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关键词:机械产品,方案设计方法
Abstract: according to the current domestic and foreign scholars by design of mechanical products design of main characteristics of thought, the design method of the products will be summarized as systematic, structure, based on the product characteristics modular knowledge and intelligence four types.
Keywords: mechanical products, plan design method
中图分类号:TB472 文献标识码:A文章编号:
1、系统化设计方法
系统化设计方法的主要特点是:将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统,每个设计要素具有独立性,各个要素间存在着有机的联系,并具有层次性,所有的设计要素结合后,即可实现设计系统所需完成的任务。
由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同,进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。
1.1设计元素法
用五个设计元素(功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数)描述“产品解”,认为一个产品的五个设计元素值确定之后,产品的所有特征和特征值即已确定。我国亦有设计学者采用了类似方法描述产品的原理解。
1.2图形建模法
用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息,实现了系统结构、功能关系的图形化建模,以及功能层之间的联接 。
将设计划分成辅助方法和信息交换两个方面,利用信息分析方法可以采用图形符号、具有内容丰富的语义模型结构、可以描述集成条件、可以划分约束类型、可以实现关系间的任意结合等特点,将设计方法解与信息技术进行集成,实现了设计过程中不同抽象层间信息关系的图形化建模。
1.3“构思”—“设计”法
将产品的方案设计分成“构思”和“设计”两个阶段。“构思”阶段的任务是寻求、选择和组合满足设计任务要求的原理解。“设计”阶段的工作则是具体实现构思阶段的原理解。
1.4矩阵设计法
在方案设计过程中采用“要求—功能”逻辑树(“与或”树)描述要求、功能之间的相互关系,得到满足要求的功能设计解集,形成不同的设计方案。再根据“要求—功能”逻辑树建立“要求—功能”关联矩阵,以描述满足要求所需功能之间的复杂关系,表示出要求与功能间一一对应的关系。
1.5键合图法
将组成系统元件的功能分成产生能量、消耗能量、转变能量形式、传递能量等各种类型,并借用键合图表达元件的功能解,希望将基于功能的模型与键合图结合,实现功能结构的自动生成和功能结构与键合图之间的自动转换,寻求由键合图产生多个设计方案的方 法。
2、结构模块化设计方法
从规划产品的角度提出:定义设计任务时以功能化的产品结构为基础,引用已有的产品解描述设计任务,即分解任务时就考虑每个分任务是否存在对应的产品解,这样,能够在产品规划阶段就消除设计任务中可能存在的矛盾,早期预测生产能力、费用,以及开发设计过程中计划的可调整性,由此提高设计效率和设计的可靠性,同时也降低新产品的成本。
认为专用机械中多数功能可以采用已有的产品解,而具有新型解的专用功能只是少数,因此,在专用机械设计中采用功能化的产品结构,对于评价专用机械的设计、制造风 险十分有利。
提倡在产品功能分析的基础上,将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构,通过选择和组合这些模块化基本结构组建成不同的产品。这些基本结构可以是零件、部件,甚至是一个系统。理想的模块化基本结构应该具有标准化的接口(联接和配合部),并且是系列化、通用化、集成化、层次化、灵便化、经济化,具有互换性、相容性和相关性。我国结合软件构件技术和CAD技术,将变形设计与组合设计相结合,根据分级模块化原理,将加工中心机床由大到小分为产品级、部件级、组件级和元件级,并利用专家知识和CAD技术将它们组合成不同品种、不同规格的功能模块,再由这些功能模块组合成不同的加工中心总体方案。
以设计为目录作为选择变异机械结构的工具,提出将设计的解元素进行完整的、结构化的编排,形成解集设计目录。并在解集设计目录中列出评论每一个解的附加信息,非常有利于设计工程师选择解元素。
根据机械零部件的联接特征,将其归纳成四种类型:1)元件间直接定位,并具有自调整性的部件;2) 结构上具有共性的组合件;3)具有嵌套式结构及嵌套式元件的联接 ;4)具有模块化结构和模块化元件的联接。
3、基于产品特征知识的设计方法
基于产品特征知识设计方法的主要特点是:用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验,建立相应的知识库及推理机,再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。
机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征,以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策,完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计算机辅助设计,必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。为此,国内外设计学者针对机械系统方案设计知识的自动化处理做了大量的研究工作,采用的方法可归纳为下述几种。
3.1编码法
根据“运动转换”功能(简称功能元)将机构进行分类,并利用代码描述功能元和机构类别,由此建立起“机构系统方案设计专家系统”知识库。在此基础上,将二元逻辑推理与模糊综合评判原理相结合,建立了该“专家系统”的推理机制,并用于四工位专用机床的方案设计中。
知识的混合型表达法
针对复杂机械系统的方案设计,采用混合型的知识表达方式描述设计中的各类知识尤为适合,这一点已得到我国许多设计学者的共识。
在研制复杂产品方案设计智能决策支持系统DMDSS中,将规则、框架、过程和神经网络等知识表示方法有机地结合在一起,以适应设计中不同类型知识的描述。将多种单一的知识表达方法(规则、框架和过程),按面向对象的编程原则,用框架的槽表示对象的属性,用规则表示对象的动态特征,用过程表示知识的处理,组成一种混合型的知识表达型式,并成功地研制出“面向对象的数控龙门铣床变速箱方案设计智能系统GBCDIS”和“变速箱结构设计专家系统GBSDES”。
3.3利用基于知识的开发工具
在联轴器的CAD系统中,利用基于知识的开发工具NEXPERT-OBJECT,借助于面向对象的方法,创建了面向对象的设计方法数据库,为设计者进行联轴器的方案设计和结构设计提供了广泛且可靠的设计方法谱。则利用NEXPERT描述直线导轨设计中需要基于知识进行设计的内容,由此寻求出基于知识的解,并开发出直线导轨设计专家系统。
3.4设计目录法
构造了“功能模块”、“功能元解”和“机构组”三级递进式设计目录,并将这三级递进式设计目录作为机械传动原理方案智能设计系统的知识库和开发设计的辅助工具。
基于实例的方法
在研制设计型专家系统的知识库中,采用基本谓词描述设计要求、设计条件和选取的方案,用框架结构描述“工程实例”和各种“概念实体”,通过基于实例的推理技术产生候选解来配匹产品的设计要求。
4、智能化设计方法
智能化设计方法的主要特点是:根据设计方法学理论,借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术,以及多媒体、超媒体工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述 产品的结构。
在利用数学系统理论的同时,考虑了系统工程理论、产品设计技术和系统开发方法学,研制出适合于产品设计初期使用的多媒体开发系统软件。
把产品的整个开发过程概括为“产品规划”、“开发”和“生产规划”三个阶段,并且充分利用了现有的CAD尖端技术——虚拟现实技术。
1) 产品规划—构思产品。其任务是确定产品的外部特性,如色彩、形状、表面质量、人机工程等等,并将最初的设想用CAD立体模型表示出,建立能够体现整个产品外形的简单模型,该模型可以在虚拟环境中建立,并且能够迅速地生成不同的造型和色彩。
综合安全防范系统由视频监控系统、周界报警系统、门禁控制系统、电子巡更系统等子系统组成。以安保中心、生产区为分界面,建立相对独立的综合安全防范系统,并最终把综合安全防范系统的相关信息传输到安保中心区统一的智能化弱电集成管理系统,实现各个建筑的综合安全防范系统既独立运行和本体集成、又实现各个建筑的综合安全防范系统在中心区统一集成和数据共享。
一、视频监控系统设计
视频监控系统采用前端模拟摄像+矩阵+数字硬盘录像机+远程网络访问的结构,主要包括图形工作站、矩阵主机、硬盘录像机及安全防范服务器、计算机网络交换设备、彩色监视器等设备;总中心设在安保中心的智能化控制中心;单体安全防范系统中心设置在生产区的监控室,可以完成对现场图像信号的采集、保存、切换、控制记录等功能。系统应具有开放的通信协议。产品支持标准的数据交换协议,具有很好的开放性和兼容性。
1.1前端设计
前端设备是安装在现场的摄像装置,包括各类摄像机、镜头、防护罩、支架等,它的任务是对现场的图像信号及报警信号转换成电信号传到保安监控中心。
摄像机选用:
室内固定位置拟采用彩色高分辨率半球摄像机,外观美观,适宜高档装修风格;
室外周界使用彩转黑一体化枪式摄像机+室外防护罩(配合遮阳罩、风扇、加热器等)。
摄像机基本采用交流220V供电后就近降压供电,部分采用交流220V降压整流后集中供电。系统采用独立的稳压电源集中供电,并采用UPS全系统集中供电。所有摄像机的电源,均由控制室统一供电。统一提供UPS电源,工作时间≥30分钟,以保证设备的安全运行和设备良好的同步性能。从稳压电源设备输出的电源,由系统配电箱向现场设备和中央监控设备统一供电。
1.2传输系统设计
本系统传输链路由光纤和同轴电缆组成;包括光纤电缆、视频电缆传输线路、信号传输线路、电源线路等部分。
视频传输线路按传输距离和衰减系数选用性能稳定、衰减小、抗干扰能力强的SYV一75—5射频铜轴电缆。网络线采用6类非屏蔽双绞线,摄像机电源线缆采用RVV3*1.5。其中各监控子系统通过光端机将视频信号接入到中心区智能监控机房。
室外布线管道预埋七孔梅花管到各前端点位,室内楼道布线直接利用已经安装好的弱电桥架。
1.3中心区智能监控中心系统设计安保中心智能化监控中心需通过视频矩阵级联方式与生产区监控系统实现视频资源共享。
在安保中心智能化监控中心设立一套视频矩阵系统,中心区的视频矩阵系统通过接口单元与生产区监控系统的矩阵之间实现数据通讯。通过视频矩阵级联,中心区操作人员可通过本中心视频矩阵系统的操作键盘切换控制调看生产区的任一视频信号到中心区的显示设备上。
中央控制室设置在中心区智能监控机房内,在中心监控机房设置机房设备,包括安保系统专用的核心交换机,多工位监控台、视频管理工作站和视频管理服务器(安装专业视频管理软件)、视频存储服务器、视频信息存储设备(磁盘阵列)以及监控墙等,中间部分为一个系统操作台,由工作人员对系统进行控制,系统内所有的摄像机的图像信号均通过视频电缆或光纤电缆引入安保监控室进行图像控制与记录,从而构成监控管理网络系统。
二、周界报警系统
本子系统主要用于防范院区周界的入侵报警,在院区周界安装主动式红外对射探测器,通过防盗报警主机的集中管理和操作控制,如布、撤防等,构成立体的安全防护体系当系统确认报警信号后,自动发出报警信号,提示相关管理人员及时处理报警信息,并通过与视频监控子系统的联动等功能的实现,达到很高的安全防范水平。
2.1系统相关设计
(1)报警联动
接警主机带有报警联动输出端,中心在接收到报警信号后联动报警提示发生器将提示出发生报警的位置,同时在监视中心周界电子地图上将显示出发生报警的防区。通过联动控制器,进行系统间集成,对应联动闭路电视监控系统设置在周界现场的摄像机将自动在中心弹出报警现场的画面,并自动进行存储、上传等。
(2)报警信号的处理
中心接收到报警信号,中心管理人员通知巡逻中的保安人员或临近报警区域的保安立刻赶往现场处理。中心保安人员在现场处理完毕后,对模拟显示屏及现场声光报警器、探测器的报警状态进行恢复中心管理人员通过系统管理软件对每次发生的报警事件的相关情况进行记录,以便核实检查。
(3)系统供电设计
报警主机供电与红外对射探测器供电分开,报警主机供电通过其自身配置的供电装置以及备用电源,前端设备采用中心集中供电方式,中心配置UPS电源,从UPS电源出来的交流电源经周界报警系统供电设备降压、整流、滤波后提供给前端探测器,系统采用总线制方式,因此,从中心只需引几路电源即可为前端探头提供所需电源。
2.2系统功能
①有效防护周界区域,对翻越行为提供及时报警。
②适用性强,抗误报性能较好,防范效果佳。
③系统划区域管理便于报警区域的准确定位。
④中心警情提示直观,警号、模拟地图等多种报警提示。
⑤与闭路电视监控系统联动,报警时,警情发生区域图像自动在监控中心显示器上提示并自动录像。
⑥对报警事件、时间、位置进行记录并可打印出信息。
⑦通过中心实现对前端设备的状态控制。
⑧扩展性好,通过系统间的联动进一步提高周界防范效果。
三、门禁控制系统
对建筑物及内外的出入通道进行智能管理。各门禁控制单元一般由各门禁控制器连接读卡器、电控锁、出门按钮、门磁等组件构成。并可以与CCTV和其他报警系统联动。系统设计与设备配置遵循结构化、模块化、标准化的原则,保证系统的先进性、实用性和合理的性能价格比。系统可对各个区域进行必要的优化集成,实现统一管理,满足整体防御的功能要求。系统具有较好的兼容性,能进行系统之间的良好通信。
3.1方案设计
本系统是一套高度智能化、既可实时控制又可脱机使用的出入口控制管理系统。授权的用户每人将持有一张非接触智能卡,在卡上存有统一编制的特定编码,持卡人将根据所获得的授权,通过出示智能卡进入相应的各门或相应的楼层。系统可以通过对特定管理区域的设防(报警状态)实现报警功能。系统自动记录每次读卡的时间、开门信息、相关的卡编号、报警信息等资料,供查询和统计处理,并生成各种报表。
3.2监控中心设计
门禁系统管理主机是整个出入口控制系统的核心设备。在中心区智能监控中心安装高端服务器,包括门禁系统通信服务器、数据库服务器等软件。
在通信服务器上安装门禁综合管理软件。在门禁软件中对系统进行初始化设置,门禁事件及报警的监控,同时对门禁点进行实时控制,对所有数据形成报表。
3.3一卡通系统集成
所谓“一卡通”系统,是综合自动控制、电脑通讯及网络运用、智能卡等技术,使用者只需随身一张智能卡,就可以享受诸如出入口控制、消费、停车场等各种快捷、安全、舒适的服务。
【关键词】质量;尺寸工程;检具设计方案;策略
1白车身检具开发现状
汽车白车身型面复杂,要求零件精度高,一般通用量具无法对其尺寸进行测量。因此汽车零件的检测,一般从模具验收、产品质量控制及车身生产的整个过程都采用专用检测工具检测。钣金件的形状、孔位及尺寸均用检具来监控,焊接总成形状及孔位也用检具来监控。零部件尺寸控制是否良好,直接影响白车身装配尺寸,可见检具在白车身制造过程中的重要性。
2产品尺寸控制方案
对于大部分零部件,均在外部厂家生产,然后在主机厂进行焊接及装配。在外部厂家生产的零部件均通过检具监控其尺寸精度,以保证在主机厂的装配质量。
3检具开发模式
国内主机厂主要是向制造商提品图纸(GD&T图纸),由其进行检具设计制造。由于制造商设计制造水平参差不齐,设计方案常难以令人满意。然而部分企业存在一种想法:检具设计制造很简单,只要根据数模数控加工即可。定位策略及测量方式的设计均决定检具方案的成败,稍有不慎就导致产品质量误判,对产品尺寸控制带来较大影响。以下就某车型性加油口盖总成检具的设计方案进行阐述检具设计方案的重要性。
4某车型加油口盖总成检具的设计方案
4.1定位基准
根据产品的装配要求及质量要求,总成的第一、二基准为加油口盖总成的安装基准,第三基准为加油口盖锁紧基准,检具方案均按照图纸要求进行设计。4.2设计方案检具设计方案一:第一、二基准使用定位销及夹紧器定位,第三基准也使用夹紧器定位(未做到直线压紧)。检具设计方案二:第一、二基准使用螺栓锁紧,第三基准使用弹簧压紧机构压紧(直线方向压紧)。两种设计方案检测同一零件的数据如表1。方案一与方案二的数据差别,最大测量数据相差约0.8mm,若产品的公差为2.0mm,测量误差已经占到公差带的0.8/2.0=40%,无法满足测量系统的需要。
4.3检具设计方案差异分析
方案一受力分析图,第一、二基准在同一个支座上,受到作用力及反作用力的作用,由于支座刚性不足,变形较大,定位基准面偏移严重。在操作过程中,目视也可以看到支座处的基准在移,导致在在夹紧测量时其实际上不在检具测定的理论位置上,导致最终测量数据偏离实际值。第三基准则为一个有角度的作用力,通过力的分解,可以看到存在一个横向的力,最终导致定位的偏移。方案二受力分析图,第一、二基准在同一个支座上面使用螺栓锁紧,仅内部受力,支座不存在受力变形及定位基准面偏移的现象,实际测量零件时,检具定位基准在测定的理论位置上,最终测量数据不会偏离实际值。第三基准则的作用力作用在一条直线上,不会导致定位的偏移。方案一无法满足产品尺寸监控的需求,甚至误导产品尺寸精度控制的方向,对产品质量提升存在极大的障碍。可见正确的检具设计方案的重要性,其对产品尺寸控制提供可靠有效的控制手段。
5检具设计方案提升策略浅析
(1)制造商应提高设计人员素质,加深对尺寸控制的认识,了解检具实际应用,避免不合理的设计方案对产品检验造成误导。(2)制造商应具有质量优先意识、精益生产管理意识。(3)认识到设计方案的重要性,尽管是一个方案的小优化,都会对产品尺寸控制产生较大影响。
6国内汽车白车身检具发展展望
国内汽车检具开发向着柔性、高精度、稳定性好的方向发展,逐步标准化及模块化。白光扫描、三坐标测量等测量技术的发展,可以更加快速,更加精确的进行零部件检测。随着高效测量技术的发展,传统汽车检具应用将会逐步减少。但鉴于国内汽车行业的发展水平以及传统检具在检测零件时的直观性,专用汽车检具在汽车白车身零部件检测中仍然占据一定的地位。
参考文献:
[1]李舒燕.公差与配合[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2007.
[2]顾小玲.量具、量仪与测量技术[M].北京:机械工业出版社,2009.
[3]石强,朱仕友.全面质量管理实操手册[M].北京:中国电力出版社,2014.
论文关键词:优化设计方案控制工程造价
工程造价控制应贯穿于项目建设的全过程,同时又要突出重点。工程造价的多少直接影响到投资效益,工程造价的控制关键在于施工前的投资决策和设计阶段,而在项目作出投资决策后,控制工程造价的关键就在于设计。据国外的资料分析,设计费一般只相当于建设工程全寿命费用(工程造价是全寿命费用的组成部分)的1%以下,但正是这少于1%的费用对于工程造价的影响却占了75%以上。长期以来项目管理论文,投资者普遍忽视工程建设项目前期工作阶段的造价控制,而往往把控制工程造价的主要精力放在施工阶段,在审核施工图预算、工
一、通过设计招投标和设计方
工程设计招投标是指招标单位就拟建工程的设计任务招标公告,以吸收设计单位参加竞争,经招标单位审查符合投标资格的设计单位按照招标文件要求,向招标单位填报投标文件,招标单位从而择优确定中标设计单位来完成工程设计任务的活动。通过设计招投标
设计方案竞选是指由组织竞选活动的单位通过报刊、信息网络或其他媒介竞选公告,吸收设计单位参加方案竞选,参加竞选的设计单位按照竞选文件,做好方案设计和编制有关文件。通过设计方案竞选,可
二、运用价值工程理论
价值工程又称价值分析,是二十世纪四十年展起来的一门技术和经济结合起来分析的新技术。价值工程发展到六十年代初已被公认为一种成熟而行之有效的节约资源、降低成本的技术经济方法。价值工程在工程方面的应用,主要侧重于设计阶段,以提高产品价值为中心,并把功能分析作为独特的研究方法。通过功能和价值分析项目管理论文,可将技术问题与经济问题紧密地结合起来龙源期刊。一般来说,提高产品的
以桥梁为价值分析对象,说明价值工程在设计中的应用。具体步骤是:1、对桥梁进行功能定义和评价。把桥梁作为一种完整独立的“产品”进行功能定义和评价。从通行能力、牢固耐久、建筑造型、环境影响、便于施工、便于设计等这六种功能在桥梁功能中占有的不同的地位,确定相对重要系数。2、方案创造。根据地质等其他条件,对桥梁设计提供了多种方案
不过在设计阶段运用价值工程控制工程投资,并不是片面地认为工程投资越低越好,而且要把工程的功能和投资两方面综合起来进行分析。价值工程在我国还刚刚起步,但大量事实证明,它在工程设计中对于控制项目投资,提高工程“价值”,是大有可为的,特别是随“勘察设计施工一体化总
三、设计方案的技术
设计方案的技术经济评价的目的,是采用科学方法,按照工程项目经济效果评价原则,用一个或一组主要指标对设计方案的项目功能、造价、工期和设备、材料、人工消耗等方面进行定量与定性分析相结合的综合评价
设计方案优劣不仅要考虑投资时投资额的高低项目管理论文,还应考虑项目投产后的生产成本高低和经营效益,即投资效益的好坏。例如同样是高级路面,水泥混凝土路
目前相当多的业内人士还是认为工程投资的提高是由于施工管理不善、施工费率增加以及建筑材料涨价引起的,而从上论述可见由于设计原因所引起的工程投资的提高,远远大于前者。
作者单位:吉林省四平市公路工程定额站。
所以向来“重施工、轻设计”的传统观念必须克服。设计阶段工程投资管理必须受到足够重视,从而使方案的优化选择落到实处,这样才可以为投资控制起到事半功倍的效果。
面后期养护费用较沥青路面要小,只有既考虑了建设时的投资控制,又考虑了投产后的生产成本和经营效益,以此取得的方案才是最佳的设计方案。
,从而择优确定技术经济效果好的设计方案。常用的技术经济评价方法有:投资回收期、净现值法和计算费用法等。通过工程经济理论计算投资回收期、净现值和计算费用等经济指标,从而确定最佳方案。
经济评价。
承包”尝试和推广,价值工程会越来越宣示出它对控制项目投资所能发挥的巨大作用。根据日本开展价值工程活动的资料,有组织的价值工程活动可降低成本30%以上。根据另一项国外资料,价值工程活动的投入产出比为1:12龙源期刊。可见价值工程在投资控制中的作用是十分明显的。
项目管理论文,选择其一作为评价对象。3、求成本系数。某方案成本系数=某方案成本/各方案成本和。4、求功能评价系数。按照功能重要程度,采用10分制加权平分法。对各个方案的6项功能的满足程度分别评定分数。5、求出价值系数并进行方案评价。按“价值系数=功能系数/成本系数”公式分别求出各方案价值系数。当价值系数=1,方案即为最佳。
价值,主要有以下5个途径:1、功能提高,成本降低。这是最理想的途径。2、功能不变,成本降低。3、成本不变,提高功能。4、成本略提高,带来功能的大提高。5、功能略有下降,带来成本大降低。必须指出,价值分析并不是单纯追求降低成本,也不片面追求提高功能,而是力求正确处理好功能与成本的对立统一关系,提高它们之间的比值,研究产品功能和成本的最佳配置。
优化设计方案。
以起到:有利于多种设计方案的选择和竞争,从中选择最佳方案龙源期刊。有利于控制项目投资项目管理论文,中选的设计方案所做出的投资估算一般控制在竞选文件规定的范围内。能集思广益,吸收多种方案设计的优点。
,可以起到:有利于设计多方案的选择和竞争,从而择优确定最佳设计方案,达到优化设计方案之目的。有利于控制建设工程投资,中标项目一般做出的投资估算能接近招标文件所确定的投资范围内。有利于加快设计进度、提高设计质量、降低设计费用。
案竞选优化设计方案。
程竣工决算上算细账。这样做尽管也有效果,但毕竟是“亡羊补牢”,事倍功半。要有效地控制建设工程造价,就要把控制重点转移到建设前期阶段上来,尤其应抓住设计这个关键阶段,以取得事半功倍的效果。优化设计方案是设计阶段重要步骤,是控制工程投资的有效方法。设计方案优化的目的在于论证拟采用的设计方案技术上是否先进可行、功能上是否满足需要、经济上是否安全可靠。近些年来,优化设计方案主要采用设计招投标及其设计方案竞选、运用价值工程优化设计方案和设计方案的技术经济评价。
设计方案质量的优劣,不仅决定着建设投资的多少和建设工期的长短,影响建筑施工的目标和人力、物力的投入,而且决定着项目建成以后的使用价值和经济效果。因此,工程设计是科学技术转化为生产力的纽带,是处理技术与经济关系的关键环节。由于建筑产品的一次性投资大,建成后可变性差,做好设计方案的技术经济分析,选择最佳的设计方案,消除方案选择中的盲目性,可以节省大量的人力、物力、财力,所以是确定与控制工程造价的重点阶段。设计是否经济合理,对控制工程造价具有十分重要的意义。
1.设计方案技术经济评价的基本要求
1.1适用与经济的统一
“适用、经济、美观”是我国对非生产性项目建设设计的指导方针。也是评价一个建筑的根本尺度。适用性在评价工程项目的诸要素中,占主导地位。评价一个建筑在经济上是否合理。首先要看它是否适用。一个不适用的建筑,不仅会妨碍生产而增加成本,造成工程造价过高,影响使用效果而降低效益,还会由此带来建筑的不坚固、不可靠进而危及使用。造成建设投资成本的扩大,此外,如果设计方案不合理,会给建筑单位带来因缺陷而增加维修费用的问题。因此,在建筑工程项目的设计阶段,在设计方案选用时,必须要以适用性为前提,否则经济性根本就无从谈起,控制工程成本也就无法谈起。在用统一的标准衡量多个设计方案时,经济代价较小的设计方案无疑是首选的方案,但是在实际中,适用的标准不可能完全一样,因此,就必须要把适用和经济统一起来进行分析。尽可能做到既适用又经济。而只有考虑经济性与适用性的结合,才可能在设计方案筛选的阶段,达到利益的最大化,保证建设单位用最小的成本,获得最大的利润。
1.2有可比性
在对不同的建筑设计方案进行比较、筛选时,如果使用功能不同,或者建筑标准不同,它们之间不存在相互代替的可能,就不具备对比条件,就只能分别作技术经济分析,无法进行比较优选。因此,不同设计方案之间要有可比性,这是进行技术经济分析和评价的必要条件。一般来说,要控制工程造价,选好工程的设计方案起着重要的作用,好的设计方案可以为投资-者节省成本、增加利润。所以,为了达到降低成本、控制工程造价的目的,就要正确地反映比较方案的相对经济性,必须使各技术方案具有如满足需要、消耗费用、价格、时间等可比性,当然这些条件不一定要全部采用,有时可以以某些条件作为判断设计方案优劣的标准。当然,在一定情况下,也必须把不可比的因素转化为可比的因素进而进行比较,做出适当的评价。这时,究竟如何将不可比的条件转化为可比条件,就成了一个非常关键的环节。
总之,从具有可比性的设计方案中。选出最优的方案,是保证工程建设项目质量水平的关键,也是控制工程成本的关键。因此,在工程建设设计方案的选择上,必须要从多方面进行分析,把各个方案之间的优劣进行综合,进行对比,选用符合本单位实际经济能力的方案,进而从工程的设计上,达到对整个工程造价的合理控制。毕竟设计方案是工程施工的图纸,设计方案决定着工程的大小,决定着工程成本的高低。
1.3建筑物宽度与高度的统一
在多层住宅中,墙体比重较大,造成建筑面积有效利用率降低,因此,多层住宅造价高的原因之一就是墙体比重大。衡量墙体比重大小,常采用墙体面积系数,因此,提高墙体部位的经济效果,减少造价的措施是减少墙体面积系数。而减少墙体面积系数与开间、近深、高层、单元组合等有关。
合理加大建筑深度、减少外墙长度是减少墙体面积系数、降低造价、提高经济效果的主要措施之一。在相同建筑面积的情况下,住宅建筑的平面形状不同,住宅的外墙周长系数也不同。建筑外墙周长系数圆形最小、正方形次之、矩形再次之。由于圆形建筑一方面使用不便,另一方面施工工艺困难,施工费用较矩形建筑增加20%~30%。因此,降低外墙周长系数或提高墙体面积系数,并不能真正降低工程造价。因此,在选择设计方案时,必须考虑到这一点,才能真正的控制工程的成本。
住宅的层高和净高直接影响工程造价。如果住宅是五层的砖混结构,当层高为3m时,一般墙体造价占建筑总价的40%左右。则层高降低0.1m时,造价可以降低1.33%,主要是因为层高的降低可以减少墙体、柱体和粉刷的工程量。同时,层高降低可以缩小楼与楼之间的日照与安全间距,节约用地,缩短管线。降低室外工程的费用,节约采暖费用,有利抗震。
此外,住宅的层数与造价关系密切。住宅的经济性主要受建筑物地上部分楼盖、层盖和地坪等综合价值的影响。一般来说,六层以内住宅的层数越多,造价越低,而且相邻层间造价差值也越小。这是因为,多层住宅在一定范围内层数增加.则房间内部和外部的设施费、供水管道、煤气管道、电力照明和交通道路等费用是随层数增加而降低的。
但是,七层以上的住宅的经济性较差,一方面是因为粘土砖的标号只能达到75Mpa强度,所以七层以上的住宅必须改变承重结构,这样无疑就会增加了成本,使造价增加;另一方面,是因为住宅超过七层,垂直交通要受到一定的限制,一般要设置电梯和供水、供电等设备,为此既需要较多的建筑面积,大幅提高了造价,又带来管理费的增加。多层住宅的经济问题,还取决于基础和结构形式改变的造价。因为层数增加加大了建筑的质量,既需要改变基础形式,又需要提高上部结构的强度,改变上部结构的形式,从而使得工程造价大幅增加。因此,在选择建筑设计方案时,楼层数是要考虑的问题。当然,在这里必须指出的是,楼层的多少,以及高低,都是要以工程的实际目标情况来决定的。首先要考虑到建设单位的财务是否充足,投资人的财务投入是否充裕,预算是否到位。其次是考虑市场行隋,包括楼市情况,特别是地价,在地价高涨时期,高层建筑就具有低层多栋的建设方案更有优势,也更能控制工程的成本。
可见。在工程项目设计方案进行经济分析并选择时,必须要充分考虑设计方案不同,而给工程造价带来的不同影响,这样才可能在设计阶段就严格控制工程的投资成本。
2.建筑工程设计方案的技术经济分析评价
2.1价值工程评价法
价值工程评价法又称价值分析.是运用集体智慧和通过有组织的活动,着重对产品进行功能分析,使之以较低的总体成本可靠的实现产品必要的功能,从而提高产品价值的一套科学的技术经济分析方法。其表达方式为:v=F/C。v表示价值系数。F表示功能系数,即一种产品所具有的特定职能和用途,c表示成本系数,即从根据用户提出的功能要求进行研制、生产,到用户使用所花费的全部成本。
价值工程侧重于设计阶段开展工作,以提高产品价值为中心,并把功能分析作为独特的研究方法。通过功能和价值的分析可以将技术问题与经济问题紧密的结合起来。一般来说,提高产品价值的途径有五种:一是提高功能,降低成本;二是功能不变,降低成本;三是成本不变,提高功能;四是功能略有下降,成本大幅度降低;五是成本略有上升,但是功能大幅度提高。这五种途径各有优势,在评价时应该根据工程实际情况为依据,同时要把五种途径综合起来。选择最好的方式。
价值工程在设计方案中遵循的步骤大概分为六个阶段:一对功能进行定义和评价。功能定义就是用简洁而准确的语言给设计方案及其组成部分的功能下定义,以限制功能的内容,明确功能的本质,使各功能之间能够相互区别。在价值工程活动中,对价值工程对象的功能定义到哪一级,要受到价值工程活动的长短和对象的大小、结构复杂程度来确定。而功能的定义也就能影响到工程的投资成本,功能越大往往成本也越大。但是效益也许也会更高,如何进行适当的定义,需要工程造价人员的判断和分析;二是方案创造,就是针对要求,依靠集体智慧,尽可能的提出设想;三是求成本系数、功能和价值系数。最后对评价做出结论。
2.2技术经济综合比较
运用价值工程进行设计方案是最易评选,结论比较准确,但评选过程相对复杂,对于一般工程,常用技术经济综合的比较方法评选最佳方案。在进行评价时除了要考虑材料、劳动力、工期等因素外,还必须要考虑到造价的因素,也就是说。进行技术经济综合比较,造价是关键的因素之一。而反过来,技术经济综合比较,也会影响到建设工程项目的造价。
3.结语