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模具设计国家标准赏析八篇

时间:2023-06-05 15:19:39

模具设计国家标准

模具设计国家标准第1篇

【关键词】机床辅具;机床操作件;钳工工具;数据库

1.引言

随着计算机的大规模应用,信息化浪潮不可避免的席卷整个世界,对制造业最突出的影响是制造过程的数字化程度不断加深,从产品的创意阶段到客户反馈的一系列产品生命周期中都可以依靠计算机完成,从发达国家的相关经验来看应用数字化协调处理图库的一体化解决法案是制造业的未来发展方向。在制造过程中越来越多的工作逐渐由计算机来取代,特别是CAD-CAE-CAM-CAPP系统逐渐走向协调一体化之后这种趋势愈加明显。

产品的设计制造以及样品的测试工作前期大量由计算机取代,通过虚拟样机的相关参数设计来取代传统产品生命周期中耗费时间最长的试验检测产品阶段所耗费的大量时间与测试费用。在数字样机的创建的过程中,相关三维模型的创建是一个非常重要的工作,因此实现在现代化数字化制造过程的快速更迭的设计要求时就必须达到产品部件的参数化建模。

应用机床辅具三维数字化模型进行参数化修改是一种极其便捷的方式,传统的设计必须反复进行实验性设计制造,并且进行多次测试实验,需要耗费大量时间和人力物力,且效率不高。已经无法满足现代化制造业提出的敏捷制造、柔性制造、快速制造等新要求,因此传统的产品研发流程已经不适合现代制造业的快速更新换代,必须改用更为先进的数字参数化设计,基于国家标准建立的数字化模型数据库进行无疑是一种便捷的手段。

在使用SolidWorks进行产品设计时,常用的符合国家标准的标准件(如螺栓、螺母、垫圈、齿轮等)均可以在安装SolidWorks Toolbox插件之后调出使用,但国标中的标准件在Toolbox中并不存在,不能从Toolbox插件中直接调用。在设计时需要用到不在Toolbox零件时,就必须为其尺寸、规格不同而进行重复设计,效率低、工作量大。机床辅具系列国家标准在Toolbox中不存在,而在设计中又得到了广泛的应用。

2.机床工装标准件分类

机床辅具是指连接机床和刀具的工具如刀杆、刀架、检具、接杆、卡套、夹头等。机床辅具我国现行标准为1999版,其中铣床辅具(标准号JB/T3411.101~127)、钻床辅具(标准号JB/T3411.67~82)、镗床辅具(标准号JB/T3411.83~100)、普通车床辅具(标准号JB/T3411.1~16)、单轴纵切自动车床辅具(标准号JB/T9159.1~11)、单轴转塔自动车床辅具(标准号JB/T9160.1~20)、拉床刨床辅具(标准号JB/T3411.17~28)、磨床辅具(标准号JB/T9161.1~10)、齿轮加工机床辅具)标准号JB/T9163.1~20)。

机床操作件包含手柄(标准号JB/T7270.1 ~12,JB/T7271.1~6,JB/T7272.1~4)、手轮(标准号JB/T7273.1~11)、把手(标准号JB/T7274.1~8)等。

钳工工具包括冲子、扳手、q杠、拔销器、钳子、锤头、划针、方箱(标准号JB/T3411.29~66)等。

3.机床工装标准件三维图库结构

机床工装标准件三维图库运行界面如图1所示。该界面主要包括4部分内容:机床工装标准件分类,二维示意图和三维渲染图,标准件技术数据,操作区,有二维放大、三维放大、确定等操作按钮。

图1 图库软件界面

(1)查看二维示意图和三维渲染图

在“机床工装标准件分类”列表中按照标准件的标准名称和标准编号及其子分类查找零件。

(2)查看标准件的型号数据及其三维模型

查找到某元件后,选择下方标准件型号数据列表中的某行数据,然后单击“确定”按钮,系统就会打开Solidworks 软件,显示元件的Solidworks三维模型,如图2所示。

图2 元件三维模型

(3)元件模型的使用和保存

在使用该图库时,可以在图库中查询并打开三维Solidworks模型,模型尺寸可按用户的要求进行修改,修改后的Solidworks 模型如果下次还要使用,则必须使用菜单栏中的“文件”“另存为”命令,将修改后的文件重新保存。

4.结论

本文基于Solidworks三维设计软件建立的机床工装标准件标准元件模型三维图库,应用该图库,技术人员实现机床工装标准件三维建模设计时,可以避免繁琐的建模工作,降低机床工装设计成本。同时应用该图库的人机交互方法能在短时间内找到匹配的机床工装标准件元件,得到最优的机床工装设计结果。

参考文献

[1]姚慧,曹岩,白r等.标准配置驱动的滚动轴承三维标准件图库开发[J].西安工业大学学报,2014(06):465-469.

[2]张建军.冲压模具三维图库使用详解[J].CAD/CAM与制造业信息化,2014(Z1):68-70.

[3]常娟,徐雷,殷国富等.基于SolidWorks的组合夹具标件三维图库开发技术[J].工具技术,2009(04):41-44.

[4]毛文武,邬国军. 基于SolidWorks的滚动轴承三维参数化图库开发[J].包装工程,2008,12:143-145.

模具设计国家标准第2篇

关键词:廉租房;标准化;模数设计

今天我国房地产事业已经进入了一个较高的品质时代,消费者的多样化需求使标准化失去市场动力。现在以国家扶持廉租房建设的政策背景为契机,我们应该重新认识,重新理解和学习,让标准化、模数化的问题成为指导我们解决小面积住宅开发的一个重要手段。目前,我国廉租房的发展方兴未艾,而考虑到廉租房的自身特点,标准化设计则是建筑设计师必须要考虑的一项内容。

国家标准《标准化基本术语》第一部分GB3935.1-83对“标准化”是这样定义的:“标准化”是“在经济、技术、科学及管理等社会实践中,对重复性事物和概念,通过制订、和实施标准,达到统一,以获得最佳秩序和社会效益”;并说,“标准”是“对重复性事物和概念所做的统一规定”。廉租住房的户型设计主要考虑居住人群的流动性和多样性特点,兼顾到国家对于廉租住房套型建筑面积的严格控制以及现行的住宅设计规范,在既定面积的空间内将厨、卫、卧室等功能空间进行合理、紧凑布置,以满足基本住房需要为原则,具备基本使用功能和安全卫生条件,很有标准化的必要。

1.标准化与模数标准协调

标准化设计的内容不仅包括平面空间,还应对建筑构件、建筑部品等进行标准化、系列化设计,以便进行工业化生产和现场安装。廉租房标准化的重点是户型设计标准化,将成功的产品成熟化、定型化并进行推广。廉租房的设计应通过市场调研,了解家庭人口构成、年龄结构、健康状况等。将廉租房市场划分为若干类消费群体,每个细分市场都是具有相似需求倾向的消费者构成的群体,根据使用者的需要和行为、习惯确定标准化的设计方案,包括户型的功能配置、房屋高度、卫生间和厨房的位置、大小以及节能的处理办法等,既可以简化设计、完善工艺,又能提高施工效率、方便使用和维修。我国应该积极发挥政府的导向性作用,促进标准化的发展,在借鉴发达国家住宅产业化经验的基础上,以廉租房的大规模建设为契机,加快实现廉租房模块化、标准化和机械化生产。

工业化发展的历史表明,没有系统的尺寸协调就不可能实现标准化,没有标准化也就不可能实现真正的工业化。目前,我国建筑设计与部品生产的模数协调方面还是存在很多问题的,主要体现在部品模数与建筑设计模数难以对接。住宅设计工作中已经推广了建筑模数标准,是按轴线尺寸标注,主要确定房间的开间、进深参数,施工时也是按建筑模数标准建造的,但由于不同结构、不同材料的墙体和构造做法的厚度不同房间的实际宽度、进深并未确定,这在一般的功能房间中不会有什么影响,也不会引起太多注意。建设部行业标准《住宅厨房家具和厨房设备模数系列》JG/T219-2007的实施,为推动厨房家具和厨房设备标准化生产和规模化采购创造了有利条件,从而实现制造业和建筑业的有机衔接,为廉租房的住宅厨房标准化设计提供了有力支持。

2. 廉租房标准化设计的多角度思考

2.1家庭结构标准化

家庭结构是决定户型形式、面积大小的主要因素。不同的家庭人口和年龄结构对廉租房的面积、户型和设施等有不同的要求。家庭结构的不断变化对住房的适应性提出了更高的要求。我国目前的家庭结构以3.2人为主,城市家庭结构数更是低于2.8人,成梭形分布,不同的家庭人员构成对于居住空间的要求也不尽相同,侧重方面也有差异。随着小孩的成长,老人的离去以及其他原因,家庭的构成将处于一个变化更新的过程,这要求住房空间具有良好的弹,能够根据家庭结构的变化相应的做出改变。

2.2适应心理标准化

研究显示低保人群社会支持较差,他们中的大多数文化水平低、职业技能低、年龄偏大、就业能力、就业机会和就业空间相对狭小,社交范围狭小,较容易形成社会的边缘群体。因此在对低收入群体的问题上,我们应该更加有耐心,生活保障不仅仅在于提供他们住房,还需要一份相对稳定的工作帮助他们走出困境,需要一个良好的社区环境促进他们形成健康的文化和生活氛围。建筑设计者需多角度探讨、分析、综合考虑,进一步完善廉租房的前期策划工作。

3.廉租房建筑标准化设计策略

廉租房作为国家政策扶持的重点,具有保障性和福利性的特点,对面积标准有明确规定“新建廉租住房套型建筑面积控制在50m2以内”。廉租房其面积虽小,可却不意味着质量品质的低劣,也不是贫民窟的再现。廉租房不同于普通住宅,廉租房的基本特征是室内外设备一次建造成型并交给居住者直接入住。由于居住者是城市最低收入家庭的住户,因此他们不一定有经济能力对室内空间环境进行改造和装修,所以建筑师不仅要精心设计廉租房的外观,而且也要精心设计其室内的空间环境,合理安排室内固定设备。建筑设计者要理解和体贴低收入人群的生活特点,以研究他们的居住需求为基础,提高廉租房的实效性,使廉租房的室内空间环境能适应目前住户的基本生活要求。

3.1设置标准开间面积与模数空间设置

住宅建筑的相当数量的房间平面、功能、装修相同或相近,适宜进行标准化设计。开间尺寸面积是否合理决定了廉租房的舒适度。适宜的开间尺寸有利室内家具的摆放与布置,可以减少不必要的一些面积损耗。比如在起居室里,就要考虑到开间尺寸是否适合沙发,茶几及电视柜的布置。卫生间的设计中,由于面积较小,更要考虑好开间的尺度。

廉租房在建造、使用和改造过程中,可以大量使用工业化部品,如装配式隔墙、复合外墙、整体厨卫等。根据需要调整套型的大小、种类以及各种套型的比例来满足不同住户的需求。通过在套型内部或套型之间的“弹性变化”组合来实现住宅的变化,生成弹性空间。通过户型间的弹性组合能够满足不同家庭结构及家庭人口变化的需求,常用的户型设计策略有相邻住户的重组和单元内的弹性空间设计。

相邻两户的组合或分隔,即两户合并成一户或者一户分隔成两户。此种组合方式能够灵活适应家庭结构的变化,如图1所示,改变入户门的位置,合二为一适宜于老人和子女分开居住。

图1标准层平面

相邻住户的重组即在相邻两套型间设置一弹性空间,通过预留不同位置的门洞,可使其归属于相邻的不同套型。根据不同家庭成员和经济状况,通过相邻住户的重组改变相邻两户的房间组合,增加或减少卧室数量,解决成员较多家庭的住房困难。如本文案例中图2,户型A通过将相邻住户弹性空间的墙预留门洞,需要时将门洞打开,将隔起来的一间卧室租给相邻的住户。

图2标准层平面图(组合方式)

3.2厨卫空间集中布局

厨房与卫生间是住宅的重要组成部分。其面积小、功能多、厨房里的面积是有限的,可以通过与其他空间的关系来共享,住户可根据空间连通性自行选择合适的地方就餐。如厨房和餐厅可以共用。一个设计合理的厨房是由洗物区、料理区、烹饪区所组成,虽然是保障房,却应该“五脏俱全,样样合理”。因为面积小,所以廉租房最好采用开放式的厨房(如果平常饮食清淡),这样,更加突出了空间的适应性。方便了居住者之间的交流,也满足了居住需求。

对于卫生间,面积一般在2.5平方米左右,而由于卫生间使用率很高的特殊性,如果集中布置在住宅中部,可以很好的满足处于各个功能空间里的住户的需求,减短了行走的距离,适应廉租房这种小面积住宅的情况。在卫生间里使用较圆润的洁具和储物柜,可以避免人和家具间频繁产生不必要的触碰,那样也等于节省了空间。卫生间里的储物空间往往多使用吊柜,如果能设计可以机械化的吊柜就更适合廉租房里的一部分老年或者伤残住户使用。这种设计方式充分利用纵向空间,扩大了通行空间。廉租房的厨卫系统适宜采用工业化的装修方式,相关部品的工业化生产,可以减少现场湿作业,这样做可以大大提高部品的加工和安装精度,减少材料浪费,保证装修工程质量,缩短工期并有利于建筑的维护及改造工作。

3.3细节标准化

细节部分设计具体内容包括:①平面布局每个功能空间面积合理分配,使各项功能完备。除了具有必要的居住空间外,厨卫设计尤为重要,也是最能体现人性化的空间:卫生间能够解决基本的如厕和洗浴功能,将盥洗空间放到室内,做到干湿分离;要合理分配厨房面积,厨房布置符合住户烹饪操作流程,充分考虑人体尺度及行为习惯,厨房及卫生间应有良好的采光及通风,满足舒适性要求。②考虑住户的经济状况及家具使用情况,合理设计摆放家具的墙体尺寸,尤其是对一些旧家具的放置要留有合理的空间。③设置生活阳台和服务阳台,考虑洗衣机放置位置及衣服的晾晒等生活的需求。④考虑空调机的位置及室外机隔板的位置、大小和数量,结合建筑立面的设计进行综合考虑。⑤充分考虑住户的储存要求,根据室内空间结构合理设计储藏空间,由于面积的限制,廉租房难以设置独立的储藏室,其储存空间的设计可以利用室内家具及隔断的零散空间,采用墙体内嵌入的办法设置储柜,利用过道的上方空间设置储柜。

4.结束语

总之,廉租房室内空间设计是要在有限的面积基础上,合理布置好各个功能空间。不仅要提高住宅的利用率,还要具有一定的舒适感。实现住宅行业标准化体系,将成功的产品成熟化、定型化并进行推广,不仅可以提高建筑空间的使用效率,而且可以大幅度降低住宅建筑成本、缩短施工周期,还有利于房地产企业和住户根据自己的需要来选择、调换各种不同风格的住宅部品,便于部品的更换和住宅内部改造,有效提高住宅的使用寿命。这对整合资源、集约经济、避免浪费、关爱弱势群体及共建和谐社会也有一定现实意义。

参考文献:

[1]住宅设计规范GB50096-1999[S].

[2]《住宅厨房家具和厨房设备模数系列》JG/T219-2007

模具设计国家标准第3篇

关键词:会展设计 可拆卸家具 趋势研究

随着产业结构的调整和不断重组,会展设计已经从建筑和室内设计行业中分离出来,继而成为独立的、规模庞大的新兴行业。当前从国际国内的大环境来看,各种会议、展览等发展迅猛,迫切需要设计精巧、款式多样、规格类别齐全、搬运方便、拆装简易的,系统化、模块化的可拆卸会展家具。拆装式的会展家具设计不仅符合绿色设计的要求,而且有利于拓展设施的种类和功能,利于产品的回收和再利用,对环境保护具有重要意义。

一、西方会展可拆卸家具现状探讨

18世纪末开始的欧洲工业革命,奏响了现代家具诞生的序曲。森林资源的减少和环保意识的兴起,促使人造板材应运而生。1836年,比利时家具师托耐特发明了层压板技术和曲木工艺,并首先采用生产线批量生产家具,这是现代板式家具和机械化生产的萌芽。

早在上世纪初叶,德国制造联盟的赫尔曼・穆迪休斯就开始倡导标准化,并将其看作是倡导设计民主化的一个强有力工具。后来包豪斯校长沃尔特・格罗皮乌斯强调标准化的重要性,并联合一些设计师进行标准化设计以实现大规模工业化生产。1927年,格罗皮乌斯开始与建筑空间配套的系统家具设计研究,并为柏林的菲德尔百货公司设计可以现场组装的系统家具。

1925年,德国社会政府计划通过建筑和家具设计对法兰克福的城市公寓进行规划设计,德国设计师舒斯特运用系统设计思想为公寓设计了装配式单元家具。家具采用胶合板作基本材料,可以在车间进行批量化生产,使之成为一种平价的大众化家具。装配式单元家具可以让消费者仅用少量的标准部件,即可满足家具的多种变化。舒斯特在很多展会上推广他的可拆卸式单元家具的系统设计思想,由于家具可以以任何数量用于各种不同的用途,因而消费者可以参与家具设计过程中,发挥自身创造性。在体会到装配乐趣的同时摆脱了必须购买成套家具的束缚。

二战以后,随着工业的快速发展和人们生活水平的提高,各个领域都在寻求革新的方式来满足各种不断涌现的新需求,家具业也不例外。标准化、系列化,便于装配和功能拓展的家具在市场上受到青眯。这种背景下,“32毫米系统”应运而生。上世纪60年代初由,德国设计了世界上第一批“32mm系列”家具,从而诠释了“部件即产品”的全新概念。20世纪70年代,欧洲开发出了32mm系统的加工设备,从生产工艺上保证了32mm系统的有效实施。

32mm系统家具以单元组合理论为指导,通过对零部件的标准化设计和加工,以及现场装配完成板式家具的产品。70年代,欧洲又开发出生产32毫米系统的专用设备,从而从生产工艺上保证了“32毫米系统”的顺利实施。随着技术的进步,可拆卸设计已不仅仅限于在板式家具中应用,金属、实木、玻璃等材料的家具也开始采用这种设计方法。32毫米系统的设计理念使拆卸设计在板式家具生产中获得了前所未有的发展。可拆卸家具之所以成为家具市场的主流,是由它自身的特点决定的,它不仅能有效地减少实木材料消耗,有利于保护森林资源,而且产品结构简单,易拆装和运输;能够实现批量化、标准化的设计和生产,使得设计和制造技术趋向现代化、一体化。可拆装家具的发展,使得会展家具在展台搭建、展台展架等方面实现标准化起到积极的作用,大大节省了策展和布展的时间,提高了经济效益。

二、国内可拆卸家具应用概况

2004年,中央工艺美术学院与北京梦多元科技发展有限公司合作研发的游戏式系列家具在广州家具展会上推出。这套家具打破了传统家具约定成俗的产品形象,基于组合的系统观念创造出一种自由、灵动和多变的家具形态。在整个家具系统中,产品以模块化方式自由组合,能够满足多种需求和变化。消费者可以根据需要进行自主设计,重新对产品重新拆卸和重组,DIY出个性化的家具产品形式。

创办于1991年的北京猫王家具有限公司,经过二十年的发展,已经推出多种系列的钢木组合家具。作为专业生产钢木家具的企业,猫王公司在设计中采用简单的钢木组合和色彩表现。主体结构以木材为板面基材,以钢材作为骨架基层,其产品可重复组合和延展,满足用户在不同环境和使用场所的多方面需求。

但是,可拆装会展家具的标准化应用研究在我国仍然是一个比较年轻的研究领域,随着产业结构的调整和重组,从室内与家具设计中分离出来,继而成为相对独立的新兴行业。但是在这个年轻的行业中具有较高文化修养和专业技术水平的设计人才严重缺乏,会展家具的发展已经跟不上中国会展产业的发展的速度,迫切需要大批即懂展示设计,又懂会展家具设计的专门人才。

三、未来会展业可拆卸家具设计发展趋势展望

在会展家具的设计中采用拆卸和组合设计,对提高零部件的使用效能,提高产品的回收利用率和降低成本具有非常重要的意义。近年来行销世界的瑞典IKEA宜家家具就是奉行是“模块化设计”的理念的代表。可装配式结构单元使参展商能够以少量的基本部件来满足家具的多种变化,DIY出属于自己的展示空间、展示道具、展台、展架等。同时,会展家具的拆装式设计有利于产品的回收和再利用,对环境保护具有重要的意义,其生态性特征已成为世界家具设计和制造的主流。

随着32mm系统设计、加工设备等技术的日趋完善,以及32mm家具配套的系统五金的发展,为会展设计中的拆装家具的发展提供了良好的机会。所以有条件的会展搭建企业及设计师应该将拆装家具作为主要研发方向,尽量利用自身有利条件,按照生态设计的要求进行新产品研发,提高家具的生态性能,增强产品的竞争力,争取实现社会价值、经济效益与环境保护的同步发展。

可拆装会展家具不仅在设计、生产、储存、运输、销售、安装等方面适应现代化的大工业生产,而且从生态设计的角度讲,它对环境保护也具有重要的意义。它具有传统框式家具难以相比的优点:

(1)部件标准化,产品系列化,能自成体系;

(2)提高了部件的回收利用率,节约了成本;

(3)能够方便快捷的进行拆卸分离和装配组合;

(4)零件借助简单的工具就可以手工加工或装配;

(5)回收材料及残余的废弃物易于分类和处理。

因而,可拆装会展家具的标准化应用研究有利于合理整合会展资源,实施有效的市场监管,促进会展业的可持续发展,提高中国会展产业的综合国际竞争力。

参考文献:

1、于海延.家具展会展示设计的人性化研究[D].东北林业大学,2008.

模具设计国家标准第4篇

关键词:油田 站场 标准化设计

石油是我国重要的战略资源,关系到国家经济的命脉,因此国家政策、相关法规都特别注重对于石油行业的管理,先后颁布实施了《产品质量法》、《计量法》以及《标准化法》[1],并进一步深化改革了对于油田工作的站场标准化设计的政策、法规,为规范石油行业的健康发展,提供了全面有效的政策支持、法律支持。

近几年来,我们国家在总结相关经验和参考国外设计模式的基础上,深入改革了油田站场标准化设计,另一部提高了油田经济效益以及国际化程度,油田工作进入一个新的发展时期。但是,新的油田站场标准化设计,同样也要求设计工作的同步改进了完善。

一、油田站场标准化设计的指导思想

新时期我们党提出了“以质量为中心,标准化计量为基础”的站场标准化设计方针,围绕油田的市场化、企业化,在做好站场设计工作的同时,促进油田经济效益的提高,坚持“监督与服务并重”的设计思想,站场设计和综合监督相结合,贯彻落实科学发展观,促进能源的可持续发展。

二、油田站场标准化设计的重要性和现状

油田工作关系到重要的石油资源的开发以及相关企业的效益问题,但是,随着长久以来计划经济对我国国民经济的局限,导致新时期以来,市场经济环境之下重要企业在市场环境中没有优势,石油企业同样如此,尤其对于油田的站场设计工作来说,特别如此,油田的站场设计,关系到原油数据的可靠性、原油质量问题以及油田的整体效益问题。加强油田站场标准化设计,是确保油田经济效益、能源可持续发展的必要措施。

根据调查显示,目前国内主要的油田,一般都由于传统的设计模式,导致在设计方面缺乏创新,主要表现在:第一,设计标准的落后,一直沿用的设计标准已经不适合当前环境下的油田开采标准;第二,计量工具没有及时更新换代,缺乏科学的设计,计量工具的老旧,往往会导致计量数据的误差,标准范围之外的误差,往往导致油田的重大损失,另外,传统的计量工具,本身就存在一定的局限性,而计量工具的不及时更新或者设计方式不科学,往往就会导致计量工具的功能丢失,从而造成计量数据的不正确,造成油田的不必要损失。第三,油田技术设计人员的素质参差不齐,很大程度上,这样的问题往往是由于对油田站场标准化设计缺乏必要的重视而引起的,场站设计人员的素质,直接关系到油田技术的设计效果。

为了使油田能够适应建设产能的需要,不同的中小型站场都需要依据其自身设计的特点,进行一系列的工艺模块和站场标准化的设计,进而带动组装化施工、规模化采购和模块化建设等等系列的地面建设的工作,为油田持续稳产提供保障。

三、四层递进的油田站场标准化设计方法

四层递进式的油田站场标准化设计方法可以运用在建设地面的油田站场标准化设计过程当中。通过此方法的运用,同时在设计时使用工艺流程通用、管阀配件统一、平面布置定型、辅助工程配套和工艺安装固化等等与之相适应的方法,可以实现油田站场的模块和系列站场的设计与定型。

四层递进式的油田站场标准化设计方法主要通过现状的调查、方案的优化、特性的分析和意见的整合阶段等4个阶段实现。

1.现场的调查阶段

在此阶段中,可以通过对近段时间所建设站场设计的文件进行整理、搜集和归纳,把各类参数的设计进行归类,如站场所辖井数、机泵排量及扬程和站场处理规模等。通过对此类新建设的站场参数设计的分析、整理,从而能够实现对本站场的设计系列的划分与整合。

例如,近三年间,某站场的油田新建成的分输流程站场16座、转油站场19座、混输的流程站3座。其中,分输流程站场每天处理2000吨以下的站场7座,处理2000至3000吨左右的站场3座,处理3000至4000吨左右的站场3座,处理4000吨以上的站场3座。通过处理液量的多少可以把分输流程站场分为每天2000吨、3000吨和4000吨3个类别,之后对已经建成的站场方案进行研究和分析,找出当前的设计里所存在的问题之后,就可以进入方案的优化阶段了。

2.方案的优化阶段

标准化设计的基础和前提是优化设计与简化设计,合理地使用新材料、新技术、新工艺和新设备,是达到高水平技术的标准化设计的支撑,为将先进的技术成果和理念集成固化的标砖化设计提供了保障。

在这个阶段中,通过优化设计的推行,可以有效降低能耗、节约投资,减小地面的建设规模。所以,当确定标准化的站场设计系列之后,要通过对站场当前实际情况的总结调查过去设计里所存有的问题和有用的经验。在借鉴过往经验的同时,要针对所发现的问题进行简化和优化设计,从而选择节能高效的处理设备,让工艺处理过程更通用简化,最大限度的对辅助设备进行统一铺设,以此提高对站场的土地利用率,优化站场平面的布局。当经过优化明确了设计的方案之后,就可以进入特性的分析阶段。

3.特性的分析阶段

在这个阶段下,特性分析可以分为个性分析和共性分析。

3.1个性分析

通过分析站场设计的个性,对相同系列的站场中,随着实际工程的需要对设计的内容进行变更。例如,转油站场的机泵等设备,可以依据工艺流程区分不同工艺的安装模块,之后通过整合这些模块,从而确定设计模块的内容。

3.2共性分析

通过分析站场设计的共性,进而明确站场设计中不变、固有的设计内容,并将其归纳为系列站场的设计内容。

明确工艺模块和系列站场的设计内容之后,四层递进式设计方法才可以最后的意见整合阶段。

4.意见的整合阶段

该阶段主要是对站场工艺模块的变化类型范围、系列站场的模块进行组合,绘制组合模块表。当在对具体工程的运用时,首先要选择系列的站场类型,之后再依照实际工程的需要,对相应的工艺模块和站场系列进行组合,进而达到完成所有站场标准化的设计工作的目的。

四、结语

为使标准化的设计成果能够在实际的施工过程中得以应用,可以采用工艺单元与系列站场设计两者结合的思路,使场站实现模块定型的设计和系列站场的设计。另外,通过对站场中工艺单元和系列站场模块的组合,可以达到其实现共性化设计与个性化设计相匹配的目的。

使用四层递进式的油田站场标准化设计不仅使标准化的设计工作能够按部就班的进行,而且为标准化的设计工作的有序、快速展开提供了保障。

参考文献

[1]庞志庆, 李玉春1 大庆油田标准化设计的发展及认识[ J ].石油规划设计, 2009.

模具设计国家标准第5篇

名词解释:

生产周期:指接受模具订单开始到用户正式接收模具为止,含设计、采购、备料(含锻件、铸件)、制造(模具加工、装配)、试模调试以及修模等全过程的总和。

生产周期的长短是衡量一个制造厂水平的关键项目之一,其中尤以设计和制造时间为主,它们占到整个生产周期的1/2至3/4左右,所以缩短生产周期重点是抓设计和制造两过程。同时,随着越来越先进的生产设备投入生产和新的加工工艺不断完善,传统的生产观念已经有了许多根本的突破。

前言

现在的技术发展迅猛,对模具技工的需求也呈上升趋势,而且工资水平在网上的叫价已经涨到20万年薪以上。高职生就是专门针对这种需求设课,如何让学生认识专业,了解自己?结合多年工厂实践和多年教学经验,浅谈一下自己的体会。

1.改变生产思路

在学校以及内江附近的模具厂,从自给自足的封闭式生产转向专业化分工协作的商品化生产是学生们要经历的第一个变更。学校能够教给学生的是传统的模具设计和工艺编制,从毛坯的准备到工艺安排协作都是自己来解决。学生以此入门,掌握了模具的第一手设计资料,但也易因此而将思路囚禁于此,以为模具生产就该如何操作。然而,现实的模具生产早就发展到另一个高度,现代的模具制造企业已经变各型模具都做,变成专攻某类模具;要变什么毛坯都自己备料到广泛采用商品化生产,变各种工艺设备小而全为大部分工艺靠协作生产来解决,这样的变化,把许多工作量转移到其他企业,让整个生产过程融入现代化商品生产的轨道,用人之长补己之短,从根本上来缩短生产周期。在现代模具发达国家――如日本、德国、美国等,其发展方向已经是一家模具厂只做某一类模具或某一个部件,除标准件生产厂外,型腔加工、花纹加工、抛光热处理等都有专门的模具生产厂来完成。这也是我们模具界正在借鉴的东西。

2.设计工作标准化

设计是模具生产的基础,成果直接影响以后的生产全过程。那么影响设计周期的主要因素有些什么呢?首先是模具复杂程度,其次是设计人员的素质和经验,第三是现代设计技术的普及度。

现达的模具制作国家,设计工作标准化程度非常高,基于模具生产理论和实践相结合的模具国家标准,在设计时用于模具结构及尺寸,能极大限度减少设计时间,提高生产效率,较快地选择合理的模具类型和尺寸,能广泛选取较价廉的标准件,同时少考虑毛坯问题。

模具设计要讲合理性,即在满足用户需要的前提下,根据产品的生产批量和质量要求,选择最适合的模具结构形式、合适的材料、适当的加工精度、经济可靠的加工工艺。而刚从学校出去的学生,最易片面追求模具的先进、耐用、高精度,其实设计是要量体裁衣,设计的升级势必提高加工的难度,增加加工量,延长模具制造时间,甚至因片面追求模具的先进而给生产带来麻烦。

现在的模具制作厂家,已经广泛采用电脑设计软件来进行辅助设计,减少了设计工作量,缩短了设计周期,同时还能保证设计质量。CAD有大量的图案,先进的CAD已能进行智能化设计,模拟专家设计方式进行设计工作,给设计的时间缩短带来了最现实的工具,但这并不是就无需进行设计工作人员的专业学习,相反,CAD对设计人员提出了更高要求,就是要有非常丰富的经验来判断电脑提供的图例是否适合用户的最终需求,模具的合理性才是其生存之本。

3.模具标准件程度的提高

模具光搞标准化设计还不够,还必须广泛采用商品化的标准件。目前,美国和日本在模具加工中,几乎超过80%的零部件都可以直接从市场中购买,制作周期变得非常之短,同时,其凹凸模等关键部件采用自硬钢加工,无需热处理,因此模具加工只要对工作零件进行加工,冷冲模能做到当日订货次日交模具的地步。因此尽量扩大模具标准件的范围和数量,把精力集中在型腔部分的加工制造上,这是缩短生产周期的重要途径。

要提高标准件商品化率,除了提高模具设计标准化程度外,还要不断完善模具标准,补充新的标准内容,这就要求各标准件的供应商要抓好标准件的生产,保证质量,降低成本,扩大品种、规格,并重视设立广泛的销售网络,做好宣传供应服务工作,使用户乐于购买和使用。笔者曾在2003年到江浙的专业模具市场考察,在模具制作较集中的几个市场,各型尺寸的模具用板料都有专业厂家提供现货,模具厂只要采购后就可以直接加工工作零件后组装,模具的生产时间比内地节省一倍以上,非常方便,而且是专业制作,材料利用率也高,这也是向国外学习后的收获。

4.要广泛适用新的模具加工设备

先进设备不但能提高生产效率,缩短加工时间,而且能保证加工质量,发达国家模具加工设备中,数控机床占50%以上,设备更新周期在5年左右,我们在这方面的差距较大,但随着不断地追求和进步,这种差距已在一步步缩小,目前,数控加工的模具日益增多,同时有更多的新加工设备和工艺投入模具的生产,型腔模中的加工方式尤其突出。像电铸加工,可以让非常复杂的型腔加工变得非常容易和简单。主体平板造型制作,采用树脂分层加工出模具型腔。激光烧结法,采用粉末成型,激光烧结成型。蜡丝进行的熔丝沉积制造方法等等新型快速加工设备和工艺的投入使用,使模具制作变得更加简单和快捷。

5.管理出效益

管理也是生产力,向管理要时间,从改进管理方法,加强管理入手,来缩短生产周期。具体措施如下:

(1)做好计划,合理调度

按用户要求、合同规定的交货日期安排生产计划,不仅是加工进度计划,还包括设计和生产准备,把整个过程纳入计划管理轨道。

对于大型模具,要每天检查零件加工进度,建立模具制作进度台账,做好调度和协调工作,使零件处于受控状态。

(2)抓好模具的齐套性

要保证模具进度,要抓自制零件的齐套,也要抓外购外协件的齐套,要保证模具零件齐套性的关键是管理者要以进度做为考核的重点,做模具不是以完成多少工时来进行员工考核,而是以解决问题的能力和时间来进行评定。

模具加工中,普遍零件的完工时间,应比型腔和凸凹模等工作零件要早完成,型腔和凸凹模的完工时间,就是装配工作的开始。

(3)分类管理

根据零件在模具中的作用和装配的先后顺序,按零件工艺流程长短,零件的难度,是否需要外协加工等可大致把零件分成三类来安排加工。

第一类:型腔部分、抽芯部分、凸凹部分等,大多难加工,有热处理等,加工难度大,流程长,是优先考虑对象

第二类:型芯、镀件等部分,有热处理要求,但加工难度不大,是及时考虑对象

第三类:简单零件,如模柄、复位杆等辅件,以不影响装配进度“插入式”生产,即随时安排,是最终考虑对象

6.调动劳动者的积极性

人的能动性是很大的,也是模具进度的关键,除了技术能力外,责任心也是具重要影响因素。

模具设计国家标准第6篇

关键词: VC++ 6.0; 频谱分析仪; 检定; 校准

中图分类号: TN919?34 文献标识码: A 文章编号: 1004?373X(2013)19?0120?04

0 引 言

目前国内外生产在用的频谱分析仪型号有几十种之多,致使频谱分析仪技术特性差异很大,因而对频谱分析仪检定效率低、工作量大的情况比较普遍。国内计量技术机构为提高本单位频谱分析仪检定效率,开发了相应的频谱分析仪检定软件[1],但由于多种原因,多数软件为半自动模式、人机交互性差,软件交付后升级困难、新型号频谱仪无法检定等各类问题较多,软件通用性和健壮性欠佳。

开展频谱分析仪检定的主要技术依据是国家频谱分析仪检定规程(JJG 501?2000)[2]和国家军用标准 (GJB/J5859?2006)[3]。在检定规程中,以经典的超外差扫频式频谱分析仪为被检对象规定了:频率读数准确度、 校准信号准确度、扫频宽度准确度、参考电平准确度、分辨力带宽准确度、输入衰减、谐波失真、三阶交调失真等19个检定项目,这些检定项目基本涵盖了评定频谱分析仪的主要技术指标。国家军用标准对检定项目的规定与国家检定规程相似,二者对检定项目的检定方法基本相同。

开发基于测量仪器的自动测试系统,就大多数情况看从接口标准VISA和IVI中选取。虚拟仪器软件结构 VISA(Virtual Instrument Software Architecture)是由VXI plug&play系统联盟定义的软件接口标准,实质就是一个标准的I/O函数库及其相关规范的总称[4]。它允许来自不同厂家的软件运行在相同的系统之下。VISA 库函数主要用于编写仪器的驱动程序,实现仪器控制完成计算机与仪器间的命令和数据传输。VISA 技术的优点是程控与硬件接口无关,缺点是测试命令与仪器相关[5]。IVI(Interchangeable Virtual Instruments,可互换性虚拟仪器)规范是在 VXI plug&play 技术上发展而来的技术。采用 IVI 驱动器的测试程序具有与仪器无关性的特点。IVI的优点是主程序简单且便于管理 ,缺点是测量仪器生产厂家不保证提供完全IVI驱动,可能需要自己编写仪器IVI驱动。

从提高软件生命力出发,如何实现硬件平台(标准设备)的可互换性和提高开发的应用软件兼容性,成为保证整个检定(校准)系统生命力和健壮性的关键。

在研发频谱分析仪全自动检定系统过程中,基于 VC++ 6.0和SQL server数据库,充分利用VISA技术的优点,很好地解决了自动测试系统应用软件与仪器无关和同类仪器互换问题。

1 系统总体设计

1.1 硬件组成

系统硬件主要由矢量信号源Agilent8267D、Agilent4438C和任意波发生器Agilent33250A,矢量网络分析仪Agilent5242A、功率计Agilent1912A,程控衰减器Agilent84907K和Agilent84904K、计数器Agilent53152A、衰减器和开关驱动器Agilent11713C、微波程控开关组合(含Agilent87104D两个、Agilent87106D两个、Agilent8769K两个)、一组低通滤波器组等组成,示意图如图1所示。

1.2 工作原理

系统各设备分别加电预热后启动应用程序,操作员输入被检设备勤务信息(所属单位、联系人、电话等),自动或手动完成计量项目规划和测量参数配置,应用程序首先对系统的标准设备功率计、计数器、信号源等分别进行收—发组合自检,并将自检结果存入数据库,完成系统自检。进入检定工作程序,自动依次加载检定项目、配置测量参数和评判标准,控制系统标准和被检设备按检定规程要求依次完成测量项目检定,实时显示检定过程并存储测量结果,参照评判标准自动评判所检设备合格与否并出具相应的检定(校准)证书。

1.3 系统主要功能

进行功能设计时,参照有关计量和校准的规程和标准,硬件构建兼顾现在和未来需求,软件按照标准化、模块化的原则,优化应用软件设计,使系统具备良好的开放性、扩展性。系统具备以下主要功能:

检定项目规划功能;测量参数配置功能;标准设备和被检设备配置功能;系统标校和测量结果校正功能;数据综合处理功能;文档管理和自动生成功能;数据库及管理功能;测量过程回放功能;系统自检和报警功能。

2 软件设计

基于 VC++ 6.0软件开发平台和SQL Server 2005数据库,以虚拟仪器架构VISA作为应用软件与硬件设备之间的软件接口标准[4,6],采用面向对象技术、多码驱动管理技术和面向信号测试模块设计方法完成应用软件设计。应用软件由应用软件平台、TPS(Test Program Set)模块和数据库及管理系统三部分组成[7],系统兼容GPIB、LAN、RS 232等多种仪器接口总线。应用软件平台主要提供人机交互集中控制界面,负责系统勤务信息管理、计量任务(项目)规划、测量参数配置管理、TPS与软件平台接口配置管理、证书管理(生成、查询、打印)、检定信息显示回放、系统状态监视等。TPS主要负责检定过程控制、数据采集和处理、合格性判决、应用软件平台和数据库数据交换。数据库及管理系统主要负责勤务信息、计量项目规划、测量参数配置、“程控指令模板”、检定数据、判决标准等信息保存与管理。系统在计量项目规划、 参数配置、射频连接切换、 测量仪器加载、测量结果读取和保存、合格性评判、测量过程回放、证书生成等诸多功能方面均自动完成。应用程序软件具有良好的通用性和可扩充性,软件总体架构如图2所示。

2.1 勤务信息管理

此模块包括两方面的内容:用户密码管理、权限配置和被检频谱分析仪勤务信息录入,提供联系人、联系电话、地址等勤务信息输入界面,并将信息存入数据库中,为系统应用软件检索和控制被检仪器、生成检定(校准)证书等提供数据支持。

2.2 任务规划

2.2.1 项目规划和测量参数配置

将计量规程或军用标准中规定的频谱分析仪19个计量特性项目,以可编辑表格样式,将规程中“随后检定”必检项目作为默认值,供用户添加、删除项目等操作使用。每个计量项目的测量参数配置,包括标准设备和被检设备均提供了配置“模板”,供用户快速导入和修改使用。

2.2.2 程控指令、测量参数和评判标准导入

在完成计量项目规划和测量参数配置后,应用软件平台访问数据库,依据频谱仪生产厂家和型号从数据库检索并读取标准设备和被检设备相应数据表,形成可供频谱分析仪检定程控指令“模板”、测量参数“模板”和评判标准“模板”并导入TPS模块。

2.3 系统自检

信号产生和接收形成完整的检查链路,检查信号通道工作状态是否良好并评估标准设备技术状态。

2.4 TPS程序模块

2.4.1 测量过程控制

应用软件平台程序自动检索被检频谱仪及标准设备的“程控指令模板”并传递给TPS程序模块后,TPS根据检定进程,设置仪器参数和状态,完成测量过程控制、数据交换等功能。

2.4.2 数据处理和显示

对原始测量数据进行必要的甄别和数据格式变换,按照计量项目参数定义(纯数据和频谱数据)计算测量结果,由数据处理模块对检定结果数据进行处理,将测量结果送数据显示区中分别以表格、频谱图等形式显示。

2.4.3 自动结果评判

考虑到各型频谱分析仪皆有自己的评判标准,根据被检频谱分析仪的计量项目,分别建立各型频谱仪的数据库表,检定过程中自动读取相关字段值并与测量结果比较,评判结果在进程显示窗口实时显示。系统工作截图如图3所示。

2.5 数据库结构

频谱分析仪检定系统数据按管理的复杂程度分为两类:一类是相对固定的基础数据,如被检频谱仪数据和检定系统数据;另一类是持续增量的检定过程数据和检定证书数据。频谱分析仪检定系统数据库设计为两个数据库:频谱分析仪检定系统_基础库和频谱分析仪检定系统_任务库。其中频谱分析仪检定系统_基础库存储用于支持检定系统工作的基础数据,如被检频谱仪数据、检定系统标准设备数据等。频谱分析仪检定系统_任务库存储特定检定任务中产生和存储的数据,如检定任务的勤务信息、检定过程数据和证书等。频谱分析仪检定系统数据库存储在Microsoft SQL Server数据库服务器上,并以两个不同的架构存储基础数据和检定任务数据。数据库系统存储数据如图4所示。

3 关键技术问题及解决

3.1 “程控指令模板”建立

频谱分析仪生产厂家众多,不同仪器生产厂家又会给出自己定义的性能指标体系,同一生产厂家不同系列、技术上非同代频谱分析仪又有不同的技术特性,导致检测项目繁杂,方法又不尽相同,又增加了检定频谱分析仪的复杂程度[1,5]。针对现存的各型频谱仪各编制相应的检定程序,技术上不存在任何障碍,但软件效率极为低下且编程工作量大,应用软件的可移植性差、升级和生命力受到制约,为解决问题采取以下技术措施:

3.1.1 建立检定工作流程“功能性控制模板”

依据检定规程和国军标要求,针对每个计量项目整理出其计量流程,梳理出标准和被检设备分别涉及的控制,通过优化(采用自动耦合、关联、默认等手段)尽可能减少“功能性控制模板”中必须的控制节点数量,并将控制进行优先级排队。用不同厂家和不同型号的标准设备(信号源、计数器、衰减器)和被检设备进行重复验证、优化,最终建立了以功能性控制节点为主线的“功能性控制模板”。

3.1.2 建立基于VISA的频谱分析仪检定“程控指令模板”[8]

依据“功能性控制模板”所列的检定过程功能性控制节点清单,分析系统硬件基于VISA标准的软件指令集,对完成既定功能的指令进行合理地组合(指令顺序调整、指令数量加减、指令之间逻辑“与”“或”等处理),使应用软件适应不同的标准设备和被检设备且尽可能减少指令数量。对同一计量项目,更换不同厂家和不同型号标准设备和被检设备,经验证、修改建立了基于VISA可满足频谱分析仪检定系统使用的 “程控指令模板”。

3.2 基于多驱动码库管理技术和VISA的数据库及管理系统[4,9]

多驱动码库管理技术,指应用软件使用的控制设备程控指令按一定的规则分类存放在相应的数据库中,由应用程序访问数据库取得。基于Microsoft SQL Server数据库技术和VISA技术规范,本系统硬件驱动控制指令并不直接在过程控制程序(TPS模块)中出现,而是分型号存放在标准设备和被检频谱仪指令表中,指令数据表如表1所示。

应用软件平台访问数据库调用“程控指令模板”相关数据表得到本次检定需要的程控指令集,将本次计量检定用到的设备程控指令一次性导入TPS程序模块配置文件,由TPS程序模块适时动态加载程控指令,利用 VISA技术硬件接口无关的特性向仪器写入VISA测试命令,然后向仪器读取数据,完成测试。由于基于VISA的测试命令与仪器有关,仪器程控指令因仪器的不同而不同,仪器读取的测量数据数量等也有不同,需要查阅相关仪器手册以确定测试命令的格式和参数。应用软件设计的“程控指令模板”已解决了系统硬件仪器必需控制功能选择、指令格式等问题,软件系统设计上实现简单方便和统一,频谱仪应用软件可完成对各型频谱仪的测试以及测试结果存储处理等系统功能,不存在自己编写IVI驱动程序问题,从某种程度上体现IVI技术的特性,且保证被检设备能够完全兼容驱动。

在替换或升级标准设备、被检设备时,将标准设备或新型号频谱仪的相应程控指令,依据应用软件“程控指令模板”规则和说明填入设备程控指令(系统提供新建、编辑、修改、导入和导出工具),再导入数据库,检定应用软件即具备一定的“学习”能力,系统实现标准设备替换或新型号频谱仪扩充,即便将来替换标准设备或增加新型号频谱仪,检定系统无须编程实现升级扩充,其工作界面如图5所示。

4 结 语

本文介绍了基于VC++ 6.0和SQL Sever数据库软件开发平台,设计了由应用软件测试平台、TPS和数据库构成的软件体系架构,融合了VISA技术仪器驱动简单IVI技术仪器驱动易使用的特点,将VISA和数据库技术用于频谱分析仪检定系统的“程控指令模板”,结合多驱动码库管理技术,实现测量过程和程控指令相分离、应用软件与测试仪器无关可互换,解决了无须编程标准设备可替换、被检设备型号可扩充难题,提高了应用软件的可移植性和健壮性,技术上保证应用软件具有较长的生命周期。该装置已成功应用于实际检定工作,极大地提高了检定工作效率,准确性和可靠性得到了保证。应用软件设计思想和实现方法可供开发ATS等自动测试系统人员借鉴参考,对自动测试系统设计研究开发,具有一定的推动作用和推广价值。

参考文献

[1] 赵科佳,张爱敏,宁大愚.频谱分析仪自动检定/校准系统的研究[J].仪器仪表学报,2007,28(4):85?88.

[2] 国家质量技术监督局.JJG 501?2000 频谱分析仪检定规程[S].北京:中国计量出版社,2000.

[3] 中国航天科工集团第二研究院203所.GJB/J5859?2006 宽频带频谱分析仪检定规程[S].北京:中国航天科工集团第二研究院203所,2006.

[4] Hewlett?Packard HP. Hewlett Packard HP VISA user′s guide [M]. USA: Hewlett?Packard Company, 1996.

[5] 刘严严,徐世伟,郭海帆,等.频谱分析仪自动测试技术的研究[J].国外电子测量技术,2006,25(7):62?64.

[6] 孙鑫.VC++深入详解[M].北京:电子工业出版社,2008.

[7] 宋同根,牛岩.基于VC的无线电信号测量系统设计与实现[C]//2010国防计量与测试学术交流会论文集.北京:中国宇航学会计量与测试专业委员会,2010:82?85.

模具设计国家标准第7篇

关键词:工科高校;地矿类专业;卓越工程师;实施方案

中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)39-0135-02

为贯彻落实党中央提出的走中国特色新型工业化道路、建设创新型国家、建设人力资源强国等战略部署。贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》提出的创立高校与科研院所、行业、企业联合培养人才的新机制和组织实施卓越工程师教育培养计划(以下简称“卓越计划”)的要求,教育部于2010年6月正式启动实施了卓越计划,旨在主动服务国家战略要求、主动服务行业企业需求。西安科技大学(原西安矿业学院)是我国西部地区唯一一所以煤炭工业为主体专业的高等院校。面对“建设创新型国家”和“走新型工业化道路”的时代要求,学校充分认识到实施“卓越计划”对创新人才培养模式、深化教育教学改革、提高人才培养质量、支撑煤炭工业技术创新的重要作用,积极响应教育部“卓越计划”,认真学习领会教育部“卓越计划”文件精神,参加了教育部组织的“卓越计划”研讨会,成立了“卓越计划”领导小组、工作小组和咨询专家组。目前学校已被教育部确定为“卓越计划“的试点高校。学校把实施“卓越计划”作为发展的重要契机和重大教学改革工程,依托我校与煤炭企业合作紧密的采矿工程、安全工程、地质工程等学科的优势和特色,进一步推动与企业在人才培养、科学研究、技术创新等方面的深度合作。依据“卓越计划”培养模式、培养标准、培养方案三个方面对原有的教学体系进行改革,以推动校企合作培养卓越工程师后备人才的顺利实施。

一、“卓越计划”培养模式

“卓越计划”采取校企联合培养模式,培养过程包括校内学习和企业学习两部分,既相对独立、又相互关联。在此基础上,将积极参与“1+2+1”国际合作人才培养项目,探索“卓越计划”国际化培养模式,拓展学生国际视野。

本科层次采取“3+1”培养模式组织教学。即校内学习累计3年,企业学习累计1年。企业学习包括在企业开设课程、实习实践、毕业设计等环节。学生在企业实践可通过顶岗工作,使学生完成分层次、分类别、分岗位、分流程的实践训练,以培养学生的实践动手能力。

二、“卓越计划”培养标准

根据“卓越计划”通用标准、行业标准,确定了我校“卓越计划”本科层次高级应用型专门技术人才培养知识、能力和素质要求标准:

1.解决工程实际问题能力:具有综合运用所学理论和方法分析和解决工程实际问题的基本能力,能够参与生产及运行系统的设计、并具有运行和维护能力;具有较强的创新意识以及进行工艺和产品开发、技术改造的初步能力;具有不断进行技术革新的思维与意识。

2.项目参与及工程管理能力:熟悉所学工程领域的规范、标准,具有管理计划、预算、任务组织、设备管理、人力资源管理、项目进度控制与评估的能力;具有应对危机与突发事件的初步能力。

3.沟通与交流能力:具有良好的语言功底和较强的文字表达能力,具有一定人际交往和与他人沟通的能力;具有较好的组织管理能力、较强的交流沟通、环境适应和团队合作的能力,能在工程领域和其他学科项目中与他人建立良好的合作能力。

4.职业素质与个人能力:具有积极乐观的人生态度,诚实守信、严谨求真的职业道德,具有较强的社会责任感和工作责任心;具有良好的质量、环境、职业健康、安全和服务意识;具有一定的国际视野和跨文化沟通能力。

5.企业管理与创业能力:具有管理、技术、财务和人文关怀的领导能力、决策和统筹规划的能力;具有信息获取和职业发展学习能力,具有一定创业能力。

三、“卓越计划”培养方案

根据“卓越计划”通用标准、煤炭行业专业标准对知识、能力、素质的基本要求,结合学校办学定位、办学特色,以加强工程实践能力、创新能力培养为主线,以工程应用型人才培养为目标,按照顶层设计原则,构建公共基础课程平台,强化从事工程技术工作所需的相关数学、自然科学基础;构建专业基础课程平台,强化学生工程基础知识、获取信息能力以及运用技术手段分析解决工程实际问题能力的培养;构建专业课程平台,强化学生工程设计、技术改造与创新的初步能力以及职业发展学习能力。在培养方案设计中,体现了以下特点:一是加强实践教学环节,突出实践能力培养;二是优化课程设置,避免课程或教学内容的重复设置,实现课程与课程之间、理论教学与实践教学之间、企业学习与校内学习之间各教学环节设计上的无缝对接;三是加强学生职业道德、社会责任感和环境保护意识的培养和教育。

本科专业按“3+1”模式组织教学,即学校培养阶段分为1年公共基础课程教学,2年专业基础、专业课程教学,累计3年;企业培养阶段累计1年。培养过程具有以下特点:

1.单独组班单独授课。根据“卓越工程师教育培养计划”的国家通用基础标准、已有的行业专业标准以及相关专业认证标准和规范,制订学科领域、专业培养方案,构建以工程应用为导向的专业课程体系。实行单独组班、相对独立培养的方式。

2.坚持“四个不断线”。即提高学生专业技能的暑期专业实训不断线,熟悉工艺流程的企业实习不断线,紧密联系工程实际的设计不断线,培养学生创新精神和创新能力的课外竞赛活动不断线。

3.校内实训与校外实践相结合。在学校与企业联合培养过程中,将发挥学校、企业各自优势,实习实践教学将采取集中与分散相结合、校内与校外相结合、企业与学校相结合方式进行。

4.企业全程参与。企业既参与培养方案的制订,又参与培养过程。企业为学生实践教学提供优质资源和条件保障,让学生在企业学习先进技术、方法和设备等。

5.拓展学生的国际视野。大力加强国际交流与合作办学,拓宽学生的国际视野,努力使各专业人才培养方案与国际先进水平接轨,进而得到国际认可。

在教育部实施“卓越计划”,高校和企业联合培养具有较强工程素质、实践能力和创新能力的应用型人才的背景下,结合“卓越计划”的实施,探索校企联合培养人才的新机制。根据工科高校地矿类专业的特点,从卓越工程师培养模式、培养标准及培养方案三个方面进行的改革探索对“卓越计划”的顺利实施具有一定的指导意义。

参考文献:

[1]钱作勤,贺玉海,李煜辉.工科能源动力类专业卓越工程师培养计划构想[J].船海工程,2011,(4):39-42.

[2]樊立萍.适应卓越工程师培养的师资队伍建设问题探讨[J].中国电力教育,2011,(27):3-4.

模具设计国家标准第8篇

关键词:性能化设计;风险评估;处方式设计;消防工程

随着科学技术的快速发展,建筑工程正在朝智能化、结构化、功能多样化和形态美学化方向发展。然而,传统的建筑工程防火设计是按照“处方式”规范来进行的,这种“处方式”规范规定了详细的设计参数和指标,因而具有设计的局限性,使设计出来的建筑工程单调而呆板。因此,传统的“处方式”防火设计方法越来越不适应现代建筑的飞速发展。上个世纪80年代开始,美国就提出了“以性能为基础的防火设计”新概念,并开始对传统的“处方式”建筑防火安全设计法规体系进行改革,提出了制定“以性能为基础的防火规范”的新思路。性能化设计规范为设计人员提供了很大的灵活性,也使设计更加科学合理。由于性能化防火设计的方法与传统的“处方式”设计方法相比具有许多优越性,所以很快成为建筑防火的一种新理念,得到越来越广泛的应用。

1.性能化设计的概念和设计要求

性能化设计是国际上从20世纪80年代初开始发展起来的新兴研究领域,其研究成果的应用目的就是建立“以性能为基础”的防火规范和标准。性能化防火设计是根据建筑物及其消防设施必须达到的预期的性能目标,根据建筑物的形状、结构、用途和内部可燃物等方面的具体情况,运用工程分析的方法,提出科学合理的最优化设计方案。性能化防火设计利用当今世界的工程技术及数学模型评估决定每一个设计元素。采用性能化消防设计是实现建筑工程既满足消防安全需要,又满足建筑使用功能需要的科学方法,也是对防火设计“处方式”规范的变革和完善。性能化规范,不明确规定某项要求的解决方案,只确定建筑要达到的总体目标或功能目标,规定一系列性能目标和可以量化的性能准则及设计准则,且一般附带一个指导性的技术文件。以性能为基础的消防安全设计是消防设计的一种工程方法,其基础是:

(1)具有(或制定)明确的消防安全总体目标和功能目标。消防安全总体目标和功能目标不是随意制定的,总体目标一般是要建筑物满足保护生命、财产,保护使用功能,保护环境不受火灾的有害影响。功能目标一般为如何达到总体目标提供更多的具体要求。如要防止起火房间发生轰燃,为满足这一指标,设计师根据该房间可燃物的燃烧性能和火灾荷载等情况,建立一个设计目标,将房间起火后上层烟气温度限制在500℃,该温度以下不大可能发生轰燃。

(2)火灾场景的确定和概率性评估,提出设计方案。火灾场景的建立包括概率因素和确定性因素,即某种火灾发生的可能性有多大,如果真的发生,火灾如何发展和蔓延。建立了火灾场景后,就是建立设计火灾曲线,提出设计方案。

(3)根据消防安全总体目标和功能目标对设计方案进行定量评估。设计方案应该有多个,按规范的要求进行评估,以确定最佳方案。评估过程是一个不断反复的过程。在此过程中,许多消防安全措施都要依据设计火灾曲线和功能目标来进行评估。性能化防火设计过程具有严格的基本步骤要遵循:即确定设计范围、确定设计目标、制定设计方针、研究性能评估标准、确定火灾假想、制定初步设计方案、评估初步设计方案、选择最佳方案、提交设计文件等九个方面的步骤开展性能化设计,确保性能化设计应遵循的科学程序。

性能化设计必须对设计中的关键要素进行科学的量化分析。如火灾按照火灾发展和时间的关系可以分成3 种情况:①稳定发展的火灾。②与时间函数成平方发展的火灾。③快速发展的火灾。对可能发生的火灾分不同情况进行假想计算,并对典型火灾场景下火灾和烟气的发展蔓延过程进行模拟计算。性能化防火设计要求设计师需要经过专门的严格训练,并要有不同建筑物的火灾数据以及大量建筑材料的燃烧特性数据、专门的设计和评估工具等作为支撑。为了作出科学合理的性能化设计,往往需要借助计算机火灾模拟软件进行分析和计算,必要时还要做火灾模拟实验,得到更真实和可靠的数据为设计服务。传统的“处方式”建筑防火规范是对某一时间以前的相关科学技术研究成果和建筑防火历史经验教训的总结,具有一定的科学性和合理性,但也不可避免地具有一定的滞后性。运用“处方式”设计规范就是要满足条款式标准规定的要求。由于建筑物具体情况千差万别,特别是随着经济的发展,大型复杂建筑越来越多,按照“处方式”规范作出的设计方案可能并不合理,采用性能化设计后可以对设计的实际效果进行评估,得到一个合理的设计方案。性能化设计的方法和技术,是消防工程行业发展最快、潜力最大的高科技,它自身的特征决定了性能化设计是今后消防设计的一个重要方向和发展趋势。性能化设计所需的工作量较大、费用较高,对设计和审核人员的技术水平要求也相应较高,对于常见的普通建筑和场所,使用“处方式”规范进行设计可能会更加简单、安全、经济。性能化防火设计和“处方式”防火设计两者互有优点,相互补充,并将长期共存。

2.性能化设计的关键技术

性能化设计的关键技术是消防安全评估方法,在世界范围内,对于这一方法及相关概念体系的逐步完善做出重要贡献的各类方法和模型主要包括:美国的建筑防火评估方法(BFSEM:The Building Fire SafetyEvaluation Method)、火灾致损评估方法(FIVE:fire-induced vulnerability evaluation)、澳大利亚的风险评估模型(RAM:Risk Assessment Modeling)、日本的建筑综合防火安全设计方法、加拿大的FIRECAM方法等。澳大利亚消防规范改革中心(FCRC)子项目正在进一步开发一个风险评价模型,以量化各类用途建筑消防安全系统性能,该模型叫做CESARE-RISK,CESARE-RISK 是一个量化建筑消防安全系统性能的风险评价模型,它利用事故树设定多种火灾场景,其考虑了火灾及对火灾的反应的概率特性,采用确定性模型预测建筑内火灾环境随时间的变化。其某些组成部分如下:事件树与预测值模型(expected value model)、火灾发展与烟气蔓延模型、人员行为模型、消防队模型和工作人员模型、分隔失效模型、经济模型。FIRECAMTM(Fire Risk Evaluation and CostAssessment Model)是加拿大国家研究院(NRC)开发的火灾风险及损失的计算评估模型,它利用分析所有可能发生的火灾场景来评估火灾对建筑物内居民造成的预期风险。同时,该模型还评估消防费用(基建及维修)和预期火灾损失。通过与性能规范中的性能要求进行比较或者与“处方式”的规范规定的设计中隐含的性能要求进行比较,评价一个设计方案是否满足性能要求或者是否在生命风险要求方面等同于参照方案。

FIRECAMTM依靠两个主要参数来评估火灾安全设计的火灾安全性能,即火灾对生命造成的预期风险(ERL)和预期火灾损失(FCE)。ERL 和FCE 这两个数值是由火灾增长、火灾蔓延、烟气流动、居民反应和消防部门的反应的动态变化(以时间为函数计算得来的)。而火灾场景发生的几率是由FIRECAMTM运用统计数据来预测的,FIRECAMTM 还运用数学模型来预测火灾随时间的变化。一种火灾场景对生命造成的危险可根据其发展的速度和居民撤离的速度计算。这种场景给生命造成的风险可由该火灾场景对生命造成的危险乘以该火灾场景发生的几率得出。火灾对生命造成的预期风险总值却为建筑物中所有可能发生的火灾场景对生命造成的预期风险的总和。同样,预期火灾损失就是消防费用(基建和维修)的总和与可能发生火灾造成的损失的总和相加而得。FIRECAMTM模型主要由火灾增长模型、烟气流动和居民逃生模型组成。FIRECAMTM 对火灾蔓延的可能性及火灾后修复建筑物的费用采用的是保守的评估模型,所以对财产损失的评估结果要比实际偏高。

3.国外开展“性能化”研究的情况

英国在1985年了第一部性能化的规范,之后,日本、澳大利亚、美国、加拿大、新西兰以及北欧等发达国家政府先后投入大量研究经费,积极开展了消防安全工程学和性能化安全设计方法理论及技术的研究,取得了一批具有实用价值的研究成果。在此基础上,澳大利亚、新西兰、日本、瑞典等国也先后对其传统的“处方式”规范进行了修订,颁布了性能化的新规范。美国、加拿大等国目前正在加紧研究制订各自的性能化规范。南非、埃及、巴西等发展中国家也都纷纷开展了这方面的研究。澳大利亚于1996 年颁布了国家性能化规范《澳大利亚建筑规范―1996》,自1997 年陆续被各州政府采用,至今已在全国应用。新西兰1992 年了性能化的《新西兰建筑规范》,新规范中保留了处方式的要求,并作为可接受的设计方法。美国已完成性能目标和基本完成性能级别分级的确定,并于2001 年了《国际建筑性能规范》和《国际防火性能规范》。日本和瑞典对其传统的处方式规范进行了性能化修订。目前还有多个国家(法国、荷兰、挪威、波兰等)以及国际标准化组织(ISO)、国际建筑研究与文献委员会(CIB)和欧盟采用或积极发展性能化防火所要求的工程工具和方法,并取得了一定成果。国际标准化组织(ISO)为推进性能化设计和性能化规范的国际化专门设立了TC/92/SC4――“火灾安全工程”分技术委员会,目前已制订出8个相关的标准草案,可望在不久的将来颁布正式的国际标准。西方国家将制订和推行统一的国际标准作为消除贸易壁垒的重要手段,世界贸易组织(WTO)关于消除贸易上的技术壁垒的协定第二条“技术规则与标准”也作了明确规定。在2000年5月于德国柏林召开的TC/92“火灾安全”技术委员会会议上,该会主席就指出:设立TC/92/SC4“火灾安全工程”分技术委员会,就是要制定出这方面的国际标准,用于最终取代各国自己的防火设计规范和标准,为消除这一领域里的技术壁垒铺平道路。应该说,建立以建筑消防安全为目的的性能化规范和法规已经成为全球的发展趋势。

4.性能化设计研究的必要性及进展

4. 1 “处方式”规范和设计难以适应社会发展要求

(1)我国经济持续高速增长,大型复杂建筑越来越多,按照“处方式”规范的设计方案可能不合理或者迫使设计人员在建筑的美观、适用、造价上作出让步。

(2)“处方式”规范修订时间过长,不能适应建筑发展的需要,如壳体结构建筑,规范中根本没有提到。

(3)我国幅员辽阔,各地情况差别较大,用一本“处方式”规范很难解决各种实际问题。

(4)规范的制订受到各种因素制约和影响较大,在这种环境下制订的“处方式”规范不可能合理。如一个歌舞厅,即使有报警、喷淋系统,配备了灭火器、应急照明等设施,其它方面也符合2001 年5月以前规范的要求, 但若有一个厅、面积超过了200, 在2001 年5 月以后就不符合规范要求了。这种以面积为惟一标准来划分火灾危险性大小,超出200就要全盘否定的思想和规定是不合理的。

4. 2 发展性能化设计的必要性

(1)北京成功举办奥运会,将在今后大兴土木。回顾2000 年悉尼奥运会,澳大利亚就是抓住了机遇,大力开展性能化研究,并在场馆建设中采用了性能化设计而达到了相当高的防火设计水平。如果能抓住成功举办奥运会的机遇,必将促进我国性能化设计的发展。

(2)我国加入WTO,可以预见在不久的将来,国外建筑事务所将大量涌入,它们在性能设计方面的技术优势,将使国内设计单位在竞争中处于劣势。只有尽快开展性能化的研究和应用,积累一定的经验,才能应对今后的国际挑战。

4. 3 开展性能化设计研究和应用前景

目前性能化设计在我国得到了多方重视,并已经开始了研究和试点工作。早在1996 年有关单位和人员就认识到开展大型公共建筑、大空间建筑、高层民用建筑、高火灾危险工业建筑和储罐区、建筑内的烟气控制、人员安全疏散的性能化设计和评估技术研究的必要性和迫切性。公安部消防局已在国家科技部立项,将建筑物性能化消防设计研究列入“十五”攻关课题,组织部分科研机构和院校开展性能化消防设计及其计算机评估模型应用技术的研究工作,在全面掌握和分析比较国外性能化规范和评估模型的基础上,结合我国工程建设的实际,研究提出适合我国国情的性能化消防设计方法以及相配套的设计指南、计算机评估模型。公安部消防局正在推动上海、北京等城市开展性能化消防设计和评估的试点工作,通过与国外的交流与合作,培养我国的专业技术人员,为我国性能化消防设计与评估及其规范的研究积累实践经验。天津消防科研所、四川消防科研所和中国科技大学国家重点火灾实验室积极开展研究工作,并已有了评估成功的范例。今后我国性能化消防设计的研究与运用,必将进入一个快速发展期。

5.结束语

随着建筑的不断复杂化,以及消防技术的不断多样化,采用性能化设计越来越迫切。为了建立适合我国国情的以性能化为基础的建筑防火设计技术标准体系,需要社会各方面长期共同努力,我国消防界同仁必须共同推进这项事业的发展。

作者简介:

田建军,男,汉族,1972年11月17日出生,河南省禹州市人,2009年7月于中国人民武装警察部队学院消防工程专业本科毕业,现任职于新疆阿勒泰地区公安消防支队政治处主任。

参考文献:

[1]杨玲,张靖岩,肖泽南编著.建筑消防安全与性能化设计[M].北京:化学工业出版社,2010年6月第1版