模块化设计技术汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇模块化设计技术范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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引 言

随着生产技术的迅速发展和日趋激烈的市场竞争，以及用户个性化的设计需求，会对制造企业的批量生产造成巨大冲击，制造企业生产方式会由传统的少品种大批量转变为多品种小批量生产。这就会给机械设计人员及企业造成许多的困扰。如何既能为顾客提供个性化产品，又能保证生产周期，保质保量地完成客户的需求，提高企业服务水平和客户满意度，已成为制造企业及设计人员追求的目标。模块化设计是解决这一矛盾的有效方法。模块化设计可以在保证产品通用性的同时，提供多样化配置，既能满足用户个性化需求，又不降低企业效益。从而使个性设计和批量生产这对矛盾得以解决。与传统设计方式相比，模块化设计可降低设计风险，提高产品可靠性，缩短产品研发周期。模块化产品设计可以以少变应多变，以尽可能少的投入生产尽可能多的产品，以最为经济的方法满足各种要求。因此，模块化设计在各个领域已广泛应用。

1.模块化设计的概念及其意义

1.1.模块化设计的概念

模块化是以可完成独立功能的模块为基础。具有通用化、系列化、组合化的特点，是可以解决复杂系统多样化与功能多变要求的一种标准化形式。

模块化设计（Modular Design，MD）是指模块化设计是指在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，以满足市场的不同需求的设计方法。

1.2.模块化设计的意义

采用模块化设计具有以下优点：

1.2.1.有助于提高产品研发质量

1.2.2.提高工作效率和节省生产周期

1.2.3.节约生产成本

1.2.4.有助于改进企业管理。

1.2.模块化设计的意义

基于上述模块化设计的优越性，模块化设计这一新的设计概念和设计方法迅速在各个领域得到广泛应用，它的竞争优势主要体现在两个方面：一方面解决品种、规格的多样化与生产的专业化的矛盾；另一方面也为先进的制造技术、提高设备的利用率创造必要的条件，实现以不同批量提供顾客满意度的产品，进而使企业实现产品多样化和效益统一。

2.模块化设计在无损检测技术中的应用

2.1.无损检测及其作用

无损检测技术即非破坏性检测，就是在不破坏待测物质原来的状态、化学性质等前提下，为获取与待测物的品质有关的内容、性质或成分等物理、化学情报所采用的检查方法。无损检测技术在现代许多领域中，不仅起到保证产品质量与安全监督作用，还在节约能源和原材料资源、降低生产成本、提高成品率和劳动生产率方面起到积极的促进作用。作为一种新兴的检测技术，其具有以下特征：无需大量试剂；不需前处理工作，试样制作简单；能进行在线检测；不损伤样品，无污染等等。所以无损检测是现代工业许多领域中保证产品质量与性能、稳定生产工艺的重要手段。

模块化设计原则

模块化设计的原则：

2.1.1.力求以少量的模块组成尽可能多的产品，并在满足要求的基础上使产品精度高、性能稳定、结构简单、成本低廉，模块间的联系尽可能简单；

2.1.2.模块的系列化，其目的在于用有限的产品品种和规格来最大限度又经济合理地满足用户的要求。

模块化设计有两种情况，一种是在对各种不同类型、不同规格产品进行分析的基础上，从中提炼出较强的共性。据此设计模块，其目的不仅是为满足某种产品要求，更是为了在更广的范围内通用，称为模块创建；另一种是为完成某种复杂产品功能。选用设计合适的模块确立它们的组合方式，称为模块组合。产品进行模块化设计时，根据用户需要，将模块合理组合，通过不同的组合方式，就可以设计出千变万化的产品。

2.2.模块化设计在无损检测技术中的应用

基于模块化设计的优点，模块化设计现在已广泛地应用于各个领域。以下就是机构模块化设计在超声波检测中的应用的实例。超声波检测是无损检测技术应用最广泛的手段之一。超声波检测适用于适合于金属、非金属、复合材料等多种材料的无损检测。针对不同的被检测物需要有不同的机械辅助机构，这将给设计、生产以及周期上的带来种种不便，模块化设计可以有效地解决这一问题。

引用模块化设计后，被测零件可以千变万化，而机构的模块化设计可以保持不变或者是稍有改变，这样可以大大节省设计时间和生产周期，从而节约成本。

3.结论

设计师运用模块化设计思想开发检测系统的辅助机构的设计，通过严谨细致的全面思考，充分利用已建立和考验过的实践经验，最大程度地降低了各方面的研制风险，节省了开发费用、缩短了研制周期，提高了产品质量和可靠性。随着客户对产品个性化需求的增加，产品定制化趋势越来越明显，模块化设计可以使产品在保证高通用性的同时，提供多样化配置，这是解决制造企业产品的标准化、通用化、定制化及柔性化之间矛盾的可行方案。模块化产品的可分解性、模块的兼容性、互换性和再利用性等，是绿色产品的特性，是制造业发展的趋势。产品的模块化设计具有广阔的发展前景和极大的市场竞争力，势必会对未来市场的产业发展带来极大影响。

参考资料：

[1] 林宋 《机械模块化设计关键技术》， 机械工业出版社， 2011-06

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中图分类号：G72 文献标识码：A

一、课程模块化设计的特点

（一）课程模块须做到相关性、系统性和递进性

课程模块须做到相关性、系统性和递进性，这是专业技术人员继续教育课程模块总体框架搭建的基本原则。相关性指所有模块安排均与岗位职能相关。系统性是指课程模块总体应体现履行全部岗位职能所需要的专业能力和素质的综合。递进性是指课程模块层级随气候预测培训子目标的层级性而呈现层级展开。

（二）课程模块设置应突出实践性和实用性

课程模块设置应突出实践性和实用性。不以学科为中心来组织教学内容，不强调知识的系统性、完整性，而是从业务实际需要出发来组织培训课程内容，强调能力本位和知识的必需和够用。气候预测岗位工作实务性强，在教育培训中解决部分实践性问题显得尤为必要。

（三）课程模块应具搭配性和可更新性

为了能够最大程度地实现实践环节子目标，实践子模块与理论子模块的配套性相当重要。这是在课程模块总体框架搭建之后，子模块安排的基本原则。子模块之间相对独立，子模块的子目标也相对独立，但具有巧妙的内在联系。每个子模块代表一项知识、技能，同一个一级模块下，子模块的选择代表了技能或专业知识的搭配。因此，模块的不同选择可以代表不同层次的气候预测业务能力需求。课程模块也应具有可更新性，以适应不断发展的业务需求。

二、课程模块化设置的优势

（一）课程模块化能够将理论和实践有机结合起来

目前，在学历教育中，高校对短期气候预测这门课程设置的学时安排跨度较长，学生学完课程不能及时应用到工作中，这也说明了短期气候预测课程的学历教育教学效率不高，呈现出一种隐性的教育资源浪费。然而，毕业生在进入工作岗位时，对要做些什么、如何做等都有个重新学习和认识的过程。本研究正是基于这一考虑而探讨课程模块化设置，认为课程模块化对于人才能力的培养是注重实践性的，加大了实践性和感性认识，避免了以往重理论轻实践，理论和实践脱节的状况。

（二）课程结构模块化能够体现核心课程理念

一方面，课程模块化的设置体现了核心课程的理念，它不但能及时体现新知识、新技术和新方法，大大增强培训内容的适用性，而且能在一定程度上适应不同学习基础、发展需求各异的学员的需要。另一方面，由于培训内容取舍的依据是岗位的实际需求，因此绝大多数模块都以某一知识或技能的形成为主线，把专业知识和专业技能有机地融合为一个整体。每个模块几乎都是以问题为中心进行综合化的典范。

（三）课程模块化能够与岗位层次衔接起来

模块化思想起源于工业生产，目的在于简化设计和制造工作，缩短产品和设备研制时间。培训课程模块化设置能提升学习效率，加快专业人员岗位适应和胜任速度；对于已从事业务工作一段时间的人员来说，培训课程模块化设置能够有效节约培训时间，做到有的放矢；对于已处于专业技术高级岗位的业务人员来说，通过对新技术、新方法及专题研讨的培训课程模块的学习，能够有效提高专业素养和业务水平。

三、课程模块化设置方法

（一）设置原则

专业技术人员继续教育应该对不同层次的业务人员分别进行岗位胜任能力和专业技能的描述。事实上，各岗位层次间的能力、技能必然按层次呈现出递进关系，而这一关系将为课程模块化与岗位层次的衔接奠定基础并搭建框架。

对于新上岗的业务人员来说，课程的模块化设置强调拓宽知识面，增强综合分析能力，以够用、实践为主；对于已工作一段时间，需参加岗位培训的业务人员来说，课程的模块化设置强调培训有效完成工作任务所必需的知识和技能方面的内容；对于已处于气候预测高级岗位的业务人员来说，需要强调对新理论、新方法以及专题研讨方面的培训。

（二）设置结构

根据不同岗位层次培养目标和专业发展需求，可将课程分成基础理论、技术方法、专题研讨和学科前沿信息三类模块。基础理论模块是对所有与课程理论有关的内容进行选择压缩，设置最基础、最主要、最实用的内容，同时应强调理论讲解与个例分析紧密结合，剩余其他有关理论内容可以留给学员自学。该模块也是短期气候预测研究领域的坚固基石。技术方法模块是基于基础理论模块，应成为学历后专业技术培训的重点模块，是体现核心培训课程理念的模块，强调通过实践性教学环节，进而待学员在培训结束之后将培训所学应用到本地化工作当中，做到学以致用，真正对短期气候预测从业人员的工作能力有所提高。专题研讨和学科前沿信息模块是基于基础理论和技术方法模块，通过对气候预测专题的研讨以及对短期气候预测学科前沿的最新信息的介绍，让学员领悟渗透在这些信息中的研究方法和思维方式。目的不是介绍理论知识，而是培养学员的创新意识和创新精神。

四、课程模块的分类

（一）基础理论模块

基础理论模块是最基础、最主要、最实用的课程内容，以短期气候预测课程为例，它包括气候系统及其变化和预测、大气环流基本状况、大气低频变化及遥相关、海气相互作用和陆面过程对气候的影响5个子模块（详见图1）。其中，气候系统及其变化和预测子模块最基础的理论模块内容，大气环流基本状况、大气低频变化及遥相关、海气相互作用和陆面过程对气候的影响4个子模块是短期气候气候预测最主要、最实用的理论模块内容。

（二）技术方法模块

技术方法模块是体现核心培训课程理念的模块，以短期气候预测课程为例，主要梳理了目前短期气候预测业务中常用的短期气候预测技术方法和国内外常用的气候预测业务质量评估方法，该模块包括物理统计预测方法、气候动力数值模式预测方法、动力与统计相结合预测技术和气候预测业务质量评估方法这4个子模块（详见图2）。

（三）专题研讨和学科前沿信息模块

专题研讨和学科前沿信息模块的目的是为培养学员的创新意识和创新精神。以短期气候预测课程为例，专题研讨和学科前沿信息模块包括专题气候预测研讨和短期气候预测学科前沿信息两个子模块。专题气候预测研讨子模块包括气温、降水、ENSO、台风数量、冷空气频次、沙尘频数、农业生产条件等短期气候预测专题。短期气候预测学科前沿信息子模块主要介绍短期气候预测学科前沿的最新信息。

五、结语

本文对课程模块化的研究，还停留在概念层面，深层次的研究成果还需在专业技术人员继续教育的实践中继续研究。另一方面，短期气候预测目前仍面临很多科学难题，传统的气候预测理论和方法需要及时更新认识和应用，因此对短期气候预测培训课程模块的设置也应及时做出适当调整，这对丰富和发展气候预测培训教学研究和实践也具有十分重要的作用。

参考文献

[1]张宇.“模块化”与“能力本位”：国外职教课程的早期印象及其影响[J].职教通讯，2011（11）.

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一、高职课程体系整合的原则

1.培养高技能人才的原则

高职教育课程体系的整合主要体现在对课程目标确立、课程内容选择、课程模式设计及课程评价等方面。以就业为导向的课程体系的整合必须在深入了解市场,准确把握市场对高技能人才在知识、能力、素质等方面的具体要求后,从传统的学科式课程模式框架中走出来,真正做到从行业实际需求出发,达到高技能人才培养的要求。

2.课程知识和技术多元整合的原则

高技能人才需要具备较强的综合职业技能,要运用多元整合的策略思想,形成以应用性、技能性为特色的高职课程内容体系。贯彻多元整合的策略思想,要求打破原有课程、学科之间的壁垒和界限,以技术应用能力的培养为核心,以目标培养的实际需要作为内容取舍和结构组合的标准,分析相关的知识要素和技能要素,对课程内容做纵向和横向的整合,不求学科体系的完整,强调课程内容的应用性、必需的基础性和课程内容的综合性。

3.课程体系整体优化的原则

实现整体优化首先要明确知识、能力、素质之间的比例关系。要根据人才培养目标的要求找到三者之间最佳的结构平衡点,使学生的知识、能力、素质得到协调发展。协调课程与课程之间的关系。不同的课程对培养目标所起的作用不同,要明确核心课程、支持课程、基础课程、特色课程之间的关系,并体现在课程体系中。

4.理论教学“必须、够用”的原则

高职的理论教学特别强调理论要为实践服务。以指导实践,提高技术应用能力为目的,坚持理论教学以"必须、够用"为原则,有利于学生用科学的技术理论指导实践和实践操作。因此,课程体系应对理论教学进行大胆改革和重组,取消与专业实际技能培养关系不大、理论性过强的课程,对一些与专业相关的课程进行内容的调整与合并,增设反映新技术的技能课程和过程性课程。

5.重视特色课程的原则

高职的人才培养要为区域经济服务,课程体系的特色主要体现在与区域经济的结合上。区域经济结构不同,产业布局不同,经济发展水平不同,对人才的类型要求、专业要求也不同。满足区域经济发展对人才的特定要求,创建特色课程,构建产学结合的课程体系是值得探索的主要途径。

6.适应职业结构与岗位的变化的原则

高职课程体系具有一定的弹性和灵活的调节机制,能对整个社会的经济、科技的发展与市场需要做出快速反映,根据实际需要及时在内容上吐故纳新、在结构上调整组合、在评价上动态反应。知识经济促进了科技的进步和社会产业结构的调整,造成了职业结构和劳动岗位内容的不断变化,而且这种变化的速度愈来愈快。高职课程体系及时反映这种变化,具有自我调整自我更新的能力。

根据以上原则,我们认为“宽基础、活模块”的课程体系适合以全面素质与综合职业能力的培养为核心,以岗位技能训练为特色的高职教育要求。“宽基础、活模块”的两段结构,呈现出与其他课程模式不同的结构特征。宽基础部分作为横向的课程集群,其学习内容不针对某一特定工种,而是针对一个职业内的一群相关岗位所必须的学识和能力,将工作性质相通的若干个岗位集合为一个群,着眼于一个职业岗位群所需要的通用知识的获得和通用职业能力的训练及学习能力获得。“宽基础”阶段侧重于全面素质与关键能力的培养,着眼于奠定发展后劲的基础。“宽基础”对全面推进素质教育,树立以能力为本位的新观念,增强学生的发展后劲具有极大的促进作用。活模块部分作为纵向课程集群,强调针对特定的岗位对从业者的具体要求和从业能力,追求教学内容与特定岗位需要的一致性。其任务为:一是岗位专项技能的训练,使学习者具备顶岗能力:二是在专项技能训练的过程中兼有提升学习能力的功能。“活模块”阶段注重专项能力、综合能力、适应市场变化的跨岗能力及个性特长的培养,着眼于就业适应性的培养,立足于市场经济和人才的需求。

二、通过社会需求分析确定能力本位的应用化工技术专业模块化课程体系的结构

德州职业技术学院应用化工技术专业从2005年开始筹建,2006年招生。专业设立之初我们对山东省及周边地区多家企业进行调研,发现电池行业由于能源危机的影响焕然一新,它集技术、资金、劳动密集于一身发展迅速。

通过电子邮件的方式发放调查表,就应用化工技术专业学生的知识和技能与就业状况的关系进行调查。初步结论是:文化素养和专业基础理论有利于学生的自身发展和自主创业,专业技能的高低和宽窄决定学生的就业质量和就业面。高职教育不仅要让学生掌握一定的文化知识,更重要的是要培养学生的专业技能。在实际教学中,我们感觉到模块化课程的教学体系能从整体上有针对性的培养学生的专业技能,并且富有成效。因此,创建以能力为本位的应用化工技术专业模块化课程体系是培养高职学生专业技能的有效途径,这也正是高职教育区别于其他各类普通高等教育的重要标志。我们还重点调查了毕业生的就业层面,它们主要涵盖在这样一些领域:企业的产品生产、质量检测、分析化验、技术开发、技术管理以及产品的营销和售后技术服务等。我们把这两项调查结果与模块化课程体系的建设挂钩,具体做法是:从学生的就业领域和就业岗位出发建立与就业岗位对应的能力模块,再根据能力模块的内涵来决定课程模块的数量和内涵以及每门课程及每个课程模块的培养目标。这样构建课程模块有利于我们集中时间和精力有针对性地传授知识和培养学生的能力。

三、课程体系整合方案

高技能人才培养的核心问题是课程的设置与体系的整合问题。因此,我们以高职课程改革为突破口,依据高职课程体系构建的原则,构建了以职业技能为核心的“宽基础、活模块”结构的高职课程体系。这一课程体系由职业公共课模块、职业能力课模块、集中实践模块、人文选修模块组成。

1.职业公共课模块

主要为大学生提供必备的科学、人文、身心等方面的基础知识,重视培育学生的人文素养和科学素养,是职业高校区别职业中专的重要标志之一。主要包括高等数学、大学英语、思想政治理论课、体育等课程。该模块以“必须、够用”为原则。

2.职业能力课模块

首先针对职业所需,确立核心课程。核心课覆盖该专业对应职业岗位群需要的最基本、最主要的知识和技术,教学上侧重于技术方法的讲授。保证学生有足够的时间和条件学好这些课程,掌握本专业必备的知识和技术。围绕着职业能力核心课程,开设专业技术、职业考证、职业方向等课程

(1)专业技术模块

各专业除了核心层以外需要开设的专业技术课。这是对核心技术课程所需专业知识的强化、拓宽和补充,以使学生进一步深入理解本专业的核心技术课,强化技术操作,以熟练和丰富技术操作经验。

(2)职业考证模块

职业考证模块保证职业资格的获取,落实双证书制度。这一模块重视职业技能的考核,将职业考证的相关课程尽可能融入培养计划之中。该模块课程由经验丰富的教师指导,从而有利于学生取得相应的职业资格证书这是强化培养学生的动手能力、操作技能的课程,重在职业基本技能。

(3)职业方向模块

职业方向课模块以当前职业岗位的需求为依据,每个专业设立3个左右的专业方向,在第四学期按照学生的学习兴趣和基础对他们进行分流。此模块侧重对学生进行有针对性的专项培训,以适应多层次岗位的需要。

3.集中实践模块

这一模块的课程强调实训、职训等实用性操作训练,以满足第一线应用技术人才的实际需要。

4.人文选修模块

以人文课程为主,兼有科技、管理、文体类等课程,为学生多方面个性发展提供帮助。

四、“宽基础、活模块”课程体系的特点与应用效果

“宽基础、活模块”结构的课程体系特点是:这种课程结构模式灵活性大、针对性强,可以通过调整不同模块的组合,及时实现专业方向的调整,满足各种教学计划需要,并保持自身的完整性与稳定性,灵活地实现教学内容的新陈代谢,使教学要求与社会的发展变化基本上保持同步。各模块均紧紧围绕职业技能这个核心,体现出:“职业技术核心”、“动手能力优先”和“注重人文和科技素养”的高职课程的设计原则,贯彻了从高职学生发展实际出发,“以学生为主体”的教育理念。新的课程体系是在适应地区经济社会发展需求的前提下,按照用人单位对毕业生的技能要求,设计合理的岗位技能或行业技能的培养目标。这一目标由一组相近的专业岗位综合技能课程或若干个相应的岗位证书课程所组成,这些课程包括相应的实训课,以及参与实际生产或社会服务、实际运作的实战训练,从而使学生在毕业后实现与企业零对接的要求。

参考文献:

[1]王歧奖.课程结构与教学模式整合研究[J].教育科学研究, 2002, (4).

[2]张尧学.全国高职高专教育产学研结合经验交流会论文集[C].北京:高等教育出版社, 2003.

[3]晓明.整体性课程结构观与优化课程结构的新思路[J].教育理论与实践, 2004, (5).

[4]黄尧孝.构建高等职业教育课程体系的理论思考[J].职教论坛, 2005, (5).

[5]郑晓梅.论高等职业教育课程目标的价值取向[J].职业技术教育, 2003, (19).

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DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.14.215

0 引言

模块化设计是指在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，以满足市场不同需求的设计方法。

1 联合卡车线束模块化设计运用

在商用车领域内，车型种类、轴距及客户订单配置的多异化特点，重型卡车底盘线束基本上专车专用。由于线束零件品种的繁多，给生产物料仓储、备件及供货周期都带来极大的困扰，线束常常成为设计变更的被动方，设计冻结之后变更会导致线束大量的返工，带来一些潜在的质量风险。因此，联合卡车车辆线束在研发之初就引入了模块化设计理念。

1.1 线束模块化设计影响因素

从事汽车线束设计的人员都清楚的知道，影响线束零件变化的因素太多。在商用车领域内，主要影响线束模块化设计因素有两大方面，即整车电器原理和电器件的布置，具体影响因素见图1。

1.2 线束模块化设计思路

汽车线束模块化设计思路就是通过对单元系统原理进行分析，结合整车装配工艺拆分成多个组成单元的线束，并通过对转接口定义模块化设计规划、电器功能模块化、电器件布局模块化设计来达到整车线束模块化设计。

（1）联合卡车原理设计。联合卡车电器原理基于正向电子电器架构开发，图2为联合卡车的电器原理拓普图。联合卡车电器原理设计具有如下特点：（1）模块化设计--①车辆信息由最近的模块采集；②功率驱动能力；③具备自诊断功能；（2）总线功能--①各节点信息通过J1939报文实行数据交换；②通过网关实现信息共享；③4路CAN和1路LIN；④灵活的订制功能。

（2）线束转接口定义模块化设计。考虑到线束加工制作、车辆装配工艺节拍及售后维修的需求，联合卡车整车线束进行了分段式处理和转接插件功能定义的规划，如驾驶室与底盘对接处插接件分为发动机、后处理、变速箱及通用相关功能。

（3）线束功能模块化。我们通过对线束终端功能分析，可将单个线束按功能拆分成几个子功能线束，分别给每个子功能线束进行定义，使它们在公共过渡转接口处的插接件针角定义进行固化；把每个功能模块的系统固化，使我们线束最终组合产品更为通用化。模块化过程必须考虑进组合模块的影响，如共用接合点的设计，在遇到多个接合点设计时，建议采用导通片回路来实现功能。

（4）线束布局模块化。目前线束的设计方式有两种模式，即集成式和分段式。集成式线束设计方式使得线束臃肿庞大，加工制造及模块化生产带来极大的困难；分段式线束是根据整车电器布置进行规划，按照功能和区域进行合理的划分，使得单个线束变得简单。

线束的生态环境很大程度取决于整车开发的模块化，并且在开发过程中是否严格的系统化、流程化去设计和规划，因此，线束设计技术开发应尽早的参与到整车开置规划中，提出设计规划要求，共同制定技术路线图。

1.3 模块化设计优点

模块化设计的优点有如下几点：①品种优化，整车线束匹配可进行匹配组合；②能够有效地降低产品呆滞风险；③可进行库存储备；④加快备件调取进度；⑤变更成本降低；⑥提升产品质量，简化线束设计流程，缩短设计周期。

采取模块设计后，原本复杂的线束设计过程变得简单化、标准化、系统化。可有效降低和减少线束设计与生产风险，从而提升产品质量。

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铁路工程是一个复杂的工程项目，其中涉及到多种技术的运用，多项管理工作的开展。为了提高高铁工程建设的经济效益、加快工程规范化建设、减少工程建设成本和缩短建设工期，就必须形成一套先进的模块化技术。高铁工程建设模块化管理需要先进理念的支持，模块化技术得以应用于高铁工程建设中，实现了高铁工程建设管理的创新，达到了预期的目标。

一、“模块化”理论的内涵

模块化理论最初来自于IBM企业，作为一种思想理念与指导性理论，它指导着企业将复杂的事物简单化，将复杂的系统、流程进行简化划分，逐步实现对整个系统、整项工作的操作与运营，逐个模块操作、逐步推动整个系统的建设与发展。在实际的企业生产与经营管理中，主要包括产品模块化、企业组织模块化、生产运营模块化等，模块化管理为企业创造了预期的管理效益、经济效益。作为一种先进的管理理论，模块化最初用于一些电子设备生产加工中，例如:手表生产加工，汽车部件制造等行业。铁路工程建设本身是一项复杂的工程项目，内部涉及桥梁、隧道、路基等多种主体工程项目，各项目又分有多种不同的工艺和工序，因此非常有必要引入模块化理念。

二、“模块化”技术的优势与劣势分析

模块化生产方式的应用将整个工程建设划分为若干个环节，细化、深化了施工过程中的管理，实现了集成生产、专职专责的目标，从而确保工程质量，有利于实现标准化作业。同时，模块化的生产能够为后期的装配创造条件，从整体上整个工程项目建设的效率，实现了工程建设的“四化”需求。与此同时，模块化技术在实际应用中也存在一定的劣势与不足，对于铁路工程项目来说，由于项目涉及的参建单位较多，而且客观需求也在丰富化、多元化，各个模块的分支系统中存在既独立又关联的特点，系统不可再分，这样就为模块化技术的应用带来了困难。

三、高速铁路工程建设模块化的发展与应用

1、工程建设模块化的基础条件

(1)模块理论的发展铁路工程建设模块化发展最根本是要有成熟的理论系统，模块化理论经过了一系列的发展和改革，尤其是关于工程施工工艺的模块化处理得到了相对深入的发展，正在逐渐走向成熟与完善，这无疑为铁路工程模块化建设提供了坚实的理论基础，从当前来看，工程模块化建设正在逐步普及与完善。现阶段，模块化施工属于相对科学、合理、先进的施工理念，一方面确保了铁路工程施工质量，推动工程施工有规范、有秩序地展开，模块化的施工生产能够提高施工生产效率，确保施工质量，有效地控制施工工期。(2)先进设备的产生铁路工程建设的模块化管理也依赖于先进的设备条件等的支持，现阶段，大型吊装、运输设备逐渐被引进，无疑为模块化技术应用创造条件，当前模块化已经全面地应用到铁路施工的各个环节。(3)不断增长的客观需求铁路工程建设需要一套高效、科学的管理理念来指导，客观上对工程建设的模块化管理提出了诉求，从而使得模块化技术的应用有着良好条件。

2、模块化的实际应用

铁路工程建设模块化技术应用应该在特定的理念指导下，本着“施工建设工厂化”的思路，也就是集中生产、集中管理与集中运输，以此来确保工程材料质量，为高质量、高水平的安全高铁施工打好基础。例如:预制梁施工可以启动工厂化集中生产策略，经过真实的实践得出，同样的32m简支箱梁，模块化预制施工要比现场浇筑节省2倍的时间，由此可见模块化施工能够极大地确保施工效率。同时，铁路工程施工中，模块化技术的应用可以提高施工的标准化水平，有效控制了施工成本，提高施工效率，确保了工程施工质量，达到了模块部件的标准化加工，从根本上保证了工程施工质量。具体的模块化应用体现在以下方面:拌合站统一负责调配与提供工程施工所需的混凝土，工程所用的箱梁以及轨道等分别由专门的预制梁场、轨道板厂等提供，其他所涉及的构件，例如:遮板、盖板、栏杆等同样由专业化工业企业提供，通讯设备、装置等在模拟系统内部来专业化组装与调试。

3、高铁建设模块化集成与分解

铁路工程建设是一个复杂的系统，模块化集成与分解更能理清工程建设思路，理顺各个工序之间的关系，通过科学的集成与分解能够确保工程建设效率，具体的模块化集成与分解过程体现为:高铁建设单位通过招标形式来选拔有资质的设计单位，并制定设计的规范、标准与规则，形成一个高铁建设工程系统，再在这一系统内对设计规则逐步分解，把复杂的高铁工程系统逐步切分、划分成基础、简单的子系统，子系统的实践主体为广大施工单位，子系统内部还要进行更为细致、深入的划分，形成若干个子模块，每个模块系统都由专业、专门的部门负责，例如:施工子模块中被划分为工艺管理模块、材料管理模块、工序与工期管理模块等，最终逐渐打造出一个完善的高铁工程系统，让高铁模块集成与分解贯穿于整个工程建设中，提高了工程施工建设成本，达到了预期施工效益。经过实践的应用与总结，高铁工程模块化建设一方面提高了工程建设质量和水平，另一方面也有效提升了工程建设的经济效益与社会效益。

总结

高速铁路工程建设模块化应用为高铁建设提供了高端、先进的理念，有效确保了工程施工质量，模块化理念的驱动下，高铁工程建设管理实现了细致化分工，形成了针对于某一模块的专业化、精细化管理，妥善维护了各个工序施工秩序，提高了工程施工的经济效益。

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1 网络模块化设计思路的提出

Cisco等公司最早提出了层次化网络设计的概念，已经在各类大中型网络设计中得到广泛应用，它将一个网络分为核心层、汇聚层和接入层，使得网络设计清晰而有层次感，减弱了网络设计的复杂性，降低了网络设计的门槛，极大地推动了网络设计的快速发展。在ChinaNet、ChinaNet2中都是采用这种设计方法，尤其是在ChinaNet建设初期“老三层”模式更是深入人心。对于纯粹用于运营的计算机网络层次化网络设计有着明显的设计优势，但对于需求较多的业务型计算机网络，用户经常提出的服务器网络群设计、网络出口安全、网络内部监控等个性化需求，这些都不能在层次化网络设计中一次性设计完成，经常造成多个厂商各自负责一块，后期再进行对接的现象，响应速度慢，工程周期长，协调工作量大。

在工业设计中模块化设计被广泛应用，产品的模块化设计始于20世纪初，1900年在德国书架生厂商将自己生产的书架分为书架底座、书架框架和书架顶板三大部分，其中书架的框架体尺寸不同，用户可根据需求选择不同大小的数据啊框架，在根据个人喜好选择不同形式的书架底座和顶板，从而组合成合适自己的“理想书架”。这种书架的设计方式就是最早期的模块化设计方式。现在经过几百年的发展，源于工业产品的模块化设计原理已经应用到了各个行业。在网络 设计中根据具体情况将用户需求进行功能划分，针对不同的功能利用现有成熟网络模型进行分块规划设计，后期将各个模块组合起来形成可用的最终成型网络拓扑，这种方法就是采用了工业产品模块化设计的思想，并应用到现在的大客户网络设计中，产生了一种新的网络设计思路。

工业设计方面大量文献资料对模块化进行了系统分析：

1.1 模块

模块就是具有相同功能和结合关键点（指联接部位的形状、尺寸、连接件间的配合或啮合等），但有自身独特性能或不同内部结构、不同规格的单元。模块可以进行分解和组合，可以根据不同的需求、环境要求进行调整自身的大小，这是现代模块化概念的分级模块化原理的基础。

独立性、抽象化、灵活可互换是模块的三大特点。

（1）模块的独立性首先就是指的模块的功能明确的、独立的，其次是指模块可以独立设计、生产、安装。一个产品某一个模块的增减只会减少该模块所具有的功能，对其他模块基本无影响。

（2）模块的抽象化是指模块就像一个黑匣子，对外提供功能和接口，而内部结构隐藏在自身的界面中。

（3）模块的灵活可互换是指需要某个功能只需要选择增加或更换具备改功能的模块。

1.2 模块化及模块化设计

模块化的重点是部件的标准化，用户可根据需求选择一系列具备不同功能的部件自行拼装成产品。

将某一类产品进行分析研究，将其中功能相同的部件提取出来，并对其进行标准化以形成标准化部件，这就是分解出来的模块。后期产品设计时选择不同的模块进行组合形成新的产品，这个功能分解、部件标准化、组合产品的过程就是模块化设计。

传统的产品设计是以系统为中心开展，而模块化设计分为标准件设计和模块组合设计。由于模块自身具备的特点，使得模块化设计更加有效的支撑了产品的创新，利用已有的模块通过组合即可得到不同的新产品，这样大大缩短了设计的周期，通过模块的标准化还可以大大降低产品的生产成本、提升标准件的质量。同样采用模块化网络设计出的网络将具有如下特点：

（1）各个模块功能明确，可以根据用户需求进行取舍，即使在工程施工中用户也能根据需要进行取舍；

（2）各个模块之间相对独立，在具体项目施工时可以分多个项目组同时进行实施，缩短施工工期；

（3）形成的模块模版，可供后期相近网络设计借鉴，以达到快速设计的效果。

使用模块化网络设计，根据用户需求将网络分为各个功能模块，在设计初期即将各个功能模块之间的通信考虑进去，由一个厂商完成整个网络的设计、施工，可以节省网络建设时间，并且降低了后期维护难度，也给网络施工方创造了更大商机。

模块化网络设计方法并非与层次化网络设计完全没有关系，在模块化网络设计中也会应用层次化网络设计方法，例如本文中的内网模块设计，模块化网络设计方法是对分层网络设计方法的一个外延拓展。

2 网络模块化设计的应用

以某市电子政务网为例，前期收集用户需求得到如下信息：

（1）需建立一张本地城域网。

（2）全市政府单位统一出口。

（3）一个统一的系统平台。

（4）通过VPN技术提供外出办公服务。

（5）网络性能高可靠，网络安全可监控。

根据用户需求，将整个网络分为：内部网络、外部网络、服务器区、安全防护、网络管理五大模块进行设计。

篇（7）

中图分类号： TE34 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）01-

对于一些低渗透作用较为强烈的油田，通过满足区块经济开发下限的基本要求界定基础形式，根据具体建设投入成本比例的占据形势，产出水准等系统规划因素进行必要数据模型的统计和安排，透过比较复杂的环境作用效应进行渗透，使得涉及必要的开发建设综合时效因素相对比较复杂。针对长期发展效能作用以来，我国具体区域油田规划工作的简单、快速流程标准内容进行逐层匹配划分，使得内部地面规划工作和建设指导思想内容等，得到国家相关规定实施范围校正标准的灌输指导，确保一定规模作用下的具体能源保护问题等逐渐凸出，这是贯彻成本生态规划经济的必要现象，因此关于安全管理和环保能耗控制综合机理的设置引导工作，必须做到科学的系统规划和认证，以满足现代化控制施工能源处理工业的高度资源整合，和优势地位发展完善的社会总体效应。

1.油田地面建设工艺方案的制作研究

在整体简化的三级布站规格能动控制机能作用下，我国施工处理单位在构建具体的单井、计量站、接转战、集中管制处理流程的工艺处理系统活动中，透过内部油品性能的标准效应资料，以及轻质原油特征的比对，使得关于具体能源节约，相关的不加热输送配套机理内容等得到高效的处理，保证一定技术控制效能的奠定基准效益得到完善。在具体地域位置油田建设环节的设置方案中进行观察，在一定时期控制技术作用下的实际井组回压问题比较繁杂，为了确保必要建设投资的有效控制效益，减少接转站建设设备的成本投入，需要透过集输半径的原理内容，进行实际井口回压控制规模的补充，主要是建立一定控制范围的井口增压点，根据计量接转站、集中处理中心间的任务协调要求，进行二级半布置流程传输任务的升级延续。但该地实际地形条件比较混乱，实际高差效应难以克制，因此涉及必要的原油产量控制效能水平不足，但站场规模的小型化设计形态有着特别的灌注优势，有助于低产量油田原油增压问题的有效克制。结合实际分解部件的内部效应，针对必要模具的预制处理流程，透过专有小型机具在辅助系统的效能潜力发挥，实现一定坡口角度严格控制手段的落实，满足较少尺寸误差的标准校准效能，促进内部油田能源开发效能的积极拓展。

关于战场工艺控制技能的简化流程内容，是集中处理中小型油田输站场功能发挥的长期实践经验中总结而得的，建立在一定规格的原油收集量标准、计量控制理论以及具体加热、增压的初期工艺简化方式基础模式上，根据相关机械设备的集成流程缩短控制效应进行整体编排。关于增压点位置的简化流程，主要是满足具体初期增压箱集中单井计量、原油加热、缓冲传输的具体路径，以及综合集成功能的实现标准途径，进行细致划分的，使得整体建筑成本的投入效应适当得到缓解。接转站位置的简化处理，是根据加热功能的主要适当性转变，结合目前间接加热的套管处理方案，进行关于真空技术加热炉设施的引进，实现整体原油的直接加热改造，确保内部操作处理流程的深度转换和简化，使得关于效率完善的既定预测水准得到全面发挥。关于实际方案规划前的功图法计量设计活动，是根据油井计量问题的实际标准性建设落实规律，以及接转站任务的堆积现状，进行单量油汇管设施的直接取消，保证计量工作规范的优化效应。

2.模块化技术在油田地面建设施工环节中的应用研究

2.1关于模块标准化计量工艺技术的开发

在油田模块化工艺技术标准落实设计活动中，为了进一步保证低成本资金的数字化控制规模，结合单井功图法的计量工艺标准，功图法油井液测量技术在光杆示功图的基础测试效应等，实施内部环节生产控制系数的追加，使得关于油井产液量的稳固改善措施制定标准得到落实。透过一定机组规模活动下的系统诊断处理标准流程，以及井口泵功图、数学模型的定位分析标准，进行一定冲程规范下的排量折算处理，保证具备一定编制基础的测示功图的单独分析计算工作内容的系统衔接，满足内部油井平均模块产液量测试的标准结果鉴定规范，并结合实际测试水准的机能发挥效应，进行功图特征的识别、载荷特征线的计算，以及冲程系数点等数据的收集整理。这种方法在实现油井实时计算标准的基础前提作用下，根据油井在计算机控制范围内的参数展示原理，进行抽油机不同位置故障的排查，使得满足一定规模效应下的电压越限、光杆卡死等问题得到全面显示，进而结合智能分析手段的诊断原理，进行专属故障的报警响应，保证远程控制油机在产液量瞬时计量工作的高标准回应。透过必备的监测设备，进行参数远程结构的传输，实现网上特定资源的有效共享，是构建目前科学网络模块化设置标准的主要形式。

2.2模块化技术管理活动在油田地面建设经济评价机制的响应成果探讨

根据一定规模控制范围下的具体井场计量工作的实现标准途径，以及传统的计量管线操作处理流程进行转换，促进原油集输流程作用下的，具体双管不加热集油流程的高度优化，针对不同规模站内计量间设备的总体规划模式，进行成本建设活动的实施，保证内部机械优化控制技术的全面覆盖和高度落实。功图计量工艺水准，是根据传统定制的双管流程的实时效能基础结构形式，进行拓展开发的。通过结合工程实质性建筑投资的合理规模，和总资产结构形式的比例占据优势，进行油田内部机理规模的深化设置和改革，满足具体现代化控制技术能动发挥标准内容的自主落实。为了适应开发建设环境特点的高度标准化模块效应，在进行标准化设计的补充，和定型设备工艺模块优化格式的制定过程中，针对具体施工组装流程的深入引导特征，进行较低开发成本方案的设置，满足一定标准化和简约化综合内容的补充，在总体数字化控制流程的有机建设活动的作用下，根据不同地域的油田产建地面工程的工艺规划标准，以及建设模式的高效渗透，使得具体四个现代化建设标准模式得到显著更改，保证内部结构部件，以及工艺技术改革工作的准确创新编排和系统衔接，实现包括采购设备、施工培训、简短建设周期的综合设计水准，进而保障一定施工周期作用下的油田高速发展的实际社会经济需要。

3.总结

在现代化控制标准流程和模块优化设置的总体效能作用下，关键油田位置的设施补充和气田延伸效率活动的创建等，得到具体先进仪器设备和先进技术经验的支持，为了明确具体时段下，模块规格机理内容下的建设完善效用，以及关键工艺技术在未来的匹配扩展水平，就必须适当考虑低渗透油田适应技术的研发，连同不同规模范围下的总体建设工艺标准流程，和低成本开发效用标准点，进行实际后期油田地面建设活动的拓展开发，进而满足现代化高标准设备控制范围，在油田开发工业施工环节的逐层优化目标，促进社会主义能源经济控制格局的全面优化。

参考文献：

篇（8）

中图分类号：P63文献标识码：A

一、钻井参数仪的相应介绍：

钻井参数仪作为钻井作业中的眼睛，是油气钻井工程中监测钻进过程进行科学分析和科学决策的重要工具。钻井参数仪驻澳包括：指重测量系统、转盘扭矩测量系统、立管压力测量系统、转盘转速和泵速测量系统、泥浆回流百分比测量系统等。随着钻井技术的发展，钻井参数仪也在逐步改进和完善。而目前国内的钻井参数仪器存在的是这样一些问题：现场服务跟不上油田用户的需求，某些重要参数的测量不够准确，现场安装、拆卸的工作量较大等等。这些问题的解决方案以及钻井参数仪的发展方向都指出了同一个所在，那就是钻井参数仪的模块化设计。

二、什么是模块化及其设计准则：

（一）模块的概念

模块是组成产品或系统且具有独立功能、标准接口和互换性的通用单元一般模块具有互换性、灵活性、独立性和抽象性的特点，逻辑、状态、功能三属性，以及商品性、先进性、适应性的等要素。

（二）模块的分级

模块的分级通常按使用功能和频度可将其分为通用模块、标准模块、专用模块和特制模块，为了方便又可以按模块分解的层次结构将一个系统分解的第一层次模块定义为子系统模块，以下层次逐次定义为单元模块、组建模块、器件模块和构件模块。

（三）模块化的概念

所谓模块化，是用标准化的模块组成一个系统。模块化是标准化的高级形式，用最小的组合来构成最多产品品种的标准化设计技术。这样将会带来很多的优越性，它能提高产品的可靠性和可维护性，缩短研制周期，提高管理水平，减少研制经费保证产品质量。

（四）模块化的特点

模块化是一种系统科学技术渗透到标准化领域所形成的标准化方法，即以一定范围内系统的总功能为对象，以功能分析为基础经层层分解形成的功能体系。它有以下特点：从标准化属性上看，是便标准化的高级形式。其有结构典型化、特征尺寸模数化、参数系列化、组织积木化、部件通用化的特点。模块是部件级甚至子系统级的通用互换，由模块可以直接构成整机以至大的系统，从而在更高层次上实现了简化。在设计上，以用户的多样化要求为设计依据，反复分解组合优化，进行全系列和跨系列的设计，以系统设计为中心，采用飞机模块化设计原理，采用CAD技术，能迅速而灵活地构成不同功能、不同规模的新系统。在结构上，采用组合式结构产品由若干模块组合而成，但不是部件的简单组合。其组合的方式有串联式、并联式、嵌套式或以上三种方式的综合。同时，强调模块的通用性，也强调模块的互换性。

（五）模块化设计理论

模块化设计是将模块化引入设计，使模块形成科学的系列，并使其具有接口上的兼容性、技术上的先进性和使用上的通用性。是通过功能的不同组合形成不同系统的全过程的一种标准化方法。

（六）模块化设计准则

1、模块划分应使模块间相互作用最小，模块功能独立性最大；

2、模块间机械、电气接口要简单，模块可单独拆卸；

3、相同的模块在功能和结构上应具有互换性；

4、在决定模块组件时，应使模块所含的零件、子模块等构件对某种功能为最佳，而不是提供多种又分散的功能；

5、在系统设计时，结构和性能各异而功能相同的模块也能互换使用，创造出适应于各种钻井设备的系列化妆品；

6、恰当确定模块数量和大小、既考虑系列化、通用化、互换性，又考虑功能、重量、尺寸，要在电气和机械上切实可行；

7、模块的组合应具有较大的灵活性、明确的目的性和良好的经济性。

三、参数仪的模块化设计方法：

（一）系统解决方案设计

所谓系统解决方案设计是指采用哪一种现场总线技术，应根据钻井现场的特点，遵循抗干扰性强、可靠性高、组网简单、成本低廉的基本准则进行设计。由于一般钻井现场电气要求可靠性高，现场布线少，安装调试费用低，钻井参数仪采用用于现场设备网络的开放网络和现场总线解决方案，具体选用基于RS-485通讯的ADAM-5000数据采集和控制系统，传输信号稳定可靠，并能抑制通讯线路上的噪声。

（二）模块接口设计

数字信息模块的接口指模块与模块之间的硬件连接、电气参数和通信标准。接口设计过程中需要重点考虑的是接口的通用性和互换性。因此数字信息模块的接口应采用标准多芯航空插头，RS-485通信协议，220加或减15%VAC。

三）传感器选择与电气设计

参数测量方法力求简单，传感器在精度满足的条件下对可靠性和稳定性应有更高要求，同时要有环境适应性的特殊要求，输出应为标准信号。传感器选型要注意集成化、小型化、智能化和数字化的现代测试技术指标和发展方向，在精度、量程、漂移、可靠性、环境适应性、数据信号发送安装性能及维修性、反复保安全、驱动部分的可靠性、寿命、价格、防腐防潮等指标方面要做到全面的平衡，防护等级不低于IP65安全防爆。模块、电缆、测量传感器均要隐蔽安装，避免暴晒和受潮，接头、电缆和传感器电源均要选用军品，以确保系统的可靠性与稳定性。

四、总结：

钻井参数仪采用的是现场设备网络的开放网络和现场总线解决方案，具有可靠性高、能抑制通讯线路上的噪声、传输信号稳定和组建现场网络成本低的特点。钻井参数仪模块是数字化钻井系统的重要组成部分。本文提出了钻井参数仪模块的划分方法，模块化设计准则、设计内容以及一些模块化设计的具体方法。随着科技发展，钻井仪表也在逐步丰富和完善，而钻井参数仪的模块化设计则更是改进过程中的重中之重。希望本文提出的一些划分和理论能对研究数字化钻井系统的设计工程师们起到一定的参考作用。

参考文献

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随着国民经济的快速发展，电梯应用越来越广泛，给人们的工作和生活带来了极大的便利。同时，也对电梯的舒适性、可靠性和安全性提出了更高的要求，而最能直观反应电梯特性的部分就是电梯轿厢。因此，改进电梯轿厢设计方式，提高设计效率和水准就显得尤为重要。面对各种用户的多样化需求，传统的机械产品的设计方式方法，已经难以跟上制造业的发展，迫切需要用信息化手段予以提升和改进。在这一大的背景下，基于参数化设计理念的多种设计平台和软件被广泛应用到机械设计中。本文应用结构参数化设计方法，在三维参数化CAD/CAM软件Pro/Engineer（简称Pro/E）的基础上，探讨电梯轿厢参数化设计系统部分模块的研发方法。

一、参数化设计系统的特点

参数化设计，是CAD技术在实际应用中提出的课题，是基于图形数据的操作。[1]通过参数驱动机制，可以对图形的几何数据进行参数化修改，极大的提升了设计效率和准确率。为满足电梯轿厢对参数化设计系统的需要，结合Pro/E功能，确定电梯轿厢参数化设计系统的特点：

（一）设计流程更加规范。将以往模糊、随意、不规范的管理方式，进行了量化、规范化，标准化，减少了人为的干扰因素。同时，系统的高度集成性使各部门的业务联系更加紧密，信息共享和流程协作将成为常态，强化了参与员工的大局观念和协作意识。

（二）脚本编辑器更加强大。参数化设计系统采用的是将模型的变化关系式写入脚本编辑器中，编辑器自动生成程序语句、变量自动提示、错误检查等多种方便实用功能，还提供了可直接控制的Pro/E模型中的多种CAD函数，使设计人员操作更加简单方便，降低错误率，便于发现问题，方便修改。

（三）系统采用模块化设计。模块化是一种全新的设计理念和方法，将系统以不同功能和性能来设计模块，需要时可以直接通过筛选和组装模块来生产出新的产品。模块可以重复使用，有效避免了设计师从零开始构思草图。能在短时间内试验多种外形构思，极大地提高设计效率，节省时间和精力。

（四）系统选用CAD二次开发技术。Pro/E为产品提供了设计、数据管理、二次开发等完整方案，其二次开发包以C语言为依托，利用其开发的应用程序安全访问和控制Pro/E，实现应用程序与系统的无缝集成。系统采用并行设计方式，可以分发给多个设计人员共同进行设计，并整合成完整的产品。

（五）系统可以快速制图。系统模板与Pro/E模型相关联，通过运行脚本程序，可以快速生成产品模型。系统产品模板关联三维模型后，可以自动生成工程图纸，使图纸的标注尺寸随着三维模型变化。

（六）可靠的安全性能。系统将数据、程序、模型分开管理，并设置用户验证和使用权限。如果只得到数据、程序与模型之中的一部分，是不可能使系统正常运行的，保证了较高的安全性。同时，系统针对不同的开发、使用对象制定不同的控制流程，从而能够较好的保护数据和系统的安全。

二、电梯轿厢参数化设计系统的实现

（一）基于CAD/CAM三维软件Pro/E设计。Pro/E操作软件是CAD/CAM/CAE一体化的三维软件，是参数化技术的最早应用者，采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。它采用模块化方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。CAD是计算机辅助设计领域流行的制图软件，功能强大、使用方便，广泛应用于机械、建筑、家居、纺织等诸多行业。以Pro/E为代表的参数化特征造型是目前最成熟的CAD技术之一。参数化设计一直是CAD追求的目标，旨在有效提高机械产品的设计效率。既能直观、准确地反应产品形态，又能根据用户意见随时进行修改。设计过程中涉及到的各种参数都可以作为变量，这些变量之间的关系可以跨越CAD不同模块，从而实现数据的全相关。同时，使用Pro/TOOLKIT技术来调用Pro/E所设计的功能模块，使程序和系统间实现无缝对接。

（二）部件模块化分解。参数化是实现机械设计自动化、模块化、标准化的前提和基础。参数化与模块化相辅相成。模块化设计作为一种多样化的设计方法，已经在诸多领域得到广泛应用。模块化设计要求的是标准化和组合化。要实现模块化，首先要将产品按照功能、可拆卸和安装、产品的要求等三种方式进行分解，在完成设计和划分之后再进行有机组合，实现模块集成。模块设计需要选用模块，这就要求设计者要充分了解产品的要求，掌握模块构成、功能、接口等参数。电梯轿厢的参数化设计就需要用到模块化，可随时对模块进行重新组合，对参数进行修改，达到高标准、高质量、快速完成相关设计的目的。[2]

（三）创建三维参数化模板。三维参数模板的建立需要遵循一定的规则，根据电梯轿厢的模块化树形结构特点，采取自上而下的方式建模。完成建模之后，还要对参数进行设置。基于Pro/E单一数据库特性，各种参数都会存储在数据库中，用户参数与模型可以一起增加和储存。同时，基于Pro/E的全相关性，在模型中创建和修改的参数可以在工程图中使用。利用这一特性，可以把零件的数质量信息统一存储到三维模型中，如此就可以根据参数脚本传递的不同参数，直接把参数赋予新生成的三维模型和工程图。设计人员可以通过三维模型对轿厢任何一处进行修改。

（四）实施全流程管理。模板从创建到实施，其流程可分为四步：编辑、审核、测试、实施。模板编辑完成之后，则进入具有审核权限的用户进行审核。审核通过则进入测试程序，检查程序的生成结果。测试完成则进入具有实施权限的用户投入使用。流程管理环环相扣，缺一不可。通过全流程管理，确保系统正常运行。

综上所述，参数化设计系统作为一种先进的设计系统，能有效提升电梯轿厢的设计效率和准确性。不仅能够缩短设计周期、提高设计质量、降低设计成本，还具有方便维护与更新的优点。通过基于三维模型和程序的有机结合，实现模块化、信息化、规范化设计，从而能够快速开发出安全、舒适、可靠的电梯轿厢，满足客户需求。参数化设计系统的成功应用，必将对机械产品的开发和应用产生深远的影响。

篇（10）

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1674-2117（2014）04-0026-02

1 引言

利用先进的信息技术优化环境艺术设计专业的课堂教学，运用模块化理论将整个模型逐级模块化、深化、细化，重视整体环境观的教育，树立整体的建筑观、景观设计观和室内设计观，运用生态审美意识去培养“开拓型、会通型、应用型”的环境艺术设计创新人才是适合于21世纪可持续发展的现代设计教育模式。实行分段式教学机制具有科学依据：针对环境艺术设计专业的特点，接轨学院、资源共享实现共同教育；强化学生的基础能力、专业技能，有助于使学生获得较为全面的训练，提高学生的整体控制能力；强调跨学科、多技能的素质教育，借助信息技术的优势进一步让学生培养扎实的专业基础、活跃的思维、开阔的学术视野，从而培养处具有较高艺术修养、较强设计能力的复合型人才。

2 现代信息环境下环境艺术设计专业摸块化教学模型结构

本科教学对教学模型的探索是一个永恒的话题。根据自己多年环境艺术专业的求学经验、设计实践经验、工程实践经验、在大学环境艺术设计专业的教学经验，以及从科研项目开题以来对国内这个领域的专业人员多年的采访和收集资料过程中获取的资料、直接和间接经验，试图以系统工程学、模块化理论、整体论、还原论为方法论和信息技术化手段一一建立一个现代信息环境下的环境艺术设计专业模块化教学新模型。作为尝试解决这个问题的办法，其基本思路是：先将整个教学系统按照模块化理论分离出7个大模块，再按照这7个大模块的学习内容和要求来设计更多的相关子模块来构成整个教学的信息系统，这些子模块可根据当前信息时代对学生专业能力的需要增加或减少、更新内容、升级换代。再按照子模块中更小的模块的逻辑性归纳成新的层次，根据学校的信息技术设备的实际情况最终形成每学年的课程表。

关于教学模块的分离、更新、增加、减少、归纳以及为模块创造一个“外壳”：为了便于宏观上的教学管理，把整个教学系统分离成几个大的教学模块，即教学模块的分离，例如，本文将整个教学系统分为“室内、建筑、景观、规划、史论、设计基础、实习”7个大模块，通过将模块不断地分离、更新、增加、减少、归纳，以及为模块创造一个“外壳”，使模块本身的内涵以及模块内部子模块之间以及模块与模块之间的相互关系发生变化，最后导致教学模型不断发生变化。同时，教学控制体系内容也要随着设备和技术的调整做出相应调整。所以我们说，伴随着教学模块的分离、更新、增加、减少、归纳，以及为模块创造一个新的“外壳”，专业教学模型呈现为动态的、开放的教学模型体系。专业教学模型与教学控制体系都是动态的、开放的模型和控制体系。稳定是暂时的、相对的，变化是永恒的、绝对的。

3 环境艺术设计专业教学新模型的四个核心内容

3.1 五年制教学模型

环境艺术设计专业以五年制的教学模型为宜。环境设计专业范围较广，实践性强，涉及学科门类较多，运用到的信息和科技技术也相对多，如：设计基础、建筑基础、建筑设计、专业基础、室内设计、景观设计、设计历史及理论、电脑软件学习及使用、毕业设计及论文等。尤其是专业实践一项耗费时间较多，环境艺术设计专业是一个实践性很强的专业，现在几乎所有学校的学生参与实践的时间都不够、以至于所学专业知识与实践连接不上。

3.2 四段式教学模型

设置四段式教学模型，是参考了国内外的专业教学模型以及目前国内的专业教学与实践的实际情况而定的。

3.2.1 有针对性设计的、计算机辅助教学的基础教学模块（1学年）

现在许多学校的设计基础部教学，是将所有设计专业的学生放在一起学，不分专业，强调共性，忽略个性，但是在有些院校比如清华大学美术学院基础部的教学，在经历了20多年的历史后，逐渐变成了现在的状态。即：利用信息技术辅助教学，在提高效率的同时保持共性并展开个性教学，强调设计基础教学的专业适应性、方向性，并非每个专业的基础教学都一样，而是有相同部分有不同部分，而不同部分的课程及内容正是针对各自不同的专业特点而设。

3.2.2 网络资源拓展条件下的建筑设计课程模块（2学年，含建筑设计实践）

建筑设计是环境艺术设计的重要基础之一，据本人访谈专业人士统计的结果发现，无论是装饰设计公司的业务领导还是环境艺术设计专业毕业的从业人员，在谈到建筑和室内设计、景观设计的关系时，无不强调环境艺术设计专业的毕业生在建筑知识方面的匮乏导致在工作中的被动。在这里需要强调的是，环艺系开设的工科内容和开在建筑系的工科内容是不完全一样的，在这里的内容重点更多的是强调该科内容和室内设计的关系，这是一个室内设计师所必备的知识技能，这一课程模块的教学设计需要借助大量的网络信息资源。

3.2.3 计算机设计软件使用下的模糊景观设计与室内设计专业教学模块（1学年，含工程实践）

这一阶段主要学习室内设计及景观设计的基本理论、基本知识和相关的设计技能，使学生通过学习室内设计及景观设计理论锻炼设计思维能力，通过专业造型基础、设计原理与方法、计算机软件技术和其他相关的信息技术、工作室及工程实践能力的基本训练，具备了解室内设计及景观设计的历史及现状，了解专业最新成就的发展趋势。

3.2.4 信息技术下景观设计或室内设计教学模块，并以所选方向作为毕业设计（1学年，含实习）

最后一年的分专业教学，是让学生在前面一年设计基础、两年建筑设计基础和一年“景观、室内模糊教学”的基础上，根据自己的喜爱，学有所专，学有所长，同时也在毕业之际做出一个有深度的设计项目。环境艺术设计只能以建筑设计为基础开出两个专业方向，景观设计和室内设计，而建筑设计由专门的建筑系来完成正规的专业教学。无论是美院建筑系还是工科建筑系，一般还要5年，环艺系在有限的时间里既不要去重复别人的路子，更不要忘记了自己的任务。

四段式5年制教学模式，一年级培养学生从“自然人”到掌握一定专业知识的“专业人”；二三年级开始打好专业基础——建筑设计基础课程；从四年级到五年级，则重点培养学生从专业人到具有一定职业能力的设计者，以开拓型、会通型、应用型的创新人才为育人建设重点；从五年级到毕业则选择一门作为突破，再提高，并对本科阶段的学习作一总结。

3.3 增加有关工学课程

这一块内容具体落实在四段式教学的第二段里面，“两年制的建筑设计课程模块”。主要包括建筑物理、建筑结构、建筑材料等课程，增加有关工学课程的出发点是基于工程设计及施工实践的需要。工学课程的缺失是目前国内艺术院校环境艺术设计专业的软肋。基于文科类艺术院校的学生的理工基础，可以将有关工学课程的内容在难度上区别于工科类建筑学院，但是一定要有。环境艺术设计专业是一门艺术和技术结合的专业，这在业内和实践中已成共识，在这里所说的技术，除了当前信息化环境下的信息技术，还有就是相关的工学内容。

3.4 文理兼收模式

文理科兼收的优势就在于使该专业学生进入社会后，在该专业的高端和中段都有相当数量的学生保持优势。现在的专业设置状态是：几乎所有美术学院的环境艺术设计专业均为文科类生源；国内的一些工学院及林学院的一些相关专业是理工科生源。这样的状态使学生在个人优势上不断扩展，但是在专业“短板”方面却没有得到长足的长进和补充。文理兼收的模式不仅可以使文、工科学生在专业技能、教师信息化教学手段上互通有无、取长补短、共同进步，甚至在思维方式、学习方式和工作态度等诸方面都有互补优势。

4 结语

环境艺术设计教学的模块化模型，还有很多不足之处，我们从中可以看出这一专业存在的问题和解决方法，尤其是随着现代信息化技术的发展，信息技术逐渐运用到环境艺术设计和教学中，教学设计应该从信息技术这一个辅助手段多加考虑。希望我的探索能够为环境艺术设计专业的教学提供帮助，不足之处还请指正。

（济宁职业技术学院，山东 济宁 272100）

参考文献：

[1]徐晓星.高职院校教师设计工作室建设的探索[J].科技信息，2012，（12）.