模塊式范文10篇

高職院校已成為高等教育隊伍中的一個重要成員,高等職業(yè)教育的健康發(fā)展,對相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有不可忽視的推動作用。從學校小環(huán)境來看,高等職業(yè)院校若要創(chuàng)出特色、辦出水平、增強社會影響力,科學完善課程和教學建設是關(guān)鍵性的環(huán)節(jié);而高等數(shù)學是學生入學后首先接觸到的基礎課程,是理工農(nóng)等類專業(yè)的重要基礎課。在高職院校中,打好高等數(shù)學基礎,不論是對學生后繼專業(yè)課知識的學習、思維靈活性的培養(yǎng)、還是進一步升學考試,都有非常重要的影響。教師在課堂教學中嚴謹?shù)慕田L、敏捷的判斷能力和教學問題的靈活處理方式對學生的隱性教育作用,也是值得挖掘的教育因素。應進行必要的探究。對高等數(shù)學教學。

一、模塊教學的概念

過去幾年,一部分理工科學校借鑒發(fā)達國家流行的教育理論———CBE理論(“以能力為基礎”的理論),對專業(yè)課教學模式進行過改革,并且取得了比較理想的結(jié)果,積淀了一定的經(jīng)驗。上世紀90年代末,高等數(shù)學的教學改革開展得如火如荼:根據(jù)不同的目的和要求,模塊的劃分有多種形式,如鄭州電力高等專科學校在高等數(shù)學教學改革中取得了一定的經(jīng)驗,他們根據(jù)一定的分類標準,把高等數(shù)學課程分為三個教學模塊,即:數(shù)學理論(基本模塊)、數(shù)學實驗(擴展模塊)、數(shù)學建模(開發(fā)模塊);把數(shù)學建模作為高等數(shù)學的重要內(nèi)容之一,并把高等數(shù)學更名為《技術(shù)數(shù)學》[1]。有的學校打破了原有教材“以元為中心”的內(nèi)容體系的安排方式,遵循知識體系協(xié)調(diào)、有機銜接,解題過程向下兼容、學生建構(gòu)知識的原則,把高等數(shù)學設計為:極限模塊(一元和多元函數(shù)統(tǒng)一定義、極限和連續(xù)性統(tǒng)一講授)、微分模塊(一元和多元函數(shù)的微分)、積分模塊(定積分、重積分、線積分和面積分統(tǒng)一定義)、級數(shù)模塊、方程模塊等[2],并提出了相應的教學實施方法,取得了很好的結(jié)果。按照數(shù)學模塊設置有利于學校靈活安排課程、有利于學生的自主學習、利于教師的合作交流和科研能力成長以及有利于學校特色發(fā)展原則,并根據(jù)我們學院的實際狀況,可把高等數(shù)學劃分為:一元函數(shù)的極限與連續(xù)、一元函數(shù)的微積分、空間解析幾何與多元函數(shù)的微積分、級數(shù)和常微分方程等模塊,分兩個學期(一學年)完成。根據(jù)高職學生的人數(shù)和專業(yè)要求,制作多個并行授課計劃,實施大課堂多媒體教學,每個計劃由兩個教師按時間順序依次交替完成。在講學期間,每個人的周課時數(shù)相當于模塊教學實施前的兩倍或更多一些,實行教師定點教室教學,一人上課期間(見表1),另一人作簡單的輔助工作(比如適當聽課、輔助批改作業(yè)等),并及時與授課者進行交流;剩余的時間,可集中精力查閱資料,進行相應的科研工作,做到教學科研相輔相成,強化教師隊伍建設,促進教師個人和學院的健康發(fā)展。在教學實施的過程中總結(jié)經(jīng)驗,逐步完善模塊教學,形成我院自己具有特色的高等數(shù)學模塊教學理論與程式。

二、高等數(shù)學實施模塊教學的必要性

(一)高職院校學制的要求2004年2月28日,在全國高等職業(yè)教育第三次產(chǎn)學研結(jié)合經(jīng)驗交流會上,國家教育部部長周濟明確指出:高職教育主要任務是以相關(guān)產(chǎn)業(yè)為重點加速培養(yǎng)高技能緊缺人才,高職教育的學制由三年逐步過度到二年。從國家指令性計劃方面分析,高職高專教育的學制有進一步縮小的趨勢,這對高職教育提出了更高的要求和更艱巨的任務,在既要力保基礎文化課教育體系完善和專業(yè)課程縱向教學有一定深入的基礎上,又要適應學制壓縮的要求。因此作為基礎課的高等數(shù)學教學模式的改革應首當其沖。

(二)高職院校對教師的要求高職院校基礎課教師,雖然應把教學放在第一位,但科研活動也是不可缺少的。在課堂教學課時分散充斥整個學年的情況下,在盡職盡責處理教學工作的條件下,很少有足夠的精力和時間放在科研上。而實施模塊教學之后,有了集中的時間,就可以充分利用學校的教學科研資源,也可以外出學習先進經(jīng)驗,以盡可能快的速度縮小我們與知名院校的差距。所以,從學院大局著想,對相應學科實施模塊教學會利大于弊。

摘要：“模塊式”教學模式是一種重要的教學方法，將其引入大學體育教學實際應用中能有效解決客觀存在的諸多問題，對大學體育教學的推進起重要作用。結(jié)合當前大學體育教學實際情況，“模塊式”教學模式既推動了大學體育教學模式的創(chuàng)新，同時也推動了大學體育教學模式的改革，為大學體育教學發(fā)展奠定良好基礎，使大學體育教學能夠在教學科學性、教學針對性和教學實效性等方面得到顯著提升，在滿足大學體育教學需要的同時，也為大學體育教學提供必要的方法支持。

關(guān)鍵詞：大學體育;模塊式;教學模式;改革

從當前大學體育教學的實施來看，“模塊式”教育學模式的實施和推進，對于整個大學體育教學產(chǎn)生了明顯的影響。了解并掌握模塊式教學模式的特點，既有利于提高大學體育教學質(zhì)量，同時也能夠滿足大學體育教學的需要。因此，教師應該根據(jù)大學體育教學的現(xiàn)實特點和具體需求開展“模塊式”教學模式改革，對整個大學體育教學提供有力的支持，使“模塊式”教學能夠成為推動大學體育教學發(fā)展的重要力量，為體育教學事業(yè)的前行發(fā)展提供有力支持。

1大學體育推行“模塊式”教學改革的背景

1.1大學體育教學的必然需求。從目前大學體育教學的開展情況來看，“模塊式”教學對于傳統(tǒng)的大學體育教學模式變革產(chǎn)生了重要的影響。參照大學體育教學大綱要求得知，高校體育教學內(nèi)容多、難度大，傳統(tǒng)的教學模式已經(jīng)不能滿足學生日益增長的體育需求，進行體育教學模式的創(chuàng)新，迫在眉睫。采用有效的、受歡迎的新式教學模式，對于學生、教師乃至大學體育教學發(fā)展而言均具有重要意義。結(jié)合當前大學體育教學實際，“模塊式”教學改革是一種卓有成效的教學方式，對推動大學體育教學發(fā)展和改善大學體育教學質(zhì)量起推動作用。因此，“模塊式”教學是大學體育教學的必然需求，是大學體育教學在現(xiàn)階段教學過程中采取的先進教學方式之一。只有充分認識到這一點并積極推廣基于“模塊式”教學模式的改革，才能促使大學體育教學朝著正確的方向發(fā)展。由此可見，“模塊式”教學模式改革是現(xiàn)階段大學體育教學的必然需求。1.2大學體育教學改革的必然選擇。在大學體育教學改革中，如何提高改革的針對性和實效性，并根據(jù)教學改革的要求采取必要的優(yōu)化措施，對于大學體育教育改革的實施有著重要影響。“模塊式”教學已經(jīng)成為重要的教學方式，對整個教學效果的提高和教學水平的提升有著重要影響，依據(jù)“模塊式”教學模式推動教學改革，既是大學體育教學改革的重要發(fā)展方向，同時也是大學體育教學改革的重要內(nèi)容。基于這一特點，大學體育教學改革應當將“模塊式教學”作為改革的必然選擇，將其作為推動大學體育教學發(fā)展的重要方式，通過多學校協(xié)同試點推行，檢驗對比效果，為整個大學體育教學改革提供重要的思路支持。只有在教學實踐中不斷完善“模塊式”教學發(fā)揮其優(yōu)勢，才能夠保證大學體育教學改革得到有效的實施，并且在實施過程中取得積極效果。

2“模塊式”教學模式在大學體育中的應用

摘要：本論文按照《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》提出的“培養(yǎng)人才要更新觀念”的觀點，設計了模塊式管理新生班級的方案及可行性方法。

關(guān)鍵詞：大學班級模塊式管理方案

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010—2020年）》明確指出，培養(yǎng)人才要更新觀念。即樹立全面發(fā)展觀念，努力造就德智體美全面發(fā)展的高素質(zhì)人才。樹立人人成才觀念，面向全體學生，促進學生成長成才。樹立多樣化人才觀念，尊重個人選擇，鼓勵個性發(fā)展，不拘一格培養(yǎng)人才。樹立系統(tǒng)培養(yǎng)觀念，推進理論與實踐緊密結(jié)合，形成體系開放、機制靈活、渠道互通、選擇多樣的人才培養(yǎng)體制。按照綱要的教育方針，本文初步探討大學班級按照模塊式管理的方案。方案可行性設計如下：

本方案以高職學院一個新生班級為研究對象，對該班同學按照興趣和自身特點分為4個組。分別為學習組，就業(yè)組，志愿者組和打工組，每組以各組成員為核心，開展班級的各項活動。在此之前，本班級建立一個博客（），目的是通過博客這個平臺，及時的上傳活動計劃和結(jié)果，該博客是班級的靈魂，以博客主線樹立班級文化，即“心態(tài)決定一切”。通過對該班進行模塊式管理，樹立積極的班級文化，使班級具備良好的班風，學風。增強學生的團隊合作能力，愛崗執(zhí)行能力，完善學生的吃苦心態(tài)，感恩心態(tài)，繼而增加學生的自信心，使他們能夠通過三年大學的經(jīng)歷，樹立一個好的人生觀，并幫助學生做好職業(yè)生涯和人生生涯的規(guī)劃。

1.對象及分組原則

1.1對象

摘要：主要研究APON中155Mb/s突發(fā)式光收發(fā)模塊及其測試。對突發(fā)式發(fā)射模塊中的自動功率控制電路提出了采用峰值控制的方法；對突發(fā)式接收模塊采用了注入鎖相環(huán)法的快速同步技術(shù)和直流耦合的動態(tài)閾值判決方案；設計了信號模擬產(chǎn)生器測試系統(tǒng)檢測所研制的收發(fā)模塊的性能。

關(guān)鍵詞：突發(fā)模式峰值自動功率控制時鐘恢復動態(tài)閾值

近年來，突發(fā)模式的數(shù)據(jù)傳輸方式正越來越多地應用于數(shù)字通信系統(tǒng)中。這些系統(tǒng)通過光纖、無線和同軸電纜等媒質(zhì)實現(xiàn)點到多點的連接，其中以ATM為基礎的無源光網(wǎng)絡(APON)成為快速發(fā)展的寬帶技術(shù)之一。由于APON系統(tǒng)結(jié)合了ATM多業(yè)務、多比特率的支持能力和PON的透明寬帶傳輸能力，將成為未來實現(xiàn)寬帶接入乃至最終實現(xiàn)FYTH的重要方式。

APON系統(tǒng)的核心是在PON上采用TDMA方式傳輸ATM信元，物理層上下行方向一般采用TDM／TDMA技術(shù)。APON系統(tǒng)在下行方向以TDM的連續(xù)方式工作，容易實現(xiàn)；上行信號為TDMA方式，信號工作在突發(fā)模式下，是幅度不等、長度不同、時間間隔也不相同的脈沖串，由于上行信號的這一特點，突發(fā)式收發(fā)模塊設計與傳統(tǒng)收發(fā)模塊的沒計有很大不同，因而所采用的測試方法也不同。同時，由于以往所開發(fā)的突發(fā)式光收發(fā)模塊多在l00Mb／s以下的速率，國外雖對155Mb／s收發(fā)模塊有一些研究并開發(fā)出相應的產(chǎn)品，但由于其價格居高不下，因此有必要研究國內(nèi)自主開發(fā)的155Mb／s光收發(fā)模塊。

1突發(fā)式光發(fā)射模塊

APON系統(tǒng)中，光網(wǎng)絡單元(ONU)的發(fā)射機以突發(fā)模式工作，即只在分配給它的時隙內(nèi)才有功率輸出，在其他時間處于關(guān)斷狀態(tài)，因此光發(fā)射電路要求能夠快速地開啟和關(guān)斷，需要采用響應速度快的光源并采取一些者施以減少和補償突發(fā)時延。光發(fā)射模塊由光源、驅(qū)動電路和控制電路三部分組成，具有發(fā)射關(guān)斷和監(jiān)視輸出的功能，如圖1所示。圖1中的數(shù)據(jù)和信號由測試系統(tǒng)產(chǎn)生并提供。由于突發(fā)式光發(fā)射電路是多路輪流發(fā)射，突發(fā)式發(fā)射電路的工作空度比很大，所以自動功率控制(APC)電路不能采用平均功率控制方法，而必須采用峰值功率控制方法來穩(wěn)定發(fā)射光功率。為減少多路背景噪聲的疊加，采用了信號到來前4bit的預偏方式，并采用峰值功率控制穩(wěn)定發(fā)射光功率。發(fā)射的驅(qū)動電路采用突發(fā)式發(fā)射專用芯片LUBLD55。其控制信好中的framing由系統(tǒng)提供，而overhead信號則由模塊自行產(chǎn)生。LUBLDl55具有自動功率控制功能，在溫度和壽命的范圍內(nèi)，數(shù)字自動控制反饋回路使激光器在突發(fā)模式下保持恒定的光功率。自動功率控制電路如圖2所示。在第一個突發(fā)數(shù)據(jù)信號到來時，光二吸管的電容Cpd被預充電到一個已知的電壓Vpc。這洋在隨后的突發(fā)數(shù)據(jù)信號到來時，電容由來自光二極管的電流充電，同時由數(shù)據(jù)開關(guān)產(chǎn)生的電流脈沖和參考電流源Lref進行放電。當?shù)诙€突發(fā)信號結(jié)束時，電容的電壓Vx(標有X的節(jié)點無限地、并在每兩個突發(fā)信號之間進行更新以磕免發(fā)射數(shù)據(jù)的干擾。與預充的電壓Vpc用同步比較器進行比較，由比較結(jié)果決定計數(shù)器是提供還是。降低激光器的輸出功率。由于所選擇的功率標準是由數(shù)字的加／減計數(shù)器所存儲的，其保持時間是無限的，并在每兩個突發(fā)信號之間進行更新以避免發(fā)射數(shù)據(jù)的干擾。

摘要：針對車載、機載等嵌入式計算系統(tǒng)對小體積、低功耗、高計算能力等方面的要求，基于多核處理器設計了一款非對稱嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊，該模塊對外通過光纖互聯(lián)網(wǎng)絡和其余設備高速連通交互，具有良好的互連通性和互操作性。采用非對稱嵌入式系統(tǒng)架構(gòu)，模塊內(nèi)各處理器內(nèi)核可根據(jù)不同的任務等級或安全等級，部署不同的的任務，為整體提供公共計算能力同時時兼顧容錯特性，有助于上層管理系統(tǒng)動態(tài)規(guī)劃分配任務，提升系統(tǒng)性能。模塊可適配嵌入式實時操作系統(tǒng)，具備良好的計算能力和實時性。

關(guān)鍵詞：多核處理器；非對稱嵌入式系統(tǒng)；光纖互聯(lián)網(wǎng)絡

1概述

隨著半導體技術(shù)的發(fā)展，嵌入式電子系統(tǒng)逐步向著更高集成度不斷提升。以航空機載電子系統(tǒng)為例，在新型的綜合核心處理平臺上，既要保證具備足夠高的任務/數(shù)據(jù)可靠性，又要使計算節(jié)點/單元具有更高計算的性能、更低的功耗、占用更小的體積，因此多核處理器在機載計算等方面中得到廣泛的應用[1]。多核處理器通常在處理器芯片上集成兩個或兩個以上的內(nèi)核，作為提升處理器性能的主要方式之一，相比通過提升內(nèi)核主頻來提升處理器性能的方式，可有效地降低處理功耗，同時還可規(guī)避處理器的主頻提升帶來的技術(shù)瓶頸等問題[2]。相比單核處理架構(gòu)，多核處理器架構(gòu)功耗更低，通信延遲更低。多核處理器以自身的優(yōu)點在并行處理和高性能計算等方面得到了廣泛的應用。在嵌入式系統(tǒng)方面，根據(jù)多核處理器上各個核心是否運行相同的任務，嵌入式系統(tǒng)可以分為兩大類：（1）非對稱結(jié)構(gòu)，（2）對稱結(jié)構(gòu)。對稱結(jié)構(gòu)通常指在多核處理器的不同內(nèi)核心上運行或部署相同或類似的任務，不同核心對于頂層應用程序或子任務來說可近似認為對等。非對稱結(jié)構(gòu)通常指多核處理器的不同內(nèi)核心上運行或部署不同的任務，各核之間的使用可根據(jù)應用程序完成不同的任務，具有一定的獨立性[3]。在非對稱嵌入式系統(tǒng)每個核心可以運行自己的特殊任務，對上層管理系統(tǒng)而言，可近似認為不同核心分別為不同的計算資源，上層管理系統(tǒng)可根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)和系統(tǒng)實時的計算任務對不同核心資源進行動態(tài)分配，特別是在系統(tǒng)需要對不同安全等級或優(yōu)先等級的任務進行動態(tài)分配時，非對稱嵌入式系統(tǒng)具有無可比擬的優(yōu)勢。采用常見的多核處理器設計了一款非對稱嵌入式數(shù)據(jù)處理模塊，該模塊對外通過光纖互聯(lián)網(wǎng)絡和其余設備高速連通交互，具有良好的互連通性和互操作性。模塊可適配嵌入式實時操作系統(tǒng)，具備良好的計算能力和實時性。在此對該模塊設計從需求和軟硬架構(gòu)方面進行闡述。

2需求分析

隨著車載、機載等嵌入式計算系統(tǒng)的任務復雜程度的增加，對嵌入式電子設備提出更高的要求。數(shù)據(jù)處理模塊作為重要的計算資源，要求具備更多、更快的數(shù)據(jù)處理和任務處理能力，要求在相同體積及功耗下具備更高計算能力、更強的通信性能，且系統(tǒng)需具備足夠的靈活性，可以快速維修更換和系統(tǒng)擴展。從系統(tǒng)角度考慮，數(shù)據(jù)處理模塊需支持高速互聯(lián)總線，可接入整個機載或車載計算環(huán)境系統(tǒng)中，并為系統(tǒng)提供足夠的算例。在適配操作系統(tǒng)方面，和整個系統(tǒng)需保持一致，便于進行上層應用程序，并為應用程序擴展和移植打下良好的基礎。數(shù)據(jù)處理模塊硬件搭載與之配套軟件，可以完成系統(tǒng)要求的任務，為整個系統(tǒng)提供良好的計算資源及系統(tǒng)服務，可使上層應用安全穩(wěn)定地運行。充分考慮到整個系統(tǒng)資源共享及健康管理，要求數(shù)據(jù)處理模塊具備通用性，計算能力提供給整個系統(tǒng)實現(xiàn)資源共享，處理器內(nèi)部不同核之間具有一定的容錯特性。

摘要：隨著當今我過社會經(jīng)濟高速的發(fā)展中，舊的機械設計法已經(jīng)不滿足當今的要求。而是在舊的傳統(tǒng)型的機械設計法作為基礎之上又創(chuàng)立出一種新的理念－模塊化設計方法。而這一設計方法的推出，立即被廣泛的應用到機械設計理念當中，而本文就此將對模塊設計理念進行簡單的敘述，并對特點以及在實際當中的運用做一個論述，介紹模塊化設計方法的理念，并與現(xiàn)代機械設計之間的聯(lián)系于運作。

關(guān)鍵詞：模塊化設計;機械設計;運用操作

1前言

隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展下，越來越多的集中式體戶變?yōu)榱藗€體戶，更多的是要求機械制造商在制作的過程中降低成本。當然傳統(tǒng)的機械設計方法已經(jīng)不再適用于現(xiàn)在的要求了。而從設計的角度來看，我國模塊化設計方法在機械設計的運用中得到肯定，而這樣就可以縮短工期，從而降低機械制造陳本，所以說模塊化設計無論是從設計為理念還是制造上為基礎，都是機械制造商最好的選擇。

2模塊化設計的概念與特點

(1)模塊化設計方法是目前機械設計當中的一種尤為重要的方法，它指的是在進行機械化設計中，將原有得不同的部分規(guī)劃與想對應的模塊里，并對每個模塊的設計進行了全方位的思考，然后將其各個部位重新組裝在一起，最后完成整個機械設計的所有概念、內(nèi)容。在機械設計的過程中，要對模塊做好劃分，并且全方位做好規(guī)劃，確保知道每個模塊具有的功能，然后考慮到每個模塊相互之間組合在一起的意義。同時，還要保證每個模塊之間的獨立性能，并且做到能夠進行相互的更換，才能促進了系統(tǒng)功能的升級。模塊設計方法作為一種新的觀點理念，它本身具有顯著的特點存在著［1］。(2)模塊化在設計當中的主要方式分為以下幾種:①橫向式的模塊化設計方式，在不改變原產(chǎn)品的基礎上，利用到模塊化設計成變種形態(tài)的產(chǎn)品，而這種模塊化設計的形式容易實現(xiàn)操作、更易于廣為推出。②縱向式的模塊化設計方式，在不改變原產(chǎn)品的基礎上，在同一形式當中對不同規(guī)格的產(chǎn)品進行統(tǒng)籌的設計。③橫向式和跨系式的綜合型模塊化設計，當然，除了發(fā)展橫向式系列的產(chǎn)品以為，改變了某種模塊的設計還可以得到出了其他不同系類的產(chǎn)品，從而便于橫向系類和跨向系類模塊的設計。④全種系類的模塊化設計包括了縱向形式與橫向形式，而全種系類更是在基礎之上用于制造出類似于跨系列產(chǎn)品模塊化設計。(3)模塊化設計的推出方便了維修。模塊化設計方法能使維護變得簡單操作，以少量應多量，以及盡可能的投入少的生產(chǎn)得到多的產(chǎn)品的理念，以最具有劃算的方法滿足于現(xiàn)在各種需求。由于模塊化設計法本身具有可替換性，并且在當中出現(xiàn)了一個模塊的故障，那么在機械設計應用中就可以通過檢查，將出現(xiàn)問題的模塊部位進行更換即可，免去了不必要的資源流失。(4)模塊化設計方法節(jié)約成本。模塊化設計簡化了包裝的整個過程，以前機械制造商在包裝設備的時候只能根據(jù)產(chǎn)品自身的特點為其采取指定包裝過程。而這樣的范圍規(guī)定太過于狹小，設計出來的包裝只適合運用到同一種規(guī)模下的產(chǎn)品，然后其他的系列的產(chǎn)品又要從新制造出新的包裝，從而給包裝帶來很大的不方便。這樣不僅僅是在人力、物力上的一種鋪張浪費，更是難以提高機械制造商運行的成效。然而運用模塊化設計方法形成出的產(chǎn)品，在具體的運用中，能滿足于各種產(chǎn)品，從而使包裝簡單化。模塊化設計的方法能夠節(jié)省成本，并且可以用在于有較少的模塊當中去完成更多的機械的包裝上，從而有效的節(jié)省了資源的設計成本［2］。

摘要：解決城市消防車由于種類繁多導致的價格昂貴、體量龐大、功能單一、不易儲存等問題，并對云梯裝置進行了優(yōu)化改良。透過專家深度訪談的方式獲取設計需求網(wǎng)狀圖，再以專家問卷的方式選擇出提及頻次較高的問題進行優(yōu)化創(chuàng)新設計。設計提案以模塊化設計理念為指導，將原本單一存在的功能轉(zhuǎn)化為數(shù)個模塊化的組合。模塊化的車體設計，提高了現(xiàn)役城市消防車的實用性及功能性，降低了研發(fā)及制造成本。專家訪談有利于獲取潛在的設計需求，模塊化的設計理念優(yōu)化了城市消防車的功能系統(tǒng)，整合的研究方法確保了設計提案的可行性，可作為后續(xù)設計研究的參考。

關(guān)鍵詞：城市消防車;模塊化設計;云梯消防車;功能優(yōu)化設計;造型設計

我國人口數(shù)量位居全球第一，據(jù)國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，截止到2017年，中國的人口總數(shù)約為13億9008萬，其中，城市化人口比重約占58.52%[1]。聚集區(qū)人口密度較大存在各種安全問題的隱患，據(jù)應急管理部消防救援局統(tǒng)計，2018年全國發(fā)生火災23.7萬起，造成1407人死亡、798人受傷、直接財產(chǎn)損失達36.75億元，全國消防救援隊伍接警出動115.7萬起，出動消防救援人員1273.2萬人次，出動消防車輛219.3萬輛次[2]，由此可見，我國消防工作任務量巨大，及時提供更優(yōu)質(zhì)的消防設備迫在眉睫。其中，消防車使用頻率極高，且對于消防工作的展開至關(guān)重要。就城市消防車來說，容易受到交通、城市構(gòu)造、價格以及體積等因素影響，加之火情種類繁雜，現(xiàn)場情況多變，從而要求消防車具備多功能，以應對各種情況。文章針對上述情況，以模塊化的設計理念對城市消防車進行優(yōu)化設計。

一、專家訪談

為準確把握消防員對城市消防車的功能需求，設計團隊前往西安消防隊展開調(diào)研，以專家深度訪談的方式進行數(shù)據(jù)采集。設計團隊采訪了西安消防隊的在役消防員，通過提問的訪談方式最終確定以城市消防車作為個案展開研究。透過訪談了解到，我國城市消防車多為進口，進口價格超過100萬元/輛，其中，云梯消防車和排煙消防車等特殊功能消防車的價格比普通城市消防車高出幾倍，同時體積龐大，以致國內(nèi)消防隊中云梯消防車的配備率極低，就西安市消防隊而言，僅有一輛云梯消防車在役。在線下第二次調(diào)研中，設計團隊梳理了第一次訪談調(diào)研中得出的幾項重要問題，并搜尋了如圖1右側(cè)所示的幾款不同功能不同造型的消防車再次進行訪談調(diào)研。設計團隊通過訪談總結(jié)并整理出了消防員的設計需求網(wǎng)狀圖，如圖1所示，主要信息欄包括第一層（抽象形容詞）、第二層（原始評價）以及第三層（具體條件）三項。通過該網(wǎng)狀圖篩選出提及頻次最高的5項抽象形容詞，即實用性、多功能、安心感、造型感以及便利性，圍繞這幾項的原始評價和具體條件，設計團隊制作了一份具有針對性的城市消防車問卷調(diào)查，通過專家填寫來收集可靠數(shù)據(jù)，從而得出設計之初所要限定的設計范圍，即重點關(guān)注城市消防車的實用性、功能性以及機動性等問題。同時通過對問卷調(diào)查結(jié)果的統(tǒng)計分析，云梯消防車體積大不易存放等問題是主要待解決的問題，因此將此問題作為本文創(chuàng)新設計的目標。

二、模塊化設計理念

摘要：SA68D21DL是一種可在微機或單片機之間進行全雙工無線通信的數(shù)傳收發(fā)模塊，該模塊具有透明式數(shù)據(jù)傳輸、與上位機接口簡單方便、通信距離較遠、數(shù)據(jù)誤碼率低、可獨立工作、可組網(wǎng)應用等特點。文中介紹了SA68D21DL模塊的功能、特點、引腳分布，給出了SA68D21DL的典型應用電路和應用實例。

關(guān)鍵詞：計算機；無線數(shù)傳模塊；全雙工；SA68D21DL

1基本特點

對于移動或便攜式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及一些布線不便或布線成本過高的微機測控系統(tǒng)而言，采用無線數(shù)據(jù)傳輸是一種較好的選擇方案。由北京捷麥通信器材有限公司生產(chǎn)的SA68D21DL無線數(shù)據(jù)報警收發(fā)模塊就是一款可在微機與微機之間，或微機與單片機之間進行全雙工遠距離無線通信的收發(fā)模塊。該模塊還可組成最多65535點的單發(fā)多收或多發(fā)單收形式的無線局域網(wǎng)，且可脫離微機組成多點報警、遙控系統(tǒng)。該模塊的主要特點如下：

●采用透明式數(shù)據(jù)傳輸，無需改變原有系統(tǒng)通信程序及硬件連接方法；

●串口具有TTL、RS232、RS485等多種電平接口；

摘要：將電廠熱力系統(tǒng)的組成設備模塊化，用這些模塊可構(gòu)成任一復雜的熱力系統(tǒng)，并且設計出通用的模塊以適應任何熱力系統(tǒng)問題的計算分析。關(guān)鍵詞：熱力系統(tǒng)；模塊化；計算分析設計更完善的熱力系統(tǒng)和提高已投運的熱力系統(tǒng)的經(jīng)濟性，一直是國內(nèi)外動力行業(yè)努力的目標。由于電廠熱力系統(tǒng)的日益龐大化和復雜化，出現(xiàn)了熱力系統(tǒng)分析計算的模塊化方法。將熱力系統(tǒng)中的設備處理為模塊，用一組數(shù)學方程描述，以搭積木的方式，由模塊構(gòu)成任一熱力系統(tǒng)，從而得到一種適用范圍廣、應用簡單靈活能在計算機上實現(xiàn)的熱力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析計算方法。目前已有多個外國公司推出基于模塊化方法的商業(yè)軟件包，其中德國SofBid公司的EbsilonProfessional軟件是比較成熟和使用方便的，已有包括ABB、ALSTOM、CEE、SIEMENS等超過100個國際知名制造商和電力集團公司在使用，主要用于電廠設計、性能評估以及運行優(yōu)化。1熱力系統(tǒng)計算分析模塊化的概念現(xiàn)代電廠的熱力系統(tǒng)已相當復雜，但任何復雜的熱力系統(tǒng)不外乎是由若干個設備和管道連接構(gòu)成。如鍋爐、汽輪機組、凝汽器、換熱器、水泵、風機、閥門、三通管道等等。根據(jù)熱力系統(tǒng)這一特點，可以建立這樣的模塊化概念：用不同的模塊代表不同的設備，用線段代表管道；于是，以搭積木的方式，用有限個模塊和線段可靈活地構(gòu)成任一復雜的熱力系統(tǒng)圖。如圖1所示，用7種模塊構(gòu)成了一個典型的汽輪發(fā)電機組熱力系統(tǒng)。熱力系統(tǒng)計算模塊化有三個任務：1）建立模塊，用數(shù)學模型真實描述其物理對象。2）用模塊構(gòu)成待計算的熱力系統(tǒng)。3）研究系統(tǒng)的數(shù)學求解方法。2模塊設計方法不同模塊的設計思路是相同的，都是用數(shù)學方程描述模塊的能量守恒、質(zhì)量守恒、傳熱特性、流體力學特性，以及模塊的熱力學特性和幾何條件。這里，以分流三通為例，介紹模塊的設計過程。

圖2分流三通在分流三通（圖2）中，有如下關(guān)系：f(m1,m2,m3)=0此關(guān)系有幾種表達式，其中一種為：m1=m2+m3(2-1)當已知m1，m2，求m3時，令m1=m1*，m2=m2*，m3=m3′，帶入式（2－1）：則m1′=m2*+m3′（2－2）△m=m1*-m1′（2－3）式中：*—給定值；′—任意假定值（待定變量）。如果△m＝0，則m3′成為真實解。如果△m≠0，則修正m3′，反復上面的過程，一步步逼近最終解。當已知m1,m3，求m2時，令m1=m1，m3=m3*，m2=m2′，帶入式（2－1）,仍可得式（2－2）、（2－3）：m1′=m2′+m3*△m=m1*-m1′當△m＝0，則m2′成為真實解。這樣就提供了求解這兩個問題的途徑，即Min△m2s.t△m＝0采用一個合適的優(yōu)化技術(shù)，可讓△m一步步逼近于0，上述問題的假定值就一步步逼近于最終解。這樣，對于同一數(shù)學模型，求解不同的問題采用了相同的模式。求解分流三通的流量問題可用圖3表示。

圖3分流三通流量問題示意圖將這一概念加以擴展，可得到熱力設備模塊的一般模式，用圖4表示：

圖4一般模塊的示意圖圖注：j－第j種設備；Zj－未知矢量；Kj－表征設備特征的常數(shù)矢量；Uj*－表征設備當前特征的矢量；Yj*－已知矢量；Σ△Fj2－等式差值的平方和；△Fj－等式差值矢量。3模塊構(gòu)成熱力系統(tǒng)的方法模塊構(gòu)成熱力系統(tǒng)的實質(zhì)，是確定熱力系統(tǒng)中各模塊間的質(zhì)量和能量傳遞關(guān)系，為實施計算提供必要的信息（計算規(guī)模，待定變量，常數(shù)量，輸入量，輸出量）。模塊構(gòu)成熱力系統(tǒng)的最佳形式，應是模塊圖形化，由圖符和連線構(gòu)成系統(tǒng)，這樣構(gòu)造的圖形與機組實際的熱力系統(tǒng)圖非常相似，在系統(tǒng)圖上面向模塊可準確地輸入有關(guān)的信息。4熱力系統(tǒng)模塊化的數(shù)學計算方法通過模塊的建立和系統(tǒng)的構(gòu)成，可得到描述熱力系統(tǒng)的一套方程，求解這套方程即分析計算熱力系統(tǒng)。目前比較成熟的熱力系統(tǒng)數(shù)學計算方法是：將所有模塊的未知量作為待定變量，從一組初始值開始，用非線性規(guī)劃的技術(shù)求解，所有待定變量同時逼近最終解，直至滿足要求的精度。它的優(yōu)點是：提供了計算的靈活性，不需要人工確定計算過程，計算速度快。5熱力系統(tǒng)計算分析模塊化方法的應用實例使用模塊化方法對熱力系統(tǒng)進行分析是很方便和快捷的，目前已有多個外國公司推出基于模塊化方法的商業(yè)軟件包，德國SofBid公司的EbsilonProfessional軟件是其中比較成熟和使用方便的。EbsilonProfessional是德國sofbid公司推出的基于熱力系統(tǒng)計算分析模塊化方法的商業(yè)軟件包，目前已經(jīng)開發(fā)出87個模塊，包括鍋爐、汽輪機級組、燃氣輪機級組、凝汽器、加熱器、水泵、除氧器、發(fā)電機、冷卻塔、三通管道...等等，并且平均每年新開發(fā)2～3個模塊，使用這些模塊可以構(gòu)建任一類型的電廠系統(tǒng)圖；并采用圖形化界面，所有對象圖形化：模塊、管道、標注數(shù)據(jù)的十字和文本框，用戶可以根據(jù)模塊的外形就知道該模塊代表的設備，系統(tǒng)構(gòu)成一目了然，并且可根據(jù)需要在圖上標注出數(shù)據(jù)和備注文字。使用EbsilonProfessional軟件計算分析一個100MW機組的熱力系統(tǒng)。1）選擇適當?shù)哪K和管道，構(gòu)建出一個100MW機組的熱力系統(tǒng)圖（見圖5）。2）根據(jù)試驗結(jié)果給定各個設備模塊的特性參數(shù)，模擬出一個真實的系統(tǒng)。3）根據(jù)研究需要，改變系統(tǒng)中的某些參數(shù)（如初參數(shù)，背壓，循環(huán)水進水溫度，加熱器溫升，軸封漏汽量等等），重新計算出機組的最終出力，進而計算分析出對機組經(jīng)濟性的影響。①循環(huán)水進水溫度改變對機組經(jīng)濟性的影響。

循環(huán)水進水溫度設計值為20℃，熱耗為8841.4286kJ/kg（見圖5）。如果閉式循環(huán)系統(tǒng)的冷卻水塔運行惡化，改變循環(huán)水進水溫度輸入值為25℃，在其他參數(shù)不變的情況下，計算出機組熱耗為9009.6845kJ/kg（見圖6）。②加熱器溫升不足對機組經(jīng)濟性的影響。1號高加的設計溫升為38℃，出水溫度為198.6℃，熱耗為8841.4286kJ/kg（見圖5）。如果1號高加的溫升不足，只有30℃，改變1號高加出水溫度輸入值為190℃，在其他參數(shù)不變的情況下，計算出相應的熱耗為8870.7386kJ/kg。③機組初參數(shù)改變對機組經(jīng)濟性的影響。在額定負荷下，機組的初參數(shù)設計值為8.826MPa/535℃，設計熱耗為8841.4286kJ/kg。改變主汽壓力輸入值為9.2MPa，主汽溫度輸入值為530℃，在其他參數(shù)不變的情況下，計算出相應的熱耗為8834.7857kJ/kg。由以上可以看出，運用熱力系統(tǒng)計算分析的模塊化方法，可以很方便、直觀地對熱力系統(tǒng)進行計算分析和運行優(yōu)化。6結(jié)束語熱力系統(tǒng)計算分析的模塊化方法的正確性是無疑的，目前已有基于這種模塊化方法的商業(yè)軟件包推出，用戶運用該軟件進行熱力系統(tǒng)的各種計算分析和運行優(yōu)化，并根據(jù)結(jié)果完善系統(tǒng)，取得了較好的經(jīng)濟性。

摘要：液化石油氣又被稱為LNG，其要先汽化后經(jīng)過一系列的調(diào)壓、計量、加臭等處理，使LNG能夠輸送至管網(wǎng)系統(tǒng)當中。不過，由于管網(wǎng)系統(tǒng)存在較大溫差，并且含有易燃易爆介質(zhì)，這就需要相關(guān)人員在LNG供氣系統(tǒng)安裝時對工藝管線及設備等的布置有著嚴格的要求，不然會造成供氣系統(tǒng)安裝過程中存在安裝質(zhì)量較差、系統(tǒng)布置混亂等問題。針對這些問題，文章提出了模塊化設計安裝理念，以此確保LNG供氣系統(tǒng)得以正確合理的設計與安裝，以期能夠為相關(guān)人員帶來借鑒。

關(guān)鍵詞：模塊化；LNG；供氣系統(tǒng)；系統(tǒng)設計

目前，LNG已經(jīng)成為民眾生產(chǎn)生活中的重要清潔能源，在我國經(jīng)濟發(fā)展中起到至關(guān)重要的作用。LNG是通過供氣系統(tǒng)輸送到管網(wǎng)中進行使用的，由于LNG是以液體狀態(tài)存在的，這能夠使其運輸與存儲變得更加方便，不過在使用時卻需要將其進行汽化處理，以使其成為氣態(tài)天然氣，而這就需要通過調(diào)壓、計量、加臭等一系列的措施才能完成，由此可見，LNG供氣系統(tǒng)的設計及安裝相比于其他工藝管道來說是相對復雜的，并且在設計與安裝時也有著更加嚴格的要求。為了確保LNG供氣系統(tǒng)的設計及安裝變得規(guī)范化、合理化、安全化，本文通過對LNG供氣系統(tǒng)的設計與安裝進行經(jīng)驗總結(jié)，并結(jié)合模塊化設計理念，以此深入探討LNG供氣系統(tǒng)的設計與安裝工作。

1LNG供氣系統(tǒng)設計安裝中的模塊化思想

在LNG供氣系統(tǒng)設計安裝中，需要借助于模塊化思想來進行規(guī)范，以此確保供氣系統(tǒng)的設計與安裝能夠合理。模塊化思想本質(zhì)上是采取了分而治之的理念，其是將一個整體劃分為若干個子體，這些子體都是該整體的組成部分，這樣對這些子體進行控制也就變得比較簡單了。對LNG供氣系統(tǒng)進行模塊化設計與安裝，需要將該系統(tǒng)中功能相同或相似的單元部分進行分離處理，然后按照統(tǒng)一的標準化規(guī)范來進行簡化及歸并等操作，以使這些分離后的單元能夠獨立出來，而這些單元便是所謂的模塊。通過對這些模塊進行不同的組合，能夠產(chǎn)生許多新的工藝，而在模塊組合與分解過程中，便是所謂的模塊化。系統(tǒng)設計中的新工藝其實質(zhì)便是通用模塊與專用模塊組成后的整體。

2基于模塊化的LNG供氣系統(tǒng)設計