概念具体化

概念具体化（共11篇）

概念具体化 篇1

摘要：本文对机电一体化产品创新的概念设计理论和方法进行分析,以期为广大同行提供参考。

关键词：机电一体化,产品创新,概念设计

机电一体化产品的概念设计有着极其丰富的内容,同时也是产品在整个生产过程内最具创造性的阶段。其中,包含的原理与方法论对相关产品研发者起到关键的引导效用。因此,对机电一体化产品创新性概念设计进行探索,具有十分重要的现实意义。

1 机电一体化产品概念设计的概述

1.1 机电一体化产品概念设计的内容

机电一体化产品是在机电一体化基础上建立起的包含系统与构件、基本元内容的集合,而机电一体化产品概念设计的含义则是依据产品使用周期中各个环节所需要求对产品实施功能改造、分析和子功能开发,进而实现其满足功能结构要求的系统化设计活动。这种设计工作的过程包括前期规划、设计概念以及对计划进行详细化和丰富化,并加以改进补充。机电一体化产品概念设计过程中的程式化内容可以通过计算机技术代为实现,但除此之外难以被程式化的方面还需产品设计人员通过人工设计逐步完成。通过构建人机协同的概念设计理念,对其功能与组织开发的过程按照模块化思想进行划分,以此实现这一设计工作的层次性、协调性。目前,发达国家对机电一体化概念设计的深入研究大体集中于其调控系统的设计。

机电一体化的理念自1971年被提出以来,经过几十年的发展,内容也在逐步丰富,尤其在科技快速发展的今天,广阔的市场空间与消费需求的升级,更加迫使机电一体化产品对自身性能、可靠程度提出更高要求。而计算机技术、互联网信息技术、传感技术、AI技术、微电子技术、新材料技术、集成技术以及其他相关技术的进步,都为机电一体化产品的革新打下了技术根基,使得机电一体化产品朝着更优质、更高效的方向迈进。

1.2 机电一体化产品创新概念设计的意义

机电一体化产品的创新型概念设计本身有着重要作用,其既是产品品质的深层内容,又是其功能属性得以发挥的保障,对其本身质量的影响也约占60%~70%。因此,建成机电一体化产品创新的概念设计具有极其显著的意义。简要概括,主要包括以下三方面内容。

第一,创新机电一体化产品的概念设计是保障机电一体化产品品质的必要性要求。机电一体化体系具有多种学科互相交叉、集成融合的特点,本身具有着复杂内涵。因此,现今许多的机械产品的设计并不适应机电一体化技术本身的特色,难以做到根据机电一体化技术特征随之作出应对。

第二,机电一体化产品概念设计的创新促使其理论体系得到发展。要创新这一概念设计,必将建立新的方式、理论基础。只有在合理、可靠的概念设计基础上,才能使之收获具有优异性能的机电一化体产品。再加之如今概念设计的思想理念获得了社会中乃至整个世界越来越多的关注与认同,如QFD理论、公理化理论、TRIZ理论等设计理论的建立,对于推动创新机电一体化产的概念设计发展起到了不可忽略的效用,进一步促进了机电一体化技术体系的建立和机电一体化技术的完善。

第三,机电一体化产品创新概念设计对于生产能力与工作质量的提高起到切实的帮助作用。许多机电一体化产品都带有自动处理、调节的功效,通过这些能力的实现,能够保证工作质量与效率的稳步提升。例如,在数控机床的使用过程中,其生产效率要高出普通基础5~6倍,并能够实现机床数量减少50%,节省50%操作人员的效能,生产周期也能缩短40%,进而使得生产成本降低50%左右。

2 机电一体化产品创新概念设计理论

2.1 机电一体化产品应用到的系统原理

机电一体化系统是该类产品中最为重要的基础。就其本质来说。它算是一种复杂机械,但与普通的机械相比还有着显著区分。机电一体化体系是通过在机构的动力功效、信息功效、控制功效以及主功能方面引入先进的电子技术,并使之与软件相互联合形成的一类新型机械系统。图1对机电一体化系统的构成要素做出了清晰展示。

就其功能来说,机电一体化系统包含机械力、能量流、运动力等多种动力学有关的特殊机械,以及一些机电部件互相关联的系统。其中,机电一体化系统的核心又在于集成协调各种技术,通过对机械工程、控制系统、计算机技术、电子技术、电工技术等多项技术的联合利用,实现其运动行为可控的目标,而不仅简单对各项技术进行拼凑堆积。这也是利用计算机的调节和处理能力,实现驱动元件可控特征的现代化机械系统。

有关机电系统化原理的研究主要包含三方面内容。第一,三环论。研究者认为,机电一体化产品可以划分为电子、机械、软件三项功能模块。第二,五块论。通常视机电一体化产品是由动力功能、控制功能、构造功能、操作功能和传感检测五个功能模块组成的。第三,两个子系统理论。研究人员认为,机电一体化系统是由控制系统和物理系统两项分支系统共同组成的。以上三种理论的提出具有重要意义,但同时也有着较大的局限性。为便于区分,可以从表1中直观观察不同。

三者立足于控制和电力两部分,但没有对机械主体加以强调,也并未对处理好机电一体化系统的概念设计中出现的复杂性、多面性和模糊性等问题提出方法。因此,这些理论对该类产品的概念设计不能起到重要作用。

在概念设计实际工作中,机电一体化系统往往会被划分为传感检测、执行机构、信息控制处理三个子系统。通过这三个子系统的系统分工,各自完成信息检测、机械运动与信息控制的工作,这种分工方式才能真正实现该系统中各项功能的优化和最佳效果的发挥,并以此获得机电一体化系统的概念设计合理的相关方案。

2.2 机电一体化产品创新的概念设计方法

对机电一体化产品而言,其概念设计是许多领域内知识、技术之间的交织融合,具有新颖复杂、反复迭代、目标多解、结构不良等特点。满足机电一体化产品概念设计的创新,关键在于发挥设计者的主观能动性,通过展现设计智慧,满足创新性的要求。要实现这一目标,主要在于实现人机协调配合。计算机技术的飞速进步,促使人们对人工智能提出新的期待。但创新产品设计这类任务,主要还得依靠人类的智能实现。机电一体系统也是人机协同系统,通过对设计者与计算机的分工,来达到创新概念设计的目的。

机电一体化产品概念设计创新主要方法包括三方面内容。

第一,落实人才战略,培养专业性人才。科技竞争最终都会落实在人才竞争上。要实现机电一体化产品概念设计的创新,人才供应是重要保障。机电一体化技术专业人才在制造行业占据就业满意度第三位的好名次,就业率更是高达100%。因此,加强专业人才培养更有着多方面的积极意义,国家以及机电行业要在培养、优化道路中贡献出更多力量,从多方面对学生展开培训工作,以此实现增强研究者、开发者、设计者以及其他相关从业人员素质的目的。

第二,努力拓宽供应市场,严守质量关。市场是检验产品的试金石,将机电一体化产品投放到市场中,一方面保障其生命周期能够实现,另一方面通过买方对产品性能体验所作反馈也对产品研发起到反作用力的效果,使其优点得以保存、延续,缺点得到改良、进化,从而不断促进机电一体化产品性能的整体提升。

第三,将环保技术纳入机电一体化的发展策略中。机械技术、计算机技术、电子技术、电力技术等多种技术的应用,往往会伴随着电子、机械污染的问题。在机电一体化产品的生产过程中,无可避免也会产生一些污染物。因此,设计者在设计研发过程中要考虑到环保问题,让机电一体化产品朝着节能环保的方向发展,以施行环保、可持续的发展策略为其提供方法指引。通过一些环保设施和环保科技的实行,有效遏制资源浪费、污染物增多的问题。当实际运行过程中出现技术故障时,也可以反复利用一些资源,以减少资源、材料的消耗。相关生产负责人还应主动淘汰一些产能落后的设备、产品,以此改变过去投入高、输出高的模式,最终实现发展的可持续,使人们拥有健康的生存环境。

2.3 机电一体化产品创新的概念设计的发展展望

机电一体化产品创新的概念设计主要发展在于理论的进步。虽然机电一体化体系中依旧存在许多问题需要加强分析、研究,但其发展总趋势还是积极向上的。概括有五方面内容:第一,根据被测物理量,建立传感器特点和类型的知识库;第二,构建与机电一体化产品的概念设计相关的推理方法库;第三,将执行机构的实现运动与动作进行分类,构建执行机构库和驱动元件库,以促进驱动元件、执行、传动机构和两者的集成选择实行;第四,实现对该类产品概念设计在各个环节评价体系的建立,尤其在概念设计初期中构建对功能原理设计环节的评价体系;第五,构建调节和控制信息的资料库,以促进挑选硬件和编制软件中对机构子系统高效管控的实现。随着机电技术与各项科技的快速进步以及机电一体化研究的逐步深入,促使机电一体化产品概念设计的理论体系更加丰富,并具有更为强大的实用功能和操作功能,从而顺利实现对机电一体化产品的创新与研发。

3 结束语

机电一体化产品的研究虽然已经取得了较为瞩目的成绩,但关于机电一体化产品设计的研究成果目前依然处于初级阶段,仍需要相关从业者不断加强探索、创新,通过大量细致的实践研究工作,促进机电一体化产品创新概念设计的完善和成熟,并最终实现其优异的实用价值。

参考文献

[1]季振勤.简述机电一体化产品概念设计理论现状与展望[J].科技视界,2014,(18):74,215.

[2]梁向鹏.机电一体化系统与概念设计[J].才智,2013,(20):270.

概念具体化 篇2

流砂

人工挖孔在开挖时，如遇细砂，粉砂层地质时，再加上地下水的作用，极易形成流砂，严重时会发生井漏，造成质量事故甚至施工安全事故，因此要采取有效可靠的措施。

1，流砂情况较轻时

有效的方法是缩短这一循环的开挖深度，将正常的1m左右一段，缩短为0.5m，以减少挖层孔壁的暴露时间，及时进行护壁混凝土灌注，

当孔壁塌落，有泥砂流入而不能形成桩孔时，可用纺织袋土逐渐堆堵，形成桩孔的外壁，并控制保证内壁满足设计要求。

2，流砂情况较严重时

概念具体化 篇3

关键词：学前教育专业；视唱教学；概念

中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1005-1422（2016）06-0089-02

视唱是学前教育专业的必修课程之一。但对于来自各乡镇的新的中职生而言，所有的专业学科都是新奇的，他们几乎站在同一起跑线上，对于将要接触的乐理、视唱练耳、声乐、钢琴、舞蹈等学科知之甚少。那么，该如何在他们的意识里建立具体的概念呢？以下，根据学科的特点，就“视唱”而言，本人将浅谈如何帮助学生为“视唱”做好准备，并在学习中逐步建立各种“概念”。

一、建立音高音准的概念

学前教育专业的中职新生由于几乎从未接受过专业的音乐训练，因此，把“1 2 3 4 5 6 7”这七个音阶唱成多个版本是常见的事。为此，入门首要之事便是纠正学生的各个发音。教师可把简谱、唱名相对应地出现，甚至可将音阶译为中文唱法，然后从口型着手纠正，再重点强调“7”音在其他学科中发音为“si”，而以“首调唱法”为主的视唱则将“7”发音为“ti”。为了让音阶更好地渗入学生的记忆，教师还可借助播放《音乐之声》中的《哆唻咪》片段从感观上唤发学生的兴趣。

相对而言，音高的位置对于某一部分学生来说是很抽象的。大多学生不知道应该怎样把握才能唱到老师要求的那个点。针对这个问题，教师可采用图示的方式让音高形象化、具体化，见图1。根据模仿图中位置，用肢体给各音定位，手势上升或下降到哪里音高的走向就跟到哪里。

其次，要上好声乐课首先就要进行“发声练习”，同样的，视唱课前的“音准训练”也至关重要——有了长期的音程训练作为基础，学生对乐曲音准的把握才能如鱼得水。在音准的训练过程中，根据视唱乐曲的重难点，教师应有目的地进行编排，如乐曲中出现跳音、倚音、下滑音、波音、八度音程等元素，那么在常规的音准训练中就必须加入相关内容。

一般情况，音准的常规训练可有效地做这样的安排：

（一）音阶由上而下的训练

音阶的发音正确了，那么是否能将上行与下行如同绕口令般歌唱也是一项技能。在进行训练的同时，为了让视唱与声乐接轨，建议向学生简单地介绍发声方法，让学生把看似简单的音阶，通过气息的运用发出美妙的质感，同时体验并感受科学的发声方法所带来的魅力。

（二）音程训练

在视唱的乐曲中，旋律的跨度有时是有规可循的，但有时也让学生很是难以捉摸。因此，不仅要进行三度音程的训练，还要有目的地让音与音进行交集训练。

训练的编排大致可为如下形式：

（1）三度音程：

（2） do的交集形式：

（3）其他交集形式：

这类训练的方法是“2”依次与“1 2 3 4 5 6 7 i”交集，然后再倒过来唱。

（4）八度音程的训练如下：

（三）半音音阶的训练

为了达到“信手拈来便能唱”的水平，建议及早进行升高半音或降低半音的训练。

（四）跳音、倚音、波音、下滑音等训练

视唱乐曲进行到一定阶段，便会相继融入跳音、倚音、波音、下滑音等元素。它们的训练应是特别生动有趣的。如跳音的唱法采用肚皮的弹动，波音的形式以金属震动的感觉曲线出现，它们都有各自华彩的特点。除了跳音，倚音、波音、下滑音等训练均可直接将视唱教材中的乐句独立出来训练。

二、建立节奏的概念

节奏是乐曲的支架，“边打节奏边视唱”不仅是好习惯的培养，更是对于任一层次的人最基本的要求。而在“V”上以“切段分节”的方式为学生建立时值的概念，是最直观、最具体的。以下，根据不同的节奏型，时值划分具体如下：

掌握了每种节奏型的划分后，便可进行视唱练习了。

三、建立首调唱名法的概念

钢琴是以固定唱名法为主的，而声乐与视唱则以首调唱名法为主，对于学生而言这两者较易混淆。因此，“首调唱名法”的概念必须在学生心中建立起来。

首先，学生必须明白在五线谱中，任何一个位置都可以开始排列出音阶，形成某一个调，如：

以上五线谱中因为主音在fa上，所以可判断出它是F大调，又因为do在第一间上，所以依次排列出的即是F大调的“2 3 4 5 6 7 i”这些音阶。

第二，在学会为乐曲排列音阶位置的基础上，根据乐曲调试，以“举一反三”的方法，为视唱乐曲排列音阶。如幼师视唱教材P82《两只小象》，它是G大调，那么在学习这首乐曲前，为了便于识谱的参照，就要先在五线谱上排列出G大调的音阶位置，熟记新的“12 3 4 5 6 7 i”，然后一个小节接一个小节进行辨认唱名，辨认不了的，除了可以进行上下行推算，还可以直接拿出五线谱把之前排列出来的音阶拿出来对译。这样，“首调唱名法”便能以简易的形式在学生心中形成一个具体的概念了。

四、建立乐曲表现力的概念

当音准、节奏都到达一定的要求时，“乐曲的表现力”便成为一种新的追求。它包含着对乐句的划分、换气记号的处理、情绪的表达、强弱规律的表现……让乐曲还原作曲家的理想，这也是学生要建立的理念。如幼师教材中《故乡的亲人》，它是四四拍的曲子，抒情的风格，每一乐句的表情记号都有着很强烈的强弱对比……这些，都要学生用心去感受，在认知里建立一种思亲的概念，再用声音去渲染，从而打动听众，升华自己。

俗话说：“成功是属于有所准备的人。”有了具体的概念，才能做到“水到渠成，胸有成竹”。

参考文献：

乐理·视唱练耳.全国中等艺术师范、中师音乐班专业教材[M].上海：上海教育出版社，1999.

概念具体化 篇4

1 机电一体化的相关介绍

1.1 产品是如何工作的

机电一体化系统一般由机械本体、检测传感部分、电子控制单元、执行器和动力源5个组成部分构成。它建立在机械技术上, 但又不同于传统的机械。从其功能上看, 它可以完成机械力、运动、能量流等多种动力学方面的任务, 这种有机结合, 使它成为了一个比较完整的系统, 机电一体化产品在工作时, 各部分之间要求紧密结合, 而不是简单的将所有技术拼凑在一起, 在其工作原理上跨越了学科上的阻碍, 每一步都很关键, 也很复杂。一体化产品的目的是使那些传统的机械制品能够改掉笨重, 耗时, 死板的缺点, 使其具有更多功能, 能够自动的完成很多工作, 增强产品的可控性, 帮助人们解决一些危险的问题。同时使产品变得小而轻, 节省材料和能源, 实现资源的可持续利用, 不断给人们的多样化生活带来便利, 全自动洗衣机是机械一体化最简单应用。

1.2 设计时需注意的问题

机电一体化系统制造过程中, 每一个过程都比较繁琐, 稍微有一点差错, 可能就会导致失败, 设计过程很漫长, 所需材料都很昂贵, 一旦失败, 会造成不可估量的损失, 因此, 工作人员在对一体化产品进行概念设计时, 一定要仔细审核, 构建出一个比较理想的蓝图后, 才能开始投入生产。这就需要对它的组成和设计原则有一定了解。首先, 先了解它的五大组成要素, 即结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、职能组成要素。其次, 在设计时要遵循四大原则, 接口耦合、运动传递、信息控制与能量转换四大原则。

1.3 产品如何方便人们的生活

在人们日常生活中, 社会发展越快, 生活脚步也随之加快, 人们花在一些日常小事上的时间更少了, 自动化的产品能够帮助人们节约时间。对于工厂, 产品的使用, 可以使很多操作变得简便, 提高其工作效率和生产能力, 从而增加收益。工程机械机电一体化产品一般都是具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能, 不需要人们花太多时间精力在监测上。现在, 智能化产品在比较危险的领域应用得越发广泛, 它可以代替人们在那些易燃、易爆、对人的安全存在着严重威胁的环境中工作, 对于减轻人的劳动强度, 提高工作安全性是十分必要的, 如今对智能化产品的研究仍在继续。总之, 一体化产品将有利于人类各方面的发展。

2 机电一体化研究进程及面临的挑战

2.1 国内外技术发展

产品的概念设计是实现产品创新的关键。因此, 国内外学者开始十分关注机电一体化产品的相关问题, 希望加深对产品的概念设计理论与方法的了解, 这在近几年的学术研究上占据了及其重要的位置。在这个过程中, 人们逐渐发现, 要想设计出一个好的产品是很难的, 但同时也是最富有创造性的阶段, 可以实现从无到有, 从抽象到具体的转换, 让人们对它的认识变得更加清晰。特别是近几年来, 随着计算机图技术、虚拟现实、敏捷设计、多媒体等技术的发展和CAD制图的深入, , 产品概念设计的研究也有了新的突破。当然, 不可否认, 国内外的发展还是有一定差距的:机电一体化产品概念设计的研究主要集中在欧洲, 人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步, 为是机电一体化技术得以发展。而我国机电一体化技术起步相对较晚, 但是其发展进程也与世界各国一样, 经历过准备时期、起步时期和发展时期, 机电一体化概念设计具有很大的发展空间, 产品的应用会越来越广。

2.2 技术人员素质水平不高

首先, 专业素质上的欠缺。用微电子技术改造传统工业的工作量大而广, 有难度, 我国技术人员创新的能力不太好, 可能还习惯用传统的思维想问题, 不能使机电一体化产品的设计上升一个层次。其次, 有的工作人员缺乏静下心来研究的素质, 急于求成, 只重视生产所带来的收益, 还有的理论知识不够, 滥竽充数, 使得有些技术长期得不到发展。

2.3 发展带来的环境问题

工业的发展在带给人们方便的同时也会带来很多问题, 环境问题一直都伴随着工业, 机电一体化的基本是机械技术, 很多大型设备在工作时不可避免的会排放气体、污水等, 这会污染我们的生活环境。同时, 如果设计不到位, 材料估算不合理, 会造成资源的浪费。

2.4 市场对一体化产品的限制

机电一体化技术的应用你更新速度变得更快了, 想要短时间内设计出更好的产品, 占有市场, 从而保证产品的销售情况很有压力。此外, 我国研制、开发机电一体化产品的历史时间不太长, 许多产品的质量, 数量都达不到要求, 而且, 很多高技术的材料都需要从国外引进, 这在起点上可能就滞后于国外, 在这个飞速发展的时代, 竞争越发激烈, 我国的一体化产品很难体现出在市场上的优势。

3 关于优化一体化道路的思考以及未来发展

3.1 各方面培训, 增强技术人员素质

从个人上素质上着手, 在选拔时, 严格把关, 择优录取, 并且定期对相关人员进行培训, 给予他们出国留学的机会, 感受国外人员的思维方式, 增强其创新能力。然后优化发展环境, 增大机电一体化的发展力度。通过做宣传或者开展交流大会, 让设计人员看到机电一体化产品对人类的重要性以及国家对其的重视程度, 严格对待有关技术开发和设计过程, 对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励、而那些浑水摸鱼的成员, 应该及时给与开除。

3.2 施行可持续发展策略

对于可能会产生污染物的过程, 要尽量优化, 通过一些技术上的研究, 找到有效降低污染的方法。于资源浪费的问题, 要改变高投入、高输出的方式, 有时候投入多了, 一旦发生了技术性的问题, 就会造成很大损失, 可以加强一些高效利用资源、能源的产品设计, 减少材料、水资源、电力的耗费, 曾经那些落后的、耗能大的产品和设备应该逐渐被淘汰, 机电一体化应该向绿色化进行发展, 绿色产品可以帮助人们实现可持续发展, 改善人们生存环境, 拥有健康的生活。

3.3 拓宽市场, 增强竞争

应该加强机电一体化技术发展的脚步, 尽快缩小与发达国家间的差距, 增强我国在市场上的竞争力。同时, 在进行技术研究的时候, 也要对机电一体化概念设计实行行业化管理, 建立一定的管理制度, 通过其精明干练的办事机构、经济实体, 发展专门的人才对市场进行考察, 或是与外国联合起来, 将技术和经济发展结合起来, 共同提高机电一体化产品的市场竞争力。

3.4 展望未来

作为发展中国家, 应该看与发达国家在工业技术水平上的差距, 但不可否认, 我们具有更大的发展空间。改革开放以来, 特别是近年来, 国际金融危机相继出现, 在激烈的国际市场经济竞争下, 国家和企业充都看到了机电一体化产品对我国经济发展的重要性, 技术上的研究变得很重要, 机电一体化产品概念设计理论与方法有着指导作用。国内学者以一种不同的角度开展研究, 已取得了初步的研究成果。虽然, 不同学科背景的学者使用的方法不同, 但研究的目标是一致的。我们有理由相信, 随着研究的深入, 机电一体化产品概念设计理论将会取得很大进展, 人们的生活将更方便。

4 结语

机电一体化产品大量投入生产的好处与影响是并存的, 这就需要我们的相关人员仔细研究, 构建出更适合人类与社会发展的设计图。笔者相信, 在大家的共同努力下, 我国的机电一体化会产生一个更大的飞跃, 未来的发展空间是很大的, 机电一体化产品将会越走越远, 给人们的生活增添更多精彩。

摘要：机电一体化, 顾名思义, 它是将机械工程和电子技术相结合的一门技术。当今社会, 已迈入了自动化时代, 很多机械产品已经改变了其冰冷、死板的缺点, 智能化的产品带给人们更多享受, 生活变得更加轻松自在, 亦促进了社会的发展。

关键词：技术结合,发展,机电一体化产品

参考文献

[1]曹新生.析机电一体化技术的发展趋势[J].职大学报, 2009 (04) :95-96.

税金具体概念是什么？ 篇5

税金

按国家规定计入建筑安装工程造价内的营业税、城市建设维护税和教育费附加，

（1）营业税，税法规定以营业收入额为计税依据计算纳税，税率为3％。计算公式如下：营业税＝计税营业额×3％计税营业额是指从事建筑、安装、修缮、装饰及其他工程作业取得的全部收入，还包括建筑、修缮、装饰工程所用原材料及其他物资和动力的价款。当安装的设备价值作为安装工程产值时，亦包括所安装设备的价款。但建筑安装工程总承包方将工程分包给他人的，其营业额中不包括付给分包方的价款，

（2）城市维护建设税。用于城市的公用事业和公共设施的维护建设，是以营业税额为基础的计税。因纳税人地点不同其税率分别为：纳税人所在地为市区，税率为7％：纳税人所在地为县城、建制镇，税率为5％；纳税人所在地不在市区、县城、建制镇，则税率为1％。计算公式如下：

城市维护建设税＝营业税额×规定税率

（3）教育费附加。建筑安装企业的教育费附加要与其营业税同时缴纳，以营业税额为基础计取，税率为3％。

将上述三种税率汇总并进行综合税率计算后得：

纳税人所在地在市区者综合税率为：3.413％

纳税人所在地在县镇者综合税率为：3.348％

概念具体化 篇6

凡是心绪烦躁的时候，就想换个境界。于是就翻到《破山寺后禅院》一首，诗曰：……曲径通幽处，禅房花木深。山光悦鸟性，潭影空人心……这么宽松随意，常建就把一切说清楚了，说真切了。于是我与常建沟通了，于是心绪也平静了不少。心平如水，能够深入思考。最近，需要思考的一个题目是：关于长三角16+n城市工艺美术产学研高峰论坛的讨论。这是一个大题目，事关上海工艺美术事业未来发展的趋向。心不静致，是万万不能够应答的。于是，就读了唐诗，唐诗确实是文化艺术殿堂里的宝物。

众所周知，工艺美术范畴之广，门类多，是任何其它艺术不能同比的。上至国家博物馆中恭敬收藏的文物珍宝，下及老城隍庙内地摊摆放的民俗玩意，都是工艺美术品。不论文化内涵高低，不论风格品味雅俗，不论材质用料贵贱，都能为不同民族、不同阶层、各种各样的人喜爱、承认、接受、交换，这就是工艺美术品与其它艺术品的不同之处。面对种类丰富的工艺美术品，人们可以欣赏、摆玩、收藏，也可以馈赠亲友，即时使用。人类除了“食为天”之外，天生也需要精神享受的。精神享受的境界高低无关紧要，可以阳春白雪，也可以随乡入俗。领域宽广的工艺美术品的魅力所在，就在于此。当然，要生产制作出有艺术魅力的高端工艺美术精品，首先必须从培养人才开始。

我在写给上海工艺美术职业学院关于举办“大师工作室”的构思计划中提到：当今中国，正处在政治经济、文化教育全面改革发展的盛世时代。经济方面的国家战略是：调整产业结构，改变经济发展模式，从“中国制造”走向“中国品牌”，再以“中国品牌”走向“全球市场”。教育方面的国家战略是：加大创新，争取突破，上海要为全国教育改革探索新经验。我们如果能够借助时代的动力，结合上述两项国家战略，认真发展中国工艺美术事业，就能为社会主义现代化大都市上海的都市产业积极培养出一批既有文化专业知识，又具熟练动手能力的工艺美术专业人才。可以祈愿，在这样的专业人群中一定会涌现出很多工艺美术家，他们会带着美轮美奂的中国工艺美术品堂堂堂正正踏进现代艺术殿堂，让世界刮目相看，让人类社会继续体味伟大的中国文明。

过去，我们讲教育和实践相结合，提到“学以致用”的程度就停顿了。这个“学以致用”，是指仅仅能够参予生产制作，并不是指生产制作的工艺美术品能为民众所喜爱，能为市场所接受，没有进入“学以致用”的终端。学生在课堂里读了几年书，有条件的参加了劳动生产实践活动，看上去又懂专业，又能动手参予生产活动了，但是这样的学生毕业后，对于企业而言，至多还是一个高级学徒，受企业的欢迎程度，远没有到热烈的争抢状态。因为企业没有加入学校的教育活动，学生对企业的工作责任是陌生的，对市场的游戏规则更是一无所知。同时在工艺美术品的生产制作方面，他们的动手能力还不够成熟，他们的艺术设计理念往往远离工艺美术品的创意实用性以及工艺制作顺序的可操作性。最重要的是设计制作什么产品？什么产品是市场欢迎的好东西？感觉几乎是零。这就是纸上谈兵，就是个人能力和智慧的开发、培养、提高与生产制作、社会需要和市场反映不协调，不合作。如果说一个学生在学习工艺美术设计时充分借助了现有的软件信息，那么在生产过程中，他一定会首先搬出他习惯使用的方法，借鉴甚至照搬软件中的信息。殊不知，软件中的信息，往往是过去的、积累的、使用过的，而动态的市场却非常需要新的创意。新的创意的产生，没有新方法，还是要靠仔细观察自然生活和社会生活，结合过硬的专业知识；还是要靠下苦功夫，多动脑子。在创意设计方面，人脑的主观想象永远是第一位的，电脑信息的参考辅助却是第二位的。因为在课堂内和实践中获得的专业知识，学生对自然人文的深入观察体会，其它学识的输入根植，以及个人艺术心理活动的推波助澜，社会环境的现实影响等等信息都拷贝在优秀学生的大脑皮层中，而不在U盘内。在第一学期中，就要让骄生惯养的独生子女们树立产学研一体化的概念，让他们明明白白去学习将来可以派上用场的知识，让他们想象将来制作的工艺美术产品将如何受到社会的欢迎，如何受到市场的欢迎，如何被不同的人群按照自由的选择去欣赏、接受，并且购买、收藏。这就需要研究调整工艺美术的“教育大纲”，就需要改变教学内容，就要让企业、市场加入教育。要知道，一件工艺品被人们慎重的、认真的用其它有价值的商品去交换，这是做一件事的成功结果，但不是一个简单的过程，意义重大。对于学生的学习目的而言，对于学校培养学生的目标而言，是真正进入了“学以致用”的终端。最完美的教育结果是各方面都不浪费，教育资源不浪费、时间资源不浪费、人才资源不浪费，这就是经济学的思维方式。工艺美术专业人才的学习、培养；工艺美术行业的传承保护、创意提高；工艺美术品的制作生产、品牌开发，市场调研都是中国未来都市经济亮点的新课题。用经济学的思维方式去评判以上所有的工艺美术课题，那么就可以知道，我们谈“人才培养”，实际上是指“大工艺美术人才的培养”。其中除了培养学生，还要培训教师、教育领导者、企业经营者、行业指导者、以及与工艺美术有关的市场代理人等等。以上全部个人与群体之间的密切互动，包括学习、讨论、研究、合作、协调，大大有助于把“学以致用”提高到工艺美术终端的“市场消化”。可想而知，市场可以接受并且消化的工艺美术品一定是好东西，而能够制作生产好东西的人才，一定接受过系统实用的好教育。当然，中国特色的“团购消费”并不是我所指的“市场消化”。

其次，让经济学的思维方式参予工艺美术产学研的探讨，理由是充分的。因为经济学的思维方式实际上不是一套教条的一对一的结论，经济学不仅仅是关于货币、利润、商业和金融的学问，也不单是对人类竞争行为的研究。千万不要误解，经济学理论并不是假设人人自私，物质至上，目光短浅、不负责任、一心向钱看。实际上，经济学专门研究人们对任何事物的选择及无意的结果，三百六十行中的各行各业都能用经济学的思维方式来研究，所以，我们也能用经济学的思维方式来推动工艺美术产学研一体化的讨论研究。经济学大师凯恩斯认为：思维方式是一种方法、一种智力工具、一种思维技巧，有助于拥有它的人在分析事物时得出正确的结论。它可以概括为如此的一套概念：即所有社会现象均源于个体的行为以及群体的合作，在这些活动中，人们基于他们预期的额外收益和成本进行自由的选择。我们讨论工艺美术产学研一体化，不是就在讨论个体的行为和群体的合作吗？不就是在讨论教育的终端目的以及不浪费资源成本吗？在产学研中包含了很多的个体，譬如工艺美术专业的每个学生，他们的每个老师，工艺美术工作室的每个研究人员，每一位教授；工艺美术企业的每一个生产工人，每一个工艺师，以及他们的经理；工艺美术品市场上的每一位推销员以及他们各自面对的每一位客户。群体则包括学校、工作室、工厂、市场。试想一下，以上所指的个体与个体之间，群体与群体之间，以及每一个个体与每一个群体之间，如果没有提倡鼓励合作的科学制度，人们是不能享受到人类文明的种种好处的。我们知道，人类受用的各种各样的工艺美术产品，需要经过复杂而相互关联的生产活动才能制造出来。举陶瓷器皿为例：人们最初将陶土从山上取出并运送到陶厂，厂里的陶工需将粗糙的陶土加工成精细的陶瓷原料，然后按设计图示来打胚制胎、成型阴干，再由画工点缀合适的美观的釉彩图案，最后由窑工负责入窑焙烧。生产顺序中的每一个人都希望产出完美产品，为了这个美好的希望，每一步工序必须仔细严格控制，每一位陶工必须配合得天衣无缝，即使如此，谋事在人，成事在天，开窑时，能有少量精品已是重大的收益了。“民窑”如此，“官窑”更甚。最后瓷器还要卖出去。我们决不能老是制作“孤芳自赏”的产品。试想一下大的方面，如果工艺美术产学研之间没有紧密的合作，没有一体化的联系互动，各自单独进行，加上每个工艺美术专业的学生缺少系统的、精确的、完整的专业定向培养，把学习培养与生产制作分开看待，把生产制作与市场消化隔离开来，学校为招生而开办，工作室为象牙塔中的宠物而不食人间烟火，工厂由于经济学的基础名词，而单纯的急功近利组织生产，社会个体行为的缺乏方向，社会群体行为之间缺乏合作，社会合唱团的每一个成员各拉各的琴，各唱各的调，有时还各摆各的“谱”。于是，学生们毕业后找不到合适的工作，工厂找不到优秀的学生，市场找不到满意的厂家，买家则很难找到当代工艺美术精品……我们的专业杂志，仍在讲述过去的美丽故事，仍在介绍古代的伟大文明，昨天的灿烂文物，西洋的美妙珍宝……而当代中国的工艺美术仍然缺乏国际认同的响亮品牌，依旧不能堂堂正正的踏进艺术殿堂……

工艺美术的现状说明了群体合作的核心问题：这就是其中存在的大量互不相同甚至互不兼容的个性计划。而缺乏协调的专业化只能通向混乱之路。

当代中国国力昌盛，社会和谐，人才济济，持续发展。“圣代无隐者，英灵尽来归”。 飞船、卫星、民航客机……成就比比皆是，各行各业都在向科学发展观的深度和广度推进。摆在上海暨长三角16+n工艺美术行业面前的重要责任是：在产学研一体化的系统功能协调推动下，我们的工艺美术应该堂堂正正踏进艺术殿堂了。而踏进艺术殿堂的首先应当是中国工艺美术的高端项目，这些项目包括金银珍宝、翠玉牙雕、陶瓷玻璃、紫檀漆器等等。我们欣慰的看到，为落实胡锦涛总书记在上海视察时的讲话精神，上海工艺美术行业协会的领导亲下基层，细作调研，为工艺美术高端精品的确认工作领头开道。现在，协会又开风气之先，倡导了工艺美术产学研一体化的大讨论。可以预见，在协会事必躬亲的务实工作作风催动下，经过工艺美术事业中学校、企业、市场的科学思路大协调，改革发展大合作，在不远的将来，中国的工艺美术一定会以中国的品牌堂堂正正的踏进世界艺术殿堂。

概念具体化 篇7

“机电一体化”是微电子技术向机械工业渗透过程中逐渐形成的一个新概念, 日本企业界在1970年左右最早提出“机电一体化技术”这一概念, 其主要是指在机械的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术, 将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。“机电一体化技术”打破了传统的单一的分析解决实际工程问题的方法和思维模式, 是在对传统学科做了大量的基础性研究的前提下发展起来的一门新兴的综合性的学科, 它不是对传统学科的简单组合、拼凑, 而是对传统学科的有机融合, 形成了自己的发展规律, 有其自身的设计理论和研究方法, 是传统学科与不断出现的新技术各个领域之间互补、渗透和融合的产物。“机电一体化技术”涵盖的领域十分广泛, 随着科学技术的不断发展, “机电一体化”这门新兴的学科还在不断地被赋予新的内容, 应用范围愈来愈广。“机电一体化技术”包括以下主要内容。

1.1 机械技术

机械技术是机电一体化的基础, 机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应, 利用其他高、新技术来更新概念, 实现结构上、材料上、性能上的变更, 满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。

1.2 计算机与信息技术

其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

1.3 系统技术

系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术, 从全局角度和系统目标出发, 将总体分解成相互关联的若干功能单元。接口技术是系统技术中一个重要方面, 它是实现系统各部分有机连接的保证。在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值, 并使整个系统最优化, 这是机电一体化学科研究的根本目的。

1.4 自动控制技术

其范围很广, 在控制理论指导下, 进行系统设计, 设计后的系统仿真, 现场调试, 控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

1.5 传感检测技术

传感检测技术是系统的感受器官, 是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强, 系统的自动化程序就越高, 它是机电一体化系统达到高水平的保证。

1.6 伺服传动技术

包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置, 伺服系统是实现将电信号到机械动作的转换的装置与部件, 它对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。

2“机电一体化技术”的发展状况

现代科学技术的不断发展, 极大地推动了不同学科的交叉与渗透, 导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域, 由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化, 使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化, 使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的新的历史发展阶段。

机电一体化的发展历史大体经历了3个阶段:

⑴20世纪60年代以前为第一阶段, 这一阶段称为初级阶段。在这一时期, 机电结合的技术首先被应用在了军事上, 战后转为民用, 对战后经济的恢复起了积极的作用, 研制和开发从总体上看还处于自发状态, 机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展, 已经开发的产品也无法大量推广。

⑵20世纪70~80年代为第二阶段, 这个时期可称为蓬勃发展阶段, 微电子技术为“机电一体化”带来勃勃生机。这一时期, 计算机技术、控制技术、通信技术及可编程序控制器、电力电子等的发展, 为机电一体化的发展奠定了技术基础。数控机床的问世, 写下了“机电一体化”历史的第一页。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展, 为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。

⑶20世纪90年代后期开始为第三个阶段。激光技术、模糊技术、信息技术等新技术的相继出现使“机电一体化技术”跃上了新的台阶。一方面, 随着光学、通信技术等进入了机电一体化, 微细加工技术也在机电一体化技术中崭露头角, 出现了光机电一体化和微机电一体化等新的技术分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法以及对机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时, 由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步, 为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。

机电一体化技术在我国的研究和应用是从20世纪80年代初才开始的。当时国务院成立了机电一体化技术发展领导小组并将该项技术列在了“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展远景纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的巨大影响。一些具有科研实力的大中型企业、科研机构、高等院校对这一技术的发展及应用做了大量的基础研究工作, 取得了一定成果, 机电一体化技术在我国有了长足的进步, 但与一些西方发达国家相比仍有相当大的差距。

3 机电一体化技术的未来发展趋势

机电一体化技术是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合。以微电子技术、软件技术、计算机技术及通信技术为核心而引发的信息技术革命, 不仅深刻地影响着全球的发展, 而且也深刻影响着机电一体化的发展趋势。未来, 机电一体化技术将主要向以下几个大的方向发展。

3.1 系统智能化

系统智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。所谓智能化系统是指一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统, 它能进行诸如分析、推理、判断、构思和决策等智能活动, 人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视, 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、生理学和混沌动力学等新思想、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。

3.2 功能模块化

功能模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多, 研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的工作。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元, 具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元, 以及各种能完成典型操作的机械装置。这样, 可利用标准单元迅速开发出新产品, 同时也可以扩大生产规模。

3.3 控制网络化

20世纪90年代, 网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育以及日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片。机电一体化新产品一旦研制出来, 只要其功能独到, 质量可靠, 很快就会畅销全球。由于网络的普及, 基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾, 而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势, 利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统, 使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此, 机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。

3.4 微型机电化

微型机电化兴起于20世纪80年代末, 指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统 (MEMS) , 泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品, 并向微米、纳米级发展, 如基于微、纳米技术的新型传感器;微型射频信息传输系统;微型探测与成像系统;微型光学成像集成系统和声、震探测集成系统;微机电惯导系统;微光栅读数测量系统等。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活, 在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。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。这种微型机械是机电一体化的重要发展方向。

3.5 功能设计柔性化

未来的机电一体化产品, 控制和执行系统将有足够的“冗余度”, 有较强的“柔性”, 能较好地应付突发事件, 被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中, 各个子系统是相互独立工作的, 子系统为总系统服务, 同时具有本身的“自律性”, 可根据不同的环境条件作出不同反应。这样, 既明显地增加了系统的适应能力 (柔性) , 又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

3.6 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, 实现由光学技术的先天优点来有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源 (动力) 系统和信息处理系统。光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。20世纪中叶以来, 半导体微电子技术及激光技术的突飞猛进又给机械工业注入了新的生命, 使它进入了以光机电一体化为标志的新时代。光机电一体化技术包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件的技术。

3.7 生物———软件化

又叫仿生物系统化。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。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体, 但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物———软件”或“生物系统”, 而生物的特点是硬件 (肌体) ———软件 (大脑) 一体, 不可分割。看来, 机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋势, 但尚有一段漫长的道路要走。

3.8 制造绿色化

设计绿色的机电一体化产品, 具有远大的发展前途。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。绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式, 其目标是使得机电一体化产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中, 对环境的影响 (负作用) 最小, 资源效率最高。绿色制造是可持续发展战略在制造业中的体现, 或者说绿色制造是现代制造业的可持续发展模式。绿色制造是目前和将来制造机电一体化系统应该予以充分考虑的一个重大问题。

3.9 结构系统化

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态, 进行任意剪裁和组合, 同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强, 一般除RS232外, 还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系, 机电一体化的人格化有两层含义。一层是, 机电一体化产品的最终使用对象是人, 如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要, 特别是对家用机器人, 其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理, 研制各种机电一体化产品。

4 结语

综上所述, 机电一体化是在与其相关的基础学科的充分发展的前提下出现的一种新型技术, 它是许多科学技术相互交叉, 互相融合发展的结晶, 是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。随着时代的发展, 科学技术不断进步, 各种新理论、新技术不断涌现, 各学科相互融合进一步深入, 机电一体化技术的发展空间也将越来越广阔。●

参考文献

[1]张建民编著, 机电一体化原理与应用, 北京;国防工业出版社, 1992

[2]李建勇, 机电一体化技术, 北京;科学出版社, 2004

[3]赵松年等编, 机电一体化数控系统设计, 北京;机械工业出版社, 1994

[4]于军、蔡建国, 绿色产品设计及其关键技术, 机械设计与研究, 1997

[5]李运华, 机电控制, 北京;北京航空航天大学出版社, 2003

概念具体化 篇8

1 机电一体化产品概念设计理念

机电一体化系统是包含了若干个元件的复合体。产品的概念设计已成为创新产品的重要一环。因此, 研究机电一体化产品概念设计理论与方法已得到了国内外学者的广泛关注, 人们已经对其达成共识, 也就是实现产品设计从无到有的过程是最为困难的。

1.1 机电一体化产品概念设计的含义

随着各种技术如雨后春笋般涌现出来, 机电一体化概念设计根据产品的特殊要求, 进行创新设计、产品功能创造和对实现特定功能提供思路和方案。原理设计是概念设计的核心, 利用不同技术融合来获得相应的功能。与此同时, 要求设计人员对各项技术有整体认识, 统筹兼顾, 实现无缝融合、交叉, 是方案设计的微机化便于实现。

1.2 机电一体化产品概念设计理论与方法的意义

在产品设计过程中, 概念设计扮演着重要的角色。因为机电一体化产品概念设计复杂程度, 概念设计是产品设计的重中之重, 占据产品设计质量的百分之七十以上。在构建机电一体化产品的设计理论之前, 应该先选择理论与方法。以优质的概念设计方案为依托, 才能获得性能更加优良的产品属性。

机电一体化系统是是门交叉性、融合性的学科, 必须因地制宜, 结合机电一体化系统的特性, 构建并完善机电一体化产品概念设计理论与方法, 进行创新设计。与此同时, 相关技术的成熟也给机电一体化产品设计理论的构建提供了便捷的基础。

2 机电一体化产品概念设计研究现状

机电一体化产品概念设计作为一门新兴设计技术, 已逐渐成为一门交叉学科, 涉及到多种技术融合, 具有一些特性, 包括创新性、层次性、多解性等。其现在正位于发展阶段, 需要机电一体化产品概念设计人员, 认清现实, 坚持专业、严谨的态度去完成工作。该阶段亦是攻坚阶段, 以便涌现出更多、更好地设计方案。

2.1 国际研究现状

机电一体化产品概念设计的研究重心是欧洲。来自德国某所大学的学者, 其研究领域涉及到机电一体化的控制系统的相关设计方面, 将机电一体化系统分为能量流模型和信息流模型。同时提出机电一体化的机械部分、传感器以及驱动器皆因控制系统设计的外部因素所产生。因此可知其设计中, 几乎不分析机械部分的特性、传感器的特性及驱动器的特性, 也不分析几者之间的交叉问题。

法国的PSA所进行的研究课题, 获得突破进展。该课题的主要内容为一个涵盖了机电一体化多个学科的模型构建的数据库。其把机电一体化的基本组成部分存入数据库。利用数据库的信息可以为设计人员随时供应准确、可靠的模型单元, 从而大幅提高效率和安全性能, 也在一定程度上降低设计难度。但是, 这个系统也存在不理想的地方, 只能对机电一体化数据库的存储和查找有效, 与智能化概念设计还有差距, 欠缺创新性, 且没有机电一体化概念设计理论与方法提供支持。

虽然美国一家公司开发了Saber软件, 可以支持智能化概念设计软件, 也不过是一款仿真软件, 不能够产生设计方案。上世纪90年代以来, 英国一所大学利用键合图作为仿真技术的基础, 以能量守恒定律为媒介, 方框图为信息处理的表达式, 构建了机电一体化产品概念设计的仿真平台。但是该软件对执行机构部分研究不够透彻, 还处于试验阶段。

2.2 我国研究现状

现如今, 国内的一些研究机构, 譬如华中科技大学、浙大等, 在机电一体化产品概念设计方面几乎没有任何相关研究。从上世纪末, 上海交大对此进行了系统分析, 也取得了一定的研究成果。采用Simulink仿真软件构建一个面向功能模块的方法, 作为机电一体化产品的表达平台。上述研究, 为我国机电一体化产品概念设计及其微机化打好了坚实的基础。

3 机电一体化产品概念设计发展展望

机电一体化产品概念设计理论与方法的研究会逐渐取代传统设计方法, 在指导设计人员进行产品设计过程中起到举足轻重的作用。目前, 欧洲依然是处于引领机电一体化产品概念设计理论的地位, 多以控制理论为突破口, 成形的软件是英国学者提出的虚拟开发平台。本文坚信机电一体化系统的交叉性影响了在概念设计初期, 不同学科背景的设计人员会从不同角度出发, 但殊途同归, 目标是一致的。

机电一体化技术正逐渐走向智能化, 具有逻辑思考、自主决策等能力。机电一体化微型化趋势是其向微观领域迈进的基础, 机电一体化产品除了机械部分, 其余均包含电子技术, 也可使其向轻量化、多功能方向发展。因此, 机电一体化产品也会朝着一些特性的构成单元挺进。

4 结论

总之, 对于机电一体化产品概念设计理念来说, 概念设计理论与方法所扮演的领导角色是不可或缺的。其作为一门交叉学科技术, 困难程度在一定层面决定了机电一体化产品概念设计理论的不可替代的作用。

摘要：首先研究了机电一体化产品概念设计理念在机械结构、机械制造方面的创新设计。其次分析了其在中外的研究现状以及一些缺点, 我国研究人员用现代机构学作为突破口, 主要分析依赖运动执行功能为主功能的机电一体化产品概念设计理念, 其设计理念的明显优势是有较高的实用性, 且对计算机辅助概念设计更有帮助;另一方面大多数国际研究人员则依赖电子学及控制理论作为突破口, 逐步创建、完善一些概念设计操作平台, 在此平台实现机电一体化产品概念设计。最后阐述了机电一体化产品概念设计理念的发展展望。

关键词：机电一体化,概念设计,创新设计

参考文献

[1]李瑞琴, 邹慧君.机电一体化产品概念设计理论研究现状与发展展望[J].机械设计与研究, 2003, 19 (3) :10-13.

[2]程志刚, 李瑞琴, 董亚峰, 黄莉.机电一体化产品概念设计理论现状与展望[J].中北大学学报:自然科学版, 2006, 27 (1) :18-22.

[3]张自健, 尹利谦.机电一体化系统概念设计的基本原理[J].工业, 2016 (23) :00173-00173.

概念具体化 篇9

1 机电一体化的发展历史

电子技术一问世, 电子技术与机械技术的结合就开始了, 直到出现了半导体集成电路, 尤其出现了微处理器为代表的大规模集成电路后, 机电一体化技术才有了明显进展, 引起了人们的广泛关注。机电一体化这个词是日本安川电机公司在20世纪60年代末注册及最先创用的。当时至70年代, 人们一直把机电一体化看作是机械与电子的结合, 国内早期是将机电一体化技术与机械电子技术并用, 近年来机电一体化技术更加流行使用。

20世纪80年代, 信息技术崭露头角。微处理机技术的出现, 更为高级的机电一体化产品所采用, 典型的机电一体化产品如数控机床, 工业机器人及汽车电子控制器等。微机作为关键技术引进了飞行系统后, 是机械电子系统在控制高度, 排气控制, 振动控制和保险气袋等反面的广泛应用。从科学的观点来看机电一体化产品又可称之为机电一体化系统, 它是及机械元件和电子元件于一体的复合系统。

进入20世纪90年代, 信息技术进入了机电一体化, 机器可像机器人系统那样遥控和虚拟实现, 多媒体技术紧密联系的计算机控制网络机电一体化日益普及。有些机电一体化机械可两用, 有的在性能上更是多用途, 尤其是传感器和执行器技术的发展, 半导体技术以光刻为基础的方法以及和传统的机电一体化微型化方法的结合, 开创了精密工程和系统集成为特点的机电一体化新分支微机电一体化。虽然尚未成熟但将逐渐成为集成控制系统的一个组成部分。之后机电一体化技术的发展稳步进入了21世纪。

2 机电一体化在非织造生产过程中的应用

2.1 无纺布袋机

全自动无纺布袋机生产工艺流程:

上料 (无纺布卷材) →折叠→超声波粘合→裁剪→制袋 (冲口) →废料回收→计数→堆垛。

该流程可实现全部自动化, 只需1~2人进行操作, 可在一定范围内调节生产速度和产品尺寸。多功能全自动无纺布制袋机运用触摸屏操作, 配以步进式定长、光电跟踪 (运行准确平稳) , 自动计数 (可设定计数报警) , 自动打孔等工控装置。同时, 为了进一步实现节能环保的效果, 在生产过程中具有余料回收功能, 将生产过程中制袋所剩废料自动收集起来, 有助于二次利用, 减少了劳动强度, 增加了工作效率。

2.2 纺布枕芯套机

全自动枕芯套生产机械, 产品一次成型。使用PP纺粘无纺布为原材料, 可生产平口型或包覆型枕芯套, 尺寸可调, 并可根据客户要求加装印刷装置。可做单、双色印刷;成品适用于医院、客机、旅馆等。主要特性有:PLC程式电脑控制, 光电检测装置, 稳定性高, 故障率低;成品自动收集, 自动循环控制;采用自动张力控制系统, 可调式超音波熔接。

2.3 无纺布医生帽机

全自动一体化生产线, 一台机可出成品;超声波焊接;两条绑带附着于帽体两侧, 使用时可轻松拆开;原料利用率高。主要特性有:全自动张力控制;PLC程式电脑控制;光电检测装置, 定位更精准。

以上的三种非织造产品机械中都分别涉及到机电一体化技术包括传感技术, 编程技术, 自动控制技术, 微电子技术 (PLC或集成电路等) , 并且都加装和可调节性质, 也就是说充分考虑到了模块化和可控性, 符合机电一体化作为一个统一的系统的思路, 同时反馈而形成的信息网也充分体现了信息变换和用以思想。远程的可控是网络化的集中体现。

3 机电一体化的发展趋势

3.1 智能化

智能化是机电一体化与传统自动化主要区别之一, 也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年, 处理器的发展和微机性能的提高, 传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件, 有力地推动机电一体化向智能化的方向发展, 即向能够模拟人类智能方向发展。其具有某种程度上的判断和推理, 逻辑自主能力, 从而减低脑力劳动并且提高效率和降低成本。

3.2 系统化

系统化的表现特征之一是, 系统结构进一步采取开放式和模式化的总体结构, 系统可以灵活的组态, 进行任意的剪裁和组合, 同时实现多子系统的协调管理。表现之二是, 通信功能大大加强。

3.3 微型化

微型机电一体化系统高度融合了机械技术、微电子技术和软件技术, 是机电一体化的新发展方向。国外提出微电子机械系统的尺寸一般不会超过1cm, 正朝微米纳米方向发展, 相信届时会有体积更小, 耗能更少, 更加灵活的系统出现。

3.4 模块化

为了能够实现真正意义上的模块化, 也就是说可以任意地在需要的时候拼接拆除, 但必须有统一的机械接口, 电气接口, 动力接口和信息接口的执行标准。实现单元的匹配接口, 这样有利于大规模生产和小批量生产的转化。

4 机电一体化适用于非织造行业的思考

非织造生产中的不确定性, 即在非织造产品的生产中多数是纤维的无序排列导致生产中的变量不利于控制, 如果要实现真正意义上的机电一体化, 并且在将来能更大程度地实现智能化来减少成本和提高效率, 就必须有更加系统化的反馈系统, 也就是说必须要实现网络化, 并且在这样的基础上进行充分的编程设计, 运用性能更加高的微机进行处理, 随时对数据进行处理分析、做出反应, 并在数据超出调节范围时提出报警进行人工调节。

在非织造产品生产过程中的监控是比较严格地, 其目的是不能出现故障, 因为生产线的规模太大, 停机不仅影响生产速度, 并且造成巨大损失。如果实现机电一体化, 出现故障时通过数量众多的传感器能快速地发现故障的位置, 并且在实现模块化的条件下能够快速地切换模块减少损失重新投入生产。

在非织造产品生产中往往一条生产线会长期的生产一种产品, 因为各种生产数据的更改调试是比较麻烦的, 如果实现机电一体化在微机中设置好相应的运行模式, 用于生产各种产品, 通过微机控制执行器代替人工行为, 并且在模块化的支持下能够在长生产线和小型生产线之间快速的转换, 这样对提高市场竞争力及时调整产品结构和减少因为原料积压十分的有利。也有利于产业的发展。

5 结语

概念具体化 篇10

关键词：透明工厂,信息控制一体化,以太网

1 概述

随着自动化控制水平、网络技术和Web技术的飞速发展, 烧结厂设备控制水平和工程方案也在不断进步, 烧结厂管理信息和控制系统的一体化无缝连接也必将成为未来烧结厂管控系统的发展趋势, 传统烧结厂的PLC控制系统也必将向这一趋势靠拢。

2 透明工厂概念

为了解决复杂的自动控制及信息管理, 提高系统的信息化程度, 施耐德电气公司提出了透明工厂的概念。透明工厂解决方案完全基于目前开放的TCP/IP以太网技术, 其应用层采用工业控制领域的标准、开放的MODBUS协议。使用户彻底摆脱了非标准的、封闭的专用工业控制网络和现场总线技术的束缚, 提供用户大量成熟的各种工业级网络设备, 同时支持用户选择IT行业通用的标准网络产品。

3 烧结厂生产工艺概况

烧结工艺由原料混匀供料、燃料熔剂破碎及筛分、烧结配料、混合制粒、烧结冷却、成品整粒、抽风除尘和冷热返矿循环等系统组成。除尘灰、混合铁矿粉、燃料、熔剂和返矿经按计算好比例经过配合后, 送到混合机进行润湿、混匀和制粒, 混合好的物料由布料器铺到台车上进行点火后抽风烧结, 烧结矿热破筛分后进入带式 (环式) 冷却, 经整粒分出10-20mm的烧结矿做为铺底料, 小于5mm的作为冷返矿返回到烧结配料室参加配料, 大于5mm的作为成品矿直接由胶带机送往高炉或储存。

4 基础自动化控制系统

4.1 控制系统概述

基础自动化控制系统是保证烧结正常生产的关键, 其主要任务是:根据HMI的操作指令和现场各检测器的信号完成各个工艺设备或者工艺过程的顺序控制和PID调节控制;进行工艺过程及设备状态的实时数据采集、整理, 然后传送到过程控制级;完成各工艺过程及设备的故障报警处理及显示。基础自动化控制系统采用了先进、可靠的硬件控制及网络设备、可靠的检测仪表、智能的设备管理及故障监测软件, 操作HMI具有方便、快捷和友好的人机界面, 实现了网络数据通讯一体化, 具有快捷、高速、大容量和开放的技术性能。

4.2 服务器功能

设有两台服务器, 分别为基础自动化 (L1) , 数据库服务器、L1.5级服务器, L1.5级服务器负责与L2级之间数据通讯与交换, 下达L2级服务器指令。L1级数据库服务器主要负责PLC与上位端 (服务器、客户机) 之间的数据传输、数据存储、报警等功能。

4.3 客户端功能

客户端采用IFIX5.0上位监控软件, 主要完成对原料系统、燃料系统、烧结配料系统、烧结冷却系统、成品筛分系统设备的检测、监视、控制、调节和在线诊断故障报警。

5 先进技术的应用

5.1 采用嵌入式技术

采用嵌入式技术, 将过去的FCS、DCS、PLC、GIS、OAS办公自动化系统, 所有现场测控系统及主工艺流程所应用的先进控制技术都纳入“Internet+RTE+TCP/IP协议”为主要模式的信息控制一体化系统中去。

5.2 人机接口共享化

采用可靠性高、速度快、容量大的高档服务器, 操作系统具有系统开放、通用性强的特点, 利用最新一代网络设备 (100Mbit/s) 光纤以太网) 将系统各种硬件设备 (服务器、PLC、客户端) 联接起来, 完成各种数据的交换任务, 实现了网络系统共享、资源共享、信息共享。

5.3 网络故障诊断

由于该系统网络庞大、复杂, 为保证其安全、稳定运行, 网络故障诊断尤为重要。为此, 在OPC Server终端上开发了网络故障诊断功能, 实时检测网络系统故障, 如:数据库故障、ODBC故障、EDI故障等。为保证网络安全, 拒绝非法用户登录和破坏, 系统设置了严格的授权, 网络的访问必须由用户进行身份确认, 通过口令控制赋予不同用户不同的权利。

6 现场网络技术是实现信息控制一体化的必要条件

6.1 好的现场网络为构建新型的信息控制系统创造了条件

新型实用的工业以太网, 可以使网络延伸到自动化系统的最低层———各种检测仪器仪表和现场设备, 不仅能横向整合现场信息资源, 做到快速响应, 也能纵向整合现场信息与企业管理信息, 建立全局性的自动化系统, 以达到准确诊断、及时调控、快速维护、远程监控。就可以满足企业领导层的运筹决策, 能做到及时参与全球化的竞争要求。

6.2 好的现场网络为创造全数字化的开放的信息控制一体化系统奠定了基础

一个好的现场网络架构, 可以快速和科学的使基础数据构成有序的数据集合, 形成对本企业运营全面完整的精确的描述。在上一级的监控中心, 可准确的集成主工艺流程中各种先进控制技术专用的数据集合的在线应用, 达到数字化实现系统的高精度, 高闭环调控的目标。

7“透明工厂”的实现

透明工厂是建立在新的信息技术 (IT) 和通讯技术基础之上的, 它主要包括三个方面的内容:基于TCP/IP的通信、Web模式的网络应用和面向对象的编辑。透明工厂的核心是Ethernet和TCP/IP。施耐德公司首先推出了工业以太网的标准:TCP/IP MODBUS, 它是在TCP/IP标准中, 应用层采用工业控制领域的标准、开放的MODBUS协议。MOD-BUS使用TCP/IP应用层的502端口, 并得到国际公认。在莱钢烧结生产线中, 为建设成一个全自动化、信息化、网络化的现代化工厂, 各系统均采用了施耐德电气公司Quantum系列PLC控制系统, , 根据烧结生产线的特点, 一级为基础自动化, 网络采用符合Modbus TCP/IP协议的10/100M自适应环行工业以太环网, 集成Web网页的以太网通讯模板140 NOE 77110。二级为过程自动化网络, 采用100Mbit/s的工业以太网, 并预留三级网络的接口。“透明工厂”技术是完全开放的, 它可以在所有的自动化环境下与制造执行系统 (MES) 和企业资源计划 (ERP) 无缝连接。通过软件开发平台及网络协议, 将整个控制系统的控制站及操作站HMI统一编制IP地址, 可方便访问各系统的共享数据。

结语

“透明工厂”在莱钢烧结生产线的应用取得成功, 符合当今计算机控制技术的发展潮流, 具有先进性、可靠性、易维护性, 便于系统扩展, 提高了自动化控制水平, 减少了设备故障率及维护量, 取得了较好的经济效益及社会效益。

参考文献

[1]缪学勤.实时以太网技术最新发展[M].北京:电气时代, 2005.

概念具体化 篇11

一、“模拟自然选择”活动环节分析

科学课的探究活动是让学生经历“提出问题———预测结果———制定计划———实施计划———思考与结论———汇报交流”的过程。“模拟自然选择”活动就是参照了以上的设计思路来设计的。教材在设计时根据自然选择学说的内容特点、学生已有的知识结构及中学课堂模拟活动的特点, 对每个环节也做了些变化, 目的是将探究活动融入到整个教学过程中, 其具体思路如下。

1.“想一想”———引出主题

在该活动之前, 首先设置“想一想”栏目, 提出一些日常生活常见的现象 (认识一些鸟, 它们的喙有什么特点, 为什么不同的鸟有不同的喙, 不同的喙对它们的生活有什么影响) , 意在唤起学生对生活中生物的结构 (具体到鸟喙) 与它所生活的环境相一致现象的关注, 激发学生的探究兴趣, 那么在这之后所开展的模拟取食活动, 学生就能明白设置活动的意图, 明确探究活动的参与性、目的性, 避免为开展活动而活动的现象。

2. 设置典型实例———增强感性认识

在学生思考过后, 呈现生物进化的典型实例———“达尔文与地雀”的故事来让学生来感受自然界中生物的变化, 从而确立生物进化的思想, 即是通过故事的领悟来发现问题。教材在此环节提供了丰富、形象的图片和“地雀喙形与其生活习性的关系”的对比表, 给学生以充分的感性认识, 使学生清晰地了解这一事实, 为随后进行的模拟活动的分析提供事实依据。

3. 归纳观点———感性认识升华到理性认识

设置“分析与思考”栏目:对故事中“鸟喙形态与鸟的食性有什么关系”“加拉帕戈斯群岛上鸟喙的变化的原因是什么”提出质疑, 激发学生开展探究活动欲望。教材抓住“鸟喙的不同形态是对环境的一种适应, 能帮助地雀更好地生存和繁衍后代”这一关键, 深入浅出地讲清楚了加拉帕戈斯群岛上的地雀因对环境的适应性导致其喙的不同, 促使学生将感性认识升华到理性认识, 为模拟活动提供了理论依据和知识铺垫。经过学习之后, 学生对“不同的鸟喙的形态是对环境的适应”有了初步的了解, 再设置模拟自然选择的活动, 学生自然愿意通过有趣的活动来进一步探究。

在开展活动之前设计1、2、3环节的主要目的, 是给学生创设出一个探究的学习情境。

4. 模拟活动的开展

在学生对生物结构 (鸟喙) 的不同是因其生存环境的不同而不同有了初步的认知之后, 开展模拟自然选择活动。

(1) 准备一个装有豆粒的瓷盘、塑料杯、晾衣夹、汤匙、镊子、解剖针。

(2) 请四位同学分别用晾衣夹、汤匙、镊子和解剖针作为“取食”工具, 扮演四种不同的地雀。

(3) 在一分钟内, 每只“地雀”从盘中“啄出”20粒豆粒, 放入塑料杯。“啄食”足量的“地雀”存活, 并选两位同学作为自己的“后代”, 参加下一回合活动;“啄食”不足的“地雀”则被淘汰。

(4) 第二回合的“啄食”活动时间为45秒, 第三回合为30秒, 第四回合为15秒。每次活动后分别统计各种“地雀”的数量及其“繁殖后代”的状况。

5. 分析与思考———增强学生表达、交流能力

在进行活动之后, 教师引导学生对活动的结果进行思考, 促使他们对活动结果进行交流、讨论。既锻炼了学生们的描述能力、沟通能力, 又能让学生明白:开展活动并不是简简单单的做游戏, 而是要根据活动结果概括、提升、构建自己的想法, 且在重视引导学生对活动结果的思考, 避免活动流于形式。

6. 呈现概念———强化活动结果

结论是在活动之后得出, 经过学生交流、总结、讨论活动结果之后, 再呈现比较完整的自然选择学说概念, 进一步强化了学生对“自然选择学说”的认识和理解。

二、教材本节活动设计的四个创新特色

1. 在活动设计方面体现新课程的教学理念

“模拟自然选择”活动, 照顾了学生的个体差异, 让每个学生都有进行模拟活动的机会。例如, 设置每只不同鸟喙的地雀的后代又由两位同学来模拟, 三个回合为三代, 这样的后代设置既激发了学生参与活动的热情, 又提高了学生的参与程度, 充分体现了探究活动要面向全体学生的教学理念。

此外, 让学生自己统计活动结果, 引发其对结果的主动思考, 领悟“自然选择学说”的内容, 充分体现了以学生为主体, 教师为主导的新课程教学理念。

2. 在活动内容的选择和选材方面注重联系生活实际

活动选择“鸟喙”为模拟对象, 考虑到了活动内容的选取应从学生熟悉的事物出发:“鸟喙”较其他生物结构在日常生活中更常见。以日常生活为切入点, 创设“模拟自然选择”的情境, 更容易引起学生的关注和共鸣, 使其在乐于参与探究活动, 并从中体验到科学的乐趣。

在活动选材方面, 采用晾衣夹、汤匙、镊子、解剖针等在生活中常见的物品来模拟不同的鸟喙, 材料形象、直观, 且加深了学生对鸟喙形态的认识:“原来解剖针可以模拟又细又长的喙, 汤匙可以模拟下部很深, 宽阔坚硬的喙……”所选取的模拟工具还能准确地模拟出鸟类利用不同类型的喙取食的过程特点, 使得模拟活动能够很顺利地进行下去。模拟工具极易获取, 大大减轻了活动前教师的准备工作。选取的模拟工具小巧, 方便学生在活动中独立进行操作, 增强了学生参与活动的积极性。可以说这是一个低“成本”高“效率”的探究活动。

3. 在活动内容设计方面充分渗透四维目标

该活动考虑到学生可能对鸟喙的形态、类型与鸟类取食关系等知识结构的缺陷, 在活动之前设置:生物进化的典型案例———鸟喙之谜及对其进行的相关分析和总结归纳, 分别为模拟活动的开展提供了事实依据和理论依据, 且为学生在模拟活动中理解各种模拟工具的使用做了很好的一个知识铺垫, 充分体现了课标对知识目标的要求。

活动前要求学生观察鸟喙的模拟工具, 可发展其观察现象和提出问题的能力。活动中使用模拟工具取食, 增强学生手脑并用的实践能力, 促使其认识实践在科学探究中的重要性。活动结束时, 学生统计各种“地雀”的数量及其“繁殖后代”的状况, 加强收集信息和处理信息的能力。最后通过“分析与思考”, 引导学生领悟自然选择学说的概念, 增强其分析、归纳和总结能力。

这个活动的设计贯穿了科学教育的全过程, 体现了科学态度、情感与价值观的重要内容, 例如在模拟活动开始前就让学生对自然选择抱有较强的好奇心, 促使学生养成与自然界和谐相处的生活态度。在模仿地雀取食的过程中, 培养学生创新意识, 即敢于探究高效的取食方法, 同时养成了善于与人交流、分享与协作的习惯。

4. 活动后设置分析与思考促进学生思维能力的发展

活动后设置的分析与思考包括:“由活动中可以观察到的现象和结果的总结、根据已有的知识来思考产生此种结果的原因、分析相关量 (如:豆粒换成毛线头) 变化会产生的结果、总结影响活动结果的因素”, 所设置的问题很好地避免了学生只注意活动的形式而忽视了活动中体现的教育思想和教育内容的现象, 问题设置由易到难, 层层递进, 逐步引导学生对活动现象和结果进行分析和思考。在分析与思考过程中学生的分析能力、总结归纳能力、迁移能力等都得到了很好的提升。

总之, 该活动设计充分体现了新课程的教学理念和科学课程标准对探究活动的要求, 并且在活动设计方面也有很多值得学习的创新之处, 不失为一个初中科学探究活动的优秀案例。

(作者单位:华中师范大学基础教育课程研究中心, 湖北武汉, 430079)

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.科学 (7～9) 年级课程标准 (实验稿) [S].北京师范大学出版社.2001.7

[2]胡定熙, 朱月洁, 周天泽.论科学课的性质[J].四川教育学院学报, 2004.11

[3]王惠兰.科学课探究活动设计的几个环节[J].山西教育, 2003.21