AutoCAD在化學(xué)工程中的應(yīng)用
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摘要: 從計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件在國內(nèi)化工行業(yè)的發(fā)展入手，查閱大量文獻(xiàn)，以文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)理論為指導(dǎo)，進(jìn)行了 Auto CAD 在我國化工發(fā)展歷程中的應(yīng)用研究。基于中國知網(wǎng)數(shù)據(jù)庫，分別從文獻(xiàn)發(fā)表時(shí)間、文獻(xiàn)類型、關(guān)鍵詞、文獻(xiàn)來源等幾方面統(tǒng)計(jì)分析了大量化工 CAD論文，對比現(xiàn)有化工 CAD 應(yīng)用趨勢，進(jìn)而著重研究了autocad在我國化工發(fā)展歷程中的應(yīng)用研究?；谥袊W(wǎng)數(shù)據(jù)庫，分別從文獻(xiàn)發(fā)表時(shí)間、文獻(xiàn)類型、關(guān)鍵詞、文獻(xiàn)來源等幾方面統(tǒng)計(jì)分析了大量化工CAD論文，對比現(xiàn)有化工CAD應(yīng)用趨勢，進(jìn)而著重研究了AutoCAD在化工機(jī)械設(shè)計(jì)方面的應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞:AutoCAD;化工;統(tǒng)計(jì)分析
0前言
在信息時(shí)代的背景下，各學(xué)科領(lǐng)域與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合愈發(fā)緊密，人類社會的發(fā)展對計(jì)算機(jī)的依賴程度也越來越高，化學(xué)工程的發(fā)展也不例外。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)技術(shù)在化學(xué)工程中的應(yīng)用已經(jīng)深入到流程模擬、圖形繪制、化工計(jì)算等多方面。無論是通用型軟件，還是化學(xué)相關(guān)專業(yè)的專用軟件，多樣的計(jì)算機(jī)軟件使化學(xué)工程從教學(xué)到應(yīng)用［1］，都更加便捷。在圖形繪制方面，電腦繪圖軟件眾多。當(dāng)前全球使用最廣泛的是美國Autodesk公司開發(fā)的自動計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件———AutoCAD，市場占有率位居全球第一［2］。本文以我國對化工CAD的探索歷程為主要研究對象，以中國知網(wǎng)收錄的1985～2017年間的相關(guān)文獻(xiàn)為數(shù)據(jù)來源，通過綜合運(yùn)用文獻(xiàn)計(jì)量、詞頻分析等多種學(xué)科及理論，系統(tǒng)分析CNKI檢出文獻(xiàn)的總體結(jié)構(gòu)，對文獻(xiàn)發(fā)表數(shù)量、發(fā)文機(jī)構(gòu)、發(fā)表年限等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，分別展開分析。此次檢索以“Auto-CAD”為檢索詞，在全文范圍內(nèi)搜索并含“化工”的文獻(xiàn)，結(jié)果顯示相關(guān)文獻(xiàn)的起止年限為1985～2017年。
1文獻(xiàn)統(tǒng)計(jì)
1．1文獻(xiàn)來源
將檢索結(jié)果中的14558篇論文按來源數(shù)據(jù)庫分類，得到文獻(xiàn)類型分布如下:期刊文獻(xiàn)5135篇(中國學(xué)術(shù)期刊網(wǎng)絡(luò)出版總庫4962篇、特色期刊173篇)、博士碩士論文9129篇(中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫841篇、中國優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫8288篇)、會議文獻(xiàn)189篇(中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫161篇、國際會議論文全文數(shù)據(jù)庫28篇)和報(bào)紙文獻(xiàn)105篇(中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫)。
1．2發(fā)表年度
利用中國知網(wǎng)的分組瀏覽功能，將搜索結(jié)果按年份分布，并將檢索的結(jié)果整理成表1并繪制成折線圖.
1．3研究層次
中國知網(wǎng)用戶可以通過研究層次分組查到相關(guān)的國家政策研究，工程技術(shù)應(yīng)用成果，行業(yè)技術(shù)指導(dǎo)等，實(shí)現(xiàn)對整個學(xué)科領(lǐng)域全局的了解［3］。
1．4基金
根據(jù)中國知網(wǎng)分組功能，統(tǒng)計(jì)獲得科研基金資助的相關(guān)文獻(xiàn)為1327篇，僅占論文總數(shù)的9．1%。
1．5關(guān)鍵詞詞頻
為了使選取的關(guān)鍵詞能反映知識管理研究熱點(diǎn)，且數(shù)量適中，經(jīng)過適當(dāng)?shù)呐判蛘恚约巴x詞的合并，詞表中總共收錄詞頻［4］不低于70的關(guān)鍵詞24個。
1．6主要科研機(jī)構(gòu)與團(tuán)隊(duì)
基于CNKI數(shù)據(jù)庫的檢索結(jié)果表明，中國從事AutoCAD在化工方面的研究的機(jī)構(gòu)非常多，除大連理工大學(xué)、浙江大學(xué)外，還有重慶大學(xué)、天津大學(xué)、華中科技大學(xué)等。排名靠前的多為國內(nèi)綜合性高校。
2結(jié)果討論
2．1多樣化的文獻(xiàn)類型提示需要多途徑、多渠道獲取計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)資源
從14549篇化工AutoCAD論文的文獻(xiàn)類型分布來看，博碩士論文以9126篇居第一，占論文總數(shù)的63%，期刊論文以5132篇位居第二，占論文總數(shù)的35%。而會議文獻(xiàn)、報(bào)紙文獻(xiàn)合計(jì)僅占2%，說明博碩士論文和期刊論文是獲取化工CAD相關(guān)資源的首選，會議文獻(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)資源是獲取相關(guān)資料的重要補(bǔ)充。其中會議文獻(xiàn)往往是經(jīng)過篩選、質(zhì)量較高，代表了科學(xué)技術(shù)中的新發(fā)現(xiàn)、新成果、新成就以及學(xué)科發(fā)展趨勢的重要情報(bào)源。文獻(xiàn)的數(shù)量說明了相關(guān)學(xué)術(shù)會議不多，相比本科論文而言，博碩士學(xué)位論文的作者大多都跟隨導(dǎo)師參與過自身學(xué)科與專業(yè)領(lǐng)域中較為前沿和重要的課題，在論文寫作過程中也有更為豐富的基礎(chǔ)知識和文獻(xiàn)閱讀量。因此這類論文的分布情況更能反映學(xué)科的發(fā)展動向，在本文中，我國化工AutoCAD博碩士論文的選題方向因此能夠基本反映出當(dāng)前化工AutoCAD高層次研究的某種偏向。
2．2AutoCAD在化工中的應(yīng)用經(jīng)歷了三個階段
根據(jù)所得論文數(shù)量與時(shí)間(排除2017年)的曲線圖分析，從1985年國內(nèi)發(fā)表第一篇關(guān)于AutoCAD(化工方面)的論文開始的25年間，處于我國化工CAD研究與應(yīng)用快速發(fā)展階段，這一階段期間相關(guān)數(shù)量逐年增長，于2009年達(dá)到頂峰，論文產(chǎn)出1141篇。說明在AutoCAD與化工行業(yè)結(jié)合進(jìn)行應(yīng)用的早期，廣大學(xué)者積極開展計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的理論與實(shí)踐研究，科研成果豐碩.數(shù)量攀升迅速，極大的促進(jìn)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在化學(xué)工程中的應(yīng)用。緊接著的6年(2009～2013年)，每年論文產(chǎn)出呈現(xiàn)波動態(tài)勢，但幅度不大，波動范圍在1101～1249篇之間。此后以2013年為起點(diǎn)，數(shù)量逐年減少，該階段化工AutoCAD的研究出現(xiàn)滑坡，說明開展計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的研究可能由于創(chuàng)新程度不高而遭遇了發(fā)展瓶頸。也許正如某些作者所言，AutoCAD在化學(xué)工程中的發(fā)展方向在于網(wǎng)絡(luò)化、智能化和多媒體化，這可能也是AutoCAD應(yīng)用發(fā)展的重要途徑和思路，我們將拭目以待。上世紀(jì)90年代至21世紀(jì)初，改革開放在我國取得全球矚目的光輝成果，這一時(shí)期各行各業(yè)都有了長足的發(fā)展，這輝煌的15年時(shí)間，也是化工行業(yè)成長最快的時(shí)期。計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，革新了設(shè)計(jì)手段和方式，達(dá)到一個前所未有的新階段:不再需要圖版，設(shè)計(jì)更加靈活機(jī)動，減少大量重復(fù)勞動。這樣既節(jié)省了時(shí)間，工作效率也得到顯著提高。起初無論是電腦技術(shù)還是AutoCAD軟件的使用，都只有少數(shù)專業(yè)人員才有機(jī)會使用和掌握?，F(xiàn)在計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于AutoCAD，基本實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)手段的現(xiàn)代化。結(jié)合上述這一具備中國特色的發(fā)展歷程來看，也從側(cè)面印證了前文從時(shí)間總結(jié)而來的AutoCAD軟件在我國化工業(yè)的發(fā)展規(guī)律。
2．3對實(shí)際生產(chǎn)的研究比重大，理論基礎(chǔ)研究較少，且缺乏創(chuàng)新
論文研究層次統(tǒng)計(jì)表明，相關(guān)研究主要集中在工程技術(shù)(自科)和基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究(自科)，分別占比67．5%、17．5%，合計(jì)占論文總數(shù)的85%。其中工程技術(shù)也叫生產(chǎn)技術(shù)，顧名思義是應(yīng)用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)。人們?yōu)榱烁脑熳匀?，將科學(xué)知識和技術(shù)發(fā)展的研究成果應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中，在這一過程中所使用的方法或手段即為工程技術(shù)。而手段與方法的差異，以及造成結(jié)果的不同，將工程技術(shù)衍生出各種不同的形態(tài)。而應(yīng)用基礎(chǔ)研究包含于應(yīng)用研究，屬于其中的一種理論性研究工作。應(yīng)用基礎(chǔ)研究有明確的研究方向，在其基礎(chǔ)上可在短時(shí)間內(nèi)獲得工業(yè)技術(shù)的突破［5］。也就是說對化工AutoCAD的研究最主要的一方面是針對工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)技術(shù)方面的研究，尤其是對設(shè)備、工藝的研究，而化工AutoCAD軟件正是研究設(shè)備與工藝必不可少的現(xiàn)代繪制工具。而應(yīng)用基礎(chǔ)研究層面，從上述解釋中可以看到，這方面的研究主要是在已有研究成果基礎(chǔ)上的“改造”和“突破”。就是說當(dāng)前化工AutoCAD的理論研究難有創(chuàng)新突破，大多研究仍追尋著前人的研究成果。
2．4基金資助強(qiáng)度和范圍不大，基金論文比偏低
由于AutoCAD技術(shù)對于工程技術(shù)而言，只是一種輔助工具。并且作為一款計(jì)算機(jī)軟件，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已經(jīng)達(dá)到一個較為完備的程度，在實(shí)際生產(chǎn)的應(yīng)用中難以有創(chuàng)新性的突破。而作為學(xué)術(shù)科研的研究對象，化工CAD這一課題更顯單薄。僅就調(diào)差問卷的結(jié)果來看，其相關(guān)課程在化學(xué)工程與工藝專業(yè)中，也并未得到足夠的重視。從統(tǒng)計(jì)結(jié)果來看，也僅有9．1%的論文獲得基金資助，還有許多研究成果并未獲得基金支持。這一現(xiàn)象從某種程度上表明了，“AutoCAD在化學(xué)工程中的應(yīng)用”這一研究主題，在研究水平和質(zhì)量方面，有待提高。
2．5科研貢獻(xiàn)主要來自國內(nèi)綜合性高校
排名前20的研究機(jī)構(gòu)多為國內(nèi)985、211綜合性高等院校，是目前我國化工CAD研究的主要貢獻(xiàn)力量。但AutoCAD作為更具實(shí)際應(yīng)用性能的工具軟件，在成產(chǎn)前線的科研人員應(yīng)當(dāng)更多的投入對該課題的研究，在理論與實(shí)踐中找到平衡。
2．6教學(xué)是研究的敲門磚，教學(xué)研究還需加強(qiáng)
從整個關(guān)鍵詞詞頻的分布來看，AutoCAD技術(shù)的研究重點(diǎn)仍在軟件本身的優(yōu)化設(shè)計(jì)上，尤其是AutoCAD的二次開發(fā)。對AutoCAD教學(xué)的研究相對較少。而AutoCAD作為化工專業(yè)的一門課程，實(shí)際上對于學(xué)生畢業(yè)后從事工作是一項(xiàng)非常有幫助技能。盡管AutoCAD有簡單易學(xué)的優(yōu)點(diǎn)，適合使用者自學(xué)鉆研。但在校期間若能更好的獲得指導(dǎo)性學(xué)習(xí)，對今后掌握該軟件，進(jìn)行更深層次的應(yīng)用和研究將大有裨益，對教學(xué)研究的投入將對未來該研究方向的發(fā)展起到促進(jìn)作用。
3小結(jié)
傳統(tǒng)CAD軟件主要應(yīng)用在產(chǎn)品的詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，作為一個實(shí)體造型工具，在化工產(chǎn)品生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大作用。但通過研究，我發(fā)現(xiàn)市場的需求越來越廣泛，用戶需求越來越趨向于個性化。未來AutoCAD在化學(xué)工程中的應(yīng)用趨勢在于該軟件的二次開發(fā)，利用二次開發(fā)工具或數(shù)據(jù)接口功能，將各類行業(yè)特殊技術(shù)研制成AutoCAD系統(tǒng)的各類設(shè)計(jì)程序，使設(shè)計(jì)更具針對性，從而提高生產(chǎn)效率，縮短化工車間的投產(chǎn)周期。另外由于本文使用的文獻(xiàn)計(jì)量法雖然是一種定量方法，但其數(shù)據(jù)收集基于不同的數(shù)據(jù)庫，有時(shí)候甚至需要人工錄入。本文借助中國知網(wǎng)本身的數(shù)據(jù)分組功能，但中國知網(wǎng)并不是文獻(xiàn)計(jì)量法搜集數(shù)據(jù)的唯一渠道，借用不同的數(shù)據(jù)庫，得到的數(shù)據(jù)結(jié)果一定會不同。并且僅就中國知網(wǎng)這一數(shù)據(jù)庫而言，在不同時(shí)間使用相同的搜索條件，搜索結(jié)果也會有細(xì)微的差別。因此本文僅試圖借助這一較為新穎的方法，粗略的探討國內(nèi)化工AutoCAD的研究趨勢和發(fā)展，以期能為廣大學(xué)者提供新的思路，促進(jìn)該研究領(lǐng)域的創(chuàng)新能力和科研效率。
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作者:施少敏 楊倩 王冬明 單位:湖北師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院湖北師范學(xué)院 污染物分析與資源化技術(shù)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室