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產品特性分析報告范文1
總論作為可行性研究報告的首要部分,要綜合敘述研究報告中各部分的主要問題和研究結論,并對項目的可行與否提出最終建議,為可行性研究的審批提供方便。
一、項目背景
說明:概述市場及技術發展現狀和項目提出的理由
(一)政策背景
(二)行業背景
(三)企業自身現狀及發展戰略
二、項目簡介
(一)項目名稱
(二)項目建設單位
(三)項目擬建地區和地點
(四)項目建設內容
(五)項目建設進度
(六)投資估算和資金籌措
三、可行性研究工作概況
(一)可行性研究工作承擔單位
(二)報告編制過程
(三)主要內容
(四)編制依據
1、《中華人民共和國公司法》;
2、《中華人民共和國行政許可法》;
3、《國務院關于投資體制改革的決定》國發(20xx)20號;
4、《產業結構調整目錄20xx版》;
5、《國民經濟和社會發展第十二個五年發展規劃》;
6、《建設項目經濟評價方法與參數(第三版)》,國家發展與改革委員會20xx年審核批準施行;
7、《投資項目可行性研究指南》,國家發展與改革委員會20xx年
8、企業投資決議;
9、地方出臺的相關投資法律法規等。
四、項目可行性與必要性分析
說明:從市場發展、國家政策,公司管理、生產技術等方面多角度論證項目的可行性,結合項目的社會效益、經濟效益及當地的發展情況分析項目建設的必要性。
(一)汽車保險項目建設必要性
1、市場需求發展的必要性
2、地方社會經濟戰略規劃需要
3、國家政策對行業升級改造的要求
4、企業自生長遠發展的必然選擇
5、……
(二)汽車保險項目建設可行性
1、經濟可行性
2、政策可行性
3、技術可行性
本項目建設堅持高起點、高標準方案,為保證工藝先進性,關鍵設備引進國外廠商,其他輔助設備從國內廠商中優選。該公司始建于1998年,20xx年改制為股份有限公司,經過多年的技術改造和生產實踐,公司創造出一流的汽車保險工藝和先進的管理技術,完全能夠按照行業標準進行生產和檢測,其新技術方案的引入,將有效保證本項目順利開展。
4、模式可行性
汽車保險項目實施由項目發起公司自行組織,引進先進生產設備,土建工程由公司自主組織建設。項目建成后,項目運作由該公司全資注冊子公司主導,項目產品面向國內、國際兩個市場。目前,國內外市場發展均較為迅速,市場空間放量速度加快,市場需求強勁,可以保證產品有效銷售。
5、組織和人力資源可行性
五、主要經濟指標說明
說明:將研究報告中的主要經濟技術指標匯總,列出主要技術經濟指標表,使審批和決策者對項日經濟效益有一個綜合了解。
第二章 項目建設單位介紹
一、建設單位簡介
二、企業組織結構
三、管理團隊
四、勞動定員與人員培訓
在可行性研究報告中,根據項目規模、項目組成和工藝流程,研究提出相應的企業組織機構,勞動定員總數及勞動力來源及相應的人員培訓計劃。
第三章 市場需求分析及預測
說明:項目立項之前,政府決策者首先需要對產品市場發展前景進行了解,然后才能進行決策,決定是否將項目立項,因此在項目可行性分析報告的市場分析中,要詳細闡述產品市場規模、發展趨勢、需求預測等方面的內容,并確定建設規模。
一、項目經濟環境分析
二、項目政策環境分析
(一)行業相關國家標準
(二)行業準入門檻
(三)國家產業指導政策對本行業的鼓勵或限制情況
(四)國家科技產業發展規劃對本項目技術的鼓勵政策
(五)相關管理部門制定的行業發展指引
(六)項目所在地地方政府的招商優惠政策
(七)項目所在地地方政府的招商優惠政策
(八)本項目產品目標市場的相關政策
(九)行業相關“xx”規劃情況
(十)……
三、項目產品市場分析
(一)汽車保險產品行業發展現狀
(二)汽車保險產品市場規模分析
(三)汽車保險產品市場價格走勢
(四)汽車保險產品市場前景預測
四、汽車保險產品行業競爭格局
(一)行業主要競爭企業分析
汽車保險行業主要企業市場份額占比情況
(二)本項目競爭優劣勢分析
五、本項目營銷戰略分析
第四章 產品與技術方案
一、項目主要產品介紹
(一)主要產品
(二)產品系列
(三)產品特性
二、產品的市場定位
(一)市場定位
(二)產品應用案例
三、產品制造
(一)工藝流程
(二)崗前培訓
(三)質量控制
四、技術與研發
(一)公司技術研發架構
(二)技術儲備
(三)公司持續創新安排
第五章 原輔材料及燃料動力
一、原輔材料及燃料動力消耗
二、主要原輔材料和動力供應情況說明
(一)原輔材料
(二)動力
(三)倉貯
第六章 汽車保險項目產品營銷規劃方案
一、項目營銷戰略目標
二、項目營銷戰略規劃
(一)市場營銷模式
(二)市場營銷策略
1、......
2、......
3、......
4、......
(三)產品促銷手段
1、......
2、......
3、......
4、......
第七章 項目建設條件分析
一、項目選址
二、項目建設地區地理位置
本項目建設地區地理位置
三、項目建設地區基礎設施
四、項目建設地區產業基礎
五、項目建設地區區位優勢
(一)資源優勢
(二)經濟優勢
(三)文化優勢
(四)交通優勢
第八章 工程建設方案與總圖布置
一、總圖布置
(一)總圖布置原則
(二)相關標準及規范
(三)平面布置
(四)豎向布置
(五)道路
(六)廠區綠化
(七)圍墻、大門
(八)總圖工程主要數據
(九)運輸
二、土建工程
(一)設計依據
(二)工程概況
(三)本項目主要建(構)筑物工程匯總
三、公用和輔助工程
(一)給水排水工程
(二)供配電工程
(三)通信工程
(四)供氣
(五)倉貯
第九章 環境保護
在項目建設中,必須貫徹執行國家有關環境保護方面的法規、法律,對項目可能對環境造成的近期和遠期影響,要在可行性研究階段進行分析,提出防治措施,并對其進行評價,推薦技術可行、經濟,且布局合理,對環境的有害影響較小的最佳方案。按照國家現行規定,凡從事對環境有影響的建設項目都必須執行環境影響報告書的審批制度,同時,在可行性研究報告中,對環境保護要有專門論述。
一、相關標準規范
(一)環境質量標準
(二)污染物排放標準
二、環境質量現狀
三、污染源和污染因素分析
(一)廢氣
(二)噪聲
(三)廢水
(四)固體廢棄物
四、環境污染防治措施
(一)廢氣處理措施
(二)廢水防治措施
(三)噪聲防治措施
(四)固廢防治措施
(五)環境綠化
(六)環境管理與監測
第十章 職業安全衛生與消防
在項目建設中,必須貫徹執行國家有關職業安全衛生方面的法規、法律,對項目可能對影響勞動者健康和安全的因素,要在可行性研究階段進行分析,提出防治措施,并對其進行評價,推薦技術可行、經濟,且布局合理,對勞動者健康和安全的有害影響較小的最佳方案。
一、職業安全衛生
(一)相關標準規范
(二)生產過程中危險有害因素分析
(三)職業安全衛生對策與措施
二、消防
(一)相關標準規范
(二)火災危險性分析
(三)防火等級
(四)消防措施
(五)消防人員
第十一章 節能
按照國家發改委的規定,節能需要單獨列一章。按照國家發改委的相關規定,建筑面積在2萬平方米以上的公共建筑項目、建筑面積在20萬平方米以上的居住建筑項目以及其他年耗能20xx噸標準煤以上的項目,項目建設方都必須出具《節能專篇》,作為項目節能評估和審查中的重要環節。項目立項必須取得節能審查批準意見后,項目方可立項。因此,對建設規模超過發改委規定要求的項目,《節能專篇》如同《環境評價報告》一樣,是項目建設前置審核的必須環節。
一、節能法規、政策、用能標準和節能規范
(一)節能法規和政策
(二)用能標準和節能規范
二、能源供應情況
三、能源消耗狀況
(一)能源消耗種類、數量
(二)用能總量和用能結構
四、能源消耗指標分析
(一)單位產品能耗指標
(二)指標類比分析
五、節能措施和效果分析
(一)節能降耗主要障礙
(二)節能降耗主要措施
第十二章 進度計劃與招標
說明:項目建設時間是指從正式確定建設項目,到項目運營生產這段時間,包括項目前期準備工作、資金籌措、勘察設計和設備訂貨、施工前準備、施工過程、生產準備、竣工驗收和交付使用等各工作階段,各階段工作緊密銜接、交叉進行。因此,在項目可行性分析報告中,需對項目實施進度進行統一規劃、科學安排。
一、項目實施階段規劃
二、項目實施進度表
第十三章 投資估算及資金籌措
說明:項目建設投資估算、使用計劃和資金籌措方式,是項目可行性分析報告的重要組成部分。
一、投資估算
(一)投資估算范圍
(二)建設投資估算
1、固定資產投資(土地費用、土建工程、裝修裝飾、設備、預備費、工程建設其他費用、建設期利息)
2、流動資金
3、項目總投資及其構成分析
二、融資方案
(一)投資計劃
分年投資計劃表
(二)融資計劃
(三)資金籌措
第十四章 項目財務評價
說明:財務評價結論是項目建設方案取舍的主要依據之一,也是對建設項目進行決策的重要依據。
一、基本財務數據假設
(一)財務評價依據
1、《中華人民共和國會計法》
2、《企業會計準則》
3、《中華人民共和國企業所得稅法實施條例》
4、《中華人民共和國增值稅暫行條例實施細則》
5、《建設項目經濟評價方法與參數(第三版)》
6、項目必須遵守的國內外其他工商稅務法律文件。
(二)范圍
(三)計算期
(四)稅率說明
(五)其他說明
二、財務效益與費用估算
(一)營業收入
(二)總成本費用
(三)增值稅
(四)營業稅金及附加
(五)所得稅
(六)利潤與利潤分配
(七)效益與費用評估小結
三、現金流估算
(一)項目投資現金流估算
(二)項目資本金現金流估算
四、項目盈利能力及償債能力
說明:相關財務指標(投資利潤率、投資利稅率、財務內部收益率、財務凈現值、投資回收期)
(1)財務凈現值(NPV)
財務凈現值是按設定的基準收益率,將項目計算期內各年凈現金流量折現到建設期初的現值之和。計算公式為:
n
NPV=Σ (CI-CO)t (1+ic)-t
t=1
(2)財務內部收益率(IRR)
財務內部收益率,是指項目在計算期各年差額凈現金流量現值累計等于零時的折現率。計算公式為:
n
Σ (CI-CO)t (1+IRR)-t = 0
t=1
(3)投資回收期(Pt)
根據現金流量表,按下式計算:
Pt=(累計凈現金流量開始出現正值年份數-1)+上年累計凈現金流量絕對值/當年凈現金流量
五、不確定性分析
(一)敏感性分析
(二)盈虧平衡分析
六、財務評價結論
第十五章 風險分析
一、項目主要風險
(一)經濟風險
(二)市場風險
(三)技術風險
(四)政策風險
(五)原料風險
二、風險防范對策
(一)風險控制
(二)風險轉移
(三)風險自擔
第十六章 項目綜合評價結論
產品特性分析報告范文2
關鍵詞:醫療器械;臨床試驗;監管現狀;分析;對策
醫療器械臨床試驗是指在國家允許支持的醫療器械臨床試驗機構中,嚴格遵守《醫療器械臨床試驗規定》和《藥物臨床試驗質量管理規范》的前提下,對準備申請注冊的醫療器械正常使用條件下的有效和安全方面進行驗證和試行的關鍵步驟[1]。本研究在對我院相關醫療器械臨床試驗報告中總結了出現的一些問題,并提出相應的處理對策,現報道如下。
一、資料與方法
(一)一般資料
回顧性分析我院2014年3月-2016年10月期間收集的醫療器械臨床試驗監管分析報告單及定期相關核查意見作為本次研究對象,匯總我院普遍存在的臨床醫療器械實驗監管中出現的具體問題,并給予相應指導措施。
(二)統計學處理
使用SPSS22.0統計學軟件對本次研究數據進行處理,計數資料組建組間對比使用百分比(%)表示,使用X?檢驗,計量資料采用t檢驗,P
二、結果
通過回顧性方式歸納我院醫療器械臨床試驗監管工作中存在的普遍問題映射出我國醫療器械臨床試驗監管的基本現狀,相關因素見表1。
三、相應措施指導
1、合理規范臨床基地設置:由于醫療器械本身的復雜和場所選擇的多樣性,導致我國大多數醫院的臨床試驗基地規劃欠合理,并影響了相對臨床的試驗周期。對此,相關的醫療器械企業和醫院應當科學協調臨床試驗站點,在實驗開始前,把相對的臨床試驗現場核查的場地基礎內容加入到保障臨床試驗質量控制方面,以文件的形式固定化。要欄裥調分配相應的試驗所需場地(如血站、口腔、眼科、臨床試驗檢驗中心等),避免產品資源的浪費和排隊現象,最大程度保證臨床試驗周期的順利完成。2、要加強對監察員及相關人員的培訓:目前我國醫療器械產業基礎不牢固,缺乏高素質從業人員,尤其是醫療監管及相關法律方面缺失比較突出,從而相關機構要構建獨立的醫療器械的管理部門,對臨床試驗所設計人員進行集中培訓指導,并把在監管和實驗中出現的不良事件及問題進行糾正,學習相關監管方面的法律法規,特別注意CFDA的新法規條例,定期參加各種形式的考核和相關講座,對進行臨床試驗人員要進行產品特性、使用及說明的訓練,從整體上提高該部門的工作人員素質和技能。3、不斷構建臨床試驗對醫療器械的管理:相關醫院和機構要對醫療器械的使用、清潔、保養及回收等程序規范化,并使用記錄備案制度,標注產品型號、名稱及生產失效時間,用特殊符號標記為“臨床試驗”的專用物品,為了確保接收、維修及回收的醫療器械數吻合對應,要嚴格做好處置日期、處置原因、處置方法、相關型號、批號、規格及涉及人員姓名。4、細化立項審核,嚴格控制臨床試驗風險:我國大部分民營醫療器械企業管理相對粗放,產品質量保證比較波動,所以在臨床試驗機構在申請臨床試驗前要綜合評估企業的整體資源的合格性,嚴格把控好臨床試驗風險。主要包括對試驗產品的評估考慮、企業及監管員的整體素質評估、開展臨床試驗研究人員技術能力和處理突發事件能力的評估。在試驗開啟前還要召開研究者所涉及人員會議,詳細介紹注意事項及相關要求,對于試驗中出現的不合格產品和受試過程不理想的產品,要以保證受試者利益為前提,限制盲目機型市場的流通和開發,結合中國自身具體實際,建立一套規范化的醫療器械監管制度及臨床實驗審批規定,從粗到細規劃整個項目的各個審核標準,從而保證臨床試驗周期的順利結束,達到最優試驗效果。
四、結語
雖然我國醫療器械監管工作起步晚,但醫療器械的臨床試驗是對醫療器械進行檢驗和運行結果的科學評估標準,直接影響著相關醫療器械企業的發展方向,所以如何促進經濟有效的監管臨床試驗成為全球范圍內監管部門的一大困擾難題[3]。本研究表明,醫療器械的臨床試驗監管是醫療器械管理工作中的重要組成部分,必要的管理措施和遵守相關的法律法規,是提高我國醫療器械管理能力和保障相關臨床試驗質量的基礎堡壘,為醫療器械市場協調發展起到積極的促進意義。
產品特性分析報告范文3
高職院校的電子商務專業目前的課程體系基本是由計算機的一些專業課程加上一些商務的課程共同構成的。各個高職院校會根據學科的偏向而進行一些取舍,有些學校會有更多的計算機專業課程,有些學校會更側重于商務課程。從高職學生的特點來看,學習較多的計算機專業課程難度較大,因此從實際出發,高職的電子商務專業計算機課程相應地要降低難度,我們對計算機專業類的課程進行了重新的設計和整合,包括課程的標準和課程的內容。計算機專業中的《系統分析與設計》課程主要是對軟件系統進行分析與設計,針對電子商務專業,則側重有所不同,因此將課程更改為《商務網站需求與方案建設》,結合對企業的業務流程調研,歸納出本門課程的典型工作任務,并對課程進行了教學設計。
1、對企業業務流程的調研對從事網站項目建設開發的企業流程調研后,可以歸納出基本的業務流程,描述如下:在承接一個項目后,市場部負責人與美工主要進行需求分析工作,由于需求分析成功與否與后期的工作直接相關,所以主要由負責人與項目委托人溝通,美工要進行首頁面的設計,因此要對網站的總體風格和內容有一個準確的把握,所以始終參與需求分析過程。在與委托人進行充分溝通的基礎上,了解該項目的行業背景和企業的實際運行情況后,完成需求分析報告,并進行一個方案設計,在項目委托人同意之后開始進行項目的設計。首頁面的設計是由美工完成的,這也是一個與委托人反復交流的過程,經過不斷地調整修改之后,首頁面定稿。此時首頁面只是一個效果圖片,經過頁面的切割和生成工序后,將首頁面交給研發部,研發部根據需求分析報告和首頁面的內容進行后臺代碼的編寫。同時,美工進行二級頁面的設計。設計完成后也交由研發部編寫后臺代碼。代碼編寫完成后進行網站的測試和。綜合上述流程,可得流程圖如圖1:在了解項目的流程時,我們也同時了解了各個崗位要求的技能,綜合來說,每個崗位的人員都應能熟悉電子商務的內涵,不同的崗位在具體的知識技能要求上有所不同。如需求分析人員要求對項目的整體運作非常熟悉,能起到協調項目組和項目委托人的作用,必須具備很好的溝通交流能力,同時要有較強的文字組織能力。美工要具備較好的美術基礎、審美眼光和熟練的網頁制作知識,同時由于美工要充分與項目委托人溝通,這樣才能做出既有特色,同時又能滿足委托人要求的頁面效果,因此對溝通能力也有相當高的要求。研發部門的崗位則相對要求編程能力和邏輯思維能力強。能充分領悟項目的要求,在給定的時間內完成代碼的編寫和調試。同時,由于程序文檔和使用說明書的編寫較為重要,所以也要求有一定的文字表達能力。企業一般還會提供管理咨詢和培訓等服務,管理咨詢和培訓主要有提供網站推廣的服務,電子商務解決方案的咨詢等。這些崗位要求對電子商務的技術有基本的了解并有較強的語言能力,熟悉各種網站推廣方法和工具。
2、分析學生必須的知識、技能、素質為了適應相關的工作崗位,學生應能熟悉電子商務的內涵,掌握網站需求調查與分析的基本方法,掌握網站開發的技術,如相應的程序設計語言和網頁設計制作知識和方法,具備一定編程能力和邏輯思維能力,熟悉各種網站推廣方法和工具。必須具備很好的溝通交流能力,同時要有較強的文字組織能力。一個項目通常是項目組來完成的,所以學生的團隊合作能力也必不可少。
3、分析《商務網站需求與方案設計》課程的典型工作任務本門課程對應的崗位為網站需求分析人員,需求分析研人員通常應對整個項目流程非常熟悉,他是項目委托人和開發人員之間的鈕帶,項目委托人不能理解項目是如何完成的,他們注重的是項目完成時交付的網站是否符合他們的預期,而開發人員的開發工作依賴于需求分析人員提供的需求分析報告,因此,網站的需求分析與方案設計是非常重要的工作任務,對整個項目的質量來說起著關鍵性的作用。需求分析要完成的是和項目委托人溝通交流,以專業的眼光來看待項目的可行性,為委托人分析及明確需求,在此基礎上,進行需求調查與分析,形成需求分析與整體方案設計,提交相應的需求分析報告和方案設計報告。
4、以工作過程為導向設計教學情境
4.1學習情境劃分原則企業在承接建站任務時,根據站點的不同會有一些不同的方法進行需求分析,教材的每章都將用一個實際的案例進行說明,并附上完整的需求分析報告。案例的挑選力求能充分說明各種不同類型網站的特色,并在需求調查與分析的方法上體現出來,并為學生的實踐作出有效的指導。在此基礎上,開始進行具體的情境設計,我們設想以一個項目貫穿整門課程,將項目按工作過程進行劃分情境,每個情境完成一個子任務,一門課程結束時,各個子任務可以綜合形成一個完整的項目任務。這樣,我們就只能以一個典型案例來說明需求分析過程,為了不至于造成其他類型的網站需求分析方法不同,而學生無法了解,在每個情境中設置拓展部分,由于B2C的站點難度適中,且最為常見,因此,教材中以B2C作為案例,其他類型的站點在需求分析時如果有特殊的要求就體現在拓展部分,學生選取的案例中如果涉及到其他類型的站點,那么就可以參考拓展部分,進行自學或查找相應資料來解決問題。
4.2學習情境的設計我們按照工作過程將課程劃分為十個學習情境,分別是外部需求分析、面向用戶的需求分析、企業內部需求分析、網站推廣需求分析、網站軟硬件環境設計、網站功能的概要設計、網站數據庫結構設計、網站界面總體設計、網站系統安全性設計和網站測試。
5、課程標準的制定
在學習情境的劃分與設計完成之后,我們著手制定課程標準,,其中最重要的就是課程的定位及學習目標的制定。這部分我們充分地參考了企業的調研意見,了解企業的網站需求分析人員在具體工作中所需要掌握的知識和能力。并力求能夠體現在學習情境的設計中。
5.1課程的定位網站需求與方案設計是電子商務專業網絡技術服務方向的一門專業課程,本門課程著重于培養學生用全局的眼光看待網站的設計需求,要求學生具備良好的溝通能力和語言表達能力,能夠應用各種調查分析方法和工具,完成電子商務網站的需求分析項目,并能按規范的形式形成各階段的需求分析報告文檔。
5.2學習目標的確定我們分別對本門課程的知識目標、專業能力目標、方法能力目標和社會能力目標進行了分析和歸納。在學習目標方面,十個學習情境分別達到理解以下概念和內容:(1)電子商務的商業模式概念;網站風格、關鍵字、電子支付、物流配送的概念;(2)面向用戶的需求分析使用的調查方法與手段;功能性需求與非功能性需求的概念;(3)網站的盈利模式,網站的存儲方式,不同數據庫的特性分析比較,非功能性需求概念,網站維護內容;(4)網站的推廣策略,推廣方法。(5)電子商務網站軟硬件環境的組成,網站軟硬件設備的選擇方法;(6)電子商務建站的基本過程,功能概要設計的基本方法;(7)電子商務網站內容設計的原則,頁面設計的原則等;(8)網站的安全性設計方法。(9)網站測試的方法在專業能力方面,我們希望能夠達到以下目標:(1)能區分不同的商業模式;進行市場需求分析;能進行同類網站的比較與分析,分析競爭優勢、劣勢,選擇電子支付方式及物流配送模式;(2)能確定網站所面向用戶的類型特征;應用各種調查方式對用戶進行需求調查;分析調查結果。(3)能明確用戶的功能性需求與潛在需求;確定網站的盈利模式、并進行產品分析;(4)能根據外部分析和用戶需求以及企業自身定位確定網站的總體風格,語言版本;(5)能確定網站的存儲方式,域名,數據庫的選用;了解和確定網站維護要求;(6)能分析和確定網站的推廣策略。完成相應的需求報告文檔。由于本門課程的教學設計是讓學生在學習過程中完成一個實際的電子商務網站項目需求分析,因此,學生要從組建項目小組開始,進行選題,到實施整個調查過程,并形成相應的需求分析報告。整個過程都需要對項目進行規劃、計劃和實施,并在實施過程中報告和反饋,所以對學生的實踐能力是很大的考驗。相應地,在方法能力方面,我們希望通過本門課程的學習,能夠做到:能將所學知進行綜合運用;.具有獨立進行分析、計劃、實施、評價的能力;具有獲取、歸納、分析、交流的能力;并具有一定的自學能力、理解能力與表達能力。在社會能力方面,我們希望能夠培養學生的團隊意識與協作能力,并具有一定的計劃組織能力。
6、項目導向的校本教材編寫
在課程標準的基礎上開始進行校本教材的編寫,在選取案例的時候,使用的是企業真實案例,這是一個B2C類型的站點,其業務方式是整合福建范圍內的一些茶商,用統一的標識進行網上銷售,由于茶葉是福建省的一個重要特色產業,而且網站的一些設想也很有特色,在校本教材中,我們就以該案例進行行動導向的教材編寫。
產品特性分析報告范文4
關鍵詞:軟件工程技術;數據庫設計;價值;實踐分析
積極了解軟件工程技術的主要特點,在軟件開發中,需要對相關信息進行有效整合,以滿足客戶需求為主,全面掌握軟件產品和數據庫設計的主要內容,創新數據庫設計方式,認真閱讀軟件設計說明書,將有價值的信息及時保存下來,進一步強化數據庫設計的有效性。將軟件工程技術充分運用在數據庫設計環節,及時分析軟件設計的可行性,保障軟件系統安全,對數據庫進行及時考察,有效提升數據庫設計的有效性。嚴格按照標準化流程進行數據庫設計,制定開發計劃,保證界面清晰,從而被客戶接受。
一、軟件工程技術在數據庫設計中的運用價值
在數據庫設計中積極運用軟件工程技術,可以將軟件工程技術的優勢及時體現出來,促進數據庫設計水平的有效提升,更好的保障數據庫設計效果。軟件工程技術的運用,不僅是數據庫設計工作的技術需求,還是時展的必然趨勢,軟件工程技術代替傳統的設計技術,幫助技術人員快速分析數據庫設計方案的可行性,正確把握數據庫設計工作要點。[1]在運用軟件工程技術的基礎上,提高了人員的工作效率,保證最佳的數據庫設計效果,這對行業發展具有深遠影響。
二、數據庫設計中軟件工程技術的運用途徑
(一)軟件工程技術在可行性分析中的運用
將數據庫設計任務及時劃分,如資源管理服務器設計、桌面版設計、手機版設計等多個部分,充分運用軟件工程技術進行軟件開發,架構客戶端-服務器,采取移動網絡、無限網絡等途徑來促進軟件系統更新和升級。[2]為保證數據庫設計的有效性,加強對現代技術:軟件工程技術的運用,及時采集相應的設計信息,將基本信息記錄下來,便于積極打造高品質的設計成果,通過社交網絡來搜集相關資料,加大對軟件工程技術的運用力度,進行在線采集,并對軟件可行性的設計過程進行全程監督,只有這樣方可更好的滿足現代用戶需求。[3]本地數據庫支持模塊,對于服務器消息管理界面、數據庫備份、界面恢復、列表管理等方面加強可行性分析,堅持以用戶需求為主要目標,網絡通信支持模塊,及時完成身份驗證,構建遠程操控數據庫,更好的確保了數據庫設計的有效性。
(二)軟件工程技術在項目開發中的運用
項目開發過程中積極滲透軟件工程技術,及時明確項目開發方案,根據項目開發實際工作任務成立項目小組,小組內有二十名技術人員來負責項目開發,完善現有的項目開發方案,及時儲備更多的技術型人才,由此組建一支項目開發團隊。[4]了解數據庫系統開發與設計的特性,從根本出發,保證系統應用開發與創意設計的有效融合,更好的滿足客戶需求。認真制作編碼,形成一個完善系統,進行測試驗收,掌握技術規范方面的內容,引導客戶進行系統維護,比如在計劃編制階段,技術人員及時設計一個可執行的進度計劃,以項目需要滿足的商業需求為考慮,嚴格遵循技術要求來完成數據庫設計,并及時進行有效的質量驗收,將驗收質量過關的系統及時移交給產品。[5]在總結階段,及時進行產品接收,在此環節,人員及時發現在數據庫設計中存在的不足之處,及時及時整改,總結工作經驗,將現有的技術資源進行有效整合,更重要的是將技術資源、源程序、全部技術文檔等移交給管理部門進行統一保管。
(三)軟件工程技術在用戶需求分析中的運用
及時明確運用數據庫可以做什么,運用軟件工程技術來分析用戶對數據庫功能的需求,尊重用戶的需求,盡可能將用戶需求體現在數據庫設計中,確定數據庫設計與其他系統元素之間的接口細節,掌握軟件設計的有效性需求。[6]將用戶需求及時分類,如:軟件原型、使用策略等,及時構建數據庫模型,強化結構化分析,運用數據模型來描述實體與圖之間的聯系性。分析需求規格說明書的具體內容,并以書面形式準確描述用戶對數據庫設計的需求,制定軟件工程標準的生命周期,將生命周期中內容不完善的地方及時修正過來,逐漸使其成熟。還要考慮系統功能需求、運行環境需求、數據需求、系統性能需求、升級需求等內容,由此生成系統需求分析報告,盡量將用戶需求都體現出來,始終堅持界面簡化、功能完備的基本原則。
產品特性分析報告范文5
化工原理實驗是一門實踐性、工程性很強的課程,對培養學生分析問題和解決問題的能力、樹立工程觀點及創新意識起著十分重要的作用。[8]目前,很多高校對化工原理實驗教學進行了改革,教學過程中引入綜合設計性實驗,改變了過去單一的驗證性實驗教學模式。[9]然而,綜合設計性實驗在整個實驗項目中所占的比例還很低。我?;ぴ韺嶒炛谐s實驗屬于設計性實驗之外,其他實驗項目仍然是傳統的驗證性實驗,都是采取教師先講授實驗原理,學生再按照實驗指導書按部就班進行實驗的教學方式。學生對教師過分依賴,以致于缺乏獨立思考的能力,沒有學習熱情,學習效果不理想。有些學生甚至剛做完實驗就一問三不知,根本不清楚自己在干什么。針對這種情況,我們結合本校實驗室條件,對化工原理實驗教學進行了改革,初步探索了該課程項目化教學的模式。所謂項目化教學設計模式是指在建構主義理論的指導下,以工程實踐為導向、以工程項目為載體、融合多種現代教育理念的教學模式,其目的是在教學中把課程理論與實踐教學有機地結合起來,充分發掘學生的創造潛能,提高學生解決實際問題的綜合能力。
二、化工原理實驗項目化教學的實施
(一)構建項目實施項目化教學設計的前提是項目的構建。項目的構建并不是將原有的實驗內容簡單地拼湊在一起,而應以教學內容與工業生產實際為依據,同時結合學生的學習興趣及實驗室具備的條件,將課程要求的知識點有機地融合到一個項目中予以完成。學生在項目實施過程中不但要掌握本課程傳授的專業理論知識,還要熟悉這些理論知識在生產實際中的具體應用?;ぴ韺嶒灥母鱾€項目對應于生產過程中涉及的精餾、吸收、過濾、干燥等單元操作,其中過濾和干燥技術在化工、食品、制藥等生產過程中都有廣泛的應用,對國民經濟發展具有重要的意義。干燥是一個非常復雜的熱質傳遞過程,它不僅受到空氣溫度、相對濕度、空氣流速等外部條件的影響,還受到物料結構、物理化學性質等內部因素的影響。因此,我們利用現有的板框過濾和流化床干燥實驗裝置,將這兩個實驗項目進行組合,將板框過濾實驗中的產品作為流化床干燥實驗的原料,以“碳酸鎂過濾和干燥過程的實驗研究”為項目載體,將過濾與干燥這兩個單元操作的教學內容貫穿在一起,把化工原理課程乃至化工專業所需的知識、應達到的能力、應具備的素質等培養目標融入該項目中,使學生在學習知識、培養技能的同時培養團隊協作精神,為將來從事科學研究和解決工程實際問題打下基礎。
(二)分析項目項目分析就是讓學生分組討論,明確本項目的總體目標,并思考如何完成項目,以及在項目實施過程中可能會遇到哪些困難,然后得出可行性分析報告,再根據項目的總體目標,把總項目分解為多個子項目,填寫項目分析表?!疤妓徭V過濾和干燥過程的實驗研究”項目,就是要讓學生綜合運用化工原理課程中所學的知識和技能,對高濕高黏物料的干燥過程進行研究,從而讓學生了解一個產品從過濾到干燥的全部流程。在以往的實驗過程中,板框過濾實驗中得到的碳酸鎂濾餅,都是在實驗結束后直接倒掉,這不僅造成了原料浪費,而且還會對環境造成污染。另外,我校實驗室雖然購買了流化床干燥實驗裝置,但對學生尚未開設這一實驗項目,致使該實驗裝置一直沒有投入使用。因此該項目的研究不僅有效地利用了空置的實驗設備,而且還可以培養學生的環保和工程意識。
(三)制訂方案傳統的“過濾常數的測定實驗”主要是讓學生了解板框過濾機的結構及操作方法,測定恒壓過濾方程式中的過濾常數,驗證過濾操作的基本原理?!傲骰哺稍飳嶒灐币髮W生了解流化床干燥器的基本流程及操作方法,掌握流化床流化曲線的測定方法,測定流化床床層壓降與氣速的關系曲線?!疤妓徭V過濾和干燥過程的實驗研究”項目除了完成傳統實驗內容之外,還對實驗內容做了進一步地擴充。譬如流化床干燥實驗要求學生研究“氣流速度、空氣溫度等操作條件對物料干燥速率曲線的影響”,此任務又可以分解成以下子任務:1.測量在相同工況不同物料量的情況下的干燥特性曲線;2.當風溫、物料量相同時,研究風速不相同的工況下的干燥特性曲線;3.當風速、物料量相同時,研究風溫不相同的工況下的干燥特性曲線。學生根據項目要求,制訂出可行的實驗以創新型工程科技人才培養為導向的化工原理實驗項目化教學設計方案。
(四)實施方案“項目化教學法”的基本特征就是“以項目為主線、教師為主導、學生為主體”,因此,本階段充分發揮學生的主體作用,根據項目方案和各自的任務,小組成員以分工合作的形式完成項目。教師不再像傳統實驗教學中以講授、灌輸知識為主,而是對項目的實施過程進行跟蹤,當學生遇到問題,感覺有困難的時候,才對其進行個別的、啟發式的指導。
(五)檢查評估學結與效果評價是項目化教學模式中的一個重要環節,它的主要特點是將素質、能力、知識的考核評價融合于項目完成過程之中。項目完成后,各組首先展示各自的實驗報告,對項目完成過程中遇到的問題及解決辦法進行總結,然后小組內進行自我評價或者各小組間相互評價,教師做出點評。最后,教師根據完成項目的實際情況給出評價。教師在評價學生的學習效果時,應注重過程,而不是結果。
三、化工原理實驗項目化教學效果
產品特性分析報告范文6
一、引言
隨著車用動力強化水平的提高和裝備對高可靠性動力產品的需求,高性能、高緊湊和高可靠之間的矛盾越來越突出。運用總體設計理論與方法(包括集成方法、仿真模擬方法和綜合比較方法等),將柴油機作為若干分系統有機結合的整體來設計,頂層規劃、系統覆蓋、綜合協調、折衷權衡和反復迭代,以求得總體最優方案??傮w設計過程集中體現在解決先進技術應用與工程實現的矛盾,采用先進方法及其支撐技術,改進產品結構、增加對產品性能的了解,使得其產品獲得最短的開發周期、最低的成本和最高的性能。數字樣機的創建是一個自上而下全相關的總體設計。
柴油機使用以知識工程為依托、CAD / CAE 集成技術為基礎、多種學科技術為手段的基于數字樣機技術的現代產品設計方法,制定完善的現代流程和規范方法,進行柴油機曲軸、連桿、凸輪軸、機體和氣缸蓋等關鍵件的結構優化設計以及進排氣、冷卻和等系統的優化匹配,在建立物理樣機前通過對數字模型進行仿真、分析和產品優化,提前進行產品性能的預測和評估,減少物理樣機階段的研究工作,節省了研制時間和費用,提高了柴油機產品的質量和可靠性,完成了從依靠個人“經驗設計”到基于企業核心能力“預測設計”的轉變,使車用動力的研發逐步向“一次成功”方向發展。
二、數字樣機技術
數字樣機技術是以CAX(以計算機為輔助手段的各種技術)/DFX(面向產品生命周期各環節的設計)技術為基礎,以機械系統運動學、動力學和控制理論為核心,融合三維圖形處理和造型技術、多領域仿真技術以及虛擬現實技術,將產品設計開發和分析過程集成在一起,使產品的設計者、制造者和使用者在產品的早期可以直觀形象地對數字化產品原型進行設計優化、性能測試、制造仿真和使用仿真,為產品的研發提供全新的數字化設計方法。
數字樣機技術的研究核心是利用計算機輔助分析技術進行機械系統的動力學和運動學分析,運動學著重于分析產品機構的可動性和運動軌跡,通過動力學分析獲得產品機構在運動過程中各運動副的動反力是強度分析的基礎。完整的柴油機數字樣機是最終產品的真實數字仿真,可進行工程分析、優化,確定最佳設計結構和參數值,獲得最佳綜合性能。
(1)運動分析。驗證曲軸連桿機構、傳動機構和配氣機構在空間運動過程中物理位置的準確性,分析各機構運動過程中的運動間隙,運動協調性等,對運動過程中幾何元素或運動質點的位移、速度和加速度等進行數值分析。
(2)性能參數匹配分析。結合試驗數據,利用數字化分析工具,開展柴油機工作過程中各性能參數的匹配分析,進行進排氣、冷卻、和供油等子系統的參數匹配。
(3)空間結構分析。實施干涉檢查、間隙檢查、關鍵截面分析和測量空間分析,使設計者能夠直觀地了解到樣機中存在的問題,如通過設定柴油機各零部件的熱物理參數,計算柴油機不同狀態下的間隙變化。
(4)裝配分析。按照物理樣機的裝配工藝、工裝,模擬其裝配過程,動態檢測零件及其裝配工裝在裝配和拆檢過程中是否干涉,并分析裝配間隙;分析柴油機整機的結構及其在裝配過程中的空間要求,驗證裝配順序、裝配路徑,為定義、預測和分析零件加工公差、技術要求提供數據支撐;確認部件、組裝過程中各零件的裝配順序和位置保證的優先級等,并提出關鍵要素和措施的保證手段和檢驗準則;模擬柴油機部件級整機安裝及拆卸過程,減少因設計考慮欠缺造成的改進或返工;按照物理樣機維護、測試要求,模擬其維修、測試過程。
(5) 工藝性評估。評估數字樣機構建工藝性, 包括樣機在臺架的協調、面向制造的設計(Design forManufacturing,DFM)、面向裝配的設計(Design forAssembly,DFA)和容差分析等。
(6)設計優化。考慮零部件制造方法、材料屬性,進行以下幾方面的設計優化:通過剛強度分析、流場分析、溫度場分析、疲勞壽命分析等對零部件、子系統的內部結構、重量和外形進行優化;通過運動學、動力學分析對運動機構運動行為進行分析,優化運動件的重量、形狀及負荷;在裝配分析的基礎上給出優化的裝配順序、裝配路徑,提高裝配效率和人機有效性,改善維修性和測試性。
(7)制造分析和數字化制造。按照相關規范建立柴油機零部件模型,使模型包含完整的、與實物零部件一致的制造過程信息,支持以下幾方面的制造分析和制造:零部件模型在數字化制造過程中的直接使用,如幾何形狀、形位公差檢查、模具制造和加工尺寸提取等;零部件制造CAM 仿真及制造過程優化、工藝CAPP 編制及優化。
三、CAD/CAE 集成技術
CAD 是人與計算機緊密配合的問題求解技術,各自發揮所長使其工作優于每一方,為應用多學科方法的綜合性協作提供了可能。廣義的CAD 是指CAD/CAE/CAM 的高度集成,包括二維繪圖設計、三維幾何造型設計、產品數字化裝配、有限元分析(FEA)及優化設計、動態模擬、數控加工編程(NCP)及產品數據管理(PDM)等內容。
現代復雜產品的設計是一個跨越多學科的高度迭代的過程,涉及到多專業信息的集成、多學科團隊的協同設計,涉及到多個不同子系統。子系統之間的互操作包括數據互操作和功能互操作,是指異構環境中兩個或兩個以上的子系統,盡管它們實現的功能、執行的環境和所基于的數據模型不同,各子系統之間有交互耦合作用,但可以進行相互通信和協作,共同組成完整的功能系統,完成某一特定的產品開發活動。數據互操作主要是傳統意義上的幾何數據交換,可以通過標準格式的轉換形式傳輸數據文件,比如IGES 和STEP 等標準化的結構幾何模型數據文件或者CAD 系統的專用文件格式(如AutoCAD 的dxf 或dwg 文件、Pro/ENGINEER的prt 等);而功能互操作是指系統的某些功能可以被其它系統所共享和直接調用,能夠實現更加緊密的異構系統功能集成?;趹孟到y間的、完全的且可以實現雙向數據傳遞的集成方式是集成技術未來的發展趨勢。
參數化的CAD/CAE 集成和參數化動態CAE 建模和分析技術,可以將參數化的造型技術引入到結構有限元分析或者優化設計中,CAE 系統可以直接調用三維CAD 系統的參數化造型功能,分析的結果會對原有部件自動進行修改,從而實現反復迭代的設計優化過程。在設計階段早期快速地對不同方案和設計變動進行數字化仿真、分析與驗證,適應現代產品設計的動態特性,如系列化設計、模型修改與重分析的要求,為快速響應設計提供有力的技術工具。
目前,ANSYS、NASTRAN 和MARC 等大多數有限元分析軟件已經實現了CAD/CAE 的集成。ANSYS 可以進行結構靜力學分析和結構動力學分析,能與多數計算機輔助設計軟件接口,實現數據的共享和交換。多物理場耦合ANSYS Workbench 的分析功能較為全面,通過ANSYSFatigue Module 模塊進行疲勞分析,ANSYS DesignExplorer 進行多目標快速優化。利用ANSYS CFX 流場計算分析軟件進行CFD 流場計算,獲得零件表面動態的壓力場、溫度場分布;在復雜空間流固耦合分析軟件(集成CFD 流場和結構強度耦合計算)把各個場分布動態載荷施加到計算零件上,然后用ANSYS 結構分析軟件進行強度計算和可靠性分析,并可以通過Workbench 將結構受力變形結果直接施加到ANSYS CFX 中,以得到結構變形對流體結果的影響。在同一環境下同時實現結構、熱、流體分析及結構-熱-流體多物理場耦合分析,把流場計算、溫度場計算、結構強度分析以及三者結合的流固、溫度應力耦合分析等仿真分析技術應用于產品的研發過程中。
復雜產品的建模與仿真正朝著多領域統一建模與協同仿真的方向發展。數字樣機多學科建模仿真是將機械、控制等多個不同學科領域的模型相互耦合成為一個更大的模型,通過將不同學科但相互關聯的仿真分析軟件集成起來,規范多學科設計優化模型和算法的接口標準,各個不同領域仿真軟件之間以中間文件的形式或利用SDK 進行二次開發的方式,進行整體的仿真和分析。典型的數據格式,如用于控制機構一體化仿真以及其它仿真的動態鏈接庫文件(dll),該文件中包含采用變量表示的函數信息;用于剛彈耦合分析的模態中性文件(mnf)中包含采用[M]、[K]、[X] 和振型矩陣表示的彈性體信息。
四、優化設計技術
產品建模與仿真分析的最終目的是實現產品的優化設計,優化設計技術與數值仿真的結合是該領域的重要趨勢。優化設計(Optimal Design)是在滿足設計要求的眾多設計方案中選出最佳設計方案的設計方法。優化設計的基本思想是以數學中的最優化(Design Optimization)理論為基礎,把設計人員的判斷決策能力與計算機程序依據某種最優化算法自動尋找最優設計的功能相結合,根據已知的給定參數,在可行設計域進行搜索,求出滿足全部約束條件并使目標函數取最小值的設計變量的解,使產品的指標或性能達到最期望的目標。
柴油機設計是典型的復雜機電系統設計,設計過程涉及結構、流體、燃燒、熱和電控等多個學科領域,大多是多物理場、多學科耦合過程,計算分析內容較多,需要引入多學科設計優化的思想方法。多學科設計優化(MultidisciplinaryDesign Optimization,MDO)是一種通過充分探索和利用工程系統中相互作用的協同機制來設計復雜系統和子系統的方法論。其主要思想是在復雜工程系統的整個設計過程中,利用各個學科(子系統)之間的相互作用所產生的協同效應,從整個系統的角度優化設計復雜的產品系統,實現整體最優性能。美國國家航空航天局(National Aeronauticsand Space Administration,NASA)美籍波蘭裔科學家J·Sobieszczanski-Sobieski 在大型結構優化問題求解中首次提出多學科設計優化這一設想。MDO 有以下幾項研究和實施的內容。
(1)設計表達與分解。包括系統需求和功能方案的確定、問題的定義與設計問題的目標函數描述、參數化幾何模型的建模技術、子系統的劃分和組織優化技術等。復雜產品設計問題首先經過問題描述,建立問題的數學優化模型,再經過系統分解,將復雜系統分解為多個學科級子問題。
(2)分析能力與近似方法。包括設計的廣度和深度要求、逼真度的分析和試驗有效集成、近似與修正的方法、面向設計的分析和靈敏度的計算能力等。每一個學科的子優化模型,應用各自的分析工具(如仿真工具)對問題進行學科分析。學科分析所用分析模型是比較精確的,要反復進行。在整個的系統優化過程中,往往使用近似模型替代學科分析中較精確模型,采用有效的近似方法來處理多領域學科間的耦合關系。對于一些連續變量的特殊問題,可以使用靈敏度分析來協調求解系統優化。
(3)信息管理與處理。包括MDO 框架與體系結構、數據庫、計算需求、人機接口界面及集成環境等。大多采用多級優化框架來求解系統優化問題。不管是系統級還是學科級優化求解策略,使用各種優化算法在設計空間中搜索優化解,進行結果分析。
(4)MDO 的管理與文化實施。柴油機多學科優化設計過程如圖1 所示。
五、柴油機產品研發數字化技術平臺
天舟COMAN 是國內用于復雜產品開發的自動化平臺,可以為復雜產品生命周期中的關鍵設計環節(如總體方案設計、部件原理設計、詳細設計、基于數字樣機的分析仿真等)提供管理工具。2008 年,研究人員以天舟COMAN 為基礎,封裝集成數十種柴油機設計、仿真和計算工具軟件,嵌入上百種多學科專業設計/ 仿真流程,容納數十種專業設計規范等設計知識,融合、繼承專業產品的設計方法和設計理念,構造出支持柴油機多學科設計/ 仿真的專業集成設計環境和自主創新研發核心能力平臺。
在柴油機產品研發技術平臺中,數字化仿真技術的應用分為關鍵零件快速設計分析系統和復雜系統多場耦合分析系統。關鍵零件快速設計分析系統主要應用于柴油機概念設計階段,可以同時完成最多10 個設計方案的快速仿真,實現多方案擇優。計算完成后自動生成計算結果及分析報告,提交到仿真數據庫中。復雜系統多場耦合分析系統求解是把一個復雜的系統問題分解為多個子問題,使用不同的軟件對這些子問題進行分析和計算,而且封裝成可重用的組件通過網絡,使用系統客戶端從服務器中訪問這些組件,并通過圖形界面連接,建立起各個組件之間的數據關聯,使其裝配成一個能解決復雜系統問題的工作流,利用數據在各個組件間的自動傳遞,實現復雜問題的自動仿真過程。
CAE 作為產品開發和優化的標準手段應該與工程經驗數據庫集成。仿真過程中產生的仿真模板、仿真參數、仿真模型和仿真結果等數據,應根據制定的模板和相應的技術要求進行管理。仿真模板指從成熟仿真流程和任務中提取出來的規范化仿真實施流程,是具體仿真任務的知識積累。針對特定的仿真模板,給出具體任務的幾何模型和邊界條件,可生成任務的仿真模型,并依據規范化的流程獲得仿真結果。通過模板管理實現流程管理和知識重用,可以方便快捷地擴充快速仿真和復雜仿真功能,而不需要對軟件進行源代碼開發。因此,仿真模板是為開展流程化快速仿真和復雜仿真開發的腳本,以文件形式存在;仿真參數是仿真模型中涉及的幾何模型信息、材料性能、載荷和約束信息等相關參數,以文本或數據的形式存在;仿真模型是進行仿真分析建立的物理模型、數學模型及軟件模型,以文本或文件的形式存在;仿真結果是仿真計算分析的結果文件、分析報告等,均以文件形式存在。
六、柴油機優化設計流程
優化設計一般包括總體方案優化和設計參數優化??傮w方案優化(總體布局、結構或系統模型的優化)的主要任務是建立和處理知識模型,進行基于專家系統的復雜機械產品設計方案非數值知識的優化處理,通過人工智能、專家系統、模糊評判和決策等方法進行推理獲得合理的設計;設計參數優化(產品零件結構、工藝參數的優化等)的主要任務是建立正確的優化數學模型,設法求得最優值。柴油機的設計參數CAD/CAE 聯合優化過程如圖2 所示,通常需要經過以下步驟來完成,而且自動化程度越來越高。
1. 準備階段
根據實際問題近似確立產品結構方案。應根據仿真任務目標,確定仿真問題類型、仿真模型簡化程度、仿真模型載荷和約束條件等。仿真模型是根據具體仿真任務建立的數字化模型,包括幾何模型、邊界條件、初始條件和計算設置等內容。幾何模型指與柴油機結構相關的CAD 模型,可以是一維、二維或三維模型,可以采用多種CAD 建模工具創建。幾何模型為仿真模型指定具體的計算區域和邊界位置。
2. 參數化建模
將機械設計實際問題抽象成為優化設計的數學模型,把將要參與優化的數據(設計變量)定義為模型參數,為以后軟件修正模型提供可能。應根據仿真任務要求,進行建立數學模型、確定計算域和邊界條件以及設置計算參數等工作。
(1)建立有限元模型。導入通過CAD 軟件造型功能建立的實體模型,也可以直接在有限元分析軟件中建模。初始的幾何模型需要遵守仿真對模型的技術要求,突出主要問題,忽略次要附屬件。對整個復雜的工程結構連續體問題區域進行分解,每個子區域都成為通過指定節點相互連接的簡單部分(有限元),習慣上稱單元剖分為有限元網格劃分。建立有限元模型時對單元類型選取和網格劃分應統一考慮,開展網格收斂性分析,網格的劃分密度要保障幾何體形狀不致太過失真,依據計算能力和水平進行網格劃分和求解規模限制。通常在模型加密到一定程度時,計算結果的變化范圍已經小于一定的百分比(如5%),此時繼續對模型進行加密并不能帶來計算精度的進一步提升,此時的網格尺寸就是合理的。
(2)材料設置。依據仿真模型要求和結構材料特性進行設置,如結構靜力分析設置材料彈性模量和泊松比。
(3)設置邊界條件。結構分析主要包括載荷邊界和約束邊界條件。約束邊界條件包括位移約束邊界條件(有位移約束,對稱約束等)和接觸邊界條件。結構承受載荷應依據模型實際工作條件和簡化方法進行設置:①集中力,施加于模型節點的集中載荷;②表面載荷,施加于某個表面上的分布載荷;③體積載荷,體積的或場載荷;④慣性載荷,由物體慣性引起的載荷,如重力加速度,角速度和角加速度;⑤耦合場載荷,以上載荷的一種特殊情況,從一種分析得到的結果用作另一分析的載荷。
(4)設置求解器。實現數字樣機運動學動力學性能分析的關鍵,在于運動學動力學仿真計算和高效求解器的實現。根據不同類型的求解問題和計算軟件,選擇對應的求解器。設定不同的接觸摩擦求解類型,疲勞壽命預估算法以及根據結果后處理需求設定仿真輸出參量和形式。
3. 求解
應用最優化計算方法的程序在計算機上求解參數化CAD 模型。針對具體任務,以命令流或文件方式提交分析軟件進行計算求解,并以命令流或窗互方式對計算過程進行監控。
4. 后處理
對仿真結果進行處理和分析,利用有限元分析軟件后處理的圖形功能,顯示溫度分布圖、變形圖和應力分布圖,從中找出最高溫度,最大變形、最大應力以及壽命最低區域,根據相應的評價準則進行評估,以圖片或表格形式匯總,并依據應用要求提供仿真分析報告。
5. 優化參數評價
優化處理器根據本次循環提供的優化參數(設計變量、約束條件及目標函數等)與上次循環提供的優化參數作比較之后確定該次循環目標函數是否達到了最小,或者結構是否達到最優,如果達到最優,則完成迭代,推出優化循環圈。否則,根據已完成的優化循環和當前優化變量的狀態修正設計變量,重新投入循環。
七、柴油機多學科仿真分析
基于數字樣機技術的柴油機研發,需要進行概念設計階段的柴油機熱力學分析、曲柄連桿機構運動學分析、動力學分析等,方案設計階段的柴油機剛度分析、振動噪聲分析、性能分析和可靠性分析等,還要進行內部冷卻液體及外部循環分析、液體流場分析以及進排氣系統空氣流場分析等。柴油機結構仿真是指利用柴油機整體或零部件物理、數學模型,通過數值計算方法獲得柴油機工作狀態下位移、應力、應變等的過程。柴油機關鍵件(以氣缸蓋為例)結構仿真一般分為剛強度分析、模態分析、熱分析和疲勞分析。
(1)剛強度分析(也稱靜力學分析)包括線性和非線性分析,用于求解靜力載荷(或準靜態載荷)作用下結構的應力、位移和變形等。
比如,分析氣缸蓋在螺栓預緊力、氣門座圈裝配過盈力和最大燃燒壓力作用下的應力和變形情況,對氣缸蓋水腔、氣道壁和鼻梁區等關鍵位置的強度進行評估,并對氣缸蓋底板和氣門座圈變形進行剛度評估。
(2)模態分析用于確定結構或零部件的內稟振動特性,即結構的固有頻率和振型,同時,也可以作為其它動力學分析問題的起點,包括瞬態動力學分析、諧響應分析和譜分析等。
對于整體式氣缸蓋,要分析其自由模態頻率和振型等基礎動力學特性,為氣缸蓋動力學響應分析和動態特性優化設計提供基礎數據。
(3)熱分析主要是指根據流場計算給定的換熱邊界條件或經驗公式換熱邊界條件,對機體和氣缸蓋的溫度場進行分析,為其它的結構仿真分析提供熱邊界條件。
要分析氣缸蓋在高溫燃氣、冷卻液及外界環境影響下的溫度和熱應力分布,評估氣缸蓋在機械載荷和溫度載荷共同作用下的結構強度,并可為疲勞仿真提供溫度場和應力場。
(4)疲勞分析是指對結構件在交變載荷作用下的疲勞強度和壽命進行分析和預估,可根據材料疲勞破壞前所經歷的循環次數Nf 不同,分為高周疲勞(Nf > 1×105)和低周疲勞(Nf < 1×104 ~ 105);或根據載荷工況和工作環境的不同分為機械疲勞、熱疲勞和熱- 機耦合疲勞等。
首先對氣缸蓋進行機械疲勞仿真,評估氣缸蓋在單純機械載荷作用下的疲勞強度和壽命是否滿足設計要求;然后開展熱- 機耦合疲勞仿真,重點評估氣缸蓋火力面鼻梁區抵抗熱- 機耦合疲勞破壞的能力。
八、幾點體會
在柴油機的數字化設計過程中,無論是數字樣機的自頂向下模塊化設計,FEA 的有限元離散法,還是MDO 的系統分解,都體現著“集成/ 分解”的理念。用先進的優化方法和算法搜索、選擇最優設計方案,用基于CAD /CAE 的集成技術,結合柴油機數字樣機進行多學科設計優化,不僅提高了柴油機設計水平,還可以優化設計流程和設計環境。
(1)通過數字樣機自動化設計流程,設計過程系統化,采用多目標機制平衡學科間影響,探索整體最優解,使所有設計參與人員都了解到其它學科的約束要求和優化目標,在設計初始樹立全局觀點。學科協同和并行設計能夠將單學科(領域)的分析優化與整個系統中相互耦合的學科分析優化結合起來,采用優化策略對多學科設計空間進行搜索和整體權衡考慮,集成地進行多學科分析,減少了計算復雜性。并行協同地設計優化數字樣機,可以方便地實現上下游并行設計和多專家協同設計,有效地降低了設計組織復雜性,保證了數字樣機的模擬仿真精度。
(2)通過引入網絡化、信息化技術,建立柴油機研發信息網絡、數據管理系統,實現柴油機在CAD/CAE 之間的數據統一標準和數據共享,進行完整產品定義數據的快速交換,避免了產品描述等重復性工作,有效地解決了柴油機行業中的資源重復配置和信息孤島問題,為在計算機網絡環境下實施遠程異地設計制造提供有效的技術支持,有利于應對大數據時代帶來的新挑戰。
(3)學科(子系統)集成既可以把可靠性、維修性、保障性、安全性、測試性以及環境適應性貫穿到整個系統設計過程中,又能有效地組織和管理整個優化過程,是一種很有潛力的系統綜合設計技術。