模块化设计技术大全11篇

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篇（1）

中图分类号：U662 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0056-01

随着科学技术的快速发展，船舶制造业在市场竞争愈演愈烈。而传播制造业在市场上竞争的焦点体现在船舶建造的周期，船舶质量、建造成本以及性能上，因此，只有不断地更新造船的技术和模式才能在激烈的市场竞争中求得一席之地。而因为船舶制造的过程较为复杂，建造的规模大，难以实现船舶制造的批量化生产。并且制造船舶的成本高，建造时间长风险大，船舶的设计也需要满足客户多样化的需求。但传统的船舶小批量的生产方式阻碍了标准化的生产方式，主要的原因在于设计量大，制造周期长。而模块化技术为船舶制造业标准化的生产提供了途径，船舶的制造过程可以利用已有的标准化和系列化的模块，快速地组成整船。在船舶制造业中采用模块化技术能有效地降低船舶开发的成本，缩短船舶建造的周期，也能符合客户个性化的要求。除此之外，采用模块化技术能方便对船舶的设计以及系统的管理，便于日后船舶功能的维修，有效地提高了船舶的生命周期。目前，在玻璃钢游艇设计中已经广泛地采用了模块化技术。

一、模块化造船概述

模块即是可组合成系统以及具有某种功能的通用独立单元，是模块化产品中最基本的组成要素。模块化技术在产品设计的过程中，可以将不同的模块进行组合，从而组合出大量的产品。因此，模块化技术在产品设计中的应用，可以使企业通过各种模块之间的组合，从而快速地，并低成本地生产出适应市场要求的产品。

船舶制造业是一个较为复杂的大型工程，因此其模块也相对要复杂得多。船舶的模块包括结构以及功能模块两大类，两种模块都有特定的界面、尺寸和连接的形式，具良好的通用性。而船舶制造业中的结构模块具有尺寸互换性，结构模块在安装连接的过程中，对其几何参数必须要符合某种规定，如此才能保证结构模块互相通用和兼容。船舶制造业中的结构模块包括舱壁模块以及甲板模块等，此种类型的模块不仅能实现在同一艘船的船舱区域使用，也能在不同船舶相同区域且载重量相当的条件下进行互换。而船舶制造业中的功能模块是相对独立的模块，能实现功能的互换性，功能模块的性能以及质量参数必须要能满足通用或兼容的要求。在船舶制造业中的功能模块包括了机舱设备、舱室以及梯道模块等，这些功能模块均能在不同的船型上使用。船舶制造业通过这些标准的模块进行重新的组合，能显著地降低船舶设计的工作量，提供多样化和个性化的船型以适应市场上用户的需求。

在船舶制造业中采用模块化技术能有效地改变过去单件生产单件设计的方式，通过模块化的技术，在船舶设计中采用模块的组合，可以设计出多样化的产品，满意用户个性化的需求。模块化技术不仅没有失去批量生产的优势，也实现了标准化生产，是未来船舶制造业的发展方向。

二、玻璃钢游艇实施模块化技术的应用

我国在上个世纪90年代初，就已经开始计划并研究船舶制造的模块。在船舶制造业中燃油供油以及灭火装置模块等已经广泛地使用，其中有些模块已经实现了商品化，设备配套厂已经实现了成套提供，由此获得了较为可观的经济效益。由于玻璃钢游艇相对其其他类型的船舶来说尺度较小，因此玻璃钢游艇的与其他类型的船舶加工工艺也存在很大的差别，但对玻璃钢游艇采用模块化技术可以借鉴大型船舶模块化的研究成果。

玻璃钢游艇与传统大型游艇的工艺都很复杂，其管件的数量大，管件的品种也多。比传统大型游艇更困难的是那件管件都分布在狭小的区域，工艺相依来说也较为复杂。且均是在将模块进行组合后，在结构去铺管和布线，这种方式大量地增加了船舶作业的难度。在玻璃钢游艇设计中采用模块化设计，需要在设计中大量地采用标准的接口、使管以及电装，可以大大地简化工作。除此之外，在对玻璃钢游艇的结构进行设计的过程中，要综合地考虑到管和线的走向，使管路开口可以跟玻璃钢游艇穿行一次成型。这样在施工的过程中，便不用去考虑构建带来不良影响，只用考虑到玻璃钢游艇模块的安装。

玻璃钢游艇的设计中采用模块化技术，要综合地考虑到玻璃钢游艇的作业量与生产达到均衡。而在玻璃钢游艇上应用模块化技术能实现平行作业。传统的船舶制造工艺，是将家具在车间做好，并吊装匕船，校核尺寸后再运回车间进行进一步地修改和喷漆，最后再上船安装。传统的船舶制造工序较为繁琐，装饰空间狭小，延长了船舶上家具的安装时间。但在玻璃钢游艇中采用模块化设计时，可以把游艇上的部分家具定义为结构模块，然后给出具体的尺寸，这些家具在车间制造完成后，便可以直接在游艇上进行安装。这种模块化技术能有效地改善玻璃钢游艇的作业环境，提高生效率。

结论

综上所述，在玻璃钢游艇的设计中采用模块化设计能大大地简化总体设计的工作量，有效地减轻了玻璃钢游艇设计人员的劳动力，并显著地缩短了玻璃钢游艇的设计周期，有利于新产品的开发。并加快船舶的更新换代，设计出更多多样化和个性化的产品，满足用户对产品的需求。玻璃钢游艇采用模块化技术，可以让玻璃钢游艇的设计人员对模块进行拆分，简化复杂和重复的生产工艺。以便更好地实现游艇生产的自动化和标准化，有效地提高企业的生产效率，缩短产品研发和设计的周期，显著地降低制造成本。并且节约了工人的劳动力，降低了作业的难度，并提高了玻璃钢游艇产品的性能。在玻璃钢游艇设计中采用模块化设计，能有效地提高游艇企业在市场上的核心竞争力。

参考文献

[1] 柏志辉，叶家玮，李跃先等.模块化技术在玻璃钢游艇设计建造中的应用[J].船舶工程，2010，32（1）：65-68.

篇（2）

一、高职课程体系整合的原则

1.培养高技能人才的原则

高职教育课程体系的整合主要体现在对课程目标确立、课程内容选择、课程模式设计及课程评价等方面。以就业为导向的课程体系的整合必须在深入了解市场,准确把握市场对高技能人才在知识、能力、素质等方面的具体要求后,从传统的学科式课程模式框架中走出来,真正做到从行业实际需求出发,达到高技能人才培养的要求。

2.课程知识和技术多元整合的原则

高技能人才需要具备较强的综合职业技能,要运用多元整合的策略思想,形成以应用性、技能性为特色的高职课程内容体系。贯彻多元整合的策略思想,要求打破原有课程、学科之间的壁垒和界限,以技术应用能力的培养为核心,以目标培养的实际需要作为内容取舍和结构组合的标准,分析相关的知识要素和技能要素,对课程内容做纵向和横向的整合,不求学科体系的完整,强调课程内容的应用性、必需的基础性和课程内容的综合性。

3.课程体系整体优化的原则

实现整体优化首先要明确知识、能力、素质之间的比例关系。要根据人才培养目标的要求找到三者之间最佳的结构平衡点,使学生的知识、能力、素质得到协调发展。协调课程与课程之间的关系。不同的课程对培养目标所起的作用不同,要明确核心课程、支持课程、基础课程、特色课程之间的关系,并体现在课程体系中。

4.理论教学“必须、够用”的原则

高职的理论教学特别强调理论要为实践服务。以指导实践,提高技术应用能力为目的,坚持理论教学以"必须、够用"为原则,有利于学生用科学的技术理论指导实践和实践操作。因此,课程体系应对理论教学进行大胆改革和重组,取消与专业实际技能培养关系不大、理论性过强的课程,对一些与专业相关的课程进行内容的调整与合并,增设反映新技术的技能课程和过程性课程。

5.重视特色课程的原则

高职的人才培养要为区域经济服务,课程体系的特色主要体现在与区域经济的结合上。区域经济结构不同,产业布局不同,经济发展水平不同,对人才的类型要求、专业要求也不同。满足区域经济发展对人才的特定要求,创建特色课程,构建产学结合的课程体系是值得探索的主要途径。

6.适应职业结构与岗位的变化的原则

高职课程体系具有一定的弹性和灵活的调节机制,能对整个社会的经济、科技的发展与市场需要做出快速反映,根据实际需要及时在内容上吐故纳新、在结构上调整组合、在评价上动态反应。知识经济促进了科技的进步和社会产业结构的调整,造成了职业结构和劳动岗位内容的不断变化,而且这种变化的速度愈来愈快。高职课程体系及时反映这种变化,具有自我调整自我更新的能力。

根据以上原则,我们认为“宽基础、活模块”的课程体系适合以全面素质与综合职业能力的培养为核心,以岗位技能训练为特色的高职教育要求。“宽基础、活模块”的两段结构,呈现出与其他课程模式不同的结构特征。宽基础部分作为横向的课程集群,其学习内容不针对某一特定工种,而是针对一个职业内的一群相关岗位所必须的学识和能力,将工作性质相通的若干个岗位集合为一个群,着眼于一个职业岗位群所需要的通用知识的获得和通用职业能力的训练及学习能力获得。“宽基础”阶段侧重于全面素质与关键能力的培养,着眼于奠定发展后劲的基础。“宽基础”对全面推进素质教育,树立以能力为本位的新观念,增强学生的发展后劲具有极大的促进作用。活模块部分作为纵向课程集群,强调针对特定的岗位对从业者的具体要求和从业能力,追求教学内容与特定岗位需要的一致性。其任务为:一是岗位专项技能的训练,使学习者具备顶岗能力:二是在专项技能训练的过程中兼有提升学习能力的功能。“活模块”阶段注重专项能力、综合能力、适应市场变化的跨岗能力及个性特长的培养,着眼于就业适应性的培养,立足于市场经济和人才的需求。

二、通过社会需求分析确定能力本位的应用化工技术专业模块化课程体系的结构

德州职业技术学院应用化工技术专业从2005年开始筹建,2006年招生。专业设立之初我们对山东省及周边地区多家企业进行调研,发现电池行业由于能源危机的影响焕然一新,它集技术、资金、劳动密集于一身发展迅速。

通过电子邮件的方式发放调查表,就应用化工技术专业学生的知识和技能与就业状况的关系进行调查。初步结论是:文化素养和专业基础理论有利于学生的自身发展和自主创业,专业技能的高低和宽窄决定学生的就业质量和就业面。高职教育不仅要让学生掌握一定的文化知识,更重要的是要培养学生的专业技能。在实际教学中,我们感觉到模块化课程的教学体系能从整体上有针对性的培养学生的专业技能,并且富有成效。因此,创建以能力为本位的应用化工技术专业模块化课程体系是培养高职学生专业技能的有效途径,这也正是高职教育区别于其他各类普通高等教育的重要标志。我们还重点调查了毕业生的就业层面,它们主要涵盖在这样一些领域:企业的产品生产、质量检测、分析化验、技术开发、技术管理以及产品的营销和售后技术服务等。我们把这两项调查结果与模块化课程体系的建设挂钩,具体做法是:从学生的就业领域和就业岗位出发建立与就业岗位对应的能力模块,再根据能力模块的内涵来决定课程模块的数量和内涵以及每门课程及每个课程模块的培养目标。这样构建课程模块有利于我们集中时间和精力有针对性地传授知识和培养学生的能力。

三、课程体系整合方案

高技能人才培养的核心问题是课程的设置与体系的整合问题。因此,我们以高职课程改革为突破口,依据高职课程体系构建的原则,构建了以职业技能为核心的“宽基础、活模块”结构的高职课程体系。这一课程体系由职业公共课模块、职业能力课模块、集中实践模块、人文选修模块组成。

1.职业公共课模块

主要为大学生提供必备的科学、人文、身心等方面的基础知识,重视培育学生的人文素养和科学素养,是职业高校区别职业中专的重要标志之一。主要包括高等数学、大学英语、思想政治理论课、体育等课程。该模块以“必须、够用”为原则。

2.职业能力课模块

首先针对职业所需,确立核心课程。核心课覆盖该专业对应职业岗位群需要的最基本、最主要的知识和技术,教学上侧重于技术方法的讲授。保证学生有足够的时间和条件学好这些课程,掌握本专业必备的知识和技术。围绕着职业能力核心课程,开设专业技术、职业考证、职业方向等课程

(1)专业技术模块

各专业除了核心层以外需要开设的专业技术课。这是对核心技术课程所需专业知识的强化、拓宽和补充,以使学生进一步深入理解本专业的核心技术课,强化技术操作,以熟练和丰富技术操作经验。

(2)职业考证模块

职业考证模块保证职业资格的获取,落实双证书制度。这一模块重视职业技能的考核,将职业考证的相关课程尽可能融入培养计划之中。该模块课程由经验丰富的教师指导,从而有利于学生取得相应的职业资格证书这是强化培养学生的动手能力、操作技能的课程,重在职业基本技能。

(3)职业方向模块

职业方向课模块以当前职业岗位的需求为依据,每个专业设立3个左右的专业方向,在第四学期按照学生的学习兴趣和基础对他们进行分流。此模块侧重对学生进行有针对性的专项培训,以适应多层次岗位的需要。

3.集中实践模块

这一模块的课程强调实训、职训等实用性操作训练,以满足第一线应用技术人才的实际需要。

4.人文选修模块

以人文课程为主,兼有科技、管理、文体类等课程,为学生多方面个性发展提供帮助。

四、“宽基础、活模块”课程体系的特点与应用效果

“宽基础、活模块”结构的课程体系特点是:这种课程结构模式灵活性大、针对性强,可以通过调整不同模块的组合,及时实现专业方向的调整,满足各种教学计划需要,并保持自身的完整性与稳定性,灵活地实现教学内容的新陈代谢,使教学要求与社会的发展变化基本上保持同步。各模块均紧紧围绕职业技能这个核心,体现出:“职业技术核心”、“动手能力优先”和“注重人文和科技素养”的高职课程的设计原则,贯彻了从高职学生发展实际出发,“以学生为主体”的教育理念。新的课程体系是在适应地区经济社会发展需求的前提下,按照用人单位对毕业生的技能要求,设计合理的岗位技能或行业技能的培养目标。这一目标由一组相近的专业岗位综合技能课程或若干个相应的岗位证书课程所组成,这些课程包括相应的实训课,以及参与实际生产或社会服务、实际运作的实战训练,从而使学生在毕业后实现与企业零对接的要求。

参考文献:

[1]王歧奖.课程结构与教学模式整合研究[J].教育科学研究, 2002, (4).

[2]张尧学.全国高职高专教育产学研结合经验交流会论文集[C].北京:高等教育出版社, 2003.

[3]晓明.整体性课程结构观与优化课程结构的新思路[J].教育理论与实践, 2004, (5).

[4]黄尧孝.构建高等职业教育课程体系的理论思考[J].职教论坛, 2005, (5).

[5]郑晓梅.论高等职业教育课程目标的价值取向[J].职业技术教育, 2003, (19).

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一、高职课程体系整合的原则

1.培养高技能人才的原则

高职教育课程体系的整合主要体现在对课程目标确立、课程内容选择、课程模式设计及课程评价等方面。以就业为导向的课程体系的整合必须在深入了解市场，准确把握市场对高技能人才在知识、能力、素质等方面的具体要求后，从传统的学科式课程模式框架中走出来，真正做到从行业实际需求出发，达到高技能人才培养的要求。

2.课程知识和技术多元整合的原则

高技能人才需要具备较强的综合职业技能，要运用多元整合的策略思想，形成以应用性、技能性为特色的高职课程内容体系。贯彻多元整合的策略思想，要求打破原有课程、学科之间的壁垒和界限，以技术应用能力的培养为核心，以目标培养的实际需要作为内容取舍和结构组合的标准，分析相关的知识要素和技能要素，对课程内容做纵向和横向的整合，不求学科体系的完整，强调课程内容的应用性、必需的基础性和课程内容的综合性。

3.课程体系整体优化的原则

实现整体优化首先要明确知识、能力、素质之间的比例关系。要根据人才培养目标的要求找到三者之间最佳的结构平衡点，使学生的知识、能力、素质得到协调发展。协调课程与课程之间的关系。不同的课程对培养目标所起的作用不同，要明确核心课程、支持课程、基础课程、特色课程之间的关系，并体现在课程体系中。

4.理论教学“必须、够用”的原则

高职的理论教学特别强调理论要为实践服务。以指导实践，提高技术应用能力为目的，坚持理论教学以"必须、够用"为原则，有利于学生用科学的技术理论指导实践和实践操作。因此，课程体系应对理论教学进行大胆改革和重组，取消与专业实际技能培养关系不大、理论性过强的课程，对一些与专业相关的课程进行内容的调整与合并，增设反映新技术的技能课程和过程性课程。

5.重视特色课程的原则

高职的人才培养要为区域经济服务，课程体系的特色主要体现在与区域经济的结合上。区域经济结构不同，产业布局不同，经济发展水平不同，对人才的类型要求、专业要求也不同。满足区域经济发展对人才的特定要求，创建特色课程，构建产学结合的课程体系是值得探索的主要途径。

6.适应职业结构与岗位的变化的原则

高职课程体系具有一定的弹性和灵活的调节机制，能对整个社会的经济、科技的发展与市场需要做出快速反映，根据实际需要及时在内容上吐故纳新、在结构上调整组合、在评价上动态反应。知识经济促进了科技的进步和社会产业结构的调整，造成了职业结构和劳动岗位内容的不断变化，而且这种变化的速度愈来愈快。高职课程体系及时反映这种变化，具有自我调整自我更新的能力。

根据以上原则，我们认为“宽基础、活模块”的课程体系适合以全面素质与综合职业能力的培养为核心，以岗位技能训练为特色的高职教育要求。“宽基础、活模块”的两段结构，呈现出与其他课程模式不同的结构特征。宽基础部分作为横向的课程集群，其学习内容不针对某一特定工种，而是针对一个职业内的一群相关岗位所必须的学识和能力，将工作性质相通的若干个岗位集合为一个群，着眼于一个职业岗位群所需要的通用知识的获得和通用职业能力的训练及学习能力获得。“宽基础”阶段侧重于全面素质与关键能力的培养，着眼于奠定发展后劲的基础。“宽基础”对全面推进素质教育，树立以能力为本位的新观念，增强学生的发展后劲具有极大的促进作用。活模块部分作为纵向课程集群，强调针对特定的岗位对从业者的具体要求和从业能力，追求教学内容与特定岗位需要的一致性。其任务为:一是岗位专项技能的训练，使学习者具备顶岗能力:二是在专项技能训练的过程中兼有提升学习能力的功能。“活模块”阶段注重专项能力、综合能力、适应市场变化的跨岗能力及个性特长的培养，着眼于就业适应性的培养，立足于市场经济和人才的需求。

二、通过社会需求分析确定能力本位的应用化工技术专业模块化课程体系的结构

德州职业技术学院应用化工技术专业从2005年开始筹建，2006年招生。专业设立之初我们对山东省及周边地区多家企业进行调研，发现电池行业由于能源危机的影响焕然一新，它集技术、资金、劳动密集于一身发展迅速。

通过电子邮件的方式发放调查表，就应用化工技术专业学生的知识和技能与就业状况的关系进行调查。初步结论是:文化素养和专业基础理论有利于学生的自身发展和自主创业，专业技能的高低和宽窄决定学生的就业质量和就业面。高职教育不仅要让学生掌握一定的文化知识，更重要的是要培养学生的专业技能。在实际教学中，我们感觉到模块化课程的教学体系能从整体上有针对性的培养学生的专业技能，并且富有成效。因此，创建以能力为本位的应用化工技术专业模块化课程体系是培养高职学生专业技能的有效途径，这也正是高职教育区别于其他各类普通高等教育的重要标志。我们还重点调查了毕业生的就业层面，它们主要涵盖在这样一些领域:企业的产品生产、质量检测、分析化验、技术开发、技术管理以及产品的营销和售后技术服务等。我们把这两项调查结果与模块化课程体系的建设挂钩，具体做法是:从学生的就业领域和就业岗位出发建立与就业岗位对应的能力模块，再根据能力模块的内涵来决定课程模块的数量和内涵以及每门课程及每个课程模块的培养目标。这样构建课程模块有利于我们集中时间和精力有针对性地传授知识和培养学生的能力。

三、课程体系整合方案

高技能人才培养的核心问题是课程的设置与体系的整合问题。因此，我们以高职课程改革为突破口，依据高职课程体系构建的原则，构建了以职业技能为核心的“宽基础、活模块”结构的高职课程体系。这一课程体系由职业公共课模块、职业能力课模块、集中实践模块、人文选修模块组成。

1.职业公共课模块

主要为大学生提供必备的科学、人文、身心等方面的基础知识，重视培育学生的人文素养和科学素养，是职业高校区别职业中专的重要标志之一。主要包括高等数学、大学英语、思想政治理论课、体育等课程。该模块以“必须、够用”为原则。

2.职业能力课模块

首先针对职业所需，确立核心课程。核心课覆盖该专业对应职业岗位群需要的最基本、最主要的知识和技术，教学上侧重于技术方法的讲授。保证学生有足够的时间和条件学好这些课程，掌握本专业必备的知识和技术。围绕着职业能力核心课程，开设专业技术、职业考证、职业方向等课程

(1)专业技术模块

各专业除了核心层以外需要开设的专业技术课。这是对核心技术课程所需专业知识的强化、拓宽和补充，以使学生进一步深入理解本专业的核心技术课，强化技术操作，以熟练和丰富技术操作经验。

(2)职业考证模块

职业考证模块保证职业资格的获取，落实双证书制度。这一模块重视职业技能的考核，将职业考证的相关课程尽可能融入培养计划之中。该模块课程由经验丰富的教师指导，从而有利于学生取得相应的职业资格证书这是强化培养学生的动手能力、操作技能的课程，重在职业基本技能。

(3)职业方向模块

职业方向课模块以当前职业岗位的需求为依据，每个专业设立3个左右的专业方向，在第四学期按照学生的学习兴趣和基础对他们进行分流。此模块侧重对学生进行有针对性的专项培训，以适应多层次岗位的需要。

3.集中实践模块

这一模块的课程强调实训、职训等实用性操作训练，以满足第一线应用技术人才的实际需要。

4.人文选修模块

以人文课程为主，兼有科技、管理、文体类等课程，为学生多方面个性发展提供帮助。

四、“宽基础、活模块”课程体系的特点与应用效果

“宽基础、活模块”结构的课程体系特点是:这种课程结构模式灵活性大、针对性强，可以通过调整不同模块的组合，及时实现专业方向的调整，满足各种教学计划需要，并保持自身的完整性与稳定性，灵活地实现教学内容的新陈代谢，使教学要求与社会的发展变化基本上保持同步。各模块均紧紧围绕职业技能这个核心，体现出:“职业技术核心”、“动手能力优先”和“注重人文和科技素养”的高职课程的设计原则，贯彻了从高职学生发展实际出发，“以学生为主体”的教育理念。新的课程体系是在适应地区经济社会发展需求的前提下，按照用人单位对毕业生的技能要求，设计合理的岗位技能或行业技能的培养目标。这一目标由一组相近的专业岗位综合技能课程或若干个相应的岗位证书课程所组成，这些课程包括相应的实训课，以及参与实际生产或社会服务、实际运作的实战训练，从而使学生在毕业后实现与企业零对接的要求。

参考文献

[1]王歧奖.课程结构与教学模式整合研究[J].教育科学研究， 2002， (4).

[2]张尧学.全国高职高专教育产学研结合经验交流会论文集[C].北京:高等教育出版社， 2003.

[3]晓明.整体性课程结构观与优化课程结构的新思路[J].教育理论与实践， 2004， (5).

[4]黄尧孝.构建高等职业教育课程体系的理论思考[J].职教论坛， 2005， (5).

[5]郑晓梅.论高等职业教育课程目标的价值取向[J].职业技术教育， 2003， (19).

篇（4）

【摘　要】工业4.0是未来制造业的发展方向，能够实现制造过程的智能化，从而实现分散化和个性化制造。工业4.0不仅仅要求工厂实现智能化，对产品设计也提出了更高的要求。从满足工业4.0制造需求的角度，对如何在产品设计阶段采用模块化和参数化设计进行了阐述，将设计和制造融合，有力支持工业4.0的实现。

关键词 模块化；参数化；设计；工业4.0

作者简介：李慧姝（1981—），女，工学硕士，工程师，主要研究方向为三维参数化、模块化设计。

0　引言

随着自动化和信息化的发展，各国都在加快推进新的工业技术和工业革命。德国是以工业为主导的制造强国，一直引领制造技术的发展。进入21世纪以来，德国政府提出了工业4.0战略计划，旨在提升制造过程的智能化，建立一个高度灵活的个性化与数字化产品与服务的生产模式，将传统的生产模式由集中式向分散式转变[1]。工业4.0被看作是德国提升制造业的有力方式，也代表着全球制造业未来的发展方向。

工业4.0的目的之一是实现产品和服务的个性化，使客户尽早的参与到产品的设计过程中，从而提供符合客户定制要求的产品。工业4.0的实现，离不开对产品设计环节的优化。本文探讨如何采用模块化参数化产品设计方法，助力工业4.0的实现，从而低成本、高效率地生产出满足客户要求的产品。

1　工业4.0模式下的产品模块化参数化设计方法

工业4.0的目标是实现销售无人化和生产无人化，从而建立一个高度灵活和个性化的产品服务与生产模式。在设计阶段，产品模块化和参数化设计是支持工业4.0实现的两个关键技术，以下分别对这两个关键技术进行阐述。

模块化设计是指在对一定范围内的不同功能或相同功能不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，以满足市场的不同需求的设计方法。模块化设计的关键是模块划分，模块划分原则是保持各模块在功能和结构方面的独立性和完整性，各模块间的接口要素便于联接和分离，模块与模块之间的关联尽量少[2]。根据产品划分的每个模块下还可以进一步划分相应的子模块，直至能够在同一个制造单元完成生产。例如履带起重机结构可以分为上车部分和下车部分，其中上车部分由臂架系统、转台、配重组成，下车部分由车架和行走装置组成。行走装置又可以划分为4轮1带，即驱动轮、导向轮、托链轮、支重轮和履带板[3]。模块化设计示意如图1所示。

通过模块化设计，得到产品的主要模块和模块之间的接口。模块通过接口实现互相连接，模块接口的设计对几何形状、材料、尺寸、精度等均有要求。

产品设计模块划分之后，应用参数化设计手段对模块化的零件进行设计。模型尺寸不再用确定的数值来表示，而是通过参数表示，并建立尺寸之间的关联关系和尺寸约束，实现参数联动。设计尺寸改变时，只需改变对应的参数值，而且系统能够自动改变所有与其相关的尺寸。参数化设计具体流程如图2所示。

在实际应用中，通过计算机辅助设计工具，建立零件三维实体化模型，并将模型传输到数控机床，实现自动加工。通过参数化的设计，可以大大加快零件设计速度，尤其是零件变形设计速度。参数化设计模型可以方便的生成数控代码，实现参数化制造，便于工装设备共用，实现快速制造。模块化及参数化设计涉及的关键方法及技术归纳如表1所示。

2　结束语

工业4.0将引起产品制造模式的革命性变化，将传统的集中生产模式转变为离散式生产模式，制造模式将更加灵活多变。本文阐述了应用模块化和参数化设计方法助力工业4.0实现的方法和实现路径，为工业4.0的研究提供了新思路。

参考文献

［1］常杉.工业4.0:智能化工厂与生产[J].化工管理,2013,50(1):1-5.

［2］祁卓娅.机械产品模块化设计方法研究[M].机械科学研究院,2006.

篇（5）

1 网络模块化设计思路的提出

Cisco等公司最早提出了层次化网络设计的概念，已经在各类大中型网络设计中得到广泛应用，它将一个网络分为核心层、汇聚层和接入层，使得网络设计清晰而有层次感，减弱了网络设计的复杂性，降低了网络设计的门槛，极大地推动了网络设计的快速发展。在ChinaNet、ChinaNet2中都是采用这种设计方法，尤其是在ChinaNet建设初期“老三层”模式更是深入人心。对于纯粹用于运营的计算机网络层次化网络设计有着明显的设计优势，但对于需求较多的业务型计算机网络，用户经常提出的服务器网络群设计、网络出口安全、网络内部监控等个性化需求，这些都不能在层次化网络设计中一次性设计完成，经常造成多个厂商各自负责一块，后期再进行对接的现象，响应速度慢，工程周期长，协调工作量大。

在工业设计中模块化设计被广泛应用，产品的模块化设计始于20世纪初，1900年在德国书架生厂商将自己生产的书架分为书架底座、书架框架和书架顶板三大部分，其中书架的框架体尺寸不同，用户可根据需求选择不同大小的数据啊框架，在根据个人喜好选择不同形式的书架底座和顶板，从而组合成合适自己的“理想书架”。这种书架的设计方式就是最早期的模块化设计方式。现在经过几百年的发展，源于工业产品的模块化设计原理已经应用到了各个行业。在网络 设计中根据具体情况将用户需求进行功能划分，针对不同的功能利用现有成熟网络模型进行分块规划设计，后期将各个模块组合起来形成可用的最终成型网络拓扑，这种方法就是采用了工业产品模块化设计的思想，并应用到现在的大客户网络设计中，产生了一种新的网络设计思路。

工业设计方面大量文献资料对模块化进行了系统分析：

1.1 模块

模块就是具有相同功能和结合关键点（指联接部位的形状、尺寸、连接件间的配合或啮合等），但有自身独特性能或不同内部结构、不同规格的单元。模块可以进行分解和组合，可以根据不同的需求、环境要求进行调整自身的大小，这是现代模块化概念的分级模块化原理的基础。

独立性、抽象化、灵活可互换是模块的三大特点。

（1）模块的独立性首先就是指的模块的功能明确的、独立的，其次是指模块可以独立设计、生产、安装。一个产品某一个模块的增减只会减少该模块所具有的功能，对其他模块基本无影响。

（2）模块的抽象化是指模块就像一个黑匣子，对外提供功能和接口，而内部结构隐藏在自身的界面中。

（3）模块的灵活可互换是指需要某个功能只需要选择增加或更换具备改功能的模块。

1.2 模块化及模块化设计

模块化的重点是部件的标准化，用户可根据需求选择一系列具备不同功能的部件自行拼装成产品。

将某一类产品进行分析研究，将其中功能相同的部件提取出来，并对其进行标准化以形成标准化部件，这就是分解出来的模块。后期产品设计时选择不同的模块进行组合形成新的产品，这个功能分解、部件标准化、组合产品的过程就是模块化设计。

传统的产品设计是以系统为中心开展，而模块化设计分为标准件设计和模块组合设计。由于模块自身具备的特点，使得模块化设计更加有效的支撑了产品的创新，利用已有的模块通过组合即可得到不同的新产品，这样大大缩短了设计的周期，通过模块的标准化还可以大大降低产品的生产成本、提升标准件的质量。同样采用模块化网络设计出的网络将具有如下特点：

（1）各个模块功能明确，可以根据用户需求进行取舍，即使在工程施工中用户也能根据需要进行取舍；

（2）各个模块之间相对独立，在具体项目施工时可以分多个项目组同时进行实施，缩短施工工期；

（3）形成的模块模版，可供后期相近网络设计借鉴，以达到快速设计的效果。

使用模块化网络设计，根据用户需求将网络分为各个功能模块，在设计初期即将各个功能模块之间的通信考虑进去，由一个厂商完成整个网络的设计、施工，可以节省网络建设时间，并且降低了后期维护难度，也给网络施工方创造了更大商机。

模块化网络设计方法并非与层次化网络设计完全没有关系，在模块化网络设计中也会应用层次化网络设计方法，例如本文中的内网模块设计，模块化网络设计方法是对分层网络设计方法的一个外延拓展。

2 网络模块化设计的应用

以某市电子政务网为例，前期收集用户需求得到如下信息：

（1）需建立一张本地城域网。

（2）全市政府单位统一出口。

（3）一个统一的系统平台。

（4）通过VPN技术提供外出办公服务。

（5）网络性能高可靠，网络安全可监控。

根据用户需求，将整个网络分为：内部网络、外部网络、服务器区、安全防护、网络管理五大模块进行设计。

篇（6）

关键词：

电脑艺术设计专业模块化;课程体系;就业能力

电脑艺术设计专业具有较强的时代性，它融合了电脑操作技能和艺术设计两个方面，因此在培养人才时对人才的要求标准较高。特别是在信息化社会中，电脑技能已经成为人才所必不可少的一项技能。但是，电脑技能在融合了艺术设计相关内容后必然会有较为复杂的知识脉络，要厘清交叉的新兴学科就必须将其模块化。模块化可以使学科知识体系化，教师能够有重点地进行知识讲授，培养学生的竞争能力以适应社会发展的需要。

一、模块化教学的内涵

以往的教学模式中课程的设置和教学内容与社会发展的要求脱节，这就造成了学校培养的人才在能力上不能满足社会的需要。为了改变这种困境，需要将电脑艺术设计专业的课程体系明晰化，用模块化的手段提高教学效率和教学质量。模块化教学，简而言之就是将学科知识体系分成相关的模块，在模块的范围内确定学习的目标和任务。电脑艺术设计是一门融合电脑操作技能和艺术设计理论的学科，在教学上对理论和实践都提出了相应的目标。以往的教学以教师为核心，以教材为主，而模块化课程体系要求转变这种教育理念，在教授理论知识的同时也注重实践。模块化将学习内容类比成工厂的程序性生产，每一个环节、每一个部分都成为单独的成分，但是在组合后又能够成为一个整体。它将目标细化，将流程线条化，能够给人清晰的认知，从而使学生快速了解相关课程内容。

二、电脑艺术设计专业模块化课程模式

模块化课程模式的建立要结合课程本身的特点，还要和学生的学习状况相结合，专业课程在设置上可以将具有相似性的课程合并，整合现有资源进行深度开发。根据电脑艺术设计专业的特点，课程可以模块化为三个部分：公共基础模块、专业技能基础模块、艺术鉴赏模块。

1.公共基础模块

电脑技能种类较多，有的技能是社会普遍要求的，有的只是专业需要，因此在电脑艺术设计专业教学中，需要将具有公共性的课程分离出来。公共基础模块中的相关学科知识是对电脑技能的基础性介绍，把握这些知识是为未来更深入地学习电脑技能奠定基础。公共基础模块立足于培养学生的学科基本常识，树立正确的学科导向。

2.专业技能基础模块

专业技能基础模块是为了培养电脑艺术设计专业学生的专业基础能力，提高其就业竞争力。在这一模块中，学生能够系统地学习电脑技能操作，特别是相关的软件模块与平面设计模块，学生能够有侧重点地深度研究学科发展的状况，能够结合社会对人才的需求有针对性地选择自己学习的专业技能。以Photoshop为例，学生可以在专业教师的帮助下，研究软件在专业发展上的利用途径。

3.艺术鉴赏模块

艺术鉴赏模块是电脑艺术设计专业模块化课程体系中的关键部分。电脑艺术设计专业除了要求学生具备相关的电脑技能，还要求学生能够独立地进行艺术鉴赏。学校在课程设置上应该将具有美学培养价值的课程安排在电脑艺术设计教学中，安排专业教师培养学生的艺术鉴赏能力，将鉴赏与教学融合，使学生在领略艺术魅力的同时开阔视野，激发学生艺术设计的灵感。

三、电脑艺术设计专业模块化课程体系构建的路径

电脑艺术设计专业模块化课程体系构建，首先需要明确专业的发展特点，根据学科知识的特征系统优化教学资源，具体而言，就是要将相关的知识系统化，为学生提供一种科学合理的教育教学安排。当然，在模块化建构之后还需要采取其他方式保障实施的效果。

1.适应社会需求，完善课程体系

电脑艺术设计专业有自身的专业培养目标，在社会中也存在相应的职位与之对应，因此，在专业人才培养的过程中需要紧密结合社会职位的需求变化，及时完善模块化教学体系的内容。特别是要根据专业能力培养的特点，有针对性地、有步骤地培养相关专业能力。

2.优化师资力量，科学选择教材

模块化课程体系建构在宏观上保证课程结构的合理性，但是课程的实施还需要专业教师利用科学的教材来完成，这就对教材和教师提出了标准和要求。教师应当熟练掌握电脑技能知识，同时具有艺术鉴赏与评价能力，并能够在模块化课程教学中改善自身的教学内容和教学方法，提高课堂效率。同时，教师在教学中要选用编排科学的教材，以帮助学生建立知识体系。

3.加强教学实践，融合创新意识

教育教学的最终目的是为了培养学生的职业竞争力。以往的教学模式忽略了对学生实践能力的培养，将理论知识当作学生学习的主要内容。而在模块化教学课程体系中，学生能够系统地学习电脑技能方面的知识。同时，学校创建的相关教学平台能够有效加强学生实践能力的培养。在艺术鉴赏模块，学生的艺术灵感和创新精神能够得到有效的培养。

作者：尚冬华 单位：湖南民族职业学院

参考文献：

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随着市场竞争越来越白热化，如何全方位地满足客户需求受到越来越多卖方的关注。他们比过去更关注客户的真实需求，千方百计地去满足这些需求，以期占领更多的市场。在空调制造行业，特别是商用机领域，降低成本、缩短交货周期是客户非常关注的需求。而在空调箱领域的市场，由于门槛低，技术优势不明显，越来越多的中小企业加入到这一产品的竞争中。标准的空调产品主要实现的是通风、温度控制和湿度控制这三大功能。随着大气环境污染的日益严重，如何提供清洁的优质空气变得越来越重要了。所以标准的产品已经无法满足客户的全部需求，客户时常会提出特殊需求，或者是增加一些标准产品不提供的功能。根据过去几年的数据统计，空调箱市场的特殊需求大约在40% 以上，这对于一家空调制造企业来说是非常大的挑战。因而如何设计出特殊的功能并在要求的周期提交产品，对制造企业来说是一个急需解决的问题。

空调箱产品在实际销售过程中经常会遇到客户要求改变面板的保温层厚度的情况，根据客户现场的有限空间调整空调箱箱体的高宽比，减少占地面积。但是空调箱内的所有部件都是根据箱体预先设计的高宽比来设计的，所以一旦高宽比发生变化，空调箱内的自制零部件基本上全部要进行重新设计。仅依靠工程师临时进行特殊设计，将耗费较多的人力物力，同时也延长了交货期。因此提供一种能够快速进行设计变更的方法显得尤为重要。本文介绍了一种模块化、参数化设计和计算机辅助制造相结合的方法，以期满足这一市场需求。

二、解决方案

理想的解决方案包括了加工和设计两个方面：当销售接下一个特殊的订单时，工厂的技术人员只要根据客户的要求计算出所需机组的长、宽和高尺寸，然后将这些外形尺寸输入到系统中，所有相关的参数化子零件加工文件就自动产生；同时还可以利用标准模块像搭积木一样迅速地创建产品的整机模型。通过模块化和参数化缩短产品的设计周期，另一方面有了这些参数化设计生成图样，工厂就可以立即进行生产，从而最大化地缩短设计周期。这样的一套解决方案不仅需要参数化的设计，同时也需要一套高度自动化的生产加工设备。自动化钣金加工设备可以实现预编程的自动钣金下料、冲孔以及折弯。所有参数化设计的零件都已经预置了编好的加工程序，一个特殊订单产生时，该设备会自动读取相应的文件进行加工，从而大大提高生产效率。图1 展示了参数化设计的思路。

1. 参数化设计

参数化设计就是把零件尺寸定义成变量，用x、y、z等来代替，当然这些变量和机组的长宽高是有一定线性关系的。

根据标准的空调箱产品，用Pro/ENGINEER 软件设计一系列的模板零件，每个模板零件的外形尺寸都是可变的（例如：APIX，APIY），模板零件上的安装孔的阵列也可参数化，使之随着外形尺寸的大小而变化个数和间距。甚至还能通过参数化控制零件的外形，不同的输入可以展现不一样的设计，例如：APIPROFILEL，APIPROFILER可控制左右法兰边形式，如图2 所示。

对于模板零件的图样也有别于传统的图样，是参数化的图样。每一个变量都不会标注具体数值，而是显示Pro/ENGINEER 里定义的参数（图3），并在参数表中给出每个参数的公式，即与输入的外形尺寸的关系（图4）。同样外形尺寸的最大值和最小值也会列在图样的表格中，最大最小值是根据原材料极限或者加工机器的限制来定义的（图5）。

同时，通过Excel 软件来编写逻辑规则和参数设置，即编写在各种不同情况下，各个参数需要被赋予的数值，或者需要显示或隐藏的特征，并设置限制条件（例如加工设备极限，原材料最大尺寸等）。定义所有的模板零件参数和客户输入之间的关系式，最后输出xml 文件，即规则文件（图6）。对于不同功能，都各自有一个规则文件。例如：控制特征显示或隐藏的规则文件，控制零件装配关系的规则文件，控制中间参数的规则文件等。一个产品的所有规则文件可放在同一个数据库中（例如Microsoft Visual SourceSafe），对其进行权限和版本控制。

最后参数化设计系统读取模板零件和规则文件，根据订单需求自动运行并生成生产加工所需要的所有文件及料表。

为了方便零件在Pro/ENGINEER 中定位组装并确定各零件之间的关系，会优先生成一些虚拟框架组合在一起，用来定义空调箱的总体外形尺寸以及各个功能段的位置大小。这些虚拟零件只是过程零件，不需要图样，更不会输出到工厂生产。

2. 模块化设计

在空调箱的设计中并不是所有的零部件都可以简单地利用参数化设计方法，很多时候一些关键的零部件，特别是外购件可能与产品的外形尺寸没有直接的关系。因而如何快速地设计出需要的产品，模块化设计方法应运而生了。

模块化设计是指在对一定范围内的不同功能或相同功能不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，以满足市场的不同需求的设计方法。

（1）模块化设计的主要原则。

a. 尽可能少的原则：在实际定义模块的过程中力求以尽可能少的模块组成尽可能多的产品，同时尽量使各模块结构简单，模块间的接口尽可能简单、清晰。

b. 模块系列化原则：主要用来满足产品的系列化要求，在系列化时最好结合参数化的设计方法。

（2）模块化设计的主要特点。

a. 相对独立性：各模块之间相对独立，通过接口进行信息的传递，从而使协同工作模式( 并行模式) 成为可能。这也是很多的国际化公司在全球进行并行工作的主要方式。b. 互换性：模块接口部位的结构、尺寸和参数标准化，从而很容易实现模块间的互换，以期满足更大数量的不同产品的需要。

（3）模块的定义。

通常模块的定义是根据产品开发设计需求、市场、加工制造、采购、质量和售后服务的需要来进行分类定义的。表1 给出了模块定义的过程中主要驱动力。

图7 展示了把一台空调产品分成天花板模块、墙板模块、地板模块和内部立柱支撑模块等。

（4）接口类型的定义。

所谓接口(interface) 就是用于定义模块之间的相互关系以及信息传递的方法。接口的定义非常重要，如何保证模块之间的信息正确、及时地相互传递，需要定义正确有效的模块接口。接口有多种类型。

a. 物理连接接口(Attach)：模块之间存在物理接触或者连接。

b. 体积或区域内有接口(Spatial)：模块之间存在空间或者面上的参考关系。

c. 质量或能量传递接口(Transfer)：模块之间存在质量或能量的传递。

d. 传递操控信号接口(Control)：模块之间存在控制关系。

e. 现场或者环境接口(Field/Environmental)：现场或环境通过接口影响模块。

两个模块之间可能同时存在多个接口。用户在定义模块的时候还需要同时定义模块与模块之间的接口关系，一旦接口关系定义清楚，在后续的设计中这些接口是不能轻易改变的。图8 的矩阵清晰的罗列了一个产品的模块关系。

3. 参数化与模块化设计实例

对于整个空调箱产品，首先按照功能不同，分成多个功能段：水盘管段、蒸汽盘管段、过滤段和混风段，如图9所示。每个功能段会拆分成多个零件，对于每个段中的相似的零件也可能因为功能的不同定义成不同模块：水盘模块、天花板模块、墙板模块、地板模块和风口连接模块。在定义好模块以后，我们还要根据上面所提到的规则定义模块与模块之间的接口。因为每一个模块都需要涵盖整个产品系列，所以运用参数化设计是解决系列化设计最有效的手段，通过参数化设计把该模块涵盖的所有不同的零部件快速、全面地表达出来，从而减少建模和出图样的时间。模块化设计的方法让团队成员多人协同合作变成了现实，而参数化设计则减少了重复建模和出图样的工作，从而真正减少工作量，缩短设计周期。图10 展示了应用参数化和模块化设计的方法，从一个设计概念到最终产品的过程。

三、优势分析

1. 效率的提高

空调箱多由钣金件组成，各个钣金件的差别大多在于外形尺寸，参数化设计能够减少重复建模和出图样，降低设计者的枯燥感，用设计软件代替人工，设计者只需要提供设计意图并编写规则和模板零件，结合设计软件和生产设备，能够缩短设计时间，从而加速产品设计及交付。

表2 是对于现有一个标准空调箱产品，是否用模块化、参数化设计的零件和图样量的比较。由此可见，参数化设计可以大幅减少工作量，若在非标产品上，其优势会更显著。

图11 是对于建造一个新的备选方案，是否用模块化、参数化设计的工作时间的比较。由此可见，对于一个新的方案，使用模块化与参数化结合的方法设计只需要半天时间就能完成传统方法设计一周的工作量，工作效率提高了近90%。

2. 多种备选方案

使用模块化、参数化设计不仅能够帮助小组产品开发人员提高工作效率，减少重复性的工作；同时它还能帮助研发人员在现有的基本设计上快速改变设计，生成多个空调箱产品方案，从而选择最优方案以满足客户的需求。变更设计的灵活性不仅能应用在产品的研发设计阶段，在非标准订单的生产过程中发挥着更重要的作用，本文篇幅有限在此不再赘述。

3. 方便设计维护

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随着国民经济的快速发展，电梯应用越来越广泛，给人们的工作和生活带来了极大的便利。同时，也对电梯的舒适性、可靠性和安全性提出了更高的要求，而最能直观反应电梯特性的部分就是电梯轿厢。因此，改进电梯轿厢设计方式，提高设计效率和水准就显得尤为重要。面对各种用户的多样化需求，传统的机械产品的设计方式方法，已经难以跟上制造业的发展，迫切需要用信息化手段予以提升和改进。在这一大的背景下，基于参数化设计理念的多种设计平台和软件被广泛应用到机械设计中。本文应用结构参数化设计方法，在三维参数化CAD/CAM软件Pro/Engineer（简称Pro/E）的基础上，探讨电梯轿厢参数化设计系统部分模块的研发方法。

一、参数化设计系统的特点

参数化设计，是CAD技术在实际应用中提出的课题，是基于图形数据的操作。[1]通过参数驱动机制，可以对图形的几何数据进行参数化修改，极大的提升了设计效率和准确率。为满足电梯轿厢对参数化设计系统的需要，结合Pro/E功能，确定电梯轿厢参数化设计系统的特点：

（一）设计流程更加规范。将以往模糊、随意、不规范的管理方式，进行了量化、规范化，标准化，减少了人为的干扰因素。同时，系统的高度集成性使各部门的业务联系更加紧密，信息共享和流程协作将成为常态，强化了参与员工的大局观念和协作意识。

（二）脚本编辑器更加强大。参数化设计系统采用的是将模型的变化关系式写入脚本编辑器中，编辑器自动生成程序语句、变量自动提示、错误检查等多种方便实用功能，还提供了可直接控制的Pro/E模型中的多种CAD函数，使设计人员操作更加简单方便，降低错误率，便于发现问题，方便修改。

（三）系统采用模块化设计。模块化是一种全新的设计理念和方法，将系统以不同功能和性能来设计模块，需要时可以直接通过筛选和组装模块来生产出新的产品。模块可以重复使用，有效避免了设计师从零开始构思草图。能在短时间内试验多种外形构思，极大地提高设计效率，节省时间和精力。

（四）系统选用CAD二次开发技术。Pro/E为产品提供了设计、数据管理、二次开发等完整方案，其二次开发包以C语言为依托，利用其开发的应用程序安全访问和控制Pro/E，实现应用程序与系统的无缝集成。系统采用并行设计方式，可以分发给多个设计人员共同进行设计，并整合成完整的产品。

（五）系统可以快速制图。系统模板与Pro/E模型相关联，通过运行脚本程序，可以快速生成产品模型。系统产品模板关联三维模型后，可以自动生成工程图纸，使图纸的标注尺寸随着三维模型变化。

（六）可靠的安全性能。系统将数据、程序、模型分开管理，并设置用户验证和使用权限。如果只得到数据、程序与模型之中的一部分，是不可能使系统正常运行的，保证了较高的安全性。同时，系统针对不同的开发、使用对象制定不同的控制流程，从而能够较好的保护数据和系统的安全。

二、电梯轿厢参数化设计系统的实现

（一）基于CAD/CAM三维软件Pro/E设计。Pro/E操作软件是CAD/CAM/CAE一体化的三维软件，是参数化技术的最早应用者，采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。它采用模块化方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。CAD是计算机辅助设计领域流行的制图软件，功能强大、使用方便，广泛应用于机械、建筑、家居、纺织等诸多行业。以Pro/E为代表的参数化特征造型是目前最成熟的CAD技术之一。参数化设计一直是CAD追求的目标，旨在有效提高机械产品的设计效率。既能直观、准确地反应产品形态，又能根据用户意见随时进行修改。设计过程中涉及到的各种参数都可以作为变量，这些变量之间的关系可以跨越CAD不同模块，从而实现数据的全相关。同时，使用Pro/TOOLKIT技术来调用Pro/E所设计的功能模块，使程序和系统间实现无缝对接。

（二）部件模块化分解。参数化是实现机械设计自动化、模块化、标准化的前提和基础。参数化与模块化相辅相成。模块化设计作为一种多样化的设计方法，已经在诸多领域得到广泛应用。模块化设计要求的是标准化和组合化。要实现模块化，首先要将产品按照功能、可拆卸和安装、产品的要求等三种方式进行分解，在完成设计和划分之后再进行有机组合，实现模块集成。模块设计需要选用模块，这就要求设计者要充分了解产品的要求，掌握模块构成、功能、接口等参数。电梯轿厢的参数化设计就需要用到模块化，可随时对模块进行重新组合，对参数进行修改，达到高标准、高质量、快速完成相关设计的目的。[2]

（三）创建三维参数化模板。三维参数模板的建立需要遵循一定的规则，根据电梯轿厢的模块化树形结构特点，采取自上而下的方式建模。完成建模之后，还要对参数进行设置。基于Pro/E单一数据库特性，各种参数都会存储在数据库中，用户参数与模型可以一起增加和储存。同时，基于Pro/E的全相关性，在模型中创建和修改的参数可以在工程图中使用。利用这一特性，可以把零件的数质量信息统一存储到三维模型中，如此就可以根据参数脚本传递的不同参数，直接把参数赋予新生成的三维模型和工程图。设计人员可以通过三维模型对轿厢任何一处进行修改。

（四）实施全流程管理。模板从创建到实施，其流程可分为四步：编辑、审核、测试、实施。模板编辑完成之后，则进入具有审核权限的用户进行审核。审核通过则进入测试程序，检查程序的生成结果。测试完成则进入具有实施权限的用户投入使用。流程管理环环相扣，缺一不可。通过全流程管理，确保系统正常运行。

综上所述，参数化设计系统作为一种先进的设计系统，能有效提升电梯轿厢的设计效率和准确性。不仅能够缩短设计周期、提高设计质量、降低设计成本，还具有方便维护与更新的优点。通过基于三维模型和程序的有机结合，实现模块化、信息化、规范化设计，从而能够快速开发出安全、舒适、可靠的电梯轿厢，满足客户需求。参数化设计系统的成功应用，必将对机械产品的开发和应用产生深远的影响。

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以往资料显示，传统的数据中心普遍存在电力能耗大、建设周期长、灵活扩展难这三类问题。对于金融业来说，数据中心的建设往往起着基础性作用，一个安全可靠、灵活扩展、绿色节能的数据中心往往能为企业节约巨大的成本，促进企业生存和发展。本文结合近年来中国数据中心的发展现状，具体介绍金融业模块化数据中心的构建。

1 数据中心相关介绍

数据中心一般指在一定的物理空间内，由多个服务器以及通信设备构成的一整套复杂的设施。金融业数据中心指承载金融机构核心业务的数据中心。按照行业目前的分类，金融业数据中心大致分为大型数据中心、中型数据中心和小型数据中心，而“模块化”在这三类数据中心都具有很大的发展前景。大型数据中心包括总部数据中心、灾备中心、后台中心等。中型数据中心一般指小规模金融总部的数据中心或者大规模金融的地区性数据中心。小型数据中心主要指营业网点机房和省级、地区级机房等。

模块化数据中心――拆解和组合（也称为解耦与融合），指的是将复杂的软硬件系统功能解耦，让独立的功能单元简单化，再通过标准的架构设计，实现独立单元的简易组合，从而降低系统的复杂度。模块化数据中心的设计内容主要包括模块化UPS、封闭通道机柜设计、环境温湿度模块设计、供配电模块设计、动力环境监控模块设计和消防模块设计。

2 传统数字中心存在的问题

2.1 电力能耗大

在2012年（第六届）移动互联网国际研讨会上，中国移动公司李海滨说：“传统的数据中心存在的问题是以机房为核心，机房的建设与IT设备脱节，机房的标准化程度低，机房自身能耗高。”传统数据中心最大的弊端是巨大的电力损耗，数据中心的运行需要庞大的电力做支撑，但由于早期的金融业数据中心片面追求安全性，而在用电上考虑不周全，电力能源损耗和负载使用的能源都比较高。[]

2.2 灵活扩展难

传统数据中心的机房建设采用“一次到位”的方式，所有的设备都是配套安装，因此，机柜内的设备升级一般要面临许多问题。例如，我们在扩展传统的机柜时一般要考虑新旧设备的重量密度、安装要求、单电源设备与双电源设备的配电要求、交流设备与直流设备对配电的要求等；另外，UPS扩容时我们也要考虑新旧UPS系统的兼容、新扩容的UPS与现场环境的匹配等。

2.3 建设周期长

一般情况下，数据中心的实际建成需要3个月至18个月的?r间，从方案设计到设备采购和系统安装，每个环节都需要时间。

3 构建金融业模块化数据中心

目前，国内已经在大力推进第四代数据中心。例如，2014年3月28日，在济南开通运营的浪潮云计算中心，是中国首家第四代数据中心。浪潮云计算中心具有模块化和节能环保两大特色，并具有“永远在线”的高可靠性，它的开通运营标志着中国云计算中心建设达到国际先进水平。另外，腾讯在2016年的T-block首秀（腾讯的第四代数据中心），并以PUE

近年来，高端数字中心解决方案在金融领域广泛应用，已成功应用于银行、保险、证券等分支行中心机房，为金融信息和金融设备安全提供保驾护航。比如，2014年梅州建行进行模块化整改，成为中国第一个改造试点；2015年广发银行采用“慧云”模块化数据中心解决方案，满足客户在“互联网+”时代对数据中心高效安全、智能管理和弹性节能的需求；2016年12月中信银行信用卡中心自主研发“决策引擎系统”，推进金融行业数据中心建设更进一步发展。

众所周知，金融行业数据中心机房建设是一项复杂而庞大的工程，建设周期较长，无法在短时间内高效利用机房为金融业务提供支撑，从而影响核心业务的发展。而国内模块化技术的快速发展和应用，有效地解决了金融行业面对大数据时代的变革问题。

3.1 金融数据与云计算和虚拟化的结合

金融数据中心机房在进行模块化建设的过程中，需要进行弹性设置，借助于云计算与虚拟化技术对IT设备的动态调用，使得基础设施能够充分实现动态响应和按需分配的客观要求。弹性金融数据中心机房通过智能设施管理系统、环境自适应冷却系统、冷量动态调节系统，轻松实现基础设施与IT系统的动态协同，快速响应云计算和虚拟化对IT资源的动态调用。与传统数据中心相比，可大幅提高能效，有效降低运营成本，减少碳排放。

3.2 实现可用性与TCO的最佳平衡

目前，大多数企业都由同一等级（Tier）的数据中心支撑所有业务，面临可用性不足，或超高可用性部署导致的过度投资问题，造成了资源的浪费。国内部分企业例如华为，为了保证数据中心的实用性以及成本的可控性，通过对业务类型的广泛调查和深入研究，对不同业务的可用性进行量化分析，提出了业界领先的数据中心机房混合部署方案。金融业数据中心机房在建设的过程中，可以部分借鉴华为公司的混合部署方案，实现对不同功率密度的混合，以满足高密度部署以及热点漂移问题的解决需求，而且也支持不同等级的混合，以业务类型确定可用性需求，避免过度投资，实现可用性与TCO的最佳平衡。

篇（10）

中图分类号： G640 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2014）09-0188-02

目前，高等职业教育是以“职业技能培养”为核心，此培养模式在工科专业体现的较为突出并有较好的效果，而“技能培养”在国内高职院校艺术设计类专业中应用较少。那么，高职艺术设计类也需要结合职业教育的核心特色，大胆尝试，同样探索出以企业为依托，通过校企合作方式，或设置校外实训基地，以真实的项目驱动的教学方式，完成人才培养的任务。

而现阶段国内高职艺术设计类专业的人才培养模式仍然较为传统，各专业较为孤立，缺乏专业特色，整体结构优势不够明显。正式这种针对性、实践性和应用性不强教与学，不仅不利于激发学生的学习热忱和兴趣，在专业技能培养上也无法体现出职业技术教育的特色，最为直接的表现就是学生就业率下降，学生现有的专业技能无法满足企业的用人需求，从而影响各专业持续发展的生命力。

综上所述，高职艺术设计类专业模块化职业技能需要更为系统的串联、统筹和特色平台搭建，因此转化平台搭建设的必要性，现实可见。

一、创意中心的微型产业链项目简介

这里的平台“微型产业链项目”是以天津中德职业技术学院艺术系成立的创意中心为例，创意中心与企业对接，将承接的项目分配给各个艺术设计专业，通过项目驱动，教师指导学生完成教学内容和产品的设计成型，最终服务企业创造效益。创意中心就是这个平台，它将艺术设计类各相关专业的课程知识和校内外各种资源融合有效的串联，其目的是达到学生技能提升和校企项目开发为一体的综合性教学平台，成为面向市场、面向行业的艺术设计人才的培训基地。根据用人单位对艺术设计类岗位的知识技能和工作职责要求，构建以岗位工作能力为主线，以职业要求为标准，建立的一个类似于闭合性链条的创意中心。（如简图所示）

二、现状调研

在天津中德职业技术学院校级课题《基于创意中心的微型产业链搭建――高职艺术设计类专业模块化职业技能转化平台研究》的基础上，本人通过以访谈和问卷的形式完成了课题研究的前期调研工作，论证了高职艺术设计类专业模块化职业技能转化平台搭建的必要性。

1.学生的兴趣点调研

1.1现代社会人们更加注重对自我个性化的追求，对衣食住行等各领域的用品和环境提出了更高的要求，产品已不再是一般的实用物品，而是由里到外，通过它的结构、形态、材质、色彩等给人以美和特别感的个性标志。作为高职艺术设计类的学生更加需要有敏感的专业素养，通过个人的情感、审美和大众文化的感知和理解定义出自身的学习兴趣和后期的设计理念、技术素养，发展方向。

1.2在自己所教授的课程反馈中，发现每位学生都有自己的兴趣点，这些兴趣点也有一定的共性。如学生喜欢成型的物品，学生在学习专业的过程中就可以发现，带有项目驱动任务的教学深得学生的喜爱，如选修类的产品快速成型、陶艺等课程，这些课程能够使学生带着任务去学习相关的专业知识，因为这样学生会在个人的动手技能上得到提升，当任务完成时，有成品的出现，学生会有一种成就感，以及随之而来动力。

1.3基于创意中心的成立，学生们都兴奋不已，纷纷申请自己是否可以去体验锻炼。由此可见，现代高职学生的兴趣点与以往不同，不仅是学习知识，他们更多的是喜欢更早的进入社会实践中，不管自己是否具备一定的专业知识，技能是否能胜任企业的要求，体验创业的成就感是高职学生的普遍心理期望。通过高职艺术类专业模块转化的平台搭建，就可以满足学生的这种需求，同时可以从一定程度上激发调动学生的学习兴趣，动手能力，是抽象知识和实践体验有机结合。

现代高职艺术设计类技能人才所需具备的能力是敏锐的感知能力、分析能力、审美能力、创造能力、表达与沟通能力及市场预测能力。这些素质、技能的培养需要一个较为新颖、较为完整的体系的搭建去改进和培养，因此，这个微型产业链的搭建研究可以为学生提供提升自我能力的完整一个平台。

2.教师调研

通过对系部艺术设计类任课教师的访谈，总结反映出了现在艺术设计教学授课存在一些方面的问题。表现为，学生上课兴趣不高，学习积极主动性差，教学任务完成质量不高，教学进度不能正常推进。其次，学生的设计思路和设计创新性不突出，设计缺乏实用性，设计的是成品而非产品，最终导致没有独立完整的设计产品，同时与企业的实际技能需求相差甚远，学生就业受到了很大的影响。

从教学角度看，一般的教学大纲的教学要求过于传统，教师教案的内容设计也缺乏务实性，教师希望可以通过一些真实的与企业对接的项目让学生去主动动手，教学过程有效实施。

3.企业、市场调研

高职学校定位是“校企合作”、“产学结合”。目前，机械、电气等工科专业正在适用。那么，艺术设计类专业又如何呢？根据艺术设计类学生到企业、公司去实习后的反馈，企业需要有工作经验的设计人员，不愿意耗费精力和财力再去培养刚刚走出学校的实习生。这就表明了，我们的学生能力不能满足企业的需求。经分析，问题在于学生综合技能的培养没有实际的锻炼平台和熟练机会。

企业和学生出现的问题，对高职院校艺术设计类人才培养目标进行了预警。教师的专业教授和学生的学习需要有机统一，如何实现这一统一性，一个浓缩专业的项目平台的搭建便成了解决这一问题的关键。由此，学生可以在学校完成一个真正的项目实操，根据学校现有的教学设备、场所、因地制宜，以学生为本，以就业为导向的职业教育人才培养可以充分突显职业院校优势。

三、高职艺术设计类专业模块化职业技能转化平台搭建的必要性

1.学生学习专业只是停留于学习专业表面形式，而专业知识的融汇能力无法独立完成。所有的设计思路、理念都只是在做表面文章。因此，学生需要相关的教育教学为其搭建平台，去引导和帮助他们进入专业，规范的学习系统，完成从装腔作势的痞子青年到有技能有素养的文艺青年的蜕变。

2.学生学习专业提不起兴趣，即便有教师的精彩授课，可是传统的教学案例无法引发所有学生的兴趣，长此以往，学生便没有了学习的动力，这样没有兴趣点也就无法引发设计的激情，便没有了创作。

3.教师的教学任务无法有效推进，学生设计的产品缺乏创新理念和实用性，教师的教学科研处境尴尬。

4.进入企业后，学生发现所学的专业知识在工作中无用武之地，专业与工作无法顺利接口，对于企业而言，一个项目所涉及的专业范畴较为广泛，对人才的需要也就较为全面。所以说一个专业的学习，如果没有开放、多元性的各个专业的统筹便无法满足现代企业和市场的需求，高职学生三年的教育结果只能是未就业就先失业。

5.通过调查，在目前学校就业部门组织的大学生创业报名活动中，可以发现这样一个现象：学生对于这个活动的参与积极性十分的高涨，据不完全的数据统计，艺术设计类学生参与创业培训报名人数占人数的60%以上，而且低年级的学生也积极参与其中。可见，学生对这个平台搭建的渴望十分迫切。

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项目教学法是指将某门专业课程按生产过程的要求，将课程设计成若干个实训项目，每个实训项目都对应于一个实际的工作任务，也都有每个项目的能力目标，老师的教学就是指导学生完成实训项目，可以最大限度的发挥学生的主观能动性，提高学生的实践能力。这种方式主要使用于实践技能训练课程的教学方式。其主要特点是：（1）师生通过共同实施一个完整的“项目”工作来进行教学。（2）学生在教师的主持下，以小组合作工作的形式自行组织完成项目。（3）实践的同时，注重理论的渗透。（4）学习过程成为一个人人参与的创造实践活动，注重的不是最终的结果，而是完成项目的过程。（5）有明确的评分标准，可以对完成的项目是否达到教学目的进行评价。

二、学习目标和学情分析

（一）学习目标。对一门具体课程，衡量期望值的指标是课程标准或教学大纲。“模具制造技术一体化教学”课程期望是理论知识达到中职“模具制造工艺”课程教学大纲规定的教学目标；操作技能达到中级模具钳工国家职业标准规定的技能要求；并通过国家职业技能鉴定考核，取得相应职业资格证书。这是课程总的教学目标。

（二）学情分析。学情分析是要找出学生的背景、学习特性及先备技能，为制定教学目标、教学策略、教学媒体、教学过程以及教学评价等具体的教学设计过程提供依据，创造适合学生的课程。本教学的学习者为中职第二学年学生。相当多同学仍停留在自己是考不上高中的落伍者的心理状态中，希望得到尊重、理解、平等相待，有强烈的自主要求与成功自豪感；部分同学学习基础较差，对纯理论的课堂教学提不起兴趣。

三、学习内容分析

学习内容是为实现教学目标，要求学习者系统学习的知识、技能和行为的总和。为便于进行项目组合，这里将学习内容按模具结构各系统零件加工工艺理论和操作技能两部分分别划分为单一学习单元或单一基础技能。划分时，每个学习单元内容应尽可能保持知识体系的教学单位特征，理论知识和操作技能要便于融合成一个有机的“项目”组合体。同时，要考虑教学的时间安排，避免在同一个“项目”中包含过于冗长的理论内容或繁多的操作技能内容。

四、教学模块（项目）设计

教学模块（项目）设计的根本目的是通过对教学资源、学习过程和学习内容进行组织安排，创设有效的教学系统，以促进学习者的学习。教学模块既要具备项目教学法的特征，又要符合一体化教学的要求。