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工业化设计的要点

工业化设计的要点

工业化设计的要点范文第1篇

关键词:农业机械化及其自动化;《优化设计》;教学内容;教学方法;网络教学平台

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)09-0069-04

一、前言

优化设计是工程设计中重要的科学设计方法。最初在20世纪50年代,应用数学领域发展形成了以线性规划和非线性规划为主要内容的数学规划理论,应用于解决工程设计问题,形成了工程设计的优化设计理论和方法。随着优化设计理论和方法的不断推广和应用,优化设计在各个行业得到广泛的应用,优化设计在农业工程领域也有着重要的应用。因此在农业机械化及其自动化本科专业中,开设优化设计课程,学习优化设计的理论和方法,培养分析和解决优化设计问题的初步能力,为将来从事工程设计工作打下一定基础。

二、农业机械化及其自动化专业《优化设计》课程的定位与课程目标

农业机械化及其自动化本科专业是昆明理工大学工学专业之一,其开设背景是2000年5月,根据昆明理工大学的综合办学条件,结合新农村建设、农业现代化发展、西部开发和云南省新型工业化发展战略,针对以工业化改造传统农业过程中对农业工程专业人才的需求特点,经有关专家认真论证研究后,昆明理工大学于成立了现代农业工程学院。建院以来,在学校领导下,农业工程学院在师资队伍建设、学科建设、办学规模、实验室建设、科研建设、对外联合办学等方面都取得了较大进展,积极为学校的本科教学工作和人才培养作贡献。学院坚持学校的办学指导思想,积极探索在理工大学综合办学条件下农业工程类高级专业人才培养模式,旨在培养基础扎实、知识面广、能力强、素质高并具有创新实践能力的本科应用型人才。现设有农业机械化及其自动化、农业水土工程、农业电气化与自动化和园林四个本科专业,设有农业工程、农业机械化工程、农业水利工程、农业生物环境与能源工程和农业电气化与自动化五个硕士学位授权点。昆明理工大学农业机械化及自动化专业虽然成立时间不长,但具有特色和优势。昆明理工大学的办学理念是建设理、工、文、法、经、管多科性协调发展的高水平大学。昆明理工大学办学定位、人才培养目标和生源情况是:建设成为特色鲜明的高水平大学,成为我省和西部地区培养高层次科技人才和应用人才的重要基地。生源来自全国各地。昆明理工大学理、工、文、法、经、管多科性协调发展,学科门类比较齐全,学科综合优势十分明显,而且农业机械化及自动化专业的主要学科基础正是学校的一批优势学科。这就使得农业机械化及自动化专业能很好地汲取学科交叉的优势,在学科交叉中获得新的生长点,使专业得到再生和发展。同样,依托学校理工综合优势,对农业机械化及其自动化专业教学改革将形成有利条件。与从农业院校中成长起来的农业机械化及自动化专业相比,在培养学生实践动手能力、工程素质、创新能力和创新精神上具有无以比拟的优势。《优化设计》课程正是突出专业理工特色和优势的一门学科基础课。在农业机械化及其自动化本科专业的培养方案中,《优化设计》课程一直列为学科基础课,旨在培养学生的工程设计能力,掌握科学的设计方法,培养学生在农业机械领域的工程设计能力,突出学生的理工优势和特色。

三、《优化设计》课程特点

优化设计是现代设计方法中的一个重要领域,是工程设计的重要组成部分,也是工程技术人员必须掌握的设计方法,《优化设计》课程已经成为高校普遍开设的重要课程之一。《优化设计》课程以重在培养学生的创新精神和实践能力的教育思想为指导,更新教育观念,坚持“强化基础,恰当拓宽,提高综合能力”的原则,加强学生的综合素质和工程设计能力的培养,向以“知识、技能、方法、能力、素质”综合培养目标的教育体系转化。《优化设计》课程将“基本设计方法”与“优化设计思想”紧密结合,着重介绍优化设计的基本概念、基本原理和基本方法,学习优化设计方法的实用程序,使学生在学习“优化设计方法”的同时,也能够获得工程应用能力的训练。进而培养他们的创新能力和科学思维方法。通过《优化设计》课程的学习,培养学生掌握优化设计的基本概念和基本知识,掌握常用优化方法的基本原理和计算方法,熟悉常用工程软件的优化分析和计算的功能,了解优化设计在工程设计方面的应用。所以,学生应达到下列四个基本要求,一是树立工程优化设计和优化决策的思想;二是掌握优化设计的基本概念、基本知识和常用方法;三是了解常用工程软件进行优化分析和计算的功能;四是具有解决工程设计中一般优化设计问题的能力。优化设计的教学大都是基于机械优化设计的。因此,以优化设计理论为基础,以计算机为工具,将优化设计方法用于机械设计中,形成了机械优化设计,成为优化设计的典型代表和重要内容。机械优化设计是机械现代设计方法中的重要方法之一。在国内大多数机械类本科专业中,大都开设了机械《优化设计》课程,为将来从事机械设计工作打下一定基础。甚至也有很多机械类硕士研究生培养方案中开设有机械《优化设计》课程,进行更深入的理论学习。《优化设计》课程的教学改革,应根据专业培养方案,从专业特点和实际需要出发,对教学内容进行改革,因此,结合农业机械化及其自动化专业本科培养,开展《优化设计》课程教学改革是十分必要的。

四、教学内容改革

工业化设计的要点范文第2篇

关键词:工业设计;现状;发展趋势

一、前言

近几年来,我国工业设计产业的规模不断扩大,逐渐渗透到人们的日常生活当中,企业在通过对市场的需求方面可以对产品的设计方向进行了解,通过以人为本的设计理念,提高我国工业设计产业的总体实力。目前我国工业出口总额为全球第一,但是自主品牌的占比较低,这也是在另一个角度对工业设计发展提出了更高的要求。

二、中国工业设计行业现状

(一)背景

改革开放初期,由教育界兴起了工业设计的发展浪潮。为了提高这一行业的总体水平,20世纪70年代,由5名青年教师组成的学习团队奔赴欧洲、日本等地学习先进的工业设计理念。随后,中国工业设计协会在1987年正式成立,工业设计的多元化理念也逐渐在全国扩大影响力,多数院校纷纷设计相关学科,并且在1986年成立了第一家专业的工业设计公司。目前,我国具规模的工业设计服务专业公司超过2000家,部分设计公司已从外观造型的各方面设计,发展为能够将内在功能、外观元素及情感分析相结合的综合设计,标志着我国的工业设计产业实现了从初步发展阶段向成熟发展阶段转变,并在随后产品流动环节中将品牌策划设计融入其中,真正实现了系统化的综合设计服务发展趋势。

(二) 工业设计产业链的结构

工业设计的成功取决于产业链的完善,在人类历史上,全部的事实都证明了一个道理,那就是人们在对事物进行认识的过程当中,是随着时间的推移从形成到完善,这也造就了文化产业对工业设计的支持达到了不断循环上升的过程当中。在美国的工业设计发展当中,文化产业所创造的价值超过了GDP的31%,并且在很多发展中国家,文化产业也使得工业设计成为了贸易增长的关键点。而作为工业设计的下游产业链,制造与零售随着工业设计的不断发展而进行加强。由于工业设计是技术创新的主要内容,因此提高工业设计水平,就必然会提高制造技术,加强企业竞争力,使得工业设计所制造出来的产品被市场所接受。由此可见,在全球经济一体化的环境当中,工业设计产业由单纯的推动制造业而转变为经济增长的重要手段之一。

(三)工业设计的市场规模

由于近几年来我国对于工业设计行业的重点扶持,使其得到了健康迅猛的发展,尤其是在长三角地区一带,涌现出了大量的高水平工业设计企业,通过上海这一发达城市的带动,受到了世界先进理念与时尚理念的冲击,快速建立了属于中国特色的设计发展模式。通过多年来的不断发展,长三角地区的设计产业圈积累了大量的国内外客户,将工业设计的产业提高到了一个新的层次,成为目前多个地区的主要经济发展方向。总公司位于深圳的嘉兰图设计公司,创建于2000年,经过十几年的发展,陆续在北京、沈阳、顺德、成都、荆州等地建立了分公司,在消费电子、家用电器、医疗器械等领域均取得了显著的成绩,尤其是在工业设备设计领域更是获得了国内外知名企业的青睐,长期为联想、格力、美的、SIEMENS等公司提供设计咨询服务。另外,国内比较著名的设计公司还有浪尖、浩汉等,这些公司比较显著的特点都是以原创设计为理念,通过对客户需求的深度挖掘,以专业结构、模型设计群为基础,带动了我国工业设计行业的全面发展。

三、中国工业设计行业特点

(一)高创新性

在世界范围内,工业设计具有一个比较显著的特点,那就是强调以产品设计为重点。在我国工业设计行业发展的初期,大多数设计公司都会借鉴已经成型的产品,通过修改于完善完成设计,而在目前我国的工业设计行业当中,将创新性设计作为了主要设计理念。

(二)高知识性

目前我国工业设计的发展逐渐由雷同转变为个性化、功能化,而在这个转变的过程当中,工业设计师不仅掌握了市场经济的变化规律,还将科学、技术、艺术、经济等知识领域相互串联,形成完整的多元化知识结构。这种全面知识结构,使得我国的工业设计水平能够满足市场的需求,并创造出具有时代气息的产品。

(三)高附加值

产品在市场当中所占据的份额,将由产品功能、营销手段等方面所决定,而具有高附加值的产品将更能够获得市场的青睐。经过多年的发展,我国的工业设计理念由提供给消费者使用的基本功能,加入了给予消费者精神满足的深层次理念。通过超出产品自身价值的概念性文化价值,使得在市场竞争较为激烈的环境下取得显著的成绩。

四、中国工业设计行业发展趋势

(一)健康的绿色生态理念

这种设计理念基于目前人口增长较快、自然资源的匮乏以及环境污染较为严重,在这种环境下,绿色、健康的可持续性生态设计也就成为目前主流的设计理念。这种理念通过生态学的思想,在产品的生命周期内对产品的环境属性进行有限考虑,不仅要对产品的质量、功能、成品进行评估,还要对产品后续的处理与回收加以分析,并且还要融入产品的审美与创新性。除了产品自身以外,还要考虑在提高产品效率的同时,提高相关服务业的发展,这不仅对产品自身的设计提出了更高的要求,还具备了长期持久的消费环境。

(二)产业综合设计趋势

产业设计最能够体现工业设计高端服务价值。工业设计充分发挥其先导性和引领性的作用,从洞察经济发展社会进步的角度出发,综合技术趋势、文化演变、人类社会进步等各方面因素,创新创造一个新产业的原始本体,协同引导企业各个流程力量,整合全球范围内的信息化、工业化先进技术和商业资源,开发出全新商业价值。近几年国内出现的联想YUGA电脑,海尔智慧家电,以及小米手机、小米盒子等,都是工业设计在产业设计层次的优秀创新案例。

五、结语

工业设计的发展不仅仅体现在企业的规模与产品的销售情况,更应该体现在设计理念、市场反馈以及人们的使用感受。过去大部分企业对工业设计的认识停留在产品外观设计层面,对设计商业价值的理解非常肤浅,从而导致企业创新设计投入极低,但随着市场化竞争程度的不断深入,未来企业对工业设计应用于产品定位、生产转化、品牌建设等核心环节的需求将越发强烈,工业设计公司也将在此背景下逐步向高端综合设计公司衍变。

参考文献:

[1] 杨林.信息时代的工业产品设计[J].职业技术,2011(2).

[2] 高冰.浅析工业设计的发展与未来[J].大众商务,2010(3).

[3] 黄海龙.浅谈未来工业设计的三大趋势――生态虚拟UCD[J].工业

设计,2011(7).

工业化设计的要点范文第3篇

关键词:自备热电联产工程;电力行业设计;锅炉炉型选定;供热方案

中图分类号:TM611文献标识码:A近年来,随着改革开放的日益深入和国家推进西部大

开发的战略的推进,西部地区国民经济发展水平不断提高。为使企业满足发展要求,很多行业和企业纷纷进驻西部,新建或改扩建企业自备热电联产工程,并且随着企业规模的增大,自备热电联产机组容量也日趋扩大。

企业自备热电联产机组(供热锅炉)的建设,给电力设计市场带来机遇。这使得电力工程设计人员有更多的机会与非电力系统行业充分接触。我院近年来发展迅速,陆续承担了川渝等地多项涉及煤矿、石化、轻工、建材等系统非电力行业自备热电联产机组(高参数、大容量供热工程)的新建和扩建工程设计。由于每个行业都有各自特点,同时涉及到的工程均有主体设计院,因此对于热电联产机组(高参数、大容量供热工程)设计、建设、运行要求不尽相同,如何做好设计工作,既满足电力行业设计规范和习惯,又能符合主体设计院总体规划和设计接口,充分满足顾客的需要,是我院和设计人员面临的问题,本文结合重庆某石化有限责任公司高参数、大容量供热工程的一些具体设计情况,谈几点体会。

一、工程简况

重庆某石化有限责任公司供热工程是东部企业进军西部大开发的新建石化企业。按企业规划,化工用汽点需用最大用汽量为320 t/h、正常平均用汽量为120 t/h,用汽参数为9.2MPa,380℃的过热蒸汽;同时还有少量用汽

参数为0.98MPa,280℃的低压蒸汽。根据用汽参数要求和化工用汽不能中断的特点,规划建设3×130t/h高温高压燃煤循环流化床锅炉+1×25MW抽凝机组。正常运行两台锅炉及一台汽轮机,备用一台锅炉;三台锅炉为一次性建成,不预留扩建。

二、设计方案的确定

根据国家有关政策和法规,结合供热工程为整个新建石化企业的一个部分,进行供热工程具体方案比选和设计。

(一)供热方案供热锅炉和汽轮发电机组运行方案确定

根据化工用汽启动装置时用汽量较大、正常运行用汽量较小的特点,经我院和化工主体设计院多次论证,向业主推荐以下供热(汽)方案:化工装置启动时,需用蒸汽量为320t/h,此时三台锅炉均运行(汽轮机不投入运行),最大产汽能力为360 t/h,产出的蒸汽经主蒸汽管汇入位于除氧煤仓间运行层的蒸汽母管,再由蒸汽母管经减温装置减温后(温度390℃)向化工厂区进行供热;锅炉除氧自用蒸汽从蒸汽母管中引出。化工装置启动完毕进入正常运行时,需用蒸汽量为120t/h,为确保不间断向化工装置供汽,此时运行两台锅炉和抽凝式汽轮发电机组,另一台锅炉作备用,一旦运行中的一台锅炉发生故障,停用汽轮发电机组,剩下的一台仍能可靠地向化工装置供汽,同时启动备用的第三台锅炉。

(二)锅炉炉型的确定

循环流化床燃烧技术是一种热效率高、煤种适应性广、负荷调整范围较大,环保效果好(SO2、NOX等生成量较煤粉炉低),运行操作方便的高效洁净燃烧技术。目前,国内循环流化床锅炉技术以相当成熟,最大锅炉容量1000t/h以上,运行稳定可靠。同时,循环流化床锅炉能掺烧石灰石粉进行炉内脱硫的优点,结合本工程由于燃煤含硫量较高(收到基硫Sar>2.87%)的特点,本工程锅炉选用循环流化床锅炉。

(三)锅炉主要技术参数

锅炉为华西能源工业股份有限公司生产的高温高压、自然循环、燃煤循环流化床锅炉;全钢结构,露天布置。锅炉采用0#轻柴油床下热烟气发生器点火。

汽轮发电机组暂未定货,汽机房为预留建设。

型号:DGJ130/9.81

额定蒸发量:130t/h

过热蒸汽压力:9.81MPa

过热蒸汽温度:540℃

给水温度:158℃(压力式除氧器)

一次热风温度:185℃

二次热风温度:190℃

排烟温度:137℃

脱硫钙硫比Ca/S:~2

设计炉内脱硫率:≥80%

设计热效率:≥88%

设计床温:890℃

(四)总体布置

根据供热站位于化工厂区的东南侧,总图布置时根据供热站址内、外部条件及化工厂区总体规划,以及工艺流程、功能分区等各种因素综合考虑厂区平面规划布置。经与化工主体设计院多次商定,为减少供热管道投资和总体布局合理,总图布置时,汽轮发电机房朝向化工主厂区用汽负荷中心一侧,结合地形地貌,为减少土地平整费用,供热站主厂房轴线与化工厂区主装置轴线偏11°。从西北向东南依次布置:规划的汽机房、除氧煤仓间、锅炉、静电除尘器、脱硫塔、烟囱;为减少对化工厂区的粉尘污染,煤场和灰渣库均设置于远离化工厂区的东南端布置。

(五)燃煤输送系统

为确保供汽可靠,经与化工主体设计院多交流,本工程运煤系统采用双路布置。每路系统输送能力按不小于3×130t/h锅炉额定出力耗煤量的150%设计,带式输送机选用DTⅡ型,带宽B=650mm,带速V=1.25m/s,额定出力Q=140t/h。

由于循环流化床锅炉入炉煤粒度要求入炉煤粒度≤10mm,而原煤粒度不均匀,部分粒度较大,因此系统按一级筛分,一级破碎设计。在碎煤机室中设有两台出力为140t/h的滚筒筛和两台出力为140t/h的环锤式碎煤机。

(六)除灰渣方案的确定

本工程由于煤质较差,灰渣量较大,在方案设计阶段,热机与除灰、总图专业等相关专业配合确定锅炉排渣按水冷式冷渣机、刮板输送机及斗式提升机方式将渣送入混凝土渣库中的方案,三台锅炉共一套除渣系统;经论证,系统及布置合理可行,投资较省,运行维护也方便,并据此设计几种布置方案推荐给业主。但是业主工程师看后提出:根据他的经历,认为刮板运输机和斗提机故障率高,维护费用较高,提出用水平布置高温皮带输送机和大倾角皮带输送机将渣送入渣库中。对于此,我们提出一旦冷渣器故障,无法将炉渣冷却至规定温度以下,皮带输送机将有被烧坏的可能,存在不可靠的因素。业主工程师坚持认为这完全可行。在业主再三坚持下,我们满足其要求,采用高温皮带方案,但对高温输渣皮带的定货提出必要的耐温要求。

(七)热控方案

本供热工程作为化工主厂区一个提供蒸汽的辅助单元,为确保供汽的可靠性,决定对供热锅炉机组控制采用DCS分散控制系统。锅炉机组运行时以CRT和键盘为中心,在就地人员的配合下,在控制室内可以实现锅炉机组及供热减温器和减温减压器的启停、正常运行的监视和操作,以及事故状态下的紧急处理。输煤系统、除灰系统采用PLC控制方式,与锅炉DCS控制系统采用通讯联络;烟气石灰石脱硫系统采用PLC控制方式,并与锅炉DCS控制进行数据联络,但其进出口挡板和旁路挡板由锅炉DCS控制系统控制。

(八)其它辅助系统

本供热锅炉为整个化工厂区的一部分,化工厂区也需除盐水、循环水等工艺,为减少重复投资,优化整个化工厂区的布置,经与化工主体设计院共同商定,将锅炉用化学除盐水、压缩空气站、循环水站、工业水站、消防

水站等均统一布置在化工厂区内。

三、存在的问题

(一)工程施工进度问题

因项目建设进度要求,供热锅炉必须先运行,向化工供汽,业主在锅炉主机定货后,辅机资料尚不完全具备的情况下就要求提供土建施工图,给工艺专业设计增加了较大难度。导致土建埋铁及留孔的准确性较差,为保证土建施工进度,只能对次要管道布置采用预留规划埋铁方式。导致土建投资增大和安装难度增大。

(二)相近功能设备选型过多,设计繁杂

业主在主要辅助设备选型时,同一功能设备使用两种甚至两种以上型号产品,诸如,电动给水泵两台选用定速给水泵,一台选用液力耦合调速给水泵,给设备布置设计和管道布置设计增加了工作量。对安装及调试运行都增加了复杂性。

(三)中标厂家水平良莠不齐

建设单位因为私有企业投资,基本上中标的厂家均为低价中标,导致个别厂家业绩不好,甚至没有涉及过电力行业,没有电厂设备制造经验,设计时与他们配合十分困难。

四、几点体会

通过某石化企业供热锅炉工程全过程的设计,有如下几点体会,这对以后类似工程的设计有所借鉴。

(一)多与业主进行沟通

完成一项供热工程设计,首先就要多与业主进行沟通,多去了解他们的工程构想和思路,尤其是非电力系统的行业,因对于其特有的工艺要求,运行工况的复杂多样性,电力设计单位不可能一一清楚,只有在与其充分沟通的情况下,才能了解业主所在行业的特点,才能设计出满足其工程要求的设计成品。同时,业主工程师由于长期从事非电力行业的工程建设和运行,对电力行业的工程建设了解不深,只有通过沟通,加深其对电力行业建设工程的设计、施工特点,才能提高业主的满意度。

(二)多与主体工程设计院进行沟通

由于供热或热电联产工程多属非电力企业的一部分工程,与主体工艺均有紧密的联系,在总体布置,总体方案,以及具体接口等方面必须与主体工程设计单位进行充分沟通,才能既使供热或热电联产工程满足主体工艺需要,又能适应热、电生产工艺过程的优化,减少重复投资。

(三)对设计变更应有思想准备

由于业主所代表的行业在经营、管理、运行特点上或有不同,以及选定的施工和安装单位不是电力建设单位,因此随时有可能出现设计变更,造成设计人员重新更改原有设计,有的甚至反复修改,这种现象多发生在工程前期工作中。对此设计人员应充分理解,给予支持。

(四)提高设计服务意识

设计过程是一个服务过程,设计过程和现场服务过程必须充分贯彻顾客满意,质量第一的思想。作为设计院,在满足法律法规和行业规范前提下,尽量减少投资,有利于运行维护管理,才能设计出精品工程,同时才是对业主负责;对业主负责是设计企业的职责,只有这样,才能实现双赢。

工业化设计的要点范文第4篇

(一)丹麦丹麦是世界上第一个将模数法制化的国家,并制定了20多个必须采用的模数标准,包括“建筑规则设计模数”、“模数组件的尺寸”、“优先采用的建筑水平向尺寸”、“双跑楼梯的楼梯间”、“厨房构件”等。丹麦推行工业化建筑的途径是开发以采用“产品目录设计”为中心的通用体系,同时比较注意在通用化的基础上实现多样化。丹麦通过模数和模数协调实现构配件的通用化。主要的通用部件有混凝土预制楼板和墙板等主体结构构件。这些部件都适合于3M的设计网格,各部分尺寸是以1M为单位生产的,部件的连接形状(尺寸和连接方式)都符合于“模数协调”标准,因此不同厂家的同类产品之间具有互换性(于萍、陈效逑,2011)。丹麦标准对于模数协调的要求比较严格,对于建筑及建筑产品的尺寸和规格的规定比较多而且比较详细,对于建筑的水平与竖向尺寸、各类构件的尺寸和小型建筑产品的尺寸都有规定,通过这种方式来规范设计,发展通用体系。

(二)日本早在1969年,日本政府就制定了《推动住宅产业标准化五年计划》,开展材料、设备、制品标准、结构材料安全标准等方面的调查研究工作,并依靠各有关协会加强住宅产品标准化工作。1971年2月通产省和建设省联合提出“住宅生产和优先尺寸的建议”,对房间、建筑部品、设备等优先尺寸提出建议。标准化工作是企业实现住宅产品大批量社会化商品化生产的前提,极大推动了住宅产业化的发展(纪颖波,2011)。

(三)法国法国的工业化建筑起步较早。从20世纪50年代到70年代是“第一代工业化建筑”,出现过许多“专用建筑体系”,不同体系出自不同厂商,各建筑体系的构件互相不通用。20世纪70年代后过渡为“第二代工业化建筑”,以通用构配件制品和设备为特征。1977年成立了构件建筑协会,1978年该协会制订了尺寸协调规则。法国政府在1982年调整了技术政策,提出一套构件目录,只要与某些其它目录协调,并组成一个“构造逻辑系统”即可(孟刚,2005)。

(四)小结可以看出,模数协调和部件通用体系在工业化建筑发展中起到了十分重要的作用。模数协调强调的是在建筑设计阶段尽量统一尺寸,做到标准化设计,而部件通用体系强调的是在部件生产阶段尽量统一部件的规格尺寸,做到部件通用。两者之间存在着紧密的联系,设计是生产的基础,标准化设计有助于部件的通用,部件生产是设计的延续,部件通用可以促进标准化设计。各级政府部门在修订和制定标准时应充分借鉴国外标准,尤其是在模数协调和部件通用体系两方面。

二、我国新型工业化建筑技术标准现状

目前我国针对传统建筑的标准规范已经形成相对完善的体系,其中也涉及了一些有关工业化建筑的内容,但涉及专业不全,规定分散,不成体系,本文对此按照执行范围进行分类、总结和分析。

(一)国家标准表-1中所列标准涉及建筑设计、建筑产品、结构设计和施工验收四方面,其中既有针对工业化建筑而制定的标准,也有针对传统建筑制定而又涉及装配式混凝土结构的标准。针对工业化建筑的标准大部分颁布较早,已不能够满足新型工业化建筑的要求,应结合新材料、新技术和新工艺等进行修订。传统建筑标准中关于装配式混凝土结构的规定不够深入,应进行深化完善。

(二)行业标准表-2中所列行业标准大部分为建筑产品标准,另外还有两部集设计和施工于一身的综合规程以及一部抗震标准。与国家标准情况相似,针对工业化建筑的标准颁发时间较早,应结合现状修订,传统建筑标准中关于工业化建筑的规定应深化完善。

(三)地方标准从表-3可以看出,各地区已出台的针对新型工业化建筑的技术标准在内容上基本一致,大体可分为总则、术语解释、材料要求、建筑设计、结构设计、施工和验收。且各技术标准和规范都集中大部分篇幅对结构设计进行了详细规定,而其他章节则只做了原则性规定,比较概括,不够具体、详细,具有一定的指导作用。沈阳市作为全国首个国家现代建筑产业化试点城市,在制定技术标准方面明显领先于其他地区。在国家住建部、省住建厅等部门的指导和大力支持下,沈阳市组织中建标准院、中建东北院、中建设计集团、沈阳建筑设计院等设计单位,以现代建筑产业化工程建设为依托,不断丰富完善装配式建筑技术标准体系,在构件制作与验收、工程质量、安全、节能、检测等方面开展技术标准体系研究编制工作(于海,2012)。

(四)在编标准目前行业标准《装配式混凝土结构技术规程》(征求意见稿)已经,相关人员正在积极修改。该规程规定了装配式混凝土结构的基本要求、材料、建筑设计、结构设计、框架结构设计、剪力墙结构设计、装配板式结构设计、外墙挂板设计、构件制作与储运、构件安装与施工和工程验收。另外,据北京市建委消息称,将启动《装配式混凝土结构住宅建筑设计规程》编制工作,积极推动产业化住宅设计标准建设。该规程将对住宅设计中的模数协调、平面设计、外墙、内墙、楼面设计、内装修与设备管线设计等方面进行深入研究,提出具有可操作性的技术要求,为规划管理和建筑设计提供技术依据。由标准院作为组编单位编制的《装配式住宅设计规范》也正处在编制中。

(五)小结目前各级标准中,关于结构设计和施工安装及验收的标准还比较少,应尽快修改相关标准,增加相关内容。另外虽然有一些关于建筑产品的标准,但还不能满足新型工业化建筑的生产要求,应加紧修改现行标准并编制相应新标准。在修改和编制标准时应结合现有的地方标准和企业标准,做到能够充分反映新技术和新工艺;并且应该与在编标准相协调,力争做到不重复,不矛盾。另外,在生产过程上,工业化建筑和传统现浇建筑相比,无论是设计所依据的标准规范、施工安装标准,还是验收检查标准,都由于生产方式的变化而有所不同,应进行修订。在建筑设计上,应加强有关模数协调的规定;在结构设计上,现行相关标准中几乎没有针对节点设计的内容,应增加相关内容;在构件部品生产上,应尽快完善关于尺寸规格、生产要求等方面的标准,尽快建立一套通用体系;在施工安装上,现行相关标准中关于装配式混凝土结构的规定比较分散,应进行整合,增加必要规定,尤其是关于节点连接这一重要环节的规定;在验收检查上,主要应修改两方面规定:一是部分工程的验收地点由工地现场转移到了构件部品工厂;二是应增加关于节点连接的验收规定。

三、对我国新型工业化建筑技术标准的修订和建议

结合我国现行建筑技术标准规定和国外工业化建筑发展过程中制定的技术标准和要求,本文对我国发展新型工业化建筑过程中部分主要技术标准提出两点建议。

(一)对现行主要技术标准的修订建议1.建议。具体见表-4。另外,《建筑模数协调统一标准》、《住宅建筑模数协调标准》、《建筑门窗洞口尺寸系列》、《装配式大板居住建筑设计与施工规程》、《住宅楼梯预制混凝土中间平台》和《住宅楼梯预制混凝土梯段》都是为了发展工业化建筑而制定的,但制定时间较早。近几年工业化建筑发展迅速,相继出现了许多新材料、新技术和新工艺。上述标准应结合工业化建筑的现状进行修订,以适应新型工业化建筑发展。2.说明。《住宅建筑规范》中的条文大多针对现浇结构,应增加针对装配式混凝土结构部分。《建筑物防雷设计规范》中规定构件中的钢筋可作为防雷设施的引下线。此技术在现浇结构中易于实现,在装配式混凝土结构中不易实现,应作相应修改。《混凝土结构设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》中没有专门针对节点设计的内容,节点设计是装配式混凝土结构设计的重要组成部分,应增加针对节点设计的相应内容;另外针对装配式混凝土结构的构造要求较少,应继续完善,如节点连接构造要求等。《建筑抗震设计规范》中对各类建筑的抗震计算和构造做出了规定,但没有关于装配式混凝土建筑的抗震计算和构造,应增加相应抗震计算方法和构造要求。《建筑施工组织设计规范》主要针对现浇结构进行规定,应增加针对装配式混凝土结构施工特点的相关规定,如构件部品、施工机械等。《混凝土结构工程施工质量验收规范》中第9章装配式结构分项工程中,对预制构件的验收、结构性能和装配式混凝土结构施工做出了规定,但不够具体,应进行完善。另外,由于构件部品在工厂生产所以在现场验收的规定已不适用,应增加针对工厂生产验收部分。《建筑物防雷工程施工与质量验收规范》应与《建筑物防雷设计规范》进行同步修改。《混凝土结构加固设计规范》中没有针对节点加固的方法和构造要求,节点连接处是装配式混凝土结构的薄弱环节,应增加相应加固方法和构造要求。《外墙外保温工程技术规程》中有大量针对现浇结构的规定,应增加针对装配式混凝土结构的相应规定。《建筑外墙防水工程技术规程》中没有关于构件部品连接节点的防水设计,构件部品连接节点是防水的薄弱环节,应增加相应防水设计内容。《混凝土结构施工图平面整体表示方法制图规则和构造详图》是混凝土结构进行施工的重要参考,目前该图集只针对现浇混凝土结构,应增加针对预制装配式混凝土结构的部分。

(二)对新增技术标准的建议1.建议。(1)完善模数标准体系,增加各类建筑的模数标准,如学校模数标准、医院模数标准、办公楼模数标准等。(2)完善建筑产品通用体系,增加关于各类建筑产品的尺寸、规格的标准,如预制梁尺寸规格标准、预制柱尺寸规格标准、预制隔墙板尺寸规格标准等。2.说明。(1)目前我国现行建筑模数标准只有《建筑模数协调统一标准》、《住宅建筑模数协调标准》和《厂房建筑模数协调标准》三部,应完善模数标准体系,增加各类建筑模数标准。(2)目前我国建筑产品标准体系还不够完善,通用体系尚未建立,许多建筑产品缺乏与之对应的尺寸、规格的标准,应增加各类建筑产品的尺寸规格标准。

四、结论

为了找出目前我国新型工业化建筑技术标准体系存在的问题,同时借鉴国外典型的成功经验,对完善我国新型工业化建筑技术标准体系提出建议,本文主要开展了以下工作并得到相关结论。

(一)对我国新型工业化建筑技术标准进行总结和分析目前我国已经出台了一些关于新型工业化建筑的国家标准、行业标准和地方标准。其中国家标准和行业标准大都颁布较早,已不能满足新型工业化建筑的建造,地方标准大都只对结构设计进行了详细规定,而其他方面则比较概括。

(二)对典型国家的技术标准特点进行总结对瑞典、丹麦、日本和法国的技术标准特点进行总结,虽然四国在做法上不太一样,但是基本上都体现出了模数协调和部件通用体系在技术标准中的重要性。

工业化设计的要点范文第5篇

关键词:化工设计;教学改革;实践;探索

伴随化工产业的快速发展,国家对应用型化工设计人才的需求也越来越大,能力素质要求也越来越高,这就需要高等院校能够培养输出更多合格的高级化工工程师人才。而作为化学工程与工艺专业本科学生的实践性课程之一,化工设计课程教学工作的作用就显得特别重要。化工设计是高等学校化学工程与工艺专业的一门主干必修课程,内容包括化工工艺流程设计,物料和热量衡算,设备的设计计算和选型,车间、设备、管道、仪表布置设计,安全生产和环境卫生等内容。课程的任务是培养学生综合应用基础知识和专业知识的能力,结合相关国家标准、规定、规范等合理进行化工厂设计。要求学生能较好的利用理论知识分析和解决实际化工工程问题,初步掌握化工厂设计的基本程序和思路。该课程旨在提高学生综合专业素质,是大学生向工程师、科研人员转化的一个重要教学环节[1]。

1课程现状

化工设计是指对化工技术的过程设计和优化,也就是设计一系列的单元操作或设备,将其科学合理的进行布局和连接,最终实现从原料到产品的高效转化。该课程要求学生具备物理化学、化学反应工程、化工热力学、化工原理、化工仪表及自动化、化工分离工程、化工工艺学和工程制图等专业知识,是一门综合性强,理论联系实际紧密的课程,可以视为是对全部化学工程与工艺专业的专业课程的系统综合运用。因此,化工设计课程学习效果的优劣直接关系到未来化工类本科毕业生的质量。我校化学工程与工艺专业开设时间较短,学科建设方面经验欠缺,师资力量薄弱,将化工设计课程设置为我校化学工程与工艺专业的必修课,教师和学生对此没有足够的计划和重视。导致最近几年该专业大四学生在完成毕业设计时,往往感觉雾里看花、无从下手,大部分是靠“依葫芦画瓢”草草完成设计项目,而没有融入自己的设计灵感,没有达到毕业设计教学的预期目标,使学生毕业后无法较快的适应工作。为解决此问题,务必要增强化工设计课程的专业核心地位,充分发挥其培育应用型化工设计人才的基础性作用。由于各化工类专业培养方案的不断调整变化,化工设计课程总学时数被压缩,在这种情形下,出现了32学时的短学时化工设计课程。同时,应用化学专业的学生还存在着工程类基础知识相对薄弱的问题。如何适应新形势下的教学要求,在短学时,薄基础的情况下,提高教学效率和质量,这就亟需任课教师改革原有的课程体系和内容,在教学方法和手段上进行大胆创新和探索。

2课程改革思路

2.1多种教学方法并重

化工设计课程涉及到的专业基础理论知识较多,如果教学方法机械单调,就会让学生感到无所适从,不知从何跟进,甚至会打击学生的求知积极性[2]。要提高学生的学习兴趣和教学质量,就必须注重多种教学方法的综合运用,如此才能把教材上的理论原理知识表达得清晰透彻、通俗易懂。在实际授课过程中,要充分利用多媒体技术这种现代化的教学手段,向学生展示大量的数据、图片、动画等,并适时配以实际工程案例,把教材上枯燥的内容变得形象生动和充满趣味,激发学生的学习兴趣,让学生学起来轻松愉快。借助板书教学,现场推导一些重要的公式,绘制典型的工艺流程图、设备装配图等,引导学生主动探索、积极思考,加深对重点板块的理解和掌握。采用小组讨论的形式组织学生对一些易混淆的问题进行重点探讨,增强对相关知识点的剖析、理解和运用。也可以对关键章节布置课程小报告的形式,让学生亲身查阅文献资料、获取数据信息、组织撰写报告,增强学生的自主学习体验,过程中学生发现问题、分析问题和解决问题的能力都会得到很大程度的锻炼和提升。适当尝试中英双语教学,营造良好的外语氛围,引导学生用英文思考问题和分析问题,最终提高学生的专业英语水平,拓展国际化视野。通过构建多种形式的教学体系,创造多元化的教学空间,丰富化工设计的教学内容,才能充分发挥学生的主观能动性和吸引学生的学习兴趣,培养学生的创新性思维能力[3]。

2.2重视计算机应用训练

随着计算机技术的飞速发展,计算机软件在化学工业中的应用也越来越普遍[4]。对化工设计而言,物料衡算、热量衡算、物性数据估算、制图、制表、编制设计文件和预算、汇报设计方案,都需要借助计算机来完成,如此大大减少了手工计算的工作量,也提高了化工厂项目的设计效率。目前,相关的计算机化工设计软件主要包括数据计算软件(Matlab、Excel等)、绘图设计软件(AutoCAD、PDS、PDMS等)、工艺流程模拟软件(ChemCAD、AspenPlus、ProcessⅡ等)。其中数据计算主要是对测试数据的处理、物料和能量衡算、工程概算等;常绘图纸包括流程图、设备装配图、设备布置图、车间厂房布置图、配管布置图等,而流程模拟则包括优化工艺流程和估算物性数据等。当前,计算机在我校大学生中的普及率相当高,而利用计算机进行化工设计课程学习的学生却微乎其微。一方面是由于任课教师受制于学时太少,没有足够时间在课堂上引导学生重视计算机软件及使用;另一方面,学校课程规划不完善,没有把化工设计课程放在核心课程的位置上加以重视[5]。为提高教学效果,强化化工设计计算机软件的使用,一方面在学时安排上应充分保证本课程的充裕学时,以便安排学习重要的化工设计软件;另一方面也要鼓励青年教师开设化工行业对口设计软件学习方面的选修课,为学生日后熟练使用软件进行设计积累一定的基础。

2.3强化实践教学环节

化工设计是一门工程性很强的课程,因此必须在教学中强化理论联系实践的观点。通常情况下,学校要选择一些符合专业培养目标的化工企业、公司、设计院等作为校外教学实践基地。通过实践训练,学生可以了解化工厂的实际生产过程,掌握化工生产基本模式,也会对课堂学习的理论知识有更全面和深刻的理解。通过强化实践教学,可使学生将理论知识应用到实践工程问题上来,大大增强学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力[5]。另外,鼓励学生积极参加大学生化工设计竞赛,也是对教学实践环节很好的辅助和加强。各类化工设计实践比赛的优秀设计样本同时也是优质的教学材料,将获奖成果与化工设计教学内容融合交叉,有利于实现工程实践与教材中设计原理知识的衔接,在吸引学生学习兴趣的过程中也能培养学生的创新思维,锻炼学生亲自动手参与项设计的能力。在参与竞赛的过程中,实际情况错综复杂,需要综合考察多方面的因素进行设计,因此学生可以得到全方位、多角度的专业实践训练[6]。由于实践教学更加贴近工程实际,能够让学生融会贯通所学的理论知识,打牢基础设计能力,因此是本科教学中十分重要的实践环节之一。

2.4丰富成绩考核形式

传统的考核方式主要是通过标准性的试题进行,单一枯燥,极大阻碍了学生和老师的积极性和创造性。而新形势下,高校不但要通过考试引导学生重视夯实基础知识,更要注重培养学生的实践动手能力和创新精神。只有采用多元化的考核评价形式,才能真正反映师生教与学的实际水平,避免应试教育死记硬背的错误导向。针对化工设计课程综合性和实践性强的特点,在进行考核时,尤其要突出实践性和创新能力方面的评估和考察,最大程度发挥学生的主观能动性。除采用闭卷考试的方式外,也可采取布置学生课堂分组汇报、设计性大作业和绘图随堂练习等其它途径,以便考核更加全面体现学生对知识的实际运用情况。

2.5注重毕业设计环节

毕业设计既是检验学生运用所学理论知识和技能去发现问题、分析问题和解决问题的能力,又是培养大学生动手能力和创新精神的重要途径。然而,目前,高校中化工类学生指导教师大多安排学生以自己的科研项目作为毕业生的毕业设计内容,所做的工作大部分都是实验室基础研究性工作,与化工厂设计内容相去甚远[5]。因此,学生的工程设计能力不能得到实实在在的锻炼和培养。针对此,化工类专业的毕业设计工作需由学校相关部门严格审核、把关,确保学生的毕业设计内容和本科专业培养目标相统一。必要时,可专门从化工设计院、企业等单位聘请有一线项目设计经验的工程师、技术总监指导学生的毕业设计工作,真正训练学生的工程设计能力,做到学以致用。

3结语

为满足新形势下化工工业的需求,要求高校化学工程与工艺专业学生不仅要掌握夯实的专业理论知识,也要具备解决实际工程问题的能力。因此,化工设计课程的教学工作也必须与时俱进的进行不断改革创新探索。通过加强计算机软件的使用、科学合理的优化授课内容和授课方式、多元化考核成绩、重视毕业设计和实践训练环节,来改善化工设计课程的教学质量,进而为学生将来参加实际工程设计项目打下坚实的基础。

参考文献

[1]施灵,吴集迎.深化实践教学改革,培养创新型工科人才[J].高教论坛,2004(1):59-61.

[2]刘辉,叶红齐.化工设计类课程教学改革的几点措施[J].高教论坛,2008(3):62-64.

[3]陈蔚萍.“化工设计”课程的教学改革实践[J].广东化工,2009,36(7):297-298.

[4]万学达.计算机在化工设计中的应用进展[J].化工设计,2007,17(2):43-47.

[5]张琳叶,魏光涛,陈砺.化工设计教学思考与建议[J].化工高等教育,2011,28(3):46-48.