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產品的總體方案設計范文1
一、智能建筑的定義
我國智能建筑專家、清華大學張瑞武教授在1997年6月廈門市建委主辦的“首屆智能建筑研討會”上,提出了以下比較完整的定義:智能建筑是指利用系統集成方法,將智能型計算機技術、通信技術、控制技術、多媒體技術和現代建筑藝術有機結合,通過對設備的自動監控,對信息資源的管理,對使用者的信息服務及其建筑環境的優化組合,所獲得的投資合理,適合信息技術需要并且具有安全、高效、舒適、便利和靈活特點的現代化建筑物。這是目前我國智能化研究的理論界所公認的最權威的定義。
二、智能建筑的特點
1、節約能源。2、節省設備運行維護費用。3、提供安全、舒適和高效便捷的環境。4、廣泛采用了“3C”高新技術(3C高新技術是指現代計算機技術、現代通信技術和現代控制技術)。5、系統集成。
三、現階段智能建筑存在的問題
1、電氣施工圖設計不完善。建筑工程項目在方案設計階段時,往往重視建筑設計本身的平、立、剖,而對其他專業,特別是設備工程,包括水、電、暖等有所忽視,只要寫一個簡單的說明即可,而對智能化系統建設則未被列入內容,有的甚至不考慮。在設計方案評審時,有關主管部門提出或設計單位詢問建筑單位關于智能化設計時,項目已進入初步設計階段,建筑單位才認識到需要這方面的設計,設計單位也才被要求做智能化系統總體方案設計。智能建筑中涉及到的辦公自動化系統、通信自動化系統與樓宇自動化系統都是當前世界的先進技術,設計單位難以完全掌握,設計單位對選用的系統不熟悉,施工圖設計困難,對各系統應包括內容有分歧。
2、智能化系統總體方案設計與建筑設計不同步。正當智能化系統總體方案設計進行時,由于工期緊迫,建筑設計已進入施工圖階段,設計迫在眉睫,智能化系統總體方案甚至未經評審就進入施工圖設計。部分工程項目在進入施工后才發現缺少智能化系統的設計施工圖,于是重新找施工單位進行智能化系統設計。
3、系統集成商在準備進入項目實施時,發現沒有弱電井和弱電配電間,要不就是土建已超前,管路預埋已成空話,或雖有管路但冗余不夠等。介入時發現電話、電視等已有人實施,許多管路和信息出口的安裝位置,設備的安裝位置已被占用。諸如此類,使原方案必須重新修訂,系統指標和工程預算發生較大變化。
4、缺少國產化系統集成產品。目前我國還沒有開發出一套智能建筑系統集成產品,國外如美國江森自控、I BM、朗訊科技等公司產品占據國內智能建筑市場。國外樓宇自動化系統的供貨都是從敏感元件、執行機構、閥門、變送器、現場控制站、子站、網絡服務器及所有軟件成套供貨,產品質量有保證,但現場調試、人員培訓、后期服務等方面不完善,在與甲方及施工單位配合上有難度。自身的技術力量薄弱。在施工過程中,接線、安裝等低級錯誤引起設備損壞的現象時有發生,對國外產品不熟悉和技術壁壘給智能建筑的正常運行帶來隱患。
四、智能建筑未來的發展趨勢
1、智能大樓。是指將單棟辦公大樓建成綜合智能化大樓。智能大樓的基本框架是將BA、CA、OA三個子系統結合成一個完整的整體,發展趨勢則是向系統集成化、管理綜合化和多元化以及智能城市化的方向發展,真正實現智能大樓作為現代化辦公和生活的場所。
2、智能廣場。智能大樓從單幢大樓變為成片開發,形成一個位置相對集中的建筑群體,稱之為智能廣場。智能建筑不再局限于辦公大樓,逐步向公寓、商場、醫院、學校等建筑領域擴展。智能廣場除具備智能大樓的所有功能外,還具有系統更大、結構更復雜的特點,一般應具有智能建筑集成管理系統IBMS,能對智能廣場中所有樓宇進行全面和綜合的管理。
3、智能化住宅。智能化住宅的發展分為三個層次:首先是家庭電子化(HE),其次是住宅自動化(HA),最后是住宅智能化,美國稱其為智慧屋(WH),歐洲稱為時髦屋(SH)。
智能化住宅是指通過家庭總線(HDS)把家庭內的各種與信息相關的通信設備、家用電器和家庭保安裝置都并入到網絡之中,進行集中或異地的監視控制和家庭事務性管理,并保持這些家庭設施與住宅環境的協調,提供工作、學習、娛樂等各項服務,營造出具有多功能的信息化居住空間。
4、智能化小區。是對有一定智能程度的住宅小區的統稱。智能化小區是具有居家生活信息化、小區物業管理智能化、IC卡通用化的小區。小區智能化是一個過程,它伴隨著智能化技術的發展及人們需求的增長而不斷完善,表明了可持續發展是小區智能化的重要特性。
5、智能化城市。在實現智能化住宅和智能化小區后,城市的智能化程度將被進一步強化,出現以信息化為特征的智能化城市。
產品的總體方案設計范文2
關鍵詞：EMC；設計流程；技術規范；測試
中圖分類號： TN03 文獻標識碼：A
1 電子產品生產企業面臨的困境和現狀
在很多企業中，由于專業人才的缺失，并沒有設置專門進行EMC設計的工作崗位。另外，在產品設計階段，企業的研發流程中往往也沒有專門針對產品的電磁兼容性進行評價的環節。對于EMC開發流程、設計要求，也沒有明確的技術文件加以描述和要求。至于開發產品的電磁兼容性好壞，完全取決于個別開發工程師的相關技術水平和經驗，不能在系統和流程上保證產品的質量。這樣造成的后果是，相當一部分的電子產品在研發后期不能順利地通過認證，影響產品的上市速度，或者由于生產出來的電子產品其EMC的一致性不能保證，在市場監督抽查時出現質量問題。這是企業在內部流程方面存在的缺陷。
2 EMC的設計流程和技術規范
2.1產品總體方案設計
在總體方案設計階段，要對產品的總體規格進行EMC設計方面的考慮。主要內容有：產品銷售目標市場，需要滿足國家或地方制定的EMC標準、法規要求，客戶要求的產品電磁兼容性以及潛在目標市場的EMC方面的標準和法規要求?；谀繕耸袌龌蚱髽I客戶對產品EMC性能的要求，需要提出產品的EMC總體設計框圖，并根據經驗，制定產品EMC設計總體方案。總體方案的內容基本上包括：產品的結構如何設計，屏蔽如何設計，接地如何設計，濾波如何設計；新的國家或地區、或是新的客戶，對于產品的EMC性能是否有新的要求；結合具體的測試要求，是否需要在產品設計階段格外關注某一設計要點。
2.2產品詳細方案設計
在產品詳細方案設計階段，產品的硬件實現方案已經確定，可以作為EMC設計的基礎。我們可以依據產品的結構設計圖和電路框圖，提出產品總體的EMC設計方案，如：電源接口、信號接口、電纜選型和接口結構等關鍵部位的設計要求和方案。我們需要特別注意相關方面提出的、對于EMC方面的新要求，這些新的要求經常會使原有的設計有所改變。
2.3產品的原理圖設計
從這個階段開始，產品的EMC設計進入到關鍵階段，原理圖設計是關鍵階段的第一個環節。在產品原理圖設計階段，需要進行的主要內容有：產品內部主芯片的濾波電路設計，晶振的濾波電路設計，時鐘驅動電路的濾波電路設計，電源輸入端的濾波電路設計，外接信號接口的濾波電路設計。在進行EMC設計時，由濾波和防護器件的選型開始，需要考慮電路板功能地和保護地屬性的劃分，濾波器件的位置和參數，單個電路板的接地位置等因素。
在這個階段，我們經常會用到EMC設計檢查表。檢查表包含的內容，其基礎和核心是產品在原理圖設計階段和PCB設計階段，應遵循一整套的設計要求與規范，這些要求與規范應該是具體的和可操作的。檢查表的內容應該得到不斷豐富和完善，應該是隨著產品的不斷升級與更新換代，將研發工程師與EMC整改工程師的經驗不斷地融合和提煉后形成的。
在原理圖設計階段，檢查表中涉及的核查內容舉例如下：
a）電源部分
主要有：電源板輸入端有沒有預留Y電容；在變壓器次級，各輸出電壓線路有沒有預留濾波電感和濾波電容；電源輸入端是否預留壓敏電阻或穩壓二極管。
b）主控制板
主要有：數據總線是否有匹配的電阻或排阻；晶振輸出管腳是否有RC濾波電路；IC的電源管腳處是否有濾波電容；輸出信號排線，在端子位置是否有磁珠或者電阻與電容組成濾波電路。
c）輸入和輸出口是否有電容—電感—電容（CLC）或電容—電阻—電容（CRC）濾波電路，信號線上是否有磁珠或者電阻；以太網口位置是否有防雷器。通過上述的核查，可以認為滿足條件的原理圖基本上符合EMC設計要求。
2.4產品的PCB設計
PCB設計是整個EMC設計流程中最為關鍵的一環，PCB設計的好壞與最終整機的EMC性能息息相關。在后續對整機采用問題解決法來整改時，PCB往往也是改動最多的地方。由此，可以看出PCB設計的重要程度。目前，隨著研究的不斷深入，關于PCB設計與整機EMC性能之間關系的著作和論述也多了起來。本文不對技術方面做過多解釋，只著重從流程方面說明如何保證PCB設計符合EMC設計規范。
在PCB設計階段，需要考慮采取何種層疊結構，建議對高速信號板盡量采用4層以上的多層板。多層板的中間至少有一個地層，這樣可以保證為高速信號提供較小的回流路徑，同時為晶振提供完整的鏡像平面。在PCB設計階段，需要格外注意PCB上關鍵器件的擺放，如晶振、主芯片、驅動電路和外接端子，這些器件的位置決定了時鐘走線的方向和長度。如果這些器件走線不正確，那么就會使時鐘走線彎曲或者過長，易造成比較大的輻射干擾或接收到外界的干擾電磁波。
PCB上“地”的劃分，也對整機的EMC性能有很大的影響。對EMC來講，建議將數字地、模擬地分開，信號地與電源地分開。在布置地線時，最核心的思想是借助地線或者地平面，利用耦合電容對高速時鐘信號進行濾波或者提供盡可能短的回流路徑，最大限度地減小可能的射頻干擾。采取的措施有：在高速時鐘線的兩側鋪設地線，在主芯片和晶振的鏡像位置保證完整的平面，地層和電源層盡量少走信號線等方法。
在PCB設計階段，檢查表中涉及的核查內容舉例如下：
a）電源板
電源板次級是否有預留到地的固定螺絲鎖合孔的位置。
b）主電路板
時鐘線上如有過孔，則時鐘的換層過孔附近是否有到地層的過孔存在；主芯片和存儲芯片是否在PCB的同一層；數據總線的走線是否在同一平面上；電源線是否與數據線、時鐘線有相鄰的平行布線現象，如有平行，則應盡量使其走線滿足3W原則（即走線間距的大小一般為2倍之線寬）；晶振外殼是否留有接地點，且晶振與芯片的回路應盡量小；電源層是否比地層內縮20H，H為電源層與地層之間的距離；PCB布線時，是否是地線寬度﹥電源線寬度﹥信號線寬度；不同的PCB之間，互聯排線的端子是否在相鄰的一方。
2.5產品結構試裝（工程樣機）階段
在這個階段，產品的工程樣機已經做好。我們可以利用這個樣機來驗證產品的EMC性能。驗證的主要方法是進行EMC測試。在測試之前，我們還需要進行一項工作，主要是對樣機的結構進行檢查。需要檢查的內容有：不同PCB板之間的互聯排線，其長度是否過長；PCB的接地點選擇是否合理，接地電阻大小是否滿足要求；屏蔽層是否接地。當然，這些內容也可以列入EMC設計檢查表中，將來作為標準的核查事項。通常在這個階段的檢查當中，會發現一些結構和工藝設計方面存在缺陷，或者是內部電纜走線方面的錯誤。這些缺陷和錯誤需要采取措施盡可能地消除。
2.6確認或驗證測試
在上述的設計檢查完成后，需要對樣機進行一次EMC方面的全項目測試，以便找出所有的潛在問題。因為即使使用目前先進的仿真設計軟件，其結果也代替不了實際的測試。產品的EMC性能還是取決于實際的測試情況。經測試發現問題后，依據EMC三要素方法進行整改，尋找干擾源，切斷傳播途徑，或者降低敏感設備的敏感度。整改的方法，大致可分為濾波、接地和屏蔽等措施，具體的技術細節不在本文中討論。
結語
本文中介紹的電磁兼容設計開發流程，可以幫助企業從源頭上解決電磁兼容問題，同時省去許多人力、物力和金錢成本。
參考文獻
產品的總體方案設計范文3
Abstract: Rapid design has been proposed and developed owing to the demand of products diversity and rapid update, and it refers to all the design techniques and methods in aid of shortening the cycle of product development. The rapid design system must generate the products according to the need of customers in order to get rapid prototyping and market lead time. The system requirements and architectural structure of rapid design system for bend door of railway vehicles were given, and the rapid design system was researched and developed. The research establishes good groundwork for helping to improve response ability.
關鍵詞: 軌道車輛彎門;快速設計;參數化設計
Key words: bend door of railway vehicles; rapid design; parameterization design
中圖分類號:TH164文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)22-0120-02
0引言
快速設計技術是為了快速響應市場多樣化需求的情況下提出并發展起來的一種技術。隨著經濟的飛速發展,用戶的需求越來越具有個性化。產品需求的多樣化、復雜化、產品生命周期的縮短以及產品市場的全球化都迫切要求產品設計和制造以最快的速度、最高的質量、最低的成本和最好的服務來適應市場變化的需求。以數字化、集成化、并行化、網絡化為基礎,以縮短產品開發周期為目標的快速設計技術是使企業在市場競爭中占據有利地位的關鍵技術[1][2]。
快速設計系統使產品快速設計成型并投入市場就必須要根據客戶的需求快速生成所需要的機械產品。機械產品的快速設計需要綜合運用各種先進的設計技術,包括模塊化技術、參數化技術、有限元分析技術、基于CAD的設計工具等等。軌道車輛彎門快速設計系統是在快速設計技術進行研究的基礎上對軌道車輛彎門快速設計系統進行分析、開發與應用。
1軌道車輛彎門快速設計系統的需求分析
為了提高軌道車輛門系列產品的開發效率,某公司決定對其產品中的軌道車輛彎門進行快速設計研究,開發出該產品的計算機輔助設計系統,以大幅提高該產品的設計效率,緩解設計人員的設計壓力,同時為其它產品的類似開發奠定必要的技術基礎。軌道車輛彎門快速設計系統的具體要求是:
1.1 面向標準化的軌道車輛彎門系統模塊化的規劃及建立,確定軌道車輛彎門中各個模塊的功能與相互間的聯系。
1.2 建立實用的軌道車輛彎門快速設計系統,能根據不同的設計參數自動實現整個軌道車輛彎門產品的快速設計,各零部件自動與總裝配體關聯變化。根據需要實現軌道車輛彎門中門的長短、寬窄、折彎(或圓弧)位置變化而變化;門板上門窗大小、位置實現變化驅動;門板上的把手、鎖扣和保險鎖等標準部件的位置尺寸應可變化驅動。
1.3 能自動生成產品的三維總裝配數模和全部零部件的二維工程圖(如零件圖、框架焊接圖、蒙板、鋁蜂窩、密封膠條、窗框、玻璃等)。
1.4 用戶參數輸入界面應簡潔友好。
1.5 對設計結果進行有限元分析,確定最佳設計結果。
2軌道車輛彎門快速設計系統總體方案設計
2.1 車輛彎門快速設計系統的總體方案框架對軌道車輛彎門進行總體的結構與功能分析,并根據目前三維CAD軟件所具備的功能和參照國內利用CAD軟件進行標準件及常用件開發的成熟技術得到系統的總體方案框架如圖1所示。
首先由軌道車輛彎門系統設計者對軌道車輛彎門進行功能分析、結構分析、約束分析、尺寸分析。在對軌道車輛彎門進行分析的基礎上對彎門進行模塊劃分(門扇體、承載部件、上下滑道、內外操縱裝置、翻轉腳蹬、電氣系統)及模塊接口的確定,進行各模塊間的連接與約束分析,找到模塊的組裝方式,形成最后的產品模型。
然后對軌道車輛彎門中各模塊進行參數化建模。在參數化建模中由于軌道車輛彎門是彎門系統,在很多模塊的參數化中需采用非線性化的建模方式。各模塊進行組裝對其中標準件的選用采用數據庫進行選擇與調用,對公差進行數據庫調用使得各模塊中尺寸有變化時公差會隨著變化。
最后對設計的產品結構進行有限元分析,查看是否符合設計要求,符合就可以進行工程圖等一系列的工作,不符合需要對結果進行分析,查看原因。
2.2 車輛彎門快速設計系統的實現過程根據系統總體方案,具體實施的步驟主要分為四大步,一是對軌道車輛彎門進行產品分析;二是對軌道車輛彎門進行模塊劃分;三是構建設計對象即軌道車輛彎門的三維快速設計模型;四是編制該快速設計模型的軟件控制程序,實現軌道車輛彎門的快速設計功能。系統總體方案的實現過程及輔助軟件如圖2所示。
軌道車輛彎門的模塊化分析、結構分析、約束、尺寸及功能分析是快速設計建模的基礎,在這一步必須清楚產品為滿足功能要求應具備的基本特性,理清零件之間、零件內部各特征之間的約束關聯關系,然后將軌道車輛彎門按照功能劃分模塊,對各模塊中各種參數按功能進行分類,找出主要參數和次要參數。(主要參數是為滿足不同客戶的需求必須變化從而直接導致其它參數發生變化的參數,次要參數則是受約束控制隨主要參數變化而變化的參數);在產品模塊、約束及功能關系理清以后,構建出快速設計系統的三維模型,這一步的實現需要三維的機械CAD支撐軟件,同時計算機操作系統也是一個需要重視的環節;建模完成后要建立用戶與三維參數化模型的聯系,實現人機交互。最后要對產生的結果進行有限元分析,根據實際情況,對整體的強度進行校核,再對系統尺寸進行確定,找尋最佳方案。此外,對于一些公差、粗糙度等信息還需要提供必要的數據庫,以實現這些信息的自動更新。
3車輛彎門快速設計系統的實現
該快速設計系統是以軌道車輛彎門為基型研發的,在設計時充分考慮程序的運行環境、運行的流程、要實現的功能、公司要求的技術指標以及設計工程師的方便性。系統的流程如圖3所示。
軌道車輛彎門快速設計系統在參數的提取和設計時是分為各個模塊進行,系統中提取的33個主要驅動參數分布于各個模塊之中,在設計快速設計系統的參數輸入界面時,為了用戶的方便與界面的友好,根據參數在軌道車輛彎門的特征位置和每個參數控制的特征進行分類,這樣使得用戶在使用時很容易明白每個參數的意義,同時在有些界面不是很直觀的地方都有【查看】鍵,用戶在不明白該參數代表哪個驅動參數時可以按該鍵進行查看。軌道車輛彎門快速設計系統加載在SolidWorks的運行環境下進行,即先打開SolidWorks,再在SolidWorks環境下加載系統[3];SolidWorks中確定關聯零件關系的方法有添加約束、添加方程式和編寫控制程序,添加約束的過程實際上就是裝配的過程,添加方程式和編寫控制程序來關聯尺寸實際上就是用驅動尺寸來驅動從動尺寸的過程。
軌道車輛彎門車體參數輸入界面如圖4,該界面中的驅動參數主要是控制門扇體上窗戶以及門扇體上的挖手等特征的參數。主要是玻璃窗框的高度、寬度、距車門的左右距離等特征參數。
用戶在根據設計要求輸入參數后,軌道車輛彎門快速系統將會自動生成新的軌道車輛彎門系統模型,預覽快速設計的結果。系統對參數化結果進行干涉檢查,若有誤,重新輸入參數,若無誤,該系統自動生成所有零部件的工程圖及三維模型;自動保存快速設計的結果,程序結束。
在某公司的實際應用中,軌道車輛彎門快速設計系統對用戶在系統自動生成所有零部件的工程圖及三維模型后,利用有限元技術對系統中需要進行檢驗的模塊和零件進行檢測。檢測合格后完成了用戶根據設計需要對軌道車輛彎門完成新型軌道車輛彎門的設計。
4結論
快速設計的目的是要縮短從用戶要求到設計完成之間的時間,即從產品想法到虛擬樣機或是試制樣件的時間。在對快速設計技術進行研究的基礎上對軌道車輛彎門快速設計系統進行了研究與開發后,通過在企業的運用,很好的滿足了企業的實際需要。
參考文獻:
[1]滕啟,王科社,孫江宏,車麗晶.試論快速設計技術與方法.北京機械工業學院學報,2000(6):15-17.
[2]齊爾麥.機械產品快速設計原理方法關鍵技術和軟件工具研究.天津大學博士論文,2003.
產品的總體方案設計范文4
關鍵詞： 現代機械設計 系統化 結構模塊化 產品特征 智能化
隨著近年來人類科學技術水平的加速發展，特別是計算機軟硬件性能的持續提高，以及計算機技術對各行各業全面深入的滲透，各技術領域的思維、觀念和方法不斷得以更新。機械設計作為一個具有幾百年歷史的技術領域，也在世界科技進步的大潮中獲得了新生。目前，計算機輔助產品的設計繪圖、設計計算、加工制造、生產規劃已得到了比較廣泛和深入的研究，并初見成效。
根據目前國內外設計學者進行機械產品方案設計所用方法的主要特征，我們可以將方案的現代設計方法概括為下述四大類型。
一、系統化設計方法
系統化設計方法的主要特點是：將設計看成由若干個設計要素組成的一個系統，每個設計要素具有獨立性，各個要素間存在著有機的聯系，并具有層次性。所有的設計要素結合后，即可實現設計系統所需完成的任務。
系統化設計思想于上世紀70年代由德國學者Pahl和Beitz教授提出，他們以系統理論為基礎，制定了設計的一般模式，倡導設計工作應具備條理性。德國工程師協會在這一設計思想的基礎上，制定出標準VDI2221技術系統和產品的開發設計方法。
由于每個設計者研究問題的角度以及考慮問題的側重點不同，進行方案設計時采用的具體研究方法亦存在差異。具有代表性的系統化設計方法有設計元素法、圖形建模法、“構思”―“設計”法、矩陣設計法、鍵合圖法，等等。
二、結構模塊化設計方法
從規劃產品的角度提出：定義設計任務時以功能化的產品結構為基礎，引用已有的產品解（如通用零件部件等）描述設計任務，即分解任務時就考慮每個分任務是否存在對應的產品解。這樣，能夠在產品規劃階段就消除設計任務中可能存在的矛盾，早期預測生產能力、費用，以及開發設計過程中計劃的可調整性，由此提高設計效率和設計的可靠性，同時也降低新產品的成本。Feldmann將描述設計任務的功能化產品結構分為四層：（1）產品（2）功能組成（3）主要功能組件（4）功能元件。并采用面向應用的結構化特征目錄，對功能元件進行更為具體的定性和定量描述。同時研制出適合于產品開發早期和設計初期使用的工具軟件STRAT。
這種方法認為專用機械中多數功能可以采用已有的產品解，而具有新型解的專用功能只是少數。因此，在專用機械設計中采用功能化的產品結構，對于評價專用機械的設計、制造風險十分有利。
這種方法提倡在產品功能分析的基礎上，將產品分解成具有某種功能的一個或幾個模塊化的基本結構，通過選擇和組合這些模塊化基本結構組建成不同的產品。這些基本結構可以是零件、部件，甚至是一個系統。理想的模塊化基本結構應該具有標準化的接口（連接和配合部），并且是系列化、通用化、集成化、層次化、靈便化、經濟化，具有互換性、相容性和相關性。我國結合軟件構件技術和CAD技術，將變形設計與組合設計相結合，根據分級模塊化原理，將加工中心機床由大到小分為產品級、部件級、組件級和元件級，并利用專家知識和CAD技術將它們組合成不同品種、不同規格的功能模塊，再由這些功能模塊組合成不同的加工中心總體方案。
這種方法以設計為目錄作為選擇變異機械結構的工具，提出將設計的解元素進行完整的、結構化的編排，形成解集設計目錄。并在解集設計目錄中列出評論每一個解的附加信息，非常有利于設計工程師選擇解元素。
根據機械零部件的連接特征，將其歸納成四種類型：
1）元件間直接定位，并具有自調整性的部件；
2）結構上具有共性的組合件；
3）具有嵌套式結構及嵌套式元件的連接；
4）具有模塊化結構和模塊化元件的連接，并采用準符號表示典型元件和元件間的連接規則，由此實現元件間聯接的算法化和概念的可視化。
在進行機械系統的方案設計時，用“功能建立”模塊對功能進行分解，并規定功能分解的最佳“?；背潭仁枪δ芘c機構型式的一一對應?！敖Y構建立”模塊則作為功能解的選擇對象，以便于實現映射算法。
三、基于產品特征知識的設計方法
基于產品特征知識設計方法的主要特點是：用計算機能夠識別的語言描述產品的特征及其設計領域專家的知識和經驗，建立相應的知識庫及推理機，再利用已存儲的領域知識和建立的推理機制實現計算機輔助產品的方案設計。
機械系統的方案設計主要是依據產品所具有的特征，以及設計領域專家的知識和經驗進行推量和決策，完成機構的型、數綜合。欲實現這一階段的計算機輔助設計，必須研究知識的自動獲取、表達、集成、協調、管理和使用。
四、智能化設計方法
智能化設計方法的主要特點是：根據設計方法學理論，借助于三維圖形軟件、智能化設計軟件和虛擬現實技術，以及多媒體、超媒體工具進行產品的開發設計、表達產品的構思、描述產品的結構。在利用數學系統理論的同時，我們考慮了系統工程理論、產品設計技術和系統開發方法學VDI2221，研制出適合于產品設計初期使用的多媒體開發系統軟件MUSE。上述各種方法并不是完全孤立的，各類方法之間都存在一定程度上的聯系。
機械產品的方案設計正朝著計算機輔助實現、智能化設計和滿足異地協同設計制造需求的方向邁進，由于產品方案設計計算機實現方法的研究起步較晚，目前還沒有成熟的、能夠達到上述目標的方案設計工具軟件。我認為，綜合運用文中四種類型設計方法是達到這一目標的有效途徑。雖然這些方法的綜合運用涉及的領域較多，不僅與機械設計的領域知識有關，而且涉及系統工程理論、人工智能理論、計算機軟硬件工程、網絡技術等各方面的領域知識，但仍然是產品方案設計必須努力的方向。
參考文獻：
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［2］基于WEB的計算機輔助機械創新設計系統研究..計算機類.計算機應用.
［3］機械產品方案的現代設計方法及發展趨勢.中國.其它.創新論文.
［4］唐林，鄒慧.君機械產品方案的現代設計方法及發展趨勢.機械科學，2006，9，18.
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［6］劉曉敘，陳敏.機械產品綠色設計理念.機械設計，2006，4，12.
［7］韓忠愿，熊模華，鐘毅芳，周濟.現代機械工程設計的特點及CAD技術的走向淺.華中理工大學CAD中心.
產品的總體方案設計范文5
【關鍵詞】無線方式 電能集中采集 適時對用戶進行控制
1 引言
電力供應的市場化，使電力系統不斷完善自我機制，提高電力系統自動化水平，加快采用電能集中采集、集中抄表、計費、結算的自動化成為一項重要而且迫切的任務。
目前，這一工作在許多城市建設中已經完成探索，并已進入實施階段。但是，從目前反映出來的問題來看，電能集中采集、集中抄表、計費、結算的自動化系統還有待進一步改進，設備也應進一步完善。
2 電力網計費統計系統總體方案設計的改進
目前電力網計費統計系統總體方案設計的方框圖如圖1所示，
處于變電站基層的主站系統通過局域網或現場總線和集中抄表裝置進行通信，實現用戶電能集中采集、集中抄表、計費，原始數據歸類和存檔，各種報表集中顯示和打引，并且進行負荷預測、分段費率的在線監測等，同時還可通過電力載波或專用光纜或因特網完成與上級調度中心的協調和數據管理及交換，
以上這些設計均已在系統管理中完成，并在不少局域網使用。但該系統管理設計有一個很大的缺陷，即無法對用戶進行集中控制，也無法對單一的特殊用戶進行特殊控制。并采取正當的手段對極個別惡意用戶惡意拖欠電費、或偷竊電能的用戶及時給以警告和采取強制措施。
目前，移動通信的用戶及固定電話的用戶都感覺到：電信通信聯絡已經發展得相當完美，移動通信的用戶及固定電話的用戶隨時隨地都可以方便地查詢到自己當月的話費和通信記錄并打印出來。而且，當你一旦欠款或者下月不去繳納話費，移動通信及固定電話的控制中心就會及時采取可靠措施，對你的手機或固定電話給以停機。而當你及時去補交了話費后二小時內，你的手機或固定電話就又會恢復原有的所有通話功能。
現在，我們就是設想在電力網中實現象電信網一樣的計費管理體系，使電力系統也能做到對電力用戶電能集中采集、集中抄表、計費，原始數據歸類和存檔，各種報表集中顯示和打引。并且進行負荷預測、分段費率的在線監測等，同時還可通過電力載波或專用光纜或因特網不僅完成與上級調度中心的協調和數據管理及交換而且對用戶進行適時控制。
(1)設想改進后電力網計費統計系統總體方案設計的方框圖如圖2所示。
(2)集中抄表裝置硬件系統改進設想
集中抄表裝置硬件系統原設計的方框圖如圖3所示。
集中抄表裝置硬件系統原設計是采用底層網絡系統，如RS-485總線擴展系統。再通過IP網與住宅小區的互聯網相聯，經過互聯網的轉換，達到遠程多表抄收的目的?，F在，我們設想用現有的國產XX公司的小靈通通信技術，使集中抄表裝置硬件系統的設計由RS-485總線擴展系統傳輸及互聯網傳輸變為無線傳輸，實現一個大的飛躍，而小靈通通信的中繼站則也可成為集中抄表裝置的中繼站。
這樣一來，客戶多功能費率裝置(電能表)就要實現質的改變。它集電能表、自動分斷器、無線手機多功能于一身，是名副其實的高科技新產品。
(3)客戶多功能費率裝置(電能表)改進設想
客戶多功能費率裝置(電能表)改進設計后的方框圖如圖4所示，
改進設計后“客戶多功能費率裝置”具有以下功能：
①電能表功能：能準確無誤計算客戶電能消費量。
②分段記時記費功能：能正確區分黑夜、白天的電能消費量。
③保護功能：當客戶用電出現意外，能自動控制空氣開關使其分斷，保護客戶的家用電器。
④鎖扣功能：即當客戶用電超量且未能及時交納足夠的電費，能自動控制空氣開關使其分斷，并通過通信功能單片機及無線信號發射器(手機芯片)將空氣開關鎖住，使其無法手動合閘。直到你補交齊所欠電費，二小時后方可自動解扣，且在控制中心形成一個完整的操作過程，并記錄在案。
改進設計后“客戶多功能費率裝置”由于借助于國產XX公司的小靈通無線通信技術，因而可以更快捷、更方便、更可靠地實現用戶電能集中采集、集中抄表、計費，原始數據歸類和存檔。各種報表集中顯示和打印。同時也使廣大群眾在自己的“客戶多功能費率裝置”(電度表)能方便查閱到當月電能消費量和應付費用。
客戶多功能費率裝置(電度表)改進的關鍵所在是萬能式空氣開關的改進和國產XX公司的小靈通無線通信技術的使用。無線通信技術模塊(主板)要能保證在接到欠款的指令之后，能有效控制萬能式空氣開關不能合閘，即當你手動合閘時開關就會自動脫扣。這就是說要有新的智能式空氣開關面世與之配合。目前，南京全屋電器開關有限公司已有一種F&H智能型電話遙控開關，只要對此開關進行小的改進，即可與新型智能型數字電度表配合使用。達到更快捷、更方便、更可靠地實現用戶電能集中采集、集中抄表、計費，原始數據歸類和存檔，以及電話遙控斷電(切斷電源)等功能。
3 目前遠程多表抄收與安全防范系統的方式比較
目前遠程多表抄收大多采用：1)電力載波方式；2)電力載波＋有線傳播方式：3)對講系統＋局域網＋互聯網方式；4)住宅多層傳輸底層網(RS―485總線擴展系統)＋局域網＋互聯網方式；5)基于現場總線(LonWorks總線)＋局域網＋互聯網方式；6)基于TCP/IP單芯片技術＋局域網＋互聯網方式等等。這些方式都各自有不同程度上的不足之處。如電力載波方式仍然難以克服變壓器的隔離作用，此外，信息泄漏也是電力載波方式很難解決的問題。住宅多層傳輸底層網(RS-485總線擴展系統)＋局域網＋互聯網方式現在應用比較多，技術相對來說比較成熟。而基于TCP/IP單芯片技術＋局域網＋互聯網方式則是目前較為看好的一種方武，它通過TCP/IP協議直接實現與小區以太局域網接人，具有成本低、效率高、性價比高、符合發展技術趨勢和可擴充性好等優點，是近幾年發展的熱點。但它們都有一個缺點，即是無法對商品化的電能實施有效控制，不能及時切斷那些違法的竊電行為，不能及時杜絕惡劣用戶的刻意拖欠電費。
產品的總體方案設計范文6
關鍵詞：手機再制造；方案設計；效益分析
中圖分類號：
文獻標識碼：A文章編號：16749944（2016）12024303
1引言
隨著手機更新換代的頻率加快，人們對于手機的更換頻率的增加，舊手機的數量也在逐漸增加。當前，我國手機已進入更新換代高峰期，但由于技術和管理等方面存在的一些問題，廢舊手機回收率極低，大量廢棄手機造成的環境與資源問題日益突出。因此，如何對手機進行回收利用并進行再制造以最大程度解決其對環境和資源帶來的問題，已成為很重要的研究課題。
目前，我國對手機再制造研究較少，也未見相關報道。而國外電子產品再制造應用較多的主要有相機、打印機、復印機、清潔器、電腦等[1]。這些產品的再制造商主要為原設備提供商，他們主要通過“出租”或“用一次付費一次”的方式對再制造產品進行銷售，而不是零售渠道。而針對手機以及無線耳機、收音機等產品，由于原設備制造商參與較少，所以針對它們再制造應用較少，但也有部分應用比如歐洲的手機供應市場，美國iphone制造商等[2-3]。由于手機再制造成本較低，可滿足低收入人群的通信需求，同時也達到了環保和資源節約要求，滿足政府的相關標準，因而對于手機再制造的研究非常重要。
針對手機再制造進行了基本情況、廢棄原因、可行性、方案設計以及效益分析，利用“分層思想”，構建了手機再制造的流程并對各層進行了詳細分析，對我國手機再制造研究具有重大的意義。
手機再制造設計[4]是指以手機為對象，根據手機再制造產品要求，運用科學決策方法和先進技術，對再制造過程中的廢舊手機產品回收、再制造生產及再制造產品市場營銷等的生產環節、技術單元和資源利用進行全面規劃，最后形成最優化再制造方案的過程。
成功的手機再制造[5]必須面對新手機的價格的持續下降，手機更新換代的頻率加快，由于不友好設計帶來的拆解困難，運輸以及再制造過程中的勞動和機器成本消耗等問題。
2手機再制造研究的基本情況
2.1總體數量及廢棄情況
歐洲國家手機的平均更新頻率小于18個月，而每年設計的不同型號的新手機就超過100種[1～3]。我國手機更新的頻率同樣也較高，人們更換手機的周期已由過去的3～5年縮短到18個月左右。相對如此高的更新頻率，我國廢舊手機回收率卻僅為1 %[1～3]。
目前，國內廢舊手機及電池的回收主要是依靠小商小販在街頭或在二手市場中收購。2008年中國移動曾開展了“綠箱子”環保計劃，在國內約1000家自辦營業廳、手機供應商、150家銷售中心及維修中心長期設立“綠箱子”，專門收集廢棄手機及配件。中國移動通過“綠箱子”環保計劃共回收廢舊手機及配件135萬件，其中90 %是手機電池[1～3]。我國已是世界最大的手機生產國和消費國，手機用戶以每年超過10 %的速度增長。大量廢舊手機、電池未能回收利用，既造成了資源的極大浪費，也帶來了嚴重的環境問題。
2.2資源浪費情況
據中國電子企業協會廢舊手機綜合利用委員會統計[4]，一部手機中鋼鐵占54 %，銅鋁占20 %，塑料占17 %，線路板中還含有貴重的金、銀、鈀等金屬。1 t電路板中，可分離出130 kg銅、20 kg錫、0.45 kg黃金。廢手機電池也含有豐富的黃金、鈷、鎳等稀有金屬。據統計，我國生產手機電池年用鈷約5600 t，用鎳約3萬t，相當于我國27 %的鈷產量和15 %的鎳產量。
而我國廢舊手機回收利用率非常低，造成了資源上的浪費，同時由于廢舊手機及電池中含有砷、汞等有毒有害物質，隨意丟棄和處置也會對環境造成污染。
3手機廢棄原因分析及再制造可行性分析
3.1主要廢棄原因
造成手機廢棄原因有很多，主要原因可表現為以下幾個方面。
3.1.1觀念的變化
由于人們生活水平的提高，往往追求性能更高的產品，而忽略了產品本身可以滿足的性能。部分人特別是青少年往往存在攀比心理，緊跟電子產品更新換代的步伐，導致舊手機的不斷產生。
3.1.2技術發展較快
由于人們高質量高品質的要求，催生了手機技術發展的快速步伐，以蘋果公司生產的iPhone手機為例，iPhone已由起初的iPhone3GS，歷經了iPhone4、4S、5、5C、5S、6、6S等系列手機產品，其產品的性能和品質越來越高，近年來型號的更新頻率越來越快，而且其內部ios安裝系統的更新速度更快。這就導致對手機品質要求較高的人進行手機更換，也直接導致舊手機的產生和廢棄。
3.1.3產品損壞或部分缺陷
由于長時間對手機的使用以及使用過程中的一些客觀因素，手機可能會出現軟件運行太慢、緩存太小、產品外觀磨損、部分零件失效等情況，這些原因也會導致舊手機的產生。
3.2再制造可行性分析
對手機再制造可行性進行分析就必須掌握手機的組成，一部典型的智能手機主要由機殼、PCB主板、操作系統、應用軟件、顯示屏、電池、鍵盤（含側按鍵）、話筒、聽筒、外置耳機、攝像頭、藍牙天線、GPS天線等模塊組成。
而當前手機再制造面臨的一些限制主要表現為總體方案的設計，回收利用環節和拆解環節的效率問題。只有這些問題得到較好的解決，才能確保手機的再制造的可行性和有效性。
3.2.1回收利用環節
有效地回收是手機再制造的基本元素。我國有部分大眾將手機捐獻或者以小收益的方式將手機出售以供生產商回收，然而這遠遠不夠，當前我國廢舊手機的回收率極低，主要原因有以下幾點。
（1）觀念滯后。我國大多數消費者對電子廢棄物可能造成的環境危害認識不夠，隨手丟棄現象嚴重，選擇回收處理意識不強。
（2）管理措施滯后，監督不到位。一部分廢舊手機、電池經翻新流入二手市場，影響了手機市場秩序，并造成不少安全隱患。還有一部分廢舊手機、電池進入土法冶煉貴金屬的非法企業，往往造成環境污染。而規范的拆解回收企業在處理成本上沒有優勢。
（3）手機電池設計規范和產品標準未能統一造成了手機電池的巨大浪費，目前不僅不同品牌手機電池規格型號不統一，同一品牌不同型號的手機所用電池也不統一，電池和手機同時淘汰，增加了廢舊電池的數量。
（4）我國廢舊手機、電池處理技術也沒有成熟。我國回收的廢舊手機、電池，最后都要送到新其他國家處理。目前國內多數工藝及其設備仍處于實驗室階段，還沒有達到產業化程度。
另外，回收利用過程中最重要的識別手機的剩余價值的技術手段與方法也對于舊手機的處理非常重要。解決上述幾個問題，對于手機的有效回收利用有重要意義。
3.2.2拆解環節
有效地拆解是手機再制造的根本前提，手機的組成部分很多，如何對各部分進行測試檢查以及進行有效的拆解非常重要。手機的拆解可分為機械拆解、半自動化拆解和全自動化拆解。
機械拆解為純手工拆解、可由專業技術人員利用一定的機械工具對手機元器件進行拆解，該方法實施簡單，成本較低，但拆解效率也低。半自動化拆解可通過人工經驗結合一些自動化機器對手機各部分器件進行智能化拆解。自動化拆解利用通用的全自動化設備，通過編制的程序對手機各部分組成進行智能識別判斷和拆解，以達到手機拆解高效率的目的。
3.2.3總體方案設計環節
總體方案的設計是手機再制造的核心內容，手機再制造的效率和品質保證與這一環節密切相關。手機再制造主要有回收、檢測評估、翻新、認證、售后服務等環節，其流程如圖1所示。
4再制造技術方案
4.1總體思路
結合第3節手機再制造的可行性分析，利用分層思想對不同程度手機進行了再制造方案的設計規劃，整個方案設計如圖2所示。
在手機再制造流程中，按照手機的分層思想，將方案設計中手機分為3個階層。
第1階層：此階層的手機是將回收利用的手機，經過手機識別和檢測后仍然完好或者通過拆解、清洗、形成恢復件、加入新部件組裝后的手機形成可參與手機包裝的階層。
第2階層：此階層的手機是指將檢測后功能和構件完好或重新清洗組裝后的手機進行軟件升級可參與手機包裝的階層。
第3階層：此階層的手機指將軟件更新后的手機經過打磨工序后形成的可參與手機包裝的階層。
4.2技術途徑與實現方法
廢舊手機回收與綜合利用再制造涉及回收、拆解、處理等多個環節，需要手機生產商、銷售商、維修商、通信運營商、回收機構、拆解處理企業等共同參與和廣大消費者的支持。按照4.1節手機再制造的思路，手機再制造涉及到手機的回收、分類檢測、拆解、清新、壞件修復、組裝、軟件更新、打磨等工序、不同階段要求的技術方法也不相同。針對我國的手機再制造幾個典型環節的技術實現途徑如下。
4.2.1回收利用的實現方法
（1）建立多元化的回收渠道，讓廣大手機用戶賣手機像買手機一樣方便，從而切實提高廢舊手機回收率。應研究建立手機“以舊換新”回收機制，逐步擴大手機回收規模。只有當廢舊手機回收量達到較大規模時，拆解處理與綜合利用在經濟上才是合算的。
（2）推進手機再制造工作，建立和規范二手手機產品認證制度，培育二手手機市場。英國等許多發達國家有專門的二手手機制造公司，對回收的廢舊手機能用的進行翻新，不能用的進行無害化處理。
（3）制定扶持政策鼓勵正規企業提高廢舊手機處理工藝和裝備水平。由于廢舊手機無害化處理成本高，企業缺少投資積極性。國家政策上應該對舊手機處理提供支持。
（4）抓緊手機電池統一標準的制定工作，從源頭上加強治理，降低電池生產成本，提高手機電池重復利用水平和廢舊電池回收處理效率。此外，有關部門應推進廢舊手機綜合利用試點工作，總結經驗，及早推廣。
手機回收利用主要依據其剩余價值，而手機的剩余價值分為已知和未知兩部分，如何評定手機的剩余價值便需用到相關的評估技術或者需培養專門的技術人員根據個人經驗對手機的剩余價值進行評估，以達到手機手機回收的高效化。
4.2.2分類檢測的實現方法
手機的分類檢測，需要根據不同種類型號的手機進行，由于手機種類和型號的不同，會導致手機的分類和檢測比較復雜。根據當前技術、可對已有的不同種類和型號的手機各項參數及其組成進行整理放置在數據庫中，而檢測利用相應的檢測軟件結合相關器材通過調用數據庫中對應手機的相關數據信息，可對手機的不同部件進行檢測，最終達到分類和檢測的目的。
4.2.3拆解的實現方法
手機再制造的拆解為全自動化拆解和通用拆解。通用拆解就是傳統的機械拆解。自動化拆解就是利用通用的全自動化設備，通過編制的程序結合相關拆解器材對手機各部分組成進行智能識別判斷和拆解。
4.2.4壞件修復的實現方法
手機壞損部件的修復可借鑒我國工業上的一些表面修復技術以及通信方面檢測修復技術，對手機損壞的外殼、鍵盤、PCB電路板、話筒、聽筒等組成部分進行修復，實現“壞中修好”。
5效益分析
手機的再制造會為我國手機市場中的資源、經濟、社會和環保方面帶來很大的效益。
（1）資源效益。手機再制造節約了大量原生資源的開采。據工業專家統計，1 t材料用于再制造，就可以節約5～9 t原材料。同時，制造手機也需要大量能源，而手機再制造可減少大量的能源消耗。
（2）經濟效益。手機再制造若大規模大批量發展，則可直接為企業創造利潤、減少企業的環保消耗、提升產品品牌和國際競爭力。
（3）社會效益。提高了低收入人員的生活水平，減少了廢棄產品土地占用量和污染引發的各種疾病、提高人員的生活質量。
（4）環保效益。減少了廢棄產品的掩埋量和污染排放量，減少了有害氣體的排放，改善環境質量。
6結語
手機再制造作為再制造產業的一個重要分支，在我國卻沒有得到很好的開展，合理分析我國手機再制造現狀，利用“分層思想”對手機再制造進行規劃，并對各個環節的實現方法及技術路徑進行明確，對于實現我國手機再制造效益最大化最有重要意義。
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