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关键词 废旧设备;再制造;工艺流程;产品建模
中图分类号:TH16 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)14-0004-02
随着技术更新换代的加快,废旧设备报废的数量在逐年增加,如果对这些报废的设备处理不当,势必将造成大量的资源浪费,不仅存在安全隐患,而且还会污染环境。这也是当前面临的巨大的科技问题,我们要如何在当前大力倡导绿色环保的大前提下适当的处理这个问题,就显得尤为重要了,在产品报废后能采用优质、环保、高效的再制造技术不仅能恢复产品原技术性能,而且还能提升设备性能,实现废旧设备的循环使用。针对失效的废旧产品进行再制造,首先要对其进行再制造设计,使其形成最优化的工艺流程。再制造工程的设计思想是以废旧产品的再制造性评价、剩余寿命评估、再制造产品建模为核心研究内容。下面将针对这三个主要环节进行一一介绍。
1 废旧产品的再制造性评价
当我们在对产品进行再制造之前,首先必须要做的就是要对报废产品的再制造性进行评价。那么,何为再制造性评价呢?其实从字面上我们就不难看出,是对报废产品从技术性能、经济价值、对环境影响等多方面因素,进行综合分析与评价。而后,评估出废旧产品是否具有判断可否对废旧产品进行再制造的前提是其再制造型评价,也是废旧产品再制造的评价的理论基础。废旧产品具不具有再制造性要在环境、技术、经济等各种条件下去分析废旧产品的设计架构和经济价值,得到一个完全整体的分析之后,才能判断其是否具有再次通过修护或改良的条件。影响再制造性的因素主要包含以下几个方面。
1)废旧产品再制造的技术性评价:从产品的设计机构上分析可拆卸装配性、可再制造加工性、性能升级性和再制造后的服役性等,从再制造加工的难易及再制造后的服役性能方面来评价是否有再制造的价值。这也是对废旧产品实施再造的根本问题,首要采取措施的重要环节。
2)废旧产品再制造的经济性评价:从技术经济的角度分析废旧产品再制造在经济上是否合算。一切从经济适用出发,当前的社会前景就是倡导绿色环保,经济实惠,杜绝铺张浪费,那么,我们尤其是要客观、准确地评估废旧产品在再制造每一个阶段的生产成本,分析其经济合理性,这对制定具体的再制造工艺、降低再制造成本具有特别重要的意义,废旧产品再造,若成本超过新产品,那么我们的再造就将失去意义,因而要相当的注重其中的微妙关系。
3)废旧产品再制造的环境性评价:从废旧产品本身报废造成的环境污染、再制造过程中可能造成的环境污染、再制造产品在服役中可能造成的环境污染等方面综合考虑,从而评价废旧产品是否具有环保、节能、节材等社会意义。环保还是不变的主题,如果在对废旧产品实行再造的过程中,对环境产生了较为严重的污染,那么我们的再造工作就失去了其现实意义。
4)研究建立废旧产品再制造性概念、评价体系、方法、评价模型及专家评价系统。想实现理想的再造,那么一切实施基础都要以专业的、科学性的概念、评价体系、方法、评价模型以及专家评估体系,作为基石,从根本上就要树立一种严明的操作方案。那么这样的实施行为才会是有效的。
2 废旧产品的失效机理、剩余寿命评估及再制造产品的寿命预测
产品服役的环境行为及失效机理研究是进行废旧产品的剩余寿命评估和再造产品寿命预测的基础理论依据。产品剩余寿命评估方法主要建立在零部件失效分析的基础上,应用断裂力学、摩擦学、腐蚀学、金属物理等理论建立失效行为的数学模型,从宏观和微观上研究零部件在复杂的环境中失效的机理和损伤的规律,并与加速试验的结果相结合,已建立产品寿命的预测评价系统,准确的估算废旧产品的剩余寿命、再制造产品的使用寿命及已使用产品的剩余寿命,制定合理的再制造方案,提高产品的使用寿命。其主要研究内容包括:
1)创建在自然环境中废旧产品中各个零件受到磨损、腐蚀的多状态下的损耗情况的模拟,还有对各个零件剩余使用寿命的了解,做出比较正确的判断。
2)了解废旧产品各个零件剩余使用寿命可以根据其状态、磨损程度、腐蚀程度等方面做出一个比较全面的数据,再对比实际过程中的得出相对应关系,进行剩余寿命的评估。
3)一个产品由全新到废旧状态,产品中的各个零部件呈现出的是不同状态的磨损,我们可以研究这个折旧过程当中各个零件在特定时间特定状态下的损耗,判断出折损的规律这样对于我们在操作中可以做出对剩余寿命的评断。
4)将物理知识运用到实践当中去,利用显微器械判断出产品中零件的大概使用时间,以便更好的知晓其剩余的作用价值,做到一个最大的物尽其用。
5)从多个层面不同角度分析在不同情况不同形态下去找出磨损规律。我们可以从这几个方面去入手,比如说结合力学原因和腐蚀介质去寻找零件损耗原理,或者是考虑温度和应力场耦合作用下的零件损耗行径,多轴载荷作用下零件长期使用形成磨损行径,还可以是研究在固/气/液相互交错的状态下观察零件的穴蚀、腐蚀、冲蚀的磨损规律。
6)根据材料服役环境及失效特点,并参照再制造产品的性能模型,对预测典型再制造产品寿命的方法和技巧进行分析和研究,最终形成其寿命评价技巧的理论体系。根据周围环境对于产品的影响以及磨损特性,再结合之前推测出来的剩余寿命的数据。
3 废旧产品的再制造建模
废旧产品零件本身蕴含了大量的几何形貌、擦学性能、整体强度等信息。而且由于各个废旧产品的工作环境、时间等众多影响因素不可能完全相同,所以对其零件原始几何、性能参量的获取并建立几何及力学的再制造模型,是进行再制造产品设计的关键技术和难点。废旧产品再制造建模的研究内容包括:
1)研究废旧零件的机械学、摩擦学行为及所丧失的几何及性能参量。
2)在不能获取废旧零件原始几何尺寸和测量基准的情况下,采取接触式和非接触式测量技术,挖掘融化在废旧产品中的几何形貌、整体强度等信息,获取废旧零件的几何参量,反求出产品的原始几何数据,并建立零件的再制造几何模型。
3)通过现代性能测试技术和传感器技术,获取废旧零件再制造服役环境中相关的工况参数,并利用力学、运动学的基础理论和有限元计算等手段,结合环境分析和失效分析,探讨建立基于知识集信息的原始零件力学和表面性能模型。
对于一个企业来说,较好的控制成本大大提升了企业的长久性以及竞争性。因为现在这个社会企业成败很大一部分取决于其产品成本的价格高低。但是控制成本并不意味着求数量不求质量,往往有这种想法的企业最终的结果只有一个―倒闭。怎么样才能做成又有质量成本又低的产品呢,古语说的好“人事相宜,人岗匹配”。把一切调度到最佳状态,即可以让企业从产品中得到利润,又可以让消费者满意。
4 结束语
废旧设备的再制造在如今社会迅速发展的状况下具有非常重大的意义,实行废旧材料的建造是一种有效的节约能源的措施,在当前的社会发展大前景中,也是我们不可或缺的发展手段,有效的、科学的实施,是对大自然的一种维护,能够为社会的发展提供源源不竭的动力,做好废旧材料的再造,为社会作出贡献,也必将是专业人才所毕生追求的。
参考文献
[1]马世宁,刘谦,孙晓峰.装备应急维修技术研究[J].中国表面工程,2003.
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[4]徐滨士.纳米表面工程[M].北京:化学工业出版社,2004.
关键词:工程设计企业;营销特点;研究;分析
中图分类号:C29 文献标识码:A
工程设计企业作为智力服务型科技企业,其产品科技含量高,它的服务过程是对知识的生产、传播和使用提供服务。工程设计企业提供的产品不仅仅是设计图纸,还包括相应的服务,包括施工全过程各个分部分项的验收配合、施工中问题的再优化以及设计回访等。工程设计企业提供的核心产品是对业主需求的满足。这种产品与社会中的一般流通商品不大一样,既不能现场交易又不能重复生产。他的表现形式通常是为委托方提供知识和技术的服务,包含咨询报告、工程规划方案、设计方案、施工图纸等。随着工程设计行业的开放度加大,工程设计企业之间的竞争也会愈演愈烈,工程设计企业要深入剖析自己的产品特点,制定企业切合实际的市场营销策略和计划,完成既定预期目标。
一、品牌营销
品牌营销简单的讲:就是把企业的产品特定形象通过某种手段深刻地映入消费者的心中。
品牌是人们对一个企业及其产品、售后服务、文化价值的一种评价和认知,是一种信任。简单地讲是指消费者对产品及产品系列的认知程度。对于工程设计企业来讲,就是自身综合实力水平的体现,表征了企业的整体形象。
波音飞机、福特汽车你会联想到美国,奔驰、宝马你会联想到德国,看到松下的相机,索尼的电气你会想到日本,看到了万里长城,你就会知道那是中国。无疑,一个知名的品牌会大大提升国家的形象。同样,一个知名的品牌对一个地方的经济推动作用也是相当明显的,例如少林寺这个品牌创造了登封市的在全国的影响力,支持者该市旅游业的发展。
一个好的、优秀的品牌不会是轻而易举、一朝一夕就能够成功的,对于工程设计企业来讲,他需要几代人的精心打造,逐渐的才在社会上树立起来的。机械工业第六设计研究院有限公司是一家从事工业工程、民用工程、市政与环境工程的咨询、设计、监理、项目管理和总承包的国家大型综合甲级设计院。建院60多年来,立足本地,服务全国,面向世界。项目遍及全国各地(不含港澳台地区),特别是在机床工具、风电机械、烟草工程等行业的工程设计得到了业主方一致的高度评价,美誉度、知名度较高。这些实实在在的业绩,均是在长期的实践中打造的,使机械工业第六设计研究院有限公司这个品牌的无形资产大大提高。
品牌的价值综合体现在工程设计企业的人才优势、信誉优势、质量优势、技术优势和服务水平等多方面因素,这些因素综合体现了企业的整体实力和水平,因此,品牌的价值和作用至关重要。
二、技术营销
工程设计企业作为知识密集型的服务企业,自身的技术水平必须过硬,俗语有云:没有金刚钻别揽瓷器活。技术水平的高低直接影响到工程设计的业务量。一个合理的设计方案,最优化的施工图设计,最完备的后期服务配合,这些是业主方能够选择将设计工作委托与你的最重要的因素,因此,技术至关重要。
技术产品的生产创造者是人,只有有了高素质、高水平的人才,才有可能设计出高水平、引领行业发展的好的工程设计项目。在面对业主方或者甲方时,给业主方或者甲方最直接的感受就是专业技术人员,他们的学历、学术水平、职称、承担过的业绩、以及获过的奖项等。因此说工程设计企业人才是根本。
除了人才外,工程设计企业的技术装备水平也是向业主客户展示自身实力不可忽略的重要因素。客户或业主方还有可能会对企业进行考察。花园式的办公环境,高档大气的装修风格,宽敞明亮的办公室以及计算机、彩色绘图仪、工程扫描仪、工程复印机等工程设备都会给甲方一种最直接的震撼和说服力。
工程设计企业要迅速占领市场,关键要突出技术创新的优势。随着我国经济的快速增长,资源消耗和能源短缺成了制约我国可持续发展、危及国家安全和现代化进程的重大问题。绿色建筑的概念应运而生。他在节能、减少环境污染和二氧化碳的排放基础上还要满足人们使用上的要求。这就要求工程设计企业要在设计上有创新思想,积极采用新技术、新工艺、新材料。对于业主或客户来说,技术上的创新也许就需要前期的投入会加大,但是从长远的角度来看,这些投入还是相当值得的。如机械工业第六设计研究院有限公司精心设计的阿尔斯通水电设备(中国)有限公司的屋顶太阳能发电的一期工程,就将绿色建筑的理念贯穿到工程设计中去。该项目位于天津空港经济区,年发电量可达50万千瓦时,并可年减排二氧化碳约500吨。该项目入选国家“金太阳”示范工程,使企业本身和设计单位获得了双赢,行业知名度大大提升。可见,技术创新是企业发展的新契机。
三、质量营销
通过有关设计企业数据并结合自身经验得出,在质量问题中绝大部分原因是质量意识的问题、是认真不认真的问题。如前期的设计资料收集不全、方案考虑不细,工作深度不够都将直接影响到工程产品施工工期加长、施工困难、投资的增多等。
工程设计人员要树立起质量意识,遵循“百年大计、质量第一”的方针,教育员工要有强烈的责任心和事业心,要无条件服从质量第一的原则。要取得高质量的设计成果———设计蓝图,就需要深入现场进行踏勘,加强前期设计资料的收集和设计成果的审核;设计文件达到应有的设计深度,设计方案进行比选,不迁就或者迎合不合理的要求;建立健全质量管理保证体系,全面推进ISO9001:2008的质量体系标准,层层把关,确保工程设计成果质量。
四、关系营销
关系营销是把营销活动看成是一个企业与消费者、供应商、分销商、竞争者、政府机构及其他公众发生互动作用的过程,其核心是建立和发展与这些公众的良好关系。工程设计企业虽是以提供工程知识、技术服务的企业,但关系营销同样十分重要。这种关系主要是指工程设计企业和委托方、竞争者、员工之间的关系。那么如何保持工程设计企业与委托方之间的关系呢?首先要为客户提供满意的工程设计成果,产品是链接企业和客户的核心。工程设计企业在与委托方签订设计合同后,要充分与业主沟通,把握业主的整体思路,在满足国家有关标准规范的前提下,尽最大可能满足业主的需求;其次健全服务体系,工程设计成果的提交并不意味着工程设计的结束,相反,这恰恰是一个新的开始。工程设计企业的后续服务以及技术交底,现场进行技术指导和配合,对已完成的项目进行回访,征求意见,为接下来的工程设计提供借鉴和指导意义;最后,提升与客户的关系,对于有长期业务往来的客户需要定期的进行沟通、回访,推动客户满意度的提高,客户满意度的提高会增加企业与客户的关系强度,最终实现工程设计企业和业主方的双赢。在与竞争者的关系中若双方能够合作,可使合作各方获得更多的利益,也避免了两败俱伤的局面。与竞争者之间的合作可以是双方共同组成联合体进行投标、可以进行优势互补,最终使双方获得更多的优势和利益。工程设计企业与员工的关系并不仅仅是雇佣与被雇佣的关系。要把员工当成客户好好关心,建立积极的奖惩制度,调动员工的积极性。
结束语:在当前日益激烈的市场竞争中,工程设计企业要根据自身的特点,使用品牌营销、技术营销、质量营销、关系营销等策略,最终获得更多的优势和地位,使企业得到可持续的发展。
【关键词】设计 建立模型 映射 概念设计 集合
一、引言
目前国际上关于设计问题研究存在若干个大的流派。前苏联Altshuller G S等人提出的TRIZ理论在提供探索发明新产品的技术发展方向的思路上已有一定程度的普及;美国Nam P Sun等提出的AD(Axiomatic Design)理论的基本逻辑体系的发展与TRIZ有一定的近似,但远未达到一种自成体系的程度,也未能达到可供构造技术系统的基础的程度;日本东京大学人造物工程中心(RACFE)的Tetsu Tomiyama等提出的GDT(General Design Theory)理论利用现代信息理论的面向对象方法,在分析表达设计过程的开展上较之深入了一步,而德国学者提出的UDT(Universal Design Theory)理论则比较重视它的可实用化的基础方面的探索。
二、产品设计过程模型
三、产品概念设计模型
概念产品是企业根据市场及用户的需要,对产品的市场可竞争性、可生产性、经济性及主要尺寸、形状、功能描述。通常伴随一系列说明书、竞争性产品分析、项目的经济理由等。概念设计是由分析用户需求到生成概念产品的过程。
传统的CAD设计系统基本上是为了把设计人员头脑中已有的、基本成型的产品设计方案借助CAD系统表达出来,提高了工厂设计开发阶段的生产效率与质量,“而决定着产品最终价值80%以上的产品概念设计阶段,……,目前尚没有任何CAD设计系统可以提供设计支持”。“而详细设计阶段很难或不能纠正概念设计阶段的缺陷”。它严重影响了新产品开发,以及选择新产品方案的决策效率,所以需要一种可支持创新产品设计的新CAD系统,适应日益加快的新产品开发要求。因而开发一种符合人类进行产品创新设计的一般思维过程的、支持产品概念设计及决策的、高效率的CAD设计系统成为一种必然的趋势。当前,“概念设计日益引起人们的广泛关注和重视”。
产品的概念设计是产品设计过程中最重要、最复杂,同时又是最活跃、最富于创造性的设计阶段。一般情况下,设计人员在进行创造性思维的过程中,总是在已有经验和知识的基础上,根据用户的产品需求,按照一定的、有规律的设计步骤和流程,再结合贯穿始终的想象力与灵感,从而设计出符合用户需要的概念产品方案。在产品的概念设计过程中,自由度是整个产品开发过程中最大的。因为自由度大,对设计人员的约束也相对较少,不确定因素多,创新的空间大,设计的知识相应也较少,是最可能发挥创 造力的时候。
四、结论
产品概念设计过程建模是为了将产品设计过程中最前端的、最有创造性价值的、又最不确定的设计过程加以模型化、规律化,从而为产品设计者提供一套产品概念设计过程的计算机软件支持工具,并最终为实现产品全生命周期的一体化集成打下坚实的基础。
根据目前设计理论,计算机技术以及相关科学技术的发展现状,可以认为:基于计算机的产品概念设计系统仍然属于一种计算机辅助设计系统。也就是说,产品概念设计目前仍然将主要是处理人脑进行产品概念设计过程当中,那些相对有规律的设计工作(步骤和流程),它的创造性主要体现在依据规则和知识库对问题分析和解决的全面性、高效率性等方面。
参考文献:
[1]曹树坤,黄克正.机械产品方案设计过程的数字化研究[J]. 机械设计,2003,(12).
一般而言,产品的公差常常使用尺寸公差、形位公差的表达方式。当前,二维图样的公差分析一般是使用计算尺寸链的方法,它的缺点是不能综合考虑产品的尺寸和形位公差。随着市场需求的不断提高和计算机技术的不断发展,如今的产品设计已经从二维图样转向三维实体的设计,那么就需要研究一种能够对三维几何模型进行公差综合分析的方法。该方法可以模拟装配体的公差分布情况,并以图像方式显示产品状态及公差,从而优化产品,降低成本。虚拟技术中目前应用最广泛的就是蒙特卡洛模拟法,它的理论基础是概率论中的两个基本定理:大数定理和中心极限定理。大数定理反映了大量随机数之和的性质,它保证了在抽取足够多的随机样本后,蒙特卡洛模拟法是概率收敛的。因此,该方法的适用范围,从原则上讲几乎没有任何限制,不管公差设计函数是否为线性、零件尺寸符合何种分布,只要模拟的次数足够多,就可得到一个比较精确的装配尺寸分布。根据设计函数的性质,可将问题分解为不同的公差分析模型。数十年来,国内外多种成熟使用蒙特卡洛原理的商用公差分析软件在工业领域已得到广泛的应用,如:DCS公司开发的3DCS,UGS公司发的VisVSA,PTC公司开发的CE/TOL(集成在Pro/Engineer中)软件,下面以VisVSA作为工具进行实例介绍。VisVSA把与装配工艺设计相关的数据如公差值、位置关系和装配顺序等,保存到工艺文件中,而一个完备的工艺文件包括装配仿真和分析各种装配工艺所需要的所有信息。
2应用案例
目前,汽车上广泛使用的是推拉索软轴式换挡操纵系统,该系统是由换挡器和连接换挡器的柔性推拉索构成。柔性的推拉索式换挡器的出现给发动机舱的布局设计带来巨大的变化,而且这种新型的换挡操纵系统的韧性和减振性能都比较好,大大降低和减少了由于车辆振动给换挡手柄带来的抖动和噪声,大大提高了车辆舒适性能。拉索位置行程控制即人手控制球头的运动,通过换挡机构带动拉索,从而控制变速箱的运动。拉索的行程保证自动变速箱各种状态切换的输入条件,而拉索行程的输入就是自动换挡器行程的输出,它经过驾驶员手操作来完成,所以换挡器多采用全机械结构来保证其稳定性能。换挡器结构复杂,由多个零件组成,其中最后拉索销运动的行程就作为换挡器的行程,从而控制变速箱各挡位的切换,所以其行程的公差必须严格控制。为了保证性能,要求该行程公差范围在±0.75mm内,同时在批量生产中要满足PPK,也就是过程性能指数大于1.33,所以在设计中所涉及相关零件的尺寸公差,必须要经过严格的计算验证。以P-D的拉索行程举例,P挡运动到D挡的标准换挡行程为37.36±0.75mm,表示换挡器带动拉索运动的行程必须在该范围内。分析产品设计结构和零部件图纸得出,该运动的行程位移公差与基座、换挡杆、固定轴、换挡弹簧片这几个零件有关,相关的尺寸为换挡杆的位置度、基座孔的内径、基座的位置度、挡位销的外径、手感弹片的位置度、拉索销的外径等11个尺寸,因为尺寸繁多,构成复杂,所以通过手工的线性方式计算是不合适的,而使用计算机虚拟装配技术,是非常准确和快速的。首先将这些零件CAD导入到VSA软件,然后根据图纸将每个零件的基准以及位置度输入,并且根据关系将各个零件在软件中模拟装配后计算,最后计算其位移公差分布。由图2的计算结果表明,在±3sigma也就是3倍标准差的情况下,该位移在正态分布的情况下,公差范围满足在±0.5mm以内。贡献率表示对该行程位移影响最大的尺寸是基座的轮廓度,这表明在图纸上需要将这个尺寸列为关键特性,如果在大批量生产后发现装配后的行程尺寸有偏移,那么就要修正行程位移,这个轮廓度将是优先选择的尺寸,这样就对以后的大批量生产有指导意义。
3结束语
【关键词】逆向工程;快速成型;三维曲面重构;Geomagic
1.引言
随着经济与科技的发展,用户对产品的要求越来越高,除了要求能满足正常的功能,还对产品的外观提出了新颖性和个性化的要求,因此许多产品就需要有着较为美观的异性曲面,包括机械、电子、日用等产品。为了缩短新产品开发周期,降低产品的研制开发成本,常常采用逆向工程技术与快速成型技术来完成产品的快速数字建模。逆向工程技术是对已有先进产品进行分析、改进或发展创造新产品的一种产品开发方法,也是将三维物理实体几何信息数字化一系列技术手段的总称。快速成型技术是将三维CAD模型迅速转化为实物模型。这项技术是从已有的先进产品出发,经过精密测量,三维重构,再现其形状结构特征并获得所有制造加工数据,然后或经过柔性制造系统输出产品,或经过快速原型制造做出样品原型,加以修改后再进入柔性制造系统。逆向工程信息流如图1所示。
下面以小龙人玩具为设计对象,介绍其逆向工程技术与快速成型技术的设计方法。
2.数据的提取
产品的逆向设计过程中对产品的三维数据采集尤为重要,采集的数据对后期的数据处理有着至关重要的影响,常用的数据提取的方法有三角形法、结构光学法、激光干涉法、计算机视图法、CT测量法、MRI测量法、层切法、超声波法、接触式坐标测量法等。
在此,我们采用激光扫描设备对小龙人产品进行数据采集。激光三维扫描仪是利用激光光刀对物体表面进行扫描;由光电耦合摄像机(Charge-coupled Device,简称CCD)采集被测表面的光刀曲线,得到光信号,通过光电传感器把采集到的光信号转化成电位差信号,通过处理电路将电位差信号转化成类比的影像信号,最后通过取像卡,把类比的影像信号转换成计算机像素数据,即点云数据。使用激光三维扫描仪对小龙人模型的拍摄步骤如下:①打开3D ScanWizard软件进行系统设置;②启动光栅发射器;③系统标定计算;④立体拍摄;⑤数据结果导出。
在产品数据提取步骤中,尤为关键的是系统标定计算和立体拍摄这两个步骤。在系统标定计算过程中,主要是建立起拍摄坐标并设置零点,通过调整相机的不同角度进行6次空拍摄获取零点的6个标定数据。立体拍摄过程中主要是对小龙人模型的各个不同角度进行拍摄以获取每个面的数据,而在变换模型位置,注意保证与前面拍摄位置至少有4个公共标识点,以便于数据的拼接。
3.数据的处理
由激光三维扫描仪获取的小龙人模型为点云数据,该点云数据较为庞大,而处理该数据就是从中识别和抽取原有的几何特征信息。在此,使用Geomagic软件对小龙人点云数据进行处理。是美国杰魔软件公司推出的逆向软件,该软件是目前对点云处理及三维曲面构建最强大的软件,从点云处理到三维曲面重建的时间通常是其他软件的三分之一。数据处理遵循点阶段-多边形阶段-成型阶段三个密不可分的阶段作业流程,可以轻易地从点云创建出完美的多边形模型和样条四边形网格,并可自动转换成NURBS曲面,建模效率非常高。新增的Fashion模块可以通过定义曲面特征类型来捕获物理原型的原始设计意图,并拟合成准CAD曲面。
3.1 点阶段
小龙人点云数据中含有比较多的离散点,这些点通常都是远离我们的主点云并且并不参与我们想要的任何几何形状的表达。而这些点的产生通常是因为我们在扫描过程中无意中从背景中取得的,比如是工程台、房间的墙壁或是工件的支撑架等等。结合以下方法可以去除特征:①用选择工具手动移除游离点;②对于比较靠近主云点的非主云点,可以设置非连接项的“尺寸”数值来选择删除,该“尺寸”可设置为5.0;③对于还残留的体外游离点,可以体外孤点的“敏感性”为85左右来删除;④在扫描过程中,由于扫描设备轻微震动、扫描校准不精确或被扫描物体表面准备处理不好等原因,有可能将一些噪声点引入数据中,表现为曲面对象粗糙、不均匀。为了减少这些噪音点,可以使用减少噪声。具体操作为:从Points(点)菜单中选择ReduceNois(减少噪音)或者直接点击图标进入减少噪音选项页。选择Free-form shapes(自由曲面形状))如果模型有很多锐边或者小细节需要保留,可选择Prismatic shapes(棱柱形)),并切拖动Smoothness Level(光滑程度)动条到中间位置,Iterations(插值)设为3便可,然后点确定就可以进行减少噪音的过程,系统会自动利用噪音点进行平均化以得到更光滑的表面;⑤通过统一采样设置点间距为0.6来减少点云数据;⑥封装数据:通过设置目标三角形数目把小龙人点云模型转化为多边形模型。
3.2 多边形阶段
对于多边形阶段,主要是对整个小龙人模型的缺口进行补修,并得到更光滑的面。结合以下方法:①利用填充孔功能可在缺失数据的区域里来创建一个基于曲率的填充(curvature-based filling)或一个平面填充(flat fill),把小龙人多边形多边形模型的孔进行填充;②通过打磨工具对小龙人模型表面凹凸不平的地方进行光滑修复;③通过去除特征对模型的肿块和压痕;④通过简化多边形来减少小龙人模型的三角片数量。
3.3 成型阶段
成型阶段即曲面阶段,主要是把小龙人多边形模型转化为曲面模型,并输出常用的三维模型编辑格式,以便使用别的软件进行下一步的编辑。曲面阶段可以通过以下几个步骤来完成:①通过修复相交区域来检测是否存在相交的区域;②探测轮廓线:设置“曲率敏感性”为70.0,设置“分隔符敏感度”为40,设置“最小区域”为71.31,敏感性”为50,即可根据模型的形状描绘轮廓线;③通过构造曲面片,把模型划分为多个小曲面片;④对轮廓线进行“升级/约束”,分隔轮廓线与各曲面片;⑤定义划分曲面片:通过添加/删除2条路径等来编辑轮廓线区域;⑤通过编辑曲面片移动模型上的顶点,从而调整各个曲面的平滑度;⑥定义曲面细节总数:构造模型格栅,细分各曲面;⑦最后把模型拟合成NURBS曲面;⑧把文件保存为STL格式,以便在别的软件可以继续编辑。
对于小龙人模型的数据处理,已从点云阶段转化成曲面阶段,提取了大部分的曲面几何特征信息,转化成我们都熟悉的几何特性,再次基础上还可以对小龙人模型进行改造,创新。
4.数据输出
获取小龙人模型常用格式文件后,需要对小龙人进行加工制造成成品,在此,我们采用FDM快速成型机设备加工小龙人。FDM快速成型,丝状材料选择性熔覆(Fused Deposition Manufacturing,简称FDM),又称熔融沉积造型。FDM工作原理:①丝状热塑性材料材料由供丝机构送进喷头,在喷头中加热到熔融态;②熔融态的丝状材料被挤压出来,按照计算机给出的截面轮廓信息,随加热喷头的运动,选择性地涂覆在工作台的制件基座上,并快速冷却固化;③一层完成后工作台下降一个层高,再进行下一层的涂覆,如此循环,最终形成三维产品。在快速成型过程中,关键是对分层参数的设置,分层参数影响着产品最终的加工质量。在经过四小时的三维打印后,小龙人成品在设备的工作室中已完成,如图2所示。
5.结束语
通过以上实验,结合逆向工程技术与快速成型技术可以加速产品设计周期,缩短制造产品的时间,便于对产品的创新修改,大大降低了产品的成本,提高产品制造效率。
参考文献
关键词:机械工程;可靠性;结构优化设计
中图分类号:N945 文献标识码:A
在机械工程产品的设计过程中,可靠性一直是不可忽视的一个问题。在确保机械工程可靠性的基础上对机械工程产品进行功能化扩展是现今乃至未来一段时间机械工程产业发展的重要趋势。在机械工程设计的过程中对于机械工程产品的可靠性应当在不断引入新技术的同时做好τ诨械工程产品结构和理论的优化设计,将机械工程产品的可靠性放在机械工程设计的优先位置.以确保机械工程产品的可靠性满足相应的需求。
1.机械工程产品可靠性优化设计所存在的问题分析
我国的机械工程设计制造与国外具有一定的差距,尤其是在机械工程产品可靠性优化设计方面,我国由于缺乏相应的技术积累和沉淀使得我国在机械工程产品可靠性优化设计方面仍存在着一些不足。新时期,我国加大了对于机械工程产品可靠性优化设计的理论研究和应用,但是在机械工程产品的生产实践中对于机械工程产品可靠性优化设计理论的应用仍然较少,为提高机械工程产品可靠性优化设计的可靠性需要加大对于机械工程产品设计可靠性的理论研究和机械工程产品可靠性优化设计的应用,最大限度地提高机械工程产品设计的可靠性。
2.做好可靠性优化设计在机械工程产品中的应用
在机械工程产品的全周期中所涉及的各个环节都与机械工程产品可靠性优化设计有着密切的联系。尤其是在机械工程产品的设计、产品机械制造和产品的使用维修等环节中都需要做好对于机械工程产品可靠性优化设计,以提高机械工程产品的可靠性。
2.1 加强对于机械工程产品设计环节的可靠性优化设计
在机械工程产品设计的过程中所涉及的机械工程产品整体装配和零件组装会对机械工程产品的可靠性提出较高的要求。在对设计环节进行机械工程产品可靠性优化设计的过程中,将机械工程产品的零部件设计和零部件组装视为一个有机的整体,从而提高机械工程产品设计的可靠性。在这一过程中主要有以下两种设计方法:
(1)首先在对机械工程产品的完整系统进行系统性的了解,而后对机械工程产品中的各组成的零部件的可靠性进行相应的分析,并由各零部件的可靠性来对机械工程产品整体的可靠性进行推断。在这一设计方法中,对于机械工程产品整体的可靠性主要是通过对机械工程产品整体可靠性进行预测的分析以判定机械工程产品的设计指标是否满足预测的结果。
(2)第二种方式是进行指标分配,在机械工程产品设计过程中,根据机械工程产品的可靠性要求对相应的设计指标进行指标分配,从而确保各零部件指标能够满足可靠性要求。在机械工程产品可靠性分配中主要采用的是:再分配、等分配、比例分配以及综合评分的机械工程产品可靠性设计方式。在对机械工程产品中单个零件进行设计的过程中要确保其能够与国家所规定的常规零件相匹配。此外在机械工程产品可靠性优化设计过程中应当根据零部件的不同而有所差异。新型产品或一些关键环节的零部件在设计前首先要对机械零部件做好可靠性试验,以确保各机械零部件的可靠性满足相应的设计要求。在机械工程产品设计过程中需要对机械工程产品设计的可靠性进行大量、反复的验证和修改以确保机械工程产品可靠性满足相应的设计标准。
2.2 做好机械工程产品制造过程中的可靠性优化设计
完成机械工程产品设计环节的可靠性设计后,机械工程产品的加工制造是影响机械工程产品可靠性的一个极为重要的环节。在这一环节中,做好机械工程产品可靠性的控制关键是要做好各机械零部件的质量控制。在这一环节中需要加强对于可靠性优化设计的控制,从机械零部件的材质、加工精度等各环节入手,共同做好机械工程产品可靠性的优化控制。在机械工程产品零部件加工工艺及其流程进行选择的过程中,要最大限度地确保机械工程各零部件能够最优化的制造。在机械工程产品的制造过程中,产品制造工艺流程是一个有机结合体。在对机械工程产品可靠性优化设计的过程中,还需要综合考虑机械工程产品加工所使用的工艺设备、加工材料等,从而在对机械工程产品可靠性优化设计时通过综合考虑设计出符合设计要求的机械工程产品生产指标。此外,在对机械工程产品可靠性优化设计时对于各子系统的指标都需要进行综合性的分析,而且要采用合理的方法来对机械工程产品可靠性及其优化指标进行综合性的分析。
2.3 做好机械工程产品使用与维修时的可靠性优化设计
机械工程产品的维修是确保机械工程产品能够正常使用的重要一环。通过做好对于机械工程产品的维修能够使得机械工程产品的使用寿命和使用的可靠性得到极大的延伸。因此,做好对于机械工程产品的维修是机械工程产品可靠性优化设计的重要方向之一。各机械工程产品生产厂家都需要对产品的售后维修引起足够的重视。通过采用逻辑分析方法对机械工程产品制定出科学、合理的机械工程产品维修内容和维修方式,用以规划好机械工程产品的合理使用寿命。机械工程产品所具有的维修性和可靠性两者互有涉及。而机械工程产品的可维修性在机械工程产品可靠性占据着较大的比重。在对机械工程产品可靠性优化设计的过程中需要对机械工程产品的可维修性指标引起足够的关注,以便为机械工程产品的后期保养和维护提供良好的便利性。此外,在对机械工程产品可靠性优化设计的过程中还需要对机械工程产品的维修费用引起足够的重视。机械工程产品设计人员应当在设计的过程中争取采用最少的费用而使得机械工程产品能够获得最佳的机械工程产品可靠性,以最大限度地减少机械工程产品发生故障的时间。在机械工程产品可靠性优化设计的过程中需要对机械工程产品的维修设计引起足够的重视。新时期,对于机械工程产品可靠性优化设计已经进入了一个崭新的阶段,对于机械工程产品可靠性优化设计不仅仅是对现有专业的简单合并,而是在做好对于机械工程产品可靠性优化理论分析的基础上所进行的多专业知识的综合,通过将机械工程产品全周期中的各个环节进行有机的综合,构建起完善、协调的机械工程产品可靠性优化综合体系,通过多层次、多专业的学科构建用以最大限度地提升机械工程产品可靠性优化设计效果。
结语
机械工程产品可靠性优化设计对于提升机械工程产品的可靠性有着极为重要的作用。在以往的机械工程产品设计过程中,对于机械工程产品可靠性指标参考较少,从而导致机械工程产品的可靠性无法真实地反应出来。在机械工程产品可靠性优化设计方法中,应当对机械工程产品的体积、重量、成本等进行综合的考虑,避免在机械工程产品设计过程中单一的对机械工程产品可靠性设计进行考虑而导致机械工程产品可靠性的设计效果出现较大的偏差,影响机械工程产品可靠性设计效果。在机械工程产品可靠性优化设计中需要对可靠性和优化设计进行综合的考虑,确保设计效果。
参考文献
[1]李超,王金诺.小子样机械产品可靠性试验研究[J].中国机械工程,2004,5(21):1898-1902.
Abstract: Product style design is the external performance of the combination of using function and mental function, reflecting "people-oriented" design values. Considering ergonomics in the design of product style is considering the interaction of people and products and the design of the interface. The point of the application of the subject is to analyze human factor in the product by the principle of ergonomics, and integrated into the product development of the whole project.
关键词:产品造型设计;人机工程学;并行应用
Key words: product style design;ergonomics;parallel application
中图分类号:TG802 文献标识码:A 文章编号:1006-4311(2015)36-0153-02
0 引言
设计无处不在,有人甚至说设计就是一切[1]。工业设计是人类社会文明高度发展工程中,伴随着大工业生产的技术、艺术和经济相结合的产物。在工业设计中,与人有最密切和直观接触的就是产品造型设计,随着设计深入到如此多的我们看到并使用的东西,人与产品之间的关系日益密切。在传统设计流程中,人机工程学常作为设计前期生理数据应用于产品概念设计阶段。这容易导致在结构设计和工艺设计及后期模具设计中出现数据不足数据不符的现象,造成设计的变更和制造成本的提高,也远未满足“以人为本”的设计需求。本文通过总结产品造型设计的特点,针对性的提出从人机工程学应用要点出发,进行并行应用的思路。使人机工程学全方位为产品造型设计服务。
1 产品造型设计的特点
产品造型设计的特点主要体现在两个方面,一方面是技术与艺术的统一,另一方面是功能与形式的统一。其一,产品外观设计是产品形态是审美的创造,结合了设计师的艺术趣味与审美理解。它与产品的价值相关联,代表了产品的“气质”。设计师运用点、线、面等不同的形态元素表达了不同的设计理念,怀旧或前卫、正统或反叛、简洁或繁琐、直接或含蓄、理性或感性。这些呈现出现的形象特点形成产品的“风格”[2]。但我们也应该很明确的认识到产品不同于艺术品,产品设计不能是简单的设计师自身的直觉经验,而是系统地将多重功能和多重限制联系起来,其中有人的因素、经济的因素、工程的因素等等,设计师需要系统地将设计、创造、工艺、生产结合成整体,才能让创意更好地融入到产品之中。其二,功能是指产品所具有的效用,并被接受的能力,产品本身所具有的特定的功能能够体现其应用价值,因此才会被生产和销售。从另一个角度来讲,产品其实是功能的载体,产品设计的根本目的是实现某种特定的功能,产品的试题结构就是功能的载体。产品形态首先是为了表达产品的功能和性能特征,显示出在技术上的合理性,使人们对其功能有形象的认知。优秀的产品形式能够将产品的用途、用法、效果及公共价值准确无误地告诉消费者[2]。在生活中,产品的功能超越了纯粹的基本能力,呈现多元化趋势,如产品在基本使用功能外,还有能带来审美、娱乐等精神功能的作用。所以,好的产品造型设计是使用功能与精神功能相融合的外在表现,是形式和功能共存的产物。
2 产品造型中人机工程学的作用
从以上产品造型设计的特点中我们不难看出,优秀的设计最终是要获得一种使生产者和消费者都满意的整体,体现“以人为本”的设计价值观。这个设计价值观直接推动了人机工程学的发展。人机工程学是20世纪80年代左右开始在国内发展的一门新兴交叉学科,随着现代社会经济和科学技术的快速发展,其发展更是超出人们的预期。该学科的显著特点是研究人、机、环境三要素自身特性的基础上,不仅仅注重对单一要素的优化,而是将“人”、“机”、“环境”三要素纳入“人-机-环境”综合体中进行系统的研究,旨在充分利用这三要素之间的内在关联性探寻系统优化设计方案。人机工程学的研究对象主要是:在工业设计中与人体有关的问题[3]。例如,人体形态特征参数、人的感知特性、人的反映特性以及人在劳动中的心理活动等。基于该学科的特点,其理论和方法可为设计中考虑“人的因素”提供人体尺度数据;可为设计中“机的功能”合理性提供科学依据;可为设计中考虑“环境因素”提供设计准则;可为“人-机-环境”系统设计提供整体思路;可为贯彻“以人为本”的设计思想提供可行方法。因而工业与工程设计成为人机工程学主要应用领域。在产品造型设计中,该学科理论与方法贯穿与设计的全过程,逐步将设计水平提升到人们所最求的高度。
3 产品造型中人机工程学应用的要点
在产品造型设计中考虑人机工程学也就是考虑人与产品的交互方式、交互界面的设计,运用人机工程学的基本原理分析产品中人的因素,从基本的生理要素、心理要素着手,并将人的因素的研究融入到产品造型设计的全过程中。
3.1 生理要素应用
人体尺寸是产品设计的基本资料,通过人体测量可获得人体的静态尺寸和动态尺寸。人体的静态尺寸是结构尺寸,而人体的动态尺寸是功能尺寸,它包括操作者在工作姿态或某种操作状态下的测量尺寸。动态人体尺寸测量的重点是人在执行某种动作时的身体特征。动态人体尺寸测量的特点是在任何一种人体活动中,身体各部分协调而连贯的完成动作指令[3]。但是对于大小不一的人体尺寸,其指令也有差异,设计不可能全部实现。根据尺寸的性质,在同一个产品的各个部分,为了适应不同的人体尺寸,满足大部分的人体需求,必须参考不同的数据[2]。例如由Peter Opsvik设计的Balans凳(图1),考虑到不同乘坐者年龄、坐姿。这款人体工程学椅子看上去似乎不稳想小孩玩的木马,但是坐上去却不是如此。坐上去以后椅子会子安前倾一个角度,保证你的脊柱是一条直线,脖子自然伸直,想弯都弯不了,而且肌肉完全不受力不紧绷。
3.2 心理因素应用
根据用户的感觉、知觉特性、认识、学习和出错情况进行产品使用方式、操作界面的设计,以适应用户的职业需要、行动方式需要、认知需要和操作需要,以减少用户学习的时间,减少操作出错[3]。如:Nissan日产Pivo概念电动汽车设计(图2),Pivo最特别的地方是革新式的360度车仓旋转功能及90度车轮旋转功能,当你驾驶Pivo时,从此不用再倒车入库,只要将车头做180度旋转,即可正向开车入库。这一操作方式的设计,完全从用户感知特性出发,做到轻松驾驶。
3.3 产品造型设计流程中人机工程学的并行应用
传统的产品造型设计采用阶段性的流程进行,各阶段的工作按时间组织顺序进行。人机工程学被放在第一阶段的概念设计中作为基础数据使用,这容易导致在结构设计和工艺设计及后期模具设计中出现数据不足数据不符的现象,造成设计的变更和制造成本的提高。本文认为应将人机工程学的使用作为一个系统、集成的过程,在产品造型设计的各个阶段设计中同步进行,相互协同。从全局优化的角度出发,达到缩短产品开发周期、提高质量、降低成本的目的。
4 结语
在市场竞争日益激烈,产品同质化程度越来越高的情况下,“人性化”的设计才是未来的趋势。因此在产品造型设计中,应从生理要素、心理要素两个要点出发,结合人机工程学的原理分析产品中人的因素,在产品造型设计流程中并行应用。将人机工程学应用融入到产品造型设计的全过程中。
参考文献:
[1][美]马克斯(marks,T.)[美]波特(porter,M.)著.好设计[M].张婵媛,译.济南:山东画报出版社,2011.
[2]徐伯初.工业设计程序与方法[M].北京:人民美术出版社,2010.
关键词:设计;标准化;质量;成本
过去房地产高速发展主要依赖GDP高速增长、宽松的货币政策、快速的城镇化进程和地方政府对土地财政的高度依赖等因素。而随着GDP增速放缓、企业融资成本高和国家调控效果显现,房地产业利润水平已逐步回归到市场各行业的平均利润水平。企业像以往依靠土地增值获取利润的可能性逐步减小,获得效益将由企业的竞争能力决定。在“低成本”的前提下,设计出高质量的产品是核心竞争力中重要的组成部分,也是设计管理人员的价值体现。文章结合本人在房地产公司从事的设计工作,从图纸设计、标准化、图纸质量三个方面分析房地产产品设计工作与成本的关系。
1图纸设计与成本的关系
图纸设计是工程建设的重要环节,设计的产品与选用的材料,无一不与成本相关。文章从规划及建筑设计中与成本有关的几项内容进行说明。
1.1规划阶段
规划最有利于销售的产品排布,可以创造最大产品价值。如住宅配套商业中的内街与外街商业、独立集中商业与店铺商业布置的考量。住宅产品的设计尽量选择成熟的产品,无论设计、施工均有前期可借鉴的经验。另外,竖向规划尽量结合场地地形,减少土方成本。此阶段将极大影响整个产品投资回报率,必须经过方案比较、通过技术经济指标与预估售价结合,选定最优方案。
1.2建筑外立面装饰材料
外立面建筑材料的选择主要有石材、面砖、涂料。在高层建筑中,底层立面局部使用石材可提升产品品质,如果是低层建筑,整体选用不同饰面材料体现在每户建造成本上的差别是相当巨大的。
1.3单体建筑层高
在客户使用感受及产品价值不受影响的前提下,适当降低建筑层高,将带动土建、装修工程量的减少,机电管线长度降低,暖通专业的计算复核也将适当降低。据资料分析,层高每降低0.1m,可降低单层造价2%左右。
1.4窗墙比
采暖居住建筑应尽量控制窗墙比。以辽宁省地方标准中的严寒地区要求为例,北向小于等于0.25,东西向小于等于0.30,南向小于等于0.45。窗墙比超出规定后,除外窗单方成本高于墙体外,整体为满足采暖耗热量指标要求。同等厚度外墙保温材料导热系数需降低,如仍不能通过节能计算,需提高外窗传热系数,造成窗构造的复杂,成本再次增加。
1.5地下车库面积及层高
在满足停车要求的前提下,尽量压缩地下室建筑面积。除可减少地下室成本投入外,对基坑施工方案的制定也有更简便的方案选择。合理设计地下室层高,其高度的降低对土方开挖、建筑结构等成本将均有减少。
2标准化与成本的关系
标准化包括各阶段设计计划控制标准(含其他部门介入时间及参与工作内容),明确各专业设计要求标准,各专业设计成果标准等。本部分以部品材料选择及机电设备布置及管线敷设举例。
2.1部品材料选择
在方案、施工图设计阶段应逐步明确部品材料的选择,明确反映在施工图纸当中。不应在施工图接近完成时甚至施工阶段,还有大量技术、细部、部品的缺漏没有考虑。否则,对于应用技术和材料的变更以及效果的不确定,直接带来的就是施工图纸不准确或缺失,最终将造成成本不易控制。
2.2机电设备布置及管线敷设
施工图纸设计前期阶段,必须具备准确的市政配套路由,且依据进出线路由合理进行设备用房布置,以减少外线布置长度。在合理确定进出线路由后,再合理细化下一级设备用房布置,以保证负荷均匀,降低管线投资成本。标准化中,任何一个环节出了问题,都有可能造成设计、工程工作的无法正常推进,继而带来成本的变化。
3图纸质量与成本的关系
房地产开发过程中,发生设计变更是不可避免的。工程实施后,相应部位的设计变更或多或少都会产生工程量的变化。控制设计变更从设计角度即保证施工图纸质量。
3.1设计单位的管理
作为甲方设计管理人员大量工作精力应该是协调、配合、监督、提出指导性意见,提出完整、准确的设计任务要求,而不是替代设计院对图纸进行校对图纸和技术把关工作。要充分发挥建筑设计院的资源优势,因最终图纸质量的高低不能只靠外部人员的审查。外部人员的审查只是单方面的,通过设计院各专业相互协作才能保证图纸的原始质量。
3.2设计周期
施工图纸尽量保证合理的设计周期和可行的计划。合理的设计周期是保证设计单位各专业充分协调、互提专业条件、图纸交圈的必要条件。业主应与设计单位就设计周期充分沟通,避免为压缩工期而影响图纸质量。
3.3施工图纸审查
外部审查的审图机构仅会侧重于制图原则及国家规范的把控。公司内部审查则侧重于图纸是否符合原始要求,是否符合设计条件,是否达到双方约定深度,对图纸进行及时优化。
3.4二次设计
单独列出此项个人认为是很有必要的,对于像铝窗、幕墙等专业化较强的单位一般均是“深化设计+施工”合同,业主在此类设计中仍起到管理、审查作用,但后期常会因为深化设计的原因而产生变更,此类设计变更最好在合同中予以约定。
4结束语
据中国报告大厅网《2015年我国房地产开发行业发展趋势分析》显示,“房地产开发未来10年,我国房地产行业将进一步加快转型发展,一些中小房企将被淘汰出局,市场集中度将进一步提高。在激烈的竞争中,更多房企将在品牌、资金、技术产品研发、项目管控等方面逐步形成自己的核心竞争力,开发出质量好、品质佳、低成本、节能低碳型的商品房,房地产业将持续稳定地向前发展。”作为设计人员,“品质佳”不代表不计成本的投入,设计成果经工程施工转换为产品。在保证品质的前提下,合理的控制在设计、实施过程中的成本投入是可实现的,所以说“低成本”和“品质”之间不是矛盾而是共生共赢的关系。
作者:齐永刚 单位:沈阳建筑大学管理学院
参考文献:
[1]沈源.下一位建筑大师[M].北京:中国建筑工业出版社,2010.
公共产品城市社区社区公共产品有效供给
一、公共产品由谁提供才有效率
公共产品有时可以由私人部门供给,但是它更适合由公共部门供给。由于在公共产品供给上公共部门比私人部门更有效率。私人部门供给公共产品低效率原因有二:一是私人部门提供公共产品时必会对该产品的消费者收费,这样便会阻止人们使用该物品,导致公共产品的闲置。二是完全由私人部门供给公共产品则有可能导致公共产品供给数量的严重不足。这就导致政府部门必须义不容辞地承担起公共产品供给的重任,这既是政府的职责,也是由它的本质所决定的。在公共产品的供给上政府较私人部门更有效率,它可以集结全社会共同的资源力量,统筹安排,合理调配,完成个人以及个别团体无法完成的任务,为整个社会谋求最大的福利,它还拥有向全体社会成员征税的权力,保证了公共产品供给的资金来源,解决了公共产品成本补偿的困难,为公共产品的有效供给提供了必要的经济条件。随着政治体制改革和经济体制改革的推进与深入,我国公共产品的供给水平有了很大程度的提高。二十世纪九十年代,城市社区公共产品的有效供给,大大增强了我国社会公共产品供给的能力,使城市居民的生活品质有了很大改善。
二、什么是社区公共产品
社区公共产品是在城市社区内的公共产品,是由相关组织面向社区居民提供的,用于满足城市社区居民工作和生活的各种公共需要是社会产品。它具有特殊的属性,是社会成员的“共同需求”,是一定区域内的公共产品,类似于“俱乐部产品”。它的受益对象是社区内部成员,即对在社区成员之间不具有排他性,但对非社区成员却具有排他性。因此它具有三个特征:一是区域性,社会公共产品受益范围主要在社区成员,政府对这类公共产品的供给缺乏积极性;二是异质性,不同社区会因内部结构的差异而对社区公共产品产生不同的需求,社区公共产品具有多样性、异质性。社区公共产品同样可以分为有形和无形产品,有形产品如社区公共设施、绿化等,无形产品如社区认同、社区归属感、社区氛围等;三是外部性,社区公共产品在社区范围内,成本或收益未内部化,这样就有外溢给非社区成员的机会,若是收益外溢则形成正外部性;若是成本外溢则形成负外部性。
三、我国城市社区公共产品的供求现状
1.需求现状
(1)社区公共产品的需求量呈上升趋势。随着各项改革的深入,社区承担的提供公共产品的任务越来越大,教育、医疗、社保、环境、卫生等需求不断增加。特别是城市化进程的加快,大量农村人口涌入城市,更加重了社区公共产品的供给压力。
(2)社区公共产品的需求具有多样性。从传统的衣、食、住、行等基本生活方面的需求向休闲、娱乐、康复、心理咨询等综合需求发展,居民的需求涉及到就业、医疗、社保、治安、改善居住环境、开展社区活动等十多个方面。
(3)社区公共产品的需求具有层次性和差异性。随着收入水平差距的拉大,低收入水平的居民对社区公共产品的需求主要围绕着生理需求和安全需求,中等收入水平的居民侧重交往的需求,而高收入水平的居民则追求尊重和自我实现,这就导致城市居民对社区公共产品需求的层次性。这种收入水平的不同,也反映了需求的差异性,这种差异不仅表现在不同类型的社区之间,不同社群之间需求也具有差异性。
2.供给现状
(1)供给主体多元化。改革开放后,公共产品的供给一改过去的“包办”模式,逐步将市场、社会组织、居民个人引入到供给体系中。
(2)资金来源多渠道。政府主导的社区公共产品通过税收来实现供给,市场主导的资金则由物业公司收取物业费来提供,扩大了公共产品的筹资渠道。
四、社区公共产品供给中存在的问题及对策
1.社区公共产品供给中存在的问题
社区公共产品的供给中尚存在如下问题:一是政府部门垄断公共产品的供给,缺乏竞争,政企不分,效率低下;二是中央政府与地方政府在供给范围上界限不清晰,供给范围不当,公共产品质量不高,分配不均衡;三是其他主体供给公共产品尚缺乏完善的机制和严格的制度法规;四是一些领导难以摆脱求“政绩”的心理驱使,有限的资金并没有用到社区居民的实际需要中,一些地方的需求公共产品纯属浪费,而居民的“必须物品”却难以供给。
2.加强城市社区公共产品有效供给的对策
(1)转变政府职能,构建服务型政府。现代市场经济要求政府由“经济建设型政府”转向“公共服务型政府”,总书记指出:“建设服务型政府,首先要创新行政管理体制。要着力转变职能、理顺关系、优化结构、提高效能,把政府主要职能转变到经济调节、市场监督、社会管理、公共服务上来,把公共服务和社会管理放在更加重要的位置上,努力为人民群众提供方便、快捷、优质、高效的公共服务。”将政府从过去在公共产品提供中“大包大揽”模式中解放出来,政府集中精力加强宏观调控和市场监督,充分调动各供给主体的积极性,提高公共服务水平。
(2)提高社区居民参与意识,引导社区走向自治。在城市社区公共产品多元化供给体制下,充分发挥社区及居民的作用,政府积极引导,使社区走向自治。“即不需要外部力量的强制性干预,社区各种利益主体相关者习惯于民主协商来合作处理社区公共事务,并使社区进入自我教育、自我管理、自我服务、自我约束秩序的过程”。
(3)加强社区与政府的沟通机制,真正提供社区居民需要的公共产品。现实中,社区公共产品的供给往往是由政府自上而下提供的,并不能真正反映社区居民的需要,造成“政府钱花了,居民不满意”,居民与政府缺乏良好的沟通机制,没有有效地解决供给与需求结构失衡、错位的问题。因此,为了保证资源的有效利用,实现社会效益最大化,必须加强沟通机制,将社区的公共产品需求偏好显现出来,真正提供居民需要的公共产品。
参考文献:
关键词: 城市公共产品供给 和谐社会建设 影响 建议
1.城市公共产品的基本内涵
公共产品(Public goods)一词由瑞典经济学家林达尔于1919年提出后,已经逐步成为公共经济学或政府经济学的一个基本概念。一般认为,公共产品是指在增加一个人对其分享时,并不导致成本的增加,而排除任何人对其的分享却要花费巨大的成本,即消费上存在非竞争性和非排他性产品。
根据对非竞争性和非排他性的满足条件,公共产品被分为纯公共产品(pure public goods)与准公共产品(quasi-public goods)两个类别。纯公共产品又可分为两大类,一类是制度意义上的纯公共产品,如收入分配、经济干预等;另一类是实物形态的纯公共产品,如国防、灯塔等可以用边际替代率分析的公共产品。准公共产品分为两类:一类是与规模经济有联系的产品,称为自然垄断型公共产品,如供水系统、天然气煤气系统等社会基础设施(social infrastructure);另一类是优值产品(merit goods),即不论人们的收入水平如何,都应该消费或者得到的公共产品,典型例子如社会卫生保健、传染病防疫、中小学教育等。
如果从政府提供的角度按照性质进行划分,公共产品可以划分为教育类、社会保障类、公共医疗卫生类、环境保护类、公共科技类、公共事业类、公共秩序类、公共行政类公共产品。按照存在或受益范围,公共产品可以分为在全国范围内存在的全国性公共产品(如防空设施)、在一定区域内存在的地方性公共产品(如城市路桥)和在单个社区存在的社区性公共产品(如居民小区绿地)。
在上述分类的基础上,可以认为城市公共产品是指在存在形态和受益范围限于城市地域的地方性公共产品。从属性上讲,城市公共产品主要属于准公共产品;从区域上讲,城市公共产品主要属于地方性公共产品。典型的城市公共产品包括公共安全、公共教育、公共卫生、城市消防、环境保护、城市道路、行政司法服务和公共文化体育设施等。
二、城市公共产品供给对社会和谐的影响
在社会范围内,所有产品可以被简单地看作是公共产品和私人产品的总和,而人的需求又可以被划分为公共需求和个人需求。从理论上讲,公共需求主要由公共产品予以满足,个人需求主要由私人产品予以满足,在消费领域二者有着一定的互补性和替代性。从现实上讲,在一定的历史时期和社会阶段,公共需求和个人需求也会相互转化,即众多的个人需求可能会上升为公共需求,原来的公共需求也可能下降为个人需求。国际经验也表明,一国的人均GDP从1000美元向3000美元的过渡时期,正是该国公共需求快速扩张的时期。就中国而言,从“一般温饱”向“全面小康”、从计划经济向市场经济、从农业社会向工业社会加速转型的关键时期,由于公共生活领域的政府干预或者“公共选择”的局限性,人们对公共产品在量和质上的需求差异、政府公共供给与民众公共需求之间很难达成一种均衡,往往会导致一定的社会矛盾,形成若干不稳定因素,影响社会的整体和谐与持续发展。
1.影响城乡统筹发展。
由于“建国以来,我国政府在公共产品供给方面采取了整体上长期偏向城市的政策”,所以“无论是改革开放以前还是以来,在城市和农村之间,公共产品的供给都存在着巨大的差别,这种差别的存在会对城市居民和农村居民的收入产生直接或间接的影响”。城市居民不仅在改革开放以前享有的公共消费品、公用设施和基础设施大大优于农村居民,而且在改革开放后享有的义务教育、公共卫生、社会保障和公用设施等也优于农村。需要特别指出的是,城市公共产品供给制度是依托国家权力和公共政策的强制建立的,而农村的公共产品供给制度“却主要依靠广大农民的革命热情、积极性和凝聚力,以农民自身的贫困为代价”建立。可以说,城乡居民利益失衡和城乡发展失调在很大程度上与公共产品密切相关。
2.影响城市内部和谐。
随着经济的高速发展,城市化水平的提高和城市的急剧扩张,一系列影响城市内部和谐的问题也随之产生。例如,大中城市对能源的高度依赖与水电设施的安全运行,重大疾病传播与公共卫生应急,人口流动与城市治安改善,低收入阶层安居与廉租房建设,城市弱势群体与社会保障,人口增长压力与公共交通,工业企业与环境保护,生产消费活动与市容环境维护,等等。
3.影响区域经济社会的协调发展。
城市在区域经济社会发展中有着强大的辐射功能和带动作用。城市公共产品的有效供给对于实现城市居民社会福利最大化,促进城市发展至关重要。在西部大开发背景下,切实加强西部城市公共产品供给,必将对西部经济社会发展产生重要的拉动作用。
三、对建设和谐社会进程中政府政策的基本建议
当前,各级政府面临着公共产品供给的双重压力:一方面要承担改革成本,解决历史欠账问题;一方面又要着眼于发展,并为中长期发展创造条件。公共需求的全面增长与公共产品供给的短缺,是一个相当突出的问题。在构建和谐社会的进程中,政府理应更多地通过提供公共产品,缩小城乡之间和贫富之间差距,缓解城乡各种社会矛盾,促进区域之间和区域内部协调发展。具体而言:
1.重视城乡居民需求差别,合理确定供给内容。
由于我国社会长期处于城乡二元对立的状态,城乡居民在公共需求方面依然存在着巨大差别。我国70%的居民生活在农村,“三农”问题还未得到彻底解决,部分农民还处于温饱状态。当城市居民转向对享受性、应急性公共产品的需求时,农村居民的生存性、生产性公共产品可能尚未满足。因此,在确定公共产品供给内容、供给顺序时,应该注意城乡居民公共需求内容差别,因地制宜、因时制宜,按需供给。
2.注重居民消费需求引导,加快城乡经济开发。
在建设全面小康社会进程中,政府在向社会提供的公共产品应该充分发挥引导作用,紧扣时代特点,做到与时俱进。在提高城市化水平时,应该通过向社会提供公共产品,引导城市居民公共消费由量的增加向质的提高转变,提升整体竞争力。在构建农村和谐社会进程中,应首先保证农村居民对公共产品量的需求,适时适度促进公共产品质的提高,引导农民建设社会主义新农村,加快城镇化速度,促进城乡一体化。
3.搞好城市内部需求调节,加强弱势群体保护。
在改革时期,各种利益关系错综复杂,很容易出现两种现象,即一部分在强势群体看来并不需要的公共产品,往往却是弱势群体所必需的;或者强势群体成为公共产品的受益者,弱势群体却成为公共产品的成本负担者。因此,政府在提供公共产品时,应该注意到弱势群体的话语权有限,利益表达机制弱化,需求容易被社会忽视这一特征,综合平衡强势群体和弱势群体利益,搞好公共产品需求调节,加强弱势群体保护。
4.合理确定公共支出流向,促进社会相对公平。
由于绝大多数公共产品的供给成本是由公共财政支出的,因此公共支出流向对公共产品的供给结构和供给面有着巨大的影响作用。政府应该从满足公共需求角度出发,首先应确保公共财政支出优先用于最急需的公共产品供给,如基础设施建设、义务教育等。其次,应该自觉纠正“跑”项目、“争”项目的误导作用,公平合理地确定公共财政资金在面上的横向分配,防止“马太效应”在公共产品供给领域出现。
总而言之,在构建和谐社会的进程中,政府理应密切关注人民群众对公共产品的需求变化,提供足量优质的公共产品来满足公共需求,促进个体“自由”、政治“正义”、经济“效率”和社会“公平”的实现。
参考文献:
[1]李军鹏.政府公共供给指标体系研究[J].公共行政,2003,(9).
[2]叶文辉.城市公共产品的市场化与公共服务的效率改善[J].江西社会科学,2004,(04).
[3]刘乐山,何炼成.公共产品供给的差异:城乡居民收入差距扩大的一个原因解析[J].人文杂志,2005,(1).
关键词:价格理论 计价模式 改革
1.建设工程产品价格
1.1建设工程产品价格的内涵和外延
建设工程产品价格是建设工程产品价值的货币表现,是指在建设工程产品生产的社会必要劳动时间的货币名称。
从广义上讲是指一项工程经过土地市场、设备市场、发承包交易市场等的交易活动,最终形成具有一定使用价值的建筑工程产品,并以工程这种特定的商品形式作为交易对象。狭义的价格是指建设工程施工发承包价格。建设工程施工发承包价格是通过建设工程招标投标活动确定的一种市场成交价格形式,由需求主体投资者和供给主体建设工程承包商共同认可的价格,是建设工程产品最为典型的价格形式,最后表现为建设工程的承包合同价格和结算价格。
1.2建设工程产品的价格形成基础及其构成
商品的价格是其价值的货币表现。建设工程产品也是商品,同其他商品一样具有价值和使用价值。虽然在建设市场上由于供求关系的变化,建设工程产品的价格与价值有时并不一致,但其价格基础仍是价值。
建设工程产品的价格=社会平均成本+利润+税金。建设工程产品的生产成本反映建设工程产品在生产中的社会必要劳动消耗,是建设工程产品生产所消耗的社会平均生产费用(成本),包括直接费用和间接费用。建设工程产品利润是指建设企业所生产的建设工程产品收入扣除生产经营成本和税金以后的余额,是企业纯收入的组成部分,是建设工程劳动的社会劳动所创造的部分价值的货币表现。建设工程产品的税金是由于建设工程种类繁多,涉及到固定资产投资、个人消费,且建设工程产品价值巨大, 税率稍有变动对建设工程产品价格绝对数额的影响就会较大,因此国家根据不同时期的建设需要、产业政策等,利用税率来调节建设工程产品价格。
1.3我国内地建设工程的市场化进程与计价模式
1.3.1国家定价阶段
在传统计划经济体制下,构成建设工程造价的主要因素,如人工费、材料价格、机械使用费等长期稳定,变化幅度很小。同时,工程建设任务是由国家主管部门按计划分配,建筑业不是一个独立的物质生产部门,建筑产品并不具有商品性质,所谓的“工程价格”也是不存在的。在这种工程建设经济管理体制下,工程价格实际上是在建设过程各个阶段利用国家或地区所颁布的各种定额进行投资费用的预估和计算,国家是这一价格形式的决策主体。
建设工程产品形成过程中,建设单位、设计单位、施工单位都按照国家有关部门规定的定额标准、材料价格和取费标准,计算、制订工程价格,工程价格水平由国家规定。在此阶段采用的是定额计价模式。
1.3.2建设工程产品的价格逐渐市场化
清单计价模式反映了市场定价阶段工程价格在国家有关部门间接调控和监督下,由工程发承包双方根据工程市场中建设产品供求关系变化自主确定的工程价格。其价格形成可以不受国家工程造价管理部门的直接干预,而是根据市场的具体情况,发承包双方协商形成。此时的工程价格具有自发形成、自发波动和自发调节的特点。
2.市政工程、公路工程计价的改革及异同点
2.1目前市政工程的计价依据和模式及改革
市政工程的计价内容随着市场经济的发展已经有所变化,突破性地将工程实体项目和施工措施分离,将施工措施费纳入市场竞争的范畴,使施工企业根据施工组织设计、机械设备确定措施费用。
市政工程计价过程如下:
分部分项工程费=∑(分部分项工程量×分部分项工程综合单价);
措施项目费=∑(措施项目工程量×措施项目综合单价);
其他项目工程费按招投标实际情况确定,投标人部分中的零星工程工作费同样按综合单价的方式计取;
单位工程报价=分部分项工程费+措施项目费+其他项目工程费+规费+税金;
单项工程报价=∑单位工程报价;
建设项目总报价=∑单项工程报价。
2.2目前公路工程计价依据与模式的改革
编制公路工程量清单时,综合单价内容包括单位项目所需的人工费、材料费、机械费、其他直接费、间接费、计划利润、税金,即单位工程的综合单价根据消耗量基础定额,按当时当地的市场价格计算单位工程所需的人工费、材料费、机械台班费、其他工程费、间接费、利润、税金等,再根据具体工程的特点及施工条件分摊到各单位工程中去。
目前由于大部分公路工程企业都没有自己的企业定额,消耗量基础定额一般都参考国家、省、有关专业部门制订的各种定额。人工、材料、机械台班单价参考各建设主管部门或造价站的人工单价、材料单价、机械台班单价。
公路工程造价计算过程如下:
单位工程报价=综合单价×工程量;
单项工程报价=∑单位工程报价;
建设项目总报价=∑单项工程报价。
2.3公路工程与市政工程计价依据、模式异同点
2.3.1定额的结构形式异同点
相同点:公路工程定额、市政工程综合定额都将直接费定额中实体与非实体相应分为实体项目与技术、组织措施项目(公路工程的其他工程费即相当于技术、组织措施项目),费用定额分为经营性费用、其他措施性费用、生产性费用和强制性费用。
不同点:公路工程定额子目中是工、料、机合一的形式,经营性费用、其他工程费、强制性费用按各省、地区实际情况通过费率计算。
2.3.2工程量清单综合单价构成不一样
公路工程依然保持传统的“直接费+间接费+计划利润+税金”的模式。而市政工程综合单价为直接成本和费用的总和,摆脱了传统的模式,能较好地与国际计价惯例接轨,能适应工程实物量招标报价的要求,同时简化了计价,有利于开展竞争和价格控制。
参考文献:
关键词:工作过程系统化;学习领域;课程设计
在高职教育加强内涵建设、提高教学质量的今天,进行课程改革、重构课程体系,转向以基于工作过程系统化的行动体系课程改革已是大势所趋。十堰职业技术学院自2006年以来,大力开展职业教育改革,深入加强内涵建设,经过探索和实践后逐渐形成了具有鲜明特色的基于工作过程系统化的“211”(公共平台+专业基础平台+学习领域+拓展)高职课程体系,并且全面进行学习领域课程开发建设工作,现已开发了47门课程,实施效果良好,深受学生喜欢。现以《电子产品工艺》课程为例介绍如何进行基于工作过程系统化学习领域的课程设计。
一、课程定位
1.课程性质
本课程是我院应用电子技术专业的一门学习领域课程,是通过调研毕业生就业岗位,分析归纳岗位中的工作任务,从中提炼出典型工作任务――电子产品工艺,然后将其转化成学习领域课程。本课程针对电子产品生产技术员、工艺员等工作所从事的识读和编制电子产品工艺文件、测试电子元器件、焊接电子线路板、装配整机、检验产品质量等工作任务进行分析后,归纳总结出来其所需求的电子产品组装、调试、检测等能力要求而设置的学习领域课程。
2.课程作用
通过本课程学习,学生能够结合工艺规范,掌握现代电子产品生产企业的产品制造设备操作方法、电子产品装配工艺、SMT技术等方面知识,完成电子产品装配与检测,编写工艺文件,进行工艺过程管理等工作任务,为学生将来在电子产品工艺技术岗位工作奠定基础。
二、课程设计理念和思路
1.课程设计理念
充分体现工作过程系统化学习领域课程的特性,具体是:基于电子产品工艺工作过程来设计课程的理念;职业技能训练与职业素质培养并重的理念;将职业资格证书融入学习领域课程的理念;教、学、做合一的理念;校企合作,联合设计、开发和实施课程的理念;课程资源充分共享的理念。
2.课程设计思路
本课程设计开发以“电子产品工艺”典型工作任务为依据,按照工作过程系统化对从业人员工作职业能力要求先确定学习内容,然后选择合适的课程载体和学习载体,再设计学习情境,采用教、学、做合一的教学模式,完成学习性工作任务,培养学生电子产品工艺的职业能力,具备从事该工作的职业素质。
三、课程能力和课程目标的确定
1.能力目标
能按照工艺要求进行元器件检验、元器件插装;能手工或使用设备完成焊接、装配,并进行质量检验;能识读和编制装配指导书、检验作业指导书、产品调试作业指导书等工艺文件;能选择并使用测试仪器进行产品功能测试,并能评价测试结果。
2.知识目标
掌握电子产品生产有关专业术语和质量校验标准,并能使用专业术语与人交流;掌握电子产品生产工艺流程和工艺设计方法;掌握SMT技术的基本理论和SMT工艺流程;了解电子工艺国家标准和行业标准。
3.素质目标
具有能适应企业环境,融入企业文化的能力,严明的纪律性和对企业足够忠诚度;具有团队协作精神、产品质量和环境保护意识、工作责任心、良好的社会责任感。
4.证书目标
完成本学习领域学习后,鼓励学生通过考试,获取电子产品装接工职业资格证书。
四、课程内容的选取
主要内容包括4个部分(表1),教师根据实际情况将这4个部分合理安排在相应学习情境中去。
五、载体的选择
课程内容确定后,在工作过程中需要有合适的载体承载这些学习内容,怎么选择呢?根据载体的“三性”,一是典型性,即能满足课程的能力目标和知识目标的实现,适合实际教学要求,起到举一反三的效果;二是真实性,即真实的企业产品生产工艺过程;三是可迁移性,即根据工作过程构建的学习情境,学生掌握的知识和技能,在另外一个企业和岗位还可以继续使用,有利于学生就业。据此,我们选择电子产品生产企业类型为课程载体,以小企业产品(稳压电源)、中企业产品(FM调频收音机)、大企业产品(微控制器)为学习载体。
六、学习情境的设计
载体确定后,根据课程内容,要设计每个学习情境,基于工作过程系统化的课程学习情境,强调的是如何使学生学会工作,其设计从实际工作出发,不仅要引起学生的学习兴趣和探究欲望,而且还要让学生按照实际工作的操作过程和规范来解决问题。下面以学习情境三为例,见表2。
七、课程实施
1.教学组织
在整个教学活动中应以学生为主体,让学生全面参与咨询、计划、决策、实施、检查、评估的教学全过程,培养学生自主学习的习惯,教师仅是教学过程的组织者、咨询者和伙伴。
具体采用的教学组织形式为:一是采用“生产线教学”,分组实施,学做合一:将班级学生6-8人分为一组,组成生产线的每个组选出一位线长,线长负责本线的生产、组织与管理,学生分工合作,协同工作、相互学习,完成任务;教师主要充当技术主管的角色,进行整个线的过程监控、反馈处理、技术咨询、故障处理,让学生身为“准员工”体会真实的工作环境和工作工程进行学习。二是课内、课外相结合:较大的任务可利用部分课外时间完成,以此培养学生自我学习、自我调控的能力。还可组织能力较强、学习积极性高的学生参加电子创新小组,参与实际设计与生产工作。
2.实施条件(师资要求、设备要求)
教学团队要求:教学团队控制在师生比1:10左右,专兼职教师比例在1:1;熟悉电子产品生产工艺;熟悉电子产品生产过程;具有电子产品生产管理的实践经验;具有丰富的教学经验。
设备要求:能满足8人为一组的电子产品组装、装配、焊接、返修等流程的电子工艺设备。
3.学习场所
理实一体化教学和任务训练在多媒体电子工艺实训中心进行;电子产品制造工艺参观、生产实习在校外实训基地进行。
八、考核与评价
1.学业考核(以学习情境三为例)
教师或师傅根据学生完成任务情况:产品质量(15%)、工作态度(15%)、记录与报告(15%)、现场答辩或汇报(15%)、笔试(40%)进行过程和水平相结合的考核。
2.教学评价与效果
对教学过程及预期效果的评价采用如下方式进行:
一是学生评价:利用学生信息员制度及时反馈教师日常教学情况,学期末由学生对课程进行教学评价,占教学评价的60%。二是系(部)评价:由教学督导和系评价小组对教学环节进行3-5次定期或不定期的测评,占教学评价的40%。本课程经过在我院应用电子技术专业2007级和2008级学生实施后,有60%-85%的学生在专业兴趣、操作能力和职业能力上明显提高,教学评价优秀。
参考文献:
随着时代的发展,信息技术悄然走进了社会的各个角落,我们的教育方式也在发生着悄然的变化,从以前的黑板教学到现在的多媒体教学,从实物模型演示到数字化演示,教师的教学形式得到了极大的扩张,学生的学习方式也发生了巨大的改变。学校与时俱进,通过设立工业产品设计的服务机制,可以完成以下三方面的需求:
1.提高学生工作技能的需要。职高的学生具有强大的创造创新潜力,他们思维活跃,动手能力强。而职高学习的一个重要目的是发挥学生的特长,培养学生的兴趣,充分调动学生的积极性。
2.借助工业产品设计的服务模式,教师能完成专业的、符合学生需求的教学模型,增强教师的教学技能,有助于教师队伍的成长;有利于教师自身信息化教学能力的提高,缓解传统教师在新教学模式下的压力。
3.响应“服务为本位”的需要。本着“以服务为本位”的教学理念,设计以服务为主体的工业产品设计课程实训模式,让学生在校不但学习知识技能,同时加深对“服务”的理解;学校通过以服务为主体的教学模式,来拓展全新的实训途径,加快教学与企业的沟通与交流。以“服务”带动学生、学校、企业三方面知识、技能、经验的传递与提升。
二、“服务换技能”实训模式的内容和实施思路
“服务换技能”模式的重点在于服务,通过服务来达到知识的实战运用效果,服务模式作为牵引力,将企业的专业知识和教师的经验源源不断地输送到渴望知识的学生手中;通过服务的成果,即设计经验积累和设计素材积累来实现从学生到教师、从服务到教学、从学校到企业的三重反馈效果。
1.服务的主体。该服务模式的主体应由以下几个方面组成:(1)以学生为主体。工业产品课程的全体学生作为设计的主体,以小组合作为主要机制,完成来自学生、老师、企业的各种设计需求。(2)以教师为辅助。教师在服务实训模式下主要起辅助作用,学生在遇到问题时,老师帮助解决,并且将这些遇到的问题全部记录下来,以点带面,起到补充知识、提炼知识的引导作用。(3)以企业为支撑。聘请企业专家为学生、教师提供技术支持,这样可以有效地提升学生的实践经验、教师的教学能力。
2.服务对象。工业产品设计服务对象大致分为三类:(1)学生。学生有着惊人的思维和想象力,但是很多时候,他们的专业知识无法满足他们思维的脚步,这时,工业产品设计学生就作为技术支持,帮助他们实现他们的设计。(2)教师。以信息化能力较弱的中老年教师为主。他们通过交流看到了先进教学模式带来的高效与便捷,从而提高学校整体的教学水平。(3)企业。以自身设计改进能力较弱的中小型企业为主。他们无法投入太多的资金在设计与改善上。通过与我们的合作,我们可以将他们部分的想法变成现实,从而提高企业的核心竞争力。
3.服务方式。本着“以服务为本位”的教育宗旨,结合本校工业产品设计专业自身的特点,研究搭建以服务为驱动,以专业学生为主体,以教师与相关企业专家为辅助的实训方式,通过服务对象表达需求生成服务任务单学生组队接单发现问题学习、询问(教师和企业专家)、解决问题完成服务任务总结任务经验这7个步骤来实现服务换技能的实训目的。
三、实践中可能碰到的问题及对策
我们的师生已经习惯了传统的上课模式,对于这种服务性的实训模式,在实际操作中可能会出现一些以前不曾碰到的问题,需要我们提前准备和应对。
1.服务订单不足的问题。在本实训模式开始的初期,学生、教师和企业3方在有需求的情况下,但不知道有我们这样的服务团队,不会主动来找我们。这就需要我们师生共同努力在前期做好宣传工作,储备一定量的服务订单,在运行一段时间以后,会形成一种良性的循环。
2.服务订单的时效性问题。我们知道,有时候师生参加比赛,或者企业试制样品,对于我们的设计是有时间要求的。如何在短时间内完成他们的设计要求,需要我们合理安排课程,主要可以采取以下两种办法:合理利用晚自修、活动课和其他休息时间段,开放机房,让学生有充足的时间参与设计;学生分组完成不同的任务订单,达到最大的产出效能。
1.重复
这种构成方式主要通过不断重复同样的造型来实现。在工业产品的设计中,重复构成的运用十分普遍,例如产品造型的重复排列、产品的按键、手机按钮等等。通过重复构成这一方式可以使产品具有高度的统一协调,从而使产品更容易被人们记住。而且一些按钮进行重复排列之后也更加容易使用操作。不过在进行产品的重复构成设计时,要注意方向和空间的变化避免过于单调乏味。
2.发射
发射也是重复形式的一种,围绕一个或几个共同的中心进行形状的排列组合,在生活中例如阳光光芒的排列、水花四溅的图案、绽放的花朵图案等等都呈现出发射的形态。发射这一构成方法的焦点十分明显,而且具有很强烈的光芒感,因此产品会具有很强的节奏感。一般灯具的造型设计会常常使用到发射的构成方法以实现更好地产品效果。
3.对比
对比的构成方法是使两种或多种不同特征相同属性的介质进行相互比较,从而使它们的不同特点更加突出。在自然界中,黑白、冷暖都是很明显的对立统一。对比这种比较方式,既可以是强烈明确的,也可以是轻微模糊的,可以进行简单地对比,也可以进行复杂化的对比。在不少工业产品的设计中,就运用到了对比的构成方法,从而使产品的某些特征更加突出,从而实现造型和功能完美地融合。但是在对比过程中也要注意产品的统一协调,避免过多对比而使产品整体观感杂乱。
4.特异
特异的构成方式主要是通过设计中一些不按照规律的设计来使产品的一些特点更加凸显。特异夹杂于规律之中。一个产品设计异的构成要素不应该太多,而应该放在比较显著的位置,从而达到一鸣惊人的效果。特异从根本上来讲也是一种对比,但是这种对比效果更加强烈,很容易刺激人们的视觉感受。例如一些大型机床或者危险性较高的产品,在设计一些常用按钮时往往会选择更佳醒目的色彩和形状,从而方便人们的使用。
5.分割
分割是构成中最为常见的一种方法,将整体分割成部分在生活中也十分常见。例如报纸杂志的版面、房屋的吊顶、冰箱的空间,这些都是依据分割的原理进行构成的。现代的产品设计中也常常使用分割的构成方法,例如灯具的设计、家具设计、手机面板上面的显示屏幕、手机按钮的大小和比例等等,都充分利用了分割的原理。
二、立体构成在产品设计中的应用
立体构成主要是在三维空间中进行产品的设计组合,是一个由分割到组合或者由组合到分割的过程。立体构成更加看重不同材料的研究,并且对立体形态的形式美进行深入的规律探索,从而使设计更具想象力和创造力。立体构成是现代产品设计中最为重要的组成部分,生活中一些家具或者灯具的设计就充分体现了立体构成的原理。
1.线材和产品设计
线可以很好地表达方向性,线材主要有两种,硬线材和软线材,而线材的构成方式也多种多样,例如垒积构造、框架结构、伸拉结构等等。在进行产品设计中,有一些默认的规律,例如:曲线代表动、直线代表静;圆滑的曲线可以代表女性,硬直的直线可以代表男性。一些手机产品的边角采用圆弧结构,并配以亮色,很容易受到女性的欢迎。而一些汽车选择流线型的车型,简洁大方,就很容易被男性看中。
2.面材和产品外观
面的最大特征就是其具有一定的形态,很容易被辨认。面材主要分为曲面和直面两种构成形式,曲面富有变化而且造型十分丰富,而直面就显得更加挺拔有力,在产品设计中,面材主要运用于产品的表面设计,从而使产品更加具有充实感。
3.块材和产品造型块材作为立体造型中最基本的表现形式,具有几何体和自由体两种不同的形式。自由体有非常广泛的体现,例如河边石块、海边贝壳等等。而在现代设计中,产品的设计更加强调统一整体的美感,例如1998年的苹果电脑外壳、华根菲尔德设计的台灯等等,都体现出简单大方的整体设计美感,充分体现了立体构成的完美运用。
三、色彩构成在产品设计中的应用
色彩构成是色彩设计的基础,通过一定方式的组合和搭配形成最佳的色彩关系,在产品设计中,色彩的好坏会直接影响产品的呈现效果,从而对消费者的购买欲产生刺激。
1.色彩的调和构成和产品设计
色彩的调和构成主要是由两种或者多种色彩和谐的进行搭配,通过色彩的调和可以将原本对比强烈的色彩和谐统一的存在于产品设计中,根据产品的不同功能和要求进行色彩的调和,从而使产品更大程度地满足客户的需求。
2.色彩的联想和产品设计
色彩的联想主要是人们在看到某一色彩时会对其他事物产生相应的联想。在产品色彩设计时,设计师可以充分利用这一点来调节用户的情绪,从而使产品更好地表达出自身特点,给人们带来美的享受和放松。
四、结语
本文以ZL40G环保型轮式装载机为例,就机械材料的选用与设计、所要遵循的要点和所需考虑问题,提出几点建议和设想。
1、环保型材料的利用
1)尽量采用能再生利用的材料和资源
在各系统及部件设计中所选用的材料尽量是可回收、易分解、能再生而且在加工和使用过程中对环境无害的材料,特别是结构件的设计应尽可能采用比较容易装配和分解的大模块化结构和无毒材料,提高工程机械材料的再生率。
2)长寿命、低能耗及减轻重量的设计原则
通常来说,延长产品寿命就等于减少了机械的生产量和降低其报废量,降低产品能耗可减少对环境的污染,而减轻产品重量即可减少材料和资源的消耗。要从减少环境负荷的角度尽可以考虑各系列产品同类零部件的互换性和通用性。为此应在保持主机各项性能参数前提下,尽量减少主机和附属作业装置或机具的体积和重量,提高动力传动系统零部件的强度和耐久性能,实现液压系统的轻量化和高效率。
3)尽量采用低环境负荷材料
工程机械零部件设计中应尽可能不使用氟利昂(空调)、含氯橡胶、树脂及石棉等有害材料。如装载机驾驶室和内饰上使用难以自然分解且对环境有害的工程塑料及其它一些非金属材料都加重了资源浪费和环境污染;在仪表、散热器及蓄能电池等采购生产中,应尽可能减少或替代铅的使用量。因此在主机设计中一些附属零部件选用新型环保型材料很重要。
4)废弃零部件处理的污染最小化及综合成本最优化
工程机械产品在设计初始阶段就要考虑报废件处理简单、费用低和污染小,零部件要解体方便、破碎容易,能焚烧处理或可作为燃料回收。
2、环保型工程机械产品设计
1)选用低公害发动机
发动机是工程机械所有系统中对环境影响最大的部件,采用低油耗、低排放、低噪声、高效率的环保型水冷增压柴油机能大大降低对环境的负荷。目前欧美发达国家正在通过采用一系列新的技术手段、措施或应用新型的环保燃料来进一步降低排放、噪声等,努力适应第三次排放法规要求。
2)降低整机振动与噪声
减振与降噪应该是产品设计中最需关注的焦点问题。例如在装载机设计中,动力装置采用双向减振悬挂系统就能克服整机动力传动系统与车架之间的共振、噪声及对动力系统的疲劳破坏;后桥设计成中心摆动结构能使后桥摆动中心与动力输入中心重合,很好地减少附加力矩对传动系统不停冲击所产生的振动与噪音,避免在崎岖不平道路上整机各部件相互冲击所产生的噪声。除选择低噪声的发动机外,主机的结构布置或系统的结构设计也可以进行某些针对性的改进。如冷却风扇可不再由发动机直接驱动,而可单独由液压马达带动,这便于将风扇与发动机隔开并将整个发动机密封起来,从而使噪声不能通过风扇出风口传到外部,降低噪声对环境的影响;通过优化液压管路排列来降低液压油泵振动、阀节流和油管振动产生的噪声;可在机罩等覆盖件处设计粘贴吸音隔音材料;可设计全密封整体式驾驶室,密封减震,隔音降噪,真正体现“以人为本”的设计宗旨。
3)液压系统的清洁和防渗漏
保持传动液压油的清洁度对工程机械的液压传动非常重要,因此精心设计工程机械液压系统(如采用高效高精度过滤装置)十分必要,这样就可去除油液中微尘垃圾、机械磨损物等杂质,减少液压元件故障与磨损、延长常用液压元件的使用寿命,降低液压油的更换频率;同时可有效避免液压油在工作中温度升得过高过快,延长换油间隔时间,减少对周边作业环境的污染。另外通过采用增压液压油箱,可改善泵的吸油效果从而延长其使用寿命,并且能很好地防止外界灰尘和水分进入油箱,提高整个液压系统的清洁度。液压系统的渗漏对周围环境的污染是目前部分工程机械产品中普遍存在的,液压管路采用耐腐蚀、防老化、具备优良密封性能的进口优质胶管很有必要;为了减少损坏软管的废弃量,设计时应在可能的条件下尽量使用硬管;对设计过程中只能采用软管并且容易破裂时油液流出而污染环境。
4)系统高效节能的设计
工程机械的高效节能也是环境保护的重要一环,减少能源消耗即意味着减少对环境的污染。故选用电控高性能长寿命节能型发动机是研制环保型机械最基本的一环;另外在设计时采用双泵分合流技术、液压负荷传感技术、静液驱动技术等都可达到节能降耗的目的。
3、工程机械产品人性化的设计
1)环保安全关怀型驾驶室的设计
如采用防紫外线辐射玻璃的全密封整体式、经减震降噪处理的“安全环保型”驾驶室,室内配置无氟环保型冷暖空调,并设计FOPS及POPS驾驶室以确保驾驶员的安全;充分运用人机工程学设计原理,如司机座椅可全方位调节、功能集成的单操纵手柄、可调式转向驱动器、全自动换挡装置、电子监控与故障自诊断系统,再辅以合理美观的颜色搭配,可大大改善司机的工作环境,缓解疲劳,提高作业效率。
2)自动加脂装置或集中系统的配置
传统的手动加注脂费时费力,而且通常有多余的油液溢出来污染周边环境。因此研制环保型工程机械就能自动定时加注脂的设备,如集中系统就能自动定时给各铰销加注黄油,其加油量经过仔细计算后设定,可很好地保证各销轴得到足够的而又没有多余的油溢出,既环保又方便。另外对于小型机械,鉴于降低设计成本,可采用密封的销轴或使用新型材料的特殊轴套、或设计二级防尘结构等防止外部异物的进入和内部油脂的排出,从而延长加注油的间隔,减少对环境的污染。
3)外观美学设计
传统的工程机械产品一直是外形粗放、笨重的形象,环保型产品更应注重外观美学和车身的流线型设计,达到机器的环境的谐和,给人以视觉上的美感。如发动机机罩就可进行造型别致美观的流线型设计,整机的标识标牌应精心布置、设计,良好地体现环保特色。
4)人性化设计
工程机械控制技术的电子化代表了当今技术的发展趋势,采用微机控制技术,实现了各种工况下自动判断、挖掘机器发动机的功率输出,达到发动机的最佳功率匹配,减少发动机的燃油消耗,并自动诊断机器状态,使机器使始终能保持良好状态,因此控制和操纵的人性化能大大提高作业的安全性和舒适性。