产品方案设计范例

摘要：本文主要分析了当前数控加工过程质量控制存在的主要问题，并对数控加工过程质量控制关键环节及其改进对策进行了探讨，仅供参考。

关键词：数控加工；过程质量控制；关键环节；数控技术；改进对策

1数控加工过程质量控制存在的主要问题

1.1零件质量难以保障

有很多工业产品的结构比较复杂，因为无法一次加工成型。为了获得这些结构复杂的零件，就需要通过多次加工过程。一些制造企业在加工这些产品时，主要使用的是一些普通设备。对于这种情况，零件加工的程序繁多而且分散。因而，零件在周转的过程中，由于加工环节众多，一些重复性的加工工序、安装或者定位等操作，都有可能给零件带来一定程度的损伤。这些损伤经过多次积累，就会导致零件出现变形情况。这样，零件的尺寸就很容易出现较大的公差，其质量控制难度就增大了很多[1]。

1.2工艺编制粗放

工艺编制是数控加工的重要环节，也是决定零件产品质量的关键因素之一。而对于有些制造企业而言，其工艺编制存在粗放等问题。一方面，有些企业在工艺编制过程中，并没有考虑设备的实际应用效果。比如一些新型刀具的使用，很多时候企业工艺设计人员都没有对其使用效果进行充分调研[2]。另一方面，工艺编制之后的具体操作中，一些技术人员大多是按照以往的经验对零件进行加工。但是，对于一些新结构的零件加工，这些技术人员就显得生疏，他们的操作也会对零件质量带来一定的影响。从实际情况看，因为工艺编制粗放，相关技术人员对工艺计划无法正确和有效的掌握，也会导致零件加工效率降低，产品质量不高。

1价值工程理论概述

1．1价值工程理论的原理

价值工程理论致力于研究各项活动，根据活动的完成情况我们可以总结出其公式为:V=F/C。其中V表示研究对象的价值，F为其功能，即被研究产品的作用。C指的是研究对象的成为，降低成本是价值工程的目标。根据这一公式我们可以总结出工程项目要降低成本，提高价值的主要途径:①在在确保产品功能的基础上降低成本。②在同样的成本支出情况下致力于提高产品的性能。③适当降低产品略降，并大幅度下调其价格。④研究和开发产品的功能，但是保持成本略升或降低。当然我们说，实现功能提高，费用降低是产品价值提高的根本方法也是最好方法。也是价值工程理论追求的目标。

1．2价值工程理论的特点

(1)价值工程理论的研究对象是产品的功能和成本，致力于提升功能的同时降低成本支出。两者之间相互关联和制约。(2)价值工程理论的核心工作的是分析产品功能，其目的在于找到功能和成本的最佳切入点，实现价值提升。(3)价值工程理论时刻坚持改革和创新，这也是价值工程理论能够长期存在的主要原因，是实现价值提升的途径之一。(4)价值工程理论的工作中心在产品价值的提升，即致力于改善产品实际过程和开发过程，实现其功能多样化和专业化。

2价值工程理论在电力工程造价中的应用

价值工程理论在电力工程造价中的应用与工程造价的步骤有关，依据其原理和特性可将其实现过程分为准备阶段、分析阶段、方案设计阶段以及评价确定四个阶段。具体分析如下:

作者：黄娟姬 单位：长春轨道客车股份有限公司技术中心城铁客车开发部

方案设计的多样性主要体现在其设计路径的多样化和设计结果的多样化；层次性。设计分别作用于功能层和载体结构层，功能的层次性也就决定了结构的层次性；不良结构性:。表现为产品信息是定性的、不精确的、不确定的、不完整的、不一致的；抽象性。表现为产品的几何细节不重要，忽略与功能和行为无关的其他属性，设计对象更多是词汇意义上的表示；经验性。产品的设计从设计人员所能获取的设计经验开始的，如综合性、艺术性、多目标性、反复迭代性等等。

结构功能元及其特征属性

机器是由许多零件按特定关系组合而成，机械产品的概念设计内容包括功能抽象化、功能分解以及功能结构图设计。功能元按照其完成的功能分类，其中主要是用于轴系的功能元件。包括支承类的回转副、联接类的回转副、传递运动类移动副和齿轮副。轴系结构方案设计是一个特征属性的维护系统，它由滚动轴承系统，滑动轴承系统组成。轴系主要功能元的特征属性包括支撑类结构功能元，具有14个分量的特征集合。即如可否用作固定支承、可否用作游动支承、内外圈可分离性、径向尺寸、内径可否做成锥孔、径向载荷、轴向载荷、联合载荷、联合载荷、耐冲击性等；传动类结构功能元。齿轮机构用于传递两轴之间的运动和动力，应用广泛；轴的属性。轴要用滑动轴承或是滚动轴承来支撑，滚动轴承的组合结构设计要保证轴承正常工作，常见的轴有直轴和曲轴；其他功能元的特征提取。

轴系布局方案设计

轴系是机械传动系统中最为重要的部分，实际中的布局方案应用对照包括齿轮减速器、蜗杆减速器、蜗杆一齿轮减速器。单轴的结构布局设计。包括功能元的符号表达，即功能元的符号表达和轴系功能块的数学表达；功能元的计算规则。集合笛卡尔积有序对，就是有顺序的数组；功能元符号表达与布局方式的计算。为了实现结构方案的可视化，要考虑直轴传动的情况，轴系的结构符号布局方式包括单轴的符号布局。

轴系的结构布局设计包括轴系的结构布局计算、下游多方案的生成和复杂轴系的多方案布局形式。轴系间结构方案可通过所有轴系结构布局集合间的卡氏积运算得到，对于减速器或是其他由设计运动方案的给定了轴系机构而言，我们总可以通过这样的计算得到其可能的结构设计解，为设计者提供设计参考帮助。结构布局形式会因为设计中设计者的设计指标要求的不同而有方案的优先级别的排序，得到满足实际要求的方案，将最终指导下游的结构设计；获取上述最优结构方案后，再重点对支承功能元和传动功能元进行较为细致的结构方案设计，并集合实际应用当中的情况对多布局形式进行应用。以一链式运输机为设计实例。通过运动方案设计一步得到了该设计的传动类型和分级情况，进行设计系统的传动方案中的详细信息设计。

1引言

随着人们物质生活水平的不断提高，以及社会文化的迅猛发展，人们对快速供应热水的需求变得越来越迫切。与此同时，速热式电热水器逐渐步入人们的视野，速热式、储水式、即热式等名词也应运而生，并陆续出现在了大众的购物清单当中。速热式热水器，是继储水式、即热式热水器之后的第三代热水器产品。它摒弃了前辈们的功能缺陷，融合了它们的优点，众多知名电器厂商纷纷踏入此领域，如海尔、A.O.史密斯、美的均有涉足。

2EPS泡沫垫层分析

对于一个家电制造行业而言，令企业操心的不仅仅是产品的生产与销售，产品的包装和储运也占用了相当大的精力。EPS泡沫因具有缓冲性能好、重量轻、易于加工等优点,行业内对于此类产品普遍使用EPS泡沫包装（如图1），但EPS泡沫回收成本高、利用率低、难以降解，并且在降解过程中产生有毒物质，严重污染空气和土质，破坏生态平衡，使其受到限制。[1]通过对市场销售的类似产品制造、仓储、物流过程的调查发现，EPS泡沫作为产品缓冲材料存在以下弊端：

（1）EPS泡沫缓冲垫层生产需要根据产品外观进行模具结构设计，并进行模具制作，模具制作费用昂贵。

（2）EPS泡沫材料质轻，但体积较大，将占用大量的仓储及物流空间，使产品储运成本升高。

（3）EPS泡沫材料不环保，由于材料本身具有抗老化、防腐蚀等特点，所以在自然界中不易腐烂，也不易被微生物降解，即便深埋，也会污染地下水源，破坏土壤结构，使粮食作物减产。如简单焚烧处理，则又会严重污染空气及大气环境。因此成为产品出口的壁垒。[2]

摘要:“国家教育考试网上巡查系统”运用于普通高考、研究生入学统一考试、成人高考、自学考试等国家教育考试的考点。这一系统拥有复杂但科学的管理体系，需要统筹安排指挥中心、考务综合管理和监控平台。整个系统涉及到很多方面，包括网络技术、信息技术、视频技术、通讯工程等多种高科技手段。系统的实践运用将提高我国招生考试的信息管理水平，并且能够有效地防范考生作弊的行为。本篇文章主要通过介绍上海市工业技术学校标准化考场项目建设申报方案这一具体实践来探讨国家教育考试信息安全管理体系。

关键词:网上巡查系统;国家教育考试;高科技手段;管理体系

1以上海市为例探讨考试信息安全管理体系建设

上海市工业技术学校标准化考场项目建设方案设计的原则包括技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本，具有先进性、经济性、可靠性和开放性的特点。从理论上来看，本次设计的项目系统能够提高监管力度和国家教育考试信息安全管理水平。该学校建立了一套完整的教育考试网上巡查系统，这一系统主要包括视频巡查系统、信号屏蔽系统和身份认证系统，同时，还建立了标准化电子考场，这些做法都有力地防止了考生作弊行为的发生。该学校一共建设了54间标准化电子考场，1间标准化教务室、1间保密室和1间应急指挥中心。在整个系统运作过程中实现了从试卷到学校，经过考务安排，然后试卷从考务到考场，以及在考试全过程等所有过程都做到了全程监控，并且身份认证系统，有效阻止了各种考试作弊的手段，达到了标准化考场建设的目的。这个系统一共包括5个部分，即网上巡查子系统、应急指挥子系统、身份识别子系统、信号屏蔽子系统、广播子系统。系统的运行过程如下：学校指挥中心应该部署监控平台、存储阵列、解码器和电视墙、SIP网关、视频会议设备等设备。这一系统应该具备多种功能，包括实时监控、录像存储与录像回放、系统管理、告警信息、日志管理等。在指挥中心部署视频会议设备能够实现考试期间的应急指挥调度。身份识别子系统也是该系统重要的组成部分，它需要对考生进行验证，然后对数据进行整体打包上传。在整个学校安装信号频蔽仪也是非常重要的、不可缺少的一个环节，安装信号频蔽仪后，在考试期间打开，平时关闭，这有利于防止学生在考试时利用手机等科技产品作弊。安装屏蔽仪后，在后台服务器可以查询屏蔽仪的工作状态。在该校所使用的屏蔽仪是标准化考场专用屏蔽器，操作简便，非常好用。除此之外该系统还应该包括广播子系统，系统的主要功能为：远处分区呼叫、多套声源同时传输和多种灵活控制方式，系统采用网络数字的方式进行信号传输，只要通过一条简单的网线就可以实现复杂的音源传输和管理功能，这样不但方便快捷，还稳定可靠，方便管理。整个系统“音源数字化、播放自动化、管理智能化、扩展自由化、操作人性化”，是一个合理、科学的系统。这一个系统庞大复杂但比较科学，在这一个系统中，系统管理功能显得尤为重要，它能够确保整个系统的正常合理化运行。系统管理能够包括多个方面，其中用户管理主要提供用户及用户组的添加、删除以及用户信息的修改；认证管理主要实现用户登录信息的认证和授权用户登录；权限管理可针对不同的用户分配不同的系统操作和设备管理权限；设备管理支持设备的远程升级，也支持设备权限的设置和修改，并且可以根据设备的名称和参数信息进行设备搜索；而最后网络管理就主要提供系统配置管理和系统性能管理。该学校针对国家教育考试信息安全管理有一套比较合理的考试管理方法。在整个考试行程中，首先需要考虑的是考试类型的管理，考试类型必须与考生信息相互关联，这是毋庸置疑的；其次是考试场次的管理，需要将考试场次与导入的考生数据相关联，以此来确定考试的场次。

2考试安全管理体系建设的注意事项

从以上可以看出，这一套国家教育考试信息安全管理体系总的来说是合理的，是实用的，但这毕竟这是一个方案设计，在整个设计中需要考虑的问题还有很多，在系统操作过程中难免会遇到一些问题，这些问题就需要在实践中发现并解决。经过多次的实践操作，这一管理体系肯定会越来越完善。除此之外，需要考虑的就是该方案设计实施计划和预算了。在整个实施计划中，时间紧、任务重，需要做好各方面的工作，工作计划主要是：项目调研、方案设计、招投标、签订合同、项目实施、试运行和项目验收，而这个项目的总共时间仅为3个月，在这三个月里，需要调动大量的人力资源和物力资源，还需要进行周密的方案设计，这样来说整个项目是是比较紧迫的。除了实施计划，还需要慎重考虑的就是方案的预算和需要购买的硬件设施及软件。这也是一个庞大的工程，在市场上已经有不少类似的硬件设施在流通，软件也有不少。但这些东西种类较为复杂，且有不少产品质量较差，质量好的价钱又过于昂贵，很难平衡。所以，在采购这一部分产品时，需要专业人员来进行操作。在采购硬件设施时，要综合考虑产品的价钱和质量，充分了解要采购产品的技术参数和功能特点，做到只买对的不买贵的。从上海市工业技术学校的方案设计来看需要购买的设施设备主要包括：监控平台，磁盘阵列，解码器，网络半球摄像机，网络红外半球摄像机，网络枪机摄像机，网络视频会议终端，身份识别仪和信号屏蔽仪。

3结束语

1价值工程理论概述

1．1价值工程理论的原理

(1)通过对工程项目的观察与分析，砍掉不必要的成本支出。从而降低项目成本，提高产品的实用价值。(2)将分析和研究产品的功能为核心，其目的在于改良过剩功能，实现产品价值的提高和企业经济效益的提高。需各级各方面专家共同协调参与。在分析中，价值工程理论可用价值指数进行表达。(3)价值工程理论致力于研究各项活动，根据活动的完成情况我们可以总结出其公式为:V=F/C。其中V表示研究对象的价值，F为其功能，即被研究产品的作用。C指的是研究对象的成为，降低成本是价值工程的目标。根据这一公式我们可以总结出工程项目要降低成本，提高价值的主要途径:①在在确保产品功能的基础上降低成本。②在同样的成本支出情况下致力于提高产品的性能。③适当降低产品略降，并大幅度下调其价格。④研究和开发产品的功能，但是保持成本略升或降低。当然我们说，实现功能提高，费用降低是产品价值提高的根本方法也是最好方法。也是价值工程理论追求的目标。

1．2价值工程理论的特点

(1)价值工程理论的研究对象是产品的功能和成本，致力于提升功能的同时降低成本支出。两者之间相互关联和制约。(2)价值工程理论的核心工作的是分析产品功能，其目的在于找到功能和成本的最佳切入点，实现价值提升。(3)价值工程理论时刻坚持改革和创新，这也是价值工程理论能够长期存在的主要原因，是实现价值提升的途径之一。(4)价值工程理论的工作中心在产品价值的提升，即致力于改善产品实际过程和开发过程，实现其功能多样化和专业化。

2价值工程理论在电力工程造价中的应用

价值工程理论在电力工程造价中的应用与工程造价的步骤有关，依据其原理和特性可将其实现过程分为准备阶段、分析阶段、方案设计阶段以及评价确定四个阶段。具体分析如下:

［摘要］基于系统的观点，对机械原理、机械设计两门课程设计进行整合，形成了机械设计综合课程设计，将机器的原动机、传动装置和执行系统三个基本部分关联起来，在系统中将零件与零件、零件与机构、机构与机构和机构与系统间的联系整合起来，使学生能够从整机和系统的角度，完成产品的系统方案设计、机构设计、结构设计等完整的设计过程，经历整机设计的全过程训练。同时，设计过程中加强了计算机辅助设计与分析软件的应用。教改有利于培养学生的系统综合设计能力、创新设计能力和解决工程实际问题的能力。

［关键词］机械设计；综合课程设计；教学改革；创新设计能力

随着经济全球化和科学技术的迅速发展，技术创新能力已成为企业生死存亡的关键。创新是一个国家的经济可持续发展的基石，拥有了大量具有创新能力的高素质人才，就具备了可持续发展的巨大潜力。为此，高等教育的一个重要职责就是要培养基础扎实、视野宽广、创新能力强、素质高的现代工程创新人才［1］。

一、基于系统观的机械设计综合课程设计与学生能力培养

机械原理与机械设计是机械类专业的两门重要的技术基础课，相应的课程设计是机械类系列基础课程重要的实践环节，是在学生学习专业课之前的一次重要综合性实践。在这个环节中，学生需要根据设计任务，在理论和教师的指导下，自行分析问题和查阅资料，找到解决方法。课程设计是学生充分发挥自身主观能动性、进行问题解决方案再创造的过程，实现了从以教师为中心向以学生为中心的转变，不仅有助于培养学生的知识获取能力、分析和解决问题的能力，还有助于提高学生的创新能力。设计是人们的一种有目的的活动，是将人的需求和意图转变为一个具体的物理对象的过程。产品设计起始于人类的需求，然后经过一系列的映射（用户需求域、功能域、原理域、行为域和物理结构域等），得到产品的物理实体对象，即产品系统。产品系统将从外界接收到的一定类型、形式和大小的输入量（通常是能量流、物料流和信息流），在系统中进行处理和转换，输出满足任务需求的另一种类型、形式和大小的输出量（变化后的能量流、物料流和信息流）。要完成这种转换，产品系统要包含一系列的子系统，一般是原动机、传动装置和执行系统等三个基本子系统。所以，产品设计应从系统的观点出发，将机器的原动机、传动装置和执行系统三个基本部分融合为一个整体来考虑。目前，机械类专业的课程设计包含了机械原理课程设计和机械设计课程设计等。机械原理课程设计在机械原理课程结束后进行，主要是进行机构的方案设计与分析；机械设计课程设计在机械设计课程结束后进行，主要是进行简单机械传动装置（减速器）的设计。两门课程设计分开进行，前者完成的机构与后者完成的原动机、传动装置关联性弱，机构设计与零部件结构设计脱节，这就导致学生对机器的完整设计过程缺乏系统的了解，从而不利于其综合设计能力、系统设计能力的锻炼和提高［2－4］。鉴于此，我们基于系统的观点，将机械原理、机械设计两门课程设计整合为综合课程设计，将机器的原动机、传动装置和执行系统三个基本部分关联起来，使产品的原理方案与执行机构设计、传动方案设计、结构设计和计算机辅助设计与分析等有机结合起来，融合为一个整体。整合后的综合课程设计依托一个实际课题，以设计为主线，让学生完成包含原理方案设计、执行机构的设计、传动方案设计和结构设计的完整的机械设计过程，并加强计算机辅助设计与分析软件的应用。这样更符合实际情况，可以使学生从整机和系统的角度掌握机械产品设计的基本理论、方法和步骤，有助于发挥学生的创新潜能，提高学生的系统综合设计能力、创新设计能力、计算机运用能力和解决工程设计问题的能力。

二、机械设计综合课程设计的选题

为了实现上述目标，合适的选题必不可少。设计题目应源于工程实际，且具有较强的综合性和系统性。教师要对实际工程问题进行适当简化，提取出多组设计参数供学生选择。经过多年的探索，我们从晶体管管脚自动上锡机、酱类食品灌装机、冲压式蜂窝煤成型机、糕点切片机、玻璃瓶印花机、麦秸打包机、干粉压片机、简易刨床、抽油机和印刷机等实际的机械产品中凝练出一系列综合课程设计题目。另外，教师可以从往届毕业设计的题目中节选出合适的机构及传动装置部分作为综合课程设计题目，同时结合自己的科研工作和横向开发项目，对综合课程设计题目进行不断地丰富和完善，设计题目每几年就更新一次，以避免学生模仿和抄袭往届学生设计的情况发生［5］。教学中也鼓励学生自主选题，变以往的“要我做”为“我要做”，以调动学生的积极性和主动性，培养他们的创新意识和创新能力。在此过程中，教师积极参与指导，以保证题目和设计内容的合理性。综合课程设计是在机械设计课程结束后集中4周时间来进行，教师可以尽早布置，让学生提早收集资料和构思方案，这就将课程学习和课程设计自然地联系起来，保证了课程的连续性和系统性，效果也更好。

摘要：培养机械制造专业技术人才对我国发展具有重要作用。因此，为提升高级技术人才质量，本文针对以工作过程为基础进行建设的《机械加工工艺方案设计与实施》教材展开探讨，以期可以为人才培养奠定良好基础。

关键词：工作过程；机械加工工艺方案设计与实施；教材

在装备制造企业持续发展的背景下，机械专业人才的重要性不断提升。通过编写合理的《机械加工工艺方案设计与实施》相关教材，能够降低课程学习难度，并将知识点集中，对提升高职学生学习效率具有积极的促进意义。

1开发思路与原则

《机械加工工艺方案设计与实施》课程在机械制造专业中具有重要地位，因此，其相关教材必须具备合理性，否则，高职学生不仅难以吸收知识，而且专业能力水平也无法得到提升。为此，本文总结出了《机械加工工艺方案设计与实施》教材的开发思路与原则。

1.1思路。在编写教材前，有关人员首先需要开展调研工作。即详细记录本专业毕业学生在企业中担任的岗位。其次，有关人员需对其主要就业岗位进行全面分析，并着重关注其实际工作任务，以此统计出该岗位对机械制造专业学生能力、素养等多方面的具体要求。同时，人员应实现岗位要求与学生的学习过程相互匹配。再次，需解析目前机械制造专业所推行的教学体系，将课程边界重新进行划分，设计出具有专业性的学习领域。最后，需设置出理论与实践一体化的课程，并在针对性技能训练形成的同时，制定以工作过程为基础的机械制造专业教学体系。在此基础上，教师将初步构建能够加强学生学习效率、极具专业性的《机械加工工艺方案设计与实施》课程学习领域。在工作过程完成系统化后，其即能够为《机械加工工艺方案设计与实施》教材的编写提供可靠依据，以该种形式进行开发的教材内容与格式不仅将更加丰富，而且还将与毕业生主要就业岗位的工作任务以及实际要求进行匹配，保证机械制造专业毕业生的专业技能能够充分发挥。

1.2原则。在开发教材时，有关人员需遵循以下原则：（1）充分参考与本专业就业岗位相关的一系列职业标准，以此确保编写的教材内容具有针对性以及合理性。从工作过程系统化实际要求与学生需求的角度出发，可以选择出4个具有生产性的零件与1个具有生产性的部件。在将其视作为载体的同时，教师应遵循简单到复杂的规律性，仔细排列零件与部件的特性，并以此创设出差异化学习情境。此外，在零件与部件的基础上，教师需将机械工艺的相关理论、零件质量以及关于装配的知识内容融为一体，从而打造出一体化教学模式；（2）根据知识、素质等要求，不断优化教材内容。首先，有关人员必须与企业、课程专家建立联系，共同探讨关于机械制造领域的知识内容，并通过岗位实际要求与学生的未来发展方向，明确、培养学生在未来的职业生涯中所需要的多方面能力。在综合分析机械制造专业工作任务后，有关人员即需总结出可以帮助学生顺利完成岗位任务的知识内容、专业能力以及专业素养。其中，知识内容应该包括但不限于以下方面：切割金属材料的规律及原理、机械加工规章制度以及工艺的基本概念、制定机械工艺规章制度时所需遵循的基本原则、机械质量的定义标准及其基本知识、装备机械与机床夹具应具备的基本知识；专业能力应该包括但不限于以下方面：合理且自主选择切割金属要素的基本能力、能够正确使用刀具的能力、科学且自主选择刀具规格的基本能力、加工机械零件的工艺设计能力以及独立使用零件加工工艺的基本能力、独立装配产品的基本能力、独立设计机床专用夹具的能力以及科学应用该夹具的基本能力、组装机床夹具的能力、自主发现问题、正确分析问题以及解决问题的基本能力。最后，即是机械专业高级技术人才必须具备的创新能力；专业素养主要指教师应该培养学生实事求是、严谨认真、注重细节、热爱岗位、懂得团队协作以及不畏惧困难、吃苦耐劳的良好职业态度与素养。（3）根据学生实际需求编写教材内容。教师应在学生职业未来发展趋势的基础上，结合学生的实际需求编写教材内容。并创设出符合机械制造岗位升职标准与规律的学习情境，以此为学生未来稳定发展提供保障。