甩掉工程设计的图板和图库——记清华图纸自动输入及管理系统 [复制链接]

第5版(教育·科技·文化)
专栏：“863”计划十年巡礼

　　甩掉工程设计的图板和图库
——记清华图纸自动输入及管理系统
谢联辉赵斐
石化、机械、冶金、建筑、航天、纺织等方面的工程设计，有两件烦人的事：一是制作的一套套图纸上有许多重复的图形，需要耗费设计人员大量时间一笔笔精心制作；二是对于天长日久的图纸管理，大量图纸质地逐渐变脆、发黄、虫蛀、墨迹褪色不说，如果要查核或再使用堆积如山的图纸中的某一套或某一张，确是件烦人的难事。“８６３”高技术项目、国家“八五”重点科技攻关项目——清华图纸自动输入及管理系统的研究成果，使工程设计人员可以甩掉图板，甩掉图库。
步入９０年代，国家下决心加强计算机智能化工程研究和开发。被纳入“８６３”高技术、国家“八五”重点科技攻关的“图纸自动输入及管理系统”项目，自然落在科研力量雄厚的清华大学计算机系和清华紫光集团下的北京清华计算机公司身上。清华图纸自动输入及管理系统，是以“改变目前工程图纸贮存管理方式”为内容的一个重要项目。
这项研究自１９８９年立项开始，就在适用性强、采用技术手段新、起点高上下功夫。他们针对图纸的多样性和图纸质量各异等实际，在图纸扫描输入计算机时，采用“自适应分块二值化技术”；在图纸矢量化过程中，采用“交互分类矢量化技术”；在图文分离时，采用“连通域分类技术”。这样，就通过一系列的“光栅”和“矢量”操作技术，把图库中堆积如山的图纸，按照人的思维方式和认知过程，转化成为用“光栅和矢量数据”来表述的“信息”及相关的“过程”，并制作成可以使图纸既像“数据”一样被处理，又像“过程”一样能够描述其细节的智能软件。
“清华图纸自动输入及管理系统”，赋予了计算机对图纸的特殊“感知”和“思维”。当那些对比度不强、底色不均匀的图纸输入计算机，在消蓝去污时就可避免线条过黑的地方出现线条太粗甚至粘连现象，线条过淡的地方出现线条太细甚至断裂现象；在图形与文字分离时，不仅可以避免图纸中的手写体字符与图形粘连，还可以对分离出来的文字进行自动识别、对识别结果交互修改直到１００％正确，然后通过“拾取技术”对只剩有图形的图纸，交互地拾取圆、圆弧、曲线和直线条图，进行矢量化。
智能软件使得一堆无生命的芯片活化了。具有操作方便的“清华图纸自动输入及管理系统”，以普通微机或工作站为平台就可建成无图纸、无库贮存的电子图档，除了对输入计算机中的图纸进行统一管理，实现存档、检索、查询、调档、借阅、显示、出图一体化外，还具有跨盘管理功能，可以利用喷墨绘图仪或静电绘图仪，方便、迅速地绘出新的图纸。
更为可喜的是，这个智能系统不仅在图纸输入技术方面有独到之处，在图纸贮存和管理方面有创新之处，而且在图纸处理方面，采用了“光栅与矢量混合编辑”模式，可以把扫描得到的光栅图全部或局部转化成矢量信息，把“死”图纸变成了一种具有巨大经济和社会价值的资源。工程设计人员利用系统中丰富的光栅和矢量工具，既可在屏幕上对原图纸进行修改和再设计，又可把矢量信息转化为标准的矢量文件，供其它计算机辅助设计（ＣＡＤ）软件系统使用。设计人员甩掉了图板，从手工设计中解放出来，实现了设计全过程电脑化。设计效率提高了，产品制作周期缩短了，图纸再利用率提高了。“死”图纸开始作为一种共享的珍贵财富被人们承认。
清华图纸自动输入及管理系统自１９９３年９月通过国家鉴定后，年年在“进步”，人们对“系统”迈出的每一步都给予了鼓励。在它问世两个月时，就获得第五届中国新技术产品博览会金奖；在它过“周岁”的１９９４年９月，被中国软件学会评为全国优秀软件产品；在两岁那年，被国家科委评为国家级新产品，并获北京市科技进步奖。