序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇模型設(shè)計(jì)論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

我國(guó)目前面臨確定最優(yōu)備用容量克服風(fēng)電機(jī)組出力的間歇性和波動(dòng)性影響，支持消納大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的問題。合理確定快速響應(yīng)火電機(jī)組規(guī)模，過多火電機(jī)組備用容量會(huì)增加運(yùn)行成本，因此需要考慮到系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。本文的研究基礎(chǔ)是新建快速響應(yīng)火電機(jī)組來解決面臨的風(fēng)電并網(wǎng)及消納問題，不考慮對(duì)現(xiàn)有火電機(jī)組升級(jí)改造的情形。大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)背景下快速響應(yīng)火電機(jī)組的規(guī)劃面臨2種不確定性：1）快速響應(yīng)火電機(jī)組參數(shù)的不確定性，包括燃料可用性、碳排放成本、折現(xiàn)率、投資成本等；2）系統(tǒng)調(diào)度水平的不確定性，包括隨機(jī)停運(yùn)(機(jī)組、輸電線路等)、負(fù)荷和風(fēng)速預(yù)測(cè)誤差等。本文假定發(fā)電商向調(diào)度機(jī)構(gòu)提出快速響應(yīng)火電機(jī)組建設(shè)申請(qǐng)，調(diào)度機(jī)構(gòu)結(jié)合規(guī)劃模型最終確定快速響應(yīng)機(jī)組規(guī)劃方案，因此，快速響應(yīng)機(jī)組參數(shù)的不確定性可以不用考慮。同時(shí)，假定電力系統(tǒng)的隨機(jī)性與系統(tǒng)元件停運(yùn)相關(guān)，負(fù)荷和風(fēng)速預(yù)測(cè)誤差與發(fā)電備用容量最優(yōu)水平相關(guān)。同時(shí)，本文采用蒙特卡羅模擬方法來仿真電力系統(tǒng)的隨機(jī)特性。假定風(fēng)速服從威布爾分布[17]，由于風(fēng)速預(yù)測(cè)誤差的存在，蒙特卡羅仿真將設(shè)定大量情景，并得到每個(gè)情景下每小時(shí)的風(fēng)力發(fā)電量?？紤]到發(fā)電機(jī)組和輸電線路的隨機(jī)性停運(yùn)，在蒙特卡羅仿真中引入2個(gè)向量X和Y。其中，Xmht=1表示第m個(gè)發(fā)電機(jī)組在第t年時(shí)段h時(shí)運(yùn)行，Xmht=0則表示停運(yùn)；Ynht=1表示第n條輸電線路在第t年時(shí)間段h時(shí)可用，Ynht=0則表示不可用。本文將年尖峰負(fù)荷預(yù)測(cè)表示為基本負(fù)荷與年增長(zhǎng)率的乘積[18]。年增長(zhǎng)率包括年平均增長(zhǎng)率和隨機(jī)增長(zhǎng)率2部分，隨機(jī)部分反映了不確定的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)或天氣變化對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)的影響。每個(gè)節(jié)點(diǎn)的每小時(shí)負(fù)荷是基于年系統(tǒng)尖峰負(fù)荷在使用既定負(fù)荷分布因素的情況下得出的。每個(gè)情景都有一定的發(fā)生概率，由生成的情景數(shù)目分布得到。情景總數(shù)對(duì)基于情景的優(yōu)化模型的計(jì)算工作量影響很大。因此，對(duì)于大型計(jì)算系統(tǒng)，采用有效的情景精簡(jiǎn)方法對(duì)提高計(jì)算效率是十分重要的。精簡(jiǎn)技術(shù)要求在盡量與原始系統(tǒng)接近的情況下得到最少的情景。因此，本文設(shè)定情景子集采用基于該子集的概率測(cè)度方法，該方法在概率度量方面與初始概率分布最為接近。另外，本文利用通用代數(shù)建模系統(tǒng)(generalalgebraicmodelingsystem，GAMS)中的SCENRED工具提供的精簡(jiǎn)代數(shù)式設(shè)定情景子集，并對(duì)情景進(jìn)行最優(yōu)概率分配。

1.2基于Benders分解算法的規(guī)劃模型

大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)時(shí)，系統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的目標(biāo)是在滿足規(guī)劃和運(yùn)行約束條件的前提下實(shí)現(xiàn)規(guī)劃總成本最小，如式(1)所示。式中：t為規(guī)劃年，t=1,2,…,T；h為時(shí)段，h=1,2,…,H；m為發(fā)電機(jī)組序號(hào)，m=1,2,…,M；k為情景，k=1,2,…,K；Cmt()為第t年機(jī)組m的投資成本；Gmts為k情境下第t年機(jī)組m的安裝狀態(tài)，1為已完成安裝，否則為0；d為貼現(xiàn)率；pk為情景k發(fā)生的概率；Omht為第t年的h時(shí)段發(fā)電機(jī)組m的運(yùn)行成本；Sht為相應(yīng)的運(yùn)行小時(shí)數(shù)；Pmhtk為k情境下第t年h時(shí)段機(jī)組m的調(diào)度電量。根據(jù)大規(guī)模并網(wǎng)背景下系統(tǒng)的不確定性及目標(biāo)函數(shù)的特點(diǎn)，本文利用Benders分解法將快速響應(yīng)火電機(jī)組規(guī)劃問題分解成1個(gè)主問題和2個(gè)子問題：主問題是不考慮可靠性的最優(yōu)投資規(guī)劃問題，2個(gè)子問題是可靠性和最優(yōu)運(yùn)行問題。其中，可靠性子問題的可行域受主問題影響，而最優(yōu)運(yùn)行子問題受可靠性子問題可行域的影響，也就是說可靠性子問題的約束中除含有自身決策變量還包括主問題的決策變量，同樣，最優(yōu)運(yùn)行子問題約束中除含有自身決策變量還包括可靠性子問題決策變量。在圖1中，發(fā)電商向系統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)提供快速響應(yīng)機(jī)組的候選集，考慮規(guī)劃限制情況下，調(diào)度機(jī)構(gòu)以新機(jī)組投資總成本最小為目標(biāo)，確定新機(jī)組的最優(yōu)投資方案。其中，規(guī)劃限制因素包括機(jī)組最大數(shù)量和候選機(jī)組的建設(shè)時(shí)間等。其中主問題同樣確定了目標(biāo)函數(shù)的下界，并用該下界檢驗(yàn)規(guī)劃的最優(yōu)性。除了規(guī)劃限制因素，子問題中產(chǎn)生的Benders割也作為主問題附加約束條件。主問題中包含所有的變量，而且所有的限制條件是線性的。主問題是一個(gè)混合整數(shù)線性規(guī)劃問題。通過子問題提供的可靠性和最優(yōu)運(yùn)行對(duì)主問題的組合優(yōu)化狀態(tài)進(jìn)行修正?？煽啃詸z查子問題對(duì)主問題提出的規(guī)劃中涉及到的系統(tǒng)可靠性限制因素的可行性進(jìn)行檢測(cè)。該子問題不僅保證每個(gè)節(jié)點(diǎn)是電力平衡的，而且滿足輸電安全和發(fā)電機(jī)組物理限制因素的要求。在可行性不允許的情況下，會(huì)形成可靠性割，用以分析主問題中規(guī)劃問題的派生情況。直到確定可靠的規(guī)劃后該派生過程才會(huì)停止。一旦滿足了系統(tǒng)可靠性，最優(yōu)運(yùn)行的子問題將考慮規(guī)劃方案的最優(yōu)性，直到滿足給定的收斂標(biāo)準(zhǔn)，該問題的派生過程才會(huì)停止。具體計(jì)算步驟如下：

1）系統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)

最初獲得的信息包括投資候選快速響應(yīng)火電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性數(shù)據(jù)、機(jī)組斷電數(shù)據(jù)、輸電線路數(shù)據(jù)以及負(fù)荷和風(fēng)速預(yù)測(cè)誤差數(shù)據(jù)。然后利用蒙特卡羅模擬法設(shè)定一系列情景。隨機(jī)長(zhǎng)期規(guī)劃問題本質(zhì)上很復(fù)雜。本文用代數(shù)建模系統(tǒng)(GAMS)對(duì)情景進(jìn)行精簡(jiǎn)。

2）本文模型

包括1個(gè)混合整數(shù)線性規(guī)劃主問題和2個(gè)線性規(guī)劃子問題。主問題研究最優(yōu)投資規(guī)劃，子問題進(jìn)行可靠性檢查并確定最優(yōu)市場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)。主問題確定最優(yōu)投資規(guī)劃，其目標(biāo)是新確立的快速響應(yīng)發(fā)電機(jī)組的投資成本最小，如式(2)所示。式中：Bm為快速響應(yīng)機(jī)組m的建設(shè)時(shí)間；Mmht為第t年發(fā)電機(jī)組m啟停狀態(tài)，1為開機(jī)，0為停機(jī)。其中，式(3)—(5)分別為建設(shè)時(shí)間約束條件、裝機(jī)情況約束條件、快速響應(yīng)機(jī)組的組合優(yōu)化狀態(tài)約束條件。主問題的解包括最優(yōu)投資規(guī)劃、新機(jī)組的組合優(yōu)化狀態(tài)和規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)的下界。在第1派生階段，對(duì)機(jī)組的組合優(yōu)化狀態(tài)沒有系統(tǒng)限制約束，因此變量賦有隨機(jī)值。但是，在接下來的派生過程中，來自于可靠性檢查和優(yōu)化運(yùn)行子問題中的Benders割為機(jī)組狀態(tài)設(shè)定了限制因素。如果出現(xiàn)意外情況(如圖1所示主問題求解環(huán)節(jié)出現(xiàn)無解的情況)，則調(diào)度機(jī)構(gòu)需要采取一系列預(yù)防措施，如切負(fù)荷、激勵(lì)市場(chǎng)參與者提供額外的容量作為快速響應(yīng)備用等。

3）主問題確定

第t年發(fā)電機(jī)組m的最優(yōu)安裝狀態(tài)mtG及其在h時(shí)段的啟停狀態(tài)mhtM后，可靠性檢查子問題基于主問題的解將系統(tǒng)偏差降到最小。在電力平衡變量中引入松弛變量，目標(biāo)函數(shù)(6)即是將松弛變量最小化。式中：Vitk為k情境下第t年的松弛變量；,1ijhtkL為第i次迭代k情境下第t年h時(shí)段j母線上的預(yù)期發(fā)電缺口；,2ijhtkL為第i次迭代k情境下第t年h時(shí)段j母線上的發(fā)電剩余；Phjtk為k情境下第t年h時(shí)段j母線上的調(diào)度電量；Dnjtk為k情境下第t年輸電線路n上來自母線j的有功潮流；Qjhtk為k情境下第t年h時(shí)段母線j上的負(fù)荷；Mmhtk為k情境下第t年發(fā)電機(jī)組m在h時(shí)段的開停機(jī)狀態(tài)；Pmhtk為k情境下第t年h時(shí)段機(jī)組m的調(diào)度電量；Pmin,m為機(jī)組m的最小出力限制；Mmht為第t年h時(shí)段機(jī)組m的啟停狀態(tài)；Xmthk為k情境下第t年h時(shí)段機(jī)組m的發(fā)電機(jī)可用狀態(tài)，0為處于停機(jī)狀態(tài)，否則為1；Pmax,m為機(jī)組m的最小出力限制；Dnhtk為k情境下第t年h時(shí)段輸電線路n上的有功潮流；Ynhtk為k情境下第t年h時(shí)段輸電線路n的輸電可用狀態(tài)；I為從線路n上某點(diǎn)注入的注入功率；θnchtkθndhtk為k情境下第t年h時(shí)段輸電線路n兩端電壓的相角差；xn為輸電線路n的電抗；Rm、Rm為機(jī)組m爬坡加速/減速極值。其中，式(7)為目標(biāo)函數(shù)的節(jié)點(diǎn)電力平衡約束條件，式(8)為發(fā)電機(jī)組安裝狀態(tài)，式(9)為主問題確定的組合優(yōu)化狀態(tài)，式(10)為發(fā)電限制，式(11)為直流電力潮流，式(12)為輸電線路限制，式(13)(14)為爬坡加速/減速限制。隨機(jī)規(guī)劃解將滿足長(zhǎng)期可靠性指數(shù)，如電量不足停電損失率η。當(dāng)?shù)趖年第h小時(shí)的η值比其目標(biāo)值大時(shí)，第r次迭代時(shí)產(chǎn)生Benders割，相應(yīng)的可靠性信號(hào)會(huì)反饋給主問題。將η作為約束條件限制未供給的每小時(shí)負(fù)荷數(shù)。年度負(fù)荷總數(shù)滿足年度η要求。但是，使用基于小時(shí)指標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠阻止某些時(shí)段發(fā)生大規(guī)模甩負(fù)荷的情況。第t年h時(shí)段的η由式(6)中的預(yù)期發(fā)電缺口Lijhtk,1除以第t年第h小時(shí)的預(yù)測(cè)負(fù)荷所得。式(15)所示的可靠性限制會(huì)使發(fā)電剩余Lijhtk,2為0。如果式(15)中有任何一個(gè)式子不能滿足，則會(huì)產(chǎn)生Benders割。式中：αits和βihts分別為優(yōu)化過程中對(duì)應(yīng)于各約束的拉格朗日乘子最優(yōu)值，均為常量；Fhtk為k情景下第t年h時(shí)段的負(fù)荷；ηht為第t年h時(shí)段電量不足的概率。式(16)的Benders割表示現(xiàn)有機(jī)組組合優(yōu)化狀態(tài)和候選機(jī)組安裝狀態(tài)的耦合信息。割表示在t年通過調(diào)整投資規(guī)劃無法減輕電網(wǎng)受到的擾亂程度。

4）最優(yōu)運(yùn)行

子問題的目標(biāo)是基于提交的競(jìng)標(biāo)發(fā)電量和用電需求使社會(huì)福利最大化。社會(huì)福利定義為基于競(jìng)標(biāo)值的電力消費(fèi)支付額和生產(chǎn)成本之間的差額。該子問題的構(gòu)建基于安全約束的經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型，并檢查所求解的最優(yōu)性。當(dāng)電力需求沒有彈性時(shí)，目標(biāo)函數(shù)是基于給定的投資規(guī)劃和機(jī)組組合優(yōu)化狀態(tài)使系統(tǒng)成本最小，如式(17)所示。在一些情景下，發(fā)電機(jī)組和輸電線路斷電會(huì)導(dǎo)致無可行解。為了計(jì)算此種情況下的價(jià)格，假設(shè)原發(fā)電機(jī)組由虛擬發(fā)電機(jī)組以更高的價(jià)格提供所需電量。利用電量不足期望值來表示虛擬發(fā)電機(jī)組提供的電能。(1)111(1)111min(1)(1)THKqhtmhtmhtkktthkTHJhtjhtjhtktthjSOPWdSCPd(17)s.t.111MJJmhjtkjhtkjhtkmjjPPQ(18)UPEQ+PAD(19)0,jhtkPj(20)式中：Wqk為系統(tǒng)運(yùn)行成本；jhtkP為k情境下第t年h時(shí)段母線j上虛擬機(jī)組的可調(diào)度容量；jhtC為第t年h時(shí)段母線j上虛擬機(jī)組的成本；U為母線機(jī)組關(guān)聯(lián)矩陣；E為母線負(fù)荷關(guān)聯(lián)矩陣；P為虛擬機(jī)組可調(diào)度容量向量；A為母線支路關(guān)聯(lián)矩陣；D為有功潮流矩陣；P為有功功率向量；Q為負(fù)荷向量。類似于可靠性檢查子問題，最優(yōu)運(yùn)行的目標(biāo)函數(shù)受到物理因素限制，如式(8)—(14)所示。該子問題的解為主問題目標(biāo)函數(shù)提供了上界，用于檢查解的最優(yōu)性。如果提出的投資規(guī)劃方案不是最優(yōu)的，會(huì)產(chǎn)生如式(21)所示的Benders割現(xiàn)象，并會(huì)添加到下一迭代過程中的主問題中。(1)(1)1111111111()(1)()()KTMqmtmtkmtkkktktmKTMkmtkmtkmtktmKTHMkmhtkmhtkmhtkthmCGGZpWdpGGpMM(21)Benders分解法的重要特點(diǎn)是可以在每一迭代階段為最優(yōu)解提供上下界，從而提供了收斂標(biāo)準(zhǔn)。收斂標(biāo)準(zhǔn)如式(22)所示。YZYZ(22)式中是最小的正數(shù)，表示接受最優(yōu)解的臨界值。

2、算例分析

本文通過一個(gè)6節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的算例來分析集中式和分布式風(fēng)電擴(kuò)張情形，如圖2所示。本文研究給定風(fēng)電并網(wǎng)水平情況下快速響應(yīng)火電機(jī)組的規(guī)劃問題?；陲L(fēng)速預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)分為3個(gè)區(qū)域，其風(fēng)電容量參數(shù)分別為31%、38%和49%。風(fēng)電容量參數(shù)是1a內(nèi)實(shí)際風(fēng)力發(fā)電量與裝機(jī)容量全部投入使用時(shí)的發(fā)電量的比值。本文研究的快速響應(yīng)火電機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)規(guī)劃期和年峰負(fù)荷預(yù)測(cè)期均為10a。表1列出了系統(tǒng)數(shù)據(jù)，圖3給出了基準(zhǔn)案例情況下年尖峰負(fù)荷預(yù)測(cè)情況。節(jié)點(diǎn)2、4和5的負(fù)荷比例分別為50%、30%和20%。假設(shè)負(fù)荷在該段時(shí)期內(nèi)擁有相同的分布參數(shù)。年尖峰負(fù)荷預(yù)測(cè)值是基準(zhǔn)負(fù)荷(如307MW)與年增長(zhǎng)率(如2.5%)的乘積。假定尖峰負(fù)荷隨機(jī)部分增長(zhǎng)率和風(fēng)速預(yù)測(cè)誤差服從正態(tài)分布[19]，中值為0，標(biāo)準(zhǔn)差為0.01，每小時(shí)負(fù)荷參數(shù)和每小時(shí)風(fēng)力發(fā)電系數(shù)借鑒伊利諾伊理工大學(xué)提供的6節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)小時(shí)數(shù)據(jù)。表2所示為候選發(fā)電機(jī)組數(shù)據(jù)。風(fēng)電每小時(shí)成本忽略不計(jì)。風(fēng)電容量為150MW，在情形I中是集中式，情形II—IV分布式。5種情形如下：1）情形I，風(fēng)電機(jī)組集中在節(jié)點(diǎn)3的規(guī)劃問題。2）情形II，風(fēng)電機(jī)組分布在節(jié)點(diǎn)2、3和6的規(guī)劃問題。3）情形III，風(fēng)電機(jī)組分布在節(jié)點(diǎn)2、3和6，但是在第8年線路4-5部分停運(yùn)的規(guī)劃問題。4）情形IV，風(fēng)電機(jī)組分布在節(jié)點(diǎn)2、3和6，但是在第8年機(jī)組2停運(yùn)的規(guī)劃問題。5）情形V，風(fēng)電機(jī)組分布在節(jié)點(diǎn)2、3和6，但是在第8年線路4-5部分和機(jī)組2同時(shí)停運(yùn)的規(guī)劃問題。情形I：在該情形下，風(fēng)電機(jī)組全部安置在區(qū)域C的節(jié)點(diǎn)3處，因?yàn)榇颂庯L(fēng)速預(yù)測(cè)最為理想。第1年該節(jié)點(diǎn)接入裝機(jī)容量為150W、容量參數(shù)為49%的風(fēng)電機(jī)組。但是，這樣的規(guī)劃導(dǎo)致無法用其他機(jī)組降低節(jié)點(diǎn)3較大風(fēng)速誤差帶來的影響。表3列出了各機(jī)組投入使用的年份。機(jī)組3一直投入使用，機(jī)組1在尖峰投入時(shí)使用以滿足負(fù)荷需求，將運(yùn)行成本降到最小。總的投資和運(yùn)行成本為1336元/MW，其中運(yùn)行成本為553元/MW。起初，機(jī)組3在節(jié)點(diǎn)3，機(jī)組2在節(jié)點(diǎn)2(系統(tǒng)最大的負(fù)荷中心)。表3中的其他機(jī)組在以后年份風(fēng)電容量和負(fù)荷增加時(shí)逐步投入使用。風(fēng)電集中安裝情況下沒有足夠多的輸電通道。情形II：圖2顯示了風(fēng)電機(jī)組在3個(gè)區(qū)域分布式安裝的結(jié)果。風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)容量50MW，區(qū)域A和B的容量參數(shù)小于區(qū)域C的容量參數(shù)。表4給出了候選機(jī)組的安裝年份。與情形I類似，機(jī)組1在第5年安裝，機(jī)組2在第1年安裝。但是，在第7年機(jī)組3才在節(jié)點(diǎn)1安裝。節(jié)點(diǎn)3處的風(fēng)電機(jī)組WG3年發(fā)電容量為12.5MW(容量參數(shù)為25%)，線路2和3沒有阻塞。低成本的WG3在某些時(shí)候低于其容量參數(shù)運(yùn)行是因?yàn)橄到y(tǒng)慢加速限制因素。因此，在第7年接入快速響應(yīng)機(jī)組后，WG3平均發(fā)電量上升到22.5MW，容量參數(shù)為45%，仍然低于WG3的容量參數(shù)49%，這是由于輸電和運(yùn)行條件限制(如火電機(jī)組最低發(fā)電量限制、系統(tǒng)慢加速限制、開關(guān)限制等)。與情形1相比，總投資和運(yùn)行成本降低至1072元/MW，其中運(yùn)行成本上升到了601元/MW。在情形II中，由于區(qū)域A和B較低的容量參數(shù)，總風(fēng)電機(jī)組利用率與情形I相比降低了28%，這將導(dǎo)致更多的昂貴的火電機(jī)組的使用，并增加運(yùn)行成本。如果區(qū)域A和B的容量參數(shù)與區(qū)域C相同(49%)，則運(yùn)行成本將降低至540元/MW。圖4把運(yùn)行和總成本描述為風(fēng)電容量參數(shù)的函數(shù)。初始值是現(xiàn)有的風(fēng)電并網(wǎng)水平。圖4顯示隨著快速響應(yīng)機(jī)組投資額的增加，運(yùn)行成本降低。由社會(huì)成本可以看出，容量參數(shù)的最優(yōu)增長(zhǎng)為20%，此時(shí)社會(huì)成本最低。盡管區(qū)域A和B的風(fēng)電容量參數(shù)較低，但是風(fēng)電在3個(gè)區(qū)域的分布降低了總成本，提高了機(jī)組使用率。這是因?yàn)橐粋€(gè)區(qū)域的風(fēng)力間歇可以由其他區(qū)域來補(bǔ)充，同時(shí)，快速響應(yīng)機(jī)組投入減少。情形III：該情形考慮在第8年尖峰時(shí)段4-5線路停運(yùn)的情況。與情形II類似，機(jī)組2在第1年投入使用，機(jī)組1在第5年投入使用，機(jī)組3在第7年投入使用，如表5所示。另外，作為預(yù)防措施，機(jī)組4在第8年投入使用，機(jī)組6在第10年投入使用。線路4-5的停運(yùn)減少了區(qū)域A和區(qū)域B的輸電通道，因此有必要在區(qū)域B接入機(jī)組4和6。與情形2相比，總成本增加至1227元/MW。情形IV：第8年尖峰時(shí)段機(jī)組1的停運(yùn)將改變情形II中的規(guī)劃方案。機(jī)組2在第1年投入使用，機(jī)組1在第5年投入使用，機(jī)組3在第7年投入使用，如表6所示。另外，機(jī)組6在第8年投入使用，作為機(jī)組2停運(yùn)的補(bǔ)充。該預(yù)防措施使規(guī)劃成本上升至1162元/MW，運(yùn)行成本升至601元/MW。情形V：在第8年，線路4-5和機(jī)組2同時(shí)停運(yùn)，如表7所示。此處考慮尖峰和非尖峰時(shí)段2種情況。同之前情形類似，機(jī)組3在第1年投入使用，機(jī)組4和6在第8年投入使用作為停運(yùn)的補(bǔ)充?？偝杀旧?232元/MW，是所有情形中最高的，但是運(yùn)行成本和情形4和5相比變化不大。

篇（2）

2工程實(shí)例分析

某基坑工程位于青島市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)，地處長(zhǎng)江路示范居住中心地段，共分三期開發(fā)，每期工程各由4棟32~33層高層住宅、地下2層機(jī)械停車庫組成，其中二期工程包含5#、6#、7#、8#樓?，F(xiàn)以監(jiān)測(cè)點(diǎn)J8、J10、J16、J19、J22的累計(jì)位移變化量為時(shí)間序列進(jìn)行建模分析。表2為J16點(diǎn)的部分觀測(cè)數(shù)據(jù)。選取第1~8期作為牛頓插值數(shù)據(jù)，第9~10期作為檢驗(yàn)數(shù)據(jù)。運(yùn)行程序，依次輸入第1~8期的累計(jì)時(shí)間間隔和累計(jì)位移變化量，點(diǎn)擊“計(jì)算”控件調(diào)用MATLAB進(jìn)行運(yùn)算，將非等時(shí)距數(shù)據(jù)序列轉(zhuǎn)換為等時(shí)距序列，并在用戶界面上輸出等時(shí)距變換結(jié)果，然后輸入第9~10期的累計(jì)時(shí)間間隔，點(diǎn)擊“預(yù)測(cè)”控件，調(diào)用灰色GM（1，1）模型構(gòu)建程序模塊，計(jì)算得出第1~10期的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行精度檢驗(yàn)，最終將預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)、預(yù)測(cè)模型精度等結(jié)果顯示輸出在用戶界面上，如圖2所示。將第1~10期實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，結(jié)果如表3所示。為方便直觀顯示，繪制預(yù)測(cè)擬合曲線與實(shí)測(cè)曲線，見圖2。其中，實(shí)線代表實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，虛線代表預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)從圖2中可以看出，J16點(diǎn)采用非等時(shí)距灰色GM（1，1）模型模擬的擬合曲線較為平滑，與實(shí)測(cè)曲線吻合較好。對(duì)模型進(jìn)行精度檢驗(yàn)，計(jì)算得J16點(diǎn)的后驗(yàn)差比值C=0.1126，小概率誤差P=1。由表1可知，利用該工程J16監(jiān)測(cè)點(diǎn)的第1~8期累計(jì)位移變化量為時(shí)間序列所構(gòu)建的灰色GM（1，1）模型，其精度等級(jí)為一級(jí)。依次以監(jiān)測(cè)點(diǎn)J8、J10、J19、J22的同時(shí)段累計(jì)位移變化量為時(shí)間序列建立灰色GM（1，1）模型，并進(jìn)行精度檢驗(yàn)，計(jì)算結(jié)果見表4。可以看出，4個(gè)模型的精度等級(jí)均為一級(jí)。綜上可知，利用該程序?qū)Ρ?數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以獲得良好的變形預(yù)測(cè)結(jié)果，精度較高，充分驗(yàn)證了基坑變形非等時(shí)距灰色預(yù)測(cè)模型的可靠性、有效性與實(shí)用性，且程序設(shè)計(jì)界面友好、操作簡(jiǎn)便、數(shù)據(jù)處理高效，能夠?yàn)榛庸こ痰陌踩u(píng)判提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，以便進(jìn)行適時(shí)控制。

篇（3）

2UG三維模型在教學(xué)應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)教學(xué)過程，通常采用二維工程圖表達(dá)物體的結(jié)構(gòu)形態(tài)，或通過實(shí)物模型來增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)。但這種教學(xué)模式存在著一定的弊端，二維圖形缺乏立體感，實(shí)物模型由于體積和重量原因會(huì)造成攜帶、拆卸和剖切不便,且操作較為費(fèi)時(shí)。采用UG三維造型功能，對(duì)課本上的二維圖形所對(duì)應(yīng)的實(shí)體模型進(jìn)行制作，可以很容易實(shí)現(xiàn)三視圖和實(shí)體之間的轉(zhuǎn)換，通過實(shí)體模型和動(dòng)態(tài)仿真使學(xué)生能夠更直觀地進(jìn)入真實(shí)的三維空間，從感性上理解三維實(shí)體的結(jié)構(gòu)與相對(duì)位置，引導(dǎo)學(xué)生思考，增強(qiáng)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)，從而提高學(xué)生空間想象能力。另外，利用UG的局部放大、平移和翻轉(zhuǎn)等工具，還能夠讓學(xué)生在屏幕上全方位觀察零件復(fù)雜形體的外形與內(nèi)腔的變化等各個(gè)側(cè)面和局部細(xì)節(jié)特征；可以直觀地顯現(xiàn)整個(gè)零件的結(jié)構(gòu)，裝配體中零件之間的連接關(guān)系，使教學(xué)中的知識(shí)難點(diǎn)更加清晰、生動(dòng)、形象；也可以根據(jù)不斷變化的教學(xué)內(nèi)容和不同的教學(xué)對(duì)象的需求，利用UG軟件方便地進(jìn)行教學(xué)模型的修改與新建，滿足教學(xué)中對(duì)模型種類及數(shù)量的需要，并有效降低教學(xué)成本。

3UG三維建模在教學(xué)中的運(yùn)用

3.1模型和教材相適應(yīng)

《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程很多內(nèi)容都涉及三維零件，根據(jù)需要確定具體的零部件，如：帶輪、齒輪、凸輪、軸、軸承、箱體等等。在建模的形式上要注重提高三維模型的視覺效果，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的需要制作、補(bǔ)充或減少模型，使模型與教學(xué)內(nèi)容緊密結(jié)合，貼近實(shí)際。

3.2模型與課件相結(jié)合

優(yōu)秀的課件有助于提高教學(xué)效果，用UG軟件制作的素材，合理運(yùn)用在課程多媒體教學(xué)中，可充分發(fā)揮教師與現(xiàn)代教學(xué)手段的雙重作用。例如，在講解軸承的結(jié)構(gòu)和各零件的位置關(guān)系時(shí)，使用UG建好的模型，一邊講解各零件的結(jié)構(gòu)，一邊進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)虛擬裝配，這樣能夠方便地為學(xué)生提供正確的示范，培養(yǎng)學(xué)生的幾何構(gòu)思能力，同時(shí)幫助學(xué)生理解結(jié)構(gòu)工藝知識(shí)，有利于學(xué)生理解軸承的工作原理、裝配關(guān)系、各零件的相對(duì)位置關(guān)系以及各零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在這種視覺效果的刺激下，學(xué)生的分析、認(rèn)識(shí)和記憶能力增強(qiáng)，這既活躍了課堂氣氛，又提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。在制作課件時(shí)，要注意收集和整理，注重課件在課堂教學(xué)中的實(shí)用性和使用方便性，有利于學(xué)生循序漸進(jìn)地掌握教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)過程中充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，在師生的交流學(xué)習(xí)中尋找最適合學(xué)生的方式，更好地發(fā)掘?qū)W生潛力。

3.3充分利用學(xué)生資源

學(xué)生在學(xué)習(xí)UG軟件時(shí)，可以將教學(xué)模型作為練習(xí)讓學(xué)生參與制作，參與式的體驗(yàn)教學(xué)不僅激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)UG軟件的熱情，而且鞏固了《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程所學(xué)的知識(shí)，同時(shí)，將優(yōu)秀作品作為今后教學(xué)的資料。

3.4多樣化制作模式

一種是將虛擬三維模型調(diào)整到最佳位置，保存為圖片格式，直接插入到課件適當(dāng)位置；另外在條件允許的情況下，可直接用UG軟件打開已建造好的虛擬模型進(jìn)行教學(xué)，在課堂的動(dòng)態(tài)教學(xué)中可以達(dá)到隨機(jī)應(yīng)變、按需編輯、修改模型。當(dāng)今社會(huì)迫切需要大力加強(qiáng)對(duì)人才創(chuàng)新意識(shí)與能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)符合時(shí)展需求的應(yīng)用型人才迫在眉睫。而人才的創(chuàng)新始終離不開實(shí)踐環(huán)節(jié)的培養(yǎng)和鍛煉，即“創(chuàng)新來源于實(shí)踐”。隨著3D可視化軟件的“大眾化”及虛擬儀器的廣泛使用，使得原有以實(shí)物為主的機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程實(shí)踐教學(xué)模式面臨新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。尤其是有些設(shè)備或裝置需要進(jìn)行剖切或外殼透明化處理才能充分清楚地了解其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，僅僅在實(shí)踐教學(xué)中運(yùn)用實(shí)物模型，較難形成模型的衍生、變型、擴(kuò)展設(shè)計(jì)。這些客觀現(xiàn)實(shí)的存在，成為機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程實(shí)踐教學(xué)在運(yùn)作過程中的瓶頸。因此，實(shí)踐教學(xué)過程中需要模型的多元化，即將3D數(shù)字化模型與實(shí)物兩種教學(xué)模式嵌套使用，才能優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。3D數(shù)字化模型具有以下特點(diǎn)：其一，三維數(shù)字化模型具有豐富多樣性的表達(dá)形式，數(shù)字化模型的表達(dá)，拆裝非常便捷，且完全可逆，通過剖切、爆炸圖、視頻生成等功能，可以生動(dòng)直觀地表達(dá)實(shí)際零部件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和工作原理，全方位地展示精密部件和不可逆拆裝部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、裝配和拆解過程。其二，利用數(shù)字化模型能夠強(qiáng)化學(xué)生的工程意識(shí)，目前UG軟件具有標(biāo)準(zhǔn)件庫，諸如軸承、螺栓、螺母、銷、鍵等標(biāo)準(zhǔn)零件庫，這些庫的使用可強(qiáng)化學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)意識(shí)、工程常識(shí)，對(duì)避免課堂教學(xué)與實(shí)際工程環(huán)境的脫節(jié)效果很好。在實(shí)踐教學(xué)中我們要充分發(fā)揮實(shí)物模型和數(shù)字模型的長(zhǎng)處，取長(zhǎng)補(bǔ)短，充分協(xié)調(diào)好兩者在教學(xué)過程中的關(guān)系，提高實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量。

篇（4）

2模型設(shè)計(jì)流程

“產(chǎn)品模型制作”課是工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生的一門必修課，在本課程的學(xué)習(xí)過程中涉及素描基礎(chǔ)、立體構(gòu)成、色彩構(gòu)成、工程制圖、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料力學(xué)等課程內(nèi)容。由此可以看出，“產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作”課是一門承前啟后、理論與實(shí)踐緊密結(jié)合的課程。我們采用的教學(xué)模式是“自主、研討、合作”的學(xué)習(xí)方式。

2.1產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期

同學(xué)自由組合，4人為一小組。學(xué)生是設(shè)計(jì)的主體，小組內(nèi)部初次討論時(shí)要求大家勇于思考，大膽想象，暢所欲言，相互尊重彼此之間的觀點(diǎn)，友好和諧地對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行討論。老師在這個(gè)階段，要參與同學(xué)的討論，提出一些具有啟發(fā)性的問題，引導(dǎo)學(xué)生深入思考。在討論的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生拿出方案，畫出草圖。

2.2產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案的確定

小組成員對(duì)方案確認(rèn)后，再次討論，對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)從人機(jī)關(guān)系、視覺效果、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及連接方式進(jìn)行研究、分析。這個(gè)過程，要求學(xué)生運(yùn)用學(xué)過的知識(shí)，以及將各個(gè)學(xué)科的知識(shí)融會(huì)貫通。要求學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)作為探索學(xué)習(xí)的認(rèn)知工具，體現(xiàn)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。教師主要幫助學(xué)生解決遇到的實(shí)際困難，最后用三維軟件繪出效果圖。

2.3產(chǎn)品制作前的準(zhǔn)備

決定模型制作比例，選用合適的材料，確定產(chǎn)品的裝配方案。畫出零件工程圖，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備情況，因地制宜，在老師的指導(dǎo)之下，制定產(chǎn)品的加工工藝，最后加工出成品。

3模型的制作

學(xué)習(xí)制作模型，首先要加強(qiáng)學(xué)生基本功的訓(xùn)練，先從簡(jiǎn)單的做起，模仿是提高模型制作能力的一個(gè)好方法。在基本功訓(xùn)練的過程中，老師的講解、示范是最關(guān)鍵的，講解的重點(diǎn)就是工具、刀具的規(guī)范使用和安全使用方法以及模型制作的工藝路線。其次，制作產(chǎn)品模型，模型根據(jù)在不同階段的作用，可分為研討性模型、功能性模型、展示性模型等，模型不同的用途，選用的材料、制作工藝也會(huì)有所區(qū)別。研討性模型與功能性模型是設(shè)計(jì)初期階段對(duì)產(chǎn)品形態(tài)進(jìn)行的初步分析，以論證設(shè)計(jì)可行性。這一類模型，選用材料價(jià)格低廉，有一定的強(qiáng)度，成形容易，不易變形，可以做一些簡(jiǎn)單的涂色處理。模型增強(qiáng)了人們的視覺感染力，設(shè)計(jì)者通過對(duì)模型的觀摩、分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的不足，完善設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而求得更佳設(shè)計(jì)效果。展示性模型是體現(xiàn)產(chǎn)品最終真實(shí)形態(tài)、色彩、表面材質(zhì)、材質(zhì)機(jī)理為主要特征，具有良好的可觸性、合理的人機(jī)關(guān)系、和諧的外形等，是展示性模型追求的最終目的。展示性模型的制作，是教會(huì)學(xué)生綜合應(yīng)用各種材料進(jìn)行模型效果表現(xiàn)，其目的是制作出精美的模型。

4模型制作與計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)軟件的銜接

5總結(jié)分享

1）分組：通常將一個(gè)班級(jí)分成7~8小組，每個(gè)小組設(shè)計(jì)一個(gè)方案，大家分工合作，一起研討；

2）針對(duì)設(shè)計(jì)，確定模型材質(zhì)和制造方案：每個(gè)小組所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品不同，設(shè)計(jì)思路也不一樣，模型的制作方法、選用的材料、工藝路線也各不相同。

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二、設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)

本設(shè)計(jì)創(chuàng)新點(diǎn)在于使用紅外線發(fā)射器與紅路燈聯(lián)合工作，在遇到紅燈時(shí)發(fā)出紅外線，在汽車?yán)锇惭b有紅外接收電路控制汽車上的電動(dòng)機(jī)或者發(fā)動(dòng)機(jī)，強(qiáng)制其停車?？梢员苊庥行┧緳C(jī)不遵守交通規(guī)則擅闖紅燈。

三、項(xiàng)目結(jié)構(gòu)框圖

圖1 紅外線自動(dòng)控制小車強(qiáng)制制動(dòng)原理框圖

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要有兩大模塊組成：使用單片機(jī)at89c52設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)易十字路通紅綠燈，安裝有紅外接收器的模型小車。單片機(jī)控制的交通燈可以實(shí)現(xiàn)兩路紅、綠、黃燈的控制，可以顯示時(shí)間，可以在紅燈情況控制紅外發(fā)光二極管發(fā)出紅外線；模型小車安裝有紅外線接收器，當(dāng)收到來自交通燈的紅外線停車信號(hào)后通過控制電路強(qiáng)制停車。模擬了強(qiáng)制禁止闖紅燈的過程。

圖2 交通燈的控制流程圖

交通燈的控制通過編制程序?qū)崿F(xiàn)，可以通過更改程序靈活調(diào)整每個(gè)路口的紅綠燈的亮燈時(shí)間。實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制的模擬交通燈功能，可以實(shí)現(xiàn)交通動(dòng)能在紅燈狀態(tài)發(fā)送紅外線，模型車接收到紅外信號(hào)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停車。本設(shè)計(jì)可以通過考慮設(shè)計(jì)更為完善的程序，實(shí)現(xiàn)多路交通模型車的控制。更為接近實(shí)際情況。

四、使用材料

紅外自動(dòng)控制小車

元器件 數(shù)量（個(gè)） 參數(shù) 備注

20w烙鐵 1 20w內(nèi)熱式烙鐵，用于電路焊接

焊錫絲 1卷

松香 2 用于電路的助焊接，提高焊點(diǎn)的可可靠性

c51單片機(jī)

開發(fā)板 一套 用于交通燈的控制，完成交通燈、紅外制動(dòng)信號(hào)的發(fā)射

紅外線距離

傳感器 2個(gè) 經(jīng)過修改調(diào)整可用于接收紅外調(diào)制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制停車控制。可接受到頻率160——200khz的占空比25%的調(diào)制紅外光，有效距離可調(diào)最大1.5m最小2cm。

紅外線發(fā)射

二極管 10 用于發(fā)射紅外線停車信號(hào)，發(fā)射900nm的紅外線

9012三極管 4 低頻小功率三極管，用于控制繼電器等做可控開關(guān)使用，工作在開關(guān)狀態(tài)。

洞洞板 4 用于電子元器件搭接測(cè)試電路。

白光二極管 4 作指示燈

小型電動(dòng)機(jī) 1 4.5v電機(jī)，轉(zhuǎn)速200rpm，測(cè)試電機(jī)橋性能

5v穩(wěn)壓直流

電源 1 提供一個(gè)穩(wěn)定的5v電壓給單片機(jī)，功率15w

紅外線調(diào)制管 2 可以產(chǎn)生頻率160——200khz的占空比25%的調(diào)制信號(hào)，用于對(duì)紅外發(fā)射管控制。

微型5v繼電器 2 電動(dòng)車電機(jī)控制繼電器，線圈工作電流50ma，控制端220v，10a

金屬1/6w電阻 10 1kω、47kω、500ω、330ω、10ω，限流電阻

電源變壓器 1 直流電源的交流供電端220：15v

紅外接收管 6 接收紅外線信號(hào)

電容器 6 電解電容、瓷片電容等。

五、制作原理方法

制作的紅外線自動(dòng)控制小車強(qiáng)制制動(dòng)器采用了理論聯(lián)系實(shí)際的方法，前期做了一些文獻(xiàn)查閱和檢索工作，查看了國(guó)內(nèi)外有交通燈控制及針對(duì)違規(guī)司機(jī)闖紅燈的自動(dòng)停車裝置的研究狀況。發(fā)現(xiàn)在目前有些司機(jī)不能很好的遵守交通指揮燈的控制信號(hào)，遇到紅燈強(qiáng)行通過，不停車對(duì)于行人的人身安全造成了極大地威脅。每年這樣的交通事故也是屢次有發(fā)生，還沒有什么有效地解決辦法。交通燈的自動(dòng)控制技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)是非常的成熟了，但其功能也只限于控制紅綠燈的亮滅。

本制作設(shè)計(jì)使用脈沖調(diào)制紅外線為強(qiáng)制制動(dòng)停車信號(hào)，在模型小車?yán)锛友b紅外線接收裝置，探測(cè)紅外停車信號(hào)。當(dāng)沒有收到停車信號(hào)時(shí)小車正常運(yùn)行；遇到交通燈發(fā)射的紅外停車信號(hào)切斷小車電機(jī)供電強(qiáng)制停車，從而模擬了強(qiáng)制停車嚴(yán)禁穿紅燈的交通系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)將紅外線信號(hào)發(fā)送接收功能、交通燈控制、交通安全管理綜合起來。實(shí)現(xiàn)保障行人安全的功能，以下是實(shí)際的制作流程中的一些照片：

圖1 第一套電機(jī)控制電路

電動(dòng)機(jī)工作的電流在800ma左右，使用兩個(gè)9014并聯(lián)使用，提高供電電流，首次設(shè)計(jì)的紅外接收電路直接使用紅外接收管，但是靈敏度太低了，有效距離最大才有5cm，必須保持小車在紅外發(fā)射燈的正對(duì)面才能起作用。角度偏離

后就失效了。后來經(jīng)過查閱相關(guān)文獻(xiàn)搞清楚了問題所在，改用紅外線調(diào)制，可以大大提高接收系統(tǒng)的有效距離。為提高接收器的穩(wěn)定性，最終網(wǎng)購了紅外接近開關(guān)，改造以后用于紅外調(diào)制信號(hào)的接收。效果很好！

圖4 交通燈程序調(diào)試界面

圖5 交通燈軟件仿真圖

實(shí)物的制作的過程照片如下面的：

圖6 紅外發(fā)射電路控制部分

圖7 交通燈電路板

圖8 交通燈單片機(jī)主控版

六、使用效果

紅外發(fā)射電路焊接完成后與交通燈連接好，電動(dòng)小車的紅外接收模塊和電機(jī)控制模塊都裝配到小車后，實(shí)際測(cè)試第一次使用的紅外接收二極管做接收裝置效果不好；經(jīng)過改進(jìn)后使用紅外接收模塊，發(fā)射端采用紅外線調(diào)制發(fā)射后，效果很好，接收距離大大提高，可以滿足小車自動(dòng)停車，強(qiáng)制制動(dòng)的要求。

模型小車的電機(jī)電流較小所以控制電路里使用了兩個(gè)小功率的9013的三極管實(shí)現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，在紅外線傳感接收部分設(shè)計(jì)了兩套方案：紅外接收光敏三極管，紅外接收器。在實(shí)際的測(cè)試中發(fā)現(xiàn)紅外接收電路使用紅外光敏三極管的靈敏度不夠高，且接受范圍角度窄；最后就采取了紅外接收器的模塊，可以準(zhǔn)確的接受到紅外線實(shí)現(xiàn)可靠停車。

七、改進(jìn)方面

本設(shè)計(jì)目前可以穩(wěn)定的工作，交通燈除了正常的控制交通燈、顯示倒計(jì)時(shí)以外，還有一個(gè)控制紅外發(fā)射電路在紅燈亮的時(shí)間點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)路口的紅外停車信號(hào)燈的作用，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)制制動(dòng)。本設(shè)計(jì)的停車控制電路較為簡(jiǎn)單，可以對(duì)電動(dòng)車完成控制，若想在現(xiàn)實(shí)生活實(shí)用控制或是燃料車輛運(yùn)行還有一定的問題。尤其是在車速較高的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)不能驟停，否則會(huì)出現(xiàn)非常嚴(yán)重的安全后果。對(duì)于這方面還有很大的改進(jìn)余地，在有些非常情況下如要汽車強(qiáng)行通過交通燈的紅燈路口怎么實(shí)現(xiàn)控制也是要考慮的！

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二、生活中的盒子要和網(wǎng)頁中的盒子結(jié)合起來

CSS+DIV網(wǎng)頁設(shè)計(jì)中，頁面中的所有元素都看成一個(gè)個(gè)盒子，例如，網(wǎng)頁中顯示的一幅圖片，其背后實(shí)際對(duì)應(yīng)著一個(gè)盒子模型結(jié)構(gòu)，它包括如下屬性：內(nèi)容大?。簝?nèi)容區(qū)域的寬度和高度。填充：是內(nèi)容與邊框的距離，對(duì)應(yīng)包裝盒的填充部分。邊框：對(duì)應(yīng)包裝盒的紙殼，一般具有一定的厚度。邊界：位于邊框外部，是邊框外面周圍的間隙。

三、盒子模型和具體的案例相結(jié)合

網(wǎng)頁中的一幅圖片可以看成一個(gè)盒子模型，那么使用這個(gè)盒子模型處理圖片能達(dá)到怎樣的效果呢？演示主題相冊(cè)的案例，引導(dǎo)學(xué)生觀察案例中圖片的處理方式，圖片外面有1px的邊框，圖片和邊框之間有2px的間隙，圖和圖之間有10px的間距。引導(dǎo)學(xué)生將案例和盒子模型的屬性結(jié)合起來，案例中的圖片就盒子模型中的內(nèi)容屬性，圖片和邊框之間的間隙就是盒子模型中填充屬性，案例中的邊框就是盒子模型中的邊框?qū)傩裕咐械膱D和圖之間的間距就是盒子模型中的邊界屬性。

四、盒子模型的屬性代碼給學(xué)生詳細(xì)介紹盒子模型的屬性代碼

一個(gè)盒子模型是由內(nèi)容、邊框(border)、填充(padding)和邊界(margin)四個(gè)部分組成的。填充、邊框和邊界都分為“上右下左”4個(gè)方向、既可以分別定義，也可以統(tǒng)一定義，如：div{margin-top：1px；margin-right：2px；margin-bottom：3px；margin-left：4px；padding-top：1px；padding-right：2px；padding-bottom：3px；padding-left：4px；border-top：1pxsolid#000；border-right：1pxsolid#000；border-bottom：1pxsolid#000；border-left：1pxsolid#000；}也可以寫成：div{margin：1px2px3px4px；按照順時(shí)針方向縮寫padding：1px2px3px4px；按照順時(shí)針方向縮寫border：1pxsolid#000；}

五、使用盒子模型屬性實(shí)現(xiàn)具體案例——主題相冊(cè)

1.所有的內(nèi)容都在一個(gè)大盒子里，這個(gè)大盒子可由div實(shí)現(xiàn)#content{width：750px；padding：5px；}寬度為750px，填充為5px。

2.主題相冊(cè)標(biāo)題部分。用h1實(shí)現(xiàn)，h1同樣也可以看作是一個(gè)盒子，設(shè)置h1的CSS屬性h1{font-size：20px；color：#c03；font-weight：normal；字體大小為20px，顏色為#c03，粗細(xì)為正常。border-bottom：2pxsolid#c03；padding-bottom：4px；}下邊框?yàn)?px實(shí)線，顏色為#c03，下填充為4px。

3.婚紗系部分。婚紗系和寫真系、童真系結(jié)構(gòu)相似，可以使用div層，應(yīng)用類樣式來實(shí)現(xiàn)。Div層同樣可看作是一個(gè)盒子，設(shè)置類的名稱為.theme.theme{width：100%；border-bottom：1pxdashed#e6e6e6；padding-top：5px；padding-bottom：20px；}寬度為100%，和父層content層的寬度一樣，下邊框?yàn)?px虛線，顏色為#e6e6e6，上填充為5px，下填充為20px。

4.婚紗系中的標(biāo)題部分。用h2實(shí)現(xiàn)，h2同樣也可以看作是一個(gè)盒子，設(shè)置h2的CSS屬性，h2{font-size：14px；color：#333；padding-left：8px；}字體大小為14px，顏色為#333，左填充為8px。

5.婚紗系中的圖片部分。用img實(shí)現(xiàn)，img同樣也可以看作是一個(gè)盒子，設(shè)置img的CSS屬性，img{border：1pxsolid#ccc；padding：2px；margin：08px；}邊框?yàn)?px實(shí)線，顏色為#ccc，填充為2px，上下邊界為0，左右邊界為8。

6.寫真系部分。復(fù)制婚紗系所在層所有內(nèi)容，更改相應(yīng)的圖片，文字內(nèi)容即可。通過以上步驟，使用盒子模型完成了一個(gè)具體案例。

六、關(guān)于盒模型還有以下幾點(diǎn)需要注意

1.邊框默認(rèn)的樣式可設(shè)置為不顯示(none)。

2.填充值不可為負(fù)。

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2模具設(shè)計(jì)要求

復(fù)合材料成型模具直接影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足:①模具要有足夠的剛度、強(qiáng)度，以保證模具型面基準(zhǔn)不變;②熱容量小，熱膨脹小，熱穩(wěn)定性好;③加工精度高，表面光度高，模具自身協(xié)調(diào)性好;④施工便捷，操作安全可靠;重量輕，運(yùn)輸方便;⑤可維護(hù)性好，制造成本低;⑥具有良好氣密性。根據(jù)復(fù)合材料U形梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中需要解決以下技術(shù)難點(diǎn):成型模具的結(jié)構(gòu)形式如何保證構(gòu)件的型面公差，如何滿足脫模要求并解決U形梁的回彈問題。

3模具選材

3.1模具材料

復(fù)合材料成型模具用料要求熱變形小、熱膨脹系數(shù)小以及導(dǎo)熱系數(shù)高，大多采用普通鋼、INVAR鋼、碳/環(huán)氧復(fù)合材料和鋁合金。普通碳鋼適用于型面曲率不大的模具，當(dāng)產(chǎn)品批量生產(chǎn)、尺寸精度要求較高時(shí)，選擇鋼制模具最為經(jīng)濟(jì)、實(shí)用;鋁合金適用于平板類、尺寸精度要求不高的模具;INVAR鋼適用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、曲率大、尺寸大的模具。不同模具材料對(duì)復(fù)合材料構(gòu)件變形的影響主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面，一方面是不同的材料熱導(dǎo)率會(huì)影響與其直接接觸的復(fù)合材料構(gòu)件固化溫度場(chǎng)的分布，從而影響最終構(gòu)件內(nèi)殘余應(yīng)力的大小及分布，引起不同的構(gòu)件變形;另一方面就是不同材料的熱膨脹系數(shù)不同，模具與構(gòu)件之間的相互作用程度不一樣，因此導(dǎo)致構(gòu)件的變形不同。在固化過程中，模具與復(fù)合材料構(gòu)件之間的熱膨脹系數(shù)不匹配會(huì)引起模具與構(gòu)件接觸處的層間應(yīng)力，包括層間剪切應(yīng)力和沿構(gòu)件厚度方向的力，這主要是由于模具與構(gòu)件在固化壓力的作用下始終粘貼在一起，隨著模具受熱膨脹，靠近模具的構(gòu)件層比遠(yuǎn)離模具的構(gòu)件層受到的約束張力要大，因此沿構(gòu)件厚度方向形成一定的應(yīng)力梯度，在固化過程中這部分應(yīng)力被“凍結(jié)”在構(gòu)件中，在脫模以前都沒有得到釋放，固化完成后冷卻至室溫脫模，這部分應(yīng)力將被釋放，脫模后的復(fù)合材料構(gòu)件必須通過變形來維持應(yīng)力的平衡。

3.2模具型面補(bǔ)償修正

模具設(shè)計(jì)時(shí)要考慮復(fù)合材料與模具熱膨脹系數(shù)的差異，INVAR鋼和復(fù)合材料模具受熱膨脹的影響很小，可忽略不計(jì);但對(duì)于普通碳鋼和鋁合金模具影響比較大，對(duì)于大尺寸的復(fù)合材料構(gòu)件需要采取補(bǔ)償措施，根據(jù)計(jì)算公式和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)?？紤]到制造成本和構(gòu)件精度要求，本文設(shè)計(jì)的模具選用Q235鋼制造，根據(jù)上述公式計(jì)算縮尺KS為－0.65‰，結(jié)合生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和復(fù)合材料梁的結(jié)構(gòu)形式，提取整個(gè)構(gòu)件的理論型面并按適當(dāng)縮尺進(jìn)行縮小，模具設(shè)計(jì)時(shí)按照縮小后構(gòu)件提取的型面作為模具的設(shè)計(jì)型面，以減小構(gòu)件的變形或抵消變形的影響作用。

4模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4.1模具回彈角的補(bǔ)償

復(fù)合材料在熱固化成型過程中由于材料本身的各向異性、鋪層方向引起的力學(xué)性能差異、結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱性和基體的固化收縮效應(yīng)等因素，在構(gòu)件內(nèi)經(jīng)應(yīng)力梯度和溫度梯度耦合作用導(dǎo)致固化時(shí)的內(nèi)應(yīng)力積聚，一部分應(yīng)力在構(gòu)件中以殘余應(yīng)力的形式長(zhǎng)久存在，另一部分應(yīng)力在構(gòu)件脫模后釋放，這兩部分應(yīng)力存在的形式共同導(dǎo)致回彈變形。對(duì)于梁、長(zhǎng)桁類有大夾角的構(gòu)件，固化成型過程中在拐角處的回彈變形會(huì)導(dǎo)致夾角變化，即構(gòu)件在固化脫模后，夾角因收縮而小于模具角度，此差值為回彈角。這將給制件間的裝配帶來容差、超差等問題，翼梁緣條回彈使其外形偏離了設(shè)計(jì)要求而導(dǎo)致蒙皮與翼梁間螺栓連接裝配孔錯(cuò)位，若對(duì)裝配件進(jìn)行強(qiáng)制裝配將會(huì)引起殘余應(yīng)力、密封不好等問題，這樣會(huì)降低結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和疲勞壽命，甚至造成制件報(bào)廢。在模具設(shè)計(jì)時(shí)，通過調(diào)整模具型面來補(bǔ)償構(gòu)件回彈，即構(gòu)件夾角加上回彈角等于模具夾角，使構(gòu)件在脫?；貜椇蠓瞎こ虜?shù)模要求。國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者都在積極研究復(fù)合材料結(jié)構(gòu)固化變形的預(yù)測(cè)及控制方法。GFG公司在復(fù)合材料工形梁的成型模具設(shè)計(jì)時(shí)，考慮工形梁緣條的回彈，采用經(jīng)驗(yàn)的方法在模具的緣條型面上加入修正值(約1°)以抵消構(gòu)件回彈。國(guó)內(nèi)賈麗杰等人針對(duì)復(fù)合材料典型C形結(jié)構(gòu)的回彈變形進(jìn)行研究，通過對(duì)回彈角的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行修正，確定C形梁回彈角度在1°左右。本文涉及的復(fù)合材料U形梁為閉角結(jié)構(gòu)，成型模具設(shè)計(jì)時(shí)需要進(jìn)行回彈補(bǔ)償，結(jié)合以往生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究結(jié)果，在兩側(cè)緣條各設(shè)置1°回彈補(bǔ)償角，提取補(bǔ)償后的兩側(cè)緣條型面為模具的型面。

4.2模具結(jié)構(gòu)形式

復(fù)合材料梁一般為細(xì)長(zhǎng)結(jié)構(gòu)，常用模具結(jié)構(gòu)形式為陰模、陽模和陰陽模組合，分析構(gòu)件是否有氣動(dòng)面、裝配面、膠接面等，一般情況下可確定這些面為貼膜面。根據(jù)U形梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用CATIAV5R18建模，模具為框架式陽模結(jié)構(gòu)，采用Q235鋼焊接制造，模具包括模胎、支撐框架(支板組件和框架)、蓋板、工具球套。根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門所提供的產(chǎn)品零件數(shù)模提取成型曲面作為模胎的理論型面，將該曲面偏移10mm切割實(shí)體，獲得“Ω”型模胎;創(chuàng)建支板組件，輸入單個(gè)支板尺寸創(chuàng)建實(shí)體并設(shè)計(jì)散熱孔，通過陣列命令創(chuàng)建其他支板;框架為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，采用的方鋼管為標(biāo)準(zhǔn)型材，根據(jù)彼此之間的位置約束關(guān)系通過陣列偏移命令進(jìn)行設(shè)置。這種框架式模具結(jié)構(gòu)厚度均勻，通風(fēng)好，升溫快，有利于模具各點(diǎn)溫度均勻，可以減少模具在升溫和降溫過程中因各部位溫度不一樣而引起的模具變形。(1)模胎模胎是“Ω”型一體式結(jié)構(gòu)，采用10mm等厚的鋼板，在保證氣密性前提下允許拼接焊接。在模胎上需要留有一定距離用于打真空袋，通常手工鋪貼模具的余量區(qū)在100～200mm。模胎的型面輪廓度公差小于0.2mm，數(shù)控加工后按數(shù)模中模胎線數(shù)據(jù)集劃線，深0.5mm、寬0.3mm，并在余量線外打出標(biāo)記，所有劃線位置的偏差不大于0.2mm。構(gòu)件輪廓線用于非數(shù)控切邊時(shí)使用，決定構(gòu)件外形尺寸的精度，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮模具材料的膨脹因素作適當(dāng)縮放處理。鋪貼線用于無激光投影時(shí)手工鋪貼定位，以控制鋪貼余量，防止由于鋪貼不完全齊整、流膠、擋膠條等因素導(dǎo)致固化后產(chǎn)品邊緣質(zhì)量不高，通常鋪貼線到產(chǎn)品輪廓線可留20mm余量。(2)支撐框架框架與支板組件主要起支撐作用，保證整個(gè)模具的強(qiáng)度和剛度?？蚣苋∠藗鹘y(tǒng)的薄板格柵結(jié)構(gòu)，采用方鋼管焊接，具有成本低、加工周期短的優(yōu)點(diǎn)，有效實(shí)現(xiàn)模具減重，又使得空氣流在模具體上下表面任意流動(dòng)，加熱更均勻。在支板組件上設(shè)計(jì)散熱孔，盡量在同一直線上保證成型過程中空氣的流通性，有利于整個(gè)成型的復(fù)合材料構(gòu)件溫度均勻，保證成型產(chǎn)品的質(zhì)量。同時(shí)在支板兩端設(shè)計(jì)80×50×10mm的加強(qiáng)塊，防止模具在吊裝時(shí)沿長(zhǎng)度方向產(chǎn)生變形。(3)蓋板和工具球梁腹板平面處采用2mm鋁蓋板與陽模配套使用，使構(gòu)件表面加熱均勻，同時(shí)在抽真空的過程中傳力均勻，保證構(gòu)件外表面的平面度。工具球用于定位找正，在設(shè)計(jì)時(shí)要覆蓋構(gòu)件的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，長(zhǎng)度方向間隔不超過1m。各工具球孔按數(shù)模制造，并在模胎上打出所有工具球?qū)嶋H坐標(biāo)值及孔位序號(hào)，用于手動(dòng)鋪貼時(shí)放置激光投影的靶標(biāo)，以定位鋪層區(qū)域。(4)后續(xù)處理模具焊接完成后進(jìn)行2～3次退火，消除焊接和機(jī)加應(yīng)力，減少模具的變形;對(duì)模具型面進(jìn)行激光測(cè)量，型面精度符合圖紙要求;加工完畢做氣密試驗(yàn)，保證模具氣密性。

4.3工藝驗(yàn)證

在復(fù)合材料U形梁的熱壓罐成型工藝中，采用本文設(shè)計(jì)的成型模具進(jìn)行鋪疊成型，生產(chǎn)的復(fù)合材料構(gòu)件易于脫模，表面光滑平整，型面公差符合要求，U形梁兩側(cè)緣條的角度變形控制在技術(shù)要求范圍以內(nèi)，滿足了后續(xù)與壁板及其他組件的裝配要求。

篇（8）

抽象法是指從眾多的有機(jī)聯(lián)系的整體事物中抽取出共同的特征以顯示出事物的本質(zhì)屬性和特征的一種表現(xiàn)手法。抽象法并不善于還原事物的本來面貌，因此受眾多會(huì)產(chǎn)生困惑感，這也是將其歸納為模糊性表現(xiàn)手法的最主要依據(jù)。雖然為了更加突出事物的本質(zhì)特征，抽象圖形發(fā)生了夸大變形，但是其自身所具備的的抽象美以及蘊(yùn)含在抽象外表之下的豐富內(nèi)涵卻讓人回味無窮。具體而言，設(shè)計(jì)師在采用抽象法的時(shí)候利用點(diǎn)、線、面、體等抽象語言將抽象圖形與原圖形的距離拉開，可以使畫面形象產(chǎn)生一種朦朧、模糊的感覺。如著名的現(xiàn)代藝術(shù)家瓦西里•康定斯基完全拋棄了事物原來的形態(tài)特征，通過抽象法將作品中的相關(guān)元素進(jìn)行了有節(jié)奏的安排處理，從而使平面作品上升到了一個(gè)新的藝術(shù)高度，給受眾帶來了視覺上的愉悅感。又如，湯忠謙的招貼設(shè)計(jì)《自由》就是采用的抽象法，該幅作品呈現(xiàn)出的是有規(guī)律、有節(jié)奏的白色細(xì)線的旋轉(zhuǎn)，是設(shè)計(jì)師利用現(xiàn)代電腦技術(shù)對(duì)飛翔中的小鳥的翅膀進(jìn)行抽象化處理后的結(jié)果，象征了對(duì)自由的召喚。再如，蒙德里安所設(shè)計(jì)的《百老匯的爵士樂》將色彩按照數(shù)學(xué)的形式進(jìn)行了抽象的劃分，并對(duì)不同的色彩進(jìn)行對(duì)比和配置，從而使受眾從視覺上的感受轉(zhuǎn)換為聽覺上的享受，恰好符合該作品“音樂”的主題。

2.錯(cuò)視法

在平面設(shè)計(jì)中，錯(cuò)視法是最為有趣的一種模糊性的表現(xiàn)手法。由于人類的生理原因常常會(huì)造成眼睛的視錯(cuò)覺，而利用這種視錯(cuò)覺可以創(chuàng)作出許多詼諧有趣的圖形，為平面設(shè)計(jì)增添趣味性。一般而言，錯(cuò)視可分為形的錯(cuò)視和色的錯(cuò)視。形的錯(cuò)視是指對(duì)物象形態(tài)、面積大小以及用線長(zhǎng)短曲直的錯(cuò)視理解；色的錯(cuò)視是指不同背景環(huán)境下所產(chǎn)生的色彩的明暗深淺、前進(jìn)后退等方面的錯(cuò)視覺。無論是哪種類型的錯(cuò)視在平面設(shè)計(jì)中都得到了充分的運(yùn)用，并具有較強(qiáng)的視覺趣味性和審美幽默性。以錯(cuò)視覺大師埃舍爾1961年創(chuàng)作的一幅石版畫《瀑布》為例，該畫以彭羅斯的三角原理為基礎(chǔ)，畫面中有一條瀑布從三樓傾瀉而下，落在一樓的小水池中，隨后水池里的水順著彎彎曲曲的水渠流走，但是我們會(huì)意外地發(fā)現(xiàn)水渠里的水又流回到了三層小樓的瀑布口，然后再流到小水池，如此循環(huán)往復(fù)、永不停歇，從而產(chǎn)生一種錯(cuò)視幻覺，暗示了生命的輪回和生生不息。

3.拼貼法

拼貼法起源于20世紀(jì)初，最早由立體主義先驅(qū)畢加索與勃拉克將一些非繪畫材料以拼貼的形式用到繪畫作品中，是對(duì)傳統(tǒng)繪畫形式的一種反叛。拼貼，是對(duì)原有的舊意義的破壞以及新意義的誕生，它是將不同時(shí)代、不同風(fēng)格、不同表現(xiàn)方式、不同屬性或是不同材質(zhì)的元素互相拼湊在一起而形成的一種不完整的畫面，借以來表達(dá)內(nèi)心復(fù)雜的情緒和外面紛繁的世界，而模糊的畫面恰好表現(xiàn)出了現(xiàn)代人類面對(duì)現(xiàn)實(shí)社會(huì)時(shí)的迷茫。此外，拼貼法所特有的片斷性、割裂性以及調(diào)侃性打破了平面空間的束縛，擴(kuò)大了受眾的想象空間，豐富了受眾的視覺感受。尤其是在圖像處理技術(shù)日臻成熟的今天，利用計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代技術(shù)來完成的拼貼作品更能準(zhǔn)確地表達(dá)出設(shè)計(jì)師的真實(shí)想法，產(chǎn)生一種別樣的審美體驗(yàn)。例如，我國(guó)香港設(shè)計(jì)大師靳棣強(qiáng)的招貼設(shè)計(jì)《自在》花紋紙系列采用的就是拼貼法，設(shè)計(jì)師利用我國(guó)所特有的水墨元素，將幾種不同的自然元素巧妙地組合到了一起，畫面中的每一個(gè)物體也因此脫離了原來的生存環(huán)境，被迫融入到一種新的畫面中去，從而將具象和意象拼貼到一起，形成了一種既有創(chuàng)新意識(shí)又不失傳統(tǒng)精神的畫面。又如，由深圳SenceTeam山河水團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的《大生意》海報(bào)就對(duì)“紙質(zhì)錢幣”進(jìn)行了拼貼式的創(chuàng)作，設(shè)計(jì)者將全球各國(guó)的錢幣拼貼成不同國(guó)家、不同年齡、不同面孔的人物形象，并將錢、物質(zhì)和品牌巧妙地聯(lián)系到一起，以一種全新的方式讓受眾對(duì)“錢”與“欲望”進(jìn)行反思，十分符合該作品的設(shè)計(jì)主題。

4.透疊法

透疊法也是平面設(shè)計(jì)中模糊性的常用表現(xiàn)手法之一，其是將兩個(gè)或是兩個(gè)以上的圖形進(jìn)行重疊，以產(chǎn)生非同一般的空間層次和深邃的空間含義，是一種獨(dú)特的視覺效果。在透疊過程中，相互重疊到一起的圖形既保持了各自圖形的獨(dú)立性，又能彼此互動(dòng)產(chǎn)生新的圖形，較之單個(gè)圖形其所具有的意義更為豐富。此外，透疊法會(huì)使畫面產(chǎn)生豐富的層次感，而不同的層次感又會(huì)產(chǎn)生一種由二維空間向三維空間過渡的模糊感，這更有利于平面作品主題的傳達(dá)。以賀莉浩的創(chuàng)意明信片《胡同地圖》為例，設(shè)計(jì)師利用透疊法將北京地區(qū)各個(gè)胡同的地圖疊加在一起，形成一張新的胡同地圖。在這一作品中，多張地圖通過不同的方向以及前后距離的差距產(chǎn)生了空間上的層次感，使每張地圖之間相互獨(dú)立又相互聯(lián)系，而多個(gè)地圖透疊而形成的模糊性也代表了正在消失的北京的物質(zhì)文化遺產(chǎn)以及非物質(zhì)文化遺產(chǎn)?？傊w畫面于模糊中透露著一定的空間層次感，表現(xiàn)出了我國(guó)人民對(duì)老北京胡同的深深懷念之情。

篇（9）

以一套家庭裝修項(xiàng)目為例。如果在練習(xí)過程中始終是以虛擬性項(xiàng)目進(jìn)行練習(xí)，學(xué)生就不會(huì)認(rèn)真的考慮該套戶型的使用者、裝修成本、施工工藝等要求。在最后的設(shè)計(jì)成品中，學(xué)生也許更多的考慮是整套方案的審美性，忽略或者很少考慮到實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性等因素。

1.2學(xué)生缺乏實(shí)踐訓(xùn)練的場(chǎng)所和機(jī)會(huì)

以職業(yè)能力為中心是室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)最突出的特點(diǎn)。在實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)中，不僅要掌握社會(huì)和企業(yè)所需的最新潮流動(dòng)態(tài)，而且整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)要充分體現(xiàn)教學(xué)做合一。這就要求教學(xué)所需的硬件設(shè)施各不相同，授課的時(shí)間和教學(xué)方法亦不相同。例如，在學(xué)習(xí)《裝飾材料與工程預(yù)算》課程時(shí)，不僅要注意讓學(xué)生深入到一線裝飾材料進(jìn)行調(diào)查而且最好可以到企業(yè)具體施工項(xiàng)目中進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)。大部分職業(yè)院校室內(nèi)專業(yè)的實(shí)踐課程教學(xué)仍舊停留在課堂，直至大三臨近畢業(yè)時(shí)，才有機(jī)會(huì)深入企業(yè)進(jìn)行實(shí)踐學(xué)習(xí)，這就造成理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)不能同步進(jìn)行，知識(shí)結(jié)構(gòu)沒有根據(jù)企業(yè)和社會(huì)的需要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整和更新。

2多元化實(shí)踐性教學(xué)模式的探索

鑒于目前高職院校室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)現(xiàn)狀以及對(duì)該專業(yè)特點(diǎn)分析，筆者認(rèn)為可以從實(shí)習(xí)考察、課程實(shí)訓(xùn)、專業(yè)競(jìng)賽、企業(yè)項(xiàng)目實(shí)踐等多個(gè)維度著手設(shè)計(jì)教學(xué)模式，分別滲透到高職三年的教學(xué)中。不僅能提高室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生實(shí)際動(dòng)手能力，還將學(xué)校教育與企業(yè)、市場(chǎng)緊密聯(lián)系起來。

2.1創(chuàng)新頂崗實(shí)習(xí)形式，立足企業(yè)的校外實(shí)訓(xùn)基地實(shí)踐教學(xué)模式

校外實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)是高職室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)工作中必不可少的基本保證，它為培養(yǎng)符合社會(huì)需求的高技能應(yīng)用型人才創(chuàng)造了良好條件和環(huán)境，在這樣環(huán)境下可以培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)設(shè)計(jì)技能和職業(yè)素質(zhì)。學(xué)生通過在企業(yè)的實(shí)訓(xùn)，與企業(yè)員工交流、合作，可以了解設(shè)計(jì)與市場(chǎng)的關(guān)系，了解如何做一個(gè)好的設(shè)計(jì)師。有了穩(wěn)定的實(shí)訓(xùn)教學(xué)基地，學(xué)生可以利用假期時(shí)間或者在大二專業(yè)學(xué)習(xí)過程中以“頂崗實(shí)習(xí)”的形式到企業(yè)參與設(shè)計(jì)，在參與企業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、獲得實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并發(fā)現(xiàn)自身不足，不斷提高專業(yè)素養(yǎng)。由此獲得真正意義上的教學(xué)和社會(huì)實(shí)踐緊密結(jié)合,也使產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的綜合化設(shè)計(jì)教育模式得以真正實(shí)現(xiàn)。在企業(yè)實(shí)訓(xùn)過程中學(xué)生參與實(shí)際設(shè)計(jì)項(xiàng)目，這樣就可以接觸到裝修項(xiàng)目全過程。如聯(lián)系客戶、與客戶進(jìn)行設(shè)計(jì)方案溝通、了解裝飾所需材料、前期預(yù)算方案、設(shè)計(jì)方案確定、現(xiàn)場(chǎng)施工工藝以及施工組織管理等。室內(nèi)裝飾項(xiàng)目是一個(gè)系統(tǒng)工程，所以學(xué)生要在頂崗實(shí)習(xí)階段接觸到一到兩個(gè)項(xiàng)目后，才可以對(duì)專業(yè)有一個(gè)系統(tǒng)的、進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。整個(gè)裝修過程，如果不通過實(shí)踐是無法真正體會(huì)到的。通過在企業(yè)的頂崗實(shí)習(xí)，學(xué)生可以獲得實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，培養(yǎng)員工之間的團(tuán)隊(duì)合作精神，掌握工作中的常用社交禮儀以及和客戶的溝通技巧等，進(jìn)而提高個(gè)人的綜合素質(zhì)。

2.2以工作室形式，通過真實(shí)設(shè)計(jì)項(xiàng)目促進(jìn)教學(xué)的模式

室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)傳統(tǒng)的實(shí)踐性教學(xué)課堂模式也可稱之為“目的式教學(xué)”模式，一般是按照課堂授課——作業(yè)布置——學(xué)生制作——提交作業(yè)——評(píng)定成績(jī)的程序進(jìn)行。這種模式下，教師的“教”與學(xué)生的“做”之間缺少互動(dòng)性，學(xué)生只會(huì)“埋頭拉車，不會(huì)抬頭看路”，整個(gè)過程顯得單調(diào)、乏味。工作室教學(xué)模式是以工作室為載體，將課程、教師與設(shè)計(jì)實(shí)踐融為一體，將傳統(tǒng)的封閉的教學(xué)變?yōu)槊嫦蛟O(shè)計(jì)實(shí)踐的開放式教學(xué)。工作室實(shí)踐教學(xué)模式中，是以課程知識(shí)為基礎(chǔ)，以專業(yè)技術(shù)的應(yīng)用為核心，以專業(yè)教師為主導(dǎo)，將設(shè)計(jì)實(shí)踐與教學(xué)緊密結(jié)合。由教師和學(xué)生一起合作、參與完成企業(yè)真實(shí)的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，真正做到在“做中教”、“做中學(xué)”、“做中做”。工作室教學(xué)模式在師資方面可以充分利用校企合作的優(yōu)勢(shì)，借助設(shè)計(jì)公司的優(yōu)勢(shì)資源，聘請(qǐng)企業(yè)的“能工巧匠”作為外聘教師或者兼職教師，在工作室教學(xué)過程中真實(shí)模擬企業(yè)的設(shè)計(jì)工作模式。在項(xiàng)目來源方面，因?yàn)橥馄附處煴旧砭褪瞧髽I(yè)一線的優(yōu)秀員工，教學(xué)過程中可以將企業(yè)的實(shí)際項(xiàng)目帶到課堂中來。教師根據(jù)項(xiàng)目制定項(xiàng)目任務(wù)書，把學(xué)生進(jìn)行分組并下達(dá)任務(wù)書，這樣不僅更好的完成了課堂教學(xué)而且讓學(xué)生有了接觸真實(shí)項(xiàng)目的機(jī)會(huì)，有效的實(shí)現(xiàn)了課堂教學(xué)與實(shí)踐創(chuàng)新的完美融合。學(xué)生設(shè)計(jì)方案基本完成以后由教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)、修改、深化設(shè)計(jì)。方案完成以后，教師將根據(jù)項(xiàng)目任務(wù)書的標(biāo)準(zhǔn)以及方案的實(shí)際情況采納最適合的方案。此外，在引入企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目的同時(shí)，為促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，可以在課堂上設(shè)計(jì)獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制。根據(jù)學(xué)生的作品，學(xué)校專業(yè)教師和企業(yè)人員分別根據(jù)專業(yè)理論知識(shí)的運(yùn)用和市場(chǎng)需求的不同角度對(duì)作品進(jìn)行評(píng)審，優(yōu)秀的作品由企業(yè)提供獎(jiǎng)勵(lì)。

2.3以“賽”促教、以“賽”促學(xué)的實(shí)踐性教學(xué)模式

以“賽”促教、以“賽”促學(xué)的實(shí)踐性教學(xué)模式是指圍繞參與設(shè)計(jì)競(jìng)賽而開展一系列藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)的教學(xué)模式。以“賽”促教、以“賽”促學(xué)的實(shí)踐性教學(xué)模式與立足企業(yè)的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式和項(xiàng)目工作室制的教學(xué)模式一樣，均為學(xué)生走出課堂、參與實(shí)訓(xùn)提供了機(jī)會(huì)。設(shè)計(jì)行業(yè)協(xié)會(huì)以及由企業(yè)發(fā)起的藝術(shù)設(shè)計(jì)競(jìng)賽，既能培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)方面的創(chuàng)新能力及協(xié)作精神，又能提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。近些年，中國(guó)室內(nèi)設(shè)計(jì)大獎(jiǎng)賽、亞太室內(nèi)設(shè)計(jì)大賽等各種極具影響力的藝術(shù)設(shè)計(jì)類大賽在高校中的影響十分顯著。室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)“以賽促學(xué)”教學(xué)模式主要分為以下幾個(gè)步驟：（1）收集賽事信息，確定競(jìng)賽項(xiàng)目。由教師們進(jìn)行信息篩選，選擇符合課程進(jìn)度且具有合理主題的設(shè)計(jì)比賽項(xiàng)目。（2）研討階段。指導(dǎo)教師集中研討、解讀比賽相關(guān)要求，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組或者讓學(xué)生自由搭配，確定指導(dǎo)老師。（3）制定教學(xué)計(jì)劃。指導(dǎo)老師根據(jù)比賽時(shí)間要求制定教學(xué)計(jì)劃，確定比賽重點(diǎn)和難點(diǎn)。（4）強(qiáng)化階段。在指導(dǎo)參賽過程中，要注意培養(yǎng)學(xué)生競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，開展具有突破性教學(xué)活動(dòng)，同時(shí)要加強(qiáng)對(duì)具有較高設(shè)計(jì)水平和綜合素質(zhì)水平選手強(qiáng)化指導(dǎo)。在指導(dǎo)老師的幫助下進(jìn)行大量的、長(zhǎng)期的反復(fù)修改與，讓設(shè)計(jì)作品吻合競(jìng)賽的主題和要求。(5)賽后總結(jié)。比賽完成以后，由教師對(duì)參與比賽的過程進(jìn)行復(fù)結(jié)，總結(jié)參賽經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，學(xué)生也要審視自己參賽中遇到的問題和不足，從而使個(gè)人設(shè)計(jì)實(shí)踐能力和設(shè)計(jì)思維在參賽中得到提高與完善。以“賽”促教、以“賽”促學(xué)的實(shí)踐性教學(xué)模式不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，而且還可以提高室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)培養(yǎng)室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)實(shí)用型、技能型人才。此外，該教學(xué)模式形成了設(shè)計(jì)行業(yè)和教育部門的參與意識(shí)、整合意識(shí)，這種意識(shí)在很大程度上促進(jìn)了設(shè)計(jì)教育以及設(shè)計(jì)行業(yè)的科學(xué)發(fā)展。

篇（10）

2機(jī)電設(shè)備維修模型及關(guān)鍵技術(shù)

煤炭機(jī)電設(shè)備在運(yùn)行過程中，機(jī)電設(shè)備本身就有很多參數(shù)，這些參數(shù)是設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及設(shè)備發(fā)生故障概率的直接反映[2]。通過對(duì)這些參數(shù)的理解可以了解設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)以及維護(hù)的情況。通過設(shè)備的頻數(shù)以及運(yùn)行的時(shí)間可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備的維修時(shí)間的趨勢(shì)，煤炭行業(yè)機(jī)電設(shè)備的維修模型屬于正態(tài)分布的數(shù)學(xué)模型，如圖1所示。關(guān)于機(jī)電設(shè)備故障的關(guān)鍵技術(shù)主要有智能診斷技術(shù)和數(shù)學(xué)模型判斷技術(shù)。智能診斷技術(shù)是使用計(jì)算機(jī)來計(jì)算設(shè)備運(yùn)行的軌跡，從計(jì)算機(jī)的判斷來判斷機(jī)電設(shè)別的故障問題。這種診斷方法是煤炭行業(yè)進(jìn)行故障檢測(cè)適應(yīng)較為普遍的方法。數(shù)學(xué)模型判斷則是把數(shù)學(xué)模型應(yīng)用到機(jī)電故障診斷中，根據(jù)機(jī)電設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行分析，對(duì)機(jī)電設(shè)備的數(shù)值進(jìn)行運(yùn)算來判斷設(shè)備故障發(fā)生的原因以及位置，為設(shè)備的檢修提供依據(jù)。

3解決機(jī)電設(shè)備故障的措施

為了充分發(fā)揮機(jī)電設(shè)備在煤炭行業(yè)中的使用，就要采用一套合適的預(yù)防故障發(fā)生方案以及措施。

3.1事前預(yù)防

事前預(yù)防是保障機(jī)電設(shè)備正常工作的重要條件，在大規(guī)模的工作環(huán)境下，機(jī)電設(shè)備一旦發(fā)生問題就會(huì)產(chǎn)生很大影響[3]。因此，事前預(yù)防故障發(fā)生就要及時(shí)對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行檢修和保養(yǎng)，提供好的設(shè)備條件。機(jī)電設(shè)備開始使用時(shí)要對(duì)其質(zhì)量進(jìn)行全面的檢查確保設(shè)備合格而且能夠用于煤炭環(huán)境工作。根據(jù)設(shè)備的說明書合理安排設(shè)備的放置環(huán)境，機(jī)電設(shè)備在平常使用中也要定期進(jìn)行保養(yǎng)，最好每天進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備有故障就要進(jìn)行處理。機(jī)電設(shè)備注油清洗等問題也要定期地及時(shí)進(jìn)行，對(duì)于故障較大，設(shè)備老化等大的問題要及時(shí)上報(bào)進(jìn)行更換。

3.2提高設(shè)備操作者設(shè)備

勞動(dòng)力是最大的生產(chǎn)力，同一臺(tái)機(jī)電設(shè)備在不同人員的操作下產(chǎn)生的工作效益也有所不同[4]。要提高機(jī)電設(shè)備的工作效益降低設(shè)備出現(xiàn)故障的幾率，操作人員就要具備較高的素質(zhì)和操作水平，定期對(duì)操作人員進(jìn)行培訓(xùn)，保證操作人員持證上崗。機(jī)電設(shè)備的操作人員要根據(jù)設(shè)備的操作流程進(jìn)行操作。對(duì)流動(dòng)性較強(qiáng)的機(jī)電設(shè)備，要實(shí)現(xiàn)分片責(zé)任，各區(qū)的操人員要嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行操作，并且對(duì)設(shè)備進(jìn)行保養(yǎng)。機(jī)電設(shè)備的安裝應(yīng)該嚴(yán)格按照規(guī)定的程序進(jìn)行，安裝過程中的所有數(shù)據(jù)要進(jìn)行記錄，設(shè)備安裝后要嚴(yán)格驗(yàn)收，只有合格的安裝好的設(shè)備才能進(jìn)行移交使用[5]。機(jī)電設(shè)備的維修人員要愛崗敬業(yè)，把維修作為自己的最大責(zé)任。一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)問題就要及時(shí)地進(jìn)行解決。機(jī)電設(shè)備的操作人員如果沒有按照規(guī)定操作就會(huì)引發(fā)很多問題，機(jī)電操作人員和維修人員都要進(jìn)行教育和培訓(xùn)，讓這些工作人員充分認(rèn)識(shí)到機(jī)電設(shè)備的重要性和其工作性質(zhì)。

3.3嚴(yán)格管理

煤炭企業(yè)的管理者要樹立安全管理意識(shí)，把機(jī)電設(shè)備的管理納入到經(jīng)營(yíng)管理中。管理者還要對(duì)機(jī)電設(shè)備的操作人員以及維修人員進(jìn)行嚴(yán)格的管理，落實(shí)各個(gè)工作人員的責(zé)任，嚴(yán)格規(guī)范工作人員的行為。煤炭企業(yè)管理者可以通過獎(jiǎng)懲機(jī)制，把設(shè)備的維修和保養(yǎng)納入到員工的福利獎(jiǎng)勵(lì)以及績(jī)效中，提高工作人員的工作積極性，對(duì)有違規(guī)操作的工作人員要進(jìn)行嚴(yán)格處罰，表現(xiàn)好的工作人員要給與獎(jiǎng)勵(lì)，作為榜樣帶動(dòng)全體的設(shè)備操作和維護(hù)人員。

3.4維修三步驟

a)把握維修時(shí)間。煤炭企業(yè)的每臺(tái)機(jī)電設(shè)備都要及時(shí)維護(hù)和保養(yǎng)，維修的工作人員要根據(jù)流程進(jìn)行，找出設(shè)備出現(xiàn)故障的原因，具體問題具體分析。故障維修后還要進(jìn)行檢修，保證維修到位；b)把握維修類型。機(jī)電設(shè)備維修類型有兩種，一種是壽命型的維修，一種是偶發(fā)型的維修。因?yàn)橛械墓收暇S修不能停止設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所以在維修過程中就要實(shí)行在線連續(xù)監(jiān)測(cè)，采用保護(hù)系統(tǒng)來保證設(shè)備運(yùn)行，以規(guī)避操作失誤或者檢查疏忽而引發(fā)故障停機(jī)；c)維修和維護(hù)結(jié)合。機(jī)電設(shè)備維修和維護(hù)要相結(jié)合，把預(yù)防放在主要位置，在監(jiān)測(cè)設(shè)備磨損運(yùn)行以及故障排除時(shí)要結(jié)合檢修和預(yù)防。一旦發(fā)生問題就要及時(shí)維修，避免維修不及時(shí)導(dǎo)致巨大損失。

3.5維修方式

機(jī)電設(shè)備的維修方式主要有以下幾種：a)事后維修。機(jī)電設(shè)備故障發(fā)生后進(jìn)行維修；b)定期維修。在預(yù)訂的時(shí)間內(nèi)，無論設(shè)備處于何種狀態(tài)都要進(jìn)行維修；c)動(dòng)態(tài)檢測(cè)維修。根據(jù)設(shè)備在線檢測(cè)的情況確定維修時(shí)間；d)機(jī)會(huì)維修。和動(dòng)態(tài)檢測(cè)維修同時(shí)進(jìn)行，這種維修方式效率很高；e)改進(jìn)設(shè)計(jì)。機(jī)電設(shè)備出現(xiàn)故障后需要花費(fèi)的人力和費(fèi)用很大，因此對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)是最好的方式。確定設(shè)備維修的基本原則是：對(duì)安全生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生的影響較大，如果可以采用動(dòng)態(tài)檢測(cè)來確定故障征兆就采用狀態(tài)維修，否則就采用計(jì)劃性預(yù)防維修。