時間:2023-03-22 17:43:54
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在課文教學(xué)中如何將課文內(nèi)容作為話題,如何激發(fā)學(xué)生的興趣,如何培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,如何使其能創(chuàng)造性地解決課文話題所引出的與現(xiàn)實(shí)生活密切相關(guān)的問題,是擺在我們外語教師面前的一大課題。而教育學(xué)理論中的“近體原則”在中學(xué)英語課文教學(xué)中的運(yùn)用,為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造意識,發(fā)揮其創(chuàng)造潛能和學(xué)以致用開辟了一條新路。
“近體原則”是指在教學(xué)過程中,應(yīng)盡可能縮小教與學(xué)之間的差異,在時間和空間的距離及心理和情感等方面的差異,在有限的時間內(nèi)達(dá)到滿意的教學(xué)效果。也就是說,教師應(yīng)在充分了解所教學(xué)生的心理狀況、年齡層次和知識水平的基礎(chǔ)上,認(rèn)真分析教材,并對教材進(jìn)行創(chuàng)造性的處理,縮小教與學(xué)之間的時空差距,以及心理和情感等方面的差異,充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性,從而提高教學(xué)效果。
“近體原則”可分為時間近體原則、空間近體原則、心理近體原則和活動近體原則。現(xiàn)分別論述如下:
一、時間近體原則
在中學(xué)英語教學(xué)過程中,師生要不斷吸收新知識、新信息和新材料,及時了解國內(nèi)外重大事件發(fā)生的原因和背景。教師可以引導(dǎo)學(xué)生將這些重大事件與課堂教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來,根據(jù)課文內(nèi)容創(chuàng)設(shè)話題,用課本知識去分析當(dāng)今國內(nèi)外所發(fā)生的重大事件的原因和背景。這種教學(xué)方法不僅有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和社會責(zé)任感,還有利于提高其分析問題和解決問題的能力。
例如,在教學(xué)TheGreenHillsofTangsa一課時,教師可以運(yùn)用時間近體原則向?qū)W生提出這樣一個話題:WhydidthepeoplealongtheChangjiangRiversufferalotinthebigfloodin1998?然后讓學(xué)生分為若干小組,用英語進(jìn)行討論。學(xué)生人人參與,氣氛活躍,經(jīng)過各小組發(fā)言,歸納出1998年中國長江發(fā)生特大洪水的主要原因,如:氣候變化,河床抬高,河道變窄,雨水集中,山坡植被破壞嚴(yán)重,圍湖造田,森林遭砍伐等等。接著教師又不失時機(jī)地引出另一個話題:Whatcanwedotopreventsuchadisasterinthefuture?這一問題的提出再一次引發(fā)學(xué)生積極思維,主動探討,各抒已見。通過小組總結(jié)和歸納,師生們得出了解決這一問題的答案。
高中英語新教材中有不少涉及社會熱點(diǎn)和焦點(diǎn)問題的課文,例如:動物保護(hù)問題----MiludeerreturntoChina;男女平等問題----Thesecretisout;關(guān)注地球問題----Savingtheearth;殘疾人問題----Disability;世界糧食問題----Feedtheworld;垃圾處理問題----Dealingwithwaste及自然災(zāi)害問題----Earthquake,Fire,Hurricane等。教師可以在課堂上留出一定的時間,引出課文以外的話題,創(chuàng)設(shè)問題情境,有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地思維,為課堂教學(xué)創(chuàng)設(shè)出一種緊張、活躍、和諧和民主的氛圍。
二、空間近體原則
受全局性和典型性的局限,教材在選材時不可能選用近期發(fā)生在學(xué)生所在地區(qū)的事例。由于空間距離遠(yuǎn),在教學(xué)中直觀性差,感受性弱,學(xué)生的興奮點(diǎn)不易被激發(fā),因此教師應(yīng)以課文內(nèi)容為依據(jù),盡量結(jié)合當(dāng)?shù)氐湫褪吕瑥恼n文中引出最受學(xué)生關(guān)注的話題。
例如,在教學(xué)Disneyland這一單元時,教師如果在課堂上抓住時機(jī),向?qū)W生展示2lstCentury(1999.11.3)全版刊登的將于2005年完工的香港迪斯尼樂園彩色模型圖,并作必要的介紹,就能達(dá)到進(jìn)一步吸引學(xué)生注意力的目的。教師可以作如下介紹:
Aftereightmonthsofnegotiations,theHongkonggovernmentstruckadealonNov.2fortheconstructionofaUS$3.55billionDisneyland.TheparkwillbethethirdDisneythemeparkoutsidetheUSafterParisandTokyoandisaimedattouristsfromtheChinesemainland----whichisseenbymanyWesterncompaniesasahugemarketforthenewmillennium.It"stobebuiltoverafive-yearperiodonHongkong’sLandauIsland.
此時,教師如能抓住學(xué)生注意力集中、興奮點(diǎn)強(qiáng)的有利時機(jī),創(chuàng)設(shè)“輻射式”的問題情境,引導(dǎo)學(xué)生從不同的角度回答教師提出的問題,則能引起學(xué)生一系列的言語實(shí)踐活動。例如:
1.WhydoestheHongkonggovernmentdecidetobuildDisneythemepark?
2.CananotherDisneythemeparkbebuiltintheotherplacesofChina,suchasinBeijingorinShanghai?Whyorwhynot?
這一系列問題縮短了課文內(nèi)容與現(xiàn)實(shí)問題的空間距離,自然會收到良好的課堂效果。
又如AngkorWat一課介紹了柬埔寨通過對吳哥窟的開發(fā)與保護(hù),使其成為柬埔寨最著名的旅游風(fēng)景區(qū)。學(xué)生學(xué)習(xí)了這一課后,教師可以引出中國著名的皇家園林----圓明園的保護(hù)和開發(fā)這一話題。讓學(xué)生針對當(dāng)前就圓明園開發(fā)與利用存在著的兩種截然相反的意見展開討論,即部分經(jīng)濟(jì)學(xué)家、企業(yè)家和房地產(chǎn)開發(fā)商欲將圓明園開發(fā)成一個集商業(yè)、貿(mào)易、房地產(chǎn)開發(fā)為一體的綜合園林,變廢為寶。同時,圓明園的開發(fā)還可成為北京市的一個經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。另一種是以文史學(xué)家、考古學(xué)家為代表的意見,即圓明園是中國近代史的一面鏡子,要讓它保持一片廢墟的原汗原味,以便讓子孫后代永遠(yuǎn)銘記中國近代史上的這段屈辱史。根據(jù)這一話題背景,教師可提出如下一些問題供學(xué)生討論:
1.IsitbettertokeepthedesertedYuanmingyuanParkasitisortodevelopit?Whyorwhynot?
2.WhatwillyoudoifyouarethemanagerofYuanmingyuanPark?
經(jīng)過討論,學(xué)生得出了一個折衷的方案,即在保持現(xiàn)存圓明園風(fēng)貌的基礎(chǔ)上,將其主體部分開發(fā)成一個中國人了解近代史和進(jìn)行愛國主義教育的基地;還可以劃出園中一部分把它開辟成一個民俗村和拍攝古裝戲的影視基地;還可以在園內(nèi)建一個古玩市場,把國內(nèi)外游客吸引到圓明園,做到以園養(yǎng)園。
三、心理近體原則
心理近體原則是教師從實(shí)際出發(fā),了解某一年齡段學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律,通過創(chuàng)造性的設(shè)計(jì),從課文中引出學(xué)生最關(guān)注和最感興趣的話題,引起學(xué)生的有意注意,引發(fā)學(xué)生的思維和探索,從而達(dá)到最佳的課堂教學(xué)效果。
例如,在進(jìn)行AFarmingPioneer的教學(xué)時,學(xué)生不禁贊嘆我國古代勞動人民的聰明和智慧。此時,教師如能拿出《中華英才》畫冊,向?qū)W生展現(xiàn)一幅樸素農(nóng)民的彩照,讓學(xué)生猜一猜他是誰,他有何偉大成就?這一情景一定會把學(xué)生的注意力吸引過來,經(jīng)教師提示,學(xué)生能夠猜出那位農(nóng)民是被世人稱為“當(dāng)代農(nóng)業(yè)之父”的袁隆平。然后教師再提出以下幾個問題:
1.Whydowecallhimthefatherofmodernagriculture?
2.Withouthisgreatinvention,manypeoplewouldgohungry,doyouthinkso?Andwhy?
3.Whatishedoingnow?
通過聯(lián)系實(shí)際回答問題,學(xué)生不僅參與了言語實(shí)踐活動,而且一種民族自豪感油然而生。
四、活動近體原則
智力的發(fā)展不應(yīng)僅僅停留在課堂,教師應(yīng)讓學(xué)生在自己動手動腦中去發(fā)展,在實(shí)踐中去進(jìn)行體驗(yàn)和回味。因此,課余時間和節(jié)假日,教師應(yīng)鼓勵學(xué)生走出校園,把枯燥的語言課變成談經(jīng)驗(yàn)和談體會等的交流會。
例如,教學(xué)TheSummerHolidays一課時,教師可引導(dǎo)學(xué)生談?wù)動H身經(jīng)歷過的事情。如教師可以讓學(xué)生扮演報社記者采訪來自農(nóng)村的學(xué)生,談?wù)勊麄兗偃帐窃鯓訋椭改高M(jìn)行夏收的;也可采訪來自城市的學(xué)生,談?wù)勊麄冊诟改干习鄷r是怎樣安排自己生活的,等等。這時的課堂是生活的舞臺,教師是舞臺上的組織者和導(dǎo)演。教師的作用是激發(fā)學(xué)生的參與意識,調(diào)動學(xué)生的參與熱情,擴(kuò)大學(xué)生的參與面。
再如,在教學(xué)Travel一課時,教師可在黑板前掛一幅中國地圖,讓學(xué)生聯(lián)系實(shí)際談?wù)勊麄兊穆糜谓?jīng)歷。這時,有的學(xué)生描述了去廣州和深圳的經(jīng)歷,其中包括怎樣去的,跟誰去的,花了多少錢,用了多少時間,買了什么紀(jì)念品等內(nèi)容;有的學(xué)生談了旅途中的見聞和當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)俗習(xí)慣,等等。在教師的啟發(fā)和誘導(dǎo)下,學(xué)生個個爭先恐后用自己所學(xué)的英語表達(dá)自己的經(jīng)歷和感受。這樣,不但訓(xùn)練和培養(yǎng)了學(xué)生用英語表達(dá)的能力,同時也融思想教育于英語教學(xué)之中。
中學(xué)英語課文教學(xué)的目的絕不只是學(xué)生在教師的引導(dǎo)下,獲取課文所傳達(dá)的信息,也不僅僅是讓學(xué)生掌握課文所包含的詞語、詞法、句型和語法等語言知識。語言教學(xué)只有跟現(xiàn)實(shí)生活結(jié)合起來,才能體現(xiàn)出其功能和生命力。因此,在課文教學(xué)中,教師應(yīng)當(dāng)把課堂作為學(xué)生英語實(shí)踐活動的舞臺,把課文內(nèi)容作為話題,組織學(xué)生進(jìn)行討論、議論、評價、延伸和借鑒等言語實(shí)踐活動,從而發(fā)揮學(xué)生在教學(xué)中的主體作用,培養(yǎng)其積極的思維能力和創(chuàng)造能力。
在課文教學(xué)中如何將課文內(nèi)容作為話題,如何激發(fā)學(xué)生的興趣,如何培養(yǎng)學(xué)生的思維能力,如何使其能創(chuàng)造性地解決課文話題所引出的與現(xiàn)實(shí)生活密切相關(guān)的問題,是擺在我們外語教師面前的一大課題。而教育學(xué)理論中的“近體原則”在中學(xué)英語課文教學(xué)中的運(yùn)用,為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造意識,發(fā)揮其創(chuàng)造潛能和學(xué)以致用開辟了一條新路。
“近體原則”是指在教學(xué)過程中,應(yīng)盡可能縮小教與學(xué)之間的差異,在時間和空間的距離及心理和情感等方面的差異,在有限的時間內(nèi)達(dá)到滿意的教學(xué)效果。也就是說,教師應(yīng)在充分了解所教學(xué)生的心理狀況、年齡層次和知識水平的基礎(chǔ)上,認(rèn)真分析教材,并對教材進(jìn)行創(chuàng)造性的處理,縮小教與學(xué)之間的時空差距,以及心理和情感等方面的差異,充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性和創(chuàng)造性,從而提高教學(xué)效果。
“近體原則”可分為時間近體原則、空間近體原則、心理近體原則和活動近體原則?,F(xiàn)分別論述如下:
一、時間近體原則
在中學(xué)英語教學(xué)過程中,師生要不斷吸收新知識、新信息和新材料,及時了解國內(nèi)外重大事件發(fā)生的原因和背景。教師可以引導(dǎo)學(xué)生將這些重大事件與課堂教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來,根據(jù)課文內(nèi)容創(chuàng)設(shè)話題,用課本知識去分析當(dāng)今國內(nèi)外所發(fā)生的重大事件的原因和背景。這種教學(xué)方法不僅有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和社會責(zé)任感,還有利于提高其分析問題和解決問題的能力。
例如,在教學(xué)The Green Hills of Tangsa一課時,教師可以運(yùn)用時間近體原則向?qū)W生提出這樣一個話題:Why did the people along the Changjiang River suffer a lot in the big flood in 1998? 然后讓學(xué)生分為若干小組,用英語進(jìn)行討論。學(xué)生人人參與,氣氛活躍,經(jīng)過各小組發(fā)言,歸納出1998年中國長江發(fā)生特大洪水的主要原因,如:氣候變化,河床抬高,河道變窄,雨水集中,山坡植被破壞嚴(yán)重,圍湖造田,森林遭砍伐等等。接著教師又不失時機(jī)地引出另一個話題:What can we do to prevent such a disaster in the future?這一問題的提出再一次引發(fā)學(xué)生積極思維,主動探討,各抒已見。通過小組總結(jié)和歸納,師生們得出了解決這一問題的答案。
高中英語新教材中有不少涉及社會熱點(diǎn)和焦點(diǎn)問題的課文,例如:動物保護(hù)問題----Milu deer return to China;男女平等問題----The secret is out;關(guān)注地球問題----Saving the earth;殘疾人問題----Disability;世界糧食問題----Feed the world;垃圾處理問題----Dealing with waste 及自然災(zāi)害問題----Earthquake, Fire, Hurricane等。教師可以在課堂上留出一定的時間,引出課文以外的話題,創(chuàng)設(shè)問題情境,有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地思維,為課堂教學(xué)創(chuàng)設(shè)出一種緊張、活躍、和諧和民主的氛圍。
二、空間近體原則
受全局性和典型性的局限,教材在選材時不可能選用近期發(fā)生在學(xué)生所在地區(qū)的事例。由于空間距離遠(yuǎn),在教學(xué)中直觀性差,感受性弱,學(xué)生的興奮點(diǎn)不易被激發(fā),因此教師應(yīng)以課文內(nèi)容為依據(jù),盡量結(jié)合當(dāng)?shù)氐湫褪吕瑥恼n文中引出最受學(xué)生關(guān)注的話題。
關(guān)鍵詞:主題公園;規(guī)劃設(shè)計(jì);影響因素;規(guī)劃建議
為更好的適應(yīng)當(dāng)今日益發(fā)展對社會需求的主題公園,不僅是廣大民眾對于旅游產(chǎn)業(yè)的期望,也是游覽者自身追求旅游娛樂方式之一。在主題公園規(guī)劃設(shè)計(jì)時,不僅要融入對社會文化、人文科學(xué)的信息,同時還需要規(guī)劃設(shè)計(jì)引人注目的游戲、娛樂項(xiàng)目。只有這樣,才能使凸顯主題公園的自身水平,也能夠讓大眾不斷地接受主題公園,成為城市或鄉(xiāng)村的旅游活動場所之一。隨著旅游業(yè)的發(fā)展,廣大民眾生活水平的不斷提高,在主題公園的規(guī)劃設(shè)計(jì)中更需要注重其品質(zhì)的提高,使其更好地貼合社會需求、適應(yīng)市場環(huán)境,并且發(fā)展成為科學(xué)的城市旅游文化建設(shè)項(xiàng)目[1]。
1主題公園的規(guī)劃設(shè)計(jì)
公園的主題規(guī)劃設(shè)計(jì)一定要有全面的優(yōu)化意識,有效的發(fā)揮地理位置、主題特點(diǎn)和公園性質(zhì),讓主題公園在實(shí)際應(yīng)用中得到更多的市場關(guān)注以及游覽者喜愛,獲得更好地城市規(guī)劃發(fā)展和自身效益[2]。
1.1園址選擇
主題公園規(guī)劃設(shè)計(jì)的地理位置選擇是很關(guān)鍵的部分,不僅關(guān)系到城市的規(guī)劃發(fā)展,也影響著公園的實(shí)際效用,選址的前期一定要進(jìn)行城市整體布局的分析,并對意向位置進(jìn)行實(shí)際的考察調(diào)研,了解意向位置的周邊情況和市場環(huán)境,同時考慮人口分布和需求。一方面,規(guī)劃的前期要對選址地進(jìn)行人口分布以及對公園需求度進(jìn)行調(diào)研,比如對比幾個意向位置的周邊環(huán)境和人員分布,調(diào)查人流情況以及是否具有旅游市場的前景。另一方面,考量公園選址周邊的交通便利性和文化建設(shè),在主題公園選址建設(shè)時要加強(qiáng)對交通設(shè)施的完善,同時建立獨(dú)特的品牌文化。
1.2準(zhǔn)確定位
主題公園的本身特性是作為城市的一項(xiàng)旅游產(chǎn)品,在需求上的定位要具有創(chuàng)意性,表現(xiàn)出主題公園自身內(nèi)容的獨(dú)特性,從而可以加強(qiáng)市場的競爭力,由此吸引更多的游覽者和消費(fèi)者,也可以擴(kuò)大對公園的宣傳和提高經(jīng)濟(jì)效益。主題公園的規(guī)劃設(shè)計(jì)者,一方面是開發(fā)商要合理選擇主題公園位置,優(yōu)化主題公園內(nèi)容選擇,讓主題公園最大效益的發(fā)揮其長處,以及地理位置的優(yōu)越性。另一方面,表現(xiàn)出主題公園的創(chuàng)新意識和文化建設(shè),在公園的規(guī)劃設(shè)計(jì)中,要保持對市場的高度敏感性,建設(shè)方靈活運(yùn)用各種市場機(jī)會,建立起成熟的商業(yè)模式,并通過專業(yè)的人員將商業(yè)運(yùn)行模式與規(guī)劃設(shè)計(jì)相結(jié)合,讓主題公園的適應(yīng)市場水平不斷提高。而不是一味的進(jìn)行簡單模仿,避免主題公園因雷同而帶來消極因素。以往的主題公園建設(shè)存在很多的不足,應(yīng)該加強(qiáng)對其他國家、城市先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)和總結(jié),讓主題公園能夠聚集更多的游覽者和參與者,更加有效的顯示其特性,取得更好的經(jīng)濟(jì)效益和價值。目前,主題公園規(guī)劃設(shè)計(jì)越來越注重對娛樂活動項(xiàng)目的建設(shè),不僅看重用科學(xué)技術(shù)方式來提高對公園的娛樂活動的開展,并且注重公園游覽者對鍛煉、休閑、娛樂方面的需求。由此可以對游覽者的生理素質(zhì)和生活品質(zhì)的重視,將主題公園的鍛煉性活動作為公園主要部分,不斷發(fā)揮主題公園規(guī)劃設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性和進(jìn)步性。
1.3產(chǎn)品創(chuàng)意
主題公園由于受到自身的穩(wěn)定性帶來的影響,對其后期投入使用中可塑性表現(xiàn)能力較差,所以對主題公園的動態(tài)性內(nèi)容進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時,要提升對公園內(nèi)容、產(chǎn)品的主觀設(shè)計(jì)上的要求,保證其創(chuàng)造價值和創(chuàng)新意識可以得到體現(xiàn)。在主題公園中開展全民健身等健康性活動,應(yīng)本著健身、綠色生活、放松的理念,吸引更多的人群,并且通過對主題公園內(nèi)容進(jìn)行布置裝飾、表演節(jié)目等形式,不斷加強(qiáng)主題公園的獨(dú)特性,讓人們加深對主題公園的印象,增強(qiáng)自身體驗(yàn)和再次游玩的概率。
1.4場景更新
主題公園確做好主題規(guī)劃設(shè)計(jì)以后,其內(nèi)容和活動一定要在保持主題特色的基礎(chǔ)上進(jìn)行不斷的創(chuàng)新和改進(jìn),只有這樣,才能保持游覽者的新鮮度,延長其實(shí)際實(shí)用周期和效益。為保證主題公園的可持續(xù)發(fā)展,管理者和建設(shè)方應(yīng)該保持對公園內(nèi)容、旅游產(chǎn)品和景觀設(shè)計(jì)的不斷更新,讓其不落于市場的末端。公園主題的凸顯主要是借助公園內(nèi)的場景設(shè)計(jì)、景觀擺設(shè)等。所以,主題公園的場景規(guī)劃顯得非常重要。以往傳統(tǒng)的主題公園較多是靜態(tài)的景觀場景,通過簡單的了解或單純的觀光型活動后,游覽者不免會產(chǎn)生單調(diào)、乏味的感受,讓游覽者失去下一次觀賞消費(fèi)的欲望,靜態(tài)景觀的強(qiáng)烈直觀性讓建設(shè)方不得不重視主題公園的改進(jìn),在靜態(tài)的景致中添加動態(tài)性,讓游覽者可以更好的參與到其中[3]。如深圳的華僑城對民俗文化村進(jìn)行優(yōu)化更新,將民俗文化演藝融入到原先只具有觀光性的街區(qū),使游客身臨其境,增加體驗(yàn)感。對中心劇場等的節(jié)目不斷更新,完善游樂廣場的設(shè)施建設(shè),增添更多活躍的氣氛,逐漸提高對民俗文化的關(guān)注度。這樣為主題公園發(fā)展帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
2主題公園規(guī)劃設(shè)計(jì)影響因素
主題公園規(guī)劃設(shè)計(jì)不僅與城市規(guī)劃有關(guān),也是旅游業(yè)的市場發(fā)展和需求。在規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中,要將主題公園規(guī)劃設(shè)計(jì)和城市建設(shè)活動之間的潛能激發(fā)出來,讓其蘊(yùn)含的能量轉(zhuǎn)換為現(xiàn)實(shí)的實(shí)際效益,這樣不僅可以提高主題公園規(guī)劃設(shè)計(jì)水平,而切還能達(dá)到內(nèi)外因素相結(jié)合的效果。
2.1外部因素
對主題公園規(guī)劃設(shè)計(jì)的外部影響因素首先是追求商業(yè)價值,對公園建設(shè)資本的有效運(yùn)用,以期望可以提高公園帶來的經(jīng)濟(jì)回報效益和占有行業(yè)的市場。另一方面城市文化構(gòu)建的影響,在主題的建設(shè)過程中利用科學(xué)技術(shù)手段形成不一樣的文化風(fēng)情,形成獨(dú)特的文化理念和對社會時尚的不同追求。最后是建立和選擇區(qū)位條件,確定公園面對的游覽者市場,根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際經(jīng)濟(jì)水平和城市發(fā)展,科學(xué)合理的進(jìn)行公園選址的規(guī)劃建設(shè)。
2.2內(nèi)部因素
主題公園規(guī)劃設(shè)計(jì)影響內(nèi)部建設(shè)的主要因素有以下方面:公園的規(guī)劃內(nèi)容計(jì)劃、主題的定位、公園選址和地理位置分析、整體結(jié)構(gòu)的布置及風(fēng)格、公園的宣傳活動等,要解決或降低這些因素對公園建設(shè)的影響,必須在規(guī)劃前期進(jìn)行實(shí)際的調(diào)研,并結(jié)合主題公園的各方面情況綜合考慮,把握好游覽者的心理,保障其能夠?qū)κ袌霎a(chǎn)生一定的影響力,并且得到民眾的歡迎。
3建議
綜上所述,對主題公園規(guī)劃設(shè)計(jì)工作來說,我們要從實(shí)際環(huán)境建設(shè)著手,考慮到多樣化的內(nèi)外影響因素,保證主題公園的地址選擇合適項(xiàng)目的建設(shè),同時也能體現(xiàn)出公園獨(dú)特的表現(xiàn)形式,確保主題公園在城市的影響力及吸引力,使社會大眾認(rèn)可,從而提高主題公園規(guī)劃設(shè)計(jì)的價值,建議如下:(1)主題公園項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)以人為本,突出主題特色,有合理的主題路線,讓參與者有美好的精神享受;(2)主題公園項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)要突出以高科技和綜合創(chuàng)新理念,確定鮮明、創(chuàng)新的主題;(3)不斷克服主題公園論主題公園,在主題挖掘時,增加大眾文化為內(nèi)涵;(4)注重主題公園規(guī)劃設(shè)計(jì)的形象策劃,不斷增強(qiáng)吸引力和競爭力;(5)主題公園規(guī)劃設(shè)計(jì)堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展理念,堅(jiān)持特色品牌,不斷注入文化元素,以長遠(yuǎn)綜合效益為發(fā)展目標(biāo)。
作者:商周媛 單位:大連高馬藝術(shù)設(shè)計(jì)工程有限公司
參考文獻(xiàn)
[1]張金翠,常江,鄧元媛,等.舊遺存新天地———夏橋煤炭主題公園規(guī)劃設(shè)計(jì)研究[J].四川建筑科學(xué)研究,2013,39(2):260~263,268.
門蓋在工作時與汽車殼體之間的接觸過程非常復(fù)雜,不僅涉及到接觸、大位移、大變形等非線性問題,而且由于不同車型的汽車外殼結(jié)構(gòu)不同,選用的材料也不同,所以研究時必須考慮汽車殼體模型.由于研究的主體是門蓋,而推動門蓋的主動力已知,汽車殼體只是力傳遞的邊界條件,所以引入汽車殼體的簡化模型.汽車殼體采用一般小轎車大小4500×1750×1300的簡化模型,其材料模型采用線彈性模型,彈性模量取相比結(jié)構(gòu)鋼較小的值,這樣既可以模擬在壓縮過程中出現(xiàn)的較大變形,又避免引入材料非線性影響計(jì)算效率,同時對門蓋的應(yīng)力和變形計(jì)算影響很小..根據(jù)門蓋的結(jié)構(gòu)形式和特點(diǎn),CAE建模時采用殼單元(ShellElement)來劃分網(wǎng)格.在不影響分析結(jié)果的前提下對門蓋進(jìn)行了必要的簡化,如忽略了螺紋孔、圓角及倒角等特征,從而提高有限元模型的質(zhì)量、減小模型的計(jì)算規(guī)模.分析模型如圖2所示.
2有限元分析
門蓋閉合過程中,門蓋與汽車殼體之間存在接觸非線性.同時,工作過程中汽車殼體的剛度不是恒定的,它隨著變形的大小而變化,即存在幾何非線性.因此本文作SOL601,106高級非線性靜力學(xué)分析.非線性分析和線性分析相比,非線性分析的計(jì)算時間和計(jì)算機(jī)存儲量要大得多,而且在數(shù)值計(jì)算方法和求解參數(shù)的設(shè)定上有較大區(qū)別[2].邊界條件包括載荷、約束和仿真對象[3].在門蓋的左右軸套上分別施加軸承力,力的大小為800KN,方向?yàn)檠刂透椎妮S向,指向門蓋.在汽車殼體的底部作固定約束、門蓋的旋轉(zhuǎn)軸處作銷釘約束.同時,忽略門蓋組件各結(jié)合面之間的接觸變形,近似將各接觸部分看作剛性接觸,在FEM下為門蓋的各邊、面之間添加1D連接[4-5].門蓋與汽車殼體之間的接觸是非線性的,在仿真模型下,定義高級非線性接觸,汽車殼體作為“源區(qū)域”,門蓋底板作為“目標(biāo)區(qū)域”,“接觸參數(shù)”保持默認(rèn).有限元計(jì)算模型如圖3所示,分析結(jié)果如圖4所示(只顯示門蓋).根據(jù)圖形可知門蓋最大等效應(yīng)力為170.76MPa.應(yīng)力主要集中在門蓋的左右軸套上,即油缸與門蓋連接處.門蓋的材料為Q235號鋼,屈服強(qiáng)度為235MPa,可見在該工況下門蓋滿足強(qiáng)度要求.
3優(yōu)化設(shè)計(jì)
有限元分析的最終目的是進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),現(xiàn)在需要對門蓋結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化的目標(biāo)是模型的重量最小[6-7].約束條件是在不改變門蓋模型網(wǎng)格劃分、邊界約束和載荷大小,并能滿足強(qiáng)度要求的前提下,控制最大等效應(yīng)力值不超過材料屈服強(qiáng)度的70%(約165MPa).
3.1筋板的布置
根據(jù)分析結(jié)果可知,應(yīng)力主要分布在左右軸套處,大部分的筋板受力極小,因此,可通過布置筋板的分布進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì).為便于加工和裝配,門蓋筋板布置采用均勻分布的方式.設(shè)計(jì)變量為筋板的數(shù)量,原結(jié)構(gòu)中單行設(shè)置的筋板數(shù)量為10,考慮減重的目標(biāo)及結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,取筋板數(shù)量為3-7.圖5為筋板數(shù)量與門蓋最大應(yīng)力和位移關(guān)系,圖6為不同筋板數(shù)量對應(yīng)底板的應(yīng)力分布圖.結(jié)果表明筋板數(shù)量對門蓋的最大應(yīng)力(軸套處)影響較小,對門蓋底板的應(yīng)力分布位置影響較大.底板最大應(yīng)力發(fā)生在門蓋油缸軸線方向上的臨近筋板與主橫筋板接觸處,最大應(yīng)力為N=4時σmax=61.52MPa.綜合考慮最大應(yīng)力、最大位移和底板的應(yīng)力分布,以及實(shí)現(xiàn)減重的目的,確定新結(jié)構(gòu)的筋板數(shù)量為4.
3.2筋板厚度的優(yōu)化
3.2.1靈敏度分析
靈敏度分析是為優(yōu)化設(shè)計(jì)做鋪墊.通過靈敏度分析可以確定模型各參數(shù)對輸出結(jié)果影響的大小.在模型校正過程中重點(diǎn)考慮對輸出結(jié)果影響較大的參數(shù),排除那些對輸出結(jié)果影響很小的參數(shù),這將在很大程度上減小模型校正的工作量,提高優(yōu)化設(shè)計(jì)的效率[8-9].NX高級仿真中幾何優(yōu)化模塊下提供了全局靈敏度解算方案.設(shè)計(jì)目標(biāo)為門蓋的重量最小,約束條件為門蓋的最大應(yīng)力,設(shè)計(jì)變量為筋板厚度.為便于加工與安裝,門蓋結(jié)構(gòu)中相同結(jié)構(gòu)的尺寸應(yīng)保持一致.筋板厚度參數(shù)主要包括底板厚度T1、主橫筋板厚度T2、橫筋板厚度T3、豎筋板厚度T4、軸套厚度T5、前板厚度T6、門蓋耳套幫板厚度T7和其他筋板厚度T8.對上述筋板厚度進(jìn)行全局靈敏度分析,獲得各參數(shù)對設(shè)計(jì)目標(biāo)影響的全局靈敏度曲線,最后將所有靈敏度曲線調(diào)整到一幅圖表中進(jìn)行比較,根據(jù)各參數(shù)的全局靈敏度曲線的斜率大小判斷設(shè)計(jì)參數(shù)對設(shè)計(jì)目標(biāo)的靈敏程度,最終確定T1、T2、T3、T4.根據(jù)各參數(shù)對約束條件的影響曲線,確定T5.全局靈敏度曲線如圖7所示.由圖7(a)可知底板、主橫筋板、橫筋板及豎筋板的厚度對門蓋的重量影響較大,其中底板的影響最大.由圖7(b)可知軸套的厚度對約束條件的影響最大.為提高門蓋強(qiáng)度以及減輕門蓋的重量,主要對底板、主橫筋板、橫筋板、豎筋板厚度進(jìn)行減小,同時適當(dāng)增加軸套的厚度.
3.2.2尺寸優(yōu)化
尺寸優(yōu)化是建立在數(shù)學(xué)規(guī)劃論的基礎(chǔ)上,在滿足給定條件下達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)[10].NX高級仿真結(jié)構(gòu)優(yōu)化的解算器采用的是美國Altair公司的AltairHyperOpt,它擁有高效、強(qiáng)大的設(shè)計(jì)優(yōu)化能力.結(jié)合以上分析結(jié)果,進(jìn)行筋板數(shù)量等于4時筋板厚度的優(yōu)化分析.在“幾何優(yōu)化”對話框中作如下設(shè)置:①定義目標(biāo):重量定為最??;②定義約束:門蓋上的最大等效應(yīng)力為165MPa;③定義設(shè)計(jì)變量見表1;④控制參數(shù):選擇最大迭代次數(shù)為20.經(jīng)解算,找到最佳方案:底板厚度由原來的52mm修改為45mm,主橫筋板厚度由原來的50mm修改為45mm,橫筋板厚度由原來的25mm修改為20mm,豎筋板厚度由原來的20mm修改為16mm,軸套厚度由原來的34.5mm修改為35.2mm,為了便于生產(chǎn),將軸套的厚度圓整為35.5mm.優(yōu)化后與優(yōu)化前的分析結(jié)果對比見表2.從計(jì)算結(jié)果可看出,優(yōu)化后的門蓋強(qiáng)度得到明顯提高.另外,重量由原來的10496kg降低為8786kg,減重17.2%,取得了優(yōu)化設(shè)計(jì)的預(yù)期效果.
4結(jié)論
1.開發(fā)理實(shí)一體化教學(xué)項(xiàng)目
為了推進(jìn)本課程理實(shí)一體化教學(xué),我們采用任務(wù)驅(qū)動、項(xiàng)目導(dǎo)向式的教學(xué)。圍繞工作項(xiàng)目來組織教學(xué),打亂原有的章節(jié)順序,邊學(xué)邊做,邊做邊學(xué),將所學(xué)理論與實(shí)踐完全融合起來。讓學(xué)生在操作過程中掌握理論知識,并學(xué)會如何運(yùn)用專業(yè)知識去分析問題和解決問題?!皼_壓工藝與模具設(shè)計(jì)”教學(xué)內(nèi)容主要涉及沖裁模具、彎曲模具、拉深模具設(shè)計(jì)等內(nèi)容。分析企業(yè)的工作情境與工作流程,構(gòu)建6個典型項(xiàng)目,每個項(xiàng)目包括若干模塊。
2.實(shí)施理實(shí)一體化教學(xué)
在教學(xué)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上,進(jìn)行課程理實(shí)一體化教學(xué)的實(shí)施。本文以項(xiàng)目二沖裁模的設(shè)計(jì)教學(xué)過程實(shí)施為典型案例,介紹理實(shí)一體化教學(xué)模式實(shí)施過程。
3.創(chuàng)新理實(shí)一體化教學(xué)考核評價方法
實(shí)施理實(shí)一體化教學(xué),必須創(chuàng)新考核評價方法。本課程的考核內(nèi)容主要是對學(xué)生的專業(yè)知識、應(yīng)用能力、動手能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力、職業(yè)素養(yǎng)等進(jìn)行考核。首先,將教學(xué)項(xiàng)目實(shí)施過程中各模塊的理論知識學(xué)習(xí)效果納入考核成績,如教師布置的工藝分析、工藝計(jì)算、模具零部件設(shè)計(jì)計(jì)算等完成質(zhì)量;其次,將項(xiàng)目實(shí)施過程各模塊的實(shí)踐操作納入考核成績,如模具拆裝,模具零部件加工,模具裝配,調(diào)試等完成情況;第三,將模具零件加工工藝編制,圖紙完成質(zhì)量和答辯成績納入考核成績;第四,將學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度和工作狀況,學(xué)習(xí)紀(jì)律、與同學(xué)之間的交流合作等方面納入考核成績??己诉^程中采取多元化的評價主體和評價方法,將學(xué)生自評、學(xué)生互評、教師評價按比例計(jì)入成績,這樣既調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,也保證了成績的客觀公正。
二、課程理實(shí)一體化教學(xué)模式實(shí)踐的幾點(diǎn)體會
1.需要高素質(zhì)的教師團(tuán)隊(duì)
要完成理實(shí)一體化教學(xué),必須要有一支精通模具專業(yè)理論知識,而且具有豐富模具制造經(jīng)驗(yàn)的“雙師型”教師團(tuán)隊(duì)作為保障。首先,要求教師深入模具生產(chǎn)一線鍛煉,積累模具制造經(jīng)驗(yàn),了解行業(yè)先進(jìn)技術(shù)及信息;其次,要求教師具有跨學(xué)科綜合教學(xué)能力。模具設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目的完成涉及多學(xué)科教學(xué)內(nèi)容,是以學(xué)生對“機(jī)械制圖”“公差測量”“模具材料”“模具制造”等課程的掌握為基礎(chǔ)的,這要求教師不僅熟悉本學(xué)科和本專業(yè)知識,還要了解相鄰學(xué)科或?qū)I(yè)領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r。本課程在理實(shí)一體教學(xué)實(shí)施過程中,采取一名專業(yè)教師與兩名實(shí)訓(xùn)教師的組合授課方式。專業(yè)教師負(fù)責(zé)教學(xué)項(xiàng)目中理論知識的講授,并指導(dǎo)學(xué)生完成模具設(shè)計(jì)和圖紙繪制;實(shí)訓(xùn)教師指導(dǎo)學(xué)生完成模具零件加工,裝配與調(diào)試。整個教學(xué)過程使專業(yè)教師與實(shí)訓(xùn)教師優(yōu)勢互補(bǔ),發(fā)揮教師團(tuán)隊(duì)的作用。
2.需要突出學(xué)生職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng)
理實(shí)一體化教學(xué)實(shí)施過程中,需要加強(qiáng)學(xué)生職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)的培養(yǎng),為以后進(jìn)入模具企業(yè)快速適應(yīng)崗位要求打下良好基礎(chǔ)。本課程在理實(shí)一體化教學(xué)實(shí)施過程中,教師加強(qiáng)了學(xué)生模具零件加工工藝編制能力的訓(xùn)練,根據(jù)教學(xué)項(xiàng)目結(jié)合現(xiàn)有加工設(shè)備條件,指導(dǎo)學(xué)生制定出合理的加工工藝流程。在模具零件生產(chǎn)過程中,教師嚴(yán)格要求學(xué)生按模具零件圖和加工工藝流程加工模具零件,確保模具零件的加工精度。整個教學(xué)過程與企業(yè)生產(chǎn)過程緊密結(jié)合,并將教學(xué)目標(biāo)與企業(yè)對人才的需求相統(tǒng)一。
3.需要科學(xué)的管理方法
理實(shí)一體化教學(xué)實(shí)踐表明,這種教學(xué)模式更能激發(fā)學(xué)生的潛能,使學(xué)生快速融入教、學(xué)、做的過程中,但課堂管理難度較大。在課程實(shí)踐操作環(huán)節(jié),教師需要投入更大的精力,科學(xué)管理課堂。首先,確保學(xué)生的操作安全問題,操作前對設(shè)備線路進(jìn)行檢查;其次,操作過程的管理,如果學(xué)生動手操作加工模具零件,教師指導(dǎo)不及時,可能出現(xiàn)零件加工不合格而報廢,不僅浪費(fèi)了耗材,也達(dá)不到教學(xué)目標(biāo)。此外,應(yīng)根據(jù)學(xué)生的實(shí)際能力和個性發(fā)展,因材施教,合理施加壓力,進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)和督促。
三、結(jié)語
關(guān)鍵詞并行工程;串行;DFMA技術(shù);CAD;KBE;專家系統(tǒng)
0前言
21世紀(jì)的市場競爭不僅是先進(jìn)科技的競爭,同時也是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的競爭。以知識為基礎(chǔ)的產(chǎn)品創(chuàng)新是現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計(jì)的核心。隨著網(wǎng)絡(luò)化和信息技術(shù)的快步發(fā)展,企業(yè)之間的競爭愈加殘酷,產(chǎn)品開發(fā)的風(fēng)險度也比以前大了許多,這就對企業(yè)提出了更高的要求:一個產(chǎn)品由最初的概念構(gòu)想到制造完成再銷售到用戶手中所用的時間要短;產(chǎn)品的形態(tài)和功能要符合市場的需要,質(zhì)量要好;制造成本要盡量低,還要盡可能作到環(huán)?!R虼?,企業(yè)如果想在市場上立于不敗之地,就不得不加速解決新產(chǎn)品開發(fā)中的一連串的問題,如了解市場需求、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)等。然而在這些問題中,迅速開發(fā)出新產(chǎn)品、加快上市時間是關(guān)鍵。現(xiàn)代企業(yè)要求敏捷生產(chǎn),這既要求在設(shè)計(jì)過程中實(shí)現(xiàn)并行工程,即在協(xié)同企業(yè)和部門之間開展方便、快捷、安全的協(xié)同設(shè)計(jì)工作,而且在產(chǎn)品開發(fā)全過程中還必須讓用戶參與進(jìn)來,以便發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的缺陷,及時糾正,滿足用戶需要,從而增強(qiáng)企業(yè)的核心競爭力。
1并行工程
一般來說,產(chǎn)品開發(fā)的整個過程包括這些環(huán)節(jié):確立項(xiàng)目、市場調(diào)研、設(shè)計(jì)(工業(yè)設(shè)計(jì)+結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)+模具設(shè)計(jì)+電路設(shè)計(jì)+……)、工藝、采購、制造、檢驗(yàn)、銷售、售后服務(wù)、回收處理等,設(shè)計(jì)是其中最重要的一個環(huán)節(jié)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)雖然占產(chǎn)品總成本不到5%,但它卻影響產(chǎn)品整個成本的70%以上。
傳統(tǒng)的串行產(chǎn)品開發(fā)模式,即立項(xiàng)后先進(jìn)行市場需求分析,設(shè)計(jì)部門根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì),然后將圖檔交給技術(shù)部門進(jìn)行工藝方法的編制和制造工裝的準(zhǔn)備,采購部門根據(jù)要求進(jìn)行采購,等一切都準(zhǔn)備好以后進(jìn)行生產(chǎn)加工和測試,產(chǎn)品結(jié)果不滿意時再反復(fù)修改設(shè)計(jì)和工藝,再加工、測試,直到滿足要求,然后進(jìn)行大批量生產(chǎn)。不難看出,串行工程從設(shè)計(jì)到制造各道工序是按一定的先后順序逐步實(shí)施的,由于在產(chǎn)品方案的設(shè)計(jì)中缺乏其他部門的支持與合作,因此,許多本來可以提前解決的問題都必須等到整個設(shè)計(jì)方案進(jìn)入下一環(huán)節(jié)后才能被發(fā)現(xiàn),然后設(shè)計(jì)部門再根據(jù)后續(xù)部門反饋的結(jié)果進(jìn)行設(shè)計(jì)的修改與更正。這樣,在一定的時期內(nèi),一些部門很忙,而另一些部門很閑,造成時間與資源的浪費(fèi),而且出問題時如果部門與部門間相互推卸責(zé)任,會對企業(yè)的競爭力造成很大傷害。這種方法由于產(chǎn)品開發(fā)中各個部門總是獨(dú)立地運(yùn)作,特別是在設(shè)計(jì)中很少考慮到其他環(huán)節(jié)的要求等,因此常常造成設(shè)計(jì)的反復(fù)修改,嚴(yán)重影響產(chǎn)品的上市時間。
1986年,美國國防部防御分析研究所發(fā)表了非常著名的R—338報告,提出了“并行工程”的概念,即“并行工程是集成地、并行地設(shè)計(jì)產(chǎn)品及其相關(guān)過程(包括制造過程和協(xié)同過程)的系統(tǒng)方法。這種方法要求產(chǎn)品開發(fā)人員在一開始就考慮產(chǎn)品的整個生命周期中從概念形成到產(chǎn)品報廢的所有因素,包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度計(jì)劃和用戶要求”①。進(jìn)入21世紀(jì)以來,并行工程內(nèi)涵更為豐富、外延更為廣泛,它要求在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中既要考慮其上游的市場要求、客戶要求,又要同時考慮其下游的工藝、制造、維修、對環(huán)境的影響、直至報廢處理等方面的內(nèi)容,也就是說要同時考慮產(chǎn)品全生命周期中各項(xiàng)因素。
如圖1.1所示,這是并行工程所采用的開發(fā)模式。實(shí)踐證明:并行工程能夠降低產(chǎn)品成本25%~35%,縮短產(chǎn)品上市時間20%~90%,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期40%~60%,減少工程變更次數(shù)60%~90%,全面性品質(zhì)(OverallQuality)增進(jìn)200%~600%,企業(yè)年收入增加5%~10%,生產(chǎn)力提升20%~110%。④(P5)
圖1.1并行式新產(chǎn)品開發(fā)示意圖
DFMA(DesignForManufactureandAssemble)技術(shù)是并行工程關(guān)鍵技術(shù)的重要組成部分,其思想已貫穿企業(yè)開發(fā)過程的始終。它涵蓋的內(nèi)容很多,涉及產(chǎn)品開發(fā)的制造、裝配、監(jiān)測、維護(hù)、報廢處理等各個階段。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)早期(概念)階段應(yīng)用DFMA技術(shù),考慮并解決產(chǎn)品的可裝配性和可制造性問題,經(jīng)過多次DFMA循環(huán)(見圖1.2)后,再進(jìn)入后面的詳細(xì)設(shè)計(jì)階段,然后是樣機(jī)制造和大量投產(chǎn)。經(jīng)過這樣的過程,雖然設(shè)計(jì)階段的時間有所延長,但整個產(chǎn)品的開發(fā)周期卻大大縮短了。并節(jié)約了成本,提高了產(chǎn)品質(zhì)量。①
2CAD的應(yīng)用與發(fā)展
CAD技術(shù)是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)自動化,增強(qiáng)企業(yè)及其產(chǎn)品在市場上的競爭能力的一項(xiàng)關(guān)鍵性技術(shù)。在整個設(shè)計(jì)流程中,最受到關(guān)注的是數(shù)據(jù)的傳輸與設(shè)計(jì)的協(xié)同問題,在由概念設(shè)計(jì)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到模具設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)模型的數(shù)據(jù)傳導(dǎo)過程中,往往會由于軟件相互間的數(shù)據(jù)接口而出現(xiàn)許多問題。因而,最理想的方式是所有的過程能夠在一個軟件里得到完成。在這方面,EDS公司給我們提供了很好的解決辦法。UGNX作為一個設(shè)計(jì)制造一體化的大型軟件,提供了從概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)到模具設(shè)計(jì)與制造等的一系列功能,從而完美解決了數(shù)據(jù)接口問題。而且EDS公司的相關(guān)軟件產(chǎn)品涵蓋了整個企業(yè)產(chǎn)品流程,在產(chǎn)品的全生命周期中都能提供良好的服務(wù)。
2.1CAD的應(yīng)用
在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中,創(chuàng)新性表現(xiàn)最為集中和突出的階段是產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)階段。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行產(chǎn)品外表面的電腦虛擬形態(tài)構(gòu)造時,首先應(yīng)根據(jù)概念草圖的特征曲線,在計(jì)算機(jī)上構(gòu)造出產(chǎn)品外形大略的線框模型,并對這些曲線進(jìn)行必要的光順和優(yōu)化處理,利用光順處理后的曲線及考慮曲面的成形條件,選擇適當(dāng)?shù)那鏄?gòu)造方法來生成產(chǎn)品外形曲面.在構(gòu)造曲面時,一般要求兩相鄰曲面在公共邊界處要保持切矢連續(xù)或曲率連續(xù),并要求所生成的曲面是光順的。
產(chǎn)品外表面數(shù)學(xué)模型建成后,應(yīng)生成刀具運(yùn)動軌跡,在數(shù)控機(jī)床上加工出產(chǎn)品的外觀模型,再根據(jù)造型設(shè)計(jì)與人機(jī)工學(xué)的要求對模型進(jìn)行相應(yīng)的修改,利用三坐標(biāo)測量機(jī),按設(shè)計(jì)的要求,測得外觀模型的表面數(shù)據(jù),并生成相應(yīng)的點(diǎn)坐標(biāo)文件,然后輸入造型CAD系統(tǒng),根據(jù)新測得的數(shù)據(jù)修改產(chǎn)品表面數(shù)學(xué)模型。對該模型進(jìn)行綜合評價后,生成最終產(chǎn)品表面的數(shù)學(xué)模型。③
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)CAD是按照產(chǎn)品功能及制造工藝的需要,將整個產(chǎn)品表面的數(shù)學(xué)模型分解為多個覆蓋件的數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行覆蓋件的貼合面的曲面設(shè)計(jì)。在進(jìn)行曲面造型時,應(yīng)對曲面的特性進(jìn)行仔細(xì)的分析研究,合理生成構(gòu)造曲面的邊框曲線,并確定各曲線之間的相互參數(shù)對應(yīng)關(guān)系,選擇合適的曲面造型方法,才能滿足造型設(shè)計(jì)的需要。
模具CAD的依據(jù)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門提供的產(chǎn)品表面數(shù)學(xué)模型,并根據(jù)該零件的工藝要求,著手各工序模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。例如,在進(jìn)行沖壓模具設(shè)計(jì)時,應(yīng)完成如下重要工作:沖壓方向選擇、工藝補(bǔ)充型面設(shè)計(jì)、確定最佳的壓料面、沖壓成型分析等。
2.2CAD的發(fā)展
近年來,市場的需求越來越廣泛,用戶的需求也越來越趨向于個性化。為滿足這些新需求,就需要在設(shè)計(jì)的過程中對設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行不斷的、實(shí)時的修改。而傳統(tǒng)的CAD不是幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì),而是把一個想好的設(shè)計(jì)做成實(shí)體。在激烈的國際化競爭面前,企業(yè)需要的不是在某一個產(chǎn)品細(xì)節(jié)上有一個工具做得更好,而是一個完整的解決方案。另外,參與整個產(chǎn)品協(xié)同設(shè)計(jì)的人員范圍很廣,從概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)直至于市場人員、銷售人員,這些人都需要同樣的數(shù)據(jù)。如果CAD軟件能用一套集成工具全面解決概念設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、產(chǎn)品真實(shí)效果模擬和動畫仿真等等問題,必將大大提高設(shè)計(jì)速度。
從某種意義上說,方案構(gòu)思設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)中最重要的方面,對設(shè)計(jì)結(jié)果的優(yōu)劣具有決定性影響。因此,對CAD系統(tǒng)而言,不僅要能很好的處理數(shù)據(jù)信息,而且要能處理知識信息。人工智能的一個分支——專家系統(tǒng),為在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)上述非數(shù)值計(jì)算的智能行為提供了有力的手段。專家系統(tǒng)是一個運(yùn)用計(jì)算機(jī)智能程序的系統(tǒng),它具有大量專家水平領(lǐng)域內(nèi)的知識與經(jīng)驗(yàn),通過進(jìn)行推理和判斷,模擬專家解決問題的方法和過程來解決設(shè)計(jì)中的問題。
建立一個工程設(shè)計(jì)類的專家系統(tǒng)一般應(yīng)解決三個問題。
(1)知識的獲取——何將人類專家的知識和推理方法提取出來。
(2)知識的表示——即如何將以取得的知識轉(zhuǎn)化為適當(dāng)?shù)倪壿嫿Y(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)。
(3)知識的利用——即怎樣設(shè)計(jì)推理機(jī)構(gòu),以利用知識去解決問題。
將人工智能技術(shù),特別是專家系統(tǒng)的技術(shù),與傳統(tǒng)CAD技術(shù)結(jié)合起來,形成智能化CAD系統(tǒng),這是CAD系統(tǒng)發(fā)展的必然趨勢。隨著當(dāng)今CAX設(shè)計(jì)系統(tǒng)發(fā)展,產(chǎn)生了以知識驅(qū)動為基礎(chǔ)的工程設(shè)計(jì)新思路,簡稱KBE(KnowledgeBasedEngineering)。如何把知識、技能、經(jīng)驗(yàn)、原理、規(guī)范等結(jié)合到CAX系統(tǒng)中,使得設(shè)計(jì)人員只要輸入工況參數(shù)或工程參數(shù)或應(yīng)用要求,系統(tǒng)就能依據(jù)相關(guān)的知識,自動推理構(gòu)造出符合該特定要求下的數(shù)字化的幾何模型。這正是KBE知識工程要解決的問題。KBE將人工智能技術(shù)(含知識庫、知識規(guī)則、邏輯推理等)與CAX集成系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合在一起,它的重點(diǎn)在于知識的重應(yīng)用,以便最快開發(fā)出優(yōu)質(zhì)、高知識含量的新產(chǎn)品。
EDS是最早將KBE實(shí)用化的公司,它第一個推出KDA(KnowledgeDrivenAutomation知識驅(qū)動自動化)這一實(shí)用工具。UGS的KDA是將所有的工程知識,以統(tǒng)一的“規(guī)范”(Rule)形式,來表示工程產(chǎn)品的不同幾何參數(shù)與工程屬性之間的相互關(guān)系。這些工程“規(guī)則”(Rule)都是用知識庫來存放、組織的,在運(yùn)用過程中,KDA系統(tǒng)會自動根據(jù)規(guī)則之間的關(guān)系來計(jì)算其順序。用戶只需輸入、改變工程參數(shù)或添加、修改工程規(guī)則,而無需關(guān)心CAX系統(tǒng)的任何功能,系統(tǒng)就會根據(jù)這些工程規(guī)則來計(jì)算工程參數(shù)對幾何參數(shù)的影響,從而來驅(qū)動最終的幾何造型。可見,所有工程參數(shù)作為屬性被定義在幾何實(shí)體上,可隨時通過修改屬性來顯示產(chǎn)品幾何造型的變化。②
CAD技術(shù)的發(fā)展趨勢就是要進(jìn)行真正的創(chuàng)新設(shè)計(jì),它不再需要先想好要做成什么樣,只要有一個模糊的概念,然后在設(shè)計(jì)的進(jìn)程中不斷把自己的想法表達(dá)出來,再判斷是否正確,并經(jīng)過動態(tài)的修改得出精確的設(shè)計(jì)。
3.結(jié)論
設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)是一個彈性的過程,富有創(chuàng)造性的過程。設(shè)計(jì)沒有唯一的答案。作為產(chǎn)品開發(fā)的源頭與重要環(huán)節(jié),如何合理配置資源,運(yùn)用先進(jìn)手段,使設(shè)計(jì)在產(chǎn)品全生命周期中更好的發(fā)揮自己的作用是我們應(yīng)當(dāng)關(guān)心的問題。并行工程與專家系統(tǒng)在CAD中的運(yùn)用,則可以加強(qiáng)部門間的協(xié)調(diào),提高設(shè)計(jì)效率與成功率,從而達(dá)到增強(qiáng)企業(yè)競爭力的目的。
參考文獻(xiàn)
1.詹友剛、王峰.DFMA面向制造與裝配的設(shè)計(jì)——并行工程的核心技術(shù).計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造,北京:2001
2.莫欣農(nóng).協(xié)同制造工程——現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù).計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造,北京:2001
在化工設(shè)計(jì)中設(shè)備的設(shè)計(jì)安裝問題,是一個必須引起重視的問題。在化工生產(chǎn)之前,設(shè)備的安裝設(shè)計(jì)問題沒有處理好,就會給化工生產(chǎn)帶來不必要的損失。但是在化工工藝設(shè)計(jì)的過程中,設(shè)備的安裝問題往往容易被設(shè)計(jì)者忽視,其實(shí)設(shè)備的安裝設(shè)計(jì)在化工工藝設(shè)計(jì)中起著非常重要的作用。工藝設(shè)計(jì)人員切不可為了跟進(jìn)施工的進(jìn)度而忽視對設(shè)備安裝的設(shè)計(jì),這樣只會因小失大,最終無法保證整個工程的質(zhì)量。因此,在化工工藝設(shè)計(jì)的過程中,設(shè)計(jì)者應(yīng)該將設(shè)備的安裝檢修問題考慮到工藝設(shè)計(jì)中去,以保證化工生產(chǎn)更加高效的進(jìn)行??傊诨すに嚨脑O(shè)計(jì)過程中,設(shè)備的安裝設(shè)計(jì)必須引起設(shè)計(jì)者們的重視。因?yàn)橐坏┰O(shè)備安裝設(shè)計(jì)出現(xiàn)問題,將會影響整個化工生產(chǎn)流程,甚至給整條化工路線后期的維修、生產(chǎn)都帶來影響,從而整個化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。
2對未來化工工藝設(shè)計(jì)的展望
2.1化工工藝設(shè)計(jì)要體現(xiàn)低能耗
在化工生產(chǎn)中,大部分人將能源成本看成是生產(chǎn)總成本中的一個重要組成部分,其實(shí)在實(shí)際生產(chǎn)過程中并非如此。因?yàn)槿藗冎灰鉀Q了基建投資高和能量消耗大這兩個問題,就能有效的提高生產(chǎn)效率,從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)成本的降低。因此,如何降低化工生產(chǎn)過程中的能量消耗和與之相關(guān)的課題研究,才是化工工藝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。例如,將超臨界流體應(yīng)用于一些大型的分離裝置上。通過對當(dāng)前一些資料的分析以及相關(guān)的研究數(shù)據(jù)顯示,一些系統(tǒng)的能源費(fèi)用比一些常用的技術(shù)要低,例如蒸餾、恒溫共沸等。在化工工藝設(shè)計(jì)過程中降低能耗,是一個降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率的有效措施。
2.2化工工業(yè)設(shè)計(jì)要體現(xiàn)低的基建投資
化工工藝是一種密集型產(chǎn)業(yè),一般很少進(jìn)行生產(chǎn)工藝的改革,除非在其化學(xué)研究成果上有重大的突破,能使化學(xué)工藝得到完善與提升,否則只是通過改進(jìn)現(xiàn)有的設(shè)備裝置、擴(kuò)大生產(chǎn)能力等方式來提升生產(chǎn)效益。如通過優(yōu)化工藝過程、減少設(shè)備尺寸等方式實(shí)現(xiàn)低的基建投資。例如,Higee化工工藝設(shè)計(jì),可以應(yīng)用于蒸餾塔的改造,從而有效的提高了蒸餾效果,使得化工生產(chǎn)取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
2.3化工工藝設(shè)計(jì)要體現(xiàn)環(huán)保意識
隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為人們廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)與熱點(diǎn)。在化工生產(chǎn)過程中,通過對原料的回收利用、減少污染源等措施能夠有效的減少化工生產(chǎn)過程中的污染問題。通過化工工藝的設(shè)計(jì)達(dá)到減少環(huán)境污染的目的,就需要解決兩個問題:a、對當(dāng)前的化工生產(chǎn)裝置進(jìn)行擴(kuò)大和升級。b、在化工工藝設(shè)計(jì)自身的基礎(chǔ)上改進(jìn)生產(chǎn)裝置。例如,在產(chǎn)品分離的過程中,提高產(chǎn)品的分離效果,這樣就可以減少廢料的排放,提高對環(huán)境的保護(hù)。還可以通過改進(jìn)工藝設(shè)計(jì),提高化學(xué)反應(yīng)速率或者產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化率,提高原料的利用率。
3結(jié)束語