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能源与环境系统工程范文1
1、能源与动力工程：此专业学生主要学习动力工程及工程热物理的基础理论，学习各种能量转换及有效利用的理论与技术，受到现代动力工程师的基本训练，具有进行动力机械与热工设备设计、运行、实验研究的基本能力。
2、能源与环境系统工程：此专业培养具备宽厚热科学理论和能源与环境系统工程知识，能从事清洁能源开发、电力生产自动化、能源环境保护、制冷与低温、空调和储能、空调与人工环境等领域的设计、研究与管理的跨学科复合型高级技术人才。
3、新能源科学与工程：此专业面向新能源产业，根据能源领域的发展趋势和国民经济发展需要，培养在新能源科学研究及其利用的技术开发与实施等方面既有扎实的理论基础，又有较强的实践和创新能力的专门人才，以满足国家战略性新兴产业发展对该领域教学、科研、技术开发、工程应用、经营管理等方面的专业人才需求。
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能源与环境系统工程范文2
关键词:生态住宅,建设,核心思想,技术特点
绿色生态住宅在国际上亦被称为绿色住宅、生态住宅、可持续发展住宅。最近几年,随着我国房地产市场竞争的加剧和生态环境质量的下降,“生态住宅”几个字眼频繁出现在消费者的视野中。然而,当前房地产界的“生态”理念仍然停留在住宅小区的绿化、园林小品以及物业管理水平等浅层次上,并未涉及生态住宅小区的真正内涵。因此,研究绿色生态住宅建设问题任重道远。
1生态住宅的概念及核心思想
对“生态住宅”概念的界定至今仍没有统一,有学者认为:生态住宅以可持续发展的思想为指导,意在寻求自然、建筑和人三者之间的和谐统一,即在“以人为本”的基础上,利用自然条件和人工手段来创造一个有利于人们舒适、健康的生活环境,同时又要控制对自然资源的过度使用,实现向自然索取与回报之间的平衡。也有学者认为:生态住宅是指应用生态学和建筑学原理,充分利用自然资源,并以不触动环境基本生态平衡为前提,能够进行自身良性生态循环,对居住人的身心健康和安全不构成任何危害的居住空间。“生态住宅”是一个新兴的、动态的和发展中的概念,生态住宅不可能一步到位,也不可能达到终极状态。环保型生态住宅大型社区,将成为21世纪人类追求的理想生活环境。
绿色生态住宅的核心是遵循并实施全球人居可持续发展战略,立足节约能源和保护环境两大课题的结合,所关注的不仅是节约不可再生能源和利用可再生洁净能源,还涉及节约资源(如建材、水等)、减少废弃物污染(大气污染、水污染等)以及材料的可降解和循环使用等。它的实际释义为:消耗最少的地球资源,消耗最少的能源,产生最少废弃物的住宅和居住小区。舒适、健康、高效节能、“天人合一”的生态观是生态住宅建设的指导思想。
2绿色生态住宅的技术要点
国际绿色建筑协会对国际绿色(生态)建筑的评定提出了9个方面的指标;2001年7月建设部颁布的《绿色生态住宅小区建设要点及技术导则(试行)》初步为生态住宅确定了一系列原则和标准,使之更具有操作性。
2.1能源系统
对电、燃气、煤等常规能源进行分析优化,采取优化方案,避免多条动力管道入户。鼓励采用新能源和绿色能源,如太阳能、风能、地热、废热资源等。全年日照在2500h以上的地区,建议装太阳能设备。
2.2水循环系统
设立中水系统、雨水收集利用系统等。小区绿化、水景观、洗车、道路喷洒、公共卫生用水等可使用中水或雨水。
2.3气环境系统
居室内达到自然通风,卫生间装备通风换气设施,厨房设有烟气集中排放系统,异味气体能在瞬间散发。居室内的空气质量达到二级标准。
2.4声环境系统
它包括室外、室内和对小区以外噪声的阻隔措施。室外设计应满足:日间噪声小于50dB,夜间小于40dB。室内声环境,日间噪声小于40dB,夜间小于35dB。小区周边产生的噪声如果影响了小区的环境,则应该采取降低噪声的措施,如设置隔音板或种植小乔木。
2.5光环境系统
光环境系统强调满足日照要求,室内要尽量采用自然光,注意避免居民遭受光污染,在室外公共场地采用节能灯具,提倡由新能源提供的绿色照明。
2.6热环境系统
应满足居民的热舒适度要求和建筑节能要求以及环保要求。冬季室内适宜温度为20℃～24℃;夏季为22℃～27℃。住宅采暖,空调应该采用清洁能源,并因地制宜地采用新能源和再生能源。
2.7绿化系统
具备“生态环境、休闲活动、景观文化等”三大功能。
2.8废弃物管理与处置系统
生活垃圾的收集要全部袋装,密闭容器存放,收集率达到100%,垃圾实行分类处理,分类率至少达50%。
2.9绿色建筑材料系统
提倡使用3R材料(可重复使用、可循环使用、可再生使用),选用无毒、无害、有益健康产品。
3生态住宅发展存在的问题
3.1认识深度不够,技术水平不到位
据一项调查显示:70%以上的市民不了解“生态住宅”“生态小区”的概念和内涵。对生态住宅的概念往往只是模糊的停留在“小区有绿化”的狭窄范围内。大部分房地产开发商以“生态住宅”吸引购房者,但“生态住宅”的理念精髓并未真正纳入他们的建设中。多种植一些花草树木,只是生态住宅建设的一部分,并不是真正的绿色生态小区。建设者应在引用新能源,设立中水系统,使用环保材料,改善室内自然通风条件等方面多花心思。真正建设一个“节能”“节水”“节地”“治污”的生态住宅小区。
3.2成本高、投入大
由于生态住宅能充分体现人们对居住高品质(舒适、健康、环保、和谐美观等)的追求,体现人居环境的可持续发展。因此,要营造真正的生态住宅势必要花费较大的代价,相应的成本必然会加大。从而使生态住宅变成富人住宅,这样生态住宅大众化的问题不会得到根本性的解决。因此,生态住宅在试点过程中,国家应适当给予优惠政策,体现“生态补偿”,以调动开发商的积极性,同时开发商应通过多重市场定位尽可能地降低成本,使生态住宅平民化,大众化。
3.3其他社会问题
理想中的绿色生态住宅模式与现实社会还存在较大差距,一系列政策、法规和技术措施还有待完善。
能源与环境系统工程范文3
专业建设概况
专业定位。新能源科学与工程专业围绕浙江大学“以人为本、整合培养、求是创新、追求卓越”的教育理念，以“培养知识、能力、素质俱佳，具有国际视野的新能源科学与工程专业拔尖创新人才和未来行业领导者”为宗旨，以新能源的开发、储运、利用为特征，紧密结合学科前沿和行业发展需要，积极培养满足国家战略性新兴产业的创新型人才。
培养目标。培养具备热学、力学、电学、机械、自动控制、能源科学、系统工程等宽厚理论基础，掌握可再生能源和新能源专业知识，能从事清洁能源生产、可再生能源开发利用、能源环境保护、新能源开发、工程设计、优化运行与生产管理的跨学科复合型高级人才。
课程设置。专业课程设置按照浙江大学“通识课程+大类课程+专业课程”体系进行构建，其中专业课程包含专业基础课、专业核心课和专业实验实践课。专业基础课的安排上，设置了如工程流体力学、工程热力学、传热学、能源与环境系统工程概论等基础课程，使学生具有热学、力学、机械、能源科学和系统工程等宽厚理论基础。专业核心课程开设了包括生物质能源、太阳能、风能、氢气大规模制取的原理和方法、新型液体燃料能源等课程，旨在让学生掌握新能源领域相关科学原理、工艺以及新技术研究发展趋势方面的知识。在专业实验实践课程上，安排了新能源实验、认识实习、风电风机课程设计、生物质发电系统课程设计等，使学生掌握新能源的有关实验，掌握现场运行，工程设计和生产管理等知识，为今后从事新能源开发利用工作打下基础。
专业建设特色
依托动力工程及工程热物理国家重点一级学科平台，浙江大学新能源科学与工程专业建设体现出鲜明的科研与教学相长的教学特色。
强大的学科平台。能源系拥有国内一流的学科与科研优势，具备国际竞争的实力。现有国家重点一级学科1个，一级学科博士点1个，国家重点实验室1个，国家工程研究中心2个。设博士点8个、硕士点8个、博士后流动站1个。连续5年科研经费超过亿元。依托强大的学科与科研优势，以及不断在学科交叉领域取得的创新型研究进展，为学生直接参与项目研究、在实践中培养创新精神创造了条件；同时为优秀大学生继续深造提供了宽广的平台。能源系在新能源领域已有大量的研究积累，开展了大量新能源的研究方向，如太阳能热利用发电技术，生物燃料电池，微藻制油等，并已承担了新能源方向的973项目2项，863项目多项。
一流的师资力量。能源系拥有一批在国际上具有竞争力的中青年人才，其中院士1人，“973计划”项目首席科学家3人，长江学者奖励计划特聘教授6人，国家杰出青年基金获得者5人，浙江省特级专家2人，国家百千万人才工程人选7人，教育部跨世纪和新世纪优秀人才5人。全系教师队伍具有博士学位比率达93.1%，已形成了一支知识结构、学历结构和学缘结构优化、年龄结构合理、教育教学能力和研究能力突出、具有国际竞争力的教学团队。在新能源专业方向上，已形成了由院士牵头，5位长江学者和一大批教授为核心的新能源研究队伍。
先进的教学模式。专业建设以拓宽专业基础、专业知识面为宗旨，制订与国家发展需求相适应的本科教学计划和课程体系。科研成果通过教学改革、课堂教学、大学生科技创新活动、毕业论文（设计）等途径，转化为教学资源，实现教学科研互动，为学生创新能力的培养提供了平台。能源系积极开展本科教学改革，“结合国家重大需求，创建能源与环境复合型人才培养新体系”获2009年国家级教学成果二等奖；《工程热力学》、《热工实验》课程获国家级精品课程称号；“国家级能源与动力实验教学示范中心”2012年通过专家验收。
开放的实践体系。经过多年的建设，能源系建立和发展了与学科前沿及行业发展紧密结合的能源与动力创新型人才培养实验实践教学体系。依托动力工程及工程热物理国家重点一级学科、能源清洁利用国家重点实验室，以能源与动力国家级实验教学示范中心建设为契机，通过实验课程精品化、建设学生创新实验室和节能减排实践基地、开展以全国大学生节能减排竞赛为代表的各类学生科技创新活动、与行业领军企业共建创新实践教学基地等形式，构建了多层次训练、多学科交叉、全方位辐射的立体创新实践平台。
专业建设成效
学科资源与科学研究成果及时、有效地引入本科教学建设中，为本科教育提供了大量优质资源，有效地提升了教学质量。本科生对该专业的认同度高，目前该专业已经成为最受学生欢迎的热门专业之一，学生主修专业确认平均绩点在4以上，在工科专业中排名第三。
核心课程精品化建设。专业依托教师在新能源领域的前沿研究方向，将科研方法、体验与成果引入课程，推进核心课程精品化建设。2013级培养方案修订中，确定《太阳能》、《生物质能源》2门专业核心课程建设，并增设了《非常规天然气和合成气开发与发电技术》、《生物质直燃发电技术》、《新型液体燃料能源》等课程，优化了课程结构，体现了专业特色。
专业教材高质量建设。近年来，教师总结多年科研和教学经验，出版了《能源与环境系统工程概论》、《能源工程管理》等2部“十一五”国家级规划教材。出版了《热学基础》、《核电与核能》、《热能专业英语阅读与写作》、《燃烧理论与污染控制》、《多孔介质燃烧理论与技术》、《二氧化碳捕集封存和利用技术》、《生物质液化原理及技术应用》等专业课程指导教材。
实验教学创新性建设。教师结合新能源领域的科研项目研究成果和科研项目实验台开展新开实验课程项目的建设与研究，开设了“硫碘热化学循环制氢”、“流动和雾化的激光测量”、“生物能源实验”等实验项目，同时充分利用学科实验室的设备为学生提供优质的实验环境。
实习基地全面性建设。在校外实践教学基地建设中，与东方电气集团东方锅炉股份有限公司、上海锅炉厂、浙能集团等9家企业签订了校企合作协议，并根据行业面向与专业培养目标，对校企合作的课程进行了合理的规划，注重实习企业的交叉互补。如东方锅炉、上海锅炉厂等企业提供热能转化设备的实践实习；深圳东方锅炉控制有限公司提供热能设备控制方面的实习；蓝天环保等提供燃烧污染控制方面的实习；华电电力科学研究院提供测试方面的实习；广州瑞明电力股份有限公司提供电厂整体的实习。上海锅炉厂有限公司、东方电气集团东方锅炉股份有限公司成为首批国家级工程实践教育中心。
学生科技创新活动开展。能源工程学系打破教学、科研、学科实验室界限，学生通过自主立项或参加教师的科研项目，自定实验方案、自主完成大学生科研训练计划、节能减排竞赛等课外科技创新活动。目前，新能源科学与工程专业本科生已获得SRTP立项31项，浙江省大学生科技创新活动计划项目3项，全国大学生创新创业训练计划项目1项；获校级大学生节能减排学科竞赛奖项15项，获国家级大学生节能减排竞赛三等奖1项。
未来专业建设的方向
形成特色鲜明的专业课程体系。顺应国内外新能源产业发展趋势，结合学科研究特色，进一步梳理现有课程设置，完善“重基础、强实践”的课程体系；进一步凸显新能源科学与工程专业的建设特色，形成以力学、热学为专业基础教学内容，太阳能、生物质能、风能等新能源的开发、储运、利用技术为专业核心教学内容，课内外实验实践环节相结合的专业课程体系。
能源与环境系统工程范文4
关键词：能源；经济；环境；耦合协调度；水泥行业
DOI：10.13956/j.ss.1001-8409.2015.02.08
中图分类号：F205 文献标识码：A 文章编号：1001-8409（2015）02-0033-04
Abstract：This paper makes a deep research on the coupling development issues between energy， economy and environment in cement industry. At first， the evaluation index system be established for the sustainable development of energy， economy and environment， and then the objective analytical methods are used to determine the weight of indexes， and calculate coupling coordination degree of energy， economy and environment in cement industry. According to the model of the coupling development level， the result reveales that coupling coordination degree of energy， economy and environment in cement industry improved obviously， and the coupling coordination degree of energy and economy， economy and environment is in unharmonious status.
Key words：energy； economy； environment； coupling coordination degree； cement industry
引言
水泥行业是国民经济的重要组成部分，水泥混凝土产品是国民经济和社会发展最重要的基础材料。至今为止，尚未发现有其他材料能完全取代其重要位置。近年来，我国水泥行业的从业人数均居于世界首位[1]。然而，水泥混凝土产品属于“三高一低”，即高成本、高污染、高能耗和低附加值，严重依赖石灰石矿山资源，消耗着大量的资源和能源，污染环境，每生产1吨水泥熟料，向大气中排放的CO2约为1吨。水泥行业的发展所面临的能源、经济和环境问题矛盾日益突出。资源方面，水泥行业消耗大量的砂石，资源日益枯竭；能源方面，水泥行业一直是高耗能行业；环境方面，非洁净能源的使用，产生大量的废水、废气和固体废弃物，会导致环境恶化。当前，我国宏观经济调控的质量和水平进一步提高，强调改善发展环境，促进转型升级，大力提倡发展节能环保型循环经济，已成为企业未来发展强弱存亡的关键。由于国家基础设施和城镇化建设的需求，水泥工业在未来较长一段时间内还将保持较高的产能。因此，促进水泥行业能源、经济以及环境之间的协调可持续发展是摆在我们面前的重大战略问题。
1998年，Venkateswaran和Lowitt[2]发表了研究报告“从能源视角看美国的水泥混凝土产业”，从能源消费和能源保护的角度对美国水泥混凝土制造业的发展现状进行了调查，提出了美国水泥行业可持续发展的建议。2003年9月，在英国邓迪大学召开的“水泥科学在可持续发展中的作用”国际研讨会上，Thielen[3]等提出了“水泥生产和使用的可持续发展的贡献”。Deussner[4]对现代水泥生产和水泥行业的可持续发展提出了倡议。Howard和Elaine Coles[5]在研究水泥行业可持续发展中指出，水泥行业可以通过改变它的业务方式来对可持续发展做出响应，进而负起环境保护的社会责任。葛建波[6]利用发展循环经济的技术思路，对水泥行业上下游产业链间的循环模式进行了初步探索。韩仲琦[7]指出应加强水泥行业产业结构调整，淘汰落后产能，实现可持续发展。刘志江[8]对中国水泥行业正面临的资源、环境与社会进步矛盾，指出了当前水泥行业发展必须合理地利用资源，最大限度地降低资源能源消耗，减少污染物排放，满足与社会协调发展的生态要求。赵蔚[9]指出我国水泥行业应提高资源和能源的利用效率，充分利用废弃物，减少或者避免污染物产生，水泥清洁生产技术不仅是防治污染，保护环境的环保措施，而且也是节约能源、降低成本、提高产品质量的经济措施。刘成[10]在归纳国内外水泥行业发展特性的基础上，探讨了我国水泥行业的发展趋势，并重点分析了新疆水泥行业发展的现状和存在的问题，从可持续发展的角度提出了通过实施循环经济推进新疆水泥行业可持续发展的具体战略和政策建议。
可以看出，水泥行业的可持续性发展涉及到能源、经济和环境三个方面。构建能源-经济-环境系统是对可持续发展思想很好的诠释。白华[11]、李善同[12]等从理论的角度研究了区域“经济、资源、环境”复合系统的协调机理，指出资源的配置应满足经济与环境的协调性，实现可持续发展。柯健[13]、李勇[14]等从实证角度出发，对国内资源、环境与经济可持续发展状况进行了研究。本文在资源、能源与环境可持续发展的基础上[15～17]，将水泥行业与资源、经济和环境结合起来综合分析，实证研究山东省水泥行业资源、环境与经济协调度，以期为相关部门更好地引导水泥行业实现可持续性发展提供理论参考和决策支持。
1耦合度测度方法
本文综合考虑能源、经济与环境之间的相互作用机理，借鉴廖重斌[18]提出的协调耦合度计算模型，对水泥行业的能源、资源和环境之间的协调耦合度进行评价研究。
11构建指标体系
从水泥行业的能源、经济和环境视角出发，结合数据选取满足科学性、可操作性、广泛性和完备性的原则，从能源子系统、经济子系统和环境子系统三个方面选取14个指标，构建水泥行业能源-经济-环境耦合协调发展指标体系，如表1所示。
13耦合度模型
利用耦合协调度模型可定量化分析水泥行业能源、经济和环境的协调情况。水泥行业能源、经济和环境三个子系统的综合效益评价函数为：u（x）=∑ni=1aixi，v（y）=∑ni=1biyi和h（z）=∑ni=1cizi。式中，u（x），v（y），h（z）分别表示水泥行业能源、经济和生态环境综合发展水平，ai，bi和ci为指标权重。参照物理学中耦合系数模型，则水泥行业能源、经济和环境耦合度计算模型可表示为：
C=u（x）×v（y）×h（z）u（x）+v（x）+h（z）3313（4）
式中，C为反映经济与生态环境协调发展的重要指标。容易证明，0≤C≤1，当C=0，说明水泥行业能源、经济和环境发展不协调，当C=1，说明水泥行业能源、经济和环境发展呈现最佳协调状态。C值越大说明能源、经济和环境三者越协调，反之，则越不协调。当能源、经济和环境综合发展水平相接近且数值较小的情况下，有可能出现协调度C较高的错误结论。因此，为了真实地反应能源、经济和环境协调发展水平的高低，定义了系统耦合发展度作为度量指标，它综合反映了水泥行业能源、经济和环境三个子系统的耦合作用[20]。
2水泥行业能源-经济-环境耦合关系的实证研究
21数据来源与处理
本文所用指标数据主要来源于《山东统计年鉴》和山东省环境保护厅数据库，所有指标数据均为政府部门公开发表数据，保证了指标数据的权威性与可信性。
由于水泥行业能源、经济和环境三个子系统内以及系统间指标的量纲和对系统的指向不同，此外，为了消除能源、经济和环境三个子系统指标数据间的屏蔽效应和量纲差异，需要对指标数据进行标准化处理：
22结果分析
水泥行业能源、经济和环境三个系统的综合效益函数值、协调度及耦合协调发展度计算结果如表4所示。
221水泥行业综合效益分析
从能源、经济和环境综合效益函数值来看，一方面，水泥行业能源和经济系统呈现出上升的态势。在2005～2010年度间山东省水泥行业能源和经济基本保持同一增长速度稳定增长。另一方面，水泥行业环境系统的发展情况呈现出波动状态，在2007年环境系统效益值最大。在近几年水泥行业消耗能源和发展经济的同时，与水泥行业相关的环境保护并没有得到最优的发展，在降低水泥行业的能源消耗和发展经济的同时，更要关注水泥行业废弃物的排放和对环境的污染，在环境保护能力方面还需要进一步加强，使水泥行业的发展兼顾能源、经济和环境三个方面，实现可持续发展。
222协调度和耦合协调发展度分析
从水泥行业能源、经济和环境三个系统的协调度来看，2005～2010年间水泥行业的能源与经济协调度、能源与环境协调度呈现稳步上升的态势，经济与环境协调度总体上呈上升态势，在2008年和2009年略有下降，而能源、经济和环境协调度在2005～2010年间呈现波动状态，水泥行业2007年的能源、经济和环境协调度最低。相比较能源与经济协调度、能源与环境协调度和能源与环境协调发展度而言，山东省水泥行业能源、经济和环境系统协调度数值较大，在考虑到水泥行业发展的同时，关注了能源和环境的约束作用。
从水泥行业能源、经济和环境三个系统的耦合协调度来看，经济与环境，能源与环境，能源、经济与环境系统的耦合协调度发展态势相同，能源与经济耦合协调度呈现稳步上升的态势。山东省水泥行业能源经济耦合度2005～2010年间为极度失调型；2010年为严重失调型。山东省水泥行业经济与环境耦合度2005～2010年间出现波动，在严重失调型与轻度失调型之间波动。山东省水泥行业能源与环境耦合度2005～2010年间与经济和环境耦合度变化态势相同，在严重失调型与轻度失调型之间波动。2005年山东省水泥行业能源、经济和环境耦合度数值为0172，耦合度等级为严重失调；2005～2010年，耦合度等级为中度失调；2010年为轻度失调。可以看出，山东省水泥行业的发展在保护环境方面加入了投入，只关注“三废”的排放，没有注重行业能源、经济和环境三者协调发展。
3促进水泥行业能源、经济和环境协调发展的建议
31转变生产观念和政府调控
转变传统生产观念，注重水泥生产与社会环境协调发展，加强环境监督和保护，建立适应我国市场经济的新型环境和资源管理机制。大力推动水泥行业的自主创新，制止牺牲生态环境来换取眼前经济利益的粗放式发展，实施相关法律法规保护生态环境，强化人们的环境意识，不断完善和调整水泥行业税收政策。对水泥行业实行差别税收，用政府的税收杠杆，鼓励水泥企业淘汰落后生产工艺和产能。
32发展循环经济，开展清洁生产
水泥行业可持续发展要做到能源、经济和环境的协调发展，发展循环经济，利用工业废弃物和城市生活垃圾。开展清洁生产，将环境保护策略应用于生产过程和产品消费之中，减少“三废”的排放量，控制水泥生产过程中的碳排放。研发水泥产品种类，加大特种水泥的开发，提高水泥强度和质量。通过资源的综合利用，节约原材料和能源，减少对环境的危害性。对水泥行业来说，要严格实行资源回采率控制，杜绝石灰石开采过程中采富弃贫的行为。
33延伸水泥行业产业链，加强管理
要实现水泥行业能源、经济和环境三个方面的可持续发展，还要转变传统的水泥生产和经营理念，有效整合资源，构建水泥行业生态工业园区，建立水泥行业战略联盟，改造和延伸水泥行业的产业链，走集团化发展的道路。此外，应建立合作共赢的经营模式，加强服务创新，实现共赢。企业应该加强管理，树立客户至上的服务理念。采取多样化的服务竞争策略，根据生命周期的原理，将水泥生产分解到水泥产品全生命过程，全面提高水泥行业生产技术和经营管理水平，建立标准化管理体系，为水泥行业可持续发展积累经验。
4结论
水泥行业是一个高污染、高能耗的行业，污染环境，对资源和能源的依赖性强，根据2005～2010年山东省水泥行业的统计数据，从能源、经济和环境三个方面去研究水泥行业的耦合度。倡导绿色经济和低碳经济，增加环保投资，实施相关法律法规保护生态环境，为水泥行业的可持续发展决策提供理论依据和参考意见，做到水泥行业的可持续发展。由于数据获取方面的因素，本文研究的跨度仅为6年，可能会对研究结果产生一定的影响，选取全面指标对水泥行业的能源、经济和环境三者耦合协调度的研究是今后努力的方向。
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能源与环境系统工程范文5
关键词：系统；系统论；工业设计；应用
所谓系统，就是相互联系、相互制约的若干个有序元素的集合。系统论是以系统整体的观点来分析和解决问题的科学方法论，已被广泛地用于科学技术各个领域，工业设计也不例外，系统论为设计师提供了全面考察和分析解决设计问题的理论依据及分析方法。
1系统论的概念和思维方法
系统一词最早源于古希腊语，即部分构成整体。早在古代，人们在认识和改造自然社会的过程中，已经萌发了各种各样的对世界进行整体性认识的系统观点和思想，这些观点、思想经过总结、整理和加工上升到了理论化、系统化的层面。
现代系统论的基本思想是由奥地利生物学家贝塔朗菲首先提出的。他将系统定义为相互作用着的若干要素的复合体，一般系统理论是研究系统中整体和部分、结构和功能、系统和环境等等之间的相互联系、相互作用。贝塔朗菲的思想之所以具有里程碑的意义，并不仅仅是因为它的多样化学科性质，更重要的是以一种整合之力的深刻洞察的思想，启发着后人用整体的理念来看待世界及解决问题。
系统设计的基本思想就是把所研究和处理的对象当作一个系统，分析系统的功能、结构及研究系统、要素、环境三者之间的互动关系，以实现系统的最优化。系统论是一种思维模式，为我们提供解决设计问题的理论依据，并作为探寻设计方法的指导方向。
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系统论在工业设计的应用与发展
科特勒和拉思是这样评价设计的：“设计师通过对主要设计要素的创造性应用，来寻求消费者满意度和公司盈利最大化的过程。”商业模式的变化往往要求设计也要有及时的响应。工业设计作为一个系统工程的设计，其涉及的领域也在不断地演化和扩充，下文就是系统论设计方法在工业设计领域应用的研究总结。
2.1产品系统设计
系统论早期在工业设计的应用就是如何使产品系列化、模块化，既满足市场多样化的需求又能批量化生产。在系统论的基本思想指导下，乌尔姆在早期的设计过程中，尝试将系统设计分为两种基本的方式：一种是以一个主件为基础，依据用户自身的需求配置部件；第二种是系统单元的组合，单元本身已具有独立的功能，但可以通过增加更多的单元将系统扩展为更有效的系统。这种模块化、系统化的产品系统设计思想成为设计史上非常重要的理论创新。乌尔姆利用系统设计思想开始与布劳恩公司合作，设计的收音机、电视机、音响组合系统，都是用标准的模块单元进行不同的自由组合，它们的部件不仅具有互换性，而且方便安装、拆卸、存放，对后来的产品设计产生深远影响。
综上所述，产品系统设计是将结构模块化方法融于系统化设计方法之中，不仅可以保证设计的规范化，而且可以优化设计过程，提高设计效率。
2.2人一机一环境系统设计
二战后，人机工程学引入了工业设计领域，设计对象由产品扩大到了人机环境系统。设计师不再是针对孤立的设计对象，而是研究“人一机一环境”系统并形成一个完整系统化的框架。例如，组合柜要考虑各个组成部分之间的位置关系和组合关系，还要考虑到系统环境与人的实际使用需求。例如，从厨房系统角度来设计它的子系统，考虑到用户自身的人机条件，日常主要操作行为等，以此类推来设计卧室系统、办公室系统、通讯设备系统等。
系统论使杂乱的环境变得关联和系统化，设计师在设计过程中不仅要设计产品，还要考虑人与产品之间的关系，产品所处的环境等因素，处理整体与部分之间以及整体对象与外部环境之间的相互关系。
2.3绿色工业系统设计
随着人们对自然资源的无限度开发，面临着资源短缺、气候变暖等一系列的威胁。保护环境，节约资源逐渐被各界人士重视，绿色设计、绿色制造、新能源等糅合了环境因素的现代制造技术被人们所提倡，于是发展了绿色工业设计系统的新模式。
现代绿色工业设计是以人为本的可持续发展战略设计思想。它是一个人一机一环境一社会的协调系统，同时也是一个多层次、多因素、多变量的大系统，它从不同的视角可以分为多个子系统，如设计管理系统、设计综合评价系统、设计程序系统等。所以，设计师必须从系统论观点出发，综合考量各个元素之间的相互关系，把重点放在真正的能源和环境保护上。在技术层面上，绿色系统设计采用3R技术（减少、回收、重用），尽量较少物质和能源的损耗，减少有害物质的排放，尽量实现产品极其零部件的回收和再利用，尽量使产品形式更加简洁，创造一个人一自然-社会的良好系统。
3现代工业设计系统论的新思想
3.1产品服务系统设计
产品服务系统设计可以理解为在新形势下的一种创新策略转变的结果，即从单纯的设计、销售“物质化产品”转向综合的“产品与服务系统”，通过无形的、非物质的手段来满足消费者的精神需求。基于服务的产品系统，是从系统观的角度导入服务的理念，用系统的观点放大产品的含义，通过物品、使用环境、人、社会环境、结构五个要素，来构建产品内部系统，接着从服务的角度研究服务的相关因素，将服务与产品系统相融合，为用户提供更高品质的生活质量。
3.2用户体验设计
工业设计的核心是“产品”，但是脱离了用户的产品只是纸上谈兵，没有任何意义。随着社会的发展，人们期待产品在完成其有用性价值的同时，又可以带来独特的精神体验，于是工业设计也在不断地演化与发展，将产品赋予更深层次的价值和意义，以满足用户的心理诉求，让产品与用户进行沟通交流，于是有了用户体验设计的发展。“用户体验设计”是基于“甩户体验”诸多结果汇总基础上的“以人为本的”设计研究，用户体验可以说是一种新的造物活动方式。
从本质上来说，用户体验设计同样脱离不开系统论的思想，用户体验设计的本质就是人与产品的交互系统，分析人、产品、场景三者的关系，了解“人”的心理和行为特点，“人”对“物”的交互方式（结合场景），来挖掘问题的本质，进而分析、归纳、判断用户的真实诉求，提出系统解决问题及组织管理机制的方案，为用户带来顺畅的使用体验。
能源与环境系统工程范文6
工程的经济问题。从经济效益角度对产品、工程项目和工程技术方案进行评价，以便对产品、工程项目、工程技术方案进行优化或选优。工程活动的一般管理问题。工程活动需要管理，工程技术人员往往从事工程管理工作，工程技术人员往往也是被管理的对象。
2兼具管理属性的通用工程技术——工业工程
根据美国工业工程师协会的权威定义，工业工程（Indus-trialEngineering，IE）是对人、物、设备、能源和信息组成的集成系统进行设计、改善和实施的通用性工程技术。在美国等经济发达国家，工业工程是与机械工程等几大工程学科并列的工程学科，其注重人的因素，强调以人为中心；技术与管理的交叉学科，具有工程属性和管理特征。现代工业工程的主要方法论和技术体系主要概括为三大类：第一类为设计改善类，包括工作研究、现代制造系统、设施规划和人因工程；第二类为控制管理类，包括生产计划与控制、质量管理、安全工程与安全生产、项目管理；第三类为分析评价类，主要是工程经济分析。
3面向大工程观和工程共性问题的公共选修课程
针对大工程观和CDIO工程教育模式的要求，基于工程共性问题和通用工程技术——工业工程与管理，我们选取部分工业工程与管理的专业课程为工程类专业公共选修课程。
3.1安全工程学
“安全工程学”适用于所有工程类专业学生。讲授事故的因果理论，危险源的辨识、控制和评价技术，机械类设备、电气、危险化学品的危险源及其伤害事故与安全技术，安全心理学的基本理论，安全管理学的基本理论与方法。课程旨在为学生提供安全工程学的理论与方法，使其具备从事产品安全性设计、包装、使用、生产制造或建造的基本能力与素质。
3.2人—机—环境系统工程
“人—机—环境系统工程”适用于所有工程类专业。该课程讲授人机交互界面设计（硬件、软件的显示装置、控制装置设计）、物理环境（照明、色彩、声音、振动、微气候、空气）对人的作业的影响与改善，作业场所与设施布局设计，人操作机器时的体力与脑力劳动规律，职业病预防等等。课程旨在使学生能综合利用人机工程学的理论与方法，具备设计安全、健康、舒适、高效的产品，以及保证人能安全、健康、舒适、高效地从事产品生产制造（或建造）的基本能力与素质。
3.3管理学基础
“管理学基础”适用于所有工程类专业。课程讲授管理的含义，计划、决策、组织、领导、控制等管理职能，以及人力资源管理、沟通、战略管理、技术创新管理等与工程活动密切的管理专题。课程旨在为学生提供管理学的基本理论与方法，使其具备从事工程技术活动决策、计划、组织、领导、控制，以及与他人沟通交流合作的基本能力与素质。
3.4工程经济学
“工程经济学”适用于所有工程类专业。课程讲授工程经济学的含义、资金的时间价值、工程投资方案的经济评价方法、工程技术方案的经济效益比较、设备寿命和更新的经济效益分析、技术创新的经济分析、公共工程项目的经济评价、工程经济的不确定性和风险分析、价值工程等。课程旨在为学生提供工程经济的基本理论与方法，使其具备评价和比选工程活动、工程项目、工程技术方案的经济效益的基本能力和素质。
3.5质量工程学
“质量管理学”适用于所有工程类专业。该课程讲授质量的含义、设计质量方法（正交试验设计、质量功能展开、质量稳健设计）、制造的统计质量控制理论与方法、六西格玛质量管理、质量检验与抽样技术、ISO9000族与质量体系、质量的经济性分析、可靠性工程、全面质量管理。课程旨在为学生提供质量管理的技术方法，使其具备保证产品（设施）研发设计、产品生产制造（设施建造）、软件开发设计的质量的基本能力与素质。
3.6生产计划与控制
生产类型按照工艺特性分为离散型生产（离散装配）、连续型生产（流程式生产）、项目型生产（固定式建造），“生产计划与控制”适用于离散型和连续型生产的工程类专业。该课程讲授产能规划、产品需求管理、生产计划大纲、主生产计划、物料需求计划、能力需求计划、制造资源计划、企业资源计划、车间作业计划与调度、库存优化与控制。课程旨在为学生提供生产计划体系及其控制的知识和方法，从而使其具备物料、设备等资源的计划调度的基本能力和素质，也为学生从事相应行业的企业资源计划系统开发奠定基础。3.7项目管理“项目管理”适用于项目型生产（建造）和以项目形式进行工程服务活动（软件工程等）的工程类专业。该课程讲授项目的含义、项目过程及其管理过程、项目目标与范围管理、项目组织管理、项目采购管理、项目成本管理、项目时间管理、项目质量管理、项目风险管理、项目综合管理。课程旨在为学生提供现代项目管理的原理、方法和工具，从而使其具备从事项目管理的基本能力和素质。
4工业工程与管理类公共选修课的教学手段
在任课教师选拔方面，教师需要有比较丰富的工程实践经验和案例教学经验。在课程教学中，利用工程问题引导理论，将工程实际项目、工程案例有机融于理论知识分析中；鼓励师生互动式讲授，鼓励学生之间相互讨论，按照“学然后知不足，知不足而奋发”的规律去激励学生奋发和探索的精神；教师应该及时总结归纳提炼授课内容以帮助学生消化所学知识。教师在授课中应该按照“知识广而不过深”的原则教学，重在开拓学生视野和拓展知识面，处理好课堂讲授与课外、工作自学的关系。课程考核方面，采用期末考核与平时考核相结合的方式，推荐采用小型课程设计的形式实施期末考核，尽量不要采用“背书”式的闭卷试题考试和“抄书”式的开卷试题考试。
5结束语
