緒論:寫(xiě)作既是個(gè)人情感的抒發(fā),也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索,歡迎閱讀由發(fā)表云整理的11篇概念設(shè)計(jì)論文范文,希望它們能為您的寫(xiě)作提供參考和啟發(fā)。
2概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用范圍
概念設(shè)計(jì)在不同的領(lǐng)域中有不同的含義、不同的對(duì)象。除了上述設(shè)計(jì)藝術(shù)領(lǐng)域之外,在產(chǎn)品的生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、銷(xiāo)售等領(lǐng)域中也有廣泛的應(yīng)用。這一類(lèi)的“概念設(shè)計(jì)”指的是對(duì)某種經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售思想、策略的策劃。所謂“概念”是對(duì)企業(yè)、產(chǎn)品、管理、營(yíng)銷(xiāo)理念等方面的特殊性做出的概括。按主體不同,對(duì)這一類(lèi)的“概念設(shè)計(jì)”可分為三個(gè)方面:即企業(yè)概念、品牌概念和產(chǎn)品概念。
除了物質(zhì)生產(chǎn)領(lǐng)域之外,在影視、戲劇、展覽策劃等文化生產(chǎn)領(lǐng)域,概念設(shè)計(jì)也發(fā)揮著重要作用,特別是在科幻題材影視創(chuàng)作中,那些在現(xiàn)實(shí)中不存在的場(chǎng)景和道具都需要設(shè)計(jì)師根據(jù)預(yù)先設(shè)定的概念進(jìn)行創(chuàng)作。
概念設(shè)計(jì)早在20世紀(jì)80年代,在國(guó)外就已經(jīng)開(kāi)始為設(shè)計(jì)界所廣泛關(guān)注。美國(guó)平面設(shè)計(jì)師愛(ài)倫•霍伯特(AllenHubert)當(dāng)時(shí)曾經(jīng)撰寫(xiě)了一本書(shū),題目就叫“ConceptualDesign”(概念設(shè)計(jì)),內(nèi)容是針對(duì)平面設(shè)計(jì)中如何組織創(chuàng)意,如何賦予設(shè)計(jì)對(duì)象某種理念或思想,更好地推廣企業(yè)和產(chǎn)品,引導(dǎo)消費(fèi)者。當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)很少有人從“概念設(shè)計(jì)”的角度理解、重視這個(gè)問(wèn)題。在設(shè)計(jì)領(lǐng)域始終倡導(dǎo)并努力實(shí)踐“概念設(shè)計(jì)”的是工業(yè)設(shè)計(jì),由于工業(yè)產(chǎn)品具有批量化、自動(dòng)化和時(shí)尚性等特點(diǎn),設(shè)計(jì)對(duì)生產(chǎn)領(lǐng)域帶來(lái)的影響更直接,對(duì)市場(chǎng)信息做出的反映更迅速、更靈敏,在推廣一個(gè)新產(chǎn)品之前,概念設(shè)計(jì)就顯得十分重要。特別是汽車(chē)工業(yè),概念設(shè)計(jì)成為推動(dòng)汽車(chē)工業(yè)不斷創(chuàng)新的發(fā)動(dòng)機(jī)。廠家對(duì)新的時(shí)尚、技術(shù)和功能的探索往往首先通過(guò)概念設(shè)計(jì)來(lái)完成,同時(shí),概念車(chē)也成為引領(lǐng)時(shí)尚的風(fēng)向標(biāo)。
3概念設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)
(1)獨(dú)創(chuàng)性。概念設(shè)計(jì)更強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的獨(dú)創(chuàng)性和原創(chuàng)性,從形式和內(nèi)容上都排斥業(yè)已存在的東西。當(dāng)然,這不是說(shuō)不能使用歷史上已經(jīng)存在的形式符號(hào)和材料做法,而是必須以新的手法、新的視角加以運(yùn)用。
(2)抽象性。概念的形成是對(duì)紛然陳雜的生活現(xiàn)象提煉、概括、抽象的結(jié)果。任何概念都有一定的抽象性,它來(lái)源于我們提煉出的某種理念或思想,我們欲倡導(dǎo)、傳揚(yáng)的主張以及我們欲表達(dá)的某種意象。例如:柯布西埃設(shè)計(jì)的郎香教堂、賴(lài)特設(shè)計(jì)的流水別墅、密斯設(shè)計(jì)的法恩斯沃斯住宅等等,不管它們是否經(jīng)歷過(guò)我們所稱(chēng)的“概念設(shè)計(jì)”階段,但它們都表現(xiàn)出了概念設(shè)計(jì)所具有的全部特征。這幾位現(xiàn)代建筑的開(kāi)創(chuàng)者都曾經(jīng)確立了他們的新建筑概念,沒(méi)有這些理念的引導(dǎo),沒(méi)有對(duì)這些主張堅(jiān)定不移的實(shí)踐,他們的作品就不可能對(duì)后世產(chǎn)生如此大的影響力。
(3)探索性。概念設(shè)計(jì)可以不過(guò)多地涉及具體的功能問(wèn)題(這類(lèi)問(wèn)題可以在方案設(shè)計(jì)階段進(jìn)行修正),即使考慮功能問(wèn)題,也是概念性的,原理性的或邏輯推論性的、說(shuō)得更直接一點(diǎn)就是紙上談兵。它更像一個(gè)探索性的科學(xué)實(shí)驗(yàn),與實(shí)際生活保持一定距離,可以保證思維有足夠的想象空間。
(4)先進(jìn)性。概念設(shè)計(jì)要求我們立足于時(shí)代最先進(jìn)的技術(shù)和社會(huì)意識(shí),有足夠的勇氣去嘗試最新的東西(新技術(shù)、新材料、新工藝、新的生活觀念),凝聚時(shí)代最先進(jìn)的技術(shù)成果,使其處于時(shí)代的前端,否則就談不上是什么“概念設(shè)計(jì)”。
4概念的誤區(qū)
(1)概念虛無(wú)。有人認(rèn)為,所謂的概念不過(guò)是廣告人或策劃人“編”出來(lái)的光環(huán),未必是騙人的,但卻離實(shí)際很遠(yuǎn),至少是有誤導(dǎo)的嫌疑。社會(huì)上也的確有一些夸大其辭或空穴來(lái)風(fēng)式的概念炒作,這反過(guò)來(lái)又加深了人們對(duì)概念的誤解。其實(shí)我們可以這樣去理解,概念或者是對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象所固有屬性的某種概括(設(shè)計(jì)對(duì)象有許多屬性,不一定只有一種),或者是一種對(duì)可及目標(biāo)的追求,是實(shí)際存在的東西。
(2)概念無(wú)用。在設(shè)計(jì)實(shí)踐中,的確有許多人沒(méi)有從概念設(shè)計(jì)的角度考慮方案,也能夠創(chuàng)作出不錯(cuò)的作品。但是,這類(lèi)作品往往不具有開(kāi)創(chuàng)性和激勵(lì)社會(huì)不斷探索的精神。這只能說(shuō)明脫離了追求“概念”常常是這類(lèi)作品落入陳規(guī)、俗套的一種原因。實(shí)際上,認(rèn)真的創(chuàng)作幾乎不可避免地涉及到對(duì)許多概念的分析,單就形式語(yǔ)言本身來(lái)說(shuō),就存在各種不同的概念。成熟的設(shè)計(jì)師在做方案之前,總是要有一個(gè)明確的主導(dǎo)思想,要達(dá)到什么目標(biāo)、體現(xiàn)什么精神、突出什么特征等等,這些就是概念設(shè)計(jì)的內(nèi)涵。所謂“概念無(wú)用”,是由于人們沒(méi)有認(rèn)識(shí)到它的價(jià)值或誤解為華而不實(shí)的花招,這實(shí)在是一種莫大的偏見(jiàn)。
(3)概念游戲。這是在實(shí)際操作中表現(xiàn)出的草率、脫離實(shí)際、缺乏認(rèn)真求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。認(rèn)識(shí)到概念設(shè)計(jì)在創(chuàng)新和推動(dòng)商業(yè)利益方面產(chǎn)生的作用,但沒(méi)有用科學(xué)的、務(wù)實(shí)的態(tài)度去操作,而是夸大其辭、玩詞藻,靠耍小聰明進(jìn)行詭秘的“包裝”,怎么“洋”怎么來(lái),怎么“時(shí)髦”怎么來(lái),然而這種花拳秀腿最終是遮掩不住設(shè)計(jì)因脫離實(shí)際,缺乏認(rèn)真求實(shí)的科學(xué)態(tài)度而導(dǎo)致的缺陷的。
5概念的塑造
任何一個(gè)實(shí)際存在的項(xiàng)目都具有一定的概念,它或許是陳舊的、歷史性的,或許是潛在的、模糊的,或許是地域性、具有行業(yè)特征的等等。拿產(chǎn)品為例,任何產(chǎn)品都具有它獨(dú)有的功能、特點(diǎn),或者表現(xiàn)在技術(shù)上,或者表現(xiàn)在它所處的氛圍上。比如保暖內(nèi)衣,首先和其它內(nèi)衣相比更具有獨(dú)特的保暖功能,“保暖”這一概念已被廣泛地運(yùn)用了;同是保暖內(nèi)衣,大家在科技含量、組成材料、穿著感覺(jué)等方面尋求著自己的特點(diǎn),而這些特點(diǎn)又是各自產(chǎn)品所獨(dú)有的。這些特點(diǎn)已構(gòu)成了成為概念的因素,為了讓公眾真正了解其獨(dú)特之處,就有必要把這種特點(diǎn)用形象的說(shuō)法“亮”出來(lái)。從另一個(gè)方面思考,如果產(chǎn)品并不具備特殊的優(yōu)勢(shì),沒(méi)有哪一點(diǎn)可以包裝成概念,那么就必須承認(rèn)它在市場(chǎng)上很難與實(shí)力對(duì)手相抗?fàn)帯2粷M足于此,就要讓技術(shù)人員改進(jìn)工藝、用料等做出特色來(lái)。在做出來(lái)之前,這個(gè)特色是被“想象”出來(lái)的,那么這個(gè)可以實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)就可以成為“概念”。拿一些大城市如北京的一些房地產(chǎn)項(xiàng)目策劃舉例,北京是一個(gè)缺水干旱的城市,地勢(shì)平坦、季風(fēng)氣候顯著,大城市的一些弊病在這里都有突出的表現(xiàn)。在這樣的地理環(huán)境中建造居住區(qū),創(chuàng)造水域以及大片的植被、改造地表形態(tài)等等,都對(duì)消費(fèi)者具有很強(qiáng)的吸引力。因此,開(kāi)發(fā)商制造了“水域花園”、“都市山莊”、“慧谷陽(yáng)光”等一系列這樣的概念,這樣的項(xiàng)目如果是建在昆明湖、北海、密云水庫(kù)周邊,其真實(shí)性是無(wú)庸置疑的,但恰恰這些項(xiàng)目大多數(shù)位于遠(yuǎn)離水域的地區(qū)。顯然,這個(gè)目標(biāo)是需要努力才能達(dá)到的。如此說(shuō)來(lái),概念可被分為兩類(lèi),一類(lèi)是提煉性概念,一類(lèi)是目標(biāo)性概念。
在概念設(shè)計(jì)的具體方法上,提煉性概念和目標(biāo)性概念是小異而大同的,既有各自的特殊性,但共同遵守的原則是一致的。
第一個(gè)原則是優(yōu)勢(shì)優(yōu)先。所謂“優(yōu)勢(shì)”是以市場(chǎng)為標(biāo)準(zhǔn),而不是以企業(yè)、設(shè)計(jì)者或老總個(gè)人喜好為標(biāo)準(zhǔn),這一點(diǎn)往往被混淆。比如說(shuō)啤酒,在質(zhì)量方面許多老總認(rèn)為自己在這方面最具優(yōu)勢(shì),實(shí)際情況即便是這樣,而對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō),支持質(zhì)量的眾多環(huán)節(jié)、嚴(yán)格體系又最難了解到,所以往往愿意在認(rèn)同質(zhì)量相同的前提下,從口味、價(jià)位、品牌等明顯因素上尋求購(gòu)買(mǎi)理由。推而廣之,我們要設(shè)計(jì)概念,就必須以“市場(chǎng)認(rèn)可的優(yōu)勢(shì)”為素材。
第二個(gè)原則是差異性。首先表現(xiàn)在概念素材即優(yōu)勢(shì)因素的差異性上,其次表現(xiàn)在概念的表達(dá)上。素材的選擇要體現(xiàn)獨(dú)特性,避免雷同;在概念的表達(dá)上也要體現(xiàn)獨(dú)創(chuàng)性,可以是通俗的,也可以是玄妙的,但通俗而不直白,玄妙而不蒙事。
第三個(gè)原則是務(wù)實(shí)性。概念必須是實(shí)際的、可行的、有根基的。目標(biāo)性概念盡管目前尚未達(dá)到,但通過(guò)努力是完全可能達(dá)到的,如果不能實(shí)現(xiàn)或難以實(shí)現(xiàn),則會(huì)成為空談和虛妄,這樣的概念對(duì)企業(yè)是非常有害的。
第四個(gè)原則是概括性。適應(yīng)市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)因素要用專(zhuān)業(yè)的語(yǔ)言嚴(yán)密地表達(dá)出來(lái),是件很麻煩的事兒,甚至可以寫(xiě)成文章,這和消費(fèi)者的認(rèn)知時(shí)間是相違背的。他們希望能夠迅速快捷地認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì),這就需要對(duì)產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行概括,甚至概括成幾個(gè)字,還可以加點(diǎn)修飾,用些修辭手法,達(dá)到直觀、通俗、形象、生動(dòng)、有趣的效果,以致更好地讓公眾接受,讓公眾記得牢,目的就達(dá)到了。當(dāng)然還有一些較為含蓄的表達(dá)也可能更為高明,就是通過(guò)事物、現(xiàn)象、形象等讓公眾了解到這個(gè)概念的潛臺(tái)詞,比如北極人保暖內(nèi)衣啟用外星人形象來(lái)體現(xiàn)其科技含量。
概念設(shè)計(jì)可以被看作方法論層面上的設(shè)計(jì)思維訓(xùn)練,不在乎方案是否能夠?qū)嵤词故轻槍?duì)一個(gè)實(shí)際不存在的目標(biāo),概念設(shè)計(jì)訓(xùn)練也是有意義的,要害是開(kāi)闊思路,探尋創(chuàng)新的靈感,在不受或較少受約束的情況下,最大限度地發(fā)揮想象力。這種設(shè)計(jì)通常總是要與真實(shí)的適用性之間保持一定的距離,目的是給思維留有足夠的發(fā)揮想象力的空間。
摘要:“概念設(shè)計(jì)”不僅在當(dāng)代設(shè)計(jì)領(lǐng)域是被廣泛關(guān)注的一個(gè)話題,甚至在其他許多以創(chuàng)新為目標(biāo)的行業(yè)(IT行業(yè)、企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理、商業(yè)銷(xiāo)售、廣告、演藝活動(dòng)、影視創(chuàng)作等等),人們都在談?wù)摗案拍钤O(shè)計(jì)”在推動(dòng)一個(gè)產(chǎn)品、一個(gè)工程、一項(xiàng)活動(dòng)、一個(gè)事件的過(guò)程中所起到的重要作用。因此,對(duì)于從事設(shè)計(jì)工作的人來(lái)說(shuō),弄清楚到底什么是概念設(shè)計(jì),如何進(jìn)行概念設(shè)計(jì),是一件十分必要的事。
關(guān)鍵詞:概念設(shè)計(jì);應(yīng)用范圍;主要特點(diǎn);誤區(qū);塑造
參考文獻(xiàn)
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2適航要求的識(shí)別和檢索機(jī)制
適航要求識(shí)別與獲取的目的在于根據(jù)當(dāng)前設(shè)計(jì)任務(wù)檢索適用的適航條款要求,本質(zhì)上屬于一種依據(jù)索引的文本檢索[13]。與傳統(tǒng)的關(guān)鍵詞檢索相比,用于建立設(shè)計(jì)任務(wù)和適用條款要求之間映射的索引不是若干離散的關(guān)鍵詞,而是一種由概念圖表達(dá)的結(jié)構(gòu)化索引,構(gòu)成索引的“概念”之間具有內(nèi)部關(guān)聯(lián)性;另外,由于適航條款的概括性,建立條款索引的概念集中包含的很多概念術(shù)語(yǔ)超出了條款文本范圍。例如,CCAR25.581閃電防護(hù)條款的條文中并未明確提及飛機(jī)的燃油系統(tǒng),但燃油系統(tǒng)設(shè)計(jì)必然需要考慮該條款要求。因此,“燃油系統(tǒng)”要包含在該條款索引的概念集中,而這種情況主要依靠設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)來(lái)保證。針對(duì)適航條款的特點(diǎn),本文提出一種基于匹配度的適航條款要求檢索方法,即某適航條款對(duì)于當(dāng)前設(shè)計(jì)任務(wù)的適用性可通過(guò)設(shè)計(jì)任務(wù)中包含的民機(jī)設(shè)計(jì)特征與條款約束的設(shè)計(jì)對(duì)象之間的匹配度來(lái)衡量。2.1匹配度對(duì)象(設(shè)計(jì)特征)之間的匹配過(guò)程包括兩個(gè)步驟:首先判斷當(dāng)前設(shè)計(jì)對(duì)象與條款約束的對(duì)象名稱(chēng)是否一致;若對(duì)象名一致,則進(jìn)一步判斷對(duì)象屬性值之間的一致程度;否則,兩者完全不匹配。此處,設(shè)ai為當(dāng)前設(shè)計(jì)對(duì)象a的第i個(gè)屬性值,bi為條款約束的對(duì)象b與之相對(duì)應(yīng)的屬性值,則M(aibi)表示兩者屬性值之間的匹配度函數(shù)。若ai和bi為枚舉型取值,則匹配度計(jì)算公式如式(4):2.2檢索算法根據(jù)上述介紹,基于匹配度的適航條款檢索算法如圖6所示,詳細(xì)的檢索步驟描述如下:步驟1輸入飛機(jī)的某設(shè)計(jì)特征(系統(tǒng)、子系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)組成)作為當(dāng)前設(shè)計(jì)特征Pc(當(dāng)前設(shè)計(jì)對(duì)象)。步驟2讀取Pc相關(guān)的特征約束C(Pc),這里的C(Pc)主要來(lái)自于對(duì)于產(chǎn)品整體的屬性約束或繼承自父級(jí)特征的屬性約束。步驟3讀取Pc的關(guān)聯(lián)特征,生成關(guān)聯(lián)特征集;此處的關(guān)聯(lián)特征包括Pc的下一級(jí)結(jié)構(gòu)特征,以及與Pc在功能或結(jié)構(gòu)上存在關(guān)聯(lián)關(guān)系的其他設(shè)計(jì)特征;此處構(gòu)建關(guān)聯(lián)特征集的目的在于擴(kuò)大適用條款的檢索范圍。步驟4從適航條款數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取第一條未被檢索過(guò)的條款作為當(dāng)前條款,如果成功,則進(jìn)一步讀取該條款約束的目標(biāo)對(duì)象Pc’及其特征約束;否則退出程序。步驟5比較Pc和Pc’,如果Pc=Pc’,則進(jìn)一步比較其屬性特征C(Pc)和C(Pc’),并按式(6)計(jì)算其匹配度Mi。步驟6如果Pc≠Pc’,則該條款的目標(biāo)對(duì)象與當(dāng)前設(shè)計(jì)特征不匹配,但可能與Pc的某項(xiàng)關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)特征相匹配。因此,進(jìn)一步讀取Pc’的關(guān)聯(lián)對(duì)象集Pr’,判斷Pr與Pr’是否相交,即按照式(7)計(jì)算Mj。步驟7若Mi>0,則當(dāng)前設(shè)計(jì)特征與條款約束的目標(biāo)對(duì)象一致,該條款為當(dāng)前設(shè)計(jì)特征的主要適用條款,從而將該條款錄入適用條款集;否則轉(zhuǎn)步驟8。步驟8若Mj>0,則當(dāng)前條款為當(dāng)前設(shè)計(jì)特征的相關(guān)條款,屬于次級(jí)適用條款,也將該條款錄入適用條款集;否則,當(dāng)前條款為完全不適用條款,轉(zhuǎn)步驟9。步驟9將當(dāng)前條款的狀態(tài)標(biāo)記為已檢索過(guò)的條款,轉(zhuǎn)步驟4。步驟10適航條款數(shù)據(jù)庫(kù)中的所有條款都被檢索過(guò),退出程序。
3實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用
根據(jù)本文提出的方法進(jìn)行相應(yīng)的軟件實(shí)現(xiàn)。采用技術(shù),利用VisualStudio2008軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)和SQLServer2008數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)出一套民機(jī)適航要求的識(shí)別與確認(rèn)系統(tǒng),用于輔助某民機(jī)制造商的適航工程師(型號(hào)各分系統(tǒng)適航審定計(jì)劃的負(fù)責(zé)人)根據(jù)某些設(shè)計(jì)任務(wù)中的民機(jī)設(shè)計(jì)特征檢索適航條款數(shù)據(jù)庫(kù),形成型號(hào)各專(zhuān)業(yè)適航審定基礎(chǔ)中適用條款集合的初步方案。以民機(jī)起落架系統(tǒng)中的部分設(shè)計(jì)特征“主起落架及艙門(mén)”為例檢索其適用的適航條款要求。首先,定義當(dāng)前的設(shè)計(jì)任務(wù),包括明確目標(biāo)設(shè)計(jì)特征,定義目標(biāo)設(shè)計(jì)特征所在型號(hào)的飛機(jī)級(jí)特征參數(shù)要求,并將主起落架系統(tǒng)的父級(jí)系統(tǒng)和子級(jí)系統(tǒng)作為關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)特征,形成當(dāng)前設(shè)計(jì)任務(wù)的概念術(shù)語(yǔ)集用于檢索,如圖7所示。依次根據(jù)目標(biāo)設(shè)計(jì)特征“主起落架及艙門(mén)”及其關(guān)聯(lián)特征(如父級(jí)設(shè)計(jì)特征起落架系統(tǒng),子級(jí)設(shè)計(jì)特征收放系統(tǒng)、機(jī)輪系統(tǒng)等)檢索適航規(guī)章數(shù)據(jù)庫(kù)。此處以CCAR25.721條為例(如圖8),首先進(jìn)行當(dāng)前設(shè)計(jì)特征與條款約束的目標(biāo)對(duì)象名稱(chēng)的比對(duì);若一致,則進(jìn)一步進(jìn)行(飛機(jī)級(jí))特征參數(shù)的匹配。
2第一壁結(jié)構(gòu)
第一壁結(jié)構(gòu)是次臨界包層的重要功能部件,它需要承受熱載荷、14MeV高能中子和帶電粒子輻照的同時(shí)作用。為了提高第一壁材料抗輻照損傷的能力,選用低活化鐵素體/馬氏體(RAFM)F82H鋼材料。第一壁結(jié)構(gòu)如圖2所示,在第一壁的上下端及中間部位設(shè)計(jì)有燕尾結(jié)構(gòu),其目的是使第一壁與燃料區(qū)一側(cè)的鋯包殼相互嵌合以固定第一壁,第一壁徑向厚度為10mm,內(nèi)外包層面向等離子體面積分別為7.55m2和13.89m2,結(jié)構(gòu)體積為0.21m3,質(zhì)量為1.69t。
3支承結(jié)構(gòu)
支承結(jié)構(gòu)由極向縱骨、加強(qiáng)筋板、周向筋骨、徑向筋骨等結(jié)構(gòu)組成。經(jīng)分析,次臨界包層結(jié)構(gòu)在運(yùn)行工況下受力復(fù)雜,共需承受重力、系統(tǒng)壓力和熱應(yīng)力三種主要外載荷,單瓣包層重量約30t,系統(tǒng)壓力是燃料區(qū)內(nèi)嵌冷卻劑管道所承受的15.5MPa水壓,熱應(yīng)力為燃料區(qū)中大量U-10Zr合金的裂變釋能而產(chǎn)生的沿極向和徑向的溫度梯度分布。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)內(nèi)外包層在極向的結(jié)構(gòu)支承,在內(nèi)外包層中分別設(shè)計(jì)有4根極向縱骨,縱骨在內(nèi)外包層截面中的設(shè)計(jì)位置示意如圖3所示。在周向和徑向設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋板、周向筋骨、徑向筋骨以提高包層的穩(wěn)定性以及整個(gè)支承結(jié)構(gòu)的剛性。支承結(jié)構(gòu)是由具有優(yōu)良抗彎和抗壓性能的SS316L(00Cr17Ni14Mo2)不銹鋼通過(guò)焊接加工制成,它是整個(gè)包層的支承和固定結(jié)構(gòu)[10]。以內(nèi)包層為例。
4燃料區(qū)結(jié)構(gòu)
燃料區(qū)結(jié)構(gòu)由裂變?nèi)剂蟄-10Zr合金、內(nèi)嵌冷卻劑壓力管和支承結(jié)構(gòu)中的加強(qiáng)筋板及部分徑向筋骨組成[11]。4.1燃料區(qū)燃料區(qū)是組成次臨界包層活性區(qū)的基本結(jié)構(gòu)單元,其主要功能是實(shí)現(xiàn)中子倍增和通過(guò)核反應(yīng)而產(chǎn)生大量裂變能,它是包層的主要釋熱部件。燃料采用U-10Zr合金,這主要是由于U-10Zr合金燃料鈾密度高,Zr對(duì)中子吸收少,實(shí)現(xiàn)能量輸出與放大性能好;二是合金燃料導(dǎo)熱系數(shù)大,利用內(nèi)嵌冷卻劑壓力管能夠及時(shí)地帶走活性區(qū)核熱;三是合金燃料可以更容易地進(jìn)行“簡(jiǎn)單干法”后處理,可把燃料加熱到1700℃左右,達(dá)到沸點(diǎn)的裂變碎片便可去除燃料區(qū)。加強(qiáng)筋板和部分徑向筋骨承擔(dān)作用在燃料區(qū)的外載荷并把這些載荷傳遞到支承結(jié)構(gòu)上,同時(shí)加強(qiáng)筋板還兼顧對(duì)內(nèi)嵌冷卻劑壓力管的定位與導(dǎo)向作用。4.2內(nèi)嵌冷卻劑壓力管燃料區(qū)中6層內(nèi)嵌冷卻劑壓力管道被設(shè)計(jì)成由底至頂完全貫通的結(jié)構(gòu),且按照三角形交錯(cuò)排列。由于受ITER裝置本體結(jié)構(gòu)空間的約束,內(nèi)外包層隨著極向位置的變化而引起了管間距離和鈾-水體積比變化。外包層6層冷卻劑管道按48根與47根相間排布,共有285根,內(nèi)包層6層冷卻管道按32根與31根相間排布,共有189根。
5產(chǎn)氚區(qū)結(jié)構(gòu)
產(chǎn)氚區(qū)是整個(gè)聚變-裂變混合能源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)氚自持的關(guān)鍵功能結(jié)構(gòu),產(chǎn)氚區(qū)結(jié)構(gòu)由氚增殖劑小球區(qū)、慢化冷卻水管、管間連接板、“蛇形”氦氣回路和支承結(jié)構(gòu)中部分徑向筋骨組成[12]。產(chǎn)氚區(qū)中的慢化冷卻劑管道和氚增殖劑小球區(qū)在空間上是互相獨(dú)立的單元。在結(jié)構(gòu)上,為了保證燃料區(qū)中富余的中子進(jìn)入產(chǎn)氚區(qū)后進(jìn)一步被慢化再與鋰-6反應(yīng)而生產(chǎn)氚,并及時(shí)帶走一部分多余的核熱,產(chǎn)氚區(qū)中慢化冷卻管道被設(shè)計(jì)成由底至頂完全貫通的結(jié)構(gòu),由慢化冷卻管和管間連接板把產(chǎn)氚區(qū)分成9層,各層之間的空間便構(gòu)成了氚增殖劑小球填充區(qū)。為了形成“蛇形”氦氣回路,管間連接板的高度不等,形成高低錯(cuò)位設(shè)計(jì)以便控制氦氣流動(dòng)方向,部分徑向筋骨承擔(dān)作用在產(chǎn)氚區(qū)外載荷和傳遞來(lái)自燃料區(qū)的外載荷到支承結(jié)構(gòu)上。同樣,由于受ITER裝置本體結(jié)構(gòu)空間的約束,內(nèi)外包層隨著極向位置的變化而引起了慢化冷卻層和氚增殖劑厚度的相應(yīng)變化。
6鋯包殼結(jié)構(gòu)
鋯包殼是核燃料裂變產(chǎn)物的主要屏障,燃料區(qū)和產(chǎn)氚區(qū)均有鋯包殼完全包覆,從而防止裂變產(chǎn)物泄漏到活性區(qū)或整個(gè)包層,燃料區(qū)和產(chǎn)氚區(qū)的鋯包殼為一種箱匣式密封結(jié)構(gòu)。對(duì)于燃料區(qū)鋯包殼,由于在第一壁的上下端及中間部位設(shè)計(jì)有燕尾結(jié)構(gòu)(圖2),相應(yīng)地在燃料區(qū)徑向內(nèi)側(cè)的鋯包殼上設(shè)計(jì)有對(duì)應(yīng)的燕尾槽,如圖7所示。為了保證鋯包殼的結(jié)構(gòu)密封,在燃料區(qū)徑向內(nèi)側(cè)鋯包殼的周向側(cè)設(shè)計(jì)有金屬型擠壓密封卡槽,如圖8所示。從圖3可以看出,有2根極向縱骨設(shè)計(jì)在燃料區(qū)和產(chǎn)氚區(qū)包殼層頂角部位,相應(yīng)地在燃料區(qū)徑向外側(cè)鋯包殼頂角處設(shè)計(jì)有極向縱骨半槽。對(duì)于產(chǎn)氚區(qū)鋯包殼,由于有2根極向縱骨設(shè)計(jì)在燃料區(qū)和產(chǎn)氚區(qū)包殼層頂角部位(圖3),相應(yīng)地在產(chǎn)氚區(qū)徑向內(nèi)側(cè)鋯包殼頂角處設(shè)計(jì)有極向縱骨的另一半槽。同時(shí)由支承結(jié)構(gòu)可以看出,在周向兩側(cè)和徑向外側(cè)設(shè)計(jì)有徑向和周向筋骨,相應(yīng)地在產(chǎn)氚區(qū)周向兩側(cè)和徑向外側(cè)的鋯包殼上設(shè)計(jì)有筋骨貫穿槽。
7出入口匯管結(jié)構(gòu)
由于受ITER裝置本體結(jié)構(gòu)空間的約束[13-14],次臨界包層的出入口匯管只能在有限空間中實(shí)現(xiàn)各類(lèi)功能管道的匯總,其中包括燃料區(qū)中的大量?jī)?nèi)嵌冷卻劑壓力管、產(chǎn)氚區(qū)中慢化冷卻水管和氦氣管。考慮大量冷卻劑壓力管與匯總管之間焊接的可操作性,在燃料區(qū)的上下端部先設(shè)計(jì)一個(gè)焊接頂蓋。燃料區(qū)的內(nèi)嵌冷卻劑壓力管先匯入上下環(huán)形總管中,該匯總管再與ITER上下端口出入口總管相接并引出到外面的主回路系統(tǒng)。在產(chǎn)氚區(qū)中,慢化冷卻管和氚載帶管均采用“蛇形”流氣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),這樣9層慢化冷卻管只需要匯總一次后連接慢化冷卻總管,再經(jīng)ITER上下端口出入口總管引出到外面的氚回路系統(tǒng)。對(duì)于氚載帶管,先在產(chǎn)氚區(qū)上下端設(shè)計(jì)有出氣和進(jìn)氣槽,然后再通過(guò)氚載帶管把進(jìn)出氣槽的載帶氣體引入到氚載帶氣總管內(nèi),再經(jīng)ITER上下端口出入口總管引出到外面的氚回路系統(tǒng),以出口為例燃料區(qū)和產(chǎn)氚區(qū)匯管結(jié)構(gòu)如圖11所示。
1.組內(nèi)創(chuàng)意互動(dòng),指就給定的某個(gè)主題(本項(xiàng)目中如“中國(guó)消費(fèi)者喜歡的形狀、外觀等”)進(jìn)行快速創(chuàng)意表現(xiàn),并將自己所畫(huà)的表現(xiàn)圖貼在每個(gè)房間墻壁上;接著,每人從所有其他人的表現(xiàn)圖中挑選自己喜歡的圖進(jìn)行“提升和完善”;然后,將這些經(jīng)過(guò)自己改善過(guò)的別人的創(chuàng)意表現(xiàn)圖和自己最初的創(chuàng)意想法結(jié)合,并做出滿意的組合;最后,所有人以小組形式從這些組合創(chuàng)意圖中提煉出創(chuàng)意點(diǎn),并以便貼備注形式貼于創(chuàng)意表現(xiàn)圖四周。
2.組間創(chuàng)意交流,指各小組從所有的創(chuàng)意表現(xiàn)圖及創(chuàng)意點(diǎn)中挑選出感興趣的,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)意發(fā)散;接著,對(duì)二次創(chuàng)意點(diǎn)進(jìn)行故事板表現(xiàn);然后,依據(jù)表現(xiàn)的場(chǎng)景進(jìn)行產(chǎn)品概念設(shè)計(jì);最后,小組合作進(jìn)行創(chuàng)意概念的展示。
二、目標(biāo)對(duì)象的初識(shí)
在該階段對(duì)目標(biāo)對(duì)象有了初步認(rèn)識(shí),參與學(xué)生被重新分成小組,就給定的主題(本階段如“家居風(fēng)格的趨勢(shì)”、“奢侈品或服務(wù)購(gòu)買(mǎi)/體驗(yàn)經(jīng)歷”“、休閑時(shí)光”“、私家車(chē)”等)進(jìn)行兩個(gè)小時(shí)的討論,最終形成展示文稿;然后,根據(jù)各小組的展示詳情,挑選出趣點(diǎn),再重新分配小組成員,形成最終的小組分配;最后,經(jīng)過(guò)多次“采訪者-被訪者”循環(huán)模擬入戶調(diào)研情況,實(shí)施入戶調(diào)研(包括目標(biāo)消費(fèi)者家中和奢侈品銷(xiāo)售/體驗(yàn)店兩種類(lèi)型)。
三、理解被訪者
首先,在入戶調(diào)研得到的影音資料基礎(chǔ)上,構(gòu)建角色模型,并進(jìn)行組與組之間的信息互換;接著,從墻上找出與角色匹配的創(chuàng)意想法;然后,提煉出直接和間接的需求點(diǎn);最后,形成報(bào)告文稿。
四、創(chuàng)意表現(xiàn)和甄選
首先,每組挑選出三個(gè)感興趣的概念,進(jìn)行深化,并按照以下核心問(wèn)題展示給其他隊(duì)員和導(dǎo)師:
1.它能提供給消費(fèi)者的核心價(jià)值是什么?
2.市場(chǎng)上類(lèi)似的產(chǎn)品是什么?
3.它的獨(dú)特性何在?
4.它如何傳遞品牌的理念?然后,通過(guò)所有人討論評(píng)估,每組決定出最后兩個(gè)可以作為最終產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的概念,并作快速的sketch和storyboard表現(xiàn);最后,根據(jù)既定的限制范圍,做出需求和創(chuàng)意間的平衡。
五、設(shè)計(jì)概念的深化
就每組的兩個(gè)最終概念做行業(yè)預(yù)估找出市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)點(diǎn)和消費(fèi)的核心價(jià)值,以此做快速表現(xiàn),并為此概念命名。
六、設(shè)計(jì)概念展示與設(shè)計(jì)活動(dòng)的展開(kāi)
將概念產(chǎn)品進(jìn)行講解展示。探討概念如何實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題,選擇那些尚未有成熟產(chǎn)品問(wèn)世,且未被以往產(chǎn)品使用過(guò)的新技術(shù);概念的制造和成本問(wèn)題;概念產(chǎn)品的材質(zhì)和色彩;產(chǎn)品的銷(xiāo)售方式等。此外,還要考慮其體驗(yàn)?zāi)P秃臀锢砟P偷恼故尽?/p>
七、物理/交互模擬模型
電子工程、設(shè)計(jì)學(xué)、心理學(xué)和機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)的同學(xué)就共同探討過(guò)的展示概念進(jìn)行模型制作。
八、模型的完成、展臺(tái)和視覺(jué)傳達(dá)方面的設(shè)計(jì)
對(duì)所有模型的完善,并完成如何在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行有效信息的最大化傳達(dá)。
概念設(shè)計(jì)是對(duì)設(shè)計(jì)問(wèn)題加以描述,并以方案的形式提出眾多解的設(shè)計(jì)階段[7].概念設(shè)計(jì)從不同的角度有多種定義[8].一般認(rèn)為,概念設(shè)計(jì)是指以設(shè)計(jì)要求為輸入、以最佳方案為輸出的系統(tǒng)所包含的工作流程,是一個(gè)由功能向結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換過(guò)程。
圖1描述了一般概念設(shè)計(jì)的工作流程,它包含綜合與評(píng)價(jià)兩個(gè)基本過(guò)程。綜合是指根據(jù)設(shè)計(jì)要求,運(yùn)用各種分析、設(shè)計(jì)方法推理而生成的多個(gè)方案,是個(gè)發(fā)散過(guò)程;評(píng)價(jià)則從方案集中擇出最優(yōu),是個(gè)收斂過(guò)程。概念設(shè)計(jì)是將所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品看成一個(gè)系統(tǒng),運(yùn)用系統(tǒng)工程的方法去分析和設(shè)計(jì)。具體說(shuō),概念設(shè)計(jì)就是將設(shè)計(jì)對(duì)象的總功能分解成相互有機(jī)聯(lián)系的若干功能單元,并以功能單元為子系統(tǒng)進(jìn)行再次分解,生成更低一級(jí)的功能單元,經(jīng)過(guò)這樣逐層分解,直至對(duì)應(yīng)的各個(gè)最末端功能單元能夠找到一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)原理解。概念設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是功能到結(jié)構(gòu)的映射,概念設(shè)計(jì)過(guò)程主要包括:功能創(chuàng)新、功能分析和功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工作原理解的搜索和確定、功能載體方案構(gòu)思和決策。
根據(jù)概念設(shè)計(jì)的過(guò)程及人在設(shè)計(jì)時(shí)的認(rèn)知特點(diǎn)將概念設(shè)計(jì)知識(shí)分為元知識(shí)和實(shí)例知識(shí)(其分類(lèi)如圖2所示)。元知識(shí)中主要包括功能知識(shí)、技術(shù)原理解知識(shí)、結(jié)構(gòu)知識(shí)等。實(shí)例知識(shí)中主要包括方案設(shè)計(jì)實(shí)例、技術(shù)原理解實(shí)例、產(chǎn)品實(shí)例等知識(shí)。
(1)功能知識(shí)。主要描述產(chǎn)品完成的任務(wù),描述產(chǎn)品的功能及功能子項(xiàng)。描述產(chǎn)品要完成的功能,包括功能內(nèi)容、實(shí)現(xiàn)參數(shù)、性能指標(biāo)等;
(2)技術(shù)原理解知識(shí)。描述產(chǎn)品功能及功能子項(xiàng)的原理解答。它的表達(dá)要復(fù)雜些,一方面可用文字、數(shù)字表達(dá)它的說(shuō)明、解答參數(shù),另一方面,要有圖形支持產(chǎn)品原理解答;
(3)結(jié)構(gòu)知識(shí)。描述產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)狀況,是對(duì)原理域知識(shí)的細(xì)化和擴(kuò)充,是求解原理解的結(jié)構(gòu)載體,可描述產(chǎn)品關(guān)鍵部分的形狀、尺寸和參數(shù)。產(chǎn)品功能結(jié)構(gòu)的映射(簡(jiǎn)稱(chēng)為功構(gòu)映射)就是對(duì)產(chǎn)品的功能模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的求解,是將產(chǎn)品功能性的描述轉(zhuǎn)化為能實(shí)現(xiàn)這些功能的具有具體形狀、尺寸及相互關(guān)系的零部件描述。在這里功能是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的抽象,是結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的目的;而結(jié)構(gòu)則為實(shí)現(xiàn)某功能而選用的一組構(gòu)件或元件。功能結(jié)構(gòu)間的關(guān)系一般而言是多對(duì)多的映射關(guān)系。一個(gè)功能可能由一個(gè)或多個(gè)特征或元件實(shí)現(xiàn),而一個(gè)特征或元件也可能完成一個(gè)或多個(gè)功能;
(4)實(shí)例知識(shí)。已成功或失敗的設(shè)計(jì)范例,包括方案設(shè)計(jì)實(shí)例,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)知識(shí)實(shí)例、技術(shù)原理解實(shí)例等。它包含了更多的實(shí)際因素,是類(lèi)比設(shè)計(jì)和基于實(shí)例推理設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。
以工程機(jī)械中某型滑模式水泥攤鋪機(jī)為例,總功能為攤鋪水泥路面,總功能可細(xì)分為滑模作業(yè)、控制作業(yè)等功能,滑模作業(yè)功能又可細(xì)分為提水泥漿、擠壓成型等功能。其中某個(gè)功能的實(shí)現(xiàn)可能會(huì)由幾個(gè)結(jié)構(gòu)組合而成,例如滑模式水泥攤鋪機(jī)滑模作業(yè)功能就是由螺旋分料器、刮平板等幾個(gè)結(jié)構(gòu)一起才能實(shí)現(xiàn)。圖3為該水泥攤鋪機(jī)的功能層次定義和功能分解結(jié)構(gòu)舉例。該產(chǎn)品所對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)分解則如圖4所示。圖5中給出了對(duì)于滑模作業(yè)功能的技術(shù)原理解簡(jiǎn)圖、技術(shù)原理解的評(píng)價(jià)、參考產(chǎn)品,以及實(shí)現(xiàn)該功能的說(shuō)明等相關(guān)的知識(shí)。
如何利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)概念設(shè)計(jì)予以支持,對(duì)概念設(shè)計(jì)知識(shí)進(jìn)行有效的管理,至今仍沒(méi)有較好的解決方法。目前的知識(shí)建模主要是專(zhuān)家系統(tǒng),最常用的知識(shí)模型包括框架、產(chǎn)生式規(guī)則、語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)、謂詞邏輯等。專(zhuān)家系統(tǒng)的知識(shí)建模主要側(cè)重符號(hào)層的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),很少考慮動(dòng)態(tài)的,非結(jié)構(gòu)化的知識(shí),造成專(zhuān)家系統(tǒng)解決問(wèn)題的局限性,使得專(zhuān)家系統(tǒng)不能解決大型復(fù)雜問(wèn)題。
本體作為“對(duì)概念化顯式的詳細(xì)說(shuō)明”[9,10],研究領(lǐng)域內(nèi)的對(duì)象、概念和其他實(shí)體,以及它們之間的關(guān)系,可以很好地解決概念設(shè)計(jì)知識(shí)的表達(dá)、檢索和重用等問(wèn)題。采用本體描述概念設(shè)計(jì)知識(shí)可以支持細(xì)粒度的產(chǎn)品語(yǔ)義信息的描述,可以形式化地定義特定領(lǐng)域的知識(shí),如概念、事實(shí)、規(guī)則等;支持語(yǔ)義層面的集成和共享,基于本體的知識(shí)定義可以對(duì)知識(shí)作普遍的、無(wú)歧義的語(yǔ)義解釋,可以保證不同使用者之間進(jìn)行語(yǔ)義層面的信息共享和互操作。
1.2本體建模過(guò)程描述
本體是某一領(lǐng)域的概念化描述,著意于在抽象層次提出描述客觀世界的抽象模型,它包括兩個(gè)基本的要素:概念和概念之間的關(guān)系。本體的構(gòu)建必須滿足以下的要求:對(duì)目標(biāo)領(lǐng)域的清晰描述;概念或概念之間關(guān)系的明確定義;一般性和綜合性原則。本體可以有多種表述方式,包括圖形方式、語(yǔ)言形式和XML文檔形式等。
基于本體的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)知識(shí)建模過(guò)程包括3個(gè)階段:
(1)產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)知識(shí)目標(biāo)確定。產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)知識(shí)定位,概念設(shè)計(jì)知識(shí)的定位決定本體構(gòu)造的功能需求及最終用戶。
(2)產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)知識(shí)本體分析與建立。根據(jù)需求分析,確定該領(lǐng)域的相關(guān)概念及概念屬性,并用XML語(yǔ)言進(jìn)行形式化描述。這個(gè)階段是建立概念設(shè)計(jì)知識(shí)本體的關(guān)鍵環(huán)節(jié),直接影響到整個(gè)本體的生成質(zhì)量,同時(shí)也是工作量最大的階段。
(3)產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)知識(shí)本體評(píng)價(jià)。對(duì)所創(chuàng)建的本體進(jìn)行一致性及完備性評(píng)價(jià)。一致性是指術(shù)語(yǔ)之間的關(guān)系邏輯上應(yīng)保持一致;完備性是指本體中概念及關(guān)系應(yīng)是完善的。我們稱(chēng)該3階段的組合為產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)知識(shí)本體建模的一個(gè)生命周期(見(jiàn)圖6)。
1.3概念設(shè)計(jì)知識(shí)的本體表示
在此我們以工程機(jī)械中滑模式水泥攤鋪機(jī)為例,結(jié)合圖3~圖5中的實(shí)際知識(shí),從概念實(shí)體、概念屬性及概念間關(guān)系等方面來(lái)說(shuō)明產(chǎn)品知識(shí)、功能知識(shí)、技術(shù)原理解知識(shí)、技術(shù)原理解實(shí)例等概念設(shè)計(jì)知識(shí)的本體表示,通過(guò)概念蘊(yùn)涵、屬性關(guān)聯(lián)、相互約束和公理定義等方法揭示了概念間的本質(zhì)聯(lián)系,形成一個(gè)語(yǔ)義關(guān)系清晰的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)知識(shí)模型。建模采用目前最新的OWL語(yǔ)言描述。
表述的語(yǔ)義為一個(gè)滑模式水泥攤鋪機(jī)繼承了一個(gè)產(chǎn)品的所有屬性,此外還具備了關(guān)系屬性:攤鋪能力,同時(shí),又對(duì)屬性攤鋪能力作了限制:只能應(yīng)用于滑模式水泥攤鋪機(jī)領(lǐng)域,且取值變化只能在攤鋪寬度中(省略了關(guān)于滑模式水泥攤鋪機(jī)類(lèi)似屬性的定義,如攤鋪厚度和攤鋪速度等)。
(3)功能知識(shí)類(lèi)
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表述的語(yǔ)義為一個(gè)功能知識(shí)只有一個(gè)功能名稱(chēng),且最少具有一個(gè)相關(guān)產(chǎn)品(省略了功能知識(shí)類(lèi)似屬性的定義,如功能編號(hào)、功能說(shuō)明、創(chuàng)建人、創(chuàng)建時(shí)間、存儲(chǔ)位置等)。
(4)功能技術(shù)原理解類(lèi)
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表述的語(yǔ)義為一個(gè)功能技術(shù)原理解具有對(duì)應(yīng)的功能名稱(chēng),相關(guān)的技術(shù)原理解簡(jiǎn)圖(省略了技術(shù)原理解類(lèi)似屬性的定義,如評(píng)價(jià)、參考產(chǎn)品、創(chuàng)建人、創(chuàng)建時(shí)間、存儲(chǔ)位置等)。
上述描述中,使用類(lèi)公理(subclassof)描述了兩個(gè)類(lèi)(概念)之間的繼承關(guān)系,如滑模式水泥攤鋪機(jī)類(lèi)是產(chǎn)品類(lèi)的子類(lèi)。在描述類(lèi)屬性時(shí),使用關(guān)系屬性(objectproperty)描述了類(lèi)的某個(gè)屬性同時(shí)也表示了兩個(gè)類(lèi)之間的某種關(guān)系,如攤鋪能力既是滑模式水泥攤鋪機(jī)類(lèi)的一個(gè)屬性,同時(shí)也表達(dá)了和攤鋪寬度類(lèi)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。另外,使用屬性公理domain和range表示屬性的應(yīng)用領(lǐng)域和屬性的取值范圍,如屬性攤鋪能力只能用于滑模式水泥攤鋪機(jī)類(lèi),且它的取值只能是攤鋪寬度數(shù)據(jù)集。
1.4基于本體的概念設(shè)計(jì)知識(shí)管理的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)
基于本體的概念設(shè)計(jì)知識(shí)管理可以讓設(shè)計(jì)人員更好地重用已有的概念設(shè)計(jì)知識(shí),基于本體的概念設(shè)計(jì)知識(shí)管理具有以下的一些特點(diǎn)或優(yōu)勢(shì):
(1)支持用戶定制知識(shí)類(lèi)別。產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)過(guò)程中,需要運(yùn)用多種類(lèi)型的知識(shí),如:功能類(lèi)、功能技術(shù)原理方案解類(lèi)等。這些知識(shí)的描述和使用有著不同的特點(diǎn),不能用相同的描述框架來(lái)處理。基于本體的設(shè)計(jì)知識(shí)建模允許用戶對(duì)設(shè)計(jì)中知識(shí)類(lèi)別加以定制,針對(duì)每一類(lèi)別定義其描述屬性,從而較好的解決了概念設(shè)計(jì)中多來(lái)源多類(lèi)型知識(shí)的表示問(wèn)題。
(2)支持概念共享的知識(shí)庫(kù)構(gòu)建。概念設(shè)計(jì)知識(shí)本體的構(gòu)造澄清了概念設(shè)計(jì)領(lǐng)域知識(shí)的結(jié)構(gòu),為概念設(shè)計(jì)知識(shí)的表示打好了基礎(chǔ),而本體中統(tǒng)一的術(shù)語(yǔ)和概念也使概念設(shè)計(jì)知識(shí)更好地共享成為可能。基于本體的概念設(shè)計(jì)知識(shí)表示在區(qū)分不同知識(shí)類(lèi)別的同時(shí),建立起概念間的共享聯(lián)系。通過(guò)概念間的共享機(jī)制,避免了設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)的數(shù)據(jù)冗余和數(shù)據(jù)不一致問(wèn)題,方便了知識(shí)的建模錄入、檢索及統(tǒng)計(jì)處理。
(3)多視圖和基于本體概念的知識(shí)檢索。在目前的應(yīng)用系統(tǒng)中一般采用基于關(guān)鍵字的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢方法,由于其數(shù)據(jù)庫(kù)組織不是建立在能夠表示概念之間的關(guān)系、事實(shí)和實(shí)例的領(lǐng)域模型的基礎(chǔ)上,因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能查詢和信息推理,也就無(wú)法解決語(yǔ)義異構(gòu)性問(wèn)題。由于不同的組織和人員可能使用不同的詞語(yǔ)表示同一個(gè)含義,因此查詢系統(tǒng)得不到意義相同但用詞(語(yǔ)法)不同的內(nèi)容。當(dāng)需要對(duì)多個(gè)數(shù)據(jù)源進(jìn)行查詢的時(shí)候問(wèn)題更為明顯,多意詞和同義詞會(huì)使查詢得到許多不相關(guān)的信息,而忽略另外一些重要信息。
在基于本體的概念設(shè)計(jì)知識(shí)管理中由于具有統(tǒng)一的術(shù)語(yǔ)和概念,知識(shí)庫(kù)建立在本體的基礎(chǔ)上,使得基于知識(shí)的設(shè)計(jì)意圖匹配成為可能。采用基于知識(shí)、語(yǔ)義上的檢索匹配,對(duì)用戶的檢索請(qǐng)求,通過(guò)查詢轉(zhuǎn)換器按照本體把各種檢索請(qǐng)求轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的概念,在本體的幫助下從知識(shí)庫(kù)中匹配出符合條件的數(shù)據(jù)集合,解決了語(yǔ)義異構(gòu)的問(wèn)題。
從人在設(shè)計(jì)時(shí)的認(rèn)知特點(diǎn)出發(fā),可以采用基于功能分解樹(shù)的功能設(shè)計(jì)知識(shí)檢索視圖、基于產(chǎn)品分解結(jié)構(gòu)樹(shù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)檢索視圖,還可以利用本體中已定義的概念定義其它知識(shí)檢索視圖,比如需求功能知識(shí)檢索視圖、軟件工具使用知識(shí)檢索視圖等,實(shí)現(xiàn)基于知識(shí)檢索的設(shè)計(jì)意圖的匹配。
2、基于本體的概念設(shè)計(jì)知識(shí)管理
2.1概念設(shè)計(jì)知識(shí)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
結(jié)合工程機(jī)械行業(yè)的實(shí)際,本文提出了圖7所示的基于本體的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)知識(shí)管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu),系統(tǒng)按照知識(shí)產(chǎn)生、獲取和利用的流程來(lái)構(gòu)建,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包括概念設(shè)計(jì)知識(shí)管理工具、數(shù)據(jù)接口程序以及基于本體的概念設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù),具體由4個(gè)部分構(gòu)成。
(1)概念設(shè)計(jì)知識(shí)獲取。概念設(shè)計(jì)知識(shí)的獲取包括從概念設(shè)計(jì)知識(shí)本體定義、本體之間關(guān)系定義、本體知識(shí)庫(kù)生成到概念設(shè)計(jì)知識(shí)獲取整個(gè)過(guò)程。
(2)概念設(shè)計(jì)知識(shí)維護(hù)。主要包括從概念設(shè)計(jì)知識(shí)本體維護(hù)、本體關(guān)系維護(hù)、知識(shí)庫(kù)重新生成到概念設(shè)計(jì)知識(shí)維護(hù)的過(guò)程,實(shí)現(xiàn)對(duì)本體的屬性修改,各類(lèi)知識(shí)之間的關(guān)系維護(hù),以及知識(shí)庫(kù)的更新等。
(3)概念設(shè)計(jì)知識(shí)檢索重用。系統(tǒng)中提供基于多視圖的知識(shí)檢索方式,如基于功能分解樹(shù)的功能設(shè)計(jì)知識(shí)檢索視圖、基于產(chǎn)品分解結(jié)構(gòu)樹(shù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)知識(shí)檢索視圖,及用戶定義的其它知識(shí)檢索視圖。此外系統(tǒng)提供基于本體概念的知識(shí)檢索方式,通過(guò)本體映射庫(kù),可以實(shí)現(xiàn)同義詞的檢索,保證可能會(huì)采用不同的概念和術(shù)語(yǔ)表示相同的設(shè)計(jì)信息的人可以得到相同的知識(shí)幫助。
(4)概念設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建。要實(shí)現(xiàn)基于本體的,支持客戶自定義的概念設(shè)計(jì)知識(shí)管理,系統(tǒng)必須由足夠的柔性,支持各類(lèi)知識(shí)的存儲(chǔ),作為系統(tǒng)基石的知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建就不能采用完全預(yù)先定義的方式,在系統(tǒng)中我們采用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)加上在此基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)本體定義工具動(dòng)態(tài)生成的各類(lèi)知識(shí)庫(kù)的方法保證基于本體的知識(shí)管理的實(shí)現(xiàn)。
二、理解物理概念的內(nèi)涵
只有理解了內(nèi)能與很多因素有關(guān),才能知道為什么“溫度高的物體內(nèi)能一定大”是錯(cuò)的,只有知道了熱量是過(guò)程量,才能明白為什么“高溫物體含有的熱量多”是錯(cuò)的,只有知道明白熱傳遞的實(shí)質(zhì),才能明白為什么“高溫物體吧熱量傳給低溫物體”是錯(cuò)的,因此精心設(shè)計(jì)了內(nèi)能的大小與哪些因素有關(guān)教學(xué)內(nèi)容,通過(guò)課件呈現(xiàn)大量的事實(shí)、數(shù)據(jù)和模擬動(dòng)畫(huà)等,為學(xué)生理解內(nèi)能的內(nèi)涵提供切實(shí)有效的幫助,體現(xiàn)教師的主導(dǎo)作用。最后的一道反饋題也具有較好的典型性、針對(duì)性。
三、了解物理概念的外延
學(xué)生如果沒(méi)有理解內(nèi)能的概念,單純地從文字去理解很難回答這個(gè)問(wèn)題,從教學(xué)效果來(lái)看,有相當(dāng)一部分學(xué)生在內(nèi)能概念的學(xué)習(xí)上顯得很生澀,對(duì)概念無(wú)從談起。如果老師引導(dǎo)學(xué)生從物理概念本身來(lái)分析,內(nèi)能是指物體內(nèi)部所有分子做無(wú)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和。這個(gè)概念的外延即泛指物體內(nèi)的一切能量,那么它的外延明顯就寬于熱能。熱能本質(zhì)上指物體內(nèi)部所有無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能,熱能屬于內(nèi)能范疇,但內(nèi)能不光包括熱能。從概念間的關(guān)系看,內(nèi)能和熱能亦是一種從屬關(guān)系。引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)了概念的外延,就加深了對(duì)概念本身的理解,更容易辨析其他相關(guān)的易混淆的概念了,問(wèn)題自然迎刃而解。
四、了解概念與有關(guān)概念的聯(lián)系與區(qū)別
概念與概念之間既有聯(lián)系,又要通過(guò)比較,了解概念之間的區(qū)別,避免概念之間的混淆不清,這對(duì)于學(xué)生正確地理解概念,也是十分必要的.本節(jié)課內(nèi)能與機(jī)械能,溫度、熱量、內(nèi)能幾個(gè)概念之間既有聯(lián)系又有本質(zhì)區(qū)別的概念,學(xué)生只有認(rèn)清了它們之間的聯(lián)系與區(qū)別,才能準(zhǔn)確地理解以上的概念.教學(xué)中能引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維加工,抽象概括出概念的本質(zhì)屬性,其中對(duì)比是一種有效的方法。例如上文所述,內(nèi)能的概念可以概括成分子動(dòng)能和分子勢(shì)能兩部分的能量,而機(jī)械能可以概括成宏觀上的物體動(dòng)能和勢(shì)能的總和,本質(zhì)上內(nèi)能是微觀層面,機(jī)械能是宏觀層面;內(nèi)能本質(zhì)上是狀態(tài)量,而熱量是熱傳遞過(guò)程中的過(guò)程量,所以不能說(shuō)“具有多少熱量”;溫度是表示物體冷熱程度的狀態(tài)量,溫度不能“傳遞”和“轉(zhuǎn)移”,但兩個(gè)不同狀態(tài)間是可以比較溫度高低,反映溫度差的,存在了溫度差,就會(huì)發(fā)生熱傳遞,在這個(gè)傳遞過(guò)程中,吸收或放出熱量。
1.1方案選擇的合理性設(shè)計(jì)方案的選擇是十分重要的,不僅關(guān)系到以后工程的質(zhì)量和結(jié)構(gòu),還影響著人們的居住。在結(jié)構(gòu)方案的選擇上,要遵守科學(xué)、合理、發(fā)展的原則,而且由于很多種因素都對(duì)設(shè)計(jì)方案造成影響,所以設(shè)計(jì)出來(lái)的方案就是多種多樣的。方案設(shè)計(jì)出來(lái)了,又面臨著合理的選擇上,方案選擇的不好,日后發(fā)生的后果不堪設(shè)想,所以應(yīng)該進(jìn)行認(rèn)真的分析比較,選取的方案既要科學(xué)合理,又要經(jīng)濟(jì),所以方案的選擇很重要。在對(duì)設(shè)計(jì)方案的可行性進(jìn)行選擇的時(shí)候,要對(duì)建設(shè)地及施工材料等進(jìn)行全面的分析,保證每一個(gè)環(huán)節(jié)的科學(xué)合理,還要有專(zhuān)業(yè)人士對(duì)各種影響設(shè)計(jì)的因素進(jìn)行評(píng)估分析,選擇出科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)方案。
1.2結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖的科學(xué)性結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)首先要有科學(xué)專(zhuān)業(yè)的理論作為支撐,而且一般情況下利用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖對(duì)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的合理性進(jìn)行評(píng)估。在結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖的選擇上,要遵照安全和準(zhǔn)確的原則,選取合理的簡(jiǎn)圖。因?yàn)槿绻x取的簡(jiǎn)圖不夠科學(xué),那么相應(yīng)的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)也會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的錯(cuò)誤,甚至對(duì)工程的質(zhì)量問(wèn)題造成巨大的影響。所以說(shuō),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖在制作時(shí)應(yīng)該做到精確、科學(xué),使出現(xiàn)的誤差也在可控范圍內(nèi),應(yīng)該進(jìn)行嚴(yán)格的審查,保證簡(jiǎn)圖的質(zhì)量。
1.3對(duì)計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確分析隨著社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,信息技術(shù)被廣泛的應(yīng)用,特別是在數(shù)字的計(jì)算等方面設(shè)計(jì)出種類(lèi)繁瑣的計(jì)算軟件,可是各計(jì)算軟件在計(jì)算的結(jié)果上確實(shí)各不相同,讓使用者也不知道哪個(gè)是正確的,所以在工程的設(shè)計(jì)中計(jì)算工作經(jīng)常出現(xiàn)混亂。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),軟件的選擇很重要,應(yīng)該對(duì)各個(gè)軟件進(jìn)行系統(tǒng)化分析,根據(jù)工程的實(shí)際情況和設(shè)計(jì)的原理等,選擇適合的軟件,確保計(jì)算結(jié)果科學(xué)準(zhǔn)確。
2如何在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中運(yùn)用概念設(shè)計(jì)
2.1建筑場(chǎng)地的合理性選擇建筑場(chǎng)地的選擇影響著結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的結(jié)果,所以說(shuō)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)非常重要。建筑場(chǎng)地的選擇要符合施工的條件,同時(shí)滿足采光、水電、噪音等多方面的考慮。最重要的一點(diǎn),就是應(yīng)該考慮建筑場(chǎng)地的抗震能力。選擇的地點(diǎn)必須是抗震效果比較好的地點(diǎn),以免發(fā)生危險(xiǎn)的情況。一般在工程的初步設(shè)計(jì)之前就要進(jìn)行建筑場(chǎng)地的科學(xué)選址和勘察,如果施工場(chǎng)地確實(shí)不允許,又必須在此進(jìn)行建設(shè),那么就應(yīng)該做好科學(xué)有效的手段來(lái)降低危險(xiǎn)系數(shù)。
2.2建筑基礎(chǔ)的科學(xué)化應(yīng)用建筑場(chǎng)地進(jìn)行合理選擇后,緊接著就是對(duì)建筑基礎(chǔ)的科學(xué)化選擇上,在選擇的時(shí)候要根據(jù)建筑場(chǎng)地的地形和地質(zhì)結(jié)構(gòu)等進(jìn)行分析,選取合理的建筑基礎(chǔ)。一般在建筑基礎(chǔ)的選擇上有以下三種情況:
(1)樁基礎(chǔ)。在地質(zhì)比較松軟或者負(fù)重比較大的情況下,大多會(huì)選擇樁基礎(chǔ),因?yàn)闃痘A(chǔ)能夠使下部對(duì)上部進(jìn)行力的承載;
(2)箱形基礎(chǔ)。箱形基礎(chǔ)的安全性比較高,抗災(zāi)能力比較強(qiáng)。一般高層建筑中會(huì)應(yīng)用箱形基礎(chǔ)。是因?yàn)橄湫位A(chǔ)使下部的承載力實(shí)現(xiàn)均勻分配,保持地基的受力均勻;
(3)筏形基礎(chǔ)。筏形基礎(chǔ)能夠?qū)崿F(xiàn)分散建筑上部結(jié)構(gòu)承載力,是下部承載力減弱,對(duì)地基進(jìn)行力的控制,不出現(xiàn)地基的不均勻沉降。
2.3結(jié)構(gòu)規(guī)則的合理應(yīng)用建筑結(jié)構(gòu)中只要保證非結(jié)構(gòu)件的正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn),就能使建筑材料的成本實(shí)現(xiàn)降低,因此主體建筑結(jié)構(gòu)的選擇,要做到合理、科學(xué)和對(duì)稱(chēng)性,在多數(shù)的施工中,實(shí)現(xiàn)抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng),所選擇的平面結(jié)構(gòu)也應(yīng)該是容易形成對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的。當(dāng)然,具體情況具體分析,還要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇,同時(shí)符合平面工程的科學(xué)設(shè)計(jì)。
2.4抗震抗災(zāi)能力的強(qiáng)化建筑設(shè)計(jì)和施工的成功與否,不只是外型和質(zhì)量的方面,還有抗震抗災(zāi)上的需求。所以機(jī)構(gòu)概念的設(shè)計(jì),要考慮到抗震抗災(zāi)的問(wèn)題,在設(shè)計(jì)時(shí)要多增加防線,以期實(shí)現(xiàn)減弱地震的危害性。當(dāng)然結(jié)構(gòu)的變化也能起到抗震抗災(zāi)作用,比如安裝特定的原件,使得建筑體對(duì)地震的破壞力進(jìn)行有效的減弱。
2.5結(jié)構(gòu)剛度科學(xué)化選取建筑結(jié)構(gòu)在剛度的選擇上至關(guān)重要,而且在建筑結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)中也必須遵守剛度的要求。結(jié)構(gòu)剛度可科學(xué)化選擇,是保證工程質(zhì)量的有效措施,還能夠?qū)Φ卣鸬葹?zāi)害起到危險(xiǎn)性降低的作用。與此同時(shí),結(jié)構(gòu)剛度的科學(xué)化選取還能擴(kuò)大空間的占有率,使建筑平面的利用率等都能得到合理的利用。
3實(shí)施結(jié)構(gòu)概念的措施
為了提高設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性,同時(shí)保證工程的質(zhì)量和安全,在進(jìn)行結(jié)構(gòu)概念的設(shè)計(jì)時(shí),主要運(yùn)用以下幾種措施:
(1)在建筑場(chǎng)所的選擇上,要選擇抗震性能比較高的,如果選擇的場(chǎng)所抗震性能較差同時(shí)還必須在此施工,那么要進(jìn)行科學(xué)的補(bǔ)救措施,以免造成不必要的危險(xiǎn);
(2)在結(jié)構(gòu)材料的選擇上,要選擇抗震系數(shù)比較高的結(jié)構(gòu)材料,而且選取的材料還應(yīng)具有良好的均勻性,滿足抗震的要求,保證安全性;
(3)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的組合上,添加贅余等組件,減小地震的破壞性,也可以多增加防線;
(4)在構(gòu)件的延性上下功夫,通過(guò)采取多種有效的手段,提高剛度和承重能力,增加抗震的能力;
(5)在構(gòu)件的連接上,保證結(jié)構(gòu)的整體性和統(tǒng)一性,加強(qiáng)對(duì)節(jié)點(diǎn)的控制,保證其連接的質(zhì)量;
(6)實(shí)現(xiàn)所有設(shè)計(jì)的完全一致,在相關(guān)的數(shù)據(jù)等方面做到精確一致,保證方案的科學(xué)化和合理化。
根據(jù)結(jié)構(gòu)整體計(jì)算結(jié)果,KZ-1、KZ-2從基礎(chǔ)頂面至15.800截面進(jìn)行加固處理,加固后的截面見(jiàn)圖2。在混凝土柱加大截面時(shí)預(yù)埋好支撐鋼梁連接的鋼板,支撐部分上弦鋼梁采用粘鋼方式與既有的混凝土梁下部連接,見(jiàn)圖3。為保證鋼支撐體系與框架混凝土柱的受力與變形協(xié)調(diào)一致,除鋼支撐上弦梁與混凝土梁保持可靠的連接外,上弦與支座之間及下弦與柱上的鋼板之間要保持可靠的焊縫連接。
傳力途徑
上弦鋼梁采用粘鋼方式與既有的混凝土梁下部連接,由于鋼支撐具有較大的剛度,作用在混凝土框架梁上的豎向料倉(cāng)荷載在不影響原有混凝土框架梁的受剪、受彎的情況下,將上部原有附加豎向荷載傳遞給鋼支撐框架體系。其中一部分通過(guò)支座以剪力的方式傳遞給框架柱;另外主要部分的料倉(cāng)豎向荷載通過(guò)支撐上弦梁,由支撐系統(tǒng)中的斜桿傳遞給框架柱;斜桿下端傳遞給框架柱的水平分力由支撐體系的下弦水平梁來(lái)承擔(dān),避免框架柱間承受附加彎矩。
加固效果
從本項(xiàng)目的施工過(guò)程來(lái)看,工程進(jìn)展順利,施工質(zhì)量很好,滿足了建設(shè)工期的要求。工程投產(chǎn)以來(lái),設(shè)備運(yùn)行正常。圖4為加固改造后的工程照片。
廠房結(jié)構(gòu)臨時(shí)加固實(shí)例
1工程概況
某工程因技改需要,在原有轉(zhuǎn)運(yùn)站位置上新建了一座蒸汽干燥廠房。新建廠房東、北、西三面均有建(構(gòu))筑物,重約300t的蒸汽干燥機(jī)受場(chǎng)地的制約,難以安裝就位,只能通過(guò)廠房南面的道路作為設(shè)備吊裝場(chǎng)地。施工單位編制的設(shè)備吊裝方案是:搭建設(shè)備吊裝平臺(tái),吊裝平臺(tái)立柱位置示意見(jiàn)圖5,平臺(tái)柱下采用人工挖孔樁。該方案吊裝措施費(fèi)用約為260余萬(wàn)元,且吊裝平臺(tái)施工周期較長(zhǎng),難于滿足要求。
2加固方案的構(gòu)思
根據(jù)廠房主體結(jié)構(gòu)形式、現(xiàn)場(chǎng)鋼結(jié)構(gòu)施工情況及蒸汽干燥機(jī)的就位位置,僅靠14.970平面的框架梁支撐蒸汽干燥機(jī)的重量是不可行的。然而由于現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件已施工完畢,若為滿足吊裝荷載的需要對(duì)此平面框架梁進(jìn)行加固,大量現(xiàn)場(chǎng)加固工作勢(shì)必影響工期,且加固費(fèi)用也很高。經(jīng)過(guò)多種方案的論證比較,應(yīng)用桁架設(shè)計(jì)概念,利用14.970與10.870框架梁作為上下弦桿,在兩層梁之間設(shè)置臨時(shí)腹桿組成鋼桁架。由于兩平面上的鋼次梁亦安裝就位,可作為組合桁架上下弦桿的平面外支撐桿件,保證組合鋼桁架體系平面外的穩(wěn)定。從結(jié)構(gòu)形式及構(gòu)件設(shè)置情況來(lái)看,廠房整體體系滿足承受吊裝荷載的可行性。
3受力計(jì)算
整個(gè)廠房結(jié)構(gòu)處在主要構(gòu)件安裝階段,在設(shè)備吊裝階段,框架梁柱可不考慮樓面的荷載。根據(jù)吊裝方案要求,設(shè)備荷載在整個(gè)吊裝過(guò)程中,由臨時(shí)增設(shè)的吊裝滑行梁作用在14.970平面的框架梁上,吊裝時(shí)的荷載示意圖見(jiàn)圖5。經(jīng)過(guò)廠房整體計(jì)算和受力分析,組合鋼桁架滿足承載力與變形的要求,同時(shí)與組合桁架連接的鋼框架柱的承載力與變形均滿足要求,保證了臨時(shí)組合鋼桁架與結(jié)構(gòu)總體系的一致協(xié)調(diào)性。增加臨時(shí)支撐的平面布置見(jiàn)圖5,圖6為2-C軸線上增加臨時(shí)支撐的立面。圖7為2-C軸線上增加臨時(shí)支撐的組合桁架的應(yīng)力。
4加固效果
廣義上說(shuō),功能是對(duì)于某一機(jī)械產(chǎn)品工作能力的抽象,它包括產(chǎn)品的功用、用途、性能、能力等。從系統(tǒng)工程學(xué)的角度來(lái)看,可將機(jī)械產(chǎn)品看成是技術(shù)系統(tǒng),功能是以實(shí)現(xiàn)某種任務(wù)為目標(biāo),對(duì)其輸入量(信息流、能量流、物料流)和輸出量之間的相互轉(zhuǎn)換。在概念設(shè)計(jì)階段之初,通常要對(duì)產(chǎn)品的功能進(jìn)行分解。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有機(jī)械系統(tǒng)的分析,筆者提出功能分解的三個(gè)策略:①?gòu)慕鉀Q問(wèn)題的目的和手段著手;②從產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝動(dòng)作過(guò)程(生產(chǎn)的空間順序和時(shí)間順序)著手;③從機(jī)械系統(tǒng)四大模塊著手。在實(shí)際的產(chǎn)品功能分解中,往往需要采用多種功能分解策略。對(duì)機(jī)械系統(tǒng)而言,執(zhí)行系統(tǒng)是機(jī)械系統(tǒng)的核心,最終決定產(chǎn)品的功能輸出。執(zhí)行系統(tǒng)的功能是通過(guò)工藝動(dòng)作過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn),因此可通過(guò)工藝動(dòng)作過(guò)程對(duì)其進(jìn)行分解;而對(duì)于機(jī)械系統(tǒng)的其他子系統(tǒng)(包括傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)),可采用“目的-手段”進(jìn)行功能分解。下面詳細(xì)介紹這三個(gè)功能分解策略的運(yùn)用方法和步驟。
首先從目的和手段來(lái)分解功能,可以把目的稱(chēng)為上位功能,手段稱(chēng)為下位功能,目的功能是主功能,手段功能從屬于目的功能,為實(shí)現(xiàn)目的功能起手段作用,屬于下一級(jí)分功能,在下一級(jí)分功能中,手段功能又稱(chēng)為目的功能,如圖1所示,手段功能2在下一級(jí)分功能中稱(chēng)為目的功能3。通過(guò)“目的-手段”可以將復(fù)雜的產(chǎn)品進(jìn)行功能分解,同時(shí)又可將各個(gè)分功能之間的邏輯關(guān)系聯(lián)系在一起,最終獲得產(chǎn)品的功能系統(tǒng)圖。接著按照工藝動(dòng)作過(guò)程對(duì)功能進(jìn)行分解。工藝動(dòng)作過(guò)程是實(shí)現(xiàn)機(jī)器功能所需要的一系列動(dòng)作型式,按一定順序組合而成的系列動(dòng)作。機(jī)械產(chǎn)品的執(zhí)行系統(tǒng)功能是通過(guò)其工藝動(dòng)作過(guò)程來(lái)完成的。例如,汽水灌裝自動(dòng)機(jī)的功能包括瓶、蓋、汽水的貯存與輸送、灌裝、加蓋、封口、貼商標(biāo)、成品輸送的工藝動(dòng)作過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)灌裝功能。又如,平板印刷機(jī)的功能是通過(guò)上墨、刷墨、印刷的工藝動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)印刷功能。
最后是從機(jī)械系統(tǒng)四大子系統(tǒng)模塊來(lái)對(duì)產(chǎn)品的功能進(jìn)行分解,這四大系統(tǒng)分別為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(動(dòng)力系統(tǒng))、執(zhí)行系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和架體支撐系統(tǒng)。任何機(jī)械產(chǎn)品的技術(shù)過(guò)程(主體功能)都是原動(dòng)機(jī)到傳動(dòng)部分,再到工作機(jī)構(gòu)(即執(zhí)行系統(tǒng))部分。原動(dòng)機(jī)主要提供機(jī)械能或轉(zhuǎn)換為有效的機(jī)械功,傳動(dòng)部分主要傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力要求,工作部分是機(jī)器的執(zhí)行機(jī)構(gòu),架體支撐系統(tǒng)主要起支撐部件的作用。在主體功能的基礎(chǔ)上,再添加輔助功能,通過(guò)控制系統(tǒng)來(lái)控制協(xié)調(diào)各部件的工作。下面綜合前面講述的三種分解策略,以挖掘機(jī)為例進(jìn)行功能分解,如圖2所示。
尋求功能作用原理策略思想
機(jī)械產(chǎn)品功能目標(biāo)確定后,可針對(duì)產(chǎn)品的主要功能提出原理性構(gòu)思,這可以通過(guò)科學(xué)原理向技術(shù)原理的轉(zhuǎn)變加以實(shí)現(xiàn),技術(shù)的需求是科學(xué)發(fā)展的動(dòng)力,而技術(shù)開(kāi)發(fā)必須以科學(xué)規(guī)律為基礎(chǔ),產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程就是科學(xué)原理與技術(shù)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的過(guò)程。作為設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)人員,應(yīng)在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)階段中,掌握廣泛的科學(xué)原理,善于實(shí)現(xiàn)科學(xué)原理向技術(shù)原理的轉(zhuǎn)變,例如,在機(jī)電行業(yè)中,為能實(shí)現(xiàn)電能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)換,一般通過(guò)能量轉(zhuǎn)換科學(xué)原理向“電磁效應(yīng)”這一技術(shù)原理轉(zhuǎn)變,開(kāi)發(fā)出了電動(dòng)機(jī)。其次,可由已有的技術(shù)原理形成新的技術(shù)原理,有些技術(shù)的產(chǎn)生是在已有技術(shù)成果的基礎(chǔ)上進(jìn)行移植、綜合和革新的結(jié)果。例如,愛(ài)因斯坦提出受激輻射理論奠定了激光技術(shù)的理論基礎(chǔ)。微波波譜的成果進(jìn)而為激光的應(yīng)用提供了技術(shù)原理。現(xiàn)今,激光已應(yīng)用于機(jī)械制造行業(yè),可對(duì)材料進(jìn)行熱加工,如表面熱處理,焊接和切割打孔等。因此,在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)階段,不斷尋找適合的作用原理有利于產(chǎn)品的創(chuàng)新。
執(zhí)行系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)過(guò)程模型探討
基于FBS概念設(shè)計(jì)過(guò)程模型進(jìn)行研究,此模型在“功能分解-載體”映射模型的基礎(chǔ)上引入行為作為橋梁,即“功能-行為-載體”過(guò)程模型。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn),提出了“功能-作用原理-工藝動(dòng)作過(guò)程-執(zhí)行動(dòng)作-行為-功能載體”概念設(shè)計(jì)過(guò)程模型。根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品的功能要求和工作性能要求來(lái)驅(qū)動(dòng)尋找實(shí)現(xiàn)功能的作用原理。同一功能可通過(guò)不同的作用原理來(lái)實(shí)現(xiàn)功能,從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新。
其次,工藝動(dòng)作過(guò)程取決于所需實(shí)現(xiàn)功能的工作原理,不同的工作原理有不同的工藝動(dòng)作過(guò)程,本過(guò)程模型可通過(guò)工藝動(dòng)作過(guò)程支持功能分解。工藝動(dòng)作過(guò)程包括一系列按照時(shí)間順序排列的工藝動(dòng)作,通過(guò)工藝動(dòng)作進(jìn)一步分解可以得到按照一定時(shí)間順序的執(zhí)行動(dòng)作。最后,通過(guò)執(zhí)行動(dòng)作與功能載體之間引入機(jī)械動(dòng)作行為作為橋梁,以實(shí)現(xiàn)尋找實(shí)現(xiàn)功能的載體。圖3給出了基于“功能-作用原理-工藝動(dòng)作過(guò)程-執(zhí)行動(dòng)作-行為-功能載體”的概念設(shè)計(jì)過(guò)程模型。
執(zhí)行系統(tǒng)概念設(shè)計(jì)過(guò)程模型映射分析
上述概念設(shè)計(jì)過(guò)程模型的關(guān)鍵是各階段的求解映射策略,使得尋求作用原理解的關(guān)系脈絡(luò)更為清楚和詳細(xì),這使得設(shè)計(jì)人員在概念設(shè)計(jì)中能符合設(shè)計(jì)思維邏輯,并促進(jìn)開(kāi)發(fā)人員的創(chuàng)新能力。為此筆者提出如圖4所示的求解映射策略。從圖4中映射層之間的關(guān)系,可以看出產(chǎn)品的功能可以通過(guò)不同的作用原理來(lái)實(shí)現(xiàn),子功能(F123)可由原理層的多個(gè)作用原理分別來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于執(zhí)行系統(tǒng)功能是通過(guò)工藝動(dòng)作過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)的,同時(shí)工藝動(dòng)作過(guò)程的分解又能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能分解,而工藝動(dòng)作過(guò)程的分解又取決于工作原理,不同的工作原理有不同的工藝動(dòng)作過(guò)程,例如對(duì)齒輪進(jìn)行加工,有兩種不同的工作原理,分別為滾齒原理和插齒原理,顯然這兩種工作原理的工藝動(dòng)作過(guò)程是不一樣的。同時(shí),同一種工作原理的工藝動(dòng)作過(guò)程也可以有不同的工藝動(dòng)作過(guò)程,因此在進(jìn)行工藝動(dòng)作過(guò)程分解時(shí),可通過(guò)增加、減少或者合并工序改變機(jī)器的工藝動(dòng)作,這有利于獲得新的結(jié)構(gòu),創(chuàng)造新的機(jī)械設(shè)備。如果工藝動(dòng)作比較簡(jiǎn)單,可直接采用工藝動(dòng)作到載體的直接映射求解;反之,就需要對(duì)工藝動(dòng)作進(jìn)行分解。對(duì)于每一個(gè)具體分解的執(zhí)行動(dòng)作,如果執(zhí)行動(dòng)作比較簡(jiǎn)單,可采用直接映射求解。反之,需要通過(guò)行為層為橋梁,來(lái)更好的實(shí)現(xiàn)從執(zhí)行動(dòng)作到載體的映射求解。對(duì)于同一個(gè)執(zhí)行動(dòng)作可采用不同行為關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)。行為庫(kù)中主要包括執(zhí)行動(dòng)作的類(lèi)型、連續(xù)性、運(yùn)動(dòng)速率特性和運(yùn)動(dòng)往復(fù)性,由于執(zhí)行動(dòng)作的的類(lèi)型很多,按照機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi),主要包括以下幾種類(lèi)型,其分類(lèi)如表1所示。
應(yīng)用分析
2便攜式郵政移動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)終端的概念設(shè)計(jì)
為滿足郵政業(yè)務(wù)上門(mén)服務(wù)的需要,應(yīng)充分利用現(xiàn)有成熟信息技術(shù)及前瞻性相關(guān)技術(shù)的研究,并盡量利用基礎(chǔ)公眾服務(wù),避免建設(shè)僅應(yīng)用于郵政業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)或設(shè)備,發(fā)揮通用性特點(diǎn),使相關(guān)技術(shù)盡可能大范圍地應(yīng)用,從而有效降低成本。
2.1郵政業(yè)務(wù)終端在概念設(shè)計(jì)上的六大目標(biāo)
2.1.1便攜性出門(mén)在外若攜帶筆記本電腦大小的笨重設(shè)備會(huì)十分不便,隨身攜帶的終端設(shè)備應(yīng)該只有200g左右,手掌般大小,便于在口袋中存放。在輸入/輸出設(shè)備上可以設(shè)計(jì)為折疊式,例如:折疊式鍵盤(pán)設(shè)備,展開(kāi)后如同普通鍵盤(pán)大小、但只有紙張般厚度,折疊后僅有手掌般大小;折疊式顯示設(shè)備,展開(kāi)后14英寸大小、紙張般厚度,折疊后僅有手掌般大小;還可設(shè)計(jì)成投影的虛擬鍵盤(pán),更節(jié)省空間的投影顯示設(shè)備等。整個(gè)終端設(shè)備可以方便地放入上衣口袋,甚至還可設(shè)計(jì)成帽子的樣式,方便攜帶。
2.1.2移動(dòng)性上門(mén)服務(wù)無(wú)固定服務(wù)場(chǎng)所,移動(dòng)性是一個(gè)必然條件,主要是為了解決與上級(jí)組織、客戶以及數(shù)據(jù)傳送方面的實(shí)時(shí)通訊或數(shù)據(jù)交換的需求。利用現(xiàn)有移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)可以有效降低成本,同時(shí)還可以無(wú)縫享受升級(jí)、擴(kuò)展服務(wù),無(wú)需考慮移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)即可最大限度地?cái)U(kuò)大服務(wù)范圍。
2.1.3網(wǎng)絡(luò)化要實(shí)現(xiàn)上門(mén)服務(wù)與營(yíng)業(yè)網(wǎng)點(diǎn)提供的服務(wù)一致,必須要與各個(gè)郵政業(yè)務(wù)信息處理系統(tǒng)建立連接,及時(shí)將采集的相關(guān)數(shù)據(jù),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)胶笈_(tái)處理系統(tǒng),然后將處理結(jié)果實(shí)時(shí)反饋回來(lái)。網(wǎng)絡(luò)化在設(shè)計(jì)上可以利用移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)或Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)提供的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù),隨著技術(shù)發(fā)展與時(shí)代進(jìn)步,不久的將來(lái)還可能實(shí)現(xiàn)無(wú)處不在、免費(fèi)公共的互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。
2.1.4智能化為了解決安全以及數(shù)據(jù)處理能力的問(wèn)題,郵政業(yè)務(wù)終端需要具備一定的智能處理能力。隨著芯片技術(shù)的快速發(fā)展,這一方面的技術(shù)基本成熟,完全能夠滿足需求。
2.1.5低成本利用現(xiàn)有大眾的基礎(chǔ)設(shè)施與服務(wù),采用通用的技術(shù)是有效降低成本的方法之一。在移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)接入、終端設(shè)備芯片、終端設(shè)備操作系統(tǒng)等方面都可以采用成熟的通用技術(shù),在終端設(shè)備制造上可以外包給相關(guān)專(zhuān)業(yè)的制造企業(yè),同時(shí)引入競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,進(jìn)一步有效降低終端設(shè)備的制造成本。
2.1.6位置服務(wù)郵政營(yíng)業(yè)員提供上門(mén)服務(wù)只是為郵政客戶提供更方便的服務(wù)界面,但是僅靠單個(gè)郵政營(yíng)業(yè)員無(wú)法高效、順利完成全部郵政業(yè)務(wù),需將提供上門(mén)服務(wù)的郵政營(yíng)業(yè)員組織起來(lái),實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度與指揮,這就需要應(yīng)用技術(shù)手段將移動(dòng)的、出門(mén)在外的郵政營(yíng)業(yè)員的位置信息及時(shí)上傳到指揮調(diào)度中心,提高上門(mén)服務(wù)的效率。如:在郵政客戶呼叫客戶服務(wù)中心時(shí),客戶服務(wù)中心就需要指示距離該郵政客戶最近的郵政營(yíng)業(yè)員前往上門(mén)服務(wù),以提高服務(wù)效率,降低成本。郵政業(yè)務(wù)終端在外觀設(shè)計(jì)上可以參照普通手機(jī)的外觀設(shè)計(jì),或者設(shè)計(jì)成適合車(chē)載的外觀,考慮到郵政營(yíng)業(yè)員或許要攜帶其他物品,為了解放雙手,甚至可以設(shè)計(jì)成帽子或者掛件等形式。
2.2郵政業(yè)務(wù)終端在概念設(shè)計(jì)上的主要功能模塊
在功能模塊上,郵政業(yè)務(wù)終端主要有:智能處理模塊、移動(dòng)通訊模塊、位置定位模塊、互聯(lián)網(wǎng)接入接口模塊、折疊式鍵盤(pán)輸入接口、折疊式鍵盤(pán)輸入設(shè)備、折疊式顯示屏輸出接口、折疊式顯示屏輸出設(shè)備以及迷你打印輸出接口,如圖1所示。
2.2.1智能處理模塊智能處理模塊是郵政業(yè)務(wù)終端的核心基礎(chǔ)處理模塊,為其他接口或模塊提供平臺(tái)支撐服務(wù)功能。智能處理模塊要具備一定的計(jì)算能力,但不需要太強(qiáng),如今的芯片技術(shù)完全能夠滿足需求。郵政業(yè)務(wù)終端主要進(jìn)行數(shù)據(jù)采集以及結(jié)果展現(xiàn),郵政業(yè)務(wù)信息數(shù)據(jù)主要存儲(chǔ)在遠(yuǎn)程的后臺(tái)郵政業(yè)務(wù)信息處理系統(tǒng)中。
2.2.2移動(dòng)通訊模塊移動(dòng)通訊模塊提供基本的對(duì)上級(jí)組織、客戶語(yǔ)音通信功能,同時(shí)還可以提供移動(dòng)的數(shù)據(jù)傳輸功能。
2.2.3位置定位模塊位置定位模塊采集郵政業(yè)務(wù)員的位置信息,自動(dòng)上傳到專(zhuān)門(mén)的郵政上門(mén)服務(wù)信息管理系統(tǒng),可更加方便、快捷地定位到郵政業(yè)務(wù)員位置,同時(shí)還可為郵政業(yè)務(wù)員更加順利到達(dá)客戶所在位置提供導(dǎo)航服務(wù)。可以選用GPS導(dǎo)航授時(shí)衛(wèi)星系統(tǒng)、北斗星位置定位系統(tǒng)的位置定位服務(wù),將來(lái)還可以考慮選用伽利略定位系統(tǒng)。
2.2.4互聯(lián)網(wǎng)接入模塊互聯(lián)網(wǎng)接入接口可以利用移動(dòng)通訊網(wǎng)絡(luò)或者Wi-Fi,保持與互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)在線連接,保持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸通道暢通。
2.2.5折疊式輸入與輸出模塊鍵盤(pán)輸入、顯示輸出、打印輸出設(shè)計(jì)為接口方式,主要考慮便攜性,可將折疊式鍵盤(pán)輸入設(shè)備、折疊式顯示屏輸出設(shè)備以及迷你打印機(jī)設(shè)計(jì)成單獨(dú)的接口設(shè)備。在輸入、輸出要求較低時(shí),可直接使用郵政業(yè)務(wù)終端手持主機(jī)部分直接輸入、直接顯示;在輸入內(nèi)容較多、操作復(fù)雜、顯示內(nèi)容豐富時(shí),可根據(jù)需要進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的連接。在輸入與輸出接口上,可以采用USB接口、無(wú)線紅外、藍(lán)牙等技術(shù)進(jìn)行不同型號(hào)的劃分。折疊式鍵盤(pán)輸入設(shè)備還可以設(shè)計(jì)為手寫(xiě)輸入盤(pán),折疊式顯示屏輸出設(shè)備還可以設(shè)計(jì)為迷你投影儀等方式,為最終用戶提供更多選擇。
2.2.6迷你打印輸出模塊迷你打印輸出接口主要考慮到上門(mén)服務(wù)時(shí)可能需要打印相關(guān)文件或者票據(jù),并非每項(xiàng)郵政業(yè)務(wù)都需要,所以可設(shè)計(jì)為接口的方式,在需要時(shí)使用,盡量提高便攜性。由于在設(shè)計(jì)上采用網(wǎng)絡(luò)化的思路,便攜式郵政移動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)終端與郵政業(yè)務(wù)信息處理系統(tǒng)完全克服了時(shí)間與空間上的障礙;并且便攜式郵政移動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)終端在設(shè)計(jì)上只需考慮數(shù)據(jù)的采集與展現(xiàn),全部業(yè)務(wù)處理功能都在后臺(tái)郵政業(yè)務(wù)信息處理系統(tǒng)(云端)中實(shí)現(xiàn),使得郵政業(yè)務(wù)功能的擴(kuò)展只要通過(guò)后臺(tái)信息處理系統(tǒng)的升級(jí)即可實(shí)現(xiàn),便攜式郵政移動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)終端無(wú)需進(jìn)行任何改造,方便了郵政業(yè)務(wù)功能的進(jìn)一步擴(kuò)展。集成了GPS、無(wú)線通訊以及實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)在線的便攜式郵政移動(dòng)信息網(wǎng)絡(luò)終端,不僅能應(yīng)用在郵政業(yè)務(wù)的上門(mén)服務(wù)中,其強(qiáng)大、通用、易于擴(kuò)展的特性為在其他行業(yè)中的廣泛應(yīng)用打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
二、概念設(shè)計(jì)應(yīng)用的注意事項(xiàng)
(一)結(jié)合建筑實(shí)際要求,選用合理、科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案在實(shí)際建筑工程建設(shè)中,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求非常高。要想有效應(yīng)用概念設(shè)計(jì),取得良好的設(shè)計(jì)效果,就要保證建筑設(shè)計(jì)師具有豐富而合理的想象力,充分結(jié)合實(shí)際情況,綜合分析建筑工程的施工條件、現(xiàn)場(chǎng)地理環(huán)境、材料供應(yīng)能力等問(wèn)題,同時(shí),對(duì)結(jié)構(gòu)框架的抗震節(jié)點(diǎn)、應(yīng)力、總體布局等進(jìn)行全面控制,保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的合理性與科學(xué)性,進(jìn)而確保建筑建設(shè)的順利完成。比如,在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)用概念設(shè)計(jì)的時(shí)候,一定要充分了解建筑材料的性能,充分分析可預(yù)測(cè)以及不可預(yù)測(cè)的因素,重視整體概念設(shè)計(jì)理念,采取一些隔震對(duì)策,盡可能降低地震或不可抗力對(duì)建筑物的影響,避免建筑物受到破壞,實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的預(yù)期效果。(二)不能盲目定論,選用合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖計(jì)算簡(jiǎn)圖是建筑設(shè)計(jì)師進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的前提與基礎(chǔ),是保證建筑結(jié)構(gòu)安全的重要因素,因此,建筑設(shè)計(jì)師一定要根據(jù)實(shí)際情況,選用合理的計(jì)算簡(jiǎn)圖,在確保數(shù)據(jù)精準(zhǔn)的條件下,進(jìn)行結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì),保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的完美,避免出現(xiàn)因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)影響樓層穩(wěn)定性、安全性的問(wèn)題,進(jìn)而促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展。(三)不可太過(guò)依靠計(jì)算機(jī),正確分析計(jì)算結(jié)果在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算中,建筑設(shè)計(jì)師主要就是借助計(jì)算機(jī)完成計(jì)算,因?yàn)橛?jì)算機(jī)軟件種類(lèi)較多,又存在著一些缺陷,導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果存在著一定的差異。針對(duì)此種情況而言,需要建筑設(shè)計(jì)師根據(jù)自身專(zhuān)業(yè)水平與業(yè)務(wù)技能,認(rèn)真分析計(jì)算結(jié)果,展開(kāi)反復(fù)的對(duì)比與審核,輸入正確參數(shù),選用合理、科學(xué)的計(jì)算結(jié)果,保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理想化、科學(xué)化、人性化、安全化。