AutoCAD在化學工程中的應用研究

施少敏，楊 倩，王冬明

(1.湖北師范大學 化學化工學院，湖北 黃石 435002)(2.湖北師范學院 污染物分析與資源化技術湖北省重點實驗室，湖北 黃石 435002)

AutoCAD在化學工程中的應用研究

施少敏1,2，楊 倩1，王冬明1

(1.湖北師范大學 化學化工學院，湖北 黃石 435002)(2.湖北師范學院 污染物分析與資源化技術湖北省重點實驗室，湖北 黃石 435002)

從計算機輔助設計軟件在國內化工行業的發展入手，查閱大量文獻，以文獻計量學理論為指導，進行了AutoCAD在我國化工發展歷程中的應用研究。基于中國知網數據庫，分別從文獻發表時間、文獻類型、關鍵詞、文獻來源等幾方面統計分析了大量化工CAD論文，對比現有化工CAD應用趨勢，進而著重研究了AutoCAD 在化工機械設計方面的應用前景。

AutoCAD；化工；統計分析

0 前言

在信息時代的背景下，各學科領域與計算機技術的結合愈發緊密，人類社會的發展對計算機的依賴程度也越來越高，化學工程的發展也不例外。當前，計算機技術在化學工程中的應用已經深入到流程模擬、圖形繪制、化工計算等多方面。無論是通用型軟件，還是化學相關專業的專用軟件，多樣的計算機軟件使化學工程從教學到應用[1]，都更加便捷。在圖形繪制方面，電腦繪圖軟件眾多。當前全球使用最廣泛的是美國Autodesk公司開發的自動計算機輔助設計軟件——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，以中國知網收錄的1985～2017年間的相關文獻為數據來源，通過綜合運用文獻計量、詞頻分析等多種學科及理論，系統分析CNKI檢出文獻的總體結構，對文獻發表數量、發文機構、發表年限等進行統計，分別展開分析。此次檢索以“AutoCAD”為檢索詞，在全文范圍內搜索并含“化工”的文獻，結果顯示相關文獻的起止年限為1985～2017年。

1 文獻統計

1.1文獻來源

將檢索結果中的14558篇論文按來源數據庫分類，得到文獻類型分布如下：

期刊文獻5135篇(中國學術期刊網絡出版總庫4962篇、特色期刊173篇)、博士碩士論文9129篇(中國博士學位論文全文數據庫841篇、中國優秀碩士學位論文全文數據庫8288篇)、會議文獻189篇(中國重要會議論文全文數據庫161篇、國際會議論文全文數據庫28篇)和報紙文獻105篇(中國重要報紙全文數據庫)。

1.2發表年度

利用中國知網的分組瀏覽功能，將搜索結果按年份分布，并將檢索的結果整理成表1并繪制成折線圖，即圖1.

表1 化工CAD論文發表數量統計

圖1 化工CAD論文發表時間-發表數量關系圖

1.3研究層次

中國知網用戶可以通過研究層次分組查到相關的國家政策研究，工程技術應用成果，行業技術指導等，實現對整個學科領域全局的了解[3]。表3是對各研究層次發表論文數量的統計。

表2 不同研究層次對應發文數量

1.4基金

根據中國知網分組功能，統計獲得科研基金資助的相關文獻為1327篇，僅占論文總數的9.1%。

1.5關鍵詞詞頻

為了使選取的關鍵詞能反映知識管理研究熱點，且數量適中，經過適當的排序整理，以及同義詞的合并，詞表中總共收錄詞頻[4]不低于70的關鍵詞24個。

表3 主要關鍵詞詞頻

1.6主要科研機構與團隊

基于CNKI數據庫的檢索結果表明，中國從事AutoCAD在化工方面的研究的機構非常多，除大連理工大學、浙江大學外，還有重慶大學、天津大學、華中科技大學等。排名靠前的多為國內綜合性高校。

2 結果討論

2.1多樣化的文獻類型提示需要多途徑、多渠道獲取計算機輔助教學資源

從14549篇化工AutoCAD論文的文獻類型分布來看，博碩士論文以9126篇居第一，占論文總數的63%，期刊論文以5132篇位居第二，占論文總數的35%。而會議文獻、報紙文獻合計僅占2%，說明博碩士論文和期刊論文是獲取化工CAD相關資源的首選，會議文獻和網絡資源是獲取相關資料的重要補充。其中會議文獻往往是經過篩選、質量較高，代表了科學技術中的新發現、新成果、新成就以及學科發展趨勢的重要情報源。文獻的數量說明了相關學術會議不多，相比本科論文而言，博碩士學位論文的作者大多都跟隨導師參與過自身學科與專業領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知識和文獻閱讀量。因此這類論文的分布情況更能反映學科的發展動向，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前化工AutoCAD高層次研究的某種偏向。

2.2AutoCAD在化工中的應用經歷了三個階段

根據所得論文數量與論文發表時間(排除2017年)的曲線圖分析，從1985年國內發表第一篇關于AutoCAD(化工方面)的論文開始的25年間，處于我國化工CAD研究與應用快速發展階段，這一階段期間相關論文發表數量逐年增長，于2009年達到頂峰，論文產出1141篇。說明在AutoCAD與化工行業結合進行應用的早期，廣大學者積極開展計算機輔助設計的理論與實踐研究，科研成果豐碩，論文發表數量攀升迅速，極大的促進了計算機輔助設計在化學工程中的應用。緊接著的6年(2009～2013年)，每年論文產出呈現波動態勢，但幅度不大，波動范圍在1101～1249篇之間。此后以2013年為起點，論文發表數量逐年減少，該階段化工AutoCAD的研究出現滑坡，說明開展計算機輔助設計的研究可能由于創新程度不高而遭遇了發展瓶頸。也許正如某些作者所言，AutoCAD在化學工程中的發展方向在于網絡化、智能化和多媒體化，這可能也是AutoCAD應用發展的重要途徑和思路，我們將拭目以待。

上世紀90年代至21世紀初，改革開放在我國取得全球矚目的光輝成果，這一時期各行各業都有了長足的發展，這輝煌的15年時間，也是化工行業成長最快的時期。計算機技術的飛速發展，特別是計算機網絡技術的出現和應用，革新了設計手段和方式，達到一個前所未有的新階段：不再需要圖版，設計更加靈活機動，減少大量重復勞動。這樣既節省了時間，工作效率也得到顯著提高。起初無論是電腦技術還是AutoCAD軟件的使用，都只有少數專業人員才有機會使用和掌握。現在計算機技術已經被廣泛應用于AutoCAD，基本實現了設計手段的現代化。結合上述這一具備中國特色的發展歷程來看，也從側面印證了前文從論文發表時間總結而來的AutoCAD軟件在我國化工業的發展規律。

2.3對實際生產的研究比重大，理論基礎研究較少，且缺乏創新

論文研究層次統計表明，相關研究主要集中在工程技術(自科)和基礎與應用基礎研究(自科)，分別占比67.5%、17.5% ，合計占論文總數的85% 。

其中工程技術也叫生產技術，顧名思義是應用于實際工業生產的技術。人們為了改造自然，將科學知識和技術發展的研究成果應用到工業生產中，在這一過程中所使用的方法或手段即為工程技術。而手段與方法的差異，以及造成結果的不同，將工程技術衍生出各種不同的形態。而應用基礎研究包含于應用研究，屬于其中的一種理論性研究工作。應用基礎研究有明確的研究方向，在其基礎上可在短時間內獲得工業技術的突破[5]。 也就是說對化工AutoCAD的研究最主要的一方面是針對工業實際生產技術方面的研究，尤其是對設備、工藝的研究，而化工AutoCAD軟件正是研究設備與工藝必不可少的現代繪制工具。而應用基礎研究層面，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上的“改造”和“突破”。就是說當前化工AutoCAD的理論研究難有創新突破，大多研究仍追尋著前人的研究成果。

2.4基金資助強度和范圍不大，基金論文比偏低

由于AutoCAD技術對于工程技術而言，只是一種輔助工具。并且作為一款計算機軟件，經過幾十年的發展，已經達到一個較為完備的程度，在實際生產的應用中難以有創新性的突破。而作為學術科研的研究對象，化工CAD這一課題更顯單薄。僅就調差問卷的結果來看，其相關課程在化學工程與工藝專業中，也并未得到足夠的重視。從統計結果來看，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。這一現象從某種程度上表明了，“AutoCAD在化學工程中的應用”這一研究主題，在研究水平和質量方面，有待提高。

2.5科研貢獻主要來自國內綜合性高校

排名前20的研究機構多為國內985、211綜合性高等院校，是目前我國化工CAD研究的主要貢獻力量。但AutoCAD作為更具實際應用性能的工具軟件，在成產前線的科研人員應當更多的投入對該課題的研究，在理論與實踐中找到平衡。

2.6教學是研究的敲門磚，教學研究還需加強

從整個關鍵詞詞頻的分布來看，AutoCAD技術的研究重點仍在軟件本身的優化設計上，尤其是AutoCAD的二次開發。對AutoCAD教學的研究相對較少。而AutoCAD作為化工專業的一門課程，實際上對于學生畢業后從事工作是一項非常有幫助技能。盡管AutoCAD有簡單易學的優點，適合使用者自學鉆研。但在校期間若能更好的獲得指導性學習，對今后掌握該軟件，進行更深層次的應用和研究將大有裨益，對教學研究的投入將對未來該研究方向的發展起到促進作用。

3 小結

傳統CAD軟件主要應用在產品的詳細設計階段，作為一個實體造型工具，在化工產品生產中發揮了巨大作用。但通過研究，我發現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在化學工程中的應用趨勢在于該軟件的二次開發，利用二次開發工具或數據接口功能，將各類行業特殊技術研制成AutoCAD系統的各類設計程序，使設計更具針對性，從而提高生產效率，縮短化工車間的投產周期。

另外由于本文使用的文獻計量法雖然是一種定量方法,但其數據收集基于不同的數據庫，有時候甚至需要人工錄入。本文借助中國知網本身的數據分組功能，但中國知網并不是文獻計量法搜集數據的唯一渠道，借用不同的數據庫，得到的數據結果一定會不同。并且僅就中國知網這一數據庫而言，在不同時間使用相同的搜索條件，搜索結果也會有細微的差別。

因此本文僅試圖借助這一較為新穎的方法，粗略的探討國內化工AutoCAD的研究趨勢和發展，以期能為廣大學者提供新的思路，促進該研究領域的創新能力和科研效率。

[1]黃國波. 《化工制圖》與AutoCAD組合教學模式探討[J]. 廣州化工, 2011, 39(20): 146～146.

[2]張 波. 基于AutoCAD的客船撤離計算輔助工具的設計與實現[D]. 上海：上海交通大學碩士學位論文, 2014.

[3]張 黎, 王立克. 高校圖書館基于CNKI的科技查新研究[J]. 科技風, 2010, (17): 251～ 260.

[4]馬費成, 張 勤. 國內外知識熱點研究——基于詞頻的統計分析[J]. 情報學報, 2006, (4): 163～171.

[5]吳 曼. 基于科學計量的知識生產與技術開發時間關聯分析[D]. 北京：中國科學技術信息研究所碩士學位論文, 2013.

Abstract: Guided by the relevant bibliometrics theory, research on application of AutoCAD in chemical engineering is carried out through the development of computer aided design software in the domestic chemical industry. And based on the CNKI’s database, this paper performs a comprehensively bibliometric analysis on a large number of chemical CAD papers, with the perspectives of the issued time, the type of papers, the key words , the source of literature and so on. Then the trend of existing chemical CAD application is contrasted to study more on the application prospect of AutoCAD in chemical machinery design application.

Keywords: AutoCAD; chemical industry; statistical analysis

ResearchonapplicationofAutoCADinchemicalengineering

SHI Shao-min1，2，YANG Qian1，WANG Dong-ming1

(1.College of Chemistry and Chemical Engineering, Hubei Normal University, Huangshi, Hubei, 435002)(2.Hubei Key Laboratory of Pollutant Analysis & Reuse Technology, Hubei Normal University, Huangshi 435002, China)

O6-1

A

2096-3149(2017)03- 0017-05

10.3969/j.issn.2096-3149.2017.03.004

2017—03—21

湖北省教育廳科學研究計劃指導性項目(No．B2016157)

施少敏(1980— )，女，湖北孝感人，研究方向為無機配位化學.