條件下，參數化設計想要獲得真正的社會認同還需要很長的一段時間。
3.2技術因素
參數化設計在技術上的限制主要在兩個方面：
第一、在建筑設計的層面，目前所進行的參數化設計主要集中在規模較小的建筑或建筑小品上，對于一些大型的、功能相對復雜的建筑依然采取傳統的設計手段，即使運用參數化設計也僅用于設計中的某些階段，并不起指導作用。這主要是由于規模較小的建筑其限制條件也會相對簡單，參數模型的建立較為可行，當面對大規模的建筑設計是，大量的、繁雜的限制條件的轉化對建筑師甚至是程序員來說都會比較頭疼。
第二、是指一個項目從方案階段到實施階段的技術，這些技術包括施工技術，材料加工技術等等。雖然目前有數控機床技術，但它只能對一些小尺度的構建進行加工，在國內，很多情況下建筑構建的加工過程是人工進行的，在精確度、效率上都達不到設計的要求。
3.3經濟因素
經濟因素是參數化設計的實現過程中最大的限制條件，參數化設計作品往往會比傳統的建筑作品造價高出幾倍甚至十幾倍，很多情況下，客戶即使接受了先進的設計理念、建筑造型也接受不了高額的預算（由于經營困難，開發商迪拜薩馬公司取消了扎哈•哈迪德事務所設計的投資8230萬英鎊的迪拜歌劇院項目）。
主要原因是由于，參數化設計所需的構件并不想傳統建筑那樣大量重復，相反卻強調漸變、流動感，因此構建種類、生產精度要求高，所有構建都需要一一加工，這不僅耗費大量的人力物力、而且需要先進加工技術的支持，所有的一切沒有經濟的保證是無法進行的（鳥巢最初的設計預算為40億人民幣，經過大幅瘦身之后達到了30億，鋼結構用鋼量達5萬噸，結構構件多為彎扭構件，安裝時需要時，施工現場需要7000名工人共同完成）。
結語
參數化設計的優勢顯而易見，但限制因素也是多方面的，主要原因是參數化設計目前依然很不成熟，畢竟還是先鋒的設計手段，也正式因為這種不成熟性、先鋒性才會另越來越多的建筑師為之著迷，才會是其引領未來建筑設計的趨勢。
參考文獻：
[1]高巖，參數化設計--更高效的設計技術和技法[J]，世界建筑，2008.05
關鍵詞：參數化設計 產品形態 邏輯構成 結構構成肌理構成
中圖分類號：TB47
文獻標識碼：A
文章編號：1003-0069（2016）02-0024-02
參數化設計目前在現代設計中的應用比較廣泛，在各類造型領域的探索中，建筑行業的應用已經取得了較為顯著的成績。隨著技術的不斷進步，參數化設計的應用面在不斷擴大，逐漸由建筑領域擴展到其他領域，初步展開在產品形態設計中的應用，并出現一些相關設計作品，但對于設計方法和應用路徑的研究還不完善。基于應用路徑的研究一定程度上對推動設計創新具有重要的現實意義。
1 參數化設計概述
參數化設計其實就是參變量化設計，即把設計參變量化，每個參變量控制或表明設計結果的某種重要性質，改變參變量的值會改變設計結果。
參數化設計的最大特點表現在參數的即時調節和與之相對應數字模型的即時反饋。在參數化設計系統中，不變參數通過一定的邏輯規則形成設計基礎，再通過可變參數的數值調節進行方案的調整和優化，最終生成設計結果。在這個過程中，各種影響因素被數據化和關聯化，并通過規則和邏輯貫穿在一起。參數化的這種可變和易于調節的特點，使設計變得更加方便和靈活，設計師只需要調節規則邏輯中的參數就能迅速調整方案的呈現效果。參數化設計的運用可以在短時間內生成一系列方案，設計師或用戶可以根據設計要求或審美經驗進行方案選擇，這在一定程度上帶來更為豐富、多變的體驗，促進基于互聯網的個性定制的發展和完善，為設計行業帶來新的活力。
2 參數化設計與產品形態設計
數理邏輯又稱“符號邏輯”，是一門用數學方法研究思維的形式結構及其規律的學科。數理邏輯在形態塑造中的運用能夠體現比例與尺度、對稱與均衡、節奏與韻律、統一與變化等形式美法則。從古至今，一些簡單而經典的數理邏輯被廣泛運用到設計當中，最為人們熟知的就是黃金分割比，古代的埃及金字塔、印度泰姬陵到現代蘋果公司的很多產品設計都以黃金分割比為內在邏輯，這些設計無不被人奉為經典。
當代，計算機技術的快速發展與3D打印技術的進步，使復雜數理邏輯的呈現成為可能，參數化設計便是其中之一，其作為一種新的設計方法在現代設計中的探索極為引入注目。尤其在產品形態設計領域，參數化設計使原來不可能實現的復雜結構與形式得以呈現，形態的內在數理邏輯性使產品展現出變化豐富、充滿律動的形式美感，既能豐富產品的視覺呈現效果，又可以滿足用戶的個性化需求。參數化設計正逐漸應用于產品形態設計中，并呈現出一個新的發展潮流“。
3 參數化設計在產品形態設計中的應用路徑
參數化設計在產品形態設計中的應用主要表現為邏輯構成形態、結構構成形態和肌理構成形態三個方面。
3.1 邏輯構成形態
邏輯構成形態是指以符合或接近數理邏輯關系的規則塑造的形體，著重強調形態的邏輯性。參數化的產品邏輯構成形態設計的基本流程如下：（1）確定設計目標；（2）找出對設計目標具有影響的各類因素，將這些因素轉化為有效的參量，通過研究和邏輯推理，確定參數之間的基本關系；（3）運用某種規則系統（即算法）構筑參數關系，逐步實施算法生成產品的設計原型；（4）通過對算法中關鍵變量的調整，生成海量方案，這一環節如果達不到理想效果，則返回去進一步修改算法，進行新一輪的實施和迭代，從而得到另一類可能性，在算法的反復實施和迭代中生成理想的設計結果；（5）設計師或用戶在生成的一系列方案中進行方案挑選。整個流程可以概括為：設計目標――參量設定――算法構建――參數調整――評價――確定。
例如由美國設計師Matthias Pliessnig為私人客戶所設計的阿瑪達長凳（圖1），是參數化的產品邏輯構成形態設計的一個典型案例。其設計目標是一個貫穿空間的寬大流動的長凳，設計師首先運用曲線干擾、細分等規則營造一個高低起伏、凹凸有致的流動效果，構造出長凳的設計原型；其次通過對整體尺寸、細分次數等參數數值的調節，生成一系列的形態結果。最后根據自己的經驗、審美或腦海中的預想等進行方案評估和挑選，得到令人滿意的視覺形態。
3.2 結構構成形態
對于參數化的產品結構構成形態設計，一方面可以通過相關參數化軟件對現有產品進行拓撲優化，以達到某種經濟或生態效益；另一方面也可以運用參數化設計方法研究及模擬自然界和傳統人工物中的結構，賦予產品以新的結構形式。
3.2.1 拓撲優化
拓撲優化算法主要用于結構優化。基于設計目標的拓撲優化可以將材料均質的模型優化為材料在空間中的最佳分布模型，也可以從力學角度出發對原有產品模型進行拓撲變形，通過這兩種方式的反復迭代優化，最終產生一種新的結構形態。可以總結為：設計目標――力學分析――變形優化――評價――確定。
例如德國設計師Marco Hemmerling和Ulrich Nether設計的這款衍生椅（圖2），即是參數化的產品結構拓撲優化的典型案例。其設計目標是在原材料減少的同時保證座椅的穩定性及舒適度。設計師在設計構建時主要采用有限元建模軟件，對座椅的結構性能、材料特性、人機工程學數據以及生產加工工藝等參數進行綜合分析，并通過反復迭代，生成一個最優化的方案模型，最終呈現的是經過計算機邏輯運算之后的結構，亦是座椅的最終形態。衍生椅設計通過參數化軟件的運用，在功能優化的基礎上，實現了產品的形態創新和制造的經濟性。
3.2.2 結構模擬
大自然中的諸多結構不僅具有科學的力學法則，并且擁有和諧的美感，前人通過學習、模仿和研究自然界中的生物結構，創造了很多優秀的人工結構，流傳至今。參數化的產品結構構成形態設計的另一種方式就是研究自然界和傳統人工物中的結構，將影響產品及結構構件的要素轉化為多個參數，設定模擬算法，并進行優化與創新，在反復迭代中生成最終的結構形態。即：設計目標――研究現有結構――模擬優化――評價―確定。
例如荷蘭Studio Drift工作室設計的可以動態變化的吊燈――TheShylights（羞羞燈）（圖3），便是通過對自然界中優秀結構的模擬，所實現的產品創新。綻放是花最美的瞬間，然而到了夜間，美麗的花朵便害羞般的閉合起來，The Shylights（羞羞燈）正是模擬花瓣盛開和閉合這兩個動作，即垂下綻放時燈具打開，向上收縮時燈具關閉。其設計的關鍵是利用參數化軟件模擬花的開合，為燈具制作了可伸縮并極其精密的機械骨架，以此生動地呈現花朵綻放時所展現出的自然生命力。
3.3 肌理構成形態
肌理是物體表面組織結構的表現形式，是產品形態的重要組成部分。參數化的產品肌理構成形態設計的基本流程如下：（1）確定設計目標；（2）找出影響特定產品肌理設計的各種因素，將其轉化為參（變）量，并基于對這些參（變）量的分析確定具體的設計元素；（3）設定該元素自身的變化及組合邏輯（算法），通過算法的逐步實施構造出設計原型；（4）確定變量，調節變量數值，推敲方案；（5）通過對參數的綜合調節進一步優化方案，并在比較的基礎上挑選最終效果。該流程可以概括為：設計目標――確定設計元素――基于元素的變化及組合邏輯（算法）構建――變量數值調節――評價――確定。
例如由馬薩諸塞州的Nervous System實驗室設計的Hyphae Lamps（圖4），是參數化的產品肌理構成形態設計的一個典型案例。HyphaeLamps是系列化的有機臺燈設計，以自然界中的生物生長規律為元素，設定生長算法，從最初的種子和一個基面，通過節點的不斷分支與合并，生長為一個有機的鏤空網絡。同時，算法可以隨著參數數值的調整而發生改變，每個燈都是基于這些類似算法而單獨種植的，因此，這一系列有機臺燈中的每一個都是獨一無二的，其自然化的肌理可以通過LED燈向墻上或天花板上投射獨特的圖案，創造一種空靈和有機的氛圍。
4 結論
關鍵詞：古建筑；參數化設計
一、建筑參數化設計的概念
一種建筑設計的方法就是參數化設計。將建筑設計的全要素都變成某個函數的變量，通過對函數的改變，或者說對算法的改變，人們能夠對不同的建筑設計方案進行獲得，簡單理解為一種可以通過計算機技術自動生成設計方案的方法就是這個方法的核心思想。
二、參數化設計的初始化設置
1、基本繪圖參數
不管是對機械加工圖、建筑施工圖進行繪制，還是對服裝剪裁圖進行繪制，比例、線形、圖紙幅面、文字樣式等內容都會存在于圖中，我們一般就會統稱這些內容是繪圖環境。古人在建筑設計中，圖畫圖樣就已經開始進行運用了，這種方式是在春秋和戰國時期進行采取的；而使用百分之一比例尺的圖樣和木制模型，這種方式是在隋唐的時候開始使用的。在《營造法式》中，“殿閣地盤分槽圖”就是平面圖的名稱（如圖1）。圖中有很清晰的柱網，對于柱子立的位置要有明確的位置，也就是建筑平面的布置，“地盤”就是這里指建筑所占有的面積。
圖1
2、臺基放線定位
對古建筑臺基的放線方法進行研究，就可以對古建筑平面的朝向和總體布置進行確定，也就只能是在把計算機參數化方法進行引入的時候，才可以將基礎的坐標參照系建立起來。長方形、六邊形、八邊形、五邊形、圓形以及復合形都是包含在古建筑的平面形式中，下面就介紹其中幾種放線方法：
2.1長方形臺基
古建筑中最常用的平面形式就是長方形臺基，也是較為重要方法。它的放線步驟如下：
2.1.1把臺基所有尺寸包括灰土壓槽的總尺寸作為依據，對建筑平面的大致位置進行確定，并且將放線用的“海將子”或者下“龍門樁”、釘上“龍門板”，在適當的位置進行砌筑。其中，應該保持龍門板的上皮水平，并且保持一個高度與臺基的平水；
2.1.2把建筑群的“中”作為依據，對這個建筑的“中”進行確定，然后，再對通面闊和通進深的“中”以及各間的面闊、進深“中”進行確定，并且在龍門板上用小釘釘上這些“中”，用筆標識清楚；
2.1.3根據面闊、進深“中”，將里包金、外包金、出山、下出以及灰土壓槽的位置找出來，并且把它釘在龍門板上；
2.1.4把所需要的點用墜子引至灰土表面，隨著基礎的砌筑，把需要的點逐漸引至基礎墻體上，并且隨之將標記畫出。把這些標記馬磉、包砌臺明和安裝柱頂石作為依據。
2.2六邊形臺基
2.2.1對中心點進行確定；
2.2.2將十字線彈出；
2.2.3以十字線為中心將兩個矩形彈出，矩形的短邊和面闊相同；
2.2.4將兩個矩形連接成八邊形。
三、古建筑臺基部分的參數化設計
1、臺基的建造方法
從建筑結構的角度進行分析，基礎就是在屋身以下的建筑部分，建筑物的地下結構部分就是基礎，它對于建筑物的壓力進行承擔并且傳遞，是對周圍穩固的重要部分的保證，它又分為以下三個部分：
1.1地基。建筑物基礎以下的土層就是地基，它對于全部建筑物的重量進行承擔，可以分為人工地基和自然地基；
1.2基礎。木柱以下的部分就是古建筑的基礎，它的構成由柱礎、磉墩以及磉墩下面的人工地基；
1.3臺基。建筑物的基座就是臺基，也就是建造在地面以上的方座部分。室內地平就是臺基的上平，“臺幫”就是四周邊，在臺內包砌柱礎、磉墩、攔土墻，將臺基構成。
2、軸線網的參數化
在古建筑的建造過程中，在嚴格的模數制度上，建立一切建筑尺寸，要對古建筑的平面設計進行完成，首先必須對古建筑平面軸線的組成關系進行掌握，但是這些平面尺寸又都在其臺基的設計之中進行反映，所以，對臺基的參數化設計進行完成是整個建筑參數化設計過程中相當重要的一步。
四、古建筑屋身部分的參數化設計
古建筑的垂直受力構件就是柱子，用于支撐梁架。在所有落地的柱子上，屋頂梁架上的重要全部分散傳遞，再由柱子向柱頂石上進行傳遞，最后傳遞到基礎上，還有一類不落地的短柱，安裝在梁與梁之間，也是傳遞力的構件。這些柱子的名稱是以柱子的位置確定的。
1、柱子的名稱和尺度
1.1檐柱。它的位置一般在房屋前、后檐最外一排，前檐柱和后檐柱是其分為的兩個形式。檐柱所處于的位置就是確定每個檐柱名稱的依據；
1.2角柱。方形在大多數的古建筑平面中都會運用到，至于“角柱”，就是處于四角位置的柱子；
1.3金柱。它的位置在檐柱以內，平行于檐柱，梁架是其上面所要承受的，但是建筑中線上的一列柱子也不處于，這就是“金柱”。“前檐金柱”就是在前檐的柱子，“后檐金柱”就是在后檐的柱子，若是建筑的進深比較大，則有金柱和里圍金柱之分。
2、柱式的參數化生成
在中國古建筑中，我們最容易發現的就是其柱子的三大組成部分會與古希臘和古羅馬的柱式定義及其相似，因此，我們就對古代歐洲對柱子構件整體的稱呼進行借用，盡管，會比較明確古今柱式的名稱位置和尺寸的規定，但是，針對于計算機來講，想要進行處理困難那是相當大的，所以，我們一定要簡化對它進行處理，以便可以把計算機處理的難度和錯誤發生的幾率降低到最小。我們通過認真的分析，認為從構成成分上看古建筑柱子是尤為簡便的，柱礎、柱身和斗拱是組成每一根柱子的三個部分，但是構建它的直徑位置和長短尺寸，都要把古時的構造規律作為依據來進行。
參考文獻：
【1】陳越.中國古建筑參數化設計[D].重慶大學碩士論文2002，（05）.
【2】張雯燕.現象學視角下，當代建筑設計策略的再思考[D].深圳大學碩士論文2011，（05）.
1 參數化設計研究
掘進機截割頭截齒參數參數化設計分三個步驟，首先，根據截齒切割原理及不同截割頭外形確定每個截齒的空間姿態，即計算出截齒軸向距離、切割半徑、圓周角、倒角及轉角五個參數，然后根據這些參數通過自編程序軟件利用三維實體軟件進行自動虛擬裝配，為截割頭實體仿真提供建模模型，最后通過自編程序軟件生成二維平面圖紙，供車間加工生產使用。
縱軸式掘進機截割頭截齒數據參數化設計。
根據截割頭外形尺寸和截齒外形尺寸，通過編程，設計截割頭截齒參數計算程序（程序界面見圖1），該程序能夠根據輸入的相關外形尺寸自動計算截齒的空間參數，同時計算截齒齒尖包絡線，并且自動計算內噴霧水孔位置坐標。生成的相關參數自動保存，供截齒自動化虛擬裝配使用。
縱軸式掘進機截割頭截齒自動化虛擬裝配。
由于截齒虛擬裝配過程復雜，所以開發了截齒安裝程序（程序界面見圖2），截齒虛擬裝配為了進一步檢驗截齒參數的合理性，同時為截割頭實體仿真提供建模模型，通過虛擬裝配，設計人員可以直觀了解每個截齒的空間姿態，自動化虛擬裝配完全省去設計人員手工定位截齒的過程，降低工作強度。
縱軸式掘進機截割頭圖紙自動化生成。
截割頭截齒自動化虛擬裝配后，就可以利用截割頭參數設計軟件自動生成二維圖紙如圖3所示，供車間加工生產使用。至此，縱軸式掘進機截割頭參數化設計全部完成。
2 結語
通過對縱軸式掘進機截割頭參數化設計研究，開發了這套設計軟件，該軟件還能夠自動確定內噴霧水孔位置參數和導煤葉片的參數，使截割頭設計工作效率得到了很大提升，縮短產品設計開發周期。
參考文獻
關鍵詞：CATIA 板金 有序 參數化
中圖分類號：U46 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）07（c）-0083-02
車身板金件，從設計到投產，有多種方案且不斷優化，這些方案需要在不同時期不斷切換、更改或融合，對于一個工程師來說，能夠及時準確的完成數據，就是效率、就是產品的生命！
1 設計思路
板金的設計就是做好零件表面。零件表面都是由基本平面和（或）曲面構成：點動成線，線動成面，面連成體。即零件表面設計時，要控制好點、線、面，按一定的規則保留相互之間的參數關系。
2 建模規則
2.1 草繪
草繪在border的基本平面上，特殊情況下可新建平面再草繪，草繪要求完全約束且只能用border的元素作為約束條件。
2.2 倒角
若無變半徑等特殊倒角要求最好采用面-面倒角命令，倒角命名規則可以按照其邏輯關系也可按照其功能命名，方便后續修改查找。
2.3 修邊
在Final Part中創建Cutting Line特征。修邊面是一相切連續的曲面，且曲面可由參數驅動。
2.4 切孔
在Final Part中創建Hole Feature特征。創建全約束的草圖，拉伸出孔特征。
2.5 其它
有序參數化建模是一個有序建模過程，在建模過程中要打開Keep Mode功能。
3 常用模版
模版主要是為了讓大家養成一定的習慣，常用特征放在固定的位置，方便不同工程師修改數據。常用模版結構樹見圖1。
（1）Part Number由各主機廠根據國標或實際情況定義，一般由數字或字母組成。（2）Part Body存放板金加厚特征。（3）Control由Border和Sketches兩部分組成。Border由一個坐標點和九個平面組成，控制繪圖區域；Sketches由（零件坐標下）X、Y、Z三個基本平面上預設的草繪約束（如：X草繪由Border中與X平面垂直的6個平面相交形成的一個“田”字形線框）。（4）External Reference存放外部參考曲面，僅用于過程數據。外部參考曲面不能與其他幾何圖集中幾何元素存在參數關系。（5）Input Data存放與設計有關的周邊零件，命名需要帶零件號、零件名、日期；（如圖1）。（6）Main Sections存放結構主要特征斷面，指導概念設計，不能與其它幾何圖形集中元素有參數關系。（7）Part Definitions由Wireframe、Basic Surface和Main Body Final Operations組成。Wireframe存放構成零件的相關點、線的幾何圖集、Basic Surface存放零件主體曲面、Main Body Final Operations存放構成零件的局部特征，其中包括翻邊，焊接曲面，功能凸臺以及加強筋等。（8）Final Part由Edge Fillet、Hole Feature、Cutting Line、Finished Model和Tooling Info組成。Edge Fillet存放Part Definitions中各曲面之間的連接倒角特征；Hole Feature存放零件需要開孔的特征；Cutting Line存放切邊用特征；Finished Model存放上述三種特征綜合的過程及最終零件曲面；Tooling Info用線條指示零件曲面加厚方向。（9）EXPORT存放零件帶參數的抽取面，作為其它零件設計輸入（如焊接邊、對稱件等）并自動映射更新。
4 應用案例
拿前圍板（見圖2）的全參建模流程為例進行說明。雙擊Keep Mode命令，保持常開。首先需要分析前圍板構成的基本曲面，其中有前端、下端和左右輪罩四個主體面，另外就是焊接邊、安裝特征面，最后再開孔、切邊、加厚。
4.1 調入約束
根據輪胎包絡、三踏板、空調和動力總成等約束確定前圍板在整車中的位置，設定Border中的參考元素。需要TOP、DOWN、REAR、FRONT、INNER、OUTER六個平面形成一個立方體，繪制前圍板的特征不能超出立方體的范圍。
4.2 繪制主體面
（1）應用Sketches、Extrude、Sweep、Fillet，得到Front side main surface和Down main surface主體面。
（2）應用Extract、Parallel、Split等，得到左右輪罩面。
（3）繪制好的四個主體面，并行存放于Basic surface。
4.3 繪制功能面
4.3.1 焊接邊
應用Sketches、Offset、Intersect等，得到焊接邊。
4.3.2 安裝特征和輔助特征
前圍板上需要安裝的零件已經存放在Input data，每個安裝零件需要一個獨立的特征面。為了增加零件剛度，需要增加一定的輔助特征，如加強筋、過渡面。
4.4 完善特征
針對4.2節和4.3節中所完成的曲面，利用Fillet、Trim、Edge Fillet，得到RAW曲面并存放于Edge Fillet文件夾中。
4.5 開孔修邊
應用草繪完成此特征。
4.6 零件曲面
在RAW的基礎上，開孔、切邊后即得零件曲面Final part。經過加厚Final part，即完成零件設計工作。
5 結語
按此方法設計的零件，任何一個曲面特征、孔特征在Edge Fillet之前都是相互獨立且可編輯，很大程度地提高了后期零件更改效率。另外需要考慮以下幾點。
5.1 零件特征要拆分明確，思路清晰
5.2 每一個特征完成后，都以Inverse命令結束
目的是防止其修改后，面的方向發生變化，影響后面特征更新，另外可隨時更換其父項。
5.3 盡量少的使用命令種類
常用的有Sketches（草繪）、Extrude（拉伸）、Sweep（掃描）、Fillet（倒角）、Split（修剪）、，其中Edge Fillet（變倒角），在更新特征后容易出現錯誤，盡量避免使用。
參考文獻
[1]游立明.CATIA V5曲面設計從入門到精通[M].電子工業出版社，2006（7）.
為了有效地縮短設計周期，避免人為大量計算、校對過程中出現錯漏，提高設計準確性及合同應對能力、降低設計不良，因此對公交型扶梯進行參數化設計勢在必行。
關鍵詞：公共交通型扶梯、準確率、效率、參數化設計
1.背景與目的
公交型扶梯主要使用于地鐵、BRT、火車站、輕軌等公共交通場所。隨著市場的不斷擴大，公交型扶梯使用數量不斷提高，業務也不斷地提升。
當前，公交型扶梯合同設計中，都會對扶梯的各變化部件進行一次新的計算、校對、審核等參數確定過程。流程過多地依賴手工計算，重復性操作較多，這樣，不但設計周期長，而且參數計算過程中出錯率也比較高，設計人員工作負擔過大。
而且，目前公交型扶梯變化部件一碼多物的問題，是由設計人員在合同基礎設計書內采用ATO（assemble to order）指引來解決，才能達到下游部門完成生產定制的需要。
EPD（elevator parametric design）參數化設計系統是專門針對電梯行業開發的產品設計系統。可自動生成整個電梯的三維模型、二維工程圖紙、鈑金展開圖、整梯及各部件的物料清單，完成材料、圖號、成本核算等生產所需相關信息的匯總。能快速提高產品及零部件的系列化及標準化程度，降低非標設計比例，提高設計準確率、設計效率，可在最短時間內為后續生產、采購、倉儲提供準確數據。EPD參數化設計系統已在直梯和商用扶梯中投入使用。
公交型扶梯設計中前述的問題要得到解決和改善，需通過對公交型扶梯的EPD參數化設計系統開發，才能達到縮減設計周期，避免繁瑣的計算出現錯漏，在采用EPD參數化設計系統對公交型扶梯開展設計工作后，通過系統功能驅動三維模型變化，達到不同變化部件一物一碼的目的。實現公交型扶梯合同自動生成基礎設計書。
2.分析公共交通型扶梯變化規律
公共交通型（公交型）扶梯的設計高度必須按土建實際尺寸開展，同時需要精確到1mm，采用參數化設計是開展此類提升高度要求的有效設計方案。
EPD參數化設計系統具有良好的人機界面，其參數化設計思想與公交型扶梯參數化設計相契合，并能與PLM系統中龐大的數據庫相關聯，在PLM中原有的部件均可直接引用。公交型扶梯EPD參數化設計系統開發前，按系統要求，需確定公交型扶梯的變化部參數的變化規律，并將這些規律用合理簡化的主要基本參數計算。
目前公共交通型扶梯產品的合同設計是在PLM系統上完成，鑒于提升高度精確化的特殊性，變化的零部件一碼對應多物，不利于下游部門直接生成MBOM。在基礎設計書中，需對出現參數變化的各個零部件進行具體數值化指引，借助制作指引欄、備注欄輔助完成變化零部件的具體值。公交型扶梯合同基礎設計書需作備注指引的主要有桁架、中間導軌、欄桿三大部分。
經過對桁架、導軌、欄桿等各變化部的數據分析，我們可以了解公交型扶梯的變化規律。通過一個具體的提升高度H，將需要作ATO指引的變化部參數關聯在一起，從而實現參數化設計。把計算公式應用到EPD系統中，作為系統的腳本參數及賦值邏輯。
3.公交型扶梯參數化設計系統應用
經過對公交型扶梯三大部分中間變化部參數變化規律及參數數據分析，完成了公交型扶梯采用EPD參數化設計系統進行參數化設計的數據前處理。在公交型扶梯進行產品數據結構化的前提下，EPD系統內進行公交型扶梯腳本邏輯編制，完善參數化模型設計，實現在EPD系統自動生成工號基礎設計書。
公交型扶梯在PLM系統可將其零部件進行數據結構分類，其數據結構由桁架、導軌、桁架小部件及安全裝置、主傳動系統、扶手帶驅動系統、樓層板、欄桿、電氣系統組成。在EPD設計系統中將數據結構進一步細化和分層。
公交型扶梯的結構層就像“金”字塔結構一樣，每層間傳遞著參數的相關信息。此數據結構層為EPD系統中公交型扶梯大架構。在此大架構下，將各部件細分形成產品數據結構，再將細分后的各部件編碼化，使其在EPD系統最后生成的基礎設計書內的各部件按產品數據結構架構有序排列。
通過對公交型扶梯內容的信息數據輸入，數據信息測試完成后，可在EPD系統生成基礎設計書，但此生成的基礎設計書，還不能生成生產所必需的ATO指引，還必須對相關的變化參數部件，即需作ATO指引的部件進行變量賦值。根據公共交通型扶梯變化規律，編制變化部裝配腳本邏輯。
完成公交型扶梯產品數據結構、基本信息錄入、腳本邏輯編制后，運行EPD系統，可在EPD系統中自動生成公交型扶梯基礎設計書，并以EXCEL的格式顯示。
4.擴展
在EPD系統中，完整的腳本邏輯應包含編制變化部裝配腳本邏輯和驅動3D模型腳本邏輯。前者能夠自動生成公交型扶梯的基礎設計書，后者可以驅動各個變化零件參數變化。
在編寫模型腳本邏輯前，需要對各個零部件進行三維模型創建。參照原有的公交型扶梯參數化設計思想，借助Solidworks三維輔助設計工具進行模型的建模，模型經EPD系統腳本控制驅動后，可實現各個變化部子件的參數化設計，得到各個子件的基本信息，實現一物一碼的目標。
完成模型腳本邏輯后，能實現不同高度3D模型，能直觀地了解各部件之間的裝配，減少因二維制圖設計帶來的干涉、錯誤。另外，還能運用ansys對模型進行有限元分析，對扶梯的受力、強度等進行檢驗和校對。另一方面，也可以通過腳本邏輯輸出二維圖紙而非三維模型。這樣，既可以減少設計人員圖紙輸出強度，也減少3D模型設計的時間和難度。并且，不但符合企業發展的業務要求，也可以減少維護人員的負擔。
參考文獻：
[1]《電梯設計系統培訓手冊》 沈陽中新科技開發有限公司。
[2] 陳超祥 葉修梓主編 《SolidWorks零件與裝配體教程》 機械工業出版社；
[3] 濮良貴 紀名剛主編 《機械設計》 高等教育出版社；
【關鍵詞】Pro/E二次開發 參數化設計 Pro/Toolkit VC++2008
1 引言
1998年，美國參數技術公司（PTC）推出Pro/E這款集CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件——Pro/E，有單一數據庫、參數化、基于特征、全相關的特點，廣泛用于機械、電子、模具、汽車、航天、家電等各個行業。但要滿足更高層次的要求，必須借助高級開發工具包Pro/Toolkit。基于Pro/E的應用程序模塊，通過C程序代碼擴充Pro/E的功能，從而滿足用戶或第三方的特定要求，還可利用Pro/Toolkit提供的UI對話框、菜單以及VC的可視化界面技術，設計方便實用的人機交互界面，大大提高系統的使用效率。
2 Pro/E參數化設計基本原理
Pro/E是最先實現參數化設計的鼻祖。基本原理是采用三維實體模型與Pro/Toolkit應用程序控制二者相互結合的方式，利用交互式產生三維實體模型，建立一組可完全控制三維模型形狀和大小的設計參數。Pro/Toolkit應用程序針對設計參數進行編程，可實現設計參數的檢索、修改，還可根據新參數值生成新的三維實體模型。
3 三維實體模型的創建
Pro/E參數化設計的實現，必須正確建立三維實體模型。手機前殼包括電池槽、電源插孔、耳機插孔、卡槽、攝像孔、按鍵、顯示屏口等。手機后蓋包括攝像頭孔、卡頭、散熱孔、天線口等。創建步驟如下：
（1）啟動Pro/E Wildfire 5.0軟件，選擇“文件>新建”命令，系統打開“新建”對話框。單擊“零件”單選按鈕，在“子類型”區域中選擇“實體”。勾去“使用缺省模板”后，選擇mns_part_solid模板，系統進入零件環境。
（2）在繪圖區，選擇FRONT為參照平面，單擊“草繪”按鈕，進入草繪環境。繪制手機前殼、后蓋的草圖，單擊右工具欄的打鉤按鈕，退出草繪環境，進入拉伸環境。
（3）在操控板中選擇拉伸深度類型，修改合適的深度值，單擊打鉤按鈕，成功完成手機前殼、后蓋的拉伸操作。
（4）在手機前殼或后蓋的平面上，進入新的草繪環境，繪制新草圖。設置合適的深度值，創建去除材料特征。通過創建拉伸、旋轉、抽殼等一系列基礎特征，初步創建手機前殼、后蓋三維實體模型。
（5）使用右工具欄的工具對手機前殼、后蓋進行倒圓角、倒角等一系列操作，對手機前殼、后蓋進一步修飾美化，還可對手機前殼、后蓋進行著色、渲染等一系列后期處理，最終獲得所需創建效果的零件。
4 用VC++2008創建Pro/Toolkit應用程序
有兩種方式可以創建Pro/Toolkit應用程序：一種利用Make文件創建；一種利用VC++2008向導創建。Make文件創建程序必須進行手工修改，程序的設計和調試不便，且無法使用MFC類庫，不能充分利用VC的資源，特別是在人機交互界面設計時不能直接進行對話框的可視化設計。因此，本文采用VC++2008向導（應用程序設計向導AppWizard和類向導ClassWizard）設計、創建和調試程序，不僅有系統要求的初始化部分和終止部分，還有完成應用程序預定功能的一個或多個CPP源程序。
采用工程（project）管理所有C++源程序、頭文件、庫文件及各種資源，程序的設計、編譯和調試會非常方便。先利用VC++2008應用程序設計向導方便快捷地創建Pro/Toolkit應用程序的基本框架，再在程序的基本框架上，添加必要的函數代碼，增加新的CPP源文件以及新的資源，構成一個完整的程序。創建步驟如下：
4.1 設置VC++2008開發環境
（1）設置包含文件路徑
在VC++2008集成開發環境中，選擇“工具>選項”命令，系統彈出“項目和解決方案”對話框，選擇“VC++目錄”選項卡，在“顯示以下內容的目錄：”下拉列表框中選擇“包含文件”，新建一個文件夾，加入“……＼protoolkit＼includes”一項，設置Pro/Toolkit頭文件所在文件夾，重建一個文件夾，加入“……＼prodevelop＼includes”一項。
（2）設置庫文件路徑
在“顯示以下內容的目錄：”下拉列表框中選擇“庫文件”，新建一個文件夾，加入“……＼protoolkit＼i486_nt＼obj”一項，設置Pro/Toolkit庫文件所在文件夾，重建一個文件夾，加入“……＼prodevelop＼i486_nt＼obj”一項。
4.2 新建項目解決方案
在“新建”對話框中，選擇“MFC AppWizard（dll）”工程，輸入工程的名稱和路徑。在“MFC AppWizard”對話框中，選擇“使用共享MFC DLL的規則”單選框。
4.3 設置項目屬性
關鍵詞：UG 齒輪軸 有限元分析
中圖分類號：TD402 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）07-0156-03
1 引言
UG是集CAD/CAM/CAE 于一體的軟件系統，提供強大的實體建模功能，提供了高效能的曲面建構能力，完成復雜的實體造型設計。UG軟件中的參數化設計中的圖元都是以構件的形式出現，參數化修改引擎提供的參數更改技術使用戶對設計或文檔部分作的任何改動都可以自動的在其它相關聯的部分反映出來。任一視圖下所發生的變更都能參數化的、雙向的傳播到所有視圖，以保證所有圖紙的一致性。從而提高了工作效率和工作質量。
有限元分析也稱為有限單元法或有限元素法，基本思想是將物體（即連續求解域）離散成有限個且按一定方式相互連接在一起的單元組合，來模擬和逼近原來的物體，從而將一個連續的無限自由度問題簡化為離散的有限自由度問題求解的數值分析法。
本文主要利用大型三維建模分析軟件UG對齒輪軸進行了三維建模，并在此基礎上應用一種新型方法對輪齒進行了更加準確的加載和有限元分析。[1][3]
2 齒輪軸參數化建模
UG完成復雜的實體造型設計包括建模模塊、裝配模塊和制圖模塊等，可以方便的建立各種復雜結構的三維參數化實體裝配模型和部件詳細模型，并自動生成用于加工的平面工程圖紙。以齒輪軸為例設計參數參照其進行分析。[1][3][4][6]
2.1 齒輪軸實體造型
（1）建立齒輪實體。進入草圖模式，建立齒坯實體。如（圖1）所示
（2）計算漸開線長度理論公式；齒輪輪廓漸開線的長度是基圓與齒頂圓所截得漸開線的長。根據漸開線的形成原理，為了便于計算轉化，建立漸開線的直角坐標方程為：
其中，L為漸開線長度，為積分起始角，為積分終角；
（3）利用參數化建模功能，建立齒輪模型。在表達式對話框中依次輸入各項參數名稱及其值。如（圖2）所示。 主要輸入表達式如下：
生成漸開線，如（圖3）所示。
創建基圓、分度圓、齒根圓、齒頂圓，并生成齒槽輪廓。如（圖4）為鏡像后的漸開線。
創建齒輪的基本實體及輪齒的三維實體模型，如（圖5）所示。創建完成后，該齒輪模型就形成了參數化驅動模型。只要給出不同的模數、壓力角， 就可以自動生成三維齒輪實體模型。
軸的參數設計跟齒輪一樣，如（圖6）所示。
生成軸的實體圖，如（圖7）所示。
2.2 齒輪軸有限元分析
將建立的模型導入ANSYS WORKBENCH，如果在安裝ANSYS的時候選擇了與UG內接，就可以在UG中直接打開，如（圖8）所示。
（1）軸的工作能力理論分析；對于只傳遞扭轉的圓截面軸，強度條件為：
（2）施加載荷；在用ANSYS WORKBENCH中進行分析時，加載方案的確定是很關鍵的一部分。針對齒輪，加載方式可選擇線載荷對線段加載和面載荷（壓強）對面進行加載。由于齒輪在嚙合過程中其接觸區域實際上是一個小面，且在ANSYS WORKBENCH中線載荷對齒面的作用方向亦很難精確定位，所以本文選用面載荷對面進行加載。選擇面載荷加載方式的關鍵是確定加載位置和接觸區域面積。在此確定加載位置所采用的方法是：首先計算出齒輪齒廓漸開線的總曲線長度L，然后設定加載位置距離漸開線起始位置的曲長度Lx，通過Lx和L比例值來確定。齒輪嚙合過程中接觸區域可看作一個長度為寬b，寬度為輪齒接觸寬度t 的微小矩形，所以其面積可求。
（3）幾何模型的有限元網格劃分；有限元網格劃分是將幾何模型轉化為由節點和單元構成的有限元模型。為了保證計算的精度，輪齒與齒根圓過渡部分的網格需要進行細化處理。得到有限元模型如（圖9）所示。
2.3 求解及后處理
利用ANSYS WORKBENCH豐富的數圖表后處理功能，得到它的應力云圖（如圖10所示）、變形云圖（如圖11所示）。
從圖中可以看出齒輪跟軸所受最大應力為5371.3MP，而齒輪和軸現在的所受的應力為3580.9（黃色區域），所以齒輪跟軸不會過載折斷。[1][2][5]
3 結語
通過本文從參數化建模到有限元分析的探討，參數化建模的功能非常方便，利用參數可以精確控制模型的輪廓。而且任何參數發生變化時，只需要在“表達式”對話框中進行修改即可，不必再重新進行公式的編輯等繁雜操作。
在ANSYS WORKBENCH分析過程中，利用漸開線長度和某時刻接觸寬度的比值確定了加載的具置。利用ANSYS WORKBENCH中以線劃分面的功能實現了載荷的準確定位，使得分析結果與實際工作狀況更加貼近。
參考文獻
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[3]范小剛，徐輔仁，隋鵬，全世欣.基于齒數的漸開線直齒輪參數化建模[J].航空精密制造技術，2005（1）：60-62.
[4]肖愛民，潘海彬.三維機械設計實例教程[M].北京：化學工業出版社，2007.
漢字的參數化設計方法，有可能為現代技術與文化語境下的信息傳播，打上個人的印記。
關鍵詞：漢字 筆畫 結構 參數 設計
中圖分類號：TB47
文獻標識碼：A
文章編號：1003-0069（2016）01-0115-03
1 引言
21世紀，移動互聯網進入人們的生活，人們的閱讀方式發生了根本性的變化，電子閱讀成為人們閱讀的主要方式，信息交流方式發生了根本性變革。技術革命在帶來信息迅捷傳達及便利的同時，也或多或少抹殺了，人的個性特征，使情感交流“快餐化”；在文字的載體從有形逐步走向無形的進程中，如何去保留文字之個性的、情感的、審美的價值，是值得深思的問題。
在文化傳播日益繁榮的大環境下，文字作為文化傳播與交流的基本載體，其作用日益凸顯；而從文化傳承與發展的視角看，相關于文字的設計與研究同樣不可或缺。
2 漢字設計
2.1 文字的屬性
文字的屬性，主要體現為：1）可視性與可讀性。文字以視覺表義符號的形式，再現口語的聲音；文字的基本個體是“字”；2）文化傳承與思想交流的載體。文字可以突破口語的時間和空間限制，記錄知識、傳達思想；3）再約定與再設計。文字是人類約定創造的視覺形式，必要的時候可以重新約定，從而形成文字改革；而形式的設計則基于應用之需求。
2.2 漢字設計的方法
漢字設計作為漢文化傳播的重要手段之一，已經形成了豐富的設計成果，其設計應用領域也已得到有效拓展。傳統的漢字設計一般分為兩大類，即漢字字庫設計和基于漢字的圖形設計。
漢字字庫設計
專門的漢字設計者根據某種漢字結構或者外形的特點，系統地設計整套字庫。其設計周期較長，一個字庫中的每個字都必須有統一的細節特點。典型的設計思路是：1）以宋體或黑體作為基礎字體，加工改造設計新的字體；2）由一些手寫體延伸而來，手寫體的作者先進行書寫，再由專業的字體設計師對掃描后的手寫體進行再設計與規范，最后錄入字庫中，從而得到具有個人特色的整套手寫字體，比較著名的如方正徐靜蕾體。
伴隨技術的進步，電腦應用字體設計得到迅速的發展。目前我國常用的電腦字庫有十幾種，每種字庫都有幾十種到上百種不等的字體。
基于漢字的圖形設計
設計者只是對單個字或幾個字進行圖形上的改變，根據字的具體特點，通過對漢字的結構、色彩、肌理的創造性改變，得到具有良好視覺效果的設計字體；這種設計賦予字更多的傳播寓意，可運用于標志、招貼、包裝等設計中。
漢字設計思維
漢字兼有圖形與文字兩種屬性。現有的漢字設計研究主要關注漢字的圖形屬性；而德國漢學家雷德侯在《萬物》一書中提出漢字的“模件體系”，將漢字結構分解為“模件”系統，“模件”可以反復組合構成，這是從形式邏輯的角度來審視中國的藝術與社會文化的設計思維方式。
2.3 現代社會與技術語境下的漢字設計需求
隨著社會環境和技術條件的變化，人們對漢字字體應用的要求也在發生變化，既有的漢字字體已經無法滿足新的要求。
漢字設計需求的用戶心理機制
今天，主要的文字應用方式已經轉向基于數字技術的信息傳遞與記錄，人的情感表達因為文字“可拷貝”，而使原先帶有個人印跡的交流方式顯得彌足珍貴。
漢字記錄功能演變帶來的新設計需求
“漢字是漢語的書寫與表示符號，作為一種符號必須要求其本身能夠完整地反映所要表示的內容，并且能夠準確地傳達所要指示的信息。”當基于移動互聯網絡的社交模式成為人們社會生活的重要組成部分，當QQ、微信中充斥了新鮮語匯時，漢字的記錄職能也隨之發生轉移。這種職能轉移對漢字結構的影響主要表現為，運用變異字形、增加構件和重新造字等手段創造新字或者新用法，從而引起記錄某個語詞的漢字結構發生變化。
文化資源保護和傳承的需要
在中華文明發展的漫長進程中，積累了大量的文字設計資源；如何利用這些文化資源完成漢字文化的再創造，將帶來漢字設計與研究的新需求與新視角。
3 參數化漢字設計的方法
3.1 漢字解構與結構特征分析
3.1.1 漢字結構分析
漢字的形體結構可以分為漢字、部件、筆畫、筆形四個層次（從落筆到抬筆即為一筆，稱為筆畫，筆畫的具體形狀叫筆形）。 （表1）
3.1.2 漢字的結構類型
根據漢字中部件的多少，漢字可分為獨體字和合體字。獨體字只有一個部件，獨體字具有如表2所示的結構特點。
而合體字有多個部件，根據部件之間的方位關系，合體字結構主要有12種，如表3所式：
所有漢字的部件組合都可以歸類到上述的某一結構形式。
3.2 漢字的形狀參數
根據漢字構成的結構層次關系，設定形狀參數以描述漢字的筆畫、筆形。
常用的漢字筆畫共有31種，如表4所示。
3.2.1 筆畫的分類
筆畫是組成漢字的基本單元，同樣的筆畫又因為筆畫長短、角度、彎曲形態等屬性的差異，會形成不同的筆形（如上表1中，撇就有3種不同的筆形）；不同筆畫可設置的參數數量、形式也不相同。基于這樣的思想，我們先對筆畫進行分類；分類原則如下：
單一基本筆畫包括橫、豎、撇、捺、點、提6種；
復合筆畫按照起始第一筆分類；
帶有“彎”的復合筆畫較為復雜，單獨作為一類。
據此，形成如表5所示的漢字筆畫類別；根據筆畫對應的縱橫數值，形成筆畫的特定代碼（如“J”的代碼就是31），以實現后續設計程序中的筆畫調用：
3.2.2 樣條曲線引入描述筆形
為了準確描述漢字筆畫中為數不少的曲線筆畫，我們引入樣條曲線（NURBS）。所謂樣條曲線（Spline Curves）是指給定一組控制點而得到一條曲線，曲線的大致形狀由這些點予以控制。樣條曲線不僅通過各有序型值點，并且在各型值點處的一階和二階導數連續，也即該曲線具有連續的、曲率變化均勻的特點；而這種特點恰恰能夠很好地描述漢字筆畫的曲線特征，并為筆形的調整留下設計契機（如圖6）。
3.2.3 筆形參數的設定
筆形參數的設定，主要依據筆畫分類進行：
單一基本筆畫之橫、豎、點、提的參數，用首末兩端的相對位置描述；而撇、捺之筆形表現出一定的曲率，所以還應加入一組樣條曲線型值點說明其特征。
根據表4復合筆畫的分類與構成情況看，所有的復合筆畫都可以看成由基本筆畫構成；因此筆形參數的設定，包含3類點的位置：1）筆畫的首末端點；2）轉折點；3）樣條曲線型值點。（如圖7）。實現對這3類點位的控制與調整，就可以有效改變筆形。而筆畫代碼的導入，則明確了相應的筆形參數點的數量。
3.3 漢字的結構參數
根據前文對漢字結構的解析，明確漢字的結構參數，既是對漢字部件的組成形式與筆畫的構成關系的描述。
3.3.1 漢字的第一類結構問題：漢字類型和結構形式
漢字分獨體字與合體字兩大類，漢字獨體字的結構特征完全由組成字體的筆畫關系所表達；而合體字共有12種結構，其結構特征不僅取決于筆畫關系，還與結構形式直接關聯。
定義第一類結構參數，以實現以下目標：1）區分字體的類型（獨體字的代碼為“10”/合體字的代碼為“2a”…“21”）；2）在明確合體字的結構類型的前提下，形成部件調節參數（按部件移動、縮放）。
3.3.2 漢字的第二類結構問題：筆畫的結構關系
漢字筆畫的結構關系其實就有兩種：相交或者不相交（如表1中的“秋”字，其間橫豎筆畫相交，點則不與其他筆畫相交）；所以，可以用筆畫之間是否存在交點，說明兩筆畫之間的關系。第二類結構參數就應該包括兩類：1）漢字及部件對應筆畫的數量（單體字只有筆畫總數；合體字則是各部件對應的筆畫數量）；2）交點存在于否及其位置，說明筆畫之間的相對關系；通過筆畫平移、旋轉、縮放可以調整筆畫之間的結構關系；3）筆畫尺度關系（比例、方向）。
3.3.3 漢字設計的效果參數
漢字設計的效果參數主要用于控制漢字的基本特征。漢字的外形是矩形，可以通過把字形拉長、壓扇、左斜、右斜，或酌情使用圓弧、梯形等方式，使漢字的外形輪廓、高寬比發生變化，形成新的設計效果。
3.4 構建參數化漢字設計的技術解決方案
3.4.1 建立漢字參數化設計的參照系
建立漢字參數化的設計參照系是描述筆畫位置、調整筆畫與字體形狀的基礎；設定一個500*500px的圖框，每個漢字在設計過程中，將被置入該設計框內：以此為依據調整筆畫、部件位置及比例關系。當完成整個字體的設計后，通過調整該框的整體形態、高寬比，可以調整整字的設計效果。
3.4.2 漢字參數化設計的數據庫系統
解決漢字的參數化設計問題，不僅需要探討筆畫的形狀，還需要探討筆畫或部件之間的位置、比例關系。如同筆畫的形狀可以用3類型值點表達一樣，漢字的部件與構成筆畫也需要事先加以表達。不同的是，漢字筆畫的數量有限，而常用漢字的數量就有數干。
具體的解決思路是，分別建立漢字設計的筆畫形態參數數據庫（數據包括表3所列筆畫的編碼、對應3類型值點的數量與位置）、基礎漢字庫（存儲于云端，具有開放的數據結構，可以滿足數據信息的擴充和數據信息的共享；其主要功能在于提供漢字參數化設計“元”；存儲兩類漢字結構參數）、自定義字庫（設計完成的個性化字體，可以存入該數據庫，以便用戶調用）。
漢字個性化設計基礎數據庫的數據積累，可以通過如下兩條途徑形成：1）在建立基礎數據庫結構的同時，錄入常用漢字的基本數據信息；2）建立開放的“眾籌”數據信息端口，不斷擴充數據信息；即提供對常用漢字以外的“新字”自主搭建的功能，并將就此形成的數據導入到存儲在云端的基礎數據庫中；從而不斷充實字體設計的基礎數據庫。漢字擁有數千年的歷史，人們對漢字的造型和筆劃結構已經熟知。這是漢字基礎數據庫“眾籌”模式得以實現的文化基礎。
3.4.3 漢字參數化設計的應用程序模塊
以黑體為設計參照，漢字參數化設計應用程序應考慮“新字搭建”、“字體設計”和“字體信息輸入與判定”3種不同功能需要，設計應用程序架構和流程（如圖8），其中“存入字庫”的操作，可對應“基礎漢字庫”和“自定義字庫”；所提供的操作具有選擇性，即可選擇“存入”/“不存入”相應的數據庫。
3.5 漢字參數化設計應用程序的交互特征分析
本文的研究，旨在為普通用戶提供開展漢字設計、賦予漢字個性化特征的技術解決方案與相關應用程序。因此，漢字參數化設計的應用程序應體現出如下特點：1）注重保障漢字結構的規律性，使設計生成的漢字可辨識；2）注重設計過程中的人機交互特征，從操作程序和界面設計兩方面，提供用戶友好的操作感受；3）在尊重用戶個人意愿的前提下，通過云端數據庫提供用戶共享字體設計信息的便捷；4）關注設計過程的趣味性，通過字體設計成果體現用戶的個性與審美取向。
4 結論
Abstract: According to the Machinery Design Handbook, the Involute Gear Transmission Parameterized Design System IGTPDS is developed with Visual LISP and DCL under AutoCAD. The interactive interface is established by DCL program and droved by the Visual LISP program, then the real-time design data transfer and transmission design and checking algorithm and Parametric Drawing algorithm are accomplished. The involute gear transmission parameterized design system IGTPDS is easy to use and accords with engineering personnel's habit and improves the design efficiency and reduces the repetitive time.
關鍵詞：漸開線圓柱齒輪；二次開發；參數化設計；Visual LISP
Key words: involute gear；development；parameterized design；Visual LISP
中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2011）13-0038-02
0 引言
齒輪傳動被廣泛應用于機械傳動機構中，可用于傳遞任意兩軸之間的動力和運動，具有傳動比不變、壽命長和傳遞功率大等特點。對于圓柱齒輪傳動系統的設計傳統方式主要依靠反復查閱設計手冊和大量人工計算，設計過程不但繁瑣，且易出錯，導致設計周期長。隨著計算機技術的發展與應用，為將現代CAD技術應用于齒輪傳動的參數化設計提供了必要的技術支持，另一方面，國內關于齒輪類零件CAD設計的研究主要集中在參數化繪圖方面[1,2]，且所開發的CAD軟件，功能單一，將設計、校核和繪圖集成一體的齒輪傳動CAD系統更少。因此，本文依據《機械設計手冊》[3,4]，采用AutoCAD二次開發技術，研究并開發了外嚙合漸開線圓柱齒輪的參數化設計系統，該系統操作便捷，設計流程符合工程習慣，能實現齒輪傳動的強度設計與校核，并據此完成齒輪結構圖的繪制，因而提高了齒輪傳動設計效率，縮短產品開發周期。
1 系統總體框架
為使所開發的齒輪參數化設計系統具有可擴展性以及便于維護，本文采用模塊化設計方法進行系統開發，功能模塊包括：用戶管理界面模塊、初步設計計算模塊、強度校核模塊、參數化繪圖模塊和設計數據管理模塊，每個功能模塊又包括多個子模塊，其中初步設計計算模塊、強度校核模塊和參數化繪圖模塊作為核心算法模塊分別單獨開發形成各自獨立功能，用戶管理界面模塊采用DCL開發，創建多級交互式用戶界面，用于引導用戶確定設計數據并進入核心功能模塊完成齒輪傳動設計流程，設計數據管理模塊將中間設計結果和關鍵參數進行分類管理，便于齒輪傳動設計過程的管理和核心模塊之間的數據傳遞，由此，各主要功能模塊通過用戶管理界面模塊和數據管理模塊構成整個參數化設計系統的總體框架。
2 漸開線圓柱齒輪傳動參數化設計系統的實現
一般齒輪的失效形式主要表現為點蝕、膠合、磨損、塑性和斷齒變形等情況，根據本文所開發系統的框架結構，對于漸開線圓柱齒輪傳動設計主要解決三方面問題：一是由強度設計計算確定齒輪輪齒的基本幾何尺寸，如模數、齒數等；二是由結構設計確定齒輪的輪緣、輪輻和輪毅的結構形狀和尺寸等，設計一般使用的齒輪傳動時，通常只按保證齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度兩準則進行設計計算[5]；三是根據設計結果確定的齒輪幾何尺寸，繪制漸開線齒輪基本結構圖，漸開線圓柱齒輪傳動參數化設計系統的實現如圖1所示。該系統中對于初步設計計算算法和強度校核算法采用Visual LISP[6]程序進行設計分別形成初步設計計算模塊和強度校核模塊。對于初步設計、強度校核和齒輪幾何尺寸的計算結果由專門的設計數據管理模塊以文本文件的形式保存，并輸入給參數化繪圖模塊，而參數化繪圖模塊利用Visual LISP程序能夠調用繪圖命令，采用基于尺寸驅動的參數化方法實現齒輪基本結構圖的繪制。
3 系統開發關鍵技術
3.1 用戶管理界面與系統驅動程序設計 在AutoCAD 2004的開發環境Visual LISP中，本文采用DCL語言創建漸開線圓柱齒輪傳動設計系統的用戶管理界面又多個界面窗口組成，每個功能模塊都有對應的交互界面，每個界面的設計都是根據其所對應的功能模塊中設計參數和設計計算的特點來選擇相應控件并進行有效布局而構成，根據齒輪傳動設計流程和功能模塊之間的關系用戶界面之間也形成順序或父子關系。由于所創建的DCL對話框只是用戶界面的描述，必須開發Visual LISP程序來驅動它以實現指定設計動作的執行。通過利用Visual LISP提供的各類管理對話框的函數，系統的驅動程序實現包括：加載，顯示和終止對話框，初始化控件動作并激活界面，獲取用戶輸入和實現用戶交互操作等驅動流程，實現漸開線圓柱齒輪傳動設計流程的進行。
3.2 設計計算與強度校核算法 由于一般的齒輪傳動只按保證齒面接觸疲勞強度和齒根彎曲疲勞強度兩準則進行設計計算，根據《機械設計手冊》[3]采用式（1）進行齒面接觸疲勞強度設計和校核，采用式（2）進行齒根彎曲疲勞強度校核
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關鍵詞：參數化設計；二元對立；非線性；數學分析
Abstract: by comparing the parametric design technique and traditional design technique, to reflect the superiority of parametric design technique, make the building's colleagues have a new understanding of parametric design, in order to be able to cause the Chinese School of architecture of the parametric design technique of attention, in order to cultivate a number of social responsibility feeling, dare to challenge the architect.
Keywords: parametric design; the two opposite; nonlinear; mathematical analysis
中圖分類號：文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104（2013）
自然界的萬物都是不規則的，而大自然的人造物大部份卻都是規則規范的幾何形體，也許是人類生產能力有限，技術條件不夠，而靠僅有的生產技術能力只能創造出簡單的標準的人造物體。進入20世紀以來，非線性科學理論的不斷發明，突破了線性科學對人類的束縛。模糊理論，混沌學，耗散結構理論，涌現理論，非標準數學分析等理論的建立，給人們展現了遠離平衡態下的動態的穩定化有序機構；解釋了自然界豐富的復雜性潛力；清楚了時間與空間的二元對立，表現了時空統一共呈的狀態燈等。當然建筑物也像其他人造物一樣受這些新的科學理論的影響，開始擺脫規則標準幾何形體的枷鎖，走向非線性的發展道路，可以推測，其目標將是向著接近自然萬物的方向。
一、參數化設計與傳統設計的對比
1、參數化設計的定義
在中國鳥巢，水立方，廣州塔，廣州歌劇院等建筑取得巨大成功之后，參數化設計也走進了中國，參數化設計是一種全新的建筑設計方法，該方法的核心思想是，把建筑設計中的全要素都變成某個函數的變量，設計師們能夠通過改變函數變量，或者改變算法來獲得不同的建筑設計方案.
2、參數化設計與傳統設計的對比
參數化設計方法與傳統的設計方法也是完全不同的，傳統的設計方法可以簡單敘述為建筑師拿到任務書然后對項目進行分析構思，然后完成方案，這種方法是不可控的非常感性的而且這種設計方案是基于建筑師當時的知識積累而設計出來的，傳統的設計方法產生的結果往往是非常單一的，而參數化設計建筑師也會拿到任務書，然后對項目進行分析構思，然后我們并不是急于設計出設計方案而是編寫一個工具箱用這個工具箱來描述事物之間的關聯，然后再由工具箱生成設計結果，一個工具箱往往可以給我們生成幾十種甚至幾百種結果，然后建筑師再通過計算機技術或者人工篩選出最優解就完成了設計方案，參數化設計大大的拓寬了設計師的思維平臺，也給設計帶來了多種可能性，同時也使的設計非常理性化,通過這種理性的設計建造出來的空間更具有舒適性和合理性，舉個例子說明。（如圖1所示）
這個例子是SOM的一個項目，使用的軟件是由蓋里公司開發的DP，這個建筑的內在邏輯是根據當地的建筑表面的熱輻射量來生成遮陽板，從而達到最舒適合理的室內環境，這也體現了參數化設計的可控性和邏輯性，當其中
圖1
某一種元素發生改變時，其他元素也會相應的做出改變，如形體的改變或者建筑選址的改變等等建筑的遮陽板都會自動更新一遍，始終使建筑具有最舒適合理的室內環境，這點也反應出了參數化設計的核心思想。參數化設計關心的是事物與事物之間的內在關聯性而并非形式，形式只是在關聯性下的副產物，但有很多人有種錯誤的認識，認為參數化設計就是做異形建筑，只為了追求個性而形式，也不考慮與周圍建筑的和諧，也不考慮當地的文化等等問題其實不是的，這種認識是不正確的，參數化設計
圖2圖3
不關心形式，形式都是在那種事物內在關聯性下產生的結果，并不是為了形式而形式。參數化設計出來的建筑并不是于環境不適應而是最適應環境的，再舉個例子這個建筑是哈薩克斯坦的一個圖書館（如圖2.圖3所示），這個建筑的原型是莫比烏斯環，表皮是大小不同的漸變開窗，有些人認為這是為了表皮的美觀性而做的大小漸變，其實不是這樣的，這個建筑的開窗大小是根據當地的陽光照射率的大小來開的窗，把當地的照射率數值導入參數化軟件，再利用這些數值進行的開窗。能直射的照射率大的開窗就小，不能直射的照射率小的開窗就大，為了讓更多的陽光進入室內產生更舒適合理的室內環境，這種利用自然來設計的建筑是非常合理的。在此希望那些對參數化設計有誤解的人糾正那種錯誤的認識。
二、參數化設計軟件
1、參數化設計軟件的發展
參數化設計的工具是隨時間的發展和參數化設計的廣泛應用而發展的，由一開始應用于其他領域的軟件 發展到應用于建筑領域的軟件如動畫專業的3dmax，maya雖然這些軟件是為動畫專業人士設計的，但這些軟件中有大量功能可以用來定義物體間的幾何邏輯，當建筑師發現可專門用來定義物體間幾何關系的軟件時，類似于CATIA,UG,TOP等都擁有明確的幾何邏輯，強大的造型控制力，極為準確的建模功能以及直接將模型轉化為施工圖紙的建造服務功能，它們雖然是工業設計軟件卻被用來輔佐建筑設計，還有一些是專為建筑師開發的軟件或插件，如以CATIA為平臺由蓋里公司開發的DP以及以犀牛為平臺開發的grasshopper，以Micro Station為平臺開發的Generative Component等上訴軟件可被應用于項目的不同階段也有各自的優勢，如grasshopper因為其自身具有的可視化優點和便于調節性，所以grasshopper比較適合用于方案構思階段的快速實驗，而DP則是整個工程全面設計，生產，管理的較好選擇，建筑師根據自己的情況和興趣選擇學習和使用軟件的種類，有興趣的建筑師也可以嘗試腳本程序的編寫，如maya的Mel ,Rhion 的rhionscript,還有各種軟件里通用的VB和C#等，由于腳本程序是伊純代碼的形式呈現，相對比較抽象，但同時也正因如此，它帶給設計師的是前所未有的自由度和廣闊的發揮空間，另外，和計算機專業技術人員合作也是一種很好的溝通方式，這樣可以更好地將各專業領域的知識進行結合，從而在設計上取得突破.
關鍵詞：電梯；3D 設計；參數化
中圖分類號： TU857文獻標識碼：A 文章編號：
在激烈競爭的市場環境中，很少有公司能夠自己設計、生產所需的所有產品零部件。在公司內部，也很少由一個設計工程師設計所有的產品零部件。為加速產品的上市過程，產品往往基于以往的設計進行改型，并大量使用標準的外購件，以降低重復設計成本并節省時間。為提高客戶滿意度并降低材料成本，盡可能優化設計方案，產品的更改必不可少。為了保持優勢，超前的研發投資和知識保護變得尤為重要，而企業的設計過程離不開數據的管理。所以，與單一零件設計相比，工程師面臨的更大挑戰是如何在計算機中高效地協同設計和仿真虛擬的產品，如何有效地管理產品設計中所產生的大量數據，并能在有限的硬件資源上進行這樣的操作。設計工程師需要3DCAD系統提供更高效的裝配設計、仿真和管理功能。 在許多世界級大企業中，被廣泛應用的計算機輔助三維設計(CAD)的高端主流軟件SolidWorks的裝配模塊，就采用了虛擬裝配技術，即便是在產品設計的初期階段，所產生的最初模型也可放人虛擬環境進行實驗，可在虛擬環境中創建產品模型，使產品的外表、形狀和功能得到模擬，而且有關產品的人機交互性能也能得到測試和校驗，產品的缺陷和問題在設計階段就能被及時發現并加以解決。一、虛擬裝配的實施方案和步驟 虛擬裝配是新興的虛擬產品開發研究的重要內容。采用虛擬裝配技術，可在設計階段驗證零件之間的配合和可裝配性，保證設計的正確性。隨著社會的發展，虛擬制造成為制造業發展的重要方向之一。而虛擬裝配技術作為虛擬制造的核心技術之一，也越來越引人注目。虛擬裝配的實現，有助于對產品零部件進行虛擬分析和虛擬設計，有助于解決零部件從設計到生產出現的技術問題，以達到縮短產品開發周期、降低生產成本及優化產品性能等目的。根據電梯產品設計的特點，其裝配要求很高，對其安裝有一系列安裝與檢測國家標準，所以在虛擬安裝設計時，要求零件精度很高，特別注重裝配順序、裝配關系，對裝配結果要做干涉檢查等。因為電梯產品零部件很多，為快速設計，對有些是外構件，如繩輪組件、限速器組件等。在裝配過程中，只需知道其外部形狀及裝配關系即可，還有些是標準件、通用件，如六角螺栓、槽鋼等。像此類零部件可統一設計在庫里，以求工程設計人員都能調用，提高效率。二、零件3D參數化設計技術 機械產品的3D設計，主要包括產品零件的3D建模與設計、虛擬裝配與干涉檢查、關鍵零部件的結構有限元分析與優化、2D工程圖的轉換和參數標注等。三維參數化設計軟件的思想，是零件尺寸的參數驅動，即在設計零件之初，只要給出零件外形輪廓，后續只需通過簡單的表達式來給變量賦值，定義幾何尺寸。SolidWorks不僅記錄了建模過程中的尺寸定義，而且將整個建模過程中的特征操作，完整地記錄下來，只需給尺寸變量賦值，就可以實現模型更新。當然，參數化設計也是要遵循一定規律的，并不是針對任何零部件都可以進行參數化設計，只有結構尺寸相對標準化、系列化，國標或廠標對其有準確描述的零件，才可以進行參數化設計。例如電梯主機部件中所使用的各種墊片、螺釘、螺母、軸承以及齒輪等部件，就完全可實現參數化設計。利用SolidWorks簡單、快速的建模功能，在最短時間里按照客戶提供的外部接口尺寸和性能要求，設計出合適的零件。三、基于特征的產品虛擬裝配設計 電梯運行的質量，取決于電梯的安裝質量，而主機機房單元的安裝，在電梯安裝中占有重要地位。
四、3D 參數化方法優勢
目前，電梯行業的產品圖紙主要還是以 2D 圖紙為主。2D 圖紙的一個特點是彼此之間不存在關聯。譬如，部件 A1 下的零件 B1 需要維護時，A1 和 B1 的圖紙需要逐一修改；參考 A1、B1、C1 進行新品設計 A2、B2、C2 時，A2、B2、C2 的圖紙也需要重新繪制；當 A1、A2 等逐漸形成部件族后，若進行共性的改進，操作也是機械而重復的。
就是將設計要求、設計原則、設計方法和設計結果用靈活可變的參數來表示，以便根據實際情況隨時加以更改。在 CAD 中，要實現參數化設計，參數化模型的建立是關鍵。參數化模型表示了零件圖形的幾何約束和工程約束。幾何約束包括結構約束和尺寸約束。結構約束是指幾何元素之間的拓撲約束關系，如平行、垂直、相切、對稱等；尺寸約束則是通過尺寸標注表示的約束，如距離尺寸、角度尺寸、半徑尺寸等。工程約束是指尺寸之間的約束關系，通過定義尺寸變量及它們之間在數值上和邏輯上的關系來表示。在參數化設計系統中，設計人員根據工程關系和幾何關系來指定設計要求。
要滿足這些設計要求，不僅需要考慮尺寸或工程參數的初值，而且要在每次改變這些設計參數時來維護這些基本關系，即將參數分為兩類：其一為各種尺寸值，稱為可變參數；其二為幾何元素間的各種連續幾何信息，稱為不變參數。參數化設計的本質是在可變參數的作用下，系統能夠自動維護所有的不變參數。
因此，參數化模型中建立的各種約束關系，正是體現了設計人員的設計意圖。參數化設計可以大大提高模型的生成和修改的速度，在產品的系列設計及相似設計方面具有很大的應用價值。而在電梯領域，無論是零件還是部件，恰恰都很容易形成高度近似的族，即彼此間的“參考”十分顯著。其特點是，同一類的零件，其特征的有無有相似性，而特征的數量、數值和位置往往是變化的；同一類的部件，其零件的數量配置和裝配關系有相似性，而零件的具體選型是變化的。這就希望零部件的模型具有易于修改的柔性，并且在部件中能夠很方便地實施零件的替換。與 2D 圖紙方法相比，使用 3D 參數化方法進行初次設計時，零部件對象的數量（部件 A1、零件 B1、零件 C1）是相同的，此外還必須實施參數化操作（據 A1、數據 B1、數據 C1），然后，以此為基礎的參考設計和圖紙維護就會便利許多。譬如，當需要參考“零件 B1”新設計“零件 B2”時，僅需人工編制一組新的“數據 B2”，即可自動實現由“零件 B1”到“零件B2”的變形；當需要對“零件 C1”和“零件 C2”進行共性修改時，僅需人工改動“零件 C1”的特征，而“零件C2”則可依據原有的“數據 C2”獲得更新。這樣，在進行 3D 參數化設計時，零部件間的“參考”關系就獲得了有效的管理和運用。
五、3D 參數化方法示例
目前常用的參數化設計 CAD 軟件中，主流的應用軟件有 Pro/Engineer、NX、CATIA 和 Solidworks 四大軟件，其中，NX 目前在傳統的制造行業比如汽車、航空航天等行業上兩軟件占據絕對的市場份額。以下將以 NX 為例，介紹一些 3D 參數化方法在電梯設計中的示例。NX 的電子表格提供了在 MS Excel 或 Xess 與NX 間的一個智能接口
事實上，表格驅動的界面及機內函數為相關的參數化設計提供了方便而有力的工具。當一個部件被載入時，在 NX 的用戶入口(Gateway)應用中，選擇“工具”“電子表格”可存取Gateway 的電子表格。該電子表格與部件一起存儲，可用于存儲有關的非幾何體數據。電子標的強大功能之一就是能夠用來定義部件的變異，根據表格里可能的系列參數數據來更新部件。這種操作可以代替部件家族功能，生成家族成員部件，并賦予他們讀寫權限，還可以單獨編譯。除能夠影響當前的工作部件之外，NX 的電子表格還能管理裝配組合體。電子表格函數允許抽取部件的屬性值，并將它賦予組件下級部件的電子表格，以產生由頂級裝配決定的變異。也就是說，合理設計后的組件，即使包含了多層次多數量的下屬零件，也
僅需要在唯一的頂級裝配中調整參數，就能自動引起整個組合體的改變。以下是一組兩塊參數化設計的轎箱門板組件。
結語：綜上所述，隨著電梯產量的快速上升，客戶需求的極度多樣化，設計部門需出具的新增圖紙、需維護的歷史圖紙的數量都在急速增長，各廠家大量寶貴的高知人力不得不羈絆消耗于此。如何升級設計手段，提高工作效率，是本行業共同面臨的一項挑戰。而尋找新型的設計軟件，探索新穎的設計方法，或能成為一條可行的途徑。在研究分析軸孔磨損的過程中，改變配合方式就能夠降低軸孔磨損和軸振動；更換軸的材質或增加轉軸的尺寸也能夠很好的降低軸裂的發生率；軸承的損壞可以通過改變軸承類型來滿足要求。
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