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本课程作为工业工程专业的一门实践性强的专业核心课程,其主要任务是学习产品功能的设定、常用材料的种类和特性以及加工工艺、产品结构设计的原则以及与产品造型有关的通用结构设计知识,使学生掌握与产品设计相关的基本知识,具有产品结构设计的基本技能,能够完成简单产品设计中从功能定义到材料选择以及最终的结构设计。
1.1本课程的知识模块包括:①产品材料与表面处理工艺常识;②塑料件结构设计的基本原则;③钣金类产品结构设计基本原则;④模具基础知识;⑤产品结构布局设计;⑥产品典型结构。其目的是使学生掌握结构设计的基础知识,培养学生的三维空间想象能力,在实际应用中培养学生的新产品开发以及应用计算机绘图的能力。
1.2课程的重点内容包括:①常用塑胶材料基本知识;②常用金属材料基本知识;③常用表面处理知识;④产品结构设计总原则;⑤产品结构关系分析与结构绘图的基本要求。
二、《产品结构设计》课程的教学思路
2.1选用教材。目前还没有适合工业工程专业使用的《产品结构设计》教材,所以国内普遍做法是选用产品结构设计方面教材,暂定的教材是黎恢来编写的《产品结构设计实例教程》。该教材将作者十几年的产品结构设计经验总结而成,系统、精细、全面地介绍了产品结构设计知识及设计全过程,明确了产品结构设计的概念和岗位职责,并通过讲解一款电子产品的全套产品结构设计的整个过程,帮助学生融会贯通,更加高效地学习和掌握实用技巧。
2.2教学内容。依据工业工程专业的整体人才培养方案和教学大纲的具体要求,将《产品结构设计》分为六大模块,每个模块里面包括若干的章节,各章节之间既自成体系,又互相有衔接,条理清晰,通俗易懂。①“产品材料与表面处理工艺常识”模块,主要介绍注塑工艺理论、常用塑胶材料和金属材料基本知识,以及注塑件、钣金件表面处理方法。塑胶的定义及分类方面,介绍ABS、PS、PP、PVC等的应用范围、注塑模工艺条件和化学和物理特性,重点是使学生了解注塑件的常见问题分析及解决,比如缩水、飞边、熔接痕、顶白、塑胶变形等。金属材料方面,介绍一些金属的特性和应用范围,比如不锈钢、铝、铜、镍和锌合金。常用表面处理知识方面,主要涉及塑料二次加工的基本知识,学生需要了解丝印、移印、烫印、超声波焊接、喷涂、电镀和模内覆膜等表面处理工艺。②“塑料件结构设计规范”模块,重点介绍塑料件在设计和修改阶段需掌握的通用设计规范,比如塑料件的料厚、脱模斜度、圆角设计,能够分析塑料件的加强筋、孔、支撑面的使用范围。在细节部分,应了解塑料件文字、图案、螺纹和嵌件设计。③“钣金件结构设计规范”模块,介绍钣金类产品设计的工艺要求,包括冲裁、折弯、拉伸、成形工艺,并且让学生了解压铸类产品结构设计的工艺要求。在此模块的教学中,应引入企业实际产品案例进行讲解,以便于学生更好地掌握钣金件的设计规范。④“塑料模和钣金模基础知识”模块,介绍塑料模和钣金模的基本类型及典型结构,包括模具概述,模具的分类、注塑机介绍等,重点讲解的是注塑模结构里面的浇注系统、顶出系统、排气系统和行位与斜顶,以及二板模和三板模之间的区别和应用,以“实用、够用”为度,学生只需了解典型的模具结构,不需要进行后期的模具设计。⑤“产品结构布局设计”模块,主要介绍壳体形状结构、密封结构、卡扣结构、螺钉柱结构、螺纹连接结构和嵌件连接结构等知识,以及各个特征的定义、作用和设计原则,特别是特征在使用时的相互配合关系。拓展知识方面,要了解塑料零件自攻螺柱及通过孔设计规则,以及模具设计与产品结构设计之间的联系。⑥“典型产品结构”模块,重点介绍目前国内普遍使用的三大产品(电子产品、家电产品和电动产品)的典型结构设计知识。每类产品选取一款经典的已批量的产品作为蓝本,深入解剖结构知识在产品设计的运用。比如电子产品选手机为代表产品,讲解手机产品各零部件的结构、前壳与底壳的止口设计、LCD屏限位结构设计和电池固定结构设计,以及内藏摄像头结构设计。家电产品则以电吹风为例,学生要掌握电吹风的功能、材料、结构工艺性等,了解CAD软件在电吹风设计中的应用,能对产品塑料件进行结构分析。在此过程中,还要掌握项目管理方面的知识。
2.3教学方法。在教学中,提倡基于工作过程为导向的项目化教学,理论教学与实践练习相结合,增加实践课时的比例,培养产品设计的实践能力。教师引导学生建立实用合理的知识结构,强化学生的自觉体验和掌握知识的迁移能力,淡化理论和实践的界限。在基础知识够用的前提下,采用任务驱动教学法、项目教学法,通过在具备多媒体教学设施的校内实训基地开展新产品和新工艺的开发工作,使学生体会具体产品的外观造型和结构设计过程,提高学生的综合应用能力和实际应用能力。
三、《产品结构设计》在工业工程专业总体实训的具体应用
【摘要】备案制实施以来,企业资产证券化发转迅猛,而其中很多产品采取了双SPV的结构。本文对我国企业资产证券化市场中出现的几类双SPV结构产品的优势进行了探讨,并结合具体案例进行分析。
【关键词】资产证券化 双SPV 结构设计
自2014年底备案制实施后,企业资产证券化业务快速发展,特别是2015和2016年,企业资产支持专项计划增长迅猛,基础资产类型日益丰富,各类“首单”产品不断涌现,市场存量规模突破万亿,流动性明显提升,不良资产证券化、个人住房抵押贷款证券化、绿色资产证券化、境外发行资产支持证券等领域实现重要突破。资产证券化在盘活存量资产、提高资金配置效率、服务实体经济方面发挥着越来越重要的作用。
随着基础资产的日益丰富、交易结构的日益复杂,市场上出现了越来越多的双SPV结构的产品。在此背景下,本文将对我国企业资产证券化产品中的双SPV结构进行探讨,并结合具体案例进行分析。
一、美国资产证券化市场双SPV结构介绍
在标准的资产证券化当中,设立SPV的目的在于实现所谓的“真实出售”与“破产隔离”,简单来说就是将基础资产的风险与收益与原本拥有基础资产的发起人完全隔离开。美国资产证券化市场中采取的双SPV结构主要是为了应对美国法规和税收上的规定而设计的,目的是实现“破产隔离”和“税收中性”。
二、我国企业资产证券化中的双SPV结构
和美国市场不同,我国资产证券化市场中出现的双SPV案例大多是由于当前金融制度和法律因素的限制。目前市场上出现的双SPV结构产品大多采用“信托+专项计划”或”私募基金+专项计划”的形式,下面就对这两类产品分别介绍。
(一)信托受益权类双SPV结构
(1)信托型双SPV的优势。法律层面的考虑:收益权目前还没有明确法律定义。“收益权”,或者“资产收益权”一词只在我国相关政府部门文件或者最高院司法解释上有出现,但均未对“收益权”或者“资产收益权”的内涵与外延做出明确的界定。通过“信托+专项计划”的双SPV结构,将收益权质押信托贷款后信托受益权作为基础资产发行资产支持证券,把未来不确定的收益权转成债权,满足特定化的要求,同时法律上方便转让。
项目执行上的考虑:特别对于有多个借款人的情况。以星美影院项目为例,如果以23家影城的电影票收入为基础资产,则23家影院都变成特定原始权益人,尽调要求会高很多,增加很大的工作量,但统一发放信托贷款,23家影院都变成借款人,信息披露要求减少。
技术上的考虑:对多个借款人的现金流归集(如“海印股份项目”)或对现金流平滑重组等。
(2)案例介绍。我们以“星美国际影院信托受益权资产支持专项计划”为例,其基础资产为华宝信托所设立的华宝星美国际影院集合资金信托计划的信托受益权,规模共计13.5亿元,主要用于向星美23家院线及分公司发放信托贷款,还款来源为23家借款人因进行电影放映经营而对购票人所取得的票房收入。
本产品交易结构分为两层,在第一层结构中,原始权益人通过信托向星美23家院线发放信托贷款,从而拥有信托受益权,之后将信托受益权转让至SPV;在第二层结构中,计划管理人设立专项计划,以信托受益权为基础资产发行资产支持证券。通过过桥资金设立信托计划,并以信托受益权为基础资产可以解决基础资产特定化、真实出售、现金流估算等问题。
(二)私募基金类双SPV结构
(1)私募基金类双SPV的优势:是能借助基金子公司专项计划的广泛投资范围,直接收购非标基础资产,而券商集合计划由于受到监管,投资标的有限制;方便处置物业,直接转让基金份额即可;为后续公募REITs推出后直接上市做时福ü内公募REITs大概率会先以契约型基金形式出现)。
(2)案例介绍。我们以“恒泰浩睿-海航浦发大厦资产支持专项计划”为例。该项目总规模25亿元,计划管理人为恒泰证券,基础资产为契约型私募基金份额,而私募基金份额收益则来自于其基金资产中写字楼的租金收益和未来资产增值收益。具体安排上,先由管理人发起设立恒泰浩睿海航计划后,再由该专项计划收购并实缴“恒泰浩睿-海航浦发大厦私募投资基金”之全部基金份额。
用专项计划+基金载体的双SPV形式,主要为了达到股权收购和债权投资的目的,这样能够实现对标的资产的间接持有和最终控制。一来是通过双层架构实现资产和信用增信主体的风险、法律上的隔离;二来是为投资者的本息偿付和超额收益来源搭建顺畅的实现通道;三是为了给以后可能的REITs公募留出操作空间。
三、结语
通过以上的分析和案例我们可以看到,双SPV结构的作用略有不同,共同点都是为了更妥善的实现“破产隔离”,并且有效解决基础资产转让困难与现金流难以估计的问题。每个金融项目都有自己的特点,灵活运用不同交易结构才能成就符合各方需求的优秀产品。
不能忽视的问题是,通过建立双SPV的方式也会带来融资成本增加的问题,例如在“信托+专项计划”的交易安排下,本身信托层面融资成本较高,再加之证券公司和各中介的服务费,势必进一步提升证券化融资成本。所以,在具体项目实践中,各参与机构还需进步一步权衡。
参考文献:
随着科学技术的发展,产品更新换代速度加快,对产品的要求越来越高。不仅要求产品质量好,性能可靠,结构先进合理及造型美观;而且具有国内外市场的竟争力,取得良好的经济效果。由于机械产品大致要经过五个阶段:设计调试制造销售使用。
众所周知,任何机械产品的优化设计是产品正常生产和投入使用的前提,是工业发展的保证,因此,在设计上给予保证,是后期产品、机械设计参数能够达到生产要求的必要条件。然而,目前机械产品设计多属于所谓校核设计,这种以经验类比为主的设计不但具有一定的盲目性,而且结果往往也不能令人满意。虽然,近年来在产品的机构和零部件的某些参数设计上开展了优化设计及计算机辅助设计,并取得了一定的效果,但是,这仅局限于机构和零件某些参数的优化,只能使产品达到局部优化的目的。
目前,机械产品综合质量优化设计的需求导致优化模型复杂度剧增。受制于现有寻优算法和计算机的能力,难以实现一步到位的产品整体优化,所以必须采用系统观点,将大系统优化问题分解为若干个复杂度较低的子优化问题进行求解。协同优化技术就是在这样的背景下,随着计算机技术、网络技术、并行工程,以及分布式人工智能技术的发展而逐步发展起来的一种新的设计方法。它强调从系统的角度出发,利用分解与协调的方法,以获得兼顾个体和全局的工程满意解。
结构优化设计过程的一般步骤
一、目标函数。目标函数根据设计中最关注的因素来定义,机械设计中最关心的是如何减小变形或应力,因此目标函数可以定义为极小化变形或应力。
二、设计变量。参与结构优化设计的参数统称为设计变量。在工程优化设计中参与的设计变量主要区分为2大类;表征结构外型的几何参数,如板的长、宽、高尺寸,圆孔半径等;为物理参数,如材料的弹性模量、密度、屈服极限、安全系数等。
三、约束条件。在优化过程的迭代计算中,设计变量要受到某些条件的限制,这些限制统称为约束条件,这些约束通常包括装配位置限制条件,保证运动可能性的极值条件等。
四、选择优化方法并分析评估。机械优化设计绝大多数是有约束的非线性规划问题,虽然目前已有很多方法可以采用,但要找出一种普遍适用的有效方法是很困难的,选择优化方法,必须对具体问题进行具体分析并对优化计算结果分析评估。
产品设计的优化类型
一、拓扑优化。根据机械优化设计的特点,概括起来主要分为3大类(即参数优化、形状优化、拓扑优化)优化问题。拓扑优化是根据设定的目标通过一定的算法对小应力区域的材料不断剔除,在预先给定的设计空间中确定最优的材料分布,设计出最优的零件几何、框架结构或者加强筋的布局,因此通过拓扑优化不但能产生结构的外形轮廓,而且可以得到最佳的加强筋概念模型,这对于全新结构的设计是非常关键的,有利于发挥设计员的创新能力,提高产品的市场竞争力。
二、快速分析方法。性能函数的计算效率仍然是迫切需要解决的关键技术问题之一。结构性能优化是产品综合性能优化的一个重要方面,而且结构的动静态综合优化越来越受到重视。近似分析技术可以有效缩短性能函数的计算时间,但是近似方法的应用往往需要前期的大量准备工作,而且还存在计算精度问题。积极引入最新的计算技术是有效缩短性能函数计算时间,扩大协同优化应用领域的有效途径。
机械产品设计中结构优化技术的应用举例
就上述的优化设计过程和条件举一个例子:桥式高速数控龙门铣床是在国内推出的新一代航空制造装备,其中横梁是很关键的结构,设计水平的好坏直接影响整个设备性能,对于横梁的优化主要从两方面考虑:在不增加重量的前提下,使横梁上的最大变形极小化,提高横梁的静刚度;优化中初阶固有频率不小于设定值,提高横梁的动刚度。
关键词:产品设计;文化心理结构;设计构思
中图分类号:J50-05文献标识码:A
美国技术史家乔治・巴萨拉(George Basalla,?)曾把人造物的多样性解释为:古往今来人们选来定义和追求其存在价值的各种方法和物质体现。“一件人造物并非仅仅是一件仓促赶制出来以满足需求的无生命物,它是一种构想出来的人类心灵的活的遗留物。” (注:参见乔治.巴萨拉著,周光发译《技术发展简史》,复旦大学出版社,2000年版,第22页。)“组成产品世界的人造物,并非是人在解决满足其基本需求时所产生的问题的答案,而是在整个历史长河中,选择来定义和追求各种生存方式的物质表现。”(注:参见同上,第16页。)人的生物学意义上的必需,并不能解释人造物浩如烟海的多样存在。人类花如此多的心思和精力用于设计和制造新的东西,理想的解释恐怕是用以限定和追求某种特定的生活方式,构筑自己理想的生活环境。任何一件新造物的产生,必然是建立在现存文化的基础上,累积了技术上的许多改进,融合了人类更多的情感、智慧和需求,并成为现有文明的一部分。从这种意义上来说,“绝大部分人造物是充满幻想、渴望和理想的心灵的产物”(注:参见同上。)。
一、设计是人类的定义和追求各种生存方式的一种手段
从产品艺术设计所涉及的广泛内容来看,它是一种综合的文化创造活动,表现出鲜明的艺术性和技术性,广泛涉及到人类的精神生活和物质生活的各个领域。从英文的语源看,设计一词发源于拉丁语Designara,几经演变成为“Design”,Design作为名词,有图样,意图之意,作为动词有计划,构想之意。在中国,“设计”一词的使用是近早的事,古代“设”和“计”一般都是分开使用,但都具有当今“设计”的含义。“设”有陈列、安置、开设、运用、采用之意;“计”有计算、谋划、计划、考察、审核之意。《现代汉语词典》对设计的注解是:设计是在做某项工作之前,根据一定的目的要求,预先拟定方案,图样等。以下是国外很多科学家、设计理论家、建筑师对设计的理解:
・设计所关心的是发现和精心构造备选方案。(西蒙诺贝尔奖获得者管理学家)
・设计是从客观现实向未来可能富有想象的跨越。(佩奇《给人用的建筑》)
・设计是从无到有的创造,创造新颖有用的事物。(李斯威克《工程设计简介》)
・设计是通过行为而达到某种状态,形成某种计划。(《实用汉语辞典》)。
・设计是拿出令人满意的产品。(葛霉嘉利《设计方法学》)
・设计常指拟定计划的过程,又特指记在心中或者制成草图或模拟的具体计划。(《大不列颠百科全书》)。
・设计是一种针对目标的求解活动。(阿切尔著《设计者运用的系统方法》)。
・设计是一种复杂的,半科学性的,有功能作用的实战模式。(罗杰斯克鲁登著《建筑美学》)。
・设计是一种创造性活动――创造出所未有的新颖而有益的东西。(李斯威克著《工业设计中心简介》)。
・设计像科学那样,是观察世界和使世界结构化的一种方法,因此,设计可以扩展应用到我们希望给以设计者身份去注意的现象。(阿克著《设计研究的本质述评》)。
1980年,国际工业设计协会联合会在巴黎年会将“工业设计”定义为:就批量生产的工业产品而言,凭借训练,经验及视觉感受而赋予材料,结构,色彩,表面加工及装饰等新的品质和资格叫做工业设计。根据当时的具体情况,工业设计师应在上述工业产品全部侧面或其中几个侧面进行工作,而且,当需要工业设计师对包装,宣传,展示,市场开发等问题付出自己的技术知识和经验以及视觉评价能力时,这也属于工业设计的范畴。
从以上的各种定义可以看出,尽管每个人对设计的定义都不同,但是内涵是一致的。设计不止是一种改变物质环境的工具,更是充满美好幻想、渴望和理想的人类心灵对更先进的思想、更丰富的文化、更美好的生活方式的追求和限定,并通过创造出来的物质现实,使这些思想、文化、生活方式得到广泛传播,为人类带来福音。它是一种追求和定义新思想、新文化、新生活方式的意蕴深远的文化创造行为。这种追求和定义不是随意的、无价值的,而是创造性的、革新的、进步的,是由不同时刻人类特定文化心理结构决定的、充满美好愿望的人类心灵的体现。
二、文化心理结构及其对设计的作用
人既是自然的存在,也是社会的存在。每个人都生活在特定自然条件和社会条件下,其中的各种地理、政治、经济、历史、风俗、宗教、科学、伦理道德等等自然要素和文化要素形成他生活的特定环境。文化是把人的自然性和社会性连接起来,使人成为文明人的中介。文化不断发展进步,“特定的环境”也跟随不断变化,当这种历史进程在人的心里凝结、积淀下来,便形成了人的“文化心理结构”。“这个心理结构,是一个特殊的完形(格式塔)。在整个完形中,任何一个因素的改变,都会影响到这个整体,而整体也就存在于各种因素的相互作用之中。”(注:参见滕守尧著《艺术社会学描述》,南京出版社,2006年版,第32页。)所以说,每个人的“文化心理结构”都由其生活的特定环境决定,并因环境不同而不同。一个人、一个地域、一个民族、一个国家有其相对固定的“文化心理结构”。
一个人的文化心理结构是由他的生理心理中自然秉赋及他一生中通过学习和实践获得的文化性经验两大领域的因素构成。前者属于自然的范畴,包括积淀下来的深层的集体无意识、认知结构、思维结构、情感结构、理想结构等;后者属于文化的范畴,包括学习获得的信息、后天的经验等。人自然秉赋的心理深层表现为种种慢变因素,而文化性经验却是与时代精神息息相关的种种快变因素。慢变因素和快变因素相互交织和相互作用,形成一个动态的结构。
人的认知方式、思维方式、情感倾向、理想建构等意识活动都是由人的文化心理结构决定。设计活动作为一种综合性的创造,几乎包含了人类意识活动的各个方面,同样由人的文化心理结构决定。设计师的先天倾向影响甚至决定他文化接受的方向、情感喜好、审美理想、道德观念、价值取向等;特定时代背景下产生、流行的价值标准、审美趣味、道德观念等会通过选择机制,或抑制或调动和改造人的先天倾向。所以可以说,文化心理结构是设计师创作心理之源,特定的选择会造成特定的设计形态和特定的设计风格。
最终确定下来的设计意象,决不是简简单单从设计师脑海里一下蹦出来的形象,而是在各种社会因素、自然因素的渗透和作用下,从设计构思心理所指的意象集中孕育出来。它部分是一种具有具体社会文化内容的变化形式,部分又是一种凝固了的、实践的、富有生命意味的心理结构形式。作为设计构思心理活动的产物,它上面留得有设计师的创造痕迹,并带有设计师的自然气质;同时,它决不是一种随意的、纯粹主观的产物,因为有很多客观现实因素会通过影响设计师的创造性心理,进而影响它的形成,所以说它又是属于社会的。
社会文化因素影响设计师创造性心理的渠道是多种多样的。社会是一所大学校,各种文化因素都是无声的教师。设计师从小生活地域的风俗习惯、伦理道德、价值观念、生活方式、所受的家庭教育、学校教育、他人言行、社团集体活动、文化思潮、新环境生活方式、各种现代媒体、变化中的物质文化生活、不断扩大的视野等等,都无时无刻不在潜移默化中建构更新他的文化心理结构。每一刻的文化心理结构就是一幅幅经验图式,潜隐地影响设计师的意识活动。
在设计创造活动中,文化心理结构内在自然性的稳定不变,可以使设计活动具有一种稳定性、连续性;而社会文化性因素特有的运动性和变化性,又使得设计活动成为可塑的、变革的、创新的。文化心理结构可以按照更高的社会文化需要,对设计行为做出调整,使其变化、革新,以适应新的时代需要。在人类漫长的造物发展史中,时代不同,自然因素与社会文化因素对设计行为的影响比例也就不同。在生产力低下或社会动荡物质匮乏的时代,自然因素往往占主导地位,设计出来的产品更着重于物的实用性和功能,而且为社会低层的人民所设计出来的产品,这种倾向更明显。在生产力发达或社会一时繁荣的时代,社会文化因素占上风,产品更多按照观念、价值、文化符号表现的需要,被塑造得更具有文化性、审美性、装饰性。同时,在各时代中,阶级不同,自然因素与社会文化因素对设计造物的影响也不同,这实际上还是可以归因于生产力水平和物质丰富程度的不同,为上层阶级服务的生产力水平和物质材料,相对于为下层社会人民服务的生产力水平和物质财富而言,无疑是更先进、更丰富的。
在与设计意象对应的文化心理结构中,文化因素与自然因素二者缺一不可。与自然因素――人的本能的知觉倾向、能力、个性等直接有关的东西,一旦进入特定社会文化的氛围中,便立即按照这种社会文化的特殊需要做出适应性的变化。当然这种可塑性不是无限“自由”的,由于它是在主体的心理中完成的,所以又必须合乎心理活动的一些普通规律,如和谐、平衡、节奏、重复、多样统一等等。如果这种改变超越了一般人心理能够接受的程度,它的不可理解性将直接导致设计构思的失败。因此,设计行为虽然是受制于社会文化的,但又可以升华至另一个境界,即它可以突破日常言论和行为的普遍模式,创造出一个合乎内在心理规律的、幻想的境界――一个审美的领域。这种“突破”,实际上是一种超越和升华,在这种升华中,各种在设计构思过程中呈现出来的种种意象按照心理规律需要被筛选,被重新组合和排列,文化心理结构中的各种自然因素和社会因素相互作用和渗透,从而酝酿出既具有美观的形式,又具有良好的实用功能和深刻的文化内涵的、最终“合意的”设计意象。从这种意义上来说,真正决定某一设计师设计趣味的因素,是设计师个人特有的文化心理结构;真正决定某一时代设计风格的因素,是这一时代特定的文化心理结构。
三、文化心理结构在设计构思中的作用过程
与艺术创作构思很相似,设计创作构思也会经由一个由物及心然后由心到物的过程。设计构思过程中的“由物及心”中的“物”对应的是不止于设计师所见的、还有所闻的、所想的所有事与物。这些事与物与具体的人或物相关,它们可能是人造物,也可能是自然物;可能是实物的,也可能是影像的;可能是传统的,也可能是现代的;可能是当下的,也可能是过去的;可能是现实的,也可能是想象的;可能是设计师有心留意过的,也可能是作者脑神经里的不经意的记忆刻痕。但是,这些事与物并不能作为设计构思的原料,必须把它们内化、暗换为设计师心中的“物像”,也就是说,设计师不是也不能把各种实物搬出来进行构思,而是借助各种实物的在设计师心中的映像来进行创造。从所有的“物”中选择与设计主题相关的部分,把它们内化、暗换为可供设计构思的原料,这个过程就是“由物及心”的搜索和选择信息的前构思阶段。
在具体的设计构思开始时,以往的“物像”被唤醒、激活,像已经陈年的日历,在需要的时候,又被找出来,一页页翻起,一反平日似是沉寂的状态,开始在设计师的脑海中活跃起来。它们与当前的现实背景和市场需求方面的“物像”交织在一起,共同形成设计意象的意象性背景(注:关于意象性背景,详见约翰塞尔著,李步楼译《心灵、语言和社会》,上海译文出版社,1991年版,第102、103页。)。当构思心理与这些物像相遇、摩擦,设计师的知觉、想象、情感、领悟等一起协调运动起来,所谓“目所绸缪,身所盘桓”(注:参见宗白华著《美学散步》,上海人民出版社,1981年版,第82页。),在感性观照与建构中,积极地猎获种种启示,并积极地把这些启示向设计主题靠拢、聚集,继而产生与设计主题相关的种种意象。所有这些意象又进一步在文化心理结构和意象背景共同作用下酝酿、孽生出最终设计意象。设计师构像于胸的过程,就是设计“由心及物”的构思阶段。
最终的设计意象在设计师心中初步定型下来,设计师会在很长一段时间之内,根据变化的市场需求,不断地从实用、美观、经济的角度来审视、玩味、涵泳这个意象,并在新的文化心理结构图式和市场需求的评判下,对其进行修正、补充,使之既合于自己的文化心理结构,又能适应市场中或显或隐的客观需求。这个定像于胸的过程就是反馈求证的后构思阶段。
1、设计构思的信息搜索阶段
设计构思是从对与设计主题相关的信息的注意和期待开始的。注意是设计师对内心各种物像的一种关注状态,期待是设计师对各种物像的心理预期,它们都取决于设计师和物像两方面的条件。在设计师方面,他秉持特定的文化心理结构,把人生经验、文化素养、性格气质、审美趣味等个人因素投射在这些物像上,同时在内心产生一种潜在的期盼――希望能从这些物像上找到与自身文化心理结构同质的地方,并且这些同质点往往最容易受到设计师的注意。在美学研究中,美学家英伽登把这种期盼心理描述为一种“充满了活力”的情绪,一种“急切寻求满足的欲望”。在物像方面,它则如不确定的空框结构,召唤着设计师去解读,物的形状、结构、色彩、风格、性能、象征、价值、美丑等,或者人的兴趣爱好、风俗习惯、性格特征、价值观念等,就像一个个空白,等待着设计师去填写。两方面合起来就是,当设计师的意识填写了物像空框中的某些空白,意味着他对物像的这个要素的认同,从这个要素中找到了文化心理结构的同质点。这个同质点就更可能被提取出来,作为设计构思的直接参考。设计师对物像的认同在很大程度上还与物像的新颖程度有关,主要表现在与设计师期待视野的距离上,完全熟悉的和完全陌生的物像,设计师很可能视而不见;熟悉而又有些新鲜的刺激的物像更能吸引设计师的注意力。
注意和期待作为一种潜在的心理准备状态,是设计构思阶段的开始。它们唤醒沉寂于设计师脑海中的各种物像,使之与当前物像一起作用于设计意象,把设计师带进积极的构思状态,为构思提供一种潜在的定向信息选择标准,直接为后续的想象提供思维原料。
2、设计构思的信息选择阶段
知觉是设计构思系统中选择设计构思原料的手段。在注意和期待的观照前提下,设计师文化心理结构和物像间的同质点就依靠知觉来寻找、验证。
设计构思过程中的知觉与艺术创造和艺术欣赏中的知觉有很多美学上的相通之处,大多美学上的特性对它也有效,比如说主动性、整体性、情感性。但“人的美感的活动全是无所为而为”(注:参见朱光潜著《谈美书简二种》,上海文艺出版社,2001年版,第88页。),而产品艺术设计艺术作为一种特殊的实用艺术,在它的构思过程中的知觉有其特殊性。由于产品艺术设计满足的是以实用功能为主的人类的需要,所以知觉自然不会像美学中的审美知觉一样,把实用性排除在外。非但不如此,它还十分重视实用性,有时甚至把实用性放在首位,表现出对有用性细节的特别功利关注。可以说,设计构思过程的知觉的特性还包括了功利性和细节性。当然,除了特殊性外,设计构思过程的知觉也不脱离一般性,它同样十分注重实用以外的内容。
依据现代认知心理学的理论,任何认知过程都必然是主体的意识将他的文化心理结构投射到对象上,从而达到的一种个人认同。设计构思的知觉过程不是消极被动地接受对象的刺激,而是积极主动地去感受对象,协调感官和其他心理功能,有所选择地去知觉。当代美国艺术理论家阿恩海姆(Rudolf Amhelm,1904-1994)在《走向艺术心理学》一书中明确指出:“如果这一理论是站得住脚的,那么知觉的基本过程就远非是被动的记录,而是一种获取结构的创造性活动。这种活动甚至超出了对各部分的配置和选择。”(注:参见[美]鲁道夫・阿恩海姆著,丁宁、陶东风、周小仪等译《走向艺术心理学》,黄河文艺出版社,1990年版,第35页。)正是这种主动的创造性的活动和这种信息选择、组合的功能,才使在认知过程中达到个人认同成为可能。并且在设计构思中的这种知觉活动的兴奋点往往是物像的细节要素,而不是整体的物像形象或意象,设计师在这些细节上扫描到与设计主题及自身文化心理结构的某种契合。构思的知觉的作用就是寻找、知觉到这些契合点、同质点,并使之重新物像化为一个个新的物像,它们才是设计构思的最直接的质料。就像石油一样,原油并不能直接派上各种工业用途,必须经过提炼,分出分子量大小不一的各种重油、轻油之类的,才能满足各种工业所需。原始物像就像原油,它不是构思的质料,只有那些从物象上抽象、提取出来的各种细节、特征、属性新物像才为想象提供有效的原材。
3、设计构思的创意阶段
想象是设计构思过程的创意阶段,是其核心部分。想象是人处于与日常的现实生活经验垂直切断状态下,超越时空的局限,思绪无拘无束地自由驰骋。它是一种联结的力量,一种联结过去、现在、未来,联结出场与不出场的力量。所谓“精鹜八极,心游万仞”,“观古今于须臾,抚四海于一瞬”,“思接千载,视通万里”, (注:转引自叶朗著《现代美学体系》,北京大学出版社,1988年版,第187页。)等等,这些都讲的是想象超越时空的特点。想象力是设计师不可或缺的创造能力,没有想象力,设计无法为继。
想象分为联想和想象二种。一般说来,联想就是从一个知觉心象转移到一个记忆心象这样一种心理活动。而构思则要复杂得多,它把各种知觉心象和记忆心象重新化合,孕育成一个全新的心象,即意象、并激发起更深层的情感反应。因此,构想是涉及构思过程中最富有创造性的心理活动。要进行构想,必须有丰富的知觉经验材料,当前的和以往的知觉经验都非常重要。以往的知觉记忆材料只有小部分储存在意识层中,而绝大多数储存在前意识层和无意识层,就像漂浮在海面上的冰山,露出水面的只是小小的一角。对于以往的这些知觉经验,需要努力把它们从近乎沉寂的前意识和无意识状态中唤醒,让他们重新在思绪里活跃起来,这样才能更彻底挖掘前意识和无意识宝库的财富,促进构想活动充分发挥。
在设计构思过程中,想象在知觉基础之上,调动过去和当下的各种知觉经验,按照现实的需求和主体的审美理想,遵循接近、类似、对比等联想规律,融合富于情感与理智的考虑、评判,积极对知觉到的所有契合点、同质点的物像进行加工、组合、改造,创造出新的物像,实现不同程度的创造性。这些新形成的物像就渐渐接近设计目标,从这些新物像中重新进行筛选、组合、改造,再酝酿出更高合意度的构思意象,这样层层迭进,每一进都有新的进步、发现、创新,一步步达到最终理想的设计意象。设计构思过程中的想象虽是一种超越个体直接经验的自由的心理过程,却并非没有任何规定的绝对自由。在这个过程中,构思的方向、范围都受制于主体的某种具体的创造目标。不论构想如何自由和奇特,都始终指向这个具体目标,并且始终把握住为实现这个目标所调动的各种“原料”之间的某种逻辑联系。而且,当构思的进展距离这个目标越近,想象所受的约束就越大,它的自由度呈现收敛型,目标就是最终的设计意向。设计师也只是潜意识里隐隐觉得,起初往往并不很清楚这个具体目标,在构思的进展中它才逐渐向他具体显现出来。人类有一种在混沌的意识状态下进行合目的性构造有内在统一性的意象的能力,秉赋和修养不同的人,这种能力的大小也不同,优秀的设计师和艺术家具有很强的这种能力。
4、设计构思的反馈求证阶段
【关键词】汽车用 电子产品 缓冲包装 结构设计
汽车用电子产品的缓冲包装结构设计是一项系统性的工作。设计人员在进行这一设计时需要提前考虑到设计工作可能面临的难点和要点,才能够在此基础上提升设计的精确程度。
1电子产品缓冲包装结构设计简析
电子产品缓冲包装结构设计包括了诸多内容,以下从设计前提、设计难点、材料选择、设计要点等方面出发,对于电子产品缓冲包装结构设计进行了分析。
1.1设计前提
电子产品缓冲包装结构设计有着基本的设计前提。众所周知缓冲包装结构设计往往是根据产品的性能参数以及几何参数来进行的。在这一过程中设计人员可以在根据产品的具体需要来确定电子产品具体的保护性能和形态包装结构。其次,电子产品缓冲包装结构设计还需要进一步的重视包装结构设计的作用,从而能够以更加合理的包装设计来提升电子产品的整体性能。
1.2设计难点
电子产品缓冲包装结构设计存在着诸多设计难点。通常来说缓冲包装结构的设计工作的主要难点在于其可能牵涉到的材料多数为非线性材料,这实际上导致了结构设计时计算的繁杂性。其次,缓冲包装结构设计工作还需要在满足以上所有条件的基础上进一步的把合适的结构设计图稿摆到桌面上,从而在实际上增强了设计转为产品过程中的整体难度。与此同时,由于在原材料市场上包装材料的价格基本都是透明的,因此这意味着设计人员想要以同质性很高的材料设计出卓越的结构就有着很高的创新难度了。
1.3材料选择
电子产品缓冲包装结构设计的关键在于确保材料的质量过关。设计人员在材料选择的过程中首先需要根据材料实际的性能参数来进行材料性价比的判定,在这一过程中由于不同的材料其性能参数不用,哪怕是同一材料在不同的厚度表具体的动态特性曲线还是不同。因此这意味着与此同时,设计人员在材料选择的过程中应当在保护产品安全的基础上最大限度地降低包装成本,从而能够更加有效的提升电子产品本身的经济效益和使用价值。
1.4设计要点
电子产品缓冲包装结构设计需要设计人员把握住设计要点。一般而言电子产品的缓冲包装结构设计首先需要设计人员着眼于保护产品的功能性及外观安全上,并且这些因素本身也是评价一个缓冲包装结构设计方案最为基本的准则。其次,设计人员在进行电子产品缓冲包装结构设计时应当尽可能的避免因为设计误差而造成电子产品的变形与误差,因此保证产品功能性和外观的安全则成了包装结构设计中最为基本并且也是最为重要的关键所在。
2汽车用电子产品的缓冲包装结构设计策略
汽车用电子产品的缓冲包装结构设计应当有着全面的策略,以下从合理降低设计成本、做好基础设计工作、考虑包装材料特性、提前预估设计难度等方面出发,对于汽车用电子产品的缓冲包装结构设计策略进行了分析。
2.1合理降低设计成本
汽车用电子产品的缓冲包装结构设计首先应当着眼于合理降低设计成本。设计人员在合理降低设计成本的过程中首先应当深刻的了解到成本就是生命这一电子产品设计的最基本原则。因此这意味着设计人员在遵循充分保护产品的原则时应当最大限度地降低包装设计的成本。其次,设计人员在合理降低设计成本的过程中应当努力的避免过度包装现象的存在,从而能够在确保汽车用电子产品的缓冲包装达到产品价值的同时也有效的降低了相应的生产成本。
2.2做好基础设计工作
汽车用电子产品的缓冲包装结构设计需要设计人员做好相应的基础设计工作。设计人员在做好基础设计工作的过程中首先应当考虑到产品实际的安全性能[1]。由于汽车用电子产品在汽车的行驶过程中必然会面临着冲撞、跌落、振动等风险的存在,因此设计人员在汽车用电子产品的缓冲包装结构设计过程中应当以扎实的基础设计工作来避免产品在汽车行驶的过程中受到各种恶劣因素的影响。
2.3考虑包装材料特性
汽车用电子产品的缓冲包装结构设计需要设计人员全面的考虑到包装材料的特性。设计人员在考虑包装材料特性的过程中首先应当考虑到外包装容器的结构、形状、材质及强度。其次,设计人员在考虑包装材料特性的过程中还应当考虑到结构本身的抗震性能和具体的工艺性能。与此同时,设计人员在考虑包装材料特性的过程中还应当考虑到产品的防潮性能、防水性能、防锈性能、防尘能力等重要的因素。在这一系列的因素分析过程这能够涉及到的知识涵盖了力学、物理学、化学等诸多学科,而两者又是建立在数学基础上的,因此一个好的包装结构设计人员必须受过良好的设计培训才能够设计出优秀的结构。
2.4提前预估设计难度
汽车用电子产品的缓冲包装结构设计的关键在于提前预估设计工作的实际难度和难点[2]。设计人员在提前预估设计难度的过程中手续应当考虑到产品的装配问题及包装结构生产流程的操作问题等因素。在这一过程中包装件如果其装配过程相当复杂则很有可能会造成工作人员的误操作或生产线上工作效率的滞后,在这一前提下即使电子产品的保护性能很好也不能称其为优秀的设计作品。其次,设计人员在提前预估设计难度的过程中应当对于结构设计过程中可能面临的难点和问题做到心中有数,从而能够在此基础上提升汽车用电子产品的缓冲包装结构设计的整体效率。
3结语
汽车电子产品的包装结构设计需要在相应的包装机械理论支持下才能够顺利的进行,因此设计人员需要在做好基础设计工作的前提下以更多的设计实践来提升设计工作的整体水平。
参考文献:
本课程作为工业工程专业的一门实践性强的专业核心课程,其主要任务是学习产品功能的设定、常用材料的种类和特性以及加工工艺、产品结构设计的原则以及与产品造型有关的通用结构设计知识,使学生掌握与产品设计相关的基本知识,具有产品结构设计的基本技能,能够完成简单产品设计中从功能定义到材料选择以及最终的结构设计。
1.1本课程的知识模块包括:①产品材料与表面处理工艺常识;②塑料件结构设计的基本原则;③钣金类产品结构设计基本原则;④模具基础知识;⑤产品结构布局设计;⑥产品典型结构。其目的是使学生掌握结构设计的基础知识,培养学生的三维空间想象能力,在实际应用中养学生的新产品开发以及应用计算机绘图的能力。
1.2课程的重点内容包括:①常用塑胶材料基本知识;②常用金属材料基本知识;③常用表面处理知识;④产品结构设计总原则;⑤产品结构关系分析与结构绘图的基本要求。
2《产品结构设计》课程的教学思路
2.1选用教材。目前还没有适合工业工程专业使用的《产品结构设计》教材,所以国内普遍做法是选用产品结构设计方面教材,暂定的教材是黎恢来编写的《产品结构设计实例教程》。该教材将作者十几年的产品结构设计经验总结而成,系统、精细、全面地介绍了产品结构设计知识及设计全过程,明确了产品结构设计的概念和岗位职责,并通过讲解一款电子产品的全套产品结构设计的整个过程,帮助学生融会贯通,更加高效地学习和掌握实用技巧。
2.2教学内容。依据工业工程专业的整体人才培养方案和教学大纲的具体要求,将《产品结构设计》分为六大模块,每个模块里面包括若干的章节,各章节之间既自成体系,又互相有衔接,条理清晰,通俗易懂。
①“产品材料与表面处理工艺常识”模块,主要介绍注塑工艺理论、常用塑胶材料和金属材料基本知识,以及注塑件、钣金件表面处理方法。塑胶的定义及分类方面,介绍ABS、PS、PP、PVC等的应用范围、注塑模工艺条件和化学和物理特性,重点是使学生了解注塑件的常见问题分析及解决,比如缩水、飞边、熔接痕、顶白、塑胶变形等。金属材料方面,介绍一些金属的特性和应用范围,比如不锈钢、铝、铜、镍和锌合金。常用表面处理知识方面,主要涉及塑料二次加工的基本知识,学生需要了解丝印、移印、烫印、超声波焊接、喷涂、电镀和模内覆膜等表面处理工艺。
②“塑料件结构设计规范”模块,重点介绍塑料件在设计和修改阶段需掌握的通用设计规范,比如塑料件的料厚、脱模斜度、圆角设计,能够分析塑料件的加强筋、孔、支撑面的使用范围。在细节部分,应了解塑料件文字、图案、螺纹和嵌件设计。
③“钣金件结构设计规范”模块,介绍钣金类产品设计的工艺要求,包括冲裁、折弯、拉伸、成形工艺,并且让学生了解压铸类产品结构设计的工艺要求。在此模块的教学中,应引入企业实际产品案例进行讲解,以便于学生更好地掌握钣金件的设计规范。
④“塑料模和钣金模基础知识”模块,介绍塑料模和钣金模的基本类型及典型结构,包括模具概述,模具的分类、注塑机介绍等,重点讲解的是注塑模结构里面的浇注系统、顶出系统、排气系统和行位与斜顶,以及二板模和三板模之间的区别和应用,以“实用、够用”为度,学生只需了解典型的模具结构,不需要进行后期的模具设计。
⑤“产品结构布局设计”模块,主要介绍壳体形状结构、密封结构、卡扣结构、螺钉柱结构、螺纹连接结构和嵌件连接结构等知识,以及各个特征的定义、作用和设计原则,特别是特征在使用时的相互配合关系。拓展知识方面,要了解塑料零件自攻螺柱及通过孔设计规则,以及模具设计与产品结构设计之间的联系。
⑥“典型产品结构”模块,重点介绍目前国内普遍使用的三大产品(电子产品、家电产品和电动产品)的典型结构设计知识。每类产品选取一款经典的已批量的产品作为蓝本,深入解剖结构知识在产品设计的运用。比如电子产品选手机为代表产品,讲解手机产品各零部件的结构、前壳与底壳的止口设计、LCD屏限位结构设计和电池固定结构设计,以及内藏摄像头结构设计。家电产品则以电吹风为例,学生要掌握电吹风的功能、材料、结构工艺性等,了解CAD软件在电吹风设计中的应用,能对产品塑料件进行结构分析。在此过程中,还要掌握项目管理方面的知识。
2.3教学方法。在教学中,提倡基于工作过程为导向的项目化教学,理论教学与实践练习相结合,增加实践课时的比例,培养产品设计的实践能力。教师引导学生建立实用合理的知识结构,强化学生的自觉体验和掌握知识的迁移能力,淡化理论和实践的界限。在基础知识够用的前提下,采用任务驱动教学法、项目教学法,通过在具备多媒体教学设施的校内实训基地开展新产品和新工艺的开发工作,使学生体会具体产品的外观造型和结构设计过程,提高学生的综合应用能力和实际应用能力。
3《产品结构设计》在工业工程专业总体实训的具体应用
关键词:工业设计 人才培养 模式
一般如无特别的指明,凡称工业设计者必定是对狭义的工业设计而言、也只对产品设计而言。所谓产品设计,就是为了人类在对付严酷的自然时,提高自身生活、生存和生产能力,而对工具、器械与设备等的实用需求所作的“响应”。产品设计过程中在保证作为主要内容要素的实用价值实现的基础上,同时考虑合适的外在形式作为主要的形式要素来形成审美对象,在使用者们的亲历使用中诠释出它的情感价值。工业设计教学及实践意在培养满足上述需要的高级应用型人才。
一、工业设计专业的人才培养目标
以职业岗位能力为导向,以培养学生具有宽广的工业设计基础知识、扎实的工程实践能力和较高的人文道德素质为总体目标,突出学生的结构设计和原型制作能力培养。在学生完成基本美术能力培养的基础上,以及能进行产品外观设计的同时,大力培养学生产品结构设计的能力,包括产品材料与成型、结构设计、加工工艺、模具常识等方面的知识技能;另一方面在学习设计知识的同时,多方面强化学生原型制作动手能力,包括各类手工模型制作、快速原型制作、后处理技术等。
二、人才培养模式的构建
以岗位技能为导向,结合广东工业设计行业的特色,充分调研工业设计结构和企业设计部门工作状况,依托工业设计行业协会,分析企业产品设计、生产过程中各岗位工作流程,并总结各岗位所需职业素质与职业能力,确定学生的基本职业能力与技能培养的目标。对应各岗位工作的过程,确定相应教学内容,由课程的递进实现职业能力培养的递进;对应各岗位工作的典型产品,校企共同参与,采用任务驱动、项目导向、教学一体化等多种教学手段和方法,由产品设计、生产过程的递进,实现职业能力培养的递进。
1.“岗位技能导向,产品设计项目驱动职业能力递进”的人才培养模式构建步骤
(1)人才培养岗位定位
主要就业行业(企业):工业设计公司、原型制作企业、轻工制造企业和广告设计公司等。
主要就业部门:产品结构设计部门、产品造型设计部门、模型制作部门、平面设计部门。
主要工作岗位:产品结构设计员、产品外观设计员、模型制作工、2D/3D绘图员。
未来潜在岗位:结构工程师、造型设计师、原型制作师等。
(2)确定企业岗位能力目标
以小家电工业产品设计、生产、制造企业为主,校企合作共同探讨、分析、归纳典型工业产品外观、结构设计、原型制作、生产制造的整个生产过程,对应工业产品生产过程中各个不同阶段的具体工作过程,分析其行动领域内容,总结其所需职业素质及能力,确定工业设计行业各工作岗位与岗位群。
(3)培养过程的程序化
由专业教学指导委员会各委员,根据产品设计、生产过程及岗位工作流程中抽象出来的行动领域,确定相对应的学习领域,进而明确教学过程培养目标与教学内容,设计课程体系。
(4)职业能力递进形成过程
细化企业岗位能力要求,参考企业各岗位之间知识和技能的递进与包容关系,形成职业能力递进式的人才培养过程。安排相互衔接的知识与技能课程,通过课程的不断深入实现职业能力的递进培养。
(5)培养过程的校企共育
依托工业设计专业建设委员会,引导各合作企业参与教学过程,技能课程由企业人员讲授,专业核心课程考核由企业及行业来完成。在第二学年实行学生预分配,各合作企业与学生之间进行双向选择,签订预分配合约,签约后,由企业为所签约学生选择课程,参与实际教学过程并进行课程考核,自第五学期,所签约学生可以去签约企业实习。在第五学期实行分段教学,下企业实习的学生可回校进行短期集中学习,以完成规定的学分;各签约企业也可安排短期专项集中培训,专项集中培训设在企业,计入总学分,建立“厂中校”的培养机制。
2.建立了基于“工作岗位+职业技能”的课程体系
(1)专业核心能力分析
结合产品设计和制作过程,通过调查和剖析,工业设计专业学生应具有的专业核心能力包括:产品创新设计能力、产品造型设计能力、产品结构设计能力、产品快速成型与后处理能力、原型制作能力。
(2)课程体系的构建
结合专业的核心能力,参考相应的职业鉴定标准,提炼本专业培养所需达到的职业技能,最后确定本专业的课程体系。同时,基础课、专业理论课要坚持“必需,够用”的原则,进行课程内容的优化选择;坚持“突出技能训练”的原则,强调实践性教学,推行“双证书”制度。产品创新能力包括工业设计概论、产品设计初步、人机工程学等课程;产品造型设计能力包括素描、色彩、三大构成、平面设计基础(CoreDraw)、产品效果图设计 (Photoshop)、产品造型设计I(Rhino)、产品造型设计II(Alias)等课程;产品结构设计能力包括工程力学、材料与成型工艺、产品结构设计(PROE)、结构设计(UG)、产品质量检测等课程;产品快速成型与后处理能力包括快速成型与后处理等课程;原型制作能力包括原型制作与后处理等课程。
3.在课程中形成认知、感受、实践训练体系
以教学工作室为基本教学单位的实践教学体系,工作室制在国外大学设计专业普遍实行,近百年来的形成与发展,它的优越性勿庸置疑。我国一些院校也在试行该体系。我们实行的是工作室制教学,建立具有地域特色的教学工作室。它的基本内涵是:由教学团队组合而成,承担一定的课程组群教学任务,完成教学、研究、实践任务的教学基本单位。经过两年的局部单项实验,实行造型创意教学工作室教学。与此相配套的有设计教学工作车间,学生在教学工作室完成设计方案后到工作车间进行具体制作。同时,每个教学工作室还要设立校外实践基地,以供学生造型研究与实践使用。从工作室、工作车间,到实践基地构成了专业基础课实践教学链条系统,形成学研、产互动的良性循环系统。
4.构建现代职业教育衔接人才培养体系
与中职学校密切合作,构建基于工业设计专业的中高职衔接人才培养模式,制定 “3+2”人才培养课程体系,课程体系要充分考虑中职学生动手能力较强、理论性较差等特点以实现职业能力无缝连接为原则。另外,还要积极研究探索更高层次的职业教育对接模式,技能型的高职本科,在课程设置上充分考虑学生再提升的空间。
三、结束语
工业经济虽然在知识经济时代的来临和冲击之下,逐渐走向了式微的发展阶段,但这并非意味着在社会生活和经济生产中,已经失去了往昔的主导地位,仍旧存在着不可忽略的价值和功能,并在国家复兴的进程中,具有强大的助推作用。作为传统工业部门中的代表,机械制造业不但在经济发展的助推中,作用绝非可有可无,而且在当前科技创新的研究领域中,其平台作用也是不可小觑。在机械结构的设计原理中,运动力学在其中的干预作用最大,在物理学的实验活动中,也最受研究人员的重视和关注。
1机械结构设计的在应用中的技术要素
作为机械结构设计环节中的重要组成部分,结构设计中的关键要素,正是促进技术革新的重要手段之一。伴随着科研活动中的理论基础的日益夯实和技术应用范围的日趋扩大,物理学中的相关原理也逐渐拥有了充足的用武之地,在实际机械结构的设计中,不断满足着机械结构的符合要求,并促进生产水平的解放和提升。在机械结构设计层面的几何要素上进行分析,机械结构的设计原理,秉持着其精密的设计技术的指导和应用,在零部件之间能够实现咬合力的提高,并实现位置关系的明确定位和精密确定。在这种几何要素的关系体系之内,机械结构设计中最为关键的因素,便是不同的面,在这些不同的面上,通过完善和优化的考量,来保证在零件的不同接触面上,都可以进行合理的安排。
2运动力学在机械结果设计中的应用
运动力学在机械结构设计中的应用价值,主要体现在2个方面:
(1)在零部件的链接方面。在这一环节中,诚如上文中论述的那样,存在着直接链接和间接链接的差别,由于存在着应用方面的差别,所以在运动力学的应用潜力上,也存在着截然相异的表现。但是作为机械设计中的核心要素,运动力学所产生的抽象指导上,从根本上也是如出一辙。例如,利用力矩的变化,通过计算不同联接点的摩擦力和压力,从而可以了解到不同的节点的压力和零件的材料选择等。在力学计算和相应的选择性指标的衡量下,构成决定零件的选材和位置的排列组合等等,都体现出这一点。
(2)在机械零件的操作过程中,一旦发生损耗等相关问题,运动力学的理念和技术原理同样存在着必要的指引作用,特别是在行动与摩擦之后产生的损耗之后,借助运动力学的相关理论,便能够依照运动做工,实现计算机的损耗系数,并且对零件的损耗程度进行相应的预定,还能够在根本上实现材质遴选的科学性。总之,充分利用运动力学,是保证机械结构设计的基础,也是未来的发展方向。
3运动力学在机械结构中的设计准则
3.1满足力学要求的设计准则
在进行机械产品结构设计过程中,必须要考虑到材料力学、弹性力学、疲劳力学等相关的力学准则,并且在此基础上,通过相应力学的强度计算法则,实现设计合格化的机械产品,积极引用在生产活动之中。在运动力学的物理学术体系中,疲劳力学便是一个值得参照的对象。由于其与轴承、齿轮以及轴的使用寿命等存在着直接的关联,因此在设计过程中,研究人员通常会依据不同机械零件的载荷变化,实现力学计算的灵活化处理,进而实现产品结构的优化,并延长机械产品的使用寿命和利用周期。由于零件的截面尺寸的变化,能够带动其内应力变化适应能力的提高,这便能够使得各截面的强度相等。而按等强度原理设计的结构,材料才可以得到充分的利用,提高经济效益。
3.2创新机械结构的设计理念
如今的机械结构创新设计活动,大体是指采用机械结构设计变元法,通过针对机械结构设计中相关因素的遴选和改变,以实现机械结构在实用层面上的技术革新和理念创新,以便满足于应用上的诸多需求。在这种呼之欲出的科研背景之下,创新型结构在便利性和经济性等多方面上均能够优于传统设计结构的主要原动力,就是近年来推出的变元法。这种机械结构的设计法则主要包括多种装配原理,例如数量变元、形状变元、材料变元、位置变元以及装配联接变元等等,在变元中实现机械结构设计方案的革新,并在数学模型的引导和助推下,计算和测试其结构性能,便能够选择出最优化的机械结构设计。
4结语
关键词:180°折弯;送料;脱料;双滑块机构;合模;分模
在五金连续模的设计过程中,我们经常会遇到一些SHELL类产品带有180°折弯结构的形式,如图1、2所示。设计此类模具时应注意:排样时应尽可能把产品180°的折弯方向设计成与送料方向一致,这样便于送料和脱料。如果根据产品结构的要求,必须设计成180°折弯方向与送料反向时,则可以采用双滑块机构。下面就分别以这两种情况加以讨论:
图1 图2
1 180°折弯方向与送料方向一致
如图3中工序排样图,弹片的180°折弯方向与送料方向一致时,弹片的成形可分为五个步骤来完成:
①向下定深折弯
②向上打翘起
③向下折弯90°
④180°折弯成形
⑤整形
根据第四步④的180°折弯成形,可有两种模具结构设计方案:
方案1 用滑块和摆块来进行180°折弯成形
如图4所示,当弹片被向下折弯90°以后,可用摆块调整来使其达到大于90°,然后再用滑块和摆块来调整180°成形,这种模具结构设计比较复杂,有时调整效果不是很理想,并且在大批大量生产中调整状况亦不是很稳定。所以,这种模具结构在180°折弯中尽量少用,只适合用于大于90°而小于180°的折弯成形。
[图4]
方案2 采用两次折弯机构
如图5所示,由于两次折弯的折弯线不在同一个位置上,故能达到180°折弯的效果。两次折弯线的距离L应等于C/4,C的尺寸大小如图6所示。
[图5][图6]
这种结构设计方法的特点是,模具结构简单,折弯效果好,并且在生产过程中比较稳定。
由上述分析可知,方案2比方案1更有实用性,并可节约模具成本,故设计时应尽量采用方案2。
2 180°折弯方向与送料方向相反
[图7]
如图7所示,此处180°折弯的方向与送料方向相反时,这里折弯亦分为五个步骤完成。其中,第四步折弯成形要采用双滑块机构。其结构形式有两种设计方案:
方案1 一个用冲子调整,另一个用剥料板入子调整,这种模具结构如图8所示。
其具体运动情况如图8:滑块2在固定块3上左右滑动,滑块4在固定块5垂直纸面滑动。冲子1调整滑块2,剥料板入子6调整滑块4。
合模状态:当上模下行时,剥料板入子6先接触到滑块4,推动滑块4垂直纸面向里运动,先达到工作状态的位置。随着上模的继续下行,冲子1推动滑块2后达到工作状态,完成成形工作。
分模状态:随着模具上行,上模板带动冲子1向上运动,则滑块2退后恢复到初始位置,使其完全与工件脱离开。紧接着剥料板开始向上运动。剥料板入子6随着剥料板向上运动,则滑块4沿着固定块5垂直纸面向外运动,没等滑块4完全与工件脱离开,LIFTER向上升起,带动整个料条向上运动,由于时间很短,这时料条强行从滑块4上脱开。
由以上分析可知,此模具结构设计方法易带料,产品强行从模仁脱料,产品易变形,生产效率不高,并且在生产维修时很不方便,不能进行大批大量生产。
方案2 把方法1中的剥料入子进行改善,换成用冲子调整,加大剥料板行程,冲子6的长度要大于冲子1的长度。(如图9所示)
下面我们来分析一下此种模具结构设计方法的可行性:
合模过程:随着模具下行,由于冲子6的长度大于冲子1的长度,则冲子6首先推动滑块4运动达到工作状态,紧接着冲子1推动滑块2后达到工作状态,完成成形动作。
分模过程:随着上模座的上行,由于剥料板行程较大,直至冲子1和冲子6完全从下模板脱出,即滑块2和滑块4完全恢复到初始位置,剥料板才开始上行,此时滑块4与工件完全脱开,不会带料。这样便于料条的送进。同时滑块4和固定块5是斜面配合,这样设计的方式料条送进时才不会刮伤工件。
由上述分析可知,这种模具结构设计方法结构虽然较复杂,但解决了模具带料问题,而且可以进行大批大量生产。
这种设计方法的关键是:合模时,滑块4要比滑块2先到位,分模时,剥料板在滑块2和滑块4恢复到初始位置才开始运动。滑块4与固定块5要斜面配合,但斜度不能太大,一般取6~7°。
用方案2的结构设计的模具投之于生产中时,在完全满足使用要求的情况下,生产效率大幅度提高,产品尺寸稳定性增加,得到了生产部门的认可,模具可以满足大批大量生产的要求。
3 结束语
以上是本人对180o折弯模具结构的一些见解,也是本人在模具设计中的一些心得,上述所有的模具结构均在试模和实际生产过程中经过验证。设计人员可以根据产品不同的结构特点与要求,选择不同的模具结构类型进行设计。如本文有不妥之处,敬请赐教。
参考文献:
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