引論：我們?yōu)槟砹?篇設(shè)計(jì)理論論文范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫(xiě)作時(shí)的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。

設(shè)計(jì)理論論文:現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論下園林設(shè)計(jì)論文

1現(xiàn)代設(shè)計(jì)思想

首先，現(xiàn)代設(shè)計(jì)的發(fā)展?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)起步較晚，從20世紀(jì)初開(kāi)始到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束，它的發(fā)展也是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程。在社會(huì)發(fā)展過(guò)程中，現(xiàn)代主義逐漸出現(xiàn)在設(shè)計(jì)領(lǐng)域，它從設(shè)計(jì)理念、形式和手法等方面，改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式。設(shè)計(jì)者經(jīng)過(guò)工藝美術(shù)運(yùn)動(dòng)、新藝術(shù)運(yùn)動(dòng)、斯堪的納維亞國(guó)家的設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)以及裝飾藝術(shù)運(yùn)動(dòng)等一系列的探索，使現(xiàn)代藝術(shù)在形式和思想上得到了大解放。其次，現(xiàn)代設(shè)計(jì)思想?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)思想主要包括6個(gè)方面：及時(shí)，服務(wù)于大眾的民主思想，設(shè)計(jì)的目的是人而不是美化產(chǎn)品。第二，功能為及時(shí)要素的設(shè)計(jì)思想，現(xiàn)代設(shè)計(jì)的主要目的是為人民服務(wù)，因此把功能看作及時(shí)要素是必須的。第三，藝術(shù)和技術(shù)結(jié)合的設(shè)計(jì)內(nèi)涵，在充滿(mǎn)藝術(shù)的同時(shí)要注意技術(shù)的應(yīng)用。第四，遵循自然和客觀的法則，違背自然和客觀條件的設(shè)計(jì)是不可取的。第五，少就是多的設(shè)計(jì)原則，簡(jiǎn)潔明了是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的追求。第六，形態(tài)構(gòu)成的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，例如點(diǎn)、線、面在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

2現(xiàn)代設(shè)計(jì)思想在園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1科技創(chuàng)新的應(yīng)用

科技創(chuàng)新在園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用首先體現(xiàn)在新技術(shù)的應(yīng)用和傳統(tǒng)形式的新表達(dá)2個(gè)方面。例如，運(yùn)用LED燈光作為園林建筑外墻的裝飾，在園林水景設(shè)計(jì)中運(yùn)用高科技的音樂(lè)水幕等。傳統(tǒng)形式的新表達(dá)主要表現(xiàn)在新的構(gòu)圖原則上，設(shè)計(jì)者們將現(xiàn)代藝術(shù)的抽象幾何構(gòu)圖和流暢的有機(jī)曲線運(yùn)用到園林設(shè)計(jì)中，更能滿(mǎn)足現(xiàn)代人對(duì)園林設(shè)計(jì)的審美需求。其次，與傳統(tǒng)園林設(shè)計(jì)相比，現(xiàn)代設(shè)計(jì)思想下的園林設(shè)計(jì)已經(jīng)不再是手繪作圖，已發(fā)展為計(jì)算機(jī)作圖。使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)繪圖，具有精密度高、效率高等優(yōu)點(diǎn)。

2.2平面構(gòu)成的應(yīng)用

2.2.1點(diǎn)在園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

點(diǎn)具有聚集性，容易聚集目光，在園林設(shè)計(jì)中可以把點(diǎn)當(dāng)作整體構(gòu)成的視覺(jué)向心點(diǎn)或焦點(diǎn)，通過(guò)整體的襯托實(shí)現(xiàn)突出主題中心或達(dá)到營(yíng)造意境的效果。例如：在園林設(shè)計(jì)中，可以在林間道路的盡頭設(shè)置涼亭，或者在石質(zhì)階梯的盡頭設(shè)置石門(mén)，凸顯出一種藝術(shù)韻味，通過(guò)重疊組合或者差異性組合，突出點(diǎn)可以快速吸引人們的視線，獲取視覺(jué)的焦點(diǎn)的同時(shí)，可以渲染出富有藝術(shù)的意境。

2.2.2線在園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

線的主要特征是長(zhǎng)度，在園林設(shè)計(jì)中，常用線條即為直線與曲線。其中，直線主要可以分為水平線、垂直線以及傾斜線，其具有劃分整齊的特征，例如，設(shè)計(jì)排列整齊的樹(shù)木就有規(guī)整、井然有序的感覺(jué)，所以一般在道路兩旁的綠化帶中應(yīng)用。曲線的應(yīng)用也在園林設(shè)計(jì)中占據(jù)較高的應(yīng)用頻率，在園林作品中隨處都可以見(jiàn)到曲線的存在。通過(guò)曲線的舒展劃分，能夠較大程度地在視覺(jué)上擴(kuò)大園林作品的空間感，帶來(lái)較為廣闊的視覺(jué)感受。

2.2.3面在園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

線在封閉的情況下即可構(gòu)成面，園林設(shè)計(jì)中經(jīng)常用到的平面構(gòu)成因素主要有曲線形和直線形的平面幾何形。通過(guò)設(shè)計(jì)組合成的平面中有規(guī)則對(duì)稱(chēng)，也有分散的。一般情況下，規(guī)則對(duì)稱(chēng)的平面都是應(yīng)用在具有紀(jì)念意義園林廣場(chǎng)的設(shè)計(jì)中，具有規(guī)整的表現(xiàn)效果，而不規(guī)則的幾何曲線平面可以應(yīng)用在花壇、公園或庭院的設(shè)計(jì)上，凸顯出不規(guī)則的美感。

2.3色彩的應(yīng)用

人對(duì)色彩的感受是不一樣的，同樣地，不同的色彩會(huì)帶給人們不一樣的感覺(jué)，園林設(shè)計(jì)中通常運(yùn)用色彩來(lái)表達(dá)和塑造視覺(jué)藝術(shù)。例如：利用綠色，可以緩解視覺(jué)疲勞，與園林設(shè)計(jì)效果相映襯；利用黃色，可以舒展身心。不同色彩的搭配組合可以凸顯出不同的效果，掌握好色彩的輕重感才能體現(xiàn)設(shè)計(jì)的主題，表達(dá)設(shè)計(jì)者的想法。高明度的淺色系顯得輕快，低明度的深色系顯得穩(wěn)重。而冷色系則是可以突出肅穆與安靜的環(huán)境氛圍。

2.4材料的應(yīng)用

傳統(tǒng)園林建設(shè)多使用的是木質(zhì)材料，而現(xiàn)代設(shè)計(jì)思想下的園林設(shè)計(jì)材料運(yùn)用可以分為高技術(shù)材料和低成本材料的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的木質(zhì)材料相比，這些材料大都有性能好、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)它們進(jìn)行合理利用，產(chǎn)生的影響將會(huì)是積極的。

3結(jié)語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)代化設(shè)計(jì)理論在園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用具有重要的意義，只有在充分掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前園林發(fā)展的實(shí)際情況，將其更好地融入到設(shè)計(jì)中來(lái)，才能積極提高園林的性能以及效益。

作者：崔道雄 單位：貴州省沿河土家族自治縣淇灘鎮(zhèn)林業(yè)環(huán)保站

設(shè)計(jì)理論論文:綠色建筑論文:工業(yè)建筑設(shè)計(jì)理論思索

本文作者：童偉 單位：武漢都市環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司

傳統(tǒng)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的弊端

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)經(jīng)濟(jì)收入水平持續(xù)上升，工業(yè)企業(yè)的規(guī)劃發(fā)展也更加多元化。但是，目前我國(guó)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)方案，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足現(xiàn)代工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的要求，依舊存在著諸多問(wèn)題。質(zhì)量是建筑的命根，質(zhì)量上的缺陷是建筑設(shè)計(jì)的較大缺陷。設(shè)計(jì)階段是工業(yè)建筑項(xiàng)目的初始環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)方案是否合理，對(duì)工程建設(shè)的質(zhì)量有決定性影響。傳統(tǒng)的工業(yè)建筑設(shè)計(jì)，僅限于常規(guī)的生產(chǎn)需求，多數(shù)只是為了向企業(yè)提供生產(chǎn)空間，并沒(méi)有考慮設(shè)計(jì)方案存在的質(zhì)量問(wèn)題。如在設(shè)計(jì)廠房建筑時(shí)，對(duì)占地面積、空間改造、建筑性能等問(wèn)題沒(méi)有充分考慮，造成建筑設(shè)計(jì)方案與實(shí)際生產(chǎn)要求不相符，設(shè)計(jì)方案存在明顯的質(zhì)量問(wèn)題。我國(guó)正在大力推進(jìn)節(jié)能減排工作，這也要求建筑行業(yè)朝著“環(huán)保節(jié)能”方向發(fā)展，以促進(jìn)整個(gè)工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)化改造。在工業(yè)化生產(chǎn)的背景下，建筑物設(shè)計(jì)改造中出現(xiàn)了多種“污染問(wèn)題”，產(chǎn)生了一定的負(fù)面效應(yīng)。設(shè)計(jì)人員沒(méi)有充分考慮綠色建筑的要求，建筑防污處理不夠理想。以電力建筑物為例，變電站建筑施工需要占用大量的土地，建筑方案設(shè)計(jì)不合理，就會(huì)造成土地資源的浪費(fèi)，或者出現(xiàn)在森林區(qū)域肆意開(kāi)發(fā)等問(wèn)題。從工業(yè)建筑項(xiàng)目投資的角度考慮，無(wú)論是中小型還是大型工業(yè)建筑，都需要投入巨額的成本資金。建筑設(shè)計(jì)關(guān)系到成本耗資的數(shù)額，如果設(shè)計(jì)人員的成本控制意識(shí)不強(qiáng)，對(duì)項(xiàng)目規(guī)劃需消耗的費(fèi)用缺乏全盤(pán)考慮，那么就可能導(dǎo)致資金的浪費(fèi)。如工程設(shè)計(jì)師對(duì)工業(yè)建筑材料的分配不合理，導(dǎo)致材料采購(gòu)成本增多;建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，則會(huì)造成了工程的返工返修現(xiàn)象，增加了項(xiàng)目建造成本。

綠色建筑設(shè)計(jì)理念的主要內(nèi)容

鑒于傳統(tǒng)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的缺陷和不足，新時(shí)期工業(yè)建筑設(shè)計(jì)應(yīng)以“綠色環(huán)保”為宗旨，從環(huán)保、節(jié)能、除污、低耗等方面詳細(xì)分析，設(shè)計(jì)出更加科學(xué)的建筑方案，建造出更加優(yōu)越的工業(yè)建筑物。“保護(hù)環(huán)境，避免污染”，這是綠色建筑設(shè)計(jì)的核心思想，對(duì)綠色工業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重要意義。根據(jù)工業(yè)建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)人員必須要結(jié)合前期勘測(cè)得到的數(shù)據(jù)信息，制定“環(huán)保型”建筑方案。工程設(shè)計(jì)師可以從材料、結(jié)構(gòu)、外觀等方面提升工業(yè)建筑的綠色效果，嚴(yán)格防范有害建筑的形成。能耗問(wèn)題是限制工業(yè)建筑發(fā)展的重要因素，過(guò)大的能量消耗，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)造成了較大的阻礙。綠色建筑設(shè)計(jì)理念對(duì)建筑節(jié)能提出了新要求:一是節(jié)能系統(tǒng)，工業(yè)廠房建筑盡量采用外墻保溫系統(tǒng)、內(nèi)墻保溫系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)，避免熱能過(guò)度耗損帶來(lái)的不便。二是節(jié)能材料，廣泛采購(gòu)新型節(jié)能材料，提高工業(yè)建筑的綜合性能。除了對(duì)工業(yè)建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良設(shè)計(jì)，還需配備高性能的除污系統(tǒng)，以此來(lái)改善工業(yè)建筑的使用性能?！俺邸笔蔷G色建筑設(shè)計(jì)思想的新內(nèi)容，要求為工業(yè)建筑提供多功能的操控系統(tǒng)。通常應(yīng)在建筑物內(nèi)部安裝自動(dòng)化除污系統(tǒng)，利用除塵器、除煙器等裝置維持建筑物內(nèi)空氣的正常流通，防止各種污染現(xiàn)象的發(fā)生。熱能耗損過(guò)大是影響工業(yè)建筑內(nèi)部環(huán)境的一大因素，由于傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)條件有限，對(duì)熱能消耗問(wèn)題未能采取有效的處理措施。新時(shí)期綠色建筑設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持“低耗”原則，對(duì)建筑內(nèi)、外部的熱能消耗加以控制。比較常見(jiàn)的低耗設(shè)計(jì)是采用“保溫系統(tǒng)”，在冬、夏兩個(gè)季節(jié)協(xié)調(diào)熱能供應(yīng)，營(yíng)造良好的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境。

工業(yè)建筑設(shè)計(jì)融入綠色理念的表現(xiàn)

目前，國(guó)內(nèi)建筑行業(yè)總體實(shí)現(xiàn)了綠色改革，綠色建筑成為了建筑市場(chǎng)發(fā)展的新趨勢(shì)。越來(lái)越多的工業(yè)建筑設(shè)計(jì)體現(xiàn)了“環(huán)保、節(jié)能、綠色”的新理念。在綠色理念指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)單位對(duì)工業(yè)建筑物的建造工藝進(jìn)行了優(yōu)化改進(jìn)，以保障后期施工符合綠色建筑物的要求。常見(jiàn)的改造方式是簡(jiǎn)化工藝，在保障建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量的前提下，對(duì)原始工藝精簡(jiǎn)調(diào)整，以適應(yīng)節(jié)能降耗的建筑設(shè)計(jì)要求。建筑行業(yè)新型材料的出現(xiàn)，大量綠色材料的普及和運(yùn)用，為實(shí)現(xiàn)建筑節(jié)能創(chuàng)造了條件。首先，改造混凝土材料?；炷潦枪I(yè)建筑的基本要素，設(shè)計(jì)人員對(duì)混合料進(jìn)行了綠化改造。如智能混凝土，具有性能強(qiáng)、材質(zhì)優(yōu)、成本低等優(yōu)點(diǎn)。其次，更新工業(yè)建筑裝飾材料。如內(nèi)外墻體材料、地面材料、頂棚材料等，均采用了新型的綠色環(huán)保材料。除污系統(tǒng)是基于自動(dòng)化控制平臺(tái)的新系統(tǒng)，設(shè)計(jì)人員常根據(jù)工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)情況，結(jié)合存在的污染問(wèn)題，配備專(zhuān)業(yè)的除污控制系統(tǒng)。針對(duì)空氣污染，可在廠房適當(dāng)位置安裝排煙系統(tǒng)，及時(shí)把有害氣體輸送到廠房外部，或者完成相應(yīng)的空氣凈化處理。此外，工業(yè)污水也是綠色建筑設(shè)計(jì)需考慮的問(wèn)題，多數(shù)企業(yè)已經(jīng)在工業(yè)廠房?jī)?nèi)配置了給排水系統(tǒng)，避免了污水聚積產(chǎn)生的污染。從現(xiàn)有的工業(yè)建筑來(lái)看，建筑物的主要結(jié)構(gòu)可分為“單層、多層”兩種形式。每一種形式的建筑物都得到了優(yōu)化，整體結(jié)構(gòu)形式在不斷改造升級(jí)。就多層建筑而言，設(shè)計(jì)人員注重結(jié)構(gòu)空間的利用，適當(dāng)降低每個(gè)層面之間的高度，減少建筑能耗，降低結(jié)構(gòu)承載。同時(shí)，在工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)交接處設(shè)置加固構(gòu)件，增強(qiáng)了建筑物抗震、抗病害的能力。

建筑綠色設(shè)計(jì)方案的管理

設(shè)計(jì)單位選定工業(yè)建筑方案之后，還應(yīng)對(duì)設(shè)計(jì)方案實(shí)施優(yōu)化管理，以確保建筑物結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足企業(yè)的生產(chǎn)需求。綠色建筑設(shè)計(jì)管理的內(nèi)容包括:勘測(cè)管理。按照工業(yè)建筑設(shè)計(jì)的要求，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)區(qū)域的地質(zhì)情況，進(jìn)行詳細(xì)勘測(cè)，收集多項(xiàng)數(shù)據(jù)以輔助設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)管理。利用計(jì)算機(jī)建立自動(dòng)化數(shù)據(jù)管理模式，將企業(yè)提供的建筑數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行自動(dòng)化處理，以獲得的工程數(shù)據(jù)，為設(shè)計(jì)人員提供必要的指導(dǎo)。綜合審核。監(jiān)理單位應(yīng)安排專(zhuān)業(yè)人員，對(duì)工業(yè)建筑方案進(jìn)行審核。對(duì)方案中存在的問(wèn)題，要及時(shí)提醒設(shè)計(jì)單位進(jìn)行修改，實(shí)現(xiàn)綠色建筑設(shè)計(jì)的化。

結(jié)語(yǔ)

工業(yè)經(jīng)濟(jì)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要構(gòu)成部分，工業(yè)生產(chǎn)既促進(jìn)了我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，也解決了大量的就業(yè)問(wèn)題。綠色建筑設(shè)計(jì)理念，彌補(bǔ)了現(xiàn)代工業(yè)建筑在節(jié)能環(huán)保方面的不足，體現(xiàn)綠色技術(shù)，彰顯綠色思想，使工業(yè)建筑更美觀、更實(shí)用，營(yíng)造了良好的工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，促進(jìn)了社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。

設(shè)計(jì)理論論文:課程教學(xué)非藝術(shù)專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)理論論文

一、軟件技術(shù)融入設(shè)計(jì)課程

一般藝術(shù)生在入學(xué)及時(shí)年會(huì)學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)或三大構(gòu)成等課程，由于他們有一定的手繪基礎(chǔ)，可以很輕松地把設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的理論知識(shí)通過(guò)手繪視覺(jué)化。所以對(duì)于這類(lèi)學(xué)生，教師在上設(shè)計(jì)課時(shí)常用的教學(xué)手法是講授設(shè)計(jì)的方法和形式等理論知識(shí)，學(xué)生根據(jù)理論，使用畫(huà)筆和顏料繪制出設(shè)計(jì)畫(huà)面。設(shè)計(jì)軟件課程一般開(kāi)設(shè)在設(shè)計(jì)理論課程之后，有些本科院校甚至不開(kāi)設(shè)軟件課程，全由學(xué)生自主學(xué)習(xí)。因此，藝術(shù)生的設(shè)計(jì)作業(yè)形式感較好，畫(huà)面較美觀，而且因?yàn)槭÷攒浖n程的教學(xué)，大大增加了設(shè)計(jì)課程的教學(xué)課時(shí)，學(xué)校往往開(kāi)設(shè)多門(mén)設(shè)計(jì)課程，教師有針對(duì)性地對(duì)不同的設(shè)計(jì)課程進(jìn)行系統(tǒng)講授。而對(duì)于沒(méi)有接受過(guò)美術(shù)教育的非術(shù)科學(xué)生，這種教學(xué)方法往往行不通。非術(shù)科生沒(méi)有繪畫(huà)基礎(chǔ)，難以把設(shè)計(jì)的理論轉(zhuǎn)化為視覺(jué)的形式，所以，即便教師把設(shè)計(jì)課程講授得十分詳盡，也無(wú)法和學(xué)生產(chǎn)生共鳴，學(xué)生更無(wú)法把理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐。如果在入學(xué)及時(shí)學(xué)期給學(xué)生開(kāi)設(shè)一門(mén)繪畫(huà)基礎(chǔ)課，可行性也不高。首先，美術(shù)能力不是一年半載可以提升的，至少需要三到五年的高強(qiáng)度訓(xùn)練，對(duì)高職非藝術(shù)設(shè)計(jì)生采取這種訓(xùn)練不切合實(shí)際；其次，由于學(xué)生是非藝術(shù)專(zhuān)業(yè)，如果把大量時(shí)間用在對(duì)美術(shù)基礎(chǔ)的訓(xùn)練上，勢(shì)必會(huì)耽誤其他專(zhuān)業(yè)課程的學(xué)習(xí)。那么什么樣的教學(xué)模式合適這類(lèi)學(xué)生呢？20世紀(jì)80年代，個(gè)人電腦的普及給設(shè)計(jì)帶來(lái)了無(wú)法想象的沖擊。原先用畫(huà)筆描繪或用其他特殊技法完成的效果圖，現(xiàn)在只需用一臺(tái)硬件配置較好的電腦和AutoCAD、Photoshop、3DStudio等制圖軟件相配合，便可使制圖所花費(fèi)的時(shí)間縮短一半以上，并且圖樣美觀、。電腦使往常占用教學(xué)4/5課時(shí)的技法訓(xùn)練銳減至少于1/10，讓學(xué)生有更充裕的時(shí)間考慮設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)問(wèn)題，這對(duì)設(shè)計(jì)及其教育體系是革命性的沖擊。高職院校的辦學(xué)宗旨是快速培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)技能，而學(xué)生是難以在一兩個(gè)月的時(shí)間內(nèi)熟練掌握設(shè)計(jì)軟件的操作的，所以在這種情況下，高職院校不得不放棄培養(yǎng)學(xué)生的美術(shù)基礎(chǔ)，而把主要精力放在培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)技能上。這正好和術(shù)科生的培養(yǎng)方式相反。這種教學(xué)模式的弊端是，學(xué)生雖然有很強(qiáng)的軟件操作能力，很多學(xué)生也有很好的創(chuàng)意，但是設(shè)計(jì)出來(lái)的作品美觀度較差。為了解決這個(gè)問(wèn)題，教師在課程設(shè)計(jì)上可以把一門(mén)軟件技術(shù)課程和一門(mén)設(shè)計(jì)課程合并教學(xué)，理論和實(shí)操相結(jié)合，符合高職的辦學(xué)宗旨。目前確實(shí)有很多教材也是這樣編輯，一些教師在教學(xué)上也是把軟件技術(shù)和實(shí)際的設(shè)計(jì)應(yīng)用相結(jié)合。但是不管是教材也好，上課也好，多半以軟件技術(shù)為主、設(shè)計(jì)案例為輔。這樣就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題：學(xué)生學(xué)會(huì)了軟件技術(shù)，也能根據(jù)教師的案例做出設(shè)計(jì)作品，但是缺乏舉一反三的能力。出現(xiàn)這樣的問(wèn)題，是由于教材和教師都沒(méi)有設(shè)計(jì)理論知識(shí)的講授，學(xué)生缺乏設(shè)計(jì)的理論支撐，只懂得依葫蘆畫(huà)瓢，設(shè)計(jì)缺乏形式感，排版和構(gòu)圖都不符合審美原則。為了解決這個(gè)問(wèn)題，教師應(yīng)先介紹設(shè)計(jì)的理論知識(shí)，這與美術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)生的教學(xué)方式是一致的。然后，教師要把軟件技術(shù)和理論知識(shí)融合在一起，讓學(xué)生能夠通過(guò)軟件技術(shù)實(shí)踐本節(jié)課的設(shè)計(jì)理論。軟件技術(shù)是非美術(shù)生的手和筆，是能迅速訓(xùn)練出來(lái)的“手繪技能”。這樣，設(shè)計(jì)課的教學(xué)就和美術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)同軌道了，能較好地保障學(xué)生設(shè)計(jì)的形式感和美觀度。這樣不僅能有效解決學(xué)生無(wú)法把設(shè)計(jì)理論視覺(jué)化的難題，也避免了同一節(jié)課設(shè)計(jì)理論知識(shí)太多，學(xué)生無(wú)法消化、應(yīng)用的問(wèn)題。因?yàn)樵O(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)看似簡(jiǎn)單，卻需要學(xué)生通過(guò)練習(xí)才能得以消化吸收。如，在造型元素點(diǎn)、線、面的教學(xué)中，教師把設(shè)計(jì)中的點(diǎn)、線、面含義和編排形式講授給學(xué)生后，還要結(jié)合軟件知識(shí)，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)如何通過(guò)軟件繪制各種不同造型的點(diǎn)、線、面，如何通過(guò)軟件進(jìn)行畫(huà)面的編排。上面幾個(gè)案例都涉及Photoshop軟件中的濾鏡的應(yīng)用，便于把濾鏡的知識(shí)點(diǎn)介紹給學(xué)生，并讓學(xué)生嘗試使用其他濾鏡或工具，設(shè)計(jì)更多樣化的點(diǎn)的造型。圖2、3是學(xué)生本課的作業(yè)。當(dāng)然，這樣的教學(xué)方式也存在一定的缺陷。由于教學(xué)的章節(jié)安排是以設(shè)計(jì)理論為基礎(chǔ)的，軟件依附于設(shè)計(jì)，從軟件教學(xué)層面來(lái)講，會(huì)導(dǎo)致軟件技能教學(xué)比較散亂，不像單獨(dú)講授軟件課程那么有條理。教師可以安排幾個(gè)課時(shí)的時(shí)間，系統(tǒng)地把軟件的基本功能和主要知識(shí)模塊介紹給學(xué)生，讓學(xué)生對(duì)軟件形成整體的把握和了解。教師還可以通過(guò)鼓勵(lì)提倡學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)軟件彌補(bǔ)課堂的不足。從學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣看，學(xué)生都比較喜歡自學(xué)一些易掌握的軟件課程。這也是一些本科院校取消軟件課程教學(xué)，學(xué)生依舊可以設(shè)計(jì)出高品質(zhì)的設(shè)計(jì)作品的原因。

二、多門(mén)設(shè)計(jì)課程融合成一門(mén)課程

設(shè)計(jì)理論的課程涉及內(nèi)容眾多，包括版式設(shè)計(jì)、字體設(shè)計(jì)、海報(bào)設(shè)計(jì)、平面廣告設(shè)計(jì)、網(wǎng)頁(yè)界面設(shè)計(jì)、書(shū)籍裝幀、包裝設(shè)計(jì)、企業(yè)形象設(shè)計(jì)等，每項(xiàng)內(nèi)容在設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)都可以開(kāi)設(shè)一門(mén)獨(dú)立的課程，藝術(shù)系的確也是如此分類(lèi)教學(xué)的。但對(duì)于非藝術(shù)類(lèi)學(xué)生則不可能開(kāi)設(shè)那么多設(shè)計(jì)類(lèi)課程，所以，學(xué)校經(jīng)常統(tǒng)一開(kāi)設(shè)一門(mén)綜合的課程，如設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、平面設(shè)計(jì)等。對(duì)于本身設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)就相對(duì)薄弱的學(xué)生，在學(xué)習(xí)融合了多門(mén)課程內(nèi)容的某一課程時(shí)，如果教師的教學(xué)方法不得當(dāng)，其往往會(huì)產(chǎn)生倦怠感，教學(xué)會(huì)非常吃力。雖然理論知識(shí)是相通的，但是每種設(shè)計(jì)都有比較側(cè)重的知識(shí)點(diǎn)，如，書(shū)籍設(shè)計(jì)雖然也會(huì)用到造型元素，但學(xué)生更多的是要掌握排版的知識(shí)；平面廣告設(shè)計(jì)則更多地表現(xiàn)在創(chuàng)意基礎(chǔ)上。所以，教師可以嘗試把一種設(shè)計(jì)和一個(gè)知識(shí)要點(diǎn)綁定。筆者是這樣實(shí)踐的：造型要素和海報(bào)設(shè)計(jì)綁定，創(chuàng)意思維和廣告設(shè)計(jì)綁定，排版和書(shū)籍設(shè)計(jì)綁定，基本型設(shè)計(jì)和標(biāo)示設(shè)計(jì)綁定。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是一門(mén)課程中所有的設(shè)計(jì)理論知識(shí)都有涉及，并且應(yīng)用到各個(gè)不同的設(shè)計(jì)門(mén)類(lèi)，適合非藝術(shù)生的教學(xué)。如，在教學(xué)安排上，教師先講授造型要素的應(yīng)用，讓學(xué)生做一些海報(bào)作品，訓(xùn)練學(xué)生通過(guò)形式美法則編排版面的能力。通過(guò)這個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生可以熟練掌握造型要素的應(yīng)用方法，并對(duì)構(gòu)成的形式法則有充分的理解和掌握。圖4是這個(gè)環(huán)節(jié)中學(xué)生的設(shè)計(jì)作品。但是，學(xué)生在這個(gè)單元還沒(méi)有進(jìn)行圖形創(chuàng)意訓(xùn)練，所以大多數(shù)學(xué)生的設(shè)計(jì)作品雖然有很強(qiáng)的形式感，但是創(chuàng)意性或主題性不明顯，只有少數(shù)學(xué)生會(huì)把自己的理念和觀點(diǎn)融入設(shè)計(jì)，所以需要進(jìn)行圖形創(chuàng)意訓(xùn)練。教師可以把圖形創(chuàng)意訓(xùn)練和廣告設(shè)計(jì)綁定，因?yàn)閺V告最看重創(chuàng)意的表達(dá)。教師可以先從聯(lián)想和想象的思維方法入手，讓學(xué)生學(xué)會(huì)用創(chuàng)意的思維模式思考設(shè)計(jì)，然后訓(xùn)練學(xué)生創(chuàng)意的表達(dá)形式，讓學(xué)生能把創(chuàng)意視覺(jué)化。如，構(gòu)成圖形主題思想的許多概念經(jīng)常是虛的、看不見(jiàn)的，但可以通過(guò)與之對(duì)應(yīng)的、看得見(jiàn)的形體相關(guān)聯(lián)而構(gòu)成虛實(shí)聯(lián)想。如，作品《鎖系列廣告》，要體現(xiàn)產(chǎn)品安全、堅(jiān)固的性能，安全和堅(jiān)固都是看不見(jiàn)、摸不著的，所以需要通過(guò)與之對(duì)應(yīng)的事物或場(chǎng)景表達(dá)安全或堅(jiān)固的品質(zhì)；作品《耐克滑板鞋廣告》則把輕盈（虛）和氣球帶動(dòng)鞋子的場(chǎng)景（實(shí)）對(duì)應(yīng)起來(lái)；《酒后勿駕車(chē)》和《閑》都是通過(guò)對(duì)圖形進(jìn)行同構(gòu)得到的創(chuàng)意圖形。在這個(gè)環(huán)節(jié)，學(xué)生的設(shè)計(jì)作品就不僅體現(xiàn)在形式上（對(duì)上一個(gè)環(huán)節(jié)的繼承），還體現(xiàn)在設(shè)計(jì)作品的獨(dú)到創(chuàng)意方面，作品的實(shí)用性和完整性更強(qiáng)。教師還可以把版面設(shè)計(jì)和書(shū)籍設(shè)計(jì)或網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)綁定，因?yàn)闀?shū)籍設(shè)計(jì)或網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)所需要的素材最多，學(xué)生需要熟練掌握編排的技巧，才能把資料有條不紊地編排在版面上。通過(guò)這種形式，教師可以輕易地把多門(mén)設(shè)計(jì)課程融合成一門(mén)課程，并且各種設(shè)計(jì)理論都有涉及。

三、結(jié)語(yǔ)

因?yàn)檎瞻崴囆g(shù)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)模式或過(guò)度注重軟件技術(shù)等原因，如何上好非藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)課程，一直是一個(gè)教學(xué)難題。為了解決這些難題，提高非設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)學(xué)生設(shè)計(jì)課程的教學(xué)質(zhì)量，筆者提煉了教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以新的視角解決設(shè)計(jì)教學(xué)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題，以期為各個(gè)高職院校非藝術(shù)專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)教學(xué)提供參考。

作者：吳海棠 單位：東莞職業(yè)技術(shù)學(xué)院

設(shè)計(jì)理論論文:建筑設(shè)計(jì)理論生態(tài)建筑論文

一、生態(tài)建筑設(shè)計(jì)理論需遵守的原則

1、遵循自然規(guī)律，追求人與自然的和諧發(fā)展

在建筑設(shè)計(jì)中，要求設(shè)計(jì)者將自然環(huán)境因素充分考慮到其中。只有人和自然能夠和諧相處，人類(lèi)社會(huì)才能在和諧中發(fā)展。隨著自然環(huán)境的不斷惡化，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略收到了人們的普遍重視。任何一項(xiàng)工作都要考慮到自然環(huán)境的重要性，要尊重自然，善待自然。生態(tài)建筑設(shè)計(jì)需要遵守的基本原則就是要和自然和諧相處，作為大自然的朋友，建筑工程不能對(duì)自然產(chǎn)生破壞。

2、充分利用自然資源，實(shí)現(xiàn)自然同建筑的結(jié)合

設(shè)計(jì)師在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要對(duì)有限的自然資源進(jìn)行充分的利用。這種充分的利用并不是說(shuō)去對(duì)自然資源進(jìn)行一味的索取。指的是在具體的建筑工程的設(shè)計(jì)中，要對(duì)建筑場(chǎng)地內(nèi)的空間資源等因素進(jìn)行有效利用，可以將其作為建筑的一個(gè)部分。在建筑工程施工之前，要進(jìn)行一定的規(guī)劃和設(shè)計(jì)，在此過(guò)程中就要對(duì)地上資源和地下資源都有所考慮，將自然合理地融入到建筑設(shè)計(jì)中。同時(shí)設(shè)計(jì)師要對(duì)建筑的節(jié)能減排功能做到一定的認(rèn)識(shí)，以便在施工中有所注意，這樣才能有效地做到建筑和自然地結(jié)合。

3、認(rèn)真考慮相應(yīng)生態(tài)環(huán)境地域特點(diǎn)

建筑工程必將對(duì)一定的土地資源進(jìn)行一定的利用，同時(shí)也要充分考慮到施工現(xiàn)場(chǎng)以及周?chē)淖匀痪坝^和人為景觀。要對(duì)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和資源等因素進(jìn)行有效的掌握，對(duì)其能源分布和文化特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查。在具體的工程施工的過(guò)程中，不能對(duì)這些因素產(chǎn)生破壞，才能在總體上實(shí)現(xiàn)建筑和環(huán)境的統(tǒng)一。

二、生態(tài)建筑設(shè)計(jì)理論應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)

1、通過(guò)科技手段解決生態(tài)問(wèn)題

在建筑的施工過(guò)程中要通過(guò)一定的手段，找出影響生態(tài)平衡發(fā)展的主要因素，并且采取一定的措施加以解決。在通常情況下，一些先進(jìn)的技術(shù)會(huì)被廣泛的應(yīng)用。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于建筑材料技術(shù)和物理技術(shù)方面來(lái)說(shuō)，可以將自然界的風(fēng)能和太陽(yáng)能等無(wú)污染的能源資源進(jìn)行有效地轉(zhuǎn)化，成為人們常用的資源。同時(shí)還要將新能源和施工技術(shù)和施工手段等方面進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合。這樣才能有效地提高資源的利用率，達(dá)到生態(tài)建筑理論的要求目標(biāo)。

2、進(jìn)行因地制宜的建筑設(shè)計(jì)

上文已經(jīng)介紹了建筑與自然環(huán)境的統(tǒng)一是生態(tài)建筑理論的要求。在傳統(tǒng)的建筑標(biāo)準(zhǔn)中，如果建筑作品與自然能夠融為一體，那么，這樣的設(shè)計(jì)應(yīng)該是設(shè)計(jì)中的巔峰之作。的建筑在保持自己獨(dú)立的基礎(chǔ)上還要可以和自然協(xié)調(diào)一致。在生態(tài)建筑理念的作用下，所有的建筑設(shè)計(jì)都要與自然相融，具體說(shuō)來(lái)就是建筑風(fēng)格和設(shè)計(jì)都要與當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境相符合，就地取材、因地制宜。建筑的本身就可以對(duì)當(dāng)?shù)氐淖匀画h(huán)境和人文特點(diǎn)的體現(xiàn)，因地制宜的建筑設(shè)計(jì)方法可以將地方的獨(dú)特韻味展現(xiàn)在人們的面前。

三、總結(jié)

近年來(lái)人們對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)越來(lái)越重視，要求建筑行業(yè)在不斷發(fā)展的過(guò)程中要充分認(rèn)識(shí)到生態(tài)環(huán)境的因素。生態(tài)建筑理論在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用程度越來(lái)越高，要求在具體的工程建筑中應(yīng)該做到建筑和自然融為一體；遵循一定的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)理念，將生態(tài)因素充分考慮到建筑工程之中。只有這樣，設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)作品才能更，建筑設(shè)計(jì)才能邁入一個(gè)新的臺(tái)階。

設(shè)計(jì)理論論文:城市園林規(guī)劃設(shè)計(jì)理論論文

1宜居城市園林規(guī)劃設(shè)計(jì)的相關(guān)理論

從嚴(yán)格意義上講，宜居城市應(yīng)該融合自然環(huán)境、人文環(huán)境兩種，形成一種特殊的結(jié)合體，在這樣的城市中，自然環(huán)境主要是由原始型自然與人工型自然共同組成;人文環(huán)境主要是由社會(huì)文化、政治經(jīng)濟(jì)等元素組成。在建設(shè)宜居城市的過(guò)程中，對(duì)園林規(guī)劃設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)的研究，相關(guān)的理論建設(shè)應(yīng)該堅(jiān)持“踐行規(guī)劃先行”的原則，以建設(shè)園林型城市作為城市發(fā)展與規(guī)劃的最終目標(biāo)，并科學(xué)合理的布局宜居城市園林，要以美化城市生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)城市經(jīng)濟(jì)水平的發(fā)展作為根本目標(biāo)，從而制定出規(guī)劃藍(lán)圖。

1．1站在高起點(diǎn)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)

在宜居城市進(jìn)行園林規(guī)劃設(shè)計(jì)，一定要是堅(jiān)持“高起點(diǎn)”理論，站在起點(diǎn)較高的位置進(jìn)行來(lái)整體布局，將發(fā)展宜居城市當(dāng)作一項(xiàng)艱巨的任務(wù)放置在全國(guó)這樣的大環(huán)境中，讓宜居城市的整體發(fā)展空間能夠更為廣闊、更具思想、更有韻味。

1．2品味極高的編制與規(guī)劃

除了上述理論之外，在宜居城市進(jìn)行園林規(guī)劃與設(shè)計(jì)還需要提高自身的品味，在高品味、高水準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。如此一來(lái)，城市可以向社會(huì)廣泛征集建議，如果有更好的條件，相關(guān)的設(shè)計(jì)決策機(jī)構(gòu)還可以向國(guó)家園林設(shè)計(jì)院或者是一些極富經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)專(zhuān)家請(qǐng)教，提高設(shè)計(jì)水平，更新設(shè)計(jì)理念。除此之外，還可以組建一支高水平的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，為城市的園林規(guī)劃設(shè)計(jì)提供方案。

1．3高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求的園林規(guī)劃

在園林的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持“樹(shù)木為主、花草為輔、自然融合、美中取勝”的原則，將“綠色”與“美麗”貫穿到園林設(shè)計(jì)當(dāng)中。同時(shí)，園林規(guī)劃設(shè)計(jì)必須要因地制宜，保障整體的規(guī)劃具有實(shí)踐性以及可操作性。另外，在層次規(guī)劃上，應(yīng)當(dāng)保障錯(cuò)落有致，提倡敞開(kāi)化、景觀化、藝術(shù)化的園林設(shè)計(jì)理念。如果是選擇樹(shù)種，一般可以考慮采用速生樹(shù)種配合長(zhǎng)壽樹(shù)種、常綠樹(shù)種配合落葉樹(shù)種等方式，要堅(jiān)持本地樹(shù)種為主，外來(lái)引進(jìn)的樹(shù)種為輔，進(jìn)行樹(shù)木種植。在布局與搭配方面，必須要保障喬、灌、花、草之間的科學(xué)性與合理性，重點(diǎn)突出自然景色，彰顯出宜居城市中的獨(dú)特韻味與特殊風(fēng)格。

1．4復(fù)合型規(guī)劃，堅(jiān)持宏微觀結(jié)合

宜居城市在建設(shè)中的重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是為普通居民提供生活、休息、工作的品質(zhì)空間，這就需要從宏觀、中觀以及微觀，三個(gè)層面進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)。宏觀的規(guī)劃設(shè)計(jì)主要表現(xiàn)出區(qū)域演變的真實(shí)規(guī)律，以及人類(lèi)、城市、園林本身、自然環(huán)境之間的影響方式，宏觀的設(shè)計(jì)應(yīng)是對(duì)宜居城市建設(shè)的整體認(rèn)知;中觀的規(guī)劃設(shè)計(jì)重點(diǎn)表現(xiàn)出的應(yīng)該是依照系統(tǒng)逐漸演變，呈現(xiàn)出來(lái)的規(guī)律性，以及不同結(jié)構(gòu)、不同層次、不同布局的特殊的規(guī)劃方式，中觀設(shè)計(jì)應(yīng)是園林規(guī)劃設(shè)計(jì)的指導(dǎo)所在;微觀的規(guī)劃設(shè)計(jì)重點(diǎn)表現(xiàn)出來(lái)的是園林設(shè)計(jì)的主要方式，微觀設(shè)計(jì)就是建設(shè)宜居城市的基礎(chǔ)所在。

2在宜居城市中進(jìn)行園林規(guī)劃的具體方法

2．1依靠城市自身的條件，架構(gòu)綠色體系

建設(shè)宜居城市最重要的一點(diǎn)就是要堅(jiān)持因地制宜的方式，充分地依靠城市本身的自然條件，通過(guò)科學(xué)的整合與規(guī)劃，架構(gòu)綠地的實(shí)際分布。主要的自然要素應(yīng)該是河流、湖泊、丘陵等，這些都要同城市的生態(tài)景觀相連，如公園、林蔭道等，從而形成一個(gè)布局合理且層次分明的綠色框架。例如:早期的巴黎城市，以羅馬古道穿過(guò)塞納河的位置最為中心，以羅馬古道、塞納河作為兩條主線，逐漸發(fā)展，形成巴黎城的主要框架。

2．2加強(qiáng)城郊建設(shè)，提高城市內(nèi)部綠地規(guī)劃水平

宜居城市的建設(shè)不能夠僅僅圍繞某一單一領(lǐng)域，要依靠城市所有的綠地，無(wú)論是市內(nèi)還是郊區(qū)，都要容納進(jìn)來(lái)。在城市內(nèi)部的綠地應(yīng)當(dāng)作為整體進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，決不能單獨(dú)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而割裂了整體的環(huán)境建設(shè)。除此之外，在規(guī)劃的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)整合相應(yīng)的管理職能，形成一個(gè)統(tǒng)籌全局的管理體制，讓城郊建設(shè)以市內(nèi)建設(shè)能夠真正的融為一體，保障園林規(guī)劃設(shè)計(jì)能夠在統(tǒng)一的環(huán)境下完成。

2．3保障區(qū)域聯(lián)系，建設(shè)綠色系統(tǒng)

在城市的發(fā)展過(guò)程中，面積會(huì)不斷增加，從生態(tài)環(huán)境保護(hù)的角度出發(fā)，我國(guó)絕大部分的城市都要依賴(lài)與城市周?chē)拇竺娣e自然區(qū)域，只有這樣才能夠從根本上提高城市生活的質(zhì)量，保障城市環(huán)境的良好。但是，值得注意的是，城市擴(kuò)張已經(jīng)破壞了周?chē)纳鷳B(tài)環(huán)境，這一定會(huì)給宜居城市建設(shè)帶來(lái)負(fù)面影響。因此，在進(jìn)行園林規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，要保護(hù)城郊區(qū)域的自然景觀，盡可能的保障景觀的原始結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上將城郊景觀同城市內(nèi)部景觀相融合相連接。同時(shí)，城郊區(qū)域被譽(yù)為是城市周邊的原始型綠色空間，將其當(dāng)作是城市綠地發(fā)展的延伸區(qū)域，這樣可以較大限度的將其引入到城市內(nèi)部，從而真正實(shí)現(xiàn)城市綠地與城市周?chē)h(huán)境的高度統(tǒng)一。

3結(jié)束語(yǔ)

園林是城市與自然之間的和諧所在，更是重要紐帶，要想打造宜居型城市，必須要加強(qiáng)園林的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，保障園林與城市的相互依存性，只有這樣才可以從根本上提高城市的環(huán)境質(zhì)量，為我國(guó)、為人們打造出更多更好的宜居型城市。

作者：張凌 劉志軍 孟南 單位：河南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院園林系

設(shè)計(jì)理論論文:環(huán)保購(gòu)物袋設(shè)計(jì)理論論文

一、不同消費(fèi)群體對(duì)環(huán)保購(gòu)物袋的定位

（一）青年消費(fèi)群體對(duì)環(huán)保購(gòu)物袋的定位

青年消費(fèi)群體可以分為以下兩類(lèi)：一類(lèi)為年齡在18至25歲之間的大學(xué)生群體，他們具有青年人的特點(diǎn)，熱情奔放、思想活躍等。但是由于正處于學(xué)習(xí)期，經(jīng)濟(jì)條件存在一定的限制性，物美價(jià)廉的商品是他們的；另一類(lèi)為年齡在25至35歲之間的上班族，是小資消費(fèi)群體的代名詞，他們除具有大學(xué)生消費(fèi)群體善于接受新鮮事物的特點(diǎn)之外，有固定的收入，存在著一定的購(gòu)買(mǎi)潛力?；谏鲜鱿M(fèi)群體的特點(diǎn)，新鮮、奇特、時(shí)尚、美觀、大方、個(gè)性、前衛(wèi)的低碳環(huán)保購(gòu)物袋設(shè)計(jì)原則可以滿(mǎn)足此群體的需求。

（二）中年消費(fèi)群體對(duì)環(huán)保購(gòu)物袋的定位

中年消費(fèi)群體的年齡為35至55歲之間，多為家庭的主要負(fù)擔(dān)者，屬于理智消費(fèi)勝于感情消費(fèi)的群體。這類(lèi)群體心理發(fā)展已經(jīng)成熟，他們也具有購(gòu)買(mǎi)欲望，但是強(qiáng)烈的自我意識(shí)和自我控制能力會(huì)使他們對(duì)商品進(jìn)行分析、比較、判定，沖動(dòng)購(gòu)買(mǎi)發(fā)生率低。此外，由于強(qiáng)烈的家庭觀念，消費(fèi)原則明顯，盲目購(gòu)買(mǎi)發(fā)生率低，具有較強(qiáng)的計(jì)劃性，注重商品的實(shí)用性與耐用性，不易受外界因素刺激，被稱(chēng)為不盲目追求時(shí)尚的消費(fèi)群體?；谥心晗M(fèi)群體的特點(diǎn)，低碳環(huán)保購(gòu)物袋的設(shè)計(jì)主流應(yīng)為簡(jiǎn)潔、舒適、大方、成熟、穩(wěn)重，也可以將低碳環(huán)保購(gòu)物袋的容量加大些。

（三）老年消費(fèi)群體對(duì)環(huán)保購(gòu)物袋的定位

老年消費(fèi)群體的年齡為55歲以上，生活習(xí)慣穩(wěn)點(diǎn)，消費(fèi)觀念保守，不易受外界干擾，追求經(jīng)濟(jì)健康、物美價(jià)廉的商品，購(gòu)買(mǎi)欲不強(qiáng)烈，較為注重商品的實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性、安全性。他們?nèi)狈δ贻p人的沖動(dòng)，時(shí)尚、美觀、大方的商品不是他們追求的主體；成熟、雅致、舒適的商品也激不起他們的購(gòu)買(mǎi)欲望。多數(shù)老年群體家庭負(fù)擔(dān)輕、為雙收入群體，基于中年消費(fèi)群體的特點(diǎn)，低碳環(huán)保購(gòu)物袋的設(shè)計(jì)理念應(yīng)從老年群體的審美觀點(diǎn)出發(fā)，實(shí)用性與物美價(jià)廉并存，顏色應(yīng)以穩(wěn)重的色調(diào)為主，圖案簡(jiǎn)單但不失去舒雅，大小以適中為主。

二、不同性別的消費(fèi)群體對(duì)環(huán)保購(gòu)物袋的定位

每個(gè)消費(fèi)群體都有男性與女性之分，導(dǎo)致審美觀點(diǎn)不一致，因此，在設(shè)計(jì)上還要從消費(fèi)者的性別出發(fā)。男性消費(fèi)群體的審美原則具有直線型，消費(fèi)過(guò)程單一，不比較，因此，在環(huán)保購(gòu)物袋的設(shè)計(jì)上注重環(huán)保購(gòu)物袋的基本功能與實(shí)用性；而女消費(fèi)群體的審美原則為曲線型，消費(fèi)過(guò)程復(fù)雜，善于比較、思索，注重細(xì)節(jié)性，情感因素多為主要的決策因素。因此，在環(huán)保購(gòu)物袋的設(shè)計(jì)上應(yīng)注重款式與色彩的搭配、實(shí)用與美觀的并存、大小與商品的材質(zhì)與商品的吻合。

三、環(huán)保購(gòu)物袋的再設(shè)計(jì)

（一）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)

如今的低碳環(huán)保購(gòu)物袋在結(jié)構(gòu)上較為單一，循規(guī)蹈矩，不易攜帶，因此對(duì)低碳環(huán)保購(gòu)物袋在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)成為設(shè)計(jì)者的當(dāng)務(wù)之急。設(shè)計(jì)者可以從折疊傘的設(shè)計(jì)和日本草莓購(gòu)物袋的設(shè)計(jì)中獲取靈感，這兩種設(shè)計(jì)的較大優(yōu)勢(shì)為提升了產(chǎn)品的攜帶性，以體積小取勝。如針對(duì)中年人這一購(gòu)買(mǎi)群體，將低碳環(huán)保購(gòu)物袋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成長(zhǎng)方形，高端、大氣、有檔次，實(shí)用性強(qiáng)、造型美觀、獨(dú)特，則會(huì)吸引無(wú)數(shù)中年人的眼球。

（二）產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)上的改進(jìn)

目前市場(chǎng)上的低碳環(huán)保購(gòu)物袋的設(shè)計(jì)較為單一，缺乏創(chuàng)新性、創(chuàng)造性。特別是在經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的今天，此種商品勢(shì)必被人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的審美需求所取代。這就要求我們的設(shè)計(jì)者在進(jìn)行低碳環(huán)保購(gòu)物袋的設(shè)計(jì)時(shí)，在結(jié)合低碳環(huán)保設(shè)計(jì)理念的同時(shí)，將精致的設(shè)計(jì)與的外觀融合，將活潑的風(fēng)格與實(shí)用性結(jié)合，將形式的多樣性與不同消費(fèi)群體相結(jié)合。如對(duì)于青年人群體，在圖案的設(shè)計(jì)上應(yīng)加入和諧幽默的元素，富有青年人的創(chuàng)造性與朝氣等；如對(duì)于中年人群體，在圖案的設(shè)計(jì)上應(yīng)加入奢侈的設(shè)計(jì)元素，也可以加入一些植物為題材的裝飾風(fēng)格，符合中年人成熟、不失時(shí)尚的特點(diǎn)；如針對(duì)老年人群體，在圖案的設(shè)計(jì)上應(yīng)以健康、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性為主流方向，符合老年人購(gòu)買(mǎi)群體注重實(shí)用與物美價(jià)廉的特點(diǎn)。

三、結(jié)語(yǔ)

地球是我們?nèi)祟?lèi)共有的家園，減少“白色污染”是我們每一位公民義不容辭的責(zé)任。21世紀(jì)，低碳環(huán)保的設(shè)計(jì)理念不僅局限在工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，其已經(jīng)如雨后春筍般滋生于每一個(gè)社會(huì)的發(fā)展領(lǐng)域。環(huán)保購(gòu)物袋的使用標(biāo)志著人們對(duì)低碳環(huán)保意識(shí)的提高，符合現(xiàn)代人的生活理念、生活節(jié)奏和價(jià)值觀，因此，根據(jù)不同消費(fèi)人群設(shè)計(jì)出多種風(fēng)格的環(huán)保購(gòu)物袋是時(shí)代賦予設(shè)計(jì)師的使命，而使用低碳環(huán)保購(gòu)物袋更是我們?yōu)榈吞辑h(huán)保的生活理念所貢獻(xiàn)的一分力量。

作者：劉陽(yáng) 單位：黑龍江財(cái)經(jīng)學(xué)院

設(shè)計(jì)理論論文:自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承設(shè)計(jì)理論論文

本新型結(jié)構(gòu)關(guān)節(jié)軸承的技術(shù)解決方案是：一種雙半外圈整體結(jié)構(gòu)自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承，有可軸向分離的兩個(gè)半外圈、內(nèi)圈，兩個(gè)半外圈內(nèi)表面與內(nèi)圈外表面球面配合，其特征在于：在所述兩個(gè)半外圈軸向?qū)犹幵O(shè)有沿圓周方向均布的3~4個(gè)環(huán)形槽，環(huán)形槽內(nèi)匹配安裝有鎖環(huán)。在所述兩個(gè)半外圈內(nèi)表面均粘結(jié)有與半外圈內(nèi)表面吻合的復(fù)合材料球碗。這種關(guān)節(jié)軸承結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工容易、安裝方便、結(jié)合牢固，可有效避免因軸承壓蓋沒(méi)有壓緊而出現(xiàn)軸承偏載或卡死的現(xiàn)象，延長(zhǎng)了軸承的使用壽命；外圈內(nèi)表面粘接復(fù)合材料球碗，其粘接工藝簡(jiǎn)單、牢固，承載能力強(qiáng)，滑動(dòng)表面為復(fù)合材料，摩擦系數(shù)低、自潤(rùn)滑效果顯著。

一、軸承設(shè)計(jì)

（一）軸承種類(lèi)的選擇

新型結(jié)構(gòu)自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承性能優(yōu)異，具有廣泛的適應(yīng)性，可滿(mǎn)足水利工程各種工況條件的使用要求，并且具有很高的性。1、弧形閘門(mén)支鉸具有很高的承載能力，很好的減摩性、耐磨性（在有泥沙的工況條件下使用，應(yīng)能保持較好減摩性和耐磨性）以及很高的性；新型結(jié)構(gòu)自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承具有很好的減摩性，脂潤(rùn)滑摩擦系數(shù)為0.03-0.04，可降低啟閉力，同時(shí)，由于該軸承動(dòng)靜摩擦系數(shù)極為接近，可使閘門(mén)運(yùn)行平穩(wěn)。對(duì)于希望價(jià)格較低的需求者，是一種理想的選擇。2、平面閘門(mén)定輪由于平面閘門(mén)定輪軸承大多要求較低的摩擦系數(shù)，因此，新型結(jié)構(gòu)自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承應(yīng)為。3、液壓?jiǎn)㈤]機(jī)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)支座軸承應(yīng)選用具有較低的摩擦系數(shù)，很高的承載能力和很好的耐磨性能，因此，新型結(jié)構(gòu)自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承應(yīng)為。

（二）軸承的規(guī)格的選擇

1、當(dāng)量載荷的確定弧形閘門(mén)支鉸軸承、平面閘門(mén)滾輪軸承在承受徑向載荷的同時(shí)，還承受軸向載荷。弧形閘門(mén)支鉸軸承的軸向載荷主要是由于支臂的斜角布置及變形引起的，平面閘門(mén)滾輪軸承的軸向載荷主要是由于門(mén)的變形引起的。在有軸向載荷時(shí)，我們應(yīng)先求出當(dāng)量載荷，然后再進(jìn)行選擇計(jì)算。在其中，我們也需要明確一個(gè)問(wèn)題，對(duì)于平面閘門(mén)滾輪軸承、弧形閘門(mén)支鉸軸承、液壓起閉機(jī)支座軸承來(lái)說(shuō)，它們都屬于低速重載。并且由于滑動(dòng)累計(jì)過(guò)于較短。例如：對(duì)于弧形閘門(mén)支鉸軸承來(lái)說(shuō)，在五十年當(dāng)中所累計(jì)滑動(dòng)的距離也達(dá)不到1000m。所以，我們就需要從靜載考慮軸承的計(jì)算，而在上述的（4）、（5）式當(dāng)中，軸承的許用靜載就可以選用P0。另外，在計(jì)算的基礎(chǔ)是正常的荷載。

二、潤(rùn)滑

自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承自身的自潤(rùn)滑性能良好，當(dāng)存在潤(rùn)滑條件的時(shí)候，其自身的性能也能夠得到一定程度的提高。所以，將潤(rùn)滑條件加以改善，就能夠延長(zhǎng)其使用壽命。另外，潤(rùn)滑脂也具備一定的防腐性能，也能夠提高密封性。對(duì)于軸承來(lái)說(shuō)，具備理想的便捷潤(rùn)滑的特性，而潤(rùn)滑的有效是非常必要的。而本文設(shè)計(jì)的軸承所帶的潤(rùn)滑脂有10年到12年的使用周期。

三、密封

做好密封工作能夠防止泥沙與水的深入，避免了潤(rùn)滑介質(zhì)的流失。其中，尤其需要注意在從事水下工作的時(shí)候，軸承的正常工作是非常關(guān)鍵的。而自潤(rùn)滑關(guān)節(jié)軸承的本身就帶有較好的密封性，并且、簡(jiǎn)單，但是承載面積會(huì)一定程度的減少。

設(shè)計(jì)理論論文:噪音控制設(shè)計(jì)理論論文

1齒形誤差產(chǎn)生的原因和控制改善方法：

如果齒形誤差大，漸開(kāi)線齒面就會(huì)不平滑，就會(huì)有波谷與峰谷的產(chǎn)生，這樣在嚙合線就會(huì)不連續(xù)的產(chǎn)生沖擊?？梢?jiàn)，由于齒形誤差而產(chǎn)生的噪聲音調(diào)比較尖，頻率也比較高。齒圈徑向跳動(dòng)和齒形誤差在輪齒每次嚙合中通常能引起多次沖擊振動(dòng),特別是在直齒嚙合時(shí)噪聲會(huì)更大。磨齒，剃齒和滾齒的正常加工得到的齒形形狀不同，它們產(chǎn)生的噪音也不同。剃齒是現(xiàn)在比較常見(jiàn)的齒輪加工方法。剃齒容易產(chǎn)生中凹齒形的危害，嚙齒過(guò)程中的嚙合系數(shù)在1到2之間變化，齒形中凹造成的沖擊和噪音是很明顯的，而想要解決中凹齒形需要對(duì)剃齒刀進(jìn)行修形。由于齒輪中部被過(guò)切的中凹現(xiàn)象是由各接觸點(diǎn)分壓力的變化產(chǎn)生的，所以需要將刀具齒形進(jìn)行修型成中凹，從而得到齒輪的中凸齒形。一般情況下，齒形中凸量在0.002到0.005mm之間。此外，當(dāng)剃齒刀齒數(shù)和被加工齒輪齒數(shù)得比為奇數(shù)時(shí)，可以有效避免累計(jì)的誤差。

2接觸精度和運(yùn)動(dòng)精度對(duì)噪音的影響：

齒向誤差影響齒長(zhǎng)方向的接觸，基節(jié)和齒形影響齒高方向的接觸，它們都會(huì)產(chǎn)生高頻噪音，而齒圈徑向跳動(dòng)和周節(jié)累計(jì)誤差會(huì)產(chǎn)生低頻噪音。齒輪傳動(dòng)受安裝與制造的誤差,齒輪在傳遞功率時(shí)有變形的發(fā)生,造成載荷沿齒寬方向的分布不均勻,使偏載的現(xiàn)象出現(xiàn)。想要使齒輪的接觸精度提高，使輪齒的承載能力增加，使齒面負(fù)荷均勻,可以使用齒向修形的辦法。一般情況下，為了方便加工，提高接觸精度，減少噪音，通常使用齒端修薄的方法,做成鼓形的齒向,使輪齒在嚙合的時(shí)侯在中部接觸漸進(jìn)向兩邊延展。齒向修形就是為了使齒面形狀理論上的齒形有差距，而有意識(shí)地沿著齒線的方向?qū)X面做小量的修削,齒向修型分為鼓形修整與齒端修薄。齒端修薄就是在一小段齒寬范圍內(nèi)，對(duì)輪齒的一端或者是兩端,根據(jù)越接近齒端削薄量要越大的規(guī)定,削薄齒厚。鼓形修整就是為了使輪齒和相嚙合齒面在齒面中部區(qū)域接觸，將齒廓修形和齒向修形并用。此外，需要注意的是在剃齒加工的過(guò)程中，可以通過(guò)利用工作臺(tái)搖擺機(jī)構(gòu)或利用成形剃齒刀實(shí)現(xiàn)。鼓形量根據(jù)齒寬來(lái)確定，一般情況下控制在0.01到0.025之間。齒向修形圖如下所示：（其中標(biāo)明了設(shè)計(jì)齒向，設(shè)計(jì)齒形，理論齒向和理論齒形）

3減速箱體孔精度對(duì)噪音的影響：

孔的尺寸精度、中心距誤差和同軸度誤差都會(huì)對(duì)噪聲產(chǎn)生影響?？着c軸承的配合公差的選擇對(duì)整機(jī)噪音的影響也是非常大的，一般情況下孔與軸承外圈的間隙在0.01mm左右時(shí)，可以有效地降低軸承對(duì)整機(jī)的噪音影響，此外選擇適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑油品對(duì)降低噪音也有好處。齒輪箱體是一個(gè)典型的彈性結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，它會(huì)在軸承動(dòng)載荷作用下產(chǎn)生振動(dòng)，輻射噪聲，可見(jiàn)，想要降低噪音，需要合理的設(shè)計(jì)箱體的振動(dòng)特性與結(jié)構(gòu)。為了減少噪音，使在動(dòng)態(tài)激勵(lì)作用下的箱壁振動(dòng)達(dá)到最小，應(yīng)當(dāng)做好幾何約束，應(yīng)力約束和頻率約束等相關(guān)的約束條件。此外，為了減少系統(tǒng)的振動(dòng)，需要注意在箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中讓箱體支點(diǎn)和軸承支承座之間的結(jié)構(gòu)聯(lián)系保持足夠的剛度。為了減少振動(dòng)噪聲的幅度，對(duì)于較大面積的薄壁，需要設(shè)置加強(qiáng)筋。

4裝配精度對(duì)噪音的影響：

裝配精度同樣會(huì)對(duì)噪聲產(chǎn)生影響，比如一些意外的齒輪端面的振擺，敲擊不當(dāng)還有傳動(dòng)部件的磕碰等。所以，在整機(jī)裝配中需要注意，保持各級(jí)齒輪傳動(dòng)正常，保障嚙合側(cè)隙，齒面嚙合良好，以較大限度的減少噪音。為了避免齒輪端面的振擺等情況的發(fā)生，注意固定好軸套等零件。在安裝軸承時(shí)要避免控制不當(dāng)?shù)那脫?，在軸承運(yùn)輸以及裝配的過(guò)程中避免碰撞等情況的發(fā)生。此外，按要求對(duì)減速器傳動(dòng)部件進(jìn)行清洗，保持傳動(dòng)部件的干凈，還要避免在裝配的過(guò)程中磕碰傳動(dòng)部件。

設(shè)計(jì)理論論文:局域網(wǎng)建設(shè)設(shè)計(jì)理論論文

內(nèi)設(shè)辦公室、技術(shù)地測(cè)部、生產(chǎn)建設(shè)部、人力資源部、經(jīng)營(yíng)管理部、財(cái)務(wù)審計(jì)部、監(jiān)察部、機(jī)電部、通防部、環(huán)保部、法律事務(wù)部、調(diào)度指揮中心、安全監(jiān)察局等職能部門(mén)及黨委工作部等組織機(jī)構(gòu)。公司下設(shè)煤炭運(yùn)銷(xiāo)公司；寧武、原平、河曲、保德四個(gè)直屬安監(jiān)分局及原平工業(yè)園區(qū)。并與忻州市煤炭設(shè)計(jì)研究院、地質(zhì)隊(duì)、救護(hù)隊(duì)進(jìn)行了緊密型整合。2011年成為中國(guó)礦大校企聯(lián)合董事會(huì)成員單位，與“三一重工”形成資金、管理、技術(shù)戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系。下屬河曲高石崖煤炭發(fā)運(yùn)站、寧武華茂煤炭發(fā)運(yùn)站，已于2011年投入運(yùn)營(yíng)；原平工業(yè)園區(qū)500萬(wàn)噸選煤化工廠將于2012年建成投產(chǎn)；河曲梁家磧500萬(wàn)噸選煤廠也開(kāi)始籌備建設(shè)。中長(zhǎng)期目標(biāo)：向下拉長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈條，建設(shè)112244工程（即建設(shè)一個(gè)煤化工工業(yè)園區(qū)；一個(gè)120萬(wàn)噸焦化廠；兩個(gè)電廠；兩條鐵路專(zhuān)用線；四個(gè)配套洗煤廠，四個(gè)煤炭發(fā)運(yùn)站），形成煤焦、煤電、煤化、運(yùn)銷(xiāo)的產(chǎn)業(yè)布局，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)循環(huán)發(fā)展，最終實(shí)施“煤—電、煤—焦—化、煤—運(yùn)—銷(xiāo)一體化”戰(zhàn)略。

1網(wǎng)絡(luò)解決方案

經(jīng)過(guò)深入分析該企業(yè)網(wǎng)需求，在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分考慮以下因素：企業(yè)網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu)問(wèn)題。核心和匯聚交換機(jī)為多層交換機(jī)，有足夠的、豐富的端口可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互連。背板帶寬、多層交換性能、VLAN支持?jǐn)?shù)要滿(mǎn)足企業(yè)所有人員對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的訪問(wèn)需要，并保持在相當(dāng)時(shí)期內(nèi)的先進(jìn)性。其它各交換機(jī)也需要根據(jù)不同情況進(jìn)行設(shè)計(jì)與選型，保障整個(gè)企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的先進(jìn)性。服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)。要求能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)有網(wǎng)站,所屬15個(gè)煤業(yè)公司和6個(gè)其它子公司、一個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)站、四個(gè)安全監(jiān)察分局沒(méi)有網(wǎng)站，15個(gè)煤業(yè)公司有內(nèi)部安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、產(chǎn)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)線。同時(shí)考慮視頻會(huì)議系統(tǒng)、安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)、產(chǎn)量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、人員定位系統(tǒng)、調(diào)度系統(tǒng)、網(wǎng)上辦公及審批系統(tǒng)等，考慮信息安全。綜合網(wǎng)絡(luò)管理。要求能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、服務(wù)器、部分工作站以及應(yīng)用系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)管理。的系統(tǒng)安全應(yīng)對(duì)企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行的系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)，包括防火墻等[4]。

2企業(yè)網(wǎng)結(jié)構(gòu)

企業(yè)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)上分為接入層、匯聚層和核心層；從功能上分為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中心、分公司子網(wǎng)絡(luò)等。分層思想使網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)有一個(gè)結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)，從而針對(duì)每個(gè)層次進(jìn)行模塊化的分析，這對(duì)管理和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)非常有幫助?，F(xiàn)在，分層式的設(shè)計(jì)已經(jīng)成為一個(gè)潮流。如圖2所示為分層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。在該企業(yè)網(wǎng)網(wǎng)建設(shè)中，核心設(shè)備放置在網(wǎng)絡(luò)中心，在其他各個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)放置三層交換機(jī)。接入層節(jié)點(diǎn)放置二層交換機(jī)。第三層交換主干網(wǎng)具有這些優(yōu)點(diǎn)：1、需要的路由器數(shù)量較少；2.、可以進(jìn)行Vlan之間的通信；3、可以有效控制廣播信息；4、具有良好的擴(kuò)展性[5]。結(jié)合該企業(yè)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出下面方案[5]。

3企業(yè)網(wǎng)設(shè)備選型

在確定網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和了解各個(gè)企業(yè)網(wǎng)設(shè)備的功能、原理、作用之后，根據(jù)局域網(wǎng)的需求，確定設(shè)備具體的型號(hào)。

3.1確定交換機(jī)的型號(hào)和數(shù)量

3.1.1接入層交換機(jī)-Cisco1948、Cisco2948交換機(jī)

C1948交換機(jī)可以提供48個(gè)100M端口，其中100M端口支持全雙工，可以提供高達(dá)200Mbps的端口帶寬。機(jī)器的背板帶寬是320Mbps。還支持ISLTrunking和VLAN,最多支持四個(gè)VLAN。C2948較大的特點(diǎn)是速度增加，它的背板速度較高達(dá)3.2G，最多48個(gè)10/100M自適應(yīng)端口，所有端口均支持全雙工，使桌面接入的速度有保障。除了端口的速率之外，2900系列的性能也比1900系列有了顯著的提高。比如，C2900的MAC地址表容量達(dá)到16K，可以劃分1024個(gè)VLAN，支持ISLTrunking協(xié)議等。

3.1.2匯聚層交換機(jī)Cisco3500交換機(jī)

Cisco3500交換機(jī)的基本特性達(dá)到下列標(biāo)準(zhǔn)：背板帶寬高達(dá)10Gbps，轉(zhuǎn)發(fā)速率7.5Mpps，250個(gè)VLAN，支持ISLTrunking，支持IEEE802.1Q支持CGMP網(wǎng)/千兆以太網(wǎng)交換機(jī)等。然而Cisco3500的較大特性在于方便管理和支持千兆。Cisco3500系列實(shí)現(xiàn)了集群交換技術(shù)，可以將多個(gè)Cisco1900，Cisco3500系列的交換機(jī)進(jìn)行互聯(lián)，并通過(guò)一個(gè)IP地址進(jìn)行管理。利用Cisco3500內(nèi)的CiscoVisualSwitchManager(CVSM)軟件可以方便地通過(guò)www對(duì)交換機(jī)進(jìn)行配置管理。Cisco3500系列支持千兆接口卡(GBIC)[6]。

3.1.3核心層交換機(jī)Cisco6000交換機(jī)

Catalyst6000支持超級(jí)引擎、接口模塊。支持多達(dá)400個(gè)100/1000BaseTx自適應(yīng)以太網(wǎng)口，200個(gè)千兆以太網(wǎng)端口(GBIC插槽)，300個(gè)100BaseFX光纖快速以太網(wǎng)口。C6500的交換背板可擴(kuò)展到400Gbps，多層交換速度可擴(kuò)展到400Mpps。C6000的交換背板帶寬320Gbps，多層交換速率300Mpps。支持多達(dá)18個(gè)快速/千兆以太網(wǎng)口利用以太網(wǎng)通道技術(shù)(FastEtherChannel，F(xiàn)EC或GigabitEtherChannel，GEC)連接,從而在邏輯上實(shí)現(xiàn)了30Gbps的高速端口速率，還支持跨模塊進(jìn)行端口聚合技術(shù)。C6000系列的多層交換模塊可以進(jìn)行線速的IP，IPX和andIP-multicast路由。C6000系列帶有冗余負(fù)載均衡電源、冗余超級(jí)引擎、冗余風(fēng)扇、冗余上連，冗余的交換背板(僅對(duì)C6500系列)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的高可用性。C6000軟件支持豐富的協(xié)議，包括NetFlow、HSRP(HotStandbyRouterProtocol)、VTP(VLANTrunkingProtocol)、VQP(VLANQueryProtocol)、ISLTrunking、PortSecurity、TACACS、CGMP(CiscoGroupManagementProtocol)、IGMP等[7]。

3.2路由器選型

Cisco4500系列是模塊化路由器，可提供各種密度的廣域網(wǎng)連接及LAN連接。很多可供選擇的LAN/WAN連接模塊，使4700/4500系列路由器可以滿(mǎn)足復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境接入的需求，靈活的模塊化設(shè)計(jì)從而可以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的不斷增長(zhǎng)，有效利用客戶(hù)投資。高性能的CPU可為客戶(hù)提供高效、高速的連接，因此廣泛應(yīng)用于大中企業(yè)分支機(jī)構(gòu)的骨干接入。產(chǎn)品特性IDT100MHz/133MHz（CISCO4500-M/CISCO4700-M）RISCCPU。3個(gè)模塊插槽。局域網(wǎng)支持快速以太網(wǎng)、以局域太網(wǎng)、令牌環(huán)、FDDI等。廣域網(wǎng)提供同步串口、HSSI高速串口、ISDNBRI、ISDNPRI及ATM，支持ChannelizedE1、G.703等。支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，包括AppleTalk、DECnet、IP、NovellIPX和一系列的路由協(xié)議。多重交通優(yōu)先技術(shù)和數(shù)據(jù)壓縮確保重要數(shù)據(jù)的整體性。而按需撥叫（DDR）和按需帶寬（BOD）等技術(shù)也確保服務(wù)耗費(fèi)低。GMP、RSVP、PIM、WFQ、SMRP和VLAN，使Cisco4000系列（Cisco4500-M/4700-M）能夠支持音頻和視頻服務(wù)應(yīng)用[8]。

3.3防火墻選型

CiscoSecurePIX525防火墻是世界經(jīng)驗(yàn)豐富的CiscoSecurePIX防火墻系列中的可以為當(dāng)今的網(wǎng)絡(luò)客戶(hù)提供無(wú)與倫比的安全性、性和性能一款的防火墻。它可以所提供的防火墻保護(hù)以及虛擬專(zhuān)網(wǎng)（VPN）能力IP安全（IPsec）使其特別適合于保護(hù)企業(yè)總部的邊界。PIX525實(shí)現(xiàn)了在所有IP網(wǎng)絡(luò)上的安全保密通信。主要是因?yàn)樗闪薞PN的主要功能-隧道、數(shù)據(jù)加密、防火墻、安全性，能夠提供一種可擴(kuò)展的平臺(tái)來(lái)更好、安全、更經(jīng)濟(jì)高效地使用公共數(shù)據(jù)服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程辦公、遠(yuǎn)程訪問(wèn)和外部網(wǎng)連接[9]。

4局域（企業(yè)）網(wǎng)規(guī)劃總體描述

4.1網(wǎng)絡(luò)綜合布線

所謂綜合布線系統(tǒng)，就是按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范。運(yùn)用結(jié)構(gòu)化方法系統(tǒng)和科學(xué)原理，共同考慮、布置、設(shè)計(jì)和鋪設(shè)建筑物內(nèi)之間各種系統(tǒng)的通信線路。它包括數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電話網(wǎng)系統(tǒng)以及其他弱電系統(tǒng)線路等，從而形成一種標(biāo)準(zhǔn)的通用的信息傳輸系統(tǒng)。綜合布線系統(tǒng)是建筑工程與通信技術(shù)密切結(jié)合的產(chǎn)物。所謂智能建筑、智能大廈和智能小區(qū)等概念，是指在建筑小區(qū)的新建或改造中，加入綜合布線系統(tǒng)，以便于在將來(lái)的應(yīng)用中不至于因鋪設(shè)通信線路而反復(fù)對(duì)建筑物和建筑群“動(dòng)手術(shù)”。自從上個(gè)世紀(jì)90年代以來(lái)，綜合布線系統(tǒng)世已經(jīng)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間了。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)發(fā)出來(lái)很多新的方案和布線系統(tǒng)。垂直子系統(tǒng)是建筑物內(nèi)綜合布線系統(tǒng)的主干部分，是指從主配線架到樓層配線架之間的線纜及配套設(shè)施組成的系統(tǒng)。水平子系統(tǒng)局限于同一樓層的布線系統(tǒng)，指每個(gè)樓層配線架至工作區(qū)信息插座之間的線纜、信息插座、轉(zhuǎn)接點(diǎn)及配套設(shè)施組成的系統(tǒng)[3]。

4.2IP地址分配

4.2.1地址表示形式

Ip地址有兩中表示形式：點(diǎn)分十進(jìn)制表示和二進(jìn)制表示?，F(xiàn)在所使用的IPv4地址長(zhǎng)度均為32位，由4個(gè)8位域組成，稱(chēng)為八位體。八位體由句號(hào)分開(kāi)，表示位一個(gè)0～255之間的四進(jìn)制數(shù)據(jù)。IP地址的32個(gè)“位”分別分配給了網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)。

4.2.2合法IP地址分類(lèi)

所謂合法IP地址，是指由IP管理部門(mén)統(tǒng)一分配的、管理的、能夠訪問(wèn)Internet、并且在Internet中是確定的，可以被網(wǎng)絡(luò)中其它主機(jī)訪問(wèn)到的IP的地址。

4.3光纖

4.3.1光纖簡(jiǎn)介

由于光線在傳輸信息時(shí)不是電信號(hào)，而是使用光信號(hào)。從而，光纖傳輸?shù)男畔⒉粫?huì)受到電磁干擾的影響。此外，傳輸衰減小、保密性強(qiáng)、光纖功率損失少，并有極大的傳輸帶寬，廣泛的應(yīng)用在綜合布線的建筑群主管布線子系統(tǒng)和建筑物主干布線子系統(tǒng)。與雙絞線相比，光纖通信具有其無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。頻帶寬、通信容量大；損耗低、中繼距離長(zhǎng)；適應(yīng)惡劣環(huán)境、抗電磁干擾能力強(qiáng)、。

4.3.2光纖的分類(lèi)

根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，光纖可分為單模光纖和多模光纖。其中單模光纖應(yīng)用于樓宇之間的連接，多模光纖用于交換機(jī)之間以及交換機(jī)與服務(wù)器之間的連接[7]。

作者：劉浩

設(shè)計(jì)理論論文:機(jī)械產(chǎn)品快速設(shè)計(jì)理論論文

隨著經(jīng)濟(jì)的全球化發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局更加激烈，用戶(hù)的產(chǎn)品個(gè)性化和多樣性需求日益增加，產(chǎn)品的規(guī)?；?、大型化和集聚化等向極端方向延伸，從而造成產(chǎn)品的創(chuàng)新空間越來(lái)越寬、復(fù)雜程度越來(lái)越高，涉及的技術(shù)和學(xué)科領(lǐng)域越來(lái)越多，整體設(shè)計(jì)的困難度增加;而產(chǎn)品更新頻率卻越來(lái)越快，開(kāi)發(fā)周期越來(lái)越短。這些都使得傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法在理論和實(shí)踐上面臨著巨大的挑戰(zhàn)，需要有更先進(jìn)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法體系來(lái)支撐產(chǎn)品的整個(gè)設(shè)計(jì)，在全局上指導(dǎo)設(shè)計(jì)過(guò)程高質(zhì)、高效地進(jìn)行?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法在其漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程中形成了多種理論學(xué)說(shuō)，按其思想內(nèi)涵可概括為以Pahl和Beitz理論為代表的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)學(xué)派、以公理化設(shè)計(jì)為代表的公理化設(shè)計(jì)學(xué)派、以TRIZ理論為代表的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)學(xué)派、以通用設(shè)計(jì)理論為代表的通用性設(shè)計(jì)學(xué)派和以泛設(shè)計(jì)理論為代表的全局性設(shè)計(jì)學(xué)派［1］。無(wú)論什么學(xué)派，在快速創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面，具典型的設(shè)計(jì)理論與方法有:模塊化設(shè)計(jì)、參數(shù)化設(shè)計(jì)、產(chǎn)品族設(shè)計(jì)，以及可重構(gòu)設(shè)計(jì);在快速設(shè)計(jì)方法使能技術(shù)方面，具代表性的技術(shù)有:并行工程和虛擬樣機(jī)技術(shù)。

1快速創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論與方法

1．1模塊化設(shè)計(jì)理論與方法

模塊化是指采用具有相對(duì)固定結(jié)構(gòu)和功能作用的模塊對(duì)產(chǎn)品或系統(tǒng)進(jìn)行組織和規(guī)劃;通過(guò)對(duì)產(chǎn)品在某種范圍內(nèi)按照不同功能、相同功能的不同性能或者不同規(guī)格進(jìn)行分析，規(guī)劃出不同的功能模塊，通過(guò)不同模塊的選擇和組合，配置出系列產(chǎn)品，以滿(mǎn)足用戶(hù)的不同需求的設(shè)計(jì)方法［2］。模塊化設(shè)計(jì)是適應(yīng)性設(shè)計(jì)、快速配置設(shè)計(jì)和可重構(gòu)設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)的重要設(shè)計(jì)方法和核心技術(shù)，通過(guò)功能模塊的配置組合能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和個(gè)性化設(shè)計(jì)。模塊化設(shè)計(jì)已在現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用，其理論基礎(chǔ)是Suh［3］提出的獨(dú)立公理理論，即“一個(gè)設(shè)計(jì)必須保持功能需求的獨(dú)立性”。20世紀(jì)50年代，歐美一些發(fā)達(dá)國(guó)家提出了模塊化設(shè)計(jì)［4］的概念，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，這一概念越來(lái)越得到設(shè)計(jì)界的廣泛關(guān)注和深入研究。人們?cè)谀K化設(shè)計(jì)概念的定義、模塊的劃分與組合、實(shí)現(xiàn)過(guò)程，以及基于模塊化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品平臺(tái)規(guī)劃與設(shè)計(jì)等方面都有相當(dāng)多的研究。Suh［3］從“功能-設(shè)計(jì)參數(shù)”映射的角度給出了模塊化設(shè)計(jì)的定義:模塊化設(shè)計(jì)是將產(chǎn)品、過(guò)程和系統(tǒng)以一定的形式表現(xiàn)，滿(mǎn)足預(yù)定的客戶(hù)需求，采用的方法是選擇恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)參數(shù)，完成從功能需求域到設(shè)計(jì)參數(shù)域的映射。Ulrich等人［4］從設(shè)計(jì)學(xué)角度指出了影響模塊化設(shè)計(jì)程度的兩個(gè)基本因素:1)產(chǎn)品功能域與物理結(jié)構(gòu)域之間的對(duì)應(yīng)程度。2)產(chǎn)品物理結(jié)構(gòu)間相互關(guān)聯(lián)程度的最小化。PAHL等人［5］仍然認(rèn)為模塊化設(shè)計(jì)是完成從功能需求域到模塊功能域的映射，再考慮模塊特性參數(shù)(如尺寸、重量等)，完成從模塊的功能域到模塊的結(jié)構(gòu)域映射，并按照不同的模塊功能，在設(shè)計(jì)域內(nèi)(功能域和結(jié)構(gòu)域)進(jìn)行模塊分類(lèi)與定義。在模塊化設(shè)計(jì)的方法研究中，模塊劃分技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)之一。ERIXON等人［6］提出了產(chǎn)品某項(xiàng)功能成為獨(dú)立模塊需要滿(mǎn)足的11個(gè)條件，并將其作為模塊劃分的普遍原則，根據(jù)子功能結(jié)構(gòu)建立模塊識(shí)別矩陣，然后對(duì)模塊識(shí)別矩陣進(jìn)行聚類(lèi)分析。STONE等人［7］考慮產(chǎn)品的各個(gè)子功能與能量流、物流和信號(hào)流的關(guān)聯(lián)性，將一種功能模型定量化建模方法用于產(chǎn)品架構(gòu)開(kāi)發(fā)，并以客戶(hù)需求重要度為度量標(biāo)準(zhǔn)，建立需求與功能數(shù)據(jù)庫(kù)，將功能與需求的關(guān)系定量化作為模塊劃分與模塊發(fā)展的主要依據(jù)。GU等人［8］提出了一種基于產(chǎn)品全生命周期技術(shù)的多目標(biāo)(可回收設(shè)計(jì)、可升級(jí)設(shè)計(jì)、可重用設(shè)計(jì)和重構(gòu)設(shè)計(jì))模塊劃分方法，并將模糊數(shù)學(xué)中權(quán)重的概念應(yīng)用于功能結(jié)構(gòu)分析，為定量化模塊劃分提供了依據(jù)。模塊組合技術(shù)是模塊化設(shè)計(jì)的另一關(guān)鍵技術(shù)。O’GRADY等人［9］針對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)環(huán)境下分布協(xié)同設(shè)計(jì)，研究了其模塊組合方法，即建立一個(gè)基于面向?qū)ο蟮哪K化產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)境，根據(jù)用戶(hù)的需要，將不在一個(gè)地區(qū)的各個(gè)模塊制造商生產(chǎn)的模塊快速組合成模塊化產(chǎn)品。TSAI等人［10］考慮產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工和裝配等復(fù)雜性，基于并行工程思想，按產(chǎn)品功能在設(shè)計(jì)過(guò)程中的不同類(lèi)型接口關(guān)系進(jìn)行模塊的不同類(lèi)型劃分，并從中選擇模塊，根據(jù)模塊包含的相關(guān)信息，對(duì)模塊中的各個(gè)功能進(jìn)行優(yōu)先權(quán)排序，以此作為產(chǎn)品規(guī)劃設(shè)計(jì)的原則。另外，在模塊化設(shè)計(jì)中，模塊接口的匹配是模塊組合的重要條件，即一個(gè)零/部件結(jié)構(gòu)能夠成為模塊的條件是零/部件的功能、結(jié)構(gòu)以及其接口特征不能超出模塊化產(chǎn)品給定的標(biāo)準(zhǔn)接口所允許的范圍［11］。HILLSTROM［12］基于公理化設(shè)計(jì)原理，并結(jié)合面向裝配和制造的設(shè)計(jì)方法，對(duì)模塊化設(shè)計(jì)的接口進(jìn)行了系統(tǒng)分析。

1．2參數(shù)化設(shè)計(jì)理論與方法

參數(shù)化設(shè)計(jì)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)格化、系列化的一種簡(jiǎn)單、高效和快速的方法，通過(guò)改變結(jié)構(gòu)特征某一部分或某幾部分的尺寸，基于參數(shù)化驅(qū)動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)特征中相關(guān)部分的自動(dòng)改動(dòng)。參數(shù)化設(shè)計(jì)是CAD的一個(gè)重要理論和方法，它包括兩個(gè)基本要素:參數(shù)化圖元和參數(shù)化修改引擎。CAD中的圖元都是以對(duì)象特征的形式表現(xiàn)，并通過(guò)參數(shù)的調(diào)整變化驅(qū)動(dòng)圖元的變化，參數(shù)包含作為數(shù)字化對(duì)象圖元的所有信息。參數(shù)化修改引擎所使用的參數(shù)驅(qū)動(dòng)技術(shù)，使設(shè)計(jì)者對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象所做的全部改動(dòng)都可以在其他相關(guān)聯(lián)的部分自動(dòng)反映出來(lái)，并采用智能結(jié)構(gòu)單元、視圖和注釋符號(hào)，通過(guò)一個(gè)變更和約束驅(qū)動(dòng)引擎使每一個(gè)圖元都可互相關(guān)聯(lián)。對(duì)象特征尺寸的改動(dòng)、移動(dòng)或者刪除所引起的參數(shù)變化，會(huì)引起相關(guān)對(duì)象特征參數(shù)產(chǎn)生相應(yīng)的變化，不同視圖下所發(fā)生的改變都能以參數(shù)化的、雙向的方式擴(kuò)散到所有其他視圖，以保障所有設(shè)計(jì)對(duì)象的一致性，不必對(duì)所有視圖逐一進(jìn)行修改，從而顯著提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。1963年由Sutherland［13］在SketchPad系統(tǒng)中提出參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，Light等人［14］在1982年提出變量幾何和幾何約束思想。為提高零件生成的智能化，在20世紀(jì)80年代將人工智能技術(shù)(AI)應(yīng)用到參數(shù)化設(shè)計(jì)中，如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和幾何推理等技術(shù)，更重要的是將參數(shù)化技術(shù)應(yīng)用到實(shí)體造型并形成了特征造型技術(shù)。產(chǎn)品開(kāi)發(fā)之初，零件形狀和尺寸都具有一定的不確定性，因此希望零件模型具有柔性修改的能力。參數(shù)化設(shè)計(jì)可將零件模型中固定的參數(shù)變量化，使之成為可以在一定范圍內(nèi)修改的參數(shù)，根據(jù)不同設(shè)計(jì)要求，對(duì)變量化參數(shù)賦予不同數(shù)值，就可獲得不同形狀和規(guī)格的零件模型。約束是CAD中參數(shù)化模型的重要內(nèi)容，包括零件圖形的幾何約束和工程約束。幾何約束分為尺寸約束和結(jié)構(gòu)約束。尺寸約束是指通過(guò)指定特征尺寸參數(shù)描述的約束，如長(zhǎng)度尺寸、角度尺寸以及直徑尺寸等;結(jié)構(gòu)約束是指幾何元素間的拓?fù)浼s束關(guān)系，如垂直、平行、相等、同心和相切等。工程約束是指尺寸之間的函數(shù)約束關(guān)系，即根據(jù)工程設(shè)計(jì)知識(shí)，通過(guò)定義尺寸各變量之間在參數(shù)值或者邏輯上的關(guān)聯(lián)關(guān)系來(lái)表示。

1．3產(chǎn)品族設(shè)計(jì)理論與方法

產(chǎn)品族設(shè)計(jì)是通過(guò)基本特征、組件或子系統(tǒng)的共享，以滿(mǎn)足不同市場(chǎng)需求的多產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法，是實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)品制造的有效手段。對(duì)于產(chǎn)品族的定義，許多學(xué)者給出了不同的描述。Ulrich［4］將產(chǎn)品族定義為由某種參數(shù)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)確定的一組產(chǎn)品，當(dāng)所有參數(shù)賦予某一具體數(shù)值時(shí)，就表現(xiàn)為一個(gè)具體產(chǎn)品。Erens等人［15］認(rèn)為產(chǎn)品族是具有相同內(nèi)部接口的一組產(chǎn)品，并且在設(shè)計(jì)的各個(gè)領(lǐng)域(功能域、技術(shù)域和物理域)中產(chǎn)品族接口為標(biāo)準(zhǔn)化接口，能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品部件的互換。McAdams等人［16］將產(chǎn)品族定義為具有相同功能流的一組產(chǎn)品。Simpson等人［17］定義的產(chǎn)品族是建立在通用產(chǎn)品平臺(tái)之上的一組相關(guān)產(chǎn)品，并共享平臺(tái)通用特征、部件和子系統(tǒng)，以此滿(mǎn)足市場(chǎng)的多樣化需求。其中，參數(shù)化產(chǎn)品族(scale-basedproductfamily)在平臺(tái)公共變量不變的基礎(chǔ)上，通過(guò)可調(diào)節(jié)變量的值來(lái)滿(mǎn)足不同性能要求的系列化產(chǎn)品，是產(chǎn)品族設(shè)計(jì)的一個(gè)具體方法，平臺(tái)通用性的考慮和實(shí)例產(chǎn)品性能選擇是參數(shù)化產(chǎn)品族設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題［18］。產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)體系(ProductFamilyArchitecture，PFA)是現(xiàn)代大規(guī)模定制設(shè)計(jì)方法(DesignforMassCustomization，DFMC)的核心部分，它為制造企業(yè)內(nèi)的不同部門(mén)協(xié)同工作提供一個(gè)公共平臺(tái)，同時(shí)作為一個(gè)類(lèi)產(chǎn)品以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品變型設(shè)計(jì)來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)多樣化需求。目前研究的產(chǎn)品族模型主要有通用物料清單(GenericBill-of-Material，GBOM)模型、三視圖模型和產(chǎn)品族主結(jié)構(gòu)模型等。Tseng等人［19］給出的產(chǎn)品族三視圖體系結(jié)構(gòu)模型，包括功能視圖、行為視圖和結(jié)構(gòu)視圖及其相互之間的映射關(guān)系。其中，功能視圖表達(dá)產(chǎn)品的總體功能及其子功能結(jié)構(gòu)圖;行為視圖從技術(shù)角度描述產(chǎn)品功能的技術(shù)原理;結(jié)構(gòu)視圖則描述產(chǎn)品的零/部件組成與裝配模型。Hegge等人［20］提出GBOM定義，以產(chǎn)品族將GBOM定義為一組變量，并通過(guò)一組參數(shù)指定具體值來(lái)確定這些變量，現(xiàn)在GBOM已成為表達(dá)產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)及其構(gòu)型的基本模型。在國(guó)內(nèi)也開(kāi)展了產(chǎn)品族的大量研究。祁國(guó)寧等人［21］提出了面向大批量定制(MassCustomization，MC)的產(chǎn)品事物特性表建模技術(shù)。由描述產(chǎn)品構(gòu)成的產(chǎn)品族主結(jié)構(gòu)以及描述零/部件的主模型和主文檔組成模塊化產(chǎn)品族。其中，產(chǎn)品族主結(jié)構(gòu)描述了一個(gè)可配置的模塊化產(chǎn)品系統(tǒng)的組成情況，并包括所有標(biāo)準(zhǔn)零/部件?；诋a(chǎn)品族的主結(jié)構(gòu)、構(gòu)件主模型和主文檔，結(jié)合客戶(hù)的個(gè)性化需求，采用配置設(shè)計(jì)或變型設(shè)計(jì)方法，可以進(jìn)行產(chǎn)品的快速定制設(shè)計(jì)。此外，Jiao等人［22］在面向?qū)ο蠓椒ê驼Z(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，建立了通用產(chǎn)品族信息模型，其多視圖產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)采用樹(shù)形結(jié)構(gòu)、多樣化變量值和配置規(guī)則進(jìn)行表達(dá)，以此生成不同特殊需求的產(chǎn)品變型，同時(shí)減少各視圖間的數(shù)據(jù)冗余。Nomaguchi等人［23］根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建模語(yǔ)言(UnifiedModelingLanguage，UML)，提出了關(guān)于產(chǎn)品族體系結(jié)構(gòu)的知識(shí)表達(dá)模型，該模型記錄了設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程的詳細(xì)步驟和設(shè)計(jì)結(jié)果，方便設(shè)計(jì)過(guò)程的跟蹤查看;為便于設(shè)計(jì)者進(jìn)行、無(wú)冗余的知識(shí)獲取，模型還將用戶(hù)需求、產(chǎn)品功能、結(jié)構(gòu)和成本等不同層面的產(chǎn)品信息進(jìn)行了集成。目前，本體技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于產(chǎn)品族模型的建立，Nanda等人［24］構(gòu)建了基于本體的產(chǎn)品族設(shè)計(jì)方法，在表達(dá)產(chǎn)品族結(jié)構(gòu)時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)本體語(yǔ)言，應(yīng)用規(guī)范化的概念分析(FormalCon-ceptAnalysis，F(xiàn)CA)方法尋找設(shè)計(jì)特征間的共性元素，在此基礎(chǔ)上，建立了產(chǎn)品族多視圖模型的一般表達(dá)方式;高鵬等人［25］也基于本體的方法提出了本體之間的映射法則，構(gòu)建了本體映射、知識(shí)映射和模型映射三層映射模式，并以此為核心搭建了產(chǎn)品配置模型的建?？蚣堋iddique等人［26］研究了產(chǎn)品族設(shè)計(jì)體系結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)過(guò)程，給出了產(chǎn)品族體系結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型、評(píng)價(jià)指標(biāo)和有效性推理規(guī)則，并對(duì)產(chǎn)品組件、模塊和體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了構(gòu)建，給出了裝配過(guò)程的描述方案。朱斌等人［27］則對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法學(xué)和面向產(chǎn)品族設(shè)計(jì)的差異進(jìn)行了研究，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需求模型、功能原理模型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型等三個(gè)方面，論述了關(guān)于產(chǎn)品族設(shè)計(jì)模型的構(gòu)建方法。

1．4可重構(gòu)設(shè)計(jì)理論與方法

來(lái)源于可重構(gòu)制造系統(tǒng)的可重構(gòu)性的概念出現(xiàn)于20世紀(jì)90年代。1997年美國(guó)Michigan大學(xué)的Ko-ren等人［28］首次提出可重構(gòu)制造系統(tǒng)的概念?？芍貥?gòu)制造系統(tǒng)(ReconfigurableManufacturingSystem，RMS)指系統(tǒng)能根據(jù)生產(chǎn)的需要，地構(gòu)建出需要的生產(chǎn)功能和生產(chǎn)能力。在1999年國(guó)際生產(chǎn)工程研究學(xué)會(huì)(CIRP)上，Koren等人［29］又對(duì)可重構(gòu)制造系統(tǒng)進(jìn)行了重新定義，即可重構(gòu)制造系統(tǒng)是一種預(yù)先設(shè)計(jì)為可快速改變結(jié)構(gòu)、硬件與相應(yīng)軟件的制造系統(tǒng)，并能實(shí)現(xiàn)在一個(gè)零件族內(nèi)快速調(diào)整生產(chǎn)能力和生產(chǎn)功能，以滿(mǎn)足市場(chǎng)或客戶(hù)需求的突然變化;因此，RMS的主要特點(diǎn)是:1)將加工零/部件控制在一個(gè)零件族內(nèi);2)突出生產(chǎn)能力和生產(chǎn)功能變化而驅(qū)動(dòng)的重構(gòu);3)以可重構(gòu)機(jī)床(ReconfigurableMachineTools，RMT)為基礎(chǔ)進(jìn)行重構(gòu)。隨著可重構(gòu)性及可重構(gòu)制造系統(tǒng)的研究發(fā)展，其重要性日益顯現(xiàn)。美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)(NRC)于1998年在《2020年制造挑戰(zhàn)的設(shè)想》報(bào)告中，就明確地將可重構(gòu)技術(shù)列入21世紀(jì)的六大挑戰(zhàn)與十大關(guān)鍵技術(shù)中，而且排在十大關(guān)鍵技術(shù)的及時(shí)位。隨著制造領(lǐng)域的研究應(yīng)用，可重構(gòu)思想開(kāi)始從制造系統(tǒng)逐步發(fā)展到組織體系、制造裝備以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)等各種領(lǐng)域，形成了可重構(gòu)性的概念。Setchi等人［30］基于可重構(gòu)性的用途，從較為宏觀的角度給出了可重構(gòu)性的定義，他們認(rèn)為可重構(gòu)性是一種重復(fù)變更或重排系統(tǒng)中構(gòu)件的能力，且具有繼承性、定制性、可轉(zhuǎn)換性、可診斷性和產(chǎn)品化等特征，以此實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品多樣性、重用性、快速性、低成本、高效率、性和簡(jiǎn)化性等要求。英國(guó)劍橋大學(xué)的Siddiqi等人［31］給出了需要驅(qū)動(dòng)的可重構(gòu)的主要因素，并提出了可重構(gòu)系統(tǒng)建模方法。我國(guó)在最近幾年也開(kāi)展了可重構(gòu)性理論相關(guān)研究。清華大學(xué)的羅振璧等人［32］針對(duì)傳統(tǒng)可重構(gòu)的局限性，提出了基于面向用戶(hù)需求與使用變化的和基于拓?fù)湎嗨菩浴皬V義組合理論”的可重構(gòu)性定義。梁福軍等人［33］綜合運(yùn)用相似性分析、圖論和集合論等理論，研究了制造系統(tǒng)的邏輯重構(gòu)設(shè)計(jì);樓洪梁等人［34-35］利用圖論研究了機(jī)床的可重構(gòu)性。在可重構(gòu)算法方面，王素欣等人［36］運(yùn)用粒子群算法解決了關(guān)于制造系統(tǒng)單元可重構(gòu)的問(wèn)題。劉溪涓等人［37］研究了零件配置過(guò)程中約束的不同類(lèi)型，利用“有效可選域”的概念，建立了最小損失函數(shù)算法，該算法不僅考慮了構(gòu)件約束，還考慮了零件重構(gòu)約束。劉世平等人［38］研究并建立了重構(gòu)目標(biāo)模型，利用兩個(gè)聚類(lèi)定量指標(biāo)給出聚類(lèi)的目標(biāo)函數(shù)，并采用遺傳算法對(duì)重構(gòu)進(jìn)行求解。在可重構(gòu)設(shè)計(jì)方面，各國(guó)學(xué)者主要研究了機(jī)床、機(jī)器人和其他新產(chǎn)品的可重構(gòu)設(shè)計(jì)。在機(jī)床方面，Tilbury等人［39］對(duì)機(jī)床的組成原理進(jìn)行了研究。馮寧等人［40］結(jié)合可重構(gòu)機(jī)床的特征，運(yùn)用矩陣結(jié)構(gòu)化方法建立機(jī)床各組成部分的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程，并提出了由所選擇的構(gòu)件組成機(jī)床的所有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的方法。許虹等人［41］基于并行工程思想，提出了一種考慮加工工藝與機(jī)床配置同時(shí)完成的可重構(gòu)機(jī)床設(shè)計(jì)方法。在可重構(gòu)機(jī)器人方面，Hui等人［42］研究了一種產(chǎn)品化、可重構(gòu)和可擴(kuò)展的機(jī)器人系統(tǒng)(IntegratedRasterImagingSystem，IRIS)。Paredis等人［43］研究了可重構(gòu)機(jī)器人及其可產(chǎn)品化系統(tǒng)(ReconfigurableModularManipula-torSystem，RMMS)。趙廣濤等人［44］基于樹(shù)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究了產(chǎn)品化機(jī)器人的重構(gòu)規(guī)劃設(shè)計(jì)問(wèn)題。于海波等人［45］結(jié)合圖論原理方法，給出了一種比較簡(jiǎn)單有效的可重構(gòu)機(jī)器人構(gòu)型綜合方法。魏延輝等人［46］采用兩級(jí)計(jì)算(遺傳算法和迭代算法)優(yōu)化了機(jī)器人構(gòu)形組合設(shè)計(jì)。李樹(shù)軍等人［47］研究了可重構(gòu)機(jī)器人產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，總結(jié)并設(shè)計(jì)了七種具有功能獨(dú)立性的產(chǎn)品。李國(guó)喜等人［48-49］提出了基于功能-原理-行為-結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品模塊化可重構(gòu)設(shè)計(jì)方法和基于可拓理論的變形設(shè)計(jì)與配置方法。

2快速設(shè)計(jì)方法使能技術(shù)

快速設(shè)計(jì)方法離不開(kāi)其使能技術(shù)的支撐，這其中最重要的使能技術(shù)有并行工程和虛擬樣機(jī)技術(shù)。

2．1并行工程

并行工程(ConcurrentEngineering，CE)不僅是一種設(shè)計(jì)思想，更重要的是一種方法論，是現(xiàn)有先進(jìn)設(shè)計(jì)制造和管理模式的理論基礎(chǔ)［50］。美國(guó)防御分析研究院于1988年給出了并行工程的定義［51］:對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其相關(guān)過(guò)程，包括設(shè)計(jì)過(guò)程、制造過(guò)程和市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)等過(guò)程，進(jìn)行并行、一體化設(shè)計(jì)的系統(tǒng)化工作模式。這種工作模式要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)者在開(kāi)始設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮產(chǎn)品生命周期中的各個(gè)階段因素，其中包括用戶(hù)需求、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本與階段進(jìn)度。傳統(tǒng)的企業(yè)組織結(jié)構(gòu)會(huì)帶來(lái)部門(mén)之間的分割與封閉，并行工程打破了這種各自獨(dú)立的工作局面，站在產(chǎn)品全生命周期整個(gè)過(guò)程的高度，突出參與者集群協(xié)同工作的效應(yīng)，對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行重構(gòu)，結(jié)合先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法學(xué)，并在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初期將后期的所有因素進(jìn)行綜合考慮，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造一次成功，從而極大地縮短了開(kāi)發(fā)周期，降低了產(chǎn)品成本，增強(qiáng)了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力［52］。傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造模式為串行工程(SequentialEngineering，SE)模式，其產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程是順序完成，各個(gè)過(guò)程之間基本上是獨(dú)立的，每一過(guò)程的開(kāi)始是以上一個(gè)過(guò)程的結(jié)束作為前提，彼此缺乏信息交流。并行工程的關(guān)鍵是以系統(tǒng)集成為基礎(chǔ)對(duì)產(chǎn)品及其過(guò)程實(shí)施并行設(shè)計(jì)，即是通過(guò)多學(xué)科產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員的協(xié)調(diào)與合作，整合產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)流程，以縮短開(kāi)發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力為目標(biāo)的設(shè)計(jì)［53］。當(dāng)然，并行設(shè)計(jì)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期也分為不同階段，每一階段都有自己相對(duì)獨(dú)立的時(shí)間段，不過(guò)時(shí)間段之間有一部分相互交叉重疊，而這部分重疊時(shí)間表示開(kāi)發(fā)過(guò)程是同時(shí)進(jìn)行的，因此，并行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的時(shí)間遠(yuǎn)小于串行設(shè)計(jì)所用的時(shí)間。與傳統(tǒng)線形的、順序的且部門(mén)相對(duì)獨(dú)立的過(guò)程相比，并行設(shè)計(jì)要求在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，企業(yè)的相關(guān)部門(mén)應(yīng)以互相合作、交互和平行的方式進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。當(dāng)然，并行工程必須以先進(jìn)的信息技術(shù)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)為支撐，如以產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理平臺(tái)作為支持產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的環(huán)境，采用工作流來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)流程重組與流程管理，采用產(chǎn)品的數(shù)字化描述、面向制造的設(shè)計(jì)(DFM)、面向裝配的設(shè)計(jì)(DFA)和質(zhì)量功能配置(QFD)等技術(shù)來(lái)提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)水平［54］。

2．2虛擬樣機(jī)技術(shù)

在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，企業(yè)要想占據(jù)市場(chǎng)的主動(dòng)地位，必須比同類(lèi)企業(yè)提前設(shè)計(jì)并生產(chǎn)出滿(mǎn)足用戶(hù)需求的具有較高質(zhì)量的新產(chǎn)品，由于物理樣機(jī)存在成本高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)等不足，難以支撐企業(yè)的快速生產(chǎn)需求，成為企業(yè)保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的一大技術(shù)瓶頸。越來(lái)越多的企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)開(kāi)始研究采用何種方法取代物理樣機(jī)從而突破這一瓶頸，正是在這樣的技術(shù)背景下虛擬樣機(jī)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。虛擬樣機(jī)技術(shù)(VirtualPrototypingTechnology，VPT)是一種基于數(shù)字化樣機(jī)的虛擬設(shè)計(jì)方法，是計(jì)算機(jī)輔助/面向設(shè)計(jì)(CAx/DFx)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用。對(duì)于虛擬樣機(jī)的定義［55-56］，從20世紀(jì)90年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外的研究人員根據(jù)各自的研究領(lǐng)域特點(diǎn)，給出了不同的概念。文獻(xiàn)［57］中定義虛擬樣機(jī)技術(shù)是“一種嶄新的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)方法，它是一種基于產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)仿真模型的數(shù)字化設(shè)計(jì)方法”，這里的數(shù)字模型指的就是虛擬樣機(jī)。一個(gè)虛擬樣機(jī)融入了不同工程領(lǐng)域物理模型數(shù)據(jù)，從產(chǎn)品的功能、技術(shù)原理、外觀形態(tài)到產(chǎn)品的運(yùn)行管理均模擬真實(shí)產(chǎn)品，并支持并行設(shè)計(jì)等方法學(xué)。虛擬樣機(jī)技術(shù)的最核心優(yōu)勢(shì)是技術(shù)和信息的集成，即基于并行工程思想，應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)技術(shù)、系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)、數(shù)值計(jì)算方法和有限元技術(shù)，以及計(jì)算機(jī)輔助工藝等現(xiàn)代先進(jìn)設(shè)計(jì)制造技術(shù)結(jié)合在一個(gè)系統(tǒng)中，迅速高效地解決問(wèn)題。利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)建立產(chǎn)品幾何結(jié)構(gòu)模型，在計(jì)算機(jī)技術(shù)和專(zhuān)業(yè)技術(shù)的支撐下，進(jìn)行虛擬仿真產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，在此基礎(chǔ)上，采用有限元技術(shù)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算分析，驗(yàn)證產(chǎn)品的強(qiáng)度等性能需求，將分析的結(jié)果通過(guò)動(dòng)畫(huà)顯示、圖表等方式直觀表達(dá)，這樣設(shè)計(jì)者可以方便快捷地對(duì)模型進(jìn)行修改，在同一模型上賦予各種物理特性，取代物理樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能、結(jié)構(gòu)、制造和試驗(yàn)等全過(guò)程的仿真分析，由此將設(shè)計(jì)意圖通過(guò)計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)地表現(xiàn)出來(lái)。王棟［58］指出，虛擬樣機(jī)技術(shù)是基于先進(jìn)建模/仿真技術(shù)、信息技術(shù)、先進(jìn)設(shè)計(jì)制造技術(shù)和企業(yè)管理技術(shù)，并將這些技術(shù)應(yīng)用于復(fù)雜產(chǎn)品全生命周期和全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并對(duì)它們進(jìn)行集成管理，因此與傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)支撐技術(shù)相比，虛擬樣機(jī)技術(shù)更強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的集成，集成的思想將覆蓋產(chǎn)品整個(gè)生命周期，通過(guò)不同領(lǐng)域的虛擬化協(xié)同設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的多方位測(cè)試、分析與驗(yàn)證。隨著虛擬樣機(jī)技術(shù)的研究和應(yīng)用，產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)新模式“設(shè)計(jì)-虛擬樣機(jī)-產(chǎn)品樣機(jī)”逐漸替代了傳統(tǒng)模式“設(shè)計(jì)-樣機(jī)制造-試驗(yàn)分析”，這對(duì)于增強(qiáng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)創(chuàng)新、提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量、縮短生產(chǎn)周期和降低產(chǎn)品成本具有重要意義［59］。虛擬樣機(jī)的應(yīng)用主要針對(duì)大型復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品，如飛機(jī)、車(chē)輛和輪船等。最典型的實(shí)例為波音公司無(wú)紙化研發(fā)777飛機(jī)［60-61］，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程全部運(yùn)用虛擬樣機(jī)技術(shù)，研制費(fèi)用減少94%，模具設(shè)計(jì)精度提高10倍，研制周期縮短50%，更重要的是確保了產(chǎn)品一次制造成功。基于虛擬樣機(jī)技術(shù)，德國(guó)寶馬汽車(chē)公司(BMW)研究開(kāi)發(fā)了在三維虛擬環(huán)境中的交互碰撞仿真系統(tǒng)，通過(guò)改變汽車(chē)物理參數(shù)(如幾何、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等)，進(jìn)行碰撞仿真分析，快速獲得碰撞仿真結(jié)果，并實(shí)時(shí)對(duì)結(jié)果進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示和分析［62-63］。德國(guó)大眾汽車(chē)公司從1994年開(kāi)始將虛擬樣機(jī)技術(shù)成功用于新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)過(guò)程中以實(shí)時(shí)交互的方式進(jìn)行，以連續(xù)和逼真的方式獲得產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)果，明顯地提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，縮短了產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本也大大降低［64］。國(guó)內(nèi)在20世紀(jì)末開(kāi)始了對(duì)虛擬樣機(jī)技術(shù)的跟蹤與研究，并取得了初步的研究進(jìn)展。在21世紀(jì)之初，隨著我國(guó)市場(chǎng)化機(jī)制的日漸成熟，產(chǎn)品在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，對(duì)虛擬樣機(jī)技術(shù)的需求明顯增加，社會(huì)逐漸形成了這樣一個(gè)共識(shí)，企業(yè)要提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，必須應(yīng)用虛擬樣機(jī)這一關(guān)鍵技術(shù)。清華大學(xué)依托985學(xué)科重大項(xiàng)目“轎車(chē)數(shù)字化工程”［65-67］，在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展了虛擬樣機(jī)技術(shù)的應(yīng)用。隨后，在武器裝備［68］、航空發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)車(chē)車(chē)輛等復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品中也采用了虛擬樣機(jī)技術(shù)，以提高產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比［69-70］。可以預(yù)見(jiàn)，在國(guó)內(nèi)復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造行業(yè)中，虛擬樣機(jī)技術(shù)必將成為設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和運(yùn)行等階段的技術(shù)分析與評(píng)價(jià)的重要手段之一。

3設(shè)計(jì)需求與發(fā)展趨勢(shì)

上述每種設(shè)計(jì)理論都有其各自提出的背景和積極意義，并以解決其應(yīng)用背景和特定范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)問(wèn)題為目標(biāo)，側(cè)重點(diǎn)不盡相同，并無(wú)簡(jiǎn)單的孰高孰低之分。一個(gè)好的設(shè)計(jì)理論應(yīng)當(dāng)能適合自身的時(shí)代、背景的需求和技術(shù)的支持(包括約束)，同時(shí)集成現(xiàn)有設(shè)計(jì)方法的可取之處，運(yùn)用相關(guān)領(lǐng)域的先進(jìn)研究手段創(chuàng)造性地提出自身的解決方案，并且具備可操作的支持工具與相對(duì)完善的評(píng)價(jià)體系。針對(duì)復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)，筆者認(rèn)為上述設(shè)計(jì)方法有待從以下幾方面進(jìn)一步完善。1)模塊化設(shè)計(jì):信息技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)等的不斷發(fā)展，給產(chǎn)品模塊化設(shè)計(jì)理論和應(yīng)用研究提出了更多新的課題，融合、利用其他現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、制造和管理技術(shù)已成為現(xiàn)代模塊化設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，模塊化設(shè)計(jì)是快速設(shè)計(jì)、產(chǎn)品族設(shè)計(jì)和可重構(gòu)設(shè)計(jì)等設(shè)計(jì)理論的基礎(chǔ)。但是，復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品系統(tǒng)內(nèi)部模塊間物理相互作用的非線性、過(guò)程之間的耦合性，將造成任何環(huán)節(jié)或過(guò)程出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品的設(shè)計(jì)出現(xiàn)問(wèn)題，因此，基于智能知識(shí)的用戶(hù)需求和功能的整理是模塊化設(shè)計(jì)研究的重點(diǎn)。2)參數(shù)化設(shè)計(jì):經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，參數(shù)化技術(shù)在設(shè)計(jì)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，不僅極大地?cái)U(kuò)展了圖形的修改模式，增強(qiáng)了設(shè)計(jì)的彈性空間，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，包括概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、實(shí)體造型設(shè)計(jì)、裝配與公差分析以及數(shù)值仿真、設(shè)計(jì)優(yōu)化等，均顯示出強(qiáng)大的生命力，發(fā)揮的作用越來(lái)越大。對(duì)于復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品，產(chǎn)品設(shè)計(jì)具有層次性、尺度間的耦合性和參數(shù)的模糊性，不可能通過(guò)零/部件尺度參數(shù)簡(jiǎn)單的放大與縮小來(lái)滿(mǎn)足多用戶(hù)環(huán)境的需求，因此，多學(xué)科、多參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)是復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)的必然趨勢(shì)。3)產(chǎn)品族設(shè)計(jì):參數(shù)化產(chǎn)品族主要關(guān)注于產(chǎn)品設(shè)計(jì)變量取值的合理共享，是參數(shù)化和模塊化設(shè)計(jì)的進(jìn)一步延伸。復(fù)雜機(jī)械在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上表現(xiàn)為遞歸性，即迭代性和反復(fù)性，一般需要借助性能仿真系統(tǒng)，因此，要獲得具有平臺(tái)常量和可調(diào)節(jié)變量集的數(shù)學(xué)模型。4)可重構(gòu)設(shè)計(jì):相對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式，可重構(gòu)設(shè)計(jì)方法較好地解決了繼承性和創(chuàng)新性?xún)蓚€(gè)設(shè)計(jì)問(wèn)題，具有顯著的優(yōu)越性。可重構(gòu)設(shè)計(jì)在重用已有的各種設(shè)計(jì)資源和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，能夠快速響應(yīng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)多樣化和個(gè)性化需求，符合未來(lái)的發(fā)展方向。但傳統(tǒng)的可重構(gòu)性設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)是獨(dú)立公理設(shè)計(jì)理論，強(qiáng)調(diào)“設(shè)計(jì)的明智”和“過(guò)程的合理”，強(qiáng)調(diào)發(fā)散性思維帶來(lái)的設(shè)計(jì)創(chuàng)新，而復(fù)雜結(jié)構(gòu)機(jī)械系統(tǒng)的耦合性和模糊性，則很難滿(mǎn)足這一條件。借助模糊集理論研究模糊可重構(gòu)設(shè)計(jì)理論和方法是發(fā)展趨勢(shì)之一。

4結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代社會(huì)的高效率對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大的影響，在日趨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期也被極大地縮短，從而促使模塊化設(shè)計(jì)、參數(shù)化設(shè)計(jì)、產(chǎn)品族設(shè)計(jì)和可重構(gòu)設(shè)計(jì)等理論與方法迅速地發(fā)展，并取得了很好的應(yīng)用效果。由于復(fù)雜產(chǎn)品具有性能驅(qū)動(dòng)型需求，設(shè)計(jì)內(nèi)容具有多源性、層次性和模糊性，設(shè)計(jì)過(guò)程具有遞歸性、耦合性和智能化等特點(diǎn)，因此上述方法仍需要不斷地研究與發(fā)展。

作者:胡光忠 柳忠彬 肖守訥 單位:四川理工學(xué)院

設(shè)計(jì)理論論文:宜居城市園林規(guī)劃設(shè)計(jì)理論論文

1在宜居城市營(yíng)建中園林的作用

1.1園林對(duì)宜居城市自然環(huán)境的作用

城市自然環(huán)境保包括生態(tài)環(huán)境與人工環(huán)境2方面。在建設(shè)城市自然環(huán)境的過(guò)程中，園林的營(yíng)建能夠?qū)崿F(xiàn)生態(tài)環(huán)境與人工環(huán)境之間的協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)園林環(huán)境的舒適宜人。在宜居城市營(yíng)建的過(guò)程中，園林系統(tǒng)包含有經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境等多個(gè)方面的效益，同時(shí)還能夠?qū)Τ鞘械拿婷策M(jìn)行塑造。

1.2園林對(duì)宜居城市文化的作用

城市文化中包括歷史文化、現(xiàn)代文化等，在園林進(jìn)行營(yíng)建的過(guò)程中，要在園林結(jié)構(gòu)中融入城市的自然景觀風(fēng)貌與歷史文脈特征，一方面要體現(xiàn)城市的精神內(nèi)涵與文化內(nèi)涵，另一方面要體現(xiàn)城市的文脈。此外，園林還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)城市歷史遺跡的保護(hù)，使其能夠在城市文化精神中進(jìn)行延續(xù)。

1.3園林對(duì)宜居城市安全的作用

在宜居城市進(jìn)行營(yíng)建的過(guò)程中園林能夠發(fā)揮防災(zāi)減災(zāi)的作用：一方面城市中的綠地能夠作為應(yīng)急避難場(chǎng)所，能夠在出現(xiàn)緊急情況之后為市民的居住、醫(yī)療、生活、防疫、傳播等提供便利條件；另一方面通過(guò)園林能夠?qū)崿F(xiàn)居民建筑及街道、廣場(chǎng)等環(huán)境安全性的提高。

1.4園林對(duì)宜居城市生活的作用

在宜居城市營(yíng)建的過(guò)程中，園林在居住環(huán)境與社會(huì)氛圍營(yíng)造的過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。園林能夠充分發(fā)揮自身自然條件方面的優(yōu)勢(shì)，為宜居城市居住環(huán)境與社會(huì)氛圍的營(yíng)造提供物質(zhì)支持，充分發(fā)揮自身蘊(yùn)含的文化與歷史，為宜居城市居住環(huán)境與社會(huì)氛圍的營(yíng)造提供精神支持。

1.5園林對(duì)宜居城市經(jīng)濟(jì)的作用

城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平?jīng)Q定著城市綠化的水平，園林作品質(zhì)量的提高需要有非常雄厚的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。而城市園林同樣具有經(jīng)濟(jì)效益，能夠多方位地對(duì)城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)行協(xié)助：首先，園林能夠改善城市景觀，創(chuàng)造良好的投資環(huán)境；其次，園林能夠促進(jìn)城市旅游業(yè)的發(fā)展；，綠化植被帶動(dòng)了園藝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2宜居城市園林規(guī)劃設(shè)計(jì)理論

2.1在城市自然條件的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)城市綠地的架構(gòu)

在宜居城市營(yíng)建的過(guò)程中，在城市綠地分布的架構(gòu)過(guò)程中，要將城市的自然條件作為依據(jù)，實(shí)現(xiàn)綠地分布規(guī)劃與架構(gòu)的合理性。城市的自然環(huán)境要素包括山川、河流、湖泊等，依據(jù)這些城市中已有的自然環(huán)境實(shí)現(xiàn)對(duì)城市中公園、道路、廣場(chǎng)等綠色空間的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)城市綠色空間與城市郊區(qū)自然環(huán)境實(shí)現(xiàn)連通與融合，從而形成城市綠地的層次分明與合理布局。

2.2對(duì)城市內(nèi)部與城市郊區(qū)的綠地進(jìn)行總體規(guī)劃

在營(yíng)建宜居城市的過(guò)程中，不能夠僅僅依靠城市范圍之內(nèi)的綠地，還需要對(duì)城市郊區(qū)的綠地進(jìn)行充分利用。園林營(yíng)建的過(guò)程中要將城市內(nèi)部與城市郊區(qū)的綠地從整體上進(jìn)行整體規(guī)劃，從整體上實(shí)現(xiàn)城市園林建設(shè)，充分發(fā)揮園林在宜居城市建設(shè)過(guò)程中的重要作用。

2.3實(shí)現(xiàn)區(qū)域綠地系統(tǒng)框架之間的相互聯(lián)系

隨著城市的快速發(fā)展，城市建筑面積不斷擴(kuò)大。在這種情況之下，很多城市在生態(tài)環(huán)境保護(hù)的過(guò)程中都過(guò)多依賴(lài)城市周邊的自然區(qū)域，通過(guò)這些區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)城市生活環(huán)境質(zhì)量的提高。在城市快速擴(kuò)張的過(guò)程中，已經(jīng)對(duì)城市周邊的自然環(huán)境造成了一定破壞，而對(duì)郊區(qū)環(huán)境過(guò)多的依賴(lài)則會(huì)進(jìn)一步加重城市周邊自然環(huán)境的破壞。及時(shí)，要對(duì)城市郊區(qū)的自然景觀進(jìn)行設(shè)法保護(hù)，使其能夠維持其原有的景觀結(jié)構(gòu)，真正實(shí)現(xiàn)城市內(nèi)部景觀與郊區(qū)自然景觀之間的相互融合與連接。第二，城市周邊的綠地空間被視為是城市綠地的延伸，要實(shí)現(xiàn)周邊綠地空間較大限度的引入到城市中，實(shí)現(xiàn)城市綠地系統(tǒng)與周邊生態(tài)環(huán)境之間的高度統(tǒng)一。

2.4實(shí)現(xiàn)城市園林規(guī)劃設(shè)計(jì)理論的系統(tǒng)化

在城市空間中包含多種要素及要素之間的復(fù)雜聯(lián)系，在宜居城市營(yíng)建的過(guò)程中不僅要對(duì)各種要素進(jìn)行考慮，同時(shí)還要考慮要素之間關(guān)系的處理。在城市園林規(guī)劃設(shè)計(jì)理論的過(guò)程中，要在城市環(huán)境實(shí)際情況的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃，對(duì)城市環(huán)境的發(fā)展進(jìn)行引導(dǎo)與限制；要將城市自然特征保護(hù)與恢復(fù)作為宜居城市營(yíng)建的出發(fā)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)要素的相互融合。

3總結(jié)

在城市發(fā)展過(guò)程中，園林在城市與自然關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)的過(guò)程中發(fā)揮著非常重要作用，在園林規(guī)劃設(shè)計(jì)理論過(guò)程中包含了與宜居城市營(yíng)建各個(gè)要素之間的關(guān)系，研究?jī)?nèi)容非常廣泛。本文將宜居城市的園林規(guī)劃設(shè)計(jì)理論作為研究點(diǎn)，對(duì)園林與宜居城市營(yíng)建之間的關(guān)系，并提出了園林構(gòu)建的方法，通過(guò)園林的構(gòu)建進(jìn)一步促進(jìn)宜居城市的發(fā)展。

作者：吳凡 單位：湖北工程學(xué)院

設(shè)計(jì)理論論文:公路中小橋設(shè)計(jì)理論論文

在公路中小橋的建設(shè)與使用過(guò)程中，由于橋梁承受車(chē)輛、超載、地震、風(fēng)等因素的作用，橋梁自身的材料也處于不斷退化中，橋梁結(jié)構(gòu)的各部分會(huì)受到損傷，影響橋梁安全與交通通行。在影響橋梁安全、使用的諸多因素中，橋梁設(shè)計(jì)上的缺陷是影響結(jié)構(gòu)耐久性的決定性因素。因此，應(yīng)改進(jìn)橋梁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選擇合適的設(shè)計(jì)方案，確保橋梁的安全、耐用，滿(mǎn)足可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)的要求。

1實(shí)際地勘察與調(diào)研工作

公路中小橋的設(shè)計(jì)涉及諸多因素，設(shè)計(jì)者、建設(shè)者需要對(duì)各個(gè)因素把握，掌握公路中小橋的具體情況，以此制訂合理的設(shè)計(jì)計(jì)劃，擬定正確的計(jì)劃任務(wù)書(shū)。對(duì)于橋梁的規(guī)劃設(shè)計(jì)而言，需要有關(guān)人員收集相關(guān)資料，對(duì)實(shí)施地點(diǎn)進(jìn)行實(shí)地勘察，提出合理的設(shè)計(jì)建議。首先，對(duì)公路中小橋的具體指標(biāo)進(jìn)行調(diào)查研究，例如，調(diào)查研究通行車(chē)輛的荷載等級(jí)、人行道要求、車(chē)道數(shù)目、交通流量等，結(jié)合公路中小橋上的交通種類(lèi)及其具體要求，設(shè)定橋梁承載力、寬度、走向等。其次，對(duì)橋的位置進(jìn)行選定，對(duì)于中橋而言，應(yīng)根據(jù)路線的總方向，并結(jié)合公路與橋梁的綜合因素選擇橋位。對(duì)于小橋涵而言，橋位的選定應(yīng)遵循公路的路線走向，如果施工場(chǎng)地的水文、地質(zhì)、地形條件不適合，可采取適當(dāng)?shù)氖┕ぜ夹g(shù)，但不應(yīng)改變橋涵路線。然后，調(diào)查測(cè)定施工點(diǎn)附近的河流水文情況，在橋梁設(shè)計(jì)時(shí)，以此為依據(jù)確定橋梁的跨徑、橋面高程、基礎(chǔ)埋深等。再者，調(diào)查測(cè)量橋位附近的地質(zhì)地形情況，在此基礎(chǔ)上繪制地形圖、地址剖面圖，為橋梁的設(shè)計(jì)與施工提供參考。，對(duì)與公路中小橋建設(shè)有關(guān)的其他情況進(jìn)行調(diào)查，如附近舊橋的使用情況、當(dāng)?shù)貥蛄菏┕げ牧系膩?lái)源與供應(yīng)情況、施工場(chǎng)地的運(yùn)輸狀況、當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門(mén)及群眾對(duì)橋梁的要求等。通過(guò)對(duì)公路中小橋施工地點(diǎn)的勘測(cè)調(diào)查，收集、記錄資料數(shù)據(jù)，根據(jù)資料擬定不同的橋梁設(shè)計(jì)方案。橋梁設(shè)計(jì)方案的比選、確定步驟包括:確定橋梁高程的要求、擬定橋型方案草圖、詳繪橋梁方案、篩選方案、編制概算、選定方案、匯總文件等，認(rèn)真執(zhí)行各個(gè)步驟，選定最為合理的公路中小橋設(shè)計(jì)方案。

2公路中小橋的設(shè)計(jì)

2.1中小橋平面設(shè)計(jì)

確定橋位是公路中小橋設(shè)計(jì)的首要任務(wù)，應(yīng)依據(jù)公路工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，在符合線路總走向的基礎(chǔ)上確定小橋的線形與位置，在符合橋路需求、路線走向的基礎(chǔ)上確定中橋橋位。在橋梁平面設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)滿(mǎn)足橋梁自身的穩(wěn)定性與經(jīng)濟(jì)性的要求，將橋梁位置選擇在河面較窄、水流穩(wěn)定、沖刷較小、地質(zhì)良好、河道順直的河段上，這樣不僅可防止因沖刷過(guò)大引起的橋梁倒塌現(xiàn)象，而且能使橋梁的造價(jià)與養(yǎng)護(hù)費(fèi)用降低。此外，還應(yīng)從整個(gè)路橋網(wǎng)方面著手，減少車(chē)輛繞道，使交通更加方便，同時(shí)還應(yīng)盡量避免橋梁、河流的斜交，以此減少橋梁長(zhǎng)度。對(duì)于橋梁的變速車(chē)道、平曲線變徑、緩和曲線、平曲線加寬與超高設(shè)置等，均需使其符合相應(yīng)的路線規(guī)定。同時(shí)，應(yīng)保持橋梁橋頭與線形的平順，保障車(chē)輛平穩(wěn)通過(guò)，橋梁與公路的銜接等也應(yīng)嚴(yán)格按照路線的要求設(shè)計(jì)。

2.2橋梁橫斷面設(shè)計(jì)

不同橋跨結(jié)構(gòu)的橫斷面形式與橋面寬度影響著橋梁橫斷面的設(shè)計(jì)，橋面的寬度直接影響行人、車(chē)輛的通行狀況。因此，在公路中小橋的設(shè)計(jì)中，應(yīng)確保橋梁的交通服務(wù)水平，盡量保持橋面寬度與所在路線路基寬度一致。對(duì)于城市交通的公路橋梁而言，根據(jù)城市交通的狀況與工程規(guī)劃要求，可適度加寬橋面寬度。對(duì)于彎道上的橋梁而言，在橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)路線的具體要求，設(shè)置合適的寬度。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)車(chē)輛、行人量的需求，結(jié)合前后路線的布置，設(shè)計(jì)人行道、自行車(chē)道的橫斷面，并增加適當(dāng)?shù)姆指粼O(shè)施。一般情況下，人行道的寬度在0.75一1.0m，而未設(shè)人行道的橋梁應(yīng)設(shè)置安全帶。

2.3橋梁縱斷面設(shè)計(jì)

影響橋梁縱斷面的設(shè)計(jì)因素諸多，包括基礎(chǔ)的埋置深度、橋道的高程、橋梁的總跨徑、橋頭與橋上引導(dǎo)的縱坡、橋梁的分孔等。對(duì)于橋梁高程的確定，應(yīng)根據(jù)橋下通車(chē)凈空的需要、設(shè)計(jì)水位，結(jié)合橋梁跨徑、橋型因素而確定，其中自設(shè)計(jì)通航水位算起的凈空高度應(yīng)低于通航孔橋跨架構(gòu)下緣的高程，而橋梁結(jié)構(gòu)地緣的高程不應(yīng)低于設(shè)計(jì)所規(guī)定的車(chē)輛凈空高度。應(yīng)根據(jù)水文計(jì)算確定橋梁總跨徑，同時(shí)要確保洪水順利宣泄，避免橋梁總跨度縮短而引起淺埋基礎(chǔ)不穩(wěn)定等問(wèn)題。應(yīng)根據(jù)地質(zhì)地形情況、通航交通、技術(shù)緊急等條件確定橋梁分孔。同時(shí)，由于公路中小橋的總造價(jià)直接受橋梁分孔的影響，橋梁孔數(shù)與跨徑不同，橋梁墩臺(tái)與上部結(jié)構(gòu)的總造價(jià)也會(huì)發(fā)生改變。例如，橋墩較高時(shí)，增加了基礎(chǔ)工程的復(fù)雜度，工程造價(jià)增加，橋梁跨徑加大。而橋梁的分孔還應(yīng)滿(mǎn)足橋下的通航要求，應(yīng)在航行最方便的河流處布置中小橋的通航孔，當(dāng)河流的變遷性較強(qiáng)時(shí)，可根據(jù)具體情況增加通航孔的數(shù)量。在一些體系中，為了加大橋梁跨徑可采用懸臂施工法，因此，山區(qū)地區(qū)的公路中小橋橋梁跨度往往較大。

3公路中小橋質(zhì)量加固方法

3.1上部結(jié)構(gòu)的加固

加固橋梁的上部結(jié)構(gòu)，常用的方法有增大截面與配筋、改變結(jié)構(gòu)受力體系、增加橫向聯(lián)系、橋面層補(bǔ)強(qiáng)等。其中，增大截面與配筋加固法主要是通過(guò)增大構(gòu)件截面面積、提高配筋率來(lái)提高鋼筋混凝土的穩(wěn)定度、剛度和強(qiáng)度，如加大橋梁側(cè)面或梁底面的尺寸，在橋梁中增加主筋的配置，從而提高主梁截面的高度，提高其承載力。而橋面層補(bǔ)強(qiáng)加固法多在主梁剛度不夠時(shí)運(yùn)用，通過(guò)在橋梁頂部增加一層鋼筋混凝土層，將梁頂與主梁相連接，使主梁的有效高度增加，其抗壓截面的強(qiáng)度也隨之增加。

3.2下部結(jié)構(gòu)的加固

對(duì)于橋梁下部結(jié)構(gòu)的加固，常用的方法有擴(kuò)大基礎(chǔ)、防治墩臺(tái)和基礎(chǔ)沖刷等。其中橋梁基礎(chǔ)擴(kuò)大底面積的方法適用于基礎(chǔ)埋置太淺、基礎(chǔ)承載力不足的情況，當(dāng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)發(fā)生不均勻沉降時(shí)，可利用擴(kuò)大基礎(chǔ)的方法進(jìn)行加固。但如果在擴(kuò)大部分基礎(chǔ)時(shí)，出現(xiàn)地基承載力不足的問(wèn)題，可通過(guò)將一定數(shù)量的樁打人擴(kuò)大部分基礎(chǔ)中的方法提高其承載力，而裝樁的參數(shù)應(yīng)根據(jù)地基的具體變形計(jì)算確定。

3.3質(zhì)量加固的具體方法

以某公路跨河橋?yàn)槔捎谠摌蛞呀ㄔO(shè)多年，且維修較少，需要進(jìn)行質(zhì)量加固。對(duì)于中小橋而言，質(zhì)量加固的重點(diǎn)是提高橋的結(jié)構(gòu)承載力，并保障車(chē)輛通行順暢，加強(qiáng)表面病害維修，提高橋的耐久性、使用性。首先，可進(jìn)行拱肋加固，對(duì)橋梁局部開(kāi)裂、銹蝕現(xiàn)象進(jìn)行整頓維修，并借助外包混凝土增大截面加固法對(duì)拱肋進(jìn)行加固，綁扎鋼筋網(wǎng)、澆筑混凝土。其次，對(duì)于橋梁人行道部位的缺陷，可清除處理混凝土表面，用混凝土防銹浸漬劑保護(hù)鋼筋，用水泥漿涂刷修補(bǔ)區(qū)外表面，使其結(jié)實(shí)、美觀。

4結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)的公路中小橋的耐久性、安全性較差，應(yīng)不斷提高、完善橋梁設(shè)計(jì)方法，保障設(shè)計(jì)前的實(shí)地勘察與調(diào)研，在此基礎(chǔ)上對(duì)橋梁的平面設(shè)計(jì)、橫斷面設(shè)計(jì)、縱斷面設(shè)計(jì)進(jìn)行完善，確保橋梁安全性、經(jīng)濟(jì)性、耐久性，同時(shí)保障其美觀，滿(mǎn)足可持續(xù)發(fā)展的要求。

作者：趙軍 蔡曉芳 單位：江西省公路科研設(shè)計(jì)院

設(shè)計(jì)理論論文:數(shù)字圖書(shū)館界面情感化設(shè)計(jì)理論論文

數(shù)字圖書(shū)館（digitallibraries）的定義目前并沒(méi)有一個(gè)非常明確的概念，如(Fuhretal.，2007)提到的，對(duì)數(shù)字圖書(shū)館最寬泛的定義是它需要具備“一個(gè)各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施、一個(gè)結(jié)構(gòu)化的數(shù)字對(duì)象集合以及一個(gè)有不同用戶(hù)角色和人類(lèi)交互形式的組織?！庇姓{(diào)查顯示，在用戶(hù)已掌握某一種檢索方式之后通常不愿意再學(xué)習(xí)另一種，一來(lái)是目前國(guó)內(nèi)數(shù)字圖書(shū)館幾乎還未有可以為不同用戶(hù)量身定制的個(gè)性化交互界面，其次用戶(hù)在不同系統(tǒng)界面檢索同一概念得到不同結(jié)果所產(chǎn)生的不通用性，這就要求設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)一款良好的通用性交互界面。

在一篇題為“FactorsAffectingUniversityLibraryWebsiteDesign”（2011）的文章中，Kim意識(shí)到用戶(hù)使用商業(yè)網(wǎng)站資源的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于大學(xué)數(shù)字圖書(shū)館資源。因此盡管很多理論研究能夠幫助建立一個(gè)好用的數(shù)字圖書(shū)館，但由于缺少了用戶(hù)情感化體驗(yàn)，很難讓使用者對(duì)某一產(chǎn)品產(chǎn)生信任感，事實(shí)上，在通常情況下，由于電腦精密和隱秘（多數(shù)用戶(hù)看不到）的計(jì)算方式，用戶(hù)在使用時(shí)經(jīng)常感到失去了控制。隨著社會(huì)的發(fā)展，人與人之間關(guān)系的轉(zhuǎn)變，電子設(shè)備的日新月異，人們對(duì)情感的訴求更加強(qiáng)烈。Chapman（2009）也呼吁產(chǎn)品設(shè)計(jì)要從情感角度出發(fā)，以建立起人與物之間的情感聯(lián)系，以此來(lái)延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用周期。由產(chǎn)品激發(fā)的情感也可以激勵(lì)用戶(hù)去重點(diǎn)考慮那些有意義的、長(zhǎng)期的目標(biāo)，或者避免短期的眼下利益，情感化設(shè)計(jì)理論運(yùn)用于數(shù)字圖書(shū)館有利于用戶(hù)獲得長(zhǎng)遠(yuǎn)的效益和幸福感，其最終的目的在于兩點(diǎn)：1.提高用戶(hù)檢索、分辨和獲取信息的效率；2.滿(mǎn)足用戶(hù)的情感訴求，通過(guò)建立用戶(hù)-產(chǎn)品情感以提升用戶(hù)的使用頻次。

那么什么是情感化設(shè)計(jì)，DonaldNorman在《EmotionalDesign》（2005）一書(shū)中有著非常形象化的敘述，通過(guò)對(duì)大腦加工的三種水平（本能的、行為的、反思的）的劃分作為理論基礎(chǔ)，情感化設(shè)計(jì)理論提出：美的物品更好用。美的事物能夠影響人們的情感系統(tǒng)中的情緒狀態(tài)，從而改變?nèi)说恼J(rèn)知系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程。我們都有放松愉悅的時(shí)刻與他人更容易產(chǎn)生頭腦風(fēng)暴，而緊張狀態(tài)下只能專(zhuān)注于應(yīng)付一項(xiàng)事物的體驗(yàn)，說(shuō)明當(dāng)人們感覺(jué)良好即擁有了正面的情緒時(shí)，也就能夠更具創(chuàng)造性地去思考。

Norman又把大腦加工的三種水平對(duì)應(yīng)到產(chǎn)品特點(diǎn)中：

本能水平的設(shè)計(jì)——外形

行為水平的設(shè)計(jì)——使用的樂(lè)趣和效率

反思水平的設(shè)計(jì)——自我形象、個(gè)人滿(mǎn)意、記憶

作為視覺(jué)動(dòng)物，人們本能上會(huì)更傾向于外形美觀的物品，好的本能水平的設(shè)計(jì)能夠符合人們的視覺(jué)要求；而行為水平的設(shè)計(jì)注重效用和效率，同時(shí)還有使用過(guò)程中的樂(lè)趣；人類(lèi)長(zhǎng)期進(jìn)化區(qū)別于其他生物的反思行為，要求所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品能夠表達(dá)用戶(hù)的自我形象，體現(xiàn)使用者的身份、生活環(huán)境、文化背景等。比如日本當(dāng)代平面設(shè)計(jì)大師原研哉舉辦的“Redesign”展上，建筑師坂茂對(duì)卷筒衛(wèi)生紙的再設(shè)計(jì)，區(qū)別于普通圓柱形卷筒衛(wèi)生紙的常規(guī)思維，設(shè)計(jì)師將內(nèi)芯做成了立方形，將衛(wèi)生紙裹卷后形成有倒角的立方柱，這種造型不但有利于運(yùn)輸，而且在使用時(shí)由于抽動(dòng)的阻力增加而減少了衛(wèi)生紙的用量，這種綠色環(huán)保的設(shè)計(jì)讓用戶(hù)在使用時(shí)意識(shí)到環(huán)保理念從而產(chǎn)生自我肯定的積極情緒，衍生出用戶(hù)—產(chǎn)品情感，是一個(gè)的情感化設(shè)計(jì)產(chǎn)品。

對(duì)數(shù)字圖書(shū)館的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)一般集中在內(nèi)容、網(wǎng)頁(yè)結(jié)構(gòu)、頁(yè)面表現(xiàn)、人機(jī)交互和網(wǎng)絡(luò)性上，其中“網(wǎng)頁(yè)結(jié)構(gòu)和頁(yè)面表現(xiàn)”要求數(shù)字圖書(shū)館界面設(shè)計(jì)具有一致性、邏輯性、新穎性和實(shí)用性。所謂界面的一致性即不同頁(yè)面之間表達(dá)相同功能的區(qū)域需要一致，以避免用戶(hù)懷疑自己跳轉(zhuǎn)到不同的網(wǎng)站；界面的邏輯性要求頁(yè)面內(nèi)容主次分明，網(wǎng)頁(yè)結(jié)構(gòu)清晰合理且在導(dǎo)航的設(shè)計(jì)上方便用戶(hù)獲得自己所處的網(wǎng)站位置信息；界面的新穎性需要在滿(mǎn)足用戶(hù)的功能需求的基礎(chǔ)上，即實(shí)用性上，保留用戶(hù)的使用習(xí)慣同時(shí)又能突破現(xiàn)有頁(yè)面形式。此外，數(shù)字圖書(shū)館界面設(shè)計(jì)的相關(guān)理論也都涉及到以上幾點(diǎn)，例如享譽(yù)全球的認(rèn)知心理學(xué)家Norman（1988）提出的人機(jī)行為理論中的執(zhí)行-評(píng)估循環(huán)模式，美國(guó)建筑師Wurman（1976）提出的IA（InformationArchitecture）理論，即“信息構(gòu)建”理論，以及可用性專(zhuān)家Nielsen（1993）的可用性理論。而如今，我們更應(yīng)該考慮如何把情感化設(shè)計(jì)理論運(yùn)用于數(shù)字圖書(shū)館。

數(shù)字圖書(shū)館作為時(shí)代的產(chǎn)物，學(xué)生、教師、研發(fā)人員以及其他社會(huì)人士正在頻繁且廣泛地使用它獲取科研信息，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分利用不同用戶(hù)特點(diǎn)——比如大學(xué)數(shù)字圖書(shū)館的用戶(hù)是學(xué)生、研究生和教師，設(shè)計(jì)具有能喚起人類(lèi)普遍情感的交互界面。只有讓使用者與產(chǎn)品從內(nèi)心產(chǎn)生共鳴，認(rèn)同產(chǎn)品的形態(tài)、功能，在使用時(shí)影響到自我形象、滿(mǎn)意度和記憶等，才能達(dá)到品牌效應(yīng)，獲得愉悅的使用體驗(yàn)。

作者：徐一凡 單位：上海交通大學(xué)

設(shè)計(jì)理論論文:火電機(jī)組規(guī)劃模型設(shè)計(jì)理論論文

1、風(fēng)電并網(wǎng)快速響應(yīng)火電機(jī)組規(guī)劃模型

1.1不確定性分析

我國(guó)目前面臨確定備用容量克服風(fēng)電機(jī)組出力的間歇性和波動(dòng)性影響，支持消納大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的問(wèn)題。合理確定快速響應(yīng)火電機(jī)組規(guī)模，過(guò)多火電機(jī)組備用容量會(huì)增加運(yùn)行成本，因此需要考慮到系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。本文的研究基礎(chǔ)是新建快速響應(yīng)火電機(jī)組來(lái)解決面臨的風(fēng)電并網(wǎng)及消納問(wèn)題，不考慮對(duì)現(xiàn)有火電機(jī)組升級(jí)改造的情形。大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)背景下快速響應(yīng)火電機(jī)組的規(guī)劃面臨2種不確定性：1）快速響應(yīng)火電機(jī)組參數(shù)的不確定性，包括燃料可用性、碳排放成本、折現(xiàn)率、投資成本等；2）系統(tǒng)調(diào)度水平的不確定性，包括隨機(jī)停運(yùn)(機(jī)組、輸電線路等)、負(fù)荷和風(fēng)速預(yù)測(cè)誤差等。本文假定發(fā)電商向調(diào)度機(jī)構(gòu)提出快速響應(yīng)火電機(jī)組建設(shè)申請(qǐng)，調(diào)度機(jī)構(gòu)結(jié)合規(guī)劃模型最終確定快速響應(yīng)機(jī)組規(guī)劃方案，因此，快速響應(yīng)機(jī)組參數(shù)的不確定性可以不用考慮。同時(shí)，假定電力系統(tǒng)的隨機(jī)性與系統(tǒng)元件停運(yùn)相關(guān)，負(fù)荷和風(fēng)速預(yù)測(cè)誤差與發(fā)電備用容量水平相關(guān)。同時(shí)，本文采用蒙特卡羅模擬方法來(lái)仿真電力系統(tǒng)的隨機(jī)特性。假定風(fēng)速服從威布爾分布[17]，由于風(fēng)速預(yù)測(cè)誤差的存在，蒙特卡羅仿真將設(shè)定大量情景，并得到每個(gè)情景下每小時(shí)的風(fēng)力發(fā)電量?？紤]到發(fā)電機(jī)組和輸電線路的隨機(jī)性停運(yùn)，在蒙特卡羅仿真中引入2個(gè)向量X和Y。其中，Xmht=1表示第m個(gè)發(fā)電機(jī)組在第t年時(shí)段h時(shí)運(yùn)行，Xmht=0則表示停運(yùn)；Ynht=1表示第n條輸電線路在第t年時(shí)間段h時(shí)可用，Ynht=0則表示不可用。本文將年尖峰負(fù)荷預(yù)測(cè)表示為基本負(fù)荷與年增長(zhǎng)率的乘積[18]。年增長(zhǎng)率包括年平均增長(zhǎng)率和隨機(jī)增長(zhǎng)率2部分，隨機(jī)部分反映了不確定的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)或天氣變化對(duì)負(fù)荷預(yù)測(cè)的影響。每個(gè)節(jié)點(diǎn)的每小時(shí)負(fù)荷是基于年系統(tǒng)尖峰負(fù)荷在使用既定負(fù)荷分布因素的情況下得出的。每個(gè)情景都有一定的發(fā)生概率，由生成的情景數(shù)目分布得到。情景總數(shù)對(duì)基于情景的優(yōu)化模型的計(jì)算工作量影響很大。因此，對(duì)于大型計(jì)算系統(tǒng)，采用有效的情景精簡(jiǎn)方法對(duì)提高計(jì)算效率是十分重要的。精簡(jiǎn)技術(shù)要求在盡量與原始系統(tǒng)接近的情況下得到最少的情景。因此，本文設(shè)定情景子集采用基于該子集的概率測(cè)度方法，該方法在概率度量方面與初始概率分布最為接近。另外，本文利用通用代數(shù)建模系統(tǒng)(generalalgebraicmodelingsystem，GAMS)中的SCENRED工具提供的精簡(jiǎn)代數(shù)式設(shè)定情景子集，并對(duì)情景進(jìn)行概率分配。

1.2基于Benders分解算法的規(guī)劃模型

大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)時(shí)，系統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)的目標(biāo)是在滿(mǎn)足規(guī)劃和運(yùn)行約束條件的前提下實(shí)現(xiàn)規(guī)劃總成本最小，如式(1)所示。式中：t為規(guī)劃年，t=1,2,…,T；h為時(shí)段，h=1,2,…,H；m為發(fā)電機(jī)組序號(hào)，m=1,2,…,M；k為情景，k=1,2,…,K；Cmt()為第t年機(jī)組m的投資成本；Gmts為k情境下第t年機(jī)組m的安裝狀態(tài)，1為已完成安裝，否則為0；d為貼現(xiàn)率；pk為情景k發(fā)生的概率；Omht為第t年的h時(shí)段發(fā)電機(jī)組m的運(yùn)行成本；Sht為相應(yīng)的運(yùn)行小時(shí)數(shù)；Pmhtk為k情境下第t年h時(shí)段機(jī)組m的調(diào)度電量。根據(jù)大規(guī)模并網(wǎng)背景下系統(tǒng)的不確定性及目標(biāo)函數(shù)的特點(diǎn)，本文利用Benders分解法將快速響應(yīng)火電機(jī)組規(guī)劃問(wèn)題分解成1個(gè)主問(wèn)題和2個(gè)子問(wèn)題：主問(wèn)題是不考慮性的投資規(guī)劃問(wèn)題，2個(gè)子問(wèn)題是性和運(yùn)行問(wèn)題。其中，性子問(wèn)題的可行域受主問(wèn)題影響，而運(yùn)行子問(wèn)題受性子問(wèn)題可行域的影響，也就是說(shuō)性子問(wèn)題的約束中除含有自身決策變量還包括主問(wèn)題的決策變量，同樣，運(yùn)行子問(wèn)題約束中除含有自身決策變量還包括性子問(wèn)題決策變量。在圖1中，發(fā)電商向系統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)提供快速響應(yīng)機(jī)組的候選集，考慮規(guī)劃限制情況下，調(diào)度機(jī)構(gòu)以新機(jī)組投資總成本最小為目標(biāo)，確定新機(jī)組的投資方案。其中，規(guī)劃限制因素包括機(jī)組較大數(shù)量和候選機(jī)組的建設(shè)時(shí)間等。其中主問(wèn)題同樣確定了目標(biāo)函數(shù)的下界，并用該下界檢驗(yàn)規(guī)劃的性。除了規(guī)劃限制因素，子問(wèn)題中產(chǎn)生的Benders割也作為主問(wèn)題附加約束條件。主問(wèn)題中包含所有的變量，而且所有的限制條件是線性的。主問(wèn)題是一個(gè)混合整數(shù)線性規(guī)劃問(wèn)題。通過(guò)子問(wèn)題提供的性和運(yùn)行對(duì)主問(wèn)題的組合優(yōu)化狀態(tài)進(jìn)行修正。性檢查子問(wèn)題對(duì)主問(wèn)題提出的規(guī)劃中涉及到的系統(tǒng)性限制因素的可行性進(jìn)行檢測(cè)。該子問(wèn)題不僅保障每個(gè)節(jié)點(diǎn)是電力平衡的，而且滿(mǎn)足輸電安全和發(fā)電機(jī)組物理限制因素的要求。在可行性不允許的情況下，會(huì)形成性割，用以分析主問(wèn)題中規(guī)劃問(wèn)題的派生情況。直到確定的規(guī)劃后該派生過(guò)程才會(huì)停止。一旦滿(mǎn)足了系統(tǒng)性，運(yùn)行的子問(wèn)題將考慮規(guī)劃方案的性，直到滿(mǎn)足給定的收斂標(biāo)準(zhǔn)，該問(wèn)題的派生過(guò)程才會(huì)停止。具體計(jì)算步驟如下：

1）系統(tǒng)調(diào)度機(jī)構(gòu)

最初獲得的信息包括投資候選快速響應(yīng)火電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性數(shù)據(jù)、機(jī)組斷電數(shù)據(jù)、輸電線路數(shù)據(jù)以及負(fù)荷和風(fēng)速預(yù)測(cè)誤差數(shù)據(jù)。然后利用蒙特卡羅模擬法設(shè)定一系列情景。隨機(jī)長(zhǎng)期規(guī)劃問(wèn)題本質(zhì)上很復(fù)雜。本文用代數(shù)建模系統(tǒng)(GAMS)對(duì)情景進(jìn)行精簡(jiǎn)。

2）本文模型

包括1個(gè)混合整數(shù)線性規(guī)劃主問(wèn)題和2個(gè)線性規(guī)劃子問(wèn)題。主問(wèn)題研究投資規(guī)劃，子問(wèn)題進(jìn)行性檢查并確定市場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)。主問(wèn)題確定投資規(guī)劃，其目標(biāo)是新確立的快速響應(yīng)發(fā)電機(jī)組的投資成本最小，如式(2)所示。式中：Bm為快速響應(yīng)機(jī)組m的建設(shè)時(shí)間；Mmht為第t年發(fā)電機(jī)組m啟停狀態(tài)，1為開(kāi)機(jī)，0為停機(jī)。其中，式(3)—(5)分別為建設(shè)時(shí)間約束條件、裝機(jī)情況約束條件、快速響應(yīng)機(jī)組的組合優(yōu)化狀態(tài)約束條件。主問(wèn)題的解包括投資規(guī)劃、新機(jī)組的組合優(yōu)化狀態(tài)和規(guī)劃目標(biāo)函數(shù)的下界。在第1派生階段，對(duì)機(jī)組的組合優(yōu)化狀態(tài)沒(méi)有系統(tǒng)限制約束，因此變量賦有隨機(jī)值。但是，在接下來(lái)的派生過(guò)程中，來(lái)自于性檢查和優(yōu)化運(yùn)行子問(wèn)題中的Benders割為機(jī)組狀態(tài)設(shè)定了限制因素。如果出現(xiàn)意外情況(如圖1所示主問(wèn)題求解環(huán)節(jié)出現(xiàn)無(wú)解的情況)，則調(diào)度機(jī)構(gòu)需要采取一系列預(yù)防措施，如切負(fù)荷、激勵(lì)市場(chǎng)參與者提供額外的容量作為快速響應(yīng)備用等。

3）主問(wèn)題確定

第t年發(fā)電機(jī)組m的安裝狀態(tài)mtG及其在h時(shí)段的啟停狀態(tài)mhtM后，性檢查子問(wèn)題基于主問(wèn)題的解將系統(tǒng)偏差降到最小。在電力平衡變量中引入松弛變量，目標(biāo)函數(shù)(6)即是將松弛變量最小化。式中：Vitk為k情境下第t年的松弛變量；,1ijhtkL為第i次迭代k情境下第t年h時(shí)段j母線上的預(yù)期發(fā)電缺口；,2ijhtkL為第i次迭代k情境下第t年h時(shí)段j母線上的發(fā)電剩余；Phjtk為k情境下第t年h時(shí)段j母線上的調(diào)度電量；Dnjtk為k情境下第t年輸電線路n上來(lái)自母線j的有功潮流；Qjhtk為k情境下第t年h時(shí)段母線j上的負(fù)荷；Mmhtk為k情境下第t年發(fā)電機(jī)組m在h時(shí)段的開(kāi)停機(jī)狀態(tài)；Pmhtk為k情境下第t年h時(shí)段機(jī)組m的調(diào)度電量；Pmin,m為機(jī)組m的最小出力限制；Mmht為第t年h時(shí)段機(jī)組m的啟停狀態(tài)；Xmthk為k情境下第t年h時(shí)段機(jī)組m的發(fā)電機(jī)可用狀態(tài)，0為處于停機(jī)狀態(tài)，否則為1；Pmax,m為機(jī)組m的最小出力限制；Dnhtk為k情境下第t年h時(shí)段輸電線路n上的有功潮流；Ynhtk為k情境下第t年h時(shí)段輸電線路n的輸電可用狀態(tài)；I為從線路n上某點(diǎn)注入的注入功率；θnchtkθndhtk為k情境下第t年h時(shí)段輸電線路n兩端電壓的相角差；xn為輸電線路n的電抗；Rm、Rm為機(jī)組m爬坡加速/減速極值。其中，式(7)為目標(biāo)函數(shù)的節(jié)點(diǎn)電力平衡約束條件，式(8)為發(fā)電機(jī)組安裝狀態(tài)，式(9)為主問(wèn)題確定的組合優(yōu)化狀態(tài)，式(10)為發(fā)電限制，式(11)為直流電力潮流，式(12)為輸電線路限制，式(13)(14)為爬坡加速/減速限制。隨機(jī)規(guī)劃解將滿(mǎn)足長(zhǎng)期性指數(shù)，如電量不足停電損失率η。當(dāng)?shù)趖年第h小時(shí)的η值比其目標(biāo)值大時(shí)，第r次迭代時(shí)產(chǎn)生Benders割，相應(yīng)的性信號(hào)會(huì)反饋給主問(wèn)題。將η作為約束條件限制未供給的每小時(shí)負(fù)荷數(shù)。年度負(fù)荷總數(shù)滿(mǎn)足年度η要求。但是，使用基于小時(shí)指標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠阻止某些時(shí)段發(fā)生大規(guī)模甩負(fù)荷的情況。第t年h時(shí)段的η由式(6)中的預(yù)期發(fā)電缺口Lijhtk,1除以第t年第h小時(shí)的預(yù)測(cè)負(fù)荷所得。式(15)所示的性限制會(huì)使發(fā)電剩余Lijhtk,2為0。如果式(15)中有任何一個(gè)式子不能滿(mǎn)足，則會(huì)產(chǎn)生Benders割。式中：αits和βihts分別為優(yōu)化過(guò)程中對(duì)應(yīng)于各約束的拉格朗日乘子值，均為常量；Fhtk為k情景下第t年h時(shí)段的負(fù)荷；ηht為第t年h時(shí)段電量不足的概率。式(16)的Benders割表示現(xiàn)有機(jī)組組合優(yōu)化狀態(tài)和候選機(jī)組安裝狀態(tài)的耦合信息。割表示在t年通過(guò)調(diào)整投資規(guī)劃無(wú)法減輕電網(wǎng)受到的擾亂程度。

4）運(yùn)行

子問(wèn)題的目標(biāo)是基于提交的競(jìng)標(biāo)發(fā)電量和用電需求使社會(huì)福利較大化。社會(huì)福利定義為基于競(jìng)標(biāo)值的電力消費(fèi)支付額和生產(chǎn)成本之間的差額。該子問(wèn)題的構(gòu)建基于安全約束的經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型，并檢查所求解的性。當(dāng)電力需求沒(méi)有彈性時(shí)，目標(biāo)函數(shù)是基于給定的投資規(guī)劃和機(jī)組組合優(yōu)化狀態(tài)使系統(tǒng)成本最小，如式(17)所示。在一些情景下，發(fā)電機(jī)組和輸電線路斷電會(huì)導(dǎo)致無(wú)可行解。為了計(jì)算此種情況下的價(jià)格，假設(shè)原發(fā)電機(jī)組由虛擬發(fā)電機(jī)組以更高的價(jià)格提供所需電量。利用電量不足期望值來(lái)表示虛擬發(fā)電機(jī)組提供的電能。(1)111(1)111min(1)(1)THKqhtmhtmhtkktthkTHJhtjhtjhtktthjSOPWdSCPd(17)s.t.111MJJmhjtkjhtkjhtkmjjPPQ(18)UPEQ+PAD(19)0,jhtkPj(20)式中：Wqk為系統(tǒng)運(yùn)行成本；jhtkP為k情境下第t年h時(shí)段母線j上虛擬機(jī)組的可調(diào)度容量；jhtC為第t年h時(shí)段母線j上虛擬機(jī)組的成本；U為母線機(jī)組關(guān)聯(lián)矩陣；E為母線負(fù)荷關(guān)聯(lián)矩陣；P為虛擬機(jī)組可調(diào)度容量向量；A為母線支路關(guān)聯(lián)矩陣；D為有功潮流矩陣；P為有功功率向量；Q為負(fù)荷向量。類(lèi)似于性檢查子問(wèn)題，運(yùn)行的目標(biāo)函數(shù)受到物理因素限制，如式(8)—(14)所示。該子問(wèn)題的解為主問(wèn)題目標(biāo)函數(shù)提供了上界，用于檢查解的性。如果提出的投資規(guī)劃方案不是的，會(huì)產(chǎn)生如式(21)所示的Benders割現(xiàn)象，并會(huì)添加到下一迭代過(guò)程中的主問(wèn)題中。(1)(1)1111111111()(1)()()KTMqmtmtkmtkkktktmKTMkmtkmtkmtktmKTHMkmhtkmhtkmhtkthmCGGZpWdpGGpMM(21)Benders分解法的重要特點(diǎn)是可以在每一迭代階段為解提供上下界，從而提供了收斂標(biāo)準(zhǔn)。收斂標(biāo)準(zhǔn)如式(22)所示。YZYZ(22)式中是最小的正數(shù)，表示接受解的臨界值。

2、算例分析

本文通過(guò)一個(gè)6節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的算例來(lái)分析集中式和分布式風(fēng)電擴(kuò)張情形，如圖2所示。本文研究給定風(fēng)電并網(wǎng)水平情況下快速響應(yīng)火電機(jī)組的規(guī)劃問(wèn)題。基于風(fēng)速預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)，該系統(tǒng)分為3個(gè)區(qū)域，其風(fēng)電容量參數(shù)分別為31%、38%和49%。風(fēng)電容量參數(shù)是1a內(nèi)實(shí)際風(fēng)力發(fā)電量與裝機(jī)容量全部投入使用時(shí)的發(fā)電量的比值。本文研究的快速響應(yīng)火電機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)規(guī)劃期和年峰負(fù)荷預(yù)測(cè)期均為10a。表1列出了系統(tǒng)數(shù)據(jù)，圖3給出了基準(zhǔn)案例情況下年尖峰負(fù)荷預(yù)測(cè)情況。節(jié)點(diǎn)2、4和5的負(fù)荷比例分別為50%、30%和20%。假設(shè)負(fù)荷在該段時(shí)期內(nèi)擁有相同的分布參數(shù)。年尖峰負(fù)荷預(yù)測(cè)值是基準(zhǔn)負(fù)荷(如307MW)與年增長(zhǎng)率(如2.5%)的乘積。假定尖峰負(fù)荷隨機(jī)部分增長(zhǎng)率和風(fēng)速預(yù)測(cè)誤差服從正態(tài)分布[19]，中值為0，標(biāo)準(zhǔn)差為0.01，每小時(shí)負(fù)荷參數(shù)和每小時(shí)風(fēng)力發(fā)電系數(shù)借鑒伊利諾伊理工大學(xué)提供的6節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)小時(shí)數(shù)據(jù)。表2所示為候選發(fā)電機(jī)組數(shù)據(jù)。風(fēng)電每小時(shí)成本忽略不計(jì)。風(fēng)電容量為150MW，在情形I中是集中式，情形II—IV分布式。5種情形如下：1）情形I，風(fēng)電機(jī)組集中在節(jié)點(diǎn)3的規(guī)劃問(wèn)題。2）情形II，風(fēng)電機(jī)組分布在節(jié)點(diǎn)2、3和6的規(guī)劃問(wèn)題。3）情形III，風(fēng)電機(jī)組分布在節(jié)點(diǎn)2、3和6，但是在第8年線路4-5部分停運(yùn)的規(guī)劃問(wèn)題。4）情形IV，風(fēng)電機(jī)組分布在節(jié)點(diǎn)2、3和6，但是在第8年機(jī)組2停運(yùn)的規(guī)劃問(wèn)題。5）情形V，風(fēng)電機(jī)組分布在節(jié)點(diǎn)2、3和6，但是在第8年線路4-5部分和機(jī)組2同時(shí)停運(yùn)的規(guī)劃問(wèn)題。情形I：在該情形下，風(fēng)電機(jī)組全部安置在區(qū)域C的節(jié)點(diǎn)3處，因?yàn)榇颂庯L(fēng)速預(yù)測(cè)最為理想。第1年該節(jié)點(diǎn)接入裝機(jī)容量為150W、容量參數(shù)為49%的風(fēng)電機(jī)組。但是，這樣的規(guī)劃導(dǎo)致無(wú)法用其他機(jī)組降低節(jié)點(diǎn)3較大風(fēng)速誤差帶來(lái)的影響。表3列出了各機(jī)組投入使用的年份。機(jī)組3一直投入使用，機(jī)組1在尖峰投入時(shí)使用以滿(mǎn)足負(fù)荷需求，將運(yùn)行成本降到最小?？偟耐顿Y和運(yùn)行成本為1336元/MW，其中運(yùn)行成本為553元/MW。起初，機(jī)組3在節(jié)點(diǎn)3，機(jī)組2在節(jié)點(diǎn)2(系統(tǒng)較大的負(fù)荷中心)。表3中的其他機(jī)組在以后年份風(fēng)電容量和負(fù)荷增加時(shí)逐步投入使用。風(fēng)電集中安裝情況下沒(méi)有足夠多的輸電通道。情形II：圖2顯示了風(fēng)電機(jī)組在3個(gè)區(qū)域分布式安裝的結(jié)果。風(fēng)電機(jī)組裝機(jī)容量50MW，區(qū)域A和B的容量參數(shù)小于區(qū)域C的容量參數(shù)。表4給出了候選機(jī)組的安裝年份。與情形I類(lèi)似，機(jī)組1在第5年安裝，機(jī)組2在第1年安裝。但是，在第7年機(jī)組3才在節(jié)點(diǎn)1安裝。節(jié)點(diǎn)3處的風(fēng)電機(jī)組WG3年發(fā)電容量為12.5MW(容量參數(shù)為25%)，線路2和3沒(méi)有阻塞。低成本的WG3在某些時(shí)候低于其容量參數(shù)運(yùn)行是因?yàn)橄到y(tǒng)慢加速限制因素。因此，在第7年接入快速響應(yīng)機(jī)組后，WG3平均發(fā)電量上升到22.5MW，容量參數(shù)為45%，仍然低于WG3的容量參數(shù)49%，這是由于輸電和運(yùn)行條件限制(如火電機(jī)組低發(fā)電量限制、系統(tǒng)慢加速限制、開(kāi)關(guān)限制等)。與情形1相比，總投資和運(yùn)行成本降低至1072元/MW，其中運(yùn)行成本上升到了601元/MW。在情形II中，由于區(qū)域A和B較低的容量參數(shù)，總風(fēng)電機(jī)組利用率與情形I相比降低了28%，這將導(dǎo)致更多的昂貴的火電機(jī)組的使用，并增加運(yùn)行成本。如果區(qū)域A和B的容量參數(shù)與區(qū)域C相同(49%)，則運(yùn)行成本將降低至540元/MW。圖4把運(yùn)行和總成本描述為風(fēng)電容量參數(shù)的函數(shù)。初始值是現(xiàn)有的風(fēng)電并網(wǎng)水平。圖4顯示隨著快速響應(yīng)機(jī)組投資額的增加，運(yùn)行成本降低。由社會(huì)成本可以看出，容量參數(shù)的增長(zhǎng)為20%，此時(shí)社會(huì)成本低。盡管區(qū)域A和B的風(fēng)電容量參數(shù)較低，但是風(fēng)電在3個(gè)區(qū)域的分布降低了總成本，提高了機(jī)組使用率。這是因?yàn)橐粋€(gè)區(qū)域的風(fēng)力間歇可以由其他區(qū)域來(lái)補(bǔ)充，同時(shí)，快速響應(yīng)機(jī)組投入減少。情形III：該情形考慮在第8年尖峰時(shí)段4-5線路停運(yùn)的情況。與情形II類(lèi)似，機(jī)組2在第1年投入使用，機(jī)組1在第5年投入使用，機(jī)組3在第7年投入使用，如表5所示。另外，作為預(yù)防措施，機(jī)組4在第8年投入使用，機(jī)組6在第10年投入使用。線路4-5的停運(yùn)減少了區(qū)域A和區(qū)域B的輸電通道，因此有必要在區(qū)域B接入機(jī)組4和6。與情形2相比，總成本增加至1227元/MW。情形IV：第8年尖峰時(shí)段機(jī)組1的停運(yùn)將改變情形II中的規(guī)劃方案。機(jī)組2在第1年投入使用，機(jī)組1在第5年投入使用，機(jī)組3在第7年投入使用，如表6所示。另外，機(jī)組6在第8年投入使用，作為機(jī)組2停運(yùn)的補(bǔ)充。該預(yù)防措施使規(guī)劃成本上升至1162元/MW，運(yùn)行成本升至601元/MW。情形V：在第8年，線路4-5和機(jī)組2同時(shí)停運(yùn)，如表7所示。此處考慮尖峰和非尖峰時(shí)段2種情況。同之前情形類(lèi)似，機(jī)組3在第1年投入使用，機(jī)組4和6在第8年投入使用作為停運(yùn)的補(bǔ)充?？偝杀旧?232元/MW，是所有情形中較高的，但是運(yùn)行成本和情形4和5相比變化不大。

3、結(jié)論

雖然本文的擴(kuò)張規(guī)劃模型是針對(duì)快速響應(yīng)機(jī)組，但該方法同樣適用于其他發(fā)電機(jī)組或輸電線路的容量擴(kuò)張規(guī)劃。本文運(yùn)用蒙特卡羅模擬仿真法和情景精簡(jiǎn)技術(shù)來(lái)分析發(fā)電機(jī)組和輸電線路的隨機(jī)停運(yùn)、負(fù)荷和風(fēng)速預(yù)測(cè)誤差，研究結(jié)果表明：1）快速響應(yīng)機(jī)組能夠提高大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)電力系統(tǒng)的性；2）輸電線路設(shè)置對(duì)發(fā)電擴(kuò)張方案有重大影響，特別是在大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)時(shí)，因此發(fā)電輸電協(xié)調(diào)規(guī)劃對(duì)風(fēng)電的大規(guī)模并網(wǎng)消納極為重要。具體到我國(guó)風(fēng)電發(fā)展的現(xiàn)實(shí)情況，風(fēng)電并網(wǎng)消納過(guò)程中面臨輔助服務(wù)補(bǔ)償及區(qū)域負(fù)荷消納能力不足的問(wèn)題，考慮到“兩個(gè)細(xì)則”已經(jīng)制定了火電機(jī)組深度調(diào)峰和啟停調(diào)峰的補(bǔ)償機(jī)制，目前亟需解決2方面的問(wèn)題：1）利用本文提出的模型和方法實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)火電機(jī)組的有序建設(shè)；2）我國(guó)西部及東北等地區(qū)當(dāng)?shù)刎?fù)荷消納風(fēng)電能力有限，應(yīng)通過(guò)風(fēng)電和外送通道的協(xié)調(diào)規(guī)劃實(shí)現(xiàn)風(fēng)電的異地消納，從而提高風(fēng)電的并網(wǎng)率，現(xiàn)實(shí)情況是輸電外送通道建設(shè)滯后于風(fēng)電等能源基地的建設(shè)，因此需要加快西部和東北地區(qū)的特高壓輸電通道，提高這些地區(qū)清潔能源的輸送率。

作者：王致杰 韓蕊 曾鳴 王躍錦 薛松 單位：華北電力大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院 冀北電力有限公司

設(shè)計(jì)理論論文:人與物設(shè)計(jì)理論論文

設(shè)計(jì)在當(dāng)前時(shí)代的高歌猛進(jìn)使設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論的研究顯得復(fù)雜而急迫。一方面，洶涌而來(lái)的人造物已經(jīng)徹底地改變了人類(lèi)的生存，另一方面，迄今仍沒(méi)有一個(gè)系統(tǒng)獨(dú)立的設(shè)計(jì)理論。一方面，設(shè)計(jì)為我們帶來(lái)了一個(gè)多彩多姿的新世界，另一方面，生態(tài)危機(jī)、環(huán)境污染、生物體變異等實(shí)際上都是現(xiàn)代設(shè)計(jì)的結(jié)果。無(wú)數(shù)的例證說(shuō)明，資本集團(tuán)、消費(fèi)社會(huì)與現(xiàn)代設(shè)計(jì)的結(jié)盟是當(dāng)今世界諸多噩夢(mèng)的罪魁禍?zhǔn)住Ｎ覀儾豢赡懿灰O(shè)計(jì)，但是同時(shí)如何規(guī)范設(shè)計(jì)乃至如何批判分析設(shè)計(jì)，迄今為止仍然缺乏基本的分析參照理論。理論家們極力追蹤當(dāng)前設(shè)計(jì)的新動(dòng)向，力圖描畫(huà)出一個(gè)可以分析、規(guī)范設(shè)計(jì)行為的思想坐標(biāo)，但設(shè)計(jì)無(wú)定向、無(wú)限度的高速發(fā)展使捕捉設(shè)計(jì)的諸理論常常來(lái)不及完善就已經(jīng)被突破。設(shè)計(jì)就像一個(gè)百變的魔鬼，讓企圖掌握這個(gè)世界的理論家常常尷尬回避或者束手無(wú)策。設(shè)計(jì)本身并不神秘，它就是我們身邊觸手可見(jiàn)的一切器物的智力來(lái)源。它遠(yuǎn)不如海德格爾的“存在”那樣虛玄，它甚至不是意識(shí)、物自體、人性那樣的抽象之物，可是它似乎恰恰應(yīng)了那句老話:離我們最近的東西在思想上離我們最遠(yuǎn)。如果談?wù)撓到y(tǒng)的設(shè)計(jì)理論還為時(shí)太早，那么，可不可以先探討一下設(shè)計(jì)的規(guī)范性基礎(chǔ)? ———這就是本文的緣起。因?yàn)闊o(wú)論怎么忽視理論，這一點(diǎn)都是必須的。因?yàn)槿绻麤](méi)有一個(gè)在設(shè)計(jì)之上的總體性觀照的思想視野———至少，如果沒(méi)有可以批判、推動(dòng)設(shè)計(jì)良性發(fā)展的規(guī)范性基礎(chǔ)，我們真的不知道設(shè)計(jì)會(huì)把人類(lèi)帶往何方。

一、以西蒙為例:設(shè)計(jì)理論的困境

著名的赫爾伯特?西蒙說(shuō)，設(shè)計(jì)是“創(chuàng)造人造物的科學(xué)”(106)，這是我見(jiàn)過(guò)的對(duì)設(shè)計(jì)最簡(jiǎn)潔的定義。西蒙的《人造物的科學(xué)》被認(rèn)為是“產(chǎn)生了不可估量的影響”的“激發(fā)人們對(duì)設(shè)計(jì)科學(xué)進(jìn)行討論和研究的最基本的文本”(第亞尼 5)，可以說(shuō)是關(guān)于一個(gè)統(tǒng)一的設(shè)計(jì)理論的最杰出的成果。西蒙說(shuō):一門(mén)完整的設(shè)計(jì)科學(xué)是關(guān)于設(shè)計(jì)過(guò)程的學(xué)說(shuō)體系，它是知識(shí)上硬性的、分析性的、部分可形式化的、部分經(jīng)驗(yàn)性、可講授的。(司馬賀 105)在西蒙看來(lái)，“這樣一種設(shè)計(jì)科學(xué)不僅是可能的，而且現(xiàn)在已經(jīng)真的出現(xiàn)了。它已經(jīng)開(kāi)始滲透到工程學(xué)院(主要是通過(guò)電腦科學(xué)和‘系統(tǒng)工程’程序)和商業(yè)學(xué)院(主要是通過(guò)管理科學(xué))?！蔽髅缮踔列Q(chēng):“此時(shí)此刻，我們已經(jīng)能夠看到它的相當(dāng)清晰的形狀，由此出發(fā)，我們就能夠預(yù)言，明日的工程院與物理系之間、明日的商學(xué)院與經(jīng)濟(jì)系和心理學(xué)系之間，究竟有哪些重要的不同”(司馬賀109)。西蒙是如此自信，他所說(shuō)的設(shè)計(jì)對(duì)象遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了我們一般所說(shuō)的人工物品，是包括諸如社會(huì)、藝術(shù)、符號(hào)、科學(xué)、農(nóng)場(chǎng)種植等等在內(nèi)的一切“人工”領(lǐng)域?？墒侨绻覀兩罹肯氯ィ蜁?huì)發(fā)現(xiàn)西蒙的邏輯很難自圓其說(shuō)。首先是設(shè)計(jì)的廣闊度和居間性。這是創(chuàng)建統(tǒng)一設(shè)計(jì)理論的根本困難之所在。對(duì)此，西蒙有充分的意識(shí)?！度嗽煳锏目茖W(xué)》一書(shū)的副標(biāo)題就是“復(fù)雜性面面觀”，他所謂人工物的“復(fù)雜性的系統(tǒng)”包括社會(huì)系統(tǒng)、生物系統(tǒng)、物質(zhì)系統(tǒng)和符號(hào)系統(tǒng)。除了大自然的無(wú)機(jī)界，一切都已經(jīng)包括在他的“設(shè)計(jì)系統(tǒng)”之中。他在論述設(shè)計(jì)與人的關(guān)系的時(shí)候說(shuō):人造世界恰恰就位于內(nèi)部和外部環(huán)境之間的界面上，它關(guān)心的主要是通過(guò)使內(nèi)部環(huán)境適應(yīng)外部環(huán)境這一中心目標(biāo)。那些關(guān)心人造物的人所要研究的，就是找到使手段適應(yīng)環(huán)境的方法，而這一過(guò)程的關(guān)鍵就是設(shè)計(jì)本身。(西蒙109)設(shè)計(jì)是通聯(lián)各個(gè)領(lǐng)域的居間活動(dòng)。在社會(huì)、物質(zhì)與符號(hào)之間，藝術(shù)、科學(xué)、自然與生活之間，經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和心靈之間，內(nèi)在世界與外部環(huán)境之間，設(shè)計(jì)是聚集、通連各個(gè)界面并實(shí)現(xiàn)其界面轉(zhuǎn)換的中介性活動(dòng)。這意味著，設(shè)計(jì)是關(guān)涉領(lǐng)域最廣闊的活動(dòng)。由于這種廣闊性、居間性，設(shè)計(jì)一直沒(méi)有作為一個(gè)獨(dú)立的研究領(lǐng)域被提上議事日程。在現(xiàn)代知識(shí)體系中，在知、情、意的劃分之外沒(méi)有設(shè)計(jì)單獨(dú)的知識(shí)空間，并沒(méi)有一個(gè)獨(dú)立的認(rèn)知性的設(shè)計(jì)的科學(xué)。盡管設(shè)計(jì)實(shí)際上包含了知、情、意三大領(lǐng)域的綜合性運(yùn)用和轉(zhuǎn)換，但是它只能被打散、分割到諸如藝術(shù)、建筑、環(huán)境、工業(yè)制造等學(xué)科之中，去作為應(yīng)用教育的附屬物。長(zhǎng)期以來(lái)，設(shè)計(jì)被看作是一種不登大雅之堂的實(shí)用性知識(shí)?！拔覀円酝亩鄶?shù)(如果不是全部的話)設(shè)計(jì)和人造科學(xué)，在學(xué)術(shù)上都是軟性的(具有彈性和靈活性)、直覺(jué)的、非正式的和食譜性(就像是邊看食譜邊烹調(diào)一樣隨意)的”(西蒙 108)。中國(guó)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)知識(shí)，諸如《天工開(kāi)物》、《營(yíng)造法式》，一直就是工匠的操作術(shù)累積。在現(xiàn)代西方，雖然自工業(yè)革命以來(lái)設(shè)計(jì)早已成為顯學(xué)，但是相比于其他種種學(xué)科，一種有影響力的、統(tǒng)一的設(shè)計(jì)理論并未產(chǎn)生。對(duì)一個(gè)幾乎納入并包括了人類(lèi)精神活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域和人類(lèi)生活一切方面的巨大對(duì)象，統(tǒng)一設(shè)計(jì)理論的困難在于:無(wú)法形成一個(gè)總體的、有切實(shí)分類(lèi)學(xué)根據(jù)的邏輯陳述。我們說(shuō)什么似乎都是以偏概全。但是，研究的前提首先就是要確認(rèn)研究的對(duì)象和范圍，并要有一種超越其上的思想視野。同時(shí)，決定設(shè)計(jì)的參照因素不斷變化，每次的參照因素都有所不同，這就是西蒙所說(shuō)的設(shè)計(jì)的“權(quán)變性”———它使統(tǒng)一的設(shè)計(jì)理論看起來(lái)意義非常有限。這就是設(shè)計(jì)雖然重要但并無(wú)統(tǒng)一理論的邏輯根源。它使得設(shè)計(jì)雖然已經(jīng)被無(wú)數(shù)次定義，但沒(méi)有一種得到公認(rèn);雖然有種種從屬于各門(mén)知識(shí)的二級(jí)設(shè)計(jì)學(xué)科，但設(shè)計(jì)究竟是一種什么樣的學(xué)科仍然含混不清;雖然前赴后繼的設(shè)計(jì)大師實(shí)際上已經(jīng)徹底地改變了這個(gè)世界，但是全世界似乎都沒(méi)有設(shè)計(jì)學(xué)博士;雖然今天設(shè)計(jì)對(duì)經(jīng)濟(jì)、文化、時(shí)代、人類(lèi)發(fā)展的意義已經(jīng)舉世公認(rèn)，但是一些杰出的設(shè)計(jì)大師，包括國(guó)內(nèi)的一些首屈一指的設(shè)計(jì)家，還是要拼命說(shuō)自己是藝術(shù)家。設(shè)計(jì)的身份危機(jī)在于它無(wú)法獲得一個(gè)分類(lèi)學(xué)背景的定位。設(shè)計(jì)是科學(xué)嗎? 是技術(shù)嗎? 還是藝術(shù)? 或者是包括科學(xué)、技術(shù)、藝術(shù)乃至其他經(jīng)濟(jì)人文因素融為一體的綜合性實(shí)踐活動(dòng)? 如果是綜合性的活動(dòng)，那么對(duì)這樣的活動(dòng)總體，我們?cè)撚檬裁礃拥睦碚搧?lái)描述呢? 是行為理論、社會(huì)理論、企業(yè)管理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)理論還是西蒙所說(shuō)的統(tǒng)籌學(xué)、系統(tǒng)論? 這就決定了，即使我們抱著對(duì)科學(xué)最寬泛的理解，也會(huì)對(duì)西蒙的說(shuō)法感到遲疑，因?yàn)槟呐挛覀儼言O(shè)計(jì)勾勒為一個(gè)含義最寬泛的學(xué)科，也會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)延伸到科學(xué)之外———比如藝術(shù)設(shè)計(jì)，比如設(shè)計(jì)通過(guò)物序和人際秩序的塑形而楔入的社會(huì)體制機(jī)制和意義機(jī)制，甚至包括物序的倫理、經(jīng)濟(jì)—市場(chǎng)無(wú)窮無(wú)盡的變動(dòng)性要求等等。西蒙所謂“設(shè)計(jì)科學(xué)”的實(shí)際內(nèi)容是對(duì)如何展開(kāi)設(shè)計(jì)行為的知識(shí)總結(jié)。他根據(jù)設(shè)計(jì)作為一種精神活動(dòng)的要素、程序、操作模型和評(píng)價(jià)方法將設(shè)計(jì)行為的展開(kāi)歸結(jié)為 6 個(gè)層次:1)尋找設(shè)計(jì)的邏輯;2)通過(guò)手段—目標(biāo)的分析確定目標(biāo)和解決問(wèn)題的步驟;3)設(shè)計(jì)“最小消耗”的資源分配;4)從設(shè)計(jì)—生產(chǎn)—檢驗(yàn)到再修改選擇的過(guò)程;5)設(shè)計(jì)中的替代();6)設(shè)計(jì)的評(píng)估與理論總結(jié)(西蒙 110-28)。西蒙的方式是將設(shè)計(jì)理論做成對(duì)一些當(dāng)代設(shè)計(jì)操作術(shù)的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，即一種操作模塊、操作規(guī)程意義上的“科學(xué)”。這使西蒙更深地陷入了理論混亂和科學(xué)主義的泥潭。及時(shí)，他混淆了設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)行為之間的質(zhì)性差異。一種設(shè)計(jì)行為理論的研究或許可以向科學(xué)的方向努力，但設(shè)計(jì)活動(dòng)本身因?yàn)榫娱g性實(shí)踐的緣故，無(wú)法被看成是科學(xué)。就像電影理論可以向科學(xué)努力，但是電影不能說(shuō)是科學(xué)。第二，西蒙太相信數(shù)據(jù)程序和設(shè)計(jì)模塊的力量，不惜因?yàn)楸热缱髑?lèi)可以在電腦上操作，就把一切設(shè)計(jì)領(lǐng)域都視為計(jì)算性操作的產(chǎn)物。盡管西蒙宣稱(chēng)他的理論可以適用于一切設(shè)計(jì)，但是對(duì)許多設(shè)計(jì)尤其是藝術(shù)設(shè)計(jì)而言，西蒙的模塊只是講到了一些眾所周知的常識(shí)。他忽視了幾乎對(duì)所有設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)最關(guān)鍵的一環(huán):作為斷裂性飛躍或連續(xù)性思維中斷的創(chuàng)造。我們很難想象，一個(gè)富于現(xiàn)代形式感的設(shè)計(jì)師僅通過(guò)這樣的訓(xùn)練就可以培養(yǎng)出來(lái)。所謂電腦自動(dòng)設(shè)計(jì)出動(dòng)人的音樂(lè)更是癡人說(shuō)夢(mèng)。第三，最重要的是，在思想視野上西蒙的設(shè)計(jì)理論是科學(xué)主義的產(chǎn)物。如果僅僅分析那些急功近利的設(shè)計(jì)術(shù)本身的環(huán)節(jié)、模型和構(gòu)成，我們就無(wú)法超越設(shè)計(jì)的局部性實(shí)踐而去打量設(shè)計(jì)之于人類(lèi)的整體意義。如果將包括社會(huì)世界、精神文化、農(nóng)作耕種在內(nèi)的整個(gè)人類(lèi)生活都看成是科學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的產(chǎn)物，我們就會(huì)從根本上漠視世界的開(kāi)放性、不可預(yù)知性并剝奪社會(huì)多元參與、選擇的自由。這將是科學(xué)系統(tǒng)對(duì)生活世界真正徹底的殖民化。如此，世界就會(huì)以一種總體系統(tǒng)的理性強(qiáng)制去取代公民個(gè)體自由選擇的權(quán)利，取代對(duì)設(shè)計(jì)師和全社會(huì)的作為參與主體的“設(shè)計(jì)的良知”的呼喚和培養(yǎng)，并最終取消阿切惠斯(Hans Achterhuis)所說(shuō)的“人造物的道德”問(wèn)題。在那些具體模塊的操作擺弄中，我們看不到更縱深的思想視野的關(guān)聯(lián)性敞開(kāi)。這也幾乎是國(guó)內(nèi)外一些設(shè)計(jì)理論和教材的通病。

二、設(shè)計(jì)中人與物居間性展開(kāi)的三個(gè)維度

實(shí)際上，不管是設(shè)計(jì)本身的廣闊關(guān)涉度，還是今天已病入膏肓的生態(tài)危機(jī)、現(xiàn)代性危機(jī)都表明，設(shè)計(jì)絕不能夠僅僅是科學(xué)，而是必須將自然、社會(huì)、文化、人類(lèi)的生存前景等一體性納入其中的綜合性創(chuàng)造。換言之，作為現(xiàn)代生產(chǎn)之一往無(wú)前的智力發(fā)動(dòng)機(jī)，在設(shè)計(jì)背后的智力坐標(biāo)決不能只要科學(xué)，而是要有文化、思想和良知———借用存在主義者的話，要有對(duì)人類(lèi)生存價(jià)值及其前途的考量，尤其是在所謂“技術(shù)的批判理論”已經(jīng)有深度展開(kāi)的當(dāng)代語(yǔ)境下。由于設(shè)計(jì)活動(dòng)的廣闊性、居間性和分類(lèi)學(xué)基礎(chǔ)的缺乏，目前在短期之內(nèi)要設(shè)想一個(gè)獨(dú)立的通用設(shè)計(jì)理論還很困難。那么，在此種情形下，我們?cè)撊绾未蛄吭O(shè)計(jì)呢? 本文認(rèn)為，統(tǒng)一設(shè)計(jì)理論的不成熟，并不妨礙我們將設(shè)計(jì)作為一種人類(lèi)獨(dú)特的生存活動(dòng)來(lái)打量。設(shè)計(jì)所關(guān)涉的基本要素是人與物，是生成著的人與物的居間性展開(kāi)。在這一獨(dú)特的視野下，我們是可以深度思考設(shè)計(jì)的。從現(xiàn)象學(xué)的觀點(diǎn)看，研究人與物的關(guān)系就是觀察“物”以何種方式被給予，但是在設(shè)計(jì)中，“物”并不是靜觀地被給予，相反，它開(kāi)啟和建立物被給予的方式。一個(gè)條桌或方桌再加上方位的習(xí)俗，比如中國(guó)人通行的“坐北朝南”，圍坐者之間就有了等級(jí)秩序，可是一張圓桌則不同，“一張圓桌并沒(méi)有‘頭兒’，它帶給圍坐其周邊的人以平等的地位”(Verbeek 207)。因此，設(shè)計(jì)之于物并不是現(xiàn)成的被給予，而是行動(dòng)著的人與物的關(guān)系的打開(kāi)和建立。這就決定了，人與物居間性的研究實(shí)際上就是人與物居間性展開(kāi)的維度研究，這些不同的維度延伸于人際、社會(huì)、交換、生存，延伸為時(shí)間和文化，延伸為海德格爾所說(shuō)的世界性———本文認(rèn)為，這就是我們打量一切設(shè)計(jì)得以可能的思想視野。那么，人與物的居間性展開(kāi)究竟有哪幾個(gè)維度呢?首先是一個(gè)打量物的總體性視野。我們知道，在現(xiàn)代思想史上，這一視野最初是從海德格爾奠基的，他對(duì)物的研究首先為諸維度的考察奠定了一個(gè)整體的存在論視野:物是從世界之映射游戲的環(huán)化中生成、發(fā) 生 的。唯 當(dāng)———也 許 是 突 兀地———世界作為世界而世界化，圓環(huán)才閃爍生輝;而天、地、神、人的環(huán)化從這個(gè)圓環(huán)中脫穎而出，進(jìn)入其純一性的柔和之中。(1183)在海德格爾看來(lái)，物不是一個(gè)孤離的片斷，而是天地人神之“環(huán)化”結(jié)構(gòu)中的一環(huán)。海氏將人與物的居間性展開(kāi)概括為:“唯有作為終有一死者的人才棲居著通達(dá)作為世界的世界。唯從世界中結(jié)合自身者，終成一物”(1183)。因此物必然通向環(huán)化展開(kāi)著的世界性。由此，打量物的視野就從自然物、有用性向存在性即生存、社會(huì)、神圣等世界性結(jié)構(gòu)敞開(kāi)。在此視野下，海德格爾將物所展開(kāi)的維度分為三種:1)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)下的“促逼”之物;2)作為居留于天地人神“四重整體”中的被看護(hù)之物，比如傳統(tǒng)的農(nóng)作與培植;3)作為居留于天地人神“四重整體”中的被“建立”(筑造)的物，比如傳統(tǒng)時(shí)代廣義的建筑和設(shè)計(jì)。此一物在“居”的意義上同時(shí)意味著人的生存，意味著時(shí)間和開(kāi)放的未來(lái)。海德格爾理論的關(guān)鍵在于，他通過(guò)“世界性”，揭示了技術(shù)、設(shè)計(jì)的存在尺度。正是基于這一尺度，我們才能看到現(xiàn)代技術(shù)的僭妄:現(xiàn)代技術(shù)對(duì)物的有用性的強(qiáng)力“促逼”打破了天地人神的自由嬉戲即世界結(jié)構(gòu)的平衡，讓技術(shù)這一攝取有用性的維度片面地突進(jìn)并遮蔽了其他維度。這就是海德格爾所說(shuō)的諸神隱匿而人道僭妄的時(shí)代。海氏之后，不同的理論家對(duì)物的諸維度及其關(guān)系的研究有如下縱深的展開(kāi):及時(shí)，物的社會(huì)—符號(hào)性維度。這一維度的突破性探索從巴塔耶、列斐伏爾、羅蘭?巴特到波德里亞早期，演變?yōu)楝F(xiàn)代消費(fèi)社會(huì)理論的基礎(chǔ)。實(shí)際上，只要一提出物的社會(huì)—符號(hào)性維度，就已經(jīng)意味著兩個(gè)維度之間的區(qū)分:物的功能—技術(shù)維度與社會(huì)—符號(hào)性維度。在此，波德里亞的突出貢獻(xiàn)是強(qiáng)有力地區(qū)別了功能—技術(shù)物與物符碼維度的差異。技術(shù)物所對(duì)應(yīng)的是物的功能系統(tǒng)。技術(shù)哲學(xué)家西蒙頓曾以氣缸為例說(shuō)明物的體系結(jié)構(gòu)，他說(shuō)在當(dāng)代研發(fā)的氣缸里，由于在能量交換的過(guò)程中每一個(gè)重要零件都和其他零件緊緊相扣，使得每一個(gè)零件都無(wú)可取代，比如汽缸蓋以其形式及金屬材質(zhì)和其他爆炸循環(huán)的元素相互作用，制造出火花塞電極所需要的溫度;而反過(guò)來(lái)，由此產(chǎn)生出來(lái)的溫度又作用到點(diǎn)火及整個(gè)爆炸過(guò)程。整個(gè)工業(yè)世界就是這樣由功能—技術(shù)所構(gòu)成。波德里亞指出，西蒙頓的分析只是涉及了功能物的維度?！翱萍枷蛭覀?cè)V說(shuō)物的一部嚴(yán)謹(jǐn)歷史，其中，功能的沖突在更廣闊的結(jié)構(gòu)中得到辯證性的解決。每一系統(tǒng)演變朝向一個(gè)更好的整合”(布西亞 4)?？萍季褪菍?shí)用功能的系統(tǒng)解決。由此，西蒙頓和波德里亞實(shí)際上已揭示了物的功用—技術(shù)維度的基本內(nèi)涵。但是，如果我們認(rèn)為僅用物的技術(shù)—功能體系“便足以說(shuō)盡真實(shí)物品構(gòu)成的世界”，那就“只是一個(gè)夢(mèng)想”。功能解釋“會(huì)馬上在物品真實(shí)生活中的心理學(xué)和社會(huì)現(xiàn)實(shí)上遇到困難，因?yàn)楹笳咴谖锲返母泄傥镔|(zhì)性之外，形成了一個(gè)有約束性的整體，并使得科技體系的合理一致性持續(xù)受到改變和干擾”(布西亞 6)。在實(shí)際生活中，波德里亞說(shuō):我們的實(shí)用物品都參與到一到數(shù)個(gè)結(jié)構(gòu)性元素，走向一個(gè)二次度的意義構(gòu)成，逃離技術(shù)體系，走向文化體系［……］更有甚者，形式和技術(shù)的引申義 還會(huì)增益功能上的不和諧，也就是整個(gè)需要體系———社會(huì)化或潛意識(shí)的需要、文化或?qū)嵱玫男枰徽麄€(gè)生活體驗(yàn)的非本質(zhì)()體系反過(guò)來(lái)影響技術(shù)的本質(zhì)體系，并損害了物品的客觀身份。(布西亞 6)因此:如果我們排除純粹的技術(shù)物品，［……］我們便可觀察到兩個(gè)層次:客觀本義和引申義層次，透過(guò)后者，物品被心理能量所投注、被商業(yè)化、個(gè)性化、進(jìn)入使用，也進(jìn)入了文化意義［……］(布西亞 7)功能物是世界結(jié)構(gòu)的物質(zhì)性基礎(chǔ)，這是物的“客觀本義”，而它的“文化意義”則是屬于物的政治、文化、美學(xué)———簡(jiǎn)言之，社會(huì)、人際的意義關(guān)系范疇，是“一個(gè)二次度的意義構(gòu)成”。在波德里亞看來(lái)，這正是物組建成消費(fèi)社會(huì)體制的秘密:諸物圍繞日常生活的家居、交往、休閑、運(yùn)動(dòng)等結(jié)成生活“空間”，組成一種可自主選擇和自由調(diào)節(jié)的情調(diào)、氛圍，進(jìn)入模板化組合的“氛圍的游戲”;通過(guò)古物、藝術(shù)品、珠寶、圣像、手稿等等成為身份的“物質(zhì)性記號(hào)”，組成一個(gè)“私人帝國(guó)主義”之流行時(shí)髦中的“超卓的領(lǐng)域”，從而承擔(dān)起擁有者自我突出的標(biāo)志性記號(hào)功能。由此，物品組合最終發(fā)展成為一種新的社會(huì)地位的能指，組成一個(gè)巨大的符號(hào)系統(tǒng)并操縱著社會(huì)全體向著更高社會(huì)地位的模范團(tuán)體攀升。因此，在消費(fèi)社會(huì)，物變成了波德里亞所說(shuō)的另一種物:物符碼。關(guān)于波氏所述的物符碼如何形成消費(fèi)社會(huì)的符號(hào)—體制機(jī)制已眾所周知，此不贅述。同時(shí)，他對(duì)消費(fèi)社會(huì)物序建構(gòu)的開(kāi)放性和正義性、倫理性也存在著深重的誤解。盡管如此，波氏早期的物理論毫無(wú)疑問(wèn)為深入展開(kāi)物的社會(huì)—符號(hào)維度的研究奠定了思想基礎(chǔ)。第二，物的感性—美學(xué)的維度。波氏早期的物理論可以看作是對(duì)海德格爾物的世界性維度的具體展開(kāi)，他克服了海德格爾總體論的形而上學(xué)傾向，將對(duì)物的社會(huì)性維度的探索推進(jìn)到消費(fèi)社會(huì)符號(hào)系統(tǒng)的深度結(jié)構(gòu)性解剖，由此，物的文化維度不再只是一種主觀性，而是一種體制性的建構(gòu)力量。但同時(shí)，波德里亞早期物理論的缺陷也非常明顯:1)他對(duì)物的社會(huì)—文化維度的理解過(guò)于狹窄，2)他還從根本上遺漏了一個(gè)維度:直接物感的審美性維度，而這正是列維納斯、利奧塔、梅洛-龐蒂等人———包括波德里亞本人晚期———的物理論和現(xiàn)代設(shè)計(jì)家們所關(guān)注的重點(diǎn)。威廉?荷加斯的《美的分析》一直被認(rèn)為是藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)的奠基性著作，該書(shū)幾乎全部是論物的形式:適應(yīng)、多樣、統(tǒng)一、線條、構(gòu)型、明暗、色彩、姿態(tài)、動(dòng)作。但是在列維納斯看來(lái)，物的出場(chǎng)并不在于形式，而就是物本身。具有藝術(shù)感的物也不是天地人神之世界結(jié)構(gòu)中的物，它就是赤裸裸的“物”。比如現(xiàn)代抽象藝術(shù)，它去除了任何再現(xiàn)和符號(hào)的因素，我們凝視這樣的畫(huà)，找不到任何可以做“意義理解”的縫隙或參照，而只能沉浸于畫(huà)面的直接物感之中，從而“物”本身便從時(shí)空、世界中脫落出來(lái)。由于沒(méi)有任何再現(xiàn)性和符號(hào)因素的理解參照，抽象藝術(shù)變成了純粹的、赤裸裸的“物”:它就是那些純粹的立方體、色塊、色團(tuán)。列維納斯將這種物稱(chēng)之為“對(duì)世界的去形式化”。諸物，作為一種被目光自設(shè)背景的普世秩序中的要素，已經(jīng)無(wú)足輕重。一些裂縫從各個(gè)方向撕裂天地的連貫性，個(gè)體在它存在的赤裸()中凸顯出來(lái)。這種對(duì)世界的去形式化()———也就是這種赤裸化的過(guò)程———在這種繪畫(huà)對(duì)質(zhì)料的表現(xiàn)中，以一種特別引人注目的方式實(shí)現(xiàn)了。事物表面連貫性的斷裂，對(duì)斷線的偏好，對(duì)透視和事物“真實(shí)”比例的蔑視，這些都宣告了對(duì)幾何曲線之延續(xù)性的反叛。在一個(gè)沒(méi)有視閾的空間里，一些將其自身強(qiáng)加于我們的片斷。一些碎塊、立方體、平面、三角形擺脫了束縛，向我們迎面撲來(lái)，互相之間不經(jīng)過(guò)過(guò)度。(列維納斯 60-61)列維納斯以驚人的敏感性揭示了另外一種人與物的深度存在性關(guān)連:在現(xiàn)代世界中物的“質(zhì)料”的凸顯，在建筑、服裝、家具、生活景觀和藝術(shù)中那些充滿(mǎn)品質(zhì)感的物，那些簡(jiǎn)約極簡(jiǎn)的物，那些擊穿心物阻隔、讓人感動(dòng)的直接的物。在這些物中，人不是與“意義”(海德格爾所謂“世界結(jié)構(gòu)的因緣聯(lián)絡(luò)”)打交道，而是與物本身相互交融和激蕩，或者說(shuō)物本身的質(zhì)感變成了意義。列維納斯說(shuō)，“這是一些赤裸、單純、的元素，是存在之膿腫!”“在萬(wàn)物墜落在我們頭上的過(guò)程中，它們證明了其作為物質(zhì)客體的力量，而且似乎達(dá)到了其物質(zhì)性的極點(diǎn)。盡管繪畫(huà)中的形式從其本身看來(lái)是合理而光亮的，但繪畫(huà)所實(shí)現(xiàn)的，卻是它們的存在(”existence“)本身的‘自在’(“l(fā)'en-soi)”(60-61)。它們?cè)谝环N奇特的“無(wú)世界”的視野中顯示為“存在那非形式的攢動(dòng)(“grouillement informe”)。”“一切存在者，通過(guò)形式的光亮而指向我們的內(nèi)部，而在這些形式的光亮背后———物質(zhì)就是‘il ya’的事實(shí)本身”( 列維納斯 61 ) 。這種物我們?cè)谠S多現(xiàn)代設(shè)計(jì)大師和藝術(shù)家的作品中看到過(guò)。在這里，物就是本質(zhì)，就是存在，就是藝術(shù)。列維納斯要深度揭示的是人與物關(guān)系的本源狀態(tài)和在世界化狀態(tài)中人與物的阻隔:在現(xiàn)代性狀態(tài)中人與物關(guān)系的另一面。自從物被看作理性的客體———看作符號(hào)、有用性、財(cái)富、資源、研究對(duì)象等等，物就變成了手段，物本身、物的自足性消失了，有意義的只是物的功效。所以不是在天地人神的世界結(jié)構(gòu)中，恰恰相反，只有在“對(duì)世界的去形式化”即純粹物的涌現(xiàn)中，人才有返回存在本源的希望。在此種狀態(tài)下，人才能打破心物阻隔，向創(chuàng)造力的本源之域返回。列維納斯的洞見(jiàn)揭示了世界的開(kāi)放性之源:那是更深層、更根本意義上人與物的原始存在性關(guān)聯(lián)，在藝術(shù)與生活中，它以打破世界性的方式源源不絕地產(chǎn)生世界的新質(zhì)、異域和未來(lái)，讓世界走向新生。這就決定了，現(xiàn)代藝術(shù)的核心不是在文化構(gòu)架下某種符號(hào)意義的追逐，而是原初物感的斷裂性呈現(xiàn)。藝術(shù)創(chuàng)造的核心不是某種形式的度量，而是內(nèi)感覺(jué)活性物感的萌動(dòng)，是物從身體深處的擊中和涌現(xiàn)，就像洪荒進(jìn)入這個(gè)世界。用利奧塔的話，在現(xiàn)代藝術(shù)中物的闖入是理性的他者，“是一個(gè)意識(shí)的陌生者，而非由意識(shí)來(lái)構(gòu)成”，“它是離開(kāi)意識(shí)、渙散意識(shí)的那種東西，是意識(shí)無(wú)法意識(shí)到的，甚至是意識(shí)必須忘掉才能構(gòu)成自己的東西”(“Lyotard 90)”。顯然，這才是真正的現(xiàn)代審美之域:物之審美或藝術(shù)的維度，是真正世界的開(kāi)放性維度。同時(shí)，這也是現(xiàn)代新感性的自我創(chuàng)造和自我確證的維度，是審美和藝術(shù)之所以能夠矯正現(xiàn)代性危機(jī)、實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造力植入的至深根源。在技術(shù)哲學(xué)中，功能、審美、符號(hào)三個(gè)維度實(shí)際上已成為考察設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)。在《設(shè)計(jì)中的秩序 和 意 義》 一書(shū)中，維姆?繆勒爾詳審地分析了設(shè)計(jì)中的三個(gè)維度之間的關(guān)系。他把物的實(shí)用功能看作是物的及時(shí)級(jí)功能，物的社會(huì)—文化功能看作是第二級(jí)功能。社會(huì)文化功能即所謂語(yǔ)言符號(hào)功能。比如買(mǎi)一只游艇，并不僅僅是為了航海，它還要表示使用者的身份、情趣、生活喜好等等，在這一點(diǎn)上，繆勒爾與波德里亞的觀點(diǎn)并無(wú)二致。他們都共同指出在傳統(tǒng)社會(huì)、現(xiàn)代社會(huì)和后現(xiàn)代社會(huì)，設(shè)計(jì)的功能結(jié)構(gòu)發(fā)生了重要的變遷。在傳統(tǒng)社會(huì)，物的第二級(jí)功能是權(quán)力的象征，比如傳統(tǒng)家庭以父權(quán)為核心的家居布置、中國(guó)古代對(duì)住宅規(guī)模形制的詳細(xì)規(guī)定。波德里亞將此種文化功能物稱(chēng)之為“象征物”。但是在現(xiàn)代社會(huì)，權(quán)力的象征性符號(hào)被抹去，而代之以以實(shí)用功能為核心，此時(shí)的裝飾被減到最少，產(chǎn)生了一種純形式本身的美感，此謂之“形式跟隨功能”()。正是此一時(shí)期的設(shè)計(jì)，大規(guī)模凸顯了現(xiàn)代設(shè)計(jì)對(duì)物的品質(zhì)感、物感美本身的探索，決定了現(xiàn)代世界基本的生活景觀。而在后現(xiàn)代時(shí)期，由于對(duì)千變?nèi)f化的生活風(fēng)格的強(qiáng)調(diào)，社會(huì)—文化的功能得到極大的提升，又反過(guò)來(lái)形成了“形式跟隨趣味”的浪潮。各種風(fēng)格的極端化發(fā)展與強(qiáng)調(diào)形成了令人眼花繚亂的設(shè)計(jì)風(fēng)潮。而實(shí)際上我們知道，后現(xiàn)代社會(huì)物品的審美形式與符號(hào)功能的凸顯還基于一個(gè)更重要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的原理:在消費(fèi)社會(huì)激烈經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)之下社會(huì)購(gòu)買(mǎi)動(dòng)員的需要。由于全球化市場(chǎng)體制下的自由購(gòu)買(mǎi)與大規(guī)模的產(chǎn)能過(guò)剩、各類(lèi)型產(chǎn)品的高度趨同，任何一種產(chǎn)品都要通過(guò)審美—符號(hào)的特異性將自己從眾多同類(lèi)產(chǎn)品中凸現(xiàn)出來(lái)，由此決定了趣味性在形式設(shè)計(jì)中的決定作用。同時(shí)，繆勒爾指出，設(shè)計(jì)物的實(shí)用功能也要靠物品的指示功能才能進(jìn)入使用，比如一張椅子的形狀要顯示出它能夠拿來(lái)坐，有方便于坐下、站起來(lái)的空間，這是設(shè)計(jì)物的實(shí)用指示功能。這樣，物的符號(hào)功能就分為兩個(gè)層次:身份顯示即意涵功能(connotative)和實(shí)用指示功能(indicative)。而審美形式功能是與符號(hào)功能相對(duì)獨(dú)立的功能?？娎諣栍脠D表顯示如下:使用者———產(chǎn)品功能———產(chǎn)品實(shí)用功能 語(yǔ)言功能符號(hào)功能 形式審美功能指示功能 意涵(象征)功能(Muller 299)

三、人與物的交互性視野與設(shè)計(jì)的規(guī)范性基礎(chǔ)

實(shí)際上，功能、審美與社會(huì)—符號(hào)性維度已經(jīng)涉及人與物的交互性問(wèn)題。物從來(lái)就不是單方面地被利用，而是人與物的相互形塑和交互構(gòu)成。因此，維貝克提出要在人與設(shè)計(jì)物之間“超越主客體”。人造物是我們?cè)庥鍪澜绲拿浇椋恰白鳛槊浇?，它決不能僅僅看作是‘在主體和客體之間’，它是主體與客體交互組織的具體構(gòu)成”(Verbeek 130)?！懊浇槭侵黧w和客體具體組織關(guān)系的交互形塑”，它總是超出了主客關(guān)系本身。比如我戴一副眼鏡，與沒(méi)有帶眼睛的世界是迥然不同的。沒(méi)有這副眼鏡，我不能彈鋼琴，不能開(kāi)車(chē)，字也寫(xiě)不好。因此，“我的世界和我存在的方式已經(jīng)被眼鏡深刻形塑了”(Verbeek 130)。正是基于人與物的交互形塑，維貝克質(zhì)疑了繆勒爾的圖表。他認(rèn)為，如圖所示，繆勒爾是從符號(hào)學(xué)的角度去理解物的社會(huì)功能的，但是物形 塑 人 與 世 界 的 實(shí) 際 展 現(xiàn) 要 從 后 現(xiàn) 象 學(xué)(postphenomenological)的視野才能描述:然而對(duì)物品，用符號(hào)學(xué)的方式和后現(xiàn)象學(xué)的方式考察是不同的。如上所述，符號(hào)學(xué)的考察并沒(méi)有凸顯桌子的秩序?qū)哧P(guān)系的形塑，它只是講述了這些關(guān)系中存在的文化。但后現(xiàn)象學(xué)的視野卻凸顯了桌子如何形塑這種文化，因?yàn)樗@示了桌子對(duì)圍坐者之間究竟是平等的還是與“頭兒”之間的關(guān)系的積極組建。(Verbeek 207)所謂后現(xiàn)象學(xué)是去除了現(xiàn)象學(xué)的先驗(yàn)傾向而著眼于經(jīng)驗(yàn)描述的現(xiàn)象學(xué)。一個(gè)符號(hào)學(xué)者對(duì)物的中介作用并無(wú)初始興趣，他只是關(guān)心物品擁有者對(duì)物品的態(tài)度:他如何看待使用物品。而物品之成為身份的標(biāo)志則是在與其他人使用物品的等級(jí)相比較中存在的。由此可見(jiàn)，“物品的第二或社會(huì)文化功能由其參照因素所組成”，但顯然，“這并不是中介功能的角色”(Verbeek 208)。維貝克認(rèn)為，為了形成關(guān)于物品中介作用的概念，不能將其視為所謂“第二功能”或社會(huì)文化功能的一種類(lèi)型。“與確實(shí)可以表述為指意性或象征性功能的產(chǎn)品的符號(hào)特征相反，物品的中介性不能被設(shè)想為一種功能的手段。符號(hào)可以看做是某個(gè)目的的手段:一輛轎車(chē)不僅是交通工具，也表示人的身份;一只咖啡壺不僅生產(chǎn)咖啡，也表示一個(gè)人的情趣習(xí)性?？墒俏锏闹薪?，與其說(shuō)是產(chǎn)品的功能，還不如說(shuō)是其功能性的副產(chǎn)品(byproduct)”(Verbeek 208)?！霸谕瓿善涔δ艿倪^(guò)程中，產(chǎn)品比完成功能做得更多———它們形塑了人和世界之間的聯(lián)系”(Verbeek 208)。只有當(dāng)東道主出于某種餐飲文化而刻意選擇“平等的”或“有的”的桌子來(lái)表達(dá)某種意圖的時(shí)候，桌子對(duì)客人之間關(guān)系的組織才可以描述為某種目的的手段。但是描述一張桌子怎樣中介餐飲文化，關(guān)鍵不是描述其功能，而是描述基于其功能性基礎(chǔ)而發(fā)生的一種現(xiàn)象:桌子將人們組合進(jìn)吃飯活動(dòng)中，從而使一種存在的經(jīng)驗(yàn)成為可能———從座位上桌子中介了圍坐者之間的關(guān)系。因此，維貝克強(qiáng)調(diào)，“中介并不是發(fā)生在產(chǎn)品的第二功能或社會(huì)文化功能領(lǐng)域，而是在更原初的功能或物質(zhì)性作用領(lǐng)域”( Verbeek208)?！拔锏闹薪椴皇且哉Z(yǔ)言的方式而是以物質(zhì)的方式來(lái)形塑人與世界的關(guān)系”(Verbeek 209)。同一棵樹(shù)在顯微鏡下觀察與太陽(yáng)鏡中觀看產(chǎn)生不同的解釋?zhuān)糠质且驗(yàn)榻忉尩目蚣懿煌糠忠彩且驗(yàn)楦杏X(jué)接觸的方式不同。比如行人當(dāng)看見(jiàn)一個(gè)飛快拋來(lái)的物體時(shí)停下來(lái)，他是出于一個(gè)具體情境中的本能反應(yīng)，在瞬間的感覺(jué)狀態(tài)中完成了動(dòng)作———顯然，飛來(lái)的物體不是符號(hào)，飛來(lái)物的作用也不是社會(huì)性、文化性的。行人的理解力和動(dòng)作是與現(xiàn)實(shí)感覺(jué)緊密相關(guān)的。因此與此相應(yīng)，“這樣的中介也不是發(fā)生在解釋的水平上，而是發(fā)生在感覺(jué)的水平上(a sensorial level)”(Verbeek209) 。我們用直接的物感覺(jué)與世界打交道。物與人的關(guān)聯(lián)是物質(zhì)性的形塑———顯然，這樣一種對(duì)物與人在物質(zhì)性原初層面關(guān)系維度的揭示極其重要。長(zhǎng)期以來(lái)，我們的設(shè)計(jì)研究都主要是在實(shí)用功能與社會(huì)文化功能兩個(gè)層面展開(kāi)，符號(hào)學(xué)是我們研究物的社會(huì)文化維度的基本方法。但物質(zhì)性形塑的中介作用顯示，物形塑人存在世界的作用不同于符號(hào)示意，它在符號(hào)學(xué)的視野之外，甚至也不能被歸結(jié)為文化，它比符號(hào)、文化的維度更基礎(chǔ)。在這個(gè)意義上，物既是他者，又是人存在的根據(jù)和構(gòu)成，它既外在于世界，又是人與社會(huì)、世界關(guān)系組織的具體形塑。我們既利用物、使用物，又被物所決定和操縱。物的形塑作用實(shí)際上體現(xiàn)在廣義的物的功能的所有維度中:在審美中，陌生物進(jìn)入精神的創(chuàng)造力激發(fā)形塑了生活世界的景觀、品質(zhì)和生存感覺(jué)的構(gòu)成;在實(shí)用功能中，人造物決定了人的生活方式和對(duì)生活時(shí)空的塑造;在社會(huì)中，人造物序具有對(duì)人際秩序的構(gòu)型、塑造以及對(duì)促進(jìn)社會(huì)解放、物的解放與人的自由的巨大作用———這些都決定了，必須超越主客體而在人與物交互形塑的視野當(dāng)中，才能夠真正描述物與人的居間性展開(kāi)。那么，對(duì)設(shè)計(jì)而言，描述物的中介形塑究竟為我們提供了什么呢? 答曰:它在對(duì)人與物關(guān)系的正確揭示下顯示了設(shè)計(jì)所迫切需要的規(guī)范性基礎(chǔ)。具體地說(shuō)，在技術(shù)的層面它顯示出人與物的本源關(guān)系及其危機(jī)，這里有提出設(shè)計(jì)倫理學(xué)的根據(jù);在審美的層面，它顯示出物作為感性世界的廣闊范圍，這里有提出物美學(xué)的根據(jù);在社會(huì)—符號(hào)的層面，它顯示物序結(jié)構(gòu)與社會(huì)自由的關(guān)系問(wèn)題，這里有提出設(shè)計(jì)的政治或設(shè)計(jì)政治學(xué)的根據(jù)。而設(shè)計(jì)的倫理學(xué)、物美學(xué)、設(shè)計(jì)政治學(xué)共同呈現(xiàn)出一個(gè)前景:人類(lèi)在沒(méi)有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)學(xué)或在所謂設(shè)計(jì)的科學(xué)尚不成熟的條件下，仍然可以超越科學(xué)主義或?qū)嵗髁x而對(duì)洶涌而來(lái)的設(shè)計(jì)風(fēng)潮做出深刻的人文反思和價(jià)值評(píng)判。設(shè)計(jì)倫理學(xué)可以在宏觀和微觀兩個(gè)層面展開(kāi)。宏觀而言，后現(xiàn)象學(xué)視野關(guān)注技術(shù)設(shè)計(jì)對(duì)生態(tài)、人類(lèi)生存環(huán)境的整體的形塑和影響，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不只包括限制殺傷性武器、核電站、動(dòng)物植物保護(hù)等內(nèi)容，還包括節(jié)能、環(huán)保、無(wú)碳、節(jié)約資源等。由于今天地球的物變態(tài)歸根到底是來(lái)源于人對(duì)物的設(shè)計(jì)、操弄以及為使用而開(kāi)展的強(qiáng)制性開(kāi)發(fā)，如今，一系列人與自然關(guān)系的危機(jī)已經(jīng)積聚、演化為物質(zhì)變———生態(tài)、環(huán)境、土地污染、空氣污染、水污染以及轉(zhuǎn)基因和生物體變異。由于全球性物變態(tài)的升級(jí)，今天，物與人的關(guān)系已經(jīng)發(fā)生敵對(duì)性的轉(zhuǎn)變。當(dāng)此之際，可以說(shuō)考慮設(shè)計(jì)對(duì)生態(tài)、人類(lèi)生存環(huán)境的影響已經(jīng)成為所謂設(shè)計(jì)良知的首要內(nèi)容。對(duì)物的看護(hù)已上升為對(duì)所有設(shè)計(jì)者的首要道德要求。在晚期波德里亞看來(lái)，在克服現(xiàn)代性危機(jī)的種種方位中，唯有物才是打破無(wú)所不在的理性、無(wú)所不在的意義統(tǒng)治的希望之所在。“物是一個(gè)無(wú)法溶解的謎，因?yàn)樗皇撬约海膊恢浪约骸?Baudrllard 172)。它既沒(méi)有目的，也沒(méi)有意義，既不是主體，也不是客體，既沒(méi)有表象，也沒(méi)有深度。物就是一個(gè)大寫(xiě)的他者。在當(dāng)前語(yǔ)境下，物本身已經(jīng)成為一個(gè)有希望翻轉(zhuǎn)主客體關(guān)系的誘惑。設(shè)計(jì)的任務(wù)首要的不是在物中尋找詩(shī)意，而是要看護(hù)非人性的物和保護(hù)物的非人非世界性。在微觀的層面，設(shè)計(jì)必須具體而微地考量產(chǎn)品使用、操作過(guò)程中與生命安全、舒適感等等的交互影響。正如阿切惠斯對(duì)轎車(chē)保險(xiǎn)帶設(shè)計(jì)的分析，開(kāi)車(chē)如果不栓保險(xiǎn)帶車(chē)子就發(fā)不燃或者就發(fā)出讓人討厭的嘟嘟聲，這是一個(gè)典型的人車(chē)互動(dòng)的案例。實(shí)際上自發(fā)明以來(lái)，這一富于道德性的設(shè)計(jì)已經(jīng)挽救了無(wú)數(shù)人的生命。物美學(xué)是維貝克力圖在設(shè)計(jì)上用后現(xiàn)象學(xué)視野取代后現(xiàn)代設(shè)計(jì)文化研究的主要內(nèi)容。在他看來(lái)，由于后現(xiàn)代風(fēng)潮對(duì)產(chǎn)品差異性、獨(dú)特風(fēng)格的強(qiáng)調(diào)，所謂的藝術(shù)設(shè)計(jì)或“美學(xué)”已經(jīng)極大地窄化了真正美學(xué)所包含的內(nèi)容。美學(xué)已經(jīng)變成了關(guān)于物的美丑的關(guān)注:一種僅僅局限于視覺(jué)感官性的研究?？墒敲缹W(xué)(Aesthetics)原本是來(lái)自古希臘詞“aesthésis”，原意是“感覺(jué)的領(lǐng)悟”，因而美學(xué)應(yīng)該定位于包括人與世界之間的所有感覺(jué)聯(lián)系，簡(jiǎn)言之即整個(gè)感性世界的感知互動(dòng)領(lǐng)域。這樣，物美學(xué)就包括了物對(duì)于人與其世界關(guān)系形塑的所有方面，它不僅關(guān)涉視覺(jué)，也關(guān)涉聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)以及整個(gè)身體、氛圍等等的調(diào)節(jié)與互動(dòng)。而在本文看來(lái)，在今天設(shè)計(jì)的物美學(xué)維度更重要的是還擔(dān)負(fù)著在整個(gè)生活世界抵抗系統(tǒng)理性統(tǒng)治、實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代性分化的解分化使命。后現(xiàn)代世界無(wú)處不在的審美性滲透實(shí)際上已成為生活處處軟化、轉(zhuǎn)移、和解理性強(qiáng)制的重要力量。設(shè)計(jì)政治學(xué)是關(guān)注設(shè)計(jì)延伸于人際的結(jié)構(gòu)性關(guān)系調(diào)節(jié)。前述方桌和圓桌對(duì)人際平等與否的調(diào)節(jié)顯然是政治性的。國(guó)內(nèi)一些縣政府、法院大樓的夸張和飛揚(yáng)跋扈、動(dòng)車(chē)座位的刻板、學(xué)生食堂的粗糙、住院病房的等級(jí)等等都是政治性的。設(shè)計(jì)政治學(xué)考量的是設(shè)計(jì)之于人際結(jié)構(gòu)性關(guān)系的形塑和影響。自遠(yuǎn)古以來(lái)，物品的設(shè)計(jì)就一直不僅是審美性、道德性的，尤其是政治性的。所有人對(duì)人的監(jiān)管、強(qiáng)制、壓迫其實(shí)都是通過(guò)物的中介來(lái)實(shí)現(xiàn)的，物的系統(tǒng)實(shí)際上形塑和對(duì)應(yīng)著整個(gè)社會(huì)的嚴(yán)密等級(jí)秩序。在此意義上，人的自由首先是社會(huì)物序的開(kāi)放和自由，甚至可以說(shuō)，人類(lèi)社會(huì)最終解放的標(biāo)志就是物序的解放和自由。比如當(dāng)代西方，在政治上已經(jīng)是一個(gè)權(quán)利約法下的公民社會(huì)，自由和權(quán)利平等已經(jīng)是系列政治法律體制的基本內(nèi)涵，但是嚴(yán)重的貧富分化仍然導(dǎo)致了牢不可破的等級(jí)物序。物序的解放比政治的解放更遲緩和艱難。由于現(xiàn)代社會(huì)體制，等級(jí)身份的政治壟斷和強(qiáng)制已經(jīng)被取消———它體現(xiàn)在設(shè)計(jì)上就是傳統(tǒng)強(qiáng)制性等級(jí)符號(hào)系統(tǒng)的解體和實(shí)用設(shè)計(jì)的大規(guī)模興起。但是按波德里亞的分析，一種新的等級(jí)物序———物符碼系統(tǒng)的統(tǒng)治又在消費(fèi)社會(huì)呈現(xiàn)。因此，在消費(fèi)社會(huì)背景下，如何協(xié)調(diào)兩種追求———既追求普遍物序的開(kāi)放和自由，又追求產(chǎn)品質(zhì)量的提高成了擺在當(dāng)代思想界面前的難題。買(mǎi)東西，我們總是要求更好，然而物與物之間，只要形成系統(tǒng)，就必然出現(xiàn)好和不好的差異，而一個(gè)有序的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)必然會(huì)形成物品等級(jí)的系統(tǒng)編碼，否則市場(chǎng)的價(jià)格體系就會(huì)崩潰。這樣的悖謬人類(lèi)如何走出? 這是筆者現(xiàn)在仍未想清楚的———或者它干脆就是一個(gè)無(wú)解的難題?

總之，聯(lián)系本文的前后討論，人與物居間性展開(kāi)的諸維度實(shí)際上已經(jīng)敞開(kāi)了我們深度批判、思考現(xiàn)代設(shè)計(jì)的規(guī)范性基礎(chǔ)。人與物相互形塑的展現(xiàn)為我們確認(rèn)此規(guī)范性基礎(chǔ)提供了現(xiàn)象學(xué)根據(jù)。依據(jù)于此，一種超越科學(xué)主義的、批判的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論將不會(huì)為期太遠(yuǎn)。

作者：吳興明