工業工程概念十篇

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工業工程概念

工業工程概念篇1

關鍵詞:煤礦;地下開采;空間概念 培養

中圖分類號:G642 文獻標識碼:A文章編號:16721101(2011)01010504

收稿日期:20100820

基金項目:2009年安徽理工大學能源與安全學院教研資助項目。

作者簡介:成云海,(1970-),男,山東新泰人,副教授,碩導,博士,主要研究方向為巖層運動與礦山壓力控制。

Research on the cultivation of the spatial concept of

underground mining for mining engineering students

CHENG Yun-hai1,2,BAO Ming1,2

(1. School of Mining and Safety Engineering, Anhui University of Science and Technology, Huainan, Anhui 232001, China;

2. The MOE Key Laboratory of Coalmine Safety and High Efficiency Mining, Anhui University of Science and Technology, Huainan, Anhui 232001,China)

Abstract: This paper analyzes the inadequacies in the cultivation models of coalmine mining engineering students. It introduces a series of cultivation models: the promotion of the joint effects of school, college (department), teachers, students and mines; the improvement of each link of spatial concept of underground mining in the combined teaching methods of experimental classes, theoretic classes and internship. With the emphases of improvement laid on the links of internship and experiment, we are to develop the construction of laboratories, internship bases and production & learning & research bases, to improve the cultivation methods of on-the-spot internship, and to perfect teaching methods and cultivation models so as to bring students closer to the reality at the scene.

Key words: coal mine; underground mining; spatial concept; cultivation

一、概述

煤礦采礦工程專業學生的地下空間概念是采礦設計的前提,該概念指煤礦井下復雜的采場、巷道、硐室與地質構造的立體相互關系,該空間的運轉,為實現礦井采煤掘進、提升運輸、供電供水、一通三防等諸多功能提供安全高效服務。

現行培養方法是,通過課堂講解(輔以PowerPoint、專題短片等演示)-實驗室模型觀摩

-現場實習-設計應用的四級培養過程。其注重的是學生的采礦理論、采礦生產知識,尤其注重采礦理論如何應用于礦井生產。其知識點較多,涉及通風學、采礦學、提升運輸、礦山壓力與巖層控制、采礦機械等,是橫向的培養。將各知識點融會應用,即在現場生產的實際應用則是縱向培養,體現在教學方面,主要是采區設計和礦井開拓設計。對鞏固學生課堂所學的理論知識、增加生產實踐知識、幫助學生建立礦井空間概念,進行工程素質的基本訓練等起著重要作用,其效果好壞將直接影響上述課

程的學習。由于學生缺乏礦井空間概念,使設計質量不高,與現場實際應用相去甚遠,成為學生學習和教師教學的難點。

因此,大部分學生缺乏宏觀與微觀統籌的煤礦地下開采空間概念,不能深刻領悟教材,做不出高水平的采區設計和開拓設計,畢業后在生產單位不能迅速適應現場工作,需要2-3年甚至更長時間,才能培養地下空間概念[1-5]。

如何引導學生培養地下開采的空間概念,迅速適應工作,是采礦教學亟待研究和現場急需落實的重要教研課題。為解決上面問題,形成有效的培養方式尤其重要[6-9]。

二、地下開采空間概念培養存在問題與改進

礦井空間概念的培養,體現在學校、學院(系)、教師、學生、煤礦五位一體的合力作用,體現在實驗課、理論課、實習三大教學環節相結合的教學效果,改進的著力點也主要從存在問題的實習、實驗環節入手。

(一) 實驗存在問題與改進

1. 存在問題

(1)實踐證明,利用采礦實驗模型教學是行之有效的培養學生空間概念的重要方法。

但由于模型是縮小了的現場布置,因此難以讓學生培養真正的現場空間感覺,實物同比例模仿現場有一定難度,這也是采礦實驗模型教學不足之處。

(2)目前學生上實驗觀摩課,教育部要求每批學生不超過15人,提高了教學效果。但是量(實驗室聽課時間和觀摩時間)與質(學生觀察的細致性、全面性及思考空間布置的依據等)難以保證,由于時間緊湊,工作量大,因而達不到很好的效果,如清理斜巷和豎井井底到達水平后,還要向下延續20m的豎井,大部分的學生在畢業設計時,都不能理解,重復向教師提問這樣的問題。

(3)目前在相關高校都有較為齊備的實驗室模型,如焦作的現代化礦井模型,但用過幾年后,系統就不能正常運轉了,影響教學質量。

2. 改進方法

針對上述問題,學校利用部級特色專業建設資助等,進行了如下改進。

(1)建設等比例仿真多功能巷道

2009年,安徽理工大學在地面建設了礦井巷道與生產系統實物模型,如圖1所示。

圖2為巷道功能設計模塊圖,包括四個模塊,即系統安裝、斷面形狀、

監測系統、支護方式等,還含有交叉點(牛鼻子)、炮眼布置斷面、軌道(含車場)等,使巷道斷面設計、爆破設計、支護設計及巷道設備設施布置、觀測系統等于一體。建立礦山壓力地面實時監測系統,將煤礦井下各類巷道在地面建造,并安裝機電設備和各種監測信號,形成一個大型實驗環境,能完成十幾項實驗項目。

圖2 巷道功能設計

以上對鞏固學生課堂所學的理論知識、增加生產實踐知識、幫助學生建立礦井空間概念、進行工程基本素質的提高等起著重要作用。

(2)加強實驗觀摩實習的量與質的過程控制

以實驗觀摩“現代化礦井模型演示系統”為例,按圖3對系統進行全面細致的講解,注重礦井生產在時間和空間上的配合關系。

圖3

(3)現有實驗室模型完好率的管理完善

及時與廠家聯系,對失修損壞模型進行維修;同時積極引進廠家提供的更穩定可靠的模型。

(二)現場實習存在問題與改進

在實際的培養過程中,針對以往存在問題,采取下列措施進行了改進。

1.存在問題

(1)學校方面實習經費不足,在礦上實習時間不足,完不成下井次數;

(2)實習指導教師隊伍相對穩定,但帶隊年輕實習教師缺乏現場經驗,不能正確引導學生培養地下開采空間概念;

(3)實綱已經趨于合理,但對學生的實習成績考核不到位,僅對實習日志和實習報告等書面資料做檢查,過程細節不便落實,不能有效考核實習效果;

(4)接受實習的單位方面由于安全和生產壓力巨大,很難積極配合和協助落實學生完成實習任務,安排盡量少的下井次數,即使下井也是快速通過,現場講解少,更談不上盯班;如果實習地點是普采面,那么綜采采煤工藝就得不到實習;

(5)聯系實習地點困難,難以安排住宿,甚至將住宿安排在村鎮小賓館,冬天冷,夏天熱甚至蚊蟲叮咬,學生到了就想返校,影響實習效果;

(6)煤礦技術管理人員也沒有足夠的時間給予充分的協助培養,水平高的工程師工作繁忙,不能給學生講課,而其他的工程師講課達不到理想效果,備課不充分,學校和礦方沒有給現場講課的工程師應有的講課費,靠的是思想覺悟,致使達不到現場實習的預期效果;

(7)有些學生實習積極性不高,實習時間正是補考時間,學生還要忙著補考,或者忙著考公務員、研究生,影響了實習效果。

2. 改進方法

近年來,安徽理工大學以適應煤炭工業發展的需要為目標,以能力培養為核心,針對上述存在的七項問題,進行了如下改進:

(1)學校充分認識到了在現場實習培養空間概念的重要性,優先保障學生實習經費,增加實習補助,2010年增加40%,全部報銷路費,改變原來僅在安徽省實習的慣例,可以到省外實習,派出部分學生到波蘭交流實習;讓學生到地表巖土工程與非煤礦山實習;

同時聯系條件好的企業解決學生住宿,在一定程度上有效的彌補了經費不足的困難;

(2)采礦工程系青年教師輪崗,制定了下實驗室計劃安排表,提高對礦井相關模型的熟悉程度;實行青年教師導師制,其內容是經驗豐富的老教師帶新教師,迅速提高新教師的業務水平;采礦工程系青年教師利用寒暑假去礦參加生產實習,每年安排1~2名具有博士學位的年輕教師到國外做訪問學者1年,數名年輕教師到礦掛職鍛煉1年;

(3)學院建立實習檢查制度,增加對實習的效果、安全等的管理;

實行本科生導師制,每個教師帶10名學生,并定期評選實習、畢業設計先進指導教師。

鼓勵本科生學習現場技術,參與科學研究,對發表相關論文的學生,在核心期刊上發表的文章獎勵1 000元,報銷版面費;

(4)對現場企業配合不夠到位等難題(問題的4~6條),做法如下:

加強校外實習基地的建設,構建系統的實習教學及管理體系。目前,采礦工程專業已與淮南、淮北、皖北、新集、徐州、大屯、兗州等礦業集團18個生產礦井簽訂了學生實習相關事宜,建立了學生認識實習、生產實習、畢業實習基地,并在此基礎上進一步完善基地的實習管理制度、考評制度、實習課程設置、實習規范等,構建系統的實習教學及管理體系,為課程設計和畢業設計奠定基礎,完善和發展采礦工程學科課外實踐教學模式,促進采礦工程專業學生綜合素質的提高。

建立產學研基地,一方面,在產學研合作育人過程中,可充分利用煤炭企業所具備的實習基地資源和設備資源,強化實踐教學環節。另一方面,可從實習單位選配有經驗的技術人員參與對學生實習、實驗的指導,并及時向學校提供學生實習、實踐的綜合情況。學生畢業設計選題結合煤礦生產的實際問題進行。畢業設計由相關部門工程技術人員和高校的教師共同指導,充分發揮高校外部的教育資源,為提高采礦專業學生的綜合素質創造良好的環境。

(5)針對部分學生積極性不高的問題,采取的做法是:

在現場工程師上課時,保證學生的聽課質量。要求帶記錄本,對重要的圖進行手工繪制,養成勤于動手的習慣和積累系統資料的習慣;

由學生來制定下井的具體目標,落實到每一次下井,自己確定下井觀察內容;

每個學生分頭收集不同的專業資料,形成壓力傳遞機制,讓每個學生都要獨立考慮、完成屬于自己的任務;

每次下井前提出不少于20個問題,提前查資料,在下井前的晚上回答問題,有利于學生下井將書本知識與現場實際生產設計相聯系;

按標準評學生作業,實習成績按優良中差合理分配,認真考核實習質量,使學生自我加壓;

實習時讓學生總結礦上技術材料,這是學生普遍缺少的技能,同時也正是一項需要培養的重要技能。

(三) 理論教學的完善

理論教學方面存在的重要問題是空間想象能力不足。為此近年來通過積極建設精品課程和核心課程的紙質、電子教材、講義、多媒體課件等立體化教材體系建設。注重課堂講解,以實際工程案例引發學生興趣,逐步培養了學生從空間角度處理問題的習慣。

另外,加強設計指導,經常與學生探討一些相關問題,使指導具有針對性。

三、小結

通過完善教學方法和培養模式,加快實驗室、實習基地和產學研基地建設,有許多學生在省級、部級刊物發表了高水平的專業文章,課程設計、畢業設計質量也有了明顯提高,使學生培養更接近了現場,縮短了學生成才的時間。采礦工程專業學生地下開采空間概念培養研究取得了初步成效。

下一步的工作是:開放模型實驗室,反復強化學生的礦井立體概念;建設大型液壓加載模擬實驗架,提高學生對巖層結構與巖層運動的空間認識;隨著計算機信息技術和巷道、采場三維設計技術的發展,進行煤礦井下的立體仿真設計(含動畫演示);利用三維數字電影、四維數字電影演示采礦立體系統等讓學生對井下實景有真實感受[10,11]。

參考文獻:

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工業工程概念篇2

工業設計在現代企業在生產制造過程中占據重要地位,其設計質量高低直接影響到后續企業產品生產質量。相較于國外的工業設計研究,我國起步較晚,無論是在理論層面還是技術方面,均存在很大的不足和劣勢,尤其是在工業設計中產品概念設計,代表性的科研成果仍然缺少。由此看來,加強工業設計中產品的概念設計是十分有必要的,有助于賦予產品更為新鮮的元素,提升企業市場競爭力。本文主要就工業設計中產品概念設計進行分析,客觀闡述工業設計中產品概念設計要素以及設計方法,以求為后續理論研究和實踐工作開展提供參考價值。

關鍵詞:

工業設計;產品概念設計;設計方法;色彩因素;形態因素

現代科學技術的快速發展,大量先進技術逐漸廣泛應用在各個行業領域,對于工業產品設計而言,在一定程度上促使產品結構出現了根本性的變革??偟恼f來,工業產品設計主要是人們通過現代科學技術和理論知識,有意識地構思產品設計流程,其中包括人類活動的眾多領域內容??梢哉f,工業設計水平高低直接影響到一個地區或者國家市場競爭能力大小,具有較為深遠的意義。工業產品設計中產品概念設計需要設計師具備較高的專業素質以及設計經驗,能夠結合實際設計需求,將更多新鮮元素融入其中,設計出一個總體框架,在這個框架基礎上,運用專業知識以及加工工藝,賦予工業產品更深次的內涵和性能,以求更好地滿足消費者的個性化需求。

一、工業設計中產品概念設計概述

產品概念設計主要是指在明確任務目標后,通過一系列抽象化的功能結構,尋求適合的作用原理,尋求最為合理的設計方案,這一過程稱為概念設計[1]。而工業設計中產品概念設計是指從產品缺口到建立模型的過程中,不斷進行分析和整合,對模型進行創造性的評價??偟恼f來,工業設計中一方面包含了大量數值計算性的工作,諸如計算分析、繪圖以及填寫表格等,另一方面是概念設計工作,主要是創造產品設計具體方案。概念設計貫穿于產品設計的各個環節,從市場缺口、到產品定位的模糊前期再到結構設計以及功能設計。在產品設計早期階段,根據社會條件形成的市場需要和經濟技術條件確定產品的模糊前期(SET因素),形成產品開發的模糊概念和定性分析,根據前期定位將產品功能需求和設計思路進行細化和求解,將內容展現為大致的設計框架,組成框架的模塊和組件,來完成產品的設計方案。而設計師的概念設計貫穿整個過程,并對初步設計完成的設計方案進行造型構思,最后結合實際條件需求形成最終的設計方案。隨后,將設計完成的方案分配到具體設計中,對方案中具體細節進行推敲,在這個過程中,需要充分考慮設計者的創造能力,自身學科知識儲備以及設計經驗的豐富,以及是否能夠結合資料數據進行推理和決策,這樣才能創造出更符合消費者個性化的設計需求[2]。概念設計并非是簡單的傳統意義上的方案設計,其內涵更為廣泛、有深度,根據產品生命周期對產品功能進行創造、分解以及結構設計,是一個設計創造過程,同時也是一個實驗求解過程,從而滿足各項設計需求和指標,從多項設計方案中選擇最為合理的設計方案。概念設計過程中,設計人員需要具備較高的專業知識和設計經驗,能夠與時俱進采用更為先進的設計方法和商用運作知識,才能更為全面地應對消費者個性化的設計需求[3]。

二、工業設計中產品概念設計特性

其一,創新性。無論是工業產品設計還是其他產品設計,最突出的特點就是追求創新性,作為設計的核心要素,只有不斷地進行創新才能得到性能優良,更富有競爭力的工業產品,從多種設計方案中選擇一種最為合理的設計方案,吸收其他方案的優點,形成一種創新型設計方案[4]。其二,多樣性。工業設計中產品概念設計的多樣性特點主要表現在設計結果的多樣化,以及設計思路多樣化。根據設計事理學方法論,同一產品因其人、事、物、場的不同會形成不同的功能需求,因此在概念設計時會產生完全不同的設計思路,選擇的設計方法同樣存在明顯差異。諸如在椅子的設計中,室內椅、室外椅、交通工具座椅、咖啡館椅的設計概念會因椅子所處的環境和使用者的不同形成不同的解決思路。其三,層次性。對工業設計中的產品概念設計主要反映在功能、載體結構方面,產品的功能定義和功能分解反映在功能層,結構修改和變異作用在結構層,將兩種層面連接起來,從而形成產品的設計層次[5]。無論是功能層還是結構層,自身具有一定的層次關系,層層遞進,不同層次功能對應不同的層次結構。

三工業設計中產品概念設計的一般方法和設計因素

(一)工業設計中產品概念設計的一般方法產品概念設計時選擇合理的設計方法,對于設計價值提升有著較為突出的作用,同時也能夠體現出設計師自身的綜合設計能力。一般情況下,工業設計中產品概念設計方法主要包括以下幾個方面:其一,聯想法,在工業產品開發過程中,可以在原有產品性能以及技術基礎上進行聯想,構思新產品的功能和形態,從而完成工業產品設計,同樣可以在其他領域產品基礎上進行聯想,為工業產品設計提供構思基礎;其二,仿生學法,通過對自然界的感悟來尋求設計靈感,觀察某一種生物的結構和形態,將此類元素融入到工業產品設計中;其三,縮小和擴大法,將工業產品的局部設計點;其四,逆向思維法,設計師在設計過程中,主要是采用傳統設計思維,可以通過對逆向思考產品原有的順序或者設計方法,來獲得設計靈感;其五,類比法,就某種產品而言,一經推出,市場可能會出現眾多類似產品,通過對產品的設計比較,能夠發現其他產品中創新的思維和方法,完善自身,設計出更為新穎的工業產品[6]。

(二)工業設計中產品概念設計需要考慮的因素功能因素。工業產品概念設計時需要充分考慮到產品的功能,只有功能得到創新才能吸引更多的消費者。功能是產品的實質性要求,消費者購買的并非是產品本身,而是產品所提供的功能。所以,在產品設計時以產品功能因素為核心,進行優化設計,提供可行的功能設計方案。構成因素。產品概念設計需要考慮到產品構成要素,對這些構成要素進行分解和組合,取得最為優秀的產品,將其稱之為優化過程。設計師在對各種元素進行優化組合,結合實際工業產品設計需求,形成最為合理的設計方案。由此看來,對產品構成要素進行設計有助于實現產品的優化。形態因素。工業設計中產品概念設計過程中需要運用多種學科理論,涉及層面較廣,結合實際設計需求進行設計,總的說來,設計師在產品概念設計過程中需要協調不同形態因素之間的關系,合理配置形態因素和知識,實現產品形態最優。色彩因素[7]。作為產品構成中不可或缺的組成部分,色彩因素的合理搭配往往能夠帶給人們更為強烈的視覺沖擊,無形中影響著人們對于工業產品的客觀評價。在工業設計中產品概念設計時,充分考量色彩因素,結合實際設計需求進行配置,有助于借助色彩來刺激消費者內心感知,感悟工業產品設計中的內涵,同設計師產生靈魂的共鳴,直觀地感受到設計師想要通過工業產品來傳遞的思想和內容,為產品帶來附加值,激發消費者購買欲望,贏得消費者的青睞,提升產品經濟效益。

四、工業設計中產品概念設計

(一)概念設計階段工業設計中產品概念設計主要可以分為三個階段,其一是概念產生階段、選擇階段以及實現階段,其中概念的產生階段主要是指通過分析趨勢、創新技術、經濟條件等調研獲得產品開發方向,形成模糊的產品設計方向,將所有設計思路梳理清楚,明確有待解決的問題,合適的設計方法。對于其中存在的問題有針對性的提出解決方案,在眾多解決方案中選擇最優的解決方案,即概念設計方案。其二,概念選擇階段,確立評判標準,從眾多概念中選擇切實可行的方案,其主要選擇方式有外部決策、多數表決以及辯論等,在實際應用中較為切實有效[8]。其三。概念實現階段,將選擇出來的概念設計方案制作出模型或者實際產品,實現概念設計。

(二)概念設計關鍵點創造性思維。工業設計中產品概念設計中融入創造性思維是必不可少的,同時也是設計的靈魂關鍵,需要設計人員進行創造性思考,獲得創新。所以,應注重強化培養設計人員創造性思維能力,不斷完善自身專業設計能力和工作經驗,將邏輯思維和形象思維巧妙結合在一起,創造出更為新穎獨特的工業產品[9]。技術創新。在工業設計中產品概念設計中,技術創新具有至關重要的作用,其本質就是挖掘新鮮事物,提出更為新穎的設計理念,但是在多數情況下設計的產品無法滿足人們日益增長的需求。技術創新是知識的積累和靈感的勃發,單一的技術創新并不具備實際應用價值,只有將創新技術實際應用在產品設計中,這種技術突破性創新才富有實際意義,提升產品經濟效益。應用虛擬現實技術。虛擬現實技術應用在工業產品概念設計中,有助于概念設計更好而滿足市場需求,趨于市場化發展。為了能夠更好地滿足市場需求,虛擬現實技術能夠為工業產品概念設計帶來更大優勢,當消費者面對一種虛擬的富有故事情境的產品,能夠帶給消費者一種直觀的互動感受,加強設計師同消費者之間的共鳴,帶來別樣的感受。此外,這樣的產品設計能夠大大降低市場風險,為企業決策人提供更好的發展依據,提升市場競爭力。

五、結論

工業設計中產品概念設計并非是針對某一種產品的創新和完善,旨在將全新的生活方式和訴求帶給消費者,吸收更多新鮮元素融入其中,促使工業產品更為貼近人們的日常生活。所以,工業產品設計師應敢于創新,借助巧妙的設計方法,更好的迎合市場需要,提升企業市場競爭力,謀求更長遠的發展。

參考文獻

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工業工程概念篇3

關鍵詞:可持續設計理念;工業產品;概念設計;應用

從古至今人類的一切活動都是圍繞著對自然的開發和利用展開的,自然給予了人類發展所需的一切資源和動力。但是隨著城市化進程的不斷加快,自然所能供給的資源也越來越少,人類與自然之間的關系日益緊張。為了更好的推動人類的發展,緩解其與自然之間的矛盾是必須的,維持人與自然的生態平衡、實現可持續發展也是非常有必要的。作為當前產品競爭中得到競爭優勢的主要手段,較短的設計壽命,導致產品更新換代頻率較快,出現了大量的廢棄物,然而對廢棄物相應的處理手段卻沒有跟上腳步,從而造成了生態環境被破壞與污染等現象的發生。針對這種情況,在工業產品設計的過程中,采用可持續設計理念已經成為時展的必然需求。具體而言,需要相關設計師在設計產品的過程中采用可持續發展理念,從環保的角度出發,設計出的產品不僅能夠滿足人們的需求,同時也能夠起到引導人們進行健康、綠色生活方式,促進社會持續健康發展。對于設計師而言,能夠借助自身專業知識與相關理念來報答社會,是其責任所在,表現在產品設計過程中,則需要采用可持續發展設計理念為主要指導核心。

1產品概念設計中可持續設計策略產生的必然性

所謂的概念,具體而言是指可以直接的展現出客觀事物基本特征的思維方式,其重視客觀事物的本質屬性,并且在人們長期的實踐基礎上,逐漸的提高感性認識到理性認識之中。對于整個思維過程而言,其擁有比較強的邏輯性和準確性。概念設計在工業產品優化設計的過程中,更加的符合工業的相關特征,并且可以滿足其內在的需求。在采用可持續設計理念在工業產品概念設計的過程中,相關設計人員可以在工業產品概念設計的基礎上,來使用能夠符合客觀變化規律形式的設計理念來加強對工業產品的分析與控制。通常而言,這種方式要脫離數值的實際計算而獨立的存在著。

21世紀以來,在工業產品設計界里,已經悄然興起概念設計這一發展潮流,其相關定義也隨著時代的發展而不斷完善。由起初將工業產品設計最初階段定義為概念設計,一直到發展成為如今一項具有獨立性與前瞻意義的工業產品設計流派,其代表著開拓性與實驗性,一方面充分顯示了設計界有效的關注相關社會熱點問題;另一方面則使設計師能夠負擔著促進社會可持續發展的重要責任,從而不斷的探尋社會未來發展方向。針對上述原因,設計師在進行產品概念設計的過程中必然會考慮可持續發展原則,從而推動整個社會持續、健康、快速的發展。

2概念產品設計中的可持續設計策略

在現實生活中,許多因素都對可持續設計理念在工業產品概念設計中的具體應用產生了較大的影響與制約,比如資源、材料以及技術等方面原因,對于工業產品概念設計而言,特定的理念以及傳達和具體生命周期等因素,都是設計師在進行產品設計的過程中首先需要考慮的方面。

對于工業產品概念設計而言,其是社會發展到一定階段的產物,隨著社會的不斷發展,促進了技術、材料以及能源相關利用方式都得到了較大的促進與發展。對于當今社會而言,實現可持續發展是時展的潮流,也是當今世界各國進行改革的核心所在。采取多種方式來有效的節約資源,同時降低資源消耗率,是其主要追求。對于工業產品整體概念設計來說,其采用可持續發展的重要戰略目標之一是希望相關產品能夠使用新能源作為組成方式,比如能夠循環利用的太陽能、風能以及水能等方式,從而實現對環境的零污染、零排放,最終保護生態環境,促進人與自然和諧發展。

步入21世紀以來,許多設計師都在采取多種方式來研究與探索在產品設計的過程中使用新能源的可能性與必要性,在其不懈的研究之下,出現了許多令人驚喜的,同時擁有較大發展前景的產品。比如安卓感念車的設計,其主要動力來源是風能、太陽能以及生物能,與此同時還能夠將空氣中的廢氣進行有效的吸收利用,從而轉化為電能,通過這種方式,能夠有效解決污染問題。對于設計自身而言,其是藝術同科技的有效結合,尤其面對概念設計,隨著時代的發展與進步,工業產品概念設計里使用科學技術日益廣泛。

對于可持續設計理念在工業產品概念設計中另外一個重要手段是不斷的使用新技術,目前可以將信息存儲技術、信息交互技術、感應技術、生物識別技術、全息影像技術、電池技術、新能源技術、材料技術等手段視作為新技術。其可以利用信息與交互技術,以此構成服務系統設計,從而全面的展現可持續設計理念在工業產品概念設計中的作用。

當前設計師進行工業產品概念設計的主要基礎,材料決定著工業產品設計的可能性。因此應用可持續設計理念時,要敢于嘗試使用各種各樣的新材料。例如熔點杯的設計,其主要使用一種特殊材料,這種材料在溫度65℃以上時,可以迅速的吸熱,而當低于65℃,則會較為緩慢的放熱。鑒于這種材料的特殊性能,可以使用在日常人們喝牛奶等熱飲的過程中,能夠促進熱飲盡快的達到某一個理想的溫度,與此同時能夠維持這一溫度,從而降低能源消耗。從這種設計中可知,積極的使用新材料在工業產品概念設計之中,是可持續設計理念在其應用的重要基礎與保證,應該得到設計師的重視。

3結束語

結合上文可知,在當前工業產品概念設計的過程中,應用可持續發展戰略,將可持續設計理念應用在產品設計之中是時展的潮流與必然要求,設計師通過產品設計來表達其對生態環保以及綠色和諧的渴望與追求,在實際生活中,應該不斷的推廣與應用可持續設計理念在工業產品概念設計中的影響與作用,從而為構建社會主義和諧社會,構建資源節約型、環境友好型社會做出重要貢獻。

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[4] 穆存遠,夏南.低碳經濟下的可持續產品設計與服務[J].合肥工業大學學報:自然科學版,2005,21(1):56-58.

工業工程概念篇4

【關鍵詞】物理學 工程力學

首先從廣度上看,物理學涉及了力學、電學、熱學、光學、原子物理學等,而工程力學只涉及了物理學的力學部分;物理學是一門為學習專業基礎課(如《電工電子學》《工程力學》等)打基礎的學科,而工程力學是為學習專業課(《礦山壓力與控制》《井巷工程》等)打基礎的學科。所以對于高職院校的學生來說,難度要求降低了,專業要求提高了。教師在授課時,要幫助學生克服畏難情緒(特別是對“文科”學生而言),明確告訴學生,在專業課的學習中也許用到工程力學中的一個“點”,但我們現在就要學好一個“面”。從而調動學生的學習積極性,激發學生的學習熱情,為今后學習打下良好的學習基礎。

第二,從宏觀上看,工程力學與物理學有很多相通的地方,從微觀上看又有很多不同的地方。例如,在靜力學中,從物理學角度出發,為了研究問題的方便,在許多情況下可以將物體看成質點,只有在研究物體的轉動問題時才將物體看成剛體,而在工程力學中卻不能忽略物體的大小和形狀,只能將物體看成剛體;在物理學中,即使將物體看成剛體也無需考慮物體的形變,而在工程力學中,我們必須考慮物體的承載能力(即強度、剛度、穩定性),從而必然要研究物體的形變,此時要將“剛體”假設成“變形固體”。

第三,學好物理學必須掌握一定的數學知識,尤其是在大學階段,不具備《高等數學》手段,就不能解決物理問題;而學好工程力學除了掌握一定的數學知識外,還必須具備相關的其他專業課(如《工程制圖》《機械制造》)的知識。這就不但要求學生要學好相關知識,同時要求教師也要掌握相關知識。

工業工程概念篇5

關鍵詞:感性工學 產品造型 概念設計

一、工業設計中的概念設計

工業設計是由英文“Industrial Design”翻譯而來,由美國藝術家約瑟夫?西奈爾于1919年首次提出的,是國際上公認的學術用語。1970年國際工業設計學會理事會為工業設計下了一個完整的定義:“工業設計,是一種根據產業狀況以決定制作物品之適應特質的創造活動。適應物品特質,不單單指物品的結構,而是兼顧使用者和生產者雙方的觀點,使抽象的概念系統化,完成統一而具體化的物品形象,即著眼于根本的結構與機能間的相互關系,其根據工業生產的條件擴大了人類環境的局面?!?/p>

概念設計起源于德國學者Pahl和Beitz,1984年他們在《Engineering Design》一書中提出了“概念設計”的概念,將概念設計描述為:在確定設計任務之后,通過抽象化,擬定功能結構,尋求適當的作用原理及其組合等,確定出基本求解途徑,得出求解方案,一部分的設計工作叫做概念設計。在其之后,英國Lancaster大學French教授也在他的《Conceptual Design of Engineers》一書中提到了概念設計,他認為概念設計首先要弄清楚設計的要求和條件,再利用簡圖形式來表達廣義解。

二、概念設計的前期構思與創作

設計理論和方法的研究對概念設計的研究起指導性作用。產品概念設計通常是針對產品的功能、行為和結構。功能是產品實現的用途,行為是產品的工作原理或功能實現方法,結構是產品的構成要素及其組成關系。功能―行為―結構―映射過程是設計信息逐層處理、設計活動逐步細化的過程,這一過程構成了概念設計活動的主要特征,但由于產品概念設計問題的復雜性、產品的多樣性和概念設計階段信息的不完備性,使得這一過程不可避免地遇到兩個關鍵的問題:其一,產品各方面信息及其相互作用的表達或描述(建模問題);其二,可行方案的生成和選擇(推理問題)。

1、建模問題

概念設計的建模問題可以理解為概念產品設計約束及其相互作用的描述,其模型表示方法有語言、幾何模型、圖(樹)、對象、圖像等。對于人腦來講,建模主要是感官的、智能的、可視化的,而對于計算機來說,建模偏于計算和符號處理。

作為建模工具的語言意在將設計形式化,有助于明確地表達人們對于設計的理解。語言通常是由語法來定義,由于其簡潔性,語法、語言成為構造設計知識的有效手段。

幾何模型應用于產品結構信息的表達,即在計算機中表達二維或三維幾何形狀。通常幾何形狀的表達包括:B―rep(邊界表達)、CSG(構造實體幾何)、變量幾何和特征表達等。

圖和樹是概念設計階段常用的兩種建模工具,可用于從功能、行為、結構等各個方面對產品進行描述。由于圖論研究的深入和相對成熟,將圖或樹用于概念設計具有一定的優越性,不足之處是其缺少類和繼承的概念,而這些概念對概念設計是很有用的。

由于篇幅有限,對象、圖像這兩種建模工具就不一一闡述了。

2、推理問題、自動化問題、產品基因逆向求解問題

概念設計推理問題包括兩個方面的內容:一是采用何種合適的方法將用戶需求映射到相應的物理空間,即設計方案的生成;二是在若干候選方案中選擇最佳設計方案,即設計方案的評價與決策。

設計自動化技術可以降低勞動強度、提高設計效率。概念設計自動化主要包括方案創成和方案綜合,其實質是在設計知識庫的支持下,實現功能到結構的自動映射過程。由于功能向結構映射存在多樣性,即功能對結構的多對多關系,功能對應的每一種結構都有可能是最好的結構,但在概念設計階段又難以判斷孰好孰差。隨著計算機在設計領域的廣泛應用,設計信息和設計方案成爆炸性增長,如果沒有有效的計算機輔助工具的支持,設計者難以快速選出最佳設計方案。針對一個具體方案,還有許多問題需要解決。

基于大量的工程實踐和經驗總結,產品正向工程積累了豐富的知識和技術,如何獲取已有產品的知識和技術,提高自主創新水平,成為設計者必須面對的問題。產品基因逆向求解技術的本質是根據設計對象還原出產品可行的設計過程,最大程度上獲取原有的產品的設計知識及關鍵技術,有利于設計知識獲取和重用,為后續產品創新設計打下基礎。借鑒生物基因工程思想,研究產品基因逆向求解策略和實現流程,建立產品基因庫管理功能信息模型,采用實體關系圖描述產品基因庫結構,規范、歸納并組織設計知識,為設計知識重用、提高設計效率和設計質量打下基礎。

三、概念設計――探索未來設計的各種可能

社會在不斷進步的同時,人們對于物質的要求越來越高,現有的一些物質已經無法滿足人們的需求。所以概念設計更重要的是,要創造未來更自由更舒適的產品供使用和體驗。要能設計更有針對性的產品可供挑選。

概念產品是對未來生活方式的很好探索和創造,人在產品面前始終是具有掌握權和控制權,產品對生活的改變是善意而不懼強迫性,人們可以自由選擇自己的使用方式,以符合自身的需求。創造出未來更自由更舒適的產品,從現實出發,從自身的需求出發。未來我們可以尋找概念設計的許多構思方向和創造,比如,遙控控制各種設備的產品創造,有助于發泄壓力的產品創造,可供殘疾人能正常生活的產品創造等等。

參考文獻:

[1]李硯祖.設計研究[M].重慶大學出版社,2011年6月

工業工程概念篇6

[關鍵詞]電力工程 概預算 管理 分析

中圖分類號:U414 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2016)01-0144-01

一、當前電力工程概預算管理現狀及原因

1.概預算管理人才缺乏

目前電力工程企業中,長期以來對于電力工程造價技術人才的培養不夠重視,專業造價師人才不多,甚至稀缺。專業技術人才的缺失不能不說是當下電力工程概預算管理的一大阻力。其二,一個人才的使用不能過于分散化,注意力的集中對于概預算這一類型的工作至關重要,甚至可以稱為是概預算管理的生命線。嚴謹與精準是做概預算工作的人員的素質能力,以其他工作例如輸電線路工程概預算和變電工程概預算、配電工程概預算一齊入手是不明智的,公司要做好人員分配,避免因注意力分散而失誤。其三,在任用人員時不宜以學歷亦或是資歷為標準,有學歷無經驗往往會紙上談兵,有經驗無繼續學習往往不能結合先進知識和理念無法創新。因而,實踐及工作能力才是上佳的管理人選,而目前,概預算管理人員十分缺乏,難以擔當管理重任,綜合素質不高。其四,有些員工從名校畢業,關于概預算對電力工程技術方面的知識不甚清楚,脫離實際工作,與電力工程的實際準確性不能全然相對。

2.工程設計不規范導致概預算的變動性大

第一,電力工程設計的不合理導致概預算變更,新的資金投入增加工程造價與概預算結果不符,概預算管理功虧一簣,變動性增強,增加管理的難度。第二,事先對施工現場的環境及機械設備未詳細的調查研究與審查缺乏,需要重新進行預算設計,也屬于工程設計改動的一部分,從而也會出現電力工程概預算失誤。第三,施工單位工程工期的變動使工程建設缺乏可行性,影響電力工程的正常進行。

3.缺乏健全的概預算定額體系

健全的概預算定額體系是進行概預算的前提,國內普遍的現狀是相關的流程以及評價制度不能使概預算管理有一個統一的創新的概預算定額體系管理制度。概預算反映工程造價,依靠工程預算定額以及概算定額的科學合理性對電力工程定額、概算指標、人工、材料、機械消耗等做出推斷。企業以往都是在概預算定額管理方面設置了多層管理機構,以管理權限和職責分配進行核算和監督。電力工程的健全的概預算定額體系核算的工作質量是做好供電企業基本工作的基礎。模式化的管理方式已然根深蒂固,應對市場沒有靈活性,工程造價的預算管理機動性差,也缺乏應有的公信力,往往不能隨意改變,因而會造成概預算結果有偏差。

二、電力工程概預算有效管理的措施分析

1.合理安排工程審計

首先是合理安排工程審計,時間上避免倉促,人員上避免重合,避免工程審計人員的工作任務繁重不堪。以高效人才,集中精力在規定時間內對所有的工程項目進行全面準確的審計盡力發揮成本控制中應有的作用,完成精準的概預算。其次,要加強對工程設計的管理。一套正確的電力工程方案是實行正確概預算的前提,第一次的工程方案要盡量準確。第一步是要嚴格勘測工程,對電力工程項目要面面俱到。無論是地理位置、施工現場環境、周圍的地質、氣候地形條件,亦或是周圍生活環境都需要考慮進工程設計方案中。最后一點,以合理的工程設計作為概預算的前提,保證管理的科學性、準確性、以及可行性,不因概預算的失誤導致電力工程的無法正常施工或是緩工現象的出現。以全面的防范措施,進行功能全,技術扎實、經濟可行的概預算管理方案。

2.加強對概預算的審核力度

電力工程概預算的數據需要縝密的審核,確保電力工程的造價符合資金預案。概預算的管理一方面承接電力工程的設計,需要其盡量保持完整性與準確性;另一方面,需要對電力工程造價進行審核管理,這是最后一道不可缺的防線,唯有如此,才可以保證概預算的方案處于合理的受控之中。綜合的去研究和分析各類經濟指標,審核的實施過程要嚴格有秩序,提高可信度與精準力。要促進電力工程的概預算的管理,為公司制定可行的方案,需要圍繞前期設計進行一整套的后續審核,審核必須全面,把握重點審核、對比審核、經驗審核的原則,減少概預算管理的失誤。

3.加強對專業人才的培養

提高概預算管理人員的綜合素質,首先,面對我國工程概預算管理理念起步晚的事實,引進和培養懂技術、善經營、會管理的復合型專業人才隊伍是至關重要的。新型的概預算理念,加強概預算隊伍建設做到專業與精準,實現概預算工作的現代化。在一定程度上,概預算工作接觸的全是數據,工作內容枯燥,但又需要嚴謹和認真。從事電力工程概預算的工作的人員必須非常耐心、細心、嚴謹,加強概預算編制人員的業務知識水平,選用具有綜合素質的概預算管理人才。提升概預算管理人員的職業道德素養,選用具有工作責任感的人才以保障電力工程的合理造價。

4.做好概預算管理的上下游工作

電力工程的概預算上游是工程施工設計,編制電力工程概預算工作的人員眼光不可以囿于自己手中的資料,要與設計人員密切聯系,以節約成本,綜合比較不同的設計方略,盡量扣好設計環節對工程材料的費用預算,節約好手中的資金,為日后嚴格遵守設計方案做鋪墊也十分重要。此外,工程的施工環節,是項目概預算的下游環節,不僅僅是了解投資的使用狀況,施工地點環境的變化,市場在施工階段的變化,設計做出的變化,概預算的管理對于信息提取要有一定的靈敏度,時時刻刻需要對未來市場的走向,不確定因素考慮于心。

5.項目經理的選擇至關重要

項目經理是一個項目的牽頭羊,對其的選用標準有三,第一,可以總攬全局,統籌兼顧,簡單說就是要有領導力,大事小事放心上,無論是總的預案還是施工中對于材料的安置管理,都要到位。天下之事必作于細。第二,協調能力,無論是內部人員的分配任用,還是外部公司間的合作交往,都要有良好的人際協調能力。第三,專業素質,有扎實的專業知識才可以不浮于事。

三、結束語

電力工程建設是國家基礎設施建設的重要組成部分。概預算是是電力企業施工規劃、作業計劃的依據。電力工程概預算關系著電力企業的工程質量、工程效益,是實現電力工程的先決條件,一個科學的概預算管理有助于實現電力工程目標。因而,本文從電力工程的工程設計、審核管理和概預算從事人員的綜合素質進行分析,追求科學精準的概預算管理。

參考文獻

[1]劉偉,馬千麗,李敏.淺談水利水電工程概預算的編制與應用[J].價值工程. 2011(10)

工業工程概念篇7

現行工程力學教程大多要求學生在完成靜力學、動力學的基礎上完成材料力學相關內容的學習,從課程設置來講這些屬于必須要求掌握的內容,但是對于工業設計專業的學生而言,部分內容是多余的。工業設計主要是培養一部分產品設計人員,產品設計人員大多指產品的方案設計,而具體結構設計將交付給結構設計人員進行具體設計。產品設計人員只需要在對產品整體功能和人體工程學很好地把握的基礎上進行產品功能設計和產品材料選擇即可。對材料力學部分的強度理論、能量法等研究性內容的學習進行簡單地講解即可,重點強化拉伸壓縮彎曲扭轉和壓桿穩定的內容學習。

2.強化概念的理解和掌握,適當減少計算作業量

工業設計大多選擇理科學生作為招生對象。在實際教學中,都有以前學習高中物理的底子,在教學中有針對性地講解能使學生很好地理解相關概念。而對力學概念的灌輸和強化是本門課程設置的關鍵。一個工業設計師在設計產品的過程中始終把握力學概念,設計出既有美學效果又符合力學原理的產品將會是一個成功的作品。在教學中注重對力學基本概念的強化和灌輸,樹立力學基本概念,這樣將會在設計中加以體現。由于工業設計專業的特殊性,使其對力學的要求遠遠低于其他工科專業,作業要求較工科專業低,不需要過多的計算技巧,而是明確一些力學概念和力學計算方法即可。

3.針對工業設計專業《工程力學》教學內容的調整

由于工業設計專業的特殊性,《工程力學》課程教學內容可以按照專業特色進行調整。主要包含剛體靜力學(受力分析、力系簡化、平衡方程、摩擦)、材料力學中的拉壓彎剪扭及組合變性條件下的內力計算及強度校核的方法、一般內力圖的繪制、穩定分析即可。因為在掌握這些基本知識的條件下即可進行常規設計,并且在學習理論知識的同時,需要增強學生的動手實踐能力。在學校課程設置合理的前提下,可以適當介紹一些和工業設計相關的力學計算軟件,盡管軟件學習增加了學習難度,但是學好這些軟件對于加深對課程的理解及今后產品設計都將是一種助力。

4.結語

工業工程概念篇8

TopicMaps相關概念

TopicMaps最初的思想是希望建立起智能化電子索引,并能支持這些索引間的相互融合。近年來,TopicMaps已經不再局限于索引領域,而成為一套用來組織信息的方法,使用這套方法可以描述知識結構和關聯,及其相關的信息資源。TopicMaps于2003年成為ISO標準,并了其基于XML的描述方式XTM。目前XTM最新的版本于2007年。TopicMaps中的基本概念包括:

1)主題(Topic):廣義上講,任何事物都可以是一個主題。嚴格地講,“主題”表示TopicMaps中指代事物的對象或節點。在一個TopicMap中,主題可以是零或多個主題類型的實例。主題通常具有顯式的名稱,但沒有也可以。一個主題可以在不同的上下文中具有不同的名稱。

2)關聯(Association):一個主題關聯用于指定2個或多個主題之間的關系。關聯類型可自定義。參與關聯的每個主題在該關聯中發揮不同的作用,稱為關聯角色。

3)資源(Occurrence):一個主題可以用某種方式去鏈接一至多個信息資源。這些資源稱為該主題的Occurrence。資源可以分類。主題可以在特定的上下文中關聯特定的資源。TopicMaps將知識劃分為2層:上層是概念層,描述各種概念及關系;下層是資源層,描述概念層中各個Topic所關聯的具體資源。

軟件工程課程體系模型

通過TopicMaps對課程體系進行建模,可以有效地實現學科知識管理和分析工作。在此,建立一個簡化的課程體系模型,用以說明TopicMaps建立模型的方法。

1基本概念

為了不產生混淆,本文給出如下定義。定義1“教學實體”:指教學中涉及的各種對象類型和具體對象所對應的概念,不涉及具體內容。例如,“必修課”是一種課程類型,“C語言”是一門必修課。兩者在模型中都是一個教學實體。課程體系模型中涉及的基本教學實體包括:①抽象類實體:Teacher(教師)、Course(課程)、Resource(資源,如書籍、音頻和視頻等教學輔助資源)和Group(課程組)等,用于表示實體的類型。需要特別說明的是,在教學體系中,經常會劃分課程組,課程組包含一系列相關課程,這樣有助于教學質量的提高和教師隊伍的發展。②具體實體:表示一個具體的實體對象,一般是某個抽象類實體的實例。例如,表示各個具體課程的實體。定義2“教學資源”:指教學實體對應的具體信息和關聯的各種資源。例如,“C語言”課程關聯的“教學大綱”文件和課程網站等都屬于具體的教學資源。

2模型結構

課程體系中涉及的教學實體非常多,實體除了有自己的基本描述外,實體間還會存在各種關聯關系,并且每個實體還可能會有一系列的相關參考資源。理清和描述各種教學實體之間的關聯,是高效地分析專業方向和教學規劃、相關課程依賴關系,合理配置教學資源和優化課程體系的基礎。因此,如何將各種教學實體和資源做有效的描述和關聯,是建模的重點。

TopicMaps在建模時,采用分層的形式將資源層和概念層分離。分層的結構有助于清晰地描述教學體系。

1)概念層:在概念層中,主要描述概念及概念之間的關系。在課程體系中,即各種教學實體和實體間的關系。這是模型中相對穩定的部分。2)資源層:在資源層中,描述各種教學資源,是各個教學實體的具體信息描述。例如,教師的個人主頁、教學大綱文檔、具體的視頻、音頻對象等。由于教學內容需要緊跟科技的發展,因此教學資源需要及時更新和補充。這部分在模型中的動態變化性較高。由于TopicMaps模型中的概念之間可以存在很多的關系類型,所以概念和關系會構成一個復雜的圖結構。為了簡要說明模型的結構,給出了一個簡化的課程體系模型的雙層結構示意圖,如圖1所示。其中省略了很多主題、關系和資源。在課程體系模型中,需要定義一些主題用于描述類別,屬于抽象概念,如Course(課程)、Teacher(教師)、Video(視頻)等。在此基礎上,定義各個表示具體教學實體的主題,如概念層中表示具體課程的主題“C++”、“軟件工程”等,表示具體教師的主題“T1”和“TN”等。在課程體系模型中必備的關聯類型包括:1)“Class-Instance”關系。用于描述一個具體的概念是另一個概念的實例。定義RC-I(a,b)。對任意主題a和b,如果RC-I(a,b)成立,則表示a和b之間是“Class-Instance”關系。在該關系中a扮演“Class”的角色,b是實例“Instance”的角色。圖1中用帶箭頭的實線表示RC-I(a,b),起點為a,終點為b。每個具體的課程都是“Course”的一個實例,如RC-I(Course,C++)。

2)“Teach-TaughtBy”關系。用于描述具體的教師與其所授課程之間的關系。定義RT-TB(a,b),對任意主題a和b,如果RT-TB(a,b)成立,則表示a和b之間是“Teach-TaughtBy”關系,即教師a教授課程b,而課程b由教師a教授。圖1中用帶箭頭的虛線表示RT-TB(a,b),起點為a,終點為b,如RT-TB(TN,C++)。利用主題圖中概念和資源分層的機制,在對課程體系進行建模時,將相對穩定的課程體系信息置于模型的概念層,將各種教學資源置于模型的資源層,可使經常動態變化的教學資源不會對課程體系的穩定性產生過多的影響,能滿足對專業課程體系研究、分析和動態調整的需求。2.3以實踐課程為主體的課程體系在SE-CDIO培養方案中,特別重視和強化工程實踐能力。其課程體系中以實踐教學為主線,將各種專業核心課程緊密結合在一起。課程體系中設置了項目實踐、綜合項目實踐和企業社會實踐、畢業設計等不同層次的實踐類課程,以此來強化學生的動手能力、工程能力、協同能力和職業素質的培養。

為了清晰地說明如何利用TopicMaps來描述軟件工程專業的工程化教育理念,圖2僅給出課程體系模型概念層的一部分,其中重點描述了專業實踐體系的主體結構。想要突出這種以實踐課程為主線的工程化教育理念,還需要定義更多的主題類型和關系類型。在TopicMaps模型中定義的部分主要概念如下:

1)抽象概念Group(課程組)和Project(項目)。

2)具體課程組的主題:為每個具體的課程組建立一個主題,在圖2中用虛線橢圓節點表示。某個具體的課程組g是Group的實例,即滿足3)課程主題:為每門專業核心課程建立一個主題,在圖2中用實線橢圓節點表示。每個具體的課程a是Course的實例,即滿足4)實踐類課程主題:為每門實踐性課程建立一個主題,在圖2中用實線矩形節點表示。某個項目課程b是Project的實例,該關系描述在圖2中省略,即滿足在模型中還需要至少定義如下關聯類型:1)“Pre-Next”關系。用于描述課程之間的先后關系。定義RP-N(a,b)表示主題a和b之間是“Pre-Next”關系,即表示a是b的前驅課程,而b是a的后繼課程。圖2中用帶箭頭的實線表示RP-N(a,b),起點為a,終點為b。2)“Whole-Part”關系。用于描述整體和部分之間的關系。例如,一個課程組由若干具體課程組成。

定義RW-P(a,b)表示主題a和b之間是“Whole-Part”關系,即表示a包含b,而b是a的一部分。圖2中用圖形的“包含”表示整體和部分。例如,課程組“GroupA”中包含課程“A1”、“A2”、“A3”和實踐性課程“PA”,即滿足在一個合理的培養方案中,各種知識的教授是存在前后順序和關聯的。因此,“Pre-Next”關系在課程體系建模中是必需的一種關聯。圖2所示的模型可以說明每個實踐類課程需要一系列先驅課程為其進行知識儲備,而該實踐類課程的設置目的則是其所屬課程組中前驅課程知識的綜合培養和訓練。例如,為了培養學生設計和實現信息系統的能力,學生首先需要學習編程語言、數據庫和軟件建模知識。

這樣,“信息系統的設計與實現”是一門實踐類課程,而其他相關課程是該課程的前驅課程。圖2還描述了不同實踐類課程之間也存在“Pre-Next”關系,這樣可以體現實踐類課程的不同層次。即每個項目實踐類課程是重點對某幾門課程知識綜合能力的培養和訓練,綜合項目實踐和企業社會實踐是培養和訓練學生在工程中運用所學專業知識的能力以及協同能力和職業素質,而畢業設計是用于檢查學生最終對本專業知識綜合運用的能力。

培養方案中各種基礎課程和核心專業課程的設置都是為了實現最終的培養目標。為了清晰地刻畫各個核心專業課程對專業能力培養目標所做的貢獻,便于分析各個專業課對學生某種實踐能力培養(體現在實踐類課程中)所做的貢獻,模型中定義了Group(課程組)的概念和“Whole-Part”關系。每個課程組中的課程都是為了重點教授、培養和訓練學生的某種實踐能力。每門實踐性課程與其前驅課程即為一個課程組。需要說明的是,每門實踐性課程是為了重點培養和訓練學生在該實踐課的前驅課程中所學知識,但仍然可能會運用到其他知識。例如,在GroupA中學生學習了某種編程語言,而在GroupB中的實踐性課程PB中仍然可能會用到。

課程體系模型的應用

TopicMaps技術便于知識的導航和檢索,基于TopicMaps創建課程體系模型可以為培養方案的設置和分析、教學資源的配置等工作提供一種便捷的分析手段。下面以查找課程組GroupA中所有課程的任課教師為例,說明如何基于TopicMaps模型方便地進行信息檢索。查找過程如下:最終得到的集合T即GroupA中所有課程的任課教師。TopicMaps的概念層是一個圖結構,在進行信息檢索時可利用各種圖的算法以提高搜索速度。因此,信息檢索效率的實用性可以保證。

結束語

工業工程概念篇9

關鍵詞:建筑結構設計、概念設計、結構措施、分析與探討

在建筑結構設計過程中,概念設計與錯夠措施是相當重要的一部分內容。良好的概念設計與結構措施在一定程度上反映了結構設計人員的專業設計業務水平,下面主要概述作者對在建筑結構設計中的概念設計與結構措施的認識,并提出幾點個人的觀點及看法。

一、建筑結構設計中的概念設計與結構措施簡述

概念設計的主要內容是從建筑結構設計的總體方案開始,主要是應用人們對于建筑結構抗震設計方面知識去嚴格把握處理建筑結構設計工作當中的常見問題,如房屋整體機構體系、力學分布計算和結構構件延性等問題。一般認為,我們應用概念設計與結構措施主要是從宏觀原則的角度出發對所發現的問題進行合理評價、有效鑒別和優化選擇等處理過程,然后再通過計算整理和構造措施,以避免和減少建筑結構設計中出現抗震的薄弱部位。這一過程主要是考驗建筑結構設計工作人員判斷思維能力,原則上是通過從大量的建筑結構震害經驗中總結設計經驗,宏觀上確定并盡可能地解決建筑結構設計中的常見問題。由此可見,作為專業的建筑結構設計專業人員必需全面了解建筑的整體結構抗震設計的特點,重點是從建筑結構承載力分布情況考慮,發現問題,突出矛盾,以求利用正確的設計理念指導建筑結構概念設計。通常,概念設計所涉及的內容非常廣泛,不僅僅要遵循建筑整體總體方案確立的基本原則,還需要考慮到非材料的正確使用和結構關鍵部位的細部構造設計。

當前,概念設計是建筑結構設計中能夠展現先進設計思想理念的重要內容之一。在已經擬定的建筑設計空間中應用概念設計來完成建筑結構的總體設計方案,且可以良好地處理建筑結構構件之間的協調與配合的關系非常重要。但是,鑒于目前建筑行業在設計分工方面明顯細分化的現狀,專業的建筑結構設計工作人員也只能夠單調地依賴與國家編制的規范規程和設計手冊等,習慣了傳統的設計流程,開拓創新性明顯不足,這樣就造成概念設計與結構措施的應用推廣遇阻,實難以全面發揮預期的作用效果。

從經歷幾年的實踐經驗來看,建筑結構設計的概念設計與結構措施是非常重要,之所以重要是因為在我國現在所推行的建筑結構設計理論與計算理論中還存在許多不可忽略的缺陷和問題,如建筑結構混凝土構件內力和截面設計計算,內力計算主要是基于材料彈性理論,而混凝土構件截面是基于材料塑性理論的研究成果,二者之間就出現了一個比較突出的矛盾關系,往往由于這種矛盾關系導致設計計算的結果與使用結構的實際承載力分布情況偏差很大。概念設計與結構措施主要就是利用其先進的設計思想理念以彌補這種計算偏差的缺陷或者說是在設計過程中對不具備可計算性的結構設計實現可計算性。建筑結構設計的概念設計之所以重要還在于建筑結構設計的初步設計階段是不能夠通過依靠計算機來完成的,而主要的設計手段是需要專業的結構設計人員運用自身所掌握的對建筑結構概念的認識并結合經驗選擇一種成本最低、效果最好的結構設計方案。這就要求設計人員必須深刻地了解各類建筑結構的性能和特點,不斷加強自身的專業技能和知識水平,并且能夠充分應用,靈活運用。同時,由于現在的計算機技術逐漸在建筑設計與施工行業中起到了相當重要的作用,計算機技術具有計算高速、高精度的特點,這樣往往會給建筑結構設計人員造成建筑結構工作性能的誤解,對加強設計人員對建筑結構設計概念的意識培養造成極大的影響。

二、建筑結構設計中概念設計與結構措施的應用

2.1協同設計工作與結構體系的應用在不斷的結構設計研究與實踐中我們可以發現,協同工作的概念已廣泛存在于我國工業生產設計與制造行業之中,對于工業產品主要要求的是其在沒有達到設計壽命時盡可能控制質量不損壞,而對于建筑工程結構的設計,協同工作的概念更被進一步的延伸,要求建筑結構內部構件在能夠承載各種極限狀態下的合理受力不致破壞,且還需要各個構件之間的相互協調和配合工作。應該注意的問題是建筑結構的協同工作注意表現在建筑基礎與上部結構的關系上,務必將建筑基礎與上部結構視為一個有機的系統整體,而不能夠將二者分開設計處理。對于協同工作概念的理解還要考慮到結構在受到荷載的情況下,建筑結構內部各個構件都具有一定標準的應力承載水平。尤其是對于多、高層建筑物的結構設計時,為了能夠使得同層各個承力柱在一個相同的水平位移范圍之內,應避免設計過多的短柱。但是,隨著建筑物高度與層數的不斷增大,為避免底層豎向承力柱的截面積越來越大的情況,就不得不增加多、高層建筑下幾層短柱的設計數量。因此,田形柱的設計作為一個特殊的設計手段解決了這個問題。多、高層建筑結構設計的主要目的要求是為了抵抗水平力的作用以防止發生扭轉,為了能夠有效地抵抗多、高層結構的水平力作用,在一個平面之上的若干個正交方向的尺寸應盡量減小之間的距離,以保證在此兩個方向上的慣性矩相等,所以多、高層建筑抗側力結構的設計應盡量將其設置在建筑結構的四周,以增加整體結構的抗側剛度和抗扭慣性矩等穩定性能。

2.2 協同設計工作與材料利用率的應用

協同工作與材料利用率的應用是建筑結構概念設計與結構措施的另一項重要內容。設計材料的利用率越高,就體現出建筑結構設計協同工作的程度就越高。我國作為一個發展中大國,建筑結構概念設計的目的還在于能花最少的錢做最好的工程,設計材料利用率的高與低就是直接的體現。最后,我們應認識到協同工作原則也是建筑整體設計的工作原則,在建筑結構概念設計越來越被重視的今天,針對于建筑結構設計專業人員的要求標準,必須要具備深厚的結構設計基本理論知識基礎,并且能夠在實踐經驗當中不斷吸收先進的設計思想和理念,以精益求精的工作態度完成設計工作。

三、結束語

伴隨著我國社會經濟的發展和人民生活水平質量的提高,對于我國建筑結構設計也提出了更高的質量要求。在當前計算機技術的高速發展的大環境下,發展比較先進的設計計算理論和對計算機應用的加強都將會是我國建筑結構概念設計的重要保障基礎。同時,與時俱進的加快研究與應用新型的建筑施工材料和施工工藝,使得建筑結構設計更安全、更適用、更可靠、更經濟。建筑結構設計人員也應充分發揮自身的專業技能和個性,打破傳統成規,將建筑結構概念設計的思想進一步推廣和應用。

參考文獻

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[4] 楊俊華,周維宇;概念設計與結構措施;工業建筑;2003,33(02):123 - 128

工業工程概念篇10

一、背景及現狀

一方面,美國的APPLE公司,利用工業設計將大量的成熟技術集成到設計當中,推出一系列創新產品,取得了舉世注目的輝煌成就。另一方面,中國專利的年授權量已經超過了美國和日本,但科技成果的轉化率卻很低。誠如中科院院士王志珍所說:目前我國的科技成果轉化率大約在25%左右,真正實現產業化的不足5%,與發達國家80%的轉化率相距甚遠??梢?,在我國工業設計作為應用創新的主體沒有發揮好橋梁的作用,與市場錯位、脫節的現象依然非常嚴重。本文從價值鏈角度,對工業設計的價值形成和作用關系進行探索研究,旨在提升工業設計的價值。本文所指工業設計是狹義概念上的理解,以產品設計為主體。

二、工業設計價值未能充分發揮的原因

導致工業設計在我國經濟建設實踐中,沒有發揮出應有作用的根源,除了思想上對工業設計的作用和價值存在認識上的欠缺和不對稱以外,在操作上也存在著脫節現象。

首先是我國工業設計發展還面臨著“認識片面、機制不暢和政府缺位”三大主要問題。不少企業對創新和競爭力的理解存在著較大的局限,對設計創新的認識停留在低層次階段,未能進行系統全面的思考,將創新簡單地與科技創新相關聯,片面追求單項技術指標的優化和突破。經營決策者缺少系統集成創新意識和對產品終極價值的深度思考,沒有利用工業設計手段來打通以豐富的高品質商品去滿足消費者多層次需求之間的阻隔。

其次是對工業設計概念理解上的錯位。在學院的教學中,往往較多地從概念形成和方案表達的層面來理解工業設計。對學生專業能力的培養,基本上以產品的造型設計為主,包含有限的概念設計內容,而工程設計方面的知識嚴重欠缺,直接導致工業設計師在工程設計方面的整合協調能力跟不上,實踐中只能為企業提供有限的解決方案;而企業則從產業鏈的角度來理解工業設計,認為工業設計就是產品創新工作的承擔者(或組織者)。工業設計要幫企業解決包括市場環節、使用環節、技術環節、生產工藝環節以及銷售環節遇到的各種問題。理解的差異直接造成企業和設計師之間的互認錯位,導致實踐中的對接不暢。

再有就是實際操作上的脫節。我國的絕大部分企業沒有設立專門的設計部門,在具體實施產品設計的過程中,往往將產品的概念設計、造型設計和工程設計這三者割裂開來。正如喬布斯所說:設計師完成了一個精彩的產品創意,而工程師負責工程設計卻說:“這不可能,我們做不出這個,根本沒有可能?!狈桨感薷暮?,制造部門的人又說:“我們造不出來這個?!币笤傩薷脑O計方案。結果是“概念、造型和工程”之間形成了一種制約關系,事實造成工業設計的價值不能充分發揮。

三、工業設計價值鏈的構成要素及分析

為了深度剖析上述現象產生的原因,有必要從產業鏈的上下游關系中來整體看待工業設計的定位,從工業設計價值鏈的角度,來理清其價值鏈的要素構成、要素的作用以及性質等關系,進一步認識工業設計。

1、工業設計價值鏈的構成要素

工業設計包含概念設計、造型設計到工程設計三個組成部分?!皟r值鏈”理論揭示,企業與企業的競爭,不只是某個環節的競爭,而是整個價值鏈的競爭,而整個價值鏈的綜合競爭力決定企業的競爭力。工業設計的價值由價值鏈上各相關要素共同作用而構成,其價值的大小與其在價值鏈上成功獲取要素信息的多少成正比例關系。概念是對一個產品的形態、功能和特性的描述。概念設計之所以重要,是因為它是產品生命周期的起始,概念設計的質量和成效直接決定了產品的成敗。支撐概念設計的主要構成要素是:市場研究、生活文化研究、用戶體驗研究、使用環境研究和產品的功能規劃等內容;產品造型設計就是對產品的形態、材料、結構、色彩、肌理等進行美的加工,利用科學性和藝術性來處理這些造型要素,以其得到完美的產品造型。支撐造型設計的主要構成要素是:功能設計、形態設計、色彩規劃、界面設計和方案效果表達等內容;產品工程設計是為產品生產加工而進行的工程技術方面的設計工作。支撐工程設計的主要構成要素是:技術實力、設備與工裝、加工工藝、材料應用、生產制造以及品質控制等內容。這些要素就是構成工業設計價值鏈的主要組成部分,對它們的研究和價值挖掘是提升工業設計價值的關鍵所在。

2、工業設計實力的構成基礎分析概念設計、造型設計和工程設計是構成工業設計實力的基礎,依據它們在設計價值鏈上所起作用的差異,稱其為“隱性軟實力”、“顯性軟實力”和“制造硬實力”?!半[性軟實力”主要作用于產品的概念設計方面,主導產品的功能和目標定位?!帮@性軟實力”主要作用于產品的造型設計方面,負責完成產品具體的結構、形態等內容的具體化?!爸圃煊矊嵙Α敝饕饔糜诋a品的工程設計方面,為產品的最終實現和整體品質提供保障。三者的共同有效作用,是工業設計實力彰顯的有力保障。片面強調單一或兩種實力的作用,都會導致工業設計整體實力的不充分發揮。

單純依賴“硬實力”支持的產品是不完善的產品;而僅有“軟實力”支撐的產品,雖然有好的概念和好的效果,但缺少“硬實力”的有效支持,往往導致“軟實力”不能充分發揮,事實上造成工業設計的價值不能得到完全體現;

只有全面理解工業設計,建立在“隱性軟實力”、“顯性軟實力”和“制造硬實力”三種力量有效支撐基礎上,工業設計的價值才可能實現最大化。這就要求對工業設計的理解回歸本位,工業設計要能夠從市場和用戶體驗的角度出發來重新定義產品概念,圍繞著概念的實現來統領全局,整合“軟實力”和“硬實力”資源,以設計來引領技術創新,實現在設計價值鏈上的有效延伸。

3、工業設計價值鏈要素的價值屬性分析

依據可見和增值方式,價值可以分為顯性價值和隱性價值兩大類。從工業設計價值分析圖(如圖3)中可以看出,而各要素所形成價值的屬性是不同的?!半[性軟實力”和“顯性軟實力”所對應的要素部分,以感性的形式存在,屬于“隱性價值”。而“制造硬實力”所對應的要素部分,以客觀的形式存在,是產品價值形成的物質載體,屬于“顯性價值”。

從企業的角度看,“隱性價值”的形成過程受人為因素的影響非常明顯,也很難進行簡單的量化處理,操作上不易駕馭,容易被企業所時忽略;而“顯性價值”部分直接作用于產品的生產加工環節,其形成過程比較理性,可以清晰地進行成本、價格的量化處理,操作起來立竿見影,往往得到企業的高度重視。

四、促進工業設計價值提升的途徑

通過以上分析,遵循價值鏈脈絡,處理好工業設計“軟、硬實力”之間的關系,使價值鏈各要素協同一致,促成“顯性價值”和“隱性價值”的有效發揮,是提升工業設計總體價值的關鍵所在。具體途徑可以從以下幾個方面入手:

1、確立工業設計在企業經營中的戰略地位

APPLE品牌的成功,是因為史蒂夫,喬布斯有著敏銳的市場洞察力和天才式先驗性用戶體驗的創新思想,能清晰地提出產品的概念;也是因為他非常重視工業設計,并將其擺在企業經營戰略的高度來認真對待,用工業設計來統籌產品的創新工作;更是因為他使APPLE的“硬實力”成為了設計“軟實力”在產品創新中得到不折不扣體現的有力保障。

我們的企業經營者要向喬布斯學習,將工業設計提升到企業發展戰略的高度來認真對待,樹立設計引領創新的指導思想。要摒棄片面強調“硬實力”,簡單依賴設備的投入,規模的擴大以及單項技術指標的突破來建立競爭優勢的做法,走出“低成本——低價格——高占有率”幻想獨霸市場再利潤的誤區。從實質上重視設計創新“軟實力”,圍繞產品整體價值提升和用戶體驗的優化,主動對“硬實力”資源系統進行整合,促成設計創新目標的實現,為消費者創造長遠的價值和優質的服務。走“高品質——高附加值——高利潤”良性發展之路。

2、正確認識“顯性價值”和“隱性價值”的不同作用

工業設計最終凝結在產品中的價值是由產品用戶的切身感受所決定的。從企業的角度看,“顯性價值”是顯而易見的部分。而消費者正好站在另一面來理解設計的價值,“隱性價值”恰恰是消費者對產品價值感知的主體部分,“顯性價值”則反而是藏在背后不易看見的部分。在“隱性價值”上的用力可以取得事半功倍之效;遷就“顯性價值”而制約“隱性價值”,實際上就消減了消費者對產品價值的總體認同量,得不償失。真正理解并重視“隱性價值”的作用,花力氣做好價值鏈上前期要素的研究,讓概念設計和造型設計充分發揮優勢,是提升工業設計價值的關鍵。恰當處理“隱性價值”與“顯性價值”之間的關系,是工業設計價值獲得成功延伸的保障基礎。

3、整合設計“軟、硬實力”資源實現工業設計價值的提升

創新可以多種多樣,基于設計引領的創新,其價值才會落實到更好地為人類服務上來。要樹立“設計引領創新”的觀念,清醒地認識到“軟實力”和“硬實力”在價值創造中的不同作用,“軟硬兼顧”良性互動,取得消費者的最大認同,才能使設計創新的價值得到更充分地體現。

工業設計師的核心能力體現為,在設計價值鏈上以設計為主導,創新為主體的綜合資源整合(協調)能力——設計引領創新的能力。如果工業設計師只能在價值鏈的一個點上實現局部突破,或者雖然“軟實力”表現充分,設計很精彩,但受制于“硬實力”,使得創新“被瘦身”,那么設計創新的價值也就“被貶值”了。工業設計師自身不能僅僅停留在造型設計的簡單狀態,要實質性夯實設計創新的“軟實力”基礎,在充分做好市場調研和用戶體驗分析工作的基礎上,要敢于重新定義產品概念,依此完成產品的造型設計工作,盡量尋求設計“隱性價值”的最大化;設計實施的過程中要懂得尊重“硬實力”的客觀作用,學會整合或協調相關資源駕馭并彰顯“顯性價值”,以設計來引領技術(或工藝)創新,使“硬實力”為“軟實力”服務。實現在設計價值鏈上的有效延伸,成功實現產品價值的高增值。工業設計的價值也就能得到更充分的體現和更廣泛的認同。