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篇1
建筑工程设计中的一个重要环节初步设计在智能化设计中被忽略。这有以下原因:一是当建筑工程项目在方案设计阶段时,往往重视建筑设计本身的平、立、剖,而对其它专业,特别是设备工种,包括水、电、暖忽视,只要写一个简单的说明即可,而对智能化设计则未被列入内容,有的甚至不被考虑。二是当在设计方案评审时,有关主管部门提出或设计单位询问甲方(建设单位)关于智能化设计时,项目已进入初步设计阶段。这时,有的甲方才认识到需要这方面的设计。设计单位才被要求做智能化系统总体方案设计。三是正当智能化系统总体方案设计进行时,由于工期紧迫,建筑设计已进入施工图阶段,甚至已出桩位图,设计迫在眉梢。智能化系统总体方案甚至未经评审就进入施工图设计。四是部分工程项目在进入施工后才发现缺少智能化系统的设计施工图,重新找设计单位进行智能化系统设计,在招投标时产生总体方案,中标单位直接进入施工图设计。
上述种种情况说明在目前智能化系统设计尚不正规,不能与建筑设计同步进行时,总体方案设计是一个十分重要的环节。那么总体方案设计包括哪些内容呢?总体方案主要由以下几部分组成:工程概况。叙述该工程区位:建筑总面积、总高度;所属建筑级别;工程意义;建筑平面功能、用途等。设计依据。包括国家现行规范、标准、行业标准;建筑单位、主管部门有关文件及具体意见与要求;设计单位、建筑等各工种提供的技术资料或文本。设计原则。智能化子系统配置的总体要求及目标。智能化子系统配置:列出该工程项目所需设计的所有智能化子系统名称,这要根据不同性质的工程,建筑单位不同的要求而设置不同的智能化子系统。智能化子系统内容介绍,这部分是设计的实质性内容,需要根据不同的子系统作详细介绍,以一个高层综合楼为例,主要有以下智能化子系统。
建筑设备监控系统。该子系统是十分重要的,占全部智能化子系统设计的三分之一工作量,还要与水、电、暖等设备专业密切配合。其主要描述内容有:设计原则;本工程建筑机电设备设置情况,如冷暖空调机组;热源锅炉(热水器);油系统;通风设备;变配电设备;给排水设备;照明设备,包括公共照明、室外照明、泛光照明等;电梯、自动扶梯等;各机电设备的控制要求;分类列出各机电设备监控点数表,并介绍选用监控系统厂商、品牌及系统情况、产品性能的简单介绍。
通信网络系统。主要内容有语音信息点设置原则;各楼层不同功能用房的信息点设置一览表(可与计算机信息点同表);机房设置;机房设备选择虚拟交换机、程控交换机等;接入网。如果不与计算机网络系统同走综合布线系统,则要叙述垂直管线采用通信电缆,水平布线采用四芯通信线等,每楼层设置电话分线箱;管线敷设方式,垂直管线走弱电竖井,水平管线走吊顶。部分工程还有无线通信系统等。
计算机网络系统。主要内容有计算机信息点设置原则;各楼层不同功能用房的信息点设置一览表(可与语音信息点同表);机房设置;计算机网络中心机房主网络交换机和楼层网络交换机设置;系统厂商、品牌及系统情况、产品性能的简单介绍。部分政府办公大楼要组建外网、内网,有的业务部门要组建小型局域网。
结构化综合布线系统。从严格意义上讲,该系统并非智能化子系统,而仅是通信网络系统和计算机网络系统的物理支撑。本文为了便于说明也将其列为一个子系统。有的方案设计将该系统取代通信网络系统和计算机网络系统,本人认为不妥。
在目前的高层建筑中,特别是办公楼,布线系统是十分重要的。一般按工作区、水平布线、垂直布线、楼层设备间、中心机房等几部分组成,有的工程还有各建筑单体之间的建筑群子系统。目前常用超5类布线,采用超5类的线缆和信息插座,部分工程采用6类线缆和模块呈上升趋势。垂直干线采用光纤,进户线一般采用6芯单模光纤。常见1000M到建筑单体,100M到楼层或桌面。
闭路电视监控及防盗报警系统。这是属于安全防范体系的二个互相关联的子系统,需列出本工程监控点、防盗点的设置一览表,还要介绍选用主要设备的厂商、品牌、功能。目前监控一般采用硬盘录像技术。部分工程要求监控摄像与灯光照明联动。
卫星电视接收及有线电视系统。该系统一般采用860MHZ双向邻频传输系统。对于住宅一般采用集中式分配分支器系统,原串接分支方式基本不用。要列出电视终端配置一览表,对主要设备厂商、品牌、产品情况作一简单介绍。
公共广播系统。一般该系统与消防紧急广播系统兼容,要说明与消防紧急系统的切换方式。扬声器设置如不完全相同则要作补充,部分场所要增设音量调节开关。如无消防紧急广播系统的工程则要配置扬声器,对主要设备厂商、品牌、产品作一简单介绍。
停车场管理系统。大型公共建筑设置地下层停车场的建筑工程需要设置该系统。在汽车通道出入口设置管理室,安装系统主机,方案中要对选用产品品牌、性能作一简单介绍。
会议系统。一般办公楼具有各种规模、各种用途的会议室、报告厅均需设置该系统。由于建设单位要求档次不同,投资不同,选用会议系统内容也不同。主要有会议扩声、投影、摄象系统,会议视频系统,还有会议表决系统、发言系统及多语种同声传译系统等。要根据不同建筑,不同会议室(报告厅)作不同描述。主要要有系统功能、产品性能等介绍。
大屏幕显示系统及触摸式多媒体信息查询系统。公建项目的办公、商场等一般设置上述二系统,该系统设置于门厅、大堂等公共场所,对公众起广告、引导功能。大屏幕显示装置附近需设置小控制室,留足电源功率,一般1平方米面积1KW左右。方案中要对设施功能作一简单介绍。
其它系统。根据不同建筑物,尚有综合楼宇对讲系统,电子巡更系统,一卡通门禁、考勤、消费系统等。如有商场,则还有POS系统。均要逐一对系统功能、配置、主要设备产品性能作一简单介绍。
总体方案中还要涉及各智能化子系统机房设置,管线敷设,电源、防雷、接地等内容。在工程设计中建筑智能化设计投标文件中除了上述总体方案设计外,尚需提供以下资料及说明:智能化子系统投资估算;各阶段设计周期;设计单位基本情况;智能化系统设计资质证书;智能化系统设计业绩;本工程智能化系统设计人员组成及简历;设计费用报价;违约责任等。
对于一个建筑工程项目智能化系统总体方案设计是十分重要的。它基本上确定了工程项目智能化系统的档次及完整程度。当然总体方案设计前,智能化系统设计师要与建设单位有关人员密切合作,对系统配置进行探讨,根据建设单位的实际需求、投资、管理等情况确定系统的规模,以使总体方案切实可行,为今后施工图设计,集成承包商深化设计打下良好的基础。
智能化为使系统达到预期的目标,必须提高整个系统及其各个组成部分的智能度,即要实现检测智能化、操作智能化、决策智能化。所谓智能化,即整个系统、各个领域(控制、维护、管理)、与生产过程直接相连的检测装置、执行装置等,均具有目标分析、状态及故障分析、行为及态势分析、决策分析的能力。
篇2
金华九峰山位于金华市区与衢州市之间,九峰山景区为省级风景名胜区,距金华市区28公里,与金西开发区的汤溪镇相依,面积10.38平方公里。九峰山,古称妇人岩,又称龙邱山,芙蓉山。因其叠嶂连冈,奇峰挺九,故名九峰。九峰山旅游度假村项目用地位于金华的西南方,九峰山脚下,里金坞村北端。用地现状为农田与自然水系,地势随山势起伏,地块中有一块凸起的小山包,周围小溪环抱。地块周围风景秀丽,是宜居的最佳选择。
项目征地红线面积:837.8 亩
项目净用地面积:397 亩
项目用地内应进行统一规划,可分期建设。
(2)温泉资源
项目用地内现状拥有经勘测温泉泉眼一处,水质类型:含偏硅酸氟热矿水;水质PH值:8.86;温度区间:45.1~45.3度;开采量:36.58万立方米/年;用途:温泉理疗。
(3)用地现状地形
金华九峰山旅游度假村基地地形复杂多样,现状红线区内以大量的未开发用地为主,且主要为山体,部分山体坡度变化较大,是一块拥有多种场地地形的综合型地块。基地地势中部较低,两侧较高。用地范围内黄海高程在83m-190m之间。
山:高低错落,远望形如芙蓉,近看状若蜂巢。
水:基地内水网环绕,生态资源良好。场地内大小水塘数量约4处,大多分布于谷底。面域适中,周围多分布梯田,景观条件独特而美丽。
田地,茶园:基地内农田分布区域多,景观好。为方便灌溉,多和水塘结合紧密,形成一幅田园水色的美景。
(4)设计指导思想和目标
金华九峰山旅游度假村总体概念方案设计应符合总体的宏观控制要求,科学、合理地利用土地,契合城市整体规划及文脉,强化地域特征,重塑古城繁华风貌,弘扬九峰文化精神。以水为魂,实现与水相伴环水而居的东方建筑空间理想。
处理好旅游区与酒店以及养老功能三者的关系,设计成果的各项指标既有控制性又具有一定弹性和可操作性,便于规划管理及开发建设的管理,给设计和实施留有一定余地,切实发挥指导近期金华九峰山旅游度假村的详细总体方案设计和修建设计的作用。
创造一个特殊的地域氛围:具有场所感的滨水酒店,着重人的活动,体验与自然共息共存的美好感觉。格调素雅,与周边度假区的氛围、九峰山的人文历史气质相协调。
(5)综合社会效益
项目建成后将打来巨大的社会效益:
1、提升城市品质:坚持现代化设计、现代化管理,将成为金华市旅游度假设施的标志性工程,助力提升金华城市品质和旅游品质。
2、创新旅游度假模式:打造金华现代化旅游集散中心,使之成为大金华现代化旅游休闲市场发展的标志;带动第三产业迅速崛起,三产结构得到优化,旅游度假业将成为本区域区的支柱产业和特色产业。
3、拉动相关产业,增添就业新途径:可解决就业,同时以现代旅游度假的发展拉当地经济的发展,逐步形成产业支撑型旅游度假集群。
4、创造巨大的社会经济效益。
二、总平面设计说明
1.总体概念构思:
总体概念方案设计着眼于如何演绎人与自然和谐共存的现念以及用现代科学技术的创作,来链接本土文化与时代精神,是当下大家需要共同研究的课题。九峰山旅游度假村在充分尊重原始地形的基础上,体现地域人文精神,在建筑上借鉴当地传统和文化造型元素,用现代手法和工艺体现当代生活精神,打造建筑的隐贵气质;同时注重空间层次的塑造,全面体现产品的人文气质和内涵。
2.用地布局原则
尊重原有的地形地貌和自然环境,尽可能地拓展建筑内部的景观环境空间,把建筑融于自然环境中,使之和谐共生,体现环境对于居住生活的意义。
平面总体方案设计注重形成建筑布局上的差异性,通过密度和形态的变化创造丰富的社区空间。
竖向设计力求紧密结合地形,并通过建筑高度的有机组合创造出高低起伏、错落有致的建筑群体效果。
建筑单体设计力求形成丰富富有特点的外观造型,创造优美的建筑景观,并给客户提供丰富的选择。
景观设计力求紧密结合当地气候特征,营造出层次丰富的空间景观效果,并为居民提供人性化的户外活动空间。
设置完备、合理、实用的公建设施,提供完善、便利的社区生活服务。
3.功能结构与分区:
结合地形地貌和总体方案设计要求等现状因素,整体设计方案建设形成“一轴、两带、八片”的构架。
整个项目的成败关键在于地形,设计者应遵循“顺应并凸显地形,将建筑融于其中”的原则,充分尊重原始地形,因地制宜,取法自然。设计充分保留地形优势和自然景观,在未来的总体方案设计中充分展现自然的美景。
在整个总体方案设计中建筑有序地隐匿在树林中,体现“山川浑厚,草木华滋”的意境。旅游度假区建筑依地势而建,结合地形村落式展开布置,将旅游度假区按功能分为公建配套服务区、滨水酒店,温泉公寓,山居客房,养老公寓等多个区域。
各个功能组团部分于不同地块,总用地面积约397 亩,结合交通要道与出入口处设置服务广场,度假酒店处于旅游度假区的交通枢纽位置,配有商业,餐饮,娱乐,教育,文化,医疗,健身,银行,邮局,物业等设施,各个设施依照居住区配套指标设置,总面积约29万O。
其中:
净用地面积:397 亩
酒店用地面积:103 亩
养生庭院用地面积:207 亩
公寓用地面积:87 亩
4.建筑布局:
权衡发展和开发空间:沿水岸应为底层建筑,低密度、适宜的行人尺度可建立人与自然的亲密关系。提供休闲度假、文化体验和健身娱乐等多种可能性,延长游客停留时间。
完善酒店的功能结构、提高土地利用价值。酒店总体方案设计建设酒店客房、娱乐、餐饮、温泉理疗中心、国际会议中心等内容,其周边用地应补充酒店外延的一些板块,例如酒店式产权公寓,低层住宅等内容,充分发挥顶级度假酒店的影响力,提升周边用地的土地价值。采用因地制宜的布局方式,外延部分与酒店及国际会议中心和谐共生。60间独立客房与与酒店隔水相望,布局方式成团成簇又比较放松的度假氛围保持一致。
酒店式产权公寓及低层养老公寓部分强化湿地形态中‘岛’的概念,沟通河道,细化组团。建筑布局灵活,保持水岸边界的丰富度。格调素雅,与周边度假区的氛围、九峰山的人文历史气质相协调。
5.道路交通组织:
旅游度假区的根据原始地形,被设计划分为若干规模较小,尺度宜人的居住组团。每个组团通过林荫道路串联起来,中间镶嵌公共景观带抑或公共绿化广场。
整体道路分为三个等级,确保其清晰、简洁、高效。道路断面及路边绿化空间、景观节点也在一开始就作为总体方案设计重点内容加以预留,确保居住空间的景观环境的品质。
对外道路
由进村的乡道和景区景观道构成“丁”字形框架主干路网结构。也将是未来主要的对外连接道路。
内部道路
内部道路由支路、组团二级道路构成。
支路:道路红线宽度为6米。
组团内部道路:4米。
停车设施
旅游度假区的住宅区块以地面停车和为主;公建设施停车量大,除地面停车外其余的采用地下车库形式辅助,以满足需求。
6.道路竖向设计
1)已建成道路,原则上道路标高做小调整,设计道路与现状道路衔接。
2)结合地形地貌,尽量减少填土方量,设计道路最大纵坡8%。
3)满足生产、运输、排水和景观要求,与场地能够顺畅联接。
篇3
1 商用车制动气压调节器密封性检测系统的检测方案设计
1.1 密封性检测方法的选择
随着密封性检测技术的日益发展,密封性检测方法越来越多。从总体来说,检测方法主要分为两大类,即干式检测法和湿式检测法。其中干式检测方法包括:直接压力法、流量测量法、差压法、超声波测量法、氦气测量法等;湿式检测方法分为浸水气泡检测法和涂抹检测法。通过对比分析,并结合实际选用差压检测方法。差压式检测法与其它检测方法相比,具有很大的优势,即一方面可以准确、高效、定量地对调节器进行密封性能检测,另一方面还具有自动化程度高、可靠性高等优点。
1.2 密封性检测方案设计
气压调节器在电磁阀的作用下,可实现增压、保压和减压三个工作状态的调节。依据差压检测法的原理和对调节器的电磁阀工作状态分析,设计的检测系统要求调节器内部电磁阀的动作驱动由ECU控制,而检测系统在检测调节器密封性的过程中将采集到的差压、压力、温度等数据,传送给工控机。工控机对接受到的数据进行分析和处理,之后将结果显示在显示器画面上,同时所设计的该检测系统具有存储检测数据和提供打印机打印的功能。
2 检测系统的硬件设计
2.1 检测系统总体方案设计
本文通过对制动气压调节器检测方法和检测方案的确定和分析,并综合了目前国内外密封性智能检测系统的发展形势,提出了一个气压调节器密封性智能检测系统的总体方案。
该总体方案由上位机和下位机系统两部分组成。上位机系统由工控机、打印机等组成,下位机系统由ECU、可编程控制器、半自动控制模块、气路控制模块、差压传感器系统模块以及夹具、电磁阀等执行元件共同组成。检测系统能实现对调节器密封手动或自动装夹、输出检测结果等检测全过程。其中检测结果由差压传感器、压力传感器、温度传感器、ECU、工控机、PLC等组成的智能系统,进行计算、分析、判断,并把结果显示、打印。
2.2 调节器检测系统结构设计
3 检测系统的软件设计
上位机控制的核心是工控机,工控机内的组态软件选用LabVIEW软件来编写友好的人机界面,一方面用它来显示调节器密封性检测的数据曲线、合格或不合格画面,另一方面利用它所编写的界面显示的测试参数来改变调节器内部电磁阀卸压时间T1、保压时间T2,减压时间T3以及对下位机ECU发送测试或结束命令等。下位机控制的核心是ECU,编写下位机控制软件就是对ECU内部的单片机进行编程,来控制调节器内部电磁阀逻辑动作,并向PLC传达执行部件动作的命令,以及对模拟信号的读取和计算。
3.1 控制器ECU的软件编程
4 检测系统的调试与实验
5 结论
通过检测系统的调试,验证出了硬件气路和电路具有很好的稳定性和可靠性,并间接地得出该检测系统软件具有较高的可靠性。通过实验数据统计结果,得出本文所设计的调节器检测系统系统具有良好的准确性、检测速度快,自动化程度高等特点,并保证了调节器的合格率。
篇4
2建筑工程设计阶段造价控制领域价值工程的应用
由前文可知,价值工程是以实现全寿命周期成本最低化为目标,以对服务或者产品的功能分析为核心的管理技术,因此被广泛应用到建筑工程设计阶段造价控制领域。现结合前文所述的相关理论知识,浅析价值工程在建筑工程设计阶段造价控制领域的应用。
2.1总体方案的优化对价值工程的应用
建筑工程建设项目具有投资额高、建设规模大等特点,因此价值工程的应用对总体方案的优化具有重要作用。研究表明,必须从业主以及国民经济角度来分析建筑工程总体方案的功能,同时必须从建设投资、运营成本以及维修费用三方面分析建筑工程总体方案的成本,因此建筑工程总体方案的设计过程运用价值工程来实现设计方案的优化非常必要,即从社会效益、经济效益两方面来反映建筑工程的最终价值。需要注意的是,如何提升建筑工程的整体价值应为总体方案价值分析的核心,此外必须重视建筑工程整体价值提高的途径:功能不变,造价降低;造价不变,功能提高;造价略微提高,功能显著提高。
2.2限额分配对价值工程的应用
限额设计的前提是实现建筑工程各部位、各专业造价限额分配的合理性,因此运用价值工程来完成限额分配非常必要,即以功能、成本的动态原理为基础,使建筑工程实际成本与预定功能成正比例关系。限额分配对价值工程的应用流程为:分析、整理、评价建筑工程各部位与各专业的功能对建筑工程各部位、各专业的功能进行定量化处理(由此确定各部位、各专业的功能及总体功能的百分比)依据步骤二所计算出的百分比,分配建筑工程各部位及各专业的造价限额。
2.3结构方案的优化对价值工程的应用
研究表明,建筑结构的选择既影响到建筑工程的整体造价,又影响到建筑工程的使用年限以及使用质量,例如地基的处理方案、主体结构的类型等均与造价控制相互关联,因此建筑结构的合理选择对控制建筑工程的整体造价非常重要。建筑工程结构方案的优化对价值工程的应用,要求综合考虑到建筑工程的使用要求以及基本功能,即建筑工程建设方案设计过程,组织各专业的设计人员参与设计,以及尝试应用系列先进的新技术。如此设计出多种备选方案,最后再比选,并确定出最终方案。
2.4设计方案的选择对价值工程的应用
针对建筑工程设计方案的选择,传统的方法存在经济与技术相互脱节的问题,即对设计方案的技术性、功能性以及经济性进行分别评价,由此确定出造价最低且能够实现预定功能的设计方案,或者功能最强且造价限额合理的设计方案。但就价值工程的观点而言,上述最优设计方案却存在诸多需要改进的方面。价值工程的观点认为,必须始终立足于建筑工程的价值以及功能与费用,对最优设计方案进行选择以确定出具备最高价值的设计方案。价值系数法作为综合评价设计方案的常用方法,具体步骤为:计算出备选方案的成本系数与功能系数根据上述步骤,计算出备选方案的价值系数。注意最优设计方案的价值系数最大。
2.5材料与设备的选择对价值工程的应用
建筑工程建设过程,材料与设备的费用约占建筑工程直接费用的2/3,因此建筑材料与设备的选择必须合理,即满足建筑工程使用质量的同时,切实降低建筑材料与设备的费用。建筑材料与设备的选择对价值工程的应用是指采用提问法来完成建筑材料与设备的选择,而所提问题多涉及到材料的功能、材料的成本、替代材料的成本等。实践表明,运用价值工程来选择建筑材料与设备对降低建筑工程的造价以及提高建筑工程的价值意义重大。
2.6图纸审核对价值工程的应用
建筑工程设计阶段,图纸审核的情况直接影响到建筑工程的质量,因此运用价值工程来完成图纸审核非常必要。图纸审核对价值工程的应用包括两方面:一是挑选出价值最高的设计图纸,设计图纸的审核突出重点,即所审核的图纸尽量具备功能性强、造价高、影响大的特点,由此实现经济与技术效果的最大化。二是分析、评价设计图纸的功能,即对设计文件以及设计图纸的合理性进行研究,同时采用科学的分析方法来评审设计方案,由此挑选出经济合理、技术可行的设计方案,进而实现控制造价的目的。
篇5
一、引言
机械设计作为机械工程的重要组成部分,在我国高等教育中占据着重要的地位,相对于其他学科发展历史较长,形成了比较完备的课程培养体系。然而,技术完善并不意味着必然获得商业上的成功;与新产品开发设计密切相关的工业设计,在一定程度上反映了一个国家的工业技术水平[1];我国的工业设计发展历史较短,很多人对其本质及重要性认识不足,甚至存在很大的误区。
《普通高等学校本科专业目录(2012年)》将“工业设计”(专业代码:080205)专业设置在工学之下的机械类,对应于原工学学位的部分;而对应于原文学学位的部分则设置在艺术学之下的设计学类,名称为“产品设计”(专业代码:130504)[2]。新专业目录要求工业设计专业学生具备相当的自然科学知识,尤其是机械学科的知识,以便为机电产品的创新设计提出切实可行的创新性方案。
国内工业设计专业大多是在艺术类院系开设并发展起来的,时至今日也有很多高校仍然开设于艺术院系,因此在很多人的观念中,工业设计就是外观设计,是纯艺术的专业,与机械关系不大。笔者认为这种观点是错误的,至少也是不全面的。外观设计绝不是工业设计的全部,把外观设计等同于工业设计是不正确的。
针对这一状况,本文从机械设计与工业设计的角度分别阐述了新产品设计开发的一般程序,说明工业设计与机械设计的关系以及工业设计在机械产品开发过程中的作用和地位。
二、新产品开发设计的一般流程
1.机械设计的一般流程。从机械工程的角度来讲,机械设计没有固定的设计流程,需要视实际情况而定。机械设计的一般流程简述如下[3]:(1)产品规划:确定设计对象,展开相关的调研和预测,论证新产品开发的必要性以及可行性;明确设计目标完成设计任务书。(2)总体方案设计:根据设计任务书,进行功能目标分解寻求功能原理解法;拟定总体方案,进行执行系统、传动系统等设计形成多种可行性方案。对各可行方案进行运动规律、机构型式、造型以及色彩等方面的设计。对各可行方案进行评价,选择最优方案。(3)结构设计:拟定传动系统、执行系统的具体方案。设计零部件的结构,确定零部件之间的相对位置及联接方式;确定零件的材料、尺寸公差等技术要求。绘制总装图、部装图及零件图,编制设计说明书。(4)施工工艺设计:进行加工与装配工艺的设计。制定零件的加工工艺流程以及检验标准,必要时还需进行专用工具、夹具以及模具的设计。制定装配、调试、性能测试的技术文件。确定产品包装、运输、安装等方面的要求以及使用说明书。(5)改进设计:进行样机试制并进行试验测试,做出评定,提出改进意见。通过小批量生产试销,获取用户的使用意见,进行改进设计。
2.工业设计视角下产品设计的一般流程。工业设计视角下的产品设计程序目前没有统一的定义,大多数学者的观点是产品设计程序可以由如下四个阶段组成:(1)确认需求:发现需要解决的问题,查阅相关资料;分析市场需求以及商机,制订可行性计划,并对融资问题进行研究制订合理计划等方面的准备工作。(2)研究分析:深入进行资料的收集与分析;开展市场调查、竞争产品分析、产业发展分析、预期消费群体等研究工作,进行产品造型意象定位以及形态分析,并考虑人因、产品结构、材料和功能等因素,研究与本产品相关的专利与法律文件,制订详细的发展计划或设计规范。(3)整合发展:此阶段由如下三部分构成:①构想概念发展:充分运用创意法则或相关工具,提出多种可行的解决方案。②造型整合发展:根据前期制定的设计要求进行产品造型设计,并进行视觉性筛查制订出最佳修正方案;通过制作立体模型、运用评估以及细部修正等手段,最终确定产品的外形并且绘制外观尺寸图。③工程规划发展:进行细部设计,获取精确的工程图面数据进而制作准确的功能模型。为保证数据的可靠性,需完成整体结构、材料以及使用性进行研究或者试验。如果各项指标数据达到设计要求则可形成最终的工程技术资料,开展小批量试生产。(4)设计评估:这一阶段的内容一般在造型整合发展过程阶段同时进行。当构念、图面以及模型评估时需依据先前制定的设计规范,运用恰当的评估工具或方法,筛选出可行方案;进行小批量试产试销阶段,需要通过使用情况调查或者市场接受度调查为大量生产以及营销提供必要的准备工作。
篇6
2初步设计阶段
2.1初步设计阶段的主要任务初步设计是施工图之前的重要环节,一条线路的工程建设具体标准、规模、功能、投资等,都要在初步设计文件里交代清楚[7],初步设计文件最终要由政府主管部门组织审查,并正式进行批复,以作为施工图设计的重要依据,同时也是工程建设投资控制的重要依据。所以,初步设计的主要任务就是以图纸的方式,将整个工程做出定性和定量的双重约定。
2.2初步设计阶段的工作重点作为建设管理方的设计管理人员,在初步设计阶段应抓好几项关键工作,包括督促总体设计单位制定初步设计技术要求及相关统一规定、规划及现状资料的全面落实,涉及交通、园林、管线、用地等的全力协调,全线初步设计概算编制和组织方案审查等(见图2)。(1)督促总体设计单位制定初步设计的技术要求及规定。此项工作应该放在初步设计工作的最前端。由总体设计单位组织各专业,发挥全院优势,或者利用外部专家的力量,重点设计院也积极参与,研究形成本线初步设计的纲领性文件。技术要求直接决定后续工作应遵循的原则与要求,必要时应组织专家进行论证,并征求运营单位等部门的意见。特别是要对已运营线路设计和施工过程中发现的问题,在新线的技术要求中尽量规避或者提出有效的解决方案。(2)规划及现状资料的全面落实。建设单位要总牵头,负责委托有关单位或部门,形成规划及现状资料的书面文件,移交给设计单位作为设计依据。对于规划资料,在总体方案阶段的基础上,对于沿线的规划用地、规划立交、道路、河湖、铁路等,尽可能全面、清楚地反映,使设计单位做到有的放矢。现状资料包括沿线管线资料、建(构)筑物资料、初勘报告等,这些资料直接关系到车站、区间的设计方案。最后方案的成败,往往取决于对现场的掌握情况,对边界条件分析不清、调查不透,很可能到施工阶段会“翻车”。因此在初步设计阶段收集各种设计输入的资料工作十分重要。(3)涉及交通、园林、管线、用地等的全力协调,仅仅把规划、现状资料掌握清楚仍不够,还需花大量的精力去协调。比如交通导改,在初步设计阶段,明挖方案是否成立,除了设计单位的直观判断,建设单位应该组织就交通导改方案与交管部门提前沟通,若方案本身对交通影响很大,交管部门明确提出此交通导改方案实施的可能性很小,这种情况就应该着手研究盖挖、暗挖等方案进行比选,避免基坑开挖时再变更,不利于工程的实施。还有园林、管线改移等存在同样的问题。在方案确定之前应该花时间多方沟通,以取得支持,才能得出最稳定、最具实施性的设计方案。(4)初步设计概算。初步设计概算是政府批复的基础性文件,同时也是建设项目投资控制的重要依据,作为建设单位,尤其要重视此项工作。初步设计阶段投资控制分为概算编制、报批和投资目标分解两项主要工作,概算编制主要包括工程费用、工程建设其他费、预备费和专项费用4部分,工程费用根据工程量计算计列,其数额也相对容易把控,但工程建设其他费方面,目前有些设计单位对设计概算的编制工作重视程度不足。特别是对于前期专项费用,如拆迁、管线改移、其他前期专项工作等。设计管理人员应要求概算编制单位仔细核对有无遗漏项目,对于专项费用,要根据实际情况,进行充分的考虑后结合实际方案列入概算。此外,对于工程直接发生的费用,一定要充分考虑。为了做好投资控制,在概算批复以后,需要按照概算各科目批复情况,将各子项投资进行分解,明确各项工程的投资目标限额,便于过程控制和有效对比。(5)组织文件的专家审查。按照程序,初步设计完成后应组织专家审查,建设单位应全力配合好政府的审查。首先要保证设计图纸的质量,要求设计单位严格按时间规定完成文件备审。另外,对于各单位的汇报文件,要提前组织进行预审,理好思路,抓住专家关心的重点问题。在评审过程中,要组织设计单位及时与专家沟通,积极回答专家的问题,力争让评审顺利通过。
3施工阶段
初步设计完成之后,即有条件进入施工、监理单位的招标工作。设计管理人员要提供招标图纸,配合招标机构工作,重点按照招标内容,要求设计单位形成准确的招标图纸及相关技术文件。对于风险工程项目,要根据初步设计文件专家评审情况,形成专项设计文件,便于工程量和费用测算。施工、监理单位产生后,设计单位也同时陆续进行施工图设计,包括分批完成施工图设计、进行设计交底、现场施工配合、配合工程验收等。
(1)规划手续办理是做好设计管理工作的前提。由于地铁工程建设的特殊性,部分区段的许可手续办理(见表3)可能与工程同步进行。在施工进场之前所有手续中,规划部门行政审批的临时建设用地规划许可证是最前置的,有了此用地手续,方能启动相关拆迁、占地工作,路政部门接续办理占掘路手续,交通管理部门审批交通导改手续,园林审批部门审批园林伐移手续。另外,在此阶段,市政管线设计综合同样非常重要,有了规划部门审批的管线综合成果文件,各管线产权单位才能据此启动管线改移的相关工作。所以,抓紧办理施工进场前的规划用地手续和管线综合成果的规划确认,是设计管理非常重要的两项前期工作,要安排专人负责,相关领导也要作为重要工作来抓。
(2)功能完善是设计管理追求的目标。地铁工程也是一件产品,最终的用户是广大乘客,在控制投资规模的前提下,如何利用有限的费用,建造出一个结构安全、质量优良、换乘便捷、乘坐舒适的精品工程是最终目标。同时地铁建设又是一项不可逆转的百年工程,一旦建成无法修改。在设计文件最终形成前,作为一名设计管理者,应该站在功能的角度去判断方案的优劣,重点关注换乘功能、服务水平、空间效果、人性化设计,从乘客的视角去感受方案。在面临决策时,尽可能把功能实现放在首位。
(3)施工图质量是设计目标实现的有效保证。在确保施工图进度的同时,如何提高和保证施工图质量,是实现工程目标的有效保证。目前,由于设计周期比较短,有些施工图中的错、漏现象时有发生,给现场施工带来一定影响。对此,设计管理人员要把提高和保证设计图纸质量作为日常性工作来抓,通过会议、通知、要求等形式不断强化,还应当经常性地抽查设计图纸,听取施工、监理单位对图纸使用情况的反馈意见,组织图纸问题交流会。在对设计单位的履约考评中,把图纸质量作为非常重要的一项考核内容,坚决杜绝出现施工图质量事故。
(4)不断提高设计人员主动服务、配合施工现场的意识。施工图完成后,施工现场配合是一项重要工作,但往往设计人员在这方面的表现不甚积极,因此,就需要多引导。要求设计人员多去现场,察看现场是否在按自己的设计文件、设计意图在施工,现场是否存在需要解决的设计问题。从管理角度,可以给设计人员设定一些“规定动作”,比如要求其每周去现场至少2次,填写相应的表格,包括现场施工进展、有什么问题、解决了什么问题、对下步施工有什么要求等,必要时要求施工现场负责人员及设计双方签字,从而规定设计人员勤跑现场,不要养成被动开会的习惯,要有主动服务、积极配合的意识。
(5)时刻提醒设计人员注意工程投资控制。当前,地铁工程的投资“水涨船高”,地下线路每公里造价已接近10亿元,在此情况下,要时刻提醒设计人员,严格按照标准设计、限额设计有关要求,注意投资控制。在设计单位管理方面,应要求总体设计单位做好全线标准的统一,在施工图总体审查过程中,认真检查设计单位的保守做法,杜绝设计浪费等行为,各工点设计单位对投资控制负主要责任。各工点设计单位应严格按照批准的初步设计文件进行施工图设计,在提交施工图时,应同时提交一份详细的施工图与初步设计的工程量对比表,清楚反映工程量变化情况。总体设计单位在施工图审查时,应对施工图与初步设计的工程量变化情况进行重点审核,发现有问题时,要求工点设计单位修改,同时报建设单位。设计单位应严格控制设计变更,特别是投资增加的变更,当单位工程(车站或区间、停车场站、设备系统)的投资规模达到批复设计概算95%时,应书面报告建设单位,分析原因和提出解决措施。特别像基坑工程的支护结构、永久结构的钢筋含量、暗挖工程的初支参数、各类注浆加固工程的范围等,建设单位可以采取施工图预审的方式,听取设计单位关键部位的设计参数汇报,尽量统一全线标准,节省投资,也可以选用专家评审的方式进行设计文件的经济性审查。与此同时,地铁工程建设的安全形势十分严峻,确保安全施工十分重要,对于各类风险工程,要求设计单位进行专项设计,这类费用占工程投资的比例越来越大,因此,在专项设计方案审查时,要把工程投资审查放在首要位置,在确保安全的前提下,通过方案比选、论证、优化的环节,尽可能节省投资。对于设计图纸投资超过概算批复情况的,建设单位应组织召开专题会进行研究,如发现设计单位原因导致超概的,应对设计单位进行处理。设计管理部门要求设计单位不断优化土建和设备的设计方案,降低工程造价,定期检查施工图质量。合同部门在工程量核算过程中,如发现设计图纸存在设计标准过高、过于保守、浪费、原因不明的投资增加等情况时,应即时将有关情况反映给设计管理部门,由其根据合同及相关履约考评管理办法对设计单位进行处理。工程现场实施时,由工程部门负责收集施工、监理单位对施工图问题的反馈,以及在设计交底、施工图审查过程中,当发现图纸存在设计保守、投资浪费等情况时,可及时向设计管理部门反映具体情况,由其根据合同及相关履约考评管理办法对设计单位进行处理。当然,以上只是施工阶段设计管理工作的几个主要方面,日常工作远不止这些。总之,施工阶段的规划设计管理工作是建设单位的主责,也是工程好坏的关键所在,各级领导要予以重视,具体从事规划设计管理的人员要分清主次,全力以赴。
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1 机床数控化改造的分类
机床的数控化改造可以分为以下几种:
1.1 其一是恢复原功能,对机床存在的故障部分进行诊断并恢复;
1.2 其二是NC化,在普通机床上加数显装置,或加数控系统,改造成NC机床、CNC机床;
1.3 其三是翻新,为进步精度、效率和自动化程度,对机械、电气部分进行翻新,对机械部分重新装配加工,恢复原精度;对其不满足生产要求的CNC系统以最新CNC进行更新;
1.4 其四是技术更新或技术创新,为进步性能或档次,或为了使用新工艺、新技术,在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新,较大幅度地进步水平和档次的更新改造。
2 普通机床数控化改造前提
普通机床的数控化改造是建立在充分利用原有机床部件的基础上,对基础部件作一定的改装,并配上经济型数控装置或标准型数控系统,使原机床具有数控加工功能。改造中主要应注意的是:一是增加相应的数控系统,二是对原机床部件的翻新。对普通机床进行数控化改造在技术上是成熟可行的,但并不是所有的机床都适合改装成数控机床,是否适宜改装应进行技术经济分析和论证,视其是否满足结构的刚度要求和技术经济性要求而定。
2.1 机床基础零部件要有足够的刚度。
数控机床属于高精度机床,工件定位精度和刀具重复定位精度要求很高,一般在0.001-0.01mm之内。较高的定位精度要求机床基础部件应具有较高的静刚度和运动刚度,基础部件稳定性不好,受力后易变形的机床不适宜作数控化改造。
2.2 数控化改造要有合理的经济性
机床数控化改造包含两部分,一是维修和改造机械部分,二是用新的数控系统代替旧机床的控制系统,如果全部改造费用在同类规格数控新机床价格的40%以内,就具有较好的技术经济性。一般说来,大中型机床,尤其是重型机床、专用机床最适宜于数控化改造。
3 普通机床数控化改造的总体方案
3.1 数控系统和伺服驱动系统的选择
数控系统是机床数控化改造的核心。数控改造的目的是要求机床稳定可靠,运转故障率低。数控系统的选择应依据价格合理,技术先进、服务方便的原则,不应单纯追求高性能指标。根据改造实际,可采用进口的数控系统如日本的FANUC系统,德国的Siemens系统,国产的主要有华中数控、广州数控等,也可综合机床实际自行设计研制数控系统,改造成本会更低。伺服驱动系统主要有闭环、半闭环、开环3种方式。前两种控制方式为实现高精度的伺服控制提供了可能,但由于在系统中增加了位置控制,反馈及伺服放大等环节,安装调试更复杂,同时要实现系统良好的动态性能难度较大,由于开环伺服系统不存在位置检测与反馈控制等环节。故一般经济型数控化改造多采用微机控制的步进电机开环伺服系统,具有较好的技术经济性。
3.2 滚珠丝杆螺母副的改造
为保证进给伺服系统的传动精度,运转平稳性和机床的加工精度,取消原机床的滑动丝杆螺母副,选用摩擦小、传动效率高的滚珠丝杆螺母副,并应用预紧机构,以提高传动刚度和消除间隙。
3.3 步进电机的选用
机床经济型数控改造一般是拆除原机床的机械传动机构,用步进电机经齿轮机构减速驱动滚珠丝杆,带动刀架纵向或横向运动。在步进电机转矩足够大,构件许可时,可以不用减速驱动机构,由步进电机直接与丝杆副相连。
3.4 自动转位刀架设计
刀架改造是数控改造的重要内容,通过将原机床的手动转位刀架替换成自动转位刀架来实现换刀切削,自动转位刀架最常见的形式是螺旋型四工位刀架。由数控系统直接控制,效率高,工艺性能可靠。
3.5 主轴脉冲编码器
加工螺纹时为保证步进电机与主轴旋转配合,切削出固定螺距,固定起点,多头螺纹等量分度的螺纹,通常在主轴尾部安装脉冲编码器,它将主轴旋转的角位移以电脉冲的形式输入计算机,控制车刀的进给运动和工件的旋转运动,确保正确的运动关系。
3.6 导轨和主轴变速机构
当机床加工精度要求不是很高,尤其是对于开环控制系统,一般不作导轨改造和主轴交流异步电机调整改造,可大为降低改造成本。
4 改造实例
本文以CA6140型普通车床数控化改造为例,介绍其总体方案设计,机械改造设计和数控系统设计,根据数控车床的性能要求,确定进给运动的快速定位速度:Z轴为3m/min:X轴为1m/min:脉冲当量z向为:0.01mm/脉冲:X向为0.005mm/脉冲。
4.1 总体方案设计
数控系统自行研制,基于8031单片机为控制核心,以步进电机为伺服驱动装置,以工作台和刀架为执行部件构成一个开环控制系统。总体方案设计结构如图:
4.2 机械部分改造设计
根据CA6140车床的实际,本着对车床的改动尽可能少,改造成本低的原则,机械部分改造方案如下:
4.2.1 保留车床主轴旋转主运动:
4.2.2 纵横向运动的改造均是卸掉拖板上的手轮或手柄,通过一对齿轮副组成减速装置,然后与相应的步进电机相连接:
4.2.3 设计一四工位电动转位刀架,由一个三相异步电机带动:
4.2.4 自行研制基于8031单片机的控制系统:
4.2.5 在刀架的纵横向运动中,设置安全超程限位保护装置。
4.3 微机数控系统设计
4.3.1 硬件设计
采用8031单片机数控系统硬件框图如图2所示,外接一片27256(32K×8)EPROM存储系统软件,一片62256(32K×8)静态RAM存放加工程序和数据,采用扩展的8255和8155接口芯片处理键盘、显示器和步进电机的驱动刀架控制及满足插补要求。
4.3.2 软件设计
根据硬件框图,结合系统功能要求,可编制相应的数控系统软件,软件系统包括系统初始化程序、键处理及显示程序、输入数控处理程序、插补计算程序、步进电机输出控制程序和管理程序等。其中插补程序的实时性强,根据G1,G2,G3等插补指令进行计算,分别向X,Z轴发出进给脉冲,步进电机输出控制程序用来控制X、Z向步进电机的脉冲分配,管理程序负责对微机数控系统软件的各个程序和任务进行调度管理,以及对操作键、编辑键等引起的中断进行处理。
经改造后的CA6140车床,基于单片机控制系统,利用步进电机开环控制,具有直线和圆弧插补功能,提高了加工精度和扩大了机床的使用范围,具有较好的技术经济性。
5 结束语
普通车床经数控改造后,既可加工常见的轴类,盘类等简单零件,更适合加工复杂形状的零件,同时能用于批量生产,延长了普通机床的使用寿命,提升了产品性能。针对我校实习工厂有一定数量的CA6140车床的实际,可以拟定一套完整的数控化改造方案,与实践教学结合,以科研立项的方式来组织实施数控设计与改造,既能够充分发挥旧机床的功能,又能培养具有创新意识和较强实践动手能力的应用型人才。
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2)可行性研究阶段此阶段目标价格管理的任务是通过对总体方案的进一步细化,形成可行性研究报告,获得更加合理的目标成本。分析过程与方案论证阶段一致,但分析方法可更加深化,比如单机成本的测算,方案阶段可能条件有限,只能采用简单的参数模型测算总成本,但可行性研究阶段由于具备了更加细化的信息,可采用工程法测算,获得工时费、材料费、外购成品费等信息。
3)初步设计阶段此阶段目标价格管理的任务是将目标成本分解到部件/系统级,通过更加细化的成本控制获得目标成本。可首先将目标成本分解为总装成本、部件/系统成本、间接成本三部分,再将部件/系统成本划分为内部成本和外部成本两类。其中,总装成本和内部承担的部件/系统成本可通过将成本指标纳入设计过程进行控制;外部承担的部件/系统成本可通过供应商管理手段进行控制;间接成本可通过面向过程的成本分析进行总体控制。这个阶段的成本测算相比可行性研究阶段更加细化,由于已经具备了细化到部件/系统级的重量、材料、工艺等信息,可根据经验公式,建立物料清单(BOM)与成本之间的函数关系,在设计过程中随时开展技术、经济权衡。
4)详细设计阶段此阶段目标价格管理的任务是将目标成本分解到CI项(构型标示,相当于组件级),通过底层的成本控制获得目标成本。外部成本和间接成本的控制手段与初步设计阶段基本一致,但由于产品的特征更加明晰,控制力度可更强。总装成本和内部承担的部件/系统成本的控制与初步设计阶段相比更加细化,可根据每个CI项的重量、材料、工艺等信息进行成本测算和差异分析,若存在与目标成本分解指标差异比较大的情况,或者采用一定手段优化设计、降低成本,或者对目标成本进行一定范围内的调整。
5)设计更改阶段此阶段目标价格管理的任务是伴随商用飞机试制、试飞中出现的问题,对设计方案的更改内容进行成本影响测算,若更改使得目标成本达不到市场要求,则需对更改方案进行优化、创新,直到满足目标成本的要求为止。
2难点和解决途径
在我国商用飞机的设计阶段开展目标价格管理难度还比较大,其中最为突出的是以下四个问题。
1)管理体系建设为了使目标成本管理在商用飞机设计单位长久地发挥作用,并保持优势,必须注重管理体系建设。领导机构要建立明确的制度、制定指导方针、培训相应的员工队伍,使企业内部人员对解决问题的必要性有深刻的认识和坚定的信念。此外,业务领导还应监控实现目标的过程。可行的方法是针对某型飞机形成集成产品开发团队(IPT),包括工程人员、财务人员、计划人员、质量人员、供应商管理人员等。该团队负责实现目标,并具有相应的业务权利。同时,IPT团队成员中还可以参照国外方式,专门设立成本工程师职位。该职位人员需具有工程、经济、财务、金融、计算机等综合知识,专职负责成本的测算和分析。
2)方法体系完善目标成本的方法体系可包括成本分解方法、成本测算方法和成本分析方法。应用这些方法的最大难点在于基础数据的缺乏。解决这个问题有三个要点:第一,以产品分解结构为基础,建立商用飞机成本数据管理架构。根据相关标准,建立商用飞机统一的产品分解结构,形成从总体到部件/系统、到组件、到零件的划分,以及每个层次产品的技术要求、材料要求、工艺要求等数据管理架构。第二,形成可采集历史数据的通道。包括国内以往以军机为主的成本价格数据以及国外竞争机型的成本数据。第三,规范新型商用飞机成本数据积累机制。采取强制措施,按照规范的数据管理架构,积累过程数据。此外,方法体系建设还面临着无法有效建立商用飞机设计特征(几何特征、制造工艺、装配方法等)与成本之间的函数关系的问题。可分步解决:第一,引进国外方法;第二,利用国内部分数据,修正国外方法,满足实际需要;第三,利用国内大量数据,采用基于案例的推理(CBR)等方法,形成国内专有方法。
3)创新体系创建问题设计过程中,若发现实际期望成本与目标成本之间存在差异,必须开展产品设计创新、提出降成本措施。一般采用的方法是凭借工程人员的经验,通过设计思想的变化、材料选用的变化等设计多个方案,再对这些方案进行评价和优选。国内某些单位已经开展了创新问题解决理论(TRIZ)的研究。TRIZ是前苏联科学家阿奇舒勒动在研究了世界各国250万份高水平发明专利的基础上,提出的一套具有完整理论体系的创新方法,在军事、工业、航空航天等领域均发挥了巨大作用。在设计中引入TRIZ,可通过四个工具(冲突分析、物-场分析、需求功能分析、ARIZ算法分析)和三个知识库(40条发明原理、76个标准解、效应知识库),将创新变为一种有据可查、有规律可循的活动,从而突破瓶颈,解决问题。
4)供应商成本管理协同在全球经济一体化的今天,市场竞争已经由企业之间转向供应链之间,而且是在全球范围内无国界的市场中进行。对商用飞机来说,若要在市场竞争中获得优势,目标价格管理就不应仅仅局限于企业内部,而是要通过与供应商之间的成本信息共享实现整个供应链的整合。这包括为供应商设定目标成本,设置激励系统激发供应商的创新能力和降低成本的动力;供应商建立适当的目标成本管理体系,采用适当的方法达到目标成本要求。在这种机制下,根据甲乙双方的互相信任程度,可以有不同的合作方式。例如,当双方信任度比较高时,甲乙双方通过协商确定目标成本,甲方赋予乙方较高的自,并只对其设定捆绑式的目标成本。但当乙方认为目标成本不可达到时,这种机制就会失效,需要双方采用一种协调机制来解决成本超标问题。一般可采用的有性价比权衡取舍、组织间成本调查以及同时成本管理三种方法。这些方法可有效的加强甲乙双方的合作,提高信息共享水平,从而设计出更有效的部件/系统,达到目标成本要求。
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一、单片机控制系统的总体方案设计
单片机控制系统总体方案,是进行系统设计最重要、最关键的一步。总体方案的设计主要是根据被控对象的任务及工艺要求而确定的。选择检测元件,在确定总体方案时,必须正确地选择检测元件(又称传感器),它是影响控制系统精度的重要因素之一。选择执行机构,执行机构是微型机控制系统的重要组成部件之一。执行机构的选择一方面要与控制算法匹配,另一方面要根据被控对象的实际情况确定。
二、单片机控制系统的硬件设计
单片机系统硬件设计就是为单片机机设计一个工作环境,包括单片机及电路它由时钟电路、地址锁存器电路、地址译码器、存储器扩展、模拟量输入通道的扩展、模拟量输出通道的扩展、开关量的I/O接口设计、键盘输入和显示电路等部分组成。在硬件组成中单片机是核心元件,在选用时要从运算速度、存储器的容量大小、通讯模块及AD转换模块等几个方面考虑,选择原则是即要够用又要有足够扩展或可升级单片机的余地。接口电路设计时尽可能选择典型电路,并符合单片机常规用法。系统中的相关器件要尽可能做到性能匹配,这里的匹配是指器件的输入输出电压、电流等参数及使用极限参数等几个方面来考虑的。在设计硬件时要重视系统的运行可靠安全性,影响单片机系统可靠安全运行的因素主要来自系统内部和外部的各种电气干扰,并受系统结构设计、元器件选择、安装、制造工艺影响。这些都构成单片机系统的干扰因素常会导致单片机系统运行失常,轻则影响产品质量和产量,重则会导致事故,造成重大经济损失。
三、单片机控制系统软件设计
单片机控制软件是实现单片机接受外界各种信号和输出控制信号实现对控制对象的控制的程序,这种程序以服务于硬件电路为出发点实现系统的控制功能。设计时与应遵循可靠性设计、软件设计与硬件设计的统一性、透明性和可读性、可修改性等原则。一般都采用汇编语言编写应用软件。但是,对于那些计算工作量比较大的系统,也可以采用高级语言和汇编语言混合使用的办法,即数据采集、判断、及控制输出程序用汇编语言,而对于那些较为复杂的计算可采用高级语言。
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为深化电力信息化工程安全防护体系建设,落实工程安全防护总体方案,制定此操作指引,为电力信息化依据总体方案开展信息安全建设提供参考。
1 安全域划分设计
依据国家电网公司安全分区、分级、分域及分层防护的原则,首先,各单位网络分为管理信息大区与生产控制大区;其次,管理信息大区按照双网隔离方案又分为信息内网与信息外网。电力工程安全防护总体方案的设计作用范围为信息内网和信息外网的一体化平台以及业务应用相关系统,在进行安全防护建设之前,应首先实现对信息系统的安全域划分。
对于一体化平台与业务应用安全域划分依据总体方案中定义的“二级系统统一成域,三级系统独立分域”的方法进行,信息内网的系统基本上可分为:(1)ERP系统域;(2)电力市场交易系统域;(3)财务(资金)管理系统域;(4)办公自动化系统域(总部);(5)营销管理系统域;(6)二级系统域;(7)桌面终端域。信息外网的系统可分为:(1)外网应用系统域;(2)桌面终端域。
安全域的具体实现可采用物理防火墙隔离、虚拟防火墙隔离或Vlan隔离等形式。基本实现目标为划分各域网络边界并进行访问控制。
进行安全域划分后,国家电网公司总部、网省、地市所划分出的安全域与数量如表1所示。
2 安全域的实现设计
安全域实现方式以划分逻辑区域为目标,旨在实现各安全区域的逻辑隔离,明确边界以对各安全域分别防护,并且进行域间边界控制,安全域的实体展现为一个或多个物理网络或逻辑网段的集合。对安全域的划分手段可以参考采用如下方式(以下方式可能出现技术重叠,以最终实现网络分域并可进行访问控制为目标)。
2.1 防火墙安全隔离
可采用双接口或多接口防火墙进行边界隔离,在每两个安全域的边界部署双接口防火墙,或是采用多接口防火墙的每个接口分别与不同的安全域连接以进行访问控制。
2.2 虚拟防火墙隔离
采用虚拟防火墙实现各安全域边界隔离,虚拟防火墙可以将一台防火墙在逻辑上划分成多台虚拟的防火墙,每个虚拟防火墙系统都可以被看成是一全独立的防火墙设备,可拥有独立的系统资源、管理员、安全策略、用户认证数据库等。在该方案中,可以实现为每个安全域建立独立的虚拟防火墙进行边界安全防护。
2.3 三层交换机Vlan隔离
采用三层交换机为各安全域划分Vlan,采用交换机访问控制列表或防火墙模块进行安全域间访问控制。
2.4 二层交换机Vlan隔离
在二层交换机上为各安全域划分Vlan,采用Trunk与路由器或防火墙连接,在上联的路由器或防火墙上进行访问控制。
对于一个应用的子系统跨越多个物理环境如设备机房所带来的分域问题,由于安全域为逻辑区域,可以将一个公司层面上的多个物理网络或子网归属于同一安全域进行安全体系建设。
3 明确所要防护的对象
在进行安全防护体系建设之前,首先需明确所要防护的对象,将所要防护的对象对应至整体信息网络环境与相应的安全域中,设计所保护域的边界、网络、主机及应用。
(1)边界安全防护。针对信息内外网第三方边界、纵向上下级单位边界以及横向域间边界进行安全防护。
①信息外网第三方边界为国家电网公司信息外网与互联网的网络边界。
②信息内网第三方边界为国家电网公司信息内网与其他利益相关方(如银行、代收机构)间的网络边界。
③信息内外网边界为信息内网与信息外网间的边界,采用逻辑强隔离装置进行隔离。
④纵向上下级单位安全边界包括国家电网总部与各网省分司间、各网省公司与地市公司间、地市与县级单位间的网络边界。
⑤横向域间边界指划分出的各安全域之间的边界,如营销管理系统域与ERP系统域之间的边界属于横向边界。
在进行边界安全防护之前,首先应当制定出边界清单,对各网络边界进行登记。
(2)网络环境安全防护。包括所要防护的基础网络及安全域范围内的网络设备和安全设备。
(3)主机系统安全防护。包括承载所防护的安全域中的应用系统的操作系统、数据库的安全防护。
(4)业务应用安全防护。包括应用系统及通过用户接口、数据接口所传输数据的安全防护。
4 可共用的安全防护措施设计
划分安全域防护带来的成本增加主要为网络边界隔离设备的投入和网络安全防护设备的投入。
(1)逻辑隔离设备的成本。如,防火墙、路由器等成本。针对逻辑隔离设备的成本控制,可采取将多接口防火Α⑿槟夥阑鹎健⑼络交换机Vlan间访问控制等措施在多个安全域间共用的方式实现。
(2)网络安全防护设备成本。包括实现防护所需的入侵检测、弱点扫描系统等。可采用在多个安全域共用一套入侵检测系统,在各安全域仅部署入侵检测探头,所有安全域可采用统一的一套弱点扫描器等复用防护措施以降低防护投入。分域所带来的只有边界和网络层面上的投入增加,对于主机、应用相关的安全措施不会增加投入。
4.1 明确可共用的安全防护措施
分析所有设计的安全防护措施,考虑可共用的安全防护措施,整理目前已完成建设的安全措施,对于不能通过安全产品实现的,需通过功能开发或配置更改等方式来实现。
在网络边界部署边界防护安全措施时,在满足功能及性能要求的前提下,应尽可能地采用较少的设备实现,例如:采用UTM或IPS设备可以实现网络访问控制功能且性能可以接受,则可不再专门部署防火墙。
对于通过部署安全产品实现的防护措施,可采用包括但不限于如下实现共用的方式。
(1)防火墙。
添加防火墙硬件接口模块实现边界访问控制。
添加防火墙管理系统中的策略和对象资源实现边界访问控制。
多安全域共用多接口防火墙、虚拟防火墙、交换机Vlan隔离等方式实现域间访问控制。
(2)UTM统一威胁管理。
添加UTM硬件接口模块来实现统一威胁管理。
添加UTM管理系统中的策略和对象来实现对资源的统一威胁管理。
(3)入侵检测系统。
添加软件网络入侵检测系统的网卡以增加可监测的网段。
在交换机上添加硬件网络入侵检测模块以实现对多网段的监听。
在交换机上增加镜像端口以实现对多网段的入侵检测侦听。
在网段分别部署硬件入侵检测探头以实现对多个安全域的分别监测。
在各重要业务主机部署主机入侵检测以实现对主机的入侵检测。
(4)弱点扫描系统。
采用一套共用的弱点扫描系统,在扫描系统上添加授权主机的扫描地址范围,将扫描系统安装在笔记本电脑上以实现对各安全域系统的扫描。
(5)桌面终端安全管理系统。
采用统一的桌面安全管理系统,分别部署于信息内外网集中进行管理。
(6)防病毒系统。
在信息内外网分别采用统一的网络版防病毒系统,将所有Windows服务器安装防病毒客户端,统一进行管理,或在服务器上安装单机服务器版本的防病毒软件。
(7)安全事件/日志分析系统。
在信息内外网分别采用统一的安全事件及日志分析系统。
(8)入侵防护系统。
在信息外网应用系统域的网络边界上通过添加入侵防护硬件实现对各系统互联网应用的入侵防护。
通过添加入侵防护管理系统中的策略和对象以实现对特定资源的入侵防护。
(9)备份恢复软件。
可在信息内外网分别采用一套统一的备份恢复软件对各业务数据进行统一备份,在各应用服务器上添加备份。
4.2 设计不可共用的安全防护措施
对于不能通过安全产品实现的安全防护措施,可通过专项研发来实现。
对于通过安全产品实现的安全防护措施,依据安全防护总体方案中的安全防护措施设计来选择安全产品。
产品选型时,对产品的选型原则、选型范围、功能技术要求等方面进行说明,然后依据产品选型要求对安全产品进行测评和筛选。
5 安全防护措施实施设计
5.1 安全控制措施实施设计
实施安全控制措施应该遵循总体方案设计,分阶段落实安全控制措施建设。这包括安全控制开发和配置、安全控制集成、测试与验收等主要环节。
(1)安全功能开发和配置。对于一些不能通过部署安全产品来实现的安全措施和安全功能,通过软件功能设计、开发和配置来实现。
(2)安全控制集成。将不同的软硬件产品集成起来,依据安全设计方案,将安全产品、系统软件平台和开发配置的安全控制与各种应用系统综合、整合成为一个系统。
(3)安全产品测试与验收。在安全产品上线前应当对设计的功能进行测试,并经过试运行后完成验收。
(4)安全运行维护。完成安全体系建设后,将进入安全运行维护阶段,各单位应当严格遵照国家电网公司相关运行维护要求及各安全产品的运行维护手册及要求进行系统运行维护。
5.2 安全控制措施变更设计
经过一段时间运行后,随业务系统及信息环境的变化,安全控制措施可能需要进行变更,需注意以下几点。
(1)确定是安全体系局部调整还是重大变更,如果涉及到安全域变化需要重新依据防护方案进行设计;如果仅局部调整可修改安全控制措施的配置实现。
(2)由变更发起人向主管领导进行书面申请并要记录相应变更行为,确保变更实施过程受到控制,保证变更对业务的影响最小。
(3)对变更目的、内容、影响、时间和地点以及人员权限进行审核,以确保变更合理、科学的实施。
(4)变更应当制定详细的计划并在非关键业务时段进行,并制定相应的回退计划。
6 结语
该课题对电力公司信息系统等级保护安全策略进行研究,采用了安全域划分设计,通过该课题设计实现信息安全等级保护建设的层次及过程,有效地将信息安全总体方案进行贯彻执行。
参考文献
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[2] 胡炎,谢小荣,韩英铎,等.电力信息系统安全体系设计方法综述[J].电网技术,2005,29(1):35-39.
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从上世纪后期开始,我国市场上使用的物探仪器国内自主研发的占比逐年降低,转而使用进口仪器,因为进口仪器的野外施工效率高,可靠且稳定。这种情况的出现我们不得不反思、寻找设计制造仪器过程中可能有问题的地方。对于自主研发存在问题的地方提出解决方案,将电工艺设计放在研发仪器阶段之初,称之为并行设计思想。
1 关于并行设计思想的概念
1.1 传统研发模式
我国研发勘探仪器在前几年一般用串行研发模式进行研发,这种研发方式大多是按次序逐步进行,有时会遇到这样一种问题,产品发现制造方面存在问题的时候,已经完成调试而且设计成型了。假如这个问题比较大,是后期工艺所无法调整的,就需要作废前期的设计从头再来,这种情况大大拖延了研发进度,延长了研发的时间;还有的产品在设计之初并没有表现出什么大问题,但进入工艺生产时质量控制稍微不够,就会在产品上留下隐患,使得产品的品质出现问题,逐渐影响到产品后期的品牌效应和可靠性。存在的问题有:产品容易损坏、维修难度大、稳定性很不好,就算出现问题及时修好,在后期的使用过程中也可能频繁出现同类故障。
1.2 产品的可靠性
可靠性是指的是在限定的一段时间内、规定条件下产品完成相应功能的能力。产品可靠性大概可分为两方面论述:一是确定,二是获得。在产品的设计之初就能确定出其可靠性,例如设计安全、讨论指标可靠性、电应力保护设计、分配设计、冗余设计、可维护性寿命设计、环境利用设计等。在产品生产的每个时期得到产品可靠性,即批量生产时期、试生产时期、详细设计时期、总体方案设计时期,由工艺控制和工艺设计得到的。工艺设计这一部分是依据要求的产品进行设计,使用更好的操作技术和方法,让产品的质量达到生产效率高、可靠性好、成本低廉的目的。其主要内容有工艺方案的拟定和选择、解析和检验产品设计的工艺性、把握生产的过程、设计工艺的设备、工艺文件的编制。所以,在以前的串行研发模式中,电工艺设计进入流程的时候已经到了试生产阶段,电工艺设计中发现的质量隐患,只能被动的弥补。只有采用并行设计的思想,才能从根本上降低自主研发物探仪器对可靠性的影响。
1.3 并行设计理念
上世纪八十年代末,出现了并行设计思想,在详细设计和总体方案设计阶段人员就参与进来,组成一个拥有机械结构设计、电路设计、工艺设计人员的团队,并行研发、并行式设计。并行设计方式拥有一体化、并行的、多方向的信息。提前参与的工艺设计,在产品研发初期就能意识到各种影响制造种种问题,伴随研发产品的全过程,能够在设计过程中随时反馈问题,一次性成功的研发出产品,从而增强产品市场竞争能力、降低成本、缩短产品研发周期、提高产品可靠性。
2 仪器总体方案研发阶段中电工艺设计的作用
研发阶段,电工艺设计是用来完善研发产品的成品合格标准、工作原理、设计基础、设计任务书、构造特点和产品参数等。从工艺性方面寻找干扰到产品质量的原因,提出可行性建议:(1)寻找可行性的方案设计,找到电工艺在现有技术手段下无法完成或是难以完成的不稳定性原因;(2)根据生产线的产出速度和质量,找到需添加的技术改造项目、新设备和新设施初期的看法;(3)拟出处理的方法以及所使用的新工艺、新材料、新技术等;(4)对工艺进行试验和研究,解决较大难度的工艺技术关键问题;(5)对于生产新产品前的工艺技术提出培训项目。
3 对设计阶段中电工艺设计的作用做一个详细说明
在细节设计阶段,电工艺设计是用来进行核查机械结构设计资料、电路设计资料的工艺性。掌握可制造性的产品设计,消除成品出问题的隐患。工艺性核查的过程中,需要同时考虑到必要性和先进性设计,以及经济性的工艺制造,在结构和性能均达标的同时,将其工艺性再进一步提高,从而带动企业的生产经济。
(1)核实机械结构的工艺性设计。核实的主要项目有:是否采用合理固定;箱体组装焊接区的尺寸是否合理;接插件的选配是否合理;各部件的装配、拆卸是否可能和方便;线束过孔尺寸是否合理。
(2)审查电工艺性在电路版上的体现。元器件是电子产品的基本构成部分,因此在对物探仪器进行研制和设计的过程中,保证系统可靠性最重要的就是元器件的可靠性。在元器件的选择上要做到以下几点:无铅化的电子行业进程中,全部的器件在设计之初,就应该别分开有铅还是无铅,不然在流焊混装板元器件的过程中会出现,由于加热温度的原因,导致温度太低无铅元器件发生冷焊,或温度太高有铅原件发生热击穿;减少加工过程环节,尽量选用统一表面贴装器件或者通孔器件。这样可以降低加工的工艺成本;底部浮起高度较高的元件则更易于清洗。
(3)制作工艺性审查报告。工艺性审查报告主要有下列内容:结构设计的工艺性分析;电路设计的工艺性分析;样产数量及日期,产品名称;对于设计工程中的问题进行改进;在工艺方面分析电性能是否达标;结论。
(4)策划电工艺方案。为了能够顺利地进行工艺设计并且做到步骤性、计划性、目的性,在对工艺性做出核查之后,要能做出足够保持产品稳定生产的工艺方案。工艺方案主要有以下几个内容:确立工艺方案,确定基本原则;制定产品试生产进度表;规定工艺规程的复杂程度;规定出产品生产过程的事件划分,确定工艺路线;分析工艺方案的经济效果;定制改造与产品加工有关的技术方案。
4 在试生产阶段电工艺设计的作用
初期生产的主要目的,对制造过程做一个组织、协调、规划、控制及监督的过程,可以达到优质、低消耗、安全、高效的既定目标对于后期的制造过程做出规范,避免产品损伤在制造过程中。
4.1 制定工艺文件
按照一定的条件制定合理的生产过程,将工艺流程的方法、内容、程序、材料、工具、设备再加上各个环节的技术规定,以图文形式表达,这就是工艺文件。其重点有以下几个作用:(1)指导技术,成品质量得到保障;(2)考核工时定~,定出生产目标;(3)建立生产秩序,组织生产;(4)对于物料进行安排;(5)调整劳动组织;(6)对模具、工装、工具进行管理;(7)巩固工艺纪律;(8)总结经济核算的依据。
4.2 建立试生产线并做出检验
组织调整试生产线,保证没有问题了再开始生产,同时验证工艺的合理性工艺配置、设计方面是否可用。证实工艺设计可行性的时候应做到:(1)既要适合实际的企业情况,又要具有技术上的先进性和经济上的合理性。(2)工艺文件要结合图文进行展示;文件做到条理清楚、简洁明了、规范严谨;要能够很直接的表达出来,只看工艺规程,就可以进行正常的工艺活动。(3)检查产品的内容与设计文件是否相符合,要可以展示产品设计的意图,尽量使产品设计有可靠性。(4)能为之后的批量生产工艺打下良好基础。(5)时刻做到质量第一,重点控制可靠性薄弱的环节,定量要求技术指标。
4.3 整理试生产线的工艺技术文件
工艺技术文件可以分为质量控制流程、工艺方案、工艺计划、工艺标准。工艺技术的文件有很多,总结下来主要含有:各种汇总图表,包括消耗定额表、配套明细表、工装明细表;各种作业指导书,包括:电路板工位图、示意总体结构图、生产前的准备、整机工艺流程图、箱体装联图、缆线装联图等;所用设备的相关的电子文档及工艺参数文件;工艺更改单,有临时性和永久性之分。
4.4 总结与修订试生产工艺
结束试生产后,评审工艺总流程、方案,并且核实并总结方案。对于设计问题的,让有关部门进行及时的协调和修改;对于工艺性文件进行完善补充;对于所需材料进行核实;必要情况下应重复检查试生产的技术;总结试生产工艺;完成最终生产工艺的报告总结;召开鉴定会,鉴定试生产产品,检查试生产阶段是不是已经可以批量生产有可靠性的产品,以及判断的生产系统是否合格;完成工艺定型,然后开始进行批量生产。对于产品的主要工艺和设计进行测试,以上皆为试生产的作用,也可对批量生产的速度做一个估算。在定型时需要将完成的手续进行归档、会签、审批,确保工艺文件成套性、正确性。
5 结束语
提升电工艺设计物探仪器研发的产品可靠性,需要应用并行设计的思想,从技术上和时间上减少研发时间、推进研发进程、使产品从研发直接转入生产,达到企业的高品质、高效率的目标。
参考文献:
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民用飞机产品研发过程中的市场调研方法主要有深度访问、焦点小组访谈、问卷调查和桌面研究等研究方法。选择适当的市场调研方法,对市场调研取得的成果有着显著的影响。
(1)深度访问
深度访问是指通过一对一的访问形式,直接了解被访者对某一问题的具体看法与态度。在深度访问中,调研者有机会刺探每个受访者更多的细节。而且,受访者的意见不会影响其他人。深度访问调研法的优点:第一,深度访问可以消除受访的顾虑与压力,受访者可以轻松的表达自己对问题的观点,并提出好的方法与建议。第二,深度访问可以隐藏调查者的态度与情绪,以免影响调查者。第三,深度访问的这种一对一访问形式可以使受访者感觉到自己是注意的焦点,愿意把自己的观点和内心想法表达出来。第四,通过深度访问所获得信息与资料,便于调研人员对其可信度进行评估。深度访问调研法的缺点:第一,深度访问不能产生组内互动,不能产生多个受访者之间观点的碰撞与冲突。第二,深度访问对受访者的行业经验和技术素质要求较高。第三,深度访问占有受访者的时间较多,需要较多的时间获得信息。
(2)焦点小组访谈
焦点小组访谈是定性研究信息资料搜集的一种方法,调研人员向一组受访者介绍主题,指导他们在非结构和自然的方式下讨论该主题。调研人员可以与受访者直接沟通,这就需要调研人员掌握更加有效的沟通技巧与方法。焦点小组访谈通过多向沟通使小组成员彼此之间的观点、想法产生更大的相互影响。焦点小组访问方法的使用,能够使调研人员更加迅速获得对讨论的问题哪些方面形成高度一致的观点与认识,哪些方面存在明显不同的看法,以及导致这种一致或差异看法的原因。焦点小组访谈调研法的优点:第一,焦点小组访谈可以提供大量重要的洞察观点,而这即使是一对一的深度访谈也无法做到的。第二,焦点小组访谈讨论的问题具有多样性。第三,在开展深度访谈不可能时,焦点小组访谈可能是搜集数据的唯一方式。焦点小组访谈调研法的缺点:第一,通过焦点小组访谈调研法取得的调研结果不容易被概括;第二,开展焦点小组访谈和解释结果时具有的主观性;第三,焦点小组访谈费用相对较高,专家咨询费按每人发放。
(3)问卷调查
问卷调查法是通过各种书面形式的调查问卷与被调查者进行沟通交流,搜集相关方法的总称。有效的市场调研问卷能够获得一手的市场数据,为决策提供重要的市场信息支持。问卷调查法的优点:第一,问卷调研法具有很大的成本优势,调研人员无需与受访者直接接触,能够节省人力成本。第二,通过调研问卷获取的调查结果便于定量研究。第三,问卷调研法突破了时空的限制,可以同时对众多调查对象进行问卷调查。问卷调查法的缺点:第一,调研问卷设计不是一项简单的任务。即使经验丰富的调研人员有时也会不经意的漏掉设计缺陷。第二,问卷调查不能获得生动的、具体的调研信息。第三,问卷设计具有复杂性,有的问题让受访者很难回答,从而不能提供符合调研目的的数据。第四,问卷调查存在回复率和有效率低的现象,使调研人员对无回答者的研究比较困难。(4)文案调研文案调研是对二手资料的收集、整理和分析的一种常见的调研方法,文案调研的数据收集应该从内部来源开始,因为比起外部数据,获得内部二手数据需要的时间、精力和费用最少。文案调研的优点:第一,如果采用二手数据而不是原始数据,会节约调研成本和时间。第二,除了成本和时间节约外,二手数据更容易获得。文案调研的缺点:第一,现有的二手数据可能与给定调研项目中一个或多个因素所要求的数据类型不匹配。第二,数据的使用者必须核实二手数据的准确性。民用飞机产品研发主要采用的上述几种调研方法各有优缺点,调研效果评估见表1。
3.民用飞机产品研制阶段市场调研
我国民用飞机研制过程一般分为四个阶段[2]:项目前期论证阶段、技术经济可行性论证阶段、型号研制总体方案论证阶段和型号研制阶段。
3.1项目前期论证阶段
市场调研民用飞机项目前期论证中的方案策划与构思的主要任务是侧重市场调研和预测,需要进行市场调研的主要内容有:⑴国内外经济发展与运量预测。⑵国内外飞机市场总需求量、净需求量预测。⑶国内外同类飞机的现状和发展趋势的初步分析。⑷市场战略研究和战术研究,竞争环境和市场形势分析。⑸飞机的基本技术要求和主要性能指标,包括布局形式、座级大小、航程长短、速度高低、发动机类型及推力等级、经济性目标、竞争对手等。市场调研在这一阶段不仅要做宏观的市场预测分析,还应做微观的客户与航线调查。
3.2技术经济可行性论证阶段
市场调研项目建议书批准后即可进入技术经济可行性论证阶段,该阶段的技术经济可行性分析报告需要进行市场调研的主要内容有:⑴国内外市场需求调查分析,包括市场范围、需求量、占有量、基本技术要求。⑵国内外同类机型的现状和发展趋势的对比分析意见。⑶国内外同类机型采用的新技术、新工艺、新材料以及实现途径市场研究。市场调研在基于项目论证报告的基础上进一步市场分析论证工作,重点进行国内外民用飞机市场需求和竞争机型分析。
3.3型号研制总体方案论证阶段
市场调研可行性报告批准后,即进入总体方案论证阶段。本阶段就是民用飞机研发过程中所谓的“预发展阶段”,要对型号研制、研制周期、研制计划做详细的规划;对成本、售价、盈亏平衡点等财务做预测与评估;对研制途径、合作方式、生产分工、融资手段等提出最终决策;对飞机进行初步设计,对基本的总体方案不断修改、完善与发展,直至总体方案冻结。市场调研工作为总体方案论证中的每项工作提供重要市场支持。⑴飞机材料与成品件国内外供应商市场调研。⑵飞机电子系统、机械系统、推进系统控制系统等总体方案设计中的技术市场调研工作。
3.4型号研制阶段的市场调研经批准的总体方案批准后,按照型号研制系统工程网络图开展研制工作。民用飞机的研制阶段是一项庞大的系统工程,涉及航空环境、设计技术与制造技术等方面,市场调研工作为民用飞机研制阶段发挥重要作用。
4.市场调研在产品研发过程中的应用
当今,航空公司选购飞机,已从以技术为导向,转向以市场和经营为导向;飞机制造商研制民用客机,也已从以技术为导向,转向以市场和运行成本为导向。民用飞机产品要进入市场并尽可能多地占有市场份额,需要对飞机产品定位、目标市场、市场份额、竞争机型、通用性、投入市场时间等因素进行充分的市场研究。因此,在型号项目的概念设计阶段开始就必须了解航空市场对飞机的技术经济要求以便确定飞机的技术经济参数,研制出符合市场要求的飞机。在民用飞机产品项目前期论证阶段,确定《飞机市场目标与设计要求》是不可缺少的重要环节之一,而市场调研工作是《飞机市场目标与设计要求》重要的信息来源。民用飞机市场要求与目标论证工作流程主要包括:桌面研究与市场调研、形成初始市场要求、工程部门对市场要求进行评估、更新市场要求、就更新的市场要求进行调研、根据调研结果修订市场要求、工程部门对修订后市场要求进行评估确认、冻结市场要求。民用飞机产品市场要求论证的基本工作流程如2:
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A省血液中心与其下管辖的各地市之间有非常频繁的业务往来以及数据之间的传输和交换,采用以往传统的Email的交换方式不能达到实时、准确的目的,有时会出现信息不对称的情况,给血站造成不必要的损失。另外还有一种方式是在省血站中心与各地市血站之间建立专用的通信网络,该种方式的缺点就是花费太大。鉴于上述方法的不足,根据输血行业的自身特点,结合现有的成熟网络技术,并兼顾了系统实时性、可靠性、安全性及投资成本等各方面因素,提出了依托INTERNET网络平台的VPN系统网络的解决方案。该方案是指建立公用的数据网络平台为升血站中心、医院、各个地市血站中心来包括共同的数据,通过该种方式来实现血液信息的共享。
考虑到internet网的安全性,为了防止恶意的破坏,因此系统将公共数据平台与internet网隔离,而另外建立一个Web server作为公共数据平台的镜像和数据交换的平台,通过这个网络纽带,实现各系统间数据的安全可靠交换,并且同时提供了省卫生厅与各地血站对外信息的窗口。
2网络架构介绍
(1)系统通过互联网将A省卫生管理部门、血站数据中心、各地市血站、各地市医院进行互联,血站数据中心采用光迁进行接入,以此来来提供大量的数据的交互。
(2)医院与血站进行随时互联,各个地市的血站管理部门每天必须向血站数据中心进行信息数据上传和交换。
(3)安装视频对话、语音对话网管,实现A省全省血站于血液中心、省卫生管理部门、各个医院进行语音对话或是视频对话。同时有利于省领导进行视频会议等。
(4)各个地市的血站于本地的医院进行网络互联,连接的方式同样采用光迁连接的方式,使两者能够随时进行输血、采血信息的交换。
(5)省血站管理中心可以对各地市血站的情况进行监控,及时做出实时调整。
3方案设计目标和原则
3.1系统设计目标
A省血站联网管理平台设计完成后应该是一套安全的、可靠性高、容错性高、可扩展性强的信息管理系统(见图1)。该系统最基本、最主要的目的是对血液信息的安全进行保障。系统同时应该具有安全的防御措施,能够抵御来自内部和外部的各种攻击,不会因为攻击造成系统数据丢失、系统崩溃的现象。系统在网络部署方面应该采用负载均衡技术和备份技术进行,系统中的数据能够实时进行备份,不会出现系统数据丢失不能恢复的状况。另外各个地市与血站管理中心进行交互、各地市血站与本地医院之间进行交互都采用VPN技术,以此来保证数据的安全性。
3.2系统设计原则
系统在设计原则方面主要考虑的有系统的标准化、系统安全性、系统可靠性、系统经济性、系统实用性、系统可维护性、系统可扩展性、系统灵活性和系统开放性等。
(1)系统标准化:系统将采用国内外先进的技术进行开发和实现,同时在标准方面采用国内标准化的成熟的血站管理软件产品,符合国家或国际标准,体现ISO9000和GMP管理思想。
(2)系统可靠性:A省血液信息管理平台系统应该是一个可靠性高的系统。可靠性是其保障血液数据安全、医院用血数据安全的最关键的保证。系统应该具有一套完整的防护措施,能够防止由于血站内部人员误操作对血液信息造成的破坏,或是防止来自外部的破坏。
(3)系统安全性:数据的安全传输时血站血液管理平台非常重要的环节,在血站血液管理中心与各个地市进行信息交互时应该能够保证数据的安全性,保证数据不被窃取,所以应该采用VPN技术实现。同时在系统的内部应该安装入侵检测系统,在内部网络与外部网络之间因该安装防火墙或是其它杀毒软件。
(4)系统实用性:血站管理软件系统,应能提高采供血服务质量、工作效率和管理水平,为血站带来一定的经济效益和社会效益。
(5)系统经济性:系统部署应该在血站、网络中心、医院现有的基础上进行,做到不浪费现有的硬件设备的基础上对平台进行部署。同时还应该考虑血站运营方式、管理方式的特点对系统进行设计。
(6)系统可维护性:系统应该具有可维护性,所以在设计的过程中应该避免各个模块的耦合,保证一个模块出现问题后不会对其余的模块造成很大的影响。同时系统和网络环境应该具有可以维护、配置的功能,在出现问题后管理人员能够第一时间对问题进行解决。
(7)系统可扩展性:系统应该充分考虑A省不同地市血站规模、血站管理的不同情况对系统进行设置,使各个功能模块耦合度降低。在进行系统升级的过程中能够保证系统数据不丢失,平台不出现宕机等。
(8)系统灵活性:系统设计A省各个地市的血站,在设计的过程中应该充分考虑各个血站在采血业务、血液管理方面的差别对系统进行设计。
(9)系统开放性:系统应充分考虑与血站其它信息管理系统、医院信息管理系统进行连接,应该为其提供相应的数据接口,使不同的系统之间能够进行数据交换。
4方案功能和性能要求
4.1功能要求
系统应该根据不同的使用部门设计不同的功能,系统的使用部门主要包括A省卫生管理部门、省血液信息管理中心、中心血站、各地市血站以及医院。
卫生管理部门主要负责各个血站基本信息管理、政策法规管理、数据综合管理、监控管理、血液分析管理、血站综合管理、数据统计报表管理、为国家卫生部门提供统计报表、献血管理、地区血型管理等。
血液管理中心主要进行血液数据维护、交换,对采血系统进行统一维护、实现内部采血供血过程全部信息化管理以及血液质量监控管理等。
血站主要负责采血管理、供血管理和血源管理,同时实现与血液中心的数据交换。
血站和医院之间的业务往来主要包括,网上实时定血、血站将血液采集信息和检验信息提供给医院、医院将用血的反馈返回给血站、医院可以通过血站提供的血液信息对下一时间的血液信息以及用血情况进行分析。
各地市血站于血液中心之间的业务往来主要包括,两者之间进行血液调剂信息传输、实现异地献血和还血处理、对稀有的血液资源进行统一的处理、对已经淘汰的献血源进行统一管理、能够实现对血液信息追踪查询和管理。
4.2性能要求
(1)系统安全方面能够保证系统中的数据安全、系统采血信息安全、系统供血信息安全以及系统操作安全。
(2)各地市血站于血液中心进行数据交互时,响应时间应该小于等于2s。各地市血站将本地的数据上传到血液中心的时间应该小于等于10min,并且在传输的过程中如果数据中断能够实现续传的功能。
(3)硬件存储:系统数据中心在存储方面应该能够存储500GB以上的数据,同时硬盘的质量应该过关,不会出现数据丢失或是损坏的现象。
(4)系统平均无障碍时间应该大于等于1000小时,同时在出现故障时,系统恢复正常的时间应该小于等于12小时。