導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計原則，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

中圖分類號：TH156文獻標識碼：A文章編號：1672-545X（2015）11-0258-02

作者簡介：鄭海航（1987-），男，廣東汕尾人，學士，準備評中級機械工程師，研究方向：產(chǎn)品結(jié)構(gòu)開發(fā)

電子產(chǎn)品的功效不僅需要通過原理性設計來實現(xiàn)，同樣也需要進行電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計優(yōu)化來實現(xiàn)。電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)性設計與原理性設計相輔相成、不可分割，在電子產(chǎn)品設計時要綜合考慮。但是一些電子產(chǎn)品設計人員在產(chǎn)品設計時只側(cè)重于功能性原理設計，忽略了結(jié)構(gòu)性設計。在對電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計時要充分考慮到電子產(chǎn)品的功能，綜合考慮電子產(chǎn)品生產(chǎn)和維修、產(chǎn)品設計零件材料、產(chǎn)品功效實現(xiàn)、產(chǎn)品用戶使用、產(chǎn)品使用壽命、產(chǎn)品經(jīng)濟效益等影響因素。

1電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計的要求與原則

1.1電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設計要求

電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計的要求一般體現(xiàn)在以下幾個方面：第一是功能要求，電子產(chǎn)品作為一種商品，要在結(jié)構(gòu)設計中體現(xiàn)自身的使用價值；第二是產(chǎn)品質(zhì)量要求，產(chǎn)品美觀、實用、環(huán)保等質(zhì)量要求決定了產(chǎn)品的價值，有助于實現(xiàn)電子企業(yè)的經(jīng)濟效益；第三是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化，電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計涉及到工藝、材料、聯(lián)接方式、形狀、位置、尺寸等結(jié)構(gòu)設計元素，找到結(jié)構(gòu)優(yōu)化的最佳方案；第四實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設計創(chuàng)新，現(xiàn)代電子產(chǎn)品與信息技術同步發(fā)展，在高速發(fā)展的現(xiàn)代社會，電子產(chǎn)品更新升級速度相當?shù)目焖伲栽趯﹄娮赢a(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計時要運用創(chuàng)造性思維，運用最先進的電子技術和設備，實現(xiàn)電子產(chǎn)品的盈利。

1.2電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計的基本原則

第一，實現(xiàn)各個部件的預期功能的原則，立足結(jié)構(gòu)設計的整體，協(xié)調(diào)各個結(jié)構(gòu)之間的關系，簡化電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)一個結(jié)構(gòu)多種功能；第二，遵循強度與剛度的要求，通過結(jié)構(gòu)設計、減小應力集中、改善受力情況來增加強度，對外殼材料進行綜合的檢測，滿足所需要的強度和剛度；第三，滿足制造工藝和裝配要求的原則，在結(jié)構(gòu)設計中，要簡化電子產(chǎn)品零部件的配置、提升產(chǎn)品裝配性能、合理劃分裝配單元等來實現(xiàn)零部件的合理安裝；第四，滿足用戶審美的原則，電子產(chǎn)品不僅要有實用功能，更不可以忽視電子產(chǎn)品的外在美感[1]。

2結(jié)構(gòu)設計階段應考慮的主要因素

2.1產(chǎn)品的生產(chǎn)和維修方面的因素

做好電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計生產(chǎn)和維修環(huán)節(jié)，筆者建議從以下幾個方面做起：一是增強元器件布局的安全性、高效性、方便性。做到電路清晰識別，避免波峰焊出現(xiàn)隱蔽效應。產(chǎn)品的生產(chǎn)是做好電子產(chǎn)品的基礎，因此在產(chǎn)品生產(chǎn)階段就應當做好結(jié)構(gòu)設計，設計好的產(chǎn)品才能投入生產(chǎn)中。電子產(chǎn)品的設計一定要結(jié)合其實用性考慮，將實用性納入到電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計工作中，做到產(chǎn)品的美觀設計和實用設計相結(jié)合。其次，注重組件部件的連接。組件部件的連接要綜合考慮連接線的方式和種類，其對組裝效率和產(chǎn)品檢修有很大的影響，一般來講，排線連接生產(chǎn)效率要高，插拔連接較方便，同時，在維修方面的設計也非常重要，電子產(chǎn)品要做到維修便捷，因此在維修方面的設計要易于打開相應設備，維修的線路和主板能夠直觀地被維修人員看到，及時檢查故障點，快速維護產(chǎn)品性能。產(chǎn)品生產(chǎn)和維修是結(jié)構(gòu)設計階段應當考慮的首要因素。

2.2產(chǎn)品設計零件材料方面的的因素

對產(chǎn)品設計零件材料的選擇，也將極大的影響到電子產(chǎn)品設計的效果。在零件材料的選擇上，要考慮零件材料是否環(huán)保、可回收再利用、安全等因素。在對電子產(chǎn)品設計零件材料的選擇上，要選擇信譽較好、價格較合適的廠家，不能貪圖低價的便宜，縮減生產(chǎn)成本，采購前要選定產(chǎn)品設計所需要的材料，采購時盡量選擇材料優(yōu)質(zhì)，價格合適的廠家，采購來的零件材料要送到相關的檢測部門，經(jīng)過一系列的檢測程序后，安全合格后方可投入到正式的電子產(chǎn)品設計環(huán)節(jié)中；電子產(chǎn)品的種類不斷增多，電子產(chǎn)品的使用人群增多，電子產(chǎn)品的普及產(chǎn)生了較多的電子污染，對土地資源、水資源等都造成了不可修復性的威脅。可是相關電子技術設計人員卻忽視了對電子產(chǎn)品的后期處理，造成許多電子產(chǎn)品在被使用后沒有得到科學的處理方法，電子設計人員要牢牢樹立環(huán)保意識，要實現(xiàn)電子產(chǎn)品設計各個環(huán)節(jié)的無污染。另外，還要考慮電子產(chǎn)品的可回收利用。

2.3產(chǎn)品功效實現(xiàn)方面的因素

電子產(chǎn)品的功效能否實現(xiàn)很大程度上取決于產(chǎn)品內(nèi)部布局的合理性，因此要想實現(xiàn)電子產(chǎn)品預先設計的功能，就必須要考慮元器件布局、電路板布線、組件部件布局、以及三者之間的相互影響。在元器件布局上要克服電路之間相互干擾的問題，考慮電路板承重限度，避免過重導致電路板的變形甚至是斷裂，對于怕熱的元器件要遠離物源；在電路板布線方面，要考慮公共、高頻線路阻抗、信號、接地等因素對信號的影響，避免分布電容對布線帶來的干擾；在組件部件布局方面，應該考慮到與相關因素的地理位置距離。

2.4產(chǎn)品在用戶使用方面的因素

電子產(chǎn)品設計是為了服務廣大用戶，因此，要考慮到用戶使用方面的因素。電子產(chǎn)品貼近人們生活，所以務必要保證其安全性，完善安全保護接地措施，安裝電子安全設備，比如安全接地、防雷接地等，消除觸電的隱患；杜絕外界因素對電子產(chǎn)品機械零部件損害，延長電子產(chǎn)品機械零部件的壽命；電子產(chǎn)品對外輻射較大，久而久之，對設計人員、用戶等都形成了無形的生命威脅；對電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的設計要有可靠的防過熱高溫、防火、防爆措施；同時，不可忽視對電子產(chǎn)品運輸、存儲時的安全，防止引起意外爆炸。

2.5產(chǎn)品使用壽命方面的因素

產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)好壞，對產(chǎn)品使用壽命有著很大的影響。綜合考慮散熱、熱保護、熱機械固定、太陽輻射等溫度對產(chǎn)品使用壽命的影響因素，及時為元器件散熱，對功率性發(fā)熱的元器件實施熱保護，避免長時間的太陽直射，保護元器件，避免電子產(chǎn)品的過早報廢，延長產(chǎn)品使用壽命；保證電氣連接、機械連接的可靠，進行防振動設計，防止連接松動和噪音產(chǎn)生；在結(jié)構(gòu)設計時既要避免內(nèi)部電路的誤操作，又要避免外部電路的誤操作，避免誤操作對元器件的損害。避免印制線路由于電路板變形過量而斷裂，提高產(chǎn)品的耐用性，提高產(chǎn)品的使用性能[2]。

3結(jié)束語

實現(xiàn)電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計需要綜合考慮很多因素，只要電子設計人員準確把握電子產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計的影響因素，才能實現(xiàn)電子產(chǎn)品的預期功效，使電子產(chǎn)品更加符合人們的需求，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的使用需要，使電子企業(yè)在激烈的市場競爭中處于不敗之地，獲得長足發(fā)展。

參考文獻：

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1產(chǎn)品的基本結(jié)構(gòu)要素

在當今的產(chǎn)品設計中，形式、功能和技術被認為是產(chǎn)品構(gòu)成的三大要素。產(chǎn)品的形式就是產(chǎn)品借以展現(xiàn)的樣式、狀態(tài)，主要是指產(chǎn)品的外觀形態(tài)，產(chǎn)品形式本身就是作為產(chǎn)品功能的一種反映而存在，在產(chǎn)品設計這一極具創(chuàng)造力的活動中，功能是一件產(chǎn)品最重要的本質(zhì)所在，任何產(chǎn)品之所以有價值就是因其功能的實現(xiàn)，沒有功能的產(chǎn)品就不能稱之為產(chǎn)品；技術是指實現(xiàn)產(chǎn)品的形式及實現(xiàn)產(chǎn)品功能的手段和方法。而與產(chǎn)品三要素息息相關的就是產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設計，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計直接影響著產(chǎn)品的形式、功能和技術，合理的結(jié)構(gòu)設計可以使產(chǎn)品的外觀形態(tài)展示的更加完美，合理的結(jié)構(gòu)設計可以使產(chǎn)品的功能更加合理，也可以使技術更加簡單，所以結(jié)構(gòu)設計是產(chǎn)品設計中的重要組成部分。

2產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的相關要素

產(chǎn)品設計的目的，就是要創(chuàng)造出既要滿足功能價值也要滿足審美價值的產(chǎn)品，在這兩個要素中，功能是產(chǎn)品的本質(zhì)，產(chǎn)品設計的首要目的就是實現(xiàn)其功能，而保證產(chǎn)品功能得以實現(xiàn)的，重要的就是結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)決定了產(chǎn)品的功能，結(jié)構(gòu)也豐富著產(chǎn)品的形態(tài)。結(jié)構(gòu)是設計別應該加以重視的環(huán)節(jié)。結(jié)構(gòu)設計的巧妙與否與以下要素有關：

2.1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與功能

a品的功能通過結(jié)構(gòu)體現(xiàn)出來，結(jié)構(gòu)的變化可能導致功能的變化，可以做一個形象的比喻，把結(jié)構(gòu)系統(tǒng)比喻成產(chǎn)品功能實現(xiàn)的硬件，它是實現(xiàn)產(chǎn)品功能的前提，反映了設計對象是由哪些零部件構(gòu)成以及如何構(gòu)成的，各個零部件之間的相互關系。功能系統(tǒng)比喻成是產(chǎn)品功能實現(xiàn)的軟件，是隱藏在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)之中，只有通過產(chǎn)品的使用才能體現(xiàn)出來。消費者在購買商品時，看到的是產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)以及由結(jié)構(gòu)所確定的產(chǎn)品整體外形，真正需要的是產(chǎn)品的功能，是產(chǎn)品設計最本質(zhì)、最核心的東西，是設計者和使用者最終追求的目標。產(chǎn)品的功能與結(jié)構(gòu)相輔相成，不可缺少。設計師在設計產(chǎn)品時，不能一味追求產(chǎn)品的功能而忽略實現(xiàn)產(chǎn)品功能的結(jié)構(gòu)，應考慮結(jié)構(gòu)的可實珊性。

2.2產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與形態(tài)

產(chǎn)品的形態(tài)是指產(chǎn)品的形式與狀態(tài)。產(chǎn)品的形態(tài)是以人的感受方式將產(chǎn)品的內(nèi)在性能體現(xiàn)在人的知覺上，產(chǎn)品的形態(tài)處理是一種形式美的手段，產(chǎn)品形態(tài)上的處理本質(zhì)上就是結(jié)構(gòu)上的設計，產(chǎn)品的設計不僅要滿足功能要求，而且還應考慮產(chǎn)品造型的美學價值，使之對人產(chǎn)生吸引力。從心理學角度看，人60%的決定取決于第一印象。技術產(chǎn)品的社會屬性是商品，在買方市場的時代，為產(chǎn)品設計一個能吸引顧客的外觀是一個重要的設計要求；同時造型美觀的產(chǎn)品可使操作者減少因精力疲憊而產(chǎn)生的誤操作。考慮造型時，應注意下述三個問題：（1）尺寸比例協(xié)調(diào)。在結(jié)構(gòu)設計時，應注意保持外形輪廓各部分尺寸之間均勻協(xié)調(diào)的比例關系，應有意識地應用“黃金分割法“來確定尺寸，使產(chǎn)品造型更具美感。（2）形狀簡單統(tǒng)一。結(jié)構(gòu)設計時，應使這些形狀配合適當，基本形狀應在視覺上平衡，接近對稱又不完全對稱的外形易產(chǎn)生傾倒的感覺；盡量減少形狀和位置的變化，避免過分凌亂；改善加工工藝。（3）色彩、圖案的支持和點綴。在機械產(chǎn)品表面涂漆，除具有防止腐蝕的功能外，還可增強視覺效果。恰當?shù)纳士墒共僮髡哐劬Φ钠诔潭冉档停⒛芴岣邔υO備顯示信息的辨別能力。

2.3產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性

所謂結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性就是指結(jié)構(gòu)在荷載作用下維持其原有平衡形式的能力。結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是結(jié)構(gòu)設計的重要因素之一，只有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的產(chǎn)品才具有長期使用性。在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計時，應盡量遵循以下原則來增加產(chǎn)品的穩(wěn)定性。（1）調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的形狀，使產(chǎn)品支撐面增大，支撐面積越大產(chǎn)品越穩(wěn)定，這就是課座椅腿經(jīng)常外傾的原因，主要是為了增加其支撐面積，從而提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。（2）調(diào)節(jié)產(chǎn)品重心的位置，在豎直方向，產(chǎn)品重心越低產(chǎn)品越穩(wěn)定，在水平方向，產(chǎn)品重心越靠近產(chǎn)品中心產(chǎn)品越穩(wěn)定，這也是不倒翁之所以不倒的原因，就是因為它的重心接近地面。同時在產(chǎn)品設計時，為了提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，應盡量減少使用細長桿件。（3）盡量利用三角形框架或其他穩(wěn)定性組合結(jié)構(gòu)來增加產(chǎn)品穩(wěn)定性。在我們生活中，有很多這樣的例子，例如照相機托架展開后為多個三角形的組合體。

結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性在日常生活中有著廣泛的應用，一方面人們利用穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)抵抗外力、承受負載，另一方面又利用不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)某些功能。如在地震多發(fā)地區(qū)，人們將啤酒瓶之類的物體倒置在地上，利用這一不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)預報地震的功能。

2.4產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與強度

產(chǎn)品設計應滿足強度要求，所謂強度就是指產(chǎn)品能抵抗外力的能力。要使產(chǎn)品具有符合要求的強度，就必須要考慮產(chǎn)品的選材、結(jié)構(gòu)的形狀及連接方式。（1）強度與材料有關。材料種類不同，其結(jié)構(gòu)強度就不同。金屬、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革構(gòu)成的結(jié)構(gòu)強度都不同，所以要根據(jù)產(chǎn)品的使用場合及受力情況進行合理選材。（2）強度與材料結(jié)構(gòu)的形狀有關。材料的截面形狀不同，其結(jié)構(gòu)強度也都不同。通常實心材料如果橫面積相同，矩形材料邊長方向的抗彎強度要比圓形材料高；而截面積不相同的空心材料要比實心材料的抗彎強度高，這就是自行車架通常用空心管材的原因，不但可以減少重量，還可以增加抗彎強度。（3）強度與構(gòu)件之間的連接方式有關。構(gòu)件之間的連接方式通常有活動鏈接和固定連接兩種。機械連接、焊接、粘結(jié)屬于固定連接；移動連接、轉(zhuǎn)動連接屬于活動連接。通常在做結(jié)構(gòu)設計時，要避免連接處為產(chǎn)品受力處，以免加速產(chǎn)品損壞。在產(chǎn)品造型設計中，連接的目的就是為了將不同形態(tài)的構(gòu)件銜接在一起，從而使產(chǎn)品能夠發(fā)揮其功能，是產(chǎn)品的重要結(jié)構(gòu)之一。在選擇分割連接位置時，應盡力避免產(chǎn)品受力處，應選擇在非受力點，從而增加產(chǎn)品的使用壽命，而能夠達到同一種效果的連接的方式并不唯一，這就要求設計師根據(jù)產(chǎn)品特定的環(huán)境進行選擇，在滿足強度要求的前提下遵循的主要原則為以加工工藝簡單、安裝拆卸便利為原則。

2.5產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與受力

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1、價值工程的基本內(nèi)容

價值工程是以提高實用價值為目的，以功能分析為核心，以資源的開發(fā)與節(jié)省為基礎，以科學分析方法為工具，用最少的成本支出實現(xiàn)給定功能的產(chǎn)品開發(fā)的科學方法。換言之，即以最低的壽命周期費用，可靠地實現(xiàn)產(chǎn)品的必要的功能，對產(chǎn)品的功能，成本所進行的有組織的分析研究活動。國家標準給出的定義是“價值工程是通過各相關領域的協(xié)作，對所研究對象的功能與費用進行系統(tǒng)分析，不斷創(chuàng)新，提高對象價值的思想方法和管理技術”。

價值工程活動中對于問題的分析是圍繞以下7個問題依次展開的：(1)它是什么？(2)它的用途是什么？(3)它的成本是多少？(4)它的價值是多少？(5)有其他方法能實現(xiàn)這個功能嗎？(6)新方案的成本是多少？(7)新的方案能否滿足要求。這7個問題的解答過程，就是價值工程的工作程序和步驟，即：選定對象、收集情報資料、進行功能分析、提出改進方案、分析和評價方案、實施方案、評價活動成果。

2、價值分析的基本方法

價值工程是用功能分析的方法，以最低成本獲得產(chǎn)品的必要功能，從而達到提高價值的目的[1]。在價值工程活動中，功能F(Function)、成本C(Cost)、價值V(Value)三者之間的關系是：

按照價值工程的理論，產(chǎn)品的價值是指功能和成本（包括設計、制造、試驗、使用、維護等成本）的比值。提高產(chǎn)品的價值有五種途徑：

(1)產(chǎn)品功能不變，用降低成本的方法來提高產(chǎn)品的價值；

(2)維持成本不變，通過提高功能來提高產(chǎn)品的價值；

(3)既提高產(chǎn)品功能，同時也降低其成本；

(4)小幅提高成本，大幅提高產(chǎn)品功能）；

(5)小幅減少產(chǎn)品功能，大幅降低產(chǎn)品成本。

分別表達為：，，，，

以上五種方法都是通過對F和C的調(diào)整來達到提高產(chǎn)品價值的目的。

3、產(chǎn)品設計的主要工作

產(chǎn)品設計包括很多具體的內(nèi)容，如：功能設計、運動設計、結(jié)構(gòu)設計、強度、剛度設計、尺寸設計、幾何精度設計、材料設計，以及外觀設計等[2]。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計是針對產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)、機械部分的設計。評價一個產(chǎn)品的好壞，最首要的標準是實用，要實現(xiàn)預定的功能，這一要求能否達到，完全取決于結(jié)構(gòu)設計。結(jié)構(gòu)設計是產(chǎn)品形成過程中最重要的內(nèi)容，也是最復雜的環(huán)節(jié)。

機器設備的功能要由一系列符合裝配關系的零件和部件來實現(xiàn)，設計過程中需要考慮產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀，既要求安全耐用、性能優(yōu)良，又要易于制造、降低成本。結(jié)構(gòu)設計人員需要各種要求與限制條件尋求對立中的統(tǒng)一，給出協(xié)調(diào)、合理的設計方案。

4、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計中的價值工程方法

價值工程是用最低的成本實現(xiàn)必要的產(chǎn)品功能，其核心問題就是尋找功能與成本之間的最佳關系[3]。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是具象的，它是功能的載體。而功能則是抽象的，是產(chǎn)品的本質(zhì)屬性。用價值工程的方法對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設計進行分析，是從結(jié)構(gòu)入手去研究產(chǎn)品的功能，通過功能分析、功能整理、功能評價找出設計方案的改進目標。

用價值工程理論指導改進產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設計，是要以最低的總成本確保產(chǎn)品必要功能（主要功能和次要功能）的實現(xiàn)，同時去掉不必要的功能（亦稱過剩功能）。減少不必要的材料消耗，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，盡量做到縮小體積，減輕重量，降低單位產(chǎn)品材料消耗量。這與尺寸鏈設計中的最短尺寸鏈原則是一致的。

5、價值工程方法應用實例

本文選擇的價值工程分析方法研究對象為一大型板坯加熱移動翻轉(zhuǎn)設備系統(tǒng)中的熱板坯移動翻轉(zhuǎn)裝置。該裝置主要由移動翻轉(zhuǎn)車、平移油缸、翻轉(zhuǎn)臂、翻轉(zhuǎn)油缸及裝在固定支座上的鉸接軸、配重塊等組成，如圖1所示。

圖1 8臂板坯移動翻轉(zhuǎn)裝置 圖2 6臂板坯移動翻轉(zhuǎn)裝置

該裝置由水平移動小車2、平移油缸4、翻轉(zhuǎn)油缸3及裝在固定支座鉸接軸上的翻轉(zhuǎn)臂1、同步軸5、配重塊6等組成。用翻轉(zhuǎn)油缸推動翻轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)動、使翻轉(zhuǎn)臂上起支承作用的鉤頭承接高溫板坯，完成翻轉(zhuǎn)動作，并用配重塊平衡翻轉(zhuǎn)力矩；用水平油缸的活塞桿端推動水平移動小車前后移動，并可由同步軸連接二邊車輪以保證同步行走。

板坯移動翻轉(zhuǎn)裝置中與加熱板坯直接接觸的是翻轉(zhuǎn)臂。原方案設計了8個翻轉(zhuǎn)臂，通過強度分析計算，可知左右兩端的翻轉(zhuǎn)臂受力較小，從結(jié)構(gòu)簡化考慮，對方案進行了改進，成為圖2所示的6臂結(jié)構(gòu)。經(jīng)驗算，該結(jié)構(gòu)可以滿足強度、剛度方面的要求。

根據(jù)價值工程的原理來分析，可以看出，在滿足功能要求的前提下，減少兩臂后，結(jié)構(gòu)簡化了，用料少了，重量減輕了，加工和裝配的難度降低了，符合前述價值工程基本方法中的第一種――產(chǎn)品功能不變，通過降低成本的方法來提高產(chǎn)品和設計的價值。

6、結(jié)語

產(chǎn)品設計需要遵循傳統(tǒng)的設計原理與方法。用現(xiàn)代的觀點來看，更要強調(diào)設計過程與設計結(jié)果的優(yōu)化。運用價值工程的分析方法對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設計加以改進，在滿足產(chǎn)品功能的前提下，采用簡化的結(jié)構(gòu)可提高設計乃至產(chǎn)品本身的價值。

參考文獻

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從2010年1月18日起上調(diào)存款類金融機構(gòu)人民幣存款準備金率傳遞出央行希望適度降低當前流動性過剩的信號。

對于廣大投資者來說,加息意味著選擇一個新投資理財方向。銀行結(jié)構(gòu)類理財產(chǎn)品提供了豐富的投資領域。下文將分別介紹各類資產(chǎn)與利率的關系,展現(xiàn)不同種類產(chǎn)品對利率變動的敏感程度。

匯率類理財產(chǎn)品

簡述:

此類產(chǎn)品通常以美元兌其他幣種的匯率為掛鉤標的,掌握美元指數(shù)的大體走勢,便能較好的控制匯率類產(chǎn)品的風險。

原理:

2009年10月6日,澳央行升息,這一舉措支持了澳元強勢。2009年12月5日美國超預期的失業(yè)和非農(nóng)就業(yè)數(shù)據(jù)公布后,美國升息預期提高,這支持美元在2009年年末完成絕地反擊。2010年外匯市場的環(huán)境將與2009年有明顯區(qū)別。各國量化寬松的貨幣政策將逐漸終結(jié),升息也將成為許多國家的選擇。在各國退出政策和升息的博弈中,如何退出、何時退出,將會對該國貨幣在2010年是否處于相對有利的地位產(chǎn)生深遠影響。

從匯率類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看,設置閾值(臨界值)是常規(guī)手法,若掛鉤匯率超出或等于這個閾值,則投資者獲得較高收益,相反則獲得較低收益。產(chǎn)品的設計和發(fā)行機構(gòu)會根據(jù)具體市場情況調(diào)整閾值,因此對于投資者而言,此類產(chǎn)品的超額收益率不會有太大波動。

配置原則:

在配置此類產(chǎn)品的過程中,投資需要關注產(chǎn)品的投資幣種,一般以澳元或者美元類產(chǎn)品作為首選。但隨著人民幣升值壓力逐漸加大,國內(nèi)投資者應謹慎購買外幣產(chǎn)品,以持有人民幣資產(chǎn)為佳。

信貸類理財產(chǎn)品

簡述:

信貸類理財產(chǎn)品是商業(yè)銀行借助信托渠道將理財資金投資于企業(yè)貸款的一種理財方式,產(chǎn)品收益掛鉤貸款企業(yè)的信用風險。此類產(chǎn)品多數(shù)投資于優(yōu)良信貸資產(chǎn),但存在一定本金損失風險,對利率波動敏感,并會因投資期限偏長而增加流動性風險。

原理:

產(chǎn)品的預期收益率水平介于同期存款基準利率和貸款基準利率之間。利率波動期,預期收益率水平會隨基準利率調(diào)整。(參見表2)。分別選取六個月存款利率和六個月至一年(含一年)的貸款利率作為參考,產(chǎn)品預期收益高出存款利率39個基點,低于貸款利率209個基點。其絕對值分別對應投資者和機構(gòu)的收益,基本遵循“開”分成。

利率下降期,信貸類產(chǎn)品可能會提前終止;利率上升期,由于此產(chǎn)品投資期限較長,易造成相對收益打折。

配置原則:

利率波動期,尤其是在利率上升期,應當選擇期限較短的信貸類產(chǎn)品或者“隨息而動”型信貸類產(chǎn)品。“隨息而動”是指產(chǎn)品的預期收益率隨銀行存款或貸款利率而浮動,即:預期收益率=期初預期收益率+(調(diào)整后銀行存款或貸款利率-期初銀行存款或貸款利率)×參與率。

黃金類理財產(chǎn)品

簡述:

2009年9月以來,國際金價一直處于高位震蕩。2010年,通脹預期強烈,為避免出現(xiàn)負利率,央行加息信號愈加明顯。2010年年初,美元的弱勢格局被打破,進而打壓了黃金、石油等大宗商品的上升空間。

原理:

2009年黃金掛鉤結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的最大特點為看漲(單向看漲或在某一個價格區(qū)間內(nèi)看漲)模式,且在投資期限上采用短期化模式,這種設計策略可以鎖定金價迅速上漲帶來的收益。進入2010年,黃金掛鉤結(jié)構(gòu)化產(chǎn)品依舊是理財市場的追逐熱點,不但有避險保值、對沖通脹風險的優(yōu)勢,而且通過杠桿化的結(jié)構(gòu)設計,達到“以小搏大”的目的,從而獲得高收益。

配置原則:

首選擇結(jié)構(gòu)類型。未來一段時間,此類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設計將依然采取看漲結(jié)構(gòu)和區(qū)間結(jié)構(gòu)。今年的區(qū)間結(jié)構(gòu)將會在起初價格上下設置波動區(qū)間,無論金價上漲或下降,只要不超出設定區(qū)間就能獲得較高收益。為防止黃金價格回落,投資者選擇這類結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品較為保險。

同時投資者需要關注對產(chǎn)品期限的選擇。存貸款利率的上升,必然會導致理財產(chǎn)品預期收益率的上升。投資者應盡量持有短期產(chǎn)品,以避免因利率上升而遭受機會成本損失。

利率類理財產(chǎn)品

簡述:

同業(yè)拆借利率是利率類結(jié)構(gòu)性理財產(chǎn)品最常見的掛鉤標的。此類優(yōu)勢在于收益穩(wěn)定,多數(shù)產(chǎn)品屬于保本浮動或保息浮動型,無本金損失風險;缺點在于不具備博取高收益的可能。

原理:

利率類產(chǎn)品多采用區(qū)間型結(jié)構(gòu),其次是看漲或者看跌模式。區(qū)間型產(chǎn)品的收益主要取決于掛鉤利率走勢、掛鉤利率落在計息區(qū)間的實際天數(shù)和產(chǎn)品計息總天數(shù)。利率波動期內(nèi),掛鉤利率落在區(qū)間之外的可能性增大,區(qū)間型尤其是窄區(qū)間型產(chǎn)品的收益會受到影響。

看漲或看跌型產(chǎn)品收益主要取決于掛鉤利率走勢和觸發(fā)線水平。在利率波動期,掛鉤利率達到觸發(fā)線的可能性增加。利率上升期內(nèi),看漲型產(chǎn)品獲得高收益的可能性增加,看跌型產(chǎn)品反之。

配置原則:

適宜配置區(qū)間寬度較大的區(qū)間型產(chǎn)品。在利率上升期(下降期)可相應配置看漲型(看跌型)利率類產(chǎn)品。

結(jié)構(gòu)化理財產(chǎn)品的最終收益不僅僅是由掛鉤標的的資產(chǎn)類別和走勢所決定,還包括產(chǎn)品的期權(quán)結(jié)構(gòu)、投資期限、進場時機以及投資幣種的匯率等因素。在通脹預期加強,加息政策顯現(xiàn)的背景下,投資銀行理財產(chǎn)品應堅持三原則:

認清期權(quán)結(jié)構(gòu)原則。投資者在了解產(chǎn)品預期收益的同時,更要關注產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計。歷次出現(xiàn)問題的結(jié)構(gòu)產(chǎn)品不只是結(jié)構(gòu)設計瑕疵,也存在投資者沒有充分了解產(chǎn)品結(jié)構(gòu),對標的走勢預期與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計的方向不一致的原因。

篇5

隨著影像技術的高速發(fā)展，人們可以隨時隨地地將身邊正在發(fā)生的事情、景物和人物錄制在自己的相機或手機里。而這些高科技產(chǎn)品的核心零件正是有著高精度的光學元件。以往這種光學鏡頭都以玻璃為主材，但玻璃難免存在質(zhì)量大、脆性大、價格高等缺點，因此近年來人們開始選用聚合物材料代替玻璃鏡片，并逐漸應用在通信行業(yè)、醫(yī)療器械、汽車工業(yè)，以及信息行業(yè)。而能否實現(xiàn)批量生產(chǎn)關鍵在于注塑成型。

眾所周知，注塑成型廣泛用于塑件批量生產(chǎn)，但傳統(tǒng)注塑成型技術難以達到光學元件的精度。若要達到所需的尺寸公差和表面質(zhì)量，必須優(yōu)化整條工藝鏈。經(jīng)過多年的研究，如今可以通過精密注塑成型技術制成功能更多、價格合理的精密光學元件，滿足市場的需求。

研究注塑成型工藝，能夠發(fā)現(xiàn)精密注塑成型與傳統(tǒng)注塑成型相比有六個明顯不同。

一、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計

為了獲得最佳的表面質(zhì)量和最小的尺寸公差，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計是非常重要的。產(chǎn)品設計也標明塑件的尺寸公差。從一些經(jīng)驗得知，常見的設計原則如下：避免塑件局部壁厚，產(chǎn)生縮孔；控制最小壁厚的尺寸（材料決定）；在光學元件起作用的表面不能有孔、槽位等，防止形成熔接痕；壁厚變化不能太大，選擇平穩(wěn)過渡；保持塑件壁厚

均勻。

由于塑料的穩(wěn)定性比玻璃要差，所以塑料鏡頭折射率的準確性要比玻璃鏡頭低。一般而言，標準環(huán)境條件下，塑料鏡片的折射率變化范圍大于1%，而折射率的變化將會引起鏡頭焦距的變化。從物理實驗可知，常見球面鏡頭的焦距是由折射率n，鏡頭厚度T和球半徑R決定的，而且這三個參數(shù)對焦距的影響各不相同，其中又以折射率n影響最大。為了減小折射率的變化，在設計時必須嚴格標明鏡頭的形位公差和加工精度。

二、刀具設計

刀具設計與產(chǎn)品設計同樣重要，切削效果會直接反映在塑件表面上。當塑件的精度達到微米級（μm）時，刀具的尺寸公差必須低于1μm。雖然這對于刀具設計不是一個簡單的事情，但還是有許多刀具單元可供選擇的。有一點值得注意的是：尺寸穩(wěn)定的刀具需要高強度的材料，而且該材料能適應各種熱處理工藝，而后者的重要性往往被忽視。實驗證明，如果硬化鋼的金相組織從奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變的過程并沒有完全結(jié)束，材料的微觀結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化，引起宏觀的尺寸變化，即使在沒有受載荷的情況下，也會發(fā)生0.01～0.001mm的變形。

三、注塑成型設備

注塑成型設備是整條工藝鏈的一個重要組成部分。注塑設備能夠熔融、塑化聚合物，使其注入模具，不斷循環(huán)。它需要精準地控制每一個工藝參數(shù)，例如注射溫度、注射量、注射速率、型腔壓力等等，注塑設備的精度決定了塑件的成型精度。

精密注塑成型設備是一個閉合回路，它的運作完全受那些參數(shù)控制。注塑成型時，每一個機械動作都必須準確無誤（例如兩塊模具安裝板移動時的平行度），而且設備上所有的零部件都要求高度的穩(wěn)定性。由于成型設備的驅(qū)動單元由電力傳動，在精確性和復現(xiàn)性方面有明顯優(yōu)勢，適用于精密注塑成型。

四、模具車間的加工能力

除了設計元素，精密加工也是注塑成型一個非常重要的部分。模具加工必須經(jīng)過精密的機械加工和緊密配合的裝配流程。如果沒有好好控制這一部分尺寸公差，后期的注塑成型加工將難以再修復塑件的尺寸公差，或者允許調(diào)節(jié)的注塑成型參數(shù)范圍更窄了。隨著高速切削的發(fā)展，可以預測，精密高速多軸銑削加工將慢慢取代EDM（放電加工）。

為了使模具鑲件達到質(zhì)量要求，可采用單晶金剛石作為機夾車刀的刀粒進行車削加工。金剛石車削的最大缺點是不能直接切削黑色金屬，例如鋼鐵，因為鐵會使金剛石磨損相當快。目前，一些企業(yè)在熱處理工藝方面做了一些研究，就是通過改善合金工具鋼的切削性能以達到單晶金剛石車削的效果。從初期的結(jié)果看起來非常有希望。當然我們還必須留意車削或銑削刀具本身，因為硬質(zhì)合金車刀經(jīng)過高速車削后，刀刃會磨損，就需要采用精密磨刀機重磨刀刃刀尖。我們要高度重視這些刀具的切削平面和切削刃，即使是切削刃上極小的瑕疵都會在成型后的產(chǎn)品上反映出來。

五、注塑成型工藝

注塑成型工藝可分為兩種類型：傳統(tǒng)注塑成型和注塑壓縮成型。傳統(tǒng)注塑成型時，塑料冷卻過程中會產(chǎn)生內(nèi)應力，改變塑件性能，引起鏡頭偏光。為了克服這個潛在的內(nèi)應力，其中一種處理方法是塑件退火處理，但這種方法會使塑件產(chǎn)生變形，不太合適。現(xiàn)在可以采用注塑壓縮成型，注塑壓縮成型常用于成型帶有細微結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，例如帶有衍射功能的塑料鏡頭，它與傳統(tǒng)注塑成型工藝有幾點明顯不同。概括其成型工藝參數(shù)范圍如下：

注射壓力（保壓壓力）：大于100MPa（因塑件或材料而定）；注塑速率：因模具、塑件、材料而定；塑化溫度：200～320℃；模具溫度：100～150℃；成型周期：0.5min以上。

因為精密注塑成型屬于新型注塑方法，因此其成型參數(shù)沒有經(jīng)驗可借鑒。為了獲得合適的成型參數(shù)，可采用如下方法進行嘗試。首先設計和制造一套注塑模（沒有考慮收縮率），第二步選擇其中一個注塑成型參數(shù)，將其劃分為若干個微分，逐一進行注塑優(yōu)化。然后檢測成型后的塑件尺寸，根據(jù)塑件修改注塑模的形狀和尺寸。這種方法所得到的工藝參數(shù)往往具有較高的穩(wěn)定性和準確性。當然，要實施這個方案必須具備精密的測量設備（三坐標測量儀）、先進的制模車間（多軸銑削中心）和設計部分的數(shù)學能力（仿真分析）。

六、技術人員能力

為了使塑件獲得嚴格的尺寸公差，精密注塑成型從一開始就必須進行考慮。考慮光學設計、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計、成型工藝參數(shù)和成型設備等各方面因素，并將這些相互作用的多個因素作為一個整體統(tǒng)一考慮，不能忽略任何一個。因此需要聘請一些掌握高新技術和經(jīng)驗豐富的設計工程師，他們能夠完成例如光學設計、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計、刀具設計、有限元分析和模流分析等工作。從另一方面來講，雖然如今注塑成型過程的大部分操作都能夠通過電腦控制，實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)，但是車間里仍然需要一些受過高等教育的高技術人才。因為精密注塑成型過程的控制是注塑成型領域里最前沿的一種技術。其典型特點是注塑機擁有先進的控制界面，需要有人不間斷地監(jiān)控，并及時調(diào)整關鍵的工藝參數(shù)，因此人的因素非常重要。

有了精密注塑成型，聚合物光學元件實現(xiàn)了大批量和高精度的生產(chǎn)。當然這只是一個開始，精密注塑成型在一些方面仍然沒有做到盡善盡美，例如：聚合物材料研發(fā)、注塑成型設備設計、模具狀態(tài)探測、塑件精密測量、模塑仿真分析軟件應用等方面都可以深入地研究，這些必將為人們提供更優(yōu)質(zhì)的塑料光學鏡頭。

參考文獻：

[1]葉久新，王群.塑料成型工藝及模具設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011.

[2]約翰納伯（F.Johannaber）.注射成型機使用指南.北京：化學工業(yè)出版社2003.

篇6

2 摘要 7

3 系統(tǒng)詳細需求分析 8

3.1 詳細功能需求分析 8

3.1.1 MIS分系統(tǒng)的功能需求 8

3.1.2 EDM分系統(tǒng)的功能需求 8

3.1.3 CAD/CAPP分系統(tǒng)的功能需求 9

3.1.4 MFS分系統(tǒng)的功能需求 9

3.1.5 SES分系統(tǒng)的功能需求 10

3.2 信息需求分析 10

3.3 性能需求分析 10

3.4 接口需求分析 11

4 系統(tǒng)總體方案設計 13

4.1 系統(tǒng)組成及邏輯結(jié)構(gòu) 13

4.2 應用系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 14

4.3 支撐系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 18

4.4 系統(tǒng)集成 20

4.5 系統(tǒng)工作流程 22

5 MIS分系統(tǒng)詳細設計 24

5.1 前言 24

5.2 MIS分系詳細需求分析 24

5.2.1 功能需求 25

5.2.2 信息需求 27

5.3 MIS分系統(tǒng)總體設計 28

5.3.1 MIS分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計及子系統(tǒng)劃分 28

5.3.2 MIS分系統(tǒng)技術方案 33

5.4 MIS分系統(tǒng)中各子系統(tǒng)詳細功能設計 36

5.4.1 經(jīng)營管理子系統(tǒng)詳細功能描述 36

5.4.2 物資管理子系統(tǒng)詳細功能描述 36

5.4.3 生產(chǎn)管理子系統(tǒng)詳細功能描述 37

5.4.4 質(zhì)量管理子系統(tǒng)詳細功能描述 45

5.4.5 財務管理子系統(tǒng)詳細功能描述 46

5.4.6 辦公自動化（OA）與人力資源子系統(tǒng)詳細功能描述 48

5.4.7 設施管理子系統(tǒng)詳細功能描述 49

5.5 MIS分系統(tǒng)界面設計 50

5.5.1 MIS分系統(tǒng)外部的信息界面劃分 50

5.5.2 MIS分系統(tǒng)內(nèi)部的信息界面劃分 51

5.5.3 MIS分系統(tǒng)用戶界面設計 53

6 CAD/CAPP及EDM分系統(tǒng)詳細設計 56

6.1 分系統(tǒng)詳細需求分析 56

6.2 分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計及子系統(tǒng)劃分 57

6.2.1 分系統(tǒng)的邏輯體系結(jié)構(gòu) 57

6.2.2 分系統(tǒng)的子系統(tǒng)劃分 58

6.3 分系統(tǒng)功能詳細設計 58

6.3.1 工程和產(chǎn)品設計子系統(tǒng) 58

6.3.2 零部件設計子系統(tǒng) 59

6.3.3 工藝設計子系統(tǒng) 59

6.3.4 產(chǎn)品技術圖檔管理子系統(tǒng) 59

6.3.5 項目和任務管理子系統(tǒng) 61

6.3.6 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及零部件裝配子系統(tǒng) 63

6.4 分系統(tǒng)界面設計 64

6.4.1 外部界面設計 64

6.4.2 內(nèi)部界面設計 65

6.4.3 用戶界面設計 65

7 MFS分系統(tǒng)詳細設計 67

7.1 分系統(tǒng)詳細需求分析 67

7.2 分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設計及子系統(tǒng)劃分 67

7.3 分系統(tǒng)功能詳細設計 68

7.4 分系統(tǒng)界面設計 70

8 信息編碼設計 72

8.1 編碼原則 72

8.2 信息分類 72

8.3 編碼規(guī)則 73

8.3.1 單據(jù)與文件編碼規(guī)則 73

8.3.2 人員機構(gòu)編碼規(guī)則 73

8.3.3 自制件編碼規(guī)則 75

8.3.4 原材料編碼規(guī)則 76

8.3.5 標準件編碼規(guī)則 76

8.3.6 設備器材編碼規(guī)則 76

9 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計 78

9.1 需求分析 78

9.2 信息模型 78

9.3 數(shù)據(jù)庫設計 79

9.3.1 數(shù)據(jù)庫選型 79

9.3.2 邏輯結(jié)構(gòu)與共享方式設計 79

9.3.3 安全和保密性設計 80

10 網(wǎng)絡通信系統(tǒng)設計 81

10.1 FIBOW-CIMS網(wǎng)絡設計要求 81

10.2 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)設計 81

10.2.1 網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)選型 81

10.2.2 網(wǎng)絡互連設計 82

10.2.3 網(wǎng)絡信息載體及硬件配置 83

10.3 網(wǎng)絡布局設計 84

10.3.1 網(wǎng)絡的物理布局設計 84

10.3.2 光纜敷設 84

10.3.3 驗收技術指標 85

10.3.4 其他注意事項 85

10.4 網(wǎng)絡操作系統(tǒng) 85

11 關鍵技術及解決方案 87

11.1 SFCAD等CAD軟件與EDM的數(shù)據(jù)接口 87

11.2 基礎數(shù)據(jù)的采集和信息的分類編碼 88

11.3 “面向企業(yè)決策者”的綜合查詢與輔助決策支持功能開發(fā) 88

11.4 企業(yè)INTRANET的建立及B/S應用模式的開發(fā) 89

11.5 EDM工程數(shù)據(jù)庫中BOM到MIS數(shù)據(jù)庫的轉(zhuǎn)換 90

12 系統(tǒng)配置 91

13 工程實施與測試計劃 93

14 投資預算 95

15 附錄 98

：39000多字

400元

篇7

中圖分類號：TH136 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）02-0094-02

隨著現(xiàn)代電子產(chǎn)品的高度集成化和小型化，以及用戶對設備的可靠性、環(huán)境適應性等提出的越來越嚴格的要求，使得電子設備結(jié)構(gòu)復雜程度不斷提高，也使產(chǎn)品的裝配面臨越來越多的困難，導致出現(xiàn)裝配質(zhì)量下降、裝配效率降低等一系列問題。在這一環(huán)境下，引入面向裝配的設計（DFA）這一產(chǎn)品開發(fā)模式，在電子設備結(jié)構(gòu)設計階段即充分考慮產(chǎn)品的裝配環(huán)節(jié)以及各種相關因素的影響，采用簡化產(chǎn)品設計、減少零件數(shù)量、使用標準件、零件裝配模塊化和減少裝配過程中的調(diào)節(jié)、裝配防錯等方法，并利用分析、評價、規(guī)劃、仿真等各種技術手段，不斷地完善設計和改進裝配性能，確保裝配工序簡單、效率高、質(zhì)量高、不良率低和成本低[1]。

1 基于SolidWorks的DFA應用方法

將SolidWorks功能和DFA方法相結(jié)合，在SolidWorks的環(huán)境下，主要可以進行以下三方面的應用方法研究。

1.1 簡化設計

簡化設計就是在設計中遵循KISS原則。簡化設計過程往往是對已有的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行提煉和優(yōu)化的過程，可以充分利用CAD的數(shù)據(jù)存儲和規(guī)劃優(yōu)勢，建立各種庫文件，選擇和調(diào)用成熟設計和模塊，構(gòu)建具有較高裝配性能的產(chǎn)品。

1.2 標準化模塊化設計

在電子設備結(jié)構(gòu)設計過程中，運用標準化和模塊化的設計方法，能大幅提高裝配質(zhì)量的可靠性，使裝配問題能更早、更容易被發(fā)現(xiàn)，從而提高產(chǎn)品裝配效率和裝配質(zhì)量。

1.3 虛擬裝配

以產(chǎn)品設計為中心的虛擬裝配，是在虛擬環(huán)境下對CAD模型進行裝配性能分析的一項計算機輔助設計技術。基于DFA虛擬裝配的基本任務是尋求產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)的最優(yōu)解，即通過CAD模擬產(chǎn)品裝配、進行定量或定性分析，找出結(jié)構(gòu)設計中裝配性差的結(jié)構(gòu)特征，進行設計修改和完善的過程。

使用SolidWorks 等CAD軟件，可對產(chǎn)品的三維模型進行虛擬裝配，并利用CAD提供的分析模塊，進行包括靜態(tài)干涉、運動干涉分析以及裝配公差分析等裝配性能分析、判斷和改進。

2 DFA應用步驟

產(chǎn)品概念設計階段的主要任務是根據(jù)用戶要求、設計輸入定義產(chǎn)品的架構(gòu)，并將產(chǎn)品進行模塊劃分；在此基礎上，建立產(chǎn)品裝配模型，將各類庫文件引入建模過程中，貫徹標準化、模塊化設計理念；完成裝配模型建立之后，開始虛擬裝配，即對模型進行裝配性能分析，運用 DFA簡化設計等方法對裝配體及零部組件進行簡化、合并等設計改進，并且進行裝配相關檢查，直到得到優(yōu)化模型。

根據(jù)DFA的應用方法，制定出在SolidWorks環(huán)境下產(chǎn)品設計的流程，見圖1所示。

3 DFA裝配建模

主要需要建立兩類模型，一類是建立一系列庫模型，一類是對產(chǎn)品本身結(jié)構(gòu)的建模，而前者是后者的基礎。在對產(chǎn)品建模的過程中貫徹標準化模塊化思想，為產(chǎn)品的簡化設計提供良好的土壤。

3.1 產(chǎn)品裝配建模

CAD裝配建模有自下而上和自頂向下兩種方法。自下而上設計法即首先完成零件設計建模，然后在裝配文件中逐一插入零部件，組合成裝配體模型，零部件之間無關聯(lián)；自頂向下法為在裝配文件中直接建立零部件模型，零部件之間往往存在幾何關聯(lián)以及配合限制。

綜合兩種設計方法的優(yōu)勢，在方案設計階段，采用自頂向下的設計思路，首先規(guī)劃產(chǎn)品裝配體的框架，劃分模塊類型，在此基礎上，將產(chǎn)品主體零件在裝配圖中進行初步建模或者將通用模塊裝入裝配體中，使產(chǎn)品具備基本的模型架構(gòu)，然后進入自下而上的模式，對構(gòu)成裝配體的零件模型作細化處理以及建立相關的零件，將生產(chǎn)的零部件裝入裝配體中并進行配合限制，逐步裝配形成產(chǎn)品最終的裝配模型。

3.2 庫文件建模

庫文件泛指CAD軟件可調(diào)用的所有子組件和模塊，它是構(gòu)建新研制產(chǎn)品的基礎，也是面向裝配的設計中標準化和模塊化設計原則實施的基礎。

庫文件建立的原則是：

（1）庫文件歸屬文件夾應層次分明，庫文件名應簡潔明確地表示出庫集合的特征，以方便選用；

（2）庫文件中固化的組件和模塊，如緊固件、外購件等，盡量以零件形式建模，以便存儲和調(diào)用；

（3）分析同一系列模塊的主要安裝尺寸，形成尺寸系列表，以方便建模和擴充；

（4）同一系列化零件的建模盡量采用一個模型、多個配置；

（5）模塊應盡量包含安裝基準、安裝尺寸等裝配信息，有助于選用和避免裝配加工錯誤。

根據(jù)庫文件存放的位置和模塊的類型可分為兩類庫，一是存放于計算機本地的本地資源庫；另一種需要通過網(wǎng)絡管理可上傳和下載的ODM電子倉庫。

3.2.1 本地資源庫

根據(jù)電子設備的特點，在CAD環(huán)境中主要建立緊固件庫（螺釘、螺母等）、電子器件庫（連接器、顯示屏、鍵盤、濾波器等）、機械成品庫（風機、減震器等）、材料庫（屏蔽材料、密封材料、鋁型材）以及通用件庫（機柜、機箱、控制臺、把手、導軌、走線架等）。建立各種庫后，將其存放地址添加到SolidWorks系統(tǒng)選項中的設計庫中，即可開始在CAD界面中直接調(diào)用設計庫文件。庫文件的設計、編輯、修改等較容易實現(xiàn)， 技術人員可以通過改變某些參數(shù)而不必改動元件設計的全過程來更新設計。

3.2.2 PDM電子倉庫

SolidWorks Workgroup PDM作SolidWorks的插件，主要用于工作組的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理，可以將本地成熟產(chǎn)品的數(shù)據(jù)檢入到電子倉庫，同時也可以分享工作組內(nèi)其他成員上傳到電子倉庫并共享的數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)設計資源的充分利用，并且能確保設計版本和復雜的結(jié)構(gòu)件掛接關系得到有效管理。

根據(jù)電子設備結(jié)構(gòu)面向裝配的設計需要，以便于選擇和調(diào)用為建庫原則，電子倉庫可主要劃分為公用資料庫、設備資源庫和工藝資源庫等。將設計相關標準、規(guī)范、資料放入公用資料庫中；將工藝相關規(guī)程、工具資料等放入工藝資源庫；設備資源庫可以根據(jù)電子設備使用的工作環(huán)境，如地面、車載、艦載、星載、機載等進行分類，也可以按照結(jié)構(gòu)形式、密封性、抗沖擊振動性和電磁兼容性等產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點設置有利于搜索的關鍵詞。

4 裝配性能分析

4.1 直觀檢查

SolidWorks軟件界面中提供了裝配統(tǒng)計、對稱性檢查、質(zhì)量特性以及間隙檢查等命令，可以很方便、直觀地對已建立的產(chǎn)品模型進行相關的統(tǒng)計和檢查，根據(jù)檢查結(jié)果對裝配體作進一步簡化、合并、調(diào)整等減少裝配錯誤、提高裝配效率的設計，直觀檢查一般包含以下幾項：

（1）考慮把相鄰、相似、對稱的零件合并成一個零件；（2）設計多功能零件，減少零件數(shù)量；（3）合并減少緊固件的種類、數(shù)量；（4）調(diào)整裝配體及主體零件重心，避免裝配時失穩(wěn)；（5）通過間隙檢查，避免零件過約束；（6）進行防錯設計，避免非對稱零部件具有一個以上的裝配位置。

4.2 干涉檢查

對產(chǎn)品裝配體的干涉檢查主要包括靜態(tài)干涉檢查和運動干涉檢查兩種方式。

SolidWorks命令項中的干涉檢查，能夠直觀、明確、定量地給出裝配體靜態(tài)情況下干涉的零件、部位和干涉幾何尺寸，有利于對干涉的零部件定位、定向進行設計修正。

對實現(xiàn)機械運動的產(chǎn)品，采用虛擬仿真工具SolidWorks Motion插件，對虛擬裝配體進行運動學和動力學狀態(tài)的仿真，模擬產(chǎn)品的不同運動狀態(tài)，檢驗產(chǎn)品的運動性能及設計計算結(jié)果的正確性，對運動部件進行運動干涉檢查，查看限位運動的干涉情況以及裝配情況和零部件模型的精確程度，有助于在設計中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)空間布置的干涉和運動機構(gòu)的碰撞等問題。

更好地完成干涉檢查的關鍵點是完善裝配體模型，盡量詳盡真實地建模，特別是應注重建立自制件以外的外購件、緊固件、附件等的真實幾何模型，往往一些看似微不足道的省略處會在實際裝配時出現(xiàn)干涉問題。

4.3 公差分析

SolidWorks有 DimXpert和TolAnalyst兩項與公差相關的插件。DimXpert可以直接在3D圖形中按照標準生成標注，還可以幫助用戶查找圖形是否缺少尺寸；TolAnalyst主要作用是解決公差設計的問題。

將公差分析的結(jié)果與裝配體的簡化設計原則相結(jié)合，簡化裝配關系、減少尺寸鏈數(shù)量、減小累積公差，才能夠降低尺寸公差等級，實現(xiàn)寬松且合理的公差設計，提高裝配質(zhì)量和裝配效率。

4.4 動態(tài)裝配

SolidWorks的爆炸視圖和animator插件可提供靜態(tài)和動態(tài)裝配拆分效果圖，按需要對虛擬裝配體進行拆分、分組，通過爆炸路徑和鍵碼對動畫進行編輯，生成各虛擬裝配體各部分的動畫和圖樣文件。可以用于電子設備結(jié)構(gòu)設計方案評審中，提供直觀生動的產(chǎn)品效果；也可以直接應用于實際裝配生產(chǎn)，特別是對于復雜的產(chǎn)品的裝配具有指導作用。

5 結(jié)語

通過基于SolidWorks軟件及其插件對電子設備結(jié)構(gòu)面向裝配的設計作了一些研究和嘗試，體會到無論對軟件強大功能的應用，還是對先進的產(chǎn)品設計模式的理解和運用，都需要更加深入地探索。新的設計方法和設計思路在不斷涌現(xiàn)，CAD軟件的功能也在與時俱進，設計師如何將兩者更好地結(jié)合進而提升設計水平，是結(jié)構(gòu)設計人員面臨的一項艱巨任務。

參考文獻

篇8

中圖分類號：TP391.72 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）20-0036-02

近年來，隨著變壓器產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不繼改進，以及企業(yè)間競爭的日趨激烈，傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計方法已經(jīng)很難滿足企業(yè)當前生存和發(fā)展的需要。企業(yè)為了能在市場競爭中處于有利位置，實現(xiàn)產(chǎn)品設計數(shù)字化、自動化勢在必行。計算機輔助技術（CAD/CAPP/CAM/ERP等）在企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)過程中日益得到廣泛的應用，廣大設計人員對CAD系統(tǒng)的功能要求也越來越高，他們已經(jīng)不再滿足于利用CAD系統(tǒng)達到“甩圖板”的目的，而是希望從根本上減輕大量簡單、重復和煩瑣的工作量，使自己能集中精力于那些富于創(chuàng)造力的高層次創(chuàng)新設計活動中去。

為例便于理解，首先介紹一下VBA（Visual Basic for Application）。VBA將AutoCAD、Excel與Visual Basic的功能結(jié)合在一起，能夠快速地創(chuàng)建出符合用戶要求的程序，大大提高用戶的工作效率。對于快速開發(fā)小規(guī)模的應用程序更是一種最好的選擇。AutoCAD VBA的開發(fā)使用AutoCAD ActiveX技術，這種技術使用戶能夠從AutoCAD的內(nèi)部或外部以編程形式操作AutoCAD。在AutoCAD中使用ActiveX接口具有兩個優(yōu)點：其一，更多的編程環(huán)境可以編程訪問AutoCAD。其二，與其他Windows應用程序（例如：Microsoft Office Excel、Word）共享數(shù)據(jù)變得更加容易。

1 應用內(nèi)容

電力變壓器設計包括電磁計算和結(jié)構(gòu)設計。目前，絕大多數(shù)設計人員都使用Microsoft Office Excel 2003和Autodesk AutoCAD 2008，它們強大的VBA二次開發(fā)能力成為設計人員的最理想工具。在實際的電力變壓器結(jié)構(gòu)設計過程中，有時希望能夠?qū)utoCAD中的一些圖形信息提取出來生成一個Excel文件，以便打印和管理；有時又需要從一個Excel文件中讀取數(shù)據(jù)，用來繪制圖形。為此，必須實現(xiàn)AutoCAD與Excel間的通信。Microsoft Office Excel 2003和Autodesk AutoCAD 2008中都集成了基于VB6.0的VBA開發(fā)工具，為開發(fā)AutoCAD應用程序，實現(xiàn)AutoCAD與Excel的數(shù)據(jù)交換提供了一個強大、方便、快捷的手段。

在本文中選取了電力變壓器鐵心截面結(jié)構(gòu)設計來詳述Excel VBA和AutoCAD VBA在電力變壓器結(jié)構(gòu)設計中的應用。

2 實例分析

應用程序的開發(fā)一般包括參數(shù)的確定、建立有關庫表、程序的編制和調(diào)試等幾個階段。具體過程如下：

①在Microsoft Office Excel 2003 中建立鐵心計算參數(shù)表格，如圖1所示。

②在“設計模式”下，雙擊ActiveX控件“自動自成鐵心截面圖”，進入Microsoft Office Excel VBA編程界面，單擊“工具”選項里的“引用”，在“AutoCAD 2008 Type library”前面勾選。實現(xiàn)AutoCAD與Excel間通過VBA的通信。

根據(jù)我公司變壓器結(jié)構(gòu)設計原則，變壓器鐵心的結(jié)構(gòu)形式為采用橫向五級階梯、45°斜接縫形式。需要確定了鐵心直徑，窗高，中心距，其它尺寸：如片長、片寬、疊厚、封片及綁扎帶的尺寸等，這一步我們通過對Excel 2003進行添加函數(shù)進行自動計算。

本文中VBA程序編制的主要工作是：從Excel表格中獲取相關尺寸，如鐵心直徑、窗高、中心距、片長、片寬、疊厚等基礎尺寸，插入典型子圖、標注尺寸、繪制鐵心截面圖、填寫各級鐵心數(shù)據(jù)和明細表等。在Excel VBA編程界面里編程，代碼如下：

Const pi = 3.14159265358979

Private Sub CommandButton1_Click()

Dim pt(0 To 2) As Double

Dim p0(0 To 2) As Double

Dim Ho as integer

Dim Mo as integer

Dim Lo as integer

Set Ho = Cells(i, 32).Value

Set Mo = Cells(i, 31).Value

Set Lo = Cells(i, 30).Value

表示Excel中第i列32行的值等于Ho（窗高）

表示Excel中第i列31行的值等于Ho（中心距）

表示Excel中第i列30行的值等于Lo（最大片寬）

下面的代碼用于連接AutoCAD，注意：AutoCAD軟件必須打開并且已經(jīng)新建了一個繪圖界面，否則當單擊“自動自成鐵心截面圖”時將出現(xiàn)錯誤。

Dim plinea As AcadLWPolyline

Dim plineb As AcadLWPolyline

Dim dimrotate As AcadDimRotated

Dim thapp As AcadApplication

Dim doc As AcadDocument

Dim text As AcadText

Set thapp = GetObject(, "AutoCAD.Application")

Set doc = thapp.ActiveDocument

For i=58 To 18 Step -2

pt(1)=(i - 18) *15.085

pt(0)=0

Call doc.ModelSpace.AddText("4x"&Round(Ho,pt, 21)

pt(0)=-100

Call doc.ModelSpace.AddText("4x"&Round(Mo, 1), pt, 21)

pt(0)=-200

Call doc.ModelSpace.AddText(Round(Lo,1), pt, 21)

.

下面的代碼用于從文件名為“Mydesign.dwg”的文件中拷取典型子件圖。

DwgName = "g:\Tank\Mydesign.dwg" '返回文件名

BlkName = "DownTr" '返回塊名

ThisDrawing.SetVariable "LTSCALE", 1

ObjDBX.Open DwgName '打開圖形

Set BlkObj(0) = ObjDBX.Blocks(BlkName)

ObjDBX.CopyObjects BlkObj, ThisDrawing.ModelSpace '復制對象

.

End sub

3 程序運行與總結(jié)

程序運行在AutoCAD環(huán)境下，生成如圖2所示的鐵心截面圖。

由此可見，通過實現(xiàn)AutoCAD與Excel間VBA的通信，設計人員可免除大量的重復設計工作，借助于Excel強大的計算功能和AutoCAD的繪圖功能，可方便快速地設計出結(jié)構(gòu)圖紙。因為大多數(shù)設計人員熟悉VB6.0、Excel和AutoCAD，很容易編寫出適于自己產(chǎn)品的應用程序，實現(xiàn)產(chǎn)品圖紙的參數(shù)化。

參考文獻：

篇9

引言

現(xiàn)代制造業(yè)的快速發(fā)展在給人民物質(zhì)生活水平帶來巨大便利的同時，也給人們賴以生存的自然環(huán)境造成了極大危害，是引起當前環(huán)境惡化的主要原因之一。據(jù)統(tǒng)計，全球制造業(yè)每年約產(chǎn)生不少于55億噸的無害廢物和7億噸的有害廢物。

我國自改革開放以來通過吸引外商投資方式，同時兼具有廉價勞動力和原材料資源等特點吸引了世界大批制造業(yè)流入我國，使得制造業(yè)得到迅猛發(fā)展，我國已赫然成為世界級制造大國，然而發(fā)達國家工業(yè)化過程中導致的環(huán)境污染也逐漸顯現(xiàn)，使得自然環(huán)境急劇惡化，當前的資源緊缺、水質(zhì)污染、垃圾污染等一系列問題已日益嚴重。在人類對環(huán)境保護日益重視的今天，我們必須尋求新型可持續(xù)性制造發(fā)展方式，尋求制造業(yè)發(fā)展與環(huán)境相協(xié)調(diào)的最佳平衡點，面向環(huán)境產(chǎn)品制造技術即是在此需求下被人們提出并逐漸得到認可。

1.面向環(huán)境產(chǎn)品制造相關概念

1.1 概念

面向環(huán)境制造(MFE)，也稱環(huán)境意識制造(ECM)或綠色制造，它是在保證產(chǎn)品功能、質(zhì)量的前提下，綜合考慮環(huán)境影響、資源利用效率的現(xiàn)代制造模式，它借助各種先進制造技術使產(chǎn)品在設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢及回收處理的整個生命周期中不產(chǎn)生環(huán)境污染或環(huán)境污染最小化，資源利用率最高，能源消耗最低，實現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟效益與社會效益的協(xié)調(diào)優(yōu)化。是人類可持續(xù)發(fā)展的基礎，是制造業(yè)未來的發(fā)展方向。

區(qū)別于傳統(tǒng)制造模式，面向環(huán)境制造模式實現(xiàn)了產(chǎn)品生命周期的真正閉環(huán)，它從產(chǎn)品的設計、制造、使用一直到產(chǎn)品報廢回收的整個壽命周期對環(huán)境影響最小，資源利用率最高，以系統(tǒng)的觀點考慮產(chǎn)品環(huán)境屬性，改變以前的末端處理的環(huán)境保護辦法，對環(huán)境保護從源頭抓起，并考慮產(chǎn)品的基本屬性，使產(chǎn)品在保證產(chǎn)品應有的基本性能、使用壽命、質(zhì)量等特性的同時要滿足環(huán)境目標的要求等。

1.2 原則

根據(jù)面向環(huán)境制造定義，結(jié)合制造業(yè)產(chǎn)品設計及制造過程，面向環(huán)境制造具有以下內(nèi)涵：1) 優(yōu)良的環(huán)境友好性，即產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中對環(huán)境無害或影響甚小，這就要求企業(yè)在生產(chǎn)過程中選用清潔的原料，清潔的能源，清潔的工藝過程，生產(chǎn)清潔的產(chǎn)品。2)最低限度地使用材料資源。綠色產(chǎn)品應盡量減少材料的使用，盡量避免使用有毒、有害材料。這就要求在設計產(chǎn)品時，在滿足產(chǎn)品功能的前提下，盡量簡化結(jié)構(gòu)，科學選材，并使零件材料最大限度地回收再利用。3)最大限度地節(jié)約能源。生產(chǎn)過程中所耗能源最少，盡量選取清潔能源。

2.企業(yè)實施綠色制造技術的方法及途徑

企業(yè)實施綠色制造的關鍵是技術設計及企業(yè)的管理，采用雙管齊下的方法使得面向環(huán)境化生產(chǎn)滲透于企業(yè)產(chǎn)品的整個制造過程，并持續(xù)不斷的改善創(chuàng)新，使環(huán)境化制造的水平不斷提升。

2.1企業(yè)管理

（1）企業(yè)領導必須接受這樣的觀點，推行綠色制造可以降低風險，改善企業(yè)形象并提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，并有明確的承諾，倡導在企業(yè)中始終貫徹與實施綠色制造的精神與理念，如果推行綠色制造沒有得到企業(yè)領導的強調(diào)與重視，要完全實施綠色制造的機會就很小，或者難以落到實處。

（2）建立相關環(huán)境保護體系、文件，重視全員綠色意識教育。以便于在開展各項活動中兼顧環(huán)境影響。使企業(yè)員工能夠針對產(chǎn)品生命周期全過程中伴隨的環(huán)境問題進行正確識別，并積極采取措施加以預防和有效處理，使環(huán)境控制的思維方式和行為模式制度化、慣性化。

（3）轉(zhuǎn)變觀念，樹立良好的環(huán)保意識。實現(xiàn)從“資源浪費型”向“資源循環(huán)型”消費觀念的轉(zhuǎn)變，改變企業(yè)的經(jīng)營觀念和消費者的消費觀念。

（4）職能部門角色的變化。在企業(yè)設立環(huán)保部門，主導并開展企業(yè)經(jīng)營活動中的環(huán)境政策方針的貫徹，定期對企業(yè)環(huán)境體系進行審查，實施過程進行環(huán)境體系評價，指導企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動中的環(huán)境化活動運行。財務部門需更新核算方法，采用包括環(huán)境成本、環(huán)境風險和環(huán)境效益全成本核算法。生產(chǎn)部門及時進行物料、庫存控制和廢棄物分離，加強廢物審計，及時發(fā)現(xiàn)污染源，并反饋環(huán)保部門采取整改措施。營銷部門需更新經(jīng)營策略，建立回收廢棄產(chǎn)品渠道，讓用戶接受綠色產(chǎn)品并協(xié)助解決環(huán)境污染問題。

（5）教育與培訓。現(xiàn)有的企業(yè)對員工的教育培訓缺少在關于環(huán)境保護的內(nèi)容，力度不足，為促進綠色制造的順利實施，管理部門需指定效應的培訓方案以提高企業(yè)職工的環(huán)境意識和環(huán)保知識水平。

2.2綠色設計

綠色設計是綠色制造技術的核心，是融產(chǎn)品的質(zhì)量、功能、壽命和環(huán)境于一體的系統(tǒng)設計方法。在設計之初就應在產(chǎn)品生命周期的各個環(huán)節(jié)都考慮產(chǎn)品的環(huán)境屬性(如：可拆卸性、可回收性、可維護性、可重復利用性等)，并將其作為一個重要的指導原則。在設計過程中使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設計、材料選擇、制造工藝設計、包裝運輸設計、使用維護設計、回收設計、報廢處置設計等多個設計階段同時進行、相互協(xié)調(diào)，各階段和整體設計方案、分析評價結(jié)果及時進行信息交流和反饋，從而在其設計研發(fā)過程中及時改進，使產(chǎn)品設計達到最優(yōu)化。

（1）結(jié)構(gòu)設計。結(jié)構(gòu)設計的原則是在滿足產(chǎn)品的使用功能、質(zhì)量等要求的前提下盡量簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，使得產(chǎn)品用原材料盡可能減少、加工工藝簡單、易于制造且制作過程耗能低、容易回收再循環(huán)使用等特點。

（2）材料選擇。指在產(chǎn)品設計的選材上盡量使用綠色環(huán)保材料，選擇無污染或少污染，易回收的材料。為此，一是要多開發(fā)綠色材料，并建立綠色材料庫；二是設計選材時要注意經(jīng)濟效益與社會效益相協(xié)調(diào)。

（3）制造工藝設計。綠色工藝是指在產(chǎn)品加工過程中盡量節(jié)約能源、減少污染。綠色工藝與潔清生產(chǎn)密不可分。綠色工藝主要還應從技術入手，盡量研究和采用物料和能源消耗少、廢棄物少、對環(huán)境污染小的工藝方案。如現(xiàn)在的精確成形、干式切削、準干式切削、生產(chǎn)廢物再利用、快速原型制造等都是綠色工藝的新技術。

（4 ）綠色處理。綠色處理是指上一個生命周期報廢的產(chǎn)品通過有效的回收又進入下一個生命周期的循環(huán)中。為了便于產(chǎn)品的綠色處理，一是設計之初就要考慮產(chǎn)品的材料和結(jié)構(gòu)設計，如采用面向拆卸的設計方法、模塊化的設計方法；二是發(fā)展綠色再制造技術，如再制造加工、過時產(chǎn)品的性能升級等。

3.結(jié)束語

在大力倡導環(huán)保主題的今天，基于可持續(xù)發(fā)展觀點的面向環(huán)境制造技術是一種以保護環(huán)境和資源優(yōu)化為目標的現(xiàn)代制造模式。它符合人類與環(huán)境相協(xié)調(diào)發(fā)展的時代主題，未來有著廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻：

篇10

中圖分類號：S611 文獻標識碼：A 文章編號：

1、綠色設計的設計原則

在現(xiàn)代社會高速發(fā)展的同時，相關人員對橋梁建設中的綠色設計識越來重視。綠色設計要遵從五項基本原則，即閉環(huán)設計原則、資源最佳利用原則、能源消耗最小原則、零污染原則、技術先進原則。閉環(huán)設計原則體現(xiàn)的是產(chǎn)品全生命周期并行；資源最佳利用原則是指盡可能選用通過簡化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)實現(xiàn)可回收再利用性的可再生資源，并在產(chǎn)品的整個生命周期中最大限度的利用選用的資源的設計原則。能源消耗最小原則是指產(chǎn)品整個生命周期循環(huán)中實現(xiàn)能耗最少。零污染原則是指設計時消除污染源，從根本上防止污染。技術先進原則是指創(chuàng)造性的應用最先進的技術來獲得最佳的生態(tài)經(jīng)濟效益。

2、橋梁結(jié)構(gòu)物的產(chǎn)品特殊性

橋梁結(jié)構(gòu)物具有極其特殊的特點，主要表現(xiàn)在：一是橋梁的建造在造價上和原材料的價格及設計、施工方案等相關，與市場的需要關系不大，基本是由政府部門根據(jù)社會、經(jīng)濟的發(fā)展狀況來確定實施的；二是橋梁的建設規(guī)模導致橋梁設計對社會效益、經(jīng)濟效益及生態(tài)效益影響巨大；三是橋梁設計的使用年限決定了其對社會、環(huán)境影響的深遠性；四是橋梁在其壽命范圍內(nèi)的使用過程中不會產(chǎn)生對環(huán)境有害的垃圾但在超期服役后就變成了難以處理的廢棄物；五是橋梁需要具有抗侵蝕和抵御不利環(huán)境因素的能力。

3、綠色橋梁設計的思想

1）橋梁體系的選用。橋梁體系中的各種體系均有一定的適用范圍，在設計中要根據(jù)實際情況，對梁、拱、剛架、吊與組合體系進行合理的選用，避免提高造價和為建成后的養(yǎng)護造成困難。

2） 橋梁結(jié)構(gòu)設計。①根據(jù)綠色設計的原則中閉環(huán)設計原則，在對橋梁結(jié)構(gòu)進行設計時，要充分以橋梁在其生命周期內(nèi)所面臨的各種荷載、各種不利的環(huán)境因素以及自身承載能力的退化為設計前提，通過全面精準的結(jié)構(gòu)計算來保證橋梁過程使用中的安全性。對于架構(gòu)在海上的橋梁，要對其承受風荷載、海水及濕熱空氣能力在設計中予以充分考慮。對于鋼結(jié)構(gòu)橋梁要全面考慮防腐措施的設計。②根據(jù)綠色設計的原則中最佳利用原則，需要在橋梁設計中采用模塊化設計方法。模塊化的構(gòu)件具有方便更換、拆除的優(yōu)點，而且拆除后的構(gòu)件仍然具有較大的利用空間。③根據(jù)綠色設計原則中能源消耗最小原則和零污染原則，在設計中要準確分析結(jié)構(gòu)受力，并合理的設計橋梁結(jié)構(gòu)尺寸和配筋及結(jié)點。充分考慮結(jié)構(gòu)安全的同時，以最小的材料消耗實現(xiàn)最大的效益。通過設計合理的施工方案并活用各種結(jié)構(gòu)體系來提高橋梁質(zhì)量，減少材料能耗并降低環(huán)境污染。④根據(jù)綠色設計的原則中的技術先進原則，在對橋梁結(jié)構(gòu)進行設計時，要結(jié)合具體的實際情況，進行技術先進的結(jié)構(gòu)形式設計。總之，運用綠色設計的理論和觀念進行橋梁結(jié)構(gòu)設計，要比傳統(tǒng)的橋梁設計更具備美觀、安全性及經(jīng)濟適用性，對環(huán)境的影響也會更小，更有可持續(xù)發(fā)展的價值。

3）橋梁附屬設備的設計。伸縮縫、支座、排水系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等都是橋梁的附屬設備，他們雖然在工程造價中占用的比例不高，但也對整個橋梁的設計和應用起著重要的作用。目前大多數(shù)橋梁的排水系統(tǒng)設計比較簡單，不合理，使得大量的橋面污水肆意流淌直接擊打著地面，這種情況的形成正是當初在橋梁設計時未全面考慮環(huán)保因素而造成的。通過綠色設計可以實現(xiàn)對橋梁原有缺點的優(yōu)化，使設計更為合理和實用。通過選擇性能更優(yōu)越的 PVC 管等排水系統(tǒng)的材料可以使排水設備更輕質(zhì)、節(jié)能、抗腐蝕。在設計中要根據(jù)當?shù)氐慕邓闆r進行水力計算來準確設置足夠數(shù)量的排水系統(tǒng)。通過設合理的計排水系統(tǒng)的數(shù)量使橋面排水更順暢。在通過排水系統(tǒng)將水引離橋面后，在設計中還要考慮如何對水流進行疏導。

同時可以采用通過連接管將多個橋面排水管連通后再接入同一套疏導系統(tǒng)的方法來達到使整個橋梁更美觀簡潔、更低能耗的目的。在設計中還要注重把引到地表的水引入地表排水溝的設計，以最大程度的減少污染。

4）橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性設計。橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性是橋梁設計中的重要考慮環(huán)節(jié)，它決定著橋梁結(jié)構(gòu)的使用壽命。使用壽命過短會造成資源的極大浪費，加大初期投資的成本和后期養(yǎng)護及維修費用成本，降低效益，違背了綠色設計的基本原則。在橋梁建設的初期設計中要根據(jù)其結(jié)構(gòu)的用途對耐久性做出具體設計要求，對橋梁使用的材料、施工的便利性、橋梁的后期使用和維護以及功能過時和壽命期費用等因素都要在設計中進行充分考慮和關注。還要采取各種措施使橋梁結(jié)構(gòu)在漫長的服役期內(nèi)，能夠適應各種變化，從而能夠更好的為交通服務。要實現(xiàn)這個目標就需要在橋梁的設計階段對橋梁結(jié)構(gòu)的可檢性、可修性、可換性、可強性、可控性及可持續(xù)性等因素進行充分的分析研究，要對傳統(tǒng)的設計理念提出挑戰(zhàn)，如果橋梁建成后其各個部件無法順利實現(xiàn)檢查、更換、及時修復，且不能得到有效控制、加強和可持續(xù)發(fā)展，就會導致橋梁結(jié)構(gòu)在內(nèi)、外因復合作用下，逃不出破損，倒塌的命運。工程師在對橋梁設計時，要認識到橋梁整體結(jié)構(gòu)和各組成部件的壽命是不周的，例如：拉索的使用年限一般為 10 年至 40 年；橡膠支座的使用期限要小于 20 年；橋體鋼結(jié)構(gòu)的油漆保護年限最佳狀況為 20 年；而拉索護套的使用年限不到 20 年等等。在設計中，設計師要充分考慮這些自身壽命期低于結(jié)構(gòu)設計壽命期的部件，要實現(xiàn)對橋梁結(jié)構(gòu)設計的變形在構(gòu)造上達到“可控”的目的，同時在構(gòu)造上保證其建成后可查、可修、可換、可加強，只有這樣才能在日后的運營階段對橋梁進行有效的維修、加固，達到保證橋梁結(jié)構(gòu)耐久性的目的。