工业工程概念篇1
关键词：煤矿；地下开采；空间概念培养
中图分类号：G642文献标识码：a文章编号：16721101(2011)01010504
收稿日期：20100820
基金项目：2009年安徽理工大学能源与安全学院教研资助项目。
作者简介：成云海，(1970-)，男，山东新泰人，副教授，硕导，博士，主要研究方向为岩层运动与矿山压力控制。
Researchonthecultivationofthespatialconceptof
undergroundminingforminingengineeringstudents
CHenGYun-hai1，2,Baoming1，2
(1.SchoolofminingandSafetyengineering,anhuiUniversityofScienceandtechnology,Huainan,anhui232001,China;
2.themoeKeyLaboratoryofCoalmineSafetyandHighefficiencymining,anhuiUniversityofScienceandtechnology,Huainan,anhui232001,China)
abstract:thispaperanalyzestheinadequaciesinthecultivationmodelsofcoalmineminingengineeringstudents.itintroducesaseriesofcultivationmodels:thepromotionofthejointeffectsofschool,college(department),teachers,studentsandmines;theimprovementofeachlinkofspatialconceptofundergroundmininginthecombinedteachingmethodsofexperimentalclasses,theoreticclassesandinternship.withtheemphasesofimprovementlaidonthelinksofinternshipandexperiment,wearetodeveloptheconstructionoflaboratories,internshipbasesandproduction&learning&researchbases,toimprovethecultivationmethodsofon-the-spotinternship,andtoperfectteachingmethodsandcultivationmodelssoastobringstudentsclosertotherealityatthescene.
Keywords:coalmine;undergroundmining;spatialconcept;cultivation
一、概述
煤矿采矿工程专业学生的地下空间概念是采矿设计的前提，该概念指煤矿井下复杂的采场、巷道、硐室与地质构造的立体相互关系，该空间的运转，为实现矿井采煤掘进、提升运输、供电供水、一通三防等诸多功能提供安全高效服务。
现行培养方法是，通过课堂讲解（辅以powerpoint、专题短片等演示）－实验室模型观摩
－现场实习－设计应用的四级培养过程。其注重的是学生的采矿理论、采矿生产知识，尤其注重采矿理论如何应用于矿井生产。其知识点较多，涉及通风学、采矿学、提升运输、矿山压力与岩层控制、采矿机械等，是横向的培养。将各知识点融会应用，即在现场生产的实际应用则是纵向培养，体现在教学方面，主要是采区设计和矿井开拓设计。对巩固学生课堂所学的理论知识、增加生产实践知识、帮助学生建立矿井空间概念，进行工程素质的基本训练等起着重要作用，其效果好坏将直接影响上述课
程的学习。由于学生缺乏矿井空间概念，使设计质量不高，与现场实际应用相去甚远，成为学生学习和教师教学的难点。
因此，大部分学生缺乏宏观与微观统筹的煤矿地下开采空间概念，不能深刻领悟教材，做不出高水平的采区设计和开拓设计，毕业后在生产单位不能迅速适应现场工作，需要2-3年甚至更长时间，才能培养地下空间概念［1-5］。
如何引导学生培养地下开采的空间概念，迅速适应工作，是采矿教学亟待研究和现场急需落实的重要教研课题。为解决上面问题，形成有效的培养方式尤其重要［6-9］。
二、地下开采空间概念培养存在问题与改进
矿井空间概念的培养，体现在学校、学院（系）、教师、学生、煤矿五位一体的合力作用，体现在实验课、理论课、实习三大教学环节相结合的教学效果，改进的着力点也主要从存在问题的实习、实验环节入手。
(一)实验存在问题与改进
1.存在问题
（1）实践证明，利用采矿实验模型教学是行之有效的培养学生空间概念的重要方法。
但由于模型是缩小了的现场布置，因此难以让学生培养真正的现场空间感觉，实物同比例模仿现场有一定难度，这也是采矿实验模型教学不足之处。
（2）目前学生上实验观摩课，教育部要求每批学生不超过15人，提高了教学效果。但是量（实验室听课时间和观摩时间）与质（学生观察的细致性、全面性及思考空间布置的依据等）难以保证，由于时间紧凑，工作量大，因而达不到很好的效果，如清理斜巷和竖井井底到达水平后，还要向下延续20m的竖井，大部分的学生在毕业设计时，都不能理解，重复向教师提问这样的问题。
（3）目前在相关高校都有较为齐备的实验室模型，如焦作的现代化矿井模型，但用过几年后，系统就不能正常运转了，影响教学质量。
2.改进方法
针对上述问题，学校利用部级特色专业建设资助等，进行了如下改进。
（1）建设等比例仿真多功能巷道
2009年，安徽理工大学在地面建设了矿井巷道与生产系统实物模型，如图1所示。
图2为巷道功能设计模块图，包括四个模块，即系统安装、断面形状、
监测系统、支护方式等，还含有交叉点（牛鼻子）、炮眼布置断面、轨道（含车场）等，使巷道断面设计、爆破设计、支护设计及巷道设备设施布置、观测系统等于一体。建立矿山压力地面实时监测系统，将煤矿井下各类巷道在地面建造，并安装机电设备和各种监测信号，形成一个大型实验环境，能完成十几项实验项目。
图2巷道功能设计
以上对巩固学生课堂所学的理论知识、增加生产实践知识、帮助学生建立矿井空间概念、进行工程基本素质的提高等起着重要作用。
（2）加强实验观摩实习的量与质的过程控制
以实验观摩“现代化矿井模型演示系统”为例，按图3对系统进行全面细致的讲解，注重矿井生产在时间和空间上的配合关系。
图3
（3）现有实验室模型完好率的管理完善
及时与厂家联系，对失修损坏模型进行维修；同时积极引进厂家提供的更稳定可靠的模型。
(二)现场实习存在问题与改进
在实际的培养过程中，针对以往存在问题，采取下列措施进行了改进。
1.存在问题
（1）学校方面实习经费不足，在矿上实习时间不足，完不成下井次数；
（2）实习指导教师队伍相对稳定，但带队年轻实习教师缺乏现场经验，不能正确引导学生培养地下开采空间概念；
（3）实纲已经趋于合理，但对学生的实习成绩考核不到位，仅对实习日志和实习报告等书面资料做检查，过程细节不便落实，不能有效考核实习效果；
（4）接受实习的单位方面由于安全和生产压力巨大，很难积极配合和协助落实学生完成实习任务，安排尽量少的下井次数，即使下井也是快速通过，现场讲解少，更谈不上盯班；如果实习地点是普采面，那么综采采煤工艺就得不到实习；
（5）联系实习地点困难，难以安排住宿，甚至将住宿安排在村镇小宾馆，冬天冷，夏天热甚至蚊虫叮咬，学生到了就想返校，影响实习效果；
（6）煤矿技术管理人员也没有足够的时间给予充分的协助培养，水平高的工程师工作繁忙，不能给学生讲课，而其他的工程师讲课达不到理想效果，备课不充分，学校和矿方没有给现场讲课的工程师应有的讲课费，靠的是思想觉悟，致使达不到现场实习的预期效果；
（7）有些学生实习积极性不高，实习时间正是补考时间，学生还要忙着补考，或者忙着考公务员、研究生，影响了实习效果。
2.改进方法
近年来，安徽理工大学以适应煤炭工业发展的需要为目标，以能力培养为核心，针对上述存在的七项问题，进行了如下改进：
（1）学校充分认识到了在现场实习培养空间概念的重要性，优先保障学生实习经费，增加实习补助，2010年增加40%，全部报销路费，改变原来仅在安徽省实习的惯例，可以到省外实习，派出部分学生到波兰交流实习；让学生到地表岩土工程与非煤矿山实习；
同时联系条件好的企业解决学生住宿，在一定程度上有效的弥补了经费不足的困难；
（2）采矿工程系青年教师轮岗，制定了下实验室计划安排表，提高对矿井相关模型的熟悉程度；实行青年教师导师制，其内容是经验丰富的老教师带新教师，迅速提高新教师的业务水平；采矿工程系青年教师利用寒暑假去矿参加生产实习，每年安排1~2名具有博士学位的年轻教师到国外做访问学者1年，数名年轻教师到矿挂职锻炼1年；
（3）学院建立实习检查制度，增加对实习的效果、安全等的管理；
实行本科生导师制，每个教师带10名学生，并定期评选实习、毕业设计先进指导教师。
鼓励本科生学习现场技术，参与科学研究，对发表相关论文的学生，在核心期刊上发表的文章奖励1000元，报销版面费；
（4）对现场企业配合不够到位等难题（问题的4~6条），做法如下：
加强校外实习基地的建设，构建系统的实习教学及管理体系。目前，采矿工程专业已与淮南、淮北、皖北、新集、徐州、大屯、兖州等矿业集团18个生产矿井签订了学生实习相关事宜，建立了学生认识实习、生产实习、毕业实习基地，并在此基础上进一步完善基地的实习管理制度、考评制度、实习课程设置、实习规范等，构建系统的实习教学及管理体系，为课程设计和毕业设计奠定基础，完善和发展采矿工程学科课外实践教学模式，促进采矿工程专业学生综合素质的提高。
建立产学研基地，一方面，在产学研合作育人过程中，可充分利用煤炭企业所具备的实习基地资源和设备资源，强化实践教学环节。另一方面，可从实习单位选配有经验的技术人员参与对学生实习、实验的指导，并及时向学校提供学生实习、实践的综合情况。学生毕业设计选题结合煤矿生产的实际问题进行。毕业设计由相关部门工程技术人员和高校的教师共同指导，充分发挥高校外部的教育资源，为提高采矿专业学生的综合素质创造良好的环境。
（5）针对部分学生积极性不高的问题，采取的做法是：
在现场工程师上课时，保证学生的听课质量。要求带记录本，对重要的图进行手工绘制，养成勤于动手的习惯和积累系统资料的习惯；
由学生来制定下井的具体目标，落实到每一次下井，自己确定下井观察内容；
每个学生分头收集不同的专业资料，形成压力传递机制，让每个学生都要独立考虑、完成属于自己的任务；
每次下井前提出不少于20个问题，提前查资料，在下井前的晚上回答问题，有利于学生下井将书本知识与现场实际生产设计相联系；
按标准评学生作业，实习成绩按优良中差合理分配，认真考核实习质量，使学生自我加压；
实习时让学生总结矿上技术材料，这是学生普遍缺少的技能，同时也正是一项需要培养的重要技能。
(三)理论教学的完善
理论教学方面存在的重要问题是空间想象能力不足。为此近年来通过积极建设精品课程和核心课程的纸质、电子教材、讲义、多媒体课件等立体化教材体系建设。注重课堂讲解，以实际工程案例引发学生兴趣，逐步培养了学生从空间角度处理问题的习惯。
另外，加强设计指导，经常与学生探讨一些相关问题，使指导具有针对性。
三、小结
通过完善教学方法和培养模式，加快实验室、实习基地和产学研基地建设，有许多学生在省级、部级刊物发表了高水平的专业文章，课程设计、毕业设计质量也有了明显提高，使学生培养更接近了现场，缩短了学生成才的时间。采矿工程专业学生地下开采空间概念培养研究取得了初步成效。
下一步的工作是：开放模型实验室，反复强化学生的矿井立体概念；建设大型液压加载模拟实验架，提高学生对岩层结构与岩层运动的空间认识；随着计算机信息技术和巷道、采场三维设计技术的发展，进行煤矿井下的立体仿真设计（含动画演示）；利用三维数字电影、四维数字电影演示采矿立体系统等让学生对井下实景有真实感受［10,11］。
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工业工程概念篇2
工业设计在现代企业在生产制造过程中占据重要地位，其设计质量高低直接影响到后续企业产品生产质量。相较于国外的工业设计研究，我国起步较晚，无论是在理论层面还是技术方面，均存在很大的不足和劣势，尤其是在工业设计中产品概念设计，代表性的科研成果仍然缺少。由此看来，加强工业设计中产品的概念设计是十分有必要的，有助于赋予产品更为新鲜的元素，提升企业市场竞争力。本文主要就工业设计中产品概念设计进行分析，客观阐述工业设计中产品概念设计要素以及设计方法，以求为后续理论研究和实践工作开展提供参考价值。
关键词：
工业设计；产品概念设计；设计方法；色彩因素；形态因素
现代科学技术的快速发展，大量先进技术逐渐广泛应用在各个行业领域，对于工业产品设计而言，在一定程度上促使产品结构出现了根本性的变革。总的说来，工业产品设计主要是人们通过现代科学技术和理论知识，有意识地构思产品设计流程，其中包括人类活动的众多领域内容。可以说，工业设计水平高低直接影响到一个地区或者国家市场竞争能力大小，具有较为深远的意义。工业产品设计中产品概念设计需要设计师具备较高的专业素质以及设计经验，能够结合实际设计需求，将更多新鲜元素融入其中，设计出一个总体框架，在这个框架基础上，运用专业知识以及加工工艺，赋予工业产品更深次的内涵和性能，以求更好地满足消费者的个性化需求。
一、工业设计中产品概念设计概述
产品概念设计主要是指在明确任务目标后，通过一系列抽象化的功能结构，寻求适合的作用原理，寻求最为合理的设计方案，这一过程称为概念设计[1]。而工业设计中产品概念设计是指从产品缺口到建立模型的过程中，不断进行分析和整合，对模型进行创造性的评价。总的说来，工业设计中一方面包含了大量数值计算性的工作，诸如计算分析、绘图以及填写表格等，另一方面是概念设计工作，主要是创造产品设计具体方案。概念设计贯穿于产品设计的各个环节，从市场缺口、到产品定位的模糊前期再到结构设计以及功能设计。在产品设计早期阶段，根据社会条件形成的市场需要和经济技术条件确定产品的模糊前期（Set因素），形成产品开发的模糊概念和定性分析，根据前期定位将产品功能需求和设计思路进行细化和求解，将内容展现为大致的设计框架，组成框架的模块和组件，来完成产品的设计方案。而设计师的概念设计贯穿整个过程，并对初步设计完成的设计方案进行造型构思，最后结合实际条件需求形成最终的设计方案。随后，将设计完成的方案分配到具体设计中，对方案中具体细节进行推敲，在这个过程中，需要充分考虑设计者的创造能力，自身学科知识储备以及设计经验的丰富，以及是否能够结合资料数据进行推理和决策，这样才能创造出更符合消费者个性化的设计需求[2]。概念设计并非是简单的传统意义上的方案设计，其内涵更为广泛、有深度，根据产品生命周期对产品功能进行创造、分解以及结构设计，是一个设计创造过程，同时也是一个实验求解过程，从而满足各项设计需求和指标，从多项设计方案中选择最为合理的设计方案。概念设计过程中，设计人员需要具备较高的专业知识和设计经验，能够与时俱进采用更为先进的设计方法和商用运作知识，才能更为全面地应对消费者个性化的设计需求[3]。
二、工业设计中产品概念设计特性
其一，创新性。无论是工业产品设计还是其他产品设计，最突出的特点就是追求创新性，作为设计的核心要素，只有不断地进行创新才能得到性能优良，更富有竞争力的工业产品，从多种设计方案中选择一种最为合理的设计方案，吸收其他方案的优点，形成一种创新型设计方案[4]。其二，多样性。工业设计中产品概念设计的多样性特点主要表现在设计结果的多样化，以及设计思路多样化。根据设计事理学方法论，同一产品因其人、事、物、场的不同会形成不同的功能需求，因此在概念设计时会产生完全不同的设计思路，选择的设计方法同样存在明显差异。诸如在椅子的设计中，室内椅、室外椅、交通工具座椅、咖啡馆椅的设计概念会因椅子所处的环境和使用者的不同形成不同的解决思路。其三，层次性。对工业设计中的产品概念设计主要反映在功能、载体结构方面，产品的功能定义和功能分解反映在功能层，结构修改和变异作用在结构层，将两种层面连接起来，从而形成产品的设计层次[5]。无论是功能层还是结构层，自身具有一定的层次关系，层层递进，不同层次功能对应不同的层次结构。
三工业设计中产品概念设计的一般方法和设计因素
（一）工业设计中产品概念设计的一般方法产品概念设计时选择合理的设计方法，对于设计价值提升有着较为突出的作用，同时也能够体现出设计师自身的综合设计能力。一般情况下，工业设计中产品概念设计方法主要包括以下几个方面：其一，联想法，在工业产品开发过程中，可以在原有产品性能以及技术基础上进行联想，构思新产品的功能和形态，从而完成工业产品设计，同样可以在其他领域产品基础上进行联想，为工业产品设计提供构思基础；其二，仿生学法，通过对自然界的感悟来寻求设计灵感，观察某一种生物的结构和形态，将此类元素融入到工业产品设计中；其三，缩小和扩大法，将工业产品的局部设计点；其四，逆向思维法，设计师在设计过程中，主要是采用传统设计思维，可以通过对逆向思考产品原有的顺序或者设计方法，来获得设计灵感；其五，类比法，就某种产品而言，一经推出，市场可能会出现众多类似产品，通过对产品的设计比较，能够发现其他产品中创新的思维和方法，完善自身，设计出更为新颖的工业产品[6]。
（二）工业设计中产品概念设计需要考虑的因素功能因素。工业产品概念设计时需要充分考虑到产品的功能，只有功能得到创新才能吸引更多的消费者。功能是产品的实质性要求，消费者购买的并非是产品本身，而是产品所提供的功能。所以，在产品设计时以产品功能因素为核心，进行优化设计，提供可行的功能设计方案。构成因素。产品概念设计需要考虑到产品构成要素，对这些构成要素进行分解和组合，取得最为优秀的产品，将其称之为优化过程。设计师在对各种元素进行优化组合，结合实际工业产品设计需求，形成最为合理的设计方案。由此看来，对产品构成要素进行设计有助于实现产品的优化。形态因素。工业设计中产品概念设计过程中需要运用多种学科理论，涉及层面较广，结合实际设计需求进行设计，总的说来，设计师在产品概念设计过程中需要协调不同形态因素之间的关系，合理配置形态因素和知识，实现产品形态最优。色彩因素[7]。作为产品构成中不可或缺的组成部分，色彩因素的合理搭配往往能够带给人们更为强烈的视觉冲击，无形中影响着人们对于工业产品的客观评价。在工业设计中产品概念设计时，充分考量色彩因素，结合实际设计需求进行配置，有助于借助色彩来刺激消费者内心感知，感悟工业产品设计中的内涵，同设计师产生灵魂的共鸣，直观地感受到设计师想要通过工业产品来传递的思想和内容，为产品带来附加值，激发消费者购买欲望，赢得消费者的青睐，提升产品经济效益。
四、工业设计中产品概念设计
（一）概念设计阶段工业设计中产品概念设计主要可以分为三个阶段，其一是概念产生阶段、选择阶段以及实现阶段，其中概念的产生阶段主要是指通过分析趋势、创新技术、经济条件等调研获得产品开发方向，形成模糊的产品设计方向，将所有设计思路梳理清楚，明确有待解决的问题，合适的设计方法。对于其中存在的问题有针对性的提出解决方案，在众多解决方案中选择最优的解决方案，即概念设计方案。其二，概念选择阶段，确立评判标准，从众多概念中选择切实可行的方案，其主要选择方式有外部决策、多数表决以及辩论等，在实际应用中较为切实有效[8]。其三。概念实现阶段，将选择出来的概念设计方案制作出模型或者实际产品，实现概念设计。
（二）概念设计关键点创造性思维。工业设计中产品概念设计中融入创造性思维是必不可少的，同时也是设计的灵魂关键，需要设计人员进行创造性思考，获得创新。所以，应注重强化培养设计人员创造性思维能力，不断完善自身专业设计能力和工作经验，将逻辑思维和形象思维巧妙结合在一起，创造出更为新颖独特的工业产品[9]。技术创新。在工业设计中产品概念设计中，技术创新具有至关重要的作用，其本质就是挖掘新鲜事物，提出更为新颖的设计理念，但是在多数情况下设计的产品无法满足人们日益增长的需求。技术创新是知识的积累和灵感的勃发，单一的技术创新并不具备实际应用价值，只有将创新技术实际应用在产品设计中，这种技术突破性创新才富有实际意义，提升产品经济效益。应用虚拟现实技术。虚拟现实技术应用在工业产品概念设计中，有助于概念设计更好而满足市场需求，趋于市场化发展。为了能够更好地满足市场需求，虚拟现实技术能够为工业产品概念设计带来更大优势，当消费者面对一种虚拟的富有故事情境的产品，能够带给消费者一种直观的互动感受，加强设计师同消费者之间的共鸣，带来别样的感受。此外，这样的产品设计能够大大降低市场风险，为企业决策人提供更好的发展依据，提升市场竞争力。
五、结论
工业设计中产品概念设计并非是针对某一种产品的创新和完善，旨在将全新的生活方式和诉求带给消费者，吸收更多新鲜元素融入其中，促使工业产品更为贴近人们的日常生活。所以，工业产品设计师应敢于创新，借助巧妙的设计方法，更好的迎合市场需要，提升企业市场竞争力，谋求更长远的发展。
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工业工程概念篇3
关键词：可持续设计理念；工业产品；概念设计；应用
从古至今人类的一切活动都是围绕着对自然的开发和利用展开的，自然给予了人类发展所需的一切资源和动力。但是随着城市化进程的不断加快，自然所能供给的资源也越来越少，人类与自然之间的关系日益紧张。为了更好的推动人类的发展，缓解其与自然之间的矛盾是必须的，维持人与自然的生态平衡、实现可持续发展也是非常有必要的。作为当前产品竞争中得到竞争优势的主要手段，较短的设计寿命，导致产品更新换代频率较快，出现了大量的废弃物，然而对废弃物相应的处理手段却没有跟上脚步，从而造成了生态环境被破坏与污染等现象的发生。针对这种情况，在工业产品设计的过程中，采用可持续设计理念已经成为时展的必然需求。具体而言，需要相关设计师在设计产品的过程中采用可持续发展理念，从环保的角度出发，设计出的产品不仅能够满足人们的需求，同时也能够起到引导人们进行健康、绿色生活方式，促进社会持续健康发展。对于设计师而言，能够借助自身专业知识与相关理念来报答社会，是其责任所在，表现在产品设计过程中，则需要采用可持续发展设计理念为主要指导核心。
1产品概念设计中可持续设计策略产生的必然性
所谓的概念，具体而言是指可以直接的展现出客观事物基本特征的思维方式，其重视客观事物的本质属性，并且在人们长期的实践基础上，逐渐的提高感性认识到理性认识之中。对于整个思维过程而言，其拥有比较强的逻辑性和准确性。概念设计在工业产品优化设计的过程中，更加的符合工业的相关特征，并且可以满足其内在的需求。在采用可持续设计理念在工业产品概念设计的过程中，相关设计人员可以在工业产品概念设计的基础上，来使用能够符合客观变化规律形式的设计理念来加强对工业产品的分析与控制。通常而言，这种方式要脱离数值的实际计算而独立的存在着。
21世纪以来，在工业产品设计界里，已经悄然兴起概念设计这一发展潮流，其相关定义也随着时代的发展而不断完善。由起初将工业产品设计最初阶段定义为概念设计，一直到发展成为如今一项具有独立性与前瞻意义的工业产品设计流派，其代表着开拓性与实验性，一方面充分显示了设计界有效的关注相关社会热点问题；另一方面则使设计师能够负担着促进社会可持续发展的重要责任，从而不断的探寻社会未来发展方向。针对上述原因，设计师在进行产品概念设计的过程中必然会考虑可持续发展原则，从而推动整个社会持续、健康、快速的发展。
2概念产品设计中的可持续设计策略
在现实生活中，许多因素都对可持续设计理念在工业产品概念设计中的具体应用产生了较大的影响与制约，比如资源、材料以及技术等方面原因，对于工业产品概念设计而言，特定的理念以及传达和具体生命周期等因素，都是设计师在进行产品设计的过程中首先需要考虑的方面。
对于工业产品概念设计而言，其是社会发展到一定阶段的产物，随着社会的不断发展，促进了技术、材料以及能源相关利用方式都得到了较大的促进与发展。对于当今社会而言，实现可持续发展是时展的潮流，也是当今世界各国进行改革的核心所在。采取多种方式来有效的节约资源，同时降低资源消耗率，是其主要追求。对于工业产品整体概念设计来说，其采用可持续发展的重要战略目标之一是希望相关产品能够使用新能源作为组成方式，比如能够循环利用的太阳能、风能以及水能等方式，从而实现对环境的零污染、零排放，最终保护生态环境，促进人与自然和谐发展。
步入21世纪以来，许多设计师都在采取多种方式来研究与探索在产品设计的过程中使用新能源的可能性与必要性，在其不懈的研究之下，出现了许多令人惊喜的，同时拥有较大发展前景的产品。比如安卓感念车的设计，其主要动力来源是风能、太阳能以及生物能，与此同时还能够将空气中的废气进行有效的吸收利用，从而转化为电能，通过这种方式，能够有效解决污染问题。对于设计自身而言，其是艺术同科技的有效结合，尤其面对概念设计，随着时代的发展与进步，工业产品概念设计里使用科学技术日益广泛。
对于可持续设计理念在工业产品概念设计中另外一个重要手段是不断的使用新技术，目前可以将信息存储技术、信息交互技术、感应技术、生物识别技术、全息影像技术、电池技术、新能源技术、材料技术等手段视作为新技术。其可以利用信息与交互技术，以此构成服务系统设计，从而全面的展现可持续设计理念在工业产品概念设计中的作用。
当前设计师进行工业产品概念设计的主要基础，材料决定着工业产品设计的可能性。因此应用可持续设计理念时，要敢于尝试使用各种各样的新材料。例如熔点杯的设计，其主要使用一种特殊材料，这种材料在温度65℃以上时，可以迅速的吸热，而当低于65℃，则会较为缓慢的放热。鉴于这种材料的特殊性能，可以使用在日常人们喝牛奶等热饮的过程中，能够促进热饮尽快的达到某一个理想的温度，与此同时能够维持这一温度，从而降低能源消耗。从这种设计中可知，积极的使用新材料在工业产品概念设计之中，是可持续设计理念在其应用的重要基础与保证，应该得到设计师的重视。
3结束语
结合上文可知，在当前工业产品概念设计的过程中，应用可持续发展战略，将可持续设计理念应用在产品设计之中是时展的潮流与必然要求，设计师通过产品设计来表达其对生态环保以及绿色和谐的渴望与追求，在实际生活中，应该不断的推广与应用可持续设计理念在工业产品概念设计中的影响与作用，从而为构建社会主义和谐社会，构建资源节约型、环境友好型社会做出重要贡献。
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工业工程概念篇4
【关键词】物理学工程力学
首先从广度上看，物理学涉及了力学、电学、热学、光学、原子物理学等，而工程力学只涉及了物理学的力学部分；物理学是一门为学习专业基础课（如《电工电子学》《工程力学》等）打基础的学科，而工程力学是为学习专业课（《矿山压力与控制》《井巷工程》等）打基础的学科。所以对于高职院校的学生来说，难度要求降低了，专业要求提高了。教师在授课时，要帮助学生克服畏难情绪（特别是对“文科”学生而言），明确告诉学生，在专业课的学习中也许用到工程力学中的一个“点”，但我们现在就要学好一个“面”。从而调动学生的学习积极性，激发学生的学习热情，为今后学习打下良好的学习基础。
第二，从宏观上看，工程力学与物理学有很多相通的地方，从微观上看又有很多不同的地方。例如，在静力学中，从物理学角度出发，为了研究问题的方便，在许多情况下可以将物体看成质点，只有在研究物体的转动问题时才将物体看成刚体，而在工程力学中却不能忽略物体的大小和形状，只能将物体看成刚体；在物理学中，即使将物体看成刚体也无需考虑物体的形变，而在工程力学中，我们必须考虑物体的承载能力（即强度、刚度、稳定性），从而必然要研究物体的形变，此时要将“刚体”假设成“变形固体”。
第三，学好物理学必须掌握一定的数学知识，尤其是在大学阶段，不具备《高等数学》手段，就不能解决物理问题；而学好工程力学除了掌握一定的数学知识外，还必须具备相关的其他专业课（如《工程制图》《机械制造》）的知识。这就不但要求学生要学好相关知识，同时要求教师也要掌握相关知识。
工业工程概念篇5
关键词：感性工学产品造型概念设计
一、工业设计中的概念设计
工业设计是由英文“industrialDesign”翻译而来，由美国艺术家约瑟夫・西奈尔于1919年首次提出的，是国际上公认的学术用语。1970年国际工业设计学会理事会为工业设计下了一个完整的定义：“工业设计，是一种根据产业状况以决定制作物品之适应特质的创造活动。适应物品特质，不单单指物品的结构，而是兼顾使用者和生产者双方的观点，使抽象的概念系统化，完成统一而具体化的物品形象，即着眼于根本的结构与机能间的相互关系，其根据工业生产的条件扩大了人类环境的局面。”
概念设计起源于德国学者pahl和Beitz，1984年他们在《engineeringDesign》一书中提出了“概念设计”的概念，将概念设计描述为：在确定设计任务之后，通过抽象化，拟定功能结构，寻求适当的作用原理及其组合等，确定出基本求解途径，得出求解方案，一部分的设计工作叫做概念设计。在其之后，英国Lancaster大学French教授也在他的《ConceptualDesignofengineers》一书中提到了概念设计，他认为概念设计首先要弄清楚设计的要求和条件，再利用简图形式来表达广义解。
二、概念设计的前期构思与创作
设计理论和方法的研究对概念设计的研究起指导性作用。产品概念设计通常是针对产品的功能、行为和结构。功能是产品实现的用途，行为是产品的工作原理或功能实现方法，结构是产品的构成要素及其组成关系。功能―行为―结构―映射过程是设计信息逐层处理、设计活动逐步细化的过程，这一过程构成了概念设计活动的主要特征，但由于产品概念设计问题的复杂性、产品的多样性和概念设计阶段信息的不完备性，使得这一过程不可避免地遇到两个关键的问题：其一，产品各方面信息及其相互作用的表达或描述（建模问题）；其二，可行方案的生成和选择（推理问题）。
1、建模问题
概念设计的建模问题可以理解为概念产品设计约束及其相互作用的描述，其模型表示方法有语言、几何模型、图（树）、对象、图像等。对于人脑来讲，建模主要是感官的、智能的、可视化的，而对于计算机来说，建模偏于计算和符号处理。
作为建模工具的语言意在将设计形式化，有助于明确地表达人们对于设计的理解。语言通常是由语法来定义，由于其简洁性，语法、语言成为构造设计知识的有效手段。
几何模型应用于产品结构信息的表达，即在计算机中表达二维或三维几何形状。通常几何形状的表达包括：B―rep（边界表达）、CSG（构造实体几何）、变量几何和特征表达等。
图和树是概念设计阶段常用的两种建模工具，可用于从功能、行为、结构等各个方面对产品进行描述。由于图论研究的深入和相对成熟，将图或树用于概念设计具有一定的优越性，不足之处是其缺少类和继承的概念，而这些概念对概念设计是很有用的。
由于篇幅有限，对象、图像这两种建模工具就不一一阐述了。
2、推理问题、自动化问题、产品基因逆向求解问题
概念设计推理问题包括两个方面的内容：一是采用何种合适的方法将用户需求映射到相应的物理空间，即设计方案的生成；二是在若干候选方案中选择最佳设计方案，即设计方案的评价与决策。
设计自动化技术可以降低劳动强度、提高设计效率。概念设计自动化主要包括方案创成和方案综合，其实质是在设计知识库的支持下，实现功能到结构的自动映射过程。由于功能向结构映射存在多样性，即功能对结构的多对多关系，功能对应的每一种结构都有可能是最好的结构，但在概念设计阶段又难以判断孰好孰差。随着计算机在设计领域的广泛应用，设计信息和设计方案成爆炸性增长，如果没有有效的计算机辅助工具的支持，设计者难以快速选出最佳设计方案。针对一个具体方案，还有许多问题需要解决。
基于大量的工程实践和经验总结，产品正向工程积累了丰富的知识和技术，如何获取已有产品的知识和技术，提高自主创新水平，成为设计者必须面对的问题。产品基因逆向求解技术的本质是根据设计对象还原出产品可行的设计过程，最大程度上获取原有的产品的设计知识及关键技术，有利于设计知识获取和重用，为后续产品创新设计打下基础。借鉴生物基因工程思想，研究产品基因逆向求解策略和实现流程，建立产品基因库管理功能信息模型，采用实体关系图描述产品基因库结构，规范、归纳并组织设计知识，为设计知识重用、提高设计效率和设计质量打下基础。
三、概念设计――探索未来设计的各种可能
社会在不断进步的同时，人们对于物质的要求越来越高，现有的一些物质已经无法满足人们的需求。所以概念设计更重要的是，要创造未来更自由更舒适的产品供使用和体验。要能设计更有针对性的产品可供挑选。
概念产品是对未来生活方式的很好探索和创造，人在产品面前始终是具有掌握权和控制权，产品对生活的改变是善意而不惧强迫性，人们可以自由选择自己的使用方式，以符合自身的需求。创造出未来更自由更舒适的产品，从现实出发，从自身的需求出发。未来我们可以寻找概念设计的许多构思方向和创造，比如，遥控控制各种设备的产品创造，有助于发泄压力的产品创造，可供残疾人能正常生活的产品创造等等。
参考文献：
[1]李砚祖.设计研究[m].重庆大学出版社，2011年6月
工业工程概念篇6
[关键词]电力工程概预算管理分析
中图分类号：U414文献标识码：a文章编号：1009-914X（2016）01-0144-01
一、当前电力工程概预算管理现状及原因
1.概预算管理人才缺乏
目前电力工程企业中，长期以来对于电力工程造价技术人才的培养不够重视，专业造价师人才不多，甚至稀缺。专业技术人才的缺失不能不说是当下电力工程概预算管理的一大阻力。其二，一个人才的使用不能过于分散化，注意力的集中对于概预算这一类型的工作至关重要，甚至可以称为是概预算管理的生命线。严谨与精准是做概预算工作的人员的素质能力，以其他工作例如输电线路工程概预算和变电工程概预算、配电工程概预算一齐入手是不明智的，公司要做好人员分配，避免因注意力分散而失误。其三，在任用人员时不宜以学历亦或是资历为标准，有学历无经验往往会纸上谈兵，有经验无继续学习往往不能结合先进知识和理念无法创新。因而，实践及工作能力才是上佳的管理人选，而目前，概预算管理人员十分缺乏，难以担当管理重任，综合素质不高。其四，有些员工从名校毕业，关于概预算对电力工程技术方面的知识不甚清楚，脱离实际工作，与电力工程的实际准确性不能全然相对。
2.工程设计不规范导致概预算的变动性大
第一，电力工程设计的不合理导致概预算变更，新的资金投入增加工程造价与概预算结果不符，概预算管理功亏一篑，变动性增强，增加管理的难度。第二，事先对施工现场的环境及机械设备未详细的调查研究与审查缺乏，需要重新进行预算设计，也属于工程设计改动的一部分，从而也会出现电力工程概预算失误。第三，施工单位工程工期的变动使工程建设缺乏可行性，影响电力工程的正常进行。
3.缺乏健全的概预算定额体系
健全的概预算定额体系是进行概预算的前提，国内普遍的现状是相关的流程以及评价制度不能使概预算管理有一个统一的创新的概预算定额体系管理制度。概预算反映工程造价，依靠工程预算定额以及概算定额的科学合理性对电力工程定额、概算指标、人工、材料、机械消耗等做出推断。企业以往都是在概预算定额管理方面设置了多层管理机构，以管理权限和职责分配进行核算和监督。电力工程的健全的概预算定额体系核算的工作质量是做好供电企业基本工作的基础。模式化的管理方式已然根深蒂固，应对市场没有灵活性，工程造价的预算管理机动性差，也缺乏应有的公信力，往往不能随意改变，因而会造成概预算结果有偏差。
二、电力工程概预算有效管理的措施分析
1.合理安排工程审计
首先是合理安排工程审计，时间上避免仓促，人员上避免重合，避免工程审计人员的工作任务繁重不堪。以高效人才，集中精力在规定时间内对所有的工程项目进行全面准确的审计尽力发挥成本控制中应有的作用，完成精准的概预算。其次，要加强对工程设计的管理。一套正确的电力工程方案是实行正确概预算的前提，第一次的工程方案要尽量准确。第一步是要严格勘测工程，对电力工程项目要面面俱到。无论是地理位置、施工现场环境、周围的地质、气候地形条件，亦或是周围生活环境都需要考虑进工程设计方案中。最后一点，以合理的工程设计作为概预算的前提，保证管理的科学性、准确性、以及可行性，不因概预算的失误导致电力工程的无法正常施工或是缓工现象的出现。以全面的防范措施，进行功能全，技术扎实、经济可行的概预算管理方案。
2.加强对概预算的审核力度
电力工程概预算的数据需要缜密的审核，确保电力工程的造价符合资金预案。概预算的管理一方面承接电力工程的设计，需要其尽量保持完整性与准确性；另一方面，需要对电力工程造价进行审核管理，这是最后一道不可缺的防线，唯有如此，才可以保证概预算的方案处于合理的受控之中。综合的去研究和分析各类经济指标，审核的实施过程要严格有秩序，提高可信度与精准力。要促进电力工程的概预算的管理，为公司制定可行的方案，需要围绕前期设计进行一整套的后续审核，审核必须全面，把握重点审核、对比审核、经验审核的原则，减少概预算管理的失误。
3.加强对专业人才的培养
提高概预算管理人员的综合素质，首先，面对我国工程概预算管理理念起步晚的事实，引进和培养懂技术、善经营、会管理的复合型专业人才队伍是至关重要的。新型的概预算理念，加强概预算队伍建设做到专业与精准，实现概预算工作的现代化。在一定程度上，概预算工作接触的全是数据，工作内容枯燥，但又需要严谨和认真。从事电力工程概预算的工作的人员必须非常耐心、细心、严谨，加强概预算编制人员的业务知识水平，选用具有综合素质的概预算管理人才。提升概预算管理人员的职业道德素养，选用具有工作责任感的人才以保障电力工程的合理造价。
4.做好概预算管理的上下游工作
电力工程的概预算上游是工程施工设计，编制电力工程概预算工作的人员眼光不可以囿于自己手中的资料，要与设计人员密切联系，以节约成本，综合比较不同的设计方略，尽量扣好设计环节对工程材料的费用预算，节约好手中的资金，为日后严格遵守设计方案做铺垫也十分重要。此外，工程的施工环节，是项目概预算的下游环节，不仅仅是了解投资的使用状况，施工地点环境的变化，市场在施工阶段的变化，设计做出的变化，概预算的管理对于信息提取要有一定的灵敏度，时时刻刻需要对未来市场的走向，不确定因素考虑于心。
5.项目经理的选择至关重要
项目经理是一个项目的牵头羊，对其的选用标准有三，第一，可以总揽全局，统筹兼顾，简单说就是要有领导力，大事小事放心上，无论是总的预案还是施工中对于材料的安置管理，都要到位。天下之事必作于细。第二，协调能力，无论是内部人员的分配任用，还是外部公司间的合作交往，都要有良好的人际协调能力。第三，专业素质，有扎实的专业知识才可以不浮于事。
三、结束语
电力工程建设是国家基础设施建设的重要组成部分。概预算是是电力企业施工规划、作业计划的依据。电力工程概预算关系着电力企业的工程质量、工程效益，是实现电力工程的先决条件，一个科学的概预算管理有助于实现电力工程目标。因而，本文从电力工程的工程设计、审核管理和概预算从事人员的综合素质进行分析，追求科学精准的概预算管理。
参考文献
[1]刘伟，马千丽，李敏.浅谈水利水电工程概预算的编制与应用[J].价值工程.2011（10）
工业工程概念篇7
现行工程力学教程大多要求学生在完成静力学、动力学的基础上完成材料力学相关内容的学习，从课程设置来讲这些属于必须要求掌握的内容，但是对于工业设计专业的学生而言，部分内容是多余的。工业设计主要是培养一部分产品设计人员，产品设计人员大多指产品的方案设计，而具体结构设计将交付给结构设计人员进行具体设计。产品设计人员只需要在对产品整体功能和人体工程学很好地把握的基础上进行产品功能设计和产品材料选择即可。对材料力学部分的强度理论、能量法等研究性内容的学习进行简单地讲解即可，重点强化拉伸压缩弯曲扭转和压杆稳定的内容学习。
2.强化概念的理解和掌握，适当减少计算作业量
工业设计大多选择理科学生作为招生对象。在实际教学中，都有以前学习高中物理的底子，在教学中有针对性地讲解能使学生很好地理解相关概念。而对力学概念的灌输和强化是本门课程设置的关键。一个工业设计师在设计产品的过程中始终把握力学概念，设计出既有美学效果又符合力学原理的产品将会是一个成功的作品。在教学中注重对力学基本概念的强化和灌输，树立力学基本概念，这样将会在设计中加以体现。由于工业设计专业的特殊性，使其对力学的要求远远低于其他工科专业，作业要求较工科专业低，不需要过多的计算技巧，而是明确一些力学概念和力学计算方法即可。
3.针对工业设计专业《工程力学》教学内容的调整
由于工业设计专业的特殊性，《工程力学》课程教学内容可以按照专业特色进行调整。主要包含刚体静力学（受力分析、力系简化、平衡方程、摩擦）、材料力学中的拉压弯剪扭及组合变性条件下的内力计算及强度校核的方法、一般内力图的绘制、稳定分析即可。因为在掌握这些基本知识的条件下即可进行常规设计，并且在学习理论知识的同时，需要增强学生的动手实践能力。在学校课程设置合理的前提下，可以适当介绍一些和工业设计相关的力学计算软件，尽管软件学习增加了学习难度，但是学好这些软件对于加深对课程的理解及今后产品设计都将是一种助力。
4.结语
工业工程概念篇8
topicmaps相关概念
topicmaps最初的思想是希望建立起智能化电子索引，并能支持这些索引间的相互融合。近年来，topicmaps已经不再局限于索引领域，而成为一套用来组织信息的方法，使用这套方法可以描述知识结构和关联，及其相关的信息资源。topicmaps于2003年成为iSo标准，并了其基于XmL的描述方式Xtm。目前Xtm最新的版本于2007年。topicmaps中的基本概念包括:
1)主题(topic):广义上讲，任何事物都可以是一个主题。严格地讲，“主题”表示topicmaps中指代事物的对象或节点。在一个topicmap中，主题可以是零或多个主题类型的实例。主题通常具有显式的名称，但没有也可以。一个主题可以在不同的上下文中具有不同的名称。
2)关联(association):一个主题关联用于指定2个或多个主题之间的关系。关联类型可自定义。参与关联的每个主题在该关联中发挥不同的作用，称为关联角色。
3)资源(occurrence):一个主题可以用某种方式去链接一至多个信息资源。这些资源称为该主题的occurrence。资源可以分类。主题可以在特定的上下文中关联特定的资源。topicmaps将知识划分为2层:上层是概念层，描述各种概念及关系;下层是资源层，描述概念层中各个topic所关联的具体资源。
软件工程课程体系模型
通过topicmaps对课程体系进行建模，可以有效地实现学科知识管理和分析工作。在此，建立一个简化的课程体系模型，用以说明topicmaps建立模型的方法。
1基本概念
为了不产生混淆，本文给出如下定义。定义1“教学实体”:指教学中涉及的各种对象类型和具体对象所对应的概念，不涉及具体内容。例如，“必修课”是一种课程类型，“C语言”是一门必修课。两者在模型中都是一个教学实体。课程体系模型中涉及的基本教学实体包括:①抽象类实体:teacher(教师)、Course(课程)、Resource(资源，如书籍、音频和视频等教学辅助资源)和Group(课程组)等，用于表示实体的类型。需要特别说明的是，在教学体系中，经常会划分课程组，课程组包含一系列相关课程，这样有助于教学质量的提高和教师队伍的发展。②具体实体:表示一个具体的实体对象，一般是某个抽象类实体的实例。例如，表示各个具体课程的实体。定义2“教学资源”:指教学实体对应的具体信息和关联的各种资源。例如，“C语言”课程关联的“教学大纲”文件和课程网站等都属于具体的教学资源。
2模型结构
课程体系中涉及的教学实体非常多，实体除了有自己的基本描述外，实体间还会存在各种关联关系，并且每个实体还可能会有一系列的相关参考资源。理清和描述各种教学实体之间的关联，是高效地分析专业方向和教学规划、相关课程依赖关系，合理配置教学资源和优化课程体系的基础。因此，如何将各种教学实体和资源做有效的描述和关联，是建模的重点。
topicmaps在建模时，采用分层的形式将资源层和概念层分离。分层的结构有助于清晰地描述教学体系。
1)概念层:在概念层中，主要描述概念及概念之间的关系。在课程体系中，即各种教学实体和实体间的关系。这是模型中相对稳定的部分。2)资源层:在资源层中，描述各种教学资源，是各个教学实体的具体信息描述。例如，教师的个人主页、教学大纲文档、具体的视频、音频对象等。由于教学内容需要紧跟科技的发展，因此教学资源需要及时更新和补充。这部分在模型中的动态变化性较高。由于topicmaps模型中的概念之间可以存在很多的关系类型，所以概念和关系会构成一个复杂的图结构。为了简要说明模型的结构，给出了一个简化的课程体系模型的双层结构示意图，如图1所示。其中省略了很多主题、关系和资源。在课程体系模型中，需要定义一些主题用于描述类别，属于抽象概念，如Course(课程)、teacher(教师)、Video(视频)等。在此基础上，定义各个表示具体教学实体的主题，如概念层中表示具体课程的主题“C++”、“软件工程”等，表示具体教师的主题“t1”和“tn”等。在课程体系模型中必备的关联类型包括:1)“Class-instance”关系。用于描述一个具体的概念是另一个概念的实例。定义RC－i(a，b)。对任意主题a和b，如果RC－i(a，b)成立，则表示a和b之间是“Class-instance”关系。在该关系中a扮演“Class”的角色，b是实例“instance”的角色。图1中用带箭头的实线表示RC－i(a，b)，起点为a，终点为b。每个具体的课程都是“Course”的一个实例，如RC-i(Course，C++)。
2)“teach-taughtBy”关系。用于描述具体的教师与其所授课程之间的关系。定义Rt－tB(a，b)，对任意主题a和b，如果Rt－tB(a，b)成立，则表示a和b之间是“teach-taughtBy”关系，即教师a教授课程b，而课程b由教师a教授。图1中用带箭头的虚线表示Rt－tB(a，b)，起点为a，终点为b，如Rt－tB(tn，C++)。利用主题图中概念和资源分层的机制，在对课程体系进行建模时，将相对稳定的课程体系信息置于模型的概念层，将各种教学资源置于模型的资源层，可使经常动态变化的教学资源不会对课程体系的稳定性产生过多的影响，能满足对专业课程体系研究、分析和动态调整的需求。2.3以实践课程为主体的课程体系在Se－CDio培养方案中，特别重视和强化工程实践能力。其课程体系中以实践教学为主线，将各种专业核心课程紧密结合在一起。课程体系中设置了项目实践、综合项目实践和企业社会实践、毕业设计等不同层次的实践类课程，以此来强化学生的动手能力、工程能力、协同能力和职业素质的培养。
为了清晰地说明如何利用topicmaps来描述软件工程专业的工程化教育理念，图2仅给出课程体系模型概念层的一部分，其中重点描述了专业实践体系的主体结构。想要突出这种以实践课程为主线的工程化教育理念，还需要定义更多的主题类型和关系类型。在topicmaps模型中定义的部分主要概念如下:
1)抽象概念Group(课程组)和project(项目)。
2)具体课程组的主题:为每个具体的课程组建立一个主题，在图2中用虚线椭圆节点表示。某个具体的课程组g是Group的实例，即满足3)课程主题:为每门专业核心课程建立一个主题，在图2中用实线椭圆节点表示。每个具体的课程a是Course的实例，即满足4)实践类课程主题:为每门实践性课程建立一个主题，在图2中用实线矩形节点表示。某个项目课程b是project的实例，该关系描述在图2中省略，即满足在模型中还需要至少定义如下关联类型:1)“pre-next”关系。用于描述课程之间的先后关系。定义Rp－n(a，b)表示主题a和b之间是“pre-next”关系，即表示a是b的前驱课程，而b是a的后继课程。图2中用带箭头的实线表示Rp－n(a，b)，起点为a，终点为b。2)“whole-part”关系。用于描述整体和部分之间的关系。例如，一个课程组由若干具体课程组成。
定义Rw－p(a，b)表示主题a和b之间是“whole-part”关系，即表示a包含b，而b是a的一部分。图2中用图形的“包含”表示整体和部分。例如，课程组“Groupa”中包含课程“a1”、“a2”、“a3”和实践性课程“pa”，即满足在一个合理的培养方案中，各种知识的教授是存在前后顺序和关联的。因此，“pre-next”关系在课程体系建模中是必需的一种关联。图2所示的模型可以说明每个实践类课程需要一系列先驱课程为其进行知识储备，而该实践类课程的设置目的则是其所属课程组中前驱课程知识的综合培养和训练。例如，为了培养学生设计和实现信息系统的能力，学生首先需要学习编程语言、数据库和软件建模知识。
这样，“信息系统的设计与实现”是一门实践类课程，而其他相关课程是该课程的前驱课程。图2还描述了不同实践类课程之间也存在“pre-next”关系，这样可以体现实践类课程的不同层次。即每个项目实践类课程是重点对某几门课程知识综合能力的培养和训练，综合项目实践和企业社会实践是培养和训练学生在工程中运用所学专业知识的能力以及协同能力和职业素质，而毕业设计是用于检查学生最终对本专业知识综合运用的能力。
培养方案中各种基础课程和核心专业课程的设置都是为了实现最终的培养目标。为了清晰地刻画各个核心专业课程对专业能力培养目标所做的贡献，便于分析各个专业课对学生某种实践能力培养(体现在实践类课程中)所做的贡献，模型中定义了Group(课程组)的概念和“whole-part”关系。每个课程组中的课程都是为了重点教授、培养和训练学生的某种实践能力。每门实践性课程与其前驱课程即为一个课程组。需要说明的是，每门实践性课程是为了重点培养和训练学生在该实践课的前驱课程中所学知识，但仍然可能会运用到其他知识。例如，在Groupa中学生学习了某种编程语言，而在GroupB中的实践性课程pB中仍然可能会用到。
课程体系模型的应用
topicmaps技术便于知识的导航和检索，基于topicmaps创建课程体系模型可以为培养方案的设置和分析、教学资源的配置等工作提供一种便捷的分析手段。下面以查找课程组Groupa中所有课程的任课教师为例，说明如何基于topicmaps模型方便地进行信息检索。查找过程如下:最终得到的集合t即Groupa中所有课程的任课教师。topicmaps的概念层是一个图结构，在进行信息检索时可利用各种图的算法以提高搜索速度。因此，信息检索效率的实用性可以保证。
结束语
工业工程概念篇9
关键词：建筑结构设计、概念设计、结构措施、分析与探讨
在建筑结构设计过程中，概念设计与错够措施是相当重要的一部分内容。良好的概念设计与结构措施在一定程度上反映了结构设计人员的专业设计业务水平，下面主要概述作者对在建筑结构设计中的概念设计与结构措施的认识，并提出几点个人的观点及看法。
一、建筑结构设计中的概念设计与结构措施简述
概念设计的主要内容是从建筑结构设计的总体方案开始，主要是应用人们对于建筑结构抗震设计方面知识去严格把握处理建筑结构设计工作当中的常见问题，如房屋整体机构体系、力学分布计算和结构构件延性等问题。一般认为，我们应用概念设计与结构措施主要是从宏观原则的角度出发对所发现的问题进行合理评价、有效鉴别和优化选择等处理过程，然后再通过计算整理和构造措施，以避免和减少建筑结构设计中出现抗震的薄弱部位。这一过程主要是考验建筑结构设计工作人员判断思维能力，原则上是通过从大量的建筑结构震害经验中总结设计经验，宏观上确定并尽可能地解决建筑结构设计中的常见问题。由此可见，作为专业的建筑结构设计专业人员必需全面了解建筑的整体结构抗震设计的特点，重点是从建筑结构承载力分布情况考虑，发现问题，突出矛盾，以求利用正确的设计理念指导建筑结构概念设计。通常，概念设计所涉及的内容非常广泛，不仅仅要遵循建筑整体总体方案确立的基本原则，还需要考虑到非材料的正确使用和结构关键部位的细部构造设计。
当前，概念设计是建筑结构设计中能够展现先进设计思想理念的重要内容之一。在已经拟定的建筑设计空间中应用概念设计来完成建筑结构的总体设计方案，且可以良好地处理建筑结构构件之间的协调与配合的关系非常重要。但是，鉴于目前建筑行业在设计分工方面明显细分化的现状，专业的建筑结构设计工作人员也只能够单调地依赖与国家编制的规范规程和设计手册等，习惯了传统的设计流程，开拓创新性明显不足，这样就造成概念设计与结构措施的应用推广遇阻，实难以全面发挥预期的作用效果。
从经历几年的实践经验来看，建筑结构设计的概念设计与结构措施是非常重要，之所以重要是因为在我国现在所推行的建筑结构设计理论与计算理论中还存在许多不可忽略的缺陷和问题，如建筑结构混凝土构件内力和截面设计计算，内力计算主要是基于材料弹性理论，而混凝土构件截面是基于材料塑性理论的研究成果，二者之间就出现了一个比较突出的矛盾关系，往往由于这种矛盾关系导致设计计算的结果与使用结构的实际承载力分布情况偏差很大。概念设计与结构措施主要就是利用其先进的设计思想理念以弥补这种计算偏差的缺陷或者说是在设计过程中对不具备可计算性的结构设计实现可计算性。建筑结构设计的概念设计之所以重要还在于建筑结构设计的初步设计阶段是不能够通过依靠计算机来完成的，而主要的设计手段是需要专业的结构设计人员运用自身所掌握的对建筑结构概念的认识并结合经验选择一种成本最低、效果最好的结构设计方案。这就要求设计人员必须深刻地了解各类建筑结构的性能和特点，不断加强自身的专业技能和知识水平，并且能够充分应用，灵活运用。同时，由于现在的计算机技术逐渐在建筑设计与施工行业中起到了相当重要的作用，计算机技术具有计算高速、高精度的特点，这样往往会给建筑结构设计人员造成建筑结构工作性能的误解，对加强设计人员对建筑结构设计概念的意识培养造成极大的影响。
二、建筑结构设计中概念设计与结构措施的应用
2.1协同设计工作与结构体系的应用在不断的结构设计研究与实践中我们可以发现，协同工作的概念已广泛存在于我国工业生产设计与制造行业之中，对于工业产品主要要求的是其在没有达到设计寿命时尽可能控制质量不损坏，而对于建筑工程结构的设计，协同工作的概念更被进一步的延伸，要求建筑结构内部构件在能够承载各种极限状态下的合理受力不致破坏，且还需要各个构件之间的相互协调和配合工作。应该注意的问题是建筑结构的协同工作注意表现在建筑基础与上部结构的关系上，务必将建筑基础与上部结构视为一个有机的系统整体，而不能够将二者分开设计处理。对于协同工作概念的理解还要考虑到结构在受到荷载的情况下，建筑结构内部各个构件都具有一定标准的应力承载水平。尤其是对于多、高层建筑物的结构设计时，为了能够使得同层各个承力柱在一个相同的水平位移范围之内，应避免设计过多的短柱。但是，随着建筑物高度与层数的不断增大，为避免底层竖向承力柱的截面积越来越大的情况，就不得不增加多、高层建筑下几层短柱的设计数量。因此，田形柱的设计作为一个特殊的设计手段解决了这个问题。多、高层建筑结构设计的主要目的要求是为了抵抗水平力的作用以防止发生扭转，为了能够有效地抵抗多、高层结构的水平力作用，在一个平面之上的若干个正交方向的尺寸应尽量减小之间的距离，以保证在此两个方向上的惯性矩相等，所以多、高层建筑抗侧力结构的设计应尽量将其设置在建筑结构的四周，以增加整体结构的抗侧刚度和抗扭惯性矩等稳定性能。
2.2协同设计工作与材料利用率的应用
协同工作与材料利用率的应用是建筑结构概念设计与结构措施的另一项重要内容。设计材料的利用率越高，就体现出建筑结构设计协同工作的程度就越高。我国作为一个发展中大国，建筑结构概念设计的目的还在于能花最少的钱做最好的工程，设计材料利用率的高与低就是直接的体现。最后，我们应认识到协同工作原则也是建筑整体设计的工作原则，在建筑结构概念设计越来越被重视的今天，针对于建筑结构设计专业人员的要求标准，必须要具备深厚的结构设计基本理论知识基础，并且能够在实践经验当中不断吸收先进的设计思想和理念，以精益求精的工作态度完成设计工作。
三、结束语
伴随着我国社会经济的发展和人民生活水平质量的提高，对于我国建筑结构设计也提出了更高的质量要求。在当前计算机技术的高速发展的大环境下，发展比较先进的设计计算理论和对计算机应用的加强都将会是我国建筑结构概念设计的重要保障基础。同时，与时俱进的加快研究与应用新型的建筑施工材料和施工工艺，使得建筑结构设计更安全、更适用、更可靠、更经济。建筑结构设计人员也应充分发挥自身的专业技能和个性，打破传统成规，将建筑结构概念设计的思想进一步推广和应用。
参考文献
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[3]孙鹏；建筑结构设计中的概念设计与结构措施；黑龙江科技信息；2011，11（04）：307-307
[4]杨俊华，周维宇；概念设计与结构措施；工业建筑；2003，33（02）：123-128
工业工程概念篇10
一、背景及现状
一方面，美国的appLe公司，利用工业设计将大量的成熟技术集成到设计当中，推出一系列创新产品，取得了举世注目的辉煌成就。另一方面，中国专利的年授权量已经超过了美国和日本，但科技成果的转化率却很低。诚如中科院院士王志珍所说：目前我国的科技成果转化率大约在25％左右，真正实现产业化的不足5％，与发达国家80％的转化率相距甚远。可见，在我国工业设计作为应用创新的主体没有发挥好桥梁的作用，与市场错位、脱节的现象依然非常严重。本文从价值链角度，对工业设计的价值形成和作用关系进行探索研究，旨在提升工业设计的价值。本文所指工业设计是狭义概念上的理解，以产品设计为主体。
二、工业设计价值未能充分发挥的原因
导致工业设计在我国经济建设实践中，没有发挥出应有作用的根源，除了思想上对工业设计的作用和价值存在认识上的欠缺和不对称以外，在操作上也存在着脱节现象。
首先是我国工业设计发展还面临着“认识片面、机制不畅和政府缺位”三大主要问题。不少企业对创新和竞争力的理解存在着较大的局限，对设计创新的认识停留在低层次阶段，未能进行系统全面的思考，将创新简单地与科技创新相关联，片面追求单项技术指标的优化和突破。经营决策者缺少系统集成创新意识和对产品终极价值的深度思考，没有利用工业设计手段来打通以丰富的高品质商品去满足消费者多层次需求之间的阻隔。
其次是对工业设计概念理解上的错位。在学院的教学中，往往较多地从概念形成和方案表达的层面来理解工业设计。对学生专业能力的培养，基本上以产品的造型设计为主，包含有限的概念设计内容，而工程设计方面的知识严重欠缺，直接导致工业设计师在工程设计方面的整合协调能力跟不上，实践中只能为企业提供有限的解决方案；而企业则从产业链的角度来理解工业设计，认为工业设计就是产品创新工作的承担者(或组织者)。工业设计要帮企业解决包括市场环节、使用环节、技术环节、生产工艺环节以及销售环节遇到的各种问题。理解的差异直接造成企业和设计师之间的互认错位，导致实践中的对接不畅。
再有就是实际操作上的脱节。我国的绝大部分企业没有设立专门的设计部门，在具体实施产品设计的过程中，往往将产品的概念设计、造型设计和工程设计这三者割裂开来。正如乔布斯所说：设计师完成了一个精彩的产品创意，而工程师负责工程设计却说：“这不可能，我们做不出这个，根本没有可能。”方案修改后，制造部门的人又说：“我们造不出来这个。”要求再修改设计方案。结果是“概念、造型和工程”之间形成了一种制约关系，事实造成工业设计的价值不能充分发挥。
三、工业设计价值链的构成要素及分析
为了深度剖析上述现象产生的原因，有必要从产业链的上下游关系中来整体看待工业设计的定位，从工业设计价值链的角度，来理清其价值链的要素构成、要素的作用以及性质等关系，进一步认识工业设计。
1、工业设计价值链的构成要素
工业设计包含概念设计、造型设计到工程设计三个组成部分。“价值链”理论揭示，企业与企业的竞争，不只是某个环节的竞争，而是整个价值链的竞争，而整个价值链的综合竞争力决定企业的竞争力。工业设计的价值由价值链上各相关要素共同作用而构成，其价值的大小与其在价值链上成功获取要素信息的多少成正比例关系。概念是对一个产品的形态、功能和特性的描述。概念设计之所以重要，是因为它是产品生命周期的起始，概念设计的质量和成效直接决定了产品的成败。支撑概念设计的主要构成要素是：市场研究、生活文化研究、用户体验研究、使用环境研究和产品的功能规划等内容；产品造型设计就是对产品的形态、材料、结构、色彩、肌理等进行美的加工，利用科学性和艺术性来处理这些造型要素，以其得到完美的产品造型。支撑造型设计的主要构成要素是：功能设计、形态设计、色彩规划、界面设计和方案效果表达等内容；产品工程设计是为产品生产加工而进行的工程技术方面的设计工作。支撑工程设计的主要构成要素是：技术实力、设备与工装、加工工艺、材料应用、生产制造以及品质控制等内容。这些要素就是构成工业设计价值链的主要组成部分，对它们的研究和价值挖掘是提升工业设计价值的关键所在。
2、工业设计实力的构成基础分析概念设计、造型设计和工程设计是构成工业设计实力的基础，依据它们在设计价值链上所起作用的差异，称其为“隐性软实力”、“显性软实力”和“制造硬实力”。“隐性软实力”主要作用于产品的概念设计方面，主导产品的功能和目标定位。“显性软实力”主要作用于产品的造型设计方面，负责完成产品具体的结构、形态等内容的具体化。“制造硬实力”主要作用于产品的工程设计方面，为产品的最终实现和整体品质提供保障。三者的共同有效作用，是工业设计实力彰显的有力保障。片面强调单一或两种实力的作用，都会导致工业设计整体实力的不充分发挥。
单纯依赖“硬实力”支持的产品是不完善的产品；而仅有“软实力”支撑的产品，虽然有好的概念和好的效果，但缺少“硬实力”的有效支持，往往导致“软实力”不能充分发挥，事实上造成工业设计的价值不能得到完全体现；
只有全面理解工业设计，建立在“隐性软实力”、“显性软实力”和“制造硬实力”三种力量有效支撑基础上，工业设计的价值才可能实现最大化。这就要求对工业设计的理解回归本位，工业设计要能够从市场和用户体验的角度出发来重新定义产品概念，围绕着概念的实现来统领全局，整合“软实力”和“硬实力”资源，以设计来引领技术创新，实现在设计价值链上的有效延伸。
3、工业设计价值链要素的价值属性分析
依据可见和增值方式，价值可以分为显性价值和隐性价值两大类。从工业设计价值分析图(如图3)中可以看出，而各要素所形成价值的属性是不同的。“隐性软实力”和“显性软实力”所对应的要素部分，以感性的形式存在，属于“隐性价值”。而“制造硬实力”所对应的要素部分，以客观的形式存在，是产品价值形成的物质载体，属于“显性价值”。
从企业的角度看，“隐性价值”的形成过程受人为因素的影响非常明显，也很难进行简单的量化处理，操作上不易驾驭，容易被企业所时忽略；而“显性价值”部分直接作用于产品的生产加工环节，其形成过程比较理性，可以清晰地进行成本、价格的量化处理，操作起来立竿见影，往往得到企业的高度重视。
四、促进工业设计价值提升的途径
通过以上分析，遵循价值链脉络，处理好工业设计“软、硬实力”之间的关系，使价值链各要素协同一致，促成“显性价值”和“隐性价值”的有效发挥，是提升工业设计总体价值的关键所在。具体途径可以从以下几个方面入手：
1、确立工业设计在企业经营中的战略地位
appLe品牌的成功，是因为史蒂夫，乔布斯有着敏锐的市场洞察力和天才式先验性用户体验的创新思想，能清晰地提出产品的概念；也是因为他非常重视工业设计，并将其摆在企业经营战略的高度来认真对待，用工业设计来统筹产品的创新工作；更是因为他使appLe的“硬实力”成为了设计“软实力”在产品创新中得到不折不扣体现的有力保障。
我们的企业经营者要向乔布斯学习，将工业设计提升到企业发展战略的高度来认真对待，树立设计引领创新的指导思想。要摒弃片面强调“硬实力”，简单依赖设备的投入，规模的扩大以及单项技术指标的突破来建立竞争优势的做法，走出“低成本——低价格——高占有率”幻想独霸市场再利润的误区。从实质上重视设计创新“软实力”，围绕产品整体价值提升和用户体验的优化，主动对“硬实力”资源系统进行整合，促成设计创新目标的实现，为消费者创造长远的价值和优质的服务。走“高品质——高附加值——高利润”良性发展之路。
2、正确认识“显性价值”和“隐性价值”的不同作用
工业设计最终凝结在产品中的价值是由产品用户的切身感受所决定的。从企业的角度看，“显性价值”是显而易见的部分。而消费者正好站在另一面来理解设计的价值，“隐性价值”恰恰是消费者对产品价值感知的主体部分，“显性价值”则反而是藏在背后不易看见的部分。在“隐性价值”上的用力可以取得事半功倍之效；迁就“显性价值”而制约“隐性价值”，实际上就消减了消费者对产品价值的总体认同量，得不偿失。真正理解并重视“隐性价值”的作用，花力气做好价值链上前期要素的研究，让概念设计和造型设计充分发挥优势，是提升工业设计价值的关键。恰当处理“隐性价值”与“显性价值”之间的关系，是工业设计价值获得成功延伸的保障基础。
3、整合设计“软、硬实力”资源实现工业设计价值的提升
创新可以多种多样，基于设计引领的创新，其价值才会落实到更好地为人类服务上来。要树立“设计引领创新”的观念，清醒地认识到“软实力”和“硬实力”在价值创造中的不同作用，“软硬兼顾”良性互动，取得消费者的最大认同，才能使设计创新的价值得到更充分地体现。
工业设计师的核心能力体现为，在设计价值链上以设计为主导，创新为主体的综合资源整合(协调)能力——设计引领创新的能力。如果工业设计师只能在价值链的一个点上实现局部突破，或者虽然“软实力”表现充分，设计很精彩，但受制于“硬实力”，使得创新“被瘦身”，那么设计创新的价值也就“被贬值”了。工业设计师自身不能仅仅停留在造型设计的简单状态，要实质性夯实设计创新的“软实力”基础，在充分做好市场调研和用户体验分析工作的基础上，要敢于重新定义产品概念，依此完成产品的造型设计工作，尽量寻求设计“隐性价值”的最大化；设计实施的过程中要懂得尊重“硬实力”的客观作用，学会整合或协调相关资源驾驭并彰显“显性价值”，以设计来引领技术(或工艺)创新，使“硬实力”为“软实力”服务。实现在设计价值链上的有效延伸，成功实现产品价值的高增值。工业设计的价值也就能得到更充分的体现和更广泛的认同。