技术设计范文

《系统科学学报》2015年第四期

生活在复杂的技术体系中，如何以简单的方式面向复杂，这既是技术带来的问题，同时也是技术应处理的问题。技术体系占据了几乎我们生存空间的全部，而技术的应用几乎占据了我们生命时间的全部，因而简化复杂是事关生存的。简化复杂就是平衡生命与技术的权重，技术在时间处理上必然要以生命意义的体现为重要特征。如无必要，勿增实体，从设计角度而言，技术简单性应回归人的全部现实生活。技术承载着人文价值，应从根本上立足于人类的整体利益，回归现实生活。技术面向人的现实生活，就设计而言，就是向人类真实的价值需求回归，使其从功利主义、工具主义和功能主义的短视中摆脱出来，实现人性化设计，避免机械主义和功能主义对人的本性的肢解，力图全面地反映人的本性和需要。

1基于系统元素的设计的简单性原则

系统可以由元素、结构、功能、环境四个要素来刻画。元素是系统的组成部分，元素之间的相互关系的总和就构成系统的结构，也就是具有某种稳定性的系统元素的组织形式和结合方式。功能是系统与环境相互关系中所表现的属性、所具有的能力和所起的作用。元素、结构是功能的基础，功能是元素、结构的表现并反作用于结构。系统论下贯彻简单性原则的技术设计，就是基于系统的元素、结构、功能和环境因素而区分不同的简化类型，从而寻求设计的人性化之道。系统论指出，系统的元素数量越是少，相互作用越弱，那么就越是稳定，因而，系统就越不容易出问题。就是说，系统的每个组件分别运行在标准的或性能允许的情境中不易出错，而聚在一起却会因相互作用而导致故障。进而，系统中一个细节问题，可能带来全盘的差错，美国的航天飞机出事，就源于一个小问题。系统论而言，系统的构成部分越少，子系统间的作用越少，那么系统内的消耗就会减少，节约了物质和能量，促进了信息流通，系统效能得以提升。系统要素数量庞大是现代复杂性技术系统的普遍特征，也是造成现代技术系统复杂性不断增长的重要原因。就组分复杂性来看，寻求系统的可靠性的最好途径之一就是在符合性能的前提下保持系统简单性，不必要的部件及多余的复杂结构只能增加系统失效的概率。

当然，减少组分复杂性的设计方式有多种途径，而措施之一是在机体构造中采用整体构件，飞机钛合金大型复杂整体构件激光成形技术就是这一类型。就类别复杂性而言，系统要素多样性增加，要素间作用的复杂性随之增长，系统出现问题的可能性增加。这一维度下贯彻简单性原则，无疑就是指向系统的稳定性。因而，减少类别复杂性的机械做法就是消减要素，这种做法显然不得当，比较可行的做法就是减少要素异质性。进一步思考，技术发展至今，已经变得相当复杂，技术系统所需的认识、部署、使用和维护，既极大地占用了我们有限的时间与资源，又极大地增加了整个技术系统的不确定性及其风险。技术设计的简单性思想，正是基于我们的现实生活，面向人的自由的终极目标。时间是人类自由的尺度，是人的存在本质，是人类自由的空间，“一切节约归根结底都是时间的节约。”技术设计的简单性原则，旨向时间，无疑亦是确定性的寻求，是为人类寻求可以栖身的稳妥之策。

2基于系统结构的设计的简单性原则

系统研究最关心的是把所有元素关联起来形成统整体的特有方式。组分及组分之间关联方式的总和，称为系统的结构。在组分不变的情况下，往往把组分的关联方式称为结构。当系统的元素很少、彼此差异不大时，系统可以按照单一的模式对元素进行整合。当系统的元素数量很多、彼此差异不可忽略时，不再能够按照单一模式对元素进行整合，需要划分为不同的部分，分别按照各自的模式组织整合起来，形成若干子系统，再把这些子系统组织整合为整系统。一种最简单的情形是，由于系统规模太大，必须对元素分片管理，因而把整系统分为若干子系统，但不同子系统具有相同结构。技术简单性，常指把丰富的意义和多样化的形式组织成统一结构，使所有细节各得其所，各有分工。事实上，如果想要看到真正被简化的技术，就必须能够理解系统秩序。贝德特认为，简化是“在洞察本质的基础上所掌握的最聪明的组织手段。这个本质，就是其余一切事物都从属于它的那个本质。”

首选，系统的要素与结构关系看:简化结构，就同一层级而言，简化结构的办法就是把性质相同或是相近的要素集中并取，从分散到集中，化多为一(包括替代)，先形成功能区域，再集中功能区域，实现从面到点的集约，节省了材料，简化了结构，节省了空间，也使同一层级的要素大大减少，大大提升了物质、能量和信息的流动效率。集成电路就是简化的方式，集成电路的实现，使计算机成为“掌中之物”。从结构因素出发寻求技术的简单性原则，主要在于寻找同质要素之间的结合方式，即按某种模式将同质要素有序整合，提高组织序化程度，从而达到简化的目的。其次，从系统的要素与层级结构看:压缩层级，简化结构意味着减少层级，空间上而言可以使系统扁平化，从而减少复杂性。由此出发，思考计算机存储记忆功能，存储记忆内容的丰富性并不意味着结构的复杂，记忆库的容量增加不一定意味着复杂性的增加。它仍由同样的基本组元构成，按照同样的原理组织和标引，由基本形式相同的程序进行操作。因而，可以说系统由于规模增加而趋于复杂，但仍然保持简单性，因其基本结构未变。在某种绝对意义上说来，当一个物体只包含少数几个结构特征时，它便是简化的;在某种相对意义上说来，如果一个物体用尽可能少的结构特征把复杂的材料组织成有秩序的整体时，我们就说这个物体是简化的。这里的特征，并不是指成分而言，特征指的是事物的结构。结构特征是为了总体式样而确定的，局部成分的特征越是少，其总体结构的特征的数目反而会越多;换言之，局部越是简单，整体反而越复杂。

1文字录入平台中的软件监控系统

软件监控系统包括数据库系统软件、数据网关软件、数据管理软件、监控服务器软件、学生端软件。

1.1数据库系统软件数据库系统软件采用当前流行的数据系统软件，例如SQLServer2000或Oracle.管理的数据包括实验室数据、计算机数据、教师数据、学生数据、课堂教学数据。

1.2数据网关软件数据网关软件位于数据库服务器软件与其他软件之间，将数据库服务器软件与其他软件实现物理隔离，从而保护数据库不受病毒、黑客侵扰，实现数据库数据存储安全。它接收来自其他软件的数据，将数据转换为数据库存取指令，执行数据库存储操作，同时将数据库操作结果传送给其他软件。本软件包括三个模块，主要如下：数据库存储模块；网络模块；网络协议模块。

1.3数据管理软件数据管理软件用于管理数据库数据，软件模块包括：登录模块、网络管理模块、网络协议模块、实验室数据管理模块、教师数据管理模块、数据库存储模块、学生数据管理模块、打字记录管理模块、课程表管理模块等。

1.4服务器监控软件服务器监控软件的功能是教师上课前录入上课数据（上课时间、上课类型、上课内容、打字类型、上课教室、上课班级、上课日期），并将上课有关数据传送至与上课有关的每一台计算机上；上课时能够实时监测学生打字信息（学生姓名、学号、班级、计算机名称、计算机IP、当前打字类型、打字内容、打字速度等）。

1.5学生端软件学生端软件的功能是上课时自动下载教师端传送来的上课内容，并根据上课内容开始打字练习。练习过程中记录打字练习信息（学生姓名、学号、班级、计算机名称、计算机IP、当前打字类型、打字内容、打字速度等）。并且将打字练习信息上传至教师终端，供教师查阅。此外，当学生端作为单机版使用时，包含教师端全部功能，学生端软件模块如下：登录模块；网络管理模块；网络协议模块；打字记录管理模块；文字录入管理模块；上课内容管理模块。

2监控技术设计

1引言

传统的金刚石合成机控制系统是由一个PLC和一个可显示终端构成。这种传统的控制系统一般具有如下缺点：

(1)系统所有的工作都由PLC完成，其控制精度较差，致使合成的金刚石质量较差；

(2)显示终端的平面尺寸过小，这一方面使得操作人员观察系统的状态很不方便，另一方面也常常会引起误操作；

(3)金刚石合成工艺复杂，需控制的参数很多，但原控制系统不能对参数进行保存，这样在根据不同产品和工艺要求对部分参数进行调整时，每次都必须重新设置所有的参数，操作非常麻烦；

（4）界面不友好；

（5）不能通过控制系统自动考核操作人员的工作质量。

为了提高控制精度、方便操作，开发新的控制系统迫在眉睫。笔者针对以上问题，将IPC与PLC有机结合在一起，开发了一套新的控制系统。通过该系统可在上位机（IPC）和PLC之间通过RS－232与RS－485进行大量串口通信。

摘要：文章主要介绍了济邵高速公路新林隧道程地质和水文地质条件，探讨了在软弱围岩地段隧道爆破施工技术，分析了光面爆破设计及安全施工对策，并对钻爆法的设计施工组织为同类工程提供参考。

关键词：软弱围岩；隧道爆破；设计；施工技术

1工程概况

新林隧道位于王屋山区,隧道为分离式隧道，全长670m。隧道位于王屋乡新林小学附近，属侵蚀剥蚀底山丘陵区（Ⅱ）。隧道轴线通过处最高海拔约578m，最大相对高差约55m。山体走向呈南北向。新林隧道区内岩石节理裂隙普遍发育，隧道区围岩主要发育产状为90°∠88°、60°∠85°、200°∠28°、183°∠40°的四组节理，节理以平直为主，多闭合，节理密度2～5条/m，局部密集可达7条/m。隧道区段内岩石为砂岩、粉砂质泥岩，抗风化能力较弱。进洞口段自然坡向东倾，地形坡度200～400，为斜坡地形，表面残坡积层较薄，部分缺失，岩性为亚粘土，属V级围岩，下伏基岩为三叠系二马营组砂岩、粉砂质泥岩，强风化层厚约1.5m，围岩稳定性差，BQ＜250，属于Ⅴ级围岩。

本隧道穿过砂岩强风化、弱风化层，埋置浅，地下水不发育，主要为基岩裂隙水，水量较贫乏

2软弱围岩隧道爆破开挖方案确定

在开挖过程中应根据围岩类别（或级别）选用合理的爆破参数和掏槽形式、爆破材料、起爆方式、装药结构及堵塞材料，尽量减小爆破对围岩和邻近洞室的扰动和破坏，严格控制超欠挖和爆破震动速度，充分保护围岩的自承能力。前一洞室爆破对相邻洞室爆破震动速度的影响应控制在5cm/s之内。

3钻爆设计

1电子技术应用设计课程教学中存在的问题

1.1教材知识更新缓慢，知识重组难度较大

电子技术应用设计系列教材的知识体系过于陈旧，而且教材辅导资料的知识更新速度十分缓慢，缺乏创新性。此外，革新电子技术应用设计知识体系，涉及到的铺垫知识较多，且各个模块的知识体系之间具有一定的联系，因此进行知识重组、知识更新的难度较大。

1.2教学内容空洞抽象

电子技术应用设计课程教学内容较为空洞，多为教材重要知识点，教师只能采取虚拟情境来模拟实行教学，而学生对电子技术应用设计内容只有一个笼统的认识，对相关知识点也只能死记硬背，很难与实际的现场操作相联系。

1.3技术分析路线狭窄

传统电子设计的教材和教法将要点放在了传统技术分析领域，忽视了电子技术设计的时代性，因此，无法实现电子技术设计的突破。例如，以复杂功放为代表的电子技术应用设计不仅凸显了科技发展的趋势，而且突破了传统技术路线的局限。

1.4教学方法设计不当

摘要：为有效解决煤矿井下工作面煤炭片帮后造成的煤流拥堵的问题，改善因煤块体积过大而导致的堵塞转载机入口以及刮板运输机卸载口的情况，对煤块的破碎装置进行了研制，就该装置的结构、传动系统、相关技术参数进行了设计和选择，另外还针对该装置进行了截齿的布置方式以及过载保护等综合配套技术的研究。由现场应用表明，大块煤破碎装置不仅可以很好地将煤块破碎，且实现了破碎的自动化和连续化，提高了煤矿生产的安全性和可靠性。

关键词：综采工作面；大块煤破碎装置；配套技术；研制设计

引言

在特厚煤层大采高放顶煤开采中由于煤层厚度较大，放顶煤高度较高，采煤过程中大块煤炭更容易发生垮落，从而致使工作面液压支架、刮板运输机以及相关管路等受到碰撞，影响设备的正常运行。此外在对大块煤炭进行运输时，由于体积较大，经常会在转载机以及破碎机入口处发生堵塞，阻碍了运输系统的正常进行，严重时会导致停机现象的发生。目前随着井下开采技术的发展，工作面前部的大块煤炭在开采时直接通过采煤机的滚筒进行了破碎，而后部的煤炭则在支架插板的往复运动下得以破碎，即便如此，仍然有大量的煤块无法得到及时破碎，只能由井下的工人进行手工破碎，这极大地影响了井下生产的高效进行，增加了工人作业危险性，因此为了提高破碎煤块的效率，实现煤矿的高效生产，缓解工人的劳动强度，对煤矿综采工作面大块煤破碎装置进行了研制设计。

1大块煤破碎装置研制设计

1.1大块煤破碎装置安装位置的设计

在以往的设计研究中，大块煤破碎装置的安装位置一般分别在刮板转载机附近、皮带运输机中部槽上以及采煤机上，虽然将破碎装置合理安装在这3个位置可以解决煤炭破碎的问题，但是由于工作面最容易发生煤炭拥堵的地方在其他位置，因此需要对大块煤破碎装置的安装位置进行重新设计和选择。从矿井长期的生产情况来看，当工作面煤壁上的煤发生片帮时，所垮落下来的煤炭通常会掉落到刮板运输机上，然后经由刮板链运输到机头，在机头位置处卸载，并将其卸载到转载机上，由于转载机与刮板运输机成直角形状布置，因此当体积较大的煤块通过此交叉位置时，最容易发生煤炭的拥堵，因此必须在煤炭达到该位置之前将其破碎掉，同时若冒落下来的煤炭滚到了运行的前方位置，则破碎装置有可能无法对煤块进行破碎，故破碎装置应尽可能靠近刮板输送机的机头侧。因此，基于矿井的实际生产和运输情况，大块煤破碎装置的最佳安装位置为靠近刮板输送机机头架附近的中部槽上，该位置高度较低，安装方便，便于工人进行操作，且不会影响工作面其他机械设备的运行[1-2]。

1.2大块煤破碎装置的总体结构设计

【摘要】海量数据文件异常并行检测技术实现了对共享文件存储系统中数据文件合法性的检查功能。主要采用集群和多线程技术，实现了在服务器和线程两级的并行处理，可有效提高文件扫描检测效率，具有高可用、高并发特性。经实际部署和验证测试，该并行检测技术具有较高的检测效率。

【关键词】海量数据；集群；多线程；并行；检测；效率

大数据分析处理技术从海量数据中发现隐含的知识。但数据获取的方式、速度、数据格式以及人为的误操作等都会影响数据质量，进而给大数据分析带来麻烦。大数据处理流程中利用数据清洗来解决数据质量问题。数据清洗通过对数据进行重新审查和校验，删除重复信息、非法格式文件以及纠正存在的错误，并提供数据一致性，从而保证数据质量，服务大数据分析。遥感卫星系统在运行过程中，大量的遥感数据7*24小时不间断下传，文件系统中存储了海量的遥感数据。由于卫星器件问题、传输问题和地面人为误操作等都会造成一些数据文件的错误。如不及时对非法数据文件进行检测清理，将会影响后续的数据分析处理业务。由于遥感数据体量巨大，且增长速度快，因此需要以更快的速度对数据进行检测，在规定的时间内完成对数据的清洗。本文设计并实现了一种海量数据文件异常并行检测技术，利用服务器集群对海量数据文件进行异常检测，并在服务器执行过程中采用多线程技术，从而实现服务器和线程两级的并行处理，取得了较高的扫描检测效率。

1相关工作

通过数据分析获取知识和解决问题是科学研究和工程实践的重要手段，计算机的出现使数据分析计算的效率实现了质的飞跃。随着科技发展，科研和工业上遇到的问题愈加复杂庞大，要分析的数据量也在不断增加，单机的处理速度已经无法满足要求。1993年，集群技术逐渐得到重视和发展。集群将若干台计算机（或工作站、服务器等）通过网络连接，多机协同工作实现并行处理，能够同时具备高性能和高可用性。1997年战胜国际象棋大师 卡斯帕罗夫的“深蓝”计算机就是由多台运行AIX的IBMSP2计算机组成的集群，每秒可以计算2亿步。2000年，新墨西哥大学的LosLobos[1]集群实际上是256台IBM的Netfinity个人多服务器组成的“超级集群”。它以低成本提供超级计算机水平的功能，每秒钟的处理可达到3750亿次。该速度在当时前500台超级计算机中排名第24。进入21世纪，现代工业高速发展，特别是网络信息产业的繁荣，使得数据呈现爆炸式的增长。海量数据的处理需求催生了大数据处理技术。大数据处理的基本思想是分治，采用分布式并行计算，将大数据问题分解成规模较小的子问题进行求解，然后合并子问题的解得到最终解[2]，在处理速度上取得了质的飞跃。2004年Google公司提出的MapReduce[3]是一种专门处理大数据的编程模型和实现框架，具有简单、高效、易伸缩以及高容错性等特点。MapReduce技术本质是一种并行计算，所以也采用集群作为硬件环境。基于MapReduce框架的Hadoop大数据处理平台可以利用普通计算机搭建集群，为超大数据集提供存储和处理能力，适合大规模离线数据的批处理。缺点是小文件处理性能较差，且易造成负载不均衡。Spark[4]是轻量的、基于内存计算的开源集群计算平台。Spark通过完善内存计算和处理优化机制加快批处理工作负载的运行速度，批处理速度比MapReduce快10倍，内存中分析速度快100倍。由于集群在提供高效计算的同时具有较高的性价比，且可以保证计算系统的高可用，并行计算对集群有越来越强的依赖[5]，所以本文决定采用集群作为海量数据文件异常检测的硬件平台，并利用多线程技术实现集群和线程两级的并行处理。

2海量数据文件异常并行检测技术设计

2.1设计目标

2.1.1高效检测能力遥感卫星系统24小时连续运行，海量探测数据不间断的下传，存储在分布式文件系统中。数据文件异常检测服务需要能够快速检测出海量数据文件中的非法文件，并及时清除，保证数据分析处理业务对数据的访问。

摘要：如今，随着经济的快速发展，人们的生活水平得到了显著提高，消费者对建筑装饰设计有了新的需求，人们的审美观念也发生了改变。此外，科技进步带来了各种新材料和新技术，为消费者提供了越来越多的建筑装饰选择。在新的时代背景下，建筑装饰工程技术设计教学应当实施改革，才能培养出更多优秀的人才，满足社会的需要，该文对此进行探究。

关键词：新时代、建筑装饰工程技术、设计教学、改革

随着我国经济的飞速发展，建筑行业的发展也十分迅速，这在无形中带动了相关产业的发展，如建筑装饰行业。人们为了追求更好的生活条件，对建筑装饰提出了更高的要求，但目前高校建筑装饰技术设计人才的培养不能很好地满足这些需求。建筑装饰技术设计是一门综合性较强的学科，要求设计人才除了要具备相应的建筑知识外，还要拥有一定的审美能力，这需要深厚的知识功底。可以说，建筑装饰工程技术是工业与文化的结合。建筑装饰工程技术现在是高校中比较重要的学科之一。社会对建筑装饰工程技术专业人才的需求出现了井喷式增长，而各大高校是我国这类专业人才的主要来源地，但由于种种因素的影响，培养这类人才的教学中存在一些问题，难以顺应时展的潮流，不能很好地满足现今人才的需求状况。所以，各大高校进行教学改革刻不容缓，以此提高学生的专业素养，加强社会实践能力，使培养出的人才在社会上更具竞争性，为其今后的发展打下坚实的基础。

一、如今建筑装饰工程技术设计教学中存在的问题

建筑装饰工程技术作为一门综合性学科，要求学生需要进行大量的社会实践，但这在如今有一定难度。从一些社会调研情况看，一些刚毕业的设计人才往往缺乏社会实践经验和创新思维，在自己结束学业以后，不能很好地适应环境，开展工作。造成以上种种问题原因，归根结底是教学过程出现了问题。

1.学生缺乏社会实践，有很强的依赖性在建筑装饰工程技术设计教学中，学生在校缺乏实习，缺少社会实践的机会。学校把教学重心放在了课本知识的相关理论方面，忽视了为学生创造社会实践的机会。在这种教学模式下培养出来的学生，往往缺乏创新意识，虽然理论知识学得好，但在实践中遇到相关问题时，就会难以应对。

2.课程设置不够科学、合理建筑装饰工程技术是一门综合性学科，是各学科的大融合。高校在设置课程内容时，不能仅教授本专业的课程内容，还需要引入其他相关学科的内容为教学服务，如摄影、历史等。这些学科会在无形当中对本专业产生积极的推动作用。现在部分高校课程教学过于重视本专业的考试内容，功利性比较明显，忽视了不同学科之间的内在联系。

3.市场敏锐性不强，硬件设施不到位，不能很好地适应时代的发展当今社会，各行各业都发生着翻天覆地的变化，建筑装饰行业也不例外，新的技术、新的建筑材料不断问世，知识的更新换代更加迅速，但部分高校课堂教学存在滞后性，不能紧紧把握时代的脉搏，使学生不能很好地了解新科技、新产品的问世，落后于社会的发展。此外，教学资源分配不均，一些教学设备无法运用到日常教学中，从而降低了学生的学习效率，使学生无法站在时代前沿，不能很好地适应社会的变化。