功能设计论文范文

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总的来说，当前基于产品自身进化思想的研究大多还都停留在理论探索阶段，相应的计算机辅助创新（ComputerAidedInnovation，CAI）软件也十分匮乏，更加限制了设计理论的应用与发展。因此，本文在Jacob、Ma.GL等的研究基础上，通过引入系统功能分析的方法，并综合考虑功能、结构两方面因素的作用，提出了一种从多个角度进行激励分析的功能需求内生式产品创新设计方法。并在课题组开发的原型系统中实现了该功能模块，体系化、导向性地辅助设计者较好地进行产品概念设计。

内生功能驱动产品创新设计模式

1功能驱动产品创新机理

产品是基于一定物理及几何结构，在相应技术条件支撑下，实现所需功能集合的有机体。其与生俱来就是市场信息的折射，且任何产品都在按照一定规律不断的发展和进化。类似于“适者生存”的过程，在市场因素的作用下，产品也在不断的优胜劣汰。随着时间的推移，一些市场特性就逐渐被“映射”或“编码”到存活产品中，内化为产品功能或结构的一部分。正是这些蕴含于产品自身的进化特性信息为需求信息提供了一个较为高效、可靠的获取渠道。发现这些特性并使之向更优的方向转变，就可以带动产品进化，感知并满足新的市场需求。

基于这一思想，本文从功能演化角度构建了一种基于内生功能驱动的产品创新设计模式。主要通过功能演化的形式拉动结构、市场等特性进化，进而实现产品全面进化，如图1所示（功能、结构、市场等特性的进化，均是技术系统进步的反映）。其创新机理在于暂时摆脱现有技术和市场对产品设计的束缚，从产品自身出发，运用一定的功能激励策略对其进行功能改进操作，以激励产生更多新功能需求信息，实现功能进化；并针对这些功能需求进行概念求解，带动产品结构也向更适于功能实现的方向演进，进而开拓出新的市场应用空间，实现产品全面进化。

2功能激励分析策略

产品作为一个有机体，与生物体相类似，也是由功能及承载功能的结构载体组成的系统。借鉴系统功能分析的方法，结合已有产品对其加以功能结构分解，并根据其功能-组件间的链式关系及组件间的隶属关系进行系统功能建模，构建相应的基础功能模型——功能-组件链图，如图2所示。功能是产品存在的目的，功能的实现除了与产品自身结构有关外，还与超系统内其它关联组件相关。为了较好地实现对产品自身蕴含的进化特性信息的挖掘，本文提出的方法正是在系统功能建模基础上，从超系统和技术系统两个方面对已有产品进行较为全面的功能激励分析。进行技术系统分析，是为了实现其自身功能结构特性优化，增进其理想化水平。而引入超系统分析，其目的在于实现技术系统特性向超系统特性进化，进而实现超系统进化反向促进技术系统进化的作用。技术系统分析是功能激励的主要内容，超系统分析是其有益补充。

本文提出的方法是从功能演化角度，综合考虑功能、结构二因素的设计模式。因此，技术系统分析包含单组件操作、多组件操作两个方面，超系统分析则采取赋予新的功能关联关系的激励模式。对于单组件而言，功能激励主要是针对其承载功能加以改变操作；对于多组件，则从功能组合角度对其加以激励操作。基于以上考虑，本文提出从多个角度进行功能激励的分析策略，如图3所示。

基于功能需求内生的产品概念设计

1超系统组件功能关联

一般情况下，每一个超系统功能都是为了辅助产品技术系统内某个/某些功能的顺利实现，即一个超系统功能肯定与系统内某个/某些功能存在相关关系，但通常并不是与所有功能都存在相关关系（关系十分薄弱/暂未发现其相关性）。且超系统功能间通常也存在很多不相关的情况。因此，这就给产品系统提供了不小的创新思考空间。超系统组件功能关联分析正是基于对这一创新空间信息进行系统挖掘的创新策略。它通过选择某个超系统功能，在与其不相关的某个系统功能（超系统功能、系统内功能）间建立起良性关系，使其变为相关。如此，便能创造出新的产品功能需求，进而产生新的产品创意。

这种相关分析主要通过以产品超系统功能为行，所有系统功能为列，而构建的系统功能相关性分析矩阵加以分析，如表1所示。其中，“1”表示功能间存在相关关系，“0”则代表不存在，“X”表示两个功能相同（在此不予讨论）。针对笔记本电脑功能创新实例，通过在“敲击键盘”与“存储电能”间建立起关联（由0变为1），便激发出在使用者敲击键盘的同时可以产生电能，并有效地将其储存利用的新型节能笔记本电脑的创意。

2系统内单组件功能改变

系统内单组件功能改变分析主要针对技术系统内某一功能组件及其所承载的功能加以改变性操作，以激励设计者产生新的想法。

（1）功能扩展

功能扩展主要针对系统内某一功能组件，通过赋予其新的功能，从而带动其结构也发生相应的改变，进而形成能适应未来市场需求的新产品，如图4a所示。扩展的功能主要通过超系统组件功能关联分析得到，也包括由新的超系统组件引入而衍生得到的新需求功能。如在轮椅创新设计中，通过在超系统中引入台阶，以产生攀爬台阶的新功能需求，进而激励产生带越障功能的行星轮式车轮的创新方案。

（2）功能裁剪

功能裁剪主要是基于产品简化及专用化的思想，通过裁剪掉链内的冗余功能或对特定应用环境可有可无的功能，甚至一些看上去不可或缺的功能，进而带动链内其它关联功能改变，以实现产品功能、结构、工艺等方面的简化，得到更具市场竞争力的产品创意，属于破坏性创新（DisruptiveInnovation）范畴，如图4b所示。如可通过去除电视机的显示图像功能，以降低其生产及使用成本，使盲人得到相对物美价廉的新产品。

（3）功能分割

功能分割主要是对系统内某组件所承载的功能进行分割，以形成新的结构及新市场的产品创新模式，包括功能作用分割、功能量值分割两种形式。功能作用分割是将组件上承载的多个功能进行分割，进而形成多个新功能单元，以促使功能组件向更趋于专业化、标准化的方向改进，如图4c所示；功能量值分割主要将组件上承载的功能从量值上加以分割，以形成多个量值相同或不同的新功能单元，以促使功能组件向精准化、微控化等方向演进，如图4d所示。如在显示器演进道路上，通过对显示内容加以分割，激励产生了多显示器协同显示的超大显示屏。

（4）功能替代

功能替代主要建立在技术进步或技术优化基础上，在不影响产品主要功能实现前提下，通过将某组件所承载的功能利用更优的功能，或将发出某功能的组件用更优的组件加以替换操作，以带动链内其它相关功能组件改变，进而实现产品整体性能优化的目的，如图4e所示。例如，将精密机械移动替换成磁致伸缩移动的，高精密度显微镜玻片载物台移动装置创新设计方案。

3系统内多组件功能组合

系统内多组件功能组合分析主要是针对技术系统内多个组件间所承载的功能加以组合优化，以激励设计者产生创新想法，进而推动产品功能-结构改进向理想化方向逼近而引入的创新策略。

（1）功能合并

功能合并主要建立在对相同或不同功能链中具有相近或相关功能的不同组件进行系统分析的基础上，通过对其进行功能并处理操作，以实现功能、组件的高效利用，去除多余功能结构，实现产品功能结构优化的目的，演进过程如图5a所示。通过这一处理，可使产品功能结构得到优化，经济性、易操作性增强，提升其市场竞争力。如在冰箱制冰机创新设计中，将储冰装置内为定向输送冰块而进行的螺旋搅动操作，与为防止冰块粘结而加入的反向搅动操作合并，便形成了定时双向螺旋搅动装置的设计方案。

（2）功能整合

功能整合主要基于合理化配置的思想，对多组件间承载的多个功能进行优化整合处理，进而带动结构上的优化整合，以增强其系统性、经济性、适用性等综合性能，形成新的竞争优势，这一过程如图5b所示。例如，在轮椅创新设计中，通过对各组件间所承载的功能进行整合处理，最终得到利用汽缸结构实现自动调节升降高度及靠背角度调节功能，利用行星轮结构实现越障、行进功能，利用套扣结构实现可变形（变身为担架）功能等集多种实用功能于一体的新型多功能轮椅的改进方案。

（3）功能捆绑

功能捆绑主要是对功能-组件链图中功能作用密集的组件加以分析，将作用于该组件的功能，以及链内其它相关功能进行打包组合；然后，采取反问“引入该功能目的”的思考形式，探求这些功能的本质（设计需求）；最后，对这些设计目的加以组合优化处理，并进行相应的功能性再设计，激励产生新的功能配置方案，实现功能集成进化，如图5c所示。这一过程通常会伴随新功能的产生，可有效带动产品结构产生较为全面的进化，进而得到更具市场竞争优势的创新产品。例如，将冰箱制冰机储冰装置的储冰功能与制冰装置的储水功能，以及输冰装置的定向输送功能加以捆绑，激励得到传输带式制冰机的创新方案。

4功能需求内生式产品概念设计过程

本文提出的方法应用的关键在于合理利用上述激励策略进行功能激励分析。将这种方法与计算机辅助创新设计模式相结合，构建的产品概念设计过程模型如图6所示。这一过程主要包含系统功能建模、功能激励分析、概念方案生成、方案优化评价四大分析模块。具体操作步骤描述如下：

步骤1产品组件、功能录入。结合已有产品对其进行功能结构分解，提取并录入产品功能组件及其所承载的功能。

步骤2功能-组件链图构建。针对步骤1的录入结果，构建相应的产品功能-组件链图，并适时对录入的功能、组件加以调整。

步骤3多角度激励分析。结合功能-组件链图及在此基础上生成的功能相关矩阵，从三大分析角度出发，利用对应的分析策略进行遍历式分析，以得到多个功能改进方向，形成相应的功能需求信息集。

步骤4概念方案求解。针对上一步分析得到的功能需求信息利用FBS方法进行知识资源检索，以映射得到相应的原理解。

步骤5领域具体化分析。结合得到的原理解及已有产品进行具体化分析，使之转化为相应的产品创新方案。这一步是结合获取的知识资源进行创造性思维的阶段，是新知识生成的过程。

步骤6方案优化评价。此步操作主要通过对生成的方案做进一步探讨，借鉴功能跟随形式（FunctionFollowForms）原理发现新产品的潜在应用市场，并结合已有信息及设计经验对方案加以优化评价，进而得到创新性、实用性及可实现性相对较好的产品创新方案。

5功能模块实现

产品创新是市场需求与技术实现对立统一的过程，是创新主体与现代设计技术有机协同的设计过程，是以知识为基础，以获取及创造新知识为核心的知识物化过程。本文基于提出的多角度功能激励的设计思想，融合认知科学、信息技术及创新设计理论，实现了该功能模块。其体系架构如图7所示，包含交互层、推理层、资源层。

（1）交互层是实现人机交互的重要单元，主要给用户提供一个友好的交互界面，提供信息输入、输出接口，并对整个设计过程加以可视化。其中，也包含管理员对系统及知识库进行的日常维护操作。

（2）推理层主要根据设计过程中用户输入的设计信息，为其提供所需的设计原理及过程推理方法支持。该层除了系统功能建模、功能激励分析等人机交互式信息操作单元外，还包括信息转换、映射求解、评价计算等多个采用推理机形式，通过调用相应的知识资源，以实现创新信息映射转换的智能操作单元。信息转换单元主要采用自然语义与基于规则推理的形式，对功能激励结果加以标准化转换；映射求解单元利用FBS方法，对生成的标准化信息进行概念求解；评价计算单元则是根据输入的评价信息，利用一定的评价规则对方案加以量化比较，以筛选得到相对较优的设计方案。

（3）资源层主要为概念设计过程提供知识支持，包括本体库、效应库、评价库等多个知识单元。

系统内的效应库、专利库等知识库主要采用功能基的形式加以组织，并提供基于自然语义的Internet3应用实例冰箱通常都在冷冻室内装一制冰装置，其制冰的工作原理与大型制冰机一样。制冰装置的上面部分放置有普通的栅格式盒子。往盒子里倒上水，冷冻一定时间后，再由一个特制的带有蜗杆减速器的电机把盒子翻转。当盒子几乎朝下时，盒子的另外一边就顶到了专门的凸出部位上。盒子倾斜后，冰块就能实现与内壁相分离，往下脱落，并掉到收集器中。这一加工过程一直会持续到收集器装满冰块为止，如图8所示。但这种制冰装置也存在很多问题，如占用空间较大，工作震动、噪声大等问题，迫切需要对其加以改进。运用本文提出的方法进行创新分析，具体步骤如下：

步骤1通过选择已有的制冰装置作为基础产品，对其进行功能结构分解，录入电机1、连杆、制冷装置、驱动减速器1、转动冰盒等产品组件及功能信息。

步骤2结合已有产品，并针对录入结果对制冰机进行系统建模，构建相应的产品功能-组件链图（如图9）。

步骤3根据超系统功能与所有功能间的关系，建立起相应的制冰机功能相关矩阵，如表2所示。并针对矩阵进行超系统组件功能关联分析，如通过在“提供水”与“转动冰层推杆”之间建立起关联，提出在“转动冰层推杆”时，根据其受到的阻力大小，实时控制是否“提供水”的创意；在“提供水”与“储存2冰块”间建立关联，提出只有当开始“储存2冰块”操作时，机器才“提供水”的新需求。针对链图，从系统内单组件功能改变、系统内多组件功能组合两个角度进行激励分析。如图10所示，经功能裁剪分析，提出去除搅拌器“搅拌2冰块”操作的创意，以减小装置的控制复杂程度；经功能合并分析，并根据经其它激励操作得到的设计过程信息，提出将驱动拨冰装置叶轮转动的“转动连杆”功能与驱动传输带转动的“转动转轴”功能加以合并的新需求，以在一定程度上实现结构简化；经功能捆绑分析，将冰盒的“储存水”功能、储冰器的“储存冰块”功能和搅拌器“输送冰块”等多个功能加以捆绑，激励产生要设计一个既能“储存水及冰块”，又能“按需定向输送冰块”的集成化装置的想法。

步骤4通过以上遍历式创新分析，生成“输送冰块”、“转动转轴”等多个功能需求。对其进行相应的知识检索，得到“一种提高冰淇淋抗融性的乳化剂以及用其制备的冰淇淋”、“超薄潜水数显磁力搅拌器”、“物料输送螺旋机构”等知识。

步骤5结合已有产品，对步骤4得到的原理解进行具体化思考，进而产生“在储冰盒内增加可溶且可食用的抗融泡沫添加剂”、“用磁力搅拌器代替机械搅拌”、“采用多栅格式制冰、储冰装置，且伴随传送带输送，出冰口处受扭曲力和重力作用而自动脱落”等多个概念方案，如图11所示。

步骤6结合已有设计经验及企业实际情况，对以上分析得到的多个概念方案进行初步评价筛选，并进行合理的市场定位，去除可实现性低、经济性差、创新性不高的噪声方案。然后，再对剩余的创新想法做进一步组合优化分析，以得到最终制冰机改进方案。即采用一种栅格式的传输带式结构，将其直接放在冷冻室的顶部沿着圆周运动，并采用一个带叶轮的旋转装置，以顶出栅格内的冰块，供用户食用；且储水罐的“提供水”功能也与传输带的运行建立起相应的控制关系，使滴水速度与栅格制冰、储冰速度保持同步。改进后的制冰机系统工作过程如图12所示。其去除了原有的冷藏室，缩减了工作空间，部分消除了收集、储存冰块所带来的各种不便，并通过合理调节传输带的运行速度，可实现按用户需求持续提供冰块等优势。

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电子式多功能电能表主要针对国内市场三相用电的工业用户。随着电力行业改革深入,工业三相用电对多功能电能表的需求大量增加。目前国内多功能表种类少、价格较高、功能不完善,往往仅是针对某些地区的特定要求开发,缺乏通用性,某些产品未能完全达到国标的要求。本文介绍的电子式多功能电能表正是为了适应这种市场需求而设计的。

这是一款智能型高科技电能计量产品,该表可以同时计量正/反向有功电能、正/反向无功电能、四象限无功电能,还具有多费率控制,负荷曲线记录,各相失压、过压、频率超限记录,数据LCD显示等多种功能。主站可以通过RS-485总线或手持红外抄表器对该电表进行查表、设表、抄表等操作。

软件代码全部采用C/C++语言编写,编码效率高,可维护性好,便于实现模块化设计,可根据用户的需求方便地对功能模块进行裁剪。而且代码经过优化,其生成的目标代码大小和执行效率已与汇编代码相差无几。该产品的技术指标全面符合GB/T17215-1998《1级和2级静止式交流有功电度表》、DL/T614-1997《多功能电能表》和DL/T645—1997《多功能电能表通信规约》的要求。

多功能电能表的总体结构和硬件设计

多功能表总体结构

电子式多功能电能表硬件的核心MCU主控制器,它负责按键输入扫描、工作状态检测,计量数据的读入、计算和存储、电表参数的现场配置以及与外界的通信控制等。其主要功能单元包括MCU主控制器单元、电量计量模块、红外和RS—485通信模块、校表模块、EEPROM存储阵列等;其他辅助模块主要有:时钟日历电路、工作异常报警电路、按键输入电路、复位和看门狗电路、开关电源模块和后备电池电路、大屏幕液晶显示模块和LED显示模块。多功能表总体结构框图如图1所示。

高性能主控制器单元

主控制器采用NEC公司8位单片机中的高档产品uPD78P0338。该款单片机为120脚QFP封装,单片集成有60KBFlash、一个异步通信串行口、40x4段LCD驱动器、高达10MHz的总线时钟和10路10位精度的ADC,并可通过简单的接口进行在系统编程,极大地方便在线调试和软件升级。并且支持高级语言,较好地满足了多功能表任务繁多、数据量庞大、算法较复杂的功能要求。

串口复用通信单元

通信电路模块主要包括TSOPl838红外接收头、红外发射二极管、载波电路、MAX487专用485收发电路、驱动/开关二极管和其他元件。

本电能表为便于用户抄表,设计有红外本地抄表和RS-485集中抄表两种串行抄表方式,因为uPD78F0338仅有一个串口,故通信电路设计时采用串口复用技术。由9012、9014和若干电阻等器件组成互补开关,由MCU的一个I/O口来控制红外和RS-485通信方式的切换,如图2所示。

高精度电量计量模块

计量模块由高精度专用电能计量芯片SA9904,电流互感器和其他电路元件组成。SA9904是Sames公司生产的一款三相双向功率/电能计量芯片,可以计量有功/无功功率、电压、频率、相序异常等,可以单独计量每一相的用电信息,符合IEC521/1036标准,可达到1级交流电能表的精度要求,各数据寄存器具有24位精度,可通过三线SPI接口与CPU交换数据。从而可以较好地适应多功能表需要计量多种电量数据的要求。SA9904引脚及其电路图如图3所示。

其中,CLK、DO、DI构成与MCU控制器的接口,用于传输控制命令和测得的电量数据,IIps、IIPt、IIPr用来对电流取样,IVPl、IVP2、IVP3用来对电压取样。

时钟日历模块

时钟电路采用EPSON生产的RTC-4553实时时钟芯片。内部集成了32.768kHz的石英晶体振荡器,简化电路,并可以根据需要进行自由设置以得到较高的频率;同时集成有时钟和日历计数器,可选择24或12小时显示模式,时钟可通过软件方式进行间隔30秒的调整,并提供0.1Hz或1024Hz的定时脉冲输出,以便于在电能表的外部对时钟精度进行定期检查。RTC-4553引脚及其电路图如图4所示。

其中,SCK、Sin、Sout与主处理器接口,用于发送控制指令或者传输日期时间数据,本系统日历时钟模块采用电池作后备电源,以确保在停电状态下,日期时间的准确无误。

多功能电能表的软件设计

数据结构设计

多功能电能表涉及的数据类型种类繁多。按字节分包括单字节、双字节、三字节、四字节和六字节等,按表征的意义分有时间、时刻、电压、电流、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、次数、功率因数、门限、状态字、系数、表号等。复杂的数据类型对数据结构的设计提出了较高的要求,本实现方案通过采用多种数据寻址方式和多种类型存储器较好地解决了这一问题。

数据结构设计要点

系统的数据存放方式有:内部ROM、RAM和外挂EEPROM。

内部ROM用来存放大量的常数表格,RAM用于存放临时变量和堆栈,本方案需要2.5KB左右的RAM,串行EEPROM则存储各种用户电量数据和设表参数,通过12C总线与CPU交换数据,电能表按设计需求的最大要求大约需要250KB的EEPROM,本方案采用8片256位EEPROM通过级联来实现。

数据寻址方式

EEPROM数据访问采用两种方式;直接地址访问,通过数据的EEPROM地址直接读写数据;数据ID寻址,通过数据的编码读写数据。

通信口复用功能设计

红外通信和RS-485共用一个串行口(RxD/TxD)通信,由于串行口通信开始都有一低电平位(0),因此将红外接收端(与485接收端用一三极管隔开)引到一中断引脚INTP1,通过其引发的中断可判断串行口数据是否来自红外。发送时按时应方式发送,使其不互相干扰。由于红外通信和遥控接收用同一接收管,因此在判断红外来源的中断中启动定时器INTTM4检测红外接收端,如果检测到脉冲宽度为9ms或0.56ms,则判断为红外遥控,并根据定时检测遥控编码;否则判断为红外产生的串行口接收中断,并将定时检测关闭。

红外38.4kHz调制信号由CPU内部分频输出(P05/PCL)。f=fx/27=4.9152/128=38.4kHz。

因红外发送字节之间可选有15～20ms的延时,而485通信则不需要延时。数据发送在发送中断中进行,红外通信在发送操作后立即关闭发送中断允许,待延时时间到后再允许发送中断。

多功能表程序流程图

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计费器组成方框图如图1所示。

1.1主控模块

主控模块如图2所示。

CPU选89C51RC2，它的主要特点是：ROM为32KFLASH，RAM为512byte；具有双DPTR寄存器、一个硬件看门狗定时器、3个16位定时/计数器、7个中断源，其它与MCS51基本相同。双DPTR寄存器给软件编程带来了很大的方便。

复位、看门狗及电源监控由MAX813芯片来完成。计费器在营运过程中，由于干扰等各种因素的影响。有可能出现死机现象导致出租车无法正常营运。为了克服这一现象，除了充分利用CPU本身的看门狗定时器外，还需外加看门狗电路。MAX813的主要特点如下：

（1）系统上电、掉电以及供电电压降低时，第7脚产生复位输出，复位脉冲宽度的典型值为200ms，高电平有效，复位门限为4.65V。

（2）如果在1.6s内没有触发该电路（即第6路无脉冲输入），则第8脚输出一个低电平信号，即看门狗电路输出信号。

（3）手动复位输入，低电平有效，即第1脚输入一个低电平，则第7脚产生复位输出。

（4）具有1.25V门限值检测器，第4脚为输入，第5脚为输出。

实际应用时，将第1脚与第8脚相连，第7脚接CPU的复位脚（89C51RC2的第9脚），第6脚与CPU的P1.0相连。在营运过程中，P1.0不断输出脉冲信号。如果因某种原因CPU进入死循环，则P1.0无脉冲输出。于是1.6秒后在MAX813的第8脚输出低电平，该低电平加到第1脚，使MAX813产生复位输出，使CPU有效复位，摆脱死循环的困境。另外，当电源电压低于门限值4.65V时，MAX813也产生复位输出，CPU处于复位状态，不执行任何指令，直到电源电压恢复正常，因此可有效防止因电源电压较低时CPU产生错误的动作。

时钟及存储器由芯片DS1244Y来完成，该芯片是一具有幽灵式（Phantom）时钟的32K×8NVSRAM，第1脚为复位脚，其余和一般SRAM兼容。它提供嵌入式RTC和全静态非挥发性RAM，含有内芷式锂电池和控制电路。此控制电路不断监视Vcc，当Vcc>4.5V时，DS1244Y提供全部功能；当Vcc<4.0V时，写保护有效，所有的输入变成“Don''''tCare”，所有的输出处于高阻态；当Vcc≤3.0V时，电源自动切到内部的锂电池。NVSRAM的操作和原来的SRAM一模一样，但时钟操作有区别。一次完整的时钟操作由D0脚串行输入预定的8个字节（即64个bit）给DS1244Y，DS1244Y收到8个字节后，再通过D0脚串行写入或读出8个字节（即时钟数据）。编程时间将NVSRAM的最后一个字节地址（7FFFH）定义为时钟地址。因此，NVSRAM的最后一个字节空间不能作RAM用。实际设计电路时，将DS1244Y的第1脚（RST）与CPU的P1.1相连。CPU复位后，由软件通过P1.1给出一个低电平使DS1244Y复位。须特别注意的是DS1244Y的第1脚不要与Vcc相连。假如与Vcc相连，当CPU产生复位时（此复位可由看门狗或手动产生），如果此时CPU正在对时钟进行读写，则CPU复位后，会对RAM或时钟进行读写操作，导致意料不到的错误。有关DS1244Y的具体用法请见参考文献[1]。

打印功能，可通过选项设定，也可选择税控打印。各种打印命令及资料均由电脑通过RS-232或手持式资料传输器传给计费器，存储在DS1244Y中。以何种格式打印何种数据完全由用户自动选择，因此可适用不同地区、不同客户之需要。

计费器可使用司机卡、采集卡、收费卡及税控卡等四种IC卡，究竟使用哪种卡可由选项控制。司机卡表示每次开机均要插入对应卡（一台出租车对应两张司机卡），计费器才能正常工作；采集卡可采集计费器中存储的各种营运资料；收费卡表示乘客可使用该卡支持车资；税控卡由税务部门发行，只有税控计费器才需要此卡。

计费器通过一条I/O线控制语言接口电路。乘客上车时，CPU给出50ms的低脉冲使语音接口电路说一段话。乘客下车时，CPU给出20ms的低脉冲使语音接口电路说另一段话。

计费器可通过RS-232与电脑进行

串行通信，通过电脑设置计费器的各种参数及采集计费器里存储的各种数据。

1.2税控模块

该模块由税部门专门提供，税控计费器需要此模块，非税控计费器则不需要此模块。主控模块与税控模块实行串行通信。计费器正常工作时，主控模块按要求将各种数据串行传送到税控模块，税控模块将收到的数据存储或显示。

1.3电源模块

该模块为一开关电源，将输入的12V直流电源变为稳定的5V电源。由于12V电源由出租车上的电瓶提供，其电压有一定的离散性，当电瓶质量不好时12V电源较低。而开关电源的适用范围较广，且驱动能力较强，使用开关电源可有效防止因输入电压过低而产生的各种故障现象。设计电源模块应注意电源的抗干扰能力。

1.4按键显示模块

按键显示模块如图3所示，共需4片4511、1片4028、1片2003、20个数码管及一些发光二极管（作为指示灯，如计程、计时收费指示灯）。计费器提供6个按键功能，但税控计费器不需要6个按键，只需要3个按键，因而无需4028译码器，利用CPU的三条I/O线即可实现三个按键的功能。

1.5防作弊及脉冲输入模块

防作弊及脉冲输入模块如图4所示。为了提高计费器的防作弊功能，采用了两片PIC508，传感器中装一片PIC508，计费器中装一片PIC508。其工作原理如下：每次计费器复位后，计费器中的PIC508送一随机数（1个字节）作为密码给传感器中的PIC508，车辆每产生一个脉冲，传感器中的PIC508均要将此密码送回到计费器的PIC508。只有密码正确，计费器中的PCI508才发正确信息给CPU，表示输入了一脉冲，否则发错误信息给CPU。当CPU收到三次错误信息（次数可任意设置）时，CPU报警表示有作弊现象。由于不同时刻，即使同一个计费器的密码也不相同且是随机，因此采用该方法能效地防止司机作弊。

2软件设计应注意的问题

由于计数器的选项多达64个，功能齐全，能适应不同地区的需要，软件编程及调试比较复杂，需要特别小心。为了使计费器稳定、可靠地工作，软件设计主要考虑了以下几个方面：

（1）为了防止计费器死机，软件编程时采用了指令冗余技术、软件陷阱技术以及软件看门狗技术。请参见参考文献[2]。

（2）为了防止程序“乱飞”而非法修改计费器所设置好的各种参数，从软件的角度对计费器的各种参数进行了多重保护。必须通过“合法”的途径才能修改参数，而程序“乱飞”也不能修改计费器所设置好的参数。

（3）司机卡、采集卡、收费卡、税控卡共用一个IC卡接口，税控模块优先访问插入的IC卡并进行判断，直接与税控初始化卡税务信息卡和税务稽查卡交换信息。如果不是税控卡，则将控制权交给主控模块，主控模块要注意区分卡的类型，按照IC卡的有关控制命令正确编程。

（4）对DS1244Y时钟操作时，串行输入数据的第5字节的第5位（RST）须置0，以便DS1244Y能接收复位信号。每次上电后，由软件对其复位。

（5）任何时候均要注意保存好计费器所处的状态及各种数据，复位后计费器能够回到原来的状态。如计费器处于载客状态，复位后计费器仍然回到载客状态，且车资、收费里程、收费时间及单价同复位前一样。

篇4

1、忽视行业企业竞赛近年来，随着社会对技能型人才的大量需求，为此产生了各种各样的职业技能竞赛，并出现白热化现象。众多高职院校对国家级或省级、市级举办的，具有官方性质职业技能比赛给与过多关注，并投入大量资金、人力物力及实验设施，认为官方等级的荣誉称号分量重，有利于提升院校知名度，便于院校的招生宣传工作等一系列目的，这种带有功利性竞赛心态，严重违背了职业技能竞赛的比赛意义。因此降低行业企业竞赛的参与积极性，不利于校企合作的深化发展。即使参与了业竞赛，认为获奖的荣誉分量轻，对院校没有实质性帮助，因此会在竞赛经费、实验设施等方面降低支持力度，这种重视官方级竞赛，忽视行业企业竞赛的态度违背了高职教育理念，不利于学生市场就业竞争能力的培养，这种缺乏企业行业竞赛技能型竞赛，会对校企合作产生诸多影响。

2、工业设计参赛的积极性低院校学生在职业院校所有的学习科目、实训项目等都是为以后职业发展道路奠定基础。积极参与、踊跃报名各项职业技能竞赛，在比赛中总结经验、提高技术能力，发现自身不足，在以后的学习、培训中采用具有针对性的强化训练，提高就业竞争力。近年来，职业技能竞赛的参赛人员并无明显增加，甚至导致有些竞赛项目因参赛人员少等缘故，无法组队。另一方面，学生缺乏对企业工业设计技能竞赛的深刻认识，不了解竞赛对于自身的意义，导致大部分学生并不热衷于各个项目，缺少参赛积极性。这种状况的出现不利于选拔职业技能强、职业技能扎实的优秀人员；除此之外，一些学生对工业设计竞赛不重视，抱着不端正的态度，不遵守比赛纪律，怕吃苦的态度，对自身的主观能动性严重缺乏。

二、参与工业设计职业技能竞赛的意义

1、健全技能竞赛制度所有的工业设计教学项目均是围绕以人才培养为中心，在这也竞赛中打造以人才培养的理念，把学生从对荣誉的关注度转移到对工业设计职业技能的重视。对于国家举办或省级举办的官方性竞赛以及行业企业举办的职业技能竞赛给与相应充足的支持，结合学校工业设计教育理念、学院特色有选择性的参与职业技能经常赛。以学生以后的职业发展道路来说，其行业企业竞赛更有利于职业道路拓展，通过这种形式，提前接触工作岗位，了解实际工作流程，有利于学生零距离就业。目前，随着社会对高技能人才的大量需求，许多企业加快了与高职院校的合作步伐，许多官方性质的职业技能竞赛项目，不仅仅局限在了国家、省市单位，现如今逐渐由行业企业和高职院校承办。因此，进一步促进了参与高职院校行业企业竞赛的积极性。

2、营造了学院学习氛围各种工业设计职业技能竞赛，促使学生掌握的大部分技能提供了一展才华的机会，通过竞赛培养学生团队合作精神、提升眼界、锻炼抗压能力、增长技能知识，发现并在以后的学习中积极弥补自身技能的缺陷。行业企业技能竞赛有利于对专业技能的实际运用，对提升他们的综合素质具有重要作用。提前接触工作环境，拓展了职业发展空间，提高了职业竞争能力，通过对自身能力的针对性训练，为以后在岗位的适应能力奠定了良好基础。从这一层面来说，对调动学生参与积极性、技能学习的全面性具有重要意义，不仅营造了良好的学习氛围，更有利于教学理念的实现。

3、深化指导工业设计教师的专业性学院教师对学生技能水平的高低具有重要作用。因此在教育工作中，直接推动了指导教师的专业技能的发展，自由教师自身熟练掌握各项技能以及教学方式，才能高效的发挥教学工作，易于学生对专业性质高的学科理解、掌握。许多企业岗位要求的技术能力，在职业技能竞赛中都有体现，这需要指导老师帮助学生分析当下就业形势及要求所具备的岗位职业能力。全面了解竞赛项目、规则、注意事项等做好赛前准备，这既是对指导教师的考验，也是对学院学生应变能力、适应能力的考验，促进“教学相长”的良好面貌的形成。促进社会对教育的支持与关注，为高职院校的技能人才给与高度认可和接纳。

4、促进了高职院校的改革各种高要求、高标准的工业设计技能竞赛，对职业院校的教育管理制度提出了更高的要求。例如对于以往的教学理念已不能满足当代教学水准，让学生仅仅掌握书本知识是不够的，因此注重实践教学，重点培养学生理论知识与动手能力相融合的教学特色；在工业设计课程专业的选择方面，逐渐重视学科的应用型、岗位实用性；结合行业企业的人才需求，采取针对性的教学内容，及时调整教学策略，规范教师队伍，提升教学能力等方面具有重要价值。

三、结束语

篇5

1.1群众文化的社会娱乐功能对于群众文化而言，社会娱乐功能在其所具有的所有社会功能之中是最为基础的，当前时期，人们之间的关系越发淡漠，在每个人的内心深处，都怀有同他人的沟通欲望。［2］群众文化的开展在对人们的沟通欲望进行满足的同时，也使其感受到了充实与快乐。通常情况下，群众文化对艺术性没有过多要求，一般是具有共同兴趣爱好的人们聚集在一起，它是一个主动参与而非被动接受的过程，所以，在这样的群众文化中，人们的心情能真正地得到愉悦。总而言之，无论处于怎样的时代，群体性的娱乐活动对于人们而言都是必不可少的。娱乐以及交流活动无论是对个人素质的综合提升还是社会的安定团结都具有积极的推动作用。群众文化活动对于人们的娱乐、沟通需求进行了某种程度的满足。

1.2群众文化的团结功能群众文化活动能起到凝聚社会成员、增强社会团结的作用。在进行群体活动时，每一位参与者的热情都能被激发出来，使其具备更强的主观能动性以及团结协作精神。作为一个由多民族所组成的大集体，只有实现了社会成员的共同团结，我们的国家方能获得更大的进步。当前时期，和谐社会理念在我国被大力提倡，团结是实现和谐社会的前提条件。人们在对群众文化活动进行参与的时候，自然而然就会产生顾及他人的心理，这样的顾及心理就是团结意识的一种表现，随着时间的不断推移，在人们的内心之中这种团结心理会越发深化，团结他人的美德会就此形成。这就是群众文化的团结功能。

1.3群众文化的文化遗产保护功能物质遗产、非物质遗产是文化遗产的两种主要类别，当前时期，人们对非物质文化遗产的保护问题投以极大的关注。通过口口相传的形式来进行继承发扬而不借助实物形式表现是非物质文化遗产的主要特征。群众文化活动的顺利开展使得相当数量的非物质文化遗产被加以继承发扬，对非物质文化遗产起到了一定的保护作用。

1.4群众文化的人才发掘功能有很多人才存在于群众基层当中，这些人才可能会因为种种原因而被埋没，但是在参与群众文化活动时，他们所具有的才艺就有了一个展现舞台，借助这个舞台，他们的才艺便会被更多的人所知。目前有很多实例对群众文化所具有的这一人才发掘功能进行了证明，如今各种选秀节目在电视荧屏上大行其道，使普通人有了一个可以展现自身才艺的舞台，并且那些具有出色才艺的人才也会借此被发掘出来。

2群众文化所具有的文化价值

2.1群众文化以及主导文化主导文化对社会的发展进步意义重大，身为基础文化的群众文化与主导文化有着千丝万缕的联系。对主导文化以及群众文化进行有机结合，对社会主义核心价值体系的中心地位进行巩固，最终实现社会的健康稳定发展是当前工作的重中之重。参与人数众多、形式内容多样是群众文化的一个显著特征，在轻松愉悦的环境之中，人们的压力能够得到释放，身心能够得以舒缓。因此，应该重视对群众文化所具有的特点进行运用来搭建主导文化的交流平台，对群众思想以主导文化的价值观念进行武装，使主导文化所具有的引导作用得以发挥出来。

2.2群众文化以及精英文化在进行文化建设工作时，要对群众文化以及精英文化加以明确的区分，群众文化以及精英文化的建设分别具有普及性及提高性。作为所有文化的根源，群众文化既是精英文化的基础也是对精英文化进行提升的源头动力。具备较强的层次感以及较高的文化程度是精英文化的主要特征。互相促进是精英文化与群众文化所具有的内在联系。群众文化、精英文化针对的对象分别为普通大众以及少数知识分子。它们二者具有不同的主体以及内容。对待这两种文化的心态应该有所差异，群众文化是精英文化得以发展的前提条件。因此，在对精英文化开展指导工作时应该注重对群众文化的精华内容进行吸纳，把群众文化、精英文化二者之间的关系处理好，对群众文化所具有的优势要加以充分展现。

2.3群众文化以及文化产业文化事业以及文化产业共同构成了文化建设的内容。通常情况下，国家对文化事业实行拥有，另外对公益事业进行发展是文化事业的主要内容。相比较而言，文化产业对于经济利益比较重视，它对文化市场所具有的主导作用有所强调。文化产业市场同其他市场相比较，一个最为明显的区别就是它对于人民群众所拥有的文化艺术消费水平有所依凭。经济的高速发展，生活质量的不断改善使得人们具备更强的审美、鉴赏能力，对于文化艺术也投入越来越多的关注，对于文化活动也有了更高要求。身为基础产业的群众文化是所有文化的起点，对群众文化进行优化是扩展文化市场的有效手段。为实现文化产业的全面发展应该重视对基础产业的大力发展。

3结束语

篇6

传统的厨房家具，较多的是用多层隔板设计制作的橱柜，每个橱柜空间都是统一的高度和统一的大小，内部储放功能没有细分.完全没有考虑到使用者和不同人群的需求，而且很少考虑整体的空间利用和协调性.而多功能厨房家具能够充分利用和更好的调节使用空间，依据科学的尺寸和用户的需求提供更人性化的设计来满足使用者的需求.多功能厨房家具有事就像变形金刚，小小的身躯里面包含着各种你意想不到的工具，合理的布局和设计，能在小空间里容纳各种烹饪工具和烹饪空间，当使用时，能给你许多便利和惊喜.多功能厨房家具一般整体感强，功能分区布置合理，家具造型美观实用，高效便利又节省空间，很少时尚人士及中青年用户的喜爱.

2多功能厨房家具设计的影响因素

2.1家庭生命周期对厨房家具设计的影响

大多数家庭都会经历结婚成家、生儿育女、儿女独立、夫妻离职退休、丧偶等变化，家庭发展过程中所经历的不同阶段被人们称为家庭生命周期.在不同的阶段，由于家庭成员人数、生理状况、心理需求的不同，对厨房的操作与需求有着不同的要求.单身人士对厨房家具的要求是：时尚、个性、创新、智能，他们追求时尚、高效，快节奏的生活方式；新婚阶段的消费者，新婚燕尔，沉浸在甜蜜幸福的新生活中，享受着浪漫、温馨的家庭生活，他们注重商品的寓意、情感、色彩和艺术美感，他们需求情感强烈、具有内涵的厨房家具产品，为他们的生活添加甜蜜、喜庆、浪漫的色彩.而当家中有了孩子和到了老年阶段的时候，更多需要考虑的是保护措施和安全措施.不能让宝宝受到伤害、厨房家具要让老人使用起来方便自如等.例如：厨房家具中很多边角都是直角的感觉很好看，但是很容易伤到宝宝这就需要设计成圆弧型的,还有燃气灶的明火保护措施也是出于安全考虑的设计.随着年龄的增长，老年人的各项生理机能不断衰减，渐渐出现了视力模糊、听力下降、行动缓慢甚至需要轮椅等一些辅助行动的工具，这就需要根据老年人的特征进行构思，设计出适合老年人使用的厨房家具.总之一个家庭中会有各个年龄段的人，一个家庭中的成员从一个阶段走向另一个阶段对厨具的需求也会发生变化，这要求在设计的过程中尽量的考虑到这些变化，满足不同成员的需求.

2.2材料对厨房家具设计的影响

在厨房家具的材料的选择上尽量选择保养容易、清洗简单、抗高温、加工制作简单、美观实用的材料.如在制作厨房工作台面的时候常用的几种材料：瓷砖：具有抗高温、表面光滑等优点.由于一块面积较小可以通过不同颜色的瓷砖拼出各样花纹，起到装饰效果.缺点是拼接在一起有缝隙，污垢不易清洗.石材：耐高温、酸碱不易腐蚀、天然纹理自然美观.因天然大理石较贵，市场上使用较多的是人造大理石，经济实惠，有着和天然大理石一样的装饰效果.不锈钢：耐高温、耐用.这种材料大多数使用在面积较大的厨房，比如饭店后厨、学校食堂等，家庭使用不多.除了上面的面材，厨房家具还有一个重要的材料———五金配件，由于普通的五金配件大多是模块化设计，不能满足个性化多功能厨房的要求.设计巧妙，人性化的五金配件能充分合理的利用空间，还能起到美化点缀空间的作用，可以成为多功能厨房的一大亮点.

3厨房家具多功能设计的原则

3.1技术与艺术的统一

功能性是对厨房设计的最基本要求，人们在厨房中进行每日三餐的烹饪活动，只有满足其烹饪功能，才能称之为真正的厨房.功能和技术是分不开的，功能的实现需要技术的支持，没有技术含量的设计不会是好的设计，多功能厨房家具必须具有一定的技术含量，才能满足人们的需求.科学的尺寸设计、合理的操作分区布置、厨房家具的多功能转换、厨房空间的有效利用这些都是在进行多功能厨房家具设计时技术性的体现.多功能厨房家具在具有技术性以外，还必须具有艺术性，我们的生活需要技术与艺术的统一，缺一不可.没有艺术性的多功能厨房家具，冷冰冰的就像个机器人，虽然神通广大无所不能，但缺少亲切感和人情味，是不会受到人们喜爱的.厨房不仅仅是烹饪场所，他还可以表达主人的精神意愿，也是人们在工作一天后在家里享受天伦之乐、交流感情的地方，所以它应该具有艺术美感，增进家人的感情.具体的可以通过其整体布局、厨具、摆设、材料、色彩等来表现.例如，厨房整体设计成浅色（如白色或米色），局部用浓烈的色彩进行点缀，搭配简洁线条的家具（但要注重家具细节的设计），这样的设计厨房整体感觉时尚而高雅，彰显出主人神秘、独特的气质.另外，设计造型优美的厨具餐具、个性化的厨房装饰摆件、可爱漂亮的植物花卉，也可以很好的点缀厨房空间，增加烹饪的乐趣和生活情趣.

3.2人性化设计

多功能厨房家具在满足技术与艺术统一的基础上，还应该注重人性化设计，人性化的多功能厨房家具使工作更高效，更省力，更舒适.这就要求设计师对人机工程学、行为惯性、心理机能等学科的研究，其中科学的尺寸是多功能厨房家具设计中最基本要求.针对我国人口身高，900mm高度的厨房工作台是绝大多数人群的最佳选择，一些身材相对矮小的人可以选择690mm-740mm的高度.现在在定制家具比较流行的时代，应该根据用户的具体身高，设计相应的高度，让用户使用时是最舒适的状态.还有就是要根据烹饪的流程合理来安排工作区域，通常我们先取出食材进行择捡，然后水池清洗，再在准备区切菜，再到烹饪区进行加工，最终是成品区.根据厨房的空间格局，合理布置各个分区是很有必要的.合理的工作区域设计，能缩短操作距离和时间，高效、便捷.

4多功能厨房家具设计

多功能厨房家具设计特别要注重不同功能的创新，可以运用折叠、拉伸、变形、组合、悬挂等方式对厨房家具进行创新组合，进而达到多功能的转换.

4.1操作区

常用的厨房操作区又可以分为清洗区、准备区、烹饪区.准备区主要是由水池、切菜区组成.传统的切菜区就是一块砧板，它通常是独立存在的，需要一块橱柜台面空间摆放，为了节省空间可以设计成活页式砧板，像抽屉一样可以隐藏在橱柜中，高度也比较自由不再受橱柜高度的限制，不用的时候像关起的小抽屉，不影响厨房的美观(如图1).水池的设计需要合适的深度，通常用户站立时手指触摸到的位置是最适宜的深度，过高会令人肩膀疲劳，过低则会腰酸背痛.水池区由于常有水溅出这就要求我们在选择和设计的时候考虑到水池与台面的的接缝，不然可能导致水溅到地面和渗入橱柜，所以可以把水池和整个工作台面设计成一体的，防止接缝的出现.还有的水池自带和水池大小长度配套的沥水篮(如图2)，洗好的蔬菜和水果就可以放置在一边沥水（减少多余的水分进入油锅），非常方便和节省时间.厨房的烹饪区主要由燃气灶和油烟机组成，油烟机的摆放常会影响厨房整体的美观，那么可以通过隐藏或者融合的方式来解决这一问题.可以设计油烟机和吊柜融合在一起，把油烟机隐藏在吊柜中，这样可以使厨房整体更加协调完整.

4.2储物区

储物区是厨房占用面积最大的也是最重要的，它主要有吊柜，地柜两种橱柜组成.是厨房中主要起到收纳和储藏的功能，厨房中烹饪用品、食物等物品很多，橱柜可以很有条理的收纳这些物品，让厨房保持整洁美观.地柜的柜门把手以及抽屉的高度应该在用户手垂直可控制的高度，使其减少弯腰的次数，方便取放物品.地柜中受人们关注的主要就是除污柜、角柜的设计，除污柜作为厨房处理垃圾的地方应该保证它不会影响人们的食欲和饮食安全，那么独立的除污柜就是较好的设计.把除污柜设计成较深的抽屉样式，垃圾桶放在抽屉中，抽屉式的开启方式，更好的方便垃圾桶的放取，不用时关闭抽屉，整洁卫生.角柜是厨房转角处的橱柜空间，普通的设计常常不能充分利用空间，因为在拐角处，不方便物品的取放，空间经常被闲置浪费.所以在转角处做成抽屉的样式，或者使用一些可以360度旋转的转角五金拉篮（如图3-5），这些设计简单而巧妙解决转角空间利用的问题，同时也使存放物品时更加简单方便，物品摆放也更加有条理，能充分利用转角空间.吊柜设计时要考虑人的手臂向上够到的高度，可以把柜门设计成向上开启的方式，这样可以防止柜门打开有碰头的不便和危险，为了美观可以把吊柜的柜门设计成玻璃的或磨砂玻璃的，这样吊柜看起来更轻盈美观，为了取放物品的方便，甚至可以把一小部分的吊柜设计成敞开式的，存放一些频繁用到的和有装饰作用的物品.在使用橱柜的过程中经常会听到“砰砰砰”的关门的声音，如果把橱柜的柜门设计成缓冲的，每次关门时有一两厘米的缓冲区，就可以防止噪音污染.橱柜里的储藏空间一般用隔板隔开，通常的隔板是固定的，放置物品时要受其高度宽度的限制，如果把隔板设计成可调节式的，人们可以根据放置物品的大小方便自由的划分橱柜的空间，就能达到充分利用空间的目的.

4.3新型整体厨房

随着生活水平的不断提高一些生产商甚至推出了隐形厨房的概念来满足一些特殊人群的需要.如ResourceFurniture公司推出的一款隐形厨房，在不用的情况下他只是一面墙，如需使用打开会发现里面应有尽有，甚至把冰箱、油烟机、洗涤池、微波炉等等常用的厨房用品都融合在了一起，还可以根据不同时间的需要打开不同的位置，更能适用现代人的生活方式.另外，还有组装合并式的设计，通过多层使用空间和可折叠式组合方式把多种不同功能的产品组合到一起来实现相同的用途.例如由德国设计师克里斯汀和诺曼共同设计的整体橱柜（如图6），它是一件可折叠的家具，虽然它占地面积不大，在不完全展开的情况下占地仅为1平米，但它包含了整个厨房所需要的各种功能设置.打开后你会发现它包括了一个电磁炉、烤箱和厨房用品的存储空间，在料理台的下方，设计师制作了一个拉篮用来存储各种厨房设备.其中包括两层搁架、吊杆以及S型挂钩等收纳配件，让整个空间看起来有条不紊.当今社会人均居住空间越来越小，而针对这问题出现了包括折叠床、折叠办公桌、折叠茶几甚至还有折叠厨房.它们都是通过折叠的组合方式把各种不同的功能的家具组合在一起来实现空间的节约.而使用者也能通过这些设计来实现自己的需求，从而更好的提高工作效率，增加生活情趣.

5结语

篇7

数字信息时代的建筑设计以BIM技术的应用为主要特征，其主要原理是通过数字技术在计算机中建立起虚拟的建筑工程模型，并以其为载体整合建筑工程项目各种相关信息，形成一个完整的、与实际情况一致的数据信息库。建筑工程各环节的人员都可以在BIM模型中快速地添加、编辑数据，并提取他们所需要的信息。数字信息时代下的新技术颠覆了基于图纸和二维空间的设计思维模式，变革了传统设计业务流程和生产组织方式，使建筑设计具有如下特点。

（一）设计方式从二维到多维

传统的建筑设计采用的是基于图纸为信息表达方式的二维设计技术，设计成果通常由点、线、标注等符号化信息组成，信息之间是离散且非关联的。在设计时，设计师往往采用CAD或手绘方式进行大的空间布置，然后通过3DMAX等成像软件进行立面设计和效果图渲染，在方案确定后，再回到CAD中进行后期的大批量施工图绘制，这就导致了大量的“无用功”的产生。数字信息时代下，BIM技术以三维模型为载体将一系列设计工作整合起来。前期设计发生在模型当中，设计师可以动态地观察三维模型，在身临其境的建筑空间中完成设计。同时，因为BIM模型内设计数据之间具有实时的、一致性的关联，因此模型在建立过程中，设计师可实时获得建筑模型的各个方面的信息，包括从任意方向切分的施工图纸、效果图、材料表、造价表等。对模型中数据的任何更改，都马上可以在其他关联的地方反映出来，无须二次绘制与统计，实现了设计方式的多维化。

（二）业务流程从串行到并行

在传统CAD时代，设计行为以图纸为基础，各个设计阶段的设计内容分布在不同的图纸上。设计人员无法及时参照他人的中间设计成果，因而通常采用分时、有序的串行业务模式，信息交换只能通过定期、节点性的方式实现。数字信息技术提供了统一的数字化模型表达方法，BIM支持多专业团队协同共享的并行业务模式，使原有业务流程和协同方式发生了改变。主要体现在：各参与方介入时间提前，工作内容前置；专业内部和各专业间可在同一个数据模型基础上完成各自的工作，并能相互参照；工作的协调方式由依靠二维图纸与效果图相结合的串行方式转变为基于直观信息模型平台的并行方式。

（三）注重对信息的分析与处理

在建筑信息时代，新技术除了对传统的设计方式、业务流程和协同方式进行优化和升级外，还衍生出更多新的应用领域，以使得建筑设计更为合理、有效。建筑信息的有效传递，使设计数据能通过各种形式导出并进行浏览、分析和模拟，如碰撞检测、光声热的分析等，这些分析数据反过来又支持设计的可行性，为建筑施工提供依据。有效利用和分析数字信息成为现代建筑设计的新特色。

二、建筑设计课程改革的思路与措施

（一）建筑设计课程改革的思路

从新形势下建筑设计出现的变化可见，数字信息技术对建筑设计的冲击并不仅限于工具的换代，更多地体现在对传统设计方式和业务流程的再造。而对应于建筑设计的教学，要培养适应新时代需要的人才，也不应仅停留在“工具升级”的层面，而是要整体规划，创建与之相适应的教学体系。帮助学生培养新的设计思维模式和知识体系，使他们能够正确运用建筑数字技术来创作建筑作品，而不是仅仅利用计算机和软件工具来辅助建筑设计。

（二）建筑设计课程改革的具体措施

当前建筑行业的数字信息技术正处于普及阶段，传统二维设计技术并未退出市场且仍是设计行业的主流应用技术，基于传统技术的建筑设计专业课程体系也较为稳定。

1.优化课程设置

要适应设计方式从二维到多维的转变，就应该改变传统课程体系中课程开设相对独立的串行状态，优化课程设置。以“数字建筑平台”为核心整合课程体系，加强课程之间的联系，这主要体现在：课程设计成果可以在各个课程之间双向流动，能被不同课程有效利用，提高学习效率；同时，设计成果也能在不同课程中得到进一步的深化和完善。通过这种流动，课程之间相互的影响力将更实时和有效，课程关系也将更为整体和合理，如图2所示。在新课程体系中，处于核心的“数字建筑平台”，作为技术创新源，一方面要紧跟时代不断推陈出新，确保设计课程教学的时代性；另一方面又要及时获取学校相关专业的技术需求，为他们提供技术支持，进而将设计课程与技术教学紧密联系在一体。

2.改变课堂教学形式

原有设计课程的组织形式参照传统设计流程，多采用分时、串行的教学工作流程。数字信息时代下，为利用和发挥数字建筑的优势，就必然参照企业新的项目实施方式，对传统的工作流程和课堂组织方式进行改造。新的流程不仅仅意味着学生完成一件作品要从平立剖的绘制变成模型的推敲和表达；同时也意味着学生相互间、学生与教师间协同方式将发生改变。学生团队基于一个作品工作，个人的行为将被约束，以避免信息滞后和重复操作。而教师对学生作品的成果形式和考核方式也应发生相应变化，以适应国内及国际对建筑设计交付形式和深度的新要求。

3.调整教学内容

传统建筑设计课程的成果主要由图纸和几何模型组成，信息含量较为缺乏，课程教学内容主要集中在对建筑的功能与视觉设计上，难于精细与理性地对建筑进行人性化、绿色节能等方面的深化。数字时代下的数字建筑模型包含有建筑的属性、造价、材料性能、位置等多方面信息，以此为基础就可以为设计提供更多更精确的前期模拟分析或运算，这也为教学内容重心的扩展提供了前提。对应于这些变化，课堂教学内容可以增大对建筑进行推敲和评估的比重，例如光分析、热分析、人流分析等，以使设计方案更为完善和成熟。在课后，还可以充分利用各种教育教学平台，为学生提供“资源共享化、教材多媒体化、教学个别化、学习自主化”的课程教学资源，满足学生多样化发展需要，提高学生利用BIM解决问题的能力。这些知识扩展尽可能地利用了数字信息时代带来的技术优势，既能拓宽学生视野，激发学习兴趣，也为今后不同方向的就业提供预留知识，方便学生就业。

三、结语

篇8

1.1提高机械操作人员的职业道德

提高机械操作人员的职业道德对提高水利工程机械的使用性能影响重大。提高机械操作人员的职业道德，首先施工企业要做到以人为本，关心职工，想职工所想，急职工所急，奖罚分明，才能提高机械操作人员主人翁意识，变被动工作为主动、积极工作。通过对机械操作人员职业道德方面的培训，使操作人员具备高度的责任意识和职业荣誉意识，爱岗敬业，遵守并认真执行各项机械操作制度和安全操作规范，使机械操作人员在使用机械过程中自觉做到对机械保管好，使用好，保养好，只有这样才能提高水利工程施工机械的使用性能，降低施工企业的总体成本，提高企业的施工效率，进而提高企业的整体利益。

1.2提高机械操作人员的技术水平

随着科学技术的不断发展和四新技术（新技术、新材料、新工艺、新设备）的广泛应用，要求工程机械的专业化水平更高，机械结构组成更加严密，对机械操作人员的技术水平就提出了更高的要求，一是要求机械操作人员既要精确操作，又要熟悉施工机械的内在结构、施工性能、工作原理，认真学习和掌握施工机械的操作规程。二是要求机械操作人员认真学习维护保养制度并按规定对施工机械进行清扫、擦洗，使施工机械及其周围环境经常保持清洁。三是要求机械操作人员对施工机械的结构、性能了熟于心，能够对施工机械各部位技术状况进行检查判断，对施工机械的异常现象及发生部位能够快速鉴别并找出原因。四是要求机械操作人员在施工机械出现故障时，能够及时采取措施对简单的故障进行排除或减轻。为了提高机械操作人员的操作水平，施工企业就要采取多种形式对机械操作人员进行技术培训，如新员工施工机械操作培训、机械操作安全培训、养护机械设备操作人员培训等。对机械设备操作人员进行资格认定，未参加培训或资格不符合要求的，严禁上岗，机械设备使用要严格执行“三定”制度（定机、定人、定岗位责任）。

2.加强机械设备的维护保养

水利施工机械在使用过程中，随着使用时间的增长，机械的零部件会不同程度地受到磨损，造成机械设备的各项使用性能降低，甚至造成机械设备报废，为了维持机械设备的使用性能，降低机械设备的总成本，必须加强机械设备的维修保养。加强机械设备的维修保养，应具体从以下几个方面做起。

2.1建立严格的施工机械保养制度

为确保水利施工机械在施工过程中的合理使用，促进水利施工机械维修保养的正常开展，维持水利施工机械良好的使用性能，提高水利施工机械的完好率和利用率，必须建立严格的施工机械保养制度，针对不同的施工机械制定维修保养计划，指定专人对计划实施情况进行检查。

2.2采取强有力的措施执行施工机械保养制度

为了将保养制度落到实处，必须采取一系列的措施，建立奖罚机制，提升保养人员的责任感和使命感，调动保养人员的积极性和工作热情，使保养工作真正做好，保证施工机械良好的机械性能。同时指定专人对保养情况进行不定期检查、抽查，保养记录应齐全、准确，消除故障隐患措施要及时。采取措施对机械设备统计数据进行完善，对所有故障建档备查，对维修保养人员严格管理，对零配件数量质量加大管理力度。

3.加强对环境的管理和维护

一些规模较大的施工机械如搅拌站、塔吊等由于体积相对较小，重量大多在几吨到几十吨，对工作场所要求较高，使用性能受场地平整度、河流流向、风向、工作环境的温度和湿度、周围建筑物的影响较大。因此在机械设备安装和使用前，要充分考虑以上因素的影响，采取一些必要措施如场地平整、夯实、遮挡、温控等对周围环境进行管理和维护，避免水利机械在使用过程中由于重量、振动、风力等原因引起设备倾斜、基础不均匀沉降等，造成重大经济损失。

4.结语

篇9

在盐化工企业当中，由于对电气供电的可靠性要求并不是特别高，如果突然发生供电中断或者其它突发状况时不会给人员造成极大的危害，也不会造成严重的损失，但是，如果要达到节能的效果就必须要做到以下几点。

（1）必须要优化配电系统的合理配置，并且在供配电系统当中要应用单回进线。

（2）在盐化工企业当中，必须要符合生产装置的工艺特点，同时也要达到电气设备的主要特点，满足它的负荷容量要求，分布好供电距离，更需要完善的规划企业未来的发展要求，选择合理的设计方案以及确定供电电压等。

（3）在盐化工企业当中，作为变电所必须要接近负荷中心的要求，达到方便进出线，同时也要接近电源侧。此外，在设备的吊装以及在运输上也应注意该问题。通常在一般情况下，变配电室所应用的形式是车间附属，所采用的方式一般也是放射式，产生的负荷一般是从低压配电室直供的，但是也有一部分是转供的。一旦出现较大面积的供电区时，必须要根据实际情况进行操作，如果是在较为集中的负荷工段时，必须要设置一个变配电室并且是独立的，可以直接供电，从而减小电缆的线径，也减小了供电距离，防止出现电压损耗，也防止出现成本的浪费。

2节能的主要原则

（1）在节能设计过程当中必须要考虑到最实际的效益问题，并且选用合理的材料以及设备。

（2）最为重要的一点就是必须要达到化工企业运行所需要的动力能源，再根据电力设备所运用的电能质量，可靠性以及它的负荷容量等方面要求，从而优化节能设计，达到合理应用要求。

（3）必须要充分的考虑到一些无关的消耗，例如有关电气设备当中的电能消耗以及传输线路上的消耗等方面都需要重点关注，也是作为节能设计的一个重点要求，满足电气节能的功能性要求，使之达到先进的技术，合理的经济要求。

3选择合理的效能

在配电系统当中，电力变压器是作为最主要的一种电源设备，也是最消耗电源的一种设备，它的损耗也是非常惊人的，对此，就必须要选择合理的变压器型号以及它的额定容量，所以，只有应用合理的变压器运行方式才是最有效的一种措施。由于节能技术在不断更新，所以在盐化工企业当中所应用的中干式变压器是最小常见的，但在购买价格方面油浸式变压器也是相对较低的，它具有一定的可燃性，会给人体造成一定的伤害，是需要定期进行维护的，对此，这在无形中也提高了运行成本，也增加了一定的土建费用。在选择变压器的数量以及它的容量时，必须要全面考察，通常情况下，在一个项目当中，我们在选择变压器时，必须要根据它的负荷特点以及运行状况来应用，如果变压器的负载率达到标准时，也就是最好的条件是在75%左右，如果不再进行扩建的话，变压器不会满负荷来运行在一般条件下，投资两台以及两台以上的变压器所占的面积都会比一台变压器要多，然而它的灵活性会非常好，如果在较小的运行负荷条件下则可以减少一台，同时也可以提高另一台变压器的负荷，减小功率和损耗，可以提高效率。

4节能设计

在盐化工企业当中，最不可缺少的应用就是电气设备了，由于在企业当中电动机应用的数量是非常惊人的，它的消耗量已经达到了80%左右，所以，提高电动机的节能设计是非常重要的条件了，对此，我们为了更好的应用高效节能的电动机，应选用较为合理的型号，达到电机的标准容量。如果是从节能的角度进行观察时，达到80%左右的负载电动机其效果才是最好的，而且它的利用率也是最大的。在盐化工企业当中，一般会控制排量会应用出口阀门，达到平稳运行的生产要求。然而，在一定情况下也会出现泵管的压差过大问题，从而导致较大的能量消耗，再生产时也只能靠打回流，降低泵的使用率，但是电量也被浪费了。在安装好变频器以后，必须要科学的进行管理，从而达到节能的效果。

（1）在盐化工企业当中，选用节能电气也是非常重要的一项工作任务，在企业的应用当中，电负荷的应用通常是为水泵类的引风机或者是电机当中所利用的，而这种电机负载是按照负荷工作量进行选择的，但从实际应用中我们可以看出，多数时间并不是用于满负荷状态，而是空载，这也就导致了电能出现一定的损耗，但是在实际的运行当中，如果应用合理的变频器就会控制好风机的负载状况，这种方法也是较为科学的，所以在这其中便可以利用变频器的内置装备进行调节，从而来保持它的恒定的风压和水压，达到工艺系统的要求。

（2）在设计节能电气时，只有不断的提高其自然功率也才有效的降低能源的损耗，所以，通过良好的补偿措施也是非常重要的一种节能手段，此外，无功补偿方法有两种形式，一种是集中的，一种是分散的。所以应用无功功率进行补偿，便可以提高系统的功率，也可以减少线路的损耗，同时电能质量也会有所提升。进行节能设计时，在配电室必须要设置自动的无功补偿装置，其原理也是通过负载需要进行的，应较为灵活。从而也就达到了无功不对称时的补救措施，防止出现不足补偿。

（3）在盐化企业当中，由于照明节能也是作为非常重要的一项工程，所以在设计时通常是较为简单的，但是因为照明设备有着非常多的数量，所以在进行设计时必须要做好准备规划，如果是在设计工程设计，必须要选用新型的照明光源，从而来提高它的照明效果，也降低了它的损耗。从照明的使用特点来看，我们可以进行分区控制来提高它的照明开关点以及它的灯光，所以可以应用不同的节能开关装置。

5结论

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合理选择供电和配电设施

（1）合理设计供配电系统

合理地设计供电和配电系统，考虑到用电负荷的容量、分布、电气设备具体情况和供电距离等要素，从而实现节能的目的。

（2）减少线路损耗

在建筑工程的供配电系统干线和支线的线路有功损耗非常巨大。应该从以下几个方面着手减少线路上的损耗：

首先，导线要尽可能地选择铜芯，因为它是电导率较小的材料，应当说是最佳的选择，但在用铜芯的过程中又要根据节约的原则来区别对待。可以在用电负荷较大的一类和二类建筑工程中采用铜芯导线为主，在负荷较小的三类或其它建筑工程中采用铝芯导线为主，统筹安排，在保证安全的前提下，减少线路有功损耗，达到节能的目的。

其次，导线的长度必须根据实际需要和节能要求做相应的减少。具体的合理方法有：高层建筑的低压配电室应该为每个竖井提供量身定做的干线，防止产生支线沿着干线倒送电能的恶劣现象，减少可能产生倒送电能的支线；变配电所应靠近电力负荷中心，有效缩短供电线路的实际距离，降低线路损失；线路应尽可能地采用直线，从而缩短导线长度，此外，低压线路应当减少回头线，从而降低线路来回的电能损耗。

最后，加大输送电缆的横截面积。具体方法包括：通过满足动态稳定、线路载流、继电保护以及电压损失，可以视具体情况增大一级电缆的横截面积；针对不同的季节特点，春秋两季一般不使用空调，电力损耗的压力不是特别大，那么以同样横截面积的干线传输相对较小的负荷电流，可进一步降低线路损耗。

选择节能的输电控制系统

（1）合理降低用电和供电设备的无功消耗，提高输电控制系统的功率因数可以采用硅或者晶闸管整流装置，设计和选择适当的变流装置。在设计过程中，对于那些在核定时间内空载率大于50％的效率低下的电动机，应该及时安装空载断电装置，需要的时候就可以停止发动机一部分机组的运转，在不影响正常输电的情况下，合理发挥输电控制系统的作用；采用空载自停控制装置有效控制大中型连续运转的胶带运输系统；采用自动调节电动流量的控制方式有效控制大型非连续运转的泵类笼型异步电动机，以三相异步电动机为例，通过与同功率、同转速、同损耗的直流电动机相比，异步电动机只相当于直流电动机重量的二分之一，成本仅相当于三分之一。异步电动机还容易按不同环境条件的要求，派生出各种符合实际情况的系列产品。它具有接近恒速的电力负载特性，能充分满足大部分工农业生产机械和电力输送系统的要求。从而达到节能的目的。

（2）采用静电模式电容器进行无功补偿根据国用电供电电网高峰负荷时功率因数应不低于0.9的要求时，应当有效采用静电模式电容器补偿的方式，从而达到规定的功率因数。根据以往经验，每年一千乏补偿电容可以最少节约电能1500kWh，最多时可达2000kWh，能够充分地补偿输送过程中的电力损耗，这项技术非常值得应用推广。对于那些无功容量较大的用电设备，采用就地单独补偿的方式，而负荷平稳以及和供电点距离相隔较远的用电设备，也可以考虑单独补偿的方式；对于较为集中的用电设备，一般采用成组补偿的补偿方式，并在变电所内进行无功功率补偿的补偿方式。

合理设计节能照明系统

（1）按照不同场所对照明条件的要求，尽可能地选择消耗电能少的钠灯或者荧光灯，一般情况不再考虑使用白炽灯。此外，还应根据相关规定安装电容器；由于室外环境对照明条件有着较高的要求，因此，对于室外的路灯，可以选用高效光能气体放电灯，并安装能耗较低的镇流器；在选择灯具方面，应尽量选择高效灯具。因为高效灯具对光线的控制以及直射光通比例等各个方面都较为合理，性能也较为稳定。

（2）采用科学管理照明系统，合理设计建筑工程的照明方案。当建筑场所的照明容量较大，而且有集中空调，应采用照明灯具和空调回风口相结合的方式。当建筑场所有较高的照度要求或者要求改善光色，应采用混光照明的方式。应该采用浅色饰面材料，采用反射率较高的室内表面的涂料和壁纸，从而实现对光能的充分利用。在管理照明电路时，应当优先考虑光控和声控开关。对于广场或者路灯等照明系统，采用光控开关；而在一时需要，可以随时熄灭的前提下，则可以采用声控开关，达到节能的目的。

合理选择节能电动机和熔断器

（1）合理选择节能电机及熔断器

①选择高功率和高效率电动机电动机的主要性能指标就是其功率和效率，如果选择了功率和效率较高的电动机，就能在日常运行过程中降低电能损耗。如果将普通电动机和高效电动机对比，会发现在同样的条件下，高效电动机会更好地实现节能的目的。因此，在工程设计中应用电气节能技术时，应当优先选择高效电动机。对高效电动机进行选择时，还应当考虑电机负载率、年持续运行时间以及单机容量等等。

②选择具有交流变频调速的电动机我国采取的主要节能措施之一就是选择具有交流变频调速的电动机，有效使用交流变频调速节电技术。合理选择相应的变频调速装置就可以在电动机负载下降时，可以通过自动调节电动机的转速，适应电动机负载的变化，进一步提高电动机轻载时的效率。可以根据电动机变频的种类和电动机调速设备的具体情况，将电气节能技术应用于建筑工程设计中，从而实现利用电动机节能的目的。

③选择节能的软起动器软起动器是一种新颖的电机控制装置，它的主要功能是电机软起动、软停车、轻载节能和电机保护，它的主要构成机制是使用三相反并联闸管串接于电源与被控电机之间，以及与此相关的电子控制电路。随着我国快速增长的经济现状，日新月异的科学技术的影响，智能控制系统越来越得到更广泛的研究和应用，同时对有助于提高智能控制系统的软起动器也提出了更高的要求。广大技术人员高度重视起到重要驱动执行控制作用的电动机，根据它的控制方式做了改进，既能够为智能控制打下良好基础，又能够充分降低电动机起动时对电网的瞬间冲击。软起动器必须有较好的散热条件和完善的通风措施。软起动器能够连续调节电压，因此电机驱动时起动平稳，起动结束后能够及时投入全压运行。软起动器也可以通过利用反馈信息控制电机，通过改变负载的变化来及时调整电机转速的变化。

（2）合理选择熔断器

电器选择节能型低压相对而言更具有合理性和科学性，电器性能也更为稳定。为了节能型电器的正常运转，可以选择更加先进的熔断器以及热继电器等，对于较大容量的电动机和照明干线，应该着重考虑短路保护能力和分断能力。通常选用RM10和RL1系列的熔断器，它们具有较高的分断能力；当短路电流很大时，应该采用RT0和RTl2系列的熔断器，它们具有限流的作用。