方案的構思方法

時間:2022-09-05 08:49:53

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方案的構思方法

第1篇

因此,無論今后計算機和繪圖軟件多么先進,設計師都不能丟掉手中的筆,具備嫻熟的徒手設計表達能力是其應有的基本素質。其作用主要反映在以下幾個方面:

l、收集信,良設計師要經常用圖形來記錄國內外優秀的設計信息、動態、時尚及優秀作品,市場中出現的新產品,以及在圖書資料、互聯網中出現的各種產品設計與創新信息,這種圖形表現較之文字記錄更加明確直觀,可以彌補文字表達的不足。而這些信息都是設計師在方案構思時的起點依據和創造元素,一個優秀的設計師要真正做到筆不離手。

2、記錄構思:設計師平時要注意觀察生活,及時記錄人在各種生活和工作環境中出現的問題和新的需求,總結其經驗,及時記錄自己對社會、自然或生活以及技術等各方面的思考和因其帶來的設計靈感。

3、激發構思:設計師在方案構思過程中,有很多方案是不成立需要放棄的,有很多方案是可以進一部深化的,有很多方案是可以互相打散或重新整合的,快速的徒手設計表達可以對眾多的方案進行直觀的評價、比較、篩選,以供進一步深化,或由此而產生新的靈感和構思。

4、樹立信心:快速、準確、生動的設計徒手表現圖能夠樹立設計師設計構思的熱情,樹立自己的設計信心。

5、設計交流:工業產品設計是一個群體的工作,設計師往往要和工程技術人員進行交流和配合,要和市場銷售人員對產品進行預測,設計效果圖是最清晰、最明確、最直觀的交流語.

6、市場預測:通過對市場與消費者進行調查與咨詢,考察新產品的市場前景以及消費者對新產品的反饋意見。

7、提供決策:準確生動的產品預想圖可以為企業決策者對新產品開發提供直觀判斷,增加領導對新產品投人市場的信心。

畫好設計表現圖所應該具有的條件:

1、要具備扎實的設計修養,包括色彩的基本理論、造型基礎和形態的空間想象能力,要通過訓練和思考把握形態創造的審美規律,提高造型語言的傳達能力,增強形態的視覺協調能力,要理解產品的設計規律,強調重點與非重點,運用繪畫的虛實關系增強設計構思的藝術效果,不能一味地追求畫面技巧,流于形式,使設計方案最終不能實施。要有勤奮刻苦的精神,勤學多練,熟能生巧。

2、要學會分析各種材料質感的光影規律,歸納各種材料質感的表現方法和手段。

3、要熟練掌握透視的基本規律和理論,養成觀察與分析物體形態基本結構的方法與習慣。

4、要陪養學科的綜和性和思維的發散性,通過畫圖調動自己對產品設計中關于產品創新、產品功能、產品材料、產品結構、加工工藝、形態語義的整體思考能力。

第2篇

一、室內設計的方法。

二、室內設計的程序步驟。

關鍵詞:室內設計家庭裝修

一、室內設計的方法

室內設計的方法,這里著重從設計者的思考方法來分析,主要有以下幾點:

1、大處著眼、細處著手,總體與細部深入推敲

大處著眼,即是如第一章中所敘述的,室內設計應考慮的幾個基本觀點。這樣,在設計時思考問題和著手設計的起點就高,有一個設計的全局觀念。細處著手是指具體進行設計時,必須根據室內的使用性質,深入調查、收集信息,掌握必要的資料和數據,從最基本的人體尺度、人流動線、活動范圍和特點、家具與設備等的尺寸和使用它們必須的空間等著手。

2、從里到外、從外到里,局部與整體協調統一

建筑師A.依可尼可夫曾說:“任何建筑創作,應是內部構成因素和外部聯系之間相互作用的結果,也就是‘從里到外’、‘從外到里’。”

室內環境的“里”,以及和這一室內環境連接的其他室內環境,以至建筑室外環境的“外”,它們之間有著相互依存的密切關系,設計時需要從里到外,從外到里多次反復協調,務使更趨完善合理。室內環境需要與建筑整體的性質、標準、風格,與室外環境相協調統一。

3、意在筆先或筆意同步,立意與表達并重

意在筆先原指創作繪畫時必須先有立意,即深思熟慮,有了“想法”后再動筆,也就是說設計的構思、立意至關重要。可以說,一項設計,沒有立意就等于沒有“靈魂”,設計的難度也往往在于要有一個好的構思。具體設計時意在筆先固然好,但是一個較為成熟的構思,往往需要足夠的信息量,有商討和思考的時間,因此也可以邊動筆邊構思,即所謂筆意同步,在設計前期和出方案過程中使立意、構思逐步明確,但關鍵仍然是要有一個好的構思。

對于室內設計來說,正確、完整,又有表現力地表達出室內環境設計的構思和意圖,使建設者和評審人員能夠通過圖紙、模型、說明等,全面地了解設計意圖,也是非常重要的。在設計投標競爭中,圖紙質量的完整、精確、優美是第一關,因為在設計中,形象畢竟是很重要的一個方面,而圖紙表達則是設計者的語言,一個優秀室內設計的內涵和表達也應該是統一的。

二、室內設計的程序步驟

室內設計根據設計的進程,通常可以分為四個階段,即設計準備階段、方案設計階段、施工圖設計階段和設計實施階段。

1、設計準備階段

設計準備階段主要是接受委托任務書,簽訂合同,或者根據標書要求參加投標;明確設計期限并制定設計計劃進度安排,考慮各有關工種的配合與協調;

明確設計任務和要求,如室內設計任務的使用性質、功能特點、設計規模、等級標準、總造價,根據任務的使用性質所需創造的室內環境氛圍、文化內涵或藝術風格等;

熟悉設計有關的規范和定額標準,收集分析必要的資料和信息,包括對現場的調查踏勘以及對同類型實例的參觀等。

在簽訂合同或制定投標文件時,還包括設計進度安排,設計費率標準,即室內設計收取業主設計費占室內裝飾總投入資金的百分比。

2、方案設計階段

方案設計階段是在設計準備階段的基礎上,進一步收集、分析、運用與設計任務有關的資料與信息,構思立意,進行初步方案設計,深入設計,進行方案的分析與比較。

確定初步設計方案,提供設計文件。室內初步方案的文件通常包括:

1、平面圖,常用比例1:50,1:100;

2、室內立面展開圖,常用比例1:20,1:50;

3、平頂圖或仰視圖,常用比例1:50,1:100;

4、室內透視圖;

5、室內裝飾材料實樣版面;

6、設計意圖說明和造價概算;

初步設計方案需經審定后,方可進行施工圖設計。

3、施工圖設計階段

施工圖設計階段需要補充施工所必要的有關平面布置、室內立面和平頂等圖紙,還需包括構造節點詳細、細部大樣圖以及設備管線圖,編制施工說明和造價預算。

4、設計實施階段

第3篇

圖形思維方法在室內設計中有著至關重要的作用,其方案的形成和方案的最終表達都離不開圖形思維方法,它可以與抽象思維方法、創造性思維方法等相結合,在室內設計方案的形成中幫助思考,是設計師必須采用的方法,在室內設計的整個過程中,圖形思維方法具有重要意義。

關鍵詞:

圖形思維方法;室內設計;運用;表現特征

一、圖形思維方法的定義

圖形思維方法是運用圖形、圖像等視覺概念來表達抽象思維,將抽象的設計知識、設計經驗轉化成直觀的視覺屬性,運用草圖、分析圖、效果圖等來解釋方案的設計思維,將設計師的思想和理念客觀地表達出來,使設計師、用戶和生產商這三者能有效溝通聯系。另外,圖像思維方法能將那些看到的、聽到的和想到的事物及時記下并賦予美學價值,然后在設計中加以引用,圖形思維方法能直觀地再現思維、直覺、心靈和創造,是人們進行設計思維所必備運用的方法。

二、圖形思維方法在室內設計中的若干形式

在進行室內設計時很多時候都要依賴于表現,而表現在很大程度上又是以圖形來表達,因此,在室內設計中,圖形思維方法起到很重要的作用。在室內設計的整個過程中每個階段幾乎都用到圖形思維方法,這里的圖形思維方法主要指的是運用各種工具繪制不同類型的形象圖形,并與多種思維方式一起共同進行思維。在室內設計中,圖形思維方法主要有三種形式:

(一)空間實體可視形象圖形

空間實體形象圖形主要表現為速寫式空間透視草圖或空間界面樣式草圖。畫一張室內透視速寫草圖,能有效幫助設計師與他人進行設計構思的交流。這種速寫式的圖形思維表達還能幫助設計師在紙上畫出大量不同的構思設想,進而將這些設想發展成為最終的設計方案,這是一個輕松而隨意的過程,能開闊設計師的思路,讓方案具備多種變化,因此,速寫草圖是室內設計的最初形式。

(二)抽象幾何線平面圖形

這種圖形在室內室內設計中主要表現為關聯矩陣坐標、樹形系統和圓方圖形三種形式,在室內設計中,主要用在開始階段用來幫助空間分析,進行圖解和快速草圖。比如進行室內設計的功能分析、各空間人流路線分析、特定功能分析、設備家具分析等,這些分析如果只用文字或者速寫的形式來表達,要么不夠直觀理解有一定困難,要么工程量大,分析起來很吃力,所以,運用抽象的符號是最好的解決辦法。運用抽象式的符號能清晰直觀地理清各空間的功能屬性和相互關系,能幫助設計師理清思路,設計出合理完美的空間。

三、圖形思維方法在室內設計中的運用

按照圖形思維方法在室內設計中的形式劃分,圖形思維方法在室內設計中的運用主要分類為以下幾種:

(一)抽象幾何線平面圖形的思維方式運用

這種圖形思維方式主要用于設計的初期階段,通過網絡圖、樹形圖和矩陣圖等形式,對室內空間進行各方面的分析,包括功能分析、流線分析、空間尺度分析等。在設計中,要善于運用符號化的圖形語言,如各空間以圓圈表示,空間之間的關系用線來表示,線的寬度、顏色、形式等的不同可以表示空間之間聯系的強弱、疏密等,圓圈位置的不同也能用來表示各空間在平面上的布置關系等。這種運用抽象的語言表達各室內空間的功能關系、尺度關系等的方法,簡潔而又直觀,能夠幫助設計師理清思路,更有的效記憶。

(二)速寫草圖的圖形思維方式運用

在對室內空間進行空間分析之后就可以運用速寫草圖的圖形思維方式進行三維的空間構思了,這種徒手畫出來的草圖最后大多發展成為完整的設計方案。速寫草圖可以畫出很多張,然后從中挑選出有價值有設計意義的草圖進行深入刻畫,構思時,可以多角度多方位地考慮,如空間形式、流行趨勢、設計理念、藝術風格、構圖法則等,多看多畫,抓住畫草圖產生的諸多靈感,深化設計,完善設計方案。

四、圖形思維方法在室內設計中的表現特征

在室內設計中,方案各階段所運用的圖形思維方法不同,其表現特征也不同,運用速寫草圖的圖形思維方式時,主要進行初期的方案構思,重點在于迅速地捕捉到內心的強烈感受或者是存在腦子里的空間環境記錄,這是一個感性思維的過程,不同的人對于同一個體同一空間能畫出不同的速寫草圖,即使是同一個人在不同的時期面對同一空間也能畫出不同的速寫草圖,這是個人的設計思維的表達,具有多樣性的特征。對空間進行圖解分析屬于理性思維,這是基于功能要求、使用要求和尺度要求等方面進行的一種分析表達,它表現為抽象的幾何圖形,通過這些抽象的幾何圖形,能有效地表達各空間的使用要求和功能關系。而畫法幾何嚴謹的圖形則是直觀地表達,是方案最終階段的表現形式,它接觸的是用戶與生產商,它必須做到清晰明確,直觀具體,便于人們理解感受。

五、圖形思維方法在室內設計中的作用

在室內設計中運用圖形思維方法首先能有助于設計師抓住瞬間迸發的思維火花,能對方案有最初的想法和構思,通過設想尺度、空間關系、材質、明暗、對比等,體現設計師的思維與理念;其次,運用圖形思維方法能讓設計師理解室內各空間的使用性質和功能聯系,便于使設計師做出舒適合理的方案;再之,運用圖形思維方法能將設計師的方案直觀地表達出來,體現出設計師的思想.

六、結語

不管是抽象的圖形思維方法還是具象的圖形思維方法,在室內設計中,圖形思維方法都具有不可或缺的地位,在設計的過程中,缺少了圖形思維,設計就好比如缺少了靈魂一樣,因此,在進行室內設計時要注重圖形思維方法是運用,發揮其作用,塑造出具有藝術美的室內空間形象。

參考文獻:

[1]范慶華.室內設計方法中的圖形思維與表達[J].蘭州教育學院學報,2015(2):54-58.

[2]李亞萍.圖形思維與室內設計[J].內蒙古師范大學學報:哲學社會科學版,2014(3):89-92.

第4篇

關鍵詞:創造力;草圖;構思

設計是解決設計問題的過程。創造性的空間促發創造力、新的洞察力和新的機遇。設計語言又是認識的催化劑,暗示一種道德責任,設計師和從事負有這類責任事業的任何人都應遵守。設計師應該與人民一起而不是為人民解決問題。速寫、草圖可貢獻于設計的,首先是便于闡明設計意圖和便于設計師變換思維,其次是與人民交流而不是將結果告知人民。

構思草圖在設計中是幫助思考的一個學術用語。在建筑中,這類思考通常與設計構思階段相聯系,思考與設計草圖的密切交織促進了設想和思路。能在設計中運用現有的信息和知識需要創造力和直覺。通過創造性的思維可以對問題進行準確定義并找到相應的解決辦法,其前提就是設計者的創造能力。構思需要脫離現有的思維模式并尋找到能解決問題的新視野。用整體和互聯的思考方法“側面的”和“交叉思維”來補充邏輯和理性的垂直思維是找到不同途徑的一個重要前提。設計者可以通過不同的方式來形成各種不同的設計方案,這種多樣性是由設計者的經驗和意向決定的。同時,“減少多樣性”也是設計者的任務之一,這樣,才能得到最終可行的方案。

創造力和原創性對于設計有著決定性的作用。創造力就是進行創造性思維并把思考的結果,特別是對現有信息進行原創性加工處理得到的結果,以具體化的形式(如以發明或者藝術品的形式)表達出來的能力。人腦的左右兩半擁有不同的、互不相干的功能:

① 左腦進行分析、抽象、計算、測量實踐、計劃和有步驟的操作,把這些轉換成語言并做出理性的和邏輯的決定。

② 右腦讓我們“看到”那些只有我們“心靈的眼睛”才能看到的事物以及那些確實存在的、能喚起我們記憶的事物。利用右腦,我們就可以理解圖象、做夢、形成新的設想。

③ 在學校中,左腦受到了更多的訓練,因此我們要喚醒并訓練原始的右腦功能。右腦最奇妙的能力就是想象力,通過心靈的眼睛來看到形象的能力。

通常思維會受到預先約定的觀察事物及變化的基本模式的影響,在圖形思考中也是這樣。眼前的東西總是容易被接受,這就抑制了尋找其他觀點以及尋找其他的辦法的努力,這種能力是在設計訓練時應該得到發展和加強的。圖形思考過程中的一個重要部分我們可以稱之為“制造變體”,而在此后的設計過程,就是一種“減少變體”、直到找到最終的方案的過程。

里特爾將思考區分了下列幾種形式:

(1)熟練過程

是解決在形式上和方法上都熟悉的問題時所采用的有經驗的設計師,通過他的經驗和他個人的啟發方法來解決問題,他信奉“風格是多余的”這個格言。他在設計中不會遇到困難。

(2)探索過程

需要對問題有一定的熟悉。在了解解決問題的方案的結構的情況下,通過探索過程可以嘗試到最佳方案。如果人們發現一個方案不能得到最佳的結果,或者這個方案阻礙了其他方案的出現時,那就要重新回到出發點來嘗試另外一個方案。這項策略的關鍵在于,首先要能想到一些備用的方案。

(3)建立其他的可能性

基礎是前面提到的“制造變體”。對于一個問題盡可能多地形成不同的解決方案,然后根據一些重要的指標來進行評估,這些“評估過濾器”(虛線)不斷減少可能性的數量(“減少變體”)直到最后只留下一個方案,也就是“最好”的方案。當然,這個減少的過程并不是由設計者一個人來完成的。這個過程中最大的的困難就是,有時候會想不出任何的可能性。這時,就需要回來原來的出發點并試圖去回避這個問題。

(4)多級建立其他可能性的過程

指產生更多變體的過程。首先要對每一種可能性形成一些“子可能性”或者變體,然后進行評估和過濾。這個過程也可以分為不同的階段來進行,在每一個階段都對相關的內容具體化。

羅伯特.麥金認為設計思考是外在思考,“使思考形象化的圖解思考具有若干勝過內在思考之處。首先,涉及材料的直接感覺提供了感覺的養料――毫不夸張的精神糧食;其次,巧妙處理一個實際結構的思考是一種探索、發覺才能――出乎意料的欣喜,意外的發現;第三,視覺、觸覺和動感等直接范疇的思想產生一種即時的、實際的和行動的感覺;最后,形象化的思維結構為設計中的關鍵性設想提供了對象和視覺形體,使之可以和同事們共享。”

設計進程是由模糊向明確的系列變化過程,在開始使用的往往是構思的形式在進行,由于想法的不確定因素,畫面只是一些個人體驗的腦、眼、手自我交流的隨意符號,它僅作用于個性思考的演化,是在萌生新設想,尋找火花的記錄。圖形思考用于設計語言是在構思中形成的。高度抽象的圖形,作為用設計交流的符號表達系列。高度抽象的構思圖形在設計過程中有著框架關系的可變性,單元體多重指向性,多種含意的表達功能。

環境構思草圖是對視覺圖形的一個思考進程。思維需要想象力,把大腦中思維的東西表現在紙面上,通過思考,交流,描繪,經過這多次的輪回,設計思維便可以和手中的筆察出優美的火花。(作者單位:湖北科技學院)

參考文獻:

第5篇

關鍵詞:三步驟法;發明構思;冗長權利要求

一、引言

在對發明專利申請進行實質審查的過程中,審查員經常會遇到包含大量技術特征的權利要求,在評述創造性與授權走向之間左右徘徊。冗長權利要求在審查實踐中較為常見,篇幅少則半頁,多則兩頁以上,無論是涉及施工工藝的方法權利要求,還是結構特征限定較細的產品權利要求,一些技術手段的確是所屬領域的常用做法,然而這些技術手段分布在不同的教科書、工具書或者期刊、網絡及專利文獻中,對審查過程中證據的使用產生了很大障礙。

如果權利要求的特征限定得很細,與最接近的現有技術相比之后,區別技術特征往往很多,篇幅甚至可能超過最接近的現有技術公開的內容。在大部分區別技術特征都是本領域公知常識的情況下,如果針對這些區別技術特征一一尋找證據,則可能要在最接近現有技術的基礎上,再引進兩篇以上的對比文件,一方面使得申請人認為審查員運用多篇對比文件機械進行特征堆砌,對創造性的評述不信服,另一方面導致審查員在檢索證據和撰寫審查意見時耗費過多的時間和精力,不利于節約行政資源。此時若審查員僅因為評述創造性所需要的對比文件數量過多或撰寫審查意見過于耗費精力而放棄評述發明的創造性,最終做出授權決定,顯然違背了專利法的宗旨與本義,不利于鼓勵發明創造。倘若申請人在撰寫申請文件時將多篇現有技術簡單拼湊,糅合在申請文件的權利要求書中,以期通過撰寫超長的權利要求來獲得專利權,將會導致大量并無實質性創新的專利充斥市場。

可見以篇幅的長短來衡量發明的創造性是一種盲目主觀的審查方法,在面對冗長的權利要求時,需要一種較為行之有效且客觀公正的審查方法,為此,筆者提出了以把握發明構思為核心的“三步驟法”,來應對冗長權利要求的創造性審查。

二、“三步驟法”的分析思路

本文的“三步驟法”不同于《專利審查指南》[1]中創造性評述的“三步法”,主要包括以下三個步驟:第一步,化簡為繁,即透過現象看實質,歸納概括權利要求中的特征所體現的實質內容;第二步,把握發明構思,即從發明的技術問題、技術方案、技術效果出發,抓住權利要求中的核心構思;第三步,分層次劃分權利要求的技術特征[2],即根據與發明構思的相關性質將特征劃分為三個層次:體現發明構思的核心特征、與發明構思無關的關鍵輔助特征、與發明構思無關的非關鍵輔助特征。

上述第二步對發明構思的把握是核心關鍵,發明構思與權利要求的長短、技術特征的多少無關,它是一個抽象概念,是為解決現有技術中存在的技術問題而產生的、體現發明智慧的、有中心及層次的、系統性、整體性的思維活動。簡單的說,發明構思就是發明創造的思路,也是技術人員對現有技術進行改進的思路,其最能體現一項發明的貢獻,同時也是專利保護的實質[3]。把握住發明構思,審查員就能以不變應萬變,抓住檢索和評述的重點,合理分配時間和精力,提高審查的高效性和有效性。

在把握發明構思之后,“體現發明構思的核心特征”通常很容易被識別,在這里就不作贅述。然而,對于與發明構思無關的輔助特征,一般較難把握哪些是關鍵的,哪些是非關鍵的。一般而言,技術人員為了實現其發明構思,必須借助一系列配套的技術手段來構成一個完整的技術方案,這些配套的技術手段雖然與發明構思無關,卻有一部分能夠與體現發明構思的技術手段相輔相成,使得發明產生更好的技術效果,因而構成了整個技術方案的關鍵技術手段,與其相對應的這部分特征可以歸為“與發明構思無關的關鍵輔助特征”;有一些技術特征屬于公知常識的范疇,僅僅基于本領域技術人員的普通技術知識、合乎邏輯的分析推理即可引入技術方案中,這類技術特征則歸為“與發明構思無關的非關鍵輔助特征”。

在對權利要求運用“三步驟法”分析之后,就可以針對不同層次的特征有針對性地開展檢索和審查。對于第一層次的特征,由于申請人為解決技術問題而提出關鍵技術手段的構思通常是發明構思的中心層次或主要層次,與其對應的特征是權利要求的核心特征,應當重點進行檢索和評述,證據必須可靠有力,至少公開了發明構思的對比文件才能使得審查意見具有說服力;對于第二層次的特征,最好能夠提供相應證據,以使評述意見有據可循,如果認定這部分特征屬于本領域公知常識,但是未檢索到公知常識證據,仍然可以基于本領域技術人員的普通技術知識加強說理進行評述;對于第三層次的特征,如果這部分特征未被最接近的現有技術公開,并且根據本領域技術人員的普通技術知識和能力可以判斷這些特征屬于公知常識,審查員大可不必針對這些特征一一尋找證據,通常只需分類概括特征再簡單運用公知常識評述即可。

三、實際案例的應用

下面結合實際案例以把握發明構思作為核心關鍵的“三步驟法”來探討如何應對冗長權利要求的創造性審查。

本申請涉及一種標準單元裝配式隔減震結構體系,權利要求1如下:

一種標準單元裝配式隔減震結構體系,其特征在于:包括多層的預制剪力墻單元和預制框架單元;

所述預制剪力墻單元由同一層豎向的剪力墻墻片及樓板共同組成,樓板位于剪力墻墻片的下端,所述預制剪力墻單元包括“∪”形剪力墻單元與“L”形剪力墻單元,“∪”形剪力墻單元包含剪力墻墻片的數量大于等于二,“L”形剪力墻單元包含有一片剪力墻墻片;所述“∪”形剪力墻單元與“L”形剪力墻單元的預制構件中均配有鋼筋,“∪”形剪力墻單元與“L”形剪力墻單元的剪力墻墻片下部留有孔道,剪力墻墻片的上部預留鋼筋伸出表面,相鄰樓層下部剪力墻單元的預留伸出鋼筋插入上部剪力墻單元的預留孔道,灌漿套筒連接或漿錨連接;

所述預制框架單元由同一層的框架柱、框架梁、樓板共同組成,框架梁位于框架柱柱底,樓板位于框架梁上,所述預制框架單元包括“∪”形框架單元、雙“”形框架單元、“L”形框架單元、“”形框架單元,“∪”形框架單元的框架柱數量為大于等于四個,雙“”形框架單元、“L”形框架單元、“”形框架單元包含的框架柱的數量小于等于三個;所述框架柱、框架梁、樓板均配有鋼筋,框架柱的下端預留孔道,上端預留伸出鋼筋,相鄰樓層下層框架單元的預留伸出鋼筋插入上層框架單元預制柱下端的預留孔道,灌漿套筒連接或漿錨連接。

對于這類特征限定較細的產品權利要求,下面我們按照“三步驟法”的思路進行分析。

(1)化繁為簡

上述權利要求的結構特征繁多,放眼望去該結構體系包含多種單元類型,使技術方案顯得錯綜復雜,如果不進行歸納總結,很容易迷失在特征的云霧中而找不到審查的方向。在經過一番冷靜分析之后,結合本領域技術人員的普通技術知識,不難發現該結構體系是一種預制的框架-剪力墻結構,其包括剪力墻單元和框架單元,權利要求具體限定了剪力墻單元的組成、類型、剪力墻墻片的數量和框架單元的組成、類型、框架柱的數量,以及上下樓層單元連接的構造、方式。去掉細枝末節之后,技術方案的主干頓時清晰地呈現在我們眼前。

(2)把握發明構思

在梳理清楚權利要求保護的內容之后,我們仍然抓不住哪部分結構特征才是審查的重點。此時需要仔細閱讀說明書的內容,體會申請人是基于怎樣的技術問題提出的解決方案。背景技術部分闡述了現有裝配式鋼筋混凝土結構的梁、板、柱構件是在工廠單獨預制然后在施工現場拼裝連接,這種生產模式不僅裝配效率不高,且結構的整體性差從而降低了其抗震性能。為了解決上述技術問題,本發明提出一種標準單元裝配式隔減震結構體系,該結構體系的剪力墻單元、框架單元、樓蓋單元等在工廠進行標準化生產,在現場僅進行吊裝裝配工作,施工速度快。由于將剪力墻墻片與樓板,框架梁柱與樓板預制為整體單元,標準單元裝配式隔減震結構的整體性優于傳統的裝配式結構,裝配率高于傳統的裝配式結構。從上述內容中我們即可得知,本申請發明構思的核心在于通過預制整體化的標準單元來解決裝配效率低和抗震性能差的問題。

(3)分層次劃分特征

根據上述發明構思,進行分層次劃分特征:(1)預制剪力墻單元由同一層豎向的剪力墻墻片及樓板共同組成,預制框架單元由同一層的框架柱、框架梁、樓板共同組成,這部分特征直接體現了整體化的標準單元,是體現發明構思的核心特征,應當重點進行檢索和評述;(2)對于剪力墻單元的類型、剪力墻墻片的數量和框架單元的類型、框架柱的數量,本領域技術人員可以根據標準單元所處的位置進行適當調整和常規選擇,這部分特征雖然不直接涉及發明構思,但是為了構成一個完整的結構體系,必須對各個類型的單元進行合理組裝,在分析這部分特征時應當提供充分的說理,因此這部分特征歸為與發明構思無關的關鍵輔助特征;(3)上下樓層單元連接的構造、方式是本領域常用的施工手段,只需應用本領域的公知常識簡單評述即可,這部分特征歸為與發明構思無關的非關鍵輔助特征。

審查員在第一次審查意見通知書中采用的對比文件1(CN2835393Y)公開了梁板柱整體預制的框架單元以及上下層框架單元的連接構造,采用的對比文件2(CN2319463Y)公開了剪力墻墻片與樓板整體預制的剪力墻單元,可見第(1)層次的特征已被對比文件1和對比文件2公開。對于第(2)層次的特征,審查員進行了邏輯分析和充分說理。第(3)層次的特征大部分都未被對比文件1和2公開,審查員采用本領域的常用技術手段進行了簡單評述。申請人答復第一次審查意見通知書時對第(1)層次特征和第(3)層次特征的評述意見沒有提出異議,只對第(2)層次特征的評述意見提出簡單質疑。對此,審查員在第二次審查意見通知書中針對第(2)層次的特征從本領域技術人員的角度進一步加強分析和說理,使得申請人信服,最終本案在二通后視撤。

四、結語

從本文兩個實際案例的分析過程可知,對于冗長權利要求的創造性審查,筆者提出的“三步驟法”既適用于方法權利要求,也適用于產品權利要求。“化繁為簡”有助于看清技術方案的主干,理清分析的思路;“把握發明構思”有助于抓住檢索和評述的重點,增強證據的針對性和有效性;“分層次劃分特征”有助于分清主次,合理分配時間和精力。因此,“三步驟法”能夠使審查過程突出技術實質,集中爭議焦點,為準確客觀衡量智慧貢獻奠定基礎。同時,心中有章可循,在面對冗長權利要求時就可以保持清醒的頭腦,有條不紊地開展審查工作。本文的“三步驟法”是筆者在審查實踐中的一些心得體會,希望對讀者今后的創造性審查有所啟發。

參考文獻

[1] 中華人民共和國國家知識產權局.專利審查指南2010[M].北京;知識產權出版社,170-175.

第6篇

摘要:根據目前國內外設計學者進行機械產品設計時的主要思維特點,將產品方案的設計方法概括為系統化、結構模塊化、基于產品特征知識和智能四種類型。指出四種方法的特點及其相互間的有機聯系,提出產品方案設計計算機實現的努力方向。

科學技術的飛速發展,產品功能要求的日益增多,復雜性增加,壽命期縮短,更新換代速度加快。然而,產品的設計,尤其是機械產品方案的設計手段,則顯得力不從心,跟不上時展的需要。目前,計算機輔助產品的設計繪圖、設計計算、加工制造、生產規劃已得到了比較廣泛和深入的研究,并初見成效,而產品開發初期方案的計算機輔助設計卻遠遠不能滿足設計的需要。為此,作者在閱讀了大量文獻的基礎上,概括總結了國內外設計學者進行方案設計時采用的方法,并討論了各種方法之間的有機聯系和機械產品方案設計計算機實現的發展趨勢。

根據目前國內外設計學者進行機械產品方案設計所用方法的主要特征,可以將方案的現代設計方法概括為下述四大類型。

一、系統化設計方法

系統化設計方法的主要特點是:將設計看成由若干個設計要素組成的一個系統,每個設計要素具有獨立性,各個要素間存在著有機的聯系,并具有層次性,所有的設計要素結合后,即可實現設計系統所需完成的任務。

系統化設計思想于70年代由德國學者Pahl和Beitz教授提出,他們以系統理論為基礎,制訂了設計的一般模式,倡導設計工作應具備條理性。德國工程師協會在這一設計思想的基礎上,制訂出標準VDI2221“技術系統和產品的開發設計方法。

制定的機械產品方案設計進程模式,基本上沿用了德國標準VDI2221的設計方式。除此之外,我國許多設計學者在進行產品方案設計時還借鑒和引用了其他發達國家的系統化設計思想,其中具有代表性的是:

(1)將用戶需求作為產品功能特征構思、結構設計和零件設計、工藝規劃、作業控制等的基礎,從產品開發的宏觀過程出發,利用質量功能布置方法,系統地將用戶需求信息合理而有效地轉換為產品開發各階段的技術目標和作業控制規程的方法。

(2)將產品看作有機體層次上的生命系統,并借助于生命系統理論,把產品的設計過程劃分成功能需求層次、實現功能要求的概念層次和產品的具體設計層次。同時采用了生命系統圖符抽象地表達產品的功能要求,形成產品功能系統結構。

(3)將機械設計中系統科學的應用歸納為兩個基本問題:一是把要設計的產品作為一個系統處理,最佳地確定其組成部分(單元)及其相互關系;二是將產品設計過程看成一個系統,根據設計目標,正確、合理地確定設計中各個方面的工作和各個不同的設計階段。

由于每個設計者研究問題的角度以及考慮問題的側重點不同,進行方案設計時采用的具體研究方法亦存在差異。下面介紹一些具有代表性的系統化設計方法。

1.1設計元素法

用五個設計元素(功能、效應、效應載體、形狀元素和表面參數)描述“產品解”,認為一個產品的五個設計元素值確定之后,產品的所有特征和特征值即已確定。我國亦有設計學者采用了類似方法描述產品的原理解。

1.2圖形建模法

研制的“設計分析和引導系統”KALEIT,用層次清楚的圖形描述出產品的功能結構及其相關的抽象信息,實現了系統結構、功能關系的圖形化建模,以及功能層之間的聯接。將設計劃分成輔助方法和信息交換兩個方面,利用Nijssen信息分析方法可以采用圖形符號、具有內容豐富的語義模型結構、可以描述集成條件、可以劃分約束類型、可以實現關系間的任意結合等特點,將設計方法解與信息技術進行集成,實現了設計過程中不同抽象層間信息關系的圖形化建模。

將語義設計網作為設計工具,在其開發的活性語義設計網ASK中,采用結點和線條組成的網絡描述設計,結點表示元件化的單元(如設計任務、功能、構件或加工設備等),線條用以調整和定義結點間不同的語義關系,由此為設計過程中的所有活動和結果預先建立模型,使早期設計要求的定義到每一個結構的具體描述均可由關系間的定義表達,實現了計算機輔助設計過程由抽象到具體的飛躍。

1.3“構思”—“設計”法

將產品的方案設計分成“構思”和“設計”兩個階段。“構思”階段的任務是尋求、選擇和組合滿足設計任務要求的原理解。“設計”階段的工作則是具體實現構思階段的原理解。

將方案的“構思”具體描述為:根據合適的功能結構,尋求滿足設計任務要求的原理解。即功能結構中的分功能由“結構元素”實現,并將“結構元素”間的物理聯接定義為“功能載體”,“功能載體”和“結構元素”間的相互作用又形成了功能示意圖(機械運動簡圖)。方案的“設計”是根據功能示意圖,先定性地描述所有的“功能載體”和“結構元素”,再定量地描述所有“結構元素”和聯接件(“功能載體”)的形狀及位置,得到結構示意圖。Roper,H.利用圖論理論,借助于由他定義的“總設計單元(GE)”、“結構元素(KE)”、“功能結構元素(FKE)”、“聯接結構元素(VKE)”、“結構零件(KT)”、“結構元素零件(KET)”等概念,以及描述結構元素尺寸、位置和傳動參數間相互關系的若干種簡圖,把設計專家憑直覺設計的方法做了形式化的描述,形成了有效地應用現有知識的方法,并將其應用于“構思”和“設計”階段。

從設計方法學的觀點出發,將明確了設計任務后的設計工作分為三步:1)獲取功能和功能結構(簡稱為“功能”);2)尋找效應(簡稱為“效應”);3)尋找結構(簡稱為“構形規則”)。并用下述四種策略描述機械產品構思階段的工作流程:策略1:分別考慮“功能”、“效應”和“構形規則”。因此,可以在各個工作步驟中分別創建變型方案,由此產生廣泛的原理解譜。策略2:“效應”與“構形規則”(包括設計者創建的規則)關聯,單獨考慮功能(通常與設計任務相關)。此時,辨別典型的構形規則及其所屬效應需要有豐富的經驗,產生的方案譜遠遠少于策略1的方案譜。策略3:“功能”、“效應”、“構形規則”三者密切相關。適用于功能、效應和構形規則間沒有選擇余地、具有特殊要求的領域,如超小型機械、特大型機械、價值高的功能零件,以及有特殊功能要求的零部件等等。策略4:針對設計要求進行結構化求解。該策略從已有的零件出發,通過零件間不同的排序和連接,獲得預期功能。

1.4矩陣設計法

在方案設計過程中采用“要求—功能”邏輯樹(“與或”樹)描述要求、功能之間的相互關系,得到滿足要求的功能設計解集,形成不同的設計方案。再根據“要求—功能”邏輯樹建立“要求—功能”關聯矩陣,以描述滿足要求所需功能之間的復雜關系,表示出要求與功能間一一對應的關系。

Kotaetal將矩陣作為機械系統方案設計的基礎,把機械系統的設計空間分解為功能子空間,每個子空間只表示方案設計的一個模塊,在抽象階段的高層,每個設計模塊用運動轉換矩陣和一個可進行操作的約束矢量表示;在抽象階段的低層,每個設計模塊被表示為參數矩陣和一個運動方程。

1.5鍵合圖法

將組成系統元件的功能分成產生能量、消耗能量、轉變能量形式、傳遞能量等各種類型,并借用鍵合圖表達元件的功能解,希望將基于功能的模型與鍵合圖結合,實現功能結構的自動生成和功能結構與鍵合圖之間的自動轉換,尋求由鍵合圖產生多個設計方案的方法。

二、結構模塊化設計方法

從規劃產品的角度提出:定義設計任務時以功能化的產品結構為基礎,引用已有的產品解(如通用零件部件等)描述設計任務,即分解任務時就考慮每個分任務是否存在對應的產品解,這樣,能夠在產品規劃階段就消除設計任務中可能存在的矛盾,早期預測生產能力、費用,以及開發設計過程中計劃的可調整性,由此提高設計效率和設計的可靠性,同時也降低新產品的成本。Feldmann將描述設計任務的功能化產品結構分為四層,(1)產品(2)功能組成(3)主要功能組件(4)功能元件。并采用面向應用的結構化特征目錄,對功能元件進行更為具體的定性和定量描述。同時研制出適合于產品開發早期和設計初期使用的工具軟件STRAT。

認為專用機械中多數功能可以采用已有的產品解,而具有新型解的專用功能只是少數,因此,在專用機械設計中采用功能化的產品結構,對于評價專用機械的設計、制造風險十分有利。

提倡在產品功能分析的基礎上,將產品分解成具有某種功能的一個或幾個模塊化的基本結構,通過選擇和組合這些模塊化基本結構組建成不同的產品。這些基本結構可以是零件、部件,甚至是一個系統。理想的模塊化基本結構應該具有標準化的接口(聯接和配合部),并且是系列化、通用化、集成化、層次化、靈便化、經濟化,具有互換性、相容性和相關性。我國結合軟件構件技術和CAD技術,將變形設計與組合設計相結合,根據分級模塊化原理,將加工中心機床由大到小分為產品級、部件級、組件級和元件級,并利用專家知識和CAD技術將它們組合成不同品種、不同規格的功能模塊,再由這些功能模塊組合成不同的加工中心總體方案。

以設計為目錄作為選擇變異機械結構的工具,提出將設計的解元素進行完整的、結構化的編排,形成解集設計目錄。并在解集設計目錄中列出評論每一個解的附加信息,非常有利于設計工程師選擇解元素。

根據機械零部件的聯接特征,將其歸納成四種類型:1)元件間直接定位,并具有自調整性的部件;2)結構上具有共性的組合件;3)具有嵌套式結構及嵌套式元件的聯接;4)具有模塊化結構和模塊化元件的聯接。并采用準符號表示典型元件和元件間的連接規則,由此實現元件間聯接的算法化和概念的可視化。

在進行機械系統的方案設計中,用“功能建立”模塊對功能進行分解,并規定功能分解的最佳“粒化”程度是功能與機構型式的一一對應。“結構建立”模塊則作為功能解的選擇對象以便于實現映射算法。

三、基于產品特征知識的設計方法

基于產品特征知識設計方法的主要特點是:用計算機能夠識別的語言描述產品的特征及其設計領域專家的知識和經驗,建立相應的知識庫及推理機,再利用已存儲的領域知識和建立的推理機制實現計算機輔助產品的方案設計。

機械系統的方案設計主要是依據產品所具有的特征,以及設計領域專家的知識和經驗進行推量和決策,完成機構的型、數綜合。欲實現這一階段的計算機輔助設計,必須研究知識的自動獲取、表達、集成、協調、管理和使用。為此,國內外設計學者針對機械系統方案設計知識的自動化處理做了大量的研究工作,采用的方法可歸納為下述幾種。

3.1編碼法

根據“運動轉換”功能(簡稱功能元)將機構進行分類,并利用代碼描述功能元和機構類別,由此建立起“機構系統方案設計專家系統”知識庫。在此基礎上,將二元邏輯推理與模糊綜合評判原理相結合,建立了該“專家系統”的推理機制,并用于四工位專用機床的方案設計中。

利用生物進化理論,通過自然選擇和有性繁殖使生物體得以演化的原理,在機構方案設計中,運用網絡圖論方法將機構的結構表達為拓撲圖,再通過編碼技術,把機構的結構和性能轉化為個體染色體的二進制數串,并根據設計要求編制適應值,運用生物進化理論控制繁殖機制,通過選擇、交叉、突然變異等手段,淘汰適應值低的不適應個體,以極快的進化過程得到適應性最優的個體,即最符合設計要求的機構方案。

3.2知識的混合型表達法

針對復雜機械系統的方案設計,采用混合型的知識表達方式描述設計中的各類知識尤為適合,這一點已得到我國許多設計學者的共識。

在研制復雜產品方案設計智能決策支持系統DMDSS中,將規則、框架、過程和神經網絡等知識表示方法有機地結合在一起,以適應設計中不同類型知識的描述。將多種單一的知識表達方法(規則、框架和過程),按面向對象的編程原則,用框架的槽表示對象的屬性,用規則表示對象的動態特征,用過程表示知識的處理,組成一種混合型的知識表達型式,并成功地研制出“面向對象的數控龍門銑床變速箱方案設計智能系統GBCDIS”和“變速箱結構設計專家系統GBSDES”。

3.3利用基于知識的開發工具

在聯軸器的CAD系統中,利用基于知識的開發工具NEXPERT-OBJECT,借助于面向對象的方法,創建了面向對象的設計方法數據庫,為設計者進行聯軸器的方案設計和結構設計提供了廣泛且可靠的設計方法譜。則利用NEXPERT描述直線導軌設計中需要基于知識進行設計的內容,由此尋求出基于知識的解,并開發出直線導軌設計專家系統。

3.4設計目錄法

構造了“功能模塊”、“功能元解”和“機構組”三級遞進式設計目錄,并將這三級遞進式設計目錄作為機械傳動原理方案智能設計系統的知識庫和開發設計的輔助工具。

3.5基于實例的方法

在研制設計型專家系統的知識庫中,采用基本謂詞描述設計要求、設計條件和選取的方案,用框架結構描述“工程實例”和各種“概念實體”,通過基于實例的推理技術產生候選解來配匹產品的設計要求。

四、智能化設計方法

智能化設計方法的主要特點是:根據設計方法學理論,借助于三維圖形軟件、智能化設計軟件和虛擬現實技術,以及多媒體、超媒體工具進行產品的開發設計、表達產品的構思、描述產品的結構。

在利用數學系統理論的同時,考慮了系統工程理論、產品設計技術和系統開發方法學VDI2221,研制出適合于產品設計初期使用的多媒體開發系統軟件MUSE。

在進行自動取款機設計時,把產品的整個開發過程概括為“產品規劃”、“開發”和“生產規劃”三個階段,并且充分利用了現有的CAD尖端技術——虛擬現實技術。1)產品規劃—構思產品。其任務是確定產品的外部特性,如色彩、形狀、表面質量、人機工程等等,并將最初的設想用CAD立體模型表示出,建立能夠體現整個產品外形的簡單模型,該模型可以在虛擬環境中建立,借助于數據帽和三維鼠標,用戶還可在一定程度上參與到這一環境中,并且能夠迅速地生成不同的造型和色彩。立體模型是檢測外部形狀效果的依據,也是幾何圖形顯示設計變量的依據,同時還是開發過程中各類分析的基礎。2)開發—設計產品。該階段主要根據“系統合成”原理,在立體模型上配置和集成解元素,解元素根據設計目標的不同有不同的含義:可以是基本元素,如螺栓、軸或輪轂聯接等;也可以是復合元素,如機、電、電子部件、控制技術或軟件組成的傳動系統;還可以是要求、特性、形狀等等。將實現功能的關鍵性解元素配置到立體模型上之后,即可對產品的配置(設計模型中解元素間的關系)進行分析,產品配置分析是綜合“產品規劃”和“開發”結果的重要手段。3)生產規劃—加工和裝配產品。在這一階段中,主要論述了裝配過程中CAD技術的應用,提出用計算機圖像顯示解元素在相應位置的裝配過程,即通過虛擬裝配模型揭示造形和裝配間的關系,由此發現難點和問題,并找出解決問題的方法,并認為將CAD技術綜合應用于產品開發的三個階段,可以使設計過程的綜合與分析在“產品規劃”、“開發”和“生產規劃”中連續地交替進行。因此,可以較早地發現各個階段中存在的問題,使產品在開發進程中不斷地細化和完善。

我國利用虛擬現實技術進行設計還處于剛剛起步階段。利用面向對象的技術,重點研究了按時序合成的機構組合方案設計專家系統,并借助于具有高性能圖形和交換處理能力的OpenGL技術,在三維環境中從各個角度對專家系統設計出的方案進行觀察,如運動中機構間的銜接狀況是否產生沖突等等。

將構造標準模塊、產品整體構造及其制造工藝和使用說明的擬訂(見圖1)稱之為快速成型技術。建議在產品開發過程中將快速成型技術、多媒體技術以及虛擬表達與神經網絡(應用于各個階段求解過程需要的場合)結合應用。指出隨著計算機軟、硬件的不斷完善,應盡可能地將多媒體圖形處理技術應用于產品開發中,例如三維圖形(立體模型)代替裝配、拆卸和設計聯接件時所需的立體結構想象力等等。

利用智能型CAD系統SIGRAPH-DESIGN作為開發平臺,將產品的開發過程分為概念設計、裝配設計和零件設計,并以變量設計技術為基礎,建立了膠印機凸輪連桿機構的概念模型。從文獻介紹的研究工作看,其概念模型是在確定了機構型、數綜合的基礎上,借助于軟件SIGRAPH-DESIGN提供的變量設計功能,使原理圖隨著機構的結構參數變化而變化,并將概念模型的參數傳遞給下一級的裝配模型、零件設計。

五、各類設計方法評述及發展趨勢

綜上所述,系統化設計方法將設計任務由抽象到具體(由設計的任務要求到實現該任務的方案或結構)進行層次劃分,擬定出每一層欲實現的目標和方法,由淺入深、由抽象至具體地將各層有機地聯系在一起,使整個設計過程系統化,使設計有規律可循,有方法可依,易于設計過程的計算機輔助實現。

結構模塊化設計方法視具有某種功能的實現為一個結構模塊,通過結構模塊的組合,實現產品的方案設計。對于特定種類的機械產品,由于其組成部分的功能較為明確且相對穩定,結構模塊的劃分比較容易,因此,采用結構模塊化方法進行方案設計較為合適。由于實體與功能之間并非是一一對應的關系,一個實體通常可以實現若干種功能,一個功能往往又可通過若干種實體予以實現。因此,若將結構模塊化設計方法用于一般意義的產品方案設計,結構模塊的劃分和選用都比較困難,而且要求設計人員具有相當豐富的設計經驗和廣博的多學科領域知識。

機械產品的方案設計通常無法采用純數學演算的方法進行,也難以用數學模型進行完整的描述,而需根據產品特征進行形式化的描述,借助于設計專家的知識和經驗進行推理和決策。因此,欲實現計算機輔助產品的方案設計,必須解決計算機存儲和運用產品設計知識和專家設計決策等有關方面的問題,由此形成基于產品特征知識的設計方法。

目前,智能化設計方法主要是利用三維圖形軟件和虛擬現實技術進行設計,直觀性較好,開發初期用戶可以在一定程度上直接參與到設計中,但系統性較差,且零部件的結構、形狀、尺寸、位置的合理確定,要求軟件具有較高的智能化程度,或者有豐富經驗的設計者參與。

值得一提的是:上述各種方法并不是完全孤立的,各類方法之間都存在一定程度上的聯系,如結構模塊化設計方法中,劃分結構模塊時就蘊含有系統化思想,建立產品特征及設計方法知識庫和推理機時,通常也需運用系統化和結構模塊化方法,此外,基于產品特征知識的設計同時又是方案智能化設計的基礎之一。在機械產品方案設計中,視能夠實現特定功能的通用零件、部件或常用機構為結構模塊,并將其應用到系統化設計有關層次的具體設計中,即將結構模塊化方法融于系統化設計方法中,不僅可以保證設計的規范化,而且可以簡化設計過程,提高設計效率和質量,降低設計成本。

第7篇

【關鍵詞】工程項目;前期策劃;作用;對策

工程策劃是指把工程項目建設意圖轉換成定義明確、系統清晰、目標具體且富有策劃性運作思路的高智力系統活動。包括建設前期項目系統構思策劃、建設時間項目管理策劃和項目建成后的運營策劃等。工程項目的前期策劃工作,包括項目的構思、情況調查、問題定義、提出目標因素、建立目標系統、目標系統優化、項目定義、項目建議書、可行性研究、項目決策等。精心的策劃是實現科學決策的重要保證,也是實現預期目標、提高工作效率的重要保證。

1.項目前期策劃的過程

1.1 工程項目構思產生和選擇。

任何工程項目都起源于項目的構思。而構思產生于解決上層系統(如國家、地方、企業、部門)問題的期望,或為了滿足上層系統需要,成為實現上層系統的戰略目標和計劃等。這種構思可能很多,人們可以通過許多途徑和方法(即項目或非項目手段)達到目的,那么必須在它們中間作選擇,并經權力部門批準,以作進一步研究。

1.2 項目的目標設計和項目定義。

這一階段主要通過進一步研究上層系統情況和存在的問題提出項目的目標因素,進而構成項目目標系統,通過對目標的局面說明形成項目定義。這個階段包括如下工作:(1)情況的分析和問題的研究;(2)項目的目標設計;(3)項目的定義;(4)項目的審查。

1.3 可行性研究。

即提出實施方案,并對實施方案進行全面的技術經濟論證,看能否實現目標。它的結果作為項目決策的依據。

2.項目前期策劃的重要作用

項目的前期策劃工作主要是產生項目的構思,確立目標,并對目標進行論證,為項目的批準提供依據。它是項目的關鍵。它不僅對項目的整個生命期,對項目實施和管理起著決定性作用,而且對項目的整個上層系統都有極其重要的影響。

2.1 前期策劃是項目方向問題確立的依據

項目的構思和項目的目標是確立項目方向問題。工程項目是由目標決定任務,由任務決定技術方案和實施方案或措施,再由方案產生工程活動,進而形成一個完整的項目系統和項目管理系統。所以項目目標規定著項目和項目管理的各個階段和各個方面,形成一條貫穿始終的主線。如果目標設計出錯,就會產生:工程建成后達不到預期效果-運營費用高:效益低,競爭力相對弱;項目目標在工程建設過程中不斷變動造成投資超支、超工期等問題。

2.2 前期策劃對整個項目成敗的關鍵

項目的建設必須符合市場的需要,解決市場供需存在的問題。如果上馬一個項目,其結果不能實現企業目標或不能為企業創造效益,就會成為企業的包袱,導致經濟損失,進而影響企業的發展。

3.工程項目前期管理中設計階段出現的問題及對策

工程項目前期管理是指工程建設中的項目決策階段,它包括:項目建議書、可行性研究報告、設計階段。設計階段又分為初步設計、技術設計和施工圖設計。設計階段是根據可行性研究報告提供的科學依據,擬定修建原則,選定方案一對重大、復雜的技術問題通過科學實驗、專題研究,落實技術方案·確定工程數量,提出文字說明和適應施工需要的圖表資料。

3.1 存在的問題

在項目前期管理的設計階段由于國家法律、制度的缺失,建設單位對設計階段的認識不到位,設計人員知識結構不全面,缺乏經濟思想造成工程項目投資控制不力、造價的失控。

3.2 對策

3.2.1 加強相關法律制度的建設和完善

為了使我國工程項目建設進入更健康、完善的軌道,應該完善我國的法律、制度,在建設過程中不斷修改法律中不合理的地方,保障我國工程項目建設能在市場經濟條件下順利發展。用法律的手段貫穿于整個工程的索賠與仲裁過程。

3.2.2 轉變管理觀念

我國工程項目管理都是屬于傳統管理模式而國際上工程項目管理模式都是屬于系統管理。傳統管理方法強調管理工作的專業化,把任務、職責、權限分得很清楚。傳統管理方法強調指揮、命令、控制和匯報,要有文件的傳遞形式予以保證。而系統管理方法則用信息流把各管理層次和不同的職能部門溝通起來,使物質流與信息流保持一致和同步,保證信息的準確性和及時性。隨著系統工程理論和方法的發展,項目工程中的系統管理方法也愈來愈多地強調運用系統模型,力求達到量化,能精確地表達多因素的實際行為狀況和各要素之間的相互關系。

3.2.3 提高項目管理人才標準

我國現有的項目管理人員大部分是技術出身。這些有技術背景的員工,在現代管理迅速發展的階段,要領導一個項目已經不是很容易的事了。因為,項目管理提供給人們的是一種解決問題的思路和方法。項目管理的方法是告訴人們在團隊合作的過程中如何加強每個個體之間橫向和縱向的銜接,是提供一種解決問題的工具。所以,必須提高項目管理人員的素質,進行項目管理的培訓,改變他們重技術、輕管理的觀念,引進最新的項目管理知識和方法,推行項目管理專業人員資格認證制度,是我國經濟發展的需要,也是在世界市場對外承包項目和對國內企業管理的迫切要求。

4.結束語

第8篇

一、概念設計階段的構思草圖階段

概念設計,實際上就是設計者運用圖解思考的方式,對設計項目的環境、功能、材料、風格進行綜合分析之后,所作的空間總體藝術形象構思設計。設計者通過對多個具象圖形空間形象的對比優選決定設計發展的方向;通過抽象幾何線平面圖形的對比優選決定設計的使用功能;通過從物體、圖形的基本形體觀察和感知到元素的分辨和提煉,再到聯想與應用的過程,決定設計的美學功能。

二、方案設計階段

圖解語言的語法規律與它要表達的專業內容有著直接的關系,就室內快題設計的圖解語言來講,其是由圖解詞匯“本體”“相互關系”“修飾”組成的。常用的圖形思維分析方法主要有關聯矩陣坐標法、樹形系統圖形法、圓方圖形分析法,其中圓方圖形分析法在室內快題設計中運用最廣。關聯矩陣坐標法是以二維的數學空間坐標模型作為圖形分析基礎的,應用于空間類型分類、空間使用功能配置、設計程序控制、設備物品配置等方面;樹形系統圖形法是以二維空間中點的運動與分立作為圖形表象特征的,主要應用于設計系統分類、空間系統分類、概念方案的延伸發展等;圓方圖形分析法是以幾何圖形從圓到方的變化過程對比作為圖解思考方法的,是室內平面設計專用的圖形分析法。其以“圓圈”的符號羅列出功能空間的位置,無方位的“圓圈”關系組合顯示出相臨的功能關系,“圓圈”表現出明確的功能分區,在由“圓圈”向“矩形”的過渡中確立了最后的平面形式與空間尺度。在室內快題設計的方案設計階段,設計概念確立后的方案的深化設計、使用功能的合理設計,主要是在平面圖的繪制過程中完成的。在平面功能分析中采用的主要圖解語言就是圓方圖形分析法,設計師通過繪制不同的平面圖進行對比優選決定最佳的功能分區,通過對不同界面的室內空間透視構圖的對比優選決定最終的空間造型。功能分區、交通流向、家具擺設、裝飾、設備等布局規劃,都必須通過繪制大量的草圖,經過反復對比才能獲得符合功能要求的理想設計方案。

三、手繪施工圖設計階段

在室內快題設計中,設計方案深化之后的施工圖階段是以材料構造體系和空間尺度體系為基礎的,施工圖的繪制過程,就是方案進一步深化與確定的過程。在施工圖設計的階段,圖解思維通過對不同材質構造的對比優選決定適合的搭配比例與結構,通過對不同比例的節點詳圖的對比優選決定合適的材質尺度。隨著計算機圖形設計的迅速發展,室內設計的施工圖一般都用AutoCAD軟件繪制,但計算機圖形設計已經處于思維的定型階段。雖然計算機技術被廣泛應用,但是室內空間設計的圖形思維仍然建立在徒手畫的基礎上,在手繪分析和繪制的基礎上,再使用計算機才更為精準、有效。尤其是在室內快題設計中,在手中的筆游走之時,不經意間設計靈感已在腦海中出現,再將其快速用手繪表現出來,整個設計的過程便通過圖形思考得以逐步完善和深化。

四、手繪空間效果圖的表現階段

第9篇

[關鍵詞] CDIO 項目教學法 工程實踐

[中圖分類號] G42 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2014)14-0012-03

一、引言

2000 年10 月,CDIO 工程教育改革的項目由美國麻省理工學院和瑞典皇家工學院等工程院校共同發起,經過近十年的傳播,已經擴展到全世界。該改革的愿景是為學生提供一種強調工程基礎,基于真實產品的構思、設計、執行、運作過程的工程教育[1]。CDIO代表構思、設計、實現和運作,是“做中學”和“基于項目教育和學習”的集中概括和抽象表達。它以產品的從研發到運行的生命周期為載體讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。

項目教學法起源于美國,盛行于德國,近年來流傳到我國。目前,在我國的中、高職院校的教學中應用項目教學法已漸普及,應用型本科院校盛行CDIO工程教育模式,在CDIO模式下,應用項目教學法的研究尚少,還處在一種探索階段。如何以CDIO 為教育理念,借鑒成熟國家的項目教學法做法,在應用型本科工程實踐中實施“項目教學”呢?不乏是一個新的課題。

二、國外項目教學法研究

它最初的含義是“知識可以在一定的條件下自主建構獲得, 學習是信息與知識、技能與行為、態度與價值觀等方面的長進,教育是滿足長進需要的有意識、有系統、有組織的持續交流活動”。[2]2003年7月德國聯邦政府教育部職教所制定了以行動為導向的項目教學法,不僅傳授給學生理論知識和操作技能,更重要的是培養他們的職業能力。

德國項目教學法為什么能夠盛行多年不衰呢?源于德國先進的職業技術教育體制,為發展我國的職教事業提供了可借鑒的經驗。[3]

德國項目教學法的實施過程包括布置項目、分析項目相關學科知識、材料購置及經濟核算、項目設計及制造分工、項目總成本核算等。下面以 “立式銑床” 模型為例,介紹德國原汁原味的項目教學法的實施過程。

1.布置項目。項目名稱――立式銑床模型的設計與制造。此環節首先由蓋爾森基辛(Gelsenkirchen)的職業技術學院的老師Rode先生周密地準備一套立式銑床模型,展現在同學們的面前,演示立式銑床模型的三個自由度的運動,提出項目任務,激發學生的興趣。

2.老師向學生分析跨專業學科相關知識

(1)CNC與經濟關系。例:從簡單的零件到復雜的裝配好的立式銑床模型,教師首先從材料角度分析,從而引出其價格不同,要求學生通過數學計算,計算出最低耗材成本。

(2)CNC與電子、控制學關系。老師演示了一個方向在伺服電機驅動下,通過絲杠副傳動機構的傳遞,完成一個自由度的運動功能。這涉及到了電子。類似關聯學科的相關知識仍存在,不再贅述。

(3)學生(可以是不同專業的學生)在老師的指導下集中采購材料,了解市場成品“象棋”的價錢,從而體驗市場經濟,珍惜材料,計算成本。

(4) 學生在教師指導下,分小組實施完成項目,不同小組之間協作完成不同項目內容:設計圖紙、編寫工藝、制造加工、檢測、裝配等。

(5)學生對項目總成本進行核算,為提高生產率找出最低成本。

(6)老師提到了如果把立式銑床模型實施三個方向數控化,如何實現?

在以上六個環節中,貫穿在這個項目中有很多跨學科的知識在其內。設計階段涉及到了機械設計的知識,加工前材料的采購階段涉及到物理學的知識,物資采購的能力以及經濟關系,制造裝配階段,需要查工具書、切削參數的選擇、工藝的確定、程序的編制,實際操作機床進行加工、監測以及最后的裝配,涉及到了學生制造能力的培養,成本核算階段涉及到了數學和金融的知識,采用數控化機床與傳統機床的設計制造進行比較,提出問題,讓學生考慮解決的方法,涉及到了電子、控制學等相關技術。

一個看似相對簡單的立式銑床模型竟然包含了如此廣的知識面,德國教師在設計方面所下的功夫很大。項目“小組”的形式體現了學生團隊合作精神,共同或分工完成整個項目的設計和制作。參加項目教學工作小組的學生來自不同的專業和工種,甚至不同的專業領域,目的是訓練他們今后在實際工作中與不同專業、不同的部門同事的合作能力。

綜上分析,德國的項目教學法滋生在“雙元制”教育體制的土壤內,教師綜合素質很高,每個專業教師都具備很寬泛又很扎實的專業功底。我國的中、高職業教育與崇尚技藝的德國相比,無論在教育發展的成熟程度,還是在人們心理認同程度上都存在一定的差距。

三、在國內應用型本科中,嘗試以CDIO為理念,“項目”引領工程實踐

德國的學生在學習階段采用項目式教學方法,一切學習活動都是圍繞“項目”進行。工程實踐在本科院校是指實驗、課程設計、畢業設計、工程訓練、生產實習等環節。

1.開發項目

我們從德國開發項目的設計中得到的啟發是:在本科實踐環節中,抓住每一種工程實踐的特點,確定相關的項目。例如:開發各類小裝備、參加的各種級別的機械設計比賽、機電液課程設計項目等,都屬于收集典型項目的焦點。

2. 以CDIO為教育理念,實證應用型本科院校“項目”引領工程實踐

首先,確定方案,實現設計單一機構向綜合機構教學轉移,比較方案、驗證方案可行性并優化方案;其次,準確設計機構;最后,實施制造,實現理論向實踐轉移,“知”向“行”轉移;最后,知行合一。

(1)構思項目:(Conceive ): 概念階段。針對工程實踐,讓學生掌握專業知識的基本原理,確定“項目”的未來發展方向。接到項目首先研究項目產品完成的任務,然后構思整個項目的架構和初步方案。讓學生構思出整個產品的幾個分機構的設計,結合以前所學,學生在指導老師的指導下,就會對該項目有一定的進一步認識和構思,從而對整個項目實現草案設計。

以2011年第八屆浙江省機械設計大賽為例,小車能順利穿越一區的狹窄隧道和二區并到達三區、四區完成救援任務,為實現短時間內救援機器人順利完成救援任務,其行走機構除具備良好的轉向性能及行駛穩定性之外,還必須具有較高的行駛效率。

項目要求得到的相應構思:主要分兩大類,構思一: “救援小車”的行走機構,滿足速度、滿足差速轉向、滿足通過隧道、滿足車體拓寬,構思二:“救援小車”的救援目標抓取機構,滿足限定范圍內的救援活動,構思機械手式抓取還是吸盤吸入式。

(2)設計項目(Design):技術階段。以項目產品設計與規劃為核心,通過研發,擬解決某一具體的問題或某些問題。仍以“救援小車”為例:根據構思的初步草案,學生通過了解現有的產品設計思路,產品功能、應用領域,結合自己所學提出優化設計理念和產品設計改進建議,對于能力比較強的學生選為技術小組組長,帶領其他組員主要解決設計和創新過程中,發現的一些問題,提交指導教師或通過查閱資料解決。

仍以“救援小車”為例,構思一中,可分解出兩類機構的設計:變距裝置結構設計、差速轉向行走機構設計;構思二中,可分解出機械手式抓取機構設計、機械臂結構設計、掃鏟式救援裝置設計、吸盤式救援裝置設計等。分解出的機構中通過比較進行優化設計階段,確定最后方案。在每一個機構的設計中,都可以有不同種實現的途徑,這個時候一定要發揮學生之所能,讓學生進行發散思維,翻閱豐富的參考資料,設計各個不同的分機構,然后小組成員在老師的帶動下,優化取舍,確定最佳方案,這是個很艱苦的重要階段。圖1 、圖2為學生設計的“救援小車”的三維設計和二維設計。

(3)執行項目(Implement):制造階段。以制造、建造為核心,組織一體化的項目制造。結合“產、學、研”互動的特色,將設計產品引入到工程訓練中心來,學生自己動手完成零件的加工和裝配,以設計圖紙為藍本,完全按照工件圖紙要求進行,把所有零件加工后,組裝成裝配產品。在制造過程中直接加工零件和裝配零件,可以增強學生的生產勞動觀念、產品質量觀念和經濟價值觀念,零件加工和裝配的訓練過程為培養學生的工程實踐素質、理論聯系實際和嚴肅認真的工作作風打下了堅實的基礎,過程中產生的問題可以磨練學生的工程意志和提升學生的工程素質。圖3、圖4分別為學生設計的“救援小車”的行走機構圖,和“救援小車”的抓取結構。

圖3 “救援小車”的行走機構

圖4 “救援小車”的抓取結構

(4)運作項目(Operate):服務階段。各個機構設計完整后,確定最終方案,制造組裝出來完整的產品。可以對項目進行運作,完成任務。圖5和圖6為學生設計的“救援小車”的最后兩種不同方案的“救援小車”。

圖5 “救援小車”方案一圖 圖6 “救援小車”方案二

四、CDIO與項目引領工程實踐的相輔相成的關系

CDIO工程教育雖然包含培養學生實踐能力的教學項目,但不同于項目教學。在應用型本科的工程實踐中,兩者是相輔相成的。CDIO工程教育在一體化的課程體系中不僅包括實踐教學項目,也包括專業技術的系統知識教育,具有長期性與學制化的特點;而項目教學是針對某一具體項目開展的教學活動,具有短期性與臨時性的特點 [4,5];從表面上看,兩者有些相似,項目教學包括立項、計劃、實施、展示和結項等各個階段,學生需要在教師的幫助下對各個階段中可能產生的問題找出相應的解決方法。但是兩者的實質性不同在于,CDIO工程教育旨在提供一種學生獲取知識與經驗的背景環境,它是制度化的、循環性的,而不是即時性的,并不隨著實踐教學項目的完成而終結。而項目引領工程實踐是實實在在的項目在貫穿整個工程實踐的訓練。

五、總結

借鑒德國“項目教學”的做法,以CDIO為工程教育理念,項目引領工程實踐,不僅提高了學生綜合素質、工程意識和創新能力,而且促進教師和學生互動實踐教學。對比德國項目教學法,也看到了我國項目引領工程實踐實施的軟硬環境均存在不足之處,德國項目教學注重項目成本的核算、指導教師的綜合素質較高、項目完成后的功能拓展、制造項目的工業化程度等等,而應用性本科的工程實踐,若要借鑒德國項目教學法,與師資力量、實踐教學體制、軟硬件都存在直接關聯。因此,在科學的方法論指導下與嚴謹的行動框架內推進應用型本科的項目引領工程實踐不妨是一個很有效的嘗試和發展趨勢。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 顧佩華,陸小華.CDIO工作坊手冊[M].汕頭:汕頭大學出版社,2008.

[2] 李坤.趙陽.寧靜等.德國職教項目教學法的理論研究與實踐及推行策略[J].吉林工程技術師范學院學報,2009(3):25-27.

[3] 趙志群.職業教育與培訓學習新概念[M].北京:科學出版社,2003.

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