工业论文实用13篇

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工业论文

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关键词:化学工艺;绿色化工;技术应用要点

0引言

近年,社会公众的环保意识逐步地提升,国家也大力地倡导在社会中发展绿色经济,建立友好型的工艺技术。在这种背景下,绿色的化工技术就被研发出来,其中绿色技术更多的是指在传统的化工产品生产期间,减少对外界环境的污染,降低资源的消耗,实现技术的可持续发展。

1绿色化工技术的重要性分析

化工企业在生产化工产品期间,应用绿色技术来避免生产过程给外界环境带来的破坏和污染。尽量地去降低能耗,使用节能环保的材料,这样才能够使公司在激烈的化工市场中,获得独特的竞争优势。从原材料运输到工厂,然后再将原材料运输到生产线上,在各作业环节加强控制,使化工产品的生产走向环保化。利用零污染、低耗能的技术,来减少污染物的排放,进而全面提高化工企业内部的制造技术水平。在印刷和药物的生产领域中,都会应用一些绿色化工技术,此时该技术就为国内的化工行业指明了未来的发展方向。

2绿色化工技术在化学工程中的应用分析

2.1合理地选择催化剂

在化工产品的生产领域中,使用大量的催化剂(如图1所示)会显著地提高化学反应的效率,进而加快化工产品生产的速度,可以明显提高整个化工产品的经济效益。因而,化工企业应该根据实际的化学反应状况,以及根据生产出来的化工产品特性,来选择催化剂。此外,还要避免化工产品所形成的副产物被随意地丢弃、排放,而造成化工产品的副产物危害到外界的环境。此时,要重点去管控好催化剂的使用,应用一些无毒无害催化剂。在此基础之上,还要加强对各废弃物排放管控,应该结合实际的要求,来选择催化剂材料,选择毒性不大,而且危害程度较低的材料,才能够保证化工产品的生产绿色化。

2.2应用没有污染的化工原材料

科学地选择化工材料是降低化工污染的一个有效的方法,通常情况下,社会公众都会认为化学合成物大多都是化工原料,并且认为大多数的化合物都有毒性,会对人体产生较大危害。随着近年国内科技技术的飞速发展,一些化工原料被研制出来,有些化工原料是从农作物和植物中提取出来,它可以替代化学的合成物,来充当化学产品的制剂。因而,选择危害较小、绿色环保材料,从源头上去抑制化工的污染。在生产期间,确保化学制剂使用合规,避免使用那些毒害较大、污染较大的化学药品。

2.3科学选择化学反应

在化工产品生产期间,要求能够使用一些高效的化学反应,才能够提高化学反应效率。通常化学反应都会产生副产物,而对外界环境带来污染破坏。此时,公司要综合考量化学反应经济性和环保性,来实现降低污染的目的,这也是当前绿色技术的一个重要组成和应用的目的。公司综合考虑经济成本、经济效益和污染问题,应用合理的化学反应方法,来实现控制化工污染的目的。

3绿色化工技术的应用分析

3.1应用清洁的生产技术

化工企业应用比较清洁的技术,能够有效地减少生产过程的污染,例如,通过一定的处理设备,来降低化工产品的粉尘、废气,对废弃物进行回收利用,这样会实现资源的高效使用,也能够减少固体垃圾的产生。当这些化工的污染物进入到地下水和土壤中,会扩大污染的范围。有些工厂内部有大量的悬浮颗粒物的粉尘,这些粉尘就会形成粉尘污染,空气中的固体离子增多,当吸入到人体内部会直接导致心肺病的产生。因而,要科学地处置生产现场的粉尘和废弃物,来实现环保生产的目的。

3.2应用生物技术

将新型生物技术运用到化学制品的制造中,例如可以运用基因工程技术、生物技术和细胞工程技术,利用生物体内部所产生的生物酶,来作为化学反应的催化剂。将生物化工的合成技术作为当前化工产品的一个主流技术,可以实现绿色生产的目的。生物技术中的膜技术是仿生学的一个重要技术组成,它也可以实现再生资源的循环利用,来形成化学品。绿色的生物技术需要从动植物内部提取相应的原料,例如,煤炭、石油等都是由生物经过数万年的生物化学反应,而形成的能源原料。在当前的一些化学反应中,会使用生物酶作为催化剂,这种催化剂的催化效率显著地要高于化学试剂的效率,这样生物酶作为催化剂,可以实现环保生产、无污染生产的目的。并且化学的反应比较温和,形成的副产物对外界环境危害较小。

3.3利用友好型的环保产品

在化工生产过程中,产生的污染物会直接影响到人们的日常生活。因而,在使用环保产品期间,要尽量地避免使用那些高污染的产品。汽车在行驶中可以燃烧生物柴油、生物汽油,这些生物材料的生产制造不会对外界产生较大的污染。同时,生物酒精汽油燃烧时对外界的环境破坏力度较小,有些化石燃料内部有大量的硫化物,在燃烧之后,会产生二氧化硫,会直接危害到大气的平衡,以及会给国内的大气带来破坏。社会公众平时会使用一些塑料的产品,塑料的包装袋,这些塑料袋的使用会给人们的生活带来便捷。当人们使用完了之后,就会将这些塑料袋随意丢弃,塑料袋难以分解,分解时间会长达数百年,会给社会环境带来极大的影响,也会形成大量的固体废弃垃圾。因而,需要对现有的化工技术进行转型升级,生产一些环保型的乙醇汽油,可降解分解的塑料,供为大众使用。例如,化工产品生产单位将其经营的重心转移到绿色产品生产上,大量的使用农作物植物,作为原料的提取材料。在生产期间,可以使用甘蔗来提取乙醇,作为稀有的原料物质。

3.4清洁生产技术的应用

当前国内的清洁生产技术已经被应用到金属冶炼,海水淡化等各个行业中,应用的清洁技术生产的有害物质不多,而且清洁技术会直接将废弃物排放控制在环保的要求标准内。在海水淡化工程中,应用环保清洁的方法,来在海水中去提纯淡水。淡水是人们基本的生活用品,社会对于淡水需求量较大,然而国内淡水资源却偏少,这是利用海水淡化技术,为人们提供丰富的淡水资源。在生产淡水期间,利用环保型的化学制剂,来提纯淡水、蒸馏淡水,这种化学试剂的危害都较小。

3.5优化改善现有的化工工艺流程

在化工产品生产期间,企业要转变现有的生产方式,改变过去仅仅依靠一个装置给各个设备供热的模式,可以给厂房的顶层安装太阳能电池板,来利用太阳能为化工生产线提供电力来源。此时,化工产品的生产单位也可以购置余热的收集装置,利用该装置,可以将生产线上的各类热收集。然后,对这些能量进行转化,进一步地转化为电能,来为生产线进行循环的使用。

在生产化工产品期间,也可以利用电机驱动的方式,来作为生产线的电力来源。应用变频的电动机,会降低电能消耗,有些电机在开机时浪费的能源较多,此时应用变频电机控制电机中的频率,来减少电力能源的浪费消耗,也能够使整个生产线变得更加稳定。在生产环节中,会产生许多化工副产物,这些副产物对外界环境有一定的污染。但是通过将这些副产物的回收利用,可以提高公司的经济效益。

4结语

近年,随着国家大力地倡导生态文明的建设,化工企业要响应国家的号召,来引入绿色化工技术,降低化工产品生产过程对外界环境的污染,提高化工的产品生产经济效益,提高原材料利用水平。

工业技术毕业论文范文模板(二):利用外资对我国工业技术进步的影响研究论文

摘要:随着社会经济的不断发展,尤其是在加入WTO之后,我国经济也快速融入经济全球化大环境。经济发展速度、规模与科技水平息息相关,是实现经济全球化的根本动力。目前,外商投资模式在经济发展中占据重要地位,投资规模不断扩大,对工业技术水平的提高与进步产生巨大影响,也对工业技术自主研发产生一定程度上的制约。因此,要重视对外商投资问题的研究,明确技术目标,结合我国发展实际,构建更显科学与有效的发展策略,加快我国工业技术发展进程。

关键词:外资;工业技术;影响

一、前言

对于经济增长,技术进步是源泉与动力,是衡量一个地区竞争力的重要尺度。技术进步主要涉及本国技术能力以及技术获取。前者以技术开发与创新为主要任务,后者是通过从国外直接引进先进技术、引进外资获取等方式来提高本国的技术水平。立足工业技术领域,外资获取是当前重要形式,对我国工业技术发展产生深远影响,因此,需要进行全面与深入的分析,在根本上实现真正意义上的技术进步。

二、结合社会发展全面分析我国吸引外资的主要原因

在社会经济不断发展进步中,各个行业发展迅速,很多行业都出台了大量优惠政策,以求吸引更多外商投资。具体来讲,吸引外资的主要原因涉及如下几个方面。

(一)国内市场优势突出,潜力巨大

对于我国而言,人口众多,工业化进程发展速度较快。在这种情况下,我国急需国外先进技术的支持,借以实现工业技术水平的大力提升。另外,对外商而言,欧美市场相对饱和,行业竞争异常激烈,因此,需要更具潜力的市场,具备较大的容量,呈现多层化特征。

(二)劳动力优势巨大,原材料成本较低,有利于外商产品竞争力的增强

在我国,劳动力成本相对较低,原材料价格具有明显优势,为外商企业成本的降低创造有利的条件,有利于全球竞争力的提升。也就是说,在我国,劳动力与原材料竞争力更具优势。

(三)工业制造整体水平较高,消化吸收先进工艺的能力较强

对于我国制造业而言,整体能力较强,拥有大量技术能力强、熟悉制造工艺的工程技术人员,学习与掌握能力突出,能够较快理解与掌握引进的生产线的制造工艺,加快技术向生产力的转化。

三、探讨利用外资对我国工业技术产生的影响

(一)多种外资类型对我国工业技术产生差异化影响

依托贸易与技术合作,我国逐步进入外商价值增值链与经营网络之中。尽管外商拥有资金技术以及管理等方面的优势,而技术是增强竞争力的根本保障。基于此,外商投资技术的应用与我国工业技术水平息息相关,需要综合考虑研发能力与产业架构。首先,对于外商投资,其应用的水平如果高于我国技术水平,但是,立足其母公司发展,尚不属于最为先进的技术。这种情况下,投资的目的是规避贸易壁垒,谋求与占领更加广泛的市场。从实际情况分析,我国工业技术研发水平虽然发展迅速,但较之世界先进水平仍有距离,同时,市场进入壁垒不高。因此,跨国公司在资金、营销等领域优势突出,极易获取竞争优势。其次,以母公司技术为主导,产品销往国际市场,主要体现为高新技术产业。在全球一体化与信息化的发展中,产品周期较短。立足现代社会,信息技术发展迅速,这种趋势的进一步发展促使我围一些行业的产业结构发生很大变化。

(二)正视核心技术的作用,加快技术革新

基于此,跨国公司在我国投资价值主要体现在我国的比较优势。借助这种技术模式,虽然引进了现代化的自动生产线,能够实现“干中学”的目的,同时,我国的制造技术水平突飞猛进,但是,无法获取核心技术。核心零部件,产品的核心生产过程仍在其母国生产,只把技术含量低的零部件、产品的最终成品组装放在我国进行。鉴于技术进步速度的加快,一旦忽视核心技术的掌握,将永远陷入创新追赶之中。一旦跨国公司撤走,会导致技术的滞后,不利于我国整体技术水平的提高,对我国的技术进步具有一定的抑制作用。

四、如何提升我国工业技术进步水平

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湖北文理学院工业工程在专业建立初期,由于本地企业对工业工程专业的认知度不高,对联合人才培养缺乏兴趣。为了主动适应工业工程专业的本质要求,培养应用型的人才,本专业以年轻教师为主的生力军进行了一系列理论与实践探索。通过多次企业调研,初期免费为企业实施案例,建立了一批稳定的合作企业,每年均有毕业生到这些企业就业。制定了一些激励政策,如要求毕业设计的选题80%来源于企业实践,对实践效果较好的指导老师与学生给予一定奖励。

2.1合作企业的选择

工业工程的主要应用领域是制造业,选择合适的制造企业,是校企联合毕业设计培养能否成功实施有效进行的关键。首先应对当地企业进行定位分析,找准突破口。在企业的选择中,要注意以下几点:1)优先选择和高校有长期合作关系的企业。这些企业重视校企合作,重视技术研发,重视科研成果的转化。2)要了解企业对工业工程的认知度,在企业的接触中要多宣传,推广工业工程,让更多的人,更多的企业了解工业工程,在初期可以免费为企业进行IE推广,现场改善。3)了解企业的生产状态和性质。不同类型的企业各有选择,如选择一些大批量定制生产和小批量多品种的混合生产的企业。湖北文理学院地处襄阳地区,工业企业较多,制造基础好,汽车及零部件产业集中度高。工业工程专业在近几年中,主动联系企业,寻求合作,取得了明显的成效,目前大部分课题都来源于企业实践,主要在本地企业和沿海地区企业。

2.2选题的研究

课题的选择要考虑两个方面的因素。一是题目与专业联系的紧密性,二是企业的实际需求。尽量避免纯粹的理论研究类课题,特别是指导老师的理论研究课,不适合作为本科生的题目。选题时可以根据企业提出的需求进行考虑,也可根据指导教师、学生调研发现问题来命题。结合企业特点和本专业主要方向,工业工程专业近几年主要确定了以下几类毕业设计题目(详见表1):1)生产线改善、优化类题目。如“××轴承厂生产线平衡与改善研究”;2)质量管理类题目。如:“某生产线工序能力分析与改善”;3)厂区、车间物流规划类题目。如“××车灯厂××车间物流设施优化研究”;4)工厂管理类。如“某企业5S推进与实施”、“精益生产的在某企业的推广应用”。

2.3时间的安排

为了缓解学生考研复试、找工作等因素与毕业设计时间冲突的矛盾。建议从第7学期中期开始就公布毕业设计企业和相关题目,由学生自由选择,并将初步任务书下发给学生,一并包含时间进度表安排表。任务安排上,重点任务尽量避开考研复试期和找工作黄金月。通常第7学期要求学生查阅与课题相关的文献,复习相关知识。一般第8学期,安排学生到企业实习一段时间,在企业期间由企业根据实际需要,安排其工作,学生定期向老师反馈。

2.4做好过程指导与监督

学生在实习企业,由于时间较短,企业一般不会安排特别复杂的事情,通常企业会告诉学生他们存在的问题,或者想把某些方面提高,但不愿花费很大的人力去指导学生,尽管企业也安排了指导人员。这时需要指导教师的及时指导,否则学生极易处于知道问题但无从着手的状态。因此,对实习过程的指导与监管就显得非常重要。为了避免学生实习中的盲目与茫然,要注意以下几点:1)根据课题,制定严格的目标管理。精确到每一天,这样即使企业放松管理,学生也知道每天该干什么。根据以往经验,学生初到企业,新鲜感和好奇心都较重,很容易偏离课题方向。而一段时间之后,新鲜感下降,学生处于盲目状态,不知道干什么。有了明确的目标后学生不至于无所适从。2)要求学生主动去生产一线,多与一线工人接触。要多问,善于问。充分了解公司目前的现状,并做好记录。3)要求学生每周汇报总结一周工作进展,遇到的问题,所需要的帮助。一般学生的潜力是较大的,初次完成独立的任务,给予一定的压力,给予一定的帮助,他们通常能较好地完成。特别是深入了解课题后,他们有解决问题的动力,并且常有创新,他们出的主意想的措施一旦得公司的认可,学生会感到很有成就感。故指导教师在前期要多指导,让他们尽早真正融入课题,到后期学生的自主能力很强。

2.5考核方式的改革

在企业完成的毕业论文其考核评价方式应有别于完全在学校完成的毕业论文。可采取由企业评分、指导老师评分、答辩小组评分相结合的原则。企业指导工程师依据学生在企业的考勤、工作表现,对企业的贡献率等给予评分。教师评分可根据论文与任务书的符合度、工作量大小、论文的实用价值等方面评价。答辩小组根据论文的实用性、与专业知识结合性及现场答辩情况给予评分。在评价中注重论文核心内容和应用价值,淡化论文的写作及排版等。

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(2)出游类型有85.34%的游客都是选择自行前往,只有14.64%的游客是团体出游,包括旅行社的组织。从笔者查阅的文献资料中了解,工业旅游游客多数是团体组织或旅行社组织,而大庆工业旅游团 体组织所占比例却非常小。导致这种现象的主要原因是旅行社参与工业旅游的积极性不高,这与工业旅游景点门票价格较低,旅行社很难从中获得高的经济效益有关。由此可见,旅行社在大庆市石油工业旅游发展过程中的媒介作用并没有那么突出,甚至可以说没有发挥作用。所以在今后大发展过程中,工业旅游单位应该主动同旅行社合作,充分挖掘旅行社在旅游宣传过程中的中介作用。

(3)获知信息渠道调查显示,游客了解工业旅游的渠道是多方面的,有32.17%的游客是通过亲朋好友推荐了解到工业旅游信息的;有22.60%和21.73%的游客是通过电视广播和网络等渠道了解的大庆市的工业旅游信息;通过报刊杂志了解旅游信息的占7.82%;通过旅行社的介绍只占到2.60%;其他渠道为13.04%。在调查过程中了解到虽然大庆石油在人们的心中知名度很高,但提及工业旅游却知道的很少,大庆市的石油工业旅游知名度并不高。即使人们参加了工业旅游却也不了解工业旅游的具体内涵。对此,我们要进一步开展工业旅游的广告宣传,旅行社要做好工业旅游产品的设计,从而吸引更多的游客。在网络科技如此发达的现在社会,要充分发挥网络作用并给工业旅游游客带来便利。所以大庆石油工业旅游最好有自己的专业型网站,进行最新旅游动态的介绍、旅游促销活动的介绍,以及一些旅游景点经验的交流、旅游项目的合作来吸引更多的游客。

(4)出游时间从图1可以看出,来参加工业旅游的游客有54.39%是选择在周末参加工业旅游,选择在节假日参加工业旅游的游客比例占23.68%,而选择在寒暑假参加工业旅游的人数只占总人数的7.89%,可见虽然寒暑假时间较充裕,但是人们仍然会选择一些闲散的时间进行工业旅游,这与工业旅游不需要太多的时间有很大的关系。所以工业旅游要想在短时间内满足游客的旅游需求,不仅要深度开发工业旅游资源,其周边的基础设施建设的完善程度也是起决定作用的。

(5)出游目的接受教育、开拓视野、认识知识的需要是旅游者选择工业旅游产品为消费对象的最普遍最重要的目的。通过统计分析38.79%的游客参加工业旅游的目的是想增长知识、开阔视野,满足其求知欲。而观光度假的人数占总人数的24.13%。其他目的来大庆的游客占25.86%。通过交叉分析可以看出出游目的是增长知识的游客,大都对大庆市的纪念地和展览馆比较感兴趣同时参观后也比较满意。而对于石油矿场和石油城市观光这些工业旅游资源的兴趣则比较小。可见在知识性这方面大庆市的纪念地和展览馆已经可以满足游客的基本需求。所以应该大力开发大庆市的石油矿场及城市观光等旅游资源,做好旅游资源之间的组合销售。

(6)停留时间通过对游客在大庆市的停留时间分析,有46.55%的游客是长期居住在大庆市,属大庆市常住人口。游客在旅游区停留时间的长短取决于游客可自由支配时间,但也受旅游地资源赋存状况和旅游资源品质高低的影响。游客在大庆市停留3天以内的比例占近30%,而这部分人大部分是探亲访友,获知石油工业旅游信息的渠道也主要是亲朋好友推荐。这种现象跟大庆市旅游资源品质较低有很大的关系,所以大庆市应对旅游资源进行深度开发,增加其趣味性、知识性。

2.游客感知分析

旅游资源的赋存决定了一个地方旅游业发展的生命力,优势旅游资源是旅游地规划与开发的支柱,为旅游地提供了强大的发展空间。为了了解大庆市石油工业旅游开发中存在的优势旅游资源和具有竞争优势和发展前景的旅游资源,本问卷还对游客进行了满意度调查。从图表中可以看出,在348份调查问卷中,有243份的游客对大庆市的纪念地和展览馆比较感兴趣,占总人数的69.82%,参观后最满意的旅游资源调查中,纪念地与展览馆占总调查人数的73.68%。不满意的旅游资源中,纪念地与展览馆所占比例只有8.77%。可见大庆的纪念地与展览馆在整个工业旅游发展过程中占有绝对优势。而对于石油矿场这类独具特色的石油工业旅游资源来说,感兴趣的人只占总人数的11.2%。参观后不满意的人数高达22.8%,大部分游客认为石油矿场这类旅游资源整体比较分散,没有吸引力,交通不方便,周边基础设施不完备等。所以大庆市的石油矿场要想成为独具吸引力的旅游资源还需要更合理的设计与规划。通过统计分析对大庆市工业旅游感知满意的比例占45.9%,一般的比例高达52.6%。而有48.7%的游客还会选择参加大庆市的工业旅游,对工业旅游持中立态度的游客大多认为大庆市工业旅游线路打造不够规范,旅游产品开发的也不够深入,旅游地服务质量与游客需求脱节等。

3.深度访谈分析

通过对游客的深度访谈了解到游客对大庆市石油城市布局及一些场馆的内部建设和”零门票工业游”比较满意,大庆市的城市雕塑和一些石油主题公园也受到游客的好评。但在访谈中对工业旅游游客感知的旅游产品及服务质量等五方面提出了问题,一是景区周围基础设施建设不完善。大部分游客认为景区与景区之间过于分散,且没有专门的交通工具供游客选择乘坐。景区缺少停车场,自驾车的游客车辆无处停放。作为旅游景区,餐饮娱乐等基础设施建设是不可少的,而大庆市每个工业旅游景区都没有专门供游客休息停留的地方。二是场馆内讲解太过专业,有些场馆缺少专门讲解人员与游客沟通。对大部分游客来说都只是自己简单参观,没有专门的讲解人员。即使有讲解人员,他们的解说也太专业化,书面化,缺少趣味性和吸引力。三是场馆内旅游产品重复,参与性差。铁人纪念馆与石油科技馆、历史陈列馆内许多旅游产品重复建设,这导致旅游产品与游客的旅游需求对接错位。旅游产品的趣味性和参与性严重不足,并没有让游客真正的参与其中,游客也感受不到工业旅游的巨大魅力。四是没有专门的工业旅游游观光路线和专业的导游团队。对于专业的石油城市,其城市观光及矿井景观应成为其独具魅力的旅游资源。但对大庆市来说,并没有开发出专业的观光线路,且景区基础设施等建设也不完善,相对来说则缺乏对旅游的吸引力。

二、对策

1.加大对大庆市工业旅游资源的深度开发

开发具有工业企业特色的不同层次的旅游产品和旅游纪念品,将旅游纪念品转化成工业旅游宣传品。开展工业旅游,不能仅限于简单的参观工厂、参观纪念馆和生产线,要使工业旅游系统化和体系化。多增加体验性和互动性旅游产品,延长游客的停留时间。

2.采取适宜的营销策略和措施

做好工业旅游宣传工作。大庆市工业旅游工业企业可以做专门的工业旅游网站,利用发达的网络系统宣传工业旅游。从满足旅游的基本要素出发,扩展工业旅游专业化服务。政府要起主导作用,加强对工业旅游的关注力度。旅行社也应该发挥重要的媒介作用。

3.企业内部也应该培养一批既懂营销又懂工业的复合型人才

以适应大庆市工业旅游营销工作的需要。鉴于大部分游客参加工业旅游是为增长知识,所以企业要更加注重资源的知识性和科学性,深度挖掘企业的文化内涵,同时不断开发其趣味性和独特性。坚决杜绝导游讲解同游客的需求脱节,满足游客求新、求异、求奇的旅游需求。

4.对于已经建成的工业文化旅游资源

不仅要提升其资源的品质,更重要的是要完善基础设施建设。建议工业企业加大旅游基础设施的投入,扩大工业旅游的规模和项目。工业企业可针对小的节假日开展工业旅游体验游,利用工业旅游独特的教育性、科普性特征,开发不同的客源市场,针对不同的群体开展不同的工业旅游项目。面向政府机关营销策划以调研考察为主题的工业旅游项目;面向老年群体游客营销策划以怀旧为主题的工业旅游项目;面向学生群体营销策划以科学知识普及、修学择业为主题的工业旅游等。

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(1)毕业设计选题时间仓促,整体设计时间短,设计环节不能保证充分实施。工业设计程序的完成需要较长的时间,且指导要及时。现在各高校一般从每年1月份确定毕业设计题目到6月初答辩,期间有寒假,而且这段时间也是本科毕业生频繁准备各类应聘会应聘考试的阶段,所以整个毕业设计的有效时间最多3个月,要高质量完成从市场调研,初步方案制定,深入设计,模型制作,文件编制,论文撰写等一系列的工作是很困难的。对于毕业设计完成时间不充分,可以考虑以下两种办法解决。第一,学校工业设计专业已经有4个工作室,有相当的学生从二年级开始就跟随指导教师从事一些基本的科研工作,产生了默契和设计的方向性,可以利用这个有力的条件,提前确定毕业设计指导教师和设计题目,这也促进选用实际课题,达到事半功倍的效果。第二,在三年级下学期(第六学期末)安排学年课程设计教学环节,一个月时间,由全体专业教师参与指导,实质上是毕业设计的一次“预演”。题目由教师和学生双方商榷制定,题目不一定非常具体,可以根据学生的兴趣,制定家电类、家具类、卫浴产品、陶瓷制品等大的方向,在此期间,学生都在学校,与指导教师的交流能够做到及时和面对面。目的是初步检验题目的合理性与设计的规范性,针对某类产品的设计特点制定整个设计的程序和方法,如果合理可以作为毕业设计的题目,深入进行;如果存在问题,及时进行调整,为毕业设计扫清障碍,从容进行。这样还可以让学生在第八学期初选择毕业实习单位的时候有的放矢,对毕业设计具有实际的指导意义。这也解决了多年来存在的毕业设计内容与实习工作不相关的问题。

(2)毕业设计过程监控手段简单,措施不利。现在毕业班学生从每年2月到5月份基本上都在校外实习或参加各种招聘会,老师的指导工作都是通过互联网等形式,这不利于工业设计专业特点的内容指导。工业设计指导的大量工作是在设计定位和深入阶段,交流的文件多以大量的手绘稿和色彩效果图为主,并加以说明。现在多是通过QQ、微信、短信、电子邮件等交流平台师生交流,在整个过程中老师无法监控学生的设计具体过程和步骤,设计随意性比较大,经常导致毕业答辩前发现设计存在严重的缺陷而无法弥补,严重影响设计质量。另外对老师指导工作的监控措施基本上没有,很难做到有效督导。监控机制应该落实到具体指标,建立指导过程记录卡,针对设计过程应该提出具体指导次数、指导内容、指导结果等,这些内容应该有相应的支持材料支撑,这个不仅对学生,也是对老师的监控,保障毕业设计指导工作有规可依,同时也保障了毕业设计的水平。这个记录卡也可以作为毕业设计成绩的评价依据之一。根据工业设计专业的特点,记录卡的内容大致可以定为如下。

(3)毕业设计评价体系重结果,轻过程。多年来毕业设计成绩考核的主要内容取决于答辩现场的表现。由于答辩时间紧,任务重,对于每一个学生的考核不够全面。毕业设计最终评价应该与设计的全过程每一个阶段的表现挂钩,可以从以下几个方面进行考核。第一,以毕业设计指导记录卡为重要依据之一,因为它详细记录了毕业设计中重要的环节的完成时间和质量。第二,在答辩之前一周举办毕业设计展,所有学生的设计作品都参展,让老师和学生有时间对于设计成果有一个充分重新认识的过程,对于设计的原创性也是一个有效检验。第三,考核成绩要把设计结果与设计说明结合起来考核,毕业设计和毕业设计说明书实质内容合二为一,强调本科生不仅要能设计,还要知道为什么要这样设计,不仅展示了结果,还展示了整个过程。不仅锻炼学生的逻辑思维能力,还有效的提高学生的动手能力,使得毕业设计更加丰满、更有内涵。同时,毕业论文的内容也不会显得空泛,提高了学生说明文的写作能力。这种考核方式更能满足对应用型创新设计人才的培养要求。

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实践环节应该具有较强的针对性。当前在各高校进行工业工程专业实践教学过程中,虽然都有课程设计、各类实验和实习等实践环节,但具体内容上由于专业定位和学校资源的不同,形成了很多有特色的实践教学模式和体系,但也存在很多问题。

2.1实验过于侧重验证性

实验在开设的课程实验中,多数仍然是验证性实验,设计性实验、综合性实验占比较低,各门课程的课内实验,仅依附于课程内的理论知识,学生难以从实验中开拓创新。

2.2实践教学手段单一

理论不能联系实际课内实验和部分课程内容设计均采用统一的模式,学生被动接受教师预先设定好的方案,按步骤进行,缺乏实践活动的参与性,积极性不高,也不利于发挥学生的自主性。同时,由于部分教师缺乏企业实际工作经验和工程实践背景,所设计的方案与实际情况出入较大,不能很好地锻炼学生的实践能力和学习能力。

2.3实验设施不够完备

实践教学内容简单在工业工程本科教育中,对于实验室建设方面明显投入不足,仅能够保证基本的专业实验。对于强调实践性的工业工程专业,因实验设施设备的不足,无法充分发挥实验在实践教学活动中的作用。

2.4实践、教学分散

不成体系以我校为例,仅开设了管理信息系统、基础工业工程、人因工程3门核心课程的课内实验和设施规划与物流分析、人因工程2门课程的课程设计,部分需要课内实验的核心课程,例如生产运作管理、质量管理工程、系统建模与仿真等,都没有开设课内实验。虽然开设了金工实习、认识实习、生产实习、毕业实习和毕业设计,但由于实习单位生产情况的不确定性,往往造成实习缺乏针对性和代表性,不能很好地参与生产实践。对于定位于应用型工业工程专业培养的院校,还存在毕业论文过多的情况,经常出现指导教师指定论文题目进行写作,缺乏实际背景的现象。这些缺乏联系,过于分散,没有形成有机整体,更缺乏综合实践的课程,未能最大限度地发挥实践教学对于学生素质和能力培养方面的重要作用。

3基于职业发展的工业工程专业实践教学体系的构建

工业工程专业培养的合格毕业生,必然是在企业中与工业工程专业相关的岗位上工作,并具有良好的职业发展潜力。这就要求我们关注学生的职业生涯和可持续发展,使学生既具备从事职业活动必需的高技能,又具备能为整个职业生涯提供持续发展动力的职业素质。在进行新的专业培养计划修订过程中,按照职业发展的要求构建工业工程专业实践教学体系。力求以职业发展为导向,促进实验教学体系的改进,利于学生的顺利就业和职业目标的达成。我们通过梳理核心课程在实践教学中的作用和相应的职业能力需求,按照从“课堂案例教学-课内实验-课程设计-工业工程综合实训-各类实习-毕业设计”的路径,辅以课外活动竞赛等构建三部分的实践教学体系工程技术实践部分,由于工业工程是工程技术与管理的交叉学科,在强调工程技术知识的同时,也要注重工程技术实践。我们设置机械电子与控制和土建施工两部分工程技术。实践部分分别包括机电控制PLC课内实验和土建施工电子制图课内实验,设置机械制造课程设计、电工电子实习以及金工实习。专业核心实践部分,在理论课堂增加案例教学的基础上,通过对专业核心课程的梳理,重新规划建设了实验室,开设了基础工业工程课程实验14学时,人因工程学课程实验12学时,生产运作管理课程实验16学时,质量管理工程课程实验6学时,精益生产课程实验4学时,系统建模与仿真课程实验24学时,并且在课程实验中增加设计性实验和综合性实验的比例,开设开放性实验,由学生利用实验设备自主选择实验内容。在开设课内实验的基础上,进一步开设基础工业工程课程设计、人因工程课程设计、设施规划课程设计、生产运作管理课程设计。同时,开设工业工程综合实训。此外,我们把生产实习放在工业工程综合实训之后进行,以便学生在企业进行生产实习时更具针对性。我们强调,毕业实习和毕业设计的关联性,仅允许极少部分学生撰写毕业论文,绝大多数学生要求采用毕业生设计形式完成实践的最后一个环节。要求学生以毕业实习了解的实际企业背景,寻找企业生产实际中的问题,运用工业工程的方式进行解决,或者模拟进行产品的组装线设计或生产系统设计。经过毕业实习和毕业设计共16周的强化应用训练,可以让学生增强解决问题的实践能力,便于提高学生走向工作岗位后快速适应岗位的工作需要,为职业发展树立良好的开端。考虑到部分中青年专职教师的企业实践和工程背景不足,我们聘请了来自企业的校外兼职实践指导教师。通过他们的指导,可以拉近教学实践过程和企业实际之间的距离,从而使培养的工业工程毕业生具有更好的职业发展潜力。课外实践部分,我们充分利用课外实践增加学生的工程实践素质,结合大学生数学建模大赛和大学生创新大赛,进行分类指导,充分发挥竞赛对科学素质的锻炼作用。通过组织学生以全国工业工程案例应用大赛,使学生真正感受工业工程在企业的应用。对于大四学生,鼓励参与中国机械工程协会工业工程分会主办的见习工业工程师资格考试,从理论知识和实践能力方面综合对学生进行第三方评价。

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1.3有利于完善东莞LED产业链完善的LED产业应该包括上游外延片、芯片的研发和制造,中游的封装,以及下游应用的垂直整合。LED产业发展将是“全产业链”式的,除了重点发展核心技术的外延片、芯片之外,LED技术的应用同样的重要。通过与工业设计结合,能够最大化的整合LED的技术资源,实现LED技术全方位地利用,将技术成果转换成可使用的产品。从而形成从技术研发———技术应用———产品成型一整套的产业链,有助于提高产业的整体竞争力,最大化地提升产业的价值,促进LED产业的转型发展。

1.4提高LED企业自主创新能力工业设计不仅能够利用现有的LED技术进行产品的开发,同时也能够反过来促进LED核心技术的研发。工业设计通过研究市场需求、人们的消费欲望,从而发掘新的消费增长点,可以反过来促使企业根据需求研发新的技术,从而提升企业的自主创新能力。

2.LED技术在工业设计的应用方法

2.1对LED产品的造型、材料和结构的创新性研究LED光源体积小,寿命长,所以在设计时可以打破传统的形式,在形态上创造出更多突破性产品;同时LED光源的耐温性不好,产品材料和结构的选取也至关重要,所以在进行LED产品设计时,必须综合考虑产品的外观、材料和结构。

2.2LED与其他产业的对接应用创新研究LED与其他产业相结合,发挥各自的优势,设计出创新性产品。比如:LED在玩具上的应用:LED启动电压低,体积小,安全节能,所以可以考虑将LED技术运用在玩具上,增加玩具的娱乐性和装饰性,提高产品的附加价值。LED在家具上的应用:LED光源可以安装在家具上,可以创造家具新的设计风格,装饰家具环境,以及在一些特殊的区域起到照明的作用等。LED在服装上的应用:LED灯不仅节能、安全,还能发出不同色光。所以考虑将LED与服饰设计想结合,不仅能照明,也可以为服饰的设计风格提供新的方向。LED在交通工具及周边产品的应用:LED不仅可以运用在汽车、摩托车车灯等地方,还可以运用在头盔、后备箱等周边产品,使这些产品外观和功能有新的突破。

2.3LED产品的创意设计对LED新技术研发的促进到目前为止,LED技术的大部分都是以普通照明用途为最终目标,从LED发展速度看,其成为新一代普通光源已成定势。但LED在照明以外的用途存在着巨大的潜力,等待人们进一步开发。不仅利用现有LED技术进行工业设计的应用研究,还会从未来人们的需求出发,进行更多的概念创意设计,反而来促使LED技术的完善和发展,以满足日益增长的社会和生活的需要。

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2、精益辅料成本辅料主要包括卷烟纸、滤棒、接装纸、盒包装材料、条包装材料、内衬纸、框架纸、烟用胶粘剂、烟用纸箱、拉线、封签纸、透明包装膜等。多点生产的工业企业应采用集团化运作的模式,充分实现资源的共享,不断整合供应商,辅料采购要实行阳光工程,推行公开招标、比质、比价、比服务采购,不断增强采购成本控制能力,降低采购成本。

(二)原料仓储阶段的成本控制

烟叶仓储费用包括杀虫费、水电费、搬运装卸费、设备维护费、库耗、仓库租赁费、运输费等。烟叶醇化存储是卷烟生产的一个重要环节,烟叶醇化一般为2-3年,在烟叶管理方面,应减少烟叶储存和运输中的造碎,降低烟叶霉变率,降低虫害损失,降低人工装卸、搬转中的烟叶造碎,减少烟叶配料过程中的造碎,降低烟叶库耗,控制烟叶降级损失。

(三)产品制造阶段的成本控制

产品制造成本包括:原料成本、主要材料成本、燃料和动力成本、直接生产职工薪酬、制造费用。建立和完善物耗管理体系,持续提升物耗控制能力,实现生产过程精确控制,物耗管理精益求精,物耗使用精打细算,物耗成本稳步下降。

1、精益物料管理对生产环节中的关键指标严格考核如单箱耗烟叶,单箱耗卷烟纸、滤棒、盒包装纸、条包装纸、接装纸、内衬纸等材料消耗,单箱修理费等指标,通过成本控制即时化,提升工厂成本管理与控制水平。

2、精益指标分解分析产品的实际成本,比较实际成本与标准成本的差异,针对差异部分实施持续改进,不断实现成本的降低。具体的基础工作是不断完善目标考核体系,细化指标,责任到位,完善制度,建立健全核算台账,成立责任中心,明确成本管理职责,严格按照责任成本管理的要求,把责任成本分解量化,落实到每一个班组,每一台卷包机组,每一道工序,指标分解到哪里,考核量化就到哪里,真正把每一项责任成本核算工作落到实处。

3、精益节能降耗增强员工节约意识,大力推进节能降耗工作,鼓励员工密切关注车辆油耗和水电汽耗费,使员工对费用支出由“用了算”变为“算着用”,落实成本管理责任。

4、精益流程管理研究降耗的各种途径,运用精益6西格玛管理,加强关键环节的成本控制,通过提高梗丝气流干燥出口水分稳定性,切叶丝机出口水分稳定性,提高产品质量稳定性,降低后道工序烟丝造碎,减少烘后退烟末量,提高叶丝率和梗丝率指标。

(四)产品销售阶段的成本控制

销售费用包括:包括销售人员的办公费、业务招待费、会议费、职工薪酬、折旧费、运输费、装卸费、挑选整理费、包装费、展览费、保管费、检验费、劳务费、差旅费、商品损耗、保险费、租赁费、车杂费、手续费、水电费、修理费、交易手续费、国内宣传营销费用、国际市场营销费用、长期待摊费用摊销、无形资产摊销、其他。

1、严控预算,过程控制在预算范围内,全面推行销售目标责任管理,按照精益管理的原则,将全年销售费用预算指标逐项逐级分解落实,按季度月度推进实施、跟踪落实。

2、规范运作、追求实效建立健全原始记录管理制度,加强宣传物料的实物管理,严格控制宣传物料的检验、入库、保管、领用、出库等环节。按照“钱要用在刀刃上,花了钱要出成效”的原则,使用好监管好促销物资,杜绝铺张浪费、挪作他用;制定合理的销售费用控制标准,激发销售人员的工作积极性,使销售人员形成节约销售费用支出的积极性;建立完善的营销人员业绩考核评价体系,提高企业销售费用的使用效率。

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1.时尚与流行

“时尚”这个词现在已是很流行了,其英文为fashion,当今追求时尚似已蔚然成风。时尚就是在特定时段内率先有少数人实验,预认为后来将为社会大众所崇尚和仿效的生活方式。简单的说,时尚就是“时间”与“崇尚”的相加。在这个极简化的意义上,时尚就是短时间里一些人所崇尚的生活。这种时尚涉及生活的各个方面,例如:衣着打扮、饮食、行为、居住、甚至情感表达与思考方式等。

追求时尚是一门“艺术”。模仿、从众只是“初级阶段”,而它的至臻境界应该是从一拨一拨的时尚潮流中抽丝剥茧,萃取出它的本质和真义,进而丰富自己的审美与品位。时尚带给人的是一种愉悦的心情和优雅、纯粹、不凡的美妙感受,它赋予人们不同的气质和神韵,能体现不凡的生活品位。它在诠释精致中展现着十足的个性。

2.个性化是时尚的象征

在我们所处的信息时代,大众对产品设计的需求呈现出一种多元化趋势,设计师在极力寻求代表他们品位的产品设计,他们开始尝试用独特的产品设计表达其个性。于是,在流行思潮的喧嚣下,人们开始强调产品的个性化和个人风格,而为了满足大众的这种需求,个性化产品也不断涌现,并在不同的历史时期呈现出不同的艺术风格。1890年的个性化产品电视机,1876年的个性化产品汽车,20世纪末的个性化产品概念车,2001年的个性化产品协和式飞机等都是设计迎合大众需求并呈现出不同艺术风格的完美表现。

二、时尚与文化

1.民族文化的奇丽

文化的中心是人。文化本身的发展也好,设计本身的发展也好,都存在一个评判标准和向哪里发展的问题,即发展的终极价值问题。

设计活动是“人类有目的的,针对未来的,创造性的精神活动”,它是在创造一种新的生活方式。然而设计并不是凭空创造,任何生活方式的变化都有深层的思想精神因素,这种精神因素来自人们的实践并决定于人类对自己的认识。把人们对精神的追求体现在造物中,把人们对物质的追求体现为富有文化艺术气息和理性意味的独特形式,这正是文化发展在设计现象中具体角色的最好体现。每个人都有自己的民族,每个民族都有自己的文化,因此,设计便具有了强烈的民族文化色彩和意味。自然崇拜是远古文化的主要特征,而自然崇拜的具体形式却反映了不同的远古文化,它使人类在生产实现领域中获得了比较明确的自我认识,使人们把利用自然、改造自然成为建立在自我认知基础上的自觉行为。例如:胡超群设计的“竹制西餐具”采用了中国的竹子作为材料来制作精美的西式餐具,完美地实现了中西文化的融合和沟通。“器物是文化遗留在它专属时空中的痕迹”。器物的物化形式等属于文化的物质层面,而器物背后的观念及其内涵、意义等则是文化的精神层面。在某种意义上,文化的物质层面和精神层面缺一不可,它们共同构成了文化的完整内涵。

2.现代文化的井喷

工业革命后,人类社会进入了一个加速发展的时期。蒸汽机、内燃机、电气化……人类对物质世界的探索突飞猛进,向自然进军的不断胜利过分加深了人类草率的自我判断,人类俨然以自然界的主宰自居。

韩国设计师金永一指出:产品设计竞争激烈,大家都想创造独特性,而独一无二的文化传统正是灵感源泉。含蓄地应用韩国文化卖车子,显然是为了获得市场的支持。“现代与起亚”的汽车,在1999年只卖了80万辆,而在推出新一代讲究设计理念的车子之后,到2005年却创下了375万辆的销售佳绩。

日本设计师的敏锐感性从精神层次捕捉设计灵感,设计线条洁净简约,实用至上,代表了日本人融汇生活文化和西方现代风格的创意。

3.文化的闪烁与激情

在企业文化中,设计还成为了一种社会文化活动,并在这种活动中诠释着文化特殊的光芒和激情。企业文化是在一个企业中形成的某种文化观念和历史传统,它有共同的价值准则、道德规范和生活信息,它是将各种内部力量统一于共同的指导思想和经营哲学之下,汇聚到一个共同的方向的组合。企业文化是精神产品,企业精神是企业文化的灵魂,企业文化的体现要以物质产品为载体。因此,用企业产品来诠释企业文化,企业文化来丰富产品内涵使产品和企业文化之间形成互动影响,互为体现,互为促进。

三、时尚的驱动力

1.永恒的动力

文化是人类社会历史实践过程中所创造的物质财富与精神财富的总和,文化的精髓表现在创造上,它形成的是共同的风格和心态。纵观国外文化对设计的影响,我们可以看到德国在其长于思辨、思考和理论化民族特征的影响下,引入工艺美术思想后,立即将工艺美术与理性化和秩序化联系起来,促进了工业设计的逻辑化、理性化与体系化风格的产生;而美国始终表现出一种挥霍无度的“阔少爷”与“爆发户”形象;意大利有着悠久文化历史传统而丰富的艺术情结,他们将产品设计融入民族的文化理念,使整个设计建构在对人和生活的哲学性解释上,使设计通过产品传达出一种民族文化和哲学意义。

2.技术的魔力

自然科学在大机器生产中的应用是这里所特指的“技术”,它有别于传统意义上的手工技术,所以本文“技术美”主要指机械工业技术产生的“美”,而“技术美”的物质形态则是通过对材料的加工制作而产生的。

现代产品设计是以功能效用的发挥作为核心和目的的,美的体现必须以该产品的有利作用为价值基础,并非是通过脱离实用功效而凭空拼接和附加来作为取悦消费者的手段,它是通过在与实际功利不分割的前提下自然流露出来。如一支钢笔设计,其简洁的圆柱体造型符合书写习惯,对握笔姿势的尺寸和结构的充分考虑更足以令人们在使用过程中感觉到某种精神愉悦,进而体验一种功效美。因此,工业设计在发展过程中越来越多地融入了美的诉求、感性延伸、文化象征性等因素。例如:林德伯格公司设计的“眼镜盒”。其独特简洁的造型效果,是通过研磨、喷砂和化学处理等工艺达到。整个设计的理念在材料、造型和功能之间达到完美的和谐。

3.材料与肌理的原动力

产品的造型设计就是对产品的形态、结构、色彩、肌理、等进行美的加工,利用科学性和艺术性来处理这些造型要素,一期得到完美的产品造型。材质美主要由材料的质地美和肌理美构成,人们在艺术设计产品中所获得的材质美感,也主要源于材料的质地美和肌理美。

质地,就自然物而言,是指物的自然本质、底色。肌理是指材料表面的结构形态和纹理。材料的美感是物质材料的美对人的感官和心理发生作用的结果。如表面粗糙、色重的材质给人以坚实厚重的美感,光滑柔软的材质给人温柔、富有弹性的美感等。材质美的自然属性有:材质的情感联想性,材质的真实性,材质的自然生命性,材质的纯净性;材质美的科学属性有:材质的光学效应美,材质的工艺美;材质美的社会属性有材质的绿色性,材质与人的亲和力等。

例如:罗恩·阿拉德设计的“弹性回火钢椅”。它采用1mm厚的优质钢材组成,钢材经过回火处理,具有良好的韧性和弹性,因此呈现出强烈的视觉效果,给人华丽、精致和现代感。

四、情趣与心理

1.产品引感

随着人民生活质量的提高,产品被赋与的功能不断增多,人们对产品精神层次的要求也不断增大。产品设计已经把注意力更多地转移到产品本身的情感特征和使用者的情感、心理反应上,因此产品除了满足消费者的物质功能需求外,更强调产品的精神功能。产品设计和产品使用方法在不同方面对人们的心理、感觉、情绪产生不同的影响。如人们对于设计漂亮的产品有强烈的拥有愿望。

从认知心理学的角度看,情感是生活中的一个必要部分,它影响着人的感知、行为和思维。情感是天赋的特性,是人对外界事物作用于自身时的一种生理的反应。这种反应可分为“感觉”和“感情”,他们都是外界事物作用于自身时的一种生理反应,二者虽有不同,却有内在的联系,故称“情感反应”。情感是由需要和期望决定的。产品引感因人而异、因时而异。不同的人对于相同产品的体验和感觉是不同的。

2.情趣对心理需求的升华

设计师在进行产品设计时,除了考虑产品的功能外,更强调形态上的创新表达。而形态可以表现出一定的性格,就如同它从此有了生命力。人们在使用物的过程中,会得到种种信息,引起不同的情感。

对于产品情感反应的描述方式和评估标准目前还没有一个即定的、统一的模式。人们对于产品的感性知觉如对产品的外观造型、颜色搭配、视觉协调、使用方式等感受可以从人们反应,包括行为、表现、心理、主观情感等方面来衡量。然后根据人们的喜好度来对决定产品设计的流行趋势和方向。

3.情趣中的互动

设计师如何在产品设计中更好的影响、把握情感因素呢?笔者认为,首先以用户为中心的设计思想作为主导,产品必须具有和用户同样的思维模式,也就是说设计师的思维模型需要和用户的思维模型一致。其次要考虑到用户在实际使用产品时的反应和心理状态。这样设计师才能通过产品来与用户交流,而用户也才能真正体会到设计师想要通过产品向其传达的情感寓意。换句话讲,产品越具有情趣越对消费者有吸引力,而消费者的主动参与就会使二者之间产生互动性。总之,产品的感性因素是个复杂的系统,可以相信,产品的情感寓意越多,产品的附加值也就越大,为了更好的使产品设计与消费者产生互动,人们对设计师的素质提出了更高的要求,这种要求不仅是技术上的,也是思维、时空和心理上的,它无疑是对设计师素质的一种挑战。对于未来产品设计将会怎样更好的体现生活时尚与情趣,我们将拭目以待。

参考文献:

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[6]邱松:造型设计基础[M].北京:清华大学出版社,2005

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1协议模型

由于ISO/OSI对通信协议模型底三层的网络拓扑、传输介质、MAC方式等都已有明确的定义,因此网络控制系统参照ISO/OSI模型,结合实际控制系统的需要进行了一定的简化。

从信息发送数据到信息接收之间的全部通信延时,称为端到端的通信延时。主要包括下面几个因素:①排队延时:从信息进入排队队列,到此信息获取通信网络所需的时间。②发送延时:从信息的第一个字节开始发送到信息最后一个字节发送结束所需的时间。③传输延时:信息在现场设备间传输所需的时间。在本文中用,,分别表示排队延时,发送延时,传输延时。

一般而言,随不同的MAC子层协议变化较大,各网络控制系统的时间延时也主要表现在MAC子层的排队延时上,而其他的延时时间由网络本身的硬件和软件决定,其值为确定的[1]。因此分析出影响排队延时的因素,通过减小必将有利于提高整个网络控制系统的传输性能。

2数学模型分析

由于信道的传输延时,所以CSMA/CD方式仍然存在冲突的可能。在一次冲突之后,时间被分成离散得时槽,其长度等于最差情况下在以太介质上往返传播所需要的时间。为了达到以太介质所允许的最长路径,时槽的长度被设置为512位时间,即。若tn时刻A节点检测到信道空闲发送数据,见图1,但是要经过一个信道传输延时τ才能被B节点检测到,所以B节点在t1时刻完全可能因为检测不到信道载波而发送数据。这种情况冲突就必然产生了,也就产生了争用期,即排队延时。分析整个冲突过程就可以导出争用期的大小。

图1显示了两种极端的情况。左图是A、B节点同时发送数据,在t1两节点都检测到冲突,同时停止数据发送和各自发送一个周期为Ti的加强干扰信号,(实际中,强化干扰周期,由系统设定)t2时刻各自传送到对方。争用期等于。图中右图是A节点在t4时发送数据,在一个信道传输延时τ后的t5,B节点刚好发送数据,又马上检测到A节点数据的冲突,即时停止数据发送,并且发送一个周期为Ti的加强干扰信号,t6传送到A节点。A节点停止发送数据也发送一个周期为Ti的加强干扰信号。t7传送到B节点,并延续到t8,争用期等于。显然,最大争用期等于,最小争用期为。

3数学模型建立

3.1一次争用期的平均时间

假设各节点数据帧到达过程服从Poisson分布,其到达率用表示。由排队论可知,Poisson分布的数据帧到达时间的间隔服从负指数分布,其概率密度函数为:

(1)

设为最先发生冲突的两个数据帧开始发送的时间差,则在时间间隔内有数据帧到达的概率为:

(2)

Z的分布函数为:

(3)

则Z的平均值(期望)

(4)

则信道的一次争用期T可表示为:

(5)

3.2争用期的平均个数

当节点发送数据不成功时,就出现一个争用期,实际的状况是若干个争用期后跟着一个成功的发送,为了保证系统的稳定性,一般对数据帧发送次数进行一定的限制,当重发次数超过16次后就不再重发,而放弃此数据帧。

假设W为某个节点的数据帧发送的成功概率;网络系统为均匀状态,节点发送的概率均为p,节点个数为N,某个节点的数据帧发送成功概率为:

(6)

当有N个节点时,要使得每个节点成功发送数据帧的概率最大,此时,所以某个节点最大成功发送概率是:

(7)

当时,,实际上,只要有十几个节点,W就接近于0.368这个极限值了。这点从下面表1的具体数值计算中即可看出。

表1N和W的对应值

8163264128256

0.3930.3800.3740.3710.3690.369

当节点发送数据不成功时,就出现一个争用期,所以一个争用期出现的概率为1-W,实际的状况是若干个争用期后跟着一个成功的发送,所以出现n个争用期后跟着一个成功发送的概率U为:

(8)

所以争用期的平均个数

(9)

把代入(9)式可计算得争用期的平均个数

(10)

所以由(5)、(10)两式得争用期的平均时间为:

(11)

定义数据帧的定长为L字节,网络线路的容量为Cmb/s,则发送一帧数据所用的时间

(12)

则网络的吞吐率为

(13)

4仿真与结论

下面以网络线路的容量C为10mb/s的以太网,传输延时是64字节的时槽时间2τ为51.2μS,干扰周期,网络延时的不确定性是由于数据帧的到达率不确定性决定的,不妨假设在某一时刻数据帧的到达率为,用Mathlab对式(7)-(13)进行仿真得如下数据和仿真:

表2网络传送延时、排队延时、吞吐量对应表

此表表明在数据帧长一定的情况下,数据帧越长,传送延时就越大,当数据帧长度超过128B时,传送延时在总延时里占主导地位;从表格的第二行和第三行可以看出,在帧长度一定的情况下,增加网络的带宽,则会大大的降低网络的吞吐量。但现实的许多关于网络硬件的研究工作都要增大带宽,上面的公式和表格数据显示,用这种方式实现的以太网可能并不是适合这些应用的最佳系统。另外可以看出,数据帧越长,网络的吞吐率就越高。

图2帧长与节点数对网络吞吐率的影响

从图2可以看出,网络的吞吐率随着节点数的增加而减小,但当发送数据帧的节点数超过64时,网络的吞吐率几乎处于平稳状态;数据帧越长,网络的吞吐率就越大。

工业以太网对数据的实时性要求较高,从文中数据帧发送延时公式可知欲减少延时,可通过减少数据帧的长度;如果通过减小数据帧的长度来减小网络延时,那么从表2和图2可以看出这将导致系统的吞吐率降低,所以在满足一定的吞吐率的条件下,可尽量减少数据帧长,这对提高网络控制系统的性能具有重大意义。

参考文献

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工业设计是重要的艺术表现方式,在具备实用功效的基础上,在审美效能上也具有别的艺术表现方式无法代替的特色位置。比如在我们身旁,在生活中,人们都享受着工业设计的成效,小的如精巧的打火机,家里的沙发,大的如宇宙飞船,工业设计到处存在。工业设计已变为人们平日生活中不可割舍的构成,工业设计的审美观念正默默地改变着人们。工业设计的商品通常可以在大家最想不到的时刻,带给人们特殊的喜悦,让人们在平常的工业商品中发现美的存在。

3工业设计的审美

审美指的是在特定时刻、社会大众及地域自然环境中形成的对美的基础认知及想法,和在此指引下的审美思想、乐趣、心理特性等。审美看法与社会上别的思想观念相同,受到社会生产发展水平高度的影响,与此同时它又对人类社会的整体思想产生影响。设计审美是科技人文理性意义延伸以及社会生活文化价值转换而生成的现实化的当代审美范畴,是基于信息时代社会分层与文化多元的必然价值。它从美学的角度认识设计、理解设计,它研究的对象包括设计的所有领域,从设计作品到设计过程、设计方法,设计作品的使用、消费,从设计计划、构想到设计的文化品位、艺术形式、风格。从广义来讲,设计是一种构思与计划,是通过一定的手段成为视觉化的形态和形状。因此这两个认识相互统一才能最大限度地呈现设计内涵及外表形状。将想法创意“可视化”,变成能够看,可以摸的实际东西的过程中,要求渗透设计和审美元素。设计过程中要从构造美感、技艺性、效能性、时代性等方面来研讨构想、创造。

3.1功能美

商品是由功效与造型2个基本点组成的,当代设计商品以能否具有功效为核心目标,其美的展现一定是以该商品的有用性为前提,在不影响应用功效的基础上呈现,而不是不考虑实际效果,无端附加和拼接。功效是种整体定义,他的表现实质上是组成整体的各个部件一起发挥作用的效果,只有各个结构间具备和谐美,整体的魅力才能完全呈现。

3.2形式美感

所有设计中,无论哪种视觉传递内容都和形式密切相关。缺少形式上的规划,就无法实现传达,而充实富足的设计内容能使形式更加多样。同样的设计观念,由于形式要素的差异,在视觉传递效果上,会产生大相径庭的艺术魅力。例如工艺作品,其材质及构成都要借助形式来凸显,通过一定的线条、颜色、形态、声音等作品外表,能够直观感觉物质特性所构架的总体。商品在形式上的规划,能够在一定程度上直接影响新商品形式的出现,在简单的形式审美效果上,并不依靠其它方面。不过要通过形式规划展现预期的美感,这是相对的,并且比较单纯,同时和商品的形式效果、作用、操控手段有着密切的关系,各方面相互配合,形式设计才能展现真正意义的美感。

3.3色彩美感

色彩能够充分表达商品的感性因素及人文特征,在具有审美效果与修饰效果的同时,也具有标识作用与预示作用。作为首要印象审美的重点,在带给人们的视觉效果及情感效果上,色彩发挥着重要作用。塑造模型影响着工艺外表的设计,而色彩就如同设计作品的美丽外衣,将造型和色彩完美融合到一起,能够体现这一作品所要展现的状态价值,或者打造一个具有区分作用的标识,接着通过眼睛传达给观众。就此而言,作为事物传达其内涵的手段,色彩同样也承载着事物的感性特征。目前社会中分工明确并且呈现多样性,色彩的标识作用也尤为显著,如白的急救车、绿的邮政车、红的救火车,其标识意义高于民族、文化层次,这恰是色彩自身的吸引力,色彩在此处具有无声胜有声的效果,可以于刹那间将事物自身不能展现的内容传递给观众。

3.4材质感

大众对材质有感知心理,然而质感自身就是艺术的呈现。假如商品的空间构造是令人感动的,那么运用优良的材料和颜色能够使商品设计通过最简单的表现形式达到艺术性。材质的感官原理是利用其表面特点带给人们视觉、触觉感想和心理想象,这些特点具有象征性。不一样的材料带给人们不一样的观感,比如铸铁、陶瓷釉面带给人的观感是由冷到偏冷,然而哑光塑料、木头、毛毯则是由偏暖到暖。再比如,冷感材料及暗哑表层的配合给人男性化的感想,暖性材料与高光表层配合则是女性化。不一样的构造特点也会带给人们不一样的商品印象,比如锋利的片状及线性形状让人们觉得具有冷感。利用恰当的造型材料可以提升感性、浪漫,使商品与人们有更强的互动性。在选择材质时,不但要考虑材质的强度、是否耐磨等,还有将材质和人们的感知作为重要条件。工业设计者一定要知道各种材质的性能特点,对材料质地、纹理和形状构造等方面的联系深入剖析,合理运用,以适应商品设计的需求。

4可持续性设计与个性设计的新平衡

安全、营养、无公害的绿色类食品将成为居民的首选食品,家电行业中绿色家电将利用新能源或新技术。绿色包装指的是对环境无害,能循环再用或再生利用的包装。这些表明可持续设计理念对各行各业的影响不但是巨大的,也是深远而长久的。对设计师而言,时刻都要有可持续设计的意识,不能应用毒性材质和在提纯或生产中对自然造成损害的材质,例如德国西门子集团研发的碳氢化合物制冷成果成为“绿色制冷”的经典。

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1.2双子表面活性剂

双子表面活性剂具有双亲水基双亲油基结构,与传统的表面活性剂相比,双子表面活性剂具有很高的表面活性,其水溶液具有特殊的相行为和流变性,而且其形成的分子有序组合体具有一些特殊的性质和功能[16]。双子表面活性剂有很高的表面活性和很好的渗透性。在皮革浸水时,少量双子表面活性剂的加入便可加快渗透,缩短浸水时间。在鞣制过程中使用双子表面活性剂更有利于鞣剂的渗透,以达到加速鞣剂渗透和鞣制均匀、提高结合量、使成革丰满的目的[17]。双子表面活性剂有优良的乳化能力、渗透能力与复配能力,将其与油脂复配,可表现出比普通表面活性剂更优良的配伍性能。张辉等[18]制备的聚马来酸酐脂肪醇单酯钠盐双子表面活性剂应用于皮革加脂,加脂后坯革有良好的柔软度。马建中等[19]利用菜籽油制备出一种不对称双子型加脂剂,具有乳化能力强、渗透性好、与皮革结合力强、加脂后坯革柔软和丰满等特点;在皮革涂饰液中加入少量的双子表面活性剂,可以更好地提高涂饰剂中着色剂、成膜剂的分散度,改善涂饰剂的润湿性、稳定性和可操作性[17]。双子表面活性剂具有高渗透性和分散性,在染色时加入少量的双子表面活性剂,染色效果能显著提高。高渗透性使其能与皮革纤维快速结合,减缓染料与皮革纤维的结合,起到缓染的作用。贾丽霞等[20]合成的双十二烷基双硫酸酯钠盐双子表面活性剂与普通结构的表面活性剂有一定的协同增效作用,可以改善常用酸性染料的溶解性和对毛的匀染性。双子表面活性剂由于其独特的结构、优良的表面活性和良好的生物降解性引起制革工作者的关注。由于双子表面活性剂价格较高,其在皮革工业中的应用还不广泛,但加强双子表面活性剂在制革中的研究对皮革工业的发展有重大的意义。

1.3高分子表面活性剂

一般来说相对分子质量在2000以上具有表面活性的物质都属于高分子表面活性剂。高分子表面活性剂同时具有高分子物质和表面活性剂的优异性能,避免了低分子表面活性剂复配使用时可能产生的不良效果,且具有简单低分子表面活性剂难以达到的优点,如良好的分散力、凝聚力、稳泡性、成膜性与粘附性等,通常用作乳化剂、分散剂、增稠剂、柔软剂等[5,21]。制革中使用的羧酸盐型高分子复鞣剂是一种高分子表面活性剂,其分(离)子含有大量的羧酸基团,进入皮革后羧基可以与铬鞣剂进行配位结合,增加皮革与铬的多点结合,达到良好的复鞣作用[22]。彭必雨等[23]利用高分子表面活性剂的复鞣和乳化性成功制备出了铬鞣革复鞣加脂剂,应用于加脂后,其材料吸收率与坯革增厚率高,坯革柔软、细致、油润感强,且有一定防水性;用于铬鞣中,有助于铬的吸收,不降低收缩温度,使铬鞣革更加柔软。马建中等[24]对淀粉进行改性制得的改性淀粉复鞣剂DF-Ⅱ是一类淀粉基高分子表面活性剂,其具有良好的填充性,用于复鞣后坯革柔软、丰满、有弹性。高分子表面活性剂较好的分散性能以及较大的相对分子质量,若被用于皮革染色将会达到很好的匀染和助染效果,良好的分散能力能使染料分散均匀,减缓染料与皮革纤维的结合,从而起到缓染的作用[25]。高分子表面活性剂应用于涂饰工序,主要用于涂饰剂的制备,如以高分子表面活性剂马来酸丁二烯共聚物为乳化剂制备的乙烯基聚合物的水乳液作为涂饰剂,具有光泽好、防水、表面光洁等特点。鲍艳等[26]研制的聚丙烯酸酯/纳米TiO2复合皮革涂饰剂具有粘着力良好、涂膜平整、机械性能强等特点。胡静等[27]合成了具有表面活性的碱溶性聚丙烯酸丁酯-co-聚丙烯酸聚合物,将该聚合物用于丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的乳液聚合,得到了新型丙烯酸酯皮革涂饰剂,透气性和抗水性显著提升。此外,各种离子型聚丙烯酰胺及淀粉接枝聚丙烯酰胺等高分子表面活性剂用于处理皮革污水具有良好的效果[22]。由于高分子表面活性剂物理化学性质较为复杂,研究者对其性能与特点的了解还有所欠缺,故在皮革工业中的应用还有所局限。不过,高分子表面活性剂具有高的相对分子质量和良好的表面活性,可在制备皮革化学品中产生良好的效果;制革工作者加强对高分子表面活性剂物理化学性质的研究将会大大促进皮革行业的发展。

1.4反应型表面活性剂

反应型表面活性剂是指带有反应基团的表面活性剂,它能与所吸附的基体发生化学反应而永久地键合到基体表面,从而对基体发挥表面活性作用,并成为基体的一部分[28-30]。采用反应型表面活性剂全部或部分代替传统表面活性剂后,产品的稳定性能会得到很大的改善或可制得新的产品。反应型表面活性剂在皮革工业中主要用于皮革涂饰剂的制备,可显著改善涂层的稳定性,提高乳胶膜的耐水、耐化学和力学等性能。如丙烯酸酯微乳液所形成的涂膜具有类似于玻璃的极好的透明性,但存在耐水性差等缺点,引入一定的反应型乳化剂可提高乳液的涂膜耐水性[31]。王学川等[32]利用马来酸酐十二醇单酯钾盐反应型乳化剂,制备出的皮革柔软增强剂可明显增强皮革柔软性。尹力力等[33]采用端羟烷基改性聚硅氧烷作反应型乳化剂,合成了高牢度水性聚氨酯树脂皮革涂饰剂DPU-01,在皮革上成膜具有优异的固色能力和高牢度,是一种绿色环保的皮革涂饰剂。马建中等[34]采用反应型乳化剂烯丙氧基壬基酚丙醇聚氧乙烯醚硫酸铵为乳化剂,制备的聚丙烯酸酯/蒙脱土复合皮革涂饰剂可显著改善皮革的断裂伸长率及抗张强度。周建华等[35]采用反应型乳化剂合成了纳米SiO2/有机硅改性聚丙烯酸酯无皂乳液,具有很好的耐化学稳定性和紫外光吸收特性。反应型表面活性剂的出现在一定程度上开辟了表面活性剂合成与应用的新领域。目前国内对于反应型表面活性剂的系统研究还较少,在皮革工业中的应用更是不足。结合皮革行业与反应型表面活性剂的特点,该类表面活性剂在皮革行业中具有良好的应用前景,应加强其应用于其他皮革化学品如润湿剂、脱脂剂、鞣剂和加脂剂等方面的研究。

1.5元素表面活性剂

元素表面活性剂主要是指含氟、硅、硼和磷的表面活性剂。应用于皮革工业中的主要是含氟和硅的表面活性剂。1.5.1含氟表面活性剂含氟表面活性剂与普通表面活性剂相比,具有高表面活性、高耐热稳定性和高化学惰性[36],在制革中主要用作防油污整理剂。其应用于皮革涂饰中能在皮革表面形成一层憎水、憎油、防污的氟化表面层,从而使处理后的皮革在具有防水防油性能的同时,皮革的天然质地保持不变,仍具有良好的透气性及柔软的手感等。郭肖霞等[37]利用研制的氟丙烯酸酯皮革防水剂对皮革进行整理后,坯革具有良好的防水、防油和耐洗性,较好地保持了皮革的柔软性。王泽马等[38]合成了含氟氨基甲酸酯防水防油剂,喷涂于绒面服装革,可使其防油性极佳。此外,氟表面活性剂在制革中还可以用于复鞣染色、涂饰、废水处理等方面[39]。Sawada等[40]在CO2超临界流体中发现含氟表面活性剂对水溶性染料的增溶效果明显。1.5.2有机硅表面活性剂有机硅表面活性剂具有良好的耐热性、耐寒性、抗紫外性和透气性,表面张力低[41-42]。以有机硅表面活性剂制备的皮革加脂剂具有性、强乳化性和良好的防水效果,尤其是其低毒性和良好的生物降解性使其越来越受到制革厂家的青睐。王学川等[43]研制的有机硅琥珀酸酯加脂剂加脂后坯革柔软丰满、手感舒适,适合用于高档革的加脂。李建光等[44]研制的有机硅接枝型皮革加脂剂具有良好的防水性能。以有机硅表面活性剂制备的皮革涂饰剂,其特殊的化学结构使其兼具有机物和无机物的特性,因而具有良好的耐高低温性,表面张力低,憎水防潮性好,化学惰性和生理惰性较强。蔡福泉等[45]利用有机硅表面活性剂聚硅氧烷研制的新型有机硅水性聚氨酯皮革涂饰剂耐水和耐热性好,涂层耐磨、耐干、湿擦牢度好,能满足服装革、沙发革等高档皮革涂饰要求。高富堂等[46]利用羟基硅油改性丙烯酸树脂制备硅丙树脂,经皮革喷涂试验证明涂层的滑爽性、耐水性及耐干湿擦性能都得到了较大的改善。马建中课题组[47]以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷水解形成有机硅表面活性剂,制备了有机硅/丙烯酸酯共改性酪素皮革涂饰剂,应用于皮革后成膜力学性能都显著提高,综合性能优良。以有机硅表面活性剂制备的皮革手感剂可有效地改善手感,提高柔软性,整饰后干燥速度快,干燥后不易变硬、变脆,皮革的表面对水、化学药品都有良好的稳定性,不易变形,且有助于减小皮革的部位差。周建华等[48]以八甲基环四硅氧烷为乳化剂制备了氨基聚硅氧烷柔软剂,经其处理后的坯革柔软、丰满,有良好的疏水性和机械性能。此外有机硅表面活性剂还可用作皮革防水剂[49]。含氟、含硅等特种表面活性剂由于其特殊的性能与环保特性,引起了人们广泛的关注。随着皮革工业向着高性能皮革和绿色皮革方向的发展,含氟、含硅等特种表面活性剂在此领域的应用将更加广泛。

2新型表面活性剂在皮革工业中的应用展望

2.1绿色化和功能化

现代工业的迅速发展,大量使用表面活性剂给生态环境带来一定的危险性。近年来,随着人们环保意识的不断提高,为保护人类的生存环境,实现可持续发展的目标,研究和开发一批性能温和、安全、高效、易生物降解的绿色新型表面活性剂无疑是表面活性剂行业的发展方向。皮革工业是一个有污染的产业,其绿色化、环保化也势在必行,开发新型绿色表面活性剂和制备绿色皮革化学品将是创造绿色制革的必由之路。要达到表面活性剂在皮革中的绿色化应用就需要加强对表面活性剂及使用方法的选择,使之向着绿色化、功能化及环保的方向发展。开发以天然可再生资源为原料的皮革用绿色表面活性剂,如以油脂、淀粉、糖类等原料生产新型表面活性剂,可有效降低生产成本,减少对环境的污染,具有良好的生物降解性。APG,MES等在皮革中的成功应用提供了良好的范例。随着皮革工业的不断快速发展,加快皮革生产速度,减少生产工序无疑成为皮革工业发展的方向之一,新型表面活性剂的多功能化是加快皮革生产速度,提高皮革质量的有效途径。开发具有高性能的新型表面活性剂可有效促进皮化材料的渗透与结合,从而大大缩短皮革生产时间。如猪皮内富含大量油脂,脱脂工序将耗费大量时间,开发具有高渗透、高去污能力的新型表面活性剂用于脱脂工序将有效提高油脂的去除速度,缩短脱脂时间。此外,反应型表面活性剂在具有高表面活性的同时可以与皮革纤维结合,具有一定的鞣制、加脂作用。

2.2开发皮革专用新型表面活性剂

目前,制革用表面活性剂大多是通用品种,皮革专用新型表面活性剂的发展较为缓慢。随着人们生活水平的提高,对皮革的性能要求也越来越高,传统皮革用表面活性剂已不能满足人们的要求。皮革生产过程中工序多,环境条件复杂,化学品的渗透与结合的问题贯穿始终;只有针对皮革生产的每一步工序,开发皮革专用新型表面活性剂,才能赋予皮革更优良的性能并满足特殊要求。对于不同用途的皮革而言,其性能也有特殊的要求,如汽车坐垫革要求具有低雾化值,军用革要求具有良好的强度,飞机及高层建筑内饰用革要求具有良好的阻燃性等。针对不同的皮革用途,开发新型皮革专用表面活性剂,可有效地提高皮革品质。增强各个领域的合作交流也是开发皮革专用新型表面活性剂的重要途径,皮革行业相对于洗涤、石油、化工等行业使用的表面活性剂较少,仅仅在皮革用表面活性剂基础上进行研发皮革专用新型表面活性剂是远远不够的,需要根据皮革行业本身的特点与皮革所需性能,将其他领域使用的新型表面活性剂移入到皮革行业中加以改性必将极大地促进新型表面活性剂在皮革工业中的应用。

2.3加强新型表面活性剂复配技术

新型表面活性剂虽然已经取得了长足的发展,但其种类与应用相对于传统表面活性剂而言依然较少。为了增加新型表面活性剂的应用与性能,加强新型表面活性剂与普通表面活性剂的复配技术是一条有效的途径。如APG与脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)复配用于皮革浸水,可有效提高浸水速度,还具有一定的杀菌作用;有机硅表面活性剂与传统表面活性剂复配用作皮革手感剂,可赋予皮革良好的爽滑感与柔软性。此外,还可根据新型表面活性剂的特殊结构,设计将其与其他化学品进行复配,有助于开发出新的高性能皮革化学品,促进皮革工业的发展。

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1产品可制造性

设计阶段就考虑产品的可制造性,即面向制造的设计(DFM),是并行工程的重要部分,其关键在于产品设计时就考虑到产品的可制造性;目的是设计产品易于制造和装配,在保证满足设计要求和功能前提下,降低产品成本,缩短产品开发周期。

很多DFM系统是基于零件的可制造性研究,其重点是考虑减少材料费用和制造费用,即考虑产品本身的可制造性。注塑产品DFM重视产品的结构对制造费用的影响,通过DFA(面向装配的设计)来简化产品结构,从而大幅度降低产品制造费用、装配费用,同时缩短产品制造,装配的周期,注塑产品DFM效果比单一零件DFM更显著、内容更为丰富和全面。所以,可制造性是对现实的制造工艺条件,满足用户要求的产品设计对制造资源的一种优化,产品可制造性主要涉及制造成本、时间、加工工艺性、装配工艺性等,而且各种因素对可制造性影响程度不同,所以注塑产品可制造性囊括模具设计、制造和装配,产品生产等全过程的所有因素。

2可制造性设计方法与实践

国内工业设计师普遍缺乏制造知识背景,很难理解注塑产品的功能和市场定位,设计产品尽管具有艺术创意,但从制造方面来看,可靠性不高甚至无法制造。国外工业设计起步早,水平非常高,其设计的可靠实现是以发达的制造水平为基础。参考国外的可靠设计方法,合理搭配设计和制造工艺,强化设计管理,突破以往单一设计理念,突出工程技术和管理特性,为注塑产品的工业设计提出一种行之有效的设计方法。

2.1可制造性设计方法

可靠设计方法是通过设计管理,从技术、工程、市场、管理和艺术等方面综合实施的设计过程,将材料选择、产品设计、模具设计、工艺选择结合成有机的整体,进行充分的信息沟通,信息共享,使设计工作在最短周期内、以最小成本获得设计目标的收敛和优化。通过图1所示的设计方法实施量化设计管理,该方法符合现代企业TQCS(交货期、质量、成本和服务)的竞争战略。

2.2可制造性设计实践

图2所示为电线缆扣,该产品是传统金属卡扣的替代品,其复合特性决定了产品定义是由技术特性的工程概念转化为以人为本的概念,构成了设计师、工程师、管理层和用户群体共同理解的基础。同时,产品定义的特性决定了市场定位,提供了生产管理决策,使设计从模糊需求转化为可测需求。

该产品的功能易用性复合了人性化使用设计特性,满足了表面接触、习惯因素和时尚元素;另外,产品的颜色、形体、表面等设计都是建立在用户体念的基础上,复合了工业设计的外形设计方法;材料选择热塑性塑料,不仅满足了产品的弹性要求,还确保回收再生的可靠,复合绿色设计与制造要求。

电线缆扣的孔、铰链、筋、圆角等结构的设计复合了产品结构设计、安全设计要求,便于安装、受力均匀,还满足产品的便利、安全标准的特殊要求。筋的设计为减少底部的应力,确保制造的可行性必须设计底部圆角,如图3(a)为圆角过小的分析结果,图3(b)为可靠结构。

3基于实例的可制造性评价体系

注塑产品工业设计的可制造性评价是对可靠性设计方法的评价,同时是对产品DFM技术的鉴定,所以具有非常重要的意义。

3.1评价指标

产品可制造性评价指标分为两种:技术指标、经济指标。可制造性评价体系如图4所示。

(1)技术指标技术评价主要是评价设计方案满足设计要求和技术性能要求的程度,包括可加工性和可装配性等。

(2)经济指标经济评价主要围绕产品设计方案的经济效益进行评价,包括方案的成本和周期等。可制造性中所包括的成本有物化劳动成本、活化劳动成本、利润、税金。周期是指产品整个开发周期的时间,但可制造性所包括的时间主要有:准备时间、加工时间、装配时间、调试时间等。

3.2基于实例的评价过程

基于实例推理的求解过程如图5所示,设计信息输入评价系统与从实例库中检索出实例信息进行比较,得到的权值大于设定的临界值判定为完全相似,否则为不完全相似或完全不相似。其中完全相似的情况极少发生;不完全相似与完全不相似也是根据实际情况给出一个临界相似度值,即相似度的下限值。不完全相似的信息经过修改,储存至实例库,使实例库具有学习和改进性;完全不相似的信息则判定为可制造性差,返回重新设计,以提高制造的可行性。

4结束语

面向注塑产品可制造性的进行深入研究,提出基于制造知识通过设计管理的方法,对产品可靠性进行模糊综合评价,在产品设计过程的早期就考虑制造因素,减少设计的反复,从而缩短产品开发时间,降低产品成本,提高产品质量。同时,设计了可制造性的评价体系,通过创建实例库,将设计信息与实例进行比较评价其技术性和经济性,确保注塑产品的模具设计、制造和装配,以及产品生产的可行性。

参考文献

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2管径

当输送流体量一定时,管径选择的大小直接影响着经济合理性。管径小,介质流速高,管路压力降会相应增大,空压机的运行费用就会增加;管径大,空压机运行费用就会减少,但是管路初期投资费用就会增加。因此,为达到合理经济,设计者必须选择合理的管径。管路沿程压降是管径考虑的最重要因素,确定方法就是根据管路流量及允许压降来确定管径,也可以根据管径和管路流量来验算压降是否符合设计要求。确定管径时应根据工艺设备运行时可能出现的最大流量和允许的最大压降双重因素来计算。工程上管径一般可根据经济流速来确定,低压压缩空气输气干管一般经济流速取8m/s~12m/s。当与空压站距离近时,设计流速可以适当放大。当距离空压站远时相反,可以适当减小流速,增加管径。表2为国际上使用的压缩空气流速,表3为国内推荐的压缩空气流速,可供设计者参考。

3坡度与放水

压缩空气管道初期投入运行过程中,或是空压站气体处理不彻底,或是航空工厂非连续运行时外界含湿量大的空气侵入管网都会造成管道内积水,压缩空气管道中的积水如果不排除,一方面会加快管道的腐蚀,减少管道的使用寿命,更重要的是会降低压缩空气的品质,影响工艺设备的使用安全,造成产品的不合格。为了不影响末端设备的安全使用,及时恰当的放水很有必要。《压缩空气站设计规范》明确规定“设有坡度的管道其坡度不宜小于0.002”。在航空工业工程设计中,一般设计时管道都有坡度,但在很多情况下,往往留给管道敷设的空间很有限,很多情况下需要和别的专业管道共支架敷设。这时如果设计时只考虑有坡度时的放水,而没考虑现场施工的难度,结果就是现场很多情况都没按图施工,没达到设计需要的坡度,这也为以后气体品质埋下隐患。鉴于此,如果经压缩空气站处理的压缩空气压力露点温度比周围环境温度低,在沿程管道中不会有水分析出,对以上共支架压缩空气管道,宜采用无坡度安装方式。但在具体设计时,为了增加吹扫效果,以及避免平时运行时可能侵入的水分,还需考虑如下两个因素:1)压缩空气沿程适当设置一些放水管,放水管上应设集水器;2)当管道为环状布置时[3],为提升管道吹扫效果应采用三通弯头等。这是因为当管路采用环状布置时,如果用普通弯头,会存在水压试验放水后吹扫不彻底、效果差的问题。

4布置方式

压缩空气管网压力高,泄露点多,泄漏量大,合理的布置方式直接决定着节能减耗,下面介绍布置过程应注意的主要几个地方:1)厂房内压缩空气管道布置形式一般为树形和环状形,考虑到厂房后期可能增加生产线,此时可能会造成某一支路气量不足,建议尽量采用环状形布置,方便以后改扩建。2)压缩空气干管应当避免出现锐角拐弯,压缩空气支管与干管应采用“鹅颈”形连接方式,避免主管路中冷凝物直接进入支管路中。在分支管路末端低处设排污口,方便管路中污物排放。3)为了降低局部阻力,尽量选择局部阻力系数小的管路附件和阀门[4],常开的阀门尽量选择闸阀等局部阻力小的阀门,弯头尽量选择弯曲半径大的机制弯头。4)如果厂房面积很大,管路很长,阀门弯头多,尤其又是三班制企业,在中班和深夜时,用户用气量大大减少,管网压降也相应变小,如果采用树枝状风管,不仅压降大,而且漏泄量也大。此时可以改为辐射状管网,在空压站内设置分气缸,这样就可以根据用户生产工艺的需求,调节供气压力和流量,既避免了非用气车间的漏泄,又可方便调节空压机的运行工况。