模型设计论文篇(1)

飞机的综合保障效能是飞机及其保障系统在预期的使用环境和条件下经济有效地满足平时战备完好和战时任务持续能力的度量。综合保障效能评估就是在现有飞机研制程序的基础上，利用适宜的保障效能评估方法和技术，在飞机研制过程中持续开展综合效能评估，评价出研制过程各阶段的综合保障效能，提出优化、改进建议，实现对新机研制过程综合保障的有效监控；在部署/使用阶段开展保障效能评估，验证飞机及其保障系统是否满足规定的系统战备完好性要求，为调整保障系统和飞机改型、研制新型号飞机提供必要的经验信息。保障效能是由飞机平台设计特性、保障系统设计及维修保障方案所决定的，是在飞机研制过程中设计，逐渐形成、并在使用过程中不断保持的。综合保障效能的度量不仅考虑飞机平台及其使用特点、可靠性与维修性、保障系统的特性与表现，而且还要考虑飞机的利用率、使用方式、任务剖面以及使用环境等。飞机设计质量控制就是要实现飞机及其保障系统满足规定的系统战备完好性要求，飞机设计质量不仅包括飞行平台具有优良的性能，而且还包括其保障系统的性能和配备能够支撑飞行平台实现战备完好、战时可用的目标。综上所述，综合保障和质量控制具有共同的目标，综合保障效能的高低反映了飞机平台及保障系统设计质量的高低。在飞机设计的各个阶段，对综合保障效能评估即可实现对飞机设计质量进行阶段性和系统性地控制。

2评价指标选择

由于综合保障和质量控制具有共同的目标，反映综合保障效能的指标即可作为飞机设计质量控制的评判标准。飞机的综合保障效能不仅取决机的设计性能，同时也取决机的使用和保障。综合保障效能评估结果对四性和综合保障工作直接产生影响，这关系到飞机的设计、研制，并决定着综合保障最终目标——以可承受的寿命周期费用实现战备完好性要求的实现。飞机设计质量评价指标的确定必须遵循以下原则：（1）以作战任务需求、综合保障各阶段的任务和目标为依据。（2）参考国内、外同类飞机的有关指标，相似装备的战备完好性水平，以及本国的国防工业科技水平等。（3）环境条件的约束，包括作战使用和平时训练、储存和运输等环境条件。（4）预期使用的新技术、新产品对保障效能的影响。（5）现役同类装备的保障方案和新机预期的保障方案、使用与维修保障资源的约束条件。（6）费用、进度等约束条件。（7）其他约束条件，如充分考虑各指标之间的协调性（不可互替代性、全面性）和各指标的阶段性等。根据以上原则，结合相关标准，选用使用可用度（固有可用度）、能执行任务率、出动架次率、再次出动准备时间和寿命周期费用作为评价指标。这五个指标从不同的侧面反映了保障系统设计质量对战备完好性和任务持续能力的影响，其中使用可用度综合反映飞机在实际任务过程中的使用情况，主要体现了飞机特性、维修保障、供应保障水平对战备完好性的影响；能执行任务率主要反映在平时条件下飞机保障系统的训练保障水平；出动架次率主要是反映在战时条件下飞机维修保障和使用保障水平对战时任务持续能力的影响；再次出动准备时间主要是反映飞机在连续出动条件下保障系统的使用保障水平；寿命周期费用从经济性的角度度量装备系统和战备完好和战时任务持续能力的权衡。这几个指标之间具有不可替代性。战备完好性的度量不仅考虑飞机及其使用特点、可靠性与维修性、保障系统的特性与表现，而且还要考虑装备的利用率、使用方式、任务剖面以及使用环境等。这五个指标从不同的角度反映了不同设计和使用因素对战备完好性和保障效能的影响，涵盖了飞机设计特性、保障系统的要素（包括使用保障、维修保障、训练保障、供应保障）和寿命周期费用对飞机设计质量的贡献。以这些指标作为评价标准，可以实现飞机设计质量全面控制。

3评估方法和模型构建

3.1评估方法

可用的方法可分为解析法和仿真法两类。解析法能够准确地计算各类效能指标，但缺乏对飞机维修和使用保障动态特性的描述；仿真法能够动态地描述飞机的维修和使用保障动态特性，但仿真结果不够稳定。为了得到客观、合理和科学的结果,本系统采用解析法和仿真法相结合的方法。

3.1.1计算机仿真

仿真技术具有低成本、有效克服解析法所不能解决的动态问题独特优势。计算机仿真体现在以下几个环节：（1）根据对业务、模型、输出参数之间的逻辑关系进行分析的结果，模拟单一飞机和机群在仿真周期内的总体使用业务流程。根据实际使用情况，模拟仿真周期内飞机的作战使用流程。一般流程均从飞机执行的任务开始，进行任务前准备、执行任务、返回进行维修保障，然后进行再次出动。核心业务活动包括飞机状态的判断、飞机的调度、修复性维修、预防性维修、起飞前准备、再次出动准备等。（2）故障抽样。采用蒙特卡洛方法进行飞机系统故障抽样，确定故障发生时刻序列。单架飞机的年平均飞行时间或者每次的仿真时间。η为由RANDOM（）函数生成的0～1之间的随机数。故障发生时刻序列的确定方法如下：下一次故障发生时刻=本次故障发生时刻+下一次故障发生时间间隔（2）

3.1.2数据统计

对于已经研制的飞机及其保障系统，数据统计方法主要体现在飞机故障数据、资源数据等输入数据的获取。而对于新研发的飞机及其保障系统，这些数据可采用设计参数或者相似型号飞机参数。为了计算最终的评价指标，仿真过程中通过多次统计最终评价指标的分解项,获取最终的评价指标计算结果。

3.1.3解析法

解析法主要用于各评估指标的计算，飞机各业务活动分解及其时序的确定、时间和资源分配等。各评估指标均可采用解析法进行分解，一直到最底层指标与飞机设计指标相同为止。这有利于确定最终的输入参数，也利于模型数据的收集。

3.2评估模型构建

任务周期从飞机执行的任务开始，进行任务前准备、执行任务、返回进行维修保障，然后进行再次出动，直到当天任务结束。而在这一任务周期中，将涉及到任务系统、结构、维修保障活动、保障资源、保障组织五大方面设计工作的动态协同。如何全面、科学、客观模拟这一过程，并将其量化，进而构建数学模型，最终计算出飞机在执行任务过程中的各评价指标，是飞机设计质量控制需要突破的核心技术。

3.2.1模型组成

建模的关键体现在任务建模、保障资源建模、飞机建模、组织建模和任务执行过程建模五个方面。这些模型都描述了飞机系统某个方面的特性，它们独立构成飞机系统的不同侧面。因此，飞机设计质量控制模型分为任务、装备、资源、组织、过程五个子模型。（1）任务模型：描述作战单元的任务内容及其构成的模型。任务可分为若干个子任务，子任务又可分为若干个次级子任务，各个子任务的内容及其相互关联都在任务模型中进行描述。随着任务的进程，其他各个模型都会发生相应的变化。不同模型间的逻辑关联是保障系统模型所固有的。（2）飞机模型：描述系统中飞机的结构和功能组成的模型。复杂的飞机系统由各单元以一定关系组成并形成特定的功能。（3）资源模型：描述保障系统的各种资源以及资源间关联关系的模型。保障系统中的资源有很多种，例如：维修人员、备件、设施、技术资料、计算机资源等，但是在作战单元执行任务的过程中，由于任务的持续时间一般比较短，对保障效能影响最大的资源只有两种：备件和维修人员。因此，资源模型主要包括维修人员和各种备品备件的分配信息（其中的备品备件即为飞机的最小保障单元）、各种备件在维修过程中的消耗信息以及维修人员的占用信息等。（4）组织模型：描述系统中的组织、角色信息以及组织、角色间关联关系的模型。其中系统中的组织为各个作战单元和基本作战单元，存在的关系有组织间的所属关系、角色间的存在关系等。（5）过程模型：是保障系统的核心模型，保障系统的其他模型都是围绕着过程模型展开的。过程模型是描述任务的执行过程中发生的一系列维修、使用保障活动及为维修、使用保障活动之间关联关系的模型。

3.2.2系统输入

根据模型的组成、评估指标的分解结果以及飞机设计理论和原理，通过梳理以上模型组成中各描述参数之间的关系的，理清了各输入参数以及5个子模型之间的关系，明确了各子模型必要的输入参数。该模型分为任务、飞机、资源、组织、过程5个子模型。根据每个模型的描述，对描述参数进行结构化描述。例如,任务模型结构化为任务系统、任务剖面和基本任务；任务系统结构化为飞机名称、飞机总数、飞机任务种类；任务剖面结构化为任务种类、任务持续时间、任务所需飞机数量、基本任务名称；基本任务可结构化为基本任务名称、基本任务持续时间、所含波次数、单波次所需最小飞机数、单波次持续时间和单波次任务成功点等设计参数。

3.2.3业务流程

在大量调研的基础上，对单一飞机和机群的总体使用业务流程进行了梳理，并对业务、模型、输出参数之间的逻辑关系进行了分析。根据实际使用情况，对飞机的作战使用流程进行了梳理。在活动过程子模型中，需要确定各专业活动执行的逻辑先后、执行时间、资源、组织、特殊要求、所属专业等信息。通过仿真飞机的任务和使用保障过程，梳理各任务和活动的执行流程，将5个子模型以及个输入参数关联起来，最终统计相关参数和计算结果。

4模型初步验证

为了易于验证模型和方法，对案例进行了以下简化：（1）飞机结构假定只有三个子系统（燃油系统、航电系统、火控系统）。（2）将所有的保障资源放在同一个“资源池”中。（3）使用保障活动与任务暂时没有关联，作业时间是一个定值。（4）维修过程中备件的周转时间为定值。（5）预防性维修活动看作一个事件，作业时间为一个定值。（6）供应保障和训练保障暂时不考虑。模型的验证采用本模型仿真结果和LSEM模型仿真结果进行对比，计算的出动架次率分别为2.56架•次/天和2.5架•次/天，偏差为2.4%。该偏差处于可接受范围内。

5模型特点和应用

5.1模型特点该模型具有以下特点：

（1）系统性。该模型使得飞机设计质量的控制不再以各系统、各部件、各产品等孤立地进行，而把整个飞机及其保障系统作为一个有机系统进行质量控制。这不仅符合飞机研制的客观规律，而且将飞机的装配、各系统、各产品之间的接口对飞机质量的影响也进行考虑。其结果能够更真实、全面、客观反映飞机及其保障系统的设计质量。该方法的这个特点与戴明的系统论理论一致。（2）阶段性。由机研制具有明显的阶段性，每一阶段的设计参数逐步详细和准确，因此，该模型也具有阶段性。随着设计的深入，该模型的输入将不断逼近飞机及其保障系统的设计质量。该方法的这个特点与戴明的质量持续改进一致。

（3）动态性。以往的控制方法仅采用了质量管理体系和程序，是一种静态的控制方法。该模型能够动态性地描述飞机的使用和保障过程，其结果与真实的设计质量具有较小的偏差。（4）客观性。该模型能够克服以往采用的程序控制和专家评审方法具有的主观性，其结果更加科学、合理、客观。（5）全面性。目前，美国工业界已开发出大量相关模型，如战备完好性试验用可用性原型的快速构建（RAPTOR）软件、装备保障性仿真工具SCOPE、后勤复合模型LCOM、战备完好性评估模型METRIC、F-15E的可用度评价模型SLAM、JSF战斗机的全任务仿真系统、美国空军基地资源的战区仿真模型TSAR等。以往的模型仅采用单一的评价指标。选择的使用可用度、出动架次率、再次出动准备时间、全寿命周期费用指标能全面衡量飞机设计质量。评价结果不仅反映了飞机平台本身的设计质量，而且还反映了其保障系统和他们之间接口的设计质量。（6）经济性。地面试验的成本高昂，而本模型可以省去地面试验所需要的飞机及其保障系统的研制费用，地面试验的包括人工、场地、设施等其他费用也不再需要了。

5.2应用

由机及其保障系统的研发具有明显的阶段性，本文提出的模型和方法在各阶段对飞机设计质量的控制途径也不相同。

（1）在项目的招标和投标阶段，利用该模型评价供应商提供的设计方案和标书，确定其是否满足项目的指标要求，从而最终选定合适的供应商，从而确定最佳设计质量方案。

（2）在概念设计阶段，利用该模型评价设计方案，找出飞机和保障系统设计的薄弱环节，提出优化和改进措施，完善飞机平台和保障系统设计，提高飞机设计质量。

（3）在详细设计阶段，利用该模型评价详细设计方案，找出飞机和保障系统设计的薄弱环节，提出优化和改进措施，完善飞机平台和保障系统设计，提高飞机设计质量。

（4）在部署/使用阶段，验证飞机及其保障系统是否满足规定的系统战备完好性要求，找出设计中的模弱环节，提出优化和改进措施，为调整保障系统和飞机改型、研制新型号飞机提供必要的经验信息。

6结论

模型设计论文篇(2)

现在各个城市的道路都会安装交通控制红绿灯，使用交通灯来控制不同道路的汽车有序运行。有些司机不遵守安全规则擅闯红灯对行人造成一定的人身安全威胁，每年各个城市都会有这种事故发生，人的生命是最宝贵的。本设计就是设计了汽车刹车控制系统，在汽车行驶过程中遇到红灯可以自动强制提车，避免了汽车闯红灯对行人造成的安全威胁。

二、设计创新点

本设计创新点在于使用红外线发射器与红路灯联合工作，在遇到红灯时发出红外线，在汽车里安装有红外接收电路控制汽车上的电动机或者发动机，强制其停车。可以避免有些司机不遵守交通规则擅闯红灯。

三、项目结构框图

图1 红外线自动控制小车强制制动原理框图

本系统设计主要有两大模块组成：使用单片机AT89C52设计的简易十字路通红绿灯，安装有红外接收器的模型小车。单片机控制的交通灯可以实现两路红、绿、黄灯的控制，可以显示时间，可以在红灯情况控制红外发光二极管发出红外线；模型小车安装有红外线接收器，当收到来自交通灯的红外线停车信号后通过控制电路强制停车。模拟了强制禁止闯红灯的过程。

图2 交通灯的控制流程图

交通灯的控制通过编制程序实现，可以通过更改程序灵活调整每个路口的红绿灯的亮灯时间。实现单片机控制的模拟交通灯功能，可以实现交通动能在红灯状态发送红外线，模型车接收到红外信号实现自动停车。本设计可以通过考虑设计更为完善的程序，实现多路交通模型车的控制。更为接近实际情况。

四、使用材料

红外自动控制小车

元器件 数量（个） 参数 备注

20W烙铁 1 20w内热式烙铁，用于电路焊接

焊锡丝 1卷

松香 2 用于电路的助焊接，提高焊点的可可靠性

C51单片机

开发板 一套 用于交通灯的控制，完成交通灯、红外制动信号的发射

红外线距离

传感器 2个 经过修改调整可用于接收红外调制信号，实现强制停车控制。可接受到频率160――200KHZ的占空比25%的调制红外光，有效距离可调最大1.5m最小2cm。

红外线发射

二极管 10 用于发射红外线停车信号，发射900nm的红外线

9012三极管 4 低频小功率三极管，用于控制继电器等做可控开关使用，工作在开关状态。

洞洞板 4 用于电子元器件搭接测试电路。

白光二极管 4 作指示灯

小型电动机 1 4.5V电机，转速200rpm，测试电机桥性能

5V稳压直流

电源 1 提供一个稳定的5V电压给单片机，功率15W

红外线调制管 2 可以产生频率160――200KHZ的占空比25%的调制信号，用于对红外发射管控制。

微型5V继电器 2 电动车电机控制继电器，线圈工作电流50mA，控制端220V，10A

金属1/6W电阻 10 1kΩ、47kΩ、500Ω、330Ω、10Ω，限流电阻

电源变压器 1 直流电源的交流供电端220：15V

红外接收管 6 接收红外线信号

电容器 6 电解电容、瓷片电容等。

五、制作原理方法

制作的红外线自动控制小车强制制动器采用了理论联系实际的方法，前期做了一些文献查阅和检索工作，查看了国内外有交通灯控制及针对违规司机闯红灯的自动停车装置的研究状况。发现在目前有些司机不能很好的遵守交通指挥灯的控制信号，遇到红灯强行通过，不停车对于行人的人身安全造成了极大地威胁。每年这样的交通事故也是屡次有发生，还没有什么有效地解决办法。交通灯的自动控制技术现在已经是非常的成熟了，但其功能也只限于控制红绿灯的亮灭。

本制作设计使用脉冲调制红外线为强制制动停车信号，在模型小车里加装红外线接收装置，探测红外停车信号。当没有收到停车信号时小车正常运行；遇到交通灯发射的红外停车信号切断小车电机供电强制停车，从而模拟了强制停车严禁穿红灯的交通系统。本设计将红外线信号发送接收功能、交通灯控制、交通安全管理综合起来。实现保障行人安全的功能，以下是实际的制作流程中的一些照片：

图1 第一套电机控制电路

电动机工作的电流在800mA左右，使用两个9014并联使用，提高供电电流，首次设计的红外接收电路直接使用红外接收管，但是灵敏度太低了，有效距离最大才有5cm，必须保持小车在红外发射灯的正对面才能起作用。角度偏离后就失效了。后来经过查阅相关文献搞清楚了问题所在，改用红外线调制，可以大大提高接收系统的有效距离。为提高接收器的稳定性，最终网购了红外接近开关，改造以后用于红外调制信号的接收。效果很好！

图4 交通灯程序调试界面

图5 交通灯软件仿真图

实物的制作的过程照片如下面的：

图6 红外发射电路控制部分

图7 交通灯电路板

图8 交通灯单片机主控版

六、使用效果

红外发射电路焊接完成后与交通灯连接好，电动小车的红外接收模块和电机控制模块都装配到小车后，实际测试第一次使用的红外接收二极管做接收装置效果不好；经过改进后使用红外接收模块，发射端采用红外线调制发射后，效果很好，接收距离大大提高，可以满足小车自动停车，强制制动的要求。

模型小车的电机电流较小所以控制电路里使用了两个小功率的9013的三极管实现，电路结构比较简单，在红外线传感接收部分设计了两套方案：红外接收光敏三极管，红外接收器。在实际的测试中发现红外接收电路使用红外光敏三极管的灵敏度不够高，且接受范围角度窄；最后就采取了红外接收器的模块，可以准确的接受到红外线实现可靠停车。

七、改进方面

本设计目前可以稳定的工作，交通灯除了正常的控制交通灯、显示倒计时以外，还有一个控制红外发射电路在红灯亮的时间点亮对应路口的红外停车信号灯的作用，实现强制制动。本设计的停车控制电路较为简单，可以对电动车完成控制，若想在现实生活实用控制或是燃料车辆运行还有一定的问题。尤其是在车速较高的情况下，发动机不能骤停，否则会出现非常严重的安全后果。对于这方面还有很大的改进余地，在有些非常情况下如要汽车强行通过交通灯的红灯路口怎么实现控制也是要考虑的！

参考文献

模型设计论文篇(3)

平衡不是对称，是对称的变化形式，是一种打破对称的平衡，平衡突破形和量的相等，根据力的重心，将造型的形与量加以重新调配，在保持平衡的基础上，求得局部变化，使形态、色彩、材质肌理等造型要素的面积及体积等在视觉上保持一种力量的平衡，形成一种视觉、心理上的安全感和平稳感，如图2所示。

比例与夸张构成形式

世界上任何一个整体而统一的事物，都是由几部分组合而成的，局部与整体或局部与局部之间的数量或大小关系，就是所谓的比例。在包袋的设计中，比例是用来确定包袋各个设计要素之间的平衡关系及其美感的。古希腊人发现了最具美感的造型比例，即1∶1.618的黄金比例，著名的米罗的维纳斯雕像极具美感的身躯，就是由于符合黄金比所形成的。许多公务用包袋的分割造型或配件的位置放置，都遵循黄金比，如图3所示。夸张是指将事物的本质和特点加以强化或突出，如果包袋采用夸张造型形式，其造型及设计就更易获得一种吸引力和艺术感染力，使夸张的部分或造型元素成为设计的视觉中心。包袋造型上的夸张不单单是外形上的显著变化，也可能是色彩、工艺、配饰等其它方面的夸张变化，如图4所示。

对比与统一构成形式

事物的质和量或造型元素相反或极不相同的元素排列在一起就会形成对比，如包袋造型上的直线和曲线、凹形和凸形、粗和细、大和小等构成对比造型形式。在包袋的设计中常采用对比设计形式，通过造型元素间的对立和差别，以增加造型的审美特性，使包袋造型产生强烈的视觉冲击力，给人以醒目、肯定、强烈的视觉印象。但是如果包袋造型元素对比过于强烈，并且面积过大，包袋造型则会缺乏整体感和统一感，所以，包袋设计师一定要在造型整体和统一的前提下，追求对比与变化，以达到统一当中有对比，对比当中有统一的造型效果。对比可以使包袋造型显得个性鲜明，统一则可以使包袋造型相互联系、和谐一致，因此，只有将对比与统一运用得恰当合理，才会给包袋的款式造型带来鲜明、活泼而又整体统一的良好效果，如图5所示。

节奏与韵律构成形式

节奏与韵律原本是音乐术语，在造型领域中同样适用，是指一种有秩序、有规律的连续变化和运动，在造型设计中，是指造型要素有规律的排列，排列的形式有反复、渐变、交替等。在包袋造型设计中，如果节奏和韵律运用的不够熟练，在设计中过多的反复运用形、质、色等差异太大的要素，就会造成整个包袋的不协调或包袋某一部分的孤立，或者使得设计没有重点。恰如其分的反复和有规律地出现某种造型元素，例如特定的形状与色彩等造型元素的重复有规律出现或交替出现，都会产生富有节奏与韵律的感觉，如图6。

包袋造型设计的方法

包袋造型设计包含两个方面的内容，一是结构、功能方面的造型设计，表现其物质性和实用性；二是形态、肌理、图案、色彩、装饰、风格等审美方面的造型，表现其精神性内容。常见的包袋造型设计方法有以下几种。

1仿生设计法

仿生设计法是许多设计工作中的一种常用方法，这种方法是指设计师对已有的自然形象或人为形象的模仿，但又不是简单的将现实生活中的形态搬到设计中去，而是指设计师通过感受大自然中的动物、植物等形象或人为事物形象的某种形态、纹理、图案等形象元素，运用概括和典型化的手法，对这些形象元素进行升华和艺术性加工。虽然仿生设计法并不排斥将现实形态一成不变的应用于某个设计的造型中，例如苹果形的电话机、人物形的灯具等，如图7所示。但是包袋自身特点往往限制了上述做法，在包袋造型设计中应该将简单的模仿变为巧妙的运用，再结合包袋的结构特点，进行创造性的设计，使得包袋造型设计既有生动、自然的美观造型，又有很好的实用特性，如图8所示。

2派生设计法

派生即衍生，派生设计法的特点是要有可供参考变化的原型，在包袋造型设计中，派生法是在某一个参考原型的基础上进行廓形、细节等方面的渐次改变，进而展开多种款式系列设计的方法。包袋造型系列化设计是通过变化某个局部的形体、图案、色彩、肌理等造型元素的大小、位置来，获取新的款式变化，如图9所示。

3逆向设计法

逆向设计法是把包袋原来的形态、图案、色彩、肌理等造型元素放在反面或对立的位置上进行思考，寻求异化和突变结果的设计方法。逆向设计法的思维与常规设计法思维所带来的设计结果往往大相径庭，这种设计方法不但能够改变包袋原有的造型，而且还是创造包袋新造型的开端。在包袋造型设计中，运用逆向设计法的内容较多，如包袋前与后、上与下、正与斜、男女包袋造型特征等的逆向造型变化。

4联想设计法

包袋联想设计法是以某一事物形象为出发点，展开联想，并从中获得某种新的有关联的造型形象。这种设计方法是要在一连串联想的过程中，寻找到自己最需要、最适合发展成包袋样式的造型形象，即把一些事物形象与包袋造型设计联系起来，有时也把某一事物表达的某种意义或思想内涵赋予到包袋造型中，从而开发出新的包袋造型及其内涵，如图10所示。

模型设计论文篇(4)

机械系统设计的过程中需要从管理模型出发，按照机械设计管理成熟度模型的具体要求推进各项工作，保证机械制造企业能够符合生产经营管理的具体要求，按照机械模型标准化的要求推进系统设计，提高对系统的综合控制和管理能力，为机械系统优化控制创造良好的条件。机械系统设计的过程中需要从现成模型管理出发，保证模型化管理方案能够符合机械控制的总体要求，推进机械设计管理体系创新，为机械管理体系优化创造良好的平台。企业管理模式优化控制管理的过程中需要对模型控制的整体思路进行优化，确保整体思路能够符合管理效益提升的要求，实现机械系统的自动化控制，让机械系统设计更加符合机械系统管理的要求。机械设计过程中需要不断改变传统思维模式，让思维模式符合机械系统设计体系的具体要求，确保机械系统设计符合模型化控制的全面要求。机械设计模型化的提出对机械系统优化具有积极的作用，并且能够形成机械控制、机械管理、方案优化与一体，实现目标测算模型的全面控制和优化。

1.1机械设计业务模型探索

机械设计的过程中需要对机械控制功能进行全面的分析，只有把握住机械控制功能，才能对机械功能进行全面的分析，提高机械设计业务管理水平，为机械业务模型控制和优化创造良好的平台。在新的机械业务管理链条控制下，需要对信息流进行优化控制，才能提升机械设计的综合管理控制能力，为机械综合控制管理创造良好的内部条件和外部条件。机械设计的过程中业务模型优化需要从价值链角度出发，对模型化管理工具进行全面的分析，实现对管理工具的全面控制，提升对机械管理工具的综合管理能力。

1.2通过IT工具实现机械设计的模型优化

随着信息技术的发展，机械设计所利用的IT工具越来越多，因此要从云计算、互联网、大数据等角度出发，充分发挥机械工具的控制管理要求，保证新兴IT技术能够在机械设计中得到全面的应用。IT工具在业务需求控制管理的过程中需要进行流程化管理，确保权责控制能够符合机械化的具体要求，实现机械的流程化管理和控制，提高对机械控制管理的总体需求，在具体实施的过程中需要从价值创造和管理效率角度出发，实现机械设计的管理模型优化，为管理方案的探索和优化创造良好的条件，通过搜集整理和数据管理分析，保证机械设计能够符合管理决策控制的要求，实现机械系统的全面优化。机械设计中需要通过软件诊断和经验分析等手段，保证模型能够按照机电一体化控制的要求进行系统设计。机械设计咨询与机械设计软件和机械设计软件服务融合在一起的，需要按照一体化管理和控制的具体要求，积极推进机械系统的综合控制管理，从机械模型主脉出发，积极稳妥的推进机械系统优化控制。机械设计软件本身就是一种模型，因此管理模式存在固化现象，需要从全面预算管理的角度出发，解决机械设计中出现的问题，对机械系统进行全面的风险控制，保证机械系统设计符合模型化的具体要求。

2机械设计管理模型控制和优化

机械设计管理过程中需要从全面预算管理的角度出发，控制和优化机械设计的方案，提高机械模型的综合控制管理水平，对范式有效控制具有积极的作用，通过对机械业务的全面控制，才能对管理模型进行优化，提高对机械系统的综合管理水平。

2.1机械设计中多业务模型控制

机械设计过程中需要对不同的功能进行不同的分析，确保功能业务能够被全面的掌控，实现对机械设计的管理模型优化，让参数能够符合机械设计中多业务管理的要求，提升对多业务模型的综合控制管理水平。机械设计要和参数及控制点紧密结合在一起，实现对情景的有效匹配，为机械控制管理和模型优化创造良好的条件。机械系统多业务模型控制管理的过程中需要从风险控制角度出发，按照管理模型的综合管理要求，提升机械系统的优化管理要求。

2.2机械系统设计的质量模型控制优化

机械系统设计的过程中需要建立完善的质量管理和控制体系，通过对质量模型的优化和管理，实现对算法的全面管理，让机械系统设计能够符合质量标准要求，机械系统的质量控制与机械系统的效率是紧密结合在一起的，只有把机械系统的质量和系统的模型融合在一起，才能提升机械系统的综合控制管理水平，质量控制需要从机械元件出发，对每个元件进行机械模型优化，提高对机械模型的控制管理水平。机械系统模型设计与质量控制要从不同的方案出发，建立完善的质量控制管理体系，为模型管理创造良好的内部环境和外部环境。在机械设计平台中植入质量管理方案，可以实时对机械系统的质量进行监控，确保机械系统的质量管理能够符合质量控制的具体要求，实现对模型的全面分析和优化，对模型应用具有重要的作用。机械系统设计质量控制与机械系统模型管理是紧密结合在一起的，需要从不同的方案设计出发，提高机械系统的管理控制能力。

3机械系统设计模型控制和管理机制

机械系统设计模型控制要从模型管理的角度出发，加强管理机制建设，提高对机械系统的控制管理水平，为机械设计系统的综合管理创造良好的条件。

3.1机械系统设计模型控制

机械系统设计需要从机械控制角度出发，建立完善的机械模型，保证机械系统能够得到全面的运行。机械系统设计模式控制需要遵循一定的规范，全面提升机械系统的综合控制、管理功能。机械系统功能模块设计过程中要从技术创新出发，确保CAD解决方案能够符合功能设计的总体要求，从机械系统操作角度进行模型控制，按照机械资源管理器的控制理念，提升机械系统的资源控制和管理能力，为机械系统更好的管理文件创造良好的条件。机械系统要实现高质量的模型控制，必须要从资源管理角度出发，促进机械系统模型优化管理工作。机械系统设计要和零件设计、部件设计紧密结合在一起，形成工程模式管理，全面优化机械系统的综合功能，提高机械系统的优化控制和管理功能。机械系统模型设计过程中需要建立一套完整的动态管理界面，减少不必要的操作流程，提高机械系统设计的控制管理能力。机械模型设计中要从特征模块出发，建立完善的标准控制管理系统，通过特征模型设计，可以实现对其标准的优化和控制，实现零件系统的信息共享。机械系统设计控制模型优化要与调用标准紧密结合在一起，形成机械配置管理的模式，从部件设计、零件设计、工程图角度出发，确保机械系统设计能够符合机械控制管理的具体要求。机械系统设计中需要通过不同的参数组合和变换，提高机械系统的综合控制管理水平。

3.2机械设计模型管理机制设计

机械设计模型管理机制要从信息资源共享角度出发，建立完善的信息共享平台，提高机械设计的信息共享能力，为其更好的实现机械控制创造良好的平台。机械设计模型管理中要利用先进的工具，通过互联网进行协同控制和管理，保证机械系统能够得到全面的优化，为机械系统的管理模式创新创造良好的条件。机械设计中信息管理机制建设需要从文件控制管理角度出发，通过实体模型优化控制，确保互联网信息能够协同工作，在机械部件设计中进行参数信息管理，使设计能够符合机械控制管理的具体要求。通过智能零件技术能够实现系统的自动重复设计，保证智能零件能够符合创新技术方案设计的具体要求。机械设计模型与管理模式要紧密结合在一起，确保管理模式能够符合机械设计平台设计的管理要求，从不同平台实现信息资源的共享。

4结语

模型设计论文篇(5)

［论文摘要］ 本文讨论了财务建模的内涵，分析了财务建模的意义和作用，探讨了在高等财经院校开设财务建模课程的设想。笔者认为：财务建模有助于财务理论的发展，可以促进当前实证研究的开展，可以作为辅助决策的工具，特别是在新会计准则财务与会计日益融合的前提下，对会计人员更好地处理会计事务具有非常重要的意义。今后财务建模是财务会计人员必备的一项技能，因此在高等财经院校开设有关课程已势在必行。 

 

一、财务建模的概念 

谈到建模，大家首先联想到数学建模。数学建模是把一个称为原型的实际问题进行数学上的抽象，在作出了一系列的合理假设以后，原型就可以用一个或者一组数学方程来表示。 

本文讨论的财务建模包括财务问题的数学建模，但是也包括下文谈到的计算机建模。因此我们定义，财务建模是用数学术语或者计算机语言建立起来的表达财务问题各种变量之间关系的学科。将一个问题用模型表述以后可以检验特定问题在不同假设条件下的不同结果，也可以用来预测在不同条件下特定问题未来的发展。 

对于一个复杂的财务问题，有时要写出它的数学模型可能是不现实的或者不可能的。在此情况下如果我们能够用计算机来模拟该问题并且分析它的运行结果，就可以了解和掌握它的内在规律，预知它的未来发展。在这种情况下，虽然我们没有找到精确的数学模型，但是可以说找到了它的计算机模型。因此在上面财务建模的定义中我们增加了计算机模型的内容。 

因此，财务建模是利用数学方法以及计算机解决财务问题的一种实践，是研究分析财务数量关系的重要工具。通过对实际问题的抽象、简化，再引入一些合理的假设就可以将实际问题用财务模型来表达。财务模型可以表现为变量之间关系的数学函数，也可以在完全不清楚数学表达式的情况下用计算机来模拟或者推测变量之间的依赖关系。前者是数学模型，后者是计算机模型。找出变量之间关系的数学模型可以为实际问题的解决提供非常方便的条件，但是面对当今复杂的经济问题和现象，并非所有的问题和现象都有明确的数学模型。在这种情况下，找出问题的计算机模拟模型也是非常有意义的。财务建模既包括财务问题的数学建模，也应包括相应问题的计算机建模。举一个例子，当前非常热点的问题：如何根据企业财务数据和其他有关数据对企业的风险作出评估，即如何建立企业财务预警模型就是一个典型的财务建模的例子。当然如果能够找到企业财务数据和风险之间的确定的数学关系对企业财务预警有很大的意义。但是如果这个关系一时不能找到，那么建立风险预警的计算机模拟系统对此问题的解决也是非常有帮助的。另外，文献[5]和[6]提供了一个股票估价模型的例子。在该例中，使用者可以输入贴现率、股利增长率、所要求的最低回报率等参数，然后模型可以计算出该只股票的价值，从而为股票投资提供参考。 

财务建模是研究如何建立财务变量之间关系的理论和方法的科学。通过财务建模，我们可以找出财务变量之间的相互依存关系。现实世界中财务变量之间的关系有两种：一种是确定性的关系，另一种是随机性的关系。因此，财务模型也可分为确定性模型和随机性模型。确定性模型研究财务变量之间的确定定量关系，例如折现现金流模型等。随机性模型反映的是财务变量之间在一定概率意义下的相互依存关系，例如资本资产定价模型。因此，财务建模不仅讨论确定性模型建立的理论和方法，也探讨随机性模型建立的理论和方法。 

财务建模是一门理论性很强的学科，具有坚实的理论基础和理论依据。它的理论基础包括数学、统计学、财务管理学、金融学、会计学、计算机程序设计等等，因此财务建模是一门交叉性很强的学科。 

财务建模又是一门实用性很强的学科，是各级学生包括研究生、本科生都应掌握的一项技能。财务建模的基本内容应该包括：现金流计算模型、最优化模型、投资组合模型、估价模型、统计建模以及财务数据时间序列分析等［1］。这些内容在财务与金融计算中是非常有用的，是将来学生走上工作岗位以后必不可少的技能，因此应该在大学或者研究生阶段予以学习和掌握。

二、财务建模的意义 

财务建模的意义可以总结为如下几点： 

1. 财务建模可以推动财务理论的向前发展 

首先，财务问题的模型研究本身在财务理论研究中就占有非常重要的地位。文献[4]讨论了很多会计学和财务管理中非常重要的模型，例如，资本资产定价模型（capm）、投资组合模型、证券估价模型、black-scholes 期权定价模型等。这些模型既是财务理论重要的内容，又是该学科最活跃的研究领域。很多作者由于对某个模型的研究而获得了很高的学术地位，有的甚至获得了诺贝尔奖。从理论上深入研究如何建立财务模型不仅可以追溯前人科学研究的足迹，而且可以为自己的财务研究打下良好的基础。财务建模对推动会计和财务理论的发展将起到不可忽视的作用。 

另外，财务建模在财务理论与实际问题之间架起了一座桥梁。财务建模着力于用定量的方法刻画和解决实际问题。当找到了实际问题的数学模型，那么一个新的理论可能就宣告诞生；当将一个理论应用于实践并得出了与实践相辅的结论，那么该理论在这一经济体中就得到了验证。如果一个理论不能在一个经济体中得到很好的应用，那么我们就要思考对于当前的问题什么样的理论才是适合的理论。于是通过财务建模我们就去寻找符合实际的模型。该模型或者是原理论的修正，也可能是一个完全不同的新的结果。在这种情况下同样可能预示着一个新理论的诞生。当然，在一个模型上升为一个理论之前，可能该模型只适合于一个特定问题，但是我们也可以说财务建模为解决这一特定问题起到了巨大作用。财务建模不仅可以用于验证已有理论的观点和方法的正确性和严密性，同时也可以成为新理论诞生的土壤、契机和工具。 

2. 财务建模方法的讨论也可以为实证研究提供很好的方法论基础 

财务建模不仅可以验证规范研究所提出的观点和方法的正确性和严密性，同时财务建模方法的讨论也可以为实证研究提供很好的方法论基础。在文献［3］中，作者深入研究并总结了当今实证会计研究的理论和方法。由于现在实证研究愈来愈受到重视，因此掌握实证研究的方法至关重要。财务建模的方法很多都可以用于实证研究，甚至可以说财务建模本身就是一种实证研究。因此，学习财务建模可以为实证研究打下非常好的基础。 

财务建模的工具对于财务建模问题的研究至关重要。过去财务建模大多通过微软办公软件excel来完成。对于统计建模，大家采用较多的有sas、spss等。现在用matlab应用软件包建模使财务建模更加得心应手。matlab是一个功能完备，易学易用的工具软件包。matlab的主要特点是：计算能力强，绘图能力强，编程能力强。matlab的使用扩充了财务建模研究的内容，并为财务建模提供很好的计算机支持。用matlab作为工具不仅可以提高财务建模的效率，而且可以以非常直观的方式将自己的模型表现出来，更可以创造出适合于特定企业和特定情况的模型系统。笔者在总结多年财务建模研究的心得和体会的基础上，为研究生开设了“matlab财务建模与分析”课程并出版了同名教材［1］。在为研究生讲授此课的过程中，深感财务建模对研究生今后实证研究的重要作用，也体会到学生学习该门课程的热情和投入精神。同学们通过该课程的学习不仅掌握了财务建模的基本理论和方法，也提高了进一步学习会计和财务理论的兴趣和热情。

matlab统计建模为财务随机模型的建立提供了非常强的工具。对财务数据进行统计分析或者根据统计分析的原理建立财务变量之间的相互依存关系是统计建模的重点内容。我们知道，在自然界和人类社会中，有些变量和变量之间表现出了确定的依存关系，但是大量的变量之间存在的却是不确定的，有时需要重复出现多次才能表现出来的关系。这样的关系就是变量之间的随机关系。随机关系需要根据统计原理应用统计分析的方法来建立。 

matlab提供了专门用于统计分析和统计建模的统计工具箱。利用统计工具箱提供的标准函数，使用者可以完成统计上的绝大部分数据分析任务，如：假设检验、方差分析、回归分析、多元统计分析等。而且matlab还提供了易学、易用的图形用户界面，使用户在最短的时间内就可以掌握较复杂的统计分析技术。如果将matlab的编程能力和图形能力充分利用起来，那么用户还可以设计出能够完成特定功能、特定任务的模型系统。 

因此，笔者认为，财务建模的较理想的软件平台是matlab。建议在财务建模的理论研究和实践中使用matlab作为其工具。 

3. 新会计准则下财务建模对会计人员的意义 

在新会计准则下，财务与会计的界线更加不明确。所以，财务建模在新会计准则下具有更重要的意义。过去会计人员可能只需要了解借贷原理就可以当好会计。但是新会计准则下如果只了解借贷就可能不会成为一名合格的会计。例如，在文献［2］中，作者论述了公允价值的引入使资产价值的计量和入账复杂化了。如果不了解如何利用现金流量模型估计公允价值，在某些情况下就不能准确入账。在文献［1］中，笔者还给出了其他一些新会计准则下财务建模的例子。

因此，新会计准则的采用使得原来只有财务管理人员才去考虑的问题现在会计人员也不得不考虑。财务建模可以帮助会计人员或者财务管理人员更好地、准确地贯彻新会计准则，提供更可信的会计信息。 

4. 财务建模可以作为管理决策的辅助工具 

通过财务建模可以将大量的报表数据转化为更有价值的财务决策信息，因此财务建模可以作为管理决策的辅助工具。决策者可以利用模型输出的信息进行决策，提高决策的科学性和合理性。 

财务建模为实际问题的解决提供了定量分析和计算的方法。有助于人们全面、系统地把握实际问题的特征、性质和结构，有助于对实际问题做出更进一步的认识。当将实际问题抽象为一个财务模型以后，人们就可以根据此财务模型对该实际问题的未来发展作出预测。因此，建模的目的不是为了建模而建模，而是为了利用模型对实际问题加以抽象，从而更好地把握问题。特别是为更好地把握实际问题未来的发展提供帮助。比如说，价值分析是当今财务理论研究中的一个非常重要的领域。如果我们能够找出一个根据财务数据及其他资料计算企业价值的分析模型，那么我们就可以根据此模型在股市中找出价值被低估的股票，从而指导我们的投资实践。另一方面这样的模型也可以为资本市场的监管部门提供股票异动及监管的客观依据，从而为资本市场的规范提供保障。 

5. 财务建模可以作为经济、管理等社会系统反复试验的重要工具 

建模的另一个重要作用就是对于复杂的实际问题，当不可能对其做试验或试验代价太昂贵时，采用模拟建模可以有效地避免或减少试验的破坏程度和代价。例如，当评估一项财务决策对企业的未来发展有何影响时，显然不可能采取试验的方法或者试验带来的损失可能是巨大的、无可挽回的。在这种情况下，如果我们能建立一个模型用来模拟财务决策对企业的未来发展到底有何影响，那么就可以在不承担任何风险、花很少费用的情况下对财务决策的影响作出评估，从而避免盲目决策所付出的代价，为科学决策奠定基础。 

根据宏观经济环境的变化和会计处理方法的不同，有些理论和模型可能需要进行不断地更正和调整使其符合特定的环境和特定的历史条件。因此，模型具有鲜明的地域性和时效性特征，而财务建模的理论和方法是使理论和模型适应这种变化的有力武器。财务建模必将成为未来财务人员的一项重要技能。不掌握这项技能，财务人员便不能适应社会的发展和环境的变化，最终将被历史所淘汰。 

 

三、高等财经院校财务建模课程的建设设想 

综上所述，财务建模在财务理论和实践中具有非常重要的意义和作用。财务建模是财务专业和相关专业学生应掌握的一项基本技能。因此，为财经院校的学生开设有关课程已势在必行。 

首先，可以在有条件的院校为研究生开设选修课。笔者所在的院校属于财经院校。财经院校的学生对于掌握财务建模的知识和技能的要求更加迫切，因此首先应该在财经院校开设此课程。“十一五”以后国家加大了高校的投入力度，因此现在大多数院校都建立了自己的经济实验室、金融实验室、统计实验室或者会计实验室等。因此开设财务建模课程的硬件条件在大多数院校都已具备，只要再配以合适的软件系统即可。 

第二步，待条件成熟以后，将财务建模课逐步推向本科生。财务建模的技能在本科阶段就应该全面掌握，不必等到研究生阶段。对于高年级的本科生，他们已经具备了学习财务建模的基本知识和必要的理论基础，因此在高年级本科生中开设此课程既有必要又有可能。笔者计划待条件成熟时首先为会计和金融专业的大四学生开设财务建模的选修课。 

第三步，建议有关部门成立财务建模专业或者专业方向，使财经院校可以培养出财务建模的专门人才，为社会作出更大的贡献。 

 

主要参考文献 

［1］ 段新生. matlab财务建模与分析［m］. 北京：中国金融出版社，2007. 

［2］ 段新生. 新会计准则的原则性及其影响［j］. 会计之友，2007（3）. 

［3］ 罗斯·瓦茨，杰罗尔德·齐默尔曼. 实证会计理论［m］. 陈少华等译. 大连：东北财经大学出版社，2006. 

［4］ richard a brealey， stewart c myers. principles of corporate finance［m］. ny：4th ed. mcgraw－hill，1991. 

模型设计论文篇(6)

2:吉林省森工集团信息化发展前景与规划.

3: 吉林省林业设计院网络中心网络改造与发展规划.

4: 吉林省林业系统生态信息高速公路构建课题.

二、论文撰写与设计研究的目的:

吉林省的林业分布十分广泛,以长白山系为主要脉络的山地广泛分布各种森林资源,而作为林业及林业环境的发展,林业生态信息则是一个更为庞大的系统,快捷,准确,合理,系统的采集,处理,分析,存储这些信息是摆在我们面前的十分现实的问题.在信息交流的这个世界中,信息好比货物,我们需要将这些货物(信息)进行合理的处理,其中以硬件为主的计算机网络系统是这些货物(信息)交流的"公路"和"处理厂",我做这个题目,就是要为它画出一条"公路"和若干"处理方法"的蓝图.

由于森工集团这样的特定企业,其一,它是一个统一管理的企业,具有集团化的特点,网络的构建具有统一性.其二,它又在地理上是一个分散的企业,网络点也具有分散性.然而,分散中还具有集中的特点,它的网络系统的设计就应该是板块化的.从信息的角度来讲,信息的种类多,各种信息的采集传输处理角度也不尽相同,我们在设计的过程中不仅要考虑硬件的地域布局,也要考虑软件平台的配合.

没有最好,只有更好;更新观念,大步向前.我相信,在导师的精心指导下,经过我的努力,我将为它们创造出一条平坦,宽阔的"高速公路".

1,论文(设计)研究的对象:

拟订以吉林省林业系统为地理模型,以林业网络综合服务为基本需求,以网络拓扑结构为设计方向,以软件整合为应用方法,开发设计一套完整的基于集散集团企业的企业网络系统.

2,论文(设计)研究预期达到目标:

通过设计,论文的撰写,预期达到网络设计全面化,软件整合合理化,网络性能最优化,资金应用最低化,工程周期最短化的目标.

3,论文(设计)研究的内容:

一),主要问题:

设计解决网络地域规范与现有网络资源的利用和开发.

设计解决集中单位的网络统一部署.

设计解决多类型网络的接口部署.

设计解决分散网络用户的接入问题.

设计解决远程瘦用户网络分散点的性能价格合理化问题.

设计解决具有针对性的输入设备的自动化信息采集问题.

合理部署网络服务中心的网络平衡.

优化网络服务系统,营造合理的网络平台.

网络安全问题.

10,基本应用软件整合问题.

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二),论文(设计)包含的部分:

1,地理模型与网络模型的整合.

2,企业内部集中部门网络设计.

3,企业内部分散单元网络设计——总体分散.

4,企业内部分散单元网络设计——远程结点.

5,企业内部分散单元网络设计——移动结点.

6,企业网络窗口(企业外信息交流)设计.

7,企业网络中心,服务平台的设计.

8,企业网络基本应用软件结构设计.

9,企业网络特定终端接点设计.

10,企业网络整合设计.

5,论文(设计)的实验方法及理由:

由于设计的过程并不是工程的施工过程,在设计过程中详尽的去现场建设肯定有很大的难度,也不是十分可行的,那么我们在设计的阶段就应该进行仿真试验和科学计算.第一步,通过小型网络测试软件平台,第二步,构建多个小型网络搭建全局网络模拟环境,第三步,构建干扰源利用小型网络集总仿真测试.

6,论文(设计)实施安排表:

1.论文(设计)阶段第一周次:相关理论的学习研究,阅读参考文献资料,制订课题研究的实施方案,准备试验用网络硬件和软件形成试验程序表及试验细则.

2.论文(设计)阶段第二周次:开始第一轮实验,进行小型网络构建试验,模拟网络服务中心,模拟区域板块,模拟远程及移动网络.

3.论文(设计)阶段第三周次:进行接口模拟试验,测试软件应用平台,完善课题研究方案.

4.论文(设计)阶段第四周次:完成第一轮实验,提交中期成果(实验报告1).

5.论文(设计)阶段第五周次:进行第二轮实验,模拟环境(干扰仿真)实验,提交实验报告2.

6.论文(设计)阶段第六周次:完成结题报告,形成论文.

三,论文(设计)实施工具及参考资料:

小型网络环境,模拟干扰环境,软件平台.

吴企渊《计算机网络》.

郑纪蛟《计算机网络》.

陈济彪 丹青 等 《计算机局域网与企业网》.

christian huitema 《因特网路由技术》.

[美]othmar kyas 《网络安全技术——风险分析,策略与防火墙》.

其他相关设备,软件的说明书.

1、论文(设计)的创新点:

努力实现网络资源的全面应用,摆脱将单纯的网络硬件设计为企业网络设计的模式,大胆实践将软件部署与硬件设计阶段相整合的网络设计方法.

题目可行性说明及预期成果:

模型设计论文篇(7)

关键词:优化设计;数学模型;成本;质量;公差

中图分类号:TH122 文献标识码:B 文章编号:1009-9166(2009)020(c)-0098-01

优化设计是指在据产品的设计要求,合理确定各参数,使产品取得较高的经济效益和较好的使用性能。优化设计一般步骤为:

(一)建立优化设计的数学模型;

(二)求出最优设计参数。

优化设计模型是设计问题的数学形式,是反映设计问题各主要因素之间内在联系的一种数学关系。本文主要讨论三种优化设计模型:“成本――公差”模型、“质量――公差”模型、“质量――公差――成本”模型的建立过程及其用适用范围。

一、优化设计模型

(一)成本――公差模型

产品加工成本在机械产品的总成本中占有重要地位,影响加工成本的因素众多,其中零件公差起着重要的作用。一般来说在产品设计时零件公差等级越高就越能保证产品设计要求,但这必然导致产品加工成本提高。“公差―成本”模型是公差优化设计的基础,是建立机械产品优化设计目标函数的依据。但是由于影响产品加工成本的因素很多,因此难以确定一个通用的“成本―公差”关系式。较为常见的模型:

⑴

式中:ci――第i个零件的加工成本; ai――与公差无关的成本常数;

bi――与公差有关的成本系数; ti――第i个零件的公差。

通过选取多个统计样本,对统计样本数据进行回归分析,便可得成本-公差模型参数值如下:

⑵

⑶

(二)质量――公差模型

机械产品的质量在很大程度上是与产品的工作精度等输出性能指标联系在一起的。在一般情况下,产品的输出特性参数都是构成产品的零部件参数的映射。因此,产品的输出特性都可用其零部件参数按照一定得数学关系来描述。同样的道理,产品精度与零件公差之间也可以建立起相应的数学表达式:

T=F(t1,t2,……,t3) ⑷

式中:T――产品输出特性(T)的公差。

为了将产品设计精度T按一定的规则分配给相关零件公差,且使得产品制造成本最少,先确定产品输出特性误差的传递途径,再引入统计公差模型:

⑸

式中:ξi――第i个公差传递系数; Ki――第i个公差相对分布系数;

K――输出特性公差相对分布系数,零件尺寸成正态分布时取1。

由式⑴可知产品总制造费用,用C表示:

⑹

联合⑸、⑹两式,以总成本ΣT最小为公差分配判据,可求得各零件公差计算通式:

⑺

(三)质量――公差――成本模型

田口玄一博士认为:“质量损失是指产品出厂后给社会带来的损失”,质量损失给社会带来的损失的后果,首先反映在用户购买该产品的意愿上,并且直接影响到该产品的市场占有率,最终也要给产品制造企业带来经济损失。田口玄一博士提出的质量损失函数,描述了产品输出特性与质量损失之间的定量关系:产品输出特性值偏离目标值越大,损失越大,即质量越差,反之,质量就越好。质量损失函数如下:

L(T)=N(T-M)2 ⑻

式中:M――产品输出特性的目标值; N――质量损失系数。

由于产品输出特性公差T=|T-M|,故有:

L(T)=N(T)2 ⑼

根据田口玄一质量理论,产品总损失为产品成本与产品质量损失的总和,用L表示,则

L=L(T)+C ⑽

将⑺带入⑹式,得到:

⑾

由⑵、⑶、⑹、⑾四式可得“质量―公差―成本”优化模型:

⑿

二、结论与推广

本文探讨了优化设计的重要内容:优化模型的建立。介绍了三种常见的机械产品优化设计的模型:“成本――公差模型”、“质量――公差模型”,“质量――公差―成本”。“成本――公差模型”常用于零件优化设计,常用于优化单个零件的成本和公差。“质量―公差模型”常用于产品优化设计,用于优化产品组成零件的公差优化问题。“质量―公差―成本模型”常用于产品可靠性设计和成本控制,使产品的制造成本、经济效益和合格率达到预期指标。

作者单位:重庆大学机械工程学院

参考文献:

[1]韩之俊.三次设计[M].北京,机械工业出版社,1992

[2]孙国正.优化设计及应用[M].北京,人民交通出版社,2000

[3]林秀雄.田口方法实战技术[M].广东,海天出版社,2008

[4]田福祥.机械优化设计理论及应用[M].北京,冶金工业出版社,1998