设计制造一体化

设计制造一体化（共12篇）

设计制造一体化 篇1

我国高等级公路建设正处于前所未有的高速发展时期, 如何加快测设速度, 缩短设计周期、提高设计质量是公路设计人员所面临的重要任务。利用航测数据与路线CAD相结合, 形成数据采集与处理、路线设计的一体化设计, 可降低设计费用, 缩短设计周期, 还特别有利于路线多方案比选和优化设计, 对提高公路设计质量和建设效益具有重要意义。再采用三维动画设计软件对模型进行三维道路与地面模型进行渲染, 模拟整条道路及周围整个环境来展示道路设计成果, 能更直观地反映公路的线型、平纵横各要素以及三者间的组合的合理性等, 在一定程度上弥补了静止画面的不足之处。声音与动画同步播放, 生动细致, 让观众感觉自己正驾着车身临其境于该道路之上, 及时感知视距, 转弯半径等是否合理, 再通过反馈给设计人员, 作出调整, 如此反复, 直至道路各项指标设置合理这样能避免竣工后返工, 节省了工程造价也提高了道路的安全性。

1 路线设计一体化

路线设计一体化总体流程图如图1所示[1]。

1.1 地形数据采集及预处理

1.1.1 地形数据采集

公路设计原始地形数据的来源一般有三种方法:采用航测方法从航摄照片上获得数据;已有大比例尺地形图的数字化;野外实测采集地形数据。航测为比较先进可靠的方法, 利用航测方法采集数据能直观地观察地表形态, 工作环境好, 可以随意和方便地控制地形点的分布和密度, 而且把繁重的外业工作变成室内作业, 节省人力、物力、不但可以大幅度降低劳动强度, 提高工效, 所采用的地形信息可靠、精度高, 保证了数据采集的质量, 是目前最理想、最有前途的地形数据采集方法。

1.1.2 地形数据预处理

数据预处理是将采集得到的数据格式各异的原始地形数据, 转换成有统一的坐标系、统一的数据格式与编码形式的地形数据, 同时经过旋转、平移变换, 使数模方向与路线走向大致相同, 并进行查错、改错以及数据压缩的处理, 以处理成可供数模直接调用的数模原始数据文件。

经过预处理的地形数据存储的格式可以是文本文件格式、解析测图仪文本格式、AutoCAD图形文件格式、格网列阵文件格式等。

1.2 建立三角网数字地面模型

DTM[1] (Digital Terrain Models) 即数字地面模型, 它是地形起伏的数字表达, 它由对地形表面取样所得到的一组点的x、y、z坐标数据和一套对地面提供连续的描述的算法组成。DTM有鱼骨式、散点式、 (方) 格网式和三角网式等几种形式。

三角网数模的构建方法有径向扫描法、狄洛尼 (Delaunay) 三角法、自动联接三角网法等。在所有可能的三角网中, 狄洛尼 (Delaunay) 三角网在地形拟合方面表现最为出色, 实践也证明用小的三角形拟合地形表面能满足工程实际需要, 尤其是在离散地形点较密集从而三角形较小的情况下, 故可对离散点数据采用Delaunay三角剖分来建立数模。

建立了三角网地面模型, 就可以利用它来生成等高线图, 在道路等级及其他主要技术标准已确定情况下进行路线平面设计, 生成路线中桩逐桩坐标以及切线方位角。

1.3 路线纵、横断面地面线内插

路线纵、横断面地面线内插是为了在路线平面设计的基础上, 求得沿路线各横断面上各点的地面坐标和高程, 以便进行下一步的纵断面拉坡以及横断面设计, 这相对传统的方法, 即从平面等高线图上直接读取数据有不可比拟的优势。

由于三角网数模是采用点、线、面结构表示各三角形的顶点、边及相邻三角形之间相互关系的数据结构, 一旦由路线中桩坐标确定了其所处的三角形, 便可根据其边信息快速调出相邻三角形进行高程内插, 求得横断面上各点的地面坐标和高程, 而不需要再进行数据检索和查找, 大大提高了内插速度。

在路线平面设计及内插地面线的基础上, 就可以进行路线初步设计的其他部分, 包括路线纵、横断面设计, 路基设计、路基边坡稳定性分析、路面设计、排水设计、涵洞设计、挡墙设计等等。

1.4 三维道路模型生成及与地面模型叠加

1.4.1 三维道路模型生成

三维道路模型[3]的生成采用带约束条件的三角网模型。在设计线中, 每个不规则三角形代表的平面可以代表三角形所覆盖的区域, 那么在整个设计线的整个平面可以由一系列相互联接的相邻不规则三角形组成。依据平、纵、横设计, 可以计算出横断面各角点的三维空间坐标, 将相邻对应角点联成三角网模型, 同时在构建三角网模型的过程中, 还要考虑影响线的因素, 纵向的路中线、路面边缘线、坡脚线等, 法向的横断面设计线的水平投影。因此, 必须顾及约束条件的三角网模型。

1.4.2 三维道路模型与数字地面模型的叠加

采用约束Delaunay三角化重建方法[2], 这种方法能实现道路模型整体性以及道路模型与地形模型的无缝拼接。首先利用横断面设计成果构造出整个路线范围的边界线, 然后将边界线作为特征线嵌入到地形表面模型中, 并清除边界线所围范围内的地形三角网, 最后叠加上路线模型, 这样就保证了两个模型在交线处能精密联接。这种拼合方法使原本需要分段、分情况 (填方或挖方) 进行的数据之间复杂的交、并、差运算, 转化为路线全线一次性进行的简单的求并运算, 计算过程大为简化, 易于理解和实现。

由三维表面模型绘制等高线, 由此可得到带有等高线的各种视图, 以便更好地分析和评价线形设计质量。例如视距检查、路面排水情况分析以及平纵横组合是否合理。

2 道路三维渲染设计

把三维道路模型与地面模型叠加成的DWG文件导入到3Dmax软件环境中, 再进行详细的动画制作。整个渲染的过程主要完成以下四方面的任务:透视变换, 从各个角度观察路线模型;消隐处理, 在当前视点下, 对不可见面进行消隐处理;光照模型, 获得观察者可见面元二维影像的明暗值, 从而显示形成模型的渲染图;纹理映射, 将任意的平面图形和图像覆盖在物体表面, 形成真实的色彩花纹[4]。

简要的设计过程如下:

如图4, 视频模拟出汽车行使时驾驶员的动态视觉映像, 如舒适感、美感、疲劳感和安全感等, 从而使路线设计由静态设计转换为动态设计, 显著提高设计质量与设计效率。

3 结语

本文研究的路线设计一体化及三维渲染设计的方法与过程, 相对传统的道路设计方法有不可比拟的优势, 现在已部分用于实际中, 且随着道路CAD研究成果以及计算机三维设计领域的发展, 路线设计一体化及三维设计将被更为广泛地应用, 也将促进其进一步研究与探讨。

参考文献

[1]符锌砂.公路计算机辅助设计.北京:人民交通出版社, 1998

[2]符锌砂.公路实时三维可视化系统构架.中国公路学报, 2007;11 (6) :33—33

[3]唐凌, 彭仪普.基于GIS面向对象道路模型在道路设计中的运用.企业技术开发, 2007;7 (7) :40—40

[4]邹兴平, 吴波.公路三维视景仿真研究.交通与计算机, 2004;3:19—20

设计制造一体化 篇2

姓名：李静学号：3166107813

专业：14机械（机电）1班

时间转瞬即逝，大学生活在不知不觉中已经度过了3/8，自己早已不是刚进大学校园的那个茫然的自己，对自己的未来的路，或多或少的有了一个较为清晰地脉络。在这一年半的时间里，我从农业机械化及其自动化专业转到现在的专业，正是因为机械设计制造及其自动化专业能够更加对机械知识有着更加深入的了解以及研究。能够让我在机械工程师的路上走的更远，这也就是很多人问我为什么要专业，而且还是在这么相近的机械专业。

在课堂上，我听到老师的我们专业一下专业知识的介绍，以及专业前沿的一些研究邻域还有专业未来的就业方向研究方向。随着现代技术的发展，人们的生活水平越来越高，对生活的质量要求也日益增加，智能化产品在生活中应用越来越广泛，也就是说人们的生活离不开智能化，比如现在的智能家具，等等。而机电一体化正是实现智能化的基础，只有机械，电子学及信息科学的融合，才能制造出智能简单的符合现代人们需求的产品，提高人们生活水平。

什么是机电一体化？对于我这个转专业的来说，还是从书上得到答案的。机电一体化是以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。早期的机电一体化就像其字面所表述的那样，主要强调机械与电子的结合，即将电子技术“溶入”到机械技术中而形成新的技术与产品。随着机电一体化技术的发展，以计算机技术、通信技术和控制技术为特征的信息技术（即所谓的“3C”技术：Computer、Communication和 Control Technology）“渗透”到机械技术中，丰富了机电一体化的含义，现代的机电一体化不仅仅指机械、电子与信息技术的结合，还包括光（光学）机电一体化、机电气（气压）一体化、机电液（液压）一体化、机电仪（仪器仪表）一体化等。机电一体化表达了技术之间相互结合的学术思想，强调各种技术在机电产品中的相互协调，以达到系统总体最优。换句话说，机电一体化是多种技术学科有机结合的产物，而不是它们的简单叠加。

从概念的外延来看，机电一体化包括机电一体化技术和机电一体化产品两个方面。机电一体化技术是从系统工程的观出发，将机械、电子和信息等有关技术有机结合起来，以实现系统或产品整体最优的综合性技术。机电一体化产品有时也称为机电一体化系统，它们是两个相近的概念，通常机电一体化产品指独立存在的机电结合产品，而机电一体化系统主要指依附于主产品的部件系统，这样的系统实际上也是机电一体化产品。机电一体化产品是由机械系统（或部件）与电子系统（或部件）及信息处理单元（硬件和软件）有机结合、而赋予了新功能和新性能的高科技产品。由于在机械本体中“溶入”了电子技术和信息技术，与纯粹的机械产品相比，机电一体化产品的性能得到了根本的提高，具有满足人们使用要求的最佳功能。最好能够达到智能化。

现实生活中的机电一体化产品比比皆是。我们日常生活中使用的全自动洗衣机、空调等都是典型的机电一体化产品；在机械制造领域，数控机床、工业机器人、及全自动仓储，也是典型的机电一体化产品；而汽车更是机电一体化技术成功应用的典范，目前汽车上成功应用和正在开发的机电一体化系统达数十种之多，特别是发动机电子控制系统、汽车防抱死制动系统、全主动和半主动悬架等机电一体化系统在汽车上的应用，使得现代汽车的乘坐舒适性、行驶安全性及环保性能都得到了很大的改善；在农业工程领域，机电一体化技术也在一定范围内得到了应用，如拖拉机自动驾驶系统、悬挂式农具的自动调节系统、温室环境自动控制系统等。

随着科学技术的发展，机电一体化具有以下的发展趋势。智能化。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。光机电一体化。一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。微型化。近十余年来，微机电系统,作为机电一体化技术的新尖端分支而倍受重视,泛指几何尺寸不超过1cm的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，发展难点在于微机械并不是简单地将大尺寸的机械按比例缩小，由于结构的微型化，在材料、机构设计、摩擦特性、加工方法、测试与定位及驱动方式等方面都产生了一些特殊问题。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。绿色化。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。工业的发展使得资源减少，生态环境受到严重污染。绿色化成了时代的趋势，产品的绿色化更成了适应未来发展的一大特色。进入21世纪，机电一体化技术产品的使命是要能提供一种高性能、高原料利用率、低能耗、低污染、环境舒适和可回收的智能化机产品，即提供一种能满足可持续性发展的绿色产品。

论机电一体化设计 篇3

【关键词】机电一体化设计；PLC提升机；电控技术

1.机电一体化技术在矿山机械应用中的作用分析

1.1电子控制系统实现机械自检

对于机电一体化来说，它可以有效的进行对于机械设备的自我检测，这也成为了它一个十分突出的优势。因为它在一定程度上为相关的工程机械的运行提供了一个动态化的监控模式，并且基于此能够更为合理的对工程机械进行操作。除此之外，对于工程之中可能会出现的问题以及事故能够提前预知并采取合理有效的措施予以解决。电子控制系统有一个十分突出的功能，那就是当设备运行时，可以对其各个部分进行有效的动态监控，这些部分主要包括发动机、传动系统、液压系统以及相应的电子系统。这一监控系统主要存在两个组成部分，分别是监控和信息处理系统以及相应的报警系统。

1.2机电一体化的应用提高了作业的精度

随着我国经济的迅速发展以及科学技术水平的进步，矿采产业的等级也随之上升，这就给矿采的质量提出了更高的要求。所以对于施工工艺的实施如果还只是停留在人为操作之上是不能适应其发展的，不仅如此，如果只是利用相关的仪器对其进行检测的话，需要多次反复检测，这就带来了相当大的工作量，对于人力以及物力也有着较大的消耗。因此，实现对于作业精度以及检测及时性的提高势在必行。而机电一体化可以进行对于这些问题的有效解决，适应了发展的需要。首先，机电一体技术能够实现对于作业模式的设定，使之形成一定的作业顺序以及作业标准，并具有一定的固定性。这样一来，就可以对矿采作业的精确程度进行一定程度的保证。不仅如此，因为相关的机械自动作业能够同参数的调整来实现对于施工精度的提高，而对于精度的设定过程是开放的，这样一来，就能够进行高精度持续作业的实现。

1.3机电一体化可以降低作业的能源消耗

传统的施工操作中，进行对于工作输出功率的调整都是人为的。但是这种调整往往过于僵化，且精确程度不高。它仅仅是做出简单的换挡以及变换转速的操作，这为进行对于能源消耗的控制制造了很大的麻烦，受到的制约较多。面对这种情况，一些厂商采取的措施是：引入相应的电子控制技术，并基于此实现对于挖掘机工作效率的有效降低，这样一来，在工作中就在很大程度上提高了燃油使用的效率。因此，机电一体化能够在很大程度上实现对于能源消耗的降低以及工作效率的提高，且效果明显。

2.基于PLC技术的矿井交流提升机电控系统

2.1电路组成结构

对于基于PLC技术的矿井交流提升机电控系统而言，其电路主要是由5部分组成的，分别是高压主电路、主控PLC电路、提升行程检测与显示电路、提升速度检测以及提升信号电路，其中，高压主电路包含了高压换向器、电动机、启动柜、动力制动电源等。

2.2系统的工作过程

首先，是由井口或者井底通过信号通信电路对开车信号进行发出，这样一来，就具备了相应的开车条件。然后由司机将制动手柄向前推离紧闸位置。主电动机松闸。司机将主令控制器的操作手柄推向正向（或反向）极端位置，这样一来，主控PLC通过对高压换向器进行一定程度上的程序控制而首先得电，同时将高压信号送入到主电动机的定子绕组之中，主电动机接入全部转子电阻启动，然后再对8段电阻进行依次切除，这样就能够对自动加速进行有效的实现。交流提升机在运行的过程当中，当主动机转动时，旋转编码器也随之进行一定程度上的转动，并输出2列a/b相脉冲，然后再将之接入到主控PLC的高速计数器HSC0的a/b相脉冲输入端，由主控PLC根据a/b脉冲的相位关系。这样一来，就可以对提升行程进行一定程度的计算，并将之有效显示出来。

3.PLC在提升机运行过程中的重要环节

在PLC提升机运行过程当中，存在着一些重要环节，对于这些重要环节要加强注意，下面对其进行简要阐述。

①安全回路通过连锁功能能够对提升机运行的安全性与可靠性进行一定程度的提升。一旦出现不正常的工作状态，PLC就会输出断电信号，从而使得安全回路运行的指示灯熄灭，这样一来，提升机就会进行相应的安全制动。对于安全回路而言，它是由多个触点与开关共同完成安全保护工作的，主要有主令控制器手柄零位连锁触电、工作闸制动手柄连锁触点、测速回路断线监视继电器KV的动合触点、过速保护继电器动合触点、常速保护继电器动合触点、高压油过压辅助动合触点、制动油过压输出动断触点、过卷开关松绳保护开关、闸瓦磨损保护开关、调绳开关调绳闭锁贿赂触电等触电、元件等。

②开车前的准备条件：在开车之前，需要满足相应的准备条件，才能进行开车。首先，要将制动手柄至全抱闸位置，并使得主令控制器处于中间位置，即接通状态。同时，主回路和辅助回路送电。

③停车：当达到停车点之时，换向开关就会被撞开，使得工作闸继电器处于断电状态，并对工作制动进行有效的自动实现。除此之外，对于提升机的控制而言，只能选择反向运转，这样一来，就能够对自动换向进行有效实现。

【参考文献】

[1]殷际英.光机电一体化实用技术[M].北京：化学工业出版社，2003.

[2]芮延年.机电一体化系统设计[M].北京：机械工业出版社，2004.

设计制造一体化 篇4

1.1 应用现状

公司产品的特点是大型、单件或小批量、多品种,产品结构复杂;生产周期长,边设计边生产;外购件、外协件多,齐套难控制。计划编制工作量大,项目进度跟踪困难。

PDM系统为鼎捷Dyna PDM 2012,包含物料管理、图纸管理、项目管理、工艺管理、CAD集成等模块。PDM和ERP通过中间数据库进行集成:存货档案和物料清单(BOM)在PDM里创建后,导入到ERP中。为不影响设计效率,物料编码的创建无审核机制,所有研发人员均可创建新物料编码,容易造成物料编码重复,导致一物多码的情况发生。PDM中创建的BOM为设计BOM,非工艺BOM,其中不包含工艺工序及工时,系统无法对工时进行统计。工艺工序的分解及工时的判定,在各个车间及班组完成。工艺部门对较为复杂的工艺进行指导和后补工艺指导书。

ERP系统实施于2007年底,版本为用友U872,包含财务会计、供应链模块。ERP系统版本较旧,功能落后,且缺少生产管理模块及成本管理模块。车间管理为线下通过EXCEL手工管理,工作量大,效率低,不便于成本控制及核算,也无法通过系统对车间进行管理。

1.2需求分析

加强管理,杜绝一物多码的情况发生。通过ERP平台升级及模块的增加,实现对车间的管理,推动成本控制。增加CAPP系统,使PDM和ERP系统更好地结合,实现基于项目驱动的设计制造一体化,并对高层决策提供有效的数据支撑。

2 系统总体方案设计

1)完善编码管理规定,建立公司级物料编码体系:增加物料编码审核机制,所有物料编码的创建均由专人统一审核,从数据源头上确保物料的一物一码,一件一号。

2) 在PDM系统中,严格项目管理和标准任务的建立,对设计进度和内容,设计人员任务工作量进行管理和跟踪,分析和评估。

3) 通过PDM系统提交设计成果和及时进行设计变更,实行集中打印和下发,保证设计文档和成果的准确性和完整性;同时可以提高对设计成果(BOM) 的重复利用率。

4)升级U8管理平台:将U8平台升级至最新的U8+ V12.0,并增加生产管理模块、成本管理模块。

5)升级研发管理平台:导入CAPP软件,CAPP与PDM整合。

PDM系统中产生的设计BOM直接应用,对计划和生产缺少很多信息,尤其是基于工艺要求的调整,目前工艺BOM由车间人员完成。计划通过CAPP软件,即完成了工艺BOM的转换又减轻车间人员的工作。

CAPP系统整体框架及流程:

CAPP与PDM及ERP集成:

2.1方案中公司主要业务流描述

2.1.1销售到收款

1)模拟报价:可以利用历史的数据对项目进行快速的报价,做出快速反应,前提是做好现有产品的成本核算。

2)销售跟单:销售部门能够了解项目在内部的计划及进度,以便及时向客户反馈交付周期

3)售后管理(质量追溯):维修订单的管理、备件的管理、历史生产BOM的追溯,方便了解当时的生产信息后及时提供维修件,提高客户满意度

4)客户关系管理(CRM):通过营销管理对客户的全生命周期进行管控,同时提供便捷的CRM管理系统,通过简单易用的移动技术,实时的关注每一个用户及每一个潜在商机的跟踪情况,让企业更好的管理和关怀潜在客户及老用户。

2.1.2研发到生产(边设计边生成)

1)设计BOM到工艺BOM的管理:通过CAPP软件,即完成设计BOM到工艺BOM的转换。

2)标准件及非标件的管理:由于公司按照项目接单,生产模式为边设计边生产,从物料的管理和领用上部分物料存在较大难度,建议尽量按照不同物料的特性进行区别管理,责任到不同的管理口径,如部分非标件无法确认用量的通过倒冲或者实际用料。

3)变更管理:系统中的变更要根据物料的特性和变更的特性采用不同的变更管理流程,减少由于变更影响计划和生成。

2.1.3计划到资源

1)基于项目的计划管理:根据销售订单安排计划和资源。基于MRP的自动运算,产生生产计划、采购计划和委外计划来指导内部资源计划并协调资源工作,核减库存。公司库存积压量越大,资金压力也就越大,严重时有可能导致公司的资金链断裂;同时,库存量的大小也体现一个公司的管理水平。一个企业若想要保持较高的盈利能力,就应当十分重视存货的管理,基于MRP运算,通过系统来核减库存显得尤为重要。

2)基于预投的计划管理(包括关键零部件):根据预测订单安排计划和资源。通过MRP自动运算,产生生产计划、采购计划和委外计划来指导内部资源计划并协调资源工作,核减库存。

3)销售订单的跟踪:通过计划来打通销售和生产、采购、计划的关系,实现销售端进行订单的跟踪管理。

4)前置管理条件:计划的准确性来源于库存信息和BOM信息的相对准确,同时对各计划的参数合理化的维护。

2.1.4采购到付款

1)采购计划的下达:目前计划由计划管理室编制形成共享文件,由采购人员在共享文件中注明采购负责人后,分别分配给相关人员进行采购。后续MRP基于销售订单或预投订单产生采购需求计划,同时采购人员责任人自动带出,由负责人把计划转成物料请购单,并进行相关流程操作。

2)委外管理:委外管理可以通过用友的模块来实现相关管理流程。

3)付款审批:通过ERP单据的付款审批,提高工作效率。

2.1.5生产到成本

1)生产工单级别的管理:通过计划下达生产工单,替代目前的限额领料单模式,实现基于生产订单的齐套管理,可以对BOM基于计划内和计划外的领料管控,跟踪项目的生产进度

2)项目成本的核算:通过生产订单归集更准确的归集生产成本,并基于用友的成本模块功能提高核算效率,为公司领导提供准确的项目成本核算报告。

3总结

机电一体化转台设计 篇5

一维转台设计说明书

目 录

课程设计的目的1 《机电一体化》设计任务及设计参数1

一、系统总体改造方案的确定2

二、工作台旋转机械部分的改进2

三、工作台升降机械部分改进6

四、最佳方案8

五、其他机械部分改进8

六、控制部分方案设计11 小

结14 参考文献14

设计过程

课程设计的目的

1）学习机电一体化系统总体设计方案拟定、分析与比较的方法。

2）通过对机械系统的设计掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算方法与选用原则。齿轮同步带减速装置、蜗杆副、滚珠丝杠螺母副、直线滚动导轨副等。

3）通过对进给伺服系统的设计，掌握常用伺服电动机的工作原理、计算选择方法与控制驱动方式，学会选用典型的位移速度传感器；如交流、步进伺服进给系统，增量式旋转编码器，直线光栅等。

4）通过对控制系统的设计，掌握一些典型硬件电路的设计方法和控制软件的设计思路；如控制系统选用原则、CPU选择、存储器扩展、I/O接口扩展、A/D与D/A配置、键盘与显示电路设计等，以及控制系统的管理软件、伺服电机的控制软件等。

5）培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并初步树立“系统设计”的思路。6）锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料以及撰写科技论文的能力。

设计参数

设计名称

转台的机电一体化设计。

设计任务 机械部分

说明该机构的工作原理、传动支撑方式、导向方式、预紧方式等；若有必要，可在提供的CAD图中按自己认为合理的方式进行修改。设计限位装置（如接近开关的安装支座）控制部分

该装置由两台异步电动机驱动，其中一台电机控制工作台在90度范围内往复旋转，另一台电机控制工作台上的托辊转动，完成工件输入、停止和输出的动作。要求用继电器接触器控制系统、或PLC、或单片机完成上述动作的控制。

提交的设计文件 设计说明书（A4）。相关电气参数 3.1电机

Y系列(IP44)小型三相异步电动机技术数据(380V、50Hz).型号:

Y801-2

额定功率/kW:

0.75

铁心长度/mm:

气隙长度/mm:

0.3

定子外径/mm:

120

定子内径/mm:

定子线规nc-dc:

1-0.63

每槽线数:

并联支路数:

绕组型式:

单层交叉

节距:

1～9/2～10/18～11

槽数Z1/Z2:

18/16

转动惯量/(kg·m^2):

0.00075

质量/kg:

PLC(参考)FX2N-32MR-001 电源电压220V AC 输出电压 220V AC

一、系统总体改造方案的确定

我这次课程设计主要针对旋转工作台机械部分的改造。将原方案中的由原来的通过电机带动涡轮蜗杆转动是工作台旋转，由液压缸伸缩控制工作台升降；改成由液压缸升降工作台使与工作台固定的轴在特制的套筒按一定的轨迹移动，已达到旋转特定角度且上升到指定高度的目的；工作台上升高度可以通过手动控制液压缸的电磁阀控制。这样不仅简化了转台整体结构，降低加工制造成本，而且提高了旋转角度的定位精度。

工作台传送工件由电机通过减速器和联轴器带动限力式辊轴的转动，辊轴间通过链条连接，已达到传送工件的目的，而工件的位置则由挡板控制。

二、工作台旋转机械部分的改进

1、原方案（图一）

图一

该方案的工作过程：电动机正转经联轴器带动蜗杆涡轮使工作转台旋转，当转到后，电动机停转，电动机反转时，工作转台回到原来的位置。分析不合理处：

A、该方案中采用三相异步电动机不合理。在工作中电机需频繁启动，很容易使电机损坏。

B、电动机与蜗杆直接用联轴器连接不合理。首先，三相异步电机转速都较快，而转台只需转半圈，则需要较大传动比的涡轮蜗杆，结构过大，明显不适合用在此处。其次，若工作过程中发生卡死故障，由于电动机与蜗杆直接用联轴器连接，很可能导致烧坏电机并且有可能引发安全事故。

C、轴承端没有挡油环，不利于润滑 改进方案

（1）针对A处改进方案 槽轮机构

该方案与方案一的类似，不同之处为联轴器后面加上了一个槽轮机构（图三），由槽轮带动涡轮蜗杆转动，从而转动工作台。其工作原理为拨销盘以不变的转速旋转，拨销转过2时，槽轮转过相邻两槽间的夹角为2，在拨销转过其余的部分时，即2（），槽轮静止不动，直到拨销进入下一个槽内，又重复以上循环，这样就将拨销盘的连续运动变为槽轮的间歇运动。

图二

图三 槽轮传动机构分析：

采用槽轮机构具有结构简单，转速迅速，从动件能在较短的时间内转过的较大的角度，传动效率高，槽轮单位时间内与静止时间比值相等，由于槽轮的角速度不是常数，转速的开始和结束有一定大小的速度，从而产生了冲击，采用锁紧弧和定位弧定位，其定位精度不是很高，与方案一相比，避免了电机的频繁启动，直选首先设置好时间节拍即可，保护了电机的及电路，降低了事故发生的频率。将三相异步电机换成液压马达，因为液压马达时将液压转换成机械能，不会因频繁启动而烧坏。

在电机与联轴器间增加一个离合器，当工作台达到指定位置时，松开离合器。而电机可以连续工作。

蜗形凸轮传动机构

蜗形凸轮传动机构

（

1、转盘

2、滚子

3、蜗形凸轮）

图四、针对B处改进方案

①对于速度较快问题，可以在电机和联轴器之间加上减速器，降低输入轴速度。

②而为防止卡死时电机损坏，我们可以将刚性销连接改成安全销连接，其结构如下图。原理当输出轴扭矩过大时，安全销会自动切断，已达到保护电机的效果。还可以在电动机后加一个带传动机构，当发生卡死时，带轮会出现打滑。

原方案

改进后

对比分析：

与前两种方案相比，只是在联轴器的后面加上一个蜗形凸轮传动机构，就能得到如下特点：（1）能得到任意转位时间和静止时间之比，其工作时间系数K比槽轮机构小；（2）能实现转盘所要求的各种运动规律;(3)与槽轮机构相比，能够用于工作位数较多的设备上，而且不需要加入其它的传动机构；（4）在一般情况下，凸轮棱边的定位精度已满足要求，而不需要其它定位装置；（5）有足够的刚度和韧性、装拆方便；而不足之处为成本较高，与前两种方案相比，造价是最昂贵的，其效果也是最好的，避免了电机的频繁启停，保护了电路和电机，更加安全可靠。

三、工作台升降机械部分改进

1、原方案（图七）

图七

工作原理：

液压缸工作使工作台上升，直至超过挡板后，电动机的启动带动涡轮蜗杆，使工作台旋转，该方案用液压缸与驱动工作台上升，太复杂且液压缸精度要求高，造价昂贵，工作效率不高，耗能大，转动部分采用电动机带动涡轮蜗杆，从而使工作台旋转，较复杂且涡轮蜗杆造价高，不经济。

2、改进方案一的设计（图八）

图八

本方案的工作原理：

液压缸工作使杆支撑工作太上升，到曲槽刚好到达工作台高于挡板，杆沿曲槽上升旋转到曲槽顶时，刚好旋转。与原方案相比：

都用了液压缸，但缺少了电动机带动涡轮蜗杆使工作台旋转，用曲槽代替，结构简单，节约成本，相比第一种方案好。

改进方案二设计（图九）

此方案的工作原理：丝杆轴的旋转可使其在水平方向的移动，使支撑杆伸张和收缩，从而使工作台的上下移动。

图九

方案比较：

与前两种方案相比较，用丝杆代替液压缸，结构简单，节约成本，操作方便。综合考虑：

第三种方案最经济，前两种方案都用了液压缸，第二种方案比第一种方案好，液压缸精度高，但效率很低，成本不经济。第三种方案升降部分用丝杆轴的旋转，旋转部分用电机带动涡轮蜗杆，从而地使工作台旋转，没方案二的旋转部分经济，但整体考虑，方案三比方案二更好。

四、最佳方案

将工作台的旋转和升降设计成由一个系统控制如图，工作原理：当液压缸上升时，工作台带动轴上升，而轴由于被限制在套筒中，只能按照套筒上所开的槽的轨迹移动。套筒上的槽形轨道是螺旋上升且只旋转90度。这样不仅简化了系统结构，减少成本；而且满足旋转精度。

五、其他机械部分改进

1、润滑密封

原方案中轴的轴承部分（图十）

图十

分析：

该方案轴承的下端没有挡油环，故润滑脂很容易漏出来，且会有杂质进入润滑脂中影响软化效果。

改进后的方案（图十一）

图十一

对比分析：

改进后，下端面加挡油环，润滑时将润滑油滴入轴承，影响轴承的运转和寿命，左端增加了一个隙缝密封，在密封隙里加入润滑脂，在提高密封效果的同时防止了杂质进入轴承，以免损坏轴承。

2、导轨部分（图十二）

图十二

分析：

该方案沟槽内部不方便能润滑，且旋转是摩擦较大。加工业不经济，所以得改进。改进后的方案（图十三）

图十三

分析对比：

与原方案相比，导轨槽位V型槽，可储存润滑剂，加工方便，结构简单，加工成本低，降低了摩擦阻力，方向精度高，对温度变化不敏感，工艺性好。升降导轨的设计

考虑到工作台是竖直方向移动，所以，选用闭式矩形导轨或燕尾槽式导轨，由于这里对导向精度没有较高要求，我这里选择闭式矩形导轨如图

闭式矩形导轨

传送部分机械改进

原方案

有三相异步电动机通过减速机构再带动辊筒转动，使工件达到指定位置，有挡板定位。如图

这个方案中有挡板定位不够精确，并且会对挡板产生较大冲击力，当工件到达挡板后电机还会转动，使辊筒与工件之间则会产生较大摩擦力。改进方案

将辊筒用限力式辊筒，当工件到达挡板后，电机转动但辊筒外表面不会转动。

六、控制部分方案设计 工件传送控制

工件传送只需控制电机正反转即可，采用接触器联锁的正反转控制。控制原理：

当按下正转启动按钮SB1后，电源相通过热继电器FR的动断接点、停止按钮SB3的动断接点、正转启动按钮SB1的动合接点、反转交流接触器KM2的常闭辅助触头、正转交流接触器线圈KM1，使正转接触器KM1带电而动作，其主触头闭合使电动机正向转动运行，并通过接触器KM1的常开辅助触头自保持运行。反转启动过程与上面相似，只是接触器KM2动作后，调换了两根电源线U、W相（即改变电源相序），从而达到反转目的。

互锁原理 ：

接触器KM1和KM2的主触头决不允许同时闭合，否则造成两相电源短路事故。为了保证一个接触器得电动作时，另一个接触器不能得电动作，以避免电源的相间短路，就在正转控制电路中串接了反转接触器KM2的常闭辅助触头，而在反转控制电路中串接了正转接触器KM1的常闭辅助触头。当接触器KM1得电动作时，串在反转控制电路中的KM1的常闭触头分断，切断了反转控制电路，保证了KM1主触头闭合时，KM2的主触头不能闭合。同样，当接触器KM2得电动作时，KM2的常闭触头分断，切断了正转控制电路，可靠地避免了两相电源短路事故的发生。这种在一个接触器得电动作时，通过其常闭辅助触头使另一个接触器不能得电动作的作用叫联锁（或互锁）。实现联锁作用的常闭触头称为联锁触头（或互锁触头）。工作台升降和旋转控制

工作台升降和旋转采用三位四通电磁阀控制液压回路，如图

工作原理：

当有压力油进入时，回油路的单向阀被打开，压力油进入工作液压缸。但当三位四通电磁换向阀（Y型）处于中位或液压泵停止供油时，两个液控单向阀把工作液压缸内的油液密封在里面，使液压缸停止在该位置上被锁住。（如果工作液压缸和液控单向阀都具有良好的密封性能，即使在外力作用下，回路也能使执行元件保持长期锁紧状态）。

在图示位置时，由于Y型三位四通电磁换向阀处于中位，A、B、T口连通，P口不向工作液压缸供油，保持压力，缸两腔连通。此时，液压泵输出油液经溢流阀流回油箱，因无控制油液作用，液控单向阀A，B关闭，液压缸两腔均不能进排油，于是，活塞被双向锁紧。要使活塞向上运动，则需使换向阀1DT通电，左位接入系统，压力油经液控单向阀A进入液压缸，同时也进入液控单向阀B的控制油口K，打开阀B，使液压缸右腔回油经阀B及换向阀流回油箱，同时工作液压缸活塞向右运动。当换向阀右位接通，液控单向阀B开启，压力油打开阀A的控制口K，工作液压缸向下行，回油经阀A和换向阀T口流回油箱。

当工件在工作台上定位后，液压缸上升带动工作台旋转上升，当转到90度后，可以通过液压缸控制工作台高度。工件加工完后，液压缸回油带动工作台下降且旋转。

全自动控制方案

在按加工需要工作台首尾两端各安装一个传感器脉冲开关SB1、SB2和导轨上下各安装一个传感器脉冲开关SB3、SB4，且每个开关均有手动控制装置。用PLC控制，其接线图如图

图中接触器KM1控制电机正转；接触器KM2控制电机反转；接触器KM3控制三位四通电磁阀左位得电，即液压缸上升；接触器KM4控制三位四通电磁阀右位得电，即液压缸下降。

工作原理：

按下启动按钮SB1，线圈KM1得电，KM1主触头闭合，电机正转；当工件接触到工作台尾端传感器，SB2闭合，延时1秒，线圈KM2得电，KM2主触头闭合，电磁阀左位得电，液压缸上升；当导轨滑块接触导轨上端传感器，SB3闭合，延时50秒，等待工件加工后，线圈KM3得电，KM3主触头闭合，电磁阀右位得电，液压缸下降；当导轨滑块接触导轨下端传感器，SB4闭合，延时一秒，线圈KM4得电，KM4主触头闭合，电机反转；当工件接触到工作台首端传感器，SB5闭合，延时5秒，返回前面操作。其梯形图如图

小 结

在设计的过程中，我深刻地体会到机电一体化系统的设计，是多学科的交叉与综合，涉及了大学课程里的大部分知识，是对过去所学知识的一次复习、巩固和实际的操作，强化训练了我们的学科融合的思维能力，进一步加强了我们对机电一体化系统设计技术总体思想，初步了解到了设计一个机电一体化系统的方法，培养了一个机电工程师应具备的思维能力。在设计中我学到了很多从书本上无法体会的东西。学习实践技能得到明显的提高，使自己的综合能力得到进一步的提高，从而为自己毕业后更快地适应社会工作打下良好的基础。但我们还需要在实践中不断的学习，提高，掌握新概念、新技术、将来才能成为机电一体化的复合人才。参考文献

张建民等，机电一体会系统设计（第三版）高等教育出版社，2010

王信义，机电一体化技术手册（第二版）机械工业出版社，2000

机械设计委员会，机械设计手册，机械工业出版社2004

李建勇.机电一体化技术.科学出版社.2004

徐灏.机械设计手册（3）.机械工业出版社,2003

张建民.机电一体化系统设计.北京理工出版社,2004

设计制造一体化 篇6

[关键词] 建筑设计；室内装修设计；一体化

【中图分类号】 TU24 【文献标识码】 A 【文章编号】 1007-4244（2014）02-232-1

对于一个建筑来说，如果建筑设计与室内装修设计脱节严重，势必会带来巨大的资源浪费，这样以来，建筑设计的最终成果即建筑的整体性和完整性就无法得到保证。在国内，内外反差较大的建筑随处可见，很难将建筑整体的完美形象体现出来，很多建筑工程中，往往是土建设计完成甚至工程竣工后才开始跟进室内装修设计，使得室内装修设计者无法通过与建筑设计者的沟通和交流了解原建筑设计意图，建筑设计与室内装修设计严重脱节，这样的脱节不仅会带来人力、财力、物力的浪费，还可能会对环境造成污染。为此，有必要在实践中不断摸索，尽快实现建筑设计与室内装修设计一体化，以设计一体化的模式来指导整个建筑工程项目建设，保证建筑外观和功能的完整性。

一、建筑设计与室内装修设计一体化的可行性与必要性

建筑设计的元素包括建筑结构、地下管线、功能分区、线路分布等，这些元素之间是相互影响、相互制约的，必须将其作为一个整体设计。室内装修设计的要素包括空间要素、色彩要素、光影要素、陈设要素、绿化要素、墙面要素、地面要素等，各个要素都可以作为一个整体来设计，在设计过程中，不仅要考虑要素的特点，还要综合考虑各要素之间的关系，这样设计出来的作品才更具协调性、统一性和包容性。所谓建筑设计与室内装修设计一体化就是对建筑空间进行更为细致的研究，在进行建筑设计的时候，同时跟进室内装修设计，发现建筑设计中不合理的情况，及时修正，将两者结合起来进行统一设计，使建筑设计与室内装修设计更加包容统一，而室内装修设计可充分运用建筑设计埋下的伏笔进行更加具有灵活性和伸缩性的设计。当前，我国建筑设计与室内装修设计严重脱节，为了提高资源利用率，落实节能减排目标，有必要从建筑和室内的生态化、智能化等方面进行考虑，对一体化设计做出更为深入的研究，力争实现建筑设计与室内装修设计的一体化。

二、建筑设计与室内装修设计在实践中的统一性表现

以某住宅别墅为例，在该工程中，受到业主委托，建筑设计与室内装修设计分为两个专业小组进行工作。工程规模不大，别墅面积大约为500m2，总共三层，业主要求将第二层设计成自己的私人住宅，第一层设计为公司活动间，业主还希望室内装修能体现出中国特色风格。在进行现场考察并与业主进行充分沟通后，完成了初步设计，初步设计方案确定后，室内设计师及时跟进室内装修设计。室内装修设计内容比较多，包括室内平面设计、空间组织设计、界面设计、照明设计、室内陈设等，划分的较为细致，需要在考虑业主个人喜好、生活习惯的基础上更加注重室内的空间环境和空间形态，这些涉及的更加具体的问题是建筑设计中没有考虑到的，而室内装修设计则对这些问题做出了更进一步深化和完善。一个成功的室内装修设计对建筑室内完成后的界面有明确定位，使得天花板的造型、灯具的选择和定位、空调的选择和定位、电器和插座电源的定位以及数量等具体工作都落到了实处，这就为电气专业、排水专业设计的顺利实现提供了条件，进而使建筑设计与室内装修设计能够相得益彰。在设计过程中，建筑设计者与室内装修设计者进行了有效沟通和交流，通过了解建筑设计意图以及对建筑设计的合理调动，最终使建筑设计意图在室内装修设计中体现了出来，而建筑设计的初衷在实践中也得到了完美发挥。最终效果也有不满意的地方，但从这个过程中，建筑设计师充分体验到了建筑设计与室内装修设计的统一性，对一体化设计的重要性也有了更为独特的见解和认识，这对于以后一体化设计的实现具有夯实作用。

三、建筑设计与室内装修设计一体化的优越性

实现建筑设计与室内装修设计一体化的同时，一体化设计的优越性也会随之显现，这主要表现在：第一，一体化设计过程中，建筑设计和室内装修设计是分为两个专业小组共同进行的，或是由建筑工程师统筹进行建筑设计和室内装修设计，涉及的各个专业能够实现有机协调和配合，避免了专业或团队不同造成的设计方面的差错，而建筑设计者也可充分把握自己的设计方向和设计理念，并在实践中实现自己的设计意图；第二，建筑设计与室内装修设计的一步到位使各个专业之间更加协调，对于减少施工过程中因专业不协调带来的大面积的改动具有重要作用，最终避免了不必要的资源浪费，保证了建筑质量；第三，一体化设计缩短了周期，优化了资源配置，建筑设计和室内装修设计团队在工作时间上趋于一致，有效避免了不同团队由于施工时间方面的差异带来的噪声污染，对于控制工程造价也具有重要作用。

四、结语

随着时代的发展和科技的进步，人们对居住条件和居住环境提出了更高要求。要实现现代建筑的整体完美，我们就要不断探索，不断创新，积极吸收成功经验，在实践操作中进一步把握建筑设计与室内装修设计的关系，充分将建筑设计与室内装修设计一体化模式运用于实际操作中，使两者相得益彰，进而实现建筑设计的原创性和完整性。相信在不久的将来，我国在建筑设计一体化的发展道路上将会取得瞩目成就。

参考文献：

[1]沈小明.建筑设计和室内装修设计一体化[J].中华建设，2012，（8）：12-13.

[2]雷音.住宅建筑与室内一体化设计研究[D].华南理工大学，2012，11-39.

设计制造一体化 篇7

1 平纵横一体化的设计分析

1.1 创设一体化设计环境

路线一体化设计需在专门平台上开展, 所以首先应建立一个相应的一体化设计平台。在计算机上可同时打开多个窗口, 将同一路线的平面、横断面和纵断面进行视图显示。设计人员能够根据需要切换窗口, 并对窗口进行缩放、移动, 这几个窗口相对独立但又紧密相连。即是说每一个窗口内的绘图区域、图像比例是独立的, 在操作另一个窗口时不会对其产生影响。而联系是说彼此间的相互响应, 如在平面视窗内对路线的位置做了调整, 系统会自动调整纵断面视窗内容, 生成与平面视窗相应的地面线;而调整纵断面视窗内的纵坡时, 横断面视窗也会生成新的横断面。

1.2 开发一体化设计功能

主要包括3个功能: (1) 交替设计。可实现视窗的任意切换, 进行所需要的操作。如在平面窗口内设计时, 可随时切换至纵断面窗口开展拉坡设计。这一功能是在公路路线设计中极为重要, 因为路线设计需经过多次修改才能最终确定, 而一旦一方面发生改变, 另外两方面也必然要有相应的变动; (2) 关联设计。即几个视窗之间彼此相连, 在设计某一方面时必须兼顾其他两方面。如调整平面视窗内的线位, 则会引起纵断面视窗内地面线的变化; (3) 信息查询。各个窗口内涵盖了大量与图形相关的信息, 可随时搜索查询, 如土石方工程量、桩号的横断面等, 辅助判定每次交互操作的合理性, 以便有针对性地对方案加以调整。

具体来说, 平面设计视窗能够调整交点和线元, 并对半径、A值等参数进行修改;纵断面设计视窗包括地面线点绘制、交互式拉破、调整坡长坡度和坡点;横断面设计视窗包括横断面的自动设计、交互设计等功能。在开发这些功能时, 需逐个进行, 先设计各个方面的独立功能, 然后将这几个方面加以连接, 实现平、纵、横一体化。主要应用了两种技术:一是响应器, 用以监测路线设计时可能出现的事件;二是通知技术, 创建实体的同时可在其内部安装相应器, 记录有另一实体的对象ID号, 负责两个实体之间的关联。一旦设计人员对实体有所改动, 响应器变化自动发出相应的响应, 通过读出所依附实体的对象ID号, 将实体打开, 按照设计思路实现相关操作。如创建平面线元实体, 安装响应器便可与纵断面窗口内的地面线相连, 若修改前者的线元, 响应器会自动引发后者对应地面线的重新操作。

2 公路勘测设计一体化分析

2.1 数字地面模型

公路建设引进计算机技术已有很长时间, 但在一体化技术方面的研究不多。数字地面模型是一种集三维数字、数据采集、路线设计等多种功能于一体的技术, 因为公路多呈不规则的带状, 所以必须利用三维技术加以设计。数字地面模型利用数字对地形的起伏变化进行表述, 先采集地形表面的数据, 然后以x、y、z的方式分别表示路面的平、纵、横坐标。模型的数据结构与工程进度、检索效率密切相关, 必须加强重视。

2.2 数字地面模型的应用

(1) 在三维立体的地面数字模型中选择合理的路线。通过该模型的收集和分析, 能够将所有路线都显示出来, 给设计人员提供多种方案。根据工程要求, 设计人员在对比后可选择最佳方案;利用CAD技术获取路线平面的逐桩坐标, 然后利用数字地面模型求出路线相对应的纵断面与横断面的地面线, 在此基础上生成路线的纵断面图和横断面图;最后将设计好的路线与数字地形的三维模型进行叠加处理并消影, 然后经过渲染和动画处理, 以得到整个路线的三维真实模型。

(2) 在以往计算土石方数量时, 多是根据断面加以计算, 缺乏科学性且计算结果精确度较低。使用数字地面模型计算, 因采用了三维技术, 理论上更加严密, 可提高计算效率和精准度。

(3) 将实际勘测结果和数字地面模型测量出的结果相比较, 从中不难发现, 数模已经可以满足任何道路最初期阶段设计精度的要求, 在各种地形中都较为适用。随着地形越来越恶劣, 对技术要求也更高, 而且可能会用到加密、特征线处理等技术。

3 可视化技术在公路路线设计中的应用分析

从前面分析可知, 公路路线设计的三维场景较为复杂, 若只采用一种流形的曲面进行描述, 难以一次性地将整个模型描述清楚。所以有必要通过分割-归并的方法将三维实体分成现状景物实体和虚拟的景物实体两类, 对其进行可视化描述。而一体化和可视化的联合应用也是今后的主要趋势。所谓现状的景物实体, 指的是地形、地貌等已经客观存在的实体;而虚拟的景物实体指的是在规划设计中还未真正施工建立的实体, 包括隧道、桥梁、路基等结构。然后根据各个子实体的特点, 对其三维实体造型依次进行探究。最后将多个子实体组成一个整体, 形成一个可视实体。大致程序如下:

(1) 计算拼合交线。连接道路横断面的前后坡脚点, 在路线、桥隧的起终断面处进行封闭, 形成若干闭合环。

(2) 嵌入拼合交线。利用约束的Delaunay三角化算法将拼合交线嵌入数字地面模型。

(3) 裁剪地形。在拼合交线围成的区域内植入一个可将区域内三角形吞噬的程序。

(4) 拼合模型。将建立的道路模型与裁剪后的地形进行拼接, 形成整体模型。

4 结束语

为提高公路路线设计水平, 必须积极引进一体化、可视化等先进技术。通过平、纵、横的相连, 可提高路线勘察设计时的效率, 以确保工程高质、快速地完成。

摘要：随着公路建设事业的发展, 对路线设计要求越来越高, 一体化设计技术的作用日益提高。首先分析了路线平、纵、横一体化的设计环境和功能, 然后对其在路线勘测中的应用进行了探究, 最后简述了可视化技术的应用。

关键词：路线一体化设计,路线设计,可视化技术

参考文献

[1]代龙平, 王昶, 畅奔.可视化与一体化在公路路线设计中的应用[J].科技与企业, 2013, 22 (15) :109-110.

[2]黄和川.浅议公路勘测设计一体化技术[J].黑龙江交通科技, 2013, 20 (3) :118-120.

[3]卓鑫, 林建军.浅析基于RTK技术的公路勘测一体化的实现[J].今日科苑, 2009, 22 (10) :125-127.

机电一体化课程设计 篇8

一机电一体化技术与其他技术的区别

1.机电一体化技术与传统机电技术的区别

传统机电技术的操作控制主要通过具有电磁特性的各种电器来实现, 如继电器、接触器等, 在设计中不考虑或很少考虑彼此间的内在联系;机械本体和电气驱动界限分明, 整个装置是刚性的, 不涉及软件和计算机控制。机电一体化技术以计算机为控制中心, 在设计过程中强调机械部件和电器部件间的相互作用和影响, 整个装置在计算机控制下具有一定的智能性。

2.机电一体化技术与并行工程的区别

机电一体化技术将机械技术、微电子技术、计算机技术、控制技术和检测技术在设计和制造阶段就有机地结合在一起, 十分注意机械和其他部件之间的相互作用。而并行工程将上述各种技术尽量在各自范围内齐头并进, 只在不同技术内部进行设计制造, 最后通过简单叠加完成整体装置。

3.机电一体化技术与自动控制技术的区别

自动控制技术的侧重点是讨论控制原理、控制规律、分析方法和自动系统的构造等。机电一体化技术将自动控制原理及方法作为重要支撑技术, 将自控部件作为重要控制部件应用自控原理和方法, 对机电一体化装置进行系统分析和性能测算。

4.机电一体化技术与计算机应用技术的区别

机电一体化技术只是将计算机作为核心部件应用, 目的是提高和改善系统性能。计算机在机电一体化系统中的应用仅仅是计算机应用技术中的一部分, 它还可以在办公、管理及图像处理等方面得到广泛应用。

二教学方法

改以教师为主体的知识灌输型为以学生为主体的素质能力培养型教育。教学方法采用启发式、直观式、讨论式、发现式等多种教学手段的有机结合, 充分发挥学生学习的主体性和自主性, 培养学生的自主意识和合作精神, 鼓励学生独立思考, 激发学生的主动性和学习的兴趣。具体的教学方法包括:问题教学法、实物引导法、过程教学法、实验教学法、案例教学法等。一是问题教学法, 即围绕重点、难点问题集中讨论和分析, 力争做到重点、难点问题当堂解决。二是实物引导法, 即课堂上, 教师发放凭证、账簿、报表等实物, 让学生通过观察真实的凭证、账簿、报表等, 培养学生的感性认识, 缩短书本与现实之间的“距离”。三是过程教学法, 即借助于多媒体教学手段, 将处理的程序进行过程演示或通过模拟实验室电子流程板循序渐进地进行讲解, 使学生形成系统的知识体系。四是实验教学法, 即在实验室让每一位同学进行实际手工和上机操作, 熟悉各岗位的手工操作, 培养学生的实际动手能力, 实现学生“零距离”上岗。五是案例教学法, 改变传统的课堂讲授教学方法, 选用或自行设计相关案例, 由教师组织学生参与, 在分析案例的过程中开展教学活动, 促进学生相互讨论和交流的教学方式。案例教学法能极大地激发学生学习的兴趣和主动性。

整个课程的组织是以多项目为导向, 每个项目分成基于工作过程的不同任务来完成。项目的设计遵从学习认识规律和职业成长规律, 从简单到复杂、从单一技能训练到综合技能训练。项目的设计也遵从学生的个性差异, 设计具有难度梯度的项目, 适应不同基础的学生完成, 即使难度最低的项目也能满足课程大纲要求。在每个项目类中, 有一个案例教学项目, 另外的三个项目难度递减, 学生根据自身的情况选择完成。最终达到学生的PLC应用技术由生手变为熟手, 职业素养得到较大的提升。

企业项目不是一成不变的, 是根据企业目前生产实际情况, 决定学生完成什么样的企业项目。另外企业项目的时间安排也要随着企业生产情况进行调整。课程以项目为主线, 基于工作过程的任务驱动进行项目的实施, 体现“做、学、导”的过程。项目布置后, 先由学生自己思考、自己尝试, 体现学生的“自主探究”, 也就是学生“做”的过程;当在完成项目中遇到困难和问题时, 小组学生相互讨论, 老师参与但不指导;当小组内无法解决时, 组与组之间进行讨论, 体现学生的“合作探究”, 也是“学”的过程;当仍然解决不了问题时, 老师加以启发引导, 学生重新思考解决方案;若还是无法解决, 教师则进行案例 (案例所用项目与学生完成项目不同) 教学, 针对学生出现的问题作为教学重点, 尤其特别注重教授学生分析问题、解决问题的方法和新的知识点, 然后学生结合讲解, 再次完成自己的项目, 这个过程体现了“协助探究”, 也是“导”的过程。教师在整个教学过程中只是起到引导、启发作用, 只教授学生各种方法, 但不替学生完成任务的任何部分, 让学生“不等”、“不靠”, 自己想方设法完成自己的任务。充分体现了学生的自主学习、探究性学习。另外, 每次课的开始, 同学之间相互交流上一次课完成项目中遇到的问题以及解决问题的方法, 针对好的方法和思路, 教师加以点评, 供其他同学借鉴。这样不仅使学生的专业知识得到巩固, 更重要的是系统地提升了学生的专业技能, 掌握了应对未来工作岗位上需完成项目或工作任务的方法。另外, 课程中采用多项目, 难度逐渐递进, 这样可以使学生的技能和完成项目的方法得到反复训练, 达到不断巩固的程度。

三教学成果

1.课程改革推动实训基地建设, 产学研成果使教学效果不断提高。为了满足该专业和课程的改革需要, 学校组建了机械电子学生实训培训基地, 为了使机电一体化课程能够在真实环境下实现工学交替和顶岗实习, 学校引入校外真实企业和真实产品, 以此项改革带动下的“校企合作, 实现工程实训基地运行机制创新的探索与实践成果, 优越的实践环境使教学效果不断提高, 该课程学完后学生基本达到了两个职业资格标准。

机电一体化系统设计概述 篇9

关键词：机电一体化,设计,概述

1 机电一体化系统设计的描述

从现代设计方法的观念看, “设计”就是一个信息系统, 输入则是需求, 输出的是设计结果。工程设计的内存是根据科学技术的原理, 创造性地将需求转化为具体的产品 (硬件或软件) 模型, 并提出具体的实现方案的过程。从系统工程的观点分析, 设计是一个由时间、逻辑和方法组成的三维系统, 如图1所示。时间维一描述按时间排列的设计目标流程;逻辑维———解决问题的逻辑步骤, 是在设计的工作流程中的每一个阶段内所要进行工作内容和进行的思维程序;方法维——设计过程的各种思维方法、工作方法和涉及的相关领域知识。设计过程中的每一个行为可以反映为此三维空间中的一个点。

2 设计工作流程

一个全新的机电一体化产品的正向设计和开发过程大体可以分为产品规划、概念设计和详细设计三个阶段, 如图2所示。

2.1 产品规划阶段

产品规划阶段包括需求分析、市场预测、技术可行性分析, 最后确定设计参数及设计制约条件, 提出设计要求, 作为设计、评价和决策的依据。 (1) 需求分析。需求分析从需求识别开始, 认识需求是一种创造性工作, 设计人员应深入实际, 细致观察, 敏锐捕捉市场的需求, 并及时完成产品的开发和试制工作。 (2) 市场预测。市场预测是产品的前期调研工作。调研内容可分为以下三个方面。a.面向用户的产品市场调研。主要有产品的销售对象的可能销售量, 用户对产品的功能、性能、质量、使用维护、包装及价格等方面的要求。此外, 还应了解竟争产品的种类、优缺点和市场占有率等情况;b.面向产品设计的技术调研, 调研内容有行业和专业的发展动态, 相关理论的研究成果和新材料、新器件的发展动态, 竞争企业、竞争产品的技术特点分析等。此外, 还要了解本单位的生产基础条件;c.面向产品生产周期的社会环境调研。调研内容主要有产品生产和目标市场所在地的经济技术政策, 产品的种类、规模及分布, 社会的风俗习惯, 社会人员构成状况及消费水平、消费心理和购买能力等。通过调研应确定开发产品的必要性、种类和生命周期, 预测产品的技术水平经济效益、社会效益等, 确定用户对产品的功能、性能、质量、外观和价格等方面的要求, 即形成了产品的初步概念, 然后进行技术可行性分析。 (3) 技术可行性分析。a.关键技术和技术路线, 研究本产品需要的关键技术, 指明产品实现的技术路线和技术标准。例如, 一个新概念的汽车, 采用什么样的发动机技术, 采用什么样的控制总线技术, 采用什么样的人机接口技术的呢。所使用的关键技术一般应该是比较成熟的, 成本和技术风险容易控制。如果要采用比较前沿的新技术, 则需要在市场和成本方面多做考虑;b.可选技术方案, 同样的产品可能有多种技术方案可选择。设计人员必须根据一定的标准, 从中选择一个最合适的方案, 或将这些方案进行折中。这里的技术方案只是一个比较粗略的技术方案或技术路线;c.主要性能指标及技术规格的可行性, 产品的性能指标及技术规格对产品的成本和市场竞争能力至关重要。性能指标和技术规格越高, 产品的成本就越高, 价格也就越高。但市场竞争能力不完全由其技术性能决定, 还与其价格、品牌等许多因素有关。用户往往追求性能/价格比高的产品。所以制定产品的规格和性能指标需要综合考虑各方面的因素, 突出产品的特色, 力争做到高性能、低价格。在制定主要性能指标和技术规格时还要充分参考竞争对手的产品及发展趋势, 制定最合理的参数。性能指标和技术规格不能盲目攀高, 要立足现有技术条件, 使产品与竞争对手拉开距离, 同时为新产品的推出保留一定的余地;d.主要技术风险。综合分析产品功能、技术规格及性能指标实现的可能性, 分析产品开发、生产中可能存在的各种问题和风险, 以及这些问题和风险的解决和规避方法。如果不充分考虑这些问题和风险, 则产品开发时间可能拖延, 从而错过市场最佳时机, 或者使产品的成本过高, 或者使产品的质量和成品率低, 或者必须大规模地更换生产设备, 等等。

2.2 概念设计阶段

概念设计至今没有明确的定义, 从设计工作流程到它处于产品规划阶段和详细设计阶段之间, 输入的是产品规划的结果--生产设计要求表, 输出的是总体方案。机电一体化系统总体方案包括产品外观和结构布置方案、产品部件或子系统总体方案包括产品外观和结构布置方案、产品部件或子系统划分, 以及设计目标、各部件或子系统的接口设计等三个方面, 并制定详细设计任务书、验收规范及进度计划。 (1) 产品外观和结构布置方案。作为机电一体化产品, 产品的外观对销售来说非常重要。另外, 只有确定了产品的外观方案, 才能开始产品的结构设计。在总体涉及到阶段, 结构设计需要确定其内部结构的形式和布置方案, 并确定内部各装配部件的重要外部尺寸。 (2) 产品部件或子系统划分及设计目标。根据产品功能或技术架构对产品的功能性部件或子系统进行划分, 并确定各部件或子系统的功能规格和性能指标等设计目标。 (3) 各部件后子系统的接口设计。制定各部件或子系统间的接口规范、如信号传输协议、电气规范、各部件的尺寸及装配形式、各部件的布局位置、运动部件的输出转速和功率等。

2.3 详细设计阶段

根据详细设计任务书, 各零部件进行详细设计, 确定各零部件的形状、尺寸、材料等参数, 设计控制软件, 设计电子、电气系统的电路, 选用合适的元件, 绘制详细的零件图、装配图等工程图, 编写详细的设计技术资料。详细设计还包括制定产品制造工艺和质量检验等内容。

参考文献

设计制造一体化 篇10

作者以现代教育思想和开放教育理念, 注重多种媒体的综合运用, 针对导学、自学、助学、促学, 运用有效的面网结合教学策略, 注重学生解决实际问题能力和全面素质的培养。如何在教学中充分体现出学生的主体地位, 真正提高学生学会如何学习的能力, 并在学习中真正掌握相关的职业技能, 是本文所探讨的主要意义所在。

二、“面网一化化教学”的含义

“面授--网上一体化教学”是教学改革的新思路、新做法, 切实解决课程教学中长期存在的重面授、轻网络, 面授辅导与网上教学相脱节的问题, 真正实现面网一体化教学。

三、C++语言程序设计面网一体化教学设计的实施方案

《C++语言程序设计》是中央电大计算机应用专业、机械设计及其自动化专业的一门专业基础课。主要任务是介绍C++语言中的数据类型, 运算, 语句结构及其程序设计的基本方法。目的是使学生掌握一门高级程序设计语言, 了解面向对象程序设计的基本概念与方法, 进而学会利用C++语言学会解决一般应用问题, 并为后续的专业课程奠定程序设计基础。《C++语言程序设计》的先修课是《计算机应用基础》。

下面以《C++语言程序设计》第四章第1节、2节作为教学改革的切入点, 实施面网一体化教学设计

【学习资源】

1. 文字教材:

《C++语言程序设计》, 主编李宁中央广播电视大学出版社

2. 网上资源:

中央电大教学平台IP课件第2讲, 主讲中央电大理工部徐孝凯;直播课堂:首都经贸大学主讲李宁;开放课堂第2讲:首都经贸大学主讲李宁;教学辅导:单元辅导2;通化电大教学平台自制CAI小课件。

【面网一体化教学形式与方法】

充分发挥教材、中央电大、省电大的网上教学资源、自制CAI课件, 指导学生做好课程的自主学习、, 而教师在面授辅导过程中主要是通过导学、助学引导学生充分利用各种媒体资源进行自主学习指导, 按照教学大纲要求对教材进行重难点辅导, 运用讲练结合、理论联系实际的教学方法提高学生解决实际问题的能力, 帮助学生更好地掌握所学知识。从而调动学生学习的积极性和主动性。根据培养学生创新精神和实践能力的教学思想和以教为主导, 学为主体的教学理念, 结合本节的教学大纲和教学目标, 将本节的网上教学和面授辅导一体化。

1.面授辅导

在学生自学基础上由教师适当的面授辅导, 对本节的重点难点问题进行辅导, 以解决学生学习中存在的普遍问题。在课程讲授过程中应以教学大纲为指南, 注重理论联系实际, 采用实例讲解, 学生参与讨论, 运用启发式教学和互动式教学, 提高学生的学习兴趣和主动性。

2.网上实时教学

⑴通过设定讨论题目, 利用课程的讨论区、电子邮箱、QQ、电话答疑等方式向辅导教师请教, 进行实时和非实时的小组讨论, 帮助学生开拓思路, 进行拓展性学习, 以帮助其分析和解决实际问题的能力, 提高学生的学习兴趣和对实际问题的分析能力, 同时也有利于同学之间的交流和沟通, 促进同学间的相互学习。

⑵按时参加本课程的省电大教学活动事先准备好参加本次教学活动的内容

3. 自主学习

学生能过阅读文字教材及收看网上教学资料 (中央电大教学平台) 来掌握本课程的基本内容, 强调自主学习是远程开放教育的基本特点, 因此, 在实际教学过程中, 既要强调对教学内容的有效传递又要强调通过互动方式对学生自学能力培养和提高。网上课堂中的教学录像和电子教案可以帮助学生自主学习;通过重点难点辅导, 帮助学生解决学习中的困惑。

4. 小组学习

利用网上课堂、BBS讨论、电子邮件、QQ、电话答疑等教学媒体组织学生开展小组专题学习。

5. 布置作业

课后习题P107中的4.7, 4.8, 4.9, 4.10, 5.1~5.11题;网上小组专题讨论 (见课程导学) 下次辅导前完成。

6. 实践学习

将4.2~4.6题, 5.1~5.11题上机调试并写出程序运行结果, 下次辅导前完成。

7. C++语言程序设计第四章面网一体化教学设计安排

【教学效果】

为了充分发挥远程开放教育的优势, 结合本课程的特点, 通过自主学习和参加网上教学活动, 掌握一维数组的基本概念和典型应用, 通过面授辅导能够进一步掌握本节的教学重点和难点知识, 拓展思路, 使学生能够完成教学大纲规定教学任务。

摘要：本文以C++语言程序设计课程作为教学改革的切入点, 介绍了面网一体化教学设计的全过程。

关键词：面网一体化,网上实时教学,面授辅导

参考文献

[1]李宁主编.C++语言程序设计.中央广播电视大学出版社

建筑幕墙与灯光一体化设计 篇11

前言

良好的灯光设计能够为建筑幕墙增添光彩，让观赏者看到其外形轮廓，同时也能体现出设计师较高的艺术水准，增强设计感染力。为满足人们日益增长的设计要求，设计师将建筑幕墙与灯光结合在一起，提高了建筑档次，尤其是LED灯的应用，更是为建筑增添了光彩。因此，有必要研究建筑幕墙与灯光一体化设计之间的联系。

实现建筑幕墙与灯光一体化设计的意义

对于建筑幕墙来说，它就是建筑外围护结构的一种，对水密性与气密性有着较高要求，通常情况下，在灯光安装即将结束的时候，很容易发生幕墙漏气或漏水的情况，所以，一定要防止这种情况的发生。而在建筑应用玻璃幕墙且与灯光结合以后，就可以将这一问题彻底解决，同时还能保证幕墙性能，避免发生失效的情况。对于幕墙来说，灯具是十分重要的组成部分，通过与幕墙的结合，不仅使建筑立面具有夜间照明的能力，还不会影响白天的艺术效果，特别是可以有效减少反复安装或拆除灯具等情况的发生，给予了幕墙装饰亮点，强化了幕墙性价比。从经济角度讲，将建筑幕墙与灯光结合在一起，在光影关系的作用下，尽管建筑物很少会受到光面的影响，但却会强化其层次效果，通过这样的设计也可以减少灯具使用量，且能够用小功率等取代大功率灯，在降低单项造价的同时，也可以使总价造价降到最低。

建筑幕墙与灯光一体化设计措施

1.光的特性与其在建筑外立面的应用

对于光色来说，主要有冷暖两种色调，一般而言，暖色灯光能够给人带来积极情绪，而冷色灯光则具有相反的效果，最好的灯光则是中性灯光，不仅更为清洁，还能体现出明亮醒目的作用。在选用灯光光色的过程中应注意与幕墙材料颜色与质感的联系，如幕墙材质砖红色或黄褐色石材，就要选择暖色灯光，可以应用卤素灯等；如幕墙材质为白色大理石，则可以利用冷白色光。在选择灯具类型时，应以方形或圆形为主，但值得注意的是圆形灯具广角相对来说要小很多，不能用于远距投射。

2.LED灯及其在建筑幕墙外立面中的应用

LED灯属于固体光源，不仅能够长久使用，还具有很好的环保性能，在使用中也很方便，其灯光也很好控制，融合了大量先进技术，可以为建筑增强光彩。这些优点都为LED灯在建筑幕墙外立面中的应用奠定了基础。将LED灯应用到建筑幕墙外立面的过程中，可以采用的方式主要有以下几种：

第一，将LED灯安装到建筑幕墙的骨架或支撑结构中，通过这样的方式增强实体照明背光效果，这样不仅可以使建筑在白天时为背光处打亮，在夜晚还可以增强建筑的古典之感，给观赏者带来美的感受，这种设计被应用到上海佘山天主教堂的设计中，获得了广泛好评。

第二，双层表皮内透光方式的应用。这种方式主要是在建筑内部增加LED灯，这样不仅可以增强光照效果，还能节约大量光能，为观赏者带来良好的视觉冲击，如在我国水立方的建设中，就应用了蓝色LED灯，不仅体现出了场馆的作用，还让场馆外形在夜晚更加美好。此外，天幕也是LED灯应用的体现，不仅一改以往的屏幕设计模式，还给人们带来美的视觉体验。

建筑幕墙与灯光整合设计要点：

在建筑幕墙与灯光的整合设计要点主要体现在以下几方面：

首先，对于石材幕墙来说，要将顶部与底部射灯应用其中，以便突出幕墙材质，展现建筑物气势，同时也可以在建筑立面上设计一些灯带，或将灯带与幕墙结合在一起。

其次，对于玻璃幕墙来说，按照类型的不同，可以分为框架式和单元式，而前者又可细分为明框和隐框两种，明框的建筑幕墙在设计的过程中要保证灯带和幕墙的主体结构之间合理的连接，不会对幕墙的整体效果产生影响，而隐框的建筑幕墙考虑到幕墙的美观性和水密性，通常不设置灯带。单元式幕墙不建议直接在幕墙面层上做等待，这是由于单元板块为一个整体，任何在型材上的钻孔都会破坏其铝合金型材的等压腔，会对其水密性产生不良影响，所以要达到液晶装饰的效果通常不直接安装灯带，而是将灯具合理的融入幕墙体系中，通过结合灯光的照射、反射等方面的规律，使玻璃幕墙与灯光理想的融合，这在一定程度上也有利于现代建筑幕墙设计向绿色节能方向发展。

结论

通过上述分析可以发现，建筑幕墙与灯光一体化设计是现代人们审美观念和审美要求等方面发生变化的必然产物，在设计的过程中要将建筑幕墙自身的性能、美观性与灯光的照射范围、效果等方面有机结合，随着现代建筑幕墙结构的不断复杂，对美观性要求不断提升，建筑幕墙与灯光一体化设计需要不断深化。

设计制造一体化 篇12

1.1 项目实施背景

集成化信息系统是企业信息管理的高级阶段, 它能够从局限于对信息资源的管理扩展到企业生产运作全过程的管理, 它是包含了信息管理系统在内的管理系统的集成, 真正实现了对信息动态实时的跟踪性的管理, 并且实现了各种应用模块直接存取共享数据。

平台的搭建, 帮助设计企业形成基于统一的业务架构、运行和协作环境, 实现高效和紧密的业务协同, 强化并规范设计企业的业务管理。平台为我们提供了一个基础支撑体系, 使得设计企业基础业务要素和资源的构建、修改、共享和管理得到统一, 从而解决了设计企业信息化进程中设计管理与业务管理系统异构、数据不关联、不共享的问题。实现了设计院各个业务模块之间的底层数据关联, 根据设计院的业务岗位、职能范围组织业务功能模块, 重点突破了以往管理系统单纯按照功能模块划分业务系统的局限, 系统底层数据得以贯通系统各模块及协同设计平台、即时消息系统, 实用性大大加强。

平台的建设可以使工程设计企业依托先进的网络、信息技术手段, 取代传统、落后的手工管理与设计方式, 在统一的通用平台上集成应用, 实现管理数据互通、信息有效利用和共享, 提高管理与设计工作效率;准确、实时地为领导提供准确的管理数据, 促进管理水平的提升。

但至今还未有一个设计企业完全真正实施项目管理系统, 更不用说集成。主要原因是:企业管理模式未确定;软件技术发展不成熟;缺乏示范效应。

1.2 项目的主要科技创新内容

“设计管理一体化平台”采用部门工作平台、设计项目全生命周期管理、设计管理与协同设计一体化、自由工作流程等先进技术, 不仅有效解决了大部分设计院信息系统的业务管理系统与协同设计平台数据无法交互、用户权限设置无法统一等问题, 而且开放性、可配置性、可扩展性强, 都有较大地提高。其系统特色如下。

1) “SIAD设计管理一体化平台”是集管理信息系统、协同设计平台、即时消息系统三位一体的集成化平台。打通了项目管理、合同管理、设计管理、协同设计及信息沟通等异构平台从权限管理、项目策划再到任务下达底层数据通道的“任督二脉”, 使得三系统完美融合在一起。

2) 采用“部门工作平台”的关键技术, 相当于为每个部门开设了一个“网上办公室”, 每个“部门工作平台”包含本部门的全部职能, 而且没有任何多余的功能, 全部操作都可以在“部门工作平台”内完成。将“业务办理工作平台”与“应用系统”分开, 满足了不同职能的管理需要, 使用者很容易“对号入座”, 应用更加亲切、自然, 操作更加简便、顺手。在部门设置和部门职能发生变化时, 又能迅速地重新组织应用, 业务、管理不受任何影响。

3) 在先进的PLM思想基础上, 紧密结合国内设计企业的现实特点和应用条件, 以数据仓库、网络协同和项目信息化管理、CAD嵌入技术等信息技术为依托, 实现从客户需求跟踪、到投标、签订合同、下达任务通知、项目策划、设计输入、互提资料、图纸设计、设计校审、图纸打印、出版、交付、收集、归档、利用、档案管理的完整解决方案。

4) 为设计人员服务, 提供明确的引导、提高设计协作效率;为设计管理者服务, 提供有效监控手段, 提高成品质量、规范设计管理、缩短工期。

5) 项目管理 (项目信息、合同管理、收付费管理、客户管理等) 、设计管理 (项目及人员策划、ISO质量管理、项目周报、里程碑节点、项目工时等) 、协同设计 (由设计、提资到成品的全过程管理) 、图纸打印数据的集成化管理。

6) 设计、打印、收集、归档、入库、利用的一体化管理。

7) 支持项目组成员在混合环境 (多种版本Auto CAD、多个专业CAD软件同时使用) 的协同设计。

8) 采用全新的“自由工作流”设计思路, 兼顾规范管理的要求和现实条件的可能, 原则性和灵活性有机结合, 既为使用者提供方便, 又使业务流程顺畅流转。

9) 实现业务数据的录入、管理、流转审批的一体化管理。

1.3 项目特色

本项目的起点科研水平处于国内同行业中领先地位。系统的搭建采用了新一代服务型业务基础平台和B/S (浏览器/服务器) 多层体系结构。系统提供各种灵活的配置工具, 可以快速创建业务模型, 更好地满足业务管理的发展变化需要;提供更方便的后续维护能力, 降低信息化建设的风险。

特色一:一体化。由项目策划→合同管理→客户管理→质量控制 (ISO 9001) →协同设计的全方位、全过程信息化管理, 所有数据单次输入, 无信息孤岛产生。

特色二:互联网设计中心。基于互联网的设计中心加移动互联应用。

特色三:无纸化图档管理。基于安全电子签名辅助图档无纸化管理。

本项目研究重点是基于特色一。在2013年完成阶段性成果的基础上, 2014年将把研究的工作重点放在设计中心向互联网延伸 (包含移动互联应用) 和电子签名辅助图档无纸化管理。

研究目的, 旨在通过统一、强大、可扩展的业务运行环境, 来构架、简化、集成企业的信息管理系统, 从而为管理提供了全面支持, 帮助企业成为紧密协作的整体, 实现高效的业务管理和控制。可以方便地添加、扩展、重构业务逻辑关系和业务系统, 以应对企业业务、管理的调整、变化。项目实施过程可以像“搭积木”一样构建出符合实际管理需要的应用系统及业务功能, 可以大大缩短项目的实施周期、降低系统的实施风险和成本, 实现综合信息化管理, 提升管理水平, 规范管理过程, 提高设计效率和设计质量。

1.4 项目重点解决的问题

在越来越复杂的竞争环境中, 单纯依靠手工管理已经不能满足企业发展的需要, 信息化建设必然提到了整个企业的议事日程上。

本项目研究要做到系统部署合理, 研究结果总体达到国内同行业中先进水平。将把项目管理水平提升到一个新的台阶, 同时通过项目的推广, 提升设计行业整体信息化应用水平。

2 项目的技术分析

系统提供多条技术路线、多种解决方案。可以适应不同的管理模式、不同的管理层次, 支持多种解决方案建设能力。具体研发内容如下。

1) 第一部分:管理信息系统

以经营生产、设计管理为主线, 在“第二代管理信息系统通用平台”上进行建设, 以经营生产管理数据为基础建设相关院领导管控平台;配套建设企业信息门户和部门工作平台, 同时升级即时通信系统及经营历史数据导入。主要研究和建设内容包括:企业信息门户 (EIP) ;院领导管控;经营生产管理;设计项目管理;管理信息系统通用平台升级;即时通信系统升。

2) 第二部分:协同设计系统

为设计人员创建协同设计的工作环境, 固化制图标准, 提高团队设计协作效率, 减少错漏碰缺, 减轻设计人员的工作负担;与设计管理集成应用, 提高管理的规范化程度与协作管理的水平。主要研究和建设内容包括:协同设计平台;图纸打印管理系统。

3) 项目的特色和创新之处

(1) 创建企业信息门户 (EIP) , 为用户提供集成的信息化管理与工作环境, 单击“登录”, 统一安全认证, 便于收集、管理、发布和利用企业的各类共享信息;

(2) 建立院领导管控平台, 为领导提供方便地监管、办理分管业务的网上办公环境;

(3) 建立各部门的工作平台, 可以根据职能方便地办理本部门的业务, 实现信息化管理;

(4) 根据ISO质量管理的要求, 实现项目全过程管理;

(5) 管理信息系统通用平台全面升级;

(6) 大容量文件、信息传输速度快, 可以提高设计人员的沟通效率;

(7) 设计项目管理完成设计策划后, 在服务器与设计人员计算机上同时创建对应的设计工作区和项目文档目录结构, 并自动完成项目目录的授权工作。设计管理系统中设计人员发生变化后, 协同工作区的项目文档目录权限也自动变化;

(8) 图纸打印的同时, 系统自动收集所有与图纸相关的文件, 智能分析图纸属性, 如工程名称、工程编号、图名、图号、出图日期等信息。工程图纸打印的同时, 图签信息自动入库, 实现图纸批量入库建档。

4) 研究方法、技术路线

(1) 通过与各部门的交流沟通, 研究建设内容的选择, 有所为、有所不为;

(2) 管理先行、信息化只是“固化、约束、强制、有效监控”等手段;

(3) 选择合理的技术路线和业务基础平台, 确保今后的可扩展性、集成性, 要能自己驾驭;

(4) 做好充足的资金预算, 花多少钱、办多少事;

(5) 需求调研和方案设计时, 要能站到比较高的角度, 考虑今后企业生产管控模式转型、管理提升、设计工具改变的需要;

(6) 同步建设信息化相关制度和标准;

(7) 重视信息采集环节, 单点输入, 多点共享;

(8) 统一的权限管理机制解决了跨系统权限策划的难题。

3 市场、条件分析

3.1 市场分析

目前国外的信息技术水平和信息化整体应用水平虽领先于国内 (差距正在逐步缩小) , 但国外的管理软件因其采用的标准规范、设计企业管理模式、项目管理方式、使用习惯等与国内设计企业及使用人员的差异非常大, 直接引进往往“水土不服”。目前, 国内设计企业中鲜有直接采用国外管理软件的成功案例。

而很多国内的设计管理软件的开发商没能很好的理解设计行业管理特点, 在研究、支持设计企业业务需求和实际应用上投入不够, 希望将个别成功案例套用到其他企业, 难以满足设计企业的差异化需求, 因此国内设计企业管理信息系统的应用效果普遍不好, 设计企业核心业务的完整解决方案信息化投入难以产生规模效益, 成为制约行业技术进步的一大“瓶颈”。再者, 开发商往往局限于单一技术手段, 只能满足单向性需求;软件功能固化, 有的机械照搬国外先进理论, 偏重细节和固化流程, 无法适应国内设计企业不同的组织、业务、管理模式, 难以满足企业信息化的全局要求;由于软件架构不合理, 遇到设计企业组织、人员、管理模式的发展变化, 只能重新开发, 也使得这些系统存在大量低水平重复开发。

目前困扰国内设计企业信息化管理与应用的难题有:

1) 设计院的管理都是按照“职能分工”行使的, 院领导有各自的分管范围, 职能部门有各自的职能。而以往管理信息系统“用不起来”的一大弊端, 就是按照不同的业务系统而不是“职能分工”组织应用, 如领导批阅公文要进办公系统, 查看经营报表要退出办公系统, 再进经营管理系统, 使用非常不便。

2) 大量工作流程方式是按照理想条件下的流程固化、以表单驱动的原则设计的, 难以满足设计企业“既要严格管理, 又需要有一定弹性”的要求, 存在的主要问题是:一“管”就“死”, 一“放”就“乱”;使用不方便、不灵活。

而这些问题在我们的平台中都得到了很好的解决。“设计管理一体化平台”采用面向对象的设计思想, 多级、服务型技术架构, 模块化功能与通用平台集成应用, 类似于微软SPS的多级门户应用方式, 界面友好, 配置性好、扩展性强, 应用效果好, 提供了完整、实用的设计全生命周期管理方案。在灵活适应设计企业现行业务管理模式、满足复杂管理要求和调整变化上比国内外同类软件更具优势。

3.2 条件分析

1) 管理水平:领导人、项目经理、管理班子、经营管理制度;

2) 技术基础:技术水平、研发队伍、知识产权、专利申报;

3) 产品及服务:产业化程度、产品及服务的定单;

4) 开发环境或设备设施。

我公司为江苏省高新技术企业, 企业一直重视信息化的研发与投入, 2014年又将“基于互联网的设计中心加移动互联应用”及“基于安全电子签名辅助图档无纸化管理”与前期上线的“SIAD一体化平台”的整合正式列入公司研发课题, 由分管院长负责领衔投入研发。

4 经济效益和社会效益

1) 通过项目实施, 能够构建起一个具备自主知识产权, 成熟核心基础定制平台, 为企业今后的发展提供一个可以方便地添加、扩展、重构业务逻辑关系和业务系统, 应对企业业务、管理的调整、变化。降低系统的实施风险, 同时提高设计企业自己驾驭系统的能力。

2) “设计管理一体化平台”的构建, 使得全公司所有设计项目由合同管理到合同评审再到设计评审、设计质量管控, 由经营计划到项目运营控制再到协同设计、设计交付, 均在统一的信息管理平台下完成。能有效的监控并覆盖全部项目设计运营的全过程。

3) 有效地促进了ISO 9001质量贯标工作, 设计人员严格执行质量管理要求的意识明显提高, 基本消除了“事后补单”的现象;设计隐患得到有效控制, 设计质量有了保证。内、外部质量审核工作效率显著提高, 质量记录和数据真实、可靠、实时。

4) 管理效率明显提高, 业务职能部门与核心业务实现了信息化和“无纸化”管理, 沟通成本大大降低, 避免了数据的重复录入, 实现了部门之间、相关人员之间的分工协作与管理信息的有序流动、有效利用和充分共享。

5) 设计效率明显提高, 系统引导性强, 生产人员任务明确, 每天一开机就能及时看到本人承担项目的进度提醒, 及时处理各种待办事务, 避免工作延误;设计人员在统一的协同设计平台开展设计工作, 协作效率得到提高;系统智能化程度高, 设计人员的工作量大为减少。

6) “设计管理一体化平台”技术水准与实际应用效果俱佳, 对其他设计企业也具有良好的示范、推广价值。特别是提供了ISO质量管理的新思路和实用的技术手段, 改变了ISO质量贯标要么靠强制、要么靠自觉的被动局面;“项目立项—策划—协同设计—打印—归档”一体化设计管理的成功实践, 破解了“设计项目管理难, 协同设计难, 设计协同管理信息系统应用难”的难题;这两项突破, 如能被勘察设计企业广泛采用, 将产生可观的社会经济效益。

5 结束语