【优秀】设计方案6篇
为保证事情或工作高起点、高质量、高水平开展,常常需要提前制定一份优秀的方案,方案是从目的、要求、方式、方法、进度等都部署具体、周密,并有很强可操作性的计划。方案应该怎么制定呢?下面是小编为大家整理的设计方案6篇,希望对大家有所帮助。
设计方案 篇1
药品:
半枝莲、95%乙醇、盐酸小檗碱对照品、蒸馏水、盐酸溶液、氢氧化钠溶液、碘-碘化钾试剂
仪器:
722型紫外分光光度计、电子分析天平、电热恒温水浴锅、数据超声波清洗器、微型植物粉碎机、PH计、加热板、循环水式多用真空泵
实验方法:
超生波提取法、半仿生法、正交实验、生物碱的鉴定方法
实验步骤:
一、药品、仪器的准备
二、对照品溶液的制备、波长的测定、标准曲线的制作、推算出回归方程
三、样液的制备
四、用半仿生法提取半枝莲中生物碱
1、单因素实验
(1)温度对提取效果的影响
(2)酸度对提取效果的影响
(3)碱度对提取效果的影响
(4)料液比对提取效果的影响
2、因素、水平的确定及进行正交实验设计:
由单因素温度、酸度、碱度和料液比作为正交试验的四个水平
进行正交实验以确定半仿生法中最优的提取条件
五、超声波辅助半仿生法提取半枝莲生物碱:在上述半仿生法得到的最优提取条件下进行超声波提取
1、单因素实验
(1)温度对提取效果的'影响
(2)提取次数对提取效果的影响
(3)酒精浓度对提取效果的影响
2、因素、水平的确定及进行正交实验设计:
由单因素温度、提取次数、酒精浓度作为正交试验的三个水平进行正交实验以确定在超声波辅助半仿生法提取中的最优条件
六、在超声波辅助半仿生法提取的最优条件下提取半枝莲中生物碱
七、利用紫外分光光度计测定上述提取到的生物碱的吸光度,与标准曲线进行比较,计算出生物碱的量及产率。
八、生物碱的鉴定:
生物碱沉淀反应
1、碘化铋钾试剂反应 取渗漉液1ml,加碘化铋钾试剂1滴~2滴,生成棕色至棕红色者为阳性反应在。
2、碘-碘化钾试剂反应 取渗漉液1ml,加碘-碘化钾试剂1滴~2滴,生成棕黄色沉淀者为阳性反应。
3、硅钨酸试剂反应 取渗漉液1ml,加硅钨酸试剂数滴,生成淡黄色沉淀者为阳性反应。
设计方案 篇2
5月6日、7日,我参加了公司组织的TTT培训。这个培训是一个加油站,而我就是那辆没有油的车子,正在这个加油站不断地加油。这样,才有动力继续前行。
在这个培训中,我深刻感受到只有不断学习、提升技能、努力实践,才能有所收获,有所成长。
回想起自己从小学到大学的每一个阶段学习,检验学习的方法就是通过考试获得好成绩。想要考取好成绩,平时就得在课堂上认真学习,课后努力练习,学而时习之,不亦说乎!
大学毕业后,参加工作,逐渐觉得以前所学的知识与现实工作存在很大差异。以前的文凭、知识只代表我曾经学习过,拥有过。而到了工作中,这些远远不够用。就像一个小杯子里,装满了我的文凭、知识,而我把这杯水倒进一个更大的杯子里时,我发现半杯水都不到。所以,我必须学会放下从前的我,时刻保持学习的心态,学习的'动力,去实践从未掌握的技能,不断地给自己加油。
课堂上,老师分享了学习的不同层面,不是所有的知识都需要记忆,有些知识只需要了解,有些知识是要掌握的;而更多情况下,知识只有在运用和创新中才产生价值。比如,我一下子记了1000个英语单词,但是从来没运用过,这个知识总将被遗忘。反过来,我一个阶段就记100个英语单词,每天不断使用,说出来,用出去,这100个单词我肯定会长期记住。工作上亦如此,我们经常说到QC七大手法,就算我倒背如流了,如果我一次都没有使用,过不了多久,我想我会忘记的。检查表、层别法、柏拉图、因果图、散布图、直方图、控制图,这些图表看似简单,如果不运用到工作中,那它就只是文字上的意义而已。所以,我会一个方法、一个方法地应用,直至熟练。
培训过程中,我不仅收获了学习的喜悦,也收获了对人生的信仰。我非常认可刘老师提倡生活极简的人生观,知足常乐。我们只要快乐生活、健康生活、快乐工作、快乐学习,那就是美好的人生。
非常感谢公司提供这个学习平台和机会,让我通过培训学习,领悟到这些理念和体验到学习成长的乐趣。我期待有更多的学习机会,不断在学习中成长。
设计方案 篇3
[教学目标]
1、知识与能力目标:通过教学,让学生明白树立理想十分重要,要想实现自己的理想,必须做出长远规划和具体规划,通过自身的不断努力来使理想实现。
2、过程与方法目标:通过讨论与举例培养学生分析解决问题的能力
3、情感态度价值观目标:通过学习学习让学生正确对待生活中的问题,树立确实可行的饿理想。并为之努力奋斗
[教学重点] 对理想的规划和理想的实现
[教学难点] 树立理想的重要性
[课时安排 1课时
教学过程
(导入)小松上初一后,在学习上非常懒散,整天就想着玩,还经常不完成作业,期末考试的成绩十分不理想。假期到了,在清华大学上学的表哥来小松家玩,表哥的风度和学识令小松大开眼界,小松也产生了对清华大学的向往。开学后,小松就象变了个人似的努力学习,在第二学期的考试中取得了非常大的进步,到了初三年级后,小松的成绩已经稳定在班级前五名了。
设问:
1.为什么小松的学习成绩发生了这么大的.变化?
2.你能否猜测并描述小松第二学期的学习状态?
3.这一事例对你有什么启示?
(学生回答,教师总结) 这是因为他在学习上有了明确的目标,我们每个人在学习、未来职业、道德、人生甚至家庭生活方面都有追求的目标,用一个词来概括,就是理想。
理想在一个人的生活中起着重要的作用,在现实生活中有许多这样的事例,谁能举例说明理想的作用?
通过例举事例证明大家对理想的作用都有一定的认识,能否用一句话来概括:理想是……,如果没有理想……
(板书)一、正确对待理想和现实
1、 树立人生理想
你的理想是什么?
怎样才能实现这个理想呢?下面这个故事可以给你一些启示。
(事例)日本有一个叫做山田本一的马拉松选手曾两次获得过世界马拉松大赛的冠军,当记者问起他成功的经验时,这位内向的选手并没有明确说出答案。但十年后,人们在他的自传中找到了答案,他在自转中是这么说的:起初,我把我的目标定在40多公里外的那面旗帜上,结果我跑到十几公里时就疲惫不堪了,我被前面那段遥远的路程给吓倒了。后来,我每次比赛前都要乘车把比赛的路线仔细看一遍,并把沿途比较醒目的标志做为目标画下来,比赛开始后,我先朝第一个冲,冲过第一个目标后,又朝第二个目标努力。就这样,40多公里的赛程,就被我分解成几个小目标轻松地跑完了。
(设问)当山田本一把自己的目标定在40多公里外的那面旗帜时,他跑到十几公里时就疲惫不堪了;而当他把目标分解为几个小目标后,他轻松的就跑完了全程。你认为原因是什么?
山田本一的做法对于你树立和实现自己的理想有什么启示?
(教师总结)实现理想,需要对人生作出规划,这个规划要尽可能长远,这样我们就不会在人生的某个阶段找不到目标而迷失方向;这个规划还要尽可能具体,可以把它划分为若干个阶段性目标,这样一步步付出努力,理想就不会仅仅是我们的美好愿望。
(设问)当山田本一发现原来的方式不能够助他成功的时候,他马上进行了调整,最终实现了自己的愿望,你从中得到了什么启示?
(教师总结)在理解树立和实现过程中,我们要根据自己的能力、兴趣等实际情况出发,进行适当调整,以缩短理想和现实之间的距离,推动理想的实现。正如每个初三年级的同学都希望能提高成绩,我们应当根据实际情况制定出符合自己在每个阶段实际情况的目标和学习计划。
设计方案 篇4
一、教学设计说明:
1.教材分析
《济南的冬天》是老舍在济南齐鲁大学任教时所写的一篇情辞并茂、诗意盎然的写景散文。文章生动而真切地描写了冬天的济南气候温和、山青水绿、度冬如春、美丽如画的景色,抒发了作者对祖国山河的热爱和赞美之情。题目《济南的冬天》明确地交代了描写的地方和时令。济南位于山东省内,它的南面距市中心五里有著名的千佛山,东接佛懋山,西边南马鞍山、四里山,这些山形成了济南的天然屏障。它们都是“小山”,最高的千佛山海拔也只有285米。济南的冬天与北中国的其他地方的冬天的气候截然不同。
文章抓住“温晴”这一文眼来构思,角度独特,描绘出济南冬天特有的魅力,在描写景物时,语言准确生动,表达出作者对济南的热爱之情。因此,在学习这篇课文时,可以让学生品味其中富有表现力的语言,受到美的熏陶。
全文思路清晰,安排有序。先总提济南冬天“温晴”的特点,再从济南的山、水两方面写出济南冬天的这一特点,最后以一句简明有力而耐人寻味的话结束全文。寓情于景,情景交融是本文写作的一个特点。优美的意境中,表达出作者赞美的真情。
2. 学情分析
对于老舍,孩子们已经学习了他的作品《猫》,对他有了一个浅显的了解,虽然说老舍对于孩子们来说不算陌生,但是大多数学生并没有读过他的其他作品,对于作家本身知之甚少,所以通过本课学习,让孩子们对老舍有一个更加深入的认识。《语文课程标准》明确指出:“应让学生在主动积极的思维和情感活动中,加深理解和体验,有所感悟和思考,受到情感熏陶,获得思想启迪,享受审美乐趣。”据此并结合本文内容,教给学生学习方法如:画面再现法、鉴赏品评法、合作探究法,做到授之以渔。本课就以新的课程理念为指导,营造开放而富有活力的课堂,培养学生的阅读能力,发展思维,启迪智慧。
3.教学目标:
【知识与能力目标】
1.正确认读5个要求会认的生字,掌握2个要求会写的生字,理解“温晴”、“响晴”“设若”、“水墨画”、“贮蓄”、“空灵”等词语的意思。
2.正确、流利、有感情的朗读课文,背诵课文。
3.理解课文内容,体会拟人、比喻等修辞方法在写景中的作用,品味优美的语言。
4.培养学生搜集信息,以及预习课文的能力。
5.学习作者抓住景物特征展开描写,情景交融的写法。
【过程与方法目标】
通过自主学习、小组合作探究的学习方式,使学生各种形式的反复朗读中理解课文,达到有感情的朗读课文。
【情感态度价值观目标】
1).培养学生热爱祖国河山的感情,培养学生的审美能力。
2).领会作者抓住主要景物的主要特征细致描绘,情景交融地表达对祖国宝地济南的赞美之情。
4.教学重点:教学重点是比喻、拟人等修辞手法的运用及描写景物的方法,以及领会作者抓住主要景物的主要特征细致描绘,情景交融的表达对祖国宝地济南的赞美之情。侧重讲析第3段和第5段。教学难点则是作者情景交融的写法。
1)、理解课文内容,有感情地朗读课文,感知内容。
2)、引导学生把握阅读写景抒情散文的方法,特别是比喻和拟人手法的运用。
5.教学难点:
1)、景物描述方法和作者感情的抒发。
2)、揣摩语言,体会作者对景物独特的感受及其寄予的深情。
二、教学准备:
1、多媒体课件。
2、学生熟读课文,会生字,能准确注音,排除字词障碍
3、学生课前查阅相关背景资料,搜集有关作者老舍的资料。
三、教学步骤:
第一课时
一、 谈话导入,揭示课题。
同学们,我们都经历过冬天,那么,石家庄的冬天给你什么样的感受?
说到北方冬天的时候,我们的脑海里总是浮现出那白雪皑皑的画面,千里冰封,万里雪飘,也会想到呼啸的北风,迎面如刀割的凛冽寒风,朔风怒号、冰封雪飘、天寒地冻的萧条画面。总之,北方的冬天给我们的感受既有美丽的雪景,也有刺骨的寒风。然而,在北中国有这么一个地方,不但那里的美景让人流连忘返,而且冬天里没有呼啸的寒风,却有着无限的温暖,那水不但不结冰,反倒冒着点热气,同学们,知道那是什么地方吗?今天,我们一起跟随老舍的脚步一起走进《济南的冬天》,去观看济南冬天的美景,去感受那冬天里的温情吧。
设计意图:由学生熟悉的事物自然导入,给学生以亲切自然之感,同时教师也点到了济南的冬天与一般的北方冬天有不同之处,给学生以提示。
二、验收预习第一项,初读课文,扫清字词障碍。
出示预习要求:
(1)读准字音,读通课文。把易读错的字音和难写的生字记在预习本上,并想办法记住它。
(2)了解文章大意,想想济南的冬天的特点是什么?
(3)搜集有关老舍的资料。
1、通过小组学习的方式,验收预习第一项。
过程:4人小组学习中1号同学当小组长负责组织轮读课文,互相倾听,汇集预习中读音、生字词问题,并互助解决,解决不了的由组长负责记录在预习本中。
2、全班交流自学成果与遗留问题。
3、教师出示整理的本课生字词和易读错的词语。2号同学负责,在小组中读正确。
4、检查词语能否读正确。3号同学读词语。
5、再读课文,要求读正确、通顺。
6、检查课文朗读情况。4号同学在小组读课文。
设计意图:本环节意在通过小组学习的主要形式验收学生的认读情况,小组学习充分调动了学生学习的积极性,使每个同学都能在团队中负责,都有任务,锻炼、培养了每个学生的能力。
三、验收预习第二项,读课文,理清文章脉络,概括大意。
1、 默读课文,然后试着想一想济南的冬天的总的特点是什么?
济南的冬天——温晴
设计意图:让学生在理清文章脉络的基础上,可以整体有序的理解文本。概括文章大意,培养学生概括文章的能力。这在教学大纲中对高年级段提出了明确的要求。
四、再读课文,感受。
1、教师设置情景导入,让孩子们想象济南的冬天的画面。
2、课文是从哪几个方面来写济南的冬天的?
预设:去感受济南的冬天。
3、配乐创设情境,朗读体会济南冬天的美。
设计意图:让学生理清文章脉络之后,可以整体有序的理解文本,从不同的角度来分析,可以让学生交流的过程更加整合,使学生在课堂上的交流讨论有更热烈,有更多的感受与同伴分享。
第二课时
一、导入。
上节课,我们初读了《济南的冬天》这篇课文,和作者一起分享了冬天的济南气候温和、山青水绿、度冬如春、美丽如画的景色。谁来说一说,文章围绕“济南的冬天”主要讲了哪几方面的内容?
设计意图:复习导入,回顾全篇,尽快让学生走进文本,为后面赏析课文做好准备。
这节课我们再次走进这个不同寻常的“冬天”,品读句子,体会作者的思想感情。
二、围绕中心话题,体会济南冬天的特点以及作者的情感:
学生赏析济南山、水
接着作者又写了济南的山、水,现在请四组同学的代表分别上台给我们介绍作者笔下的山水,其余同学把书合上,从画中,从同学的复述中感受济南的山、水。
1、第一张图片:阳光下山景图。
请第一组学生代表上台根据图片复述课文第二自然段内容。
教师提问:济南阳光下小山有什么特点?
教师引导下学生回答。
板书:阳光下的小山:温晴
2、第二张图片:薄雪后山景图。
请第二组学生代表上台根据图片复述第三自然段内容。
教师指导背诵:根据学生复述按山上——山尖——山坡——山腰的空间顺序指导背诵。
提问:济南小雪的小山有什么特点?
板书:小雪后的小山:秀气
3、第三张图片:城外远望山景图、冒着热气的绿水图
设计意图:使学生从整体到局部对问有一个更高层次的认识。
三、深入品读课文,体会情感。
1、小组交流中心话题。
课文处处流露着作者对冬天的济南的热爱。现在找出文中相关的语句用心读一读,谈谈自己的感受,并在小组中交流交流。
2、全班交流。
预设点:
①“这一圈小山在冬天特别可爱,好像是把济南放在一个小摇篮里,它们安静不动地低声说:‘你们放心吧,这儿准保暖和。’”
用“小摇篮”比喻小山围城的地理环境,用“看护者”比喻四周的的小山,加上温存体贴的抚慰,写出这一圈小山的特别可爱。
②.“一个老城有山有水,全在天底下晒着阳光,暖和安适地睡着,只等春风来把它们唤醒”。
“睡着”、“唤醒”是拟人的写法,将老城人格化,使之带有生命的感觉与意味,表现了济南“暖和安适”的特点。
③“山坡上卧着些小村庄,小村庄的房顶上卧着点雪。”
“卧”字用得很贴切。济南城外的小村庄被作者赋予了生命和感情,它们都“安适地睡着”,尽情享受这“温晴”的天赐。这“卧”字,正好与第二段中的“好像是把济南放在一个小摇篮里”相呼应,用拟人的手法写活了济南。
④雪后山景妙在雪光、雪色:“山上的矮松越发的青黑,树尖上顶着一髻儿白花”,松的翠与雪的白相映成趣;“山尖全白了,给蓝天镶上一道银边”,如洗的`蓝天与似银的白雪相映生辉;“一道儿白,一道儿暗黄,给山们穿上一件带水纹的花衣”,白雪与暗黄的草色,组成彩色的美景。妙在雪态:“这件花衣好像被风儿吹动,叫你希望看见一点更美的山的肌肤”以动写静,写出动人的形态;“那点薄雪好像忽然害了羞,微微露出点粉色”把薄雪比喻成害羞的少女,写出雪的情态。
在实际课堂中,学生的回答可能会不定性的说到某一部分。教师深入学生回答,与之展开深入对话,有机结合在一起。
设计意图:以一个问题,统领全课。课堂上,教师把宝贵的时间还给了学生,促进了学生的阅读、探究、感悟。学生在思考和感悟文章的过程中,品词析句,感情朗读,深刻领悟作者对济南冬天的热爱。
二、回顾全篇,拓展延伸。
1、向生活延展。
教师引导:老舍先生写济南的冬天抓住了景物特点,你写《家乡的冬天》准备抓住什么特点?
学生写简要发言提纲,然后口述。
教师作综合评价。
设计意图:通过回顾全篇,由文本向生活延展,将语文打开。
①推荐阅读:《沁园春.雪》
三、作业。
1、背诵整篇文章。
2、学了本文之后,你的感想是什么?记录下今天的收获。可以采用诗歌、文字配画等形式。
3、请你仔细观察你家乡冬天的景物,倾注你对家乡无限热爱之情,借鉴课文中的某些写法,将最有特点的景物写出来,自拟题目,字数不限。
设计意图:向书的世界引领,激励着学生种下自己心中生命之花的种子。
四、板书设计
12 济南的冬天
课后检测:
一、给加点的字注音:
济南()绿萍()
宽敞()澄清()
二、看拼音,写汉字。
bì
1、小明一()上眼睛,就会想起那位可怜的老奶奶。
chǎng
2、你应该向大家()开心扉,这样你才能得到别人的帮助和关爱。
jǐ
3、他的老家是山东省()南。
三、填空:
1、《济南的冬天》作者是(),原名(),字()( )人。(地点)
2、《济南的冬天》中济南的冬天的总的特点是(),字里行间表现了作者对济南冬天的热爱。
3、老舍用饱含深情的笔,从( )( )几个方面来描写了济南的冬天。
四、读句子,想一想表现了济南冬天怎样的特点,你从中体会到了作者怎样的思想感情?
1、一个老城有山有水,全在天底下晒着阳光,暖和安适地睡着,只等春风来把它们唤醒。
2、山坡上卧着些小村庄,小村庄的房顶上卧着点雪。
设计方案 篇5
活动目标
1、知道一些气象变化与动物习性变化之间的关系。
2、能根据动物的特殊表现来推断并预报天气。
3、对探索天气奥秘感兴趣。
活动准备
1、图片-蚂蚁搬家
2、纸、笔、展板。
活动过程
一、谈话引起幼儿对动物能预报天气的兴趣。
1、教师:明天会不会下雨?怎样才能知道天气会不会变化呢?
2、教师:除了天气预报会告诉我们天气的变化,还有谁会告诉我们?
3、教师:小动物们知道天气要变化了,会有哪些反常的举动呢?
二、教师引导幼儿讨论哪些动物能预报天气。
1、观看下雨天蚂蚁上树的图片,引导幼儿观察蚂蚁在下雨天的表现。
2、提问:它们是谁?在干什么?为什么要这样?
3、教师讲述"蚂蚁搬家"的.原因。
4、讲述 “蜻蜓”“燕子” 低飞的故事。
提问:除了蚂蚁能预报天气外,你还知道哪些动物能预报天气,它们是怎样预报天气的?
5、请个别幼儿在大家面前介绍,鼓励幼儿说出与别人不同的内容,
教师在黑板上用简单图标记录幼儿讲述的动物。
三、教师请每组幼儿选一名幼儿在集体中介绍本组幼儿讨论的内容。
1、教师引导幼儿用展板的形式介绍动物预报天气的情况。
2、教师引导幼儿将自己知道的能预报天气的动物及它们怎样预报天气的,
用绘画的形式表现出来,并布置成展板。
四、教师和小朋友一起总结成一首儿歌,并游戏。
1、动物世界真奇妙,它能预报天下雨。
蚂蚁搬家要下雨,
小鱼水上游要下雨,
燕子低飞要下雨,
蜻蜓低飞要下雨,
乌龟冒汗要下雨,
天晴青蛙捉虫静悄悄,
树上知了声声叫,下雨知了无声响,
青蛙呱呱叫。
真有趣!哗啦哗啦天下雨。
2、小朋友扮演动物玩下雨的游戏。
设计方案 篇6
根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征,将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。
一、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。系统化设计思想于70年代由德国学者Pahl和Beitz教授提出,他们以系统理论为基础,制订了设计的一般模式,倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上,制订出标准VDI2221“技术系统和产品的开发设计方法。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.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。
2.图形建模法。研制的“设计分析和引导系统”KALEIT,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Nijssen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。
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。将方案的“构思”具体描述为:根据合适的功能结构,寻求满足设计任务要求的原理解。即功能结构中的分功能由“结构元素”实现,并将“结构元素”间的物理联接定义为“功能载体”,“功能载体”和“结构元素”间的相互作用又形成了功能示意图(机械运动简图)。方案的“设计”是根据功能示意图,先定性地描述所有的“功能载体”和“结构元素”,再定量地描述所有“结构元素”和联接件(“功能载体”)的形状及位置,得到结构示意图。Roper,H.利用图论理论,借助于由他定义的“总设计单元(GE)”、“结构元素(KE)”、“功能结构元素(FKE)”、“联接结构元素(VKE)”、“结构零件(KT)”、“结构元素零件(KET)”等概念,以及描述结构元素尺寸、位置和传动参数间相互关系的若干种简图,把设计专家凭直觉设计的方法做了形式化的描述,形成了有效地应用现有知识的方法,并将其应用于“构思”和“设计”阶段。
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。将矩阵作为机械系统方案设计的基础,把机械系统的设计空间分解为功能子空间,每个子空间只表示方案设计的一个模块,在抽象阶段的高层,每个设计模块用运动转换矩阵和一个可进行操作的约束矢量表示;在抽象阶段的低层,每个设计模块被表示为参数矩阵和一个运动方程。
5.键合图法。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。
二、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(如通用零件部件等)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。Feldmann将描述设计任务的功能化产品结构分为四层,(1)产品→(2)功能组成→(3)主要功能组件→(4)功能元件。并采用面向应用的结构化特征目录,对功能元件进行更为具体的定性和定量描述。同时研制出适合于产品开发早期和设计初期使用的工具软件STRAT。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。
三、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。
四、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VDI2221,研制出适合于产品设计初期使用的多媒体开发系统软件MUSE。
我国利用虚拟现实技术进行设计还处于刚刚起步阶段。利用面向对象的技术,重点研究了按时序合成的机构组合方案设计专家系统,并借助于具有高性能图形和交换处理能力的OpenGL技术,在三维环境中从各个角度对专家系统设计出的方案进行观察,如运动中机构间的衔接状况是否产生冲突等。
五、各类设计方法评述及发展趋势
综上所述,系统化设计方法将设计任务由抽象到具体(由设计的任务要求到实现该任务的方案或结构)进行层次划分,拟定出每一层欲实现的目标和方法,由浅入深、由抽象至具体地将各层有机地联系在一起,使整个设计过程系统化,使设计有规律可询,有方法可依,易于设计过程的计算机辅助实现。
结构模块化设计方法视具有某种功能的实现为一个结构模块,通过结构模块的组合,实现产品的方案设计。对于特定种类的机械产品,由于其组成部分的功能较为明确且相对稳定,结构模块的划分比较容易,因此,采用结构模块化方法进行方案设计较为合适。因此,若将结构模块化设计方法用于一般意义的产品方案设计,结构模块的划分和选用都比较困难,而且要求设计人员具有相当丰富的设计经验和广博的多学科领域知识。
机械产品的方案设计通常无法采用纯数学演算的方法进行,也难以用数学模型进行完整的描述,而需根据产品特征进行形式化的描述,借助于设计专家的知识和经验进行推理和决策。因此,欲实现计算机辅助产品的方案设计,必须解决计算机存储和运用产品设计知识和专家设计决策等有关方面的问题,由此形成基于产品特征知识的设计方法。
目前,智能化设计方法主要是利用三维图形软件和虚拟现实技术进行设计,直观性较好,开发初期用户可以在一定程度上直接参与到设计中,但系统性较差,且零部件的结构、形状、尺寸、位置的合理确定,要求软件具有较高的智能化程度,或者有丰富经验的设计者参与。
在机械产品方案设计中,视能够实现特定功能的通用零件、部件或常用机构为结构模块,并将其应用到系统化设计有关层次的具体设计中,即将结构模块化方法融于系统化设计方法中,不仅可以保证设计的规范化,而且可以简化设计过程,提高设计效率和质量,降低设计成本。网络技术的蓬勃发展,异地协同设计与制造,以及从用户对产品的功能需求→设计→加工→装配→成品这一并行工程的实现成为可能。但是,达到这些目标的重要前提条件之一,就是实现产品方案设计效果的三维可视化。为此,不仅三维图形软件、智能化设计软件愈来愈多地应用于产品的方案设计中,虚拟现实技术以及多媒体、超媒体工具也在产品的方案设计中初露锋芒。
机械产品的方案设计正朝着计算机辅助实现、智能化设计和满足异地协同设计制造需求的方向迈进,由于产品方案设计计算机实现方法的研究起步较晚,目前还没有成熟的、能够达到上述目标的方案设计工具软件。作者认为,综合运用文中四种类型设计方法是达到这一目标有效途径。虽然这些方法的综合运用涉及的领域较多,不仅与机械设计的领域知识有关,而且还涉及到系统工程理论、人工智能理论、计算机软硬件工程、网络技术等各方面的领域知识,但仍然是产品方案设计必须努力的方向。国外在这方面的研究已初见成效,我国设计学者也已意识到CAD技术与国际交流合作的重要性,及其应当采取的措施。
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