時間：2023-06-01 15:44:21
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摘要：
隨著我國社會經濟的快速發(fā)展，科學技術水平的日益提高，我國制造業(yè)發(fā)展水平也日益凸出，其中，飛機制造水平已經取得了長足的發(fā)展。飛機裝配型架作為飛機制造水平的關鍵指標，在整個飛機研制過程中起著相當重要的作用，其設計結構決定了工裝制造的周期與費用，進而影響著飛機研制的成本和周期，同時也對產品裝配的準確度與協(xié)調性起著決定性作用，最終影響飛機制造的整體質量。
關鍵詞：
飛機裝配主要是通過將產品零件結合相關的設計要求和技術指標進行組裝，最終形成裝配件和整機的過程，其產品尺寸、零件數量及形狀復雜程度等影響著飛機的制造工作量，所以對機裝配技術的提高越來越得到飛機制造商的廣泛關注。由機零件制造和裝配精度都有很高的要求，制造和裝配過程中的難度很大，裝配型架作為飛機裝配必要的工藝裝備，在保證飛機質量穩(wěn)定性和可靠性等方面需要進行嚴格的要求，飛機制造質量與裝配型架的設計和制造過程息息相關，而且是把握產品質量的唯一尺度，直接影響著產品制造和裝配的精度，所以本文對飛機裝配型架模塊化設計相關技術的研究分析具有重要的現(xiàn)實意義[1][2]。
1傳統(tǒng)型架的設計方法
對于傳統(tǒng)型架的設計方法，通常可以分為設計前期準備工作、方案設計、詳細設計和最終設計等四個階段。工裝設計人員還應結合以往的設計經驗和具體要求對工裝的強度和剛度進行校核，在保證工裝功能的同時還要盡可能的節(jié)約材料，確保產品裝配的協(xié)調性。對于前期準備工作，主要包括熟悉產品圖紙等設計資料，了解工藝方案和裝配方案，考慮是否采用標準工裝和模線樣板作為協(xié)調依據，以保證產品的制造精度和互換協(xié)調性。在裝配型架結構方面通常采用剛性結構，每套型架只用于一個裝配對象，所以飛機制造過程中裝配型架的數量很多。型架上安裝有多個定位器，以保證產品裝配的精度和結構的穩(wěn)定性。通常而言，飛機的研制周期需要占飛機研制周期的一半以上，因而，裝配型架對縮短整個產品的研制周期具有重要意義[3]。在產品設計完成后，都希望飛機生產用工裝能夠快速投入使用，而對于型架的結構數據，又需要標準樣件和模線樣板協(xié)調。傳統(tǒng)的型架設計通常在產品設計完成后才進行，采用串行的設計制造方法，大大延長了整個工裝的研制周期。
2現(xiàn)代裝配型架設計的新技術
隨著科技的快速發(fā)展，市場競爭的日益激烈，各國在航空制造領域都取得了快速的發(fā)展，傳統(tǒng)的型架設計方法在成本、質量、周期、環(huán)保、服務等方面已經無法滿足市場發(fā)展的要求，設計師通過不斷研究新的設計方法和工具來提高工裝技術水平，減少制造周期和成本，其中，并行設計方法使得產品設計的工藝性得到了很大提高，也大大縮短了工裝設計周期，智能設計系統(tǒng)和有限元分析使零件和組合件的設計達到了很高的精度，優(yōu)化了裝配型架的結構。
2.1飛機結構和工裝的并行設計方法
工裝和產品并行設計的一個基本思路是改變傳統(tǒng)的工裝結構，將其劃分為獨立于產品設計數據或只需要基本數據的標準結構和依賴于最終產品數據的專用結構兩部分[4]。裝配型架的標準結構部分主要有立柱、底座、輔助支撐等，標準結構尺寸相對較大，需用專用大型加工設備，制造周期長。專用部分主要有卡板、接頭定位件等，專用件一般尺寸較小，設計、制造周期短，不需要專門的大型專用設備。因此，在產品設計的初期就可以進行工裝標準結構件的設計與制造，當產品最終版本發(fā)放后，只需設計制造專用結構就可以進行型架裝配了。
2.2裝配型架的柔性設計方法
柔性裝配工裝是基于產品數字量尺寸協(xié)調體系的、可重組的模塊化、自動化裝配工裝系統(tǒng)。提高工藝裝備“柔性”的方式有三種，一是拼裝型架方式，用標準化、系列化的型架元件來拼裝型架，實現(xiàn)工裝快速設計與制造；二是可卸定位件方式，即型架骨架基本不變，而分布于骨架上的定位器做成可拆卸的，當產品對象發(fā)生變化時，只需要更換定位器；三是通過數字化技術、模塊化結構和自動控制技術，使工裝具有快速重構調整的能力，一臺工裝可以用于多個產品的裝配[5]。柔性工裝的快速重構功能使飛機工裝的設計制造等準備周期大大縮短，同時其“一架多用”的功能大幅減少工裝數量及占地面積，具有很好的經濟效益。
2.3裝配型架的內定位裝配設計方法
所謂內定位裝配設計方法，指的是在剛性較好的骨架零件上預先制出坐標定位孔，裝配時在裝配型架中以骨架零件上的坐標定位孔按相應定位器進行定位的一種方法。裝配型架結構設計可以大量采用孔定位件。在剛性好的結構件上，直接利用結構孔定位或者事先在結構件上留取工藝孔。此外，型架的整體結構可以采用多支點可調支撐形式，以便將地基的不均勻變形對裝配型架精度的影響限制在局部范圍內。這是一種“以動制動”的制約方式，型架結構也變得輕巧，焊接框架的截面尺寸普遍減小。另外，采用多支點可調支撐給吊裝、搬運帶來很大的方便。
2.4裝配型架的數字化設計方法
裝配型架的數字化包括數字化設計、數字化制造和數字化檢測。型架的數字化設計是指在三維環(huán)境下，進行型架結構的零組件設計和數字化預裝配。數字化制造是應用數字化設計的工裝模型，采用數字化加工設備，對工裝的關鍵特征型面、互換協(xié)調交點等進行加工和裝配。數字化檢測則是采用數字化測量設備對型架進行檢驗測量[6]。裝配工裝采用數字化設計，是依據產品外形數模和結構模型，利用設計軟件在計算機上進行工裝三維模型的數字化定義，應用有限元軟件進行工裝剛度強度校核，應用仿真軟件對產品裝配過程進行模擬，從而避免工裝結構剛性不足或剛性過剩，消除工裝結構與產品的干涉以及裝配不協(xié)調問題。
2.5裝配型架的模塊化設計方法
型架的模塊化設計是基于工裝設計的各種數據庫的建立和完善，包括標準件庫，工藝數據庫，工裝典型結構庫，參數化模型等。模塊化設計對提高工裝設計效率是一條簡單而有效的途徑。此外，針對所使用的設計軟件開發(fā)輔助設計工具，將設計師從繁瑣的操作和重復勞動中解放出來，對提高設計效率也是非常有效的。在數據庫的開發(fā)過程中，應充分考慮目前工裝設計的主流平臺，使不同的系統(tǒng)能夠互相無縫連接。
參考文獻:
[1]李慶利.飛機裝配型架快速設計技術研究與實現(xiàn)[D].南京:南京航空航天大學,2012.
[2]劉平,魏瑩,邱燕平.現(xiàn)代飛機裝配型架設計新技術[J].洪都科技,2007(3):17-21.
[3]鄒仁珍.飛機裝配型架設計約束求解技術研究與實現(xiàn)[D].南京:南京航空航天大學,2009.
[4]叢培源.數字化測量技術在型架裝配中的應用研究[D].杭州:浙江大學,2015.
[5]張云華.飛機壁板裝配柔性工裝設計與優(yōu)化技術研究[D].沈陽:沈陽航空航天大學,2014.
關鍵詞：中藥鑒定技術；模塊化教學
國外對模塊化教學的研究較早，從自然科學、衛(wèi)生信息學等專科教學研究，發(fā)展到教學組織形式的研究，如遠程教育。國內對模塊化教學的研究起步較晚，數量不多，近些年隨著高等職業(yè)教育的快速發(fā)展才開始在課程中引入模塊化教學。目前中藥相關專業(yè)開設中藥鑒定技術課程的多所高職院校在該課程模塊化教學方面都正在進行著嘗試和研究。
一、研究意義
高等職業(yè)教育以職業(yè)技術教育為重點，把培養(yǎng)學生掌握從事職業(yè)崗位（群）所需的技術、技能作為主要的培養(yǎng)內容。基于高等職業(yè)教育的特點采用知識本位的傳統(tǒng)教學方式不能滿足高職教學的需要，而模塊化教學以能力為本位，突出學生的主體地位，體現(xiàn)了實踐性和職業(yè)性，這既是職業(yè)教育研究的重點和難點，也是職業(yè)教育改革的新方向。
在高職中藥鑒定技術課程教學中，找到一種既符合學生認知規(guī)律，又能切實提高學生職業(yè)能力和應用能力的教學方式，是每位教師所面臨的重要課題。高職教育強調“工學結合”、“教、學、做”一體化，實現(xiàn)知識、能力和素質三項教學目標。在這種動力的推動下，模塊化教學成為了高職教學改革的重要手段和方法，也是在教學過程中行之有效的一種教育教學方法。模塊化教學能加強課程內容于工作之間的相關性，整合理論與實踐，突出能力的培養(yǎng)，提高學生職業(yè)能力培養(yǎng)的效率，激發(fā)學生的學習興趣。
中藥鑒定技術是高職院校中中藥專業(yè)及中藥制藥技術的核心課程之一，具有十分突出的實踐性。探索新型的教學模式已成為現(xiàn)實的緊迫要求，對推動中藥鑒定技能型人才培養(yǎng)從知識傳授型向職業(yè)能力培養(yǎng)型轉變，由學科理論性教學向職業(yè)技術型教學轉變具有現(xiàn)實意義?；诟叩嚷殬I(yè)教育的特點和發(fā)展趨勢以及中藥鑒定技術課程的課程性質，對該課程進行模塊化教學改革是大勢所趨，也是全面提高教學質量的必行之路。
二、研究的重難點
課程模塊化改革應該將模塊化教育教學理念融入到課程設計中，該教學法是實施以能力為本位的教育，其教育模式是對職業(yè)進行分析，把職業(yè)分為各類綜合能力，每類能力又分解為各項技能，進行各項技能的養(yǎng)成訓練，使學生獲得勝任職業(yè)崗位的能力。模塊化教學模式的宗旨，即在課程中詮釋實踐性、職業(yè)性及朱注重能力的培養(yǎng)。
根據課程模塊化的設計要求，我們確定了課改的設計理念，即課程目標：培養(yǎng)學生職業(yè)能力、課程構架、課程內容、適應崗位需求、課程順序、遵循學生的認知規(guī)律、成績評價、過程性評價與考核性評價相結合?；谝陨显O計理念，我們將在課程結構、課堂教學等方面進行相應的改革。具體內容包括課程模塊化課程的整體設計方案和單元設計方案。
中藥鑒定技術課程模塊化教學改革擬突破關鍵問題是“如何將本課程知識與能力的要求融入教學項目中”，“如何在課程教學設計中體現(xiàn)實踐性、職業(yè)性”。
三、研究內容和方法
（一）整體方案設計
總體設計思路是“突出能力目標，以學生為主體，教學做一體化，滲透職業(yè)核心能力。
具體方法和步驟是課程整體設計中以讓學生獲得綜合職業(yè)能力為目的，設計具體的職業(yè)工作情境，讓學生在工作情境中學習“如何工作”；以典型工作任務結構為基礎，讓學生在貼近工作實踐的學習情境中學習，與工作有直接聯(lián)系。
具體內容包括課程信息調研、課程目標設計（能力目標、知識目標和素質目標）、課程內容設計、能力訓練項目設計、教學進度表設計、考核方案設計、教材及參考資料、工具材料等內容。
（二）單元方案設計
單元設計思路是單元方案設計是對整體設計理念的詮釋，也是設計理念的具體體現(xiàn)，是將“教學做一體化”教學模式的具體化。
我們力求在單元設計中完成以下幾個轉變：①把課程從知識傳授型為主變成知識應用型為主；②把課程從以理論思維為主，變成為能力訓練為主；③把課程從以知識、概念、定律、邏輯推導為載體，變成以完成模塊任務為主；④把課程從學生被動聽講變成學生主動參與操作，積極參與新知探索；⑤把課程從教師講解為主變成由教師積極引導、創(chuàng)造學習的環(huán)境條件為主；⑥把課程評價標準從教師講好為主變成以學生學好（有興趣、有能力提高）為準；⑦把課程評價從“教師講過”、“老師講得好“、“老師完成了教學進度”為準變成學生有興趣、學生的能力明顯提高為準。
單元設計具體內容包括：單元基本信息、教學目的、教學目標（能力、知識和素質）、任務和案例、重點難點及解決辦法、參考資料、工具資料、教學步驟、教學內容、師生活動、時間分配等內容。
我院中藥鑒定技術課程首次采用模塊化的設計理念進行課程設計，其中職業(yè)性、實踐性、能力培養(yǎng)的思想首次提出融入到課程設計當中，“教學做一體化”的教學模式也是首次進行嘗試，相應的評價考核體系的建立都是首次提出。
該課改項目的方案將在學院中藥專業(yè)、中藥制藥技術專業(yè)的中藥鑒定技術課程中實施，并在開設本門課程的其它藥學相關專業(yè)中進行應用推廣。
參考文獻：
關鍵詞：模塊化設計 無損檢測 模塊化設計在無損檢測中的應用
引 言
隨著生產技術的迅速發(fā)展和日趨激烈的市場競爭，以及用戶個性化的設計需求，會對制造企業(yè)的批量生產造成巨大沖擊，制造企業(yè)生產方式會由傳統(tǒng)的少品種大批量轉變?yōu)槎嗥贩N小批量生產。這就會給機械設計人員及企業(yè)造成許多的困擾。如何既能為顧客提供個性化產品，又能保證生產周期，保質保量地完成客戶的需求，提高企業(yè)服務水平和客戶滿意度，已成為制造企業(yè)及設計人員追求的目標。模塊化設計是解決這一矛盾的有效方法。模塊化設計可以在保證產品通用性的同時，提供多樣化配置，既能滿足用戶個性化需求，又不降低企業(yè)效益。從而使個性設計和批量生產這對矛盾得以解決。與傳統(tǒng)設計方式相比，模塊化設計可降低設計風險，提高產品可靠性，縮短產品研發(fā)周期。模塊化產品設計可以以少變應多變，以盡可能少的投入生產盡可能多的產品，以最為經濟的方法滿足各種要求。因此，模塊化設計在各個領域已廣泛應用。
1.模塊化設計的概念及其意義
1.1.模塊化設計的概念
模塊化是以可完成獨立功能的模塊為基礎。具有通用化、系列化、組合化的特點，是可以解決復雜系統(tǒng)多樣化與功能多變要求的一種標準化形式。
模塊化設計（Modular Design，MD）是指模塊化設計是指在對一定范圍內的不同功能或相同功能不同性能、不同規(guī)格的產品進行功能分析的基礎上，劃分并設計出一系列功能模塊，通過模塊的選擇和組合可以構成不同的產品，以滿足市場的不同需求的設計方法。
1.2.模塊化設計的意義
采用模塊化設計具有以下優(yōu)點：
1.2.1.有助于提高產品研發(fā)質量
1.2.2.提高工作效率和節(jié)省生產周期
1.2.3.節(jié)約生產成本
1.2.4.有助于改進企業(yè)管理。
1.2.模塊化設計的意義
基于上述模塊化設計的優(yōu)越性，模塊化設計這一新的設計概念和設計方法迅速在各個領域得到廣泛應用，它的競爭優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面解決品種、規(guī)格的多樣化與生產的專業(yè)化的矛盾；另一方面也為先進的制造技術、提高設備的利用率創(chuàng)造必要的條件，實現(xiàn)以不同批量提供顧客滿意度的產品，進而使企業(yè)實現(xiàn)產品多樣化和效益統(tǒng)一。
2.模塊化設計在無損檢測技術中的應用
2.1.無損檢測及其作用
無損檢測技術即非破壞性檢測，就是在不破壞待測物質原來的狀態(tài)、化學性質等前提下，為獲取與待測物的品質有關的內容、性質或成分等物理、化學情報所采用的檢查方法。無損檢測技術在現(xiàn)代許多領域中，不僅起到保證產品質量與安全監(jiān)督作用，還在節(jié)約能源和原材料資源、降低生產成本、提高成品率和勞動生產率方面起到積極的促進作用。作為一種新興的檢測技術，其具有以下特征：無需大量試劑；不需前處理工作，試樣制作簡單；能進行在線檢測；不損傷樣品，無污染等等。所以無損檢測是現(xiàn)代工業(yè)許多領域中保證產品質量與性能、穩(wěn)定生產工藝的重要手段。
模塊化設計原則
模塊化設計的原則：
2.1.1.力求以少量的模塊組成盡可能多的產品，并在滿足要求的基礎上使產品精度高、性能穩(wěn)定、結構簡單、成本低廉，模塊間的聯(lián)系盡可能簡單；
2.1.2.模塊的系列化，其目的在于用有限的產品品種和規(guī)格來最大限度又經濟合理地滿足用戶的要求。
模塊化設計有兩種情況，一種是在對各種不同類型、不同規(guī)格產品進行分析的基礎上，從中提煉出較強的共性。據此設計模塊，其目的不僅是為滿足某種產品要求，更是為了在更廣的范圍內通用，稱為模塊創(chuàng)建；另一種是為完成某種復雜產品功能。選用設計合適的模塊確立它們的組合方式，稱為模塊組合。產品進行模塊化設計時，根據用戶需要，將模塊合理組合，通過不同的組合方式，就可以設計出千變萬化的產品。
2.2.模塊化設計在無損檢測技術中的應用
基于模塊化設計的優(yōu)點，模塊化設計現(xiàn)在已廣泛地應用于各個領域。以下就是機構模塊化設計在超聲波檢測中的應用的實例。超聲波檢測是無損檢測技術應用最廣泛的手段之一。超聲波檢測適用于適合于金屬、非金屬、復合材料等多種材料的無損檢測。針對不同的被檢測物需要有不同的機械輔助機構，這將給設計、生產以及周期上的帶來種種不便，模塊化設計可以有效地解決這一問題。
引用模塊化設計后，被測零件可以千變萬化，而機構的模塊化設計可以保持不變或者是稍有改變，這樣可以大大節(jié)省設計時間和生產周期，從而節(jié)約成本。
3.結論
設計師運用模塊化設計思想開發(fā)檢測系統(tǒng)的輔助機構的設計，通過嚴謹細致的全面思考，充分利用已建立和考驗過的實踐經驗，最大程度地降低了各方面的研制風險，節(jié)省了開發(fā)費用、縮短了研制周期，提高了產品質量和可靠性。隨著客戶對產品個性化需求的增加，產品定制化趨勢越來越明顯，模塊化設計可以使產品在保證高通用性的同時，提供多樣化配置，這是解決制造企業(yè)產品的標準化、通用化、定制化及柔性化之間矛盾的可行方案。模塊化產品的可分解性、模塊的兼容性、互換性和再利用性等，是綠色產品的特性，是制造業(yè)發(fā)展的趨勢。產品的模塊化設計具有廣闊的發(fā)展前景和極大的市場競爭力，勢必會對未來市場的產業(yè)發(fā)展帶來極大影響。
參考資料：
[1] 林宋 《機械模塊化設計關鍵技術》， 機械工業(yè)出版社， 2011-06
[2] 張俊哲《 無損檢測技術及其應用》，科技出版社，第一版. 1993
[關鍵詞]模塊化技術；玻璃鋼游艇；設計建造
中圖分類號：U662 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）18-0056-01
隨著科學技術的快速發(fā)展，船舶制造業(yè)在市場競爭愈演愈烈。而傳播制造業(yè)在市場上競爭的焦點體現(xiàn)在船舶建造的周期，船舶質量、建造成本以及性能上，因此，只有不斷地更新造船的技術和模式才能在激烈的市場競爭中求得一席之地。而因為船舶制造的過程較為復雜，建造的規(guī)模大，難以實現(xiàn)船舶制造的批量化生產。并且制造船舶的成本高，建造時間長風險大，船舶的設計也需要滿足客戶多樣化的需求。但傳統(tǒng)的船舶小批量的生產方式阻礙了標準化的生產方式，主要的原因在于設計量大，制造周期長。而模塊化技術為船舶制造業(yè)標準化的生產提供了途徑，船舶的制造過程可以利用已有的標準化和系列化的模塊，快速地組成整船。在船舶制造業(yè)中采用模塊化技術能有效地降低船舶開發(fā)的成本，縮短船舶建造的周期，也能符合客戶個性化的要求。除此之外，采用模塊化技術能方便對船舶的設計以及系統(tǒng)的管理，便于日后船舶功能的維修，有效地提高了船舶的生命周期。目前，在玻璃鋼游艇設計中已經廣泛地采用了模塊化技術。
一、模塊化造船概述
模塊即是可組合成系統(tǒng)以及具有某種功能的通用獨立單元，是模塊化產品中最基本的組成要素。模塊化技術在產品設計的過程中，可以將不同的模塊進行組合，從而組合出大量的產品。因此，模塊化技術在產品設計中的應用，可以使企業(yè)通過各種模塊之間的組合，從而快速地，并低成本地生產出適應市場要求的產品。
船舶制造業(yè)是一個較為復雜的大型工程，因此其模塊也相對要復雜得多。船舶的模塊包括結構以及功能模塊兩大類，兩種模塊都有特定的界面、尺寸和連接的形式，具良好的通用性。而船舶制造業(yè)中的結構模塊具有尺寸互換性，結構模塊在安裝連接的過程中，對其幾何參數必須要符合某種規(guī)定，如此才能保證結構模塊互相通用和兼容。船舶制造業(yè)中的結構模塊包括艙壁模塊以及甲板模塊等，此種類型的模塊不僅能實現(xiàn)在同一艘船的船艙區(qū)域使用，也能在不同船舶相同區(qū)域且載重量相當的條件下進行互換。而船舶制造業(yè)中的功能模塊是相對獨立的模塊，能實現(xiàn)功能的互換性，功能模塊的性能以及質量參數必須要能滿足通用或兼容的要求。在船舶制造業(yè)中的功能模塊包括了機艙設備、艙室以及梯道模塊等，這些功能模塊均能在不同的船型上使用。船舶制造業(yè)通過這些標準的模塊進行重新的組合，能顯著地降低船舶設計的工作量，提供多樣化和個性化的船型以適應市場上用戶的需求。
在船舶制造業(yè)中采用模塊化技術能有效地改變過去單件生產單件設計的方式，通過模塊化的技術，在船舶設計中采用模塊的組合，可以設計出多樣化的產品，滿意用戶個性化的需求。模塊化技術不僅沒有失去批量生產的優(yōu)勢，也實現(xiàn)了標準化生產，是未來船舶制造業(yè)的發(fā)展方向。
二、玻璃鋼游艇實施模塊化技術的應用
我國在上個世紀90年代初，就已經開始計劃并研究船舶制造的模塊。在船舶制造業(yè)中燃油供油以及滅火裝置模塊等已經廣泛地使用，其中有些模塊已經實現(xiàn)了商品化，設備配套廠已經實現(xiàn)了成套提供，由此獲得了較為可觀的經濟效益。由于玻璃鋼游艇相對其其他類型的船舶來說尺度較小，因此玻璃鋼游艇的與其他類型的船舶加工工藝也存在很大的差別，但對玻璃鋼游艇采用模塊化技術可以借鑒大型船舶模塊化的研究成果。
玻璃鋼游艇與傳統(tǒng)大型游艇的工藝都很復雜，其管件的數量大，管件的品種也多。比傳統(tǒng)大型游艇更困難的是那件管件都分布在狹小的區(qū)域，工藝相依來說也較為復雜。且均是在將模塊進行組合后，在結構去鋪管和布線，這種方式大量地增加了船舶作業(yè)的難度。在玻璃鋼游艇設計中采用模塊化設計，需要在設計中大量地采用標準的接口、使管以及電裝，可以大大地簡化工作。除此之外，在對玻璃鋼游艇的結構進行設計的過程中，要綜合地考慮到管和線的走向，使管路開口可以跟玻璃鋼游艇穿行一次成型。這樣在施工的過程中，便不用去考慮構建帶來不良影響，只用考慮到玻璃鋼游艇模塊的安裝。
玻璃鋼游艇的設計中采用模塊化技術，要綜合地考慮到玻璃鋼游艇的作業(yè)量與生產達到均衡。而在玻璃鋼游艇上應用模塊化技術能實現(xiàn)平行作業(yè)。傳統(tǒng)的船舶制造工藝，是將家具在車間做好，并吊裝匕船，校核尺寸后再運回車間進行進一步地修改和噴漆，最后再上船安裝。傳統(tǒng)的船舶制造工序較為繁瑣，裝飾空間狹小，延長了船舶上家具的安裝時間。但在玻璃鋼游艇中采用模塊化設計時，可以把游艇上的部分家具定義為結構模塊，然后給出具體的尺寸，這些家具在車間制造完成后，便可以直接在游艇上進行安裝。這種模塊化技術能有效地改善玻璃鋼游艇的作業(yè)環(huán)境，提高生效率。
結論
綜上所述，在玻璃鋼游艇的設計中采用模塊化設計能大大地簡化總體設計的工作量，有效地減輕了玻璃鋼游艇設計人員的勞動力，并顯著地縮短了玻璃鋼游艇的設計周期，有利于新產品的開發(fā)。并加快船舶的更新?lián)Q代，設計出更多多樣化和個性化的產品，滿足用戶對產品的需求。玻璃鋼游艇采用模塊化技術，可以讓玻璃鋼游艇的設計人員對模塊進行拆分，簡化復雜和重復的生產工藝。以便更好地實現(xiàn)游艇生產的自動化和標準化，有效地提高企業(yè)的生產效率，縮短產品研發(fā)和設計的周期，顯著地降低制造成本。并且節(jié)約了工人的勞動力，降低了作業(yè)的難度，并提高了玻璃鋼游艇產品的性能。在玻璃鋼游艇設計中采用模塊化設計，能有效地提高游艇企業(yè)在市場上的核心競爭力。
參考文獻
[1] 柏志輝，葉家瑋，李躍先等.模塊化技術在玻璃鋼游艇設計建造中的應用[J].船舶工程，2010，32（1）：65-68.
[2] 劉雪松，周玉龍.夾層結構玻璃鋼游艇整船結構強度有限元分析[J].中國艦船研究，2010，5（2）：145-148.
關鍵詞 模塊化；并行生產；環(huán)境組裝
中圖分類號U23 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）102-0157-02
1 概述
車輛的生產制造是一項系統(tǒng)性工作，需要設計和工藝統(tǒng)籌考慮，在設計之初就須考慮后續(xù)生產中的各種問題，包括質量、成本、生產計劃等，優(yōu)秀的設計應該具有良好的可操作性并且對提高生產效率有所幫助。傳統(tǒng)車輛組裝方法為串行方法，基本理念是在車輛上依次組裝各種部件，突出問題是某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題將會導致整個生產線的停滯，解決此問題的一種行之有效的方法是將車輛的組裝工作分解成幾個模塊，模塊的生產與車輛的生產并行，最后將模塊整體與車輛組裝。CRH1A的設計和制造大量采用模塊化理念，CRH1A是青島四方龐巴迪鐵路運輸設備有限公司生產的時速250km不銹鋼車體動車組，由8輛車編組（5動3拖，編組型式：Mc1a+Tp2+M2+Md2+T2+M2+Tp2+Mc1a）構成，列車內部功能齊全，具有良好的的舒適性。本文以CRH1A動車組為參照，闡述其模塊化組裝的理念。
2.模塊介紹
2.1 車頂模塊
鋼結構車頂固定在工裝上，工裝兩側與翻轉設備固定，車頂板朝下、彎梁朝上放置，工人站在兩側的平臺上進行操作，組裝防寒材、風道、線槽、中頂板等部件，構成車頂模塊，經過校線測試合格后，將整個車頂模塊與無車頂車體焊接成一體。這種組裝工藝使車頂各部件的組裝工作變得非常簡便。傳統(tǒng)車體為整體焊接結構，車頂與側墻、端墻、底架焊接成筒型結構，在組裝車頂防寒材、線槽、風道等部件時，工人需要借助梯子、凳子等登高并且仰頭施工，操作不便，勞動強度大。車頂模塊很好的解決此問題，。
另外，CRH1A車體在車頂組裝前上部為開放式結構，為大部件的調入提供了便利。在與車頂模塊焊接前，整體調入地板、廁所、洗臉間、廚房設備等大部件。傳統(tǒng)方法為從車頂空調口調入部件，如果部件尺寸太大，就無法調入，需要將部件做成分體式結構或者加大空調開口。分體式結構使工作變得復雜，加大車頂空調開口會使承載能力降低，車體需要局部補強，所以兩者都有遺留問題。采用車頂模塊的無車頂車體使得此類問題得以避免。
以地板為例，傳統(tǒng)地板分成多塊安裝，地板之間的接縫處需要用若干螺釘固定以防止地板翹曲，后續(xù)還需粘接地板布。地板布與木地板粘接時經常產生氣泡，所以地板布須分成幾塊粘接，工作繁瑣。CRH1A地板分成三塊：兩塊客室地板和一塊通過臺地板，地板主結構與地板布在供貨時就是一個整體，減少了后續(xù)粘接地板布的工作量，三塊地板之間采用搭接結構，僅在搭接處需要螺釘固定，極大的減少了地板固定的工作量。
2.2 司機室模塊
司機室框架為鼠籠型結構，如圖2所示，采用高強度碳鋼焊接而成，具有足夠的抗變形能力，在車輛低速與一定質量的公路車輛碰撞時，可以保護司機的安全。在與車體連接之前，司機室框架內布置防寒、地板、司機室操縱臺、線路、電器柜、管路等部件，構成司機室模塊，然后整體與車體用螺栓連接。
傳統(tǒng)司機室框架與車體之間采用焊接連接在一起，司機室內空間狹小，給后續(xù)的司機室操縱臺、電氣柜、管路等的組裝工作帶來不便。操縱臺屬于比較大的部件，如果司機室框架預先與車體焊接，操縱臺很可能無法整體調入，需要設計成分體式結構上車，然后在車上組裝；如果設計之初就留出操縱臺調入空間，車體結構將很難達到強度要求，為此需要增加可以后安裝的補強梁，補強梁與司機室框架采用螺栓或者高強度鉚釘連接。采用司機室模塊的CRH1A動車組很好的解決了上述問題，首先司機室模塊端部為開放結構，操縱臺整體從端部調入，另外模塊組裝時周圍是開放環(huán)境，各種操作不受限制，提高了工作效率。
2.3 車下設備安裝模塊
車下設備種類繁多，包括主變壓器、逆變器、蓄電池、制動單元、主壓縮機、污物箱等部件，具有質量大、形狀各不相同的特點。傳統(tǒng)的安裝方法如下：在不銹鋼或者碳鋼車底架橫梁上焊接各種支座，然后將各種設備與支座固定在一起。不同設備的安裝都是獨立的，工人須鉆入車下，甚至鉆入設備之間的間隙來操作，部分安裝工作需要仰頭作業(yè)，工作條件不是很好，生產效率不高。
為了處理上述問題，CRH1A采用車下設備安裝模塊，其主體概念是將主變壓器、蓄電池等設備和線槽、管路做成一個單獨的模塊，然后整體與底架固定。具體操作如下：首先，將多個安裝梁固定在工裝上，各安裝梁主體結構相同，但是由于需要固定不同的設備，所以在其上面焊的支座有所不同；將各種設備調入相應位置，并與安裝梁上的支座的固定，后續(xù)工作為布置線槽和管路；將車輛抬升到一定高度，將整個帶有工裝的模塊用氣墊小車推入車下，降低車輛高度，將各安裝梁與底架固定，抬升車體，設備與工裝脫離，最后移除工裝。
車下設備安裝模塊的勞動強度適中，操作者只須在兩側站立工作，在與底架組裝時會有部分安裝工作需要鉆入車下操作。與傳統(tǒng)安裝方法比較，減少了在車下的較差環(huán)境中進行設備安裝的工作時間。
3 模塊化組裝對提高生產效率的作用
常規(guī)的車輛組裝工作是依次進行的，如果某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，下一環(huán)節(jié)就無法進行，只有等待問題處理完成后才能進行工作，耽誤整車的生產進度。上面介紹的三種模塊的生產是在整車之外的工位完成的，與車輛的其它組裝工序并行，通過科學的生產計劃，將一些需要返工等特殊情況考慮到生產中，將各種模塊的完成時間早于其組裝到車輛的時間，所以模塊本身的生產不會使整個車輛生產線產生延誤；另一方面，模塊為開放結構，周圍可以布置大量人員施工，設備調運和安裝都很方便，加快了生產速度。
4 模塊化組裝的缺點
各種模塊的組裝是在單獨的工位完成的，占用了場地，同時也需要不同種類的工裝、翻轉設備、氣墊小車和專用焊接設備，先期投入成本較大。以車頂模塊為例，在組裝風道、頂板等部件時車頂彎梁需要朝上放置，但是將整個車頂模塊與車體焊接時，需要車頂彎梁朝下放置，所以在車頂模塊工裝的兩側需要翻轉設備；另外，車頂與側墻的焊接也需要專用的龍門焊機設備，該設備橫跨整個車輛，在車輛長度方向可移動，車輛兩側需要提供其移動的軌道，設備兩側是供工作人員高處作業(yè)的可升降的操作臺，頂部滑軌既要吊裝電阻焊機，又要實現(xiàn)焊機在車輛橫向和縱向的可移動，所以整個龍門焊機設備成本較高。
另外，車頂模塊影響了車體結構。傳統(tǒng)車輛的車頂與側墻焊接后，其接口是光滑的結構，但是采用模塊化的車體由于車頂后安裝，所以從結構上必須留出車頂彎梁與側墻立柱焊接的空間，車頂和側墻接口處形成長條形開放區(qū)域，需要用方形板采用焊接的形式將其掩蓋，最后還要粘接玻璃鋼罩板，以達到美觀和良好的空氣動力學效果，另外高壓平頂與玻璃鋼罩板接口處的排水需要認真處理。綜上所述，車頂模塊使車輛的結構變得復雜。
5 結論
良好的施工環(huán)境是質量保證的前提，設計者需要充分考慮生產制造中的各種因素，將復雜的車輛組裝工作解成模塊，使其在普通勞動強度條件下和開放環(huán)境中完成，以提高生產效率。
參考文獻
關鍵詞：專業(yè)技術人員繼續(xù)教育；課程模塊化；模塊
中圖分類號：G72 文獻標識碼：A
一、課程模塊化設計的特點
（一）課程模塊須做到相關性、系統(tǒng)性和遞進性
課程模塊須做到相關性、系統(tǒng)性和遞進性，這是專業(yè)技術人員繼續(xù)教育課程模塊總體框架搭建的基本原則。相關性指所有模塊安排均與崗位職能相關。系統(tǒng)性是指課程模塊總體應體現(xiàn)履行全部崗位職能所需要的專業(yè)能力和素質的綜合。遞進性是指課程模塊層級隨氣候預測培訓子目標的層級性而呈現(xiàn)層級展開。
（二）課程模塊設置應突出實踐性和實用性
課程模塊設置應突出實踐性和實用性。不以學科為中心來組織教學內容，不強調知識的系統(tǒng)性、完整性，而是從業(yè)務實際需要出發(fā)來組織培訓課程內容，強調能力本位和知識的必需和夠用。氣候預測崗位工作實務性強，在教育培訓中解決部分實踐性問題顯得尤為必要。
（三）課程模塊應具搭配性和可更新性
為了能夠最大程度地實現(xiàn)實踐環(huán)節(jié)子目標，實踐子模塊與理論子模塊的配套性相當重要。這是在課程模塊總體框架搭建之后，子模塊安排的基本原則。子模塊之間相對獨立，子模塊的子目標也相對獨立，但具有巧妙的內在聯(lián)系。每個子模塊代表一項知識、技能，同一個一級模塊下，子模塊的選擇代表了技能或專業(yè)知識的搭配。因此，模塊的不同選擇可以代表不同層次的氣候預測業(yè)務能力需求。課程模塊也應具有可更新性，以適應不斷發(fā)展的業(yè)務需求。
二、課程模塊化設置的優(yōu)勢
（一）課程模塊化能夠將理論和實踐有機結合起來
目前，在學歷教育中，高校對短期氣候預測這門課程設置的學時安排跨度較長，學生學完課程不能及時應用到工作中，這也說明了短期氣候預測課程的學歷教育教學效率不高，呈現(xiàn)出一種隱性的教育資源浪費。然而，畢業(yè)生在進入工作崗位時，對要做些什么、如何做等都有個重新學習和認識的過程。本研究正是基于這一考慮而探討課程模塊化設置，認為課程模塊化對于人才能力的培養(yǎng)是注重實踐性的，加大了實踐性和感性認識，避免了以往重理論輕實踐，理論和實踐脫節(jié)的狀況。
（二）課程結構模塊化能夠體現(xiàn)核心課程理念
一方面，課程模塊化的設置體現(xiàn)了核心課程的理念，它不但能及時體現(xiàn)新知識、新技術和新方法，大大增強培訓內容的適用性，而且能在一定程度上適應不同學習基礎、發(fā)展需求各異的學員的需要。另一方面，由于培訓內容取舍的依據是崗位的實際需求，因此絕大多數模塊都以某一知識或技能的形成為主線，把專業(yè)知識和專業(yè)技能有機地融合為一個整體。每個模塊幾乎都是以問題為中心進行綜合化的典范。
（三）課程模塊化能夠與崗位層次銜接起來
模塊化思想起源于工業(yè)生產，目的在于簡化設計和制造工作，縮短產品和設備研制時間。培訓課程模塊化設置能提升學習效率，加快專業(yè)人員崗位適應和勝任速度；對于已從事業(yè)務工作一段時間的人員來說，培訓課程模塊化設置能夠有效節(jié)約培訓時間，做到有的放矢；對于已處于專業(yè)技術高級崗位的業(yè)務人員來說，通過對新技術、新方法及專題研討的培訓課程模塊的學習，能夠有效提高專業(yè)素養(yǎng)和業(yè)務水平。
三、課程模塊化設置方法
（一）設置原則
專業(yè)技術人員繼續(xù)教育應該對不同層次的業(yè)務人員分別進行崗位勝任能力和專業(yè)技能的描述。事實上，各崗位層次間的能力、技能必然按層次呈現(xiàn)出遞進關系，而這一關系將為課程模塊化與崗位層次的銜接奠定基礎并搭建框架。
對于新上崗的業(yè)務人員來說，課程的模塊化設置強調拓寬知識面，增強綜合分析能力，以夠用、實踐為主；對于已工作一段時間，需參加崗位培訓的業(yè)務人員來說，課程的模塊化設置強調培訓有效完成工作任務所必需的知識和技能方面的內容；對于已處于氣候預測高級崗位的業(yè)務人員來說，需要強調對新理論、新方法以及專題研討方面的培訓。
（二）設置結構
根據不同崗位層次培養(yǎng)目標和專業(yè)發(fā)展需求，可將課程分成基礎理論、技術方法、專題研討和學科前沿信息三類模塊?；A理論模塊是對所有與課程理論有關的內容進行選擇壓縮，設置最基礎、最主要、最實用的內容，同時應強調理論講解與個例分析緊密結合，剩余其他有關理論內容可以留給學員自學。該模塊也是短期氣候預測研究領域的堅固基石。技術方法模塊是基于基礎理論模塊，應成為學歷后專業(yè)技術培訓的重點模塊，是體現(xiàn)核心培訓課程理念的模塊，強調通過實踐性教學環(huán)節(jié)，進而待學員在培訓結束之后將培訓所學應用到本地化工作當中，做到學以致用，真正對短期氣候預測從業(yè)人員的工作能力有所提高。專題研討和學科前沿信息模塊是基于基礎理論和技術方法模塊，通過對氣候預測專題的研討以及對短期氣候預測學科前沿的最新信息的介紹，讓學員領悟滲透在這些信息中的研究方法和思維方式。目的不是介紹理論知識，而是培養(yǎng)學員的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。
四、課程模塊的分類
（一）基礎理論模塊
基礎理論模塊是最基礎、最主要、最實用的課程內容，以短期氣候預測課程為例，它包括氣候系統(tǒng)及其變化和預測、大氣環(huán)流基本狀況、大氣低頻變化及遙相關、海氣相互作用和陸面過程對氣候的影響5個子模塊（詳見圖1）。其中，氣候系統(tǒng)及其變化和預測子模塊最基礎的理論模塊內容，大氣環(huán)流基本狀況、大氣低頻變化及遙相關、海氣相互作用和陸面過程對氣候的影響4個子模塊是短期氣候氣候預測最主要、最實用的理論模塊內容。
（二）技術方法模塊
技術方法模塊是體現(xiàn)核心培訓課程理念的模塊，以短期氣候預測課程為例，主要梳理了目前短期氣候預測業(yè)務中常用的短期氣候預測技術方法和國內外常用的氣候預測業(yè)務質量評估方法，該模塊包括物理統(tǒng)計預測方法、氣候動力數值模式預測方法、動力與統(tǒng)計相結合預測技術和氣候預測業(yè)務質量評估方法這4個子模塊（詳見圖2）。
（三）專題研討和學科前沿信息模塊
專題研討和學科前沿信息模塊的目的是為培養(yǎng)學員的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。以短期氣候預測課程為例，專題研討和學科前沿信息模塊包括專題氣候預測研討和短期氣候預測學科前沿信息兩個子模塊。專題氣候預測研討子模塊包括氣溫、降水、ENSO、臺風數量、冷空氣頻次、沙塵頻數、農業(yè)生產條件等短期氣候預測專題。短期氣候預測學科前沿信息子模塊主要介紹短期氣候預測學科前沿的最新信息。
五、結語
本文對課程模塊化的研究，還停留在概念層面，深層次的研究成果還需在專業(yè)技術人員繼續(xù)教育的實踐中繼續(xù)研究。另一方面，短期氣候預測目前仍面臨很多科學難題，傳統(tǒng)的氣候預測理論和方法需要及時更新認識和應用，因此對短期氣候預測培訓課程模塊的設置也應及時做出適當調整，這對豐富和發(fā)展氣候預測培訓教學研究和實踐也具有十分重要的作用。
參考文獻
[1]張宇.“模塊化”與“能力本位”：國外職教課程的早期印象及其影響[J].職教通訊，2011（11）.
[2]賈凡.開放大學成人模塊學習的理論與實踐研究[J].職教論壇，2014，（12）.
溫差發(fā)電片；外形設計；空調熱風；家居低碳
當今世界，能源與氣候問題日益突出，在全球氣候變暖的大背景下，低能耗、低排放、低污染的“低碳經濟”時代即將到來。低碳的循環(huán)的能源亟待發(fā)展，對于家居生活的低碳能源倡導，我們還沒有投入足夠的關注。低碳家居作為一個新興理念在未來發(fā)展中將逐漸顯現(xiàn)出其價值。本文關注這一理念，并對家居低碳概念付諸實際行動。溫差作為我們日常生活中極其常見的物理現(xiàn)象，有著其不為大多數人所洞察的潛在能量，目前對于這塊能量的利用還處于初步的階段，我們采用半導體溫度發(fā)電模塊來對熱源能量進行轉化[1]，其具有無噪音、低污染、轉化率相對較高等優(yōu)點，可廣泛地用于對家電廢熱的回收及利用，所產生的電能可作為家庭輔助電力供應系統(tǒng)來使用。
本器件的重要組件為半導體溫差發(fā)電片，其以塞貝爾效應[2]為基本原理制成。半導體溫差發(fā)電是一種將溫差能（熱能）轉化成電能的固體狀態(tài)能量轉化方式。事實上，溫差發(fā)電片在溫差較小的范圍內并不能體現(xiàn)實際的利用價值。本文選擇空調外機出風作為熱源，很大程度上考慮到空調其出風口的溫度相較于環(huán)境存在較為可觀的溫差。
在空調外機的出風口處架一與出風口大小相匹配的圓弧形罩面（其尺寸隨空調設計規(guī)格的不同而調整），照面內部規(guī)則鑲嵌若干溫差發(fā)電片如圖1（a），系統(tǒng)整體功能的實現(xiàn)是通過熱風使得罩面兩側形成一定溫度差，內部的溫差發(fā)電片通過線路排布，整合成效率較高的轉化裝置，所產生的電能經由配置控制電路或儲存在蓄電池或直接加載到用電器上。罩面由五個支架固定在空調外機上，罩面與出風口之間留有空隙，使熱空氣向側面流通，防止外機散熱受阻，引起壓縮機無法工作。發(fā)電片在罩面內部的排布參照太陽能電池方陣，其主件是由溫差發(fā)電片單體串并聯(lián)獲得[3]，其撲拓結構如圖1（b）。
考慮陣列中所有模塊兩端的溫差構成矩陣 T
假設熱電偶的賽貝克系數[4]，模塊的內阻和導熱性都與溫度無關。我們可以將陣列模塊等效為一個電壓源，其開路電壓和電阻分別為和，不考慮輸出電流的限制，所以可計算得：當時，輸出功率取到最大：
這里是單一熱電偶的塞貝克系數； 是與組件相關的導熱性系數； t是組件兩端的溫差。從上式看出，該裝置的輸出功率主要受三個因素影響：發(fā)電片的規(guī)格及性能參數；模塊的陣列拓撲結構；兩端溫差。
溫差發(fā)電罩面包括鋁制外殼層、溫差發(fā)電片、線路排布通道、內殼層、整體電流輸出線路管，溫差發(fā)電片利用軟性導熱硅膠絕緣墊固定在散熱鋁槽所做外殼。軟性硅膠導熱材料有良好的導熱能力、高強的絕緣效果、厚度可選擇、柔軟而富有彈性等特點，引導熱量由內而外，分散熱量使空間內達到均溫。在散熱設計中的應用是很廣泛的。
我們所用的溫差發(fā)電實驗通過構建冷熱源，模擬溫差發(fā)電裝置工作環(huán)境，測定溫差發(fā)電裝置在不同溫差條件下的熱電特性。實驗得出TEC112706T200溫差發(fā)電片發(fā)電特性如下：
表1 溫差發(fā)電片測試一試驗組數
實驗條件說明：冷源溫度恒定為30℃；熱源加熱至穩(wěn)定20秒后讀數；熱源初始溫度為35℃，逐漸上升。實驗測試不同溫度等級下的空載電動勢得到變化曲線，兩組全呈線性增長的變化趨勢。由表知，當溫度在45℃到55℃時，其發(fā)電特性接近于水平，能得到穩(wěn)定電壓1V。我們估計在夏季室外的溫度平均可達32℃，而空調外機吹出的熱風的溫度可達70℃左右。這里的溫差在考慮到罩面導熱損耗所產生的的溫差趨近因素，我們可以確定該款溫差發(fā)電片能達到預定的功率輸出。但是顯而易見，其電壓水平達不到正常用電器的工作電壓，所以可以通過上述的陣列排布將多片串并聯(lián)起來提高電壓，并且針對這一溫差發(fā)電組件，設計系統(tǒng)的蓄電電路，將溫差發(fā)電片組件所產生的電能，經過升壓，穩(wěn)壓進而儲存到蓄電池中以備使用，該電路結構簡單，體積小，成本低，而且轉換效率達到了90%以上。
結論：我們通過溫差發(fā)電片模塊化的設計，使其與空調相配套，構成可靠，低碳的發(fā)電系統(tǒng)。并且對該模塊組件進行陣列線路的分析，推導得到該模塊所能輸出的最佳功率的表達。并且選用到一款合適的溫差發(fā)電片，對他的在溫差的主要性能參數進行了試驗檢測，其符合日?？照{使用的環(huán)境情況。最后本文還通過整合蓄電電路，解決了整個系統(tǒng)所產生電源的存儲和正常范圍內電壓驅動等問題。
