AutoCAD在化学工程中的应用研究

施少敏，杨 倩，王冬明

(1.湖北师范大学 化学化工学院，湖北 黄石 435002)(2.湖北师范学院 污染物分析与资源化技术湖北省重点实验室，湖北 黄石 435002)

AutoCAD在化学工程中的应用研究

施少敏1,2，杨 倩1，王冬明1

(1.湖北师范大学 化学化工学院，湖北 黄石 435002)(2.湖北师范学院 污染物分析与资源化技术湖北省重点实验室，湖北 黄石 435002)

从计算机辅助设计软件在国内化工行业的发展入手，查阅大量文献，以文献计量学理论为指导，进行了AutoCAD在我国化工发展历程中的应用研究。基于中国知网数据库，分别从文献发表时间、文献类型、关键词、文献来源等几方面统计分析了大量化工CAD论文，对比现有化工CAD应用趋势，进而着重研究了AutoCAD 在化工机械设计方面的应用前景。

AutoCAD；化工；统计分析

0 前言

在信息时代的背景下，各学科领域与计算机技术的结合愈发紧密，人类社会的发展对计算机的依赖程度也越来越高，化学工程的发展也不例外。当前，计算机技术在化学工程中的应用已经深入到流程模拟、图形绘制、化工计算等多方面。无论是通用型软件，还是化学相关专业的专用软件，多样的计算机软件使化学工程从教学到应用[1]，都更加便捷。在图形绘制方面，电脑绘图软件众多。当前全球使用最广泛的是美国Autodesk公司开发的自动计算机辅助设计软件——AutoCAD，市场占有率位居全球第一[2]。

本文以我国对化工CAD的探索历程为主要研究对象，以中国知网收录的1985～2017年间的相关文献为数据来源，通过综合运用文献计量、词频分析等多种学科及理论，系统分析CNKI检出文献的总体结构，对文献发表数量、发文机构、发表年限等进行统计，分别展开分析。此次检索以“AutoCAD”为检索词，在全文范围内搜索并含“化工”的文献，结果显示相关文献的起止年限为1985～2017年。

1 文献统计

1.1文献来源

将检索结果中的14558篇论文按来源数据库分类，得到文献类型分布如下：

期刊文献5135篇(中国学术期刊网络出版总库4962篇、特色期刊173篇)、博士硕士论文9129篇(中国博士学位论文全文数据库841篇、中国优秀硕士学位论文全文数据库8288篇)、会议文献189篇(中国重要会议论文全文数据库161篇、国际会议论文全文数据库28篇)和报纸文献105篇(中国重要报纸全文数据库)。

1.2发表年度

利用中国知网的分组浏览功能，将搜索结果按年份分布，并将检索的结果整理成表1并绘制成折线图，即图1.

表1 化工CAD论文发表数量统计

图1 化工CAD论文发表时间-发表数量关系图

1.3研究层次

中国知网用户可以通过研究层次分组查到相关的国家政策研究，工程技术应用成果，行业技术指导等，实现对整个学科领域全局的了解[3]。表3是对各研究层次发表论文数量的统计。

表2 不同研究层次对应发文数量

1.4基金

根据中国知网分组功能，统计获得科研基金资助的相关文献为1327篇，仅占论文总数的9.1%。

1.5关键词词频

为了使选取的关键词能反映知识管理研究热点，且数量适中，经过适当的排序整理，以及同义词的合并，词表中总共收录词频[4]不低于70的关键词24个。

表3 主要关键词词频

1.6主要科研机构与团队

基于CNKI数据库的检索结果表明，中国从事AutoCAD在化工方面的研究的机构非常多，除大连理工大学、浙江大学外，还有重庆大学、天津大学、华中科技大学等。排名靠前的多为国内综合性高校。

2 结果讨论

2.1多样化的文献类型提示需要多途径、多渠道获取计算机辅助教学资源

从14549篇化工AutoCAD论文的文献类型分布来看，博硕士论文以9126篇居第一，占论文总数的63%，期刊论文以5132篇位居第二，占论文总数的35%。而会议文献、报纸文献合计仅占2%，说明博硕士论文和期刊论文是获取化工CAD相关资源的首选，会议文献和网络资源是获取相关资料的重要补充。其中会议文献往往是经过筛选、质量较高，代表了科学技术中的新发现、新成果、新成就以及学科发展趋势的重要情报源。文献的数量说明了相关学术会议不多，相比本科论文而言，博硕士学位论文的作者大多都跟随导师参与过自身学科与专业领域中较为前沿和重要的课题，在论文写作过程中也有更为丰富的基础知识和文献阅读量。因此这类论文的分布情况更能反映学科的发展动向，在本文中，我国化工AutoCAD博硕士论文的选题方向因此能够基本反映出当前化工AutoCAD高层次研究的某种偏向。

2.2AutoCAD在化工中的应用经历了三个阶段

根据所得论文数量与论文发表时间(排除2017年)的曲线图分析，从1985年国内发表第一篇关于AutoCAD(化工方面)的论文开始的25年间，处于我国化工CAD研究与应用快速发展阶段，这一阶段期间相关论文发表数量逐年增长，于2009年达到顶峰，论文产出1141篇。说明在AutoCAD与化工行业结合进行应用的早期，广大学者积极开展计算机辅助设计的理论与实践研究，科研成果丰硕，论文发表数量攀升迅速，极大的促进了计算机辅助设计在化学工程中的应用。紧接着的6年(2009～2013年)，每年论文产出呈现波动态势，但幅度不大，波动范围在1101～1249篇之间。此后以2013年为起点，论文发表数量逐年减少，该阶段化工AutoCAD的研究出现滑坡，说明开展计算机辅助设计的研究可能由于创新程度不高而遭遇了发展瓶颈。也许正如某些作者所言，AutoCAD在化学工程中的发展方向在于网络化、智能化和多媒体化，这可能也是AutoCAD应用发展的重要途径和思路，我们将拭目以待。

上世纪90年代至21世纪初，改革开放在我国取得全球瞩目的光辉成果，这一时期各行各业都有了长足的发展，这辉煌的15年时间，也是化工行业成长最快的时期。计算机技术的飞速发展，特别是计算机网络技术的出现和应用，革新了设计手段和方式，达到一个前所未有的新阶段：不再需要图版，设计更加灵活机动，减少大量重复劳动。这样既节省了时间，工作效率也得到显著提高。起初无论是电脑技术还是AutoCAD软件的使用，都只有少数专业人员才有机会使用和掌握。现在计算机技术已经被广泛应用于AutoCAD，基本实现了设计手段的现代化。结合上述这一具备中国特色的发展历程来看，也从侧面印证了前文从论文发表时间总结而来的AutoCAD软件在我国化工业的发展规律。

2.3对实际生产的研究比重大，理论基础研究较少，且缺乏创新

论文研究层次统计表明，相关研究主要集中在工程技术(自科)和基础与应用基础研究(自科)，分别占比67.5%、17.5% ，合计占论文总数的85% 。

其中工程技术也叫生产技术，顾名思义是应用于实际工业生产的技术。人们为了改造自然，将科学知识和技术发展的研究成果应用到工业生产中，在这一过程中所使用的方法或手段即为工程技术。而手段与方法的差异，以及造成结果的不同，将工程技术衍生出各种不同的形态。而应用基础研究包含于应用研究，属于其中的一种理论性研究工作。应用基础研究有明确的研究方向，在其基础上可在短时间内获得工业技术的突破[5]。 也就是说对化工AutoCAD的研究最主要的一方面是针对工业实际生产技术方面的研究，尤其是对设备、工艺的研究，而化工AutoCAD软件正是研究设备与工艺必不可少的现代绘制工具。而应用基础研究层面，从上述解释中可以看到，这方面的研究主要是在已有研究成果基础上的“改造”和“突破”。就是说当前化工AutoCAD的理论研究难有创新突破，大多研究仍追寻着前人的研究成果。

2.4基金资助强度和范围不大，基金论文比偏低

由于AutoCAD技术对于工程技术而言，只是一种辅助工具。并且作为一款计算机软件，经过几十年的发展，已经达到一个较为完备的程度，在实际生产的应用中难以有创新性的突破。而作为学术科研的研究对象，化工CAD这一课题更显单薄。仅就调差问卷的结果来看，其相关课程在化学工程与工艺专业中，也并未得到足够的重视。从统计结果来看，也仅有9.1%的论文获得基金资助，还有许多研究成果并未获得基金支持。这一现象从某种程度上表明了，“AutoCAD在化学工程中的应用”这一研究主题，在研究水平和质量方面，有待提高。

2.5科研贡献主要来自国内综合性高校

排名前20的研究机构多为国内985、211综合性高等院校，是目前我国化工CAD研究的主要贡献力量。但AutoCAD作为更具实际应用性能的工具软件，在成产前线的科研人员应当更多的投入对该课题的研究，在理论与实践中找到平衡。

2.6教学是研究的敲门砖，教学研究还需加强

从整个关键词词频的分布来看，AutoCAD技术的研究重点仍在软件本身的优化设计上，尤其是AutoCAD的二次开发。对AutoCAD教学的研究相对较少。而AutoCAD作为化工专业的一门课程，实际上对于学生毕业后从事工作是一项非常有帮助技能。尽管AutoCAD有简单易学的优点，适合使用者自学钻研。但在校期间若能更好的获得指导性学习，对今后掌握该软件，进行更深层次的应用和研究将大有裨益，对教学研究的投入将对未来该研究方向的发展起到促进作用。

3 小结

传统CAD软件主要应用在产品的详细设计阶段，作为一个实体造型工具，在化工产品生产中发挥了巨大作用。但通过研究，我发现市场的需求越来越广泛，用户需求越来越趋向于个性化。未来AutoCAD在化学工程中的应用趋势在于该软件的二次开发，利用二次开发工具或数据接口功能，将各类行业特殊技术研制成AutoCAD系统的各类设计程序，使设计更具针对性，从而提高生产效率，缩短化工车间的投产周期。

另外由于本文使用的文献计量法虽然是一种定量方法,但其数据收集基于不同的数据库，有时候甚至需要人工录入。本文借助中国知网本身的数据分组功能，但中国知网并不是文献计量法搜集数据的唯一渠道，借用不同的数据库，得到的数据结果一定会不同。并且仅就中国知网这一数据库而言，在不同时间使用相同的搜索条件，搜索结果也会有细微的差别。

因此本文仅试图借助这一较为新颖的方法，粗略的探讨国内化工AutoCAD的研究趋势和发展，以期能为广大学者提供新的思路，促进该研究领域的创新能力和科研效率。

[1]黄国波. 《化工制图》与AutoCAD组合教学模式探讨[J]. 广州化工, 2011, 39(20): 146～146.

[2]张 波. 基于AutoCAD的客船撤离计算辅助工具的设计与实现[D]. 上海：上海交通大学硕士学位论文, 2014.

[3]张 黎, 王立克. 高校图书馆基于CNKI的科技查新研究[J]. 科技风, 2010, (17): 251～ 260.

[4]马费成, 张 勤. 国内外知识热点研究——基于词频的统计分析[J]. 情报学报, 2006, (4): 163～171.

[5]吴 曼. 基于科学计量的知识生产与技术开发时间关联分析[D]. 北京：中国科学技术信息研究所硕士学位论文, 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

湖北省教育厅科学研究计划指导性项目(No．B2016157)

施少敏(1980— )，女，湖北孝感人，研究方向为无机配位化学.