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1.1实践性强
工业设计的一个重要的目标就是通过设计能够为人们提供一个更为舒适的生活方式,提升人们的生活质量,使得我们的生活更加的自然、环保以及和谐,因此工业设计这项工作还具有很强的实践性,需要有较强的应用性。
1.2时代感强
应该注意的是,在不同的时代背景之下,工业设计应该有不同的需求。在当前新的形势之下,工业设计的基本需求就是绿色、节能,由此可见,工业设计还具有较强的时代感。
2工业设计的发展现状
在工业革命之后,工业设计行业迅速发展起来,但是从总体上来看,我国的工业设计历史较短,发展的速度相对比较缓慢。近几年来,随着我国社会主义市场经济的发展,我国很多企业面临经济方面的纠纷也越来越多,这就使得一些企业开始意识到工业设计的重要意义,将更多的注意力转移到了工业设计当中。并且这些企业在工业设计中也确实投入了大量的财力和人力资源,他们希望能够通过优化工业设计来提升企业自身的核心竞争力。
机械设计制造技术包括了很多的步骤和环节,例如:产品的设计以及产品的制造等,此外还涉及到了产品的售后服务等环节。我国的机械设计制造基础相对比较薄弱,同西方发达国家相比较还存在较大的差距,主要表现为当前我国主要依靠引进国外的先进技术来实现发展,自主创新能力不高,这也限制了我国机械设计制造技术的发展与进步。此外,虽然我国的劳动力资源丰富,但是在投入的资金方面还不够充足,这也在一定的程度上造成了机械设计制造行业发展缓慢。我国工业产品的质量虽然在最近几年得到了一定的提升,但是在工业产品的使用性能方面还存在一定的不足,在产品外观的设计上还有所欠缺。
4工业设计以及机械设计制造技术的应用
工业设计同机械设计制造技术有各自不同的特征,如果能够将这二者有机的结合在一起,那么就可以极大的提高企业的竞争力,提高企业的经济效益。但是从当前的实际情况来看,我国很多的小型企业在生产的技术以及生产的资金投入等方面还受到了一定的限制,这样就使得他们在机械的设计和制造技术上难以取得突破,技术水平相对比较落后,为企业的工业设计带来了难度。所以在机械设计制造技术的应用过程中,政府的相关部门需要充分的发挥好宏观调控的作用,对市场经济进行合理的、适当的调节,从而更好的引导工业企业朝着节能以及环保的方向发展。此外还可以对中小企业给予一定财政方面的支持,鼓励他们转变传统的设计理念。
5结语
1.1工业设计的发展历程。
工业设计伴随工业革命而得到迅速发展,按照工业革命的发展程度,一般可分为三个阶段,一是蒸汽革命阶段。十八世纪末蒸汽机发明促进了第一次产业革命的到来,进而产生社会分工,有力促进了传统手工艺转向工业设计方向发展。二是电气革命阶段。该阶段更系统地发展了工业设计理论,而且,与日俱增的人对工业设计加深了解,使工业设计的传播更为广泛。三是电气革命后,各国对科技都非常重视,先进设计制造技术的发展更为迅速。工业设计紧密结合了先进技术,相得益彰,设计生产的工业产品具有较强的外观性、人文性、环保性、功能性、创新性等,这些因素对于消费者产生积极的影响。各国企业也逐渐提高面向产品的工业设计,不断增加人财物的投入力度,工业设计水平不断提高,市场竞争力不断增强。
1.2国内工业设计的发展。
因受历史发展等影响,国内工业设计的发展相对与国外较晚且发展不快。一般可归纳为以下三个发展阶段,一是“拿来主义”,也就是引进国外先进经验并进行复制,几乎不存在设计元素。二是“鹦鹉学舌”,也就是引进国外先进经验并进行模仿,尽管很多地方存在引进国外的影子,但也具有一些独特之处。三是“创新设计”,也就是将引进的国外先进经验进行学习分析并再次创新,企业重视利用创新设计使产品核心竞争力不断提高。随着近年来我国外贸出口逐年增加,面临的经济纠纷也日益增多,引发企业高管日益关注工业设计,并相继投入资金用于工业设计的发展。国内很多大学也相继举办工业设计专业,培养高水平工业设计人才。
1.3工业设计特点。
工业设计的特点比较突出,一是在学科知识方面具有综合性。工业设计一般被认为是从事外形设计,并将其与重复的机械劳动、嘈杂脏兮的环境等相联系。但是工业设计不只是工业产品设计,还能解决“人-机-环境”之间的各类问题,具有较强的综合性、有机结合技术与艺术的一门学科,涉及的学科涵盖机械、物理、化学、市场学、美学、社会学及心理学等多个不同领域。二是学科知识的实践性与应用性都很强。利用设计创造,为人民群众生活提供具有合理性的生存方式,使生活具有人性化、便捷、个性化等特点。三是学科的时代性很强。不同时代的要求不尽相同,目前工业设计需要符合绿色环保、健康节能等设计要求。
2机械设计制造技术
机械工程中机械设计与制造技术是十分重要的内容,是其机械性能的最重要决定因素。随着信息技术的发展,新的机械设计制造方法不断出现,诸如基于数学规划理论与计算机程序而建立,利用数值计算优化设计方案,使期望指标实现最优化的方法;利用结构离散化,采用有限个相互连接并进行分析的单元节点,依据变形协调条件对有限元进行综合求解的设计方法;在规定条件及时间内,规定功能可完成的可靠设计方法;利用虚拟现实与仿真技术,对产品设计、制造等全过程进行模拟,并预测评估技术数据与性能指标的虚拟制造技术;采用目前主流智能制造、绿色制造、纳米制造、个性制造等技术,随着新的设计制造技术的广泛研究应用,将会对世界经济发展起到重要促进作用。
3工业设计与机械设计制造技术之间的关系
3.1机械设计制造技术的作用。
工业设计学科具有综合性,涵盖科技、艺术等多个领域知识。工业设计的先决条件就是科技,产品生产应与科技要求相符,违背客观规律的任何设计都无法实现。很多工业设计具有完善的功能,美观的外形,备受人们喜爱,只是与设计制造客观规律相违背为略有遗憾,难以在力学、结构及制造等方面实现。因此机械设计制造技术作为关键的工业设计技术,应基于对机械工程基础知识的深入理解而开展工业设计,确保产品遵循客观规律与基本原理,工业设计人员充分利用自身专业优势,在结构、色彩及外形等方面易于用户广泛接受。
3.2工业设计的重要作用。
在机械设计制造技术中,工业设计在人机工程学具有重要作用。设计理念基于人的自身,综合各方面因素而进行科学判断。结合人机工程学特点有机结合消费者、产品及其使用者开展相关研究,不只是关注个别要素。目前应用的各类成功产品,都具有人机工程学设计理念。
3.3工业设计与机械设计制造技术相结合的应用。
工业设计与机械设计制造技术各有优势,将其有机进行结合才能使企业产生更显著的经济效益,进而使其综合竞争力得到提高。目前很多国内中小企业,因财力、时间等因素所限,其工业产品设计方法与制造技术还相对较为落后,政府资金投入不足,激励措施有待于进一步完善,使工业设计的发展处境艰难。因此要采用必要的行政手段调节市场经济,利用政府干预促进工业设计健康发展,从而转变设计理念,积极拓展综合性合计人才的培养方式,成立专业研发中心,培养更多的高层次工业设计专业人才。
4结语
机械制造作为我国基础产业,我国对其一直具有很高的重视程度,机械制造的发展状态不仅仅关乎我国工业的生产,经济的发展状态,同时对我国的综合国力也有着一定程度的影响。传统的机械设计制造,方案太过于落后,而且需要花费大量的材料,设备太过于笨重,同时生产速率低,常有机械事故发生,机械的维护和修理工作也太过于麻烦,严重的制约了我国工业的经济发展。自动化技术的诞生有效的改善了这一不良现状,使机械设计方案越来越科学,同时及多项功能与一身,不仅有效的节省了机械设备生产需要花费的材料,同时加快了机械设备工作的速率,减免了不必要人力的花费。我国机械设计制造领域已经由传统的笨重机械向着自动化机械、智能化机械转型。
2我国机械设计制造自动化技术发展的现状分析
机械设计制造以及实现工业生产的自动化需要做很多的准备工作,其中包括要拥有良好的产品设计模块、保证产品的加工具有系统性、对于产品的销售要具有规划和策略,同时对现有机械制造体系进行整体的改造和完善,保证行业能够具有一定的竞争力,在国际竞争市场中可以站稳脚步。机械设计制造以及自动化的实现离不开先进技术的支持,对于发达国家而言该技术已经较为成熟,但我国目前能处于发展阶段,相应的技术体系还需要进一步完善。针对我国目前机械制造及自动化工业发展的实际情况而言,我国一直都在加强对其的研究力度,具体的来说,CIMS技术在我国的应用越来越为广泛,我国目前建有很多关于该技术的实验室,并且通过一定的实际操作对该技术体系不断进行改良和完善,我国先后开展了很多关于CIMS技术的研究项目,对CIMS工程软件不断进行更新,优化。机械设计制造行业与IMS软件有着很大的联系,可以说二者相互影响,相互制约,因为会涉及到企业产品设计自动化的实现,工艺设计自动化的实现。加强对制造业质量技术的改善,建立良好的信息数据库,可以为我国机械制造行业经济的发展增加源源不断的动力。目前我国仍有许多机械制造企业的管理信息系统存在很多缺陷,导致先进的CAD技术不能与企业的机械制造相融合,最总导致企业的自动化生产水平不高,数控机床技术的广泛应用,制造行业的技术和设备也需要进行一场巨大的更新。二十一世纪是信息时代,也是机械制造领域需要大跨步的时代,一方面给我国国名经济的发展带来了巨大的机遇,另一方面也对我国机械制造行业的发展带来了巨大的冲击,因为我国机械制造领域的自动化水平与西方发达国家相比较仍有一定的差距,如果不能够改变成产技术落后,制备工艺落后的现状,则会对我国工业的国际市场竞争力带来极其不良的影响。可以说实现全球化、科学化、自动化等模式是我国机械设计制造领域发展的必然趋势。
3关于机械设计制造及其自动化技术应用环节的多元化分析
3.1机械设计制造及其自动化技术的应用趋势
为了保证我国机械制造企业的长期发展,落实好基础环节的自动化模块是非常必要的,从而进行机械加工体系的健全,进行可编程控制器、工业机器人的有效应用,立足于我国经济的发展情况,进行制造业基础工作体系的健全,实现其内部各个环节的协调,以应对机械设计及其制造的国际化潮流。在当今国际科技应用背景下,进行先进性的制造技术的应用是必要的,这涉及到机械制造自动化技术、信息技术、传感技术等的应用,保证现代系统管理体系的健全,积极做好相关的生产组织管理工作,进行高新技术的普及,让制造及其自动化技术真正实现其系统性、整体性,从而保证我国制造业国际竞争力的提升。这对于机械制造成本提出了更高的要求,其产品开发模块、工艺设计模块、加工制造模块等面临着巨大的挑战。如何做好机械制造体系的整体性应用工作,这是当下制造业发展所必须要解决的问题。机械制造业的市场竞争核心,就是生产率的提升,保证其市场全球化的拓展,进行劳动生产率提升,进行生产成本的控制,保证其制造成本、制造质量等的优化,这离不开对先进机械制造及其自动化技术的更新。
3.2关于机械设计制造及其自动化技术的多途径分析
课程设计(CurriculumDesign)是大学某一课程的综合性实践教学环节。一般是对该课程的理论和实践内容的综合性应用和考察,旨在使学生获得促进其迁移的进而促使学生全面发展的具有教育性经验的计划和方案。课程设计突破了课程局限于课堂教学中的界定,把积累、迁移、促进学生创新能力培养等多方面因素作为指标,是教育过程中不可或缺的重要环节。机械制造技术基础课程设计是工科类院校机械专业针对《机械制造技术基础》这门课程展开的综合性实践教学环节,该课程整合了机械加工方法、机床、刀具、夹具和工艺规程设计等原来分属多门课程的主要内容,其涵盖内容广、理论联系实际密切,是在学生学习完理论基础课和机械专业基础课的基础上开设的一门综合性技术学科。本课程设计则是在课程理论教学的基础上展开的,是对学生理论知识进行考察、巩固和加深的非常好的实践环节,其目的是“培养学生掌握机械零件的加工工艺过程所需要的机械制造技术知识,包括机床、夹具、刀具、量具等工艺装备的选择与使用,培养学生应用现代设计方法和手段解决工程实际问题的能力”。课程设计的创新性改革是进行《机械制造技术基础》课程教学创新能力培养改革中不可或缺的一个环节。
二、课程设计主要内容
通常,机械制造技术基础课程设计采用理论教学、生产实习、课程设计分段实施,学生在经过72学时的理论基础课程学习后,由指导教师带领,深入合作企业进行为期一个月的生产实习。通过观察和学习,进一步了解和熟悉机械零件的典型加工和工艺过程,并在此过程中,对课堂学习所掌握的理论知识进行反复加深、掌握。接下来,学生们返回学校,集中三周进行课程设计,对所学习的理论、实践知识加以应用。本课程设计的主要内容按下面四个阶段进行:第一阶段,由指导教师下达设计任务,为学生提供零件图、设计要求,讲解设计过程及注意事项。第二阶段,学生针对设计题目进行零件的结构分析和工艺设计,通过分析、讨论、计算,确定毛坯结构和尺寸,并设计完成该零件的详细工艺规程,制作出工艺过程卡片及工序卡片。第三阶段,针对工艺规程设计结果,选择典型表面的加工工序进行专用夹具结构设计,通过方案分析,选取和设计定位元件、夹紧机构、导向元件、夹具体等关键部件,并做出夹具装配图、典型零件图若干。第四阶段,学生完成设计报告,提交设计成果,然后根据每个人的设计内容、平时成绩,进行成绩的评定。
三、教学问题及改革方案
近年来,随着课堂教学的改革,工科院校的扩招,计算机等相关学科的发展,传统的机械制造技术基础课程设计逐渐显现出教学质量下滑的倾向。因此,研究和探讨如何改进和加强这一环节,切实提高机械制造技术基础课程设计教学质量,充分利用课程设计培养学生的工程实践能力,成为摆在我们面前的一个重大课题。通过对机械制造技术基础课程设计的深入调查研究,并结合多年来的教学工作经验,笔者针对课程设计中存在的几方面问题提出相应改革方案。
1.充分调动学生积极性,解决学生对课程设计的重要性认识不足的现状。在进行本课程设计时,学生已进入大四上学期,很多同学进入毕业前的忙乱或茫然阶段,找工作、考研或对即将离校后的生活不知所措,对课程设计兴趣不高,学习态度不够端正,没有正确认识到课程设计对学习和培养工程师基本设计素质的重要影响,这些不良情绪往往会造成他们不能积极主动地投入课程设计工作。在以往的教学实施过程中,总有部分学生对待课程设计不负责任、敷衍了事,无法达到预期的教学要求和课程设计目的。为改善现状,本文笔者深入学生中与他们进行交流、沟通,了解学生所处的状态,积极引导、解决他们面临的问题。在课程设计开始之前集中召开动员大会,向学生讲清楚课程设计的重要性和必要性,使学生明确课程设计的作用、地位以及对今后学习和工作的影响,同时结合设计任务对学生进行讲解,使学生提高认识,端正态度,自觉地投入到课程设计工作中去。
2.注重课程设计选题的新颖性、先进性,避免选题单一,重复率高。多年来,大多数学校开设的机械制造技术基础课程设计都是针对拨叉类零件进行加工工艺设计和机床夹具设计,这类零件结构典型,大多是金属切削机床的操纵部件,可以很好地将教学和设计内容联系起来,既有助于加深对机构的理解,又易于切入设计任务。但长期重复单一设计题目,很容易使学生懒于思考、相互抄袭,限制了学生的创新设计思维。结合《机械制造技术基础》课程特点,通过参观机械制造综合实验室熟悉各类机床零部件,同时结合生产实习环节中常见的零件进行考察、分析,遴选出结构典型、难度适中的零件进行设计题目的扩充和更新,尽量做到设计选题新颖、难度适中。同时,指导教师还积极鼓励学生通过各种途径自选题目,经老师审核后选用,保证各组题目不重复,组内每人的任务各有特色。这样的设计不仅激发了学生的主动性,培养了学生创新能力,同时也减少或杜绝了抄袭现象。
3.合理安排设计时间,采用先进设计手段解决时间紧任务重、绘图手段落后问题。机械制造技术基础课程设计内容涉及大量的分析、计算和绘图工作,设计难度较之前的课程设计大大增加,这就要求学生在设计过程中要积极思考,充分运用所学结合实践来完成。而设计时间只有三周甚至是两周,这往往会使学生在设计初期不知如何下手,自我思考的时间受到限制,解决工艺参数计算和定位误差分析等问题时,为了赶进度加班加点,过于劳累。还有个别同学急于求成,照搬甚至抄袭别人的设计内容。在学生的设计中,多数仍采用手工绘图,一方面手工绘图时间长,增加设计的任务量;另一方面目前绝大多数企业均采用计算机绘图技术,且学生们在校期间也学习过多种计算机绘图方法,手工绘图手段不能很好地锻炼学生的计算机绘图能力,与实际工作脱节。如此一来,课程设计的质量大大受到影响,无法达到预期的设计效果。针对上述现象,本文从改进课程设计的时间及安排着手,将课程设计融合到《机械制造技术基础》理论课程的教学和生产实习环节中,提前下达设计题目,让学生在课程学习的过程中熟悉设计任务,引导其积极、主动地学习相关知识,并在生产实习环节安排有针对性地参观和学习,这样既可以让学生提前了解课程设计中零件的结构、特点和功用,也大大激发了学生的学习兴趣。
4.课程设计中注重创新思维的培养,避免学生限于传统陈旧的思维框架。一直以来,机械制造技术基础课程设计都是基于传统的设计模式,指导教师也是以简单练习为出发点,让学生按部就班地按照课本上的步骤、题目进行设计,虽说也可以让学生得到一定的锻炼,但也限制了学生思维的创造力。“设计”从一定意义上来说就是一种“创新”。没有“创新”的设计只能是模仿别人的一种陈旧的设计,只有创新设计才有可能超越过去,创造未来,只有创新才能在激烈的市场竞争中占有一席之地,才有可能超越对手。
5.改革成绩评定方式,进一步规范。由于设计过程中三四个学生一组,进行同一个零件的工艺分析和夹具设计,难免会有个别同学偷懒抄袭的现象,那么仅凭平时表现和设计成果由指导教师直接判定成绩难免会出现偏颇,无法达到全面、公平的评定效果。我们应该在设计过程中采取自评、互评、教师置疑、小组答辩的方式,公平、公正地对学生的设计给予合理的肯定和评定,营造良好的学风和教风。自评即在设计过程中由学生结合评分标准进行自我评价,找出不足进行改善,争取取得更好的成绩;自评结束后,让学生两两结合进行互评,给出成绩并互相学习互相促进;最后由教师组织分组答辩,结合自评、互评、答辩成绩给出最终成绩。
四、改革成效
构成数控机床的主体结构,有控制面板、CNC装置、伺服单元、驱动装置和测量装置等构成。计算机系统在煤矿机床的数控系统中占据着一个核心地位,系统通过输入以及输出命令的各种转换来对数据进行处理,从而完成来对工程执行的各方面操作。在操作工程中,控制面板充当了一个人机交换的媒介,传输各种各样的程序。PLC在煤矿数控机床设备中发挥着信息的交换作用,它是一个双方面信息交换空间,不仅要实现与控制中心的信号进行交换,还要与数控机床的开关信号进行交换,所以它的信息存量特别大。信息交换的地址不能随意的删除或者更换,都是已经事先设计好的地址。对煤矿数控机床的设计有三个重要的模块,分别是主传动数控化、传动的数控化以及对伺服进给系统三方面的设计改造。
2、煤矿机械数控机床的设计
应综合考虑系统应用的场合,所需控制的对象以及对系统提出的基本要求这些因素之后,再选择使用合适的CPU。8088,8086,80386,8098,80286,8096等16位机的CPU是目前我国常用的CPU芯片。有时候也选用8位机的CPU,例如8080,8031,Z80等。应用于普通数控机床改造的一般是Z80CPU以及MCS一51单片机。选择它们主要是看重了配套芯片比较廉价,而且实用性和普及都是很强的,此外,对于它们的制造和维修也都是很方便的。这些特点使得它们完全符合改造需求。电气控制系统的目的就是为了满足被控对象工艺,有效的促进产品的质量和生产效率的进一步提升。在设计PLC控制系统的过程中,要按照下列原则进行。一、坚持完整性原则,也就是说,要确保可以满足工业生产过程和机械设备的需要。二、经济性原则,就是产品一经设计出可以做到简单实用。三、可靠性原则,就是PLC控制系统在设计完成后可以稳定可靠的运行。四、发展性原则,就是对现在已有的生产工艺进行全面的检查后给未来的发展留出一定的空间。通过机床的传动实现不同的工件在不同的速度下运行时的协调。传动的性能会对零件的质量和生产效率产生很大的影响,在设计中还要考虑其经济性,利用原来的电动机拖动机床的传动,达到机床的正常高效率运行。在加工的设计中,考虑到变换了切削转矩以及机床电压,会使得电机转速也发生变化,使得生产精度提高,其影响会直接反应在零件的表面生产。在主轴的设计中应加入变频调速系统,用来完成机械换挡。传动系统主要是将接受系统的指令传输给传送系统需要进行工作的部分。驱动系统会根据指令进行相应设定的工作,之后会进行机械的加工处理,从而生产出符合规定要求的零件。对于精度要求很高的参数设置需要依据传动要求进行相应的设定,同时,开环控制是对驱动系统进行改造的过程中不可缺少的环节。当现代机床与传统的进行比较时可以发现,现代机床具有更高的稳定性,而且自身发生故障的可能性越来越低,工作中出现的故障也大多是由于人为操作失误所引起。数控机床都是由机械和电气等多方面的程序构成,维修人员要从内到外仔细的检查,最大限度的排除因为随意的卸载造成的机床性能降低。此外,对于参数的设置也要能够起到将滚珠丝杠螺母副之间的轴向间隙减小甚至消除的作用,这样的操作可以更加有效地提高传动的刚度。在设计中,对数据库的整理也是很有必要的,它是远程数据库的基础,网络数据库是将数据和资源实现共享的核心技术,然后经过本地计算机的处理完成数据的存贮和查询。
3、煤矿数控机床伺服系统设计
数控机床的伺服系统有三种,即开环,半闭环和闭环三种。其中闭环的控制方案的优点很多也很突出,闭环的系统的机床精度很高,在补偿机械运动中的误差小,能减小甚至消除干扰与间隙等因素对精度的影响。但是闭环系统的机构较其他系统复杂,使用技术难度较大,对该系统的调试和维修困难,再有就是生产的造价高,在实际的生产过程中使用闭环的控制系统没有太大的必要性。ActiveX的其实就是一个开放的平台。其工作内容就是给程序的开发人员和用户,还有Web生产厂商提供在互联网创建程序集成过程中的方向。ActiveX服务器控件能把所有的能执行的代码还有程序融入到该服务器系统之中,并嵌入到Web中,让用户能通过网络就能得到想要的程序,不需要远程的客户端就能进行远程的执行。
4、总结
项目协作过程中的各种现象可以通过VDS的过程模型表现出来,VDS的过程模型能够使参与协作的设计人员清楚自己在虚拟设计工作室中的位置,而且对研究人员在各种项目设计上的分析有着现实的意义。在网络协作中,信息传递的过程为:由初始的状态,经过循环过程,决策制定完成后再传入最终状态。信息的循环过程包括咨询、交流和决策等,信息的交流是VDS过程中最重要的环节,咨询是为决策的制定提供依据,除此之外,决策的制定和参与协作人员的灵感及态度都有着很大的关系。在VDS过程中,当前的电子媒体是协作团体信息表达的主要方式,它是以网络技术为基础的协作项目,VDS信息交流方式主要分为以下两种。
1同步通讯
同步通讯是指两个及两个以上设计人员进行文字、声音和图像等信息的实时交流,同步通讯方式的实现主要有三种途径。
(1)网上交流,网络技术的发展使得远距离的实时交流变得极为方便,设计人员可以登陆相关网站通过键盘输入文字的方式进行实时的沟通与交流,文字交流也是长久以来最常用的网络交流方式。
(2)网络音频,网络音频是和普通的通话一样,设计人员之间通过计算机上的耳机进行实时交流,网络音频将声波转化成了数字信息,然后再经过网络传播给对方,相比较家庭电话和一般的移动电话,网络通话的成本是极为低廉的。
(3)网络视频,网络技术的发展使得远距离的人与人之间进行面对面的实时交流成为了现实,现下常采用的网络视频会议是将音频和视频融合起来的一种实时信息传递方式,交流的双方可以通过显示设备看见对方的表情,听见对方的声音,从而使得交流工作更加的快捷和高效。网络视频的应用可以极大地促进建筑设计人员之间的交流,设计人员可以将自己的设计思路和方案、草图以及数据等信息通过网络传递给对方,这样有助于设计人员之间进行沟通和互补,提出设计中存在的问题,取长补短,完善整个设计过程。
2异步通讯
顾名思义,异步通讯就是信息的传递不必要是实时的,参与协作的人员不需要同时在场的一种通讯方式,一个用户可以分享和使用另一个用户所存储的信息,当下实现异步通讯的方式有很多,比如电子公告、E-mail和移动硬盘等,异步通讯的应用范围也是极其广泛的。
二、网络协作技术在建筑设计中的应用
1网络虚拟现实技术的应用
上文所介绍的通讯方式虽然利用网络技术使得信息的传递变得灵活和方便,而且网络有着强大的包容性,但协作人员之间的感知和实时互动却收到了很大的限制,具体表现在协作人员之间的互动只停留在二维界面,而三维空间的活动情况却无法变现出来,所以网络协作技术还需进一步改善和创新。第二代的www就是一种带有互动性和三维空间的通讯方式即网络虚拟现实,这是一种全新的解决上述问题的方式。网络虚拟现实是利用www来实现三维信息的传递,是一种计算机图像技术、通信技术以及网络虚拟现实技术相结合的产物。总的来说,网络虚拟现实技术是利用计算机和虚拟图像进行远距离信息的传递,计算机图像技术可以实现抽象信息的描述,通过三维建模、动画制作和仿真设计等相关软件可以将抽象的信息变为直观的立体图形表现出来,从而实现表情互动以及身体与图像的融合,通过这种技术可以最大限度地将现实状况模拟出来。网络虚拟现实建筑设计中的应用有着重要的意义,设计人员在设计过程中可以随意选择视点进行信息的浏览,参与协作的设计人员可以通过网络虚拟现实场景图中的感受器节点与虚拟世界进行互动。这种情况下,协作者不需要再依靠单一的文本输入进行交流,网络虚拟现实的应用可以使设计人员实时绘制图形,在3D虚拟空间里进行协作和沟通,模拟出现实的效果,而且这种技术不需要借助虚拟现实设备。网络虚拟现实技术的应用可以提高建筑设计人员的感受,在设计过程中可以模拟出现实建筑的效果图,对建筑行业这种图纸较多和三维空间感较强的设计工作尤为重要,因此很有必要加强网络协作技术在建筑设计中的实践。
2多方参与的网络协作技术应用
在传统的建筑设计过程中,只有在建筑工程的项目负责人和小组负责人作出具体的决策后,设计人员才可以根据要求制定设计理念并开展设计工作。这中间存在的问题是设计人员与客户、用户以及业主等人员不能进行直接的思想交流,因为距离的存在,设计人员无法聆听业主们对设计的具体要求,因此设计出的作品就很难满足用户的实际需求。多方参与的网络协作技术可以使工程项目的负责人、用户、客户以及设计人员等通过网络的公共空间进行思想的交流,在这个过程中,各方可以充分提出自己的思想和要求,设计人员根据各方的要求作出权衡,从而在自己的专业基础上设计出最符合各方要求的建筑作品。相比较传统的建筑设计方式,多方参与的网络协作技术在建筑设计中的应用可以使信息最大化的开放,避免了传统设计方式中消息的闭塞和思想的短板,设计人员只有聆听各方声音,充分做好设计思想的交流,才会最大限度地提高建筑设计的水平。
三、结语
[摘要]早在人类开始学会建造的时候,就已经在寻求一种和谐的沟通与协作,而设计管理作为一门科学来研究,是近几十年的事情,这门学科传到中国,更成为一个热门话题,设计管理既是设计的需要,也是管理的需要。设计管理涉及到社会各个领域,与其他相关学科既有区别,联系也很密切,需要科学的方法、系统的管理、艺术创作的精神和社会普遍的认同。通过对设计管理知识的研究,使其更实用于中国国情的需要和发展。
[关键词]设计与管理系统性科学性社会性艺术性
随着中国经济的迅猛发展,随着设计深入到企业的各个方面,设计与管理间的结合成为了必然,传统的设计由此进入了一个崭新的设计管理时代。
“设计管理”一词于20世纪60年代起源于英国,那时这个词汇指“管理设计机构与其客户之间的关系”。1966年,MichaelFair发现了一种新的职位:“设计主管”(DesignManager),其职能是确保整个设计项目顺利进行,并且使得设计机构与其客户之间保持良好的沟通。PeterGorb(1990)定义
“设计管理”:“通过设计主管对公司内设计资源的有效部署来帮助公司达到其目标的活动。”这个定义强调这点:设计既是目的(把设计与企业目标相联系)也是手段(对解决管理问题做出贡献)。设计管理既是一种“价值管理”(创造价值),也是一种“态度管理”(调整公司的观念)。
设计管理的成功运作有赖于其属性的几个方面即科学性、系统性、艺术性、社会性。通过这四方面和谐使用,达到对设计任务的完美整合。
一、设计管理的科学性
设计管理作为一门新学科的出现,既是设计的需要,也是管理的需要。设计管理的基本出发点是提高产品开发设计的效率。设计不是艺术家的即兴发挥,也不应是设计师的个性追求。在现代的经济生活中,设计越来越成为一项有目的、有计划、与各学科、各部门相互协作的组织行为。缺乏系统、科学、有效的管理,必然造成盲目、低效的设计和没有生命力的产品,从而浪费大量的时间和宝贵的资源,给企业带来致命的打击。同时设计师的思想意图也不可能得到充分的贯彻实施;而另一方面,设计作为一门边缘性学科,它有着自身的特点和科学规律,并且与科研、生产、营销等行为的关系愈来愈紧密,在现代经济生产中发挥着越来越重要的作用。不了解设计规律和特点的管理,以及对设计管理的不力,都会造成企业其他各项管理工作的不力。
二、设计管理的系统性
为使企业的设计活动能正常进行、设计效率的最大发挥,必须对设计部门系统进行良好的管理。不仅指设计组织的设置管理,还包括协调各部门的关系。同样,由于企业及其产品自身性质、特点的不同,设计系统的规模、组织、管理模式也存在相应的差别。从设计部门的设置情况来看,常见的有领导直属型、矩阵型、分散融合型、直属矩阵型、卫星型等形式。不同的设置形式反映了设计部门与企业领导的关系、与企业其他部门的关系以及在开发设计中不同的运作形态。不同的企业应根据自身的情况选择合适的设计管理模式。
设计系统的管理还包括对企业不同机构人员的协调工作,以及对设计师的管理,如制定奖励政策、竞争机制等,以此提高设计师的工作热情和效率,保证他们在合作的基础上竞争。只有在这样的基础上,设计师的创作灵感才能得到充分的发挥。举例来说,如果有某一个设计项目6月1日必须完成,项目经理可以在知识管理平台上找3位设计师,要求他们在设计案截止日之前贴出5个设计构想,如果设计师在期限前完成,案子就算结束,如果没有完成,则系统就会自动举发。
三、设计管理的艺术性
设计管理是对设计过程的控制,好的设计是产生好的过程的前提,而当过程控制达到“美妙”的境界,设计管理就成了一个艺术行为。不管是站在设计师的角度,还是客户的角度,对好的设计品质似乎没有争议。作为核心的“人”是设计师,作为中心的“事”是设计,这就是设计管理;文化被作为基础的东西放在了整个系统的最下方,其用意似乎不言而喻。应该说,正是不同的文化影响着不同的市场和客户,进而影响与之相适应的设计,包括设计师本身。文化成了系统中最顽固的形态,其特征还表现在它的隐藏性(更多的以一种含蓄的方式被体验)、广泛性(几乎涉及行为的每个部分)、基础性(积淀特征决定的作用体现)。这也成为设计管理指导实践需要完成的最为困难的一个环节----与本土文化的融合;市场和客户位居左右,大概是因为二者也一定程度上“左右”设计管理的缘故吧。
四、设计管理的社会性
设计管理的核心是对资源、对人际关系的整合的过程,设计是以人为本,管理也一样是以人为中心的,一个好的设计管理者,应该具备敏锐的观察力与感受力。因而设计管理者常常是从优秀的设计师中脱颖而出的,因为设计师由于多年的训练与职业生涯,常常具备了非常敏锐的职业感觉,以及对这种感觉几乎成为本能的实现能力。但是,优秀的设计师不一定必然成为优秀的设计管理者,因为作为设计管理者所具备的能力结构与作为设计师的能力结构并不相同。作为设计师,理解客户要求,迅速高质提出创意是最重要的能力;而作为设计管理者,协调各方面资源,完成最终的设计创意是最重要的能力。这两者并不相同,后者在设计学校中并不教授,往往是个人自学实践中得到的。
五、以设计管理的优点作为结语:
1.有利于促进技术突破和不同领域的合作,企业社团各方面资源得以充分利用,从而实现设计制造的敏捷化,推动技术迅速转化为商品;有利于及时获得市场信息,设计针对性产品,由设计改变生活方式,从而为企业创造新的市场。
2.有利于正确引导资源的利用,利用先进技术实现设计制造的虚拟化,降低了人力物力的消耗,提高了企业产品的竞争力;有利于正确处理企业各方面关系,创造出健康的工作氛围。
3.有利于建立一支精干的稳定的设计队伍,解决人员流动过频的弊端;有利于创造清晰、新颖和具备凝聚力的企业形象。
参考文献:
[1]范乐明:《设计管理辨名》
中国古建筑是中国传统文化的重要组成部分,有着典型的传统民族文化特色。传统建筑中的各种屋顶造型、飞檐翼角、斗拱彩画、朱柱金顶园林景物等,充分体现出中国建筑艺术的纯熟和感染力。其中唐代建筑是中国古建筑成熟期的代表,从单体建筑营造到建筑群体组合都达到了中国传统建筑的高峰,其雄壮的建筑形态与宏伟的建筑气魄都给人强烈的心灵震撼。其结构、装饰纹样和色彩构成均是民族精神的映射,有着鲜明的中国特色,对鞋靴产品的设计创新有极大的参考价值。唐代建筑结构中,台基、柱、斗拱和屋檐是最直观、最具有代表性的建筑细节,是唐代建筑的精髓。其中,台基发展历史悠久,《史记》中有记载“尧之有天下也,堂高三尺,汉有三所之制,左嘁右平”,不同时期台基的造型和纹样不同。台基最开始是为了解决居住环境潮湿和受水患困扰的问题,祠堂和宫室常建立在较高的台基上,后来演化成为权力的象征,高高的台基给人威严雄壮的肃穆感。台基可分为普通台基和须弥座两种,唐代建筑中,普通台基一般是普通夯土或石料砌筑,表面较少有装饰。现存的南禅寺大殿和佛光寺大殿实物台基都是素方台基,为砖砌、周边设散水的形式,是唐代中小型殿堂用的最普遍形式。须弥座是上坊、下坊和间柱在台壁上凸出,中间为束腰的形式,相互构成正方形方格,方格中一般绘团花,上下坊和间柱上常绘连续图案。装饰纹样方面,唐代随着社会发展与进步,人们渐渐摆脱宗教观念的束缚,自我意识觉醒,建筑的装饰纹样也从传统的神兽等装饰题材,逐渐过渡到生活化的、写实的花鸟装饰题材。比较流行的纹样有:联珠纹、牡丹纹、宝相花、卷草纹、海葡萄纹等,其中卷草纹从南北朝时期的忍冬纹演变而成,是在一条连续的S型线条上,用植物花、茎、叶等图案填充,富有生命力、造型繁复华美、律动感十足,多呈二方连续纹样[4]。卷草纹以饱满流畅的造型、高度的艺术审美价值及超强的适应性,满足了人们的艺术审美需求,同时体现了当时的社会风貌和文化底蕴。
2意象提取与加工
唐代建筑艺术为现代鞋靴设计的意象提取提供了丰富的素材,在设计活动中,设计元素的定位与选择是概念设计的核心。一般认为语言是概念的基本载体,而逻辑思维是概念设计的基本方法。然而,在传统审美原则与现代认知心理学的意义上,真正生动和充分的表达形式还存在于视觉化的意象层面中。在鞋靴设计中,基于新颖时尚、具备民族特色的设计理念,以时尚女鞋为例,为展现当代女性的社会地位平等,端庄大气、优雅温柔,选取唐代建筑彰显高贵感的台基中的须弥座的建筑结构和象征着吉祥如意、饱含活力繁复华美的卷草纹的装饰纹样,这两个原型意象作为初期方案的设计点。这个设计活动中的立象是从语义信息到形象思维的转换过程。在确定了视觉概念的基础上,对意象进行加工和转化,将视觉概念转化到产品的形态之上。在对意象加工和转化时,突破固定的思维模式,将选定意象作为鞋靴设计的构成元素去思考,将现代生活理念和生活方式与设计有机结合,不要被传统束缚住思想。这正是为什么在对传统文化的再应用上,很多国外设计师反而做的比国内设计师更好的原因。国外设计师能够运用后现代的解构手法,将中国传统民族文化元素融入现代生活理念,把传统文化中经典的造型和色彩,转化为符号和语汇,有机的融入到设计中。为了使造型和图案意象更好的与鞋靴设计结合,必须先分析设计元素与鞋靴的关系。随着人们对流行和时尚的愈加关注,在鞋靴可设计面积较小的情况下,设计师往往从鞋靴帮面和鞋底侧墙进行设计,将设计元素运用到不同部位起到装饰作用。在此分析基础上,运用联想思维,以表象为基础,由此及彼,将提取的须弥座解构和卷草纹样与鞋帮面和侧墙有机结合,产生崭新的赋有创意的视觉形象或概念。在以台基为原型意象的造型设计中,首先搜集历史资料中关于台基结构及装饰的大量视觉表征形式,选择须弥座的造型样式投射到女鞋设计上。通过联想思维,从须弥座的造型联想到女鞋的坡跟和松糕底鞋款,这两种鞋靴款式造型比较舒适,拉长腿部线条的同时走路又比较稳定,因此将须弥座造型同坡跟和松糕底鞋的鞋跟相结合。须弥座的的高度所赋予的权力感,增添女性高贵端庄的气质,彰显现代女性社会地位的平等。但唐代建筑中传统的须弥座造型较为复杂,是上下出涩、中为束腰的形式,有间柱将之分割成若干段落,并有莲瓣之类为饰。这种样式直接在鞋跟设计中套用会使鞋跟结构过于复杂,制作工艺难度增大、成本上升、不方便清洁,同时太过抢占视觉重点。因此,舍弃须弥座上坊、下坊和间柱的结构,只保留束腰部分,中部束腰的存在可在视觉上起到分割作用,减少鞋底的高度感和厚重感,束腰轮廓造型简化为几何形态并跟鞋底面的曲线走向保持一致,使鞋底部位造型整体大气又不乏流畅感。在以卷草纹为意象的鞋靴设计中,将吉祥如意的美好寓意表现在鞋靴上,在《汉书•礼乐志》中就有“蔓蔓日茂”的记载,卷草纹是美满如意的象征。卷草纹在初唐时期伴随着佛教的发展,由缠枝忍冬纹变化产生,但周围的三瓣花叶被卷叶和阔叶替代,有葡萄、石榴花等在主体部位出现,主茎呈连续的S型。卷草纹本身的s造型在装饰中能改善物体单调的外形,起到衬托作用,形态呈现连绵不绝的律动感。但卷草纹发展到后期愈加富贵华丽,太过繁复,因此选取卷草纹s造型的主体形态,保留婉转优美、圆润流畅的结构形态,同时,运用抽象的创造思维,利用几何变形的手法,对卷草纹的外形轮廓和基本特征进行线条的概括和加工,从现代审美角度重新打造卷草纹。通过抽象化的加工,剔除繁琐的装饰细节,突出纹样特征精华,使主题形象集中体现。也可以用分解与重组的方法,对传统形态的卷草纹进行删减、穿插、移动,分解成一个个单体,然后将这些单体进行重组,创造出更符合现代社会潮流、现代审美视角的新的“卷草纹”,抓住原有纹样的精华与神韵,更富新时代的生命活力。将几何化提取或解构法重组得到的新的卷草纹运用到鞋底的束腰处,呈现优美婉转,灵动延绵的高度形式灵活性和形式美感,将女性的柔美大方,温文秀丽展露开来。卷草纹装饰图案也可运用到鞋带、鞋帮面设计中,结合中国的刺绣、印花、珠绣、镂空雕刻等中国传统工艺,呈现卷草纹不同质感的美。通过对台基和卷草纹的意象加工与转化,对整体形态进行推敲把握,突出其精华与神韵,再对局部特征进行重新组织,从现代审美视角对其进行加工重组,将特定文化概念在鞋靴设计中进行视觉层次的表达,实现中国传统建筑文化内涵与鞋靴设计的有机组合。
3结语
目录:
第一节:学位候选人的资格准备工作..............................1
第二节:毕业论文写作与答辩的基础要求..........................2
第三届:本教程的教学目的与方法解释............................3
第一章:毕业论文的概念个分类..................................7
第一节:毕业论文概念的学术规范................................7
第二节:毕业论文的几种写作文体................................10
第三节:毕业论文的分类........................................11
第二章:毕业论文的写作格式....................................18
第一节:国家标准的论文写作格式................................18
第二节:文科通用的论文写作格式................................21
第三章:毕业论文的选题要点....................................24
第一节:选题目的与意义........................................24
第二节:选题途径与范围........................................26
第三节:选题的基本原则........................................28
第四章:毕业论文的资料收集和整理..............................32
第一节:收集资料的方法和步骤..................................33
第二节:从资料中发现问题和促进思考............................35
第三节:资料的整理与归纳......................................36
第四节:文献资料与索引格式....................................37
第五章:毕业论文的论文提炼和确立..............................42
第一节:确立符合学术探讨意义和论点............................43
第二节:论点学术价值的确立、比对与论证........................44
第三节:论点的提炼与表达......................................46
第六章:毕业论文写作提纲的列项................................50
第一节:毕业论文提纲的基本要求................................50
第二节:毕业论文提纲的基本内容................................51
第三节:毕业论文提纲的基本格式................................54
第四节:开题报告的准备与写作..................................61
第七章:毕业论文的主要论证方法................................72
第一节:论文的例证法..........................................72
第二节:论文的引证法..........................................76
第三节:论文的分析法..........................................80
第四节:论文的比较法..........................................81
第五节:论文多种论证方法的综合运用............................83
第八章:毕业论文的修改与润色..................................84
第一节:毕业论文修改的前提条件................................84
第二节:相关论文的比对与分析..................................85
第三节:毕业论文文字词句章的贴切使用..........................86
第四节:修改与润色的注意事项..................................90
第九章:毕业论文的答辩准备与发言提纲..........................93
第一节:毕业论文答辩的性质与要求..............................93
第二节:毕业论文答辩的准备事项................................95
第三节:毕业论文答辩的发言提纲................................98
第四节:毕业论文答辩的回答方式................................100
第十章:毕业论文选编与点评....................................102
附件:国家颁布的学位条例、文献著录规则........................155
参考文献及书目.................................................163
关键词:机械设计;设计制造;自动化;应用;分析
1机械设计制造及其自动化理论概述
最开始人们接触机械自动化的时候,都是先想着用机器代替人手,用机械完成一些重复操作的劳动。随着科学技术的发展,自动化的技术水平较以往有了极大的提升,不再局限于单一的重复机械动作上,而是进行相关程序的设定,逐渐拥有了自主思考的内核,我们也将其称之为机械的大脑,能够精准地完成规定的任务,还能够在系统出现问题的时候,及时地进行自我诊断,现阶段的机械设计更加智能化。机械设计制造领域的自动化技术的应用伊始,可追溯到20世纪60年代,由于电子计算机技术的不断发展壮大,人们也开始将电子计算机技术融入到机械控制中,通过各领域专家的研究和尝试,最终成功地将电子计算机及其控制技术成功地结合在一起,又经过长时间的磨合与创造,最终形成了今天我们所看到的、所使用的机械设计制造及其自动化。机械设计制造及其自动化也和大多数事物一样,经历了由无到有、由简单到复杂的发展过程。现如今,机械设计制造及其自动化在社会生活中发挥的作用也越来越重要。
2机械设计制造及其自动化的应用现状分析
我国改革开放以来,将更多的精力投入到了科学技术的研究和开发中,科学技术是第一生产力,这是我们所有科研工作者都熟知的道理,而我国的科学技术也以极其迅速的速度发展着,在科学技术领域也取得了非常可人的成绩。但是从全球的角度来看,与发达国家的科技手段相比较,我国的机械设计制造及其自动化技术还是相对比较落后的,出现这种情况的主要原因是我国发展科学技术的时间较短,起步也比较晚,还有很多地方都是学习其他先进国家的技术。而在很多工业发展领先的国家,都已经将纳米技术、激光技术等先进技术融入到了机械的设计和制造中,而我国在高新技术融入这一点上,还与国外发达国家存在着非常大的差距。由于我国机械设计制造及其自动化技术水平的限制,使得我国机械设计制造自动化的应用范围也受到了这一限制的影响。目前,我国大部分的机械制造厂虽然已经将机械自动化的理念引入到了产品的生产当中,但是真正将自动化融入到整个机械制造工程的生产过程中的,基本上没有。很多制造工厂由于技术水平、资金等多方面因素的限制,生产出来的产品都是非常粗糙的,达不到预定标准,而且还花费了大量的生产成本,这样的工厂在经济市场环境下逐渐会失去竞争能力,久而久之,一部分制造工厂就会因技术限制而破产,从这一点我们能够非常明显地发现,对工厂来说,机械自动化的意义是非常重大的。而纵观我国的机械制造产业,为什么我国的机械设计制造及其自动化技术水平比较落后,究其原因,除了科学技术的不足以外,高新技术人才的缺乏也是一个非常大的影响因子。目前在工厂中,有经验的技术人员都是老一辈的技术工作者,这一部分工作人员并没有接受过专业的理论知识和技术培训,而新入职的工作人员基本上都是刚刚毕业的大学生,这些学生虽然有扎实的理论基础,但是却没有实践方面的经验,这样就使得整个机械设计制造产业的自动化技术水平出现了青黄不接的情况。
3机械设计制造及其自动化的应用研究
为了能够尽快与国际社会机械设计接轨,我们要积极向国外先进机械化自动化技术学习。自从我国加入世界贸易组织,越来越多的外国企业进驻中国,使得我国的市场竞争日益激烈,大多数国有企业逐渐失去了先天的主导地位,由于没有很好的经营,再加上保守、不创新,最终被淹没在了市场经济的大潮中。为了能够挽救我国机械制造企业,大部分本土企业开始与国外企业建立长期的合作关系,本土企业在吸收国外先进生产技术的同时,逐渐提高了自身的产品质量,有效降低了生产成本,外国企业也利用我国的市场建立了庞大的经济体系,二者实现了双赢。随着越来越多中外合资企业的出现,机械设计制造及其自动化技术也逐渐融入到了我国各个行业中,怎样更好地提升机械制造自动化水平,也逐渐被越来越多的企业提到了日程当中。计算机网络技术的普及也极大地提高了机械制造自动化技术的发展水平,我们利用计算机软件技术,及时发现了机械设计中存在的漏洞,并在第一时间进行了维护,通过对网络技术的研究,也实现了企业与企业之间的远程沟通。虽然我国的机械设计制造及其自动化发展取得了非常显著的成绩,但是在工业迅速发展的同时,环境问题逐渐显现在人们面前,工业污水、工业废料都排放到了大自然中,导致我们赖以生存的环境出现了极大的恶性变化,也让我们在发展工业的同时,深刻意识到环境保护的重要性。机械制造及自动化实现了全球化之后,怎样降低生产过程中对环境的污染也就成为了机械设计制造领域要面对的难题,我们如何利用绿色能源进行工业生产,合理转化工业生产的废料,减少有害环境的原材料,实现机械设计制造的绿色发展,这也是机械设计制造及自动化未来的发展方向。
4我国机械设计制造及其自动化的发展趋势
我国机械设计制造及其自动化技术已经日趋完善,各个行业也都体会到了机械设计制造及其自动化所带来的各项优势,机械设计制造及其自动化是一门集多种技术于一体的学科,随着新技术的不断研发与引进,机械设计制造及其自动化的发展也将会是一片大好。在机械设计制造及自动化的发展中,大部分的机械设计制造都将设计、制造、生产和管理进行独立运行,而这些独立运行的部分又与机械设计制造及其自动化的发展集成是相对应的,这样也满足了我国工业生产的实际需求。我国机械设计制造及其自动化还会向着节能化的方向发展,当我国的工业生产达到一定水平的时候,我们考虑的重点不再是运转效率和产出的关系,而是让工业发展与环境保护和谐共存。机械制造材料需要承载节能原料来进行生产,我们要最大限度地运用原材料,减少生产过程中的污染物排放,多使用可再生能源,这样也能减轻对环境的危害。
5结语
机械设计制造及其自动化的应用可以极大地提升生产效率,有效降低生产成本,让机械设计制造企业能够在激烈的市场竞争中脱颖而出。不断改进我国机械设计制造及其自动化水平落后的现状,对我国工业领域的生产具有非常重要的作用。
作者:陈积铭 单位:哈尔滨市总工会职工技术协作服务中心
参考文献:
[1]朱龙根.建设好专业课,把机械设计及制造专业办成特色鲜明的新型专业[C]//第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷1教学论文),1995.
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[3]张奉禄,鲁墨武.加强课程间的联系和管理搞好机械设计及制造专业的改革[C]//第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷1教学论文),1995.
[4]陶金玉.精心组织课程设计,加强培养设计能力[C]//第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷1教学论文),1995.
[5]全国高等工业学校机械设计及制造专业教学指导委员会第六次工作会议———实验教学工作会议纪要[C]//第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷2教学史志),1995.
[6]全国高等工业学校机械设计及制造专业教学指导委员会第一次工作会议纪要[C]//第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷2教学史志),1995.
关键词:机械设计;标准;制造;质量控制
1机械设计标准的内容
当前我国机械制造企业的发展势头迅猛,引入了很多全新的技术手段,现代化的机械制造企业已经不能采用传统的机械设计标准进行设计,需要在传统机械设计标准的基础上不断改进和完善,这也是当前机械制造企业发展的关键。由于我国的生产方式正由粗犷型逐渐转向集约型,因此对机械设计制造的要求也越来越高。机械设计企业要在保证地区环境的基础上发展自身经济,因此要求机械生产企业在运营过程中要始终坚持环境保护的理念。机械的设计标准主要从以下两方面入手:第一,在保证机械设计的安全标准基础上,技术人员要不断树立机械设计的安全理念,保障设备安全及技术手段的先进性。运用符合国家标准的机械设备,引入科学合理的方式和方法对其进行维护,确保机械设备的正常运行。此外,还要求机械设备的设计生产原材料坚固可靠,这样能在设备运行中有效防止对工作人员产生的伤害,提高机械设备的安全性。技术人员还要做好对机械设备安全事故的评估工作,对已经发生的事故要及时做好备案,将其作为实例对技术人员进行培训,这样能对操作人员进行安全性的提示。最后,在进行机械设计时技术人员要坚持以人为本的原则,不断提高标准的智能化,这样可有效避免工作人员在实际操作中出现使用疲劳的现象,提升工作人员的工作积极性和主动性,对提升机械制造的整体效率十分有益。
第二,机械企业在进行机械设计时,要在绿色设计的标准上,遵循环境保护理念,否则企业无法实现长期发展。很多企业因为没有遵循环境保护理念而被当地政府取缔,因此坚持环境保护理念也是当前我国现代化市场竞争机制及资源整合的实际需求。坚持环境保护理念也是现代化机械制造企业必须要落实的机械设计标准,当前环境保护设计在机械产品中的分类有以下三方面:其一是资源属性绿色设计,其二是生态环境属性绿色设计,其三是对人身心健康影响的基本属性。绿色设计理念始终贯穿于机械设计中,并在不同阶段呈现出不同的设计标准。在结构设计阶段,技术人员须在保证设计产品质量的前提下,细化机械设计产品所使用的原材料,降低物料成本,遇到具体的机械设计问题时,技术人员要明确设计产品的质量和体积,保障机械设计成本策略的实现,促进结构设计可以在绿色环保理念下进行。在物料准备阶段,机械设计人员在设计初期就要体现出绿色保护这一理念,尤其是在选材环节,应尽量选择环境优良、污染少、能循环使用的材料,不要因价格问题而选择存在高污染等质量问题的原材料。在机械制造阶段,技术人员要保证减少废水、废气及废物的排放,降低工作人员的操作难度,这是提高资源利用率的有效表现形式。在产品使用时,还要对消费情况进行监督和控制,体现绿色设计的理念。消费者也应树立环境保护意识,共同推进环境保护理念的形成。
2机械制造质量控制
2.1质量控制概念
机械制造企业在社会各个领域的发展下得到了极大提升,机械制造所面临的选择也是多方面的,不管机械制造的种类有多少,永远是用产品的质量说话,也就是说产品的质量才是影响消费者选择的首要因素。产品的质量控制一般都是通过机械制造的质量控制实现的,单从这个层面来说,机械制造的质量控制在整个机械制造中所起的作用是非常关键的。
2.2质量控制的影响因素分析
第一,精度影响。机械产品对精度的要求是非常高的,而精度是对所加工产品质量的一种直接体现,一般来说产品的精度与生产成本是成正比的,精度越高就说明生产成本越高,但是产品的精度与生产效率之间存在反比关系,也就是说生产产品的精度越高,其生产效率就会越低。设计人员一定要根据产品的实际使用需求,制定出合理的精度,只要达到生产需求即可,过高的精度不仅不会对需求产生变化,而且还会影响施工的生产效率。因此只有制定科学合理的精度标准,才能保证较高的生产率。第二,生产工艺。在机械加工过程中,由于生产产品不同,因此所使用的生产工艺系统也存在很大差别。一般来说,须按照一定标准进行工艺系统流程的调节,这样能有效避免系统出现生产误差,对机械生产过程影响深远。第三,外部因素。在机械生产过程中,机械设备的零部件可能会因为一些外部因素而导致变形,无法正常工作,再加上受生产过程中加工部件自身惯力以及重力的影响,使得最终的加工精度也会出现一定的误差。
2.3质量控制方法
第一,测算。这一控制方法主要针对的是已经加工完成的零部件成品的精度测算,主要是对成品的位置、尺寸以及形状进行对比和分析,通过一系列的测算程序来达到提高机械精度的目的。我们的技术人员主要是通过对尺寸精度的把握来提高形状和位置的精度。第二,抵消外界因素。我们的技术人员要在制造产品的过程中,针对机械设计中可能会出现的问题,认真落实工序检测系统,及时调整问题,将出现的和可能出现的问题都了解清楚,及时处理这些问题,尽可能的避免外界因素对机械设计产生的影响。第三,工艺整合。要求设计人员对设计工艺进行分析和管理,制定出科学合理的工艺生产路线,有效减少系统出现的误差。
3结语
本文主要对机械行业的发展及技术手段进行简要分析,指出机械设计及机械制造质量控制在机械制造中的重要地位,在此基础上提出了机械设计标准和绿色设计两种设计体系,希望能为我国机械行业的发展提供相应的理论指导。
参考文献:
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[5]陶金玉.精心组织课程设计,加强培养设计能力[C]//第五届全国机械设计及制造专业教学研讨会议论文集(卷1•教学论文).2015.
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关键词:机械设计,CAD技术,应用,发展趋势
〔正文〕
机械设计是机械类各专业的专业基础课。同时,该课程也是工科类专业的基础必修课。本课程在教学内容方面,着重基本知识、基本理论和基本方法,在培养实践能力方面,着重设计构思和设计技能的基本训练。在本课程学习中,综合运用先修课程中所学的有关知识和技能,结合各种教学实践环节及课程设计的基本锻炼,为顺利地过渡到学习有关专业课程及进行专业毕业设计打下良好的基础。
机械设计课程设计是机械类专业和近机类专业学生在学完机械设计及同类课程以后所设置的一个重要的教学实践环节,也是学生第一次较全面、规范地进行设计训练机械设计教学的一个重要实践环节。其主要目的是培养学生的理论联系实际的设计能力,训练学生综合运用机械设计课程和其他先修课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力,巩固、深化和扩展学生有关机械设计方面的知识;通过对通用机械传动或简单机械的设计,使学生掌握一般机械设计的程序和方法,树立正确的工程设计思想,培养独立、全面、科学的工程设计能力等;在课程设计实践中,对学生进行设计基本技能的训练,培养学生查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图、数据处理和计算机辅助设计等方面的能力等。
基于以上认识,结合近年我校机械设计课程体系、课程内容以及立体化教学模式的改革和重点课程建设,在学生机械设计课程设计和毕业设计实践中,主要从机械设计课程设计的设计方法和手段的改进等方面进行了大胆的改革与实践,逐步实施了从手工绘图到二维AUTOCAD的应用最终到三维 CAD的过渡,在提高学生的设计能力和综合素质方面得到了较好的效果。
一. 机械设计实践的现状
几个世纪以来,人们用手工绘图来表达自己的设计理念。图纸作为工程师的语言,为工程设计技术人员之间进行有效的交流带来极大方便。然而,随着科学技术的发展,特别是计算机技术的广泛应用,手工绘图已不能满足机械设计的要求。现在,机械设计手段从20世纪70年代的手工绘图转向计算机绘图,大大提高了绘图效率和绘图质量。
目前,CAD技术主要以二维绘图软件AUTOCAD为代表,在机械设计实践中只是教会学生操作和绘制简单的零件图,而用AUTOCAD绘制装配图以及进行有关的工程分析是非常不便的且很难实现。为此,为了能够方便地绘制装配图,在机械设计实践教学和毕业设计中逐步地采用了CAXA电子图版、开目CAD等二维绘图软件作为绘图工具,辅助完成零部件设计。 当前,我国制造业已全面完成甩图板工程,二维CAD技术的普及结束了手工绘图的历史,对减轻人工劳动强度,提高经济效益起到了很明显的作用。随着技术的发展,CAD技术正从二维CAD向三维CAD过渡,有相当一部分CAD应用较早的企业已完成了从二维CAD向三维CAD转换,并取得了巨大的经济效益和社会效益。企业需要掌握三维CAD技术的专业人才,掌握三维CAD技术已成为工科院校毕业生最基本的要求。因此,在机械设计实践教学中采用三维 CAD技术,已成为我们现在机械设计实践教学改革的重要内容和亟待解决的问题。
二. 三维CAD关键技术
三维CAD造型技术也称建模技术,它是CAD技术的核心。从20世纪60年代至今,三维建模技术的发展经历了线框建模、曲面建模、实体建模、特征建模、参数化建模、变量化建模,以及当今正在研究的产品集成建模、行为建模等发展过程。三维CAD以三维造型设计为基础,只要形成了三维模型,各种二维视图唾手可得。三维CAD技术在产品的三维造型、虚拟装配、工程图生成、动态干涉检验、机构运动分析和动态仿真、有限元分析等方面带来了革命性得突破,提高了设计效率和设计质量。三维设计的真正意义不仅仅在于设计模型本身,而是设计出模型的后处理工作。
三维CAD技术主要包括以下内容:三维造型/三维设计、计算机辅助工程分析、机构运动分析/仿真、装配干涉检验、三维转二维、图样档案管理等。科技论文。科技论文。利用这种全过程的三维CAD系统完成设计以后,不仅使设计对象的几何形状和性能满足要求,而且使各方面的指标(强度、刚度、重量和成本等)都达到最佳状态,这是计算机辅助设计和辅助工程分析的根本目的。三维CAD符合设计者的思维习惯,可以充分发挥设计者创造力和想象力。三维 CAD技术不仅解决了产品设计和工程图绘制的问题,更重要的是利用三维CAD技术实现产品的虚拟设计、运动仿真和优化设计,所生产的三维零件可以直接与CAE/CAM/CAPP等CIMS技术进行数据交换和衔接,是将来实现无图样生产的关键技术之一,是实现虚拟制造的重要手段。掌握三维CAD技术的使用,已经逐步同使用计算机进行文字处理一样,成为产品开发、设计人员的一种基本技能。
三、CAD技术的发展趋势
随着计算机性能的提高,网络通讯的普及化、信息处理的智能化,CAD三维技术正向规范化、智能化、集成化的方向发展。
1. 规范化。ス娣痘(标准化)的趋势体现在几个方面:数据模型的规范化(标准化)、数据交换格式的标准化和CAD资源的规范化等。数据模型应采用STEP标准体系。随着STEP标准体系的逐步完善,它对于几何数据、工程数据模型的思想将作为新一代CAD系统的开发指南。靠以前的一些标准接口已经无法完全满足CAD数据交换的要求。目前,参数化特征模型的传输还是一个世界难题,在STEP标准基础上,相信这一点能有所突破。
2.智能化。ヌ卣髟煨秃筒问设计的采用即是智能化方面的进步。软件不仅仅是提供一些绘制的工具由人们去使用,也不再将占线面数据存储在一起,而忽略其内在联系。特征和参数的引入使得软件似乎成为人类(用户)一个更聪明的助手。科技论文。CAD软件应该更大限度地将工程数据概念集成到数据模型中,例如目前,CAD软件的特征模型主要是解决零件几何造型的问题,而对于后续分析、CAPP和加工的需要还考虑得不够。
3.集成化。ゼ成化是当今CAD技术发展的又一大趋势。CAD技术不是孤立的。首先,它集成了计算机软硬件、数据库、外围设备、图形学、网络及各个应用领域的技术。同时,它又不断和CAM(计算机辅助制造)、CAPP(计算机辅助工艺流程规划)、MIS(管理信息系统)、PDM(产品数据管理)以及MRP(制造资源管理)等系统相集成。由于Internet的发展,使得这些设想得以实现。如何构造在Internet体系上的CAD/CAM集成化系统将会是人们追踪的热点。特别是在全球经济一体化的背景下,并行工程、异地设计制造等概念的发展和应用,基于网络、基于WEB的协同设计制造系统大受青睐。现在已有一些标准,如解决异构系统平台的XML和XML-3D,以及解决三维图形、图像在互联网上传输共享的VRML标准相继出台,已经为我们在互联网的构架下,建立协同设计和协同工作的环境打下了基础。
参考文献
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突出工程观点机械设计课程是一门实践性很强的课程,而学生缺乏实践经验和感性认识,因此我们充分利用实验课、课程设计等实践环节,培养学生应用工程观点提高分析问题和解决问题的能力。实验课在传授知识和技能方面有着理论课无法替代的作用,它的特点是观察目标明确、清晰,原理结构易懂、有针对性,可动手操作等。我们要求学生仔细观察、分析,并将实际结果和有关原理进行分析、对比和归纳总结。如动平衡实验、螺栓组连接实验等几个验证性实验,目的就是验证理论知识,培养实验动手能力,同时提高学生应用工程观点分析问题的能力。课程设计是本课程及相关课程知识的一次综合运用,是学生第一次较全面的设计训练,是对学生设计思想、设计方法和设计能力的一次锻炼和检查。在此过程中,前一阶段教学中存在的问题会显露出来,因此这是系统培养和强化学生工程观点的一次难得的机会。
将单个零部件的设计与整机设计结合起来在实际的工业应用中,零部件往往不是单独使用的,它们要相互连接、配合形成系统进行工作。因此,机械设计课程教学的目标决不仅仅是为了能够进行单个零部件的设计,而是面向实际机械系统的设计。但目前国内高校机械设计课程的内容在编排上都是以零部件进行分块讲解,各个零部件之间没有很好地建立有机的联系,学生在学完整个课程之后虽然能够进行单个零部件的设计,但面临整机设计中的零部件之间相关问题设计往往无所适从。为此,我们在教学中每讲到某一个零部件的设计时总要抽出一定的时间详细介绍一下该零部件与其他零部件之间的关系、设计中如何进行相互协调等。
合理使用教学方法与教学手段
1采用多媒体教学,提高教学效果学校在多个校区建立了设备先进,条件优越的多媒体教室,能保证全校机械设计课程的多媒体教学。从2000年开始研究利用信息技术进行教学手段和教学方法的改革,进行多媒体课件的研制工作,完成了《机械设计基础》、《机械工程基础》、《机械设计》三门课程的多媒体课件,所用素材内容丰富、经典生动,学生反映良好,使用方便省时高效;使教师授课空间由二维的黑板扩展到了更真实、自然的多维空间,为改革传统的教学方法和教学手段提供了新的发展机遇。
2多样化的课堂教学帮助学生掌握重点、克服难点理论课加强启发式,采用多媒体和黑板相结合,并辅以配套电子版教材,帮助学生听课与复习;习题课通过抓住典型习题,举一反三,以点带面;讨论课以实际工程为背景,使学生在分析能力提高中理解重点;实验课充分发挥开放实验室的作用,使学生在自主动手能力提高中突破难点。
3建设“机械设计”省级精品课程网站利用校园网提供的网络教学平台,为学生提供了教学课件、学习指导、复习思考题、练习题等大量的学习资源,节省了学时,提高了教学效率和教学质量,也培养了学生的自学能力。
3开放主题的小论文,培养学生主动获取知识的能力
由于学时的限制,在讲授机械发展史等内容时,只能给学生一些很粗浅的认识。我们尝试让学生对这部分内容进行自学,并且给学生获取比教材上内容更丰富和具体的知识的途径,要求学生以“各种机械的发展史”为主题写成学习小论文。学生通过查阅相关资料,对各种机器的相关技术及发展有了较深入的认识,并完成了诸如“机器人的发展”“、抽油机的发展”、“联合收割机的发展”、“轮式拖拉机的发展”等小论文的写作,并编辑成册,培养了学生主动获取知识的能力。
工程实践能力和创新能力的培养
以机械设计课程体系的教学内容为背景,以强化设计型、综合型和加强学生动手能力培养为目标,我们将原“机械设计”的实验环节从课程中剥离出来,于2006年构建了单独设置、学分单列的机械设计实验课程,并新编了“机械设计实验指导书”和“机械设计实验教学大纲”,按五大模块体系设置了5个实验项目,其中:创新设计型实验1个,综合型实验3个,验证型实验1个。对每个实验项目规定了难度等级,要求每位学生至少完成3个实验项目,其中包括2个必做项目和1个选做项目,便于因材施教和培养学生个性发展。为进一步提高本科生科研能力、创新能力和实践动手能力,进一步激发学生的科技创新热情,依托西南地区较早建立的机械创新设计实验室,我校每年都举办大学生机械创新设计大赛,学生可根据自身的兴趣爱好和创新需求自由申请项目,也可申请参加教师从现有教学、科研、生产和管理研究课题中细化出来的项目或企业界设立的项目,学校给予经费支持,机械基础教学部配备指导教师。近几年来,学生的科技创新活动如火如荼的进行,优秀作品曾多次获得四川省“挑战杯”、全国“挑战杯”、全国大学生机械创新设计大赛奖项以及全国机器人足球锦标赛冠、亚军。
加强师资队伍建设
机械设计课程教学组鼓励和支持青年教师在职提高学位,实行指导教师责任制,安排富有教学经验的老教师在教学和科研上对新进教师进行指导和帮助,实行一对一的传、帮、带,并订有明确具体的培养计划,帮助他们提高教学能力,过好教学关。要求新进教师必须经过听课、辅导答疑、批改作业、指导实验、指导课程设计、试讲、点评、讲近机类课程等阶段后,才能讲机类课程。经常开展有关本课程的教改与建设、教材建设、教学方法与手段运用以及老教师示讲、试讲等教学法活动;鼓励青年教师在教学方法、教学手段等方面勇于创新,创造条件鼓励教师参加各种学术会议。鼓励青年教师积极参与本课程组主持或参加的校级及省教育厅立项的课程建设与教改研究项目。另外,加大引进具有丰富实践经验的高级工程技术人才,把不同经历的教师融为一个有机整体,使教师间共同磋商,相互学习,取长补短。
1、机械设计与制造就业方向:可从事计算机辅助设计与制造方面的产品设计、制造与开发、机械系统自动控制等方面的设计工程师、工艺师、CAD/CAM技术员、检测维修、管理及销售人员。
2、机械设计与制造主干学科主学力学、机械工程。 主要课程:工程力学、机械制图、机械设计基础、电工与电子技术、微型计算机原理及应用、机械工程材料、制造技术基础。 主要实践性教学环节:包括军训,金工、电工、电子实习,认识实习,生产实习,社会实践,课程设计,毕业设计(论文)等,一般应安排40周以上。
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