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[摘要]設(shè)計(jì)中所面臨的各種因素,如人機(jī)操作、使用物的功能與結(jié)構(gòu)、形態(tài)的人文特征等等,都反映了人―物、物―人交流的途徑與方式。而設(shè)計(jì)的核心是“人”。以前的人機(jī)界面是研究人一機(jī)矛盾,適用于物、理分析而缺乏創(chuàng)新分析,相對研究人―物―環(huán)境―信息關(guān)系的“設(shè)計(jì)藝術(shù)”則顯得較為片面。所以探討設(shè)計(jì)界面,即人―物、物―人界面是有意義的。
一、設(shè)計(jì)界面的涵義
界面的說法以往常見的是在人機(jī)工程學(xué)中?!叭藱C(jī)界面”是指人機(jī)間相互施加影響的區(qū)域,凡參與人機(jī)信息交流的一切領(lǐng)域都屬于人機(jī)界面。“而設(shè)計(jì)藝術(shù)是研究人一物關(guān)系的學(xué)科,對象物所代表的不是簡單的機(jī)器與設(shè)備,而是有廣度與深度的物;這里的人也不是“生物人”,不能單純地以人的生理特征進(jìn)行分析?!叭说某叨?,既應(yīng)有作為自然人的尺度,還應(yīng)有作為社會人的尺度;既研究生理、心理、環(huán)境等對人的影響和效能,也研究人的文化、審美、價值觀念等方面的要求和變化”。
設(shè)計(jì)的界面存在于人一物信息交流,甚至可以說,存在人物信息交流的一切領(lǐng)域都屬于設(shè)計(jì)界面,它的內(nèi)涵要素是極為廣泛的??蓪⒃O(shè)計(jì)界面定義為設(shè)計(jì)中所面對、所分析的一切信息交互的總和,它反映著人一物之間的關(guān)系。
二、設(shè)計(jì)界面的存在
美國學(xué)者赫伯特.A.西蒙提出:設(shè)計(jì)是人工物的內(nèi)部環(huán)境(人工物自身的物質(zhì)和組織)和外部環(huán)境(人工物的工作或使用環(huán)境)的接合。所以設(shè)計(jì)是把握人工物內(nèi)部環(huán)境與外部環(huán)境接合的學(xué)科,這種接合是圍繞人來進(jìn)行的?!叭恕笔窃O(shè)計(jì)界面的一個方面,是認(rèn)識的主體和設(shè)計(jì)服務(wù)的對象,而作為對象的“物”則是設(shè)計(jì)界面的另一個方面。它是包含著對象實(shí)體、環(huán)境及信息的綜合體,就如我們看見一件產(chǎn)品、一棟建筑,它帶給人的不僅有使用的功能、材料的質(zhì)地,也包含著對傳統(tǒng)思考、文化理喻、科學(xué)觀念等的認(rèn)知?!叭魏我患髌返膬?nèi)容,都必須超出作品中所包含的那些個別物體的表象?!狈治觥拔铩币簿头治隽嗽O(shè)計(jì)界面存在的多樣性。
為了便于認(rèn)識和分析設(shè)計(jì)界面,可將設(shè)計(jì)界面分類為:
1)功能性設(shè)計(jì)界面接受物的功能信息,操縱與控制物,同時也包括與生產(chǎn)的接口,即材料運(yùn)用、科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用等等。這一界面反映著設(shè)計(jì)與人造物的協(xié)調(diào)作用。
2)情感性設(shè)計(jì)界面即物要傳遞感受給人,取得與人的感情共鳴。這種感受的信息傳達(dá)存在著確定性與不確定性的統(tǒng)一。情感把握在于深入目標(biāo)對象的使用者的感情,而不是個人的情感抒發(fā)。設(shè)計(jì)師“投入熱情,不投入感情”,避免個人的任何主觀臆斷與個性的自由發(fā)揮。這―界面反映著設(shè)計(jì)與人的關(guān)系。
3)環(huán)境性設(shè)計(jì)界面外部環(huán)境因素對人的信息傳遞。任何一件或一個產(chǎn)品或平面視覺傳達(dá)作品或室內(nèi)外環(huán)境作品都不能脫離環(huán)境而存在,環(huán)境的物理?xiàng)l件與精神氛圍是不可忽缺的界面因素。
應(yīng)該說,設(shè)計(jì)界面是以功能性界面為基礎(chǔ),以環(huán)境性界面為前提,以情感性界面為重心而構(gòu)成的,它們之間形成有機(jī)和系統(tǒng)的聯(lián)系。
三、設(shè)計(jì)界面存在的方法論意義
當(dāng)機(jī)械大工業(yè)發(fā)展起來的時候,如何有效操縱和控制產(chǎn)品或機(jī)械的問題導(dǎo)致了人機(jī)工程學(xué)。二戰(zhàn)后,隨著體力的簡單勞動轉(zhuǎn)向腦力的復(fù)雜勞動,人體工學(xué)也進(jìn)一步地?cái)U(kuò)大到人的思維能力的設(shè)計(jì)方面,“使設(shè)計(jì)能夠支持、解放、擴(kuò)展人的腦力勞動”。在目前的知識經(jīng)濟(jì)時代,在滿足了物質(zhì)需求的情況下,人們追求自身個性的發(fā)展和情感訴求,設(shè)計(jì)必須要著重對人的情感需求進(jìn)行考慮。設(shè)計(jì)因素復(fù)雜化導(dǎo)致設(shè)計(jì)評價標(biāo)準(zhǔn)困難化。一個個性化的設(shè)計(jì)作品能否被消費(fèi)者所認(rèn)同?新產(chǎn)品開發(fā)能不能被市場所接受?在目前,我國大部分企業(yè)實(shí)力還并不強(qiáng)大,設(shè)計(jì)開發(fā)失利承受力還不很強(qiáng)的情況下,如何系統(tǒng)地、有根據(jù)地認(rèn)識、評價設(shè)計(jì),使其符合市場,就需要對設(shè)計(jì)因素再認(rèn)識。利用界面分析法,正是使設(shè)計(jì)因素條理化,避免將人作為“生物人”的片面和走出籠統(tǒng)地說“設(shè)計(jì)=科學(xué)十藝術(shù)”的簡單誤區(qū)。
現(xiàn)代的人機(jī)工程學(xué)和消費(fèi)心理學(xué)為設(shè)計(jì)提供了科學(xué)的依據(jù),它們的成功就在于實(shí)驗(yàn)、調(diào)查和數(shù)理表述,是較為可系的。同樣對設(shè)計(jì)藝術(shù)而言,進(jìn)行設(shè)計(jì)界面的分析,也要有生理學(xué)、心理學(xué)、文化學(xué)、生物學(xué)、技術(shù)學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)。從理論上來說,它要直接建立在信息論和控制論的基礎(chǔ)之上。相對于機(jī)械、電子設(shè)計(jì)和人機(jī)設(shè)計(jì),以往人機(jī)界面設(shè)計(jì)把握了技術(shù)科學(xué)的認(rèn)識和手段,忽視了人文科學(xué)觀念與思想。它的界面設(shè)計(jì)只能存在于局部的思考范圍內(nèi),只成為一個設(shè)計(jì)的階段。
有人以功能論來評判設(shè)計(jì)。“功能決定形態(tài)”曾是20世紀(jì)上半葉的設(shè)計(jì)格言,它的提法是片面的。這是因?yàn)椋旱谝唬δ懿皇菃我坏?,它包括使用功能、審美功能、社會功能、環(huán)境功能等。“過分追求單一的功能會導(dǎo)致將許多重要內(nèi)容(裝飾性、民族性、中間性)被排斥掉”。而且“有些內(nèi)容并不是‘功能’的概念所能包括了的,更何況物質(zhì)和精神的內(nèi)容也并不是時時處處等質(zhì)等量的融洽在一個統(tǒng)一體中,隨產(chǎn)品的不同、時期的不同,它們各自的主次地位也隨之變化”。在現(xiàn)今信息技術(shù)高度發(fā)展的時代,情感因素越來越成為設(shè)計(jì)的主要方面。物質(zhì)意義上的功能在保持其基礎(chǔ)地位的情況下,卻日益不能代表情感訴求的表述;第二,按“形態(tài)服從功能”而設(shè)計(jì)的產(chǎn)品,對于不熟悉它的使用者來說是難以理解的,產(chǎn)品要為人們所理解,必須要借助公認(rèn)的信碼,即符號系統(tǒng);第三,滿足同一功能的產(chǎn)品形態(tài)本來就不是唯一的,象汽車等成熟的產(chǎn)品,年度換型計(jì)劃等措施成為商品經(jīng)濟(jì)中日益不可避免的現(xiàn)象。社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定程度,才能出現(xiàn)設(shè)計(jì)的專業(yè)需求,而這時人們的基本物質(zhì)需求已能滿足,簡單地以物質(zhì)來決定設(shè)計(jì)是不恰當(dāng)?shù)摹?/p>
相反,設(shè)計(jì)界面體現(xiàn)了人一物交流信息的本質(zhì),也是設(shè)計(jì)藝術(shù)的內(nèi)涵,它包括了設(shè)計(jì)的方方面面,明確了設(shè)計(jì)的目標(biāo)與程序。
四、設(shè)計(jì)界面的分析
按照設(shè)計(jì)界面的三類劃分,有助于考察設(shè)計(jì)界面的多種因素。當(dāng)然,應(yīng)該說設(shè)計(jì)界面的劃分是不可能完全絕對的,三類界面之間有涵義上也可能交互與重疊,如宗教文化是一種環(huán)境性因素,但它帶給信仰者的往往更多的卻是宗教的情感因素。在這里環(huán)境性和情感性是不好區(qū)分的,但這并不妨礙不同分類之間所存在的實(shí)質(zhì)性的差異。
1功能性界面
對功能性界面來說,它實(shí)現(xiàn)的是使用性內(nèi)容,任何‘件產(chǎn)品或內(nèi)外環(huán)境或平面視覺傳達(dá)作品,其存
在的價值首要的是在于使用性,由使用性牽涉到多種功能因素的分析及實(shí)現(xiàn)功能的技術(shù)方法與材料運(yùn)用。在這一方面,分析思維作為一種理性思維而存在。如果作為一種處理方式來設(shè)計(jì)產(chǎn)品,則這種產(chǎn)品會使多種特征性(如民族性、純粹性)因素中性化,如果去除產(chǎn)品商標(biāo),就很難認(rèn)出是哪國的或哪個公司的產(chǎn)品。當(dāng)然,這方面也說明了產(chǎn)品中存在著共同性因素,它使全人類能做出同樣的反應(yīng)。人的感覺和判斷能力有著國際性的、客觀性的特征。
功能性界面設(shè)計(jì)要建立在符號學(xué)的基礎(chǔ)上。國際符號學(xué)會對符號學(xué)所下定義是:符號是關(guān)于信號標(biāo)志系統(tǒng)(即通過某種渠道傳遞信息的系統(tǒng))的理論,它研究自然符號系統(tǒng)和人造符號系統(tǒng)的特征。廣義的說,能夠代表其他事物的東西都是符號,如字母、數(shù)字、儀式、意識、動作等,最復(fù)雜的一種符號系統(tǒng)可能就是語言。設(shè)計(jì)功能界面,不可避免地要讓使用者明白功能操作。每一操作對人來說應(yīng)是符合思維邏輯的,是人性的,而對機(jī)械、電子來說則應(yīng)是準(zhǔn)確的、確定無疑的,這雙方的信息傳遞是功能界面的核心內(nèi)涵。
2情感性界面
一個家庭裝飾要賦予人家居的溫馨,一副平面作品要以情動人,一件宗教器具要體現(xiàn)信仰者的虔誠。其實(shí)任何一件產(chǎn)品或作品只有與人的情感產(chǎn)生共鳴才能為人所接受,“敝帚自珍”正體現(xiàn)著人的感情寄托,也體現(xiàn)著設(shè)計(jì)作品的魅力所在。
現(xiàn)代符號學(xué)的發(fā)展也日益這一領(lǐng)域開拓,以努力使這種不確定性得到壓縮,部分加強(qiáng)理性化成分。符號學(xué)逐漸應(yīng)用于民俗學(xué)、神話學(xué)、宗教學(xué)、廣告學(xué)等領(lǐng)域,如日本符號學(xué)界把符號學(xué)用于認(rèn)識論研究,考察認(rèn)識知覺、認(rèn)識過程的符號學(xué)問題。同時,符號學(xué)還用于分析利用人體感官進(jìn)行的交際,并將音樂、舞蹈、服裝、裝飾等都作為符號系統(tǒng)加以分析研究,這都為設(shè)計(jì)藝術(shù)提供了寶貴與有借鑒價值的情感界面設(shè)計(jì)方法與技術(shù)手段。
3環(huán)境性界面
任何的設(shè)計(jì)都要與環(huán)境因素相聯(lián)系,它包括社會、政治和文化等綜合領(lǐng)域。處于外界環(huán)境之中,“是以社會群體而不是以個體為基礎(chǔ)的”,所以環(huán)境性因素一般處于非受控與難以預(yù)見的變化狀態(tài)。
聯(lián)系到設(shè)計(jì)的歷史,我們可以利用藝術(shù)社會學(xué)的觀點(diǎn)去認(rèn)識各時期的設(shè)計(jì)潮流。18世紀(jì)起,西方一批美學(xué)家已注意到藝術(shù)創(chuàng)造與審美趣味深受地理、氣候、民族、歷史條件等環(huán)境因素的影響。法國實(shí)證主義哲學(xué)家孔德指出:“文學(xué)藝術(shù)是人的創(chuàng)造物,原則上是由創(chuàng)造它的人所處的環(huán)境條件決定。”法國文藝?yán)碚摷业ぜ{認(rèn)為“物質(zhì)文明與精神文明的性質(zhì)面貌都取決于種族、環(huán)境、時代三大因素”。無論是工藝美術(shù)運(yùn)動、包豪斯現(xiàn)代主義或20世紀(jì)80年代的反設(shè)計(jì),現(xiàn)代的多元化,“游牧主義”(Nemadism)都反映著環(huán)境因素的影響。
環(huán)境性界面設(shè)計(jì)所涵蓋的因素是極為廣泛的,它包括有政治、歷史、經(jīng)濟(jì)、文化、科技、民族等,這方面的界面設(shè)計(jì)正體現(xiàn)了設(shè)計(jì)藝術(shù)的社會性。
以上說明了設(shè)計(jì)藝術(shù)界面存在的特征因素,說明在理性與非理性上都存在明確、合理、有規(guī)則、有根據(jù)的認(rèn)識方法與手段。
成功的作品都是完善地處理了這三個界面的結(jié)晶。如貝聿銘設(shè)計(jì)的盧浮宮擴(kuò)建工程,功能性處理得很好,沒有屈從于形式而損害功能;但同時又通過新材料及形式反映新的時代性特征及美學(xué)傾向,這是環(huán)境性界面處理的典范;人們觀看盧浮宮,不是回到古代,而是以新的價值觀去重新審視、欣賞,它的三角形外觀符合了人們的心理期望,這是情感性界面處理的極致。
五、設(shè)計(jì)界面的運(yùn)用原則
1)合理性原則,即保證在系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的合理與明確。
任何的設(shè)計(jì)都既要有定性也要有定量的分析,是理性與感性思維相結(jié)合。努力減少非理性因素,而以定量優(yōu)化、提高為基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)不應(yīng)人云亦云,一定要在正確、系統(tǒng)的事實(shí)和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行嚴(yán)密地理論分析,能以理服人、以情感人。
2)動態(tài)性原則,即要有四維空間或五維空間的運(yùn)作觀念。一件作品不僅是二維的平面或三絕的立體,也要有時間與空間的變換,情感與思維認(rèn)識的演變等多維因素。
3)多樣化原則,即設(shè)計(jì)因素多樣化考慮。當(dāng)前越來越多的專業(yè)調(diào)查人員與公司出現(xiàn),為設(shè)計(jì)帶來豐富的資料和依據(jù)。但是,如何獲取有效信息,如何分析設(shè)計(jì)信息實(shí)際上是一個要有創(chuàng)造性思維與方法的過程體系。
4)交互性原則,即界面設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)交互過程。一方面是物的信息傳達(dá),另一方面是人的接受與反饋,對任何物的信息都能動地認(rèn)識與把握。
5)共通性原則,即把握三類界面的協(xié)調(diào)統(tǒng)一,功能、情感、環(huán)境不能孤立而存在。
六、設(shè)計(jì)界面的應(yīng)用方法
設(shè)計(jì)界面所包含的因素是極為廣泛的,但在運(yùn)用中卻只能有側(cè)重、有強(qiáng)調(diào)的把握。設(shè)計(jì)因素雖多,但它仍是一個不可分割的整體。它的結(jié)果是物化的形,但這個形卻是代表了時代、民族等方面的意識,并最終反映出人的“美”的心理活動。
設(shè)計(jì)界面的運(yùn)用,核心是設(shè)計(jì)分析。在一些國際性的大公司,如索尼、松下、柯尼卡等,都有許多的成功案例可為借鑒。如柯尼卡公司設(shè)計(jì)其相機(jī)時,首先不是去繪制“美”的形和考慮技術(shù)的進(jìn)步,而是進(jìn)行對象人的日常行為分析,作出故事版(STORY)。它先假定對象人的年齡為35歲,名:Xxxx,從而分析他的家庭、喜好與憎惡,分析他的日常行為,進(jìn)而考察其人在什么場合需要僚機(jī),從而為設(shè)計(jì)提供概念(CONCEPT)與目標(biāo)(TARGET),進(jìn)行設(shè)計(jì)。經(jīng)過分析,設(shè)計(jì)師有了明確的概念與目標(biāo),并隨信息的交互產(chǎn)生了創(chuàng)造力。
西方的設(shè)計(jì)思想在70年代已開始滲入中國,但在較普遍的把工業(yè)設(shè)計(jì)的理念導(dǎo)入企業(yè)的經(jīng)營活動方面,中國的家具企業(yè)可以說才剛剛開始。如今我國的家具企業(yè)已經(jīng)從“無設(shè)計(jì)”或“仿設(shè)計(jì)”開始逐步過渡到“有設(shè)計(jì)”階段。家具市場決定了生產(chǎn)廠商必須適應(yīng)市場的新變化,走出自己的戰(zhàn)略性的一步,制定自己的獨(dú)特的品牌道路。這就決定了企業(yè)必須加大對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重視力度,采用科學(xué)的設(shè)計(jì)方法。
戰(zhàn)略設(shè)計(jì)時代的到來
多年來,家具行業(yè)的發(fā)展造就了很多老板型的設(shè)計(jì)師,抄襲國外家具成為絕大多數(shù)廠商進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的源泉,完全忽視了企業(yè)的原創(chuàng)設(shè)計(jì)。對于許多家具企業(yè)在設(shè)計(jì)實(shí)踐中去卻沒有找到一條行之有效的設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的過程中,往往為設(shè)計(jì)而設(shè)計(jì),對于設(shè)計(jì)的目的,設(shè)計(jì)的思路,設(shè)計(jì)的對象缺乏系統(tǒng)性的認(rèn)識。然而隨著知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù),資料流通的限制都讓很多以抄襲為生的廠商黯然退出了家具市場。
在這里,作者將根據(jù)設(shè)計(jì)創(chuàng)新的理論并結(jié)合自己多年的家具設(shè)計(jì)體驗(yàn),探討戰(zhàn)略競爭時代的戰(zhàn)略設(shè)計(jì)方法,也正是大多數(shù)企業(yè)所最缺乏的,戰(zhàn)略設(shè)計(jì)方法的核心問題——設(shè)計(jì)創(chuàng)新。
設(shè)計(jì)核心競爭力,概括來說,就是創(chuàng)新=用戶行為觀察+科學(xué)的設(shè)計(jì)方法。即把“設(shè)計(jì)”所具有的解決問題的才能應(yīng)用到解決企業(yè)面臨的所有戰(zhàn)略性問題上。用客觀、坦率的態(tài)度明確問題,明確行動目標(biāo),然后以專業(yè)方法組織專業(yè)力量解決問題的過程。
例如,我們在酒店賓館洗手間經(jīng)常見到的烘干機(jī),起初設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是比較方方正正的造型,而且采用觸摸開關(guān)操作,開關(guān)的設(shè)計(jì)很小。在使用過程中,男性消費(fèi)者多順手將煙頭等物放于其上;作為公共用具,更多消費(fèi)者并不愿意用手觸摸作為按鈕,而是選擇用肘部或者手背來擊打按鈕。后來,日本一家大型企業(yè)要求改良此產(chǎn)品,設(shè)計(jì)師通過長時間對消費(fèi)者的行為進(jìn)行觀察,及時發(fā)現(xiàn)了這些問題,將產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)為上部較小的弧線型造型;也采用感應(yīng)裝置取代了按鈕開關(guān)。通過這些改進(jìn),使之成為受公眾歡迎的產(chǎn)品。
上述事例表明,隨著科技的日新月異和競爭層次的提高,設(shè)計(jì)已成為企業(yè)的戰(zhàn)略制高點(diǎn),現(xiàn)代工業(yè)已悄然進(jìn)入“戰(zhàn)略設(shè)計(jì)時代”。
家具設(shè)計(jì)應(yīng)考慮消費(fèi)者的需求
對于現(xiàn)在的很多家具企業(yè),很多設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)過程中,沒有認(rèn)真按照前面5個步驟去做。而進(jìn)行盲目的所謂“研發(fā)設(shè)計(jì)”,而忽視了消費(fèi)者,沒有真正體現(xiàn)設(shè)計(jì)的目的——滿足消費(fèi)者的需求,其實(shí)不管是家具企業(yè)還是家具設(shè)計(jì)師,我們都應(yīng)該知道,設(shè)計(jì)的產(chǎn)品所針對的應(yīng)該是消費(fèi)者,作為一名設(shè)計(jì)師,如果不會觀察用戶行為,不知道人們真正想要的是什么,那他所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品也就成為無源之水,無根之木,缺乏可持續(xù)發(fā)展的生命力。
關(guān)鍵詞:變電所配電所存在問題規(guī)范
10、6kV配電所及10、6/0.4kV變電所設(shè)計(jì),是工程建設(shè)中非常普通又非常重要的一項(xiàng)工作,其規(guī)范性和技術(shù)性都很強(qiáng),許多方面涉及到國家強(qiáng)制性條文的貫徹落實(shí)。要做好變配電所設(shè)計(jì)既要執(zhí)行國家現(xiàn)行的有關(guān)規(guī)范和規(guī)程,又要滿足當(dāng)?shù)毓╇姴块T的具體要求,否則會出現(xiàn)種種問題,影響設(shè)計(jì)質(zhì)量和工程進(jìn)度。為了做好變配電所的設(shè)計(jì),現(xiàn)將本人在審查我院變配電所設(shè)計(jì)圖紙時發(fā)現(xiàn)各種問題中的一部分整理出來,進(jìn)行簡要的分析,與大家相互交流,以便共同提高。
1.變電所和配電所的名稱工程設(shè)計(jì)在使用名詞術(shù)語時要力求準(zhǔn)確,不能隨意。在具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)文件中不宜籠統(tǒng)使用“變配電所”這一名稱?!白兣潆娝笔亲冸娝团潆娝慕y(tǒng)稱,僅用于泛指。具體談到某種類別或某一個體時,應(yīng)分別稱為“變電所”或“配電所”。在GB50053-94《10kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》中,“變電所”的解釋是“10kV及以下交流電源經(jīng)電力變壓器變壓后對用電設(shè)備供電”:“配電所”的解釋是“所內(nèi)只有起開閉和分配電能作用的高壓配電裝置,母線上無主變壓器”。在變電裝置與配電裝置均有時,以升降壓為主要功能包括附有高、中壓配電裝置者,稱為“變電所”“以中壓配電為主要功能包括附有3~10/0.4kV變壓器者,稱為”配電所“。一項(xiàng)工程具有多個變電所時,應(yīng)以所在建筑物的名稱或用流水號對各變電所分別命名。
2.帶電導(dǎo)體系統(tǒng)的型式和系統(tǒng)接地的型式根據(jù)國際電工委員會IEC-TC64第312條,配電系統(tǒng)的型式有兩個特征,即帶電導(dǎo)體系統(tǒng)的型式,如三相四線制,和系統(tǒng)接地的型式如TN-C-S系統(tǒng)。在正式文件中不得把三相四線制的TN-S系統(tǒng)稱為“三相五線制”。在GB50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》第37頁“名詞解釋”中已明確指出,“三相四線制是帶電導(dǎo)體配電系統(tǒng)的型式之一,三相指L1、L2、L3三相,四線指通過正常工作電流的三根相線和一根N線,不包括不通過正常工作電流的PE線”。它并進(jìn)一步闡明“TN-C、TN-C-S、TN-S、TT等接地型式的配電系統(tǒng)均屬三相四線制”。在我國低壓配電電壓應(yīng)采用220V/380V.帶電導(dǎo)體系統(tǒng)的型式宜采用單相二線制、兩相三線制、三相三線制和三相四線制。在設(shè)計(jì)文件中,對TN-S與TN-C-S接地型式的劃定有時混淆不清。系統(tǒng)的接地型式一般是就一個變電所或一臺變壓器的供電范圍而言。中性線N線和保護(hù)線PE線僅在局部范圍內(nèi),如一棟樓或一層樓分開時,應(yīng)稱TN-C-S系統(tǒng)。TN系統(tǒng)中某一剩余電流保護(hù)器負(fù)荷側(cè)電氣裝置的外露導(dǎo)電體單獨(dú)接地時,可稱為局部TT系統(tǒng)。
3.分級分類術(shù)語和標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量單位設(shè)計(jì)文件中的各種分級、分類等名詞術(shù)語,應(yīng)與國家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一,不得混淆。如經(jīng)常使用的術(shù)語:電力負(fù)荷應(yīng)稱為一、二、三級負(fù)荷,這里用“級”不用“類”;防雷建筑稱為一、二、三類防雷建筑物,這里用“類”不用“級”新的防雷規(guī)范不再分工業(yè)、民用,屋面避雷網(wǎng)的網(wǎng)格大小也應(yīng)以新規(guī)范為準(zhǔn);爆炸性氣體環(huán)境危險(xiǎn)區(qū)域分為0、1、2區(qū),爆炸性粉塵環(huán)境危險(xiǎn)區(qū)域分為10、11區(qū),火災(zāi)危險(xiǎn)區(qū)域分為21、22、23區(qū),這里均用“區(qū)”不用“級”或“類”;而火藥、炸藥、彈藥及火工品危險(xiǎn)場所電氣分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類危險(xiǎn)場所,這里用“類”不用“區(qū)”。其他的名詞術(shù)語也應(yīng)正確使用,如在正式文件中應(yīng)使用“斷路器”、“變電所”,而不宜使用“自動開關(guān)”、“變電站”等等,不一一列舉。計(jì)量單位的標(biāo)準(zhǔn)符號要正確,字母的大小寫不能隨意。如A、V、W、kV、kW、kVA、kvar、lx、km等應(yīng)一律使用法定計(jì)量單位,特別要注意單位符號字母的大小寫要正確,凡由人名轉(zhuǎn)化來的單位符號如A、V、W、N、Pa和兆以上的詞頭符號如M、G均應(yīng)大寫;除此之外,則一律小寫,如kV、MW、kvar、km等。有關(guān)計(jì)量單位的資料,可參閱“工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊”第十六章第773~783頁。
4.對土建的要求在GB50053-94《10kV及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確規(guī)定了變電所所址選擇和對建筑等有關(guān)專業(yè)的要求,在執(zhí)行中我們還存在不少具體問題,現(xiàn)僅列舉以下幾例略加分析,今后設(shè)計(jì)時應(yīng)予以重視。
1)防火挑檐:車間附設(shè)變電所選用油浸電力變壓器時,有的未在變壓器室大門的上方設(shè)置防火挑檐。在工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制性條文GB50053-94的第6.1.8條,規(guī)定“在多層和高層主體建筑物的底層布置有可燃性油的電氣設(shè)備時,其底層外墻開口部位的上方應(yīng)設(shè)置寬度不小于1.0m的防火挑檐”。
2)安全出口:有的設(shè)計(jì)在長度大于7m的配電室僅設(shè)一個出口或設(shè)兩個出口但靠近同一端。這不符合GB50053-94第6.2.6條的規(guī)定,規(guī)范要求“長度大于7m的配電室應(yīng)設(shè)兩個出口,并宜布置在配電室的兩端”。
3)梁高:有的設(shè)計(jì)在考慮室內(nèi)凈高時未計(jì)及梁的高度。由于變配電所的跨度較大,有時梁的高度可達(dá)800mm左右,故在提土建條件層高時應(yīng)考慮梁的高度。
4)值班室:有的設(shè)計(jì)將值班室設(shè)在交通不便的里角。這不符合GB50053-94的第4.1.6條規(guī)定,該條規(guī)定“有人值班的配電所,應(yīng)設(shè)單獨(dú)的值班室。高壓配電室與值班室應(yīng)直通或經(jīng)過通道相通,值班室應(yīng)有直接通向戶外或通向走道的門。”
5)電纜溝:有的變電所內(nèi)雙排布置的低壓配電屏僅在屏底和后側(cè)設(shè)置地溝,兩排屏的溝之間互不連通。為了方便電纜的進(jìn)出和今后線路的調(diào)整,宜將所內(nèi)所有主電纜溝和控制電纜溝均連通。
6)電纜分界室:有的分界室不滿足供電部門的要求。北京供電局規(guī)定北京地區(qū)的10kV用戶必須設(shè)置電纜分界室作為工程的電源總進(jìn)線室。電纜分界室的位置應(yīng)接近電源進(jìn)線方向,并靠近建筑物的外墻。其面積一般為6m×3.5m即20mm2左右,凈高應(yīng)不小于2.7m,下設(shè)凈高不小于1.8m的電纜夾層,并設(shè)600mm×600mm的人孔和爬梯。電纜分界室在無地下室的建筑物中一般設(shè)在一層;而在有地下室的建筑物中,則不論地下有幾層,電纜分界室均要求設(shè)在地下一層。根據(jù)北京市供電局的規(guī)定,電纜分界室歸北京市供電局管理,故電纜分界室的門應(yīng)向外開向公共走道。
5.設(shè)備布置在變配電所的設(shè)備布置方面,我們也存在種種問題,甚至違反強(qiáng)制性條文的規(guī)定,現(xiàn)僅舉列如下:
1)高、低壓配電系統(tǒng)圖與平面圖不一致。其表現(xiàn)形式有兩種:其一是系統(tǒng)圖與平面圖中柜屏的排列順序相反??聪到y(tǒng)圖時是面向柜屏的正面,將其從左至右排列為1、2、3……n;而在平面圖上卻是面向屏的背面,將其從左至右排列為1、2、、3……n,必然弄反了。要避免這一錯誤的關(guān)鍵是在系統(tǒng)圖和平面圖上都應(yīng)面向柜屏的正面從左至右按順序排列。其二是平面圖上雙排面對面布置的配電屏之間有母線橋,而在系統(tǒng)圖卻未畫出。
2)低壓配電屏屏前、屏后通道寬度不滿足新規(guī)范要求。如屏后有時僅距墻700mm,抽屜式低壓屏雙排面對面布置時僅相距1800mm.根據(jù)規(guī)范GB50053-94第4.2.9條規(guī)定,低壓配電室內(nèi)成排布置配電屏的屏前、屏后的通道最小寬度為:其屏后通道,固定式和抽屜式均為1000mm;其屏前通道,固定式單排布置為1500mm,抽屜式單排布置為1800mm,固定式雙排面對面布置為2000mm,抽屜式雙排面對面布置為2300mm.只有當(dāng)建筑物墻面遇有柱類局部凸出時,凸出部分的通道寬度可減少200mm.
3)配電柜屏后通道的出口數(shù)量不滿足規(guī)范要求。作為規(guī)范強(qiáng)制性條文,GB50053-94第4.2.6條規(guī)定“配電裝置長度大于6m時,其柜屏后通道應(yīng)設(shè)兩個出口,低壓配電裝置兩個出口間的距離超過15m時,尚應(yīng)增加出口?!边@一條要強(qiáng)制執(zhí)行的理由,是為了當(dāng)高壓柜、低壓屏內(nèi)電氣設(shè)備有突發(fā)性故障時,在屏后的巡視或維修人員能及時離開事故點(diǎn)。
4)配電室內(nèi)燈具采用線吊、鏈吊,且安裝在配電裝置的正上方不符合安全要求。GB50053-94第6.4.3條規(guī)定,“在配電室內(nèi)裸導(dǎo)體的正上方,不應(yīng)布置燈具和明敷線路,當(dāng)在配電室內(nèi)裸導(dǎo)體上方布置燈具時,燈具與裸導(dǎo)體的水平凈距不應(yīng)小于1.0m,燈具不得采用吊鏈和軟線吊裝”。因低壓屏頂部布置有母線銅排通常又不封閉,故要執(zhí)行此條規(guī)定。配電室內(nèi)可采用線槽型熒光燈用吊桿安裝。
5)變配電所內(nèi)設(shè)有接地扁鋼沿墻敷設(shè),但未設(shè)置臨時接地接線柱。為了方便試驗(yàn)和維修時臨時接地,應(yīng)適當(dāng)設(shè)置臨時接地接線柱。接地接線柱的做法可參見國家標(biāo)準(zhǔn)圖集86D563《接地裝置安裝》第25頁。
6.推薦選用D,yn11結(jié)線變壓器最近十年,在TN系統(tǒng)中采用D,yn11結(jié)線組別的變壓器已很普遍,但還有不少工程仍選用Y,ynO結(jié)線組別的變壓器,其原因主要是不清楚前者的優(yōu)點(diǎn)。在GB50052-95《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》中第6.0.7條規(guī)定:“在TN及TT系統(tǒng)接地型式的低壓電網(wǎng)中,宜選用D,yn11結(jié)線組別的三相變壓器作為配電變壓器”。這里“宜選用”的理由,主要基于D,yn11結(jié)線比Y,ynO結(jié)線的變壓器具有以下優(yōu)點(diǎn):
1)有利于抑制高次諧波電流。三次及以上高次諧波激磁電流在原邊接成形條件下,可在原邊形成環(huán)流,有利于抑制高次諧波電流,保證供電波形的質(zhì)量。
2)有利于單位相接地短路故障的切除。因D,yn11結(jié)線比Y,ynO結(jié)線的零序阻抗小得多,使變壓器配電系統(tǒng)的單相短路電流擴(kuò)大3倍以上,故有利于單相接地短路故障的切除。
3)能充分利用變壓器的設(shè)備能力。Y,ynO結(jié)線變壓器要求中性線電流不超過低壓繞組額定電流的25%見GB50052-95第6.0.8條,嚴(yán)重地限制了接用單相負(fù)荷的容量,影響了變壓器設(shè)備能力的充分利用;而D,yn11結(jié)線變壓器的中性線電流允許達(dá)到相電流的75%以上,甚至可達(dá)到相電流的100%,使變壓器的容量得到充分的利用,這對單相負(fù)荷容量大的系統(tǒng)是十分必要的。因此在TN及TT系統(tǒng)接地型式的低壓電網(wǎng)中,推薦采用D,yn11結(jié)線組別的配電變壓器。
7.電纜型號與截面的選擇
1)電纜選型:YJV型交聯(lián)聚乙烯電纜和VV型聚氯乙烯電纜,是工程建設(shè)中普遍選用的兩種電纜。YJV型交聯(lián)電纜與VV型電纜相比,雖然價格略貴,但具有外徑小、重量輕、載流量大、壽命長YJV型電纜壽命可長達(dá)40年,而VV型電纜僅為20年等顯著優(yōu)點(diǎn),因此在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量選用YJV型交聯(lián)聚乙烯電纜,逐步淘汰VV型聚氯乙烯電纜。
2)電纜截面選擇:電纜作為導(dǎo)體的一種,其截面選擇應(yīng)滿足規(guī)范強(qiáng)制性條文GB50054-95第2.2.2條,有關(guān)選擇導(dǎo)體截面應(yīng)符合的四點(diǎn)要求,而我們設(shè)計(jì)選用的電纜截面有時卻不符合該條規(guī)范中第一、第二點(diǎn)的要求。
第一點(diǎn):“線路電壓損失應(yīng)滿足用電設(shè)備正常工作及起動時端電壓的要求”。電纜截面的選擇除了載流量要滿足計(jì)算電流要求外,還應(yīng)按電壓損失進(jìn)行校驗(yàn)。由于未進(jìn)行電壓損失校驗(yàn),我們多次發(fā)現(xiàn)因選用6mm2、10mm2截面的電纜作遠(yuǎn)距離配電干線而不能滿足用電設(shè)備端電壓要求的錯誤,因此應(yīng)進(jìn)行電壓損失計(jì)算,用以校驗(yàn)所選用的電纜截面是否滿足用電設(shè)備端電壓的要求。規(guī)范GB50052-95第4.0.4條,對用電設(shè)備端電壓偏差允許值有下列要求:電機(jī)機(jī)為±5%;在一般工作場所的照明為±5%,遠(yuǎn)離變電所的小面積一般工作場所照明、應(yīng)急照明、道路照明和警衛(wèi)照明為+5%、-10%;其它用電設(shè)備當(dāng)無特殊規(guī)定時為±5%。
第二點(diǎn):“按敷設(shè)方式及環(huán)境條件確定的導(dǎo)體載流量,不應(yīng)小于計(jì)算電流。”在執(zhí)行本條時應(yīng)考慮環(huán)境溫度、導(dǎo)體工作溫度,并列系數(shù)等對電纜載流量的影響,尤其是電纜敷設(shè)時并列數(shù)對載流量的影響。如電纜在橋架上無間距配置2層并列時持續(xù)載流量的校正系數(shù),梯架水平排列為0.65,托盤水平排列為0.55見92DQ1-77。有關(guān)電線電纜載流量的各種修正系數(shù)可參見華北標(biāo)《建筑電氣通用圖集》92DQ1-75~77頁。
此外,電纜截面的選擇還須適當(dāng)考慮備用設(shè)備的用電和新增設(shè)備的用電。
8.斷路器選擇與短路電流計(jì)算在低壓配電系統(tǒng)中用作保護(hù)電器的有斷路器和熔斷器兩種。目前我們使用最多的是斷路器,用它來作配電線路的短路保護(hù)和過載保護(hù)。但是,在選用低壓斷路器時存在不少問題,其中突出的問題是沒有進(jìn)行短路電流計(jì)算。配電線路短路保護(hù)電器的分?jǐn)嗄芰?yīng)大于安裝處的預(yù)期短路電流。選擇斷路器應(yīng)先計(jì)算其出口端的短路電流,但有的設(shè)計(jì)者卻沒有進(jìn)行短路電流計(jì)算,所選短路器的極限短路分?jǐn)嗄芰Σ粔颍荒芮袛喽搪饭收想娏?。要確定斷路器安裝處的短路電流,可按設(shè)計(jì)手冊進(jìn)行計(jì)算,但比較煩雜;也可以采用“短路電流查曲線法”來確定計(jì)算電流,比較簡便?,F(xiàn)將由上海電器科學(xué)研究所設(shè)計(jì)、浙江瑞安萬松電子電器有限公司斷路器產(chǎn)品資料中提供的一種“短路電流查曲線法”附在后面。通過查此曲線,可以較方便地求得任意安裝位置的短路電流近似值。所舉例子的短路點(diǎn)僅為假設(shè),實(shí)際工程設(shè)計(jì)中最常用的短路點(diǎn)是選在保護(hù)電器的出口端。
9.斷路器與斷路器的級聯(lián)配合低壓配電線路采用斷路器作短路保護(hù)時,斷路器的分?jǐn)嗄芰Ρ仨毚笥诎惭b處可能出現(xiàn)的短路電流。但是有時不能滿足此要求。例如:C45N、C65N/H微型斷路器的分?jǐn)嗄芰H分別為6kA、10kA,但其安裝處出口端的短路電流有時可達(dá)15kA甚至更高。這時可用兩路辦法來解決此問題,第一是改用短路分?jǐn)嗄芰Ω叩乃軞嗦菲?;第二是仍選用微型斷路器,利用其與上級斷路的級聯(lián)配合來實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)。但是,進(jìn)行級聯(lián)配合的上下級斷路器的選擇須滿足下列條件:
1)先決條件是上級斷路器的固有分?jǐn)鄷r間比下級斷路器的全分?jǐn)鄷r間短。也就是說下級斷器出口端短路時,下級未來得及切斷短路電流,上一級先行切斷了短路電流。
2)下級斷路器雖不能切斷短路電流,但下級斷路器及其被保護(hù)的線路應(yīng)能承受短路電流的通過。
3)越級切斷電路不應(yīng)引起故障線路以外的一、二級負(fù)荷的供電中斷。
4)上下級斷路器宜采用同一系列的產(chǎn)品,其額定電流等級最好相差1~2級,或根據(jù)生產(chǎn)廠提供的級聯(lián)配合表來選擇?,F(xiàn)將施耐德電氣公司提供的級聯(lián)配合表附后。由此表可見,C65N/H型斷路器可與NS100、NS160、NS250型斷路器進(jìn)行級聯(lián)配合,不能與更大的NS400、N630及以上的斷路器進(jìn)行配合,更不能直接接在變壓器低壓側(cè)框架式主開關(guān)后的母線低壓屏上。
10.斷開中性線及應(yīng)用四極開關(guān)GB50054-95《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》實(shí)施以來,由于設(shè)計(jì)人員對規(guī)范的理解和認(rèn)識不一致,因此在設(shè)計(jì)低壓配電系統(tǒng)時對斷開中性線及應(yīng)用四極開關(guān)的做法也就很難統(tǒng)一。針對這一情況,《電氣工程應(yīng)用》雜志從1999年第一期起,陸續(xù)發(fā)表了多篇國內(nèi)知名專家的專題論文。專家們就國內(nèi)外規(guī)范和IEC標(biāo)準(zhǔn)對斷開中性線及應(yīng)用四極開關(guān)的有關(guān)規(guī)定和做法闡明了各自觀點(diǎn),使我們獲益不少?,F(xiàn)僅將專家們普遍認(rèn)同,又與我們設(shè)計(jì)工作密切相關(guān)的一些觀點(diǎn)整理如下。盡管這些觀點(diǎn)尚未納入國家規(guī)范中,但對我們的設(shè)計(jì)工作頗具現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。
1)當(dāng)兩個電源間需進(jìn)行電源轉(zhuǎn)換時,如果兩電源系統(tǒng)的接地型式不同,或者供電變壓器繞組的接線組別不同,則應(yīng)斷開中性線,并采用四極開關(guān)。
2)IT系統(tǒng)和TT系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)隔離中性線。TN-C系統(tǒng)中禁止斷開PEN線。
3)TN-S系統(tǒng)中,不需要斷開中性線;變壓器低壓側(cè)出口總開關(guān)與母聯(lián)開關(guān)不必?cái)嚅_中性線;由外部低壓電網(wǎng)向民用建筑物供電的進(jìn)線處,宜隔離中性線可采用四極隔離開關(guān)等隔離電器,也可采用在中性線上設(shè)置連接片、接線端子或連接匯流排等措施;每戶住家的入戶線處應(yīng)隔離中性線大多居民用戶為單相負(fù)荷,采用雙極開關(guān)即可解決問題。
4)正常供電電源與應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)電源間的轉(zhuǎn)換開關(guān)需采用能斷開中性線的四極開關(guān),并使二者不能并聯(lián)。
5)在有氣體爆炸危險(xiǎn)的1區(qū)及有粉塵爆炸危險(xiǎn)的10區(qū)場所,游泳池、浴池等特別潮濕場所,應(yīng)裝設(shè)將中性線和相線一起斷開的隔離電器。
其實(shí),工業(yè)設(shè)計(jì)不僅僅是外觀設(shè)計(jì)?,F(xiàn)在對工業(yè)設(shè)計(jì)的理解褊狹得很,僅僅把它當(dāng)成是造型設(shè)計(jì),所以它自然要去跟工藝比較,中國工業(yè)設(shè)計(jì)師基本上都是一個外觀造型的設(shè)計(jì)。手機(jī)賣得這么火,其實(shí)換來換去是外觀。方案是人家的,專利是人家的,我們只能去換顏色換外殼。我們只是在給產(chǎn)品整容,沒有解決根本的問題。
工業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)際上講的是工業(yè)革命以來人們的設(shè)計(jì)活動。工業(yè)革命以來出現(xiàn)了大分工,專門有人研究市場,專門有人研究營銷,專門有人研究技術(shù)開發(fā),專門有人研究人們的生活需求。這個時候,設(shè)計(jì)被分離出來了,這時候的設(shè)計(jì)叫工業(yè)設(shè)計(jì)。
工業(yè)設(shè)計(jì)帶給企業(yè)巨大的效益。工業(yè)設(shè)計(jì)在一件產(chǎn)品的價值里占多大成分,不大容易量化,因?yàn)樗翘N(yùn)含在里邊的,是一個軟價值,它的含量是文化價值,是國家的機(jī)制、水平能力的一種體現(xiàn)。國外有些類似的比方,如美國有這樣一個說法,當(dāng)然也不是很精確的:企業(yè)里如果投資于技術(shù)設(shè)備更新帶來了效益的話,那工業(yè)設(shè)計(jì)帶來的效益是它的5倍。如果投入1000美元,在設(shè)備上帶來的效益是百分之十的話,那這1000美元投給設(shè)計(jì)帶來的效益將是百分之七八十,至少百分之五六十,因?yàn)樗郊又蹈?,利潤高。英國的撒切爾夫人早?0年前就說過,英國可以沒有政府,但不可以沒有設(shè)計(jì)。英國的成功主要是靠它的設(shè)計(jì)帶動的。設(shè)計(jì)帶動企業(yè)發(fā)展,是知識經(jīng)濟(jì)的必經(jīng)之路,就是要有知識產(chǎn)權(quán)和發(fā)明,而我們國內(nèi)很少有發(fā)明,大都是模仿和改良,所以下一輪的競爭就尖銳了。而中國現(xiàn)在連設(shè)計(jì)師的職稱都沒有,國家的職業(yè)劃分里美容師、按摩師都有,就設(shè)計(jì)師沒有。
工業(yè)設(shè)計(jì)是屬于對現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)、不斷創(chuàng)新的專業(yè)。其核心是以"人"為中心,設(shè)計(jì)創(chuàng)造的成果要能充分適應(yīng)、滿足作為"人"的需求。人類的需求永遠(yuǎn)不會停留在某一點(diǎn)上,因而工業(yè)是設(shè)計(jì)也是需要"再設(shè)計(jì)"的專業(yè)。
工業(yè)設(shè)計(jì)是科研技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品,形成商品,符合需求,有益環(huán)保的核心過程,是技術(shù)創(chuàng)新和知識創(chuàng)新的著陸點(diǎn),是產(chǎn)品、商品、用品、廢品相互轉(zhuǎn)化的系統(tǒng)方法。工業(yè)設(shè)計(jì)的本質(zhì)是"人為事物的科學(xué)"。在改革開放前,我國基本上沒有形成自己的工業(yè)設(shè)計(jì)能力。其原因一是在很長的歷史時期里,我國工業(yè)的發(fā)展,基本上走的是引進(jìn)---仿制---批量生產(chǎn)---再引進(jìn)---再仿制---再批量生產(chǎn),簡單的循環(huán),缺乏自己的再創(chuàng)造。在現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品中,極少屬于我國首創(chuàng)。二是在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下,產(chǎn)品統(tǒng)購包銷,供不應(yīng)求,是賣方市場,在這樣的歷史條件下,也不需要工業(yè)設(shè)計(jì)。
近20年來,我國工業(yè)設(shè)計(jì)事業(yè)有了很大的進(jìn)展。20世紀(jì)80年代初,大專院校開始設(shè)置工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè),現(xiàn)在,我國已有200多所院校開設(shè)了這個專業(yè),有的大企業(yè)也相繼成立了工業(yè)設(shè)計(jì)部門,工業(yè)設(shè)計(jì)已開始在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)方面初見成效。由于工業(yè)設(shè)計(jì)的推進(jìn),導(dǎo)致企業(yè)產(chǎn)品造型多樣化,但從社會總體看,工業(yè)設(shè)計(jì)在我國尚處于早期發(fā)展階段,還未能像發(fā)達(dá)國家一樣,用極活躍的"生產(chǎn)力"創(chuàng)造出高效益的"產(chǎn)業(yè)"。大市場概念的實(shí)質(zhì)不是以"造型"設(shè)計(jì)為主,而是以"服務(wù)"使用者為"本"。
因此,工業(yè)設(shè)計(jì)的真正任務(wù),是對新生活方式的需求進(jìn)行目標(biāo)定位、研究分析及由此確定的概念設(shè)計(jì)。這一主導(dǎo)方向就為接下來的工作找到了很好的出發(fā)點(diǎn)。目前"以銷定產(chǎn)"的"小市場"機(jī)制,迫使企業(yè)陷入惡性循環(huán)的"一窩蜂"、"價格戰(zhàn)"漩渦不能自拔。其主要原因是沒有掌握工業(yè)設(shè)計(jì)這個方法論,所以未能在企業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整戰(zhàn)略中乃至"品牌"、"質(zhì)量"概念中,真正將"顧客為中心"的"服務(wù)"目標(biāo)作為企業(yè)盈利的根本條件,而只抓"硬件",技術(shù)、加工質(zhì)量、廣告、營銷和企業(yè)形象戰(zhàn)略等這些手段。不抓根本市場定位,市場目標(biāo)差異化戰(zhàn)略,即不抓工業(yè)設(shè)計(jì),企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新就失去了目標(biāo),造成極大的資源浪費(fèi),最終,企業(yè)的競爭只停留在低層次上。
舉個例子說明其中的弊端:發(fā)展中國家發(fā)展汽車工業(yè)有兩條道路,一條是韓國道路,通過自主開發(fā),發(fā)展民族工業(yè),成為跨國公司的競爭對手;一條以拉美國家為代表,走合資道路,淪為跨國公司的附庸。而我國比韓國早生產(chǎn)汽車十幾年,幾大汽車集團(tuán)公司至今基本沒有自主開發(fā)轎車的能力。與外商合資的汽車企業(yè)愈來愈多,世界上著名的跨國公司幾乎都到中國來合資了。
最重要的,還是利用我們的技術(shù)打響我們自己的品牌,發(fā)揚(yáng)民族工業(yè)歸根到底還是需要工業(yè)設(shè)計(jì)。在自主品牌時代,設(shè)計(jì)將成為商業(yè)策略的一部分,設(shè)計(jì)策略將成為企業(yè)策略的重要部分。設(shè)計(jì)也許能夠在這一時期創(chuàng)造出新的商業(yè)模式。
汽車已不僅是單純的代步機(jī)器,這一觀點(diǎn)早已得到印證。上世紀(jì)初,福特的T型車曾經(jīng)橫掃全球。堅(jiān)固、簡練、平民化的低價位以及一成不變的黑色,所有這些使福特固執(zhí)地認(rèn)為T型車會成為人類交通史上的終極機(jī)器。福特顯然沒有預(yù)見到,當(dāng)汽車變得隨處可見以后,人們對它的要求就不會再只是一臺簡陋的交通工具,而更需要新穎的造型、精致內(nèi)飾所帶來的更高級別的享受。通用汽車的斯隆則敏銳地洞察到了這一趨勢,在他的領(lǐng)導(dǎo)之下,通用汽車創(chuàng)立了通用技術(shù)中心以及美術(shù)色彩組,不斷推出迎合消費(fèi)者更高層次需求的新車型,再輔以精明的銷售策略。
由于為時尚早,我們對這種策略型的工業(yè)設(shè)計(jì)認(rèn)識上不可能十分清晰,但是有些趨勢我們是可以估計(jì)出來的。一是產(chǎn)品形象識別成為可能,每個品牌都要有自己的個性,這種個性也將體現(xiàn)在企業(yè)的所有產(chǎn)品家族成員中;二是設(shè)計(jì)的對象會有所拓寬。中國的傳統(tǒng)向來重有形之物,輕無形之事。其實(shí)事與物同等重要,產(chǎn)品和服務(wù)一樣值得重視。企業(yè)不光銷售產(chǎn)品,還銷售服務(wù)。既然有產(chǎn)品設(shè)計(jì),為何沒有服務(wù)設(shè)計(jì)?無形之事將成為未來的設(shè)計(jì)的重要對象。再將目光向遠(yuǎn)眺望,體驗(yàn)設(shè)計(jì)也不是沒有可能。三是設(shè)計(jì)方法上將更加強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)合作,團(tuán)隊(duì)成員將來自更廣闊的領(lǐng)域。
關(guān)鍵詞:減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)的減速器設(shè)計(jì)一般通過反復(fù)的試湊、校核確定設(shè)計(jì)方案,雖然也能獲得滿足給定條件的設(shè)計(jì)效果,但一般不是最佳的。為了使減速器發(fā)揮最佳性能,必須對減速器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)可以在不同的優(yōu)化目標(biāo)下進(jìn)行。除了一些極為特殊的場合外,通常可以分為從結(jié)構(gòu)形式上追求最小的體積(重量)、從使用性能方面追求最大的承載能力、從經(jīng)濟(jì)效益角度考慮追求最低費(fèi)用等三大類目標(biāo)。第一類目標(biāo)與第二類目標(biāo)體現(xiàn)著減速器設(shè)計(jì)中的一對矛盾,即體積(重量)與承載能力的矛盾。在一定體積下,減速器的承載能力是有限的;在承載能力一定時,減速器體積(重量)的減小是有限的。由此看來,這兩類目標(biāo)所體現(xiàn)的本質(zhì)是一樣的。只是前一類把一定的承載能力作為設(shè)計(jì)條件,把體積(重量)作為優(yōu)化目標(biāo);后一類反之,把一定的體積(重量)作為設(shè)計(jì)條件,把承載能力作為優(yōu)化目標(biāo)。第三類目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),將涉及相當(dāng)多的因素,除減速器設(shè)計(jì)方案的合理性外,還取決于企業(yè)的勞動組織、管理水平、設(shè)備構(gòu)成、人員素質(zhì)和材料價格等因素。但對于設(shè)計(jì)人員而言,該目標(biāo)最終還是歸結(jié)為第一類或第二類目標(biāo),即減小減速器的體積或增大其承載能力。
一、單級圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)
單級主減速器可由一對圓錐齒輪、一對圓柱齒輪或由蝸輪蝸桿組成,具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、成本低、使用簡單等優(yōu)點(diǎn)。但是其主傳動比i0不能太大,一般i0≤7,進(jìn)一步提高i0將增大從動齒輪直徑,從而減小離地間隙,且使從動齒輪熱處理困難。單級主減速器廣泛應(yīng)用于轎車和輕、中型貨車的驅(qū)動橋中。單級圓柱齒輪減速器以體積最小為優(yōu)化目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題,是一個具有16個不等式約束的6維優(yōu)化問題,其數(shù)學(xué)模型可簡記為:
minf(x)x=[x1x2x3x4x5x6]T∈R6
S.t.gj(x)≤0(j=1,2,3∧,16)
采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法后,在滿足強(qiáng)度要求的前提下,減速器的尺寸大大地降低,減少了用材及成本,提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。優(yōu)化設(shè)計(jì)法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)密切相關(guān),優(yōu)化設(shè)計(jì)是以傳統(tǒng)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ),沿用了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中積累的大量資料,同時考慮了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)所涉及的有關(guān)因素。優(yōu)化設(shè)計(jì)雖然彌補(bǔ)了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的某些不足,但該設(shè)計(jì)法仍有其局限性,因此可在優(yōu)化設(shè)計(jì)中引入可靠性技術(shù)、模糊技術(shù),形成可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)或模糊可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)法,使工程設(shè)計(jì)技術(shù)由“硬”向“軟”發(fā)展。
二、混凝土攪拌運(yùn)輸車減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)
1.主要參數(shù)
混凝土攪拌運(yùn)輸車攪拌筒(罐)的設(shè)計(jì)容積為8~10m3,最大安裝角度12°,工作轉(zhuǎn)速2~4r/min和10~12r/min(卸料時的反向轉(zhuǎn)速);減速器設(shè)計(jì)傳動比131∶1,最大輸出轉(zhuǎn)矩60kN·m,要求傳動效率高、密封性好、噪聲低、互換性強(qiáng)。2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括前蓋組件、被動輪組件、第一級行星輪總成、第二級行星輪總成、機(jī)體中部組件和法蘭盤組件6大部分。機(jī)體間采用螺栓和銷釘連接與定位,機(jī)體與內(nèi)齒圈之間采用彈性套銷的均載機(jī)構(gòu)。為便于用戶在使用時裝配與拆卸,減速器主軸線與安裝面設(shè)計(jì)有15°的傾角,法蘭盤軸線可以向X、Y和Z方向擺動±6°,并選用專用球面軸承作為支承。軸承裝入行星輪中,彈簧擋圈裝在軸承外側(cè)且軸向間隙≤0.2mm,減速器最大外形尺寸467mm×460mm×530mm,總質(zhì)量(不含油)為290kg。
2.傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)
該減速器采用3級減速方案:第一級為高速圓柱齒輪傳動,其余兩級為NGW型行星齒輪傳動。其中,第二、三級分別有3個和4個中空式行星輪,行星輪安裝在單臂式行星架上,行星架浮動且采用滾動軸承作為支承;第二級行星架與法蘭盤之間采用鼓形齒雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器連接,混凝土攪拌運(yùn)輸車減速器對齒面接觸疲勞強(qiáng)度、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和齒面磨損等要求十分苛刻,因此合理地選擇變位系數(shù)和進(jìn)行修形計(jì)算十分重要。
三、減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型
1.目標(biāo)函數(shù)
對于C型問題,目標(biāo)函數(shù)是A=min{f(x)}=min{f(x1,x2,…,xn)}式中:A——減速器總中心距,即各級中心距之和;x——各設(shè)計(jì)變量(包括各級中心距、模數(shù)、螺旋角、齒數(shù)、齒寬和變位系數(shù)等);n——設(shè)計(jì)變量的個數(shù)。對于P型問題,目標(biāo)函數(shù)是P=max{f(x)}=max{f(x1,x2,…,xn)}。式中:P——減速器的許可承載功率;x——同C型;n——同C型。
2.約束條件
約束條件是判斷目標(biāo)函數(shù)中設(shè)計(jì)變量的取值是否可行的一些規(guī)定,因此減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中提出的每一個供選擇的設(shè)計(jì)方案;都應(yīng)當(dāng)由滿足全部約束條件的優(yōu)化變量所構(gòu)成。對于減速器來說,在列出優(yōu)化設(shè)計(jì)的約束條件時,應(yīng)當(dāng)從各個方面細(xì)致周全的予以考慮。例如,設(shè)計(jì)變量本身的取值規(guī)則,齒輪與其它零件之間應(yīng)有的關(guān)系等等。減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下約束條件:
(1)設(shè)計(jì)變量取值的離散性約束
齒數(shù):每個齒輪的齒數(shù)應(yīng)當(dāng)是整數(shù);模數(shù):齒輪模數(shù)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列(GB1357-78);中心距:為避免制造和維護(hù)中的各種麻煩,中心距以10mm為單位步長。
(2)設(shè)計(jì)變量取值的上下界約束
螺旋角:對直齒輪為零,斜齒輪按工程上的使用范圍取8°~15°;總變位系數(shù):由于總變位系數(shù)將影響齒輪的承載能力,常取為0~0.8。
(3)齒輪的強(qiáng)度約束
齒輪強(qiáng)度約束是指齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度與輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度,這兩項(xiàng)計(jì)算根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB3480-83中的方法進(jìn)行。強(qiáng)度是否夠,根據(jù)實(shí)際安全系數(shù)是否達(dá)到或超出預(yù)定的安全系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)。
(4)齒輪的根切約束
為避免發(fā)生根切,規(guī)定最小齒數(shù),直齒輪為17,斜齒輪為14~16。
(5)零件的干涉約束
要求中心距、齒頂圓和軸徑這三者之間滿足無干涉的幾何關(guān)系。對于三級傳動的減速器(如圖1),干涉約束相當(dāng)于兩個約束:第二級中心距應(yīng)大于第一級大齒輪齒頂圓半徑與第三級小齒輪頂圓半徑之和;第三級中心距應(yīng)大于第二級大齒輪頂圓半徑與第4軸半徑之和。而二級齒輪傳動類推。
圖1三級減速器示意圖
四、結(jié)語
機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)是在常規(guī)機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上發(fā)展和延伸的新設(shè)計(jì)方法,而減速器的優(yōu)化就是其中之一,是以傳統(tǒng)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)、沿用了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中積累的大量資料,同時考慮了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)所涉及的有關(guān)因素。在實(shí)際應(yīng)用中已產(chǎn)生了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果,減少了用材及成本,提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量,使減速器發(fā)揮了最佳性能。
參考文獻(xiàn):
[1]孫元驍?shù)戎?圓柱齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社,1988.摘要:減速器是各類機(jī)械設(shè)備中廣泛應(yīng)用的傳動裝置。減速器設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響機(jī)械設(shè)備的傳動性能。本文通過對兩種減速器主要優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的分析,提出了減速器設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的約束條件、目標(biāo)函數(shù)和變量等。
關(guān)鍵詞:減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)
傳統(tǒng)的減速器設(shè)計(jì)一般通過反復(fù)的試湊、校核確定設(shè)計(jì)方案,雖然也能獲得滿足給定條件的設(shè)計(jì)效果,但一般不是最佳的。為了使減速器發(fā)揮最佳性能,必須對減速器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)可以在不同的優(yōu)化目標(biāo)下進(jìn)行。除了一些極為特殊的場合外,通??梢苑譃閺慕Y(jié)構(gòu)形式上追求最小的體積(重量)、從使用性能方面追求最大的承載能力、從經(jīng)濟(jì)效益角度考慮追求最低費(fèi)用等三大類目標(biāo)。第一類目標(biāo)與第二類目標(biāo)體現(xiàn)著減速器設(shè)計(jì)中的一對矛盾,即體積(重量)與承載能力的矛盾。在一定體積下,減速器的承載能力是有限的;在承載能力一定時,減速器體積(重量)的減小是有限的。由此看來,這兩類目標(biāo)所體現(xiàn)的本質(zhì)是一樣的。只是前一類把一定的承載能力作為設(shè)計(jì)條件,把體積(重量)作為優(yōu)化目標(biāo);后一類反之,把一定的體積(重量)作為設(shè)計(jì)條件,把承載能力作為優(yōu)化目標(biāo)。第三類目標(biāo)的實(shí)現(xiàn),將涉及相當(dāng)多的因素,除減速器設(shè)計(jì)方案的合理性外,還取決于企業(yè)的勞動組織、管理水平、設(shè)備構(gòu)成、人員素質(zhì)和材料價格等因素。但對于設(shè)計(jì)人員而言,該目標(biāo)最終還是歸結(jié)為第一類或第二類目標(biāo),即減小減速器的體積或增大其承載能力。
一、單級圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)
單級主減速器可由一對圓錐齒輪、一對圓柱齒輪或由蝸輪蝸桿組成,具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小、成本低、使用簡單等優(yōu)點(diǎn)。但是其主傳動比i0不能太大,一般i0≤7,進(jìn)一步提高i0將增大從動齒輪直徑,從而減小離地間隙,且使從動齒輪熱處理困難。單級主減速器廣泛應(yīng)用于轎車和輕、中型貨車的驅(qū)動橋中。單級圓柱齒輪減速器以體積最小為優(yōu)化目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題,是一個具有16個不等式約束的6維優(yōu)化問題,其數(shù)學(xué)模型可簡記為:
minf(x)x=[x1x2x3x4x5x6]T∈R6
S.t.gj(x)≤0(j=1,2,3∧,16)
采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法后,在滿足強(qiáng)度要求的前提下,減速器的尺寸大大地降低,減少了用材及成本,提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。優(yōu)化設(shè)計(jì)法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)密切相關(guān),優(yōu)化設(shè)計(jì)是以傳統(tǒng)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ),沿用了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中積累的大量資料,同時考慮了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)所涉及的有關(guān)因素。優(yōu)化設(shè)計(jì)雖然彌補(bǔ)了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的某些不足,但該設(shè)計(jì)法仍有其局限性,因此可在優(yōu)化設(shè)計(jì)中引入可靠性技術(shù)、模糊技術(shù),形成可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)或模糊可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)法,使工程設(shè)計(jì)技術(shù)由“硬”向“軟”發(fā)展。
二、混凝土攪拌運(yùn)輸車減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)
1.主要參數(shù)
混凝土攪拌運(yùn)輸車攪拌筒(罐)的設(shè)計(jì)容積為8~10m3,最大安裝角度12°,工作轉(zhuǎn)速2~4r/min和10~12r/min(卸料時的反向轉(zhuǎn)速);減速器設(shè)計(jì)傳動比131∶1,最大輸出轉(zhuǎn)矩60kN·m,要求傳動效率高、密封性好、噪聲低、互換性強(qiáng)。2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括前蓋組件、被動輪組件、第一級行星輪總成、第二級行星輪總成、機(jī)體中部組件和法蘭盤組件6大部分。機(jī)體間采用螺栓和銷釘連接與定位,機(jī)體與內(nèi)齒圈之間采用彈性套銷的均載機(jī)構(gòu)。為便于用戶在使用時裝配與拆卸,減速器主軸線與安裝面設(shè)計(jì)有15°的傾角,法蘭盤軸線可以向X、Y和Z方向擺動±6°,并選用專用球面軸承作為支承。軸承裝入行星輪中,彈簧擋圈裝在軸承外側(cè)且軸向間隙≤0.2mm,減速器最大外形尺寸467mm×460mm×530mm,總質(zhì)量(不含油)為290kg。
2.傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)
該減速器采用3級減速方案:第一級為高速圓柱齒輪傳動,其余兩級為NGW型行星齒輪傳動。其中,第二、三級分別有3個和4個中空式行星輪,行星輪安裝在單臂式行星架上,行星架浮動且采用滾動軸承作為支承;第二級行星架與法蘭盤之間采用鼓形齒雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器連接,混凝土攪拌運(yùn)輸車減速器對齒面接觸疲勞強(qiáng)度、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和齒面磨損等要求十分苛刻,因此合理地選擇變位系數(shù)和進(jìn)行修形計(jì)算十分重要。
三、減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型
1.目標(biāo)函數(shù)
對于C型問題,目標(biāo)函數(shù)是A=min{f(x)}=min{f(x1,x2,…,xn)}式中:A——減速器總中心距,即各級中心距之和;x——各設(shè)計(jì)變量(包括各級中心距、模數(shù)、螺旋角、齒數(shù)、齒寬和變位系數(shù)等);n——設(shè)計(jì)變量的個數(shù)。對于P型問題,目標(biāo)函數(shù)是P=max{f(x)}=max{f(x1,x2,…,xn)}。式中:P——減速器的許可承載功率;x——同C型;n——同C型。
2.約束條件
約束條件是判斷目標(biāo)函數(shù)中設(shè)計(jì)變量的取值是否可行的一些規(guī)定,因此減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中提出的每一個供選擇的設(shè)計(jì)方案;都應(yīng)當(dāng)由滿足全部約束條件的優(yōu)化變量所構(gòu)成。對于減速器來說,在列出優(yōu)化設(shè)計(jì)的約束條件時,應(yīng)當(dāng)從各個方面細(xì)致周全的予以考慮。例如,設(shè)計(jì)變量本身的取值規(guī)則,齒輪與其它零件之間應(yīng)有的關(guān)系等等。減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下約束條件:
(1)設(shè)計(jì)變量取值的離散性約束
齒數(shù):每個齒輪的齒數(shù)應(yīng)當(dāng)是整數(shù);模數(shù):齒輪模數(shù)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列(GB1357-78);中心距:為避免制造和維護(hù)中的各種麻煩,中心距以10mm為單位步長。
(2)設(shè)計(jì)變量取值的上下界約束
螺旋角:對直齒輪為零,斜齒輪按工程上的使用范圍取8°~15°;總變位系數(shù):由于總變位系數(shù)將影響齒輪的承載能力,常取為0~0.8。
(3)齒輪的強(qiáng)度約束
齒輪強(qiáng)度約束是指齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度與輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度,這兩項(xiàng)計(jì)算根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB3480-83中的方法進(jìn)行。強(qiáng)度是否夠,根據(jù)實(shí)際安全系數(shù)是否達(dá)到或超出預(yù)定的安全系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)。
(4)齒輪的根切約束
為避免發(fā)生根切,規(guī)定最小齒數(shù),直齒輪為17,斜齒輪為14~16。
(5)零件的干涉約束
要求中心距、齒頂圓和軸徑這三者之間滿足無干涉的幾何關(guān)系。對于三級傳動的減速器(如圖1),干涉約束相當(dāng)于兩個約束:第二級中心距應(yīng)大于第一級大齒輪齒頂圓半徑與第三級小齒輪頂圓半徑之和;第三級中心距應(yīng)大于第二級大齒輪頂圓半徑與第4軸半徑之和。而二級齒輪傳動類推。
圖1三級減速器示意圖
四、結(jié)語
機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)是在常規(guī)機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上發(fā)展和延伸的新設(shè)計(jì)方法,而減速器的優(yōu)化就是其中之一,是以傳統(tǒng)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)、沿用了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中積累的大量資料,同時考慮了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)所涉及的有關(guān)因素。在實(shí)際應(yīng)用中已產(chǎn)生了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果,減少了用材及成本,提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量,使減速器發(fā)揮了最佳性能。
【關(guān)鍵詞】搜索引擎;網(wǎng)絡(luò)蜘蛛;搜索策略
0引言
近年來,隨著Internet技術(shù)的廣泛應(yīng)用,傳統(tǒng)的通用搜索引擎,如Google、Fast、AltaVista和GoTo等正面臨巨大的挑戰(zhàn)。挑戰(zhàn)之一是Web信息資源呈指數(shù)級增長,搜索引擎無法索引所有頁面。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前Web上靜態(tài)頁面的數(shù)量超過40億個,而且這一數(shù)量還在以平均每天730萬個頁面的速度遞增。在過去的幾年中,盡管各種通用搜索引擎在索引技術(shù)、索引數(shù)量上有所提高,但遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法跟上Web本身的增長速度,即使是目前全球最大的搜索引擎Google,其索引的頁面數(shù)量僅占Web總量的40%;挑戰(zhàn)之二是Web信息資源的動態(tài)變化,搜索引擎無法保證對信息的及時更新。近年來的研究表明,Web上的頁面平均50天就有約50%的頁面發(fā)生變化,而目前通用搜索引擎更新的時間至少需要數(shù)星期之久;挑戰(zhàn)之三是傳統(tǒng)的搜索引擎提供的信息檢索服務(wù),不能滿足人們?nèi)找嬖鲩L的對個性化服務(wù)的需要。因此如何設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)蜘蛛(WebSpider)來更有效率的爬取互聯(lián)網(wǎng)上的內(nèi)容成為搜索引擎的一個首要問題。在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)蜘蛛時,不僅需要充分考慮到爬取的效率和站點(diǎn)設(shè)置的靈活性還要確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性。一個優(yōu)秀的搜索引擎,需要不斷的優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)蜘蛛的算法,提升其性能。本文在分析網(wǎng)絡(luò)蜘蛛的工作原理的基礎(chǔ)上,提出了一種基于廣度優(yōu)先搜索算法的網(wǎng)絡(luò)蜘蛛的實(shí)現(xiàn),并對提高網(wǎng)絡(luò)蜘蛛搜索效率的相關(guān)看法。
由于不可能抓取所有的網(wǎng)頁,有些網(wǎng)絡(luò)蜘蛛對一些不太重要的網(wǎng)站,設(shè)置了訪問的層數(shù)。[2]例如,在上圖中,A為起始網(wǎng)頁,屬于0層,B、C、D、E、F屬于第1層,G、H屬于第2層,I屬于第3層。如果網(wǎng)絡(luò)蜘蛛設(shè)置的訪問層數(shù)為2的話,網(wǎng)頁I是不會被訪問到的。這也讓有些網(wǎng)站上一部分網(wǎng)頁能夠在搜索引擎上搜索到,另外一部分不能被搜索到。對于網(wǎng)站設(shè)計(jì)者來說,扁平化的網(wǎng)站結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有助于搜索引擎抓取其更多的網(wǎng)頁。網(wǎng)絡(luò)蜘蛛在訪問網(wǎng)站網(wǎng)頁的時候,經(jīng)常會遇到加密數(shù)據(jù)和網(wǎng)頁權(quán)限的問題,有些網(wǎng)頁是需要會員權(quán)限才能訪問。當(dāng)然,網(wǎng)站的所有者可以通過協(xié)議讓網(wǎng)絡(luò)蜘蛛不去抓?。ㄏ滦」?jié)會介紹),但對于一些出售報(bào)告的網(wǎng)站,他們希望搜索引擎能搜索到他們的報(bào)告,但又不能完全免費(fèi)的讓搜索者查看,這樣就需要給網(wǎng)絡(luò)蜘蛛提供相應(yīng)的用戶名和密碼。網(wǎng)絡(luò)蜘蛛可以通過所給的權(quán)限對這些網(wǎng)頁進(jìn)行網(wǎng)頁抓取,從而提供搜索。而當(dāng)搜索者點(diǎn)擊查看該網(wǎng)頁的時候,同樣需要搜索者提供相應(yīng)的權(quán)限驗(yàn)證。
2網(wǎng)絡(luò)蜘蛛的設(shè)計(jì)
根據(jù)抓取過程,蜘蛛主要分為三個功能模塊,一個是網(wǎng)頁讀取模塊主要是用來讀取遠(yuǎn)程Web服務(wù)器上的網(wǎng)頁內(nèi)容,另一個是超鏈分析模塊,這個模塊主要是分析網(wǎng)頁中的超鏈接,將網(wǎng)頁上的所有超鏈接提取出來,放入到待抓取URL列表中,再一個模塊就是內(nèi)容分析模塊,這個模塊主要是對網(wǎng)頁內(nèi)容進(jìn)行分析,將網(wǎng)頁中所有超標(biāo)志去掉只留下網(wǎng)頁文字內(nèi)容。蜘蛛的主要工作流程如圖所示。
首先蜘蛛讀取抓取站點(diǎn)的URL列表,取出一個站點(diǎn)URL,將其放入未訪問的URL列表(UVURL列表)中,如果UVURL不為空剛從中取出一個URL判斷是否已經(jīng)訪問過,若沒有訪問過則讀取此網(wǎng)頁,并進(jìn)行超鏈分析及內(nèi)容分析,并將些頁存入文檔數(shù)據(jù)庫,并將些URL放入已訪問URL列表(VURL列表),直到UVRL為空為止,此時再抓取其他站點(diǎn),依次循環(huán)直到所有的站點(diǎn)URL列表都抓取完為止。
為了提高網(wǎng)絡(luò)蜘蛛的抓取效率,需要引入以下技術(shù)。
(1)、多線程技術(shù):由于抓取的站點(diǎn)URL相當(dāng)多,采用單線程蜘蛛抓取時速度不夠,也不能滿足實(shí)際的需要。因而需要多線程技術(shù)來創(chuàng)建多個蜘蛛線程來同時抓取,以提高速度。
(2)、網(wǎng)頁抓取:網(wǎng)頁抓取是基于HTTP協(xié)議之上的,網(wǎng)頁上的資源有多種,有網(wǎng)頁,有Word文檔也有其他類型的文件,這樣抓取時需要判斷URL所指向資源的類型。
(3)、超鏈分析:超鏈分析是一個比較重要的環(huán)節(jié),需要對HTML的各種標(biāo)志(tag)有一個很全面的了解。需要反復(fù)測試,考慮各種情形的發(fā)生。
超鏈分析時從網(wǎng)頁里提取出來的是相對于當(dāng)前頁的相對URL,因而需要根據(jù)當(dāng)前頁的絕對URL將提取的這個URL轉(zhuǎn)換成絕對URL。在此過程中需要根據(jù)ParentURL(就是當(dāng)前頁的URL)作出各種判斷。
3改進(jìn)方法
商業(yè)化的蜘蛛需要抓取上億的網(wǎng)頁,因而抓取速度是一個關(guān)鍵,另外蜘蛛需要自動運(yùn)行,盡是減少人工的參與,因而系統(tǒng)的性能也是一個很重要的關(guān)鍵,系統(tǒng)能夠在發(fā)生異常的時候自動進(jìn)行處理,防止程序的退出和死機(jī)。[3]有一些細(xì)節(jié)需要注意:
系統(tǒng)應(yīng)該使用多線程,使用多個蜘蛛同時抓取,在可能的情況下,最好是做成分布式的蜘蛛程序,蜘蛛應(yīng)該分布地網(wǎng)絡(luò)上多臺服務(wù)器上協(xié)同抓取網(wǎng)頁,這樣速度會更快,更符合我們的實(shí)際應(yīng)用。
對于同一網(wǎng)站的網(wǎng)頁應(yīng)該采用同一個HttpConnection這樣有效地節(jié)省創(chuàng)建一個連接的時間,另外對于抓取的URL采用域名緩沖機(jī)制(可在網(wǎng)關(guān)一級上實(shí)現(xiàn)),這樣抓取時減少由域名到IP地址的轉(zhuǎn)換時間以及重復(fù)的域名轉(zhuǎn)換。若能做到這一步將會大大減少抓取時間,因?yàn)樵L問一URL時每次都要進(jìn)行域名到主機(jī)IP地址的轉(zhuǎn)換。
最好是能夠?qū)⒆x取網(wǎng)頁、超鏈分析及網(wǎng)頁內(nèi)容分析三部分分開來做,讓它們并行協(xié)同工作,這樣效率會更高。因?yàn)樵谶@三個過程中網(wǎng)頁讀取比起其他兩個功能來說是一個長任務(wù),最耗時間。當(dāng)抓取完一網(wǎng)頁后,在抓取下一網(wǎng)頁的時候讓去執(zhí)行超鏈分析和內(nèi)容分析。這樣在下一網(wǎng)頁抓取完成之前超鏈分析和內(nèi)容分析任務(wù)就能完成,抓取任務(wù)不會延遲,這樣節(jié)省了一些時間。
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞:信托產(chǎn)品,金融要素,設(shè)計(jì)
從抽象意義上來說,每一項(xiàng)信托產(chǎn)品都有兩個基本要素,即法律制度要素和金融技術(shù)要素。這兩個基本要素以某種方式結(jié)合起來就構(gòu)成一項(xiàng)信托產(chǎn)品。要了解現(xiàn)實(shí)中信托產(chǎn)品的設(shè)計(jì)是怎樣進(jìn)行的,就必須了解其基本要素內(nèi)部有哪些主要的構(gòu)成要素,這些構(gòu)成要素可以形成哪些基本組合,這些基本組合具有怎樣的特征,這些特征對信托產(chǎn)品創(chuàng)新的意義何在,在信托產(chǎn)品創(chuàng)新的過程中應(yīng)該怎樣利用和突出這些特征以形成信托產(chǎn)品的核心價值,等等?;谶@一思路,本文擬對信托產(chǎn)品設(shè)計(jì)中金融要素的一般性和特殊性進(jìn)行初步的探討。
一、信托產(chǎn)品金融要素的一般性考察
從一般的意義來說,信托產(chǎn)品的金融要素應(yīng)該包括發(fā)行者、投資者、期限、現(xiàn)金流序列、流動性、選擇權(quán)、可分性和發(fā)行單位、復(fù)合性、幣種、稅收狀況、仲裁機(jī)制等。這些金融要素都能在不同程度上決定、影響或反映信托產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)收益特征,從而成為市場上各種風(fēng)險(xiǎn)收益偏好不同的信托產(chǎn)品購買者關(guān)注的焦點(diǎn)。當(dāng)然,這其中有些要素是產(chǎn)品設(shè)計(jì)者或產(chǎn)品提供者可以直接決定的,但有些要素要受外在環(huán)境尤其是制度環(huán)境的影響或完全由制度環(huán)境所決定。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,首先要考慮制度要素和制度環(huán)境的基本要求,這是包括信托產(chǎn)品在內(nèi)的所有金融產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一個突出特點(diǎn)。
發(fā)行者。在任一種經(jīng)濟(jì)中,金融市場都有某種準(zhǔn)入權(quán)設(shè)置,什么人可以發(fā)行什么樣的金融工具往往受制于特定的制度安排或法律規(guī)定。所以,對發(fā)行人來說,特定金融工具的發(fā)行資格是首要的。同時,發(fā)行人的信用等級對所發(fā)行金融工具的風(fēng)險(xiǎn)特征有關(guān)鍵性的決定作用。因此,只有明確了金融工具的發(fā)行者資格和信用等級,才能確定其風(fēng)險(xiǎn)特征。在發(fā)行者本身信用等級不高或信用不被公眾認(rèn)可的情況下,尋找外部的信用增強(qiáng)方式就非常必要。
投資者。信托產(chǎn)品的投資者就是信托產(chǎn)品的購買者。一般來說,法律對信托產(chǎn)品投資者的資格或數(shù)量會有一定程度上的限制。另外,很多信托產(chǎn)品的設(shè)計(jì)本身針對性也很強(qiáng),其投資者可能只是市場上的某類個人、某類組織或機(jī)構(gòu)。法律上的限制和信托產(chǎn)品本身的針對性設(shè)計(jì)都會影響到投資者的數(shù)量,投資者的數(shù)量會直接影響到信托產(chǎn)品的流動性、可變現(xiàn)性或返程成本(found-tripcost)。只有投資者眾多,市場才有厚度(thicknessofthemarket),返程成本才少。
期限。信托產(chǎn)品的期限是指信托合約中規(guī)定的合約生效日到支付日或持有者要求清償?shù)娜掌谥暗臅r間長度。不同信托產(chǎn)品的簽約日期、生效日期和最終清償日期之間的關(guān)系會因法律規(guī)定或合約規(guī)定而不同。由于不同投資者對期限的偏好不同,所以信托產(chǎn)品的期限設(shè)計(jì)會影響到投資者的數(shù)量、多樣性和市場厚度,進(jìn)而影響到流動性。同時,由于信托產(chǎn)品的期限一般較長,因此風(fēng)險(xiǎn)也會較大,相應(yīng)地必然要求有較高的風(fēng)險(xiǎn)補(bǔ)償收益。
現(xiàn)金流序列?,F(xiàn)金流序列的特點(diǎn)是信托產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時的主要依據(jù)。這一概念的提出是基于信托產(chǎn)品的收益在可轉(zhuǎn)化為現(xiàn)金流的條件下,可表示為對未來現(xiàn)金流的要求權(quán),可用每一個時點(diǎn)上產(chǎn)生的現(xiàn)金流量來描述?,F(xiàn)金流發(fā)生的時間、數(shù)額、可預(yù)測性或?qū)崿F(xiàn)的可能性在理論上是信托產(chǎn)品價格最主要的決定因素,因此也是其收益最主要的決定因素。這其中,現(xiàn)金流的可預(yù)測性尤其重要。在主流金融理論中,假設(shè)投資者是風(fēng)險(xiǎn)厭惡者,則一項(xiàng)資產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)就等于其現(xiàn)金流或收益的不可預(yù)測性。同時需要說明的是,信托產(chǎn)品的現(xiàn)金流特點(diǎn)在很大程度上受其資金使用方向和使用對象的現(xiàn)金流特點(diǎn)影響。
流動性。流動性的定義一般使用托賓的提法:相對于一種既耗時、成本又高的尋找活動而言,如果投資者希望馬上出售金融資產(chǎn),投資者可能承受多大的損失。在信托設(shè)計(jì)中,由于對信托財(cái)產(chǎn)的特殊規(guī)定,在信托存續(xù)期間不能滿足可逆性,因此提供其他方式的流動性就顯得特別重要。又因?yàn)橐话阈磐挟a(chǎn)品所含金額較大,所以往往缺少流動性?,F(xiàn)實(shí)中可考慮構(gòu)建專門的二級交易平臺,或采用做市商制度來增加信托產(chǎn)品的流動性。
選擇權(quán)(option)。選擇權(quán)的基本特征是一種在未來一定時期中有效的權(quán)利而非義務(wù),由交易的一方讓渡給另一方,在若干種候選的現(xiàn)金流中選一種或幾種以實(shí)現(xiàn)其效用最大化。由于獲得這種權(quán)利的一方可以通過在一定范圍內(nèi)進(jìn)行選擇來增加自己的效用,因此這種選擇權(quán)便具有了價值,這種價值反過來又成為影響金融工具價格和收益的一個重要因素。許多金融工具都內(nèi)含選擇權(quán),如金融期權(quán)、可轉(zhuǎn)換債券、帶有可贖回條款的金融債券等。附加選擇權(quán),是未來信托產(chǎn)品創(chuàng)新的一個很有發(fā)展前景的方向。
可分性和發(fā)行單位(divisibilityanddenomination)??煞中缘谋疽馐侵附鹑谫Y產(chǎn)可被清算或換成貨幣的最小單位。很明顯,這種單位越小,金融資產(chǎn)也就越可分。同時可分性又是由金融資產(chǎn)的發(fā)行單位決定的。后者是指到期時每單位資產(chǎn)將支付的貨幣數(shù)目。一般地,可分性也是投資者需要的屬性,因此它部分決定了一種金融工具可組織資金的數(shù)量和規(guī)模。集合資金信托產(chǎn)品就是考慮到投資者的這一要求而設(shè)計(jì)的。
復(fù)合性(complexity)。很多金融資產(chǎn)尤其是衍生金融工具都是由兩個或多個簡單資產(chǎn)復(fù)合的。復(fù)合出的產(chǎn)品比之于基礎(chǔ)性的金融產(chǎn)品又具有了新的風(fēng)險(xiǎn)收益特征。信托產(chǎn)品在資金運(yùn)用方式上具有長期性、靈活性、綜合性的特征,這些特征為金融復(fù)合技術(shù)的運(yùn)用提供更寬闊的平臺。那么,如何將信托產(chǎn)品的制度特征和金融復(fù)合技術(shù)結(jié)合起來,以使信托產(chǎn)品更好地發(fā)揮其功能,這將是未來信托產(chǎn)品創(chuàng)新理論和實(shí)踐中的一個非常重要也非常有意義的課題。
其他一些因素還包括有:幣種,主要影響涉及跨境投資類的信托產(chǎn)品的匯率風(fēng)險(xiǎn);稅收,會影響信托產(chǎn)品稅后現(xiàn)金流的大??;仲裁機(jī)制,會影響信托產(chǎn)品現(xiàn)金流的預(yù)期成本和最終支付;等等。
上述對信托產(chǎn)品金融要素的一般性分析是基于所有金融產(chǎn)品要實(shí)現(xiàn)特定的金融功能所必然具有的金融技術(shù)要素,因此信托產(chǎn)品金融要素的一般性是與信托產(chǎn)品應(yīng)具有的一般性的金融功能相聯(lián)系的。下面我們將討論信托產(chǎn)品金融要素的特殊性,這一特殊性是在上述一般性的基礎(chǔ)上,由信托特殊的法律制度構(gòu)造賦予的。但需要說明的是,信托獨(dú)特的法律制度構(gòu)造并不會產(chǎn)生出新的金融要素,而只是使一般的金融要素以一種新的形式和關(guān)系表現(xiàn)出來。這種金融要素的新的外在形式和結(jié)構(gòu)關(guān)系就賦予了信托產(chǎn)品有別于其他金融工具的一些功能和特征。本文將這種特殊性歸納為三個方面,即:特殊的產(chǎn)品基礎(chǔ),特殊的經(jīng)濟(jì)關(guān)系,特殊的效用提升方式。
二、信托財(cái)產(chǎn):特殊的產(chǎn)品基礎(chǔ)
信托財(cái)產(chǎn)是信托法律關(guān)系的核心要素之一。由于法律上對信托財(cái)產(chǎn)的特殊性的規(guī)定,使得作為金融工具的信托產(chǎn)品具有了特殊的產(chǎn)品基礎(chǔ)。這種特殊規(guī)定有兩個:一是信托財(cái)產(chǎn)的獨(dú)立性,二是信托財(cái)產(chǎn)的多元化。
信托財(cái)產(chǎn)的獨(dú)立性是指信托一旦有效設(shè)立,信托財(cái)產(chǎn)便從委托人、受托人及受益人的自有財(cái)產(chǎn)中分離出來,僅為信托目的而獨(dú)立存在。這種規(guī)定會產(chǎn)生非常重要的法律后果,這既是信托制度能夠重構(gòu)權(quán)利、隔離風(fēng)險(xiǎn)的前提,也是從根本上決定信托產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)收益特征的制度基礎(chǔ)。因此,信托產(chǎn)品的提供者在構(gòu)造信托產(chǎn)品的過程中尤其要注意利用和突出信托財(cái)產(chǎn)的獨(dú)立性特征。而從實(shí)踐上來看,在解決許多金融問題,尤其是跨期較長、關(guān)系復(fù)雜的金融問題時也正需要利用信托財(cái)產(chǎn)的這種獨(dú)立性特征。
信托財(cái)產(chǎn)的多元化是信托制度功能優(yōu)越性的具體表現(xiàn)之一,它賦予了信托制度巨大的彈性空間。就信托來說,凡具有金錢價值的東西,無論是動產(chǎn)還是不動產(chǎn),物權(quán)還是債權(quán),有形的還是無形的,都可以作為信托財(cái)產(chǎn)交付信托。相比之下,同為金融工具的其他類產(chǎn)品,作為其產(chǎn)品基礎(chǔ)的財(cái)產(chǎn)形式就顯得比較單一。如:銀行信貸類產(chǎn)品只能以貨幣資金為基礎(chǔ);券商類產(chǎn)品只能以有價證券的發(fā)行和流通為基礎(chǔ);保險(xiǎn)類產(chǎn)品的基礎(chǔ)雖然看似包含了人身和財(cái)產(chǎn),但就其所派生的金融功能來看,也只是對以貨幣資金為形式的保險(xiǎn)費(fèi)的投資運(yùn)用。惟有信托產(chǎn)品的財(cái)產(chǎn)形式是不拘一格的,只要與一國政策、法令不相抵觸,同時又有實(shí)際需求,大凡動產(chǎn)、不動產(chǎn)、有價證券、銀行存單、現(xiàn)金、專利權(quán)、著作權(quán)、商標(biāo)權(quán)等,都可作為信托財(cái)產(chǎn)并服務(wù)于特定的信托目的。這種經(jīng)營對象范圍的廣泛性和多樣性,就決定了信托經(jīng)營方式的多樣、靈活和較強(qiáng)的適應(yīng)性,也就意味著信托產(chǎn)品的價值形式中可能要包含內(nèi)容較多的非貨幣化形式和服務(wù)性因素。
三、權(quán)利重構(gòu):特殊的經(jīng)濟(jì)關(guān)系
對于除信托產(chǎn)品以外的其他金融工具來說,按照金融工具中所含信用關(guān)系的性質(zhì)可分為債權(quán)信用工具和股權(quán)信用工具(此處僅指基礎(chǔ)性的金融工具,暫不考慮衍生金融產(chǎn)品)。債權(quán)信用工具中所反映的經(jīng)濟(jì)關(guān)系相對來說比較簡單,只包含著一對利益主體,即債權(quán)人和債務(wù)人,法律上的權(quán)利義務(wù)非常清晰;股權(quán)信用工具中所反映的經(jīng)濟(jì)關(guān)系相對比較復(fù)雜,包含了三個利益主體,即公司法人、公司股東和公司管理者,但法律上對其各自的權(quán)利義務(wù)關(guān)系規(guī)定的也非常明確。而對信托來說,因?yàn)榉少x予了其權(quán)利重構(gòu)的制度功能,這就使得信托產(chǎn)品可以反映一種特殊的經(jīng)濟(jì)關(guān)系,并且這種經(jīng)濟(jì)關(guān)系中的權(quán)利義務(wù)的具體內(nèi)容很大程度上是由信托合約來約定,而非由法律來規(guī)定。
首先,這種特殊的經(jīng)濟(jì)關(guān)系表現(xiàn)為信托財(cái)產(chǎn)的虛擬主體特征。在實(shí)務(wù)操作中,信托財(cái)產(chǎn)會表現(xiàn)出一種強(qiáng)烈的人格化傾向。這種人格化傾向是由信托財(cái)產(chǎn)的獨(dú)立性特征賦予的。信托財(cái)產(chǎn)在法律關(guān)系上,歸屬于受托人,名義上也為受托人所有,但信托財(cái)產(chǎn)最終應(yīng)受信托目的約束,并為信托目的獨(dú)立存在。信托財(cái)產(chǎn)具有與各信托當(dāng)事人相獨(dú)立的法律地位,與委托人未設(shè)立信托的其他財(cái)產(chǎn)以及屬于受托人所有的財(cái)產(chǎn)要區(qū)別開來。這種虛擬主體構(gòu)成了信托產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)關(guān)系中一個非常獨(dú)特的要素。
其次,這種經(jīng)濟(jì)關(guān)系的特殊性還表現(xiàn)為受托人的雙重義務(wù)特征。一般說來,信托關(guān)系是一種三方法律關(guān)系,信托當(dāng)事人包括委托人、受托人和受益人。由于信托財(cái)產(chǎn)上的權(quán)利具有“所有權(quán)和受益權(quán)二元并存”的特性,受托人的義務(wù)相應(yīng)也就有了雙重性。一方面,受托人對信托財(cái)產(chǎn)具有“對物的義務(wù)”,即有管理和處分信托財(cái)產(chǎn)的義務(wù),這是由信托財(cái)產(chǎn)所有權(quán)的本質(zhì)決定的;另一方面,受托人對受益人又負(fù)有“對人的義務(wù)”,即有忠實(shí)地為受益人利益管理處分信托財(cái)產(chǎn)并將信托利益支付給受益人的義務(wù),這是由受益權(quán)的本質(zhì)決定的。
一般來說,經(jīng)濟(jì)關(guān)系越簡單明確的金融工具,其構(gòu)成要素的組合方式也就越少,所能反映的風(fēng)險(xiǎn)收益組合的種類也就越少,滿足多元化、多樣性金融需求的能力也就越弱?,F(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)生活中金融需求的多元化和多樣性趨勢早已被大量的事實(shí)所說明,也正在被基礎(chǔ)性的金融理論研究所證實(shí)。在這樣的金融需求背景下,僅有傳統(tǒng)的債權(quán)信用工具和股權(quán)信用工具越來越顯得力不從心。相比之下,信托類金融工具由于具有經(jīng)權(quán)利重構(gòu)后的特殊的經(jīng)濟(jì)關(guān)系,其構(gòu)成要素的組合方式可依合約而定,以滿足各種各樣的風(fēng)險(xiǎn)收益需求,可以對傳統(tǒng)的債權(quán)信用工具和股權(quán)信用工具無法滿足的金融需求所形成的巨大市場空間予以填補(bǔ)。
四、風(fēng)險(xiǎn)隔離:特殊的效用提升方式
信托的風(fēng)險(xiǎn)隔離功能依然根源于信托財(cái)產(chǎn)的獨(dú)立性特征。這種風(fēng)險(xiǎn)隔離功能表現(xiàn)在兩個方面:一是受托人的責(zé)任有限度,二是受益人的權(quán)益有保障。
從受托人的有限責(zé)任來看,信托設(shè)立后,受托人負(fù)有依信托文件規(guī)定為受益人利益管理、處分信托財(cái)產(chǎn)的義務(wù),但受托人因信托關(guān)系而對受益人所負(fù)的債務(wù)(即支付信托利益),僅以信托財(cái)產(chǎn)為限負(fù)有限清償責(zé)任。也就是說,只要受托人在信托事務(wù)處理過程中沒有違反信托并已盡了職守,即使未能取得信托利益或造成了信托財(cái)產(chǎn)的損失,受托人也不應(yīng)以自有財(cái)產(chǎn)負(fù)個人責(zé)任。當(dāng)然,如果信托利益的未能取得或信托財(cái)產(chǎn)的損失,是由受托人的失職或違反信托而造成的,那么受托人必須以自有財(cái)產(chǎn)負(fù)個人責(zé)任。
從受益人的權(quán)益保障來看,表現(xiàn)為幾方面:一是責(zé)任和利益的分離,一方面,伴隨所有權(quán)所產(chǎn)生的管理責(zé)任與風(fēng)險(xiǎn)負(fù)擔(dān)都?xì)w屬于受托人;另一方面,伴隨所有權(quán)而生的利益則純由受益人享有。二是受益權(quán)的優(yōu)先性,即受益人對信托財(cái)產(chǎn)享有優(yōu)先于委托人或受托人的債權(quán)人的權(quán)利。三是受益權(quán)的追及性,即當(dāng)受托人違反信托宗旨處分信托財(cái)產(chǎn)而使信托財(cái)產(chǎn)旁落他人之手時,受益人有權(quán)向轉(zhuǎn)得人請求返還該財(cái)產(chǎn)。四是信托利益的超越性,即在某些特殊形態(tài)的信托設(shè)計(jì)下,受益人享受信托利益的權(quán)利也可超越于其債權(quán)人所能追及的范圍。
信托的風(fēng)險(xiǎn)隔離功能對信托產(chǎn)品的風(fēng)險(xiǎn)因素具有非常獨(dú)特的消減作用,其總體上的效果是降低了不確定性,增加了受托人信托財(cái)產(chǎn)管理決策過程中的理性成分,提高了委托人和受益人在信托產(chǎn)品上所獲得的效用感受。顯然,要理解這一論斷需要回答以下兩個問題。
2.評估建筑用地:地段規(guī)劃(例如建筑位置、凹凸輪廓、道路和鋪裝區(qū)域等)應(yīng)該基于生態(tài)的土地使用方式。建筑要布置在地段內(nèi),對所處地方的生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生最少的破壞和影響的部分。結(jié)合有當(dāng)?shù)靥厣膭又参锓N群,提高地段的生態(tài)價值。
評估風(fēng)對當(dāng)?shù)氐挠绊懀簻p少風(fēng)對步行者和周圍建筑影響。
檢驗(yàn)對其他建筑的陰影遮擋;確定建筑在地段中的位置,要避免存在的對附近建筑和地段的遮擋。建筑的體形可以基于地段的日照包絡(luò)線,從而避免對附近的地段潛在的陰影遮擋。這一點(diǎn)影響到比鄰地段潛在的太陽能應(yīng)用以及溫帶氣候地段的越冬情況。
檢驗(yàn)室外噪音:通過設(shè)計(jì),保證暴露的最近的居住建筑室外的噪音強(qiáng)度,低于一天中早晨7時至夜間11時中任何時段的背景噪聲水平不少于5分貝,并且不超過至夜間11時至次日早晨7時中任何時段的背景噪聲水平。
3.評估建筑的屬性:加入材料的完整再生周期和再生可能性因素,考慮在建設(shè)和維護(hù)過程中用到的材料里體現(xiàn)出的能量價值的作用。考慮地方性材料在建筑主要構(gòu)件中的作用。
評估建筑物對環(huán)境的影響:檢驗(yàn)建筑生成物中材料和能源流動帶來的環(huán)境影響。
評估自然資源消耗量和再生材料:具體安排材料來考慮自然資源枯竭(例如木材/來自可持續(xù)資源的木材產(chǎn)品)。適宜條件下破損材料的再利用。
評估危險(xiǎn)材料:在任何可能的、無法獲得經(jīng)濟(jì)的可供選擇方案的場合,避免具體使用已知的危險(xiǎn)材料(如木材防腐劑)。
評估建筑施工的影響:建筑施工操作不應(yīng)當(dāng)導(dǎo)致地段內(nèi)以及附近地段的生態(tài)系統(tǒng)破壞。一個"可持續(xù)"的設(shè)計(jì)的長期成功,也需要對施工、委托和建筑使用的控制予以格外的重視。
需要承包商寫進(jìn)合同的環(huán)境操作包括:發(fā)展及實(shí)現(xiàn)一個該工程的環(huán)境方案;盡可能減少廢物;充分利用能量及其他資源,防止污染;盡可能利用再生或可再生材料或部件;盡量減少交通需求(包括運(yùn)進(jìn)/出材料);合理地處理不可避免的廢物,包括完全服務(wù)從有關(guān)法規(guī)。工程結(jié)束時清理現(xiàn)場。
評估外部景觀設(shè)計(jì):通過地段規(guī)劃和景觀設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)微觀氣候改善。四項(xiàng)主要因素影響人的舒適度:日光輻射、氣溫、空氣流動、溫度或降水。當(dāng)這些要素的綜合效果不對人產(chǎn)生不適的壓力時,條件就達(dá)到了人的舒適范圍。室外氣候越接近這一范圍,創(chuàng)造室內(nèi)氣候所需要的能量就越少。景觀形式能夠?qū)ㄖ哪芰肯钠鸬接幸娴淖饔?,因而減少費(fèi)用,改善微觀氣候。景觀設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)以改善建筑周圍空間的微觀氣候?yàn)槟康?,為使用這個空間的人們提供更舒適的環(huán)境。提供一個建筑與景觀結(jié)合的設(shè)計(jì)充實(shí)地段的特征。被設(shè)計(jì)的系統(tǒng)與景觀植物的結(jié)合,造成當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的發(fā)展和彈性。利用豎向景觀和植物降低周圍的氣溫。
4.評估建筑操作的影響:最大限度地被動式能量系統(tǒng)利用周圍能量的渠道:建筑體形、建筑朝向、立面設(shè)計(jì)、日光控制裝置、建筑外觀色彩、豎向景觀、自然通風(fēng),要設(shè)計(jì)能夠讓所有使用者理解并且實(shí)現(xiàn)控制的簡單的控制措施。
最大限度地利用不可更新資源(例如光電能源)。
減少由于消耗能量而產(chǎn)生的二氧化碳;控制二氧化碳生成少于50千克/年·平方米。
控制酸雨:鍋爐的氮氧化物排放量,應(yīng)低于200毫克/千瓦小時。
避免由于CFCs,HCFCs和鹵素引起臭氧消耗:使用不含鹵素的無臭氧消耗制冷設(shè)備;結(jié)構(gòu)與圍護(hù)部分用無臭氧消耗的隔離。
通過設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)可循環(huán)材料的儲存:適宜條件下,為隔離儲存供再利用的廢物和可循環(huán)的收集物,提供充分的空間。
最大限度地利用自然通風(fēng)的被動系統(tǒng)。被動吸煙和潮濕:把占多數(shù)的空間設(shè)計(jì)為自然通風(fēng),禁止在室內(nèi)吸煙;避免需要潮濕的植物;在非自然通風(fēng)場所,慎重設(shè)計(jì)溫度系統(tǒng);室內(nèi)空氣質(zhì)量應(yīng)當(dāng)在C25升/人(例如不經(jīng)過再流通的完全新鮮空氣);利用自然通風(fēng)裝置。
最大限度地利用自然和人工照明的被動系統(tǒng):通過照明,在辦公室提供高質(zhì)量的視覺舒適。盡量擴(kuò)大利用日光的工作面積,達(dá)到用于辦公的總面積的至少80%,達(dá)到英國制定的日光照明標(biāo)準(zhǔn)BS8206的第二部分。有輸出波動的所有燈具(例如熒光燈),都應(yīng)當(dāng)安裝高頻鎮(zhèn)流器;使用燈具隔柵或特制玻璃等。
檢驗(yàn)熱舒適和過熱:盡量減少由于利于被動式設(shè)計(jì)因素來補(bǔ)充計(jì)劃中的自然通風(fēng)和夜間制冷措施,而產(chǎn)生過熱不適風(fēng)險(xiǎn)。通過CIBSE一致的計(jì)算實(shí)現(xiàn)令人滿意的操作。
控制室內(nèi)噪音:在辦公室和會議室所實(shí)現(xiàn)舒適的聲學(xué)環(huán)境。私人辦公室和小會議室――40分貝;大會議室――45分貝,建筑的聲音隔絕和降低噪聲與英國標(biāo)準(zhǔn)BS8233:1987一致。
檢查壽命周期內(nèi)的能量消耗(例如能量轉(zhuǎn)換的有效性),盡量減少操作中的能量消耗,它本身正是在建筑能量使用中占最大份額。
評估水污染:減少地段內(nèi)水流失,以從地表水流失方面,在源頭管理污染。促進(jìn)水分吸收和返還地下水。
評估交通運(yùn)輸能量:盡量減少地段內(nèi)小轎車停車;制定政策鼓勵公共交通,不提倡使用小轎車。評估室內(nèi)空氣質(zhì)量:微粒過濾;
評估空氣質(zhì)量/二氧化碳;裝修/保養(yǎng);通過可開啟窗提供自然通風(fēng),保持CIBSE推薦的換氣率。避免空氣閉合流通;利用室內(nèi)植物吸收VOCs。
設(shè)計(jì)內(nèi)部水保存:以減少從干管到飲用水的需求量為設(shè)計(jì)目標(biāo)。水循環(huán)計(jì)劃;雨水利用;廢水處理計(jì)劃:下水道沉積物利用;水效率管理措施;水泄露;景觀地區(qū)的澆灌系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)利用;雨水應(yīng)當(dāng)被收集并循環(huán)(如用于衛(wèi)生間沖水)。
減少或恢復(fù)廢棄材料和熱量:通過設(shè)計(jì),恢復(fù)由建筑操作而產(chǎn)生的廢棄材料和熱量;考慮儲藏運(yùn)輸供循環(huán)的材料。
檢查內(nèi)部裝備:基礎(chǔ)建筑提供可以變動位置的會議室和商務(wù)中心。通過設(shè)計(jì),避免浪費(fèi);家具布置允許經(jīng)過最小的改動而實(shí)現(xiàn)靈活的人員分組安排。檢查危險(xiǎn)材料的使用。
5.評估在建筑使用壽命結(jié)束后,所有材料和設(shè)備的修復(fù):充分考慮再利用和修復(fù)的可能性。
三、結(jié)論
以上是利用現(xiàn)有通行的標(biāo)準(zhǔn)對生態(tài)設(shè)計(jì)的簡單瀏覽。應(yīng)當(dāng)提醒設(shè)計(jì)者:這個清單并不是徹底全面的,而且適用標(biāo)準(zhǔn)是隨著生態(tài)設(shè)計(jì)技術(shù)和理論的發(fā)展而變化的。
在供紙裝置中,用來穩(wěn)定卷煙紙跑偏的裝置主要由3個導(dǎo)向銷和導(dǎo)紙器組成,3個導(dǎo)向銷分別安裝在接紙器卷煙紙搭口前后位置和卷煙紙接頭傳感器檢測位置,用來保證卷煙紙搭接時的穩(wěn)定,進(jìn)入煙槍前卷煙紙的穩(wěn)定則通過導(dǎo)紙器完成。導(dǎo)紙器的組成如圖2所示。它通過調(diào)整塊5安裝于機(jī)身前平面。導(dǎo)紙板7和限位板6組成一過紙通道。卷煙紙與機(jī)身前平面的距離通過手柄1調(diào)節(jié)。旋動調(diào)節(jié)手柄,使調(diào)節(jié)套2帶動U型支架8在軸3和圓柱銷的導(dǎo)向作用下沿軸3滑動,從而改變卷煙紙相對于機(jī)身前平面的距離。導(dǎo)紙器的作用就是引導(dǎo)卷煙紙正確進(jìn)入卷制成形系統(tǒng)煙槍部件,卷煙紙的中心線必須與卷制成形通道的中心線在一個平行于機(jī)身前平面的平面內(nèi)。
針對上述問題,經(jīng)研究供紙裝置自動接紙器工作原理,在SE70卷接機(jī)供紙裝置導(dǎo)紙器前加裝一組防接紙跑條裝置,其結(jié)構(gòu)簡單、卷煙紙運(yùn)行穩(wěn)定、可靠,并且調(diào)整方便、維護(hù)保養(yǎng)簡單。
1制作防接紙跑條裝置
導(dǎo)紙器中心到基板的距離為65mm,利用供紙裝置上的導(dǎo)紙輥和紙輥軸,重新設(shè)計(jì)軸座。組合成防接紙跑條裝置,安裝在導(dǎo)紙器下方。供紙裝置上的導(dǎo)紙輥直徑為21mm,寬度為42mm,紙輥軸從軸座到導(dǎo)紙輥的距離為33mm,可得出重新設(shè)計(jì)軸座厚度為65-(42÷2+33)=11mm,這樣就可滿足導(dǎo)紙器中心到基板的距離為65mm的要求。
2防接紙跑條裝置安裝位置的選定
從設(shè)備外表看,導(dǎo)紙器下方基板上有一個M6的備用螺孔,為了保證設(shè)備的完好性,決定利用這個M6的備用螺孔作為防接紙跑條裝置固定點(diǎn)。用45#鋼制作成長30mm寬18mm厚度為11mm的軸座,可將軸座上的螺孔與固定孔的中心距定為20mm。
3組裝防接紙跑條裝置
將紙輥軸旋入軸座螺紋孔并擰緊,裝上導(dǎo)紙輥,組裝成防接紙跑條裝置。經(jīng)組裝后的防接紙跑條裝置安裝在導(dǎo)紙器下方基板M6的備用螺孔上。如要調(diào)整壓紙量,可通過擰松固定螺母,調(diào)整防接紙跑條裝置的角度來達(dá)到最佳效果。
級別:部級期刊
榮譽(yù):中國優(yōu)秀期刊遴選數(shù)據(jù)庫
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級別:部級期刊
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級別:部級期刊
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