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进入21世纪,随着科学技术突飞猛进,人们在物质生活和精神生活水平得到不断提高的同时,对人居环境质量亦不断提出新的更高的要求和标准,把经济、社会、资源与环境视为一个密不可分的,以人为中心的复合环境。对于我们来说,其理想的环境应该是一个与大自然和谐发展的空间,是一个以人为本,创造宁静、优美的自然生态空间。人们在其中学习和居住有一种归属感、安全感、舒适感,起到有利于改善城市生态环境,重塑城市自然生态的功能和作用。
近些年,国家提出“科教兴国”战略决策的实施,为中国高等教育带来了大好的发展机遇,由此也引发了发展高校新校园建设的热潮。本文着重运用生态学原理到校园规划设计的工作中,探索能够适应21世纪生态文明时代要求的生态型校园规划设计的思想,指导学校走“以人为本”的环境生态化,符合学校建设百年大计的新型生态型校园之路。
第1章生态型校园规划设计综述
21世纪是回归自然的世纪,随着城市的进步,现代化交通的发展与城市地域不断扩张,加剧着城市生态环境的恶化,如大气、河川污染及热岛效应等不良现象接踵而来,人居环境矛盾突显……。城市渐渐成为了钢筋混凝土的森林,人们渴望绿地、渴望森林、渴望回归自然,城市生态建设已成为人们关注的焦点。校园作为城市的组成部分,同样重视生态建设,生态型校园规划设计已成为今后校园规划设发展方向。
1.1校园规划设计的特点
校园是育人的环境,是培养学生具有健康的体魄、丰富个性的空间,它应使受教育者感受到一种个性成长的需要和心灵成长的力量。它应是积极向上、充满知识和趣味的室外大课堂。校园环境应寓教于绿、寓教于乐。它应创造良好的人文环境、自然环境。
校园规划设计是要给青少年创造一个积极向上、和谐美丽的环境,使它既有视觉效果,又会使置身于此环境者产生心理联想,它尤如一个无声的课堂。在这大自然的课堂里,一花一草一木都孕育着丰富的思想内涵,有着高度的启迪感。它们对青少年的道德、品格、修养无时无刻不在起着潜移默化的影响。
校园中良好的教育环境、自然环境,能满足他们生理及心理上的要求,从而使学生心地平和、情感端正、使其个性得到全面和谐地发展。根据校园的具体情况将其划分成不同功能区,并发挥各自的作用,为师生服务。
1.2生态型校园特点
通过道路、建筑物、植物的合理规划布局,营造出生态环境优越的绿色网络体系,更适合师生的工作与学习。
生态型校园应具备以下的特点:
校园规划布局合理,功能分区明确;
校园道路系统完善,便捷,步行空间与非步行空间关系处理得当;
建筑物尽量选用新型环保、节能无公害材料;
校园内部绿化自成网络系统,具备自我调节、发展、循环的功能;
绿化植物丰富多彩,力求做到四季有花,四季常青,达到以点带面的绿化效果。同时多采用对人体有益的植物,创造一个良好的校园环境。
生活服务娱乐设施齐全,方便师生购物与休闲;
整个校园具备良好的采光通风条件;
校园采取先进技术和严格、科学的管理方法,对校园内的空气、噪声污染、垃圾处理、污水排放等进行监控,污水、垃圾等有害物质的收集与处理符合国标。使校园内形成一个清洁、优美、生态良性循环的学习、生活环境。
1.3生态型校园规划设计的基础与条件
校区基地环境、土壤、气象、地质、水文等自然条件与社会经济条件。
第2章生态型校园规划设计的内容
2.1规划设计的思想
通过环境景观布局,美化校园,装饰建筑,创造一个以静为主,具保健功能、净化空气功能,建筑似自然生成的可持续发展的生态环境艺术式校园,适合师生工作、学习和生活的良好自然生态环境景观场所。
2.2规划设计的原则
(1)体现园林景观与生态保健相结合的原则充分利用具有生态保健功能的植物来提高环境质量,杀菌和净化空气,以利师生身心健康。
(2)体现生态环境艺术式学校的原则在布局上增设建筑和园林小品,强化校园的园林氛围;在绿化上以常绿树为主基调,适当穿插四季花卉,力求树木高低错落有致、疏密有序,形成优良的植物总体和局部效果,真正达到绿化、美化、净化、亮化、香化和静化,从而产生一种安静优雅的绿化格调。
(3)体现可持续发展的原则以生态理论作指导,尽可能进行乔灌草复式绿化,增加单位面积上的绿量,以有利于人与自然的和谐,使其可持续发展。
(4)以人为本的原则生态景观规划上要考虑以人为本,体现个性化,这要求:a空间的组织与划分应依据不同层次需要,组织不同活动空间;b为满足人们回归自然的渴望,各种空间中的设施设置、材料质感的应用,景观的创造应充分考虑人们钟情于自然的心理需求;c关注人的审美习惯,以园林山水布置景观,并赋予文化内涵表达思想感情;d绿化植物配置应选择各种有益于身心健康的保健植物,各种能消除疲劳的芳香植物。比如,园路的设计走向要充分考虑到学生的出入方便,大乔木的位置要考虑到是否影响师生日常生活的采光、通风及安全问题。
(5)平面绿化与立体绿化相结合的原则做好平面绿化和景观并进行垂直绿化和布景,同时在一些建筑天台布置空中花园,组成一些立体图案,形成立体景观。第3章生态型校园规划设计的实践
3.1概况
西北农林科技大学西林校区是杨凌农业高新技术产业示范区的重要组成部分,占地总面积约80公顷。东临邰城路,南接陕西省饲料厂,北靠渭汇渠,西面为大片的绿地。整个规划地被城市主干道划分为三部分。
3.2规划的指导思想
运用生态学原理,力图在有限的环境空间中解决功能与形式美的矛盾,通过规划设计改善生态条件,突出以人为本的思想,营造宜人的校园生存环境。
3.3布局手法
规划布局手法是条带加组团的布局方式。
道路交通设东北两主入口,并有60m的景观道通入校园;连接两次入口的自然环路为车行道(14m),引导车流;教学实验区道路采用规则式棋盘式布局(7m);学生生活区道路自成体系,各组团均有或纵或横主路(20m)引向自然式环路;体育运动区道路将各场地整齐分割成各功能小区,相互联接,并有道路引向主环路。
建筑楼群教学实验楼建筑群成条带状布置,为东西走向;宿舍楼为组团式布局。
3.4布局结构
总体布局可用“一心三带四区”来概括。
一心:为核心生态区。其内绿地连片布置,形成整个校区的中心绿岛,并与其它各功能区的条带状、环状、团片状绿地共同组成纵横交错的校园绿色网络系统。它由树木园、植物园、苗圃三部分组成。树木园、植物园内树种繁多,内置花架、铺装步道、坐凳;苗圃内设一大型温室。此区不仅满足了师生的教学科研需要,而且方便学生课余休息和晨读。
三带:全院三条主干道构成一横一纵一斜三带。一横一纵为东、北主入口各宽60m的景观带,其两侧配置高大乔木,构成林荫道,中间为宽20m的绿地,两景观带交汇处为一圆形广场,其内设置有升旗台、雕塑以及一圆形礼堂,产生对景的效果。此种设计使入院者视野开阔,心情不受压抑,并且高大乔木与绿地的规则式条带状布局充分体现了高等学府的严谨、有序、端庄、优雅的高品位、高质量。斜向景观带采用节点呼应手法,大学生活动中心、礼堂、信息交流中心分别位于其起点、中点和端点处,遥相呼应。大学生活动中心有建筑组合成麦克风型,内设影剧院、咖啡厅等活动场所,意寓此为大学生文化传播地,提高了学生文化生活质量。在信息交流中
心旁边,为园林园艺和校园特色(植物标本馆、昆虫博物馆、校史馆等)两大展示大厅,供人参观欣赏并可由此加深对本校的了解。斜向景观带为步行道,植物配置采用渐变式,达到步移景异的效果,使校园景色具有较高的园林艺术水平。
四区:按用地功能不同将其划分为四个区,分别为:
教学区由条带状的公共实验区、公共教学区、各院系楼群和图书信息中心组成。其中以教学楼、办公楼为主体,并配置雪松和彩色植物图案。植物配置丰富,装饰性较强,其目的在于为全校师生教学和学习创造一个良好的环境。
体育活动区分为对内对外两部分。对内使用的体育活动区位于校园西面,连片集中布局,通过其间道路分隔成不同的功能小区。以足球场、篮球场、羽毛球场等各类运动场为主体,适当配置耐践踏的草坪、生命力强的植物,供活动后短暂休息。对外使用的体育活动区,位于规划地的东北角,由于此地濒临城市主干道,交通方便而设在此处。
学生生活区采用组团式布局,各个组团镶嵌于大片绿地之间,通过道路、公共绿地,运用艺术手法将其内的建筑和大大小小的空地有机的组合,达到和谐的境界。从建筑的通风、采光、用材,植物的遮荫、减噪等方面充分体现出“以人为本”的生态型设计规划理念。组团内又分别包括商业服务中心、食堂、浴室和休息运动广场,以满足学生各方面的需求,真正做到以人为本。
关键词:建筑工程;公开;毕业设计
21世纪高等教育的战略要求是加快“人才培养、知识创新、新技术应用”。高等教育的目标是培养高素质、高水平、高层次人才,同时要求具有创新精神和较强的实际动手能力。在科技发展迅猛的今天,要想实现上述要求和目标,高等教育工作者必须不断更新自身的专业知识体系,使用新教材,改革教学方法。由于建筑工程专业毕业生都从事建设、管理和设计工作,需要有较强的动手能力,毕业设计是一个重要过程,要求把所学课程做到融会贯通,是学生踏上工作岗位前的最后一个教学环节,也是学生在学校完成的最后一项大作业。建筑工程专业学生通过毕业设计应能将所学力学课程与专业课程结合起来,能够读懂施工图纸,能够解决施工中存在的问题,达到工程师的基本素养。因而毕业设计教学过程比较重要。怎样才能保证并逐步提高毕业生毕业设计质量是毕业设计教学改革的一个重要课题[1-7]。笔者针对贵州大学建筑工程专业毕业设计教学现状,介绍目前存在的诸多问题,并给出相应对策。
一、毕业设计存在的问题
(一)选题难易程度不一
毕业设计题目类型多,如多层教学楼、办公楼、实验楼设计,小高层酒店设计,设计高层商住楼,轻钢和重型钢结构厂房设计,施工组织设计与预算、工程量清单计价与施工组织设计等。建筑工程专业学生对框架结构较熟悉,对其他结构较陌生,造成选题时出现部分指导老师名下学生较多,而概预算指导老师名下学生不足的情况发生。在高层商住楼设计过程中,为使计算结果满足相关规范指标的要求,要投入大量的时间去调整模型,且后期施工图的绘制比框架结构教学楼设计工作量大,时间非常紧张,基本没有手算内容。毕业设计时,涉及到的软件有PKPM、天正等。由于学生基础知识不扎实、概念设计不清楚、对相关规范不熟悉,因此对电算结果判断与把握不准,往往计算结果出现问题后不知是什么原因造成的,更不知如何解决问题。毕业设计过程中应加强对学生的概念设计引导,毕业设计不能仅仅只依靠计算机辅助设计完成,重视理论培养。要加深学生对结构设计的理解,通过PKPM软件计算与手算一榀框架的计算结果进行比较和分析,对误差的原因分析。毕业设计过程中,有些指导老师要求手动计算一榀框架,而有些指导老师又不作要求,导致难易程度不一样。
(二)指导老师辅导时间不足
大多毕业设计指导老师同时还承担有其他的教学任务、行政职务、科研任务、设计任务、施工管理等,随着近年高校的不断扩招,学生数量逐年增多,贵州大学受到编制和地理位置的限制,师资队伍建设跟不上,导致指导老师严重短缺,每个指导老师要指导12名毕业生,工作量较大,一般指导老师每周辅导两次,每次2个小时,但个别指导老师每周只辅导一次,短短一个小时,无法保证辅导质量。大多学生已经习惯填鸭式教学,毕业设计辅导过程中,指导老师不主动讲解,学生因为本身知识面窄,不向指导老师提问,不能形成良性沟通,导致有效辅导时间减少。
(三)毕业设计学术价值不足
毕业设计选题以工程设计类题目为主,只有少数学生选择施工组织设计或预算。最受欢迎的题目为办公楼、教学楼、实验楼等框架结构设计。建筑工程专业学生就业单位集中在施工单位,少数去设计院、建设单位、监理单位,极少数考研、考公务员,基于此,毕业设计对于大多去施工单位的学生有较大指导作用;但对于继续读研究生的学生而言,可设计有科研意义的毕业设计题目让其参与,从而对其今后研究生学习起到铺垫作用;对于去设计院工作的毕业生,可设计比较实用的框支剪力墙结构进行设计,以便工作后能独挡一面。
(四)毕业设计内容单一
建筑工程专业毕业设计分为两部分:建筑设计和结构设计,其中,建筑设计2周,结构设计11周。建筑设计时间较短,学生一般从网上下载完整的建筑图,造成部分学生的建筑图完全相同,导致后面已经进入结构设计部分时还在修改建筑图,迟迟定不下来,建议可由指导老师提供建筑图,以避免学生在建筑图上浪费时间和金钱。结构设计是建筑工程专业毕业设计的关键,它需要花费更多的时间和精力。建筑工程专业学生大多去施工单位,因而施工组织设计和概预算对学生到施工单位工作也有较大的实际意义,甚至有些建筑工程专业的毕业生毕业后从事概预算相关工作,应把施工组织设计和概预算纳入到毕业设计过程中来。
二、毕业设计改革对策
(一)建立毕业设计标准化题库
学院建立标准化的毕业设计标准化题库,控制题目的难易程度一致。由各个指导老师根据自己在工作过程中参与到的实际工程项目的有关数据,整理出相应类型的毕业设计题目,把设计题目和相应的建筑方案建档进入毕业设计题库。在被选入毕业设计题库前,组织教研室老师对设计题目和建筑方案进行讨论,以便控制题目的难易程度基本一致。在毕业设计开始前,学生可从题库从选择相应题目和方案,以避免出现指导老师名下学生不均的现象。
(二)指导老师小组化
毕业设计可实行分小组和指导老师负责制,即要求2个老师组成一个毕业设计指导小组,原则上该小组题目相同,每小组由20~24名学生组成。设计过程中,每个指导老师单独辅导两次,比不分组前辅导时间增加1倍,可提高辅导的时间和效率。小组中的两名指导老师应及时沟通,并互为评阅人,及时解决毕业设计中学生存在的问题,以保证毕业设计的顺利进行。
(三)毕业设计内容规范化
建筑工程专业结构设计为毕业设计的重点,建筑设计一般只有2个星期的时间。结构设计时间长,要进行细化和标准化,如把结构设计分为电算部分(结构计算、结构施工图绘制)和手算部分,主要包括有:基础设计、地梁设计、梁板柱设计、楼梯设计等,尤其是手算部分,规定应统一,不能出现有的计算一榀框架,而有的只计算一个连续梁,出现难易程度不一致现象。做到尽管学生的毕业设计题目不同,但最终设计成果基本相同。
(四)毕业设计评价科学化
毕业设计的评价应由指导老师根据学生的日常表现和设计成果评价、评阅老师对图纸完成情况及计算书评价、毕业答辩评价三部分组成,每部分比例分别为0.4、0.2、0.4,应提高指导老师在评分中的分量。而实际执行过程中,评阅和答辩往往一起进行,且答辩时指导老师也在答辩委员会成员当中,造成毕业设计评价不规范。指导老师结合日常考勤和设计成果给分;评阅老师评分时可按建筑20%,结构80%的标准制定评分细则;毕业答辩根据自我介绍、图纸情况、计算书、回答问题、应变能力、表达能力、仪表等制定评分细则。在答辩问题上,也要控制难易程度基本一致。
(五)毕业设计二次答辩
为了使学生做毕业设计时不能太过松懈,在毕业设计的动员大会上要求,每个组毕业答辩时,排名最后一个学生必须参加二次答辩,二次答辩委员会由学院安排,答辩更加严格,答辩不及格不能获得毕业证书。此项规定能促进学生努力完成毕业设计,规范毕业设计过程中的管理,以避免其参加二次答辩。
(六)毕业设计公开答辩
为鼓励优秀毕业生做好毕业设计,对于每小组设计过程中表现最突出、答辩表述清晰、回答问题正确的毕业生,学院组织公开答辩推选出学校优秀毕业设计和学院优秀毕业设计,并可考虑颁发证书和适当的物质奖励以此来激励毕业生做好毕业设计。进行毕业设计公开答辩时,应加大宣传力度,尤其是大三马上进入大四即将要做毕业设计的学生。
三、结语
毕业设计是学生在学校的最后一门综合性课程的学习,通过毕业设计使学生掌握基本的设计原理和方法,无论今后从事设计还是施工,都能更好的完成工作。毕业设计指导方法改革和实践意义重大,只有学生勤于学习、指导老师准备充分、计划合理、管理科学、辅导时间充足才能真正提高毕业设计质量,使毕业生学习到真本领,踏入工作岗位后能给贵州大学添光添彩。
作者:卢亚琴 李莉 魏艳辉 王勤征 单位:贵州大学
参考文献:
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[2]舒赣平,卢瑞华,吴京,等.土木工程专业毕业设计教学改革研究[J].高等建筑教育,2007,16(2):105-112.
[3]万泽青.土木工程专业毕业设计教学改革研究[J].山西教育,2007,33(30):227-228.
[4]张先进,金康宁.建筑工程专业毕业设计教学的改革与实践[J].高等建筑教育,1997,(1):38-39.
[5]卢瑞华,舒赣平,范圣刚,等.土木工程专业毕业设计教学改革调查与剖析[J].理工高教研究,2008,27(1):96-99.
引言
在目前激烈的市场竞争中,产品投入市场的迟早往往是成败的关键。模具是高质量、高效率的产品生产工具,模具开发周期占整个产品开发周期的主要部分。因此客户对模具开发周期要求越来越短,不少客户把模具的交货期放在第一位置,然后才是质量和价格。因此,如何在保证质量、控制成本的前提下缩短模具开发周期是值得认真考虑的问题。
模具开发周期包括模具设计、制造、装配与试模等阶段。所阶段出现的问题都会对整个开发周期都有直接的影响,但有些因素的作用是根本的、全局性的。笔者认为,人的因素及设计质量就是这样的因素。因此科龙模具厂采取了项目管理、并行工程及模块化设计等管理上及技术上的措施,以提高员工积极性并改善设计质量,最终目的是在保证质量、成本目标的前提下缩短模具开发周期。
1模具开发的项目管理实施方法
项目管理是一种为了在确定的时间范围内,完成一个既定的项目,通过一定的方式合理地组织有关人员,并有效地管理项目中的所有资源(人员、设备等)与数据,控制项目进度的系统管理方法。
模具之间存在着复杂的约束关系,并且每套模具的开发涉及到较多种岗位、多种设备。因此需要有负责人保证所需生产资源在模具开发过程中能及时到位,因此需要实施项目负责制。另外,项目负责制的实施还便于个人工作考核,有利于调动员工积极性。
模具厂有冲模工程部与塑模工程部。冲模工程部管辖四个项目组,塑模工程部为三个。模具任务分配方式以竞标为主,必要时协商分配。每个项目组设有一个项目经理、约两个设计员、四个工艺师和四个左右的钳工,工艺师包括模具制造工艺与数据编程人员。而其它的各种生产设备及操作员的调度由生产部的调度员统筹安排。如果项目组之间有资源需求的冲突而调度员不能解决时由厂领导仲裁。
厂内员工可通过竞职方式担任项目经理,选拔项目经理有三项标准:(1)了解模具开发的所有工序内容;(2)熟悉模具开发过程中的常见问题及解决方法;(3)有较强的判断和决策能力,善于管理和用人。
项目管理的内容之一就是要确定项目经理应担负的职责。本厂项目经理的职责有:(1)负责组织项目组在厂内竞标、承接新项目;(2)负责与客户交涉,包括确定产品细节、接受客户修改产品设计的要求、反映需要与客户协商才能解决的问题;(3)检查产品的工艺性,如果产品工艺性存在问题,则向客户反馈;(4)制定具体的项目进度计划;(5)负责对承接项目的全过程、全方位的质量控制、进度跟踪及内外协调工作;(6)负责完成组内评审及对重大方案、特殊结构、特殊用途的模具的会审;(7)负责组内成员的工作分配、培训及考核;(8)对组内成员的过失行为负责;(9)负责在组内开展“四新”技术的应用与技术攻关项目的立项、组织、实施等各项工作;(10)及时解决新模具在维修期内的各项整改及维修。
厂领导根据项目完成的时间、质量与成本考核项目经理。然后由项目经理考核项目组内员工,使责、权、利落实到每一位员工,有效调动了员工积极性并显著减少以前反复出现的问题。
2模具开发的并行工程实施方案
并行工程是缩短产品开发周期、提高质量与降低成本的有效方法。实施并行工程有助于提高产品设计、制造、装配等多个环节的质量。并行工程的核心是面向制造与装配的设计(DFMA)[1]。在模具开发中实施并行工程就是要进行产品及模具的可制造性与可装配性检查。
笔者为模具厂提出并实施了如图1所示并行工程实施方案。IMAN是基于统一数据库的PDM系统,基于IMAN集成各种CAX及DFX工具,并利用IMAN
的工作流模型实现了设计过程的集成。基于统一的产品三维特征模型,设计员利用CAD工具进行模具设计;工艺师利用CAM功能进行数控编程及CAPP进行工艺设计;审核者利用CAE功能进行冲压或注射成型过程模拟,利用DFX工具进行可制造性与可装配性分析。以上工作可以几乎同时进行,而且保证了产品及模具的相关尺寸的统一与安全。这就使审查时重点检查模具的方案和结构。基于统一数据库,各种职能的人可以看到感兴趣的某侧面的信息。
DFMA工具的开发是并行工程的工作重点之一。在以往的DFMA方法研究与系统实现中[2],DFMA工具被动地对CAD输出的产品特征进行评价,而不能在CAD系统产生具体产品特征前即在概念设计阶段加以指导,使CAD系统要经过多次设计―检查―再设计循环才能求得满意解。为此科龙模具厂开发了集成CAD系统的DFMA工具。DFMA的工作过程可分两个阶段。第一阶段是,DFMA输出概念设计方案到CAD,这个方案具有最少的零件数量;第二阶段是,而CAD系统输出设计特征模型,经过特征映射后将制造特征模型输入到DFMA工具进行可制造性与可装配性分析。通过这种途径使DFMA知识库得到尽早利用,为缺乏知识的CAD系统把握方向。
通过对产品与模具的可制造性与可装配性的检查,就从源头消除了后续工序可能遇到的困难,大大减少出现缺陷和返工的可能性。
3模具的模块化设计方法与系统研究
缩短设计周期并提高设计质量是缩短整个模具开发周期的关键之一。模块化设计就是利用产品零部件在结构及功能上的相似性,而实现产品的标准化与组合化。大量实践表明,模块化设计能有效减少产品设计时间并提高设计质量。因此本文探索在模具设计中运用模块化设计方法。
3.1模具模块化设计的特点
模具的零部件在结构或功能上具有一定的相似性,因而有采用模块化设计方法的条件,但目前模具设计中应用模块化设计方法的研究报道还很少见。与其它种类的机械产品相比,模具的模块化有几项明显特点。
3.1.1模具零件的空间交错问题
模具零件在三维空间上相互交错,因此难于保证模块组合后没有发生空间干涉;难于清晰地进行模块划分。
笔者采取以下办法来克服这个问题:(1)利用Pro/E(或UGII等三维软件)的虚拟装配功能检测干涉;(2)按结构与功能划分相结合。模块划分就是部件划分并抽取共性过程。结构相对独立的部件按结构进行划分,设计出所谓的结构模块;而在空间上离散或结构变化大的部件则按功能划分,设计出所谓的功能模块。这样划分并进行相应的程序开发后,结构模块的结构可由结构参数为主,功能参数为辅简单求得;而对于功能模块,可由功能参数为主,结构参数为辅出发进行推理,在多种多样的结构形式中做出抉择。
3.1.2凸凹模及某些零部件外形无法预见
某些模具零件(如凸凹模)的形状和尺寸由产品决定因而无法在模块设计时预见到,所以只能按常见形状设计模块(如圆形或矩形的冲头),适用面窄;某些模具零件(如冲压模的工件定位零件)虽然互相配合执行某一功能,但它们的空间布置难寻规律与共性,因此即使按功能划分也不能产生模块。
笔者认为,模块化是部件级的标准化,而零件标准化可视为零件级的模块化。两个级别上的标准化是互相配合的。因此,要开发零件库并纳入模块库,以弥补模块覆盖不全的缺憾。当零件必须逐个构造时,一个齐全的便于使用的零件库对提高效率很有帮助。
3.1.3模具类型与结构变化多
模具可有不同的工序性质,如落料、冲孔等;有不同的组合方式,如简单模、连续模等;还有不同的结构形式,种类极其繁多。因此,必须找到适当途径,使较少的模块能组合出多种多样模具。
为此,笔者提出了以下方法:(1)在Pro/E(或UGII等三维软件)的参数化设计功能及用户自定义特征功能的基础上进行二次开发,使模块具有较大“可塑性”,能根据不同的输入参数可产生较大的结构变化;(2)分层次设计模块。用户可调用任一层次上的模块,达到了灵活与效率两个目标。使用小模块有灵活多变的优点,但效率低,使用大模块则相反。
3.2模具模块化设计的实施
为了实施模块化设计,并证明以上方法的可行性,笔者基于Pro/E二次开发,开发出一套模具模块化CAD系统。系统分两大部分:模块库与模块库管理系统。
3.2.1模块库的建立
模块库的建立有三个步骤:模块划分、构造特征模型和用户自定义特征的生成。标准零件是模块的特例,存在于模块库中。标准零件的定义只需进行后两步骤。
模块划分是模块化设计的第一步。模块划分是否合理,直接影响模块化系统的功能、性能和成本[3]。每一类产品的模块划分都必须经过技术调研并反复论证才能得出划分结果。
对于模具而言,功能模块与结构模块是互相包容的。结构模块的在局部范围内可有较大的结构变化,因而它可以包含功能模块;而功能模块的局部结构可能较固定,因而它可以包含结构模块。
模块设计完成后,在Pro/E的零件/装配(Part/Assembly)空间中手工建构所需模块的特征模型,运用Pro/E的用户自定义特征功能,定义模块的两项可变参数:可变尺寸与装配关系,形成用户自定义特征(User-DefinedFeatures,UDFs)。生成用户自定义特征文件(以gph为后缀的文件)后按分组技术取名存储,即完成模块库的建立。
3.2.2模块库管理系统开发
系统通过两次推理,结构选择推理与模块的自动建模,实现模块的确定。第一次推理得到模块的大致结构,第二次推理最终确定模块的所有参数。通过这种途径实现模块“可塑性”目标。
在结构选择推理中,系统接受用户输入的模块名称、模块的功能参数和结构参数,进行推理,在模块库中求得适用模块的名称。如果不满意该结果,用户可指定模块名称。在这一步所得到的模块仍是不确定的,它缺少尺寸参数、精度、材料特征及装配关系的定义。
在自动建模推理中,系统利用输入的尺寸参数、精度特征、材料特征与装配关系定义,驱动用户自定义特征模型,动态地、自动地将模块特征模型构造出来并自动装配。自动建模函数运用C语言与Pro/E的二次开发工具Pro/TOOLKIT开发而成。UDFs的生成方法及参数驱动实现自动建模的程序见参考文献[4]。
通过模块的调用可迅速完成模具设计。这个系统在本厂应用后了模具设计周期明显缩短。由于在模块设计时认真考虑了模块的质量,因而对模具的质量起基础保证作用。模块库中存放的是相互独立的UDFs文件,因此本系统具有可扩充性。
4总结
由于采取了上述措施,科龙集团某一新品种空调的模具从设计到验收只需三个月就完成了,按可比工作量
计算,开发周期比以前缩短了约1/4,而且模具质量和成本都有所改善,明显增强企业竞争力。
参考文献
1王知衍译,面向制造与装配的产品设计,北京:机械工业出版社,1999
2张林宣,童秉枢,王春河等,一种实用的综合集成DFA系统的研究,清华大学学报(自然科学版),1998,38(11):69-72
论文提要是内容提纲的雏型。一般书、教学参考书都有反映全书内容的提要,以便读者一翻提要就知道书的大概内容。我们写论文也需要先写出论文提要。在执笔前把论文的题目和大标题、小标题列出来,再把选用的材料去,就形成了论文内容的提要。
(二)原稿纸页数的分配
写好毕业论文的提要之后,要根据论文的内容考虑篇幅的长短,文章的各个部分,大体上要写多少字。如计划写20页原稿纸(每页300字)的论文,考虑序论用1页,本论用17页,结论用1—2页。本论部分再进行分配,如本论共有四项,可以第一项3—4页,第二项用4—5页,第三项3—4页,第四项6—7页。有这样的分配,便于资料的配备和安排,写作能更有计划。毕业论文的长短一般规定为5000—6000字,因为过短,问题很难讲透,而作为毕业论文也不宜过长,这是一般大专、本科学生的理论基础、实践经验所决定的。
(三)编写提纲
论文提纲可分为简单提纲和详细提纲两种。简单提纲是高度概括的,只提示论文的要点,如何展开则不涉及。这种提纲虽然简单,但由于它是经过深思熟虑构成的,写作时能顺利进行。没有这种准备,边想边写很难顺利地写下去。以《关于培育和完善建筑劳动力市场的思考》为例,简单提纲可以写成下面这样:
一、序论
二、本论
(一)培育建筑劳动力市场的前提条件
(二)目前建筑劳动力市场的基本现状
(三)培育和完善建筑劳动力市场的对策
三、结论
详细提纲,是把论文的主要论点和展开部分较为详细地列出来。如果在写作之前准备了详细提纲,那么,执笔时就能更顺利。下面仍以《关于培育和完善建筑劳动力市场的思考》为例,介绍详细提纲的写法:
一、序论
1.提出中心论题;
2,说明写作意图。
二、本论
(一)培育建筑劳动力市场的前提条件
1.市场经济体制的确立,为建筑劳动力市场的产生创造了宏观环境;
2.建筑产品市场的形成,对建筑劳动力市场的培育提出了现实的要求;
3.城乡体制改革的深化,为建筑劳动力市场的形成提供了可靠的保证;
4.建筑劳动力市场的建立,是建筑行业用工特殊性的内在要求。
(二)目前建筑劳动力市场的基本现状
1.供大于求的买方市场;
2,有市无场的隐形市场;
3.易进难出的畸形市场;
4,交易无序的自发市场。
(三)培育和完善建筑劳动力市场的对策
1.统一思想认识,变自发交易为自觉调控;
2.加快建章立制,变无序交易为规范交易;
3.健全市场网络,变隐形交易为有形交易;
4.调整经营结构,变个别流动为队伍流动;
5,深化用工改革,变单向流动为双向流动。
三、结论
1,概述当前的建筑劳动力市场形势和我们的任务;
2.呼应开头的序言。
摘 要:传统的工科实验室教学主要是对课程进行辅助教学,对实验室的利用率不高,也限制了学生的动手能力。在提倡应用型教学的今天,实验室应充分发挥其作用,更好地服务于教学环节。文章以水利水电工程专业为研究对象,探讨实验室在工科毕业设计环节中的应用。
关键词:毕业设计;实验室;工科;水利水电工程
中图分类号:G642.3 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2017)05-0036-02
毕业设计是大学生毕业前对所学课程的一个总结。一直以来工科建筑专业毕业设计都是以设计为主,这主要是因为毕业设计是为学生将来走上工作岗位打基础,传统的建筑专业毕业设计的内容包括建筑物设计、施工组织设计、施工预算等,它们都是依托实际工程资料进行虚拟施工安排。随着大学职能的转变以及应用型本科的提出,这就对毕业设计的选题提出了新的要求,要在原有的建筑物设计、施工的基础上,满足学生科研能力的要求,这时,实验室的利用应得到充分重视。
一、工科毕业设计现状
毕业设计作为教学的重要环节,是检验学生大学四年对所学专业课程的掌握程度的重要手段。传统的毕业设计有两种形式:一种是以假定工作实际内容为主的毕业设计,另一种是以资料搜集论述为主的毕业论文。长期以来工科专业结合实际就业方向,毕业设计都是以设计为主,但在设计的执行过程中却遇到越来越多的问题,越来越多的数据资料在网上都有成品,而指导教师的设计资料来源有限,学校资源投入不足,更主要的是毕业设计与很多学生的就业方向不同,学生不感兴趣,就会存在抄袭、应付了事等问题,毕业设计改革迫在眉睫。对毕业设计进行改革,就要从实际问题入手,应l展设计形式的多样性,丰富选题,充分利用学校现有资源,从实际出发了解学生所需,才能更好地为学生服务,发挥毕业设计的真正意义。
二、毕业设计与实验室建设的关系
在日常的教学环节中,对工科的实验室来说,实验内容并不能像理科实验室一样有丰富独立的实验内容,所以对工科实验室利用率较低。高校工科实验室应用主要是以辅助教学的形式,通过课程教材中的基本实验,加深学生对课程的理解,起到辅助教学的作用。其实工科实验室还是很有利用空间的,可以借鉴理科实验室利用方式,通过对课程教材实验内容的验证、对建筑材料力学性能等检验、将实验器材走出实验室在建筑现场进行原位实验、对不同外加剂对建筑产品的影响等等实验内容进行研究,引入毕业设计或形成毕业论文,既满足了学生就业方向的需要,又培养了学生对毕业设计的热情,开阔了毕业设计思路。综合上面所提出的想法,我们想尝试将实验室对毕业设计开放,有效地利用高校资源,尝试探索工科毕业设计新的发展方向。为此我们申请黑龙江省教育科学规划课题青年基金项目“水利工程专业毕业设计选题模式的现状分析及改革研究”,项目以黑龙江大学水利工程专业为试点,尝试以学生自主申请学校开放实验室项目内容为毕业设计题目,为毕业设计探讨一种新的形势。项目预期解决的问题包括以下几方面。
1.扩展毕业设计选题范围。充分利用实验室就不能选择传统的虚拟施工形式的毕业设计,而是通过种种实验数据以及对实验数据进行理论分析,以此来培养学生的科研能力。以实验内容为毕业设计题目,杜绝了学生套用模板、网络抄袭等问题,又培养了学生的动手能力和文字整理能力。但以往工科的实验室很少有科研项目,因为建筑专业以施工方法为主,实验室都只是传统的检测建筑材料或土壤所能承受的力学指标,项目也只是为建筑工程提供相关材料的数据资料,创新性不高。为了让学生的毕业设计题目更具有创新性和代表性,以及更好地调动学生的积极性,所以在选题时将学生意向与教师指导相结合,题目上可以结合生产实习或学生自主实习内容,对某处工程地质条件或相关建筑材料、结构等进行验证;也可以将教师项目中某些学生可行项目作为毕业设计选题,如提供实验数据、数据分析等。当然,因为有的科研项目内容与本课毕业设计目标还是有区别的,所以指导教师在进行选题时应注意难易程度、与教学大纲的交叉情况等。
2.充分利用学校资源。学校资源不单单是利用实验室,高校资源广阔,应充分利用起来,比如说校园网、图书馆、其他专业实验室等,通过校园网中的知网平台可以查阅其他先进的学术理论,以此作为实验项目选题的依据,扩展学生的思路;而通过图书馆文献可以为项目理论确立扎实的理论基础;而其他专业的实验室可以扩展学生的思路,更好地为实验数据服务。学生要想通过实验完成毕业论文内容,扎实的实验数据是最基本的,但现有实验室涉及耗材及简单的仪器的提供可能存在不足,这样还可以通过学校的开放实验室、创新实验室等校园项目提供相应的实验经费,如果是教师科研项目分支,还可以通过项目经费完成,但在项目经费支出等方面还要指导教师严格把关,避免浪费。有些耗材费用过高,还应培养学生根据实验原理自制实验设备。
3.组建设计团队,培养团队精神。既然将实验室实验内容作为毕业设计,关键是要有一定的难度,所以应该鼓励学生组成自己的设计团队,与不同专业、不同年级的学生合作,更应鼓励学生与就业单位合作,利用就业单位相关技术人员及经验,相互取长补短,综合利用所学知识,在科研上有一定建树,在完成实验的过程中展开实际的项目研发,培养学生的团队意识和协作精神。指导教师应在组成团队后,项目开始前对项目进行细致的分工,同时听取项目组成员的想法,安排每个学生搜集与自己工作相关的资料,定期进行交流和整理,由于学生之前没有科研经历,指导教师应多与学生交流沟通,对学生在学术上加以指点,包括资料的整理、实验的操作方法、理论分析的方法及注意事项、论文的写作格式等。
三、实验室在工科毕业设计中的应用
在本次实验项目中,指导教师从原有校级青年基金项目“固化剂对分散性黏土的改良研究”中分解出两个小项目申请学校创新实验室项目:“对针孔实验进行改进的研究”、“外加剂对分散性黏土的影响指标分析”,其中“外加剂对分散性黏土的影响指标分析”申请了省级创新实验室项目。两个项目组成员共八人,考虑到水利工程专业作为工科,一直来毕业设计少有论文形式,所以只确定两个项目负责人将项目作为毕业论文选题,其他项目组成员以兴趣爱好为主,毕业设计仍选择传统的设计形式。首先从大四上学期开始在学生中选择对项目感兴趣的同学并组成项目组,然后在指导教师指导下组织资料申请学校相关项目。项目申请成功后由指导教师对项目组成员进行分工,开始资料搜集:有的学生负责力学部分、有的负责实验原理、有的负责实验过程、有的负责实验材料作用,由学生自己在学术网站及图书馆搜集资料整理成小论文,定期与指导教师进行讨论,结合教材内容,最后形成实验计划。在经指导教师对实验计划进行审查后,开始在实验室进行实验。实验计划应包括实验目的、实验仪器、实验耗材、实验步骤、实验预期目标等,所涉及实验的相关材料,如土壤固化剂、分散性黏土土样以及其他实验耗材等,实验室不具备条件的由所申请校园项目经费统一购买。项目在实验过程中由实验室专职实验教师指导,这主要是避免实验仪器在错误操作使用过程中损坏。实验项目应在本学期结束前完成并形成实验报告,如实验中存在问题应及时进行改进和完善,最后对解决效果进行评价,并进行二次分析。本学期结束前黑龙江大学水利电力学院组织学生开始毕业设计选题,由两名实验项目组成员分别将此次实验作为毕业论文选题,其他学生选择其他设计题目作为毕业设计。在第四学年下学期开始,两名学生根据之前实验报告,搜集资料对实验项目的相关因素进行完善,并形成毕业论文参加答辩。在毕业论文完成过程中,由于前期实验已经完成,因此在论文完成过程中指导教师要严格考核学生对实验数据的分析整理能力。毕业论文答辩时应邀请实验室教师、工程师、项目指导教师共同参与,针对项目内容力求使学生真正掌握实验原理,加深对所学专业知识的认识。
四、结论
1.因为本次规划项目为期一年,但具体实验操作环节只有一学期,所以在实验阶段对实验中存在的如返工、发现新的问题、实验错误整理等修改时间不够充,大四上学期学生课程较少,时间比较充裕,但是实验室教师工作量较多,学生又没有科研经历,在对很多情况处理上增加了指导教师的工作量,所以在学生独立解决问题的能力上还有待增强。
2.在实验过程中,从耗材的购买、土样取得、联系其他实验室等细节工作上,学生执行力不够,未来在项目进行中应形成一系列完整的管理制度。
3.从毕业设计答辩效果来看,学生在实验原理掌握上还有很多不足。对于毕业设计答辩组提出的问题,涉及基础理论、实验原理等,学生答辩效果不理想,这主要是学生对前期资料搜集整理及认识还很不够,未来大三学年下学期学生就应自主完成项目申请,并交由指导教师审批,并且教师要加强对实验操作、理论分析等方面的指导力度。
综上所述,对学生利用实验室完成毕业设计理论上还是可行的,应对项目组成员加强事前、事中、事后的管理,不断完善实验执行内容,执行过程中关键点还是培养科研兴趣及理论知识运用。
参考文献:
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收稿日期:2016-09-07