时间：2023-06-04 10:48:35
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇参数化设计，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键词：参数化设计；建筑设计；优势；劣势
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
中图分类号： TU2文献标识码：A文章编号：
1参数化设计的含义
建筑不是孤立在客观环境之外的，这些限制条件就是德勒兹所说的“力”，建筑是处理了这些“力”的关系之后的结果，建筑师同样拿来德勒兹“抽象机器”的概念，将建筑对应这台“抽象的机器”，将这些“力”从“机器”的一端输入，而“机器”的另一端就会输出相应的结果，这个过程同时也对应了建筑设计过程。建筑师的主要工作不是在纸上涂抹、画概念草图，而是将影响建筑设计的限制条件转化成这种“力”，并建立一台“抽象的机器”，而表达建筑的工作是由计算机来完成的，对计算机而言，这些“力”被称为“参数”或“参变量”，“抽象的机器”被称为“参数化模型”，参数化设计就可以表示为将参数输入参数化模型并由计算机生成建筑形体的过程。
徐卫国教授对参数化设计做过如下定义：“它把影响建筑设计的因素看作参数，然后找到一种关系，那这些影响建筑设计的参数组织到一起，借助于计算机编程和计算机的软件将其组织在一起，形成一个参数模型。参数中包括了各种各样的影响因素，有些因素是可变的，称为参变量，有一些参数是固定不变的。当改变参变量的量的时候，就能得到不同的结果，这个结果就是设计的雏形，也就形成了参数设计的结果。”
参数模型的建立需要很多的工具，这些工具很多都来源于其他学科，分形理论、涌现理论、元胞自动机理论都是组成参数化工具箱的工具，对于同一个建筑设计师选择的工具可以是不同的，建筑生成的结果会根据选取工具的不同而不同，对于不同的建筑采取相同的工具由于参数的不同也会产生不同的结果，这些都完全取决与建筑师个人的选择。
有些时候已经存在的工具并不能满足建筑师的要求，那么就要建筑师首先设计这个工具，也就是编写程序，因此，脚本语言的编写相对来说具有更大的灵活性和适应性。
2参数化设计的优势
2.1体验的改变
参数化设计带来的体验上的改变是最直接、最明显的，这种改变不仅是对建筑的使用者、来说的，对建筑师来说，在设计过程中的体验也是跟传统设计完全不同的。
对建筑师而言，传统设计的思路是建立对中心性、完形态的之高审美追求至上的，建筑师进行的所有工作都是在不断加深、加强这个追求，并使之最终得以实现，换句话说，建筑师总是在进行真正的设计之前在脑子里想象出建筑的只言片语，然后再着手设计，之后所有的工作不过是尽量实现这些只言片语的组合而已。修改设计的过程同样如此，建筑师只有在最初的几次修改时会充满激情，多次之后的修改过程会显得相当乏味。而参数化设计的过程却恰恰相反，我们在脑海里会根据设计条件首先定义好一些规则，如果这些规则不够详细而足以控制整个设计的进行时，我们就要多加上一些限制条件（或称规则）。运行参数模型（很多模型在运行之后，其结果是动态生成的（如迭代），这与传统的设计过程十分不同），如果结果不是我们想要的，那么就改变参数或是调整规则，参数的改变、规则的调整都会产生完全不同的结果，甚至有些参数模型（如涌现）每次的运行结果都不相同，就是在这些调整的过程中，建筑师才真正找到了参数化设计的乐趣。
对建筑的使用者或观察者而言，参数化设计的作品给他们带来的更多的是造型上的视觉冲击力，空间上的非凡感受。由于参数化设计的结果常常伴随着渐变、强流动感形体、互动式功能等等，这些元素都与传统的几何造型给人们带来的心理感受完全不同，因此，动感、不稳定感甚至费解都是参数化设计带来的不同体验。
另外，由于参数化设计结果本身的特点，传统建筑材料的使用受到了很大限制，新材料的应用同样从质感、颜色、光影上给使用者带来了大不相同的感受。
2.2效率的提高
效率提高是建筑设计作为实际工程而非艺术品的最大优势，主要体现在以下方面：
①精确的完成复杂形体的设计
以往的建筑设计总是基于对基本几何体的处理，而面对复杂的形体建模时，我们借助传统设计工具会显得无能为力，有时还并不准确，而在参数化设计中，通过参数模型的帮助使输入参数和输出形体之间建立精确、可控的联系就使复杂形体的设计、建模成为可能。比如深圳双年展项目，没有计算机的帮助，生成的结果必然无法准确的表达。
②快速的生成多个方案
优化设计方案，为客户提供多种备选方案是建筑设计中必要的工作，对传统的设计方式来说，这一工作会十分繁重，每个备选方案的设计都是一次设计过程的重复，其中还会消耗设计师大量的灵感，而参数化设计的关键是建立参数模型，一旦参数模型建立，建筑设计的方案阶段就进行大半了。对于同一个参数模型，输入不同的参数会输出不同的设计结果，备选方案的多少仅取决于输入参数的多少，因为对于计算机来说，生成10个结果的时间和1000个的几乎是相同的，不同的只是我们输入1000组参数可能会比10组更加耗时而已。
③方便的修改方案
传统设计中，我们总是从总图出发一步一步的进行推敲、深化、修改、再推敲、再深化、再修改，并最终使设计方案得以实现，在这个过程中，所有的再推敲、再深化、再修改的工作都是上一轮的设计过程的重复，而这些工作却有可能只是在调整容积率或是标准层面积这样的小问题。在参数化设计中建筑设计的过程都是以一个参数模型来体现的，而容积率或是标准层面积仅仅是参数模型中的变量而已，建筑师所要的做得仅仅是调整输入的参数或是在我们的程序里再加入几行或十几行脚本语言而已，至于修改的工作，那是由计算机来完成的，一切都会变快捷、高效，虽然在我们建立参数模型时候会有那么一点麻烦。
④专业之间的精确对接
建筑师关心的往往是建筑的平面功能、交通流线、立面造型，相应的我们需要的就是建筑的平面图、立面图、透视图等等；而对于结构工程师来说，他们往往关注的就是柱网的密度、跨度、梁柱的尺寸等，相对应的就是需要柱网平面、配筋图等等；而设备工程师可能就仅仅需要某些位置的剖面或节点而已。各个专业对同一个项目的关注重点各不相同，所使用的评价标准也不一样，因此，下一个专业就需要将上一个专业的图纸转化为本专业可读的图纸，能否让设计图纸在各个专业中精确的传递对一个工程的进度至关重要。以往的设计中，每次这样的专业交接都意味着专业设计师要进行新的图纸设计，工程周期中大半的时间都花费在了专业交接的工作上，而且，在这些过程中并不能保证精确无误。而在参数化设计过程中，建筑师可以通过一个参数化模型到导出几乎所有专业所需的技术图纸，甚至是节点详图。在这方面，DP（Digital Project）是发展最为完善的参数化设计软件，“在DP的参数化建模环境中，三维环境是和二维环境以及构件物理属性清单联系在一起的，只要改变三维模型的任何部分，二维的技术图纸和构件物理属性清单都会自动更新。反之你还可以通过改变和三维模型建立联系的Excel的数据来改变三维模型的形态。”建筑师可以将参数模型贯穿于整个项目的设计过程中，包括方案设计、初步设计甚至施工图设计。
3参数化设计的劣势
新型设计手段的产生总会带来这一领域很大程度上的进步，但是任何设计手段或是设计思维的总有其两面性，参数化设计也是一样，其优势不言而喻，但其劣势同样明显，社会、文化、技术、经济等因素是目前参数化设计仍为少数建筑师使用的主要原因。
3.1社会、文化因素
参数化设计思维并不遵循上千年以来人们习惯的中心性、完形态的审美规律，其理论溯源恰恰与其相反――遵循的是复杂性科学和后现代思潮中的后结构主义哲学，正因为如此，设计作品往往与大众品味相左。这点在国内的表现尤为突出，当代中国正在大力发展经济，在自然科学领域内取得了长足的进步，但在人文科学领域还很落后，人民的思想意识水平仍然比较低下，对世界上新兴哲学思想、理论几乎接触不到，更加难以接受。普遍的情况是，各个城市纷纷效仿欧洲活中式建筑风格、盲目复古，客户对建筑意识还停留在“欧式=罗马柱”、“中式=大屋顶”的建筑符号的层面。
对建筑师来说，中国建筑界其实并未经历过真正的现代主义洗礼，而现在培养起来的建筑师至多是在新现代的思潮下进行创作，对后现论的探索仅仅处于邯郸学步的状态，实践就更加凤毛麟角了。况且，参数化设计在国内的研究大都是由一些先锋派建筑师从国外引入的，国内大量的建筑师对其理论背景、思维基础都不了解，甚至难以接受。
建筑师们尚且如此，社会大众的接受程度也就可想而之。就是在这样的社会、文化条件下，参数化设计想要获得真正的社会认同还需要很长的一段时间。
3.2技术因素
参数化设计在技术上的限制主要在两个方面：
第一、在建筑设计的层面，目前所进行的参数化设计主要集中在规模较小的建筑或建筑小品上，对于一些大型的、功能相对复杂的建筑依然采取传统的设计手段，即使运用参数化设计也仅用于设计中的某些阶段，并不起指导作用。这主要是由于规模较小的建筑其限制条件也会相对简单，参数模型的建立较为可行，当面对大规模的建筑设计是，大量的、繁杂的限制条件的转化对建筑师甚至是程序员来说都会比较头疼。
第二、是指一个项目从方案阶段到实施阶段的技术，这些技术包括施工技术，材料加工技术等等。虽然目前有数控机床技术，但它只能对一些小尺度的构建进行加工，在国内，很多情况下建筑构建的加工过程是人工进行的，在精确度、效率上都达不到设计的要求。
3.3经济因素
经济因素是参数化设计的实现过程中最大的限制条件，参数化设计作品往往会比传统的建筑作品造价高出几倍甚至十几倍，很多情况下，客户即使接受了先进的设计理念、建筑造型也接受不了高额的预算（由于经营困难，开发商迪拜萨马公司取消了扎哈•哈迪德事务所设计的投资8230万英镑的迪拜歌剧院项目）。
主要原因是由于，参数化设计所需的构件并不想传统建筑那样大量重复，相反却强调渐变、流动感，因此构建种类、生产精度要求高，所有构建都需要一一加工，这不仅耗费大量的人力物力、而且需要先进加工技术的支持，所有的一切没有经济的保证是无法进行的（鸟巢最初的设计预算为40亿人民币，经过大幅瘦身之后达到了30亿，钢结构用钢量达5万吨，结构构件多为弯扭构件，安装时需要时，施工现场需要7000名工人共同完成）。
结语
参数化设计的优势显而易见，但限制因素也是多方面的，主要原因是参数化设计目前依然很不成熟，毕竟还是先锋的设计手段，也正式因为这种不成熟性、先锋性才会另越来越多的建筑师为之着迷，才会是其引领未来建筑设计的趋势。
参考文献：
[1]高岩，参数化设计--更高效的设计技术和技法[J]，世界建筑，2008.05
关键词：参数化设计 产品形态 逻辑构成 结构构成肌理构成
中图分类号：TB47
文献标识码：A
文章编号：1003-0069（2016）02-0024-02
参数化设计目前在现代设计中的应用比较广泛，在各类造型领域的探索中，建筑行业的应用已经取得了较为显著的成绩。随着技术的不断进步，参数化设计的应用面在不断扩大，逐渐由建筑领域扩展到其他领域，初步展开在产品形态设计中的应用，并出现一些相关设计作品，但对于设计方法和应用路径的研究还不完善。基于应用路径的研究一定程度上对推动设计创新具有重要的现实意义。
1 参数化设计概述
参数化设计其实就是参变量化设计，即把设计参变量化，每个参变量控制或表明设计结果的某种重要性质，改变参变量的值会改变设计结果。
参数化设计的最大特点表现在参数的即时调节和与之相对应数字模型的即时反馈。在参数化设计系统中，不变参数通过一定的逻辑规则形成设计基础，再通过可变参数的数值调节进行方案的调整和优化，最终生成设计结果。在这个过程中，各种影响因素被数据化和关联化，并通过规则和逻辑贯穿在一起。参数化的这种可变和易于调节的特点，使设计变得更加方便和灵活，设计师只需要调节规则逻辑中的参数就能迅速调整方案的呈现效果。参数化设计的运用可以在短时间内生成一系列方案，设计师或用户可以根据设计要求或审美经验进行方案选择，这在一定程度上带来更为丰富、多变的体验，促进基于互联网的个性定制的发展和完善，为设计行业带来新的活力。
2 参数化设计与产品形态设计
数理逻辑又称“符号逻辑”，是一门用数学方法研究思维的形式结构及其规律的学科。数理逻辑在形态塑造中的运用能够体现比例与尺度、对称与均衡、节奏与韵律、统一与变化等形式美法则。从古至今，一些简单而经典的数理逻辑被广泛运用到设计当中，最为人们熟知的就是黄金分割比，古代的埃及金字塔、印度泰姬陵到现代苹果公司的很多产品设计都以黄金分割比为内在逻辑，这些设计无不被人奉为经典。
当代，计算机技术的快速发展与3D打印技术的进步，使复杂数理逻辑的呈现成为可能，参数化设计便是其中之一，其作为一种新的设计方法在现代设计中的探索极为引入注目。尤其在产品形态设计领域，参数化设计使原来不可能实现的复杂结构与形式得以呈现，形态的内在数理逻辑性使产品展现出变化丰富、充满律动的形式美感，既能丰富产品的视觉呈现效果，又可以满足用户的个性化需求。参数化设计正逐渐应用于产品形态设计中，并呈现出一个新的发展潮流“。
3 参数化设计在产品形态设计中的应用路径
参数化设计在产品形态设计中的应用主要表现为逻辑构成形态、结构构成形态和肌理构成形态三个方面。
3.1 逻辑构成形态
逻辑构成形态是指以符合或接近数理逻辑关系的规则塑造的形体，着重强调形态的逻辑性。参数化的产品逻辑构成形态设计的基本流程如下：（1）确定设计目标；（2）找出对设计目标具有影响的各类因素，将这些因素转化为有效的参量，通过研究和逻辑推理，确定参数之间的基本关系；（3）运用某种规则系统（即算法）构筑参数关系，逐步实施算法生成产品的设计原型；（4）通过对算法中关键变量的调整，生成海量方案，这一环节如果达不到理想效果，则返回去进一步修改算法，进行新一轮的实施和迭代，从而得到另一类可能性，在算法的反复实施和迭代中生成理想的设计结果；（5）设计师或用户在生成的一系列方案中进行方案挑选。整个流程可以概括为：设计目标――参量设定――算法构建――参数调整――评价――确定。
例如由美国设计师Matthias Pliessnig为私人客户所设计的阿玛达长凳（图1），是参数化的产品逻辑构成形态设计的一个典型案例。其设计目标是一个贯穿空间的宽大流动的长凳，设计师首先运用曲线干扰、细分等规则营造一个高低起伏、凹凸有致的流动效果，构造出长凳的设计原型；其次通过对整体尺寸、细分次数等参数数值的调节，生成一系列的形态结果。最后根据自己的经验、审美或脑海中的预想等进行方案评估和挑选，得到令人满意的视觉形态。
3.2 结构构成形态
对于参数化的产品结构构成形态设计，一方面可以通过相关参数化软件对现有产品进行拓扑优化，以达到某种经济或生态效益；另一方面也可以运用参数化设计方法研究及模拟自然界和传统人工物中的结构，赋予产品以新的结构形式。
3.2.1 拓扑优化
拓扑优化算法主要用于结构优化。基于设计目标的拓扑优化可以将材料均质的模型优化为材料在空间中的最佳分布模型，也可以从力学角度出发对原有产品模型进行拓扑变形，通过这两种方式的反复迭代优化，最终产生一种新的结构形态。可以总结为：设计目标――力学分析――变形优化――评价――确定。
例如德国设计师Marco Hemmerling和Ulrich Nether设计的这款衍生椅（图2），即是参数化的产品结构拓扑优化的典型案例。其设计目标是在原材料减少的同时保证座椅的稳定性及舒适度。设计师在设计构建时主要采用有限元建模软件，对座椅的结构性能、材料特性、人机工程学数据以及生产加工工艺等参数进行综合分析，并通过反复迭代，生成一个最优化的方案模型，最终呈现的是经过计算机逻辑运算之后的结构，亦是座椅的最终形态。衍生椅设计通过参数化软件的运用，在功能优化的基础上，实现了产品的形态创新和制造的经济性。
3.2.2 结构模拟
大自然中的诸多结构不仅具有科学的力学法则，并且拥有和谐的美感，前人通过学习、模仿和研究自然界中的生物结构，创造了很多优秀的人工结构，流传至今。参数化的产品结构构成形态设计的另一种方式就是研究自然界和传统人工物中的结构，将影响产品及结构构件的要素转化为多个参数，设定模拟算法，并进行优化与创新，在反复迭代中生成最终的结构形态。即：设计目标――研究现有结构――模拟优化――评价―确定。
例如荷兰Studio Drift工作室设计的可以动态变化的吊灯――TheShylights（羞羞灯）（图3），便是通过对自然界中优秀结构的模拟，所实现的产品创新。绽放是花最美的瞬间，然而到了夜间，美丽的花朵便害羞般的闭合起来，The Shylights（羞羞灯）正是模拟花瓣盛开和闭合这两个动作，即垂下绽放时灯具打开，向上收缩时灯具关闭。其设计的关键是利用参数化软件模拟花的开合，为灯具制作了可伸缩并极其精密的机械骨架，以此生动地呈现花朵绽放时所展现出的自然生命力。
3.3 肌理构成形态
肌理是物体表面组织结构的表现形式，是产品形态的重要组成部分。参数化的产品肌理构成形态设计的基本流程如下：（1）确定设计目标；（2）找出影响特定产品肌理设计的各种因素，将其转化为参（变）量，并基于对这些参（变）量的分析确定具体的设计元素；（3）设定该元素自身的变化及组合逻辑（算法），通过算法的逐步实施构造出设计原型；（4）确定变量，调节变量数值，推敲方案；（5）通过对参数的综合调节进一步优化方案，并在比较的基础上挑选最终效果。该流程可以概括为：设计目标――确定设计元素――基于元素的变化及组合逻辑（算法）构建――变量数值调节――评价――确定。
例如由马萨诸塞州的Nervous System实验室设计的Hyphae Lamps（图4），是参数化的产品肌理构成形态设计的一个典型案例。HyphaeLamps是系列化的有机台灯设计，以自然界中的生物生长规律为元素，设定生长算法，从最初的种子和一个基面，通过节点的不断分支与合并，生长为一个有机的镂空网络。同时，算法可以随着参数数值的调整而发生改变，每个灯都是基于这些类似算法而单独种植的，因此，这一系列有机台灯中的每一个都是独一无二的，其自然化的肌理可以通过LED灯向墙上或天花板上投射独特的图案，创造一种空灵和有机的氛围。
4 结论
关键词：古建筑；参数化设计
一、建筑参数化设计的概念
一种建筑设计的方法就是参数化设计。将建筑设计的全要素都变成某个函数的变量，通过对函数的改变，或者说对算法的改变，人们能够对不同的建筑设计方案进行获得，简单理解为一种可以通过计算机技术自动生成设计方案的方法就是这个方法的核心思想。
二、参数化设计的初始化设置
1、基本绘图参数
不管是对机械加工图、建筑施工图进行绘制，还是对服装剪裁图进行绘制，比例、线形、图纸幅面、文字样式等内容都会存在于图中，我们一般就会统称这些内容是绘图环境。古人在建筑设计中，图画图样就已经开始进行运用了，这种方式是在春秋和战国时期进行采取的；而使用百分之一比例尺的图样和木制模型，这种方式是在隋唐的时候开始使用的。在《营造法式》中，“殿阁地盘分槽图”就是平面图的名称（如图1）。图中有很清晰的柱网，对于柱子立的位置要有明确的位置，也就是建筑平面的布置，“地盘”就是这里指建筑所占有的面积。
图1
2、台基放线定位
对古建筑台基的放线方法进行研究，就可以对古建筑平面的朝向和总体布置进行确定，也就只能是在把计算机参数化方法进行引入的时候，才可以将基础的坐标参照系建立起来。长方形、六边形、八边形、五边形、圆形以及复合形都是包含在古建筑的平面形式中，下面就介绍其中几种放线方法：
2.1长方形台基
古建筑中最常用的平面形式就是长方形台基，也是较为重要方法。它的放线步骤如下：
2.1.1把台基所有尺寸包括灰土压槽的总尺寸作为依据，对建筑平面的大致位置进行确定，并且将放线用的“海将子”或者下“龙门桩”、钉上“龙门板”，在适当的位置进行砌筑。其中，应该保持龙门板的上皮水平，并且保持一个高度与台基的平水；
2.1.2把建筑群的“中”作为依据，对这个建筑的“中”进行确定，然后，再对通面阔和通进深的“中”以及各间的面阔、进深“中”进行确定，并且在龙门板上用小钉钉上这些“中”，用笔标识清楚；
2.1.3根据面阔、进深“中”，将里包金、外包金、出山、下出以及灰土压槽的位置找出来，并且把它钉在龙门板上；
2.1.4把所需要的点用坠子引至灰土表面，随着基础的砌筑，把需要的点逐渐引至基础墙体上，并且随之将标记画出。把这些标记马磉、包砌台明和安装柱顶石作为依据。
2.2六边形台基
2.2.1对中心点进行确定；
2.2.2将十字线弹出；
2.2.3以十字线为中心将两个矩形弹出，矩形的短边和面阔相同；
2.2.4将两个矩形连接成八边形。
三、古建筑台基部分的参数化设计
1、台基的建造方法
从建筑结构的角度进行分析，基础就是在屋身以下的建筑部分，建筑物的地下结构部分就是基础，它对于建筑物的压力进行承担并且传递，是对周围稳固的重要部分的保证，它又分为以下三个部分：
1.1地基。建筑物基础以下的土层就是地基，它对于全部建筑物的重量进行承担，可以分为人工地基和自然地基；
1.2基础。木柱以下的部分就是古建筑的基础，它的构成由柱础、磉墩以及磉墩下面的人工地基；
1.3台基。建筑物的基座就是台基，也就是建造在地面以上的方座部分。室内地平就是台基的上平，“台帮”就是四周边，在台内包砌柱础、磉墩、拦土墙，将台基构成。
2、轴线网的参数化
在古建筑的建造过程中，在严格的模数制度上，建立一切建筑尺寸，要对古建筑的平面设计进行完成，首先必须对古建筑平面轴线的组成关系进行掌握，但是这些平面尺寸又都在其台基的设计之中进行反映，所以，对台基的参数化设计进行完成是整个建筑参数化设计过程中相当重要的一步。
四、古建筑屋身部分的参数化设计
古建筑的垂直受力构件就是柱子，用于支撑梁架。在所有落地的柱子上，屋顶梁架上的重要全部分散传递，再由柱子向柱顶石上进行传递，最后传递到基础上，还有一类不落地的短柱，安装在梁与梁之间，也是传递力的构件。这些柱子的名称是以柱子的位置确定的。
1、柱子的名称和尺度
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为的两个形式。檐柱所处于的位置就是确定每个檐柱名称的依据；
1.2角柱。方形在大多数的古建筑平面中都会运用到，至于“角柱”，就是处于四角位置的柱子；
1.3金柱。它的位置在檐柱以内，平行于檐柱，梁架是其上面所要承受的，但是建筑中线上的一列柱子也不处于，这就是“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，若是建筑的进深比较大，则有金柱和里围金柱之分。
2、柱式的参数化生成
在中国古建筑中，我们最容易发现的就是其柱子的三大组成部分会与古希腊和古罗马的柱式定义及其相似，因此，我们就对古代欧洲对柱子构件整体的称呼进行借用，尽管，会比较明确古今柱式的名称位置和尺寸的规定，但是，针对于计算机来讲，想要进行处理困难那是相当大的，所以，我们一定要简化对它进行处理，以便可以把计算机处理的难度和错误发生的几率降低到最小。我们通过认真的分析，认为从构成成分上看古建筑柱子是尤为简便的，柱础、柱身和斗拱是组成每一根柱子的三个部分，但是构建它的直径位置和长短尺寸，都要把古时的构造规律作为依据来进行。
参考文献：
【1】陈越.中国古建筑参数化设计[D].重庆大学硕士论文2002，（05）.
【2】张雯燕.现象学视角下，当代建筑设计策略的再思考[D].深圳大学硕士论文2011，（05）.
1 参数化设计研究
掘进机截割头截齿参数参数化设计分三个步骤，首先，根据截齿切割原理及不同截割头外形确定每个截齿的空间姿态，即计算出截齿轴向距离、切割半径、圆周角、倒角及转角五个参数，然后根据这些参数通过自编程序软件利用三维实体软件进行自动虚拟装配，为截割头实体仿真提供建模模型，最后通过自编程序软件生成二维平面图纸，供车间加工生产使用。
纵轴式掘进机截割头截齿数据参数化设计。
根据截割头外形尺寸和截齿外形尺寸，通过编程，设计截割头截齿参数计算程序（程序界面见图1），该程序能够根据输入的相关外形尺寸自动计算截齿的空间参数，同时计算截齿齿尖包络线，并且自动计算内喷雾水孔位置坐标。生成的相关参数自动保存，供截齿自动化虚拟装配使用。
纵轴式掘进机截割头截齿自动化虚拟装配。
由于截齿虚拟装配过程复杂，所以开发了截齿安装程序（程序界面见图2），截齿虚拟装配为了进一步检验截齿参数的合理性，同时为截割头实体仿真提供建模模型，通过虚拟装配，设计人员可以直观了解每个截齿的空间姿态，自动化虚拟装配完全省去设计人员手工定位截齿的过程，降低工作强度。
纵轴式掘进机截割头图纸自动化生成。
截割头截齿自动化虚拟装配后，就可以利用截割头参数设计软件自动生成二维图纸如图3所示，供车间加工生产使用。至此，纵轴式掘进机截割头参数化设计全部完成。
2 结语
通过对纵轴式掘进机截割头参数化设计研究，开发了这套设计软件，该软件还能够自动确定内喷雾水孔位置参数和导煤叶片的参数，使截割头设计工作效率得到了很大提升，缩短产品设计开发周期。
参考文献
关键词：CATIA 板金 有序 参数化
中图分类号：U46 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（c）-0083-02
车身板金件，从设计到投产，有多种方案且不断优化，这些方案需要在不同时期不断切换、更改或融合，对于一个工程师来说，能够及时准确的完成数据，就是效率、就是产品的生命！
1 设计思路
板金的设计就是做好零件表面。零件表面都是由基本平面和（或）曲面构成：点动成线，线动成面，面连成体。即零件表面设计时，要控制好点、线、面，按一定的规则保留相互之间的参数关系。
2 建模规则
2.1 草绘
草绘在border的基本平面上，特殊情况下可新建平面再草绘，草绘要求完全约束且只能用border的元素作为约束条件。
2.2 倒角
若无变半径等特殊倒角要求最好采用面-面倒角命令，倒角命名规则可以按照其逻辑关系也可按照其功能命名，方便后续修改查找。
2.3 修边
在Final Part中创建Cutting Line特征。修边面是一相切连续的曲面，且曲面可由参数驱动。
2.4 切孔
在Final Part中创建Hole Feature特征。创建全约束的草图，拉伸出孔特征。
2.5 其它
有序参数化建模是一个有序建模过程，在建模过程中要打开Keep Mode功能。
3 常用模版
模版主要是为了让大家养成一定的习惯，常用特征放在固定的位置，方便不同工程师修改数据。常用模版结构树见图1。
（1）Part Number由各主机厂根据国标或实际情况定义，一般由数字或字母组成。（2）Part Body存放板金加厚特征。（3）Control由Border和Sketches两部分组成。Border由一个坐标点和九个平面组成，控制绘图区域；Sketches由（零件坐标下）X、Y、Z三个基本平面上预设的草绘约束（如：X草绘由Border中与X平面垂直的6个平面相交形成的一个“田”字形线框）。（4）External Reference存放外部参考曲面，仅用于过程数据。外部参考曲面不能与其他几何图集中几何元素存在参数关系。（5）Input Data存放与设计有关的周边零件，命名需要带零件号、零件名、日期；（如图1）。（6）Main Sections存放结构主要特征断面，指导概念设计，不能与其它几何图形集中元素有参数关系。（7）Part Definitions由Wireframe、Basic Surface和Main Body Final Operations组成。Wireframe存放构成零件的相关点、线的几何图集、Basic Surface存放零件主体曲面、Main Body Final Operations存放构成零件的局部特征，其中包括翻边，焊接曲面，功能凸台以及加强筋等。（8）Final Part由Edge Fillet、Hole Feature、Cutting Line、Finished Model和Tooling Info组成。Edge Fillet存放Part Definitions中各曲面之间的连接倒角特征；Hole Feature存放零件需要开孔的特征；Cutting Line存放切边用特征；Finished Model存放上述三种特征综合的过程及最终零件曲面；Tooling Info用线条指示零件曲面加厚方向。（9）EXPORT存放零件带参数的抽取面，作为其它零件设计输入（如焊接边、对称件等）并自动映射更新。
4 应用案例
拿前围板（见图2）的全参建模流程为例进行说明。双击Keep Mode命令，保持常开。首先需要分析前围板构成的基本曲面，其中有前端、下端和左右轮罩四个主体面，另外就是焊接边、安装特征面，最后再开孔、切边、加厚。
4.1 调入约束
根据轮胎包络、三踏板、空调和动力总成等约束确定前围板在整车中的位置，设定Border中的参考元素。需要TOP、DOWN、REAR、FRONT、INNER、OUTER六个平面形成一个立方体，绘制前围板的特征不能超出立方体的范围。
4.2 绘制主体面
（1）应用Sketches、Extrude、Sweep、Fillet，得到Front side main surface和Down main surface主体面。
（2）应用Extract、Parallel、Split等，得到左右轮罩面。
（3）绘制好的四个主体面，并行存放于Basic surface。
4.3 绘制功能面
4.3.1 焊接边
应用Sketches、Offset、Intersect等，得到焊接边。
4.3.2 安装特征和辅助特征
前围板上需要安装的零件已经存放在Input data，每个安装零件需要一个独立的特征面。为了增加零件刚度，需要增加一定的辅助特征，如加强筋、过渡面。
4.4 完善特征
针对4.2节和4.3节中所完成的曲面，利用Fillet、Trim、Edge Fillet，得到RAW曲面并存放于Edge Fillet文件夹中。
4.5 开孔修边
应用草绘完成此特征。
4.6 零件曲面
在RAW的基础上，开孔、切边后即得零件曲面Final part。经过加厚Final part，即完成零件设计工作。
5 结语
按此方法设计的零件，任何一个曲面特征、孔特征在Edge Fillet之前都是相互独立且可编辑，很大程度地提高了后期零件更改效率。另外需要考虑以下几点。
5.1 零件特征要拆分明确，思路清晰
5.2 每一个特征完成后，都以Inverse命令结束
目的是防止其修改后，面的方向发生变化，影响后面特征更新，另外可随时更换其父项。
5.3 尽量少的使用命令种类
常用的有Sketches（草绘）、Extrude（拉伸）、Sweep（扫描）、Fillet（倒角）、Split（修剪）、，其中Edge Fillet（变倒角），在更新特征后容易出现错误，尽量避免使用。
参考文献
[1]游立明.CATIA V5曲面设计从入门到精通[M].电子工业出版社，2006（7）.
为了有效地缩短设计周期，避免人为大量计算、校对过程中出现错漏，提高设计准确性及合同应对能力、降低设计不良，因此对公交型扶梯进行参数化设计势在必行。
关键词：公共交通型扶梯、准确率、效率、参数化设计
1.背景与目的
公交型扶梯主要使用于地铁、BRT、火车站、轻轨等公共交通场所。随着市场的不断扩大，公交型扶梯使用数量不断提高，业务也不断地提升。
当前，公交型扶梯合同设计中，都会对扶梯的各变化部件进行一次新的计算、校对、审核等参数确定过程。流程过多地依赖手工计算，重复性操作较多，这样，不但设计周期长，而且参数计算过程中出错率也比较高，设计人员工作负担过大。
而且，目前公交型扶梯变化部件一码多物的问题，是由设计人员在合同基础设计书内采用ATO（assemble to order）指引来解决，才能达到下游部门完成生产定制的需要。
EPD（elevator parametric design）参数化设计系统是专门针对电梯行业开发的产品设计系统。可自动生成整个电梯的三维模型、二维工程图纸、钣金展开图、整梯及各部件的物料清单，完成材料、图号、成本核算等生产所需相关信息的汇总。能快速提高产品及零部件的系列化及标准化程度，降低非标设计比例，提高设计准确率、设计效率，可在最短时间内为后续生产、采购、仓储提供准确数据。EPD参数化设计系统已在直梯和商用扶梯中投入使用。
公交型扶梯设计中前述的问题要得到解决和改善，需通过对公交型扶梯的EPD参数化设计系统开发，才能达到缩减设计周期，避免繁琐的计算出现错漏，在采用EPD参数化设计系统对公交型扶梯开展设计工作后，通过系统功能驱动三维模型变化，达到不同变化部件一物一码的目的。实现公交型扶梯合同自动生成基础设计书。
2.分析公共交通型扶梯变化规律
公共交通型（公交型）扶梯的设计高度必须按土建实际尺寸开展，同时需要精确到1mm，采用参数化设计是开展此类提升高度要求的有效设计方案。
EPD参数化设计系统具有良好的人机界面，其参数化设计思想与公交型扶梯参数化设计相契合，并能与PLM系统中庞大的数据库相关联，在PLM中原有的部件均可直接引用。公交型扶梯EPD参数化设计系统开发前，按系统要求，需确定公交型扶梯的变化部参数的变化规律，并将这些规律用合理简化的主要基本参数计算。
目前公共交通型扶梯产品的合同设计是在PLM系统上完成，鉴于提升高度精确化的特殊性，变化的零部件一码对应多物，不利于下游部门直接生成MBOM。在基础设计书中，需对出现参数变化的各个零部件进行具体数值化指引，借助制作指引栏、备注栏辅助完成变化零部件的具体值。公交型扶梯合同基础设计书需作备注指引的主要有桁架、中间导轨、栏杆三大部分。
经过对桁架、导轨、栏杆等各变化部的数据分析，我们可以了解公交型扶梯的变化规律。通过一个具体的提升高度H，将需要作ATO指引的变化部参数关联在一起，从而实现参数化设计。把计算公式应用到EPD系统中，作为系统的脚本参数及赋值逻辑。
3.公交型扶梯参数化设计系统应用
经过对公交型扶梯三大部分中间变化部参数变化规律及参数数据分析，完成了公交型扶梯采用EPD参数化设计系统进行参数化设计的数据前处理。在公交型扶梯进行产品数据结构化的前提下，EPD系统内进行公交型扶梯脚本逻辑编制，完善参数化模型设计，实现在EPD系统自动生成工号基础设计书。
公交型扶梯在PLM系统可将其零部件进行数据结构分类，其数据结构由桁架、导轨、桁架小部件及安全装置、主传动系统、扶手带驱动系统、楼层板、栏杆、电气系统组成。在EPD设计系统中将数据结构进一步细化和分层。
公交型扶梯的结构层就像“金”字塔结构一样，每层间传递着参数的相关信息。此数据结构层为EPD系统中公交型扶梯大架构。在此大架构下，将各部件细分形成产品数据结构，再将细分后的各部件编码化，使其在EPD系统最后生成的基础设计书内的各部件按产品数据结构架构有序排列。
通过对公交型扶梯内容的信息数据输入，数据信息测试完成后，可在EPD系统生成基础设计书，但此生成的基础设计书，还不能生成生产所必需的ATO指引，还必须对相关的变化参数部件，即需作ATO指引的部件进行变量赋值。根据公共交通型扶梯变化规律，编制变化部装配脚本逻辑。
完成公交型扶梯产品数据结构、基本信息录入、脚本逻辑编制后，运行EPD系统，可在EPD系统中自动生成公交型扶梯基础设计书，并以EXCEL的格式显示。
4.扩展
在EPD系统中，完整的脚本逻辑应包含编制变化部装配脚本逻辑和驱动3D模型脚本逻辑。前者能够自动生成公交型扶梯的基础设计书，后者可以驱动各个变化零件参数变化。
在编写模型脚本逻辑前，需要对各个零部件进行三维模型创建。参照原有的公交型扶梯参数化设计思想，借助Solidworks三维辅助设计工具进行模型的建模，模型经EPD系统脚本控制驱动后，可实现各个变化部子件的参数化设计，得到各个子件的基本信息，实现一物一码的目标。
完成模型脚本逻辑后，能实现不同高度3D模型，能直观地了解各部件之间的装配，减少因二维制图设计带来的干涉、错误。另外，还能运用ansys对模型进行有限元分析，对扶梯的受力、强度等进行检验和校对。另一方面，也可以通过脚本逻辑输出二维图纸而非三维模型。这样，既可以减少设计人员图纸输出强度，也减少3D模型设计的时间和难度。并且，不但符合企业发展的业务要求，也可以减少维护人员的负担。
参考文献：
[1]《电梯设计系统培训手册》 沈阳中新科技开发有限公司。
[2] 陈超祥 叶修梓主编 《SolidWorks零件与装配体教程》 机械工业出版社；
[3] 濮良贵 纪名刚主编 《机械设计》 高等教育出版社；
【关键词】Pro/E二次开发 参数化设计 Pro/Toolkit VC++2008
1 引言
1998年，美国参数技术公司（PTC）推出Pro/E这款集CAD/CAM/CAE一体化的三维软件——Pro/E，有单一数据库、参数化、基于特征、全相关的特点，广泛用于机械、电子、模具、汽车、航天、家电等各个行业。但要满足更高层次的要求，必须借助高级开发工具包Pro/Toolkit。基于Pro/E的应用程序模块，通过C程序代码扩充Pro/E的功能，从而满足用户或第三方的特定要求，还可利用Pro/Toolkit提供的UI对话框、菜单以及VC的可视化界面技术，设计方便实用的人机交互界面，大大提高系统的使用效率。
2 Pro/E参数化设计基本原理
Pro/E是最先实现参数化设计的鼻祖。基本原理是采用三维实体模型与Pro/Toolkit应用程序控制二者相互结合的方式，利用交互式产生三维实体模型，建立一组可完全控制三维模型形状和大小的设计参数。Pro/Toolkit应用程序针对设计参数进行编程，可实现设计参数的检索、修改，还可根据新参数值生成新的三维实体模型。
3 三维实体模型的创建
Pro/E参数化设计的实现，必须正确建立三维实体模型。手机前壳包括电池槽、电源插孔、耳机插孔、卡槽、摄像孔、按键、显示屏口等。手机后盖包括摄像头孔、卡头、散热孔、天线口等。创建步骤如下：
（1）启动Pro/E Wildfire 5.0软件，选择“文件>新建”命令，系统打开“新建”对话框。单击“零件”单选按钮，在“子类型”区域中选择“实体”。勾去“使用缺省模板”后，选择mns_part_solid模板，系统进入零件环境。
（2）在绘图区，选择FRONT为参照平面，单击“草绘”按钮，进入草绘环境。绘制手机前壳、后盖的草图，单击右工具栏的打钩按钮，退出草绘环境，进入拉伸环境。
（3）在操控板中选择拉伸深度类型，修改合适的深度值，单击打钩按钮，成功完成手机前壳、后盖的拉伸操作。
（4）在手机前壳或后盖的平面上，进入新的草绘环境，绘制新草图。设置合适的深度值，创建去除材料特征。通过创建拉伸、旋转、抽壳等一系列基础特征，初步创建手机前壳、后盖三维实体模型。
（5）使用右工具栏的工具对手机前壳、后盖进行倒圆角、倒角等一系列操作，对手机前壳、后盖进一步修饰美化，还可对手机前壳、后盖进行着色、渲染等一系列后期处理，最终获得所需创建效果的零件。
4 用VC++2008创建Pro/Toolkit应用程序
有两种方式可以创建Pro/Toolkit应用程序：一种利用Make文件创建；一种利用VC++2008向导创建。Make文件创建程序必须进行手工修改，程序的设计和调试不便，且无法使用MFC类库，不能充分利用VC的资源，特别是在人机交互界面设计时不能直接进行对话框的可视化设计。因此，本文采用VC++2008向导（应用程序设计向导AppWizard和类向导ClassWizard）设计、创建和调试程序，不仅有系统要求的初始化部分和终止部分，还有完成应用程序预定功能的一个或多个CPP源程序。
采用工程（project）管理所有C++源程序、头文件、库文件及各种资源，程序的设计、编译和调试会非常方便。先利用VC++2008应用程序设计向导方便快捷地创建Pro/Toolkit应用程序的基本框架，再在程序的基本框架上，添加必要的函数代码，增加新的CPP源文件以及新的资源，构成一个完整的程序。创建步骤如下：
4.1 设置VC++2008开发环境
（1）设置包含文件路径
在VC++2008集成开发环境中，选择“工具>选项”命令，系统弹出“项目和解决方案”对话框，选择“VC++目录”选项卡，在“显示以下内容的目录：”下拉列表框中选择“包含文件”，新建一个文件夹，加入“……＼protoolkit＼includes”一项，设置Pro/Toolkit头文件所在文件夹，重建一个文件夹，加入“……＼prodevelop＼includes”一项。
（2）设置库文件路径
在“显示以下内容的目录：”下拉列表框中选择“库文件”，新建一个文件夹，加入“……＼protoolkit＼i486_nt＼obj”一项，设置Pro/Toolkit库文件所在文件夹，重建一个文件夹，加入“……＼prodevelop＼i486_nt＼obj”一项。
4.2 新建项目解决方案
在“新建”对话框中，选择“MFC AppWizard（dll）”工程，输入工程的名称和路径。在“MFC AppWizard”对话框中，选择“使用共享MFC DLL的规则”单选框。
4.3 设置项目属性
关键词：UG 齿轮轴 有限元分析
中图分类号：TD402 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）07-0156-03
1 引言
UG是集CAD/CAM/CAE 于一体的软件系统，提供强大的实体建模功能，提供了高效能的曲面建构能力，完成复杂的实体造型设计。UG软件中的参数化设计中的图元都是以构件的形式出现，参数化修改引擎提供的参数更改技术使用户对设计或文档部分作的任何改动都可以自动的在其它相关联的部分反映出来。任一视图下所发生的变更都能参数化的、双向的传播到所有视图，以保证所有图纸的一致性。从而提高了工作效率和工作质量。
有限元分析也称为有限单元法或有限元素法，基本思想是将物体（即连续求解域）离散成有限个且按一定方式相互连接在一起的单元组合，来模拟和逼近原来的物体，从而将一个连续的无限自由度问题简化为离散的有限自由度问题求解的数值分析法。
本文主要利用大型三维建模分析软件UG对齿轮轴进行了三维建模，并在此基础上应用一种新型方法对轮齿进行了更加准确的加载和有限元分析。[1][3]
2 齿轮轴参数化建模
UG完成复杂的实体造型设计包括建模模块、装配模块和制图模块等，可以方便的建立各种复杂结构的三维参数化实体装配模型和部件详细模型，并自动生成用于加工的平面工程图纸。以齿轮轴为例设计参数参照其进行分析。[1][3][4][6]
2.1 齿轮轴实体造型
（1）建立齿轮实体。进入草图模式，建立齿坯实体。如（图1）所示
（2）计算渐开线长度理论公式；齿轮轮廓渐开线的长度是基圆与齿顶圆所截得渐开线的长。根据渐开线的形成原理，为了便于计算转化，建立渐开线的直角坐标方程为：
其中，L为渐开线长度，为积分起始角，为积分终角；
（3）利用参数化建模功能，建立齿轮模型。在表达式对话框中依次输入各项参数名称及其值。如（图2）所示。 主要输入表达式如下：
生成渐开线，如（图3）所示。
创建基圆、分度圆、齿根圆、齿顶圆，并生成齿槽轮廓。如（图4）为镜像后的渐开线。
创建齿轮的基本实体及轮齿的三维实体模型，如（图5）所示。创建完成后，该齿轮模型就形成了参数化驱动模型。只要给出不同的模数、压力角， 就可以自动生成三维齿轮实体模型。
轴的参数设计跟齿轮一样，如（图6）所示。
生成轴的实体图，如（图7）所示。
2.2 齿轮轴有限元分析
将建立的模型导入ANSYS WORKBENCH，如果在安装ANSYS的时候选择了与UG内接，就可以在UG中直接打开，如（图8）所示。
（1）轴的工作能力理论分析；对于只传递扭转的圆截面轴，强度条件为：
（2）施加载荷；在用ANSYS WORKBENCH中进行分析时，加载方案的确定是很关键的一部分。针对齿轮，加载方式可选择线载荷对线段加载和面载荷（压强）对面进行加载。由于齿轮在啮合过程中其接触区域实际上是一个小面，且在ANSYS WORKBENCH中线载荷对齿面的作用方向亦很难精确定位，所以本文选用面载荷对面进行加载。选择面载荷加载方式的关键是确定加载位置和接触区域面积。在此确定加载位置所采用的方法是：首先计算出齿轮齿廓渐开线的总曲线长度L，然后设定加载位置距离渐开线起始位置的曲长度Lx，通过Lx和L比例值来确定。齿轮啮合过程中接触区域可看作一个长度为宽b，宽度为轮齿接触宽度t 的微小矩形，所以其面积可求。
（3）几何模型的有限元网格划分；有限元网格划分是将几何模型转化为由节点和单元构成的有限元模型。为了保证计算的精度，轮齿与齿根圆过渡部分的网格需要进行细化处理。得到有限元模型如（图9）所示。
2.3 求解及后处理
利用ANSYS WORKBENCH丰富的数图表后处理功能，得到它的应力云图（如图10所示）、变形云图（如图11所示）。
从图中可以看出齿轮跟轴所受最大应力为5371.3MP，而齿轮和轴现在的所受的应力为3580.9（黄色区域），所以齿轮跟轴不会过载折断。[1][2][5]
3 结语
通过本文从参数化建模到有限元分析的探讨，参数化建模的功能非常方便，利用参数可以精确控制模型的轮廓。而且任何参数发生变化时，只需要在“表达式”对话框中进行修改即可，不必再重新进行公式的编辑等繁杂操作。
在ANSYS WORKBENCH分析过程中，利用渐开线长度和某时刻接触宽度的比值确定了加载的具置。利用ANSYS WORKBENCH中以线划分面的功能实现了载荷的准确定位，使得分析结果与实际工作状况更加贴近。
参考文献
[1]张悦刊，钟佩思，杨俊茹.对直齿圆柱齿轮Pro/E 参数化设计及ANSYS 有限元分析[J].煤矿机械，2006（4）：627-629.
[2]段进，倪栋，王国业.ANSYS 10.0 结构分析从入门到精通.北京：兵器工业出版社.2006.
[3]范小刚，徐辅仁，隋鹏，全世欣.基于齿数的渐开线直齿轮参数化建模[J].航空精密制造技术，2005（1）：60-62.
[4]肖爱民，潘海彬.三维机械设计实例教程[M].北京：化学工业出版社，2007.
汉字的参数化设计方法，有可能为现代技术与文化语境下的信息传播，打上个人的印记。
关键词：汉字 笔画 结构 参数 设计
中图分类号：TB47
文献标识码：A
文章编号：1003-0069（2016）01-0115-03
1 引言
21世纪，移动互联网进入人们的生活，人们的阅读方式发生了根本性的变化，电子阅读成为人们阅读的主要方式，信息交流方式发生了根本性变革。技术革命在带来信息迅捷传达及便利的同时，也或多或少抹杀了，人的个性特征，使情感交流“快餐化”；在文字的载体从有形逐步走向无形的进程中，如何去保留文字之个性的、情感的、审美的价值，是值得深思的问题。
在文化传播日益繁荣的大环境下，文字作为文化传播与交流的基本载体，其作用日益凸显；而从文化传承与发展的视角看，相关于文字的设计与研究同样不可或缺。
2 汉字设计
2.1 文字的属性
文字的属性，主要体现为：1）可视性与可读性。文字以视觉表义符号的形式，再现口语的声音；文字的基本个体是“字”；2）文化传承与思想交流的载体。文字可以突破口语的时间和空间限制，记录知识、传达思想；3）再约定与再设计。文字是人类约定创造的视觉形式，必要的时候可以重新约定，从而形成文字改革；而形式的设计则基于应用之需求。
2.2 汉字设计的方法
汉字设计作为汉文化传播的重要手段之一，已经形成了丰富的设计成果，其设计应用领域也已得到有效拓展。传统的汉字设计一般分为两大类，即汉字字库设计和基于汉字的图形设计。
汉字字库设计
专门的汉字设计者根据某种汉字结构或者外形的特点，系统地设计整套字库。其设计周期较长，一个字库中的每个字都必须有统一的细节特点。典型的设计思路是：1）以宋体或黑体作为基础字体，加工改造设计新的字体；2）由一些手写体延伸而来，手写体的作者先进行书写，再由专业的字体设计师对扫描后的手写体进行再设计与规范，最后录入字库中，从而得到具有个人特色的整套手写字体，比较著名的如方正徐静蕾体。
伴随技术的进步，电脑应用字体设计得到迅速的发展。目前我国常用的电脑字库有十几种，每种字库都有几十种到上百种不等的字体。
基于汉字的图形设计
设计者只是对单个字或几个字进行图形上的改变，根据字的具体特点，通过对汉字的结构、色彩、肌理的创造性改变，得到具有良好视觉效果的设计字体；这种设计赋予字更多的传播寓意，可运用于标志、招贴、包装等设计中。
汉字设计思维
汉字兼有图形与文字两种属性。现有的汉字设计研究主要关注汉字的图形属性；而德国汉学家雷德侯在《万物》一书中提出汉字的“模件体系”，将汉字结构分解为“模件”系统，“模件”可以反复组合构成，这是从形式逻辑的角度来审视中国的艺术与社会文化的设计思维方式。
2.3 现代社会与技术语境下的汉字设计需求
随着社会环境和技术条件的变化，人们对汉字字体应用的要求也在发生变化，既有的汉字字体已经无法满足新的要求。
汉字设计需求的用户心理机制
今天，主要的文字应用方式已经转向基于数字技术的信息传递与记录，人的情感表达因为文字“可拷贝”，而使原先带有个人印迹的交流方式显得弥足珍贵。
汉字记录功能演变带来的新设计需求
“汉字是汉语的书写与表示符号，作为一种符号必须要求其本身能够完整地反映所要表示的内容，并且能够准确地传达所要指示的信息。”当基于移动互联网络的社交模式成为人们社会生活的重要组成部分，当QQ、微信中充斥了新鲜语汇时，汉字的记录职能也随之发生转移。这种职能转移对汉字结构的影响主要表现为，运用变异字形、增加构件和重新造字等手段创造新字或者新用法，从而引起记录某个语词的汉字结构发生变化。
文化资源保护和传承的需要
在中华文明发展的漫长进程中，积累了大量的文字设计资源；如何利用这些文化资源完成汉字文化的再创造，将带来汉字设计与研究的新需求与新视角。
3 参数化汉字设计的方法
3.1 汉字解构与结构特征分析
3.1.1 汉字结构分析
汉字的形体结构可以分为汉字、部件、笔画、笔形四个层次（从落笔到抬笔即为一笔，称为笔画，笔画的具体形状叫笔形）。 （表1）
3.1.2 汉字的结构类型
根据汉字中部件的多少，汉字可分为独体字和合体字。独体字只有一个部件，独体字具有如表2所示的结构特点。
而合体字有多个部件，根据部件之间的方位关系，合体字结构主要有12种，如表3所式：
所有汉字的部件组合都可以归类到上述的某一结构形式。
3.2 汉字的形状参数
根据汉字构成的结构层次关系，设定形状参数以描述汉字的笔画、笔形。
常用的汉字笔画共有31种，如表4所示。
3.2.1 笔画的分类
笔画是组成汉字的基本单元，同样的笔画又因为笔画长短、角度、弯曲形态等属性的差异，会形成不同的笔形（如上表1中，撇就有3种不同的笔形）；不同笔画可设置的参数数量、形式也不相同。基于这样的思想，我们先对笔画进行分类；分类原则如下：
单一基本笔画包括横、竖、撇、捺、点、提6种；
复合笔画按照起始第一笔分类；
带有“弯”的复合笔画较为复杂，单独作为一类。
据此，形成如表5所示的汉字笔画类别；根据笔画对应的纵横数值，形成笔画的特定代码（如“J”的代码就是31），以实现后续设计程序中的笔画调用：
3.2.2 样条曲线引入描述笔形
为了准确描述汉字笔画中为数不少的曲线笔画，我们引入样条曲线（NURBS）。所谓样条曲线（Spline Curves）是指给定一组控制点而得到一条曲线，曲线的大致形状由这些点予以控制。样条曲线不仅通过各有序型值点，并且在各型值点处的一阶和二阶导数连续，也即该曲线具有连续的、曲率变化均匀的特点；而这种特点恰恰能够很好地描述汉字笔画的曲线特征，并为笔形的调整留下设计契机（如图6）。
3.2.3 笔形参数的设定
笔形参数的设定，主要依据笔画分类进行：
单一基本笔画之横、竖、点、提的参数，用首末两端的相对位置描述；而撇、捺之笔形表现出一定的曲率，所以还应加入一组样条曲线型值点说明其特征。
根据表4复合笔画的分类与构成情况看，所有的复合笔画都可以看成由基本笔画构成；因此笔形参数的设定，包含3类点的位置：1）笔画的首末端点；2）转折点；3）样条曲线型值点。（如图7）。实现对这3类点位的控制与调整，就可以有效改变笔形。而笔画代码的导入，则明确了相应的笔形参数点的数量。
3.3 汉字的结构参数
根据前文对汉字结构的解析，明确汉字的结构参数，既是对汉字部件的组成形式与笔画的构成关系的描述。
3.3.1 汉字的第一类结构问题：汉字类型和结构形式
汉字分独体字与合体字两大类，汉字独体字的结构特征完全由组成字体的笔画关系所表达；而合体字共有12种结构，其结构特征不仅取决于笔画关系，还与结构形式直接关联。
定义第一类结构参数，以实现以下目标：1）区分字体的类型（独体字的代码为“10”/合体字的代码为“2a”…“21”）；2）在明确合体字的结构类型的前提下，形成部件调节参数（按部件移动、缩放）。
3.3.2 汉字的第二类结构问题：笔画的结构关系
汉字笔画的结构关系其实就有两种：相交或者不相交（如表1中的“秋”字，其间横竖笔画相交，点则不与其他笔画相交）；所以，可以用笔画之间是否存在交点，说明两笔画之间的关系。第二类结构参数就应该包括两类：1）汉字及部件对应笔画的数量（单体字只有笔画总数；合体字则是各部件对应的笔画数量）；2）交点存在于否及其位置，说明笔画之间的相对关系；通过笔画平移、旋转、缩放可以调整笔画之间的结构关系；3）笔画尺度关系（比例、方向）。
3.3.3 汉字设计的效果参数
汉字设计的效果参数主要用于控制汉字的基本特征。汉字的外形是矩形，可以通过把字形拉长、压扇、左斜、右斜，或酌情使用圆弧、梯形等方式，使汉字的外形轮廓、高宽比发生变化，形成新的设计效果。
3.4 构建参数化汉字设计的技术解决方案
3.4.1 建立汉字参数化设计的参照系
建立汉字参数化的设计参照系是描述笔画位置、调整笔画与字体形状的基础；设定一个500*500px的图框，每个汉字在设计过程中，将被置入该设计框内：以此为依据调整笔画、部件位置及比例关系。当完成整个字体的设计后，通过调整该框的整体形态、高宽比，可以调整整字的设计效果。
3.4.2 汉字参数化设计的数据库系统
解决汉字的参数化设计问题，不仅需要探讨笔画的形状，还需要探讨笔画或部件之间的位置、比例关系。如同笔画的形状可以用3类型值点表达一样，汉字的部件与构成笔画也需要事先加以表达。不同的是，汉字笔画的数量有限，而常用汉字的数量就有数干。
具体的解决思路是，分别建立汉字设计的笔画形态参数数据库（数据包括表3所列笔画的编码、对应3类型值点的数量与位置）、基础汉字库（存储于云端，具有开放的数据结构，可以满足数据信息的扩充和数据信息的共享；其主要功能在于提供汉字参数化设计“元”；存储两类汉字结构参数）、自定义字库（设计完成的个性化字体，可以存入该数据库，以便用户调用）。
汉字个性化设计基础数据库的数据积累，可以通过如下两条途径形成：1）在建立基础数据库结构的同时，录入常用汉字的基本数据信息；2）建立开放的“众筹”数据信息端口，不断扩充数据信息；即提供对常用汉字以外的“新字”自主搭建的功能，并将就此形成的数据导入到存储在云端的基础数据库中；从而不断充实字体设计的基础数据库。汉字拥有数千年的历史，人们对汉字的造型和笔划结构已经熟知。这是汉字基础数据库“众筹”模式得以实现的文化基础。
3.4.3 汉字参数化设计的应用程序模块
以黑体为设计参照，汉字参数化设计应用程序应考虑“新字搭建”、“字体设计”和“字体信息输入与判定”3种不同功能需要，设计应用程序架构和流程（如图8），其中“存入字库”的操作，可对应“基础汉字库”和“自定义字库”；所提供的操作具有选择性，即可选择“存入”/“不存入”相应的数据库。
3.5 汉字参数化设计应用程序的交互特征分析
本文的研究，旨在为普通用户提供开展汉字设计、赋予汉字个性化特征的技术解决方案与相关应用程序。因此，汉字参数化设计的应用程序应体现出如下特点：1）注重保障汉字结构的规律性，使设计生成的汉字可辨识；2）注重设计过程中的人机交互特征，从操作程序和界面设计两方面，提供用户友好的操作感受；3）在尊重用户个人意愿的前提下，通过云端数据库提供用户共享字体设计信息的便捷；4）关注设计过程的趣味性，通过字体设计成果体现用户的个性与审美取向。
4 结论
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.
关键词：渐开线圆柱齿轮；二次开发；参数化设计；Visual LISP
Key words: involute gear；development；parameterized design；Visual LISP
中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2011）13-0038-02
0 引言
齿轮传动被广泛应用于机械传动机构中，可用于传递任意两轴之间的动力和运动，具有传动比不变、寿命长和传递功率大等特点。对于圆柱齿轮传动系统的设计传统方式主要依靠反复查阅设计手册和大量人工计算，设计过程不但繁琐，且易出错，导致设计周期长。随着计算机技术的发展与应用，为将现代CAD技术应用于齿轮传动的参数化设计提供了必要的技术支持，另一方面，国内关于齿轮类零件CAD设计的研究主要集中在参数化绘图方面[1,2]，且所开发的CAD软件，功能单一，将设计、校核和绘图集成一体的齿轮传动CAD系统更少。因此，本文依据《机械设计手册》[3,4]，采用AutoCAD二次开发技术，研究并开发了外啮合渐开线圆柱齿轮的参数化设计系统，该系统操作便捷，设计流程符合工程习惯，能实现齿轮传动的强度设计与校核，并据此完成齿轮结构图的绘制，因而提高了齿轮传动设计效率，缩短产品开发周期。
1 系统总体框架
为使所开发的齿轮参数化设计系统具有可扩展性以及便于维护，本文采用模块化设计方法进行系统开发，功能模块包括：用户管理界面模块、初步设计计算模块、强度校核模块、参数化绘图模块和设计数据管理模块，每个功能模块又包括多个子模块，其中初步设计计算模块、强度校核模块和参数化绘图模块作为核心算法模块分别单独开发形成各自独立功能，用户管理界面模块采用DCL开发，创建多级交互式用户界面，用于引导用户确定设计数据并进入核心功能模块完成齿轮传动设计流程，设计数据管理模块将中间设计结果和关键参数进行分类管理，便于齿轮传动设计过程的管理和核心模块之间的数据传递，由此，各主要功能模块通过用户管理界面模块和数据管理模块构成整个参数化设计系统的总体框架。
2 渐开线圆柱齿轮传动参数化设计系统的实现
一般齿轮的失效形式主要表现为点蚀、胶合、磨损、塑性和断齿变形等情况，根据本文所开发系统的框架结构，对于渐开线圆柱齿轮传动设计主要解决三方面问题：一是由强度设计计算确定齿轮轮齿的基本几何尺寸，如模数、齿数等；二是由结构设计确定齿轮的轮缘、轮辐和轮毅的结构形状和尺寸等，设计一般使用的齿轮传动时，通常只按保证齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度两准则进行设计计算[5]；三是根据设计结果确定的齿轮几何尺寸，绘制渐开线齿轮基本结构图，渐开线圆柱齿轮传动参数化设计系统的实现如图1所示。该系统中对于初步设计计算算法和强度校核算法采用Visual LISP[6]程序进行设计分别形成初步设计计算模块和强度校核模块。对于初步设计、强度校核和齿轮几何尺寸的计算结果由专门的设计数据管理模块以文本文件的形式保存，并输入给参数化绘图模块，而参数化绘图模块利用Visual LISP程序能够调用绘图命令，采用基于尺寸驱动的参数化方法实现齿轮基本结构图的绘制。
3 系统开发关键技术
3.1 用户管理界面与系统驱动程序设计 在AutoCAD 2004的开发环境Visual LISP中，本文采用DCL语言创建渐开线圆柱齿轮传动设计系统的用户管理界面又多个界面窗口组成，每个功能模块都有对应的交互界面，每个界面的设计都是根据其所对应的功能模块中设计参数和设计计算的特点来选择相应控件并进行有效布局而构成，根据齿轮传动设计流程和功能模块之间的关系用户界面之间也形成顺序或父子关系。由于所创建的DCL对话框只是用户界面的描述，必须开发Visual LISP程序来驱动它以实现指定设计动作的执行。通过利用Visual LISP提供的各类管理对话框的函数，系统的驱动程序实现包括：加载，显示和终止对话框，初始化控件动作并激活界面，获取用户输入和实现用户交互操作等驱动流程，实现渐开线圆柱齿轮传动设计流程的进行。
3.2 设计计算与强度校核算法 由于一般的齿轮传动只按保证齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度两准则进行设计计算，根据《机械设计手册》[3]采用式（1）进行齿面接触疲劳强度设计和校核，采用式（2）进行齿根弯曲疲劳强度校核
参考文献：
[1]倪洪启，赵艳春，罗鹏，张金萍，白金兰.基于AutoCAD的圆柱齿轮参数化设计[J].重型机械科技,2004(3):13-15.
[2]包李平.齿轮传动设计的VB实现与Auto LISP参数化绘制[J].长沙大学学报，1999.13(2)57-59.
[3]机械设计手册编委会.机械设计手册[M].北京: 机械工业出版社,2004.8.
[4]成大先.机械设计手册（单行本）机械传动[M].北京：化学工业出版社，2004.1.
[5]濮良贵，纪名刚主编.机械设计（第七版）[M].高等教育出版社，2001.
关键词：参数化设计；二元对立；非线性；数学分析
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
中图分类号：文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013）
自然界的万物都是不规则的，而大自然的人造物大部份却都是规则规范的几何形体，也许是人类生产能力有限，技术条件不够，而靠仅有的生产技术能力只能创造出简单的标准的人造物体。进入20世纪以来，非线性科学理论的不断发明，突破了线性科学对人类的束缚。模糊理论，混沌学，耗散结构理论，涌现理论，非标准数学分析等理论的建立，给人们展现了远离平衡态下的动态的稳定化有序机构；解释了自然界丰富的复杂性潜力；清楚了时间与空间的二元对立，表现了时空统一共呈的状态灯等。当然建筑物也像其他人造物一样受这些新的科学理论的影响，开始摆脱规则标准几何形体的枷锁，走向非线性的发展道路，可以推测，其目标将是向着接近自然万物的方向。
一、参数化设计与传统设计的对比
1、参数化设计的定义
在中国鸟巢，水立方，广州塔，广州歌剧院等建筑取得巨大成功之后，参数化设计也走进了中国，参数化设计是一种全新的建筑设计方法，该方法的核心思想是，把建筑设计中的全要素都变成某个函数的变量，设计师们能够通过改变函数变量，或者改变算法来获得不同的建筑设计方案.
2、参数化设计与传统设计的对比
参数化设计方法与传统的设计方法也是完全不同的，传统的设计方法可以简单叙述为建筑师拿到任务书然后对项目进行分析构思，然后完成方案，这种方法是不可控的非常感性的而且这种设计方案是基于建筑师当时的知识积累而设计出来的，传统的设计方法产生的结果往往是非常单一的，而参数化设计建筑师也会拿到任务书，然后对项目进行分析构思，然后我们并不是急于设计出设计方案而是编写一个工具箱用这个工具箱来描述事物之间的关联，然后再由工具箱生成设计结果，一个工具箱往往可以给我们生成几十种甚至几百种结果，然后建筑师再通过计算机技术或者人工筛选出最优解就完成了设计方案，参数化设计大大的拓宽了设计师的思维平台，也给设计带来了多种可能性，同时也使的设计非常理性化,通过这种理性的设计建造出来的空间更具有舒适性和合理性，举个例子说明。（如图1所示）
这个例子是SOM的一个项目，使用的软件是由盖里公司开发的DP，这个建筑的内在逻辑是根据当地的建筑表面的热辐射量来生成遮阳板，从而达到最舒适合理的室内环境，这也体现了参数化设计的可控性和逻辑性，当其中
图1
某一种元素发生改变时，其他元素也会相应的做出改变，如形体的改变或者建筑选址的改变等等建筑的遮阳板都会自动更新一遍，始终使建筑具有最舒适合理的室内环境，这点也反应出了参数化设计的核心思想。参数化设计关心的是事物与事物之间的内在关联性而并非形式，形式只是在关联性下的副产物，但有很多人有种错误的认识，认为参数化设计就是做异形建筑，只为了追求个性而形式，也不考虑与周围建筑的和谐，也不考虑当地的文化等等问题其实不是的，这种认识是不正确的，参数化设计
图2图3
不关心形式，形式都是在那种事物内在关联性下产生的结果，并不是为了形式而形式。参数化设计出来的建筑并不是于环境不适应而是最适应环境的，再举个例子这个建筑是哈萨克斯坦的一个图书馆（如图2.图3所示），这个建筑的原型是莫比乌斯环，表皮是大小不同的渐变开窗，有些人认为这是为了表皮的美观性而做的大小渐变，其实不是这样的，这个建筑的开窗大小是根据当地的阳光照射率的大小来开的窗，把当地的照射率数值导入参数化软件，再利用这些数值进行的开窗。能直射的照射率大的开窗就小，不能直射的照射率小的开窗就大，为了让更多的阳光进入室内产生更舒适合理的室内环境，这种利用自然来设计的建筑是非常合理的。在此希望那些对参数化设计有误解的人纠正那种错误的认识。
二、参数化设计软件
1、参数化设计软件的发展
参数化设计的工具是随时间的发展和参数化设计的广泛应用而发展的，由一开始应用于其他领域的软件 发展到应用于建筑领域的软件如动画专业的3dmax，maya虽然这些软件是为动画专业人士设计的，但这些软件中有大量功能可以用来定义物体间的几何逻辑，当建筑师发现可专门用来定义物体间几何关系的软件时，类似于CATIA,UG,TOP等都拥有明确的几何逻辑，强大的造型控制力，极为准确的建模功能以及直接将模型转化为施工图纸的建造服务功能，它们虽然是工业设计软件却被用来辅佐建筑设计，还有一些是专为建筑师开发的软件或插件，如以CATIA为平台由盖里公司开发的DP以及以犀牛为平台开发的grasshopper，以Micro Station为平台开发的Generative Component等上诉软件可被应用于项目的不同阶段也有各自的优势，如grasshopper因为其自身具有的可视化优点和便于调节性，所以grasshopper比较适合用于方案构思阶段的快速实验，而DP则是整个工程全面设计，生产，管理的较好选择，建筑师根据自己的情况和兴趣选择学习和使用软件的种类，有兴趣的建筑师也可以尝试脚本程序的编写，如maya的Mel ,Rhion 的rhionscript,还有各种软件里通用的VB和C#等，由于脚本程序是伊纯代码的形式呈现，相对比较抽象，但同时也正因如此，它带给设计师的是前所未有的自由度和广阔的发挥空间，另外，和计算机专业技术人员合作也是一种很好的沟通方式，这样可以更好地将各专业领域的知识进行结合，从而在设计上取得突破.
关键词：电梯；3D 设计；参数化
中图分类号： TU857文献标识码：A 文章编号：
在激烈竞争的市场环境中，很少有公司能够自己设计、生产所需的所有产品零部件。在公司内部，也很少由一个设计工程师设计所有的产品零部件。为加速产品的上市过程，产品往往基于以往的设计进行改型，并大量使用标准的外购件，以降低重复设计成本并节省时间。为提高客户满意度并降低材料成本，尽可能优化设计方案，产品的更改必不可少。为了保持优势，超前的研发投资和知识保护变得尤为重要，而企业的设计过程离不开数据的管理。所以，与单一零件设计相比，工程师面临的更大挑战是如何在计算机中高效地协同设计和仿真虚拟的产品，如何有效地管理产品设计中所产生的大量数据，并能在有限的硬件资源上进行这样的操作。设计工程师需要3DCAD系统提供更高效的装配设计、仿真和管理功能。 在许多世界级大企业中，被广泛应用的计算机辅助三维设计(CAD)的高端主流软件SolidWorks的装配模块，就采用了虚拟装配技术，即便是在产品设计的初期阶段，所产生的最初模型也可放人虚拟环境进行实验，可在虚拟环境中创建产品模型，使产品的外表、形状和功能得到模拟，而且有关产品的人机交互性能也能得到测试和校验，产品的缺陷和问题在设计阶段就能被及时发现并加以解决。一、虚拟装配的实施方案和步骤 虚拟装配是新兴的虚拟产品开发研究的重要内容。采用虚拟装配技术，可在设计阶段验证零件之间的配合和可装配性，保证设计的正确性。随着社会的发展，虚拟制造成为制造业发展的重要方向之一。而虚拟装配技术作为虚拟制造的核心技术之一，也越来越引人注目。虚拟装配的实现，有助于对产品零部件进行虚拟分析和虚拟设计，有助于解决零部件从设计到生产出现的技术问题，以达到缩短产品开发周期、降低生产成本及优化产品性能等目的。根据电梯产品设计的特点，其装配要求很高，对其安装有一系列安装与检测国家标准，所以在虚拟安装设计时，要求零件精度很高，特别注重装配顺序、装配关系，对装配结果要做干涉检查等。因为电梯产品零部件很多，为快速设计，对有些是外构件，如绳轮组件、限速器组件等。在装配过程中，只需知道其外部形状及装配关系即可，还有些是标准件、通用件，如六角螺栓、槽钢等。像此类零部件可统一设计在库里，以求工程设计人员都能调用，提高效率。二、零件3D参数化设计技术 机械产品的3D设计，主要包括产品零件的3D建模与设计、虚拟装配与干涉检查、关键零部件的结构有限元分析与优化、2D工程图的转换和参数标注等。三维参数化设计软件的思想，是零件尺寸的参数驱动，即在设计零件之初，只要给出零件外形轮廓，后续只需通过简单的表达式来给变量赋值，定义几何尺寸。SolidWorks不仅记录了建模过程中的尺寸定义，而且将整个建模过程中的特征操作，完整地记录下来，只需给尺寸变量赋值，就可以实现模型更新。当然，参数化设计也是要遵循一定规律的，并不是针对任何零部件都可以进行参数化设计，只有结构尺寸相对标准化、系列化，国标或厂标对其有准确描述的零件，才可以进行参数化设计。例如电梯主机部件中所使用的各种垫片、螺钉、螺母、轴承以及齿轮等部件，就完全可实现参数化设计。利用SolidWorks简单、快速的建模功能，在最短时间里按照客户提供的外部接口尺寸和性能要求，设计出合适的零件。三、基于特征的产品虚拟装配设计 电梯运行的质量，取决于电梯的安装质量，而主机机房单元的安装，在电梯安装中占有重要地位。
四、3D 参数化方法优势
目前，电梯行业的产品图纸主要还是以 2D 图纸为主。2D 图纸的一个特点是彼此之间不存在关联。譬如，部件 A1 下的零件 B1 需要维护时，A1 和 B1 的图纸需要逐一修改；参考 A1、B1、C1 进行新品设计 A2、B2、C2 时，A2、B2、C2 的图纸也需要重新绘制；当 A1、A2 等逐渐形成部件族后，若进行共性的改进，操作也是机械而重复的。
就是将设计要求、设计原则、设计方法和设计结果用灵活可变的参数来表示，以便根据实际情况随时加以更改。在 CAD 中，要实现参数化设计，参数化模型的建立是关键。参数化模型表示了零件图形的几何约束和工程约束。几何约束包括结构约束和尺寸约束。结构约束是指几何元素之间的拓扑约束关系，如平行、垂直、相切、对称等；尺寸约束则是通过尺寸标注表示的约束，如距离尺寸、角度尺寸、半径尺寸等。工程约束是指尺寸之间的约束关系，通过定义尺寸变量及它们之间在数值上和逻辑上的关系来表示。在参数化设计系统中，设计人员根据工程关系和几何关系来指定设计要求。
要满足这些设计要求，不仅需要考虑尺寸或工程参数的初值，而且要在每次改变这些设计参数时来维护这些基本关系，即将参数分为两类：其一为各种尺寸值，称为可变参数；其二为几何元素间的各种连续几何信息，称为不变参数。参数化设计的本质是在可变参数的作用下，系统能够自动维护所有的不变参数。
因此，参数化模型中建立的各种约束关系，正是体现了设计人员的设计意图。参数化设计可以大大提高模型的生成和修改的速度，在产品的系列设计及相似设计方面具有很大的应用价值。而在电梯领域，无论是零件还是部件，恰恰都很容易形成高度近似的族，即彼此间的“参考”十分显著。其特点是，同一类的零件，其特征的有无有相似性，而特征的数量、数值和位置往往是变化的；同一类的部件，其零件的数量配置和装配关系有相似性，而零件的具体选型是变化的。这就希望零部件的模型具有易于修改的柔性，并且在部件中能够很方便地实施零件的替换。与 2D 图纸方法相比，使用 3D 参数化方法进行初次设计时，零部件对象的数量（部件 A1、零件 B1、零件 C1）是相同的，此外还必须实施参数化操作（据 A1、数据 B1、数据 C1），然后，以此为基础的参考设计和图纸维护就会便利许多。譬如，当需要参考“零件 B1”新设计“零件 B2”时，仅需人工编制一组新的“数据 B2”，即可自动实现由“零件 B1”到“零件B2”的变形；当需要对“零件 C1”和“零件 C2”进行共性修改时，仅需人工改动“零件 C1”的特征，而“零件C2”则可依据原有的“数据 C2”获得更新。这样，在进行 3D 参数化设计时，零部件间的“参考”关系就获得了有效的管理和运用。
五、3D 参数化方法示例
目前常用的参数化设计 CAD 软件中，主流的应用软件有 Pro/Engineer、NX、CATIA 和 Solidworks 四大软件，其中，NX 目前在传统的制造行业比如汽车、航空航天等行业上两软件占据绝对的市场份额。以下将以 NX 为例，介绍一些 3D 参数化方法在电梯设计中的示例。NX 的电子表格提供了在 MS Excel 或 Xess 与NX 间的一个智能接口
事实上，表格驱动的界面及机内函数为相关的参数化设计提供了方便而有力的工具。当一个部件被载入时，在 NX 的用户入口(Gateway)应用中，选择“工具”“电子表格”可存取Gateway 的电子表格。该电子表格与部件一起存储，可用于存储有关的非几何体数据。电子标的强大功能之一就是能够用来定义部件的变异，根据表格里可能的系列参数数据来更新部件。这种操作可以代替部件家族功能，生成家族成员部件，并赋予他们读写权限，还可以单独编译。除能够影响当前的工作部件之外，NX 的电子表格还能管理装配组合体。电子表格函数允许抽取部件的属性值，并将它赋予组件下级部件的电子表格，以产生由顶级装配决定的变异。也就是说，合理设计后的组件，即使包含了多层次多数量的下属零件，也
仅需要在唯一的顶级装配中调整参数，就能自动引起整个组合体的改变。以下是一组两块参数化设计的轿箱门板组件。
结语：综上所述，随着电梯产量的快速上升，客户需求的极度多样化，设计部门需出具的新增图纸、需维护的历史图纸的数量都在急速增长，各厂家大量宝贵的高知人力不得不羁绊消耗于此。如何升级设计手段，提高工作效率，是本行业共同面临的一项挑战。而寻找新型的设计软件，探索新颖的设计方法，或能成为一条可行的途径。在研究分析轴孔磨损的过程中，改变配合方式就能够降低轴孔磨损和轴振动；更换轴的材质或增加转轴的尺寸也能够很好的降低轴裂的发生率；轴承的损坏可以通过改变轴承类型来满足要求。
参考文献：
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[2] 田彧，王大军. 电梯轿箱结构模块化和参数化设计研究[J].机电产品开发与创新，2006，6（19）: 29-30.
