方案设计论文大全11篇

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顶板局部凿除方案即凿除崩裂的顶板（顺桥向凿除范围为墩顶两侧各6m），顺直预应力管道，然后浇筑顶板，恢复凿除截面。凿除截面横向位置如图3阴影部分所示。该方案施工顺序为：①放张凿除区域内已张拉的31根顶板钢束，凿除顶板；②顺直预应力管道，恢复凿除截面，张拉凿除截面预应力；③在支架上张拉剩余全部钢束；④脱架，转体就位；⑤合龙成桥；⑥收缩徐变完成；⑦运营阶段。采用MIDAS有限元软件计算该方案各施工阶段及运营阶段主梁顶、底板最大及最小正应力，计算结果如表1所示。由于后恢复的顶板顺桥向位于墩顶，在预应力作用下各阶段均承受压应力，本文仅给出最小应力数值。由计算结果可以看出维修各施工阶段顶、底板截面均未出现拉应力，最大压应力为15．3MPa，小于C45混凝土施工阶段压应力限值20．72MPa；运营阶段顶、底板各截面未出现拉应力，未凿除顶板的最大压应力为18．3MPa，超过了C45混凝土运营阶段压应力限值14．8MPa，且后恢复的顶板混凝土没能充分发挥作用，运营阶段最大压应力仅为9．8MPa。

1．2顶板局部补强方案

顶板局部补强方案即在崩裂的顶板处新增横隔板进行局部补强。顶板局部补强方案纵断面示意如图4所示。该方案施工顺序为：①已张拉的钢束灌浆，凿除崩裂、破损的混凝土，在图4阴影区域箱室内增加横隔板；②在支架上张拉剩余全部钢束；③脱架，转体就位；④合龙成桥；⑤收缩徐变完成；⑥运营阶段。采用MIDAS有限元软件计算该方案各施工阶段及运营阶段主梁顶、底板最大及最小正应力，计算结果如表2所示。由计算结果可以看出维修各施工阶段顶、底板截面均未出现拉应力，最大压应力为15．0MPa，小于C45混凝土施工阶段压应力限值20．72MPa；运营阶段顶、底板各截面未出现拉应力，顶板的最大压应力为15．7MPa，超过了C45混凝土运营阶段压应力限值14．8MPa。

1．3方案比选结果

若采用顶板局部凿除方案，结构外观与原设计一致，但施工难度大；运营阶段后补顶板最大压应力仅9．8MPa，顶板混凝土未能充分发挥作用，导致未凿除的混凝土运营阶段标准组合压应力达到18．3MPa，比C45混凝土的压应力限值大3．5MPa。若采用顶板局部补强方案，结构外观与原设计有一定的出入，但新增横隔板工程量小，施工难度小；与顶板局部凿除方案相比，采用该方案成桥后结构压应力较小，顶板最大压应力15．7MPa，比C45混凝土的压应力限值大0．9MPa。综合2种方案的优、缺点，决定将顶板局部补强方案作为推荐方案。

2推荐方案的优化

2．1运营阶段结构应力的优化

按照顶板局部补强方案，如采用原设计的预应力数量，标准组合下距离主墩中心线约12m处的箱梁顶缘应力达到15．7MPa，超过了C45混凝土的应力限值14．8MPa。考虑原设计偏于保守，提出减少箱梁预应力的方法以减小箱梁顶缘应力。具体的预应力调整方案如下。（1）合龙前减少张拉：2束ZT06、2束BT10、2束ZT05、2束BT11、4束ZT11、2束BT12、2束BT12′每束分别由原设计的22根减为15根，2束ZT04每束分别由原设计的19根减为15根。其中2束ZT06、1束BT10为已张拉钢束，施工时实际为放松7～15根，其余钢束均为未张拉钢束，按15根张拉即可。（2）合龙后减小张拉：所有合龙底板束的张拉控制应力均由0．75fpk减为0．68fpk，fpk为钢绞线抗拉强度标准值。经计算，采用该预应力调整方案，标准组合下距离主墩中心线约12m处的箱梁顶缘应力降到14．77MPa，满足规范要求。

2．2成桥状态主梁线形的优化

采用原设计方案施工时，拆除主梁支架后，梁端发生4．2cm的竖向下挠变形。按该方案施工时，拆除主梁支架后，梁端发生7．1cm的竖向下挠变形，比原设计方案大2．9cm。由于支架施工转体梁段时预拱度是根据原设计方案设置的。因此，为了保证主梁线形，通过增加铺装层的厚度对主梁线形进行调整：转体梁段端部铺装层厚度增加2．9cm，主墩中心和主梁端部不增加，中间部分按直线拟合。进行结构计算时将增加的铺装计入二期恒载。

3结构计算分析

采用MIDAS有限元软件，按照优化后的顶板局部补强方案对结构进行计算分析，计算时考虑预应力偏位的影响。有限元模型如图5所示。

3．1施工阶段结构计算结果及分析

优化的顶板局部补强方案下箱梁顶、底板最大及最小正应力如表3所示。由表3可以看出维修各施工阶段顶、底板截面均未出现拉应力，最大压应力为13．7MPa，小于C45混凝土施工阶段压应力限值20．72MPa，施工过程应力满足规范［7］要求。

3．2成桥状态结构计算结果及分析

（1）承载能力基本组合下，主梁的最大正弯矩出现在距离墩顶55．5m处，弯矩值为166413．7kN•m，对应的抗力为401212．8kN•m，主梁的最大负弯矩出现在距离墩顶4m处，弯矩值为－1807370．0kN•m，对应的抗力为－2196755．8kN•m，内力的绝对值均小于相应截面的抗力值，主梁承载能力满足规范要求。（2）短期组合下，箱梁截面上缘墩顶附近出现了拉应力，最大值为0．57MPa；箱梁截面下缘最大正应力均为压应力，未出现拉应力。墩顶的拉应力是由于计算的失真导致的，且应力数值很小，主梁正截面抗裂满足全预应力结构要求。短期组合下，箱梁截面最大主拉应力出现在主墩两侧附近，最大值为0．92MPa，小于C45主拉应力限值1．004MPa，主梁斜截面抗裂验算满足规范要求。（3）标准组合下，箱梁截面上缘最大压应力出现在距离主墩中心线12m附近，最大值为14．71MPa，小于正截面压应力限值14．8MPa；箱梁截面下缘最大压应力出现在合龙段附近，最大值为12．66MPa，小于正截面压应力限值14．8MPa，主梁正截面压应力验算满足规范要求。标准组合下，箱梁截面最大主压应力出现在距离主墩中心线12m附近，最大值为14．71MPa，小于C45主压应力限值17．76MPa，主梁斜截面主压应力验算满足规范要求。（4）按短期组合计算结构挠度，消除结构自重产生的挠度为22．4mm，考虑长期效应系数1．4375，挠度为22．4mm×1．4375＝32．2mm，主梁挠度限值L／600＝73000mm／600＝121．7mm，主梁刚度满足规范要求。

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1.1科学的培训理论欠缺,不能对培训给以正确的引导

我国很多田径项目的教员进行训练时安排的训练方案对运动员来说,是不符合运动员身体训练规律的,在处理田径运动中步频和步长的训练时,通常会根据训练实际需求来改变训练方案,从而无法形成固定模式,更无从谈合适的指导。尤其突出的一个现象是教练往往不将运动员自身的身体以及技术现状作为考量依据,相反却根据那些具有领先技术的外国运动员训练时得出的数据来对我国运动员进行训练,完全忽视了体能、竞技运动水平等必要因素。

1.2训练没有达到系统化要求

无论是田径竞技运动员还是其他项目的运动员,其培养都不能根据赛场上得出的成绩来衡量运动员,也不能只关注短期效果,正确的方式是观察训练时运动员所表现出来的状态,从本质上发现运动员的体质及其在体育方面的潜力,田径运动员的培养不是关注暂时利益,是始于青少年时期,接受正规、系统、全面、科学的培训,然而这也是我国目前正在努力的方向。

1.3缺乏体育综合能力方面的培训

在田径训练过程中,一旦只是重视运动员的技巧上,那么只不过仅可造就一批田径工具而已,在倡导“和谐”的社会大环境下,运动员的训练必须更加以人为本,教练在制定培训方案过程中,必须高度重视运动员文化教育及心理素质培养,根据教育部规定,对运动员进行文化课及心理素质教育的训练是常规科目。与此同时,也不能忽略对各个运动项目的适应能力的培训,目的在于对运动员的身体素质进行有效的调节,以保障全方位开发及提升运动员身体素质。当前仅仅局限在田径能力方面这一做法毋庸置疑是错误的。就当前我国在田径项目的培训方式中可以看出,很大一部分都将对运动员进行的文化课及心理素质培训忽视掉,单纯考虑训练体能方面,功利性十足,从而造成了运动员也只从心里把田径运动看成是一种任务,甚至是一种谋生手段、一个职业而已,无法从内心认同这是终身事业。在这样既缺乏科学理论指导、又缺乏正确的训练训练态度的条件下,必将不会提升我国田径事业在世界上的水平。

2详细讨论田径运动中训练周期

2.1准备期

在准备期中,运动员的体能训练(含耐力训练、爆发力训练、超重恢复训练等等)是必备的,同时应该将田径训练中的不同任务和要求考虑在内,根据特殊情况设定不同训练阶段,例如,每个训练阶段可以设定为1～2个月,在这期间可以高度集中某一项训练科目,对运动员进行专项的基础的训练,这种方式极具目的性,能够得到较好的训练效果。由于时间较长,准备期的特点主要是训练节奏长、训练周期大、训练强度低、项目数量多等等。

2.2比赛期

比赛期,一般以半个月左右为限,这是一个比较短的实践周期,通常它会以适应性训练为主,目的在于调整身体基本状况,使之适应比赛而进行赛前适应性训练。这一时期运动员的主要训练特点体现是训练强度低,主要开展适应性和稳定性训练,重点是田径竞技项目起步阶段的读秒反映训练、比赛阶段的起速保持和呼吸调整训练、冲刺阶段的加速训练、临近终点阶段的凋整恢复训练等,另外也不应忽视对运动员进行心理调整训练以及抗压能力训练等等。

2.3恢复期

恢复期是一个短节奏的训练期,在这期间运动员的训练内容集中在调整、恢复上,它是保证运动员能够恢复身体机能的重要阶段,这个时期特点是训练负担较轻,通常来说都是一些基础性训练,难度小、时问短、科目小,但这是一个沟通各个训练周期和环节的保障期间。

3田径运动员训练方案的制定

3.1训练方案的制定要彰显周期性理论

田径竞技运动训练的周期主要就是上述的准备期、比赛期和恢复期,在制定训练方案时必须要按照项目周期性理论来制定各个阶段的训练方案。按照田径各项目比赛回合之间相隔的时间,田径训诫周期中的准备期、比赛期、恢复期再加以详细的划分为各不相同的小阶段、小周期,再根据每个项目特点的不同分别制定各小阶段、小周期的训练内容的强度。如在各小阶段、小周期的训练中制定相应项目运动员所需输出的力量值及技巧的训练方略。

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2质量要素与权重

产品质量是一个整体性的要素，通常包含了若干个不同的方面，如安全、功能、性能、耐久性等，要获得整个产品的整体质量评价，就需要将尽可能多的质量要素都囊括进测试中。因此，我们通过以下几种方式搜集智能手机产品的质量要素并根据消费者的重视程度确定权重：互联网上对消费者意见的征集；消委会对产品质量问题投诉的统计分析：对电子商务网站上针对各个产品“差评”信息的整理。行业专家建议；

3试验项目

我们采用了主观评价和客观试验相结合的方式来进行试验。客观试验，即采用标准方法或自行设计的试验方法，对手机的某个参数、指标进行检测，例如，手机的耐久性试验中，跌落和防水可以采用标准方法，屏幕耐划痕可以自行设计实验进行检测。但是部分项目无法采用客观测试的方法，例如多媒体功能中的拍照功能，照片的分辨率、色彩还原能力等客观指标固然重要，但测试人员对照片效果进行主观评判得到的结果更加具有说服力，因此我们采用主观对比评价的方式进行打分。我们建立了一只由8名普通消费者和2名专业工程师共10人组成的主观评价团队。为了更好的完成主观评价的内容，我们通过新闻媒体公开征集了8名参与比较试验的消费者，并对参与者进行严格审查和挑选，以确保其公正性。消费者由4男4女组成，年龄最小18岁，最大51岁，涵盖每个年龄段的消费者，消费者代表的职业背景包括了学生、教师、公司白领、私营业主等，覆盖了不同的消费者群体。为了保证比较试验的公正性，我们对参与主观评价的人员进行比较试验前的培训和纪律要求，并将样品的机身和充电器LOGO和厂商信息部分进行覆盖处理，并对样品进行编号，全程“盲检”。

4结果展示

对于消费者来说，实验室本身的测试结果通常是难于理解的，因此，为了使消费者对比较试验结果更易于理解，更好地满足消费者多样性、个性化的选择，实验室的测试数据将按照事先讨论确定的评分规则转化为评级。首先，我们在报告中列出我们进行的所有试验项目，并为每一个项目加上简单的描述，以便使消费者能够认识到，这个项目反映了智能手机哪一方面的质量因素，然后，我们将试验结果转化为个单项项目的分数。报告中同时体现总体评分和单项评分，消费者可以根据评价结果结合自身情况和需求，选择适合自己的产品。

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1.1.1取水口拦污栅及启闭设备

1)优化选型布置设计。发电引水隧洞喇叭口底槛678.50mm处设置1孔拦污栅，单孔孔口尺寸为7.5m×10.0m，检修平台高程717.00m，设计水头4.0m，最大引用流量为42.58m3/s，平均过栅流速为0.811m/s，拦污栅重量为26.0t，栅槽埋件重17.0t，型式为平面滑动式拦污栅。选用1台QPG2×250kN－38m高扬程卷扬式启闭机，安装高程726.20m，操作运行条件为静水启闭。2)蓄水安全复核计算。拦污栅主支承是增强四氟NL150CHI型滑块，最大线荷载为25kN/cm，反向支承是钢滑块。栅条间距50mm，栅体主材为Q235B，内力分析计算［2］成果为:主梁最大压应力为105.35N/mm2，发生在跨中处;最大剪力为21.01N/mm2，发生在支座处;最大挠度为9.5mm，发生在跨中处;栅条弯应力为53.1N/mm2，发生在跨中处。拦污栅重量为247kN，提栅清污时考虑污物重量为100kN，拦污栅启闭力为450.1kN，启闭机容量为2×250kN。

1.1.2取水口事故闸门及启闭设备

1)优化选型布置设计。在拦污栅的下游设置1扇事故闸门，孔口尺寸为4.5m×4.8m，底槛高程680.00m，检修平台高程717.00m，设计水头37.0m，闸门型式为平面定轮钢闸门。选用1台安装高程为726.20m上的QPG2×800kN－38m高扬程卷扬机控制闸门，操作运行条件为动闭静启。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构、水封装置、4个简支轮主支承(同时兼做反向支承)、4个侧向限位装置和充水阀装置等组成。受力计算采用假设平面体系，按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，进行强度、刚度和稳定性验算。闸门在设计水头下动水操作会受到不同程度的动力荷载，动力系数取1.1。门体材料为Q235B，内力分析计算结果为:闸门承受的静水压力为7713.7kN，动水压力为8485.1kN;面板折算应力为157.03N/mm2;主梁最大压应力为128.1N/mm2，位于跨中处。最大剪力为49.2，位于支座处。最大挠度为2.71mm，位于跨中处;主轮与轨道的接触应力为844.06N/mm2;主轨颈部局部承压应力为173.36N/mm2;闸门闭门力为－659.1kN，启门力为479.6kN，持住力为1394.4kN;启闭机容量为2×800kN。

1.2泄水系统闸门及启闭设备

1.2.1溢洪道弧形工作闸门

1)优化选型布置设计。该闸门设置在溢洪道上，底槛设置在堰顶下游侧704.80m处，堰顶高程为717.00m，共设置3孔闸门，启闭机安装高程为719.50m。闸门运行方式为动水启闭，主要承担水库的泄洪任务。闸门的孔口尺寸为12.0m×8.5m(宽×高)，设计水头为8.2m。型式为露顶式弧形闸门，其面板曲率半径为10.0m，支铰高度为5.5m，其结构布置见图1。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构(焊接件)、水封装置、支臂、支铰和侧轮等所组成，支承为斜支臂。受力计算采用假设平面体系，并按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，对闸门的设计条件和校核条件进行强度、刚度和稳定性验算。闸门在动水操作条件下各部件尚需承受的不同程度的动力荷载，故将设计水头作用在闸门部件上的静水压力乘以动力系数，考虑为最不利的荷载组合，动力系数取1.1。门体材料为Q235B，内力分析计算结果表明:闸门承受的静水压力为4218.0kN，动水压力为4639.8kN;面板折算应力为181.8N/mm2;主梁最大压应力为106.3N/mm2，位于跨中处。最大剪力为69.2，位于支座处。最大挠度为4.36mm，位于跨中处;支臂平面内应力为76.2N/mm2;主支臂平面外应力为66.3N/mm2;闸门启门力为441.7kN，闭门力为246.3kN;启闭机容量为2×250kN。

1.2.2放空底孔进口事故闸门

1)优化选型布置设计。在放空底孔进口设置一道事故闸门，孔口尺寸为2.5m×2.6m(宽×高)，设计水头52.0m。底槛高程为665.00m，检修平台高程为717.00m，启闭机安装平台高程为723.50m。闸门运行方式为动闭静启，由1套QPG800kN－53m高扬程卷扬机控制。当水库需要放空时小开度提门充水平压，待前后水压差小于4m时，再开启事故闸门。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构(焊接件)、水封装置、4个悬臂轮主支承(同时兼做反向支承)、4个侧向限位装置等所组成。受力计算采用假设平面体系，按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，进行强度、刚度和稳定性验算。闸门在设计水头下动水操作会受到不同程度的动力荷载，动力系数取1.1。门体主材为Q235B，内力分析计算结果表明:闸门承受的静水压力为3491.5kN，淤沙压力为619.6kN，总压力为4111.1kN;面板折算应力为187.9N/mm2;主梁最大压应力为101.27N/mm2，位于跨中处。最大剪力为65.4，位于支座处。最大挠度为0.76mm，位于跨中处;主轮与轨道的接触应力为663.1N/mm2;闸门启门力为769.1kN，闭门力为－22.0kN，持住力为206.3kN;启闭机容量为800kN。

1.2.3放空底孔出口弧形工作闸门

1)优化选型布置设计。在放空底孔出口设置一道弧形工作闸门，孔口尺寸为2.5m×2.2m(宽×高)，承压水头为52.0m，型式为潜孔式弧形钢闸门，底槛高程为665.00m，检修平台高程为668.70m，启闭机安装平台高程为674.60m。闸门运行方式为动水启闭，选用1套QH-SY－500/150kN－4.0m弧门潜孔液压启闭机控制闸门，闸门长期处于闭门挡水状态。当水库需要放空时，动水开启该闸门锁定于检修平台上，待放空完毕，放下工作闸门封闭孔口蓄水。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构(焊接件)、水封装置、2个支铰支承和4个侧向限位装置等所组成。受力计算采用假设平面体系，按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，进行强度、刚度和稳定性验算。闸门在实际操作中会受到不同程度的动力荷载，动力系数取1.1。门体主材为Q235B，内力分析计算结果为:闸门承受的静水压力为3329.7kN，动水压力为3662.7kN;面板折算应力为183.9N/mm2;主梁最大压应力为33.2N/mm2，位于跨中处。最大剪力为24.4，位于支座处。最大挠度为0.12mm，位于跨中处;支臂平面内应力为98.4N/mm2;闸门启门力为248.8kN，闭门力为122.7kN;启闭机容量为500/150kN。

1.2.4导流隧洞封堵闸门

1)优化选型布置设计。导流隧洞进口设置封堵工作闸门一扇，孔口尺寸为5.0m×6.5m(宽×高)，承压水头为44.3m，闭门水头:20m，型式为潜孔式平面钢闸门，底槛高程为647.70m，检修平台高程为659.00m，启闭机安装平台高程为667.50m。闸门运行方式为动水启闭，选用1套QPQ630kN－13m卷扬式启闭机控制闸门，闸门仅用于导流隧洞封堵时使用，导流隧洞在枯水季节封堵下闸门。因受启闭机平台高程的限制(启闭机平台高程为667.50m)，闭门时最不利水头工况为启闭高程，即水头为20m，因此整个闸门启闭按最不利的情况下水头20m计算。2)蓄水安全复核计算。闸门由门叶结构(焊接件)、水封装置、12个主滑块和8个反向滑块装置等所组成。受力计算采用假设平面体系，按照实际可能发生的最不利荷载组合情况，进行强度、刚度和稳定性验算。门体主材为Q235B，内力分析计算结果为:闸门承受的静水压力为13501.9kN，发生在设计水头44.3m处;材料容许应力(抗拉、抗压和抗弯)为142.5kN，容许应力(抗剪)为85.5kN;面板折算应力为138N/mm2;主梁最大压应力为84.6N/mm2，位于跨中处。最大剪力为71.92，位于支座处。最大挠度为3.78mm，位于跨中处;闸门闭门力为145kN;水柱压力为898.60kN;启闭机容量为630kN。

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(1)清洁生产方案

一是由若干个无/低费方案和中/高费方案构成，前者是指可迅速采取措施进行解决、无需投资或投资很少、容易在短期(如审计期间)内见效的清洁生产措施和方案，后者多指技改投资或实施周期跨度相对较大的清洁生产措施和方案;二是无/低费方案和中/高费方案的实际产生机制，有时并不尽相同。

(2)清洁生产方案产生通则

一是《清洁生产审核暂行办法》(2004年)第十三条明确:对物料流失、资源浪费、污染物产生和排放进行分析，提出清洁生产实施方案;二是《上海市重点企业清洁生产审核报告及验收工作报告编制格式要求(试行)》(2013年)要求:明确清洁生产方案的产生过程与企业通过清洁生产审核所建立的产生方案的内部机制。

(3)清洁生产方案产生过程

包括方案产生范围、方案征集对象和方案采集路径等。

①方案产生范围，主要从原辅材料和能源、技术工艺、设备、过程控制、产品、管理、员工和废物等8个方面产生清洁生产方案。

②方案征集对象，包括被审核企业全体员工、行业专家及清洁生产审核人员。

③方案采集路径，一是企业员工以合理化建议形式提出清洁生产方案，其特点是广种薄收且多为无费或低费;二是根据物料平衡测试分析，产生针对性且绩效突出的清洁生产方案;三是收集并类比国内外同行业先进技术，产生既具有前瞻性又满足可操作性的清洁生产方案;四是组织行业专家以技术咨询形式产生清洁生产方案，其特点是创造性、新颖性和风险性并举。是清洁生产方案产生过程及其主次路径示意。

1.2碳纤维清洁生产方案设计讨论

(1)碳纤维行业的现状

我国碳纤维行业经过长期的自主研发，打破了国外技术装备的封锁，千吨级工业化装置关键技术取得突破，产业化步伐逐步加快。目前主要存在技术创新能力弱、工艺装备不完善、产品性能不稳定、生产成本高、低水平重复建设、高端品种产业化水平低、标准化建设滞后、下游应用开发严重不足等诸多问题。《加快推进碳纤维行业发展行动计划》(2013年)提出:着力突破关键共性技术和装备，发展高性能碳纤维产品;着力加强现有生产工艺装置的技术改造，实现高质量和低成本稳定生产;着力培育碳纤维及其复合材料下游市场，促进上下游协调发展;着力推进联合重组，不断提高碳纤维产业集中度。构建技术先进、结构合理、上下游协调、军民融合发展的碳纤维产业体系。

(2)碳纤维行业清洁生产及其审核的特点

一是碳纤维行业推广清洁生产具有积极作用，因为碳纤维的加工制造过程，决定其能源消耗和废气排放都是大量的，即1kg原丝经历预氧化、低温碳化和高温碳化处理后，固态纤维仅剩余49.6%(质量分数)，其间有质量分数50.4%的份额转变为气态废气(见表1);二是碳纤维行业的清洁生产正处于起步阶段，由生产工艺与装备要求、资源能源利用指标、产品指标、污染物产生指标、废物综合利用指标和环境管理要求指标等内容，以及碳纤维清洁生产水平评价体系尚待完善;三是目前整个碳纤维行业的技术装备及其制造过程，在国内外都属于高度商业机密范畴，这既给清洁生产标准或清洁生产指标体系的制定带来一定的难度，也相对制约了清洁生产审核的实施，乃至清洁生产方案的产生和实施。

(3)碳纤维清洁生产方案设计讨论

首先，受前述特殊性影响，尤其是技术装备和制造过程的保密性，不仅缩小了方案的征集对象、范围，而且限制了方案的采集路径。倘若沿用其他行业清洁生产方案产生的模式，显然不足以支撑碳纤维清洁生产方案的产生。因此，有关碳纤维清洁生产方案产生的征集对象、范围和路径，应当在现有模式基础上有所调整和扩展。其次，诸如征集对象、范围和路径的调整和扩展，应当既符合国家碳纤维产业和清洁生产政策，也应当适用市场经济机制。研究认为，涉及碳纤维加工制造的科技文献和公开专利，属于这种调整和扩展的途径之一，其理由包括:

①文献和专利的作者、发明人或申请(授权)人，可以归结为行业专家的范畴。因此，这类人员应当属于征集对象、范围和采集路径的调整和扩展;

②文献和专利也是当今碳纤维加工制造先进性的一种表征形式，一定程度上体现了未来碳纤维行业创新发展的一种趋势，因此，文献与专利属于类似清洁生产标准、清洁生产指标体系或者国内外同行业先进技术的调整和扩展。当然，基于公开专利的调整和扩展，还要考虑知识产权因素。

2方案设计

2.1无/低费清洁生产方案举例

以优化生产工艺、改善上浆效果和改进检测方法为例，研究无/低费清洁生产方案设计，符合其无需投资或投资很少、容易在短期内见效的特征。

2.1.1优化生产工艺

(1)采用新的牵伸方法

在聚丙烯腈基纤维原丝生产中，经上油之后，无需经干燥致密化，直接进入干燥－牵伸，然后进行热定型。该清洁生产方案在保证原丝品质和性能的前提下，既可缩短和简化工艺流程，又可降低生产成本。

(2)减少碳纤维预氧化毛丝产生

首先取聚丙烯腈基碳纤维原丝，用纯水浸渍，浸至原丝的含水量为5%～15%(质量分数)，或者用环氧乙烷改性硅油乳液或氨改性硅油乳液浸渍，浸至原丝的含水量为5%～15%(质量分数)，油剂附着量为0.4%～1.2%(质量分数);其次对浸渍处理的原丝进行定型处理。

2.1.2改善上浆效果

(1)变更上浆形式

早期工业化生产的研究成果表明，单一的上浆(上油)形式，包括辊筒上浆(油轮毛毡)法、喷雾喷淋法和辊筒浸渍法等，以浸渍法上浆效果为优。然而，采用多重组合上浆形式，在弥补类似表2上浆(上油)偏差的同时，通过技术装备(单元)的辅助功能再现，可省去辊筒浸渍法单元设备，如多道喷雾喷淋法。

(2)变更上浆乳液品种

高性能碳纤维及原丝所用油剂(或上浆剂)多为硅系，为提高油剂耐热性、亲水性和成膜性，通常需要对硅油进行复配改性。变更上浆乳液品种，可以提升油剂(或上浆剂)对具体技术装备的专用性;同时，考虑替换的成本差值，将此类方案归于无/低费清洁生产方案。

2.1.3改进检测方法

针对高温分解法、溶剂抽提法、碱减量处理法和超声波测定法等不同碳纤维上浆剂含量检测方法存在的缺陷，结合碳纤维表面上浆工艺技术，对在线取样及水分溶剂干燥等清洁生产新方法加以改进。该方案具有检测准确、操作简便性、能源及溶剂消耗少和无废弃物减排等特点。

2.2中/高费清洁

生产方案举例以聚丙烯腈基碳纤维表面处理技术单元、高温废气处理为例，研究中/高费清洁生产方案设计，体现其技改投资、实施周期跨度相对较大的特征。

2.2.1表面处理技术单元

为了提升最终碳纤维产品的实用性，满足后期复合化和深入加工需求，经碳化处理的碳纤维丝束都要经过表面处理，主要有阳极电解氧化、臭氧氧化、气相氧化、气液双效等方法。基于专利申请的统计结果表明，2008—2010年期间的11个碳纤维表面处理专利申请中，约有一半的发明因各种原因未能被授权;2008—2013年期间专利申请中，有关液相表面处理方法与气相表面处理方法之比为12∶2。当碳纤维表面处理采用液相氧化法时，需要经过水洗以去除附着在碳纤维丝束表面的电解质。就节约水资源和简化工序操作而言，碳纤维气相氧化法表面处理技术的清洁生产方案更加值得关注。

2.2.2高温废气处理

通常采用吸收法、吸附法以及燃烧法处理碳纤维预氧化和碳化中产生的大量废气。吸收法工艺简单、成本低、技术比较成熟，但其处理效率低、治理不彻底，在工业化生产中容易造成二次污染;吸附法采用的吸附剂虽具有较高吸附能力，但受吸附容量的限制，须频繁更换吸附剂，且生产成本高;催化燃烧法治理碳纤维氢氰酸废气，氢氰酸转化率高，治理效果好，二次污染少，但是管理和运作成本很高;直接燃烧法操作简单，但能源综合利用效率低，且排放大量二氧化碳气体。高温废气处理的中/高费清洁生产方案，包括:

(1)烟气管道辅助加热保温。由表1可知，在低温碳化炉43.3%的失重物质中，有不少以焦油的形式排出;随着高温废气物的降温，焦油废气会在排气管道内稠化;清洁生产方案的设计要点是管道外壁增加辅助加热，以保证管道内废气温度在630～650℃，避免焦油在管道内壁的稠化凝结。

(2)直接燃烧法高温尾气热能回收。即通过换热器对850℃的高温尾气进行热能回收，再利用途径包括:一是预热焚烧炉新鲜空气;二是辅助加热烟气管道。

3结语

(1)碳纤维行业清洁

生产正处于起步阶段，诸如生产工艺与装备要求、资源能源利用指标、产品指标、污染物产生指标、废物综合利用指标和环境管理要求指标等要素内容，以及碳纤维清洁生产水平评价体系尚待完善。

篇（6）

夏季除湿工况，从节能角度，在保持最低换风次数要求的前提下，使新风阀处于最小开度。根据我国暖通空调规范规定：对于室温允许±1.0℃波动范围的空调区域，换气次数应大于或等于5次/时（最小送风量）。保证最低换气次数，回风阀最小开度计算：为获取新风量数值，在新风直管段设置风速检测口，日常运行时封堵，检测时插入风速仪测量新风风速。参数定义：空调控制区域容积-VN空调新风量-Qx新风管截面积-Sx新风管测得风速-则新风量Qx=SxVx,欲使室内换风次数每小时达到5次，须满足：Vx=。通过调整新风阀开度，使风速vx满足上式要求，确认并记录该风速下的新风阀开度。为满足空调节能运行要求，夏季除湿阶段，新风阀可保持这一开度值，定期测试风速，实施新风阀开度值修正。

1.2温、湿度分控模式

在夏季降温除湿工况时，将原有温、湿度联合控制程序调整为温、湿度独立分控程序，即根据室内回风含湿量(通过回风温湿度计算转化得出)与室内设定工况含湿量之间的差值，或根据新风湿度的变化跟踪室内设定工况湿度通过PI调节，来控制主表冷器（除湿通道）的阀门开度；根据室内回风温度与室内设定温度之间的差值，来控制副表冷器（降温通道）的阀门开度。过渡季，仍按原变新风比或全新风运行，只是需要增加旁通新风阀的开关控制，具体逻辑是当室外工况进入过渡季、新风除湿电动冷水阀关闭，旁通新风阀应同时打开。当室外处于夏季除湿工况时、新风除湿电动冷水阀开度不为零，旁通新风阀应处于关闭状态。过渡季对新风量的调节仍由原新风、回风调节阀负责。

2、常规控制与双通道温湿度独立控制热力工况对比分析

2.1参数定义

G1－新风量N－室内设定点G2－回风量W－夏季室外状态点G－总风量（G1+G2）C－混风状态点i－焓值L－机器露点Q－冷量消耗O－夏季送风状态点

2.2常规空调系统在夏季除湿工况下的再热分析

2.2.1常规夏季除湿空气热湿处理过程卷烟厂空调系统为卷烟生产工艺提供高精度的室内温湿度环境，系统一般都配有表冷、加热、加湿等多种热湿处理手段。常规空调系统夏季热湿处理过程为：新回风混合后，经表冷器降温除湿，再经加热器再热，达到送风状态点后向室内送风。其对应的空气处理过程焓湿图表述常规空调系统在夏季除湿工况下的空气处理过程焓湿图。

2.2.2常规表冷处理冷量消耗计算1）混风状态点（C）焓值计算：根据：，得出：iC=iN+（iW-iN）2）冷量（Q）消耗计算：Q=（G1+G2）（iC-iL）=（G1+G2）（iN-iO）室内负荷+（G1+G2）（iO-iL）再热负荷+G1（iW-iN）新风负荷。

2.3双通道温湿度独立处理方案的节能分析

2.3.1双通道除湿工况空气热湿处理过程根据上文所述，空调系统双通道温湿度独立处理过程概括为：新风（或与部分回风混合）经主表冷器降温除湿，回风经副表冷器干冷却后，新回风进一步混合，达到送风状态点后向室内送风。

2.3.2温湿度分控冷量消耗：1）混风状态点（C）焓值计算根据：=得出：iC=iN-(iN-iL)2）冷量（Q）消耗计算：Q=G1（iW-iL）+（G1+G2）（iC-iO）=（G1+G2）（iN-iO）室内负荷+G1（iW-iN）新风负荷温湿度分控冷量消耗与常规处理冷量消耗比较，常规夏季除湿空气热湿处理过程中（G1+G2）（iO-iL）再热负荷部分已消除。

篇（7）

引言

科学技术的飞速发展，产品功能要求的日益增多，复杂性增加，寿命期缩短，更新换代速度加快。然而，产品的设计，尤其是机械产品方案的设计手段，则显得力不从心，跟不上时展的需要。目前，计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究，并初见成效，而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。为此，作者在阅读了大量文献的基础上，概括总结了国内外设计学者进行方案设计时采用的方法，并讨论了各种方法之间的有机联系和机械产品方案设计计算机实现的发展趋势。

根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征，可以将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。

1、系统化设计方法

系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。

系统化设计思想于70年代由德国学者Pahl和Beitz教授提出，他们以系统理论为基础，制订了设计的一般模式，倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上，制订出标准VDI2221“技术系统和产品的开发设计方法。

制定的机械产品方案设计进程模式，基本上沿用了德国标准VDI2221的设计方式。除此之外，我国许多设计学者在进行产品方案设计时还借鉴和引用了其他发达国家的系统化设计思想，其中具有代表性的是：

(1)将用户需求作为产品功能特征构思、结构设计和零件设计、工艺规划、作业控制等的基础，从产品开发的宏观过程出发，利用质量功能布置方法，系统地将用户需求信息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。

(2)将产品看作有机体层次上的生命系统，并借助于生命系统理论，把产品的设计过程划分成功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。同时采用了生命系统图符抽象地表达产品的功能要求，形成产品功能系统结构。

(3)将机械设计中系统科学的应用归纳为两个基本问题：一是把要设计的产品作为一个系统处理，最佳地确定其组成部分(单元)及其相互关系；二是将产品设计过程看成一个系统，根据设计目标，正确、合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段。

由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同，进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。

1.1设计元素法

用五个设计元素(功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数)描述“产品解”，认为一个产品的五个设计元素值确定之后，产品的所有特征和特征值即已确定。我国亦有设计学者采用了类似方法描述产品的原理解。

1.2图形建模法

研制的“设计分析和引导系统”KALEIT，用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息，实现了系统结构、功能关系的图形化建模，以及功能层之间的联接。

将设计划分成辅助方法和信息交换两个方面，利用Nijssen信息分析方法可以采用图形符号、具有内容丰富的语义模型结构、可以描述集成条件、可以划分约束类型、可以实现关系间的任意结合等特点，将设计方法解与信息技术进行集成，实现了设计过程中不同抽象层间信息关系的图形化建模。

文献［11］将语义设计网作为设计工具，在其开发的活性语义设计网ASK中，采用结点和线条组成的网络描述设计，结点表示元件化的单元(如设计任务、功能、构件或加工设备等)，线条用以调整和定义结点间不同的语义关系，由此为设计过程中的所有活动和结果预先建立模型，使早期设计要求的定义到每一个结构的具体描述均可由关系间的定义表达，实现了计算机辅助设计过程由抽象到具体的飞跃。

1.3“构思”—“设计”法

将产品的方案设计分成“构思”和“设计”两个阶段。“构思”阶段的任务是寻求、选择和组合满足设计任务要求的原理解。“设计”阶段的工作则是具体实现构思阶段的原理解。

将方案的“构思”具体描述为：根据合适的功能结构，寻求满足设计任务要求的原理解。即功能结构中的分功能由“结构元素”实现，并将“结构元素”间的物理联接定义为“功能载体”，“功能载体”和“结构元素”间的相互作用又形成了功能示意图(机械运动简图)。方案的“设计”是根据功能示意图，先定性地描述所有的“功能载体”和“结构元素”，再定量地描述所有“结构元素”和联接件(“功能载体”)的形状及位置，得到结构示意图。Roper，H.利用图论理论，借助于由他定义的“总设计单元(GE)”、“结构元素(KE)”、“功能结构元素(FKE)”、“联接结构元素(VKE)”、“结构零件(KT)”、“结构元素零件(KET)”等概念，以及描述结构元素尺寸、位置和传动参数间相互关系的若干种简图，把设计专家凭直觉设计的方法做了形式化的描述，形成了有效地应用现有知识的方法，并将其应用于“构思”和“设计”阶段。

从设计方法学的观点出发，将明确了设计任务后的设计工作分为三步：1)获取功能和功能结构(简称为“功能”)；2)寻找效应(简称为“效应”)；3)寻找结构(简称为“构形规则”)。并用下述四种策略描述机械产品构思阶段的工作流程：策略1：分别考虑“功能”、“效应”和“构形规则”。因此，可以在各个工作步骤中分别创建变型方案，由此产生广泛的原理解谱。策略2：“效应”与“构形规则”(包括设计者创建的规则)关联，单独考虑功能(通常与设计任务相关)。此时，辨别典型的构形规则及其所属效应需要有丰富的经验，产生的方案谱远远少于策略1的方案谱。策略3：“功能”、“效应”、“构形规则”三者密切相关。适用于功能、效应和构形规则间没有选择余地、具有特殊要求的领域，如超小型机械、特大型机械、价值高的功能零件，以及有特殊功能要求的零部件等等。策略4：针对设计要求进行结构化求解。该策略从已有的零件出发，通过零件间不同的排序和连接，获得预期功能。

1.4矩阵设计法

在方案设计过程中采用“要求—功能”逻辑树(“与或”树)描述要求、功能之间的相互关系，得到满足要求的功能设计解集，形成不同的设计方案。再根据“要求—功能”逻辑树建立“要求—功能”关联矩阵，以描述满足要求所需功能之间的复杂关系，表示出要求与功能间一一对应的关系。

Kotaetal将矩阵作为机械系统方案设计的基础，把机械系统的设计空间分解为功能子空间，每个子空间只表示方案设计的一个模块，在抽象阶段的高层，每个设计模块用运动转换矩阵和一个可进行操作的约束矢量表示；在抽象阶段的低层，每个设计模块被表示为参数矩阵和一个运动方程。

1.5键合图法

将组成系统元件的功能分成产生能量、消耗能量、转变能量形式、传递能量等各种类型，并借用键合图表达元件的功能解，希望将基于功能的模型与键合图结合，实现功能结构的自动生成和功能结构与键合图之间的自动转换，寻求由键合图产生多个设计方案的方法。

2、结构模块化设计方法

从规划产品的角度提出：定义设计任务时以功能化的产品结构为基础，引用已有的产品解(如通用零件部件等)描述设计任务，即分解任务时就考虑每个分任务是否存在对应的产品解，这样，能够在产品规划阶段就消除设计任务中可能存在的矛盾，早期预测生产能力、费用，以及开发设计过程中计划的可调整性，由此提高设计效率和设计的可靠性，同时也降低新产品的成本。Feldmann将描述设计任务的功能化产品结构分为四层，(1)产品(2)功能组成(3)主要功能组件(4)功能元件。并采用面向应用的结构化特征目录，对功能元件进行更为具体的定性和定量描述。同时研制出适合于产品开发早期和设计初期使用的工具软件STRAT。

认为专用机械中多数功能可以采用已有的产品解，而具有新型解的专用功能只是少数，因此，在专用机械设计中采用功能化的产品结构，对于评价专用机械的设计、制造风险十分有利。

提倡在产品功能分析的基础上，将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构，通过选择和组合这些模块化基本结构组建成不同的产品。这些基本结构可以是零件、部件，甚至是一个系统。理想的模块化基本结构应该具有标准化的接口(联接和配合部)，并且是系列化、通用化、集成化、层次化、灵便化、经济化，具有互换性、相容性和相关性。我国结合软件构件技术和CAD技术，将变形设计与组合设计相结合，根据分级模块化原理，将加工中心机床由大到小分为产品级、部件级、组件级和元件级，并利用专家知识和CAD技术将它们组合成不同品种、不同规格的功能模块，再由这些功能模块组合成不同的加工中心总体方案。

以设计为目录作为选择变异机械结构的工具，提出将设计的解元素进行完整的、结构化的编排，形成解集设计目录。并在解集设计目录中列出评论每一个解的附加信息，非常有利于设计工程师选择解元素。

根据机械零部件的联接特征，将其归纳成四种类型：1)元件间直接定位，并具有自调整性的部件；2)结构上具有共性的组合件；3)具有嵌套式结构及嵌套式元件的联接；4)具有模块化结构和模块化元件的联接。并采用准符号表示典型元件和元件间的连接规则，由此实现元件间联接的算法化和概念的可视化。

在进行机械系统的方案设计中，用“功能建立”模块对功能进行分解，并规定功能分解的最佳“粒化”程度是功能与机构型式的一一对应。“结构建立”模块则作为功能解的选择对象以便于实现映射算法。

3、基于产品特征知识的设计方法

基于产品特征知识设计方法的主要特点是：用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验，建立相应的知识库及推理机，再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。

机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征，以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策，完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计算机辅助设计，必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。为此，国内外设计学者针对机械系统方案设计知识的自动化处理做了大量的研究工作，采用的方法可归纳为下述几种。

3.1编码法

根据“运动转换”功能(简称功能元)将机构进行分类，并利用代码描述功能元和机构类别，由此建立起“机构系统方案设计专家系统”知识库。在此基础上，将二元逻辑推理与模糊综合评判原理相结合，建立了该“专家系统”的推理机制，并用于四工位专用机床的方案设计中。

利用生物进化理论，通过自然选择和有性繁殖使生物体得以演化的原理，在机构方案设计中，运用网络图论方法将机构的结构表达为拓扑图，再通过编码技术，把机构的结构和性能转化为个体染色体的二进制数串，并根据设计要求编制适应值，运用生物进化理论控制繁殖机制，通过选择、交叉、突然变异等手段，淘汰适应值低的不适应个体，以极快的进化过程得到适应性最优的个体，即最符合设计要求的机构方案。

3.2知识的混合型表达法

针对复杂机械系统的方案设计，采用混合型的知识表达方式描述设计中的各类知识尤为适合，这一点已得到我国许多设计学者的共识。

在研制复杂产品方案设计智能决策支持系统DMDSS中，将规则、框架、过程和神经网络等知识表示方法有机地结合在一起，以适应设计中不同类型知识的描述。将多种单一的知识表达方法(规则、框架和过程)，按面向对象的编程原则，用框架的槽表示对象的属性，用规则表示对象的动态特征，用过程表示知识的处理，组成一种混合型的知识表达型式，并成功地研制出“面向对象的数控龙门铣床变速箱方案设计智能系统GBCDIS”和“变速箱结构设计专家系统GBSDES”。

3.3利用基于知识的开发工具

在联轴器的CAD系统中，利用基于知识的开发工具NEXPERT-OBJECT，借助于面向对象的方法，创建了面向对象的设计方法数据库，为设计者进行联轴器的方案设计和结构设计提供了广泛且可靠的设计方法谱。则利用NEXPERT描述直线导轨设计中需要基于知识进行设计的内容，由此寻求出基于知识的解，并开发出直线导轨设计专家系统。

3.4设计目录法

构造了“功能模块”、“功能元解”和“机构组”三级递进式设计目录，并将这三级递进式设计目录作为机械传动原理方案智能设计系统的知识库和开发设计的辅助工具。

3.5基于实例的方法

在研制设计型专家系统的知识库中，采用基本谓词描述设计要求、设计条件和选取的方案，用框架结构描述“工程实例”和各种“概念实体”，通过基于实例的推理技术产生候选解来配匹产品的设计要求。

4、智能化设计方法

智能化设计方法的主要特点是：根据设计方法学理论，借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，以及多媒体、超媒体工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述产品的结构。

在利用数学系统理论的同时，考虑了系统工程理论、产品设计技术和系统开发方法学VDI2221，研制出适合于产品设计初期使用的多媒体开发系统软件MUSE。

在进行自动取款机设计时，把产品的整个开发过程概括为“产品规划”、“开发”和“生产规划”三个阶段，并且充分利用了现有的CAD尖端技术——虚拟现实技术。1)产品规划—构思产品。其任务是确定产品的外部特性，如色彩、形状、表面质量、人机工程等等，并将最初的设想用CAD立体模型表示出，建立能够体现整个产品外形的简单模型，该模型可以在虚拟环境中建立，借助于数据帽和三维鼠标，用户还可在一定程度上参与到这一环境中，并且能够迅速地生成不同的造型和色彩。立体模型是检测外部形状效果的依据，也是几何图形显示设计变量的依据，同时还是开发过程中各类分析的基础。2)开发—设计产品。该阶段主要根据“系统合成”原理，在立体模型上配置和集成解元素，解元素根据设计目标的不同有不同的含义：可以是基本元素，如螺栓、轴或轮毂联接等；也可以是复合元素，如机、电、电子部件、控制技术或软件组成的传动系统；还可以是要求、特性、形状等等。将实现功能的关键性解元素配置到立体模型上之后，即可对产品的配置(设计模型中解元素间的关系)进行分析，产品配置分析是综合“产品规划”和“开发”结果的重要手段。3)生产规划—加工和装配产品。在这一阶段中，主要论述了装配过程中CAD技术的应用，提出用计算机图像显示解元素在相应位置的装配过程，即通过虚拟装配模型揭示造形和装配间的关系，由此发现难点和问题，并找出解决问题的方法，并认为将CAD技术综合应用于产品开发的三个阶段，可以使设计过程的综合与分析在“产品规划”、“开发”和“生产规划”中连续地交替进行。因此，可以较早地发现各个阶段中存在的问题，使产品在开发进程中不断地细化和完善。

我国利用虚拟现实技术进行设计还处于刚刚起步阶段。利用面向对象的技术，重点研究了按时序合成的机构组合方案设计专家系统，并借助于具有高性能图形和交换处理能力的OpenGL技术，在三维环境中从各个角度对专家系统设计出的方案进行观察，如运动中机构间的衔接状况是否产生冲突等等。

将构造标准模块、产品整体构造及其制造工艺和使用说明的拟订(见图1)称之为快速成型技术。建议在产品开发过程中将快速成型技术、多媒体技术以及虚拟表达与神经网络(应用于各个阶段求解过程需要的场合)结合应用。指出随着计算机软、硬件的不断完善，应尽可能地将多媒体图形处理技术应用于产品开发中，例如三维图形(立体模型)代替装配、拆卸和设计联接件时所需的立体结构想象力等等。

利用智能型CAD系统SIGRAPH-DESIGN作为开发平台，将产品的开发过程分为概念设计、装配设计和零件设计，并以变量设计技术为基础，建立了胶印机凸轮连杆机构的概念模型。从文献介绍的研究工作看，其概念模型是在确定了机构型、数综合的基础上，借助于软件SIGRAPH-DESIGN提供的变量设计功能，使原理图随着机构的结构参数变化而变化，并将概念模型的参数传递给下一级的装配模型、零件设计。

5、各类设计方法评述及发展趋势

综上所述，系统化设计方法将设计任务由抽象到具体(由设计的任务要求到实现该任务的方案或结构)进行层次划分，拟定出每一层欲实现的目标和方法，由浅入深、由抽象至具体地将各层有机地联系在一起，使整个设计过程系统化，使设计有规律可循，有方法可依，易于设计过程的计算机辅助实现。

结构模块化设计方法视具有某种功能的实现为一个结构模块，通过结构模块的组合，实现产品的方案设计。对于特定种类的机械产品，由于其组成部分的功能较为明确且相对稳定，结构模块的划分比较容易，因此，采用结构模块化方法进行方案设计较为合适。由于实体与功能之间并非是一一对应的关系，一个实体通常可以实现若干种功能，一个功能往往又可通过若干种实体予以实现。因此，若将结构模块化设计方法用于一般意义的产品方案设计，结构模块的划分和选用都比较困难，而且要求设计人员具有相当丰富的设计经验和广博的多学科领域知识。

机械产品的方案设计通常无法采用纯数学演算的方法进行，也难以用数学模型进行完整的描述，而需根据产品特征进行形式化的描述，借助于设计专家的知识和经验进行推理和决策。因此，欲实现计算机辅助产品的方案设计，必须解决计算机存储和运用产品设计知识和专家设计决策等有关方面的问题，由此形成基于产品特征知识的设计方法。

目前，智能化设计方法主要是利用三维图形软件和虚拟现实技术进行设计，直观性较好，开发初期用户可以在一定程度上直接参与到设计中，但系统性较差，且零部件的结构、形状、尺寸、位置的合理确定，要求软件具有较高的智能化程度，或者有丰富经验的设计者参与。

篇（8）

2刚柔混联机构

刀架下端与机架的连接采用板簧连接。采用连杆代替板簧连接，刀板的运动同样可以实现;但对于土壤中不可预测的切削情况，连杆机构使刀板与土壤硬物不可避免地刚性接触，容易损坏刀板，而且连杆结构很难承受高频振动与转动;相反，采用板簧作为柔性部件连接，刀板在和土壤硬物接触时会发生跳脱现象，提高了刀板在切削过程中的柔性，同时板簧依靠自身柔性能承受高频振动。对于实际工程问题，严格来说属于柔性多体动力学问题，但为使问题简化，往往将其简化成刚体动力学问题。然而，对于具有较大柔性的构件对机械系统的影响又不能不考虑，因此对于刚柔耦合多体系统模型的研究非常必要。本文在对刚柔混联机构建模仿真时将板簧作为柔性体，其他构件作为刚性体处理，可更准确地得到机构的运动情况及刀板的运动轨迹。

3建模仿真及结构优化

3．1ADAMS柔性体模块ADAMS推出的ADAMS/Flex模块能够实现同时包含刚体和柔体的机构动力学分析。同时，作为一款机械系统动力学仿真分析软件，其求解器采用多刚体动力学理论中的拉格朗日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。本文采用直接在ADAMS/View中建立柔性体的MNF文件，然后用柔性体替换原来的刚性体的方法建立柔性体。

3．2几何模型的建立以及导入

首先，在三维建模软件Pro/E中建立系统简化模型的各个组件，简化模型(见图2)用偏心轴代替转轴与偏心套的组合，偏心距为4mm;然后，在装配环境下进行装配，以确定各组件间的相对位置，以parasolid(*．x_t)格式保存副本;最后，打开软件ADAMS，以相应格式导入刚才保存的文件。

3．3添加约束、材料和载荷

机架与ground固定副连接，偏心轴与机架、刀架与偏心轴均采用转动副连接，板簧与机架、板簧与刀架均采用固定副连接;为偏心轴与机架的转动副添加驱动;为模型部件附加相应的材料。板簧材料为60Si2Mn，弹性模量E=206GPa，切变模量G=79．38GPa，泊松比μ=0．29。启用重力，在刀板上添加水平方向的切土阻力和竖直方向的振动阻力。利用ADAMS/AutoFlex模块设置相应的参数，建立板簧的柔性体模型来代替原来的刚性体。

3．4仿真

设定驱动转速n=21600d*time(即3600r/min)定义刀具推进方向(即水平方向)为x方向，垂直于刀具推进方向(即竖直方向)为Y方向。刀板上的MARKER_38点在Y、X方向上的位移随时间变化的图像如图3和图4所示。由图3和图4的仿真结果可知:刀板在竖直方向的振幅由偏心轴的偏心距决定;刀板在水平方向上的振幅为50～60mm，振动强度大且不稳定，不符合振动型二维切削的要求，因此结构需要优化改进。

3．5结构优化

优化方案:将板簧与刀架的固定副连接改为转动副连接，如图5所示;然后进行仿真，效果如图6和图7所示。结构优化后刀板上的MAKER_39点在Y、X方向上的位移随时间变化的图像如图6和图7所示。由图6和图7可知:刀板在Y方向上的振动与结构优化前相同，即由刀板竖直方向的振幅由偏心轴的偏心距决定;刀板在X方向的振幅在2．25mm左右且振动平稳，满足振动型二维切削的要求。

篇（9）

（1）每月末召开考核小组会议，综合评定各个供电所的月度绩效考评得分；

（2）对下面供电所提出的质疑进行调查回复；

（3）对在绩效考核的过程中弄虚作假行为，给予相应处罚；

（4）向各供电所公开每月的绩效考核情况。供电所所委会主要负责本所的绩效考核工作，其主要工作职责为：

（1）每月初召开绩效考评会议，综合评定供电所副所长、安全员与三个班组上月绩效考评得分；

（2）监督各班长对本班组员工进行绩效考评；

（3）对各班组员工提出的疑问进行调查并回复；

（4）核实在绩效考核的过程中弄虚作假行为，给予相应处罚；

（5）将班组和个人的上月考核情况及时公布并更新。

二．执规考评

执规考评是依据有关法律法规、企业相关管理制度和考评细则，对必须执行的规定或禁止发生的行为和结果实施的考评。该考评适合于所有员工，执规考评考核周期为一个月。执规考核包括行为扣分指标与行为否决指标，这其中，行为否决指标考核包括供电所、班组行为否决指标和个人行为否决指标，如果发生否决行为，供电所、班组或个人的月度绩效考核成绩直接为零。

三．综合能力考评

综合能力考评在月度考评中采用，涵盖业绩、态度、能力定性标准，从工作数量、工作质量、协作性、积极性四个方面进行5个等级定性评价，其中4级为满分，低于4级的每级扣1分，被评为5级的可加1分，为避免综合考评“被和谐”或“强制分布”的出现，笔者认为应规定当选择“5”和“1”时考评者必须用关键事件阐明理由，说明为什么这个岗位或部门的这一项特别突出。

四．业绩考评

所谓业绩考评就是针对供电企业中供电所所有员工承担的相应工作，运用科学的定量与定性考核方法，对他们行为的实际效果以及他们对企业所做贡献或价值进行综合考核与评价。由于供电企业的生产人员的岗位特点与职能不同，对他们的业绩考核可以根据需要采用工作计划考核法、量表计分考核法与工分法等三种不同方法。工作计划考核法即根据月初或年初确定的工作任务，再对其在相应的考核周期内对工作任务的完成情况进行考评，这种方法的主要适用对象为供电所的管理层，如供电所所长、副所长以及安全员；量表计分考核法是根据确定的生产规程与质量标准对任务完成的质量、数量等指标进行综合评价，这种方法主要适用于工作的相对常规化、模式化的工作岗位，比如供电所的服务班的工作人员；工时定额法就是预先建立了一套工作任务的定额标准与完成分值，每月的月底或下月初对班组成员的工作任务完成情况进行评价与统计，这种方法主要适用于工作任务不固定、任务分配相对灵活，可以分解与量化的工作岗位，在供电所适用于配电班人员及营业班人员。

1.供电所（所长）业绩考评

供电所（所长）业绩考评包括年度目标绩效责任书考评和月度计划完成考评。年度目标绩效责任书根据本年度上级下达的各项指标及重点工作进行编写。其内容包括分类业务指标、年度重点工作、执规指标。供电所（所长）月度工作计划考评基准得分为100分，实行月计划与总结的方法。每月由供电所所长认真填写《供电所月度工作计划考核表》，对工作进行月计划与总结。上级考核负责人根据本月计划完成的重点工作完成情况进行考评，并进行打分。

2.副所长、安全员业绩考评

供电所副所长和安全员业绩考评为月度计划完成考评，实行月度计划和总结制度。每月初由副所长和安全员根据自己岗位职责和上级工作要求，填写本人本月《重点工作计划表》，每月结束后，由供电所绩效考核小组（所委会）根据本月重点工作计划完成的情况进行考评，并进行打分。

3.服务班业绩考评

对服务班而言，由他们的工作相对常规化、模式化，可以采用量表考核法的方式，其主要工作环节是确定班组的关键绩效事件，根据现有的生产规程、管理规范等对班级与员工的工作行为进行细化描述，再编写出工作标准进行考核参照。

4.考评成绩

依据考评内容，供电所绩效管理将工作及目标分为执规考评和履职考评两部分，其中履职考评又包括重点工作考评（业绩考评）和综合能力考评两类。为监控和促成绩效目标实现，对目标实施结果控制和过程控制，以年度绩效责任书为结果控制载体，以月度绩效卡为过程控制载体。年度绩效责任书和月度绩效卡基准分均为100分，依据考评细则扣分。

（1）.供电所（所长）考评成绩

县级农电服务分公司绩效管理组对供电所上报的月度绩效卡内容进行补充、完善，并反馈给供电所。并依据绩效考核细则，每月对供电所实施考评。考评结果在月度绩效会议上。供电所（所长）考评成绩计算如下：供电所的年度绩效考评得分为绩效责任书考评得分和月度考评得分加权值之和。考虑到供电所以指标完成情况的结果控制为主，辅助以月度重点工作完成情况的过程控制，因此供电所年度责任书考评得分在供电所年度绩效考评中应占较大比例，一般以7:3的比例进行计算。供电所年度绩效考评得分=供电所年度责任书考评得分×70%+供电所月度绩效得分平均值×30%。供电所年度绩效责任书得分=100±分类业务指标考评±年度重点工作考评－执规考评扣分。供电所的月度绩效考评得分=100±履职考评（月度工作计划完成情况考评±综合能力考评）－执规考评扣分。

（2）.副所长和安全员考评成绩

供电所所委会每月对副所长、安全员上报的月度绩效卡内容进行补充、完善和进行反馈，并依据供电所绩效考核细则，每月对副所长、安全员实施考评，考评结果在月度绩效会议。副所长、安全员月度绩效考评得分=100±履职考评（月度工作计划考评±综合能力考评）－执规考评扣分。

（3）.班组（班长）考评成绩

供电所所委会每月对各班组上报的月度绩效卡内容进行补充、完善和进行反馈，并依据供电所绩效考核细则，每月对各班组实施考评，考评结果在月度绩效会议。服务班月度绩效考评得分=100±履职考评（月度业绩考评±综合能力考评）－执规考评扣分。配电班（营业班）月度绩效考评得分=100±履职考评（班组实得工分／同类班组实得工分均值×100±综合能力考评）－执规考评扣分。（4）.班员考评成绩班长对班员的考评每月在所委会完成对班组的考核后进行，考评结果报供电所所委会审定备案。服务班班员月度绩效考评得分=100±履职考评（月度业绩考评±综合能力考评）－执规考评扣分。配电班和营业班班员月度绩效考评得分=100±履职考评（个人实得工分／同类员工实得工分均值×100±综合能力考评）－执规考评扣分。

5.绩效考核结果的应用

绩效考评结果能否作为企业决策的依据，企业是否能有效地运用这些考核结果，是绩效管理能不能深入持续开展并取得实效的关键。企业根据绩效考评结果，将其应用于员工的薪酬分配、岗位调整以及培训与改进等各个方面。

（1）.绩效考评结果信度和效度的确定

良好的绩效考评结果能很好地反映绩效考评结果的可靠性与正确性，这就是所谓的绩效考评的信度与效度。在运用绩效考评结果时，要做到科学、合理，首先要进行对考评结果的信度与效度进行评定，根据评定结果进行分类操作。信度是指在绩效管理过程中对收集到的工作结果、工作行为、员工能力以及工作态度等工作任务信息是否准确，还包括信息的稳定性与一致性，信息考虑的是不同的考评者对同一个人的考评的一致性。效度是绩效管理结果反映的员工实际工作情况的程度。绩效管理的信效度是保证绩效考评结果是否能科学应用的必要条件。

（2）.绩效奖酬的分配

供电所年度绩效考核结果与年度业绩考核兑现奖挂钩，月度绩效考核结果与月度奖金挂钩。年度、月度考核兑现标准基数按照宁夏电力公司相关规定执行。由于供电所各岗位重要程度和责任大小不一，为了充分体现奖酬分配的公平、公正和合理，体现了“按岗分配”的理念，可根据岗位重要程度确定供电所各岗位奖金分配系数，。同时由于供电所地理位置、工作生活环境、人均工作量等不同，导致各供电所之间工作艰苦程度和工作任务量等不同，为了消除这些因素对奖酬分配不公平的影响，可根据不同供电所的自然条件、人均工作量等因素，确定供电所的单位系数。同时要考虑到供电所单位系数应遵循的原则即增减平衡的原则，也就是说农电服务公司范围内农电员工奖金总额不变。供电所考核兑现计奖公式如下：考核分系数=考核分/100

（一）供电所兑现

1、奖金基数：A0＝X÷Y其中：X－奖金总额，即各分公司对所辖供电所计划奖金总额；Y＝∑（供电所奖金系数和×供电所考核分系数×供电所单位系数）；

2、供电所兑现金额：A＝A0×A1×A2×A3其中：A0－奖金标准基数；A1－供电所考核分系数；A2－供电所全员奖金系数之和；A3－供电所单位系数。

3、所长兑现金额：B＝A0×A1×A3×B1其中：A0－奖金标准基数；A1－供电所考核分系数；A3－供电所单位系数；B1－所长奖金系数。

（二）副所长、安全员、班长兑现

1、奖金基数：B0＝（A-B）÷F1其中：A－供电所兑现金额；B－所长兑现金额；F1＝副所长奖金系数×副所长考核分系数+安全员奖金系数×安全员考核分系数+∑（班组考核分系数×班组员工奖金系数和）。

2、副所长（安全员、班长）兑现金额：C＝B0×B1×B2其中：B1－副所长（安全员、班长）奖金系数；B2－副所长（安全员、班长）考核分系数，班组考核分系数等于班长考核分系数。副所长、安全员、班组的年度绩效考评得分等于月度考评得分平均值。

（三）班员兑现

1、奖金基数：C0＝（B0×C×B2）÷F2C－∑班员奖金系数；F2－∑（班员奖金系数×班员考核分系数）。

2、班组成员兑现金额：E＝C0×C1×C2其中：C1－班员奖金系数；C2－班员考核分系数。班组成员年度绩效考评得分等于月度考评得分平均值。

6.绩效辅导与沟通

绩效辅导与沟通是直属上级与下级在考核过程中，对工作计划执行情况进行连续的交流与沟通，以及上级在必要时对下级完成任务工作过程中进行适时辅导。绩效辅导与沟通是绩效管理过程中的重要环节。比如，分公司领导要与供电所所长、副所长以及安全员进行沟通；班组长要及时与班组员工进行沟通，充分了解他们的工作进展情况，重点要关注那些工作业绩不太好的员工，通过沟通，找出原因，有针对性地进行指导与帮助，及时纠正偏差。在绩效周期结束后，管理层应该采取正式面谈的形式与下属进行沟通，以帮助员工努力提高综合素质，实现个人绩效目标。

7.绩效考评申诉

当被考核的供电所、班组、员工对考核结果有异议时，可逐级向上级农电绩效管理组提出申诉，申诉流程为：

（1）提交申诉表。在绩效考评结果后2个工作日内，由对考评结果有异议的组织或员工填写绩效申诉表，提交上一级农电绩效管理小组。

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拼车双方的拼车信息以及线路、时间选择需要以信息平台为支撑。信息平台中界面层主要是用户可视化的操作，包括用户登录、身份审核、信息查询、信息等功能。系统应用层中主要是双方相互选择和信息匹配的处理。

1.1.1定时、定线路拼车信息平台的功能设计

定时、定线路拼车信息平台可借助于云储存与检索服务，主要包括信息检索、信息匹配、双方互选、双方互评等4大功能。(1)信息检索功能。车主进入信息平台，将拼车信息即车辆运行的时间、线路信息在平台上，并可查询乘客信息;乘客进入信息平台，在平台上提交拼车申请即出行时间、地点、线路信息，并可查询车主信息。(2)信息匹配功能。系统将车主的时间线路信息和乘客的拼车需求信息汇总，并进行合理匹配。匹配后将结果及时反馈给拼车双方，以便完成下一步骤。(3)双方互选功能。车主(乘客)根据自身要求及系统初步配对的信息选择乘客(车主)，若双方互选，配对成功。否则，系统继续进行信息配对。当双方在信息平台拼车信息后，信息会经该平台处理，系统把匹配好的信息发给车主和乘车人，供双方相互选择。即乘客判断车主的驾驶能力、车辆状况是否符合自己的需要，车主判断乘客的人数、工作地点、时间是否符合自己的出行。如果在双方互选的过程中不满意对方要求，可以重新进行信息匹配，直至满足双方的需要，从而实现人性化拼车，提高拼车效率。(4)双方互评功能。拼车完成后，车主和乘客就本次拼车的满意情况进行互相评价，评价结果将直接记录为个人信誉，这将影响以后拼车的成功率，拼车双方都不会愿意找个信誉差的作为拼车对象。对车主而言，信誉差将导致没人愿意搭乘，从而影响拼车的经济收入。对乘客而言，信誉差将导致车主不愿给拼车，从而极大影响自己上下班出行的方便性和经济性。双方互评可以借助于手机客户端来随时随地的完成评价。

1.1.2定时、定线路拼车信息平台的界面层设计

目前，该拼车方案实施以江苏淮阴工学院交通运输研究所为依托，构建了“定时、定线路”信息技术平台。

1.1.3定时、定线路拼车信息平台的系统应用层设计

系统应用层设计过程中，信息匹配是核心步骤，只有快捷高效的信息匹配，才能将结果及时反馈给拼车双方，以便及时确认选择。

2基于定时、定线路的上下班拼车方案的实现

定时、定线路的上下班拼车方案以江苏淮阴工学院交通运输研究所为依托，并在江苏淮安部分地区进行了实地运行，运行结果较好，深得上下班拼车人的喜爱。本方案在实际运行前进行了拼车市场的需求调查，并对拼车的时间、线路的选定、拼车费用的制定、拼车车辆及人员的审核、拼车过程的监管以及费用结算等方面都进行了详细规定，以确保上下班拼车的安全性和经济性。下面以本方案在长期运行中较为成熟的一条线路———富丽花园到淮海广场进行举例分析。富丽花园小轿车使用量大致为6个上班族平均拥有一辆私家车，上班族占绝大多数。淮海广场位于淮安市中心，是淮安的主干道的交叉口，是全市大部分上班族的必经之路。综合考虑可得拼车上下班相比于乘坐公交车、出租车和开私家车，具有非常大的优势，可以极大地节约时间和出行费用。

3基于定时、定线路的上下班拼车的管理

目前，国内主要以网上发帖邀约拼车为主，但由于受到论坛的关注度、信息的规范性等因素影响，拼车成功率比较低。通过对发达国家的成熟拼车模式对比分析，以及考虑我国上班族拼车意识刚刚形成，实行拼车公司化管理模式更加适合我国的实际情况。

3.1拼车公司的主要运营模式

本文的拼车公司是指通过构建拼车信息平台、组织拼车、提供车辆监管和信息服务等功能的半营利性组织。公司的职责范围包括获得地方主管部门支持、提供拼车信息、组织拼车车辆、车辆审核与监管、协助办理拼车保险等。公司的运营模式为乘客首先在拼车公司实名注册会员，并缴纳一定的费用，该费用在日后拼车过程中直接从拼车系统中扣除，费用结算的依据主要按里程计算。车主也需要在拼车公司进行实名注册，并缴纳一定的保证金，以确保车辆的合法性和安全性。月底时车主直接跟拼车公司结算费用。注册会员时需要签订相关合同，合同内容涉及拼车的线路、车主的权利与义务、乘车人的权利与义务、相关保险事宜、出现交通事故时相关责任分配以及在拼车过程中的相关注意事项。为了防止出现以拼车为专门营利的“黑车”，拼车公司和运管部门可联合给每位缴纳过保证金的车主发一张“拼车证”，在“拼车证”中明确该车主在固定的时间点和固定的路线上可进行拼车，其他时间点和路线均为违规拼车，拼车公司可扣除保证金，交警和运管部门也可按“黑车”进行相应查处。

3.2车主、乘客的管理

拼车公司首先需要对车主进行审核，包括对其家庭和上下班地址、驾驶技能、个人守法与信誉、所拥有车辆的状况等方面。车主在完成一次拼车行为后，必须向拼车公司发送信息，注明此次拼车是否成功完成。如发生什么特殊情况，应及时向拼车公司信息中心反映。此外，在每次拼车行为完成后，拼车乘客与车主之间应相互评价。对于累计被评价较好的车主，给予一定的优惠补贴，相反，则对其进行警告，严重的取消其拼车车主资格。对乘客的审核主要包括:家庭和上下班地址、个人守法与信誉、常用出行工具、收入状况等方面。对于累计被评价较好的乘客，给予一定的礼品赠送，相反则对其进行警告，严重的取消其拼车搭乘资格。

3.3拼车车辆的管理

对拼车车辆进行管理，首先必须对车辆进行详细审核，包括车辆的安全性能、使用用途、车辆保险和其它使用手续，以确保乘客安全和防止黑车混入拼车行列。其次，可设立举报有奖制度，鼓励拼车人员和出租车司机对违规的拼车车辆进行举报，举报属实的进行物质奖励。公司、运管部门和交警也须随机地去各个拼车点进行抽查。另外，现在车载GPS越来越普及，公司可利用GPS定位技术对拼车车辆进行定时、定线路监管。

3.4拼车过程中的风险管理

拼车过程中可能主要存在经济纠纷、交通事故、人身伤害等各种风险。定时、定线路的上下班拼车采用公司化运营，拼车费用由公司统一结算，这大大地减少了拼车双方直接发生经济纠纷的可能性。拼车车主必须对车辆购买交强险、第三者责任险、座位险等各种险种，以确保万一发生交通事故乘客可以得到保险理赔，减少损失。因目前保险公司对拼车发生交通事故的理赔态度不明朗，所以本文强烈建议保险公司针对性地推出拼车意外保险，以解除拼车双方关于保险理赔的担忧。该拼车意外险可部分参照旅行意外险进行设计。在不久的将来，拼车必定是一个庞大的市场，保险公司推出的拼车意外险不仅能够为保险公司吸引更多的顾客，还可以激活拼车市场，提高人们拼车的积极性。

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目前在我国大部分地区,方案设计在建筑设计行业中基本上不受重视。以广西自治区为例,方案设计在设计单位相当于是骨头工作,我们经常可以听到这样一句话“我们可以不收方案费”。在设计项目奖金分配的时候,方案费基本上是最少的,然而,在工作量和工作周期上,方案设计确是处于工作量最大(因为修改次数会相当多,同一个项目,方案也要做好几个)、周期最长(一个3万平米的非公建项目,方案阶段一年的周期属于正常),风险最大(在做方案设计的过程中,该项目突然停滞甚至被别的单位撬走更是屡见不鲜)的。因此方案设计变成了一个骨头工作,有点资历的员工不愿做,就只能让不要求太多报酬,生活压力相对较小的实习生和应届毕业生来做了,然而,他们恰恰是最不成熟、思维最不全面的人群,出现劣质设计也就不足为奇了。和甲方谈到设计费的时候他会对你说“谈什么方案费,别的单位方案都是送的,不行我们就找别的单位做设计。”由此,目前方案在建筑设计工作中的地位可见一斑。

二、方案设计的重要性

方案设计是整个设计工作的前奏,是一个从无到有的创意设计过程。需要大量的理性分析、收集整理和沟通工作,将城市历史文化、空间环境、道路交通、水文地质、风向日照、生态植被、生活生产习惯以及业主的要求和投资、规划条件和各专业的技术要求进行整合,确定建筑的总平、体量、空间、立面、平面以及场地的设计,是建筑设计的灵魂。建筑设计的好坏,成败主要决定于这个阶段。原因如下:

1.对于城市空间以及城市面貌有直接的影响

城市空间和城市面貌是由众多市政设施、景观以及建筑排列组合形成的一个综合体。其中尤以建筑在人们的视野中占据的画面最多,起着决定性因素。一个好的建筑作品会充分考虑和城市轴线、空间的关系合理确定建筑体量造型和立面风格以及建筑次空间和建筑色彩,能够和城市空间相呼应,和周围城市环境相协调,使之相得益彰、为之添彩。反之则会格格不入,破坏城市空间环境,是整个空间显得凌乱、突兀。这样的建筑令人反感,望而生厌。

2.方案设计需考虑建筑是城市文化传播的载体,是城市和人类发展的历史印迹和活的雕塑,背负着历史的责任和使命

城市文化是一个城市的长久形象以及人们生活方法和习惯的合集。在方案设计的过程中要从分考虑不同的城市由于地域位置和气候环境、历史因素的影响形成不同的文化。建筑是人们生活、生产、活动的空间载体。为了适应人们不同的需要,也是建筑的使用要求,建筑的设计和建造也会因地而异,适应当地的人文,地理、气候条件。因此,不同地域的建筑会有诸多不同,从而体现了不同的城市文化,给看见过的人和使用过的人留下印象,形成对比,在时间的范畴上形成横向和纵向的传播。

自从人类起源开始建筑就随之产生。从最初的穴居、坑住到最具地方特色的民居进而演化到宫殿,再到现在的钢筋混凝土、钢结构的高楼林立,无不反映着人们的生产生活水平的一步步提高。在不同的历史时期建筑就会以不同的形态出现,从而体现出当时的人文和生产力状况。生产力提高,社会的生活水平也就得到相应的提高,剩余生产资料也就更多,人们就有更多的精力去改善自身的居住和生活生产环境,建筑就会得到相应的发展。城市是在剩余生产资料做够多的时候才随着历史的发展相应而生。人类的发展带来城市的进步、对生活环境要求的提高,建筑因而得到发展以满足不同时期的生产生活需要。

这些设计,分析工作都是在方案设计阶段的工作内容。因此,方案设计担负着重要的历史责任,设计的好坏对上述方面有直接的影响。

3.是设计项目的灵魂的塑造过程

每个建筑都是在其共性的范围内追求个性的产物。同样性质的建筑对不同的建设单位来说则具有不同的意义和内涵。方案设计的过程中就要抓住这些潜在的信息并对其进行抽象提取和具象表现,使之最后形成一个具有个性,能够体现建设方和使用者内在精神面貌或形象标识的一个具象建筑实体表现物,赋予建筑物精神和文化层面的内涵,是建筑灵魂的塑造过程。

4.对城市交通有直接的影响

当代社会,汽车数量急剧增加,城市交通压力随之加大。同时,怎样利于城市交通的组织或者怎样能减轻城市交通的压力也变成方案设计过程中的一项重要工作内容。好的方案设计能最大程度上的合理组织基地内部以及基地和城市交通的交接协调问题,从而减轻新建建筑内部车辆和人形流线对城市交通的不利影响,减小城市交通的压力。反之,则可能造成流线混乱,衔接关系处理不当,无谓的增加城市交通的压力,给人们的生产生活带来诸多不便。

5.对生态环境的好坏有直接的影响

在方案设计的过程中要综合考虑人们的生活习惯,合理的确定建筑和场地的关系,要考虑场地环境,人们休憩的景观环境设计。好的设计能让人感到心情愉悦,神清气爽有利于身心健康和舒缓精神以及心理疲劳,反之则让人觉得呆板乏味,不利于身心健康。

6.对建筑空间的好坏,舒适度起着决定性的作用

建筑的高度因受规划条件的限制,所以在方案阶段基本上建筑的高度和层高已经确定,后续工作阶段不便修改。在方案阶段充分考虑人们的生产生活所需要的空间尺度,合理利用空间能提高土地的利用率、提高建筑空间的使用舒适度。

7.对建筑成本的控制起着重要作用

好的方案会合理的确定结构形式和立面材料,在结构允许、经济的范围内进行体量组合设计,进行精心的设计使普通材料达到好的整体视觉效果,从而从根本上解决结构问题,控制建筑成本。否则,一个不合理的建筑方案结构专业再怎么精心计算也解决不了根本问题。

8.对设计单位能否顺利开拓市场起着决定性的作用

方案设计在设计过程中是第一步,好的方案设计能够给甲方一个好的第一印象,利于双方下一步的相互沟通并为之打下坚实的基础。反之,即使有幸参与的好的项目也有可能因方案不好给甲方一个该单位水平有限的负面印象,使其产生不信任感。那么该项目流产的几率就很大了。

9.是施工图设计能否保证高效,按时,保质完成的关键因素