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产品特性分析报告范文1
总论作为可行性研究报告的首要部分,要综合叙述研究报告中各部分的主要问题和研究结论,并对项目的可行与否提出最终建议,为可行性研究的审批提供方便。
一、项目背景
说明:概述市场及技术发展现状和项目提出的理由
(一)政策背景
(二)行业背景
(三)企业自身现状及发展战略
二、项目简介
(一)项目名称
(二)项目建设单位
(三)项目拟建地区和地点
(四)项目建设内容
(五)项目建设进度
(六)投资估算和资金筹措
三、可行性研究工作概况
(一)可行性研究工作承担单位
(二)报告编制过程
(三)主要内容
(四)编制依据
1、《中华人民共和国公司法》;
2、《中华人民共和国行政许可法》;
3、《国务院关于投资体制改革的决定》国发(20xx)20号;
4、《产业结构调整目录20xx版》;
5、《国民经济和社会发展第十二个五年发展规划》;
6、《建设项目经济评价方法与参数(第三版)》,国家发展与改革委员会20xx年审核批准施行;
7、《投资项目可行性研究指南》,国家发展与改革委员会20xx年
8、企业投资决议;
9、地方出台的相关投资法律法规等。
四、项目可行性与必要性分析
说明:从市场发展、国家政策,公司管理、生产技术等方面多角度论证项目的可行性,结合项目的社会效益、经济效益及当地的发展情况分析项目建设的必要性。
(一)汽车保险项目建设必要性
1、市场需求发展的必要性
2、地方社会经济战略规划需要
3、国家政策对行业升级改造的要求
4、企业自生长远发展的必然选择
5、……
(二)汽车保险项目建设可行性
1、经济可行性
2、政策可行性
3、技术可行性
本项目建设坚持高起点、高标准方案,为保证工艺先进性,关键设备引进国外厂商,其他辅助设备从国内厂商中优选。该公司始建于1998年,20xx年改制为股份有限公司,经过多年的技术改造和生产实践,公司创造出一流的汽车保险工艺和先进的管理技术,完全能够按照行业标准进行生产和检测,其新技术方案的引入,将有效保证本项目顺利开展。
4、模式可行性
汽车保险项目实施由项目发起公司自行组织,引进先进生产设备,土建工程由公司自主组织建设。项目建成后,项目运作由该公司全资注册子公司主导,项目产品面向国内、国际两个市场。目前,国内外市场发展均较为迅速,市场空间放量速度加快,市场需求强劲,可以保证产品有效销售。
5、组织和人力资源可行性
五、主要经济指标说明
说明:将研究报告中的主要经济技术指标汇总,列出主要技术经济指标表,使审批和决策者对项日经济效益有一个综合了解。
第二章 项目建设单位介绍
一、建设单位简介
二、企业组织结构
三、管理团队
四、劳动定员与人员培训
在可行性研究报告中,根据项目规模、项目组成和工艺流程,研究提出相应的企业组织机构,劳动定员总数及劳动力来源及相应的人员培训计划。
第三章 市场需求分析及预测
说明:项目立项之前,政府决策者首先需要对产品市场发展前景进行了解,然后才能进行决策,决定是否将项目立项,因此在项目可行性分析报告的市场分析中,要详细阐述产品市场规模、发展趋势、需求预测等方面的内容,并确定建设规模。
一、项目经济环境分析
二、项目政策环境分析
(一)行业相关国家标准
(二)行业准入门槛
(三)国家产业指导政策对本行业的鼓励或限制情况
(四)国家科技产业发展规划对本项目技术的鼓励政策
(五)相关管理部门制定的行业发展指引
(六)项目所在地地方政府的招商优惠政策
(七)项目所在地地方政府的招商优惠政策
(八)本项目产品目标市场的相关政策
(九)行业相关“xx”规划情况
(十)……
三、项目产品市场分析
(一)汽车保险产品行业发展现状
(二)汽车保险产品市场规模分析
(三)汽车保险产品市场价格走势
(四)汽车保险产品市场前景预测
四、汽车保险产品行业竞争格局
(一)行业主要竞争企业分析
汽车保险行业主要企业市场份额占比情况
(二)本项目竞争优劣势分析
五、本项目营销战略分析
第四章 产品与技术方案
一、项目主要产品介绍
(一)主要产品
(二)产品系列
(三)产品特性
二、产品的市场定位
(一)市场定位
(二)产品应用案例
三、产品制造
(一)工艺流程
(二)岗前培训
(三)质量控制
四、技术与研发
(一)公司技术研发架构
(二)技术储备
(三)公司持续创新安排
第五章 原辅材料及燃料动力
一、原辅材料及燃料动力消耗
二、主要原辅材料和动力供应情况说明
(一)原辅材料
(二)动力
(三)仓贮
第六章 汽车保险项目产品营销规划方案
一、项目营销战略目标
二、项目营销战略规划
(一)市场营销模式
(二)市场营销策略
1、......
2、......
3、......
4、......
(三)产品促销手段
1、......
2、......
3、......
4、......
第七章 项目建设条件分析
一、项目选址
二、项目建设地区地理位置
本项目建设地区地理位置
三、项目建设地区基础设施
四、项目建设地区产业基础
五、项目建设地区区位优势
(一)资源优势
(二)经济优势
(三)文化优势
(四)交通优势
第八章 工程建设方案与总图布置
一、总图布置
(一)总图布置原则
(二)相关标准及规范
(三)平面布置
(四)竖向布置
(五)道路
(六)厂区绿化
(七)围墙、大门
(八)总图工程主要数据
(九)运输
二、土建工程
(一)设计依据
(二)工程概况
(三)本项目主要建(构)筑物工程汇总
三、公用和辅助工程
(一)给水排水工程
(二)供配电工程
(三)通信工程
(四)供气
(五)仓贮
第九章 环境保护
在项目建设中,必须贯彻执行国家有关环境保护方面的法规、法律,对项目可能对环境造成的近期和远期影响,要在可行性研究阶段进行分析,提出防治措施,并对其进行评价,推荐技术可行、经济,且布局合理,对环境的有害影响较小的最佳方案。按照国家现行规定,凡从事对环境有影响的建设项目都必须执行环境影响报告书的审批制度,同时,在可行性研究报告中,对环境保护要有专门论述。
一、相关标准规范
(一)环境质量标准
(二)污染物排放标准
二、环境质量现状
三、污染源和污染因素分析
(一)废气
(二)噪声
(三)废水
(四)固体废弃物
四、环境污染防治措施
(一)废气处理措施
(二)废水防治措施
(三)噪声防治措施
(四)固废防治措施
(五)环境绿化
(六)环境管理与监测
第十章 职业安全卫生与消防
在项目建设中,必须贯彻执行国家有关职业安全卫生方面的法规、法律,对项目可能对影响劳动者健康和安全的因素,要在可行性研究阶段进行分析,提出防治措施,并对其进行评价,推荐技术可行、经济,且布局合理,对劳动者健康和安全的有害影响较小的最佳方案。
一、职业安全卫生
(一)相关标准规范
(二)生产过程中危险有害因素分析
(三)职业安全卫生对策与措施
二、消防
(一)相关标准规范
(二)火灾危险性分析
(三)防火等级
(四)消防措施
(五)消防人员
第十一章 节能
按照国家发改委的规定,节能需要单独列一章。按照国家发改委的相关规定,建筑面积在2万平方米以上的公共建筑项目、建筑面积在20万平方米以上的居住建筑项目以及其他年耗能20xx吨标准煤以上的项目,项目建设方都必须出具《节能专篇》,作为项目节能评估和审查中的重要环节。项目立项必须取得节能审查批准意见后,项目方可立项。因此,对建设规模超过发改委规定要求的项目,《节能专篇》如同《环境评价报告》一样,是项目建设前置审核的必须环节。
一、节能法规、政策、用能标准和节能规范
(一)节能法规和政策
(二)用能标准和节能规范
二、能源供应情况
三、能源消耗状况
(一)能源消耗种类、数量
(二)用能总量和用能结构
四、能源消耗指标分析
(一)单位产品能耗指标
(二)指标类比分析
五、节能措施和效果分析
(一)节能降耗主要障碍
(二)节能降耗主要措施
第十二章 进度计划与招标
说明:项目建设时间是指从正式确定建设项目,到项目运营生产这段时间,包括项目前期准备工作、资金筹措、勘察设计和设备订货、施工前准备、施工过程、生产准备、竣工验收和交付使用等各工作阶段,各阶段工作紧密衔接、交叉进行。因此,在项目可行性分析报告中,需对项目实施进度进行统一规划、科学安排。
一、项目实施阶段规划
二、项目实施进度表
第十三章 投资估算及资金筹措
说明:项目建设投资估算、使用计划和资金筹措方式,是项目可行性分析报告的重要组成部分。
一、投资估算
(一)投资估算范围
(二)建设投资估算
1、固定资产投资(土地费用、土建工程、装修装饰、设备、预备费、工程建设其他费用、建设期利息)
2、流动资金
3、项目总投资及其构成分析
二、融资方案
(一)投资计划
分年投资计划表
(二)融资计划
(三)资金筹措
第十四章 项目财务评价
说明:财务评价结论是项目建设方案取舍的主要依据之一,也是对建设项目进行决策的重要依据。
一、基本财务数据假设
(一)财务评价依据
1、《中华人民共和国会计法》
2、《企业会计准则》
3、《中华人民共和国企业所得税法实施条例》
4、《中华人民共和国增值税暂行条例实施细则》
5、《建设项目经济评价方法与参数(第三版)》
6、项目必须遵守的国内外其他工商税务法律文件。
(二)范围
(三)计算期
(四)税率说明
(五)其他说明
二、财务效益与费用估算
(一)营业收入
(二)总成本费用
(三)增值税
(四)营业税金及附加
(五)所得税
(六)利润与利润分配
(七)效益与费用评估小结
三、现金流估算
(一)项目投资现金流估算
(二)项目资本金现金流估算
四、项目盈利能力及偿债能力
说明:相关财务指标(投资利润率、投资利税率、财务内部收益率、财务净现值、投资回收期)
(1)财务净现值(NPV)
财务净现值是按设定的基准收益率,将项目计算期内各年净现金流量折现到建设期初的现值之和。计算公式为:
n
NPV=Σ (CI-CO)t (1+ic)-t
t=1
(2)财务内部收益率(IRR)
财务内部收益率,是指项目在计算期各年差额净现金流量现值累计等于零时的折现率。计算公式为:
n
Σ (CI-CO)t (1+IRR)-t = 0
t=1
(3)投资回收期(Pt)
根据现金流量表,按下式计算:
Pt=(累计净现金流量开始出现正值年份数-1)+上年累计净现金流量绝对值/当年净现金流量
五、不确定性分析
(一)敏感性分析
(二)盈亏平衡分析
六、财务评价结论
第十五章 风险分析
一、项目主要风险
(一)经济风险
(二)市场风险
(三)技术风险
(四)政策风险
(五)原料风险
二、风险防范对策
(一)风险控制
(二)风险转移
(三)风险自担
第十六章 项目综合评价结论
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关键词:医疗器械;临床试验;监管现状;分析;对策
医疗器械临床试验是指在国家允许支持的医疗器械临床试验机构中,严格遵守《医疗器械临床试验规定》和《药物临床试验质量管理规范》的前提下,对准备申请注册的医疗器械正常使用条件下的有效和安全方面进行验证和试行的关键步骤[1]。本研究在对我院相关医疗器械临床试验报告中总结了出现的一些问题,并提出相应的处理对策,现报道如下。
一、资料与方法
(一)一般资料
回顾性分析我院2014年3月-2016年10月期间收集的医疗器械临床试验监管分析报告单及定期相关核查意见作为本次研究对象,汇总我院普遍存在的临床医疗器械实验监管中出现的具体问题,并给予相应指导措施。
(二)统计学处理
使用SPSS22.0统计学软件对本次研究数据进行处理,计数资料组建组间对比使用百分比(%)表示,使用X?检验,计量资料采用t检验,P
二、结果
通过回顾性方式归纳我院医疗器械临床试验监管工作中存在的普遍问题映射出我国医疗器械临床试验监管的基本现状,相关因素见表1。
三、相应措施指导
1、合理规范临床基地设置:由于医疗器械本身的复杂和场所选择的多样性,导致我国大多数医院的临床试验基地规划欠合理,并影响了相对临床的试验周期。对此,相关的医疗器械企业和医院应当科学协调临床试验站点,在实验开始前,把相对的临床试验现场核查的场地基础内容加入到保障临床试验质量控制方面,以文件的形式固定化。要栏裥调分配相应的试验所需场地(如血站、口腔、眼科、临床试验检验中心等),避免产品资源的浪费和排队现象,最大程度保证临床试验周期的顺利完成。2、要加强对监察员及相关人员的培训:目前我国医疗器械产业基础不牢固,缺乏高素质从业人员,尤其是医疗监管及相关法律方面缺失比较突出,从而相关机构要构建独立的医疗器械的管理部门,对临床试验所设计人员进行集中培训指导,并把在监管和实验中出现的不良事件及问题进行纠正,学习相关监管方面的法律法规,特别注意CFDA的新法规条例,定期参加各种形式的考核和相关讲座,对进行临床试验人员要进行产品特性、使用及说明的训练,从整体上提高该部门的工作人员素质和技能。3、不断构建临床试验对医疗器械的管理:相关医院和机构要对医疗器械的使用、清洁、保养及回收等程序规范化,并使用记录备案制度,标注产品型号、名称及生产失效时间,用特殊符号标记为“临床试验”的专用物品,为了确保接收、维修及回收的医疗器械数吻合对应,要严格做好处置日期、处置原因、处置方法、相关型号、批号、规格及涉及人员姓名。4、细化立项审核,严格控制临床试验风险:我国大部分民营医疗器械企业管理相对粗放,产品质量保证比较波动,所以在临床试验机构在申请临床试验前要综合评估企业的整体资源的合格性,严格把控好临床试验风险。主要包括对试验产品的评估考虑、企业及监管员的整体素质评估、开展临床试验研究人员技术能力和处理突发事件能力的评估。在试验开启前还要召开研究者所涉及人员会议,详细介绍注意事项及相关要求,对于试验中出现的不合格产品和受试过程不理想的产品,要以保证受试者利益为前提,限制盲目机型市场的流通和开发,结合中国自身具体实际,建立一套规范化的医疗器械监管制度及临床实验审批规定,从粗到细规划整个项目的各个审核标准,从而保证临床试验周期的顺利结束,达到最优试验效果。
四、结语
虽然我国医疗器械监管工作起步晚,但医疗器械的临床试验是对医疗器械进行检验和运行结果的科学评估标准,直接影响着相关医疗器械企业的发展方向,所以如何促进经济有效的监管临床试验成为全球范围内监管部门的一大困扰难题[3]。本研究表明,医疗器械的临床试验监管是医疗器械管理工作中的重要组成部分,必要的管理措施和遵守相关的法律法规,是提高我国医疗器械管理能力和保障相关临床试验质量的基础堡垒,为医疗器械市场协调发展起到积极的促进意义。
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高职院校的电子商务专业目前的课程体系基本是由计算机的一些专业课程加上一些商务的课程共同构成的。各个高职院校会根据学科的偏向而进行一些取舍,有些学校会有更多的计算机专业课程,有些学校会更侧重于商务课程。从高职学生的特点来看,学习较多的计算机专业课程难度较大,因此从实际出发,高职的电子商务专业计算机课程相应地要降低难度,我们对计算机专业类的课程进行了重新的设计和整合,包括课程的标准和课程的内容。计算机专业中的《系统分析与设计》课程主要是对软件系统进行分析与设计,针对电子商务专业,则侧重有所不同,因此将课程更改为《商务网站需求与方案建设》,结合对企业的业务流程调研,归纳出本门课程的典型工作任务,并对课程进行了教学设计。
1、对企业业务流程的调研对从事网站项目建设开发的企业流程调研后,可以归纳出基本的业务流程,描述如下:在承接一个项目后,市场部负责人与美工主要进行需求分析工作,由于需求分析成功与否与后期的工作直接相关,所以主要由负责人与项目委托人沟通,美工要进行首页面的设计,因此要对网站的总体风格和内容有一个准确的把握,所以始终参与需求分析过程。在与委托人进行充分沟通的基础上,了解该项目的行业背景和企业的实际运行情况后,完成需求分析报告,并进行一个方案设计,在项目委托人同意之后开始进行项目的设计。首页面的设计是由美工完成的,这也是一个与委托人反复交流的过程,经过不断地调整修改之后,首页面定稿。此时首页面只是一个效果图片,经过页面的切割和生成工序后,将首页面交给研发部,研发部根据需求分析报告和首页面的内容进行后台代码的编写。同时,美工进行二级页面的设计。设计完成后也交由研发部编写后台代码。代码编写完成后进行网站的测试和。综合上述流程,可得流程图如图1:在了解项目的流程时,我们也同时了解了各个岗位要求的技能,综合来说,每个岗位的人员都应能熟悉电子商务的内涵,不同的岗位在具体的知识技能要求上有所不同。如需求分析人员要求对项目的整体运作非常熟悉,能起到协调项目组和项目委托人的作用,必须具备很好的沟通交流能力,同时要有较强的文字组织能力。美工要具备较好的美术基础、审美眼光和熟练的网页制作知识,同时由于美工要充分与项目委托人沟通,这样才能做出既有特色,同时又能满足委托人要求的页面效果,因此对沟通能力也有相当高的要求。研发部门的岗位则相对要求编程能力和逻辑思维能力强。能充分领悟项目的要求,在给定的时间内完成代码的编写和调试。同时,由于程序文档和使用说明书的编写较为重要,所以也要求有一定的文字表达能力。企业一般还会提供管理咨询和培训等服务,管理咨询和培训主要有提供网站推广的服务,电子商务解决方案的咨询等。这些岗位要求对电子商务的技术有基本的了解并有较强的语言能力,熟悉各种网站推广方法和工具。
2、分析学生必须的知识、技能、素质为了适应相关的工作岗位,学生应能熟悉电子商务的内涵,掌握网站需求调查与分析的基本方法,掌握网站开发的技术,如相应的程序设计语言和网页设计制作知识和方法,具备一定编程能力和逻辑思维能力,熟悉各种网站推广方法和工具。必须具备很好的沟通交流能力,同时要有较强的文字组织能力。一个项目通常是项目组来完成的,所以学生的团队合作能力也必不可少。
3、分析《商务网站需求与方案设计》课程的典型工作任务本门课程对应的岗位为网站需求分析人员,需求分析研人员通常应对整个项目流程非常熟悉,他是项目委托人和开发人员之间的钮带,项目委托人不能理解项目是如何完成的,他们注重的是项目完成时交付的网站是否符合他们的预期,而开发人员的开发工作依赖于需求分析人员提供的需求分析报告,因此,网站的需求分析与方案设计是非常重要的工作任务,对整个项目的质量来说起着关键性的作用。需求分析要完成的是和项目委托人沟通交流,以专业的眼光来看待项目的可行性,为委托人分析及明确需求,在此基础上,进行需求调查与分析,形成需求分析与整体方案设计,提交相应的需求分析报告和方案设计报告。
4、以工作过程为导向设计教学情境
4.1学习情境划分原则企业在承接建站任务时,根据站点的不同会有一些不同的方法进行需求分析,教材的每章都将用一个实际的案例进行说明,并附上完整的需求分析报告。案例的挑选力求能充分说明各种不同类型网站的特色,并在需求调查与分析的方法上体现出来,并为学生的实践作出有效的指导。在此基础上,开始进行具体的情境设计,我们设想以一个项目贯穿整门课程,将项目按工作过程进行划分情境,每个情境完成一个子任务,一门课程结束时,各个子任务可以综合形成一个完整的项目任务。这样,我们就只能以一个典型案例来说明需求分析过程,为了不至于造成其他类型的网站需求分析方法不同,而学生无法了解,在每个情境中设置拓展部分,由于B2C的站点难度适中,且最为常见,因此,教材中以B2C作为案例,其他类型的站点在需求分析时如果有特殊的要求就体现在拓展部分,学生选取的案例中如果涉及到其他类型的站点,那么就可以参考拓展部分,进行自学或查找相应资料来解决问题。
4.2学习情境的设计我们按照工作过程将课程划分为十个学习情境,分别是外部需求分析、面向用户的需求分析、企业内部需求分析、网站推广需求分析、网站软硬件环境设计、网站功能的概要设计、网站数据库结构设计、网站界面总体设计、网站系统安全性设计和网站测试。
5、课程标准的制定
在学习情境的划分与设计完成之后,我们着手制定课程标准,,其中最重要的就是课程的定位及学习目标的制定。这部分我们充分地参考了企业的调研意见,了解企业的网站需求分析人员在具体工作中所需要掌握的知识和能力。并力求能够体现在学习情境的设计中。
5.1课程的定位网站需求与方案设计是电子商务专业网络技术服务方向的一门专业课程,本门课程着重于培养学生用全局的眼光看待网站的设计需求,要求学生具备良好的沟通能力和语言表达能力,能够应用各种调查分析方法和工具,完成电子商务网站的需求分析项目,并能按规范的形式形成各阶段的需求分析报告文档。
5.2学习目标的确定我们分别对本门课程的知识目标、专业能力目标、方法能力目标和社会能力目标进行了分析和归纳。在学习目标方面,十个学习情境分别达到理解以下概念和内容:(1)电子商务的商业模式概念;网站风格、关键字、电子支付、物流配送的概念;(2)面向用户的需求分析使用的调查方法与手段;功能性需求与非功能性需求的概念;(3)网站的盈利模式,网站的存储方式,不同数据库的特性分析比较,非功能性需求概念,网站维护内容;(4)网站的推广策略,推广方法。(5)电子商务网站软硬件环境的组成,网站软硬件设备的选择方法;(6)电子商务建站的基本过程,功能概要设计的基本方法;(7)电子商务网站内容设计的原则,页面设计的原则等;(8)网站的安全性设计方法。(9)网站测试的方法在专业能力方面,我们希望能够达到以下目标:(1)能区分不同的商业模式;进行市场需求分析;能进行同类网站的比较与分析,分析竞争优势、劣势,选择电子支付方式及物流配送模式;(2)能确定网站所面向用户的类型特征;应用各种调查方式对用户进行需求调查;分析调查结果。(3)能明确用户的功能性需求与潜在需求;确定网站的盈利模式、并进行产品分析;(4)能根据外部分析和用户需求以及企业自身定位确定网站的总体风格,语言版本;(5)能确定网站的存储方式,域名,数据库的选用;了解和确定网站维护要求;(6)能分析和确定网站的推广策略。完成相应的需求报告文档。由于本门课程的教学设计是让学生在学习过程中完成一个实际的电子商务网站项目需求分析,因此,学生要从组建项目小组开始,进行选题,到实施整个调查过程,并形成相应的需求分析报告。整个过程都需要对项目进行规划、计划和实施,并在实施过程中报告和反馈,所以对学生的实践能力是很大的考验。相应地,在方法能力方面,我们希望通过本门课程的学习,能够做到:能将所学知进行综合运用;.具有独立进行分析、计划、实施、评价的能力;具有获取、归纳、分析、交流的能力;并具有一定的自学能力、理解能力与表达能力。在社会能力方面,我们希望能够培养学生的团队意识与协作能力,并具有一定的计划组织能力。
6、项目导向的校本教材编写
在课程标准的基础上开始进行校本教材的编写,在选取案例的时候,使用的是企业真实案例,这是一个B2C类型的站点,其业务方式是整合福建范围内的一些茶商,用统一的标识进行网上销售,由于茶叶是福建省的一个重要特色产业,而且网站的一些设想也很有特色,在校本教材中,我们就以该案例进行行动导向的教材编写。
产品特性分析报告范文4
关键词:软件工程技术;数据库设计;价值;实践分析
积极了解软件工程技术的主要特点,在软件开发中,需要对相关信息进行有效整合,以满足客户需求为主,全面掌握软件产品和数据库设计的主要内容,创新数据库设计方式,认真阅读软件设计说明书,将有价值的信息及时保存下来,进一步强化数据库设计的有效性。将软件工程技术充分运用在数据库设计环节,及时分析软件设计的可行性,保障软件系统安全,对数据库进行及时考察,有效提升数据库设计的有效性。严格按照标准化流程进行数据库设计,制定开发计划,保证界面清晰,从而被客户接受。
一、软件工程技术在数据库设计中的运用价值
在数据库设计中积极运用软件工程技术,可以将软件工程技术的优势及时体现出来,促进数据库设计水平的有效提升,更好的保障数据库设计效果。软件工程技术的运用,不仅是数据库设计工作的技术需求,还是时展的必然趋势,软件工程技术代替传统的设计技术,帮助技术人员快速分析数据库设计方案的可行性,正确把握数据库设计工作要点。[1]在运用软件工程技术的基础上,提高了人员的工作效率,保证最佳的数据库设计效果,这对行业发展具有深远影响。
二、数据库设计中软件工程技术的运用途径
(一)软件工程技术在可行性分析中的运用
将数据库设计任务及时划分,如资源管理服务器设计、桌面版设计、手机版设计等多个部分,充分运用软件工程技术进行软件开发,架构客户端-服务器,采取移动网络、无限网络等途径来促进软件系统更新和升级。[2]为保证数据库设计的有效性,加强对现代技术:软件工程技术的运用,及时采集相应的设计信息,将基本信息记录下来,便于积极打造高品质的设计成果,通过社交网络来搜集相关资料,加大对软件工程技术的运用力度,进行在线采集,并对软件可行性的设计过程进行全程监督,只有这样方可更好的满足现代用户需求。[3]本地数据库支持模块,对于服务器消息管理界面、数据库备份、界面恢复、列表管理等方面加强可行性分析,坚持以用户需求为主要目标,网络通信支持模块,及时完成身份验证,构建远程操控数据库,更好的确保了数据库设计的有效性。
(二)软件工程技术在项目开发中的运用
项目开发过程中积极渗透软件工程技术,及时明确项目开发方案,根据项目开发实际工作任务成立项目小组,小组内有二十名技术人员来负责项目开发,完善现有的项目开发方案,及时储备更多的技术型人才,由此组建一支项目开发团队。[4]了解数据库系统开发与设计的特性,从根本出发,保证系统应用开发与创意设计的有效融合,更好的满足客户需求。认真制作编码,形成一个完善系统,进行测试验收,掌握技术规范方面的内容,引导客户进行系统维护,比如在计划编制阶段,技术人员及时设计一个可执行的进度计划,以项目需要满足的商业需求为考虑,严格遵循技术要求来完成数据库设计,并及时进行有效的质量验收,将验收质量过关的系统及时移交给产品。[5]在总结阶段,及时进行产品接收,在此环节,人员及时发现在数据库设计中存在的不足之处,及时及时整改,总结工作经验,将现有的技术资源进行有效整合,更重要的是将技术资源、源程序、全部技术文档等移交给管理部门进行统一保管。
(三)软件工程技术在用户需求分析中的运用
及时明确运用数据库可以做什么,运用软件工程技术来分析用户对数据库功能的需求,尊重用户的需求,尽可能将用户需求体现在数据库设计中,确定数据库设计与其他系统元素之间的接口细节,掌握软件设计的有效性需求。[6]将用户需求及时分类,如:软件原型、使用策略等,及时构建数据库模型,强化结构化分析,运用数据模型来描述实体与图之间的联系性。分析需求规格说明书的具体内容,并以书面形式准确描述用户对数据库设计的需求,制定软件工程标准的生命周期,将生命周期中内容不完善的地方及时修正过来,逐渐使其成熟。还要考虑系统功能需求、运行环境需求、数据需求、系统性能需求、升级需求等内容,由此生成系统需求分析报告,尽量将用户需求都体现出来,始终坚持界面简化、功能完备的基本原则。
产品特性分析报告范文5
化工原理实验是一门实践性、工程性很强的课程,对培养学生分析问题和解决问题的能力、树立工程观点及创新意识起着十分重要的作用。[8]目前,很多高校对化工原理实验教学进行了改革,教学过程中引入综合设计性实验,改变了过去单一的验证性实验教学模式。[9]然而,综合设计性实验在整个实验项目中所占的比例还很低。我校化工原理实验中除精馏实验属于设计性实验之外,其他实验项目仍然是传统的验证性实验,都是采取教师先讲授实验原理,学生再按照实验指导书按部就班进行实验的教学方式。学生对教师过分依赖,以致于缺乏独立思考的能力,没有学习热情,学习效果不理想。有些学生甚至刚做完实验就一问三不知,根本不清楚自己在干什么。针对这种情况,我们结合本校实验室条件,对化工原理实验教学进行了改革,初步探索了该课程项目化教学的模式。所谓项目化教学设计模式是指在建构主义理论的指导下,以工程实践为导向、以工程项目为载体、融合多种现代教育理念的教学模式,其目的是在教学中把课程理论与实践教学有机地结合起来,充分发掘学生的创造潜能,提高学生解决实际问题的综合能力。
二、化工原理实验项目化教学的实施
(一)构建项目实施项目化教学设计的前提是项目的构建。项目的构建并不是将原有的实验内容简单地拼凑在一起,而应以教学内容与工业生产实际为依据,同时结合学生的学习兴趣及实验室具备的条件,将课程要求的知识点有机地融合到一个项目中予以完成。学生在项目实施过程中不但要掌握本课程传授的专业理论知识,还要熟悉这些理论知识在生产实际中的具体应用。化工原理实验的各个项目对应于生产过程中涉及的精馏、吸收、过滤、干燥等单元操作,其中过滤和干燥技术在化工、食品、制药等生产过程中都有广泛的应用,对国民经济发展具有重要的意义。干燥是一个非常复杂的热质传递过程,它不仅受到空气温度、相对湿度、空气流速等外部条件的影响,还受到物料结构、物理化学性质等内部因素的影响。因此,我们利用现有的板框过滤和流化床干燥实验装置,将这两个实验项目进行组合,将板框过滤实验中的产品作为流化床干燥实验的原料,以“碳酸镁过滤和干燥过程的实验研究”为项目载体,将过滤与干燥这两个单元操作的教学内容贯穿在一起,把化工原理课程乃至化工专业所需的知识、应达到的能力、应具备的素质等培养目标融入该项目中,使学生在学习知识、培养技能的同时培养团队协作精神,为将来从事科学研究和解决工程实际问题打下基础。
(二)分析项目项目分析就是让学生分组讨论,明确本项目的总体目标,并思考如何完成项目,以及在项目实施过程中可能会遇到哪些困难,然后得出可行性分析报告,再根据项目的总体目标,把总项目分解为多个子项目,填写项目分析表。“碳酸镁过滤和干燥过程的实验研究”项目,就是要让学生综合运用化工原理课程中所学的知识和技能,对高湿高黏物料的干燥过程进行研究,从而让学生了解一个产品从过滤到干燥的全部流程。在以往的实验过程中,板框过滤实验中得到的碳酸镁滤饼,都是在实验结束后直接倒掉,这不仅造成了原料浪费,而且还会对环境造成污染。另外,我校实验室虽然购买了流化床干燥实验装置,但对学生尚未开设这一实验项目,致使该实验装置一直没有投入使用。因此该项目的研究不仅有效地利用了空置的实验设备,而且还可以培养学生的环保和工程意识。
(三)制订方案传统的“过滤常数的测定实验”主要是让学生了解板框过滤机的结构及操作方法,测定恒压过滤方程式中的过滤常数,验证过滤操作的基本原理。“流化床干燥实验”要求学生了解流化床干燥器的基本流程及操作方法,掌握流化床流化曲线的测定方法,测定流化床床层压降与气速的关系曲线。“碳酸镁过滤和干燥过程的实验研究”项目除了完成传统实验内容之外,还对实验内容做了进一步地扩充。譬如流化床干燥实验要求学生研究“气流速度、空气温度等操作条件对物料干燥速率曲线的影响”,此任务又可以分解成以下子任务:1.测量在相同工况不同物料量的情况下的干燥特性曲线;2.当风温、物料量相同时,研究风速不相同的工况下的干燥特性曲线;3.当风速、物料量相同时,研究风温不相同的工况下的干燥特性曲线。学生根据项目要求,制订出可行的实验以创新型工程科技人才培养为导向的化工原理实验项目化教学设计方案。
(四)实施方案“项目化教学法”的基本特征就是“以项目为主线、教师为主导、学生为主体”,因此,本阶段充分发挥学生的主体作用,根据项目方案和各自的任务,小组成员以分工合作的形式完成项目。教师不再像传统实验教学中以讲授、灌输知识为主,而是对项目的实施过程进行跟踪,当学生遇到问题,感觉有困难的时候,才对其进行个别的、启发式的指导。
(五)检查评估学结与效果评价是项目化教学模式中的一个重要环节,它的主要特点是将素质、能力、知识的考核评价融合于项目完成过程之中。项目完成后,各组首先展示各自的实验报告,对项目完成过程中遇到的问题及解决办法进行总结,然后小组内进行自我评价或者各小组间相互评价,教师做出点评。最后,教师根据完成项目的实际情况给出评价。教师在评价学生的学习效果时,应注重过程,而不是结果。
三、化工原理实验项目化教学效果
产品特性分析报告范文6
一、引言
随着车用动力强化水平的提高和装备对高可靠性动力产品的需求,高性能、高紧凑和高可靠之间的矛盾越来越突出。运用总体设计理论与方法(包括集成方法、仿真模拟方法和综合比较方法等),将柴油机作为若干分系统有机结合的整体来设计,顶层规划、系统覆盖、综合协调、折衷权衡和反复迭代,以求得总体最优方案。总体设计过程集中体现在解决先进技术应用与工程实现的矛盾,采用先进方法及其支撑技术,改进产品结构、增加对产品性能的了解,使得其产品获得最短的开发周期、最低的成本和最高的性能。数字样机的创建是一个自上而下全相关的总体设计。
柴油机使用以知识工程为依托、CAD / CAE 集成技术为基础、多种学科技术为手段的基于数字样机技术的现代产品设计方法,制定完善的现代流程和规范方法,进行柴油机曲轴、连杆、凸轮轴、机体和气缸盖等关键件的结构优化设计以及进排气、冷却和等系统的优化匹配,在建立物理样机前通过对数字模型进行仿真、分析和产品优化,提前进行产品性能的预测和评估,减少物理样机阶段的研究工作,节省了研制时间和费用,提高了柴油机产品的质量和可靠性,完成了从依靠个人“经验设计”到基于企业核心能力“预测设计”的转变,使车用动力的研发逐步向“一次成功”方向发展。
二、数字样机技术
数字样机技术是以CAX(以计算机为辅助手段的各种技术)/DFX(面向产品生命周期各环节的设计)技术为基础,以机械系统运动学、动力学和控制理论为核心,融合三维图形处理和造型技术、多领域仿真技术以及虚拟现实技术,将产品设计开发和分析过程集成在一起,使产品的设计者、制造者和使用者在产品的早期可以直观形象地对数字化产品原型进行设计优化、性能测试、制造仿真和使用仿真,为产品的研发提供全新的数字化设计方法。
数字样机技术的研究核心是利用计算机辅助分析技术进行机械系统的动力学和运动学分析,运动学着重于分析产品机构的可动性和运动轨迹,通过动力学分析获得产品机构在运动过程中各运动副的动反力是强度分析的基础。完整的柴油机数字样机是最终产品的真实数字仿真,可进行工程分析、优化,确定最佳设计结构和参数值,获得最佳综合性能。
(1)运动分析。验证曲轴连杆机构、传动机构和配气机构在空间运动过程中物理位置的准确性,分析各机构运动过程中的运动间隙,运动协调性等,对运动过程中几何元素或运动质点的位移、速度和加速度等进行数值分析。
(2)性能参数匹配分析。结合试验数据,利用数字化分析工具,开展柴油机工作过程中各性能参数的匹配分析,进行进排气、冷却、和供油等子系统的参数匹配。
(3)空间结构分析。实施干涉检查、间隙检查、关键截面分析和测量空间分析,使设计者能够直观地了解到样机中存在的问题,如通过设定柴油机各零部件的热物理参数,计算柴油机不同状态下的间隙变化。
(4)装配分析。按照物理样机的装配工艺、工装,模拟其装配过程,动态检测零件及其装配工装在装配和拆检过程中是否干涉,并分析装配间隙;分析柴油机整机的结构及其在装配过程中的空间要求,验证装配顺序、装配路径,为定义、预测和分析零件加工公差、技术要求提供数据支撑;确认部件、组装过程中各零件的装配顺序和位置保证的优先级等,并提出关键要素和措施的保证手段和检验准则;模拟柴油机部件级整机安装及拆卸过程,减少因设计考虑欠缺造成的改进或返工;按照物理样机维护、测试要求,模拟其维修、测试过程。
(5) 工艺性评估。评估数字样机构建工艺性, 包括样机在台架的协调、面向制造的设计(Design forManufacturing,DFM)、面向装配的设计(Design forAssembly,DFA)和容差分析等。
(6)设计优化。考虑零部件制造方法、材料属性,进行以下几方面的设计优化:通过刚强度分析、流场分析、温度场分析、疲劳寿命分析等对零部件、子系统的内部结构、重量和外形进行优化;通过运动学、动力学分析对运动机构运动行为进行分析,优化运动件的重量、形状及负荷;在装配分析的基础上给出优化的装配顺序、装配路径,提高装配效率和人机有效性,改善维修性和测试性。
(7)制造分析和数字化制造。按照相关规范建立柴油机零部件模型,使模型包含完整的、与实物零部件一致的制造过程信息,支持以下几方面的制造分析和制造:零部件模型在数字化制造过程中的直接使用,如几何形状、形位公差检查、模具制造和加工尺寸提取等;零部件制造CAM 仿真及制造过程优化、工艺CAPP 编制及优化。
三、CAD/CAE 集成技术
CAD 是人与计算机紧密配合的问题求解技术,各自发挥所长使其工作优于每一方,为应用多学科方法的综合性协作提供了可能。广义的CAD 是指CAD/CAE/CAM 的高度集成,包括二维绘图设计、三维几何造型设计、产品数字化装配、有限元分析(FEA)及优化设计、动态模拟、数控加工编程(NCP)及产品数据管理(PDM)等内容。
现代复杂产品的设计是一个跨越多学科的高度迭代的过程,涉及到多专业信息的集成、多学科团队的协同设计,涉及到多个不同子系统。子系统之间的互操作包括数据互操作和功能互操作,是指异构环境中两个或两个以上的子系统,尽管它们实现的功能、执行的环境和所基于的数据模型不同,各子系统之间有交互耦合作用,但可以进行相互通信和协作,共同组成完整的功能系统,完成某一特定的产品开发活动。数据互操作主要是传统意义上的几何数据交换,可以通过标准格式的转换形式传输数据文件,比如IGES 和STEP 等标准化的结构几何模型数据文件或者CAD 系统的专用文件格式(如AutoCAD 的dxf 或dwg 文件、Pro/ENGINEER的prt 等);而功能互操作是指系统的某些功能可以被其它系统所共享和直接调用,能够实现更加紧密的异构系统功能集成。基于应用系统间的、完全的且可以实现双向数据传递的集成方式是集成技术未来的发展趋势。
参数化的CAD/CAE 集成和参数化动态CAE 建模和分析技术,可以将参数化的造型技术引入到结构有限元分析或者优化设计中,CAE 系统可以直接调用三维CAD 系统的参数化造型功能,分析的结果会对原有部件自动进行修改,从而实现反复迭代的设计优化过程。在设计阶段早期快速地对不同方案和设计变动进行数字化仿真、分析与验证,适应现代产品设计的动态特性,如系列化设计、模型修改与重分析的要求,为快速响应设计提供有力的技术工具。
目前,ANSYS、NASTRAN 和MARC 等大多数有限元分析软件已经实现了CAD/CAE 的集成。ANSYS 可以进行结构静力学分析和结构动力学分析,能与多数计算机辅助设计软件接口,实现数据的共享和交换。多物理场耦合ANSYS Workbench 的分析功能较为全面,通过ANSYSFatigue Module 模块进行疲劳分析,ANSYS DesignExplorer 进行多目标快速优化。利用ANSYS CFX 流场计算分析软件进行CFD 流场计算,获得零件表面动态的压力场、温度场分布;在复杂空间流固耦合分析软件(集成CFD 流场和结构强度耦合计算)把各个场分布动态载荷施加到计算零件上,然后用ANSYS 结构分析软件进行强度计算和可靠性分析,并可以通过Workbench 将结构受力变形结果直接施加到ANSYS CFX 中,以得到结构变形对流体结果的影响。在同一环境下同时实现结构、热、流体分析及结构-热-流体多物理场耦合分析,把流场计算、温度场计算、结构强度分析以及三者结合的流固、温度应力耦合分析等仿真分析技术应用于产品的研发过程中。
复杂产品的建模与仿真正朝着多领域统一建模与协同仿真的方向发展。数字样机多学科建模仿真是将机械、控制等多个不同学科领域的模型相互耦合成为一个更大的模型,通过将不同学科但相互关联的仿真分析软件集成起来,规范多学科设计优化模型和算法的接口标准,各个不同领域仿真软件之间以中间文件的形式或利用SDK 进行二次开发的方式,进行整体的仿真和分析。典型的数据格式,如用于控制机构一体化仿真以及其它仿真的动态链接库文件(dll),该文件中包含采用变量表示的函数信息;用于刚弹耦合分析的模态中性文件(mnf)中包含采用[M]、[K]、[X] 和振型矩阵表示的弹性体信息。
四、优化设计技术
产品建模与仿真分析的最终目的是实现产品的优化设计,优化设计技术与数值仿真的结合是该领域的重要趋势。优化设计(Optimal Design)是在满足设计要求的众多设计方案中选出最佳设计方案的设计方法。优化设计的基本思想是以数学中的最优化(Design Optimization)理论为基础,把设计人员的判断决策能力与计算机程序依据某种最优化算法自动寻找最优设计的功能相结合,根据已知的给定参数,在可行设计域进行搜索,求出满足全部约束条件并使目标函数取最小值的设计变量的解,使产品的指标或性能达到最期望的目标。
柴油机设计是典型的复杂机电系统设计,设计过程涉及结构、流体、燃烧、热和电控等多个学科领域,大多是多物理场、多学科耦合过程,计算分析内容较多,需要引入多学科设计优化的思想方法。多学科设计优化(MultidisciplinaryDesign Optimization,MDO)是一种通过充分探索和利用工程系统中相互作用的协同机制来设计复杂系统和子系统的方法论。其主要思想是在复杂工程系统的整个设计过程中,利用各个学科(子系统)之间的相互作用所产生的协同效应,从整个系统的角度优化设计复杂的产品系统,实现整体最优性能。美国国家航空航天局(National Aeronauticsand Space Administration,NASA)美籍波兰裔科学家J·Sobieszczanski-Sobieski 在大型结构优化问题求解中首次提出多学科设计优化这一设想。MDO 有以下几项研究和实施的内容。
(1)设计表达与分解。包括系统需求和功能方案的确定、问题的定义与设计问题的目标函数描述、参数化几何模型的建模技术、子系统的划分和组织优化技术等。复杂产品设计问题首先经过问题描述,建立问题的数学优化模型,再经过系统分解,将复杂系统分解为多个学科级子问题。
(2)分析能力与近似方法。包括设计的广度和深度要求、逼真度的分析和试验有效集成、近似与修正的方法、面向设计的分析和灵敏度的计算能力等。每一个学科的子优化模型,应用各自的分析工具(如仿真工具)对问题进行学科分析。学科分析所用分析模型是比较精确的,要反复进行。在整个的系统优化过程中,往往使用近似模型替代学科分析中较精确模型,采用有效的近似方法来处理多领域学科间的耦合关系。对于一些连续变量的特殊问题,可以使用灵敏度分析来协调求解系统优化。
(3)信息管理与处理。包括MDO 框架与体系结构、数据库、计算需求、人机接口界面及集成环境等。大多采用多级优化框架来求解系统优化问题。不管是系统级还是学科级优化求解策略,使用各种优化算法在设计空间中搜索优化解,进行结果分析。
(4)MDO 的管理与文化实施。柴油机多学科优化设计过程如图1 所示。
五、柴油机产品研发数字化技术平台
天舟COMAN 是国内用于复杂产品开发的自动化平台,可以为复杂产品生命周期中的关键设计环节(如总体方案设计、部件原理设计、详细设计、基于数字样机的分析仿真等)提供管理工具。2008 年,研究人员以天舟COMAN 为基础,封装集成数十种柴油机设计、仿真和计算工具软件,嵌入上百种多学科专业设计/ 仿真流程,容纳数十种专业设计规范等设计知识,融合、继承专业产品的设计方法和设计理念,构造出支持柴油机多学科设计/ 仿真的专业集成设计环境和自主创新研发核心能力平台。
在柴油机产品研发技术平台中,数字化仿真技术的应用分为关键零件快速设计分析系统和复杂系统多场耦合分析系统。关键零件快速设计分析系统主要应用于柴油机概念设计阶段,可以同时完成最多10 个设计方案的快速仿真,实现多方案择优。计算完成后自动生成计算结果及分析报告,提交到仿真数据库中。复杂系统多场耦合分析系统求解是把一个复杂的系统问题分解为多个子问题,使用不同的软件对这些子问题进行分析和计算,而且封装成可重用的组件通过网络,使用系统客户端从服务器中访问这些组件,并通过图形界面连接,建立起各个组件之间的数据关联,使其装配成一个能解决复杂系统问题的工作流,利用数据在各个组件间的自动传递,实现复杂问题的自动仿真过程。
CAE 作为产品开发和优化的标准手段应该与工程经验数据库集成。仿真过程中产生的仿真模板、仿真参数、仿真模型和仿真结果等数据,应根据制定的模板和相应的技术要求进行管理。仿真模板指从成熟仿真流程和任务中提取出来的规范化仿真实施流程,是具体仿真任务的知识积累。针对特定的仿真模板,给出具体任务的几何模型和边界条件,可生成任务的仿真模型,并依据规范化的流程获得仿真结果。通过模板管理实现流程管理和知识重用,可以方便快捷地扩充快速仿真和复杂仿真功能,而不需要对软件进行源代码开发。因此,仿真模板是为开展流程化快速仿真和复杂仿真开发的脚本,以文件形式存在;仿真参数是仿真模型中涉及的几何模型信息、材料性能、载荷和约束信息等相关参数,以文本或数据的形式存在;仿真模型是进行仿真分析建立的物理模型、数学模型及软件模型,以文本或文件的形式存在;仿真结果是仿真计算分析的结果文件、分析报告等,均以文件形式存在。
六、柴油机优化设计流程
优化设计一般包括总体方案优化和设计参数优化。总体方案优化(总体布局、结构或系统模型的优化)的主要任务是建立和处理知识模型,进行基于专家系统的复杂机械产品设计方案非数值知识的优化处理,通过人工智能、专家系统、模糊评判和决策等方法进行推理获得合理的设计;设计参数优化(产品零件结构、工艺参数的优化等)的主要任务是建立正确的优化数学模型,设法求得最优值。柴油机的设计参数CAD/CAE 联合优化过程如图2 所示,通常需要经过以下步骤来完成,而且自动化程度越来越高。
1. 准备阶段
根据实际问题近似确立产品结构方案。应根据仿真任务目标,确定仿真问题类型、仿真模型简化程度、仿真模型载荷和约束条件等。仿真模型是根据具体仿真任务建立的数字化模型,包括几何模型、边界条件、初始条件和计算设置等内容。几何模型指与柴油机结构相关的CAD 模型,可以是一维、二维或三维模型,可以采用多种CAD 建模工具创建。几何模型为仿真模型指定具体的计算区域和边界位置。
2. 参数化建模
将机械设计实际问题抽象成为优化设计的数学模型,把将要参与优化的数据(设计变量)定义为模型参数,为以后软件修正模型提供可能。应根据仿真任务要求,进行建立数学模型、确定计算域和边界条件以及设置计算参数等工作。
(1)建立有限元模型。导入通过CAD 软件造型功能建立的实体模型,也可以直接在有限元分析软件中建模。初始的几何模型需要遵守仿真对模型的技术要求,突出主要问题,忽略次要附属件。对整个复杂的工程结构连续体问题区域进行分解,每个子区域都成为通过指定节点相互连接的简单部分(有限元),习惯上称单元剖分为有限元网格划分。建立有限元模型时对单元类型选取和网格划分应统一考虑,开展网格收敛性分析,网格的划分密度要保障几何体形状不致太过失真,依据计算能力和水平进行网格划分和求解规模限制。通常在模型加密到一定程度时,计算结果的变化范围已经小于一定的百分比(如5%),此时继续对模型进行加密并不能带来计算精度的进一步提升,此时的网格尺寸就是合理的。
(2)材料设置。依据仿真模型要求和结构材料特性进行设置,如结构静力分析设置材料弹性模量和泊松比。
(3)设置边界条件。结构分析主要包括载荷边界和约束边界条件。约束边界条件包括位移约束边界条件(有位移约束,对称约束等)和接触边界条件。结构承受载荷应依据模型实际工作条件和简化方法进行设置:①集中力,施加于模型节点的集中载荷;②表面载荷,施加于某个表面上的分布载荷;③体积载荷,体积的或场载荷;④惯性载荷,由物体惯性引起的载荷,如重力加速度,角速度和角加速度;⑤耦合场载荷,以上载荷的一种特殊情况,从一种分析得到的结果用作另一分析的载荷。
(4)设置求解器。实现数字样机运动学动力学性能分析的关键,在于运动学动力学仿真计算和高效求解器的实现。根据不同类型的求解问题和计算软件,选择对应的求解器。设定不同的接触摩擦求解类型,疲劳寿命预估算法以及根据结果后处理需求设定仿真输出参量和形式。
3. 求解
应用最优化计算方法的程序在计算机上求解参数化CAD 模型。针对具体任务,以命令流或文件方式提交分析软件进行计算求解,并以命令流或窗互方式对计算过程进行监控。
4. 后处理
对仿真结果进行处理和分析,利用有限元分析软件后处理的图形功能,显示温度分布图、变形图和应力分布图,从中找出最高温度,最大变形、最大应力以及寿命最低区域,根据相应的评价准则进行评估,以图片或表格形式汇总,并依据应用要求提供仿真分析报告。
5. 优化参数评价
优化处理器根据本次循环提供的优化参数(设计变量、约束条件及目标函数等)与上次循环提供的优化参数作比较之后确定该次循环目标函数是否达到了最小,或者结构是否达到最优,如果达到最优,则完成迭代,推出优化循环圈。否则,根据已完成的优化循环和当前优化变量的状态修正设计变量,重新投入循环。
七、柴油机多学科仿真分析
基于数字样机技术的柴油机研发,需要进行概念设计阶段的柴油机热力学分析、曲柄连杆机构运动学分析、动力学分析等,方案设计阶段的柴油机刚度分析、振动噪声分析、性能分析和可靠性分析等,还要进行内部冷却液体及外部循环分析、液体流场分析以及进排气系统空气流场分析等。柴油机结构仿真是指利用柴油机整体或零部件物理、数学模型,通过数值计算方法获得柴油机工作状态下位移、应力、应变等的过程。柴油机关键件(以气缸盖为例)结构仿真一般分为刚强度分析、模态分析、热分析和疲劳分析。
(1)刚强度分析(也称静力学分析)包括线性和非线性分析,用于求解静力载荷(或准静态载荷)作用下结构的应力、位移和变形等。
比如,分析气缸盖在螺栓预紧力、气门座圈装配过盈力和最大燃烧压力作用下的应力和变形情况,对气缸盖水腔、气道壁和鼻梁区等关键位置的强度进行评估,并对气缸盖底板和气门座圈变形进行刚度评估。
(2)模态分析用于确定结构或零部件的内禀振动特性,即结构的固有频率和振型,同时,也可以作为其它动力学分析问题的起点,包括瞬态动力学分析、谐响应分析和谱分析等。
对于整体式气缸盖,要分析其自由模态频率和振型等基础动力学特性,为气缸盖动力学响应分析和动态特性优化设计提供基础数据。
(3)热分析主要是指根据流场计算给定的换热边界条件或经验公式换热边界条件,对机体和气缸盖的温度场进行分析,为其它的结构仿真分析提供热边界条件。
要分析气缸盖在高温燃气、冷却液及外界环境影响下的温度和热应力分布,评估气缸盖在机械载荷和温度载荷共同作用下的结构强度,并可为疲劳仿真提供温度场和应力场。
(4)疲劳分析是指对结构件在交变载荷作用下的疲劳强度和寿命进行分析和预估,可根据材料疲劳破坏前所经历的循环次数Nf 不同,分为高周疲劳(Nf > 1×105)和低周疲劳(Nf < 1×104 ~ 105);或根据载荷工况和工作环境的不同分为机械疲劳、热疲劳和热- 机耦合疲劳等。
首先对气缸盖进行机械疲劳仿真,评估气缸盖在单纯机械载荷作用下的疲劳强度和寿命是否满足设计要求;然后开展热- 机耦合疲劳仿真,重点评估气缸盖火力面鼻梁区抵抗热- 机耦合疲劳破坏的能力。
八、几点体会
在柴油机的数字化设计过程中,无论是数字样机的自顶向下模块化设计,FEA 的有限元离散法,还是MDO 的系统分解,都体现着“集成/ 分解”的理念。用先进的优化方法和算法搜索、选择最优设计方案,用基于CAD /CAE 的集成技术,结合柴油机数字样机进行多学科设计优化,不仅提高了柴油机设计水平,还可以优化设计流程和设计环境。
(1)通过数字样机自动化设计流程,设计过程系统化,采用多目标机制平衡学科间影响,探索整体最优解,使所有设计参与人员都了解到其它学科的约束要求和优化目标,在设计初始树立全局观点。学科协同和并行设计能够将单学科(领域)的分析优化与整个系统中相互耦合的学科分析优化结合起来,采用优化策略对多学科设计空间进行搜索和整体权衡考虑,集成地进行多学科分析,减少了计算复杂性。并行协同地设计优化数字样机,可以方便地实现上下游并行设计和多专家协同设计,有效地降低了设计组织复杂性,保证了数字样机的模拟仿真精度。
(2)通过引入网络化、信息化技术,建立柴油机研发信息网络、数据管理系统,实现柴油机在CAD/CAE 之间的数据统一标准和数据共享,进行完整产品定义数据的快速交换,避免了产品描述等重复性工作,有效地解决了柴油机行业中的资源重复配置和信息孤岛问题,为在计算机网络环境下实施远程异地设计制造提供有效的技术支持,有利于应对大数据时代带来的新挑战。
(3)学科(子系统)集成既可以把可靠性、维修性、保障性、安全性、测试性以及环境适应性贯穿到整个系统设计过程中,又能有效地组织和管理整个优化过程,是一种很有潜力的系统综合设计技术。