發(fā)布時(shí)間：2022-04-16 11:23:37
序言：寫作是分享個(gè)人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的三維目標(biāo)論文樣本，期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā)，請(qǐng)盡情閱讀。
[關(guān)鍵詞]三維一體；教學(xué)改革；教學(xué)模式
1.引言
對(duì)于經(jīng)濟(jì)管理類的專業(yè)課程，傳統(tǒng)的由理論灌輸為主的方式單一死板，且不能結(jié)合企業(yè)業(yè)界的變化迅猛的趨勢(shì)和學(xué)界科研的動(dòng)態(tài)前沿，會(huì)導(dǎo)致大學(xué)生和九年義務(wù)教育的學(xué)生類似，成為純應(yīng)試教育的培養(yǎng)模式，當(dāng)前經(jīng)管類課程的改革大多局限于以理論教學(xué)為主輔之以案例教學(xué)為輔的固化思維，忽略了對(duì)于經(jīng)濟(jì)管理類學(xué)生的科研能力以及企業(yè)化素養(yǎng)的全面培養(yǎng)，依然與完整的素質(zhì)教育標(biāo)準(zhǔn)有一定的距離。三維一體教學(xué)方法力求在保證創(chuàng)新性的前提下，通過“邀約業(yè)界精英講座、學(xué)生演講討論以及閱讀指定該學(xué)科經(jīng)典原著撰寫學(xué)期論文”的三維一體視角來(lái)達(dá)到錘煉學(xué)生業(yè)界意識(shí)，表達(dá)能力以及科研思維的培養(yǎng)和提高全方位的教學(xué)目標(biāo)。
2.《社會(huì)保障》三維一體課程教學(xué)改革的具體措施
通過對(duì)傳統(tǒng)以理論加案例的教學(xué)模式進(jìn)行革新，打破傳統(tǒng)的期末考試以純理論考試為載體的教學(xué)模式，以教師課堂理論講授，分期邀請(qǐng)業(yè)界專家進(jìn)行講座，學(xué)生進(jìn)行實(shí)體企業(yè)調(diào)研并對(duì)講座以及調(diào)研撰寫報(bào)告進(jìn)行演講答辯，貫穿整個(gè)學(xué)期的經(jīng)典原著的閱讀撰寫小型論文，期末成績(jī)由期末理論考試、演講答辯成績(jī)以及小型論文的撰寫三個(gè)考核部分組成，且以能力培養(yǎng)為本位，在一門專業(yè)課的學(xué)習(xí)中，提高理論知識(shí)水平，學(xué)會(huì)理論與實(shí)踐相結(jié)合的方式提高表達(dá)能力并可進(jìn)行基礎(chǔ)性的科研等三重架構(gòu)培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。
2.1倡導(dǎo)“請(qǐng)進(jìn)來(lái)“模式的第一維度培養(yǎng)學(xué)生的業(yè)界意識(shí)
《社會(huì)保障》這一學(xué)科的具有較強(qiáng)的實(shí)踐性和交互性決定了該學(xué)科需打破常規(guī)聯(lián)系業(yè)界具體情境進(jìn)行教學(xué)，筆者在進(jìn)行改革的一個(gè)學(xué)期以內(nèi)，共邀請(qǐng)了三位在業(yè)界工作多年的人士進(jìn)入課堂進(jìn)行講授，分別來(lái)自于政府部門、外資企業(yè)和國(guó)內(nèi)私營(yíng)企業(yè)，通過對(duì)學(xué)生進(jìn)行社會(huì)保障的核心架構(gòu)的講解，讓學(xué)生從教材的理論知識(shí)中脫離出來(lái)生動(dòng)的現(xiàn)實(shí)情景感受，對(duì)書中的重點(diǎn)和難點(diǎn)有了一個(gè)清晰的把握，并請(qǐng)這些社會(huì)保障的專業(yè)人士讓學(xué)生了解社會(huì)保障中的詳細(xì)業(yè)務(wù)在現(xiàn)實(shí)生活中和和形而上的教材內(nèi)容的異同進(jìn)行比較學(xué)習(xí)，可以縮短學(xué)生由校內(nèi)和校外的心理距離，提前培養(yǎng)一種業(yè)界意識(shí)。
2.2要求以經(jīng)典原著的閱讀的第二維度挖掘?qū)W生的學(xué)術(shù)潛力
在學(xué)生掌握社會(huì)保障基本的學(xué)科知識(shí)的同時(shí)，筆者意識(shí)到，傳統(tǒng)的本科教學(xué)在實(shí)際中都在抱怨學(xué)生學(xué)術(shù)功底的薄弱和不規(guī)范，因此，筆者在改革之初，就推薦學(xué)生以國(guó)內(nèi)社會(huì)保障學(xué)科的經(jīng)典《貝弗里奇報(bào)告》作為原著藍(lán)本，要求學(xué)生在一學(xué)期內(nèi)閱讀完畢，并以“從《貝弗里奇報(bào)告》中的解讀出對(duì)某某國(guó)家未來(lái)社會(huì)保障發(fā)展的啟示”為論題進(jìn)行學(xué)期論文的寫作，分月度對(duì)學(xué)生的論文寫作進(jìn)行進(jìn)度督查與指導(dǎo)。在論文寫作中格外重視學(xué)生論文的格式規(guī)范、框架的科學(xué)以及學(xué)術(shù)誠(chéng)信度。筆者認(rèn)為，在人文社科的學(xué)術(shù)精神培養(yǎng)的角度來(lái)看，從經(jīng)典原著的閱讀并進(jìn)行論文寫作來(lái)挖掘?qū)W生的學(xué)術(shù)潛力是最簡(jiǎn)潔且有效的途徑之一。
2.3推崇學(xué)生分組團(tuán)隊(duì)演講的第三維度鍛造學(xué)生的表達(dá)能力
筆者因?yàn)閺那暗慕虒W(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)得知，囿于大學(xué)生課程設(shè)置的局限和義務(wù)教育與高等教育的銜接等機(jī)制問題導(dǎo)致較多的大學(xué)生缺乏基本的表達(dá)能力，因此筆者在該課程教學(xué)改革的過程中，將參加改革的受眾學(xué)生分為十個(gè)小組，將社會(huì)保障的教材核心知識(shí)以教材的體例分為十個(gè)版塊，每個(gè)小組指定一個(gè)組長(zhǎng)，對(duì)小組成員進(jìn)行職能分配，并以結(jié)果導(dǎo)向?yàn)樗枷雽?duì)小組學(xué)生提出任務(wù)，每周一組學(xué)生以演講闡述的形式進(jìn)行授課，筆者在學(xué)生四十五分鐘授課結(jié)束后予以提問答辯并對(duì)該組學(xué)生進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，這在改革中讓學(xué)生不知不覺中訓(xùn)練自己面對(duì)公眾講話和表達(dá)的思維和能力。
3.《社會(huì)保障》三維一體的教學(xué)改革的效果
3.1傳統(tǒng)教學(xué)模式的顛覆
此次改革讓人力資源管理的核心課程《社會(huì)保障》的教學(xué)模式有創(chuàng)新性的改變。一改傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端，讓學(xué)生參與到學(xué)習(xí)中來(lái)，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲，讓學(xué)生擁有主動(dòng)學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力，在讓學(xué)生熟練掌握扎實(shí)的理論知識(shí)的前提下，提高溝通表達(dá)的能力，并能夠有基礎(chǔ)性的科研水平，達(dá)到學(xué)生全面發(fā)展的教學(xué)目的。
3.2創(chuàng)新教學(xué)模式的標(biāo)桿
本次改革通過試點(diǎn)在《社會(huì)保障》學(xué)科進(jìn)行應(yīng)用型的研究，突破傳統(tǒng)教學(xué)模式的板結(jié)思維，通過一門學(xué)科將學(xué)生的理論知識(shí)、與業(yè)界的實(shí)體企業(yè)的雙向互動(dòng)以及對(duì)于前沿原著的論文撰寫達(dá)到經(jīng)濟(jì)管理類課程通識(shí)教育模式的初步構(gòu)建，成為經(jīng)濟(jì)管理類課程的通用模式，為人文社科的其他領(lǐng)域的課程起到借鑒和指引作用。
4.《社會(huì)保障》三維一體的教學(xué)改革的結(jié)論和展望
本次改革通過對(duì)于業(yè)界、學(xué)術(shù)、表達(dá)“三維一體教學(xué)模式“的探討，以《社會(huì)保障》學(xué)科為個(gè)案研究對(duì)象，對(duì)于與當(dāng)代大學(xué)生息息相關(guān)的三重維度在經(jīng)濟(jì)管理類學(xué)生的綜合素質(zhì)培養(yǎng)中可以起到全面的資源整合和優(yōu)化，本次改革以學(xué)生期末三重維度的綜合檢測(cè)為考量載體，可對(duì)于學(xué)生常規(guī)的單向度的以純理論考試分?jǐn)?shù)為高低作為學(xué)習(xí)目標(biāo)有質(zhì)性的革新，且可有效提高學(xué)生積極性和教學(xué)質(zhì)量，本次改革的探索性的嘗試也可作為后面當(dāng)代大學(xué)教學(xué)模式全面改革科研的一個(gè)新起點(diǎn)。
5.余論
本次教學(xué)改革作為一次探索性的創(chuàng)新嘗試，基本完成了預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)和提升效果。但是經(jīng)濟(jì)管理作為發(fā)展迅猛的學(xué)科大類，此次改革的成功并不能保證所能維持良好教學(xué)效果的持久度，因此教學(xué)的基本理念依然是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的長(zhǎng)期過程。筆者也會(huì)根據(jù)學(xué)科和業(yè)界在未來(lái)的不斷發(fā)展和變遷，繼續(xù)動(dòng)態(tài)的追蹤學(xué)生對(duì)于《社會(huì)保障》這門學(xué)科的學(xué)習(xí)效果，并結(jié)合企業(yè)及社會(huì)對(duì)于學(xué)生綜合素質(zhì)不斷變化，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整和優(yōu)化現(xiàn)有的教學(xué)模式，從而讓學(xué)生的素質(zhì)提高與良性成長(zhǎng)與社會(huì)要求可以一致接軌，為培養(yǎng)更加優(yōu)秀的大學(xué)生探索和嘗試。
參考文獻(xiàn)
[1]歐陽(yáng)桃花.試論工商管理學(xué)科的案例研究方法[J].南開管理評(píng)論，2004.（04）
[2]冷淑君.關(guān)于項(xiàng)目教學(xué)法的探索與實(shí)踐[J].江西教育科研，2007.（07）
[3]周偉國(guó).高?？荚嚫母铮褐铝τ谒刭|(zhì)教育的全面實(shí)施[J].高等農(nóng)業(yè)教育，2003.（3）
作者簡(jiǎn)介
林竹，男，職稱：助教，單位：成都信息工程學(xué)院銀杏酒店管理學(xué)院工商管理系.
鄒坤，男，職稱：助教，單位：成都信息工程學(xué)院銀杏酒店管理學(xué)院工商管理系.
關(guān)鍵詞：機(jī)器視覺；邊緣檢測(cè)；圖象識(shí)別；濾波算法
中圖分類號(hào)：TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2013） 02-0082-01
一、機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展及機(jī)器人視覺
機(jī)器人的發(fā)展大致經(jīng)歷了三個(gè)成長(zhǎng)階段，也即三個(gè)時(shí)代。第一代為簡(jiǎn)單個(gè)體機(jī)器人；第二代為群體勞動(dòng)機(jī)器人；第三代為類似人類的智能機(jī)器人。它的未來(lái)發(fā)展方向是有知覺、有思維、能與人對(duì)話。機(jī)器人向著智能化、擬人化方向發(fā)展的道路，是沒有止境的。 機(jī)器人視覺是計(jì)算機(jī)學(xué)科的一個(gè)重要分支，它綜合了光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)軟硬件等方面的技術(shù)，涉及到計(jì)算機(jī)、圖像處理、模式識(shí)別、人工智能、信號(hào)處理、光機(jī)電一體化等多個(gè)領(lǐng)域。我國(guó)機(jī)器人視覺應(yīng)用主要有以下目的：用以代替人類從事危險(xiǎn)、有害和惡劣環(huán)境、超凈環(huán)境下的工作；提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改變產(chǎn)品質(zhì)量，快速相應(yīng)市場(chǎng)需求，加強(qiáng)在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)能力。
二、機(jī)器人視覺的原理
機(jī)器視覺是機(jī)器人感知周圍環(huán)境的主要途徑之一。它可以通過視覺傳感器獲取環(huán)境的二維圖像，并通過視覺處理器進(jìn)行分析和解釋，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為符號(hào)，讓機(jī)器人能夠辨識(shí)物體，并確定其位置。目前成熟的光電成像技術(shù)都只能捕獲二維明暗信息，而不能獲得距離信息，所以直接通過這種途徑獲得的機(jī)器視覺也只能是二維的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，三維立體視覺的解決方案也如雨后春筍般涌出，其中就包括雙目立體視覺，狹縫光投影法，時(shí)間差法等。
（一）實(shí)現(xiàn)方法
1.圖像的獲取與預(yù)處理：用于進(jìn)行三維特征提取的圖像是一幅常規(guī)的二維灰度圖，所以使用一個(gè)常規(guī)的CCD或CMOS圖像傳感器即可滿足要求。圖像需要進(jìn)行量化處理，即把圖像信息分成許多像素點(diǎn)，這些亮點(diǎn)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換后即可輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。2.邊緣信息提?。哼吘壧崛∷惴ň褪前岩桓被叶葓D像轉(zhuǎn)化為二值圖像，灰度圖像中的輪廓在二值圖像中用1表示，而非輪廓位置用0表示。邊緣提取算法的種類非常地多，如Robert算子卷積法等。3.邊緣檢測(cè)與輪廓連結(jié)：邊緣檢測(cè)主要采用各種算子來(lái)發(fā)現(xiàn)、強(qiáng)化圖像中那些可能存在邊緣的像素點(diǎn)。邊緣檢測(cè)算子除了有Roberts算子外，還有索貝爾算子（Sobel operator）和Prewitt算子、高斯偏導(dǎo)濾波器以及Canny邊緣檢測(cè)器等。4.利用線條分類識(shí)別三維物體：提取出二維圖像的輪廓信息，還不足以分析出其中的三維特征，我們必須對(duì)輪廓信息進(jìn)行進(jìn)一步的模式化處理，從輪廓中提取特征。5.從二維圖像中提取三維特征的局限性：雖然從二維圖像中提取圖像的三維特征的算法對(duì)設(shè)備的要求低，處理的數(shù)據(jù)量相對(duì)較小，輸出地結(jié)果也比較規(guī)整。但是這種算法也有其局限性。
（二）攝像機(jī)模型及透視技術(shù)
透視技術(shù)實(shí)際是一個(gè)非線性映射，這在實(shí)際求解時(shí)可能需要大的計(jì)算量，而且如果透視效果不明顯，直接使用該模型可能會(huì)使求解變?yōu)椴B(tài)。透視逆變換把三維物體轉(zhuǎn)變?yōu)槎S圖形表示的過程稱為投影變換。
三、基于視覺的機(jī)器人路徑規(guī)
針對(duì)移動(dòng)機(jī)器人規(guī)避障礙和尋找最優(yōu)路徑問題，提出了在復(fù)雜環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人的一種路徑規(guī)劃方法。采用了柵格法建立了機(jī)器人工作平面的坐標(biāo)系，整個(gè)系統(tǒng)由全局路徑規(guī)劃和局部避碰規(guī)劃兩部分組成[8]。在全局路徑規(guī)劃中，用改進(jìn)蟻群算法規(guī)劃出初步全局優(yōu)化路徑；局部避碰規(guī)劃是在跟蹤全局優(yōu)化路徑的過程中，通過基于滾動(dòng)窗口的環(huán)境探測(cè)和碰撞預(yù)測(cè)，對(duì)動(dòng)態(tài)障礙物實(shí)施有效的局部避碰策略，從而使機(jī)器人能夠安全順利的到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)。這種方法能在較短時(shí)間內(nèi)找到最佳路徑并規(guī)避障礙。
四、機(jī)器人視覺處理程序
機(jī)器人視覺處理程序的主要功能包括：（1）從USB攝像頭實(shí)時(shí)讀取視頻數(shù)據(jù)，進(jìn)行簡(jiǎn)單的預(yù)處理；（2）隨后進(jìn)行圖像處理，主要完成空域的圖像增強(qiáng)。通過對(duì)圖像進(jìn)行二值化，將目標(biāo)小球從背景中提取出來(lái)；（3）計(jì)算目標(biāo)的位置，進(jìn)而計(jì)算出機(jī)器人頭部的旋轉(zhuǎn)角度，通過舵機(jī)驅(qū)動(dòng)程序，控制機(jī)器人頭部轉(zhuǎn)動(dòng)到目標(biāo)所在角度，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的跟蹤。
經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，機(jī)器人頭部可較好地跟蹤目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了視覺原型系統(tǒng)。
（一）機(jī)器人視覺的目標(biāo)與任務(wù)
目標(biāo)：使機(jī)器人具有感知周圍視覺世界的能力。讓機(jī)器人具有對(duì)周圍世界的空間物體進(jìn)行傳感、抽象、判斷的能力，從而達(dá)到識(shí)別、理解的目的。
任務(wù)：圖象的獲取、預(yù)處理、圖象分割與表示與描述、識(shí)別與分類、三維信息理解、景物描述、圖象解釋。紅色部分就構(gòu)成了圖像分析的研究?jī)?nèi)容。
（二）視覺信息的處理
移動(dòng)機(jī)器人視覺信息的處理通常由圖象獲取、圖象分析、關(guān)系描述三部分組成。
五、結(jié)束語(yǔ)
移動(dòng)機(jī)器人是目前機(jī)器人領(lǐng)域的研究重點(diǎn)之一，吸引著眾多學(xué)者的注意。機(jī)器人的研究涉及到人工智能、控制理論、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)等多門學(xué)科。通過閱讀大量的期刊、學(xué)術(shù)論文用于進(jìn)行三維特征提取的圖像是一幅常規(guī)的二維灰度圖，所以使用一個(gè)常規(guī)的CCD或CMOS圖像傳感器即可滿足要求。圖像需要進(jìn)行量化處理。為了給形態(tài)學(xué)處理的圖像提供統(tǒng)一的條件，計(jì)算機(jī)在把獲得圖像進(jìn)行形態(tài)學(xué)處理前，必須先對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。由于各方面客觀條件以及個(gè)人研究能力的限制，在機(jī)器人技術(shù)中嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用及視覺處理程序方面的研究還不夠深入，還需要在今后的研究中不斷深入探討。21世紀(jì)是信息化的時(shí)代，隨著信息技術(shù)的發(fā)展和普及，機(jī)器人視覺系統(tǒng)無(wú)論是在理論研究上上，還是在應(yīng)用方面都將很大進(jìn)展。
參考文獻(xiàn)：
[1]段峰，王耀南.機(jī)器視覺技術(shù)及其應(yīng)用綜述[J].自動(dòng)化博覽，2002（3）：43-47.
[2]李文錦，吳海彬，何祖恩.基于機(jī)器視覺的機(jī)械測(cè)量及識(shí)別技術(shù)研究[J].機(jī)床與液壓，2010（1）：32-51.
一、三維成本管理模式的提出
(一)三維成本管理文獻(xiàn)綜述價(jià)值鏈的產(chǎn)生是企業(yè)追求不同的競(jìng)爭(zhēng)戰(zhàn)略加劇競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果。為了提升企業(yè)戰(zhàn)略，美國(guó)戰(zhàn)略管理學(xué)家波特(1985)第一次提出價(jià)值鏈分析的方法，認(rèn)為價(jià)值鏈?zhǔn)瞧髽I(yè)一系列有聯(lián)系的價(jià)值活動(dòng)的組合。根據(jù)波特的價(jià)值鏈理論，價(jià)值鏈上存在著一條與價(jià)值活動(dòng)相對(duì)應(yīng)的“成本鏈”，如圖1所示。它從產(chǎn)品研究與開發(fā)的費(fèi)用投入開始，經(jīng)過生產(chǎn)前的準(zhǔn)備、制造過程的各項(xiàng)耗用，直到建立銷售渠道、營(yíng)銷和配送支出以及售后服務(wù)開支，這條“成本鏈”支持了價(jià)值鏈上各項(xiàng)活動(dòng)的有效開展，使產(chǎn)品不斷增值，以滿足客戶的需求。成本作為價(jià)值鏈活動(dòng)的綜合消耗指標(biāo)，表現(xiàn)為一種“負(fù)增值”形式。價(jià)值鏈成本管理就是對(duì)產(chǎn)品價(jià)值鏈上的“成本鏈”進(jìn)行管理，剔除不增值或低效益的活動(dòng)，減少“負(fù)增值”額，使整個(gè)鏈上的成本最低，以提高整個(gè)供應(yīng)鏈效率，從而使得鏈上的企業(yè)獲得共贏。
戰(zhàn)略成本管理最早于20世紀(jì)80年代由英國(guó)學(xué)者西蒙(Sim―mon)提出，隨后美國(guó)管理會(huì)計(jì)專家?？?Shank，J．K．)接受了這一觀點(diǎn)，于1993年出版了《戰(zhàn)略成本管理》(Strategic Cost Manage―ment)一書，從而使戰(zhàn)略成本管理具體化，并逐步為國(guó)外部分企業(yè)所接受和推廣。戰(zhàn)略成本管理加世紀(jì)90年代以后在國(guó)外得到發(fā)展，是在傳統(tǒng)成本管理基礎(chǔ)上的突破。由于戰(zhàn)略成本管理具有傳統(tǒng)成本管理無(wú)法比擬的特點(diǎn)，因而在當(dāng)前國(guó)內(nèi)外競(jìng)爭(zhēng)十分激烈的情況下，具有出奇制勝的優(yōu)勢(shì)。當(dāng)今美國(guó)會(huì)計(jì)界兩名著名教授庫(kù)柏(Cooper)和斯拉莫得(Slagmulder)認(rèn)為，戰(zhàn)略成本管理意旨企業(yè)運(yùn)用一系列成本管理方法來(lái)同時(shí)達(dá)到降低成本和加強(qiáng)戰(zhàn)略位置之目的。
湯湘希(1997)則認(rèn)為，根據(jù)成本管理控制活動(dòng)與成本發(fā)生的先后關(guān)系，可以將成本管理控制活動(dòng)分為成本事前控制、成本事中控制和成本事后控制三個(gè)環(huán)節(jié)。
這些成本管理的理論和模式，雖然都從某一個(gè)角度(包括價(jià)值鏈角度、管理控制角度和控制時(shí)點(diǎn)角度)描繪了成本管理的方法與過程控制，但都比較片面，因此，有必要從更系統(tǒng)全面的角度去考慮。
(二)三維成本管理模式概述圖2是從三維立體角度構(gòu)建的現(xiàn)代成本管理模式，將各類成本管理方法系統(tǒng)化，以更全面反映企業(yè)成本管理的問題。一是管理層級(jí)維。任何一個(gè)企業(yè)的管理都可以被劃分為戰(zhàn)略管理活動(dòng)、管理控制活動(dòng)和作業(yè)任務(wù)活動(dòng)三個(gè)層面。同樣，成本管理也應(yīng)從這三個(gè)層面人手，考慮不同層級(jí)對(duì)成本管理的需求。二是空間維?？臻g維亦可看成是價(jià)值鏈維，企業(yè)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)可以分為研發(fā)、采購(gòu)、生產(chǎn)、銷售、交貨、售后服務(wù)等活動(dòng)。各個(gè)階段有著其不同成本形式，而且各個(gè)階段的成本是相互關(guān)聯(lián)的，存在一種此消彼長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，需要從整體去考慮成本問題。三是時(shí)間維。根據(jù)成本管理控制活動(dòng)與成本發(fā)生的先后關(guān)系，又可將成本管理控制活動(dòng)分為成本事前控制、成本事中控制和成本事后控制三個(gè)環(huán)節(jié)。但還需注意的是，三個(gè)維度之間并不是相互獨(dú)立的，而是相互交叉、有機(jī)融合，只有把握好三個(gè)維度之間的關(guān)系，才能更好地應(yīng)用三維成本管理體系。
二、三維成本管理維度分析
(一)管理層級(jí)維企業(yè)的管理可以劃分為戰(zhàn)略管理活動(dòng)、管理控制活動(dòng)和作業(yè)任務(wù)活動(dòng)三個(gè)層面。第一層次為戰(zhàn)略管理層面，戰(zhàn)略管理決定了企業(yè)未來(lái)發(fā)展的方向，是企業(yè)的生存之本，是企業(yè)最高管理層所關(guān)注和從事的主要工作；第二層次為管理控制層面，管理控制是落實(shí)戰(zhàn)略的過程，是企業(yè)日常經(jīng)營(yíng)運(yùn)作的中堅(jiān)，是戰(zhàn)略目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)的保證；第三層次為任務(wù)控制層面，任務(wù)控制是公司作業(yè)層保證特別任務(wù)有效完成的過程，是管理控制活動(dòng)的具體化。三維成本管理系統(tǒng)的管理層級(jí)維可以反映不同管理層級(jí)對(duì)不同成本問題的側(cè)重，可用三個(gè)層面的成本表示。一是公司層成本，表現(xiàn)為企業(yè)價(jià)值鏈上整體成本結(jié)構(gòu)，是一種基于整體面的戰(zhàn)略成本，不同于會(huì)計(jì)制度計(jì)算的財(cái)務(wù)成本性質(zhì)，更注重長(zhǎng)期性和整體性，這種成本函數(shù)往往是非線性的，主要通過管理層和作業(yè)層的成本信息匯總得到，有時(shí)包含當(dāng)局的主觀判斷和定性分析。二是管理控制層成本，顯示了一種典型的戰(zhàn)術(shù)成本特征，一般與目標(biāo)成本進(jìn)行對(duì)比，產(chǎn)生差異進(jìn)行控制；主要通過作業(yè)層實(shí)際成本匯總和事前編制各種預(yù)算成本匯總得到。由于現(xiàn)代管理控制強(qiáng)調(diào)過程管理，因此管理控制層成本要與目標(biāo)成本口徑一致，進(jìn)行跟蹤動(dòng)態(tài)紀(jì)錄。增加間接成本庫(kù)并按照動(dòng)因分?jǐn)偸乾F(xiàn)代成本計(jì)量的基本特征。三是作業(yè)層成本，是執(zhí)行層面具體活動(dòng)所引起資源耗用的一種貨幣表現(xiàn)，表示為進(jìn)行某項(xiàng)活動(dòng)所花費(fèi)的代價(jià)，由于作業(yè)層關(guān)心具體作業(yè)的成本耗用，因此成本顯現(xiàn)出具體性和短期性的特征。理論上，作業(yè)層次的成本信息計(jì)量模式設(shè)計(jì)最為簡(jiǎn)單，可以按每項(xiàng)作業(yè)活動(dòng)要求對(duì)應(yīng)記錄每條成本信息。但實(shí)際并非如此，作業(yè)層成本不僅要滿足作業(yè)層管理需要，還要匯總生成管理控制層和公司戰(zhàn)略層所需成本信息。
(二)空間維企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)是研發(fā)、采購(gòu)、生產(chǎn)、銷售、交貨、售后服務(wù)等活動(dòng)，以及對(duì)產(chǎn)品起輔助作用的各種活動(dòng)的集合。從企業(yè)價(jià)值形成過程來(lái)看，企業(yè)產(chǎn)品價(jià)值創(chuàng)造于企業(yè)各項(xiàng)活動(dòng)之中，各項(xiàng)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的進(jìn)行過程同時(shí)也是價(jià)值的形成過程。而在價(jià)值創(chuàng)造過程中，不可避免需要投入相應(yīng)的資源，因此企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程同時(shí)也是費(fèi)用的發(fā)生過程和產(chǎn)品成本的形成過程。由于各階段之間的活動(dòng)存在差異，因此各階段發(fā)生的成本費(fèi)用也存在較大差異。研發(fā)階段發(fā)生的成本費(fèi)用包括新產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)、產(chǎn)品更新?lián)Q代以及新工藝技術(shù)等活動(dòng)中發(fā)生的成本費(fèi)用；采購(gòu)階段發(fā)
生的成本費(fèi)用包括選擇供應(yīng)商、采購(gòu)招標(biāo)等活動(dòng)中發(fā)生的成本費(fèi)用；生產(chǎn)階段發(fā)生的成本費(fèi)用包括生產(chǎn)過程中消耗的物料、人工以及相應(yīng)的制造費(fèi)用等；銷售階段發(fā)生的成本費(fèi)用包括拓展新市場(chǎng)、新客戶發(fā)生的費(fèi)用以及維持客戶關(guān)系發(fā)生的費(fèi)用等；交付階段發(fā)生的成本費(fèi)用包括運(yùn)輸費(fèi)、倉(cāng)儲(chǔ)費(fèi)、保險(xiǎn)費(fèi)等，是把產(chǎn)品交付到客戶手中發(fā)生的一系列費(fèi)用；售后服務(wù)階段發(fā)生的成本費(fèi)用包括產(chǎn)品維修、維護(hù)以及售后跟蹤反饋活動(dòng)中發(fā)生的一系列費(fèi)用。值得注意的是，各階段發(fā)生的費(fèi)用不僅與本階段的活動(dòng)有關(guān)，而且很大一部分受到其他階段活動(dòng)的影響。如研發(fā)階段如何設(shè)計(jì)產(chǎn)品，將決定了生產(chǎn)階段所發(fā)生的大部分成本，生產(chǎn)階段即使成本控制再好，也難以彌補(bǔ)錯(cuò)誤設(shè)計(jì)所帶來(lái)的高成本。因此，在成本管理過程中，要從全生命周期去考慮成本問題，運(yùn)用價(jià)值鏈理論進(jìn)行成本控制。
(三)時(shí)間維根據(jù)成本管理控制活動(dòng)與成本發(fā)生的先后關(guān)系，又可將成本管理控制活動(dòng)分為成本事前控制、成本事中控制和成本事后控制三個(gè)環(huán)節(jié)。(1)成本事前控制是在產(chǎn)品投產(chǎn)前對(duì)影響成本的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)進(jìn)行事前規(guī)劃、審核，確定目標(biāo)成本，是成本的前饋控制。具體包括：對(duì)成本進(jìn)行預(yù)測(cè)，為確定目標(biāo)成本提供依據(jù)；在預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，通過對(duì)多種方案的成本進(jìn)行對(duì)比分析，確定目標(biāo)成本；把目標(biāo)成本分別按各成本項(xiàng)目或費(fèi)用項(xiàng)目進(jìn)行層層分解，落實(shí)到各部門、車間、班組和個(gè)人，實(shí)行歸口分級(jí)管理，以便于管理控制。(2)成本事中控制是在成本形成過程中，隨時(shí)將實(shí)際發(fā)生的成本與目標(biāo)成本對(duì)比，及時(shí)發(fā)現(xiàn)差異并采取相應(yīng)措施予以糾正，以保證成本目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，是成本的過程控制。成本事中控制應(yīng)在成本目標(biāo)的歸口分級(jí)管理基礎(chǔ)上進(jìn)行，嚴(yán)格按照成本目標(biāo)對(duì)一切生產(chǎn)耗費(fèi)進(jìn)行隨時(shí)隨地的檢查審核，把可能產(chǎn)生損失浪費(fèi)的苗頭消滅在萌芽狀態(tài)，并且把各種成本偏差的信息及時(shí)反饋給有關(guān)責(zé)任單位，以及時(shí)采取糾正措施。(3)成本事后控制是在產(chǎn)品成本形成之后對(duì)實(shí)際成本的核算、分析和考核，是成本的反饋控制。成本事后控制通過實(shí)際成本和一定標(biāo)準(zhǔn)的比較，確定成本的節(jié)約或浪費(fèi)，并進(jìn)行深入分析，查明成本節(jié)約或超支的主客觀原因，確定其責(zé)任歸屬，對(duì)成本責(zé)任單位進(jìn)行相應(yīng)的考核和獎(jiǎng)懲。通過成本分析，為日后的成本控制提出積極改進(jìn)意見和措施，進(jìn)一步修訂成本控制標(biāo)準(zhǔn)，改進(jìn)各項(xiàng)成本控制制度，以達(dá)到降低成本的目的。成本事后控制主要是針對(duì)各個(gè)成本費(fèi)用項(xiàng)目進(jìn)行實(shí)地實(shí)時(shí)的分散控制。而成本的綜合性分析控制一般只能在事后才可能進(jìn)行。從某種意義上講，控制的事前與事后是相對(duì)而言的，本期的事后控制，也就是下期的事前控制。
三、三維成本管理維度的融合
表面看，三維成本管理體系的三個(gè)維度是相互獨(dú)立的，三個(gè)維度將企業(yè)的三維成本管理體系劃分為若干個(gè)小方塊，每個(gè)小方塊中都有成本管理的重點(diǎn)，而且也都有相應(yīng)的成本管理方法與之相對(duì)應(yīng)。但三個(gè)維度之間并不是相互獨(dú)立的，而是有機(jī)結(jié)合在一起，并相互影響。只有把握好三個(gè)層次之間的關(guān)系，才能更好地應(yīng)用三維成本管理體系。
(一)空間維(價(jià)值鏈維)與管理層級(jí)維之間的關(guān)系在不同的價(jià)值鏈環(huán)節(jié)中成本管理的側(cè)重點(diǎn)不一樣，即使在同一價(jià)值鏈環(huán)節(jié)中，由于管理層次不同，不同管理者的側(cè)重點(diǎn)不同，也將采用不同的成本管理方式，具體如表1所示。
(二)空間維(價(jià)值鏈維)與時(shí)間維之間的關(guān)系同一價(jià)值鏈環(huán)節(jié)中，在成本發(fā)生的不同時(shí)點(diǎn)對(duì)成本的控制和管理也不相同，具體如表2所示。
(三)跨管理層級(jí)維、空間維和時(shí)間維的相互影響三維成本管理體系中最重要的突破在于可以通過其理解跨管理層級(jí)維、空間維和時(shí)間維的相互影響，從而達(dá)到全面進(jìn)行成本管理的目的。如企業(yè)戰(zhàn)略產(chǎn)品的開發(fā)(研發(fā)階段，戰(zhàn)略層)將影響到企業(yè)選擇新的戰(zhàn)略采購(gòu)合作伙伴(采購(gòu)階段／戰(zhàn)略層)，影響到銷售渠道的建立(銷售階段／戰(zhàn)略層)，以及產(chǎn)品物流規(guī)范的設(shè)立(交付階段，管理控制層)；而某個(gè)產(chǎn)品目標(biāo)成本的設(shè)定(研發(fā)階段／事前控制)可能需要從實(shí)際成本和標(biāo)準(zhǔn)成本的差異分析(生產(chǎn)階段／事后控制)和售后服務(wù)成本的分析(售后服務(wù)階段／事后控制)中獲取數(shù)據(jù)。
參考文獻(xiàn)：
[1]陳良華：《企業(yè)成本計(jì)量模式研究》，《經(jīng)濟(jì)理論與經(jīng)濟(jì)管理》2002年第10期。
[2]陳?。骸痘趦r(jià)值理論的企業(yè)成本控制研究》，哈爾濱工程大學(xué)碩士論文2005。
[3]梁娟：《現(xiàn)代成本管理模式研究》，東南大學(xué)碩士論文2004。
[4]欒慶偉：《成本管理新模式研究》，大連理工大學(xué)博士論文2001。
[5]石新武：《論現(xiàn)代成本管理模式》，中國(guó)社會(huì)科學(xué)院研究生院博士論文2001。 [6]Cooper，R．a(chǎn)nd Kaplan,R．Profit Priorities from Activity―Based Costing,Harvard Business Review，1991．
關(guān)鍵詞：參數(shù)化建模；優(yōu)化設(shè)計(jì)；ANSYS分析；數(shù)據(jù)傳遞
中圖分類號(hào)：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2017）06-0103-03
Abstract： The models modeling via different CAD software are imported into ANSYS software by itself interface conveniently，and the times can be saved greatly.However，the model may not be suitable because the outer imported model was not modeled based on non-parameter modeling， and in this case， much time would be spent to deal with the problems. In order to make any model can be apt for being analyzed by parameterization， a method of parameters- optimized defining for non-parameterization model was put forward.First，the information of the body properties was added by using CAD software， which named according to ANSYS software’s naming rules would be used to be optimized， and then the model was imported into ANSYS software，and then the model can be parameterized optimum.An example was done in UG NX9.0 software，and the method was proved that it was validity.
Key words： parameterization modeling； optimum design； ANSYS analysis； data transmission
利用ANSYS進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析是一種很有效的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。ANSYS是ANSYS公司的多物理場(chǎng)及優(yōu)化分析平臺(tái)，具有強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)、流體、熱、電磁及相互耦合分析的功能，并且非常方便在ANSYS已有的功能上開發(fā)定制開發(fā)適合自身專業(yè)特點(diǎn)與特殊業(yè)務(wù)需求的新功能。用ANSYS對(duì)目標(biāo)時(shí)行各種分析，首先需要對(duì)目標(biāo)進(jìn)行三維建模，雖然ANSYS自身有三維建模模塊，且功能越來(lái)越強(qiáng)大，但相比于與目前主流的三維設(shè)計(jì)與制造軟件如UG、Pro/e、Solidworks等，其三維建模功能還是有比較大的差距。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，往往是利用其他軟件建好目標(biāo)的三維，然后再通過ANSYS Workbench自帶的三維模型輸入接口，實(shí)現(xiàn)分析目標(biāo)的三維模型建模。利用其他三維軟件建模，然后再輸入到ANSYS 進(jìn)行分析這一問題，已有大量的ANSYS應(yīng)用者進(jìn)行了研究，如郝鐘雄[1]介紹了ANSYS與UG、AUTOCAD、SolidWorks、Pro/E等幾種常用CAD軟件的接口，王建利等[2]研究了Sold Edge與ANSYS之間可以進(jìn)行模型數(shù)據(jù)傳遞的各種模型格式；陳乾偉[3]討論了ANSYS和Pro/E之間的模型傳遞，并成功實(shí)現(xiàn)了超聲電動(dòng)機(jī)有限元分析；李宗坤等[4]介紹了燕山水庫(kù)水塔模型在SolidWorks與Ansys之間的傳遞；李春燕[5]在其碩士論文中研究了Mechanical Desktop（MDT）與ANSYS之間的接口問題，并實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的傳遞；王勝[6]在其碩士論文介紹了UG與ANSYS之間的模型傳遞。以上文獻(xiàn)只實(shí)現(xiàn)了模型的簡(jiǎn)單輸入，但沒有涉及到參數(shù)化優(yōu)化的問題，為了實(shí)現(xiàn)參數(shù)化定義，詹俊勇等[7]采用了較生硬的方法，其先在Solidkworks中建尋模型，然后導(dǎo)入ANSYS中，再把需要參數(shù)化設(shè)計(jì)的部分刪除，在刪除留下的面上再重建需要參數(shù)化的實(shí)體，這顯然既不能簡(jiǎn)化建模過程，又不能保證模型部件之間的原有精度；劉志柱等[8]利用Visual C++，對(duì)ANSYS進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)。顯然，這2種方法并沒有充分利用已有的模型，實(shí)現(xiàn)參數(shù)化優(yōu)化。如何利用已有三S模型，而不管其本身是否有尺寸信息而實(shí)現(xiàn)ANSYS 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，就筆者知識(shí)范圍內(nèi)，還沒見過相關(guān)文獻(xiàn)，本文將就這一問題展開研究。為便于敘述，本文以UG NX9.0為例闡述三維模型優(yōu)化參數(shù)的定義方法。
1 ANSYS結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析步驟
優(yōu)化分析之前，一般先要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力學(xué)分析或其他分析，然后把得到結(jié)構(gòu)如變形、應(yīng)力、應(yīng)變等作為優(yōu)化的輸出參數(shù)，再定義模型的輸入?yún)?shù)，就可以進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析。從CAD模型到CAE優(yōu)化，通常的步驟為[9]：
1）參數(shù)化建模與參數(shù)定義：若模型是在CAD軟件中建模，則要參數(shù)化方法建模，若模型是從第三方圖庫(kù)中調(diào)入，則需要用到本文的方法進(jìn)行定義。
2）CAE求解：把定義好的參數(shù)的模型輸入ANSYS，找到第一步定義好的參數(shù)定義為優(yōu)化參數(shù)，同時(shí)也可把模型靜力學(xué)分析得到的結(jié)構(gòu)變形、應(yīng)力、應(yīng)變等作為優(yōu)化參數(shù)。
3）后處理：將約束條件和目標(biāo)函數(shù)（優(yōu)化目標(biāo)）提取出來(lái)，供優(yōu)化處理器進(jìn)行優(yōu)化參數(shù)評(píng)價(jià)。
4）優(yōu)化參數(shù)評(píng)價(jià)：依據(jù)優(yōu)化結(jié)構(gòu)，改變結(jié)構(gòu)參數(shù)，看結(jié)構(gòu)是否達(dá)到了最優(yōu)或要求。
2 模型參數(shù)化定義
目前，CAD三維建模軟件非常多，在很多時(shí)候，我們需要的模型可以從已有的圖庫(kù)中找到，或由別人代為建模。雖然國(guó)際上已標(biāo)準(zhǔn)化了圖形交換格式，但圖形在交換過程中往往會(huì)丟失一些信息，特別是不同的CAD三維建模軟件之間一般不能無(wú)縫兼容，或有的模型本身就不是基于參數(shù)化模型，我們?cè)趦?yōu)化參數(shù)定義的時(shí)候就顯得無(wú)能為力。以UG NX9.0為例，實(shí)現(xiàn)非參數(shù)化模型的優(yōu)化參數(shù)定義，具體步驟為：
1）打開要設(shè)定優(yōu)化參數(shù)的三維模型，如圖1，其上沒有任何參數(shù)信息，很明顯，這模型為非參數(shù)化建模，或在格式轉(zhuǎn)換過程中把參數(shù)信息丟失。選中模型，單擊右鍵，彈出“體屬性”窗口，從這里也可以看到模型沒有任何參數(shù)信息。我們這里要做的工作是把參數(shù)信息添加進(jìn)去，并且與模型相關(guān)。
2）在“屬性”選項(xiàng)，各欄目的填寫是參數(shù)設(shè)定是否有效的關(guān)鍵，各欄目填寫填定要求和注意事項(xiàng)如表1.
3）回到屬性窗口，屬性里的“值”欄里已有剛才填入的數(shù)字，且欄名稱變?yōu)椤版溄拥奖磉_(dá)式的值”，說明設(shè)置成功，點(diǎn)擊下邊的“添加新的屬性”右邊“√”，點(diǎn)擊確定，回到程序界面，保存模型，整個(gè)參數(shù)化設(shè)定完成。
3 ANSYS確認(rèn)定義參數(shù)
進(jìn)入ANSYS，雙擊“Static Structural”，建立靜力結(jié)構(gòu)分析項(xiàng)目（也可以建立其他分析項(xiàng)目），輸入剛才定義了參數(shù)的模型，雙擊“Geometry”，在“Import1”的Details View的Parameters里可以看到剛才定義的參數(shù)。
4 實(shí)例
以前面講到的軸套為例，其參數(shù)的定義過程如圖2～圖5，從圖中可以看到，優(yōu)化參數(shù)成功定義，并實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析。
5 結(jié)論
CAD三維模型在不同CAD軟件平臺(tái)之間傳遞，可以大大提高工作效率，但由于建模開始時(shí)都會(huì)有特定的用途，在一種用途下可能信息足夠，但在另一種用途下，即使模型在傳遞過程中信息沒有丟失，使用同樣的模型，也常常會(huì)遇到信息不全的困惑。本文以UG NX9.0為例，詳細(xì)介紹了非參數(shù)建模的模型參數(shù)化，使之滿足ANSYS Workbench 17.0結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析的參數(shù)要求。
1）簡(jiǎn)要?dú)w納了ANSYS Workbench下結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析的步驟，對(duì)使用ANSYS Workbench進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化者有一定的幫助。
2）詳細(xì)介紹了在UG NX9.0下，通過設(shè)定非參數(shù)建模的三維模型的體屬性，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化參數(shù)的定義，并通過實(shí)例驗(yàn)證了這一方法的可行性。
3）本文雖然以UG NX9.0為例探討了優(yōu)化參數(shù)的定義方法，但對(duì)于在其他CAD軟件平臺(tái)下進(jìn)行類似的定義，有很大的借鑒意義。
參考文獻(xiàn)：
[1] 郝鐘雄. ANSYS與CAD軟件的接口問題研究[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2007（7）：75-76.
[2] 王建利，司慧. 淺談Solid Edge與ANSYS的數(shù)據(jù)傳遞[J]. 電腦知識(shí)與技術(shù)，2009（31）：8691-8693.
[3] 陳乾偉，鞠全勇，黃衛(wèi)清，等. ANSYS和Pro/E在超聲電動(dòng)機(jī)有限元建模中的應(yīng)用[J]. 微特電機(jī)，2014（11）：32-36.
[4] 李宗坤，張宏洋，王建有，等. SolidWorks建模以及與ANSYS的接口問題探討[J]. 中國(guó)農(nóng)村水利水電，2007（9）：82-84.
[5] 李春燕. 基于MDT的輕鋼結(jié)構(gòu)參數(shù)建模程序與ANSYS接口技術(shù)研究[D].蘭州：蘭州理工大學(xué)，2005.
[6] 王進(jìn). AutoCAD與ANSYS面接口問題研究[J]. 煤礦機(jī)電，2009（6）：4-6.
[7] 詹俊勇，黃建民. SolidWorks導(dǎo)入實(shí)現(xiàn)ANSYS參數(shù)化建模[J]. 金屬加工（冷加工），2010（4）：71-72.
【Abstract】The FEAD system of diesel engine is the front end accessory drive system of engine， mainly used for crankshaft power output of engine to drive such as generators， air conditioning compressor for engine accessory equipment，to meet the demand of power supply and refrigeration on vehicle and ship， The quality of the FEAD system design has a crucial impact on the whole electric power and air conditioning. So for the FEAD system， structure design， parameter calculation and CAE analysis are very necessary.
【關(guān)鍵詞】FEAD系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；CAE分析；靜動(dòng)態(tài)計(jì)算
【Keywords】FEAD system； structural design； CAE analysis； static and dynamic calculation
【中圖分類號(hào)】TH12 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）05-0131-02
1 概述
FEAD系統(tǒng)的目的就是利用曲軸前端動(dòng)力驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的輔件，如發(fā)電機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)等，以便于滿足車輛或者船舶的蓄電池電力和駕駛艙制冷需求，是發(fā)動(dòng)機(jī)重要的應(yīng)用設(shè)計(jì)。
設(shè)計(jì)初期需要關(guān)注整體結(jié)構(gòu)邊界條件，考慮總體設(shè)計(jì)方案，選擇皮帶傳動(dòng)同時(shí)需要考慮皮帶結(jié)構(gòu)的選型，前段輪系系統(tǒng)屬于高速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，需要?jiǎng)討B(tài)情況下考慮皮帶的張緊方式、滑移率、振幅、帶輪包角、張緊器擺幅等一系列影響因素。確保整個(gè)系統(tǒng)在理論設(shè)計(jì)初期和理論計(jì)算模擬時(shí)滿足既定要求。
當(dāng)然如此復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，不僅需要考慮上述自身系統(tǒng)的合理性，而且還需考慮與此系統(tǒng)相關(guān)的各個(gè)輔件支架的強(qiáng)度和模態(tài)，可以采用有限元方法進(jìn)行CAE分析。
2 設(shè)計(jì)輸入
論文選用一款直列六缸，排量7.2L，采用多楔帶驅(qū)動(dòng)，自動(dòng)張緊方式，并加裝空調(diào)壓縮機(jī)的重型卡車用柴油機(jī)FEAD系統(tǒng)。
3 FEAD系統(tǒng)邊界檢查和整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)前端和整車發(fā)動(dòng)機(jī)艙等零件的三維模擬和邊界檢查，主要在UG三維軟件的幫助下通過對(duì)系統(tǒng)相關(guān)零件的三維模型建模得出初步的總體布置結(jié)構(gòu)，確保最基本的空間要求，總體布置原則即是避免干涉、結(jié)構(gòu)緊湊[1]。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)包括曲軸皮帶輪、發(fā)電機(jī)、空調(diào)壓縮機(jī)、自動(dòng)張緊器、惰輪。需要滿足預(yù)定設(shè)計(jì)目標(biāo)，設(shè)計(jì)目標(biāo)如下：
基于上述標(biāo)準(zhǔn)要求并結(jié)合初步經(jīng)驗(yàn)分析設(shè)計(jì)出的輪系結(jié)構(gòu)，如圖1所示：
曲軸皮帶輪是動(dòng)力輸出來(lái)源，設(shè)計(jì)原則上皮帶包角必須大于180°，其余槽輪包角要求在120°以上，方可滿足功率傳輸要求，平輪包角不做過高要求。柴油機(jī)曲軸皮帶輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，通過皮帶這個(gè)載體給各個(gè)輔件輸送功率，并通過軟件計(jì)靜態(tài)算出每個(gè)零件的受力方向和受力大小。通過經(jīng)驗(yàn)分析，初步判定結(jié)構(gòu)滿足既定設(shè)計(jì)目標(biāo)，但仍然需要通過模擬精確計(jì)算系統(tǒng)布置的合理性。
通過初步確定的坐標(biāo)原點(diǎn)，初步定義各個(gè)帶輪的坐標(biāo)位置，通常取曲軸皮帶輪為原點(diǎn)；確定各個(gè)帶輪的外徑、基準(zhǔn)直徑、基準(zhǔn)寬度、上下槽深、槽寬等數(shù)據(jù)，用以進(jìn)行下步的靜態(tài)計(jì)算，通過三維建模計(jì)算得知此坐標(biāo)數(shù)據(jù)選取、帶輪直徑選取、帶輪間跨度、多楔帶包角，傳動(dòng)比均在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)。計(jì)算同時(shí)給出了限制條件，即各帶輪之間的對(duì)楔度要求，設(shè)計(jì)者需要遵循這一要求開展下一步詳細(xì)設(shè)計(jì)工作。
4 FEAD系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真計(jì)算和詳細(xì)設(shè)計(jì)
確定了各項(xiàng)系統(tǒng)的主要參數(shù)，并為后續(xù)的動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算提供了數(shù)據(jù)輸入，在三維分析軟件SIM-Drive的幫助下建模，輸入預(yù)定數(shù)據(jù)得出動(dòng)態(tài)分析結(jié)果，根據(jù)動(dòng)態(tài)分析結(jié)論可知： 轉(zhuǎn)速850Rpm時(shí)，皮帶張力1040N；帶段抖動(dòng)≤5%，無(wú)干涉情況；皮帶滑移率≤0.5%；使用壽命綜合估算在20萬(wàn)km至30萬(wàn)km，均滿足預(yù)定設(shè)計(jì)范圍和標(biāo)準(zhǔn)。[2]
確定了總體設(shè)計(jì)方案和理論計(jì)算數(shù)據(jù)之后，下一步進(jìn)行系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的零部件清單，此案例需要設(shè)計(jì)的主要為系統(tǒng)安裝支架，主要作用用來(lái)支撐系統(tǒng)各個(gè)部件。需要考慮以下問題和注意事項(xiàng)：
①安裝支架的安裝位置和方式；
②空調(diào)壓縮機(jī)的傾斜角度要求；
③自動(dòng)張緊器的安裝定位；
④安裝支架需要合理布置和設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋；
⑤安裝支架各帶輪安裝面的尺寸公差必須合理；
⑥各帶輪軸承的選型要合理。
基于以上的注意事項(xiàng)完成詳細(xì)三維設(shè)計(jì)工作，二維生產(chǎn)圖紙繪制之前，相關(guān)零件的還需經(jīng)過CAE軟件的分析進(jìn)而得知零部件的強(qiáng)度和模態(tài)如何，如果理論分析計(jì)算未通過，則需要及時(shí)改進(jìn)先前的設(shè)計(jì)，避免產(chǎn)品在實(shí)際運(yùn)用中造成失效，數(shù)據(jù)與經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合是最好的工業(yè)實(shí)踐手段[3]。
5 支架CAE分析
基于有線元法，采用CAE分析軟件Hyperworks /Optistruct 13.0（A處理/解算器）的幫助下，對(duì)系統(tǒng)相關(guān)零部件進(jìn)行強(qiáng)度和模態(tài)分析，論文主要介紹對(duì)安裝支架的分析過程。
分析目的：為了評(píng)價(jià)和改進(jìn)安裝支架的強(qiáng)度和模態(tài)，需要進(jìn)行應(yīng)力分析和模態(tài)分析；
設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)： 模態(tài)分析最低頻率要求為143Hz，2200rpm，
通用標(biāo)準(zhǔn)： 模態(tài)分析最低頻率要求為180.3Hz，2550rpm。
分析目標(biāo)：評(píng)估系統(tǒng)支架的應(yīng)力大小和支架模態(tài)是否達(dá)到最低頻率要求；
創(chuàng)建模型，包括安裝支架、缸體、壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、張緊器、惰輪、皮帶、螺栓等所有相關(guān)零件，預(yù)設(shè)螺栓為實(shí)心截面梁?jiǎn)卧?，螺紋與其他構(gòu)件采用剛性（RBE2）連接。
通過分析結(jié)論得出以下結(jié)論：
①模態(tài)分析，安裝支架頻率（ 223.9Hz）高于最低可接受值（180.3Hz）。
②應(yīng)力分析：最大應(yīng)力區(qū)域?yàn)?3.7MPa低于HT250材料要求的125MPa
綜上所述，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)滿足既定要求，可以進(jìn)行二維生產(chǎn)圖紙繪制。同時(shí)設(shè)計(jì)師需要考慮DVP驗(yàn)證方案。關(guān)于DVP方案，主要考慮臺(tái)架試驗(yàn)相關(guān)測(cè)點(diǎn)布置，空調(diào)壓縮機(jī)加載模擬工作，試驗(yàn)時(shí)間確定等，具體論文不再累述。
6 結(jié)論
通過完成上述概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、軟件分析、工程圖以及DVP方案布置等開發(fā)流程之后，目前此系統(tǒng)設(shè)計(jì)已經(jīng)完成了多輪臺(tái)架和整車試驗(yàn)，未發(fā)生支架斷裂、皮帶打滑、系統(tǒng)異響等嚴(yán)重質(zhì)量故障，當(dāng)前已風(fēng)險(xiǎn)投入市場(chǎng)，為公司及社會(huì)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。
【參考文獻(xiàn)】
【1】劉鑫.柴油發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].成都：電子科技大學(xué)，2006.
中圖分類號(hào)：TP391.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1007-9416（2012）04-0000-00
1、論文研究背景及意義
近多年來(lái)，由于計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)的迅猛發(fā)展，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)就是數(shù)字化，數(shù)字城市也逐漸引起了人們的注意。那么怎樣應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)構(gòu)建數(shù)字城市，近而實(shí)現(xiàn)城市的數(shù)字化已經(jīng)引起城市規(guī)劃及管理人員和城市居民的共同關(guān)注。城市仿真技術(shù)在構(gòu)造數(shù)字城市過程中發(fā)揮著非常重要的作用，因此成為當(dāng)前一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。仿真(Simulation)技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)軟件模擬實(shí)際環(huán)境進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的技術(shù)，以模擬的方式為使用者創(chuàng)造一個(gè)實(shí)時(shí)反映實(shí)體對(duì)象變化與相互作用的三維圖形界面，使之在感知行為的逼真體驗(yàn)中獲得直接參與和探索仿真技術(shù)對(duì)象在所處環(huán)境中的作用和變化。城市仿真(Urban Simulation)技術(shù)就是仿真技術(shù)在城市規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)等領(lǐng)域中的應(yīng)用，表現(xiàn)為人機(jī)交互、真實(shí)建筑空間感與大面積三維地形仿真，即交互式實(shí)時(shí)三維(Interactive Realtime 3D)。采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)造出來(lái)的城市視景仿真系統(tǒng)是數(shù)字地球的重要組成部分和支撐手段，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在城市的規(guī)劃、建設(shè)以及管理當(dāng)中，對(duì)于城市發(fā)展規(guī)劃的各個(gè)方面都具有相當(dāng)重要的意義。
2、國(guó)內(nèi)、外的視景仿真工具
MultiGen-Paradigm公司的MultiGen Creator的各版本三維建模軟件是世界上流行的實(shí)時(shí)三維數(shù)據(jù)庫(kù)生成系統(tǒng)的軟件環(huán)境，在仿真系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。Vega Prime是MultiGen-Paradigm公司應(yīng)用于實(shí)時(shí)視景仿真、聲音仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域的世界領(lǐng)先的軟件環(huán)境。Urbansim是基于城市交通需求模擬分析和城市土地綜合分析的新型城市發(fā)展仿真軟件。MagicCity屬于WinTel架構(gòu)基礎(chǔ)上的虛擬現(xiàn)實(shí)和視景仿真系統(tǒng)。我國(guó)在視景仿真系統(tǒng)開發(fā)的同時(shí)，也在進(jìn)行仿真系統(tǒng)軟件平臺(tái)的開發(fā)。TrueSim v2.0 三維實(shí)時(shí)仿真軟件平臺(tái)是深圳市創(chuàng)想科技發(fā)展有限公司在綜合了國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)最新三維仿真技術(shù)的研究成果以及多年來(lái)從事三維仿真研究所積累的多種經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上推出的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的仿真平臺(tái)。神州視景信息技術(shù)有限公司自主研發(fā)了“基于普通PC和Internet的大規(guī)模場(chǎng)景實(shí)時(shí)漫游引擎系統(tǒng)――SCVR”。 Virtools是一個(gè)實(shí)時(shí)三維虛擬現(xiàn)實(shí)編輯軟件，可將多種常用文件格式（三維模型、二維圖表、聲音等）整合到一起，并具備交互功能，能夠開發(fā)出電腦游戲、建筑仿真、交互娛樂等多種3D產(chǎn)品。
3、本文的研究目的及重要內(nèi)容
本文通過研究虛擬現(xiàn)實(shí)視景仿真技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，實(shí)現(xiàn)以我們學(xué)院校園為虛擬環(huán)境的視景漫游系統(tǒng)。通過對(duì)虛擬場(chǎng)景的構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)視景漫游中的自動(dòng)漫游和交互漫游等效果。本系統(tǒng)應(yīng)用建筑草圖大師Sketchup和MultiGen Creator軟件工具來(lái)構(gòu)建虛擬場(chǎng)景中地形及建筑物的三維模型，并建立道路、樹木、路燈等虛擬景物，借助Vega Prime軟件平臺(tái)和工具集對(duì)校園虛擬場(chǎng)景進(jìn)行仿真，在VC++開發(fā)平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)三維景觀及模型的交互式（以鼠標(biāo)、鍵盤等交互方式）控制，實(shí)現(xiàn)了虛擬校園景觀的視景仿真漫游系統(tǒng)。
本文主要研究?jī)?nèi)容和所做工作總結(jié)如下：
(1)了解視景漫游技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展，對(duì)國(guó)內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研。
(2)對(duì)黑龍江農(nóng)墾科技職業(yè)學(xué)院的視景環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行搜集和整理，包括地形數(shù)據(jù)的獲取、建筑物數(shù)據(jù)的獲取、紋理數(shù)據(jù)的獲取等等。
(3)研究用虛擬現(xiàn)實(shí)建模軟件Sketchup、Creator以及三維建模技術(shù)、模型真實(shí)感技術(shù)以及模型優(yōu)化技術(shù)等對(duì)地形、道路、教學(xué)樓和圖書館等建筑以及校園之中的花草樹木等進(jìn)行建模，構(gòu)建出虛擬場(chǎng)景模型庫(kù)，然后用視景漫游軟件Vega Prime和VC++對(duì)虛擬場(chǎng)景進(jìn)行漫游和交互控制。
(4)研究模型數(shù)據(jù)庫(kù)建模和優(yōu)化技術(shù)問題，模型數(shù)據(jù)庫(kù)的建構(gòu)、調(diào)整和優(yōu)化對(duì)提高實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)中運(yùn)行的速度和流暢性起著至關(guān)重要的作用，成為目前重要的研究課題。
(5)碰撞檢測(cè)技術(shù)。開發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)仿真系統(tǒng)有一個(gè)主要目標(biāo)就是能夠讓用戶以盡可能接近自然的方式與構(gòu)建的虛擬場(chǎng)景中的物體直接進(jìn)行交互。要實(shí)現(xiàn)自然的、精確的人機(jī)交互功能首先要解決的是碰撞檢測(cè)的問題。碰撞檢測(cè)是虛擬場(chǎng)景中動(dòng)態(tài)物體與靜態(tài)物體之間或動(dòng)態(tài)物體與動(dòng)態(tài)物體之間進(jìn)行交互的基礎(chǔ)。在碰撞檢測(cè)中有兩個(gè)問題需要解決，一是檢測(cè)到碰撞的發(fā)生和碰撞的位置，二是計(jì)算碰撞后的反應(yīng)。而碰撞檢測(cè)是計(jì)算碰撞反應(yīng)的先決條件，因此，碰撞檢測(cè)是虛擬環(huán)境中一個(gè)必不可少的部分。
(6)為保證虛擬場(chǎng)景的真實(shí)性、生動(dòng)性及其對(duì)用戶的感染力，對(duì)基于粒子系統(tǒng)的虛擬場(chǎng)景環(huán)境特效技術(shù)進(jìn)行研究。
校園視景仿真就是在計(jì)算機(jī)環(huán)境中對(duì)真實(shí)校園的景觀進(jìn)行虛擬再現(xiàn)，采用虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)技術(shù)，生成一個(gè)實(shí)時(shí)的、能給用戶各種真實(shí)感受的三維虛擬環(huán)境。利用計(jì)算機(jī)軟硬件及其相關(guān)輸入輸出設(shè)備，使用戶可以在虛擬的校園場(chǎng)景中進(jìn)行瀏覽和交互漫游，感受校園中的風(fēng)景。利用這種方法可以讓更多的人來(lái)了解我們的學(xué)校，對(duì)本校園的環(huán)境及交通現(xiàn)狀等方面有更深刻的認(rèn)識(shí)。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞： 三維坐標(biāo)； 多目視覺； 雙目交匯； 硅棒； 特征點(diǎn)
中圖分類號(hào)： TP 274.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2013.02.001
引言硅棒的實(shí)際尺寸參數(shù)與硅棒本身的特征點(diǎn)提取密切相關(guān)，獲取硅棒特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)信息可有效反映硅棒尺寸參數(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量，為產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)控提供依據(jù)[1]。然而針對(duì)硅棒，無(wú)論是整體尺寸還是局部特征的檢測(cè)，國(guó)內(nèi)目前尚無(wú)相關(guān)儀器，在我國(guó)這些參數(shù)的檢測(cè)還主要是依靠人工完成[2]。人工檢測(cè)是一種非在線、接觸式的傳統(tǒng)檢測(cè)方式，采用直角尺、游標(biāo)卡尺、鋼板尺等工具進(jìn)行檢驗(yàn)，檢測(cè)精確度和重復(fù)性受到檢測(cè)人員工作狀態(tài)干擾，很難保證統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，總體上來(lái)說檢測(cè)速度和檢測(cè)精度不高；同時(shí)接觸式檢測(cè)過程中需反復(fù)搬動(dòng)樣品不可避免地造成對(duì)樣品的二次傷害，效率低，儀器損耗大[2]。結(jié)合視覺成像技術(shù)和圖像處理技術(shù)出現(xiàn)的機(jī)器視覺檢測(cè)技術(shù)，不僅摒棄了傳統(tǒng)檢測(cè)方法的不足，滿足了實(shí)時(shí)檢測(cè)要求，同時(shí)還具有非接觸、精度高等優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)三維坐標(biāo)測(cè)量的首選方法之一[35]。國(guó)內(nèi)外關(guān)于三維坐標(biāo)的相關(guān)測(cè)量方法主要有：電子經(jīng)緯儀法和三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)法[3]。坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量精度可達(dá)微米級(jí)，但是龐大的機(jī)身、厚重的底座、復(fù)雜的操作以及昂貴的成本限制了其現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用[4]；經(jīng)緯儀、激光跟蹤儀便攜性好，但采用多點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)，效率低，不適合于現(xiàn)場(chǎng)在線檢測(cè)[5]。機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)組建非常靈活，既可由單目視覺測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)成，亦可選擇雙目甚至多目視覺測(cè)量系統(tǒng)搭建而成。因?yàn)閱文恳曈X測(cè)量三維空間坐標(biāo)測(cè)量不確定度偏差較大[4]，所以選擇由四CCD構(gòu)成的多目視覺系統(tǒng)，該多目視覺檢測(cè)系統(tǒng)中，相鄰的兩CCD構(gòu)成正交雙目交匯視覺測(cè)量子模塊系統(tǒng)，基于雙目視覺原理的子模塊克服了單目視覺檢測(cè)的缺陷，精度更高。該多目機(jī)器視覺系統(tǒng)在保證較高精度的前提下，作為機(jī)器視覺前端采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了硅棒全范圍大尺寸輪廓檢測(cè)，檢測(cè)效率和速度較高。1硅棒坐標(biāo)檢測(cè)機(jī)器視覺系統(tǒng)組成典型的基于機(jī)器視覺的硅棒坐標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)組成如圖1所示：
圖1機(jī)器視覺的坐標(biāo)檢測(cè)系統(tǒng)組成
Fig.1The design of machine vision for coordinate detection system
硅棒坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)主要包括上位機(jī)界面、數(shù)據(jù)采集模塊、圖像處理模塊、輸入輸出接口以及機(jī)械搭建平臺(tái)組成。上位機(jī)作為人機(jī)交互平臺(tái)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)顯示和存儲(chǔ)，總體管理數(shù)據(jù)采集模塊和圖像處理模塊。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)作為機(jī)器視覺檢測(cè)的核心之一完成硅棒輪廓信息圖像采集，涉及光源、鏡頭、CCD相機(jī)以及圖像采集卡，采集系統(tǒng)工作流程為：光源照射待測(cè)硅棒，CCD相機(jī)采集圖像信息經(jīng)過圖像采集卡將圖像信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息送入上位機(jī)并實(shí)時(shí)保存起來(lái)。數(shù)據(jù)采集完成之后，圖像處理模塊讀取圖像通過相應(yīng)算法提取特征點(diǎn)最終計(jì)算特征點(diǎn)空間三維坐標(biāo)。圖1還可以看出整個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊搭建在機(jī)械平臺(tái)上由執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，不僅可以實(shí)現(xiàn)待測(cè)目標(biāo)的小范圍檢測(cè)，同時(shí)還可以配合機(jī)械平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)待測(cè)物體的大范圍全尺寸檢測(cè)。2硅棒特征點(diǎn)三維坐標(biāo)檢測(cè)原理
2.1四目視覺全范圍檢測(cè)系統(tǒng)組成硅棒特征點(diǎn)坐標(biāo)視覺檢測(cè)技術(shù)基于四目視覺原理，整個(gè)四目視覺系統(tǒng)作為機(jī)器視覺檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)為后續(xù)圖像處理模塊提供硅棒圖像信息，采集的圖像質(zhì)量直接影響到后續(xù)圖像處理的難易程度和結(jié)果的計(jì)算精度。四目視覺原理如圖2所示：數(shù)據(jù)采集模塊由四臺(tái)CCD相機(jī)組成，分別在待測(cè)硅棒每個(gè)側(cè)面安裝一臺(tái)CCD面陣相機(jī)，保持相機(jī)與硅棒待測(cè)面垂直放置，在自然光源照射下硅棒表面成像于與之垂直的CCD相機(jī)上，則相機(jī)分別獲得每個(gè)硅棒表面特征的圖像。該圖像可以通過一個(gè)四路camelink接口圖像采集卡或者2個(gè)雙路camelink接口圖像采集卡送入上位機(jī)進(jìn)行后續(xù)圖像處理。整個(gè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能就是確保不降低系統(tǒng)檢測(cè)精度的前提下，維持盡量大的有效視場(chǎng)范圍，實(shí)時(shí)采集獲取清晰的硅棒圖像。
2.2四目視覺系統(tǒng)視場(chǎng)約束為了實(shí)現(xiàn)最優(yōu)檢測(cè)目的，必須保證待測(cè)硅棒在檢測(cè)過程中始終處于四目視覺系統(tǒng)的有效視場(chǎng)范圍內(nèi)，若硅棒對(duì)應(yīng)于相機(jī)上像點(diǎn)的坐標(biāo)為（xi，yi），通過針孔模型透視變換公式就能得出某個(gè)特征點(diǎn)在有效視場(chǎng)內(nèi)的世界坐標(biāo)為OXWiYWiZWi。圖3為四目視覺系統(tǒng)有效視場(chǎng)示意圖，以四臺(tái)CCD交匯中心建立世界坐標(biāo)系。
圖2四目視覺系統(tǒng)組成
Fig.2The composition of the 4 CCDs
vision system圖3四目全范圍檢測(cè)原理及有效視場(chǎng)分析
Fig.3The principle and the analysis of effective
vision field for 4CCDs′ full range detection
如圖所示：四臺(tái)面陣相機(jī)型號(hào)相同，焦距f均為鏡頭中心到CCD靶面中心的距離，相鄰相機(jī)之間的基線長(zhǎng)度均為B（B=O1O2=O2O3=O3O4=O4O1），O1Xc1Yc1Zc1、O2Xc2Yc2Zc2、O3Xc3Yc3Zc3、O4Xc4Yc4Zc4是分別以CCD相機(jī)各自的鏡頭中心建立相機(jī)坐標(biāo)系，以CCD1和CCD2光軸的交點(diǎn)為原點(diǎn)建立世界坐標(biāo)系OXWYWZW，O1Xc1Yc1Zc1、O2Xc2Yc2Zc2、O3Xc3Yc3Zc3、O4Xc4Yc4Zc4均位于OXWYWZW內(nèi)，最終計(jì)算時(shí)必須將O1Xc1Yc1Zc1、O2Xc2Yc2Zc2、O3Xc3Yc3Zc3、O4Xc4Yc4Zc4這四個(gè)相機(jī)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到同一個(gè)參考坐標(biāo)系OXWYWZW。假設(shè)CCD相機(jī)像平面平均尺寸為2Tx×2Ty，相鄰相機(jī)光軸夾角為2α，則四目視覺系統(tǒng)的有效視場(chǎng)為ABCDEFGH圍成的八邊形。為了準(zhǔn)確描述有效視場(chǎng)，在八邊形ABCDEFGH內(nèi)做內(nèi)切圓，內(nèi)切圓面積就反映有效視場(chǎng)的大小，采用內(nèi)切圓的半徑R對(duì)有效視場(chǎng)進(jìn)行描述?？紤]Tx遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于焦距f，則有效視場(chǎng)R可以采用如下近似公式描述：R=Bcosβ/2sinα=Bcos（arctan（Tx/f））/2sin45°≈22BTx/f（1）由式（1）可知：CCD相機(jī)間基線長(zhǎng)度B、視場(chǎng)角β以及相機(jī)夾角α這三個(gè)參數(shù)不僅直接限制有效視場(chǎng)的大小，還會(huì)嚴(yán)重影響四目視覺系統(tǒng)的測(cè)量精度。引起測(cè)量精度的誤差包括相機(jī)本身參數(shù)（Tx、Ty）以及相機(jī)分布結(jié)構(gòu)參數(shù)、參數(shù)本身的測(cè)量誤差（B、f）[6]，它們共同決定了機(jī)器視覺采集系統(tǒng)的精度。
2.3雙目交會(huì)原理如圖2可知：四目視覺系統(tǒng)中的任意相鄰的兩個(gè)CCD構(gòu)成雙目交匯視覺測(cè)量系統(tǒng)，所以整個(gè)四目視覺系統(tǒng)可以看作四個(gè)雙目交匯視覺子系統(tǒng)組成，其中CCD1和CCD2構(gòu)成子系統(tǒng)1，CCD2和CCD3構(gòu)成子系統(tǒng)2，CCD3和CCD4構(gòu)成子系統(tǒng)3，CCD4和CCD1構(gòu)成子系統(tǒng)4。因?yàn)槊總€(gè)子系統(tǒng)光軸互相垂直，所以子系統(tǒng)基于正交雙目交匯視覺原理。正交雙目交匯測(cè)量比單目測(cè)量準(zhǔn)確度高，它的相機(jī)夾角2α=90°有效降低安裝誤差[7]，保證基線長(zhǎng)度，形成相對(duì)較大的有效視場(chǎng)利于實(shí)現(xiàn)大尺寸檢測(cè)，同時(shí)α=45°滿足α∈（40°-70°）放置時(shí)測(cè)量誤差最小要求[4]。以雙目交匯視覺子系統(tǒng)1為例：CCD1和CCD2分別滿足針孔成像模型：zc1 u
（3）其中矩陣M是由相機(jī)內(nèi)部參數(shù)（r1～r9）和相機(jī)外部參數(shù)（T1～T3）構(gòu)成的一個(gè)3×4的綜合矩陣。聯(lián)立式（2）和式（3）求解則可得到CCD1和CCD2的采集圖像上的公共特征點(diǎn)的三維坐標(biāo)，即硅棒第1對(duì)棱邊上的特征點(diǎn)坐標(biāo)，同理對(duì)于雙目交匯視覺子系統(tǒng)2、雙目交匯視覺子系統(tǒng)3、雙目交匯視覺子系統(tǒng)4可依次求得第2對(duì)、第3對(duì)、第4對(duì)棱邊上的特征點(diǎn)坐標(biāo)，從而在保證精度前提下實(shí)現(xiàn)硅棒全范圍檢測(cè)目的。3硅棒特征點(diǎn)三維坐標(biāo)檢測(cè)方法的實(shí)現(xiàn)為了驗(yàn)證硅棒特征點(diǎn)三維坐標(biāo)視覺檢測(cè)系統(tǒng)的可行性，在實(shí)驗(yàn)室搭建了機(jī)器視覺檢測(cè)試驗(yàn)樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，完成四目視覺采集系統(tǒng)的相機(jī)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，同時(shí)以CCD1和CCD2構(gòu)成的正交雙目子系統(tǒng)為例進(jìn)行一對(duì)硅棒表面圖像的數(shù)據(jù)采集實(shí)驗(yàn)，基于Visual Studio 2008平臺(tái)編寫核心圖像處理算法。
3.1標(biāo)定實(shí)驗(yàn)相機(jī)標(biāo)定是視覺測(cè)量過程中不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)，標(biāo)定通過針孔成像原理求取相機(jī)內(nèi)部屬性參數(shù)和外部位置參數(shù)從而確定空間坐標(biāo)系中物點(diǎn)和像點(diǎn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系[8]。針對(duì)本文的多目視覺系統(tǒng)首先對(duì)每個(gè)相機(jī)進(jìn)行單目標(biāo)定。單目標(biāo)定選擇一種介于傳統(tǒng)標(biāo)定技術(shù)和自標(biāo)定技術(shù)之間的方法：張氏平面標(biāo)定法。標(biāo)定流程為：首先將自制一個(gè)大小為11×11標(biāo)準(zhǔn)棋盤格模板，每個(gè)棋盤格大小為10 mm×10 mm。該模板置于視覺系統(tǒng)有效視場(chǎng)內(nèi)，改變模板位置多角度（不小于3個(gè)）分別拍攝，拍攝完成后進(jìn)行角點(diǎn)檢測(cè)，單應(yīng)性矩陣求解和參數(shù)優(yōu)化，每個(gè)CCD獲得一個(gè)相應(yīng)的相機(jī)標(biāo)定文件calib_CCD_1.mat、calib_CCD_2.mat、calib_CCD_3.mat、calib_CCD_4.mat。這種標(biāo)定方法比傳統(tǒng)標(biāo)定簡(jiǎn)單，算法計(jì)算量減少且精度高于自標(biāo)定方法。通過單目標(biāo)定得到X方向和Y方向有效焦距（ax，ay）、CCD靶面中心坐標(biāo)（u0，v0）以及徑向或者切向畸變等相機(jī)內(nèi)部參數(shù)，由于切向畸變較小，此處忽略不計(jì)，主要考慮徑向畸變參數(shù)（k1，k2），單目標(biāo)定結(jié)果見表1。單目標(biāo)定完成之后進(jìn)行立體標(biāo)定，分別獲得相機(jī)坐標(biāo)系O1Xc1Yc1Zc1、O2Xc2Yc2Zc2、O3Xc3Yc3Zc3、O4Xc4Yc4Zc4相對(duì)于世界坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣R和平移矩陣T。立體標(biāo)定結(jié)果見表2。表1單目相機(jī)標(biāo)定結(jié)果
Tab.1The result of monocular camera calibration
CCD1CCD2CCD3CCD4（ax，ay）（1 537.644 971 864.834 93）（1 533.415 091 857.500 18）（1 535.344 071 860.932 01）（1 539.700 31 865.793 31）（u0，v0）（350.602 11272.778 93）（360.149 42285.268 16）（357.021 19279.775 49）（351.339 08288.441 09）（k1，k2）（-0.382 631.710 26）（-0.372 052.034 223）（-0.367 811.901 27）（-0.380 091.947 37）像素誤差（0.321 280.370 39）（0.275 690.223 16）（-0.332 810.201 27）（-0.339 610.291 27）
表2多目相機(jī)標(biāo)定結(jié)果
Tab.2The result of multicamera calibration
O1Xc1Yc1Zc1O2Xc2Yc2Zc2O3Xc3Yc3Zc3O4Xc4Yc4Zc4R10010.003 70.04310.002 90.004 310.003 70.040 3010-0.003 61-0.006 50.043 61-0.046 5-0.007 11-0.047 3001-0.004 50.066 81-0.003 90.061 71-0.006 50.057 91T0.242 81 000.229 00999.233 70.100 20.297 50.441 70.020 9-998.001 90.199 51 002.336 70.019 7
圖4硅棒圖像
Fig.4Images of silicon rods3.2圖像采集實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)采用四個(gè)IMPERX面陣CCD相機(jī)、相機(jī)配接15 mm的標(biāo)準(zhǔn)鏡頭，兩個(gè)X64CL Prio圖像采集卡，兩個(gè)鏡頭基線距離為1 408.6 mm搭建實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，有效線視場(chǎng)為236.544 mm，將待測(cè)硅棒置于CCD交匯的有效視場(chǎng)范圍內(nèi)，配置圖像采集卡輸出格式為Cameralink Base Mono #1，導(dǎo)入IPX_VGA210相機(jī).cfg配置文件，通過X64CL Prio圖像采集卡將一對(duì)像素為640×480黑白硅棒圖像實(shí)時(shí)送入上位機(jī)。其中正交雙目視覺子模塊1采集到的一對(duì)圖像如圖4所示。
3.3圖像處理特征點(diǎn)坐標(biāo)檢測(cè)視覺系統(tǒng)第二個(gè)核心組成是圖像處理模塊，該模塊通過完成對(duì)采集數(shù)據(jù)的后續(xù)圖像處理獲得目標(biāo)特征點(diǎn)的三維空間坐標(biāo)，技術(shù)難點(diǎn)在于機(jī)器視覺數(shù)據(jù)采集模塊中CCD相機(jī)得到的是二維圖像信息，而系統(tǒng)最終要求是得到目標(biāo)特征點(diǎn)的空間三維坐標(biāo)。針對(duì)問題論文提出一種二維圖像上恢復(fù)特征興趣點(diǎn)三維坐標(biāo)的解決方法：首先提取待處理圖像上的特征興趣點(diǎn)，建立特征興趣點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系即同名點(diǎn)識(shí)別，接著通過同名點(diǎn)立體匹配獲取對(duì)應(yīng)點(diǎn)視差從而得到特征興趣點(diǎn)3D坐標(biāo)。
3.3.1Harris角點(diǎn)檢測(cè)論文以硅棒角點(diǎn)作為研究的特征興趣點(diǎn)，采用一種基于灰度值相關(guān)的角點(diǎn)檢測(cè)算子：Harris算子進(jìn)行硅棒角點(diǎn)檢測(cè)。Harris角點(diǎn)檢測(cè)的目的是提取待測(cè)目標(biāo)的特征點(diǎn)，依靠特征點(diǎn)來(lái)傳遞圖像所表征的參數(shù)信息，算法不受相機(jī)姿態(tài)及光照影響，檢測(cè)精度達(dá)到像素級(jí)別[9]。Harris算子數(shù)學(xué)表達(dá)形式為：M=G（S）gxgxgy
gxgygy（4）
I=Det（M）-k×Trace2（5）M為自相關(guān)聯(lián)系矩陣、Det（M）為自相關(guān)矩陣行列式的值，Trace為矩陣的跡，k為默認(rèn)常數(shù)，取0.04。式（5）稱為Harris算法響應(yīng)函數(shù)，該函數(shù)給出局部范圍內(nèi)的興趣值大小。Harris算法采用局部范圍內(nèi)的極大興趣值對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)作為特征點(diǎn)，因此通過對(duì)算法中的門限閾值、局部鄰域大小、高斯窗口大小和高斯方差多次調(diào)整，保證在局部鄰域內(nèi)只留下最大極值點(diǎn)作為興趣點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)特征最優(yōu)角點(diǎn)的提取。
3.3.2特征點(diǎn)立體匹配特征點(diǎn)立體匹配就是在待匹配圖像上尋找標(biāo)準(zhǔn)圖像上每個(gè)特征點(diǎn)的同名點(diǎn)，從而將不同圖像中原本獨(dú)立的特征興趣點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)[1011]，特征點(diǎn)匹配不是盲目進(jìn)行，它遵循一定約束條件，本文同名點(diǎn)匹配基于極線約束。極線約束規(guī)定了一幅圖像上任意一點(diǎn)在另一幅圖像上的對(duì)應(yīng)點(diǎn)只可能位于一條特定的極線上，通過該約束特征點(diǎn)匹配搜索空間從二維降為一維，減少計(jì)算量[10]。匹配流程為：首先在現(xiàn)有圖像中設(shè)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)圖像，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)圖像中的特征點(diǎn)Pl，找出待匹配圖像中與其有最近歐氏距離的前兩個(gè)特征點(diǎn)Pr1和Pr2，計(jì)算兩個(gè)特征點(diǎn)中最近的距離Dmin與次近的距離Pcmin的比值，如果該比值小于匹配閾值，則表示待匹配圖像上歐氏距離最近的點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)圖像中Pl特征最優(yōu)匹配點(diǎn)。其次以待匹配圖像中Pr1為特征點(diǎn)，重復(fù)步驟1的過程，求取標(biāo)準(zhǔn)圖像中Pr1的候選匹配點(diǎn)P′l。最后如果Pl 和P′l是相同點(diǎn)，則Pl 和Pr1匹配成功，否則棄之。重復(fù)這個(gè)流程，直到匹配完成。同名點(diǎn)匹配完成之后，由雙目視覺視差公式即可得出特征點(diǎn)3D坐標(biāo)。最后對(duì)采集系統(tǒng)拍攝的兩幅硅棒圖像進(jìn)行角點(diǎn)檢測(cè)及匹配算法驗(yàn)證，獲得了圖像中的4對(duì)公共角點(diǎn)3D點(diǎn)坐標(biāo)值，結(jié)果見表3。
表3特征點(diǎn)3D坐標(biāo)計(jì)算結(jié)果
Tab.3The calculation result of characteristic points′ 3D coordinatemm
特征角點(diǎn)X實(shí)測(cè)值X理論值Y實(shí)測(cè)值Y理論值Z實(shí)測(cè)值Z理論值153.59154-79.833-80.5-63.422-63263.32263-80.032-80.5-53.709-54353.6195480.20080.5-63.192-63463.2096379.90280.5-53.991-54
通過表3可以看出：理論計(jì)算結(jié)果和實(shí)際測(cè)量結(jié)果基本吻合，且實(shí)際測(cè)量精度明顯高于理論計(jì)算精度。4結(jié)論論文提出一種基于機(jī)器視覺的非接觸、實(shí)時(shí)硅棒特征點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)，搭建了多目視覺硅棒采集系統(tǒng)進(jìn)行圖像采集實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)研究了多目視覺有效視場(chǎng)確定和正交雙目交匯視覺測(cè)量原理，基于Visual Studio 2008平成了硅棒角點(diǎn)特征提取以及同名角點(diǎn)立體匹配等后續(xù)圖像處理算法，整個(gè)檢測(cè)過程時(shí)間不超過0.5 min。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該技術(shù)可準(zhǔn)確快速獲取待檢測(cè)硅棒的特征點(diǎn)三維坐標(biāo)，檢測(cè)精度可以達(dá)到像素級(jí)別，適合于硅棒參數(shù)的非接觸式高精度檢測(cè)。為下一步開展硅棒面形檢測(cè)研究奠定了基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)：
[1]郭海霞，解凱.焦點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)研究[J].哈爾濱師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)，2007，23（2）：73-75.
[2]徐岳生，劉彩池，王海云，等.直拉硅的現(xiàn)狀與發(fā)展[C]∥中國(guó)有色金屬學(xué)會(huì)第六屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集.長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2005：62-69.
[3]彭凱，劉麗冰.雙攝像機(jī)光學(xué)三坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)的研究[J].工藝與檢測(cè)，2008，10（9）：115-117.
[4]彭凱，劉麗冰，劉書桂.基于雙相機(jī)的計(jì)算機(jī)視覺坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)[J].光電工程，2008，35（7）：95-98.
[5]管業(yè)鵬，童林夙.雙目立體視覺測(cè)量方法研究[J].儀器儀表學(xué)報(bào)，2003，24（6）：581-588.
[6]劉佳音，王忠立，賈云得.一種雙目立體視覺系統(tǒng)的誤差分析方法[J].光學(xué)技術(shù)，2003，29（3）：354-360.
[7]郭玉波，姚郁.雙目視覺測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化問題研究[J].紅外與激光工程，2006，35（增刊）：506-509.
[8]羅世民，李茂西.雙目視覺測(cè)量中三維坐標(biāo)的求取方法研究[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2006，27（19）：3622-3624.
[9]張春生.基于點(diǎn)特征匹配的SUSANHarris算子比較[J].西安科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，27（4）：608-616.
論文摘要：本文以培養(yǎng)具有較強(qiáng)工程實(shí)際應(yīng)用能力的人才為目標(biāo)，構(gòu)建了畫法幾何、工程制圖、計(jì)算機(jī)繪圖三部分內(nèi)容融會(huì)貫通，徒手繪圖、儀器繪圖、計(jì)算機(jī)繪圖三種繪圖能力全面培養(yǎng)，機(jī)電產(chǎn)品、工程項(xiàng)目、軟件系統(tǒng)三種對(duì)象協(xié)調(diào)應(yīng)用的工程圖學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容體系。
工程圖學(xué)是工科學(xué)生最早接觸的技術(shù)基礎(chǔ)課程，它是一門將知識(shí)、實(shí)踐、素質(zhì)和能力融為一體的綜合型課程，在培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力方面具有重要作用。教學(xué)要服務(wù)于人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，地方本科院校主要為地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展服務(wù)為前提，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。因此，構(gòu)建工程圖學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容和體系，以適應(yīng)較強(qiáng)工程實(shí)際應(yīng)用能力的人才培養(yǎng)目標(biāo)已是當(dāng)務(wù)之急。
一、 基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的工程圖學(xué)教學(xué)目標(biāo)
為達(dá)到“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重能力、高素質(zhì)、強(qiáng)能力、具有創(chuàng)新精神”的應(yīng)用型人才模式培養(yǎng)目標(biāo)，使學(xué)校所培養(yǎng)的學(xué)生適應(yīng)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)需要，不妨借鑒英國(guó)的機(jī)械類教育模式，即在教學(xué)中強(qiáng)調(diào)一個(gè)“用”字，一切以將來(lái)的實(shí)際應(yīng)用為目標(biāo)，對(duì)任何一門課程，都要求教師努力做到讓學(xué)生在學(xué)習(xí)了這門課程之后即可運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決生產(chǎn)中的某些實(shí)際問題，這就要求每門課程設(shè)定的目標(biāo)較清晰，讓學(xué)生了解這門課程所學(xué)習(xí)的知識(shí)和培養(yǎng)的技能將來(lái)在社會(huì)工作中有何用途。為此，我們?cè)O(shè)定了如下明確的課程教學(xué)目標(biāo)：一是熟練運(yùn)用投影理論并遵照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定繪制和閱讀工程圖樣；二是具有工程圖學(xué)思維能力和工程圖學(xué)素質(zhì)，包括形象思維能力、圖形表達(dá)能力、空間想象能力和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工程素質(zhì)；三是熟練運(yùn)用某種CAD軟件進(jìn)行二維繪圖和三維構(gòu)型設(shè)計(jì)。
二、 構(gòu)建符合人才培養(yǎng)目標(biāo)的理論教學(xué)體系
教學(xué)體系直接反映了教學(xué)目的和培養(yǎng)目標(biāo)，是培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力的核心環(huán)節(jié)。在教學(xué)過程中，我們把基本理論、創(chuàng)新能力、綜合素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展作為教學(xué)目標(biāo)，在學(xué)時(shí)少的情況下，不過于強(qiáng)調(diào)知識(shí)的完整與系統(tǒng)，對(duì)教學(xué)體系進(jìn)行了重新優(yōu)化和整合。
（一） 畫法幾何部分強(qiáng)調(diào)基礎(chǔ)理論作用，淡化其難度
畫法幾何是滿足工程設(shè)計(jì)的需要誕生的，它為工程和科學(xué)技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域解決機(jī)械結(jié)構(gòu)、空間幾何及工程設(shè)計(jì)等問題提供了可靠的理論依據(jù)及解決問題的有效手段，可提高學(xué)生的空間想象能力和邏輯思維能力。但是，長(zhǎng)期以來(lái)畫法幾何占用了大量的教學(xué)時(shí)間，因此，在教學(xué)中，我們重點(diǎn)講清點(diǎn)、線、面和立體投影的基本理論，為學(xué)生學(xué)習(xí)工程制圖打下基礎(chǔ)，不強(qiáng)調(diào)畫法幾何的深度和廣度，對(duì)于圖解法、在三維建模時(shí)自動(dòng)生成的截交線和相貫等比較抽象、難度較大的部分適當(dāng)刪減，剩余內(nèi)容留作自學(xué)，學(xué)生可以根據(jù)自己的掌握情況選擇取舍，教師可以給予相應(yīng)的指導(dǎo)，做到因材施教。
（二） 工程制圖部分重在工程實(shí)踐和實(shí)際應(yīng)用
工程制圖的基本目的是培養(yǎng)學(xué)生利用二維圖形表達(dá)三維形體的能力、閱讀和繪制工程圖樣的能力。這是一個(gè)從“畫法幾何”理論到“工程圖樣”應(yīng)用實(shí)踐的跨越過程，而工程制圖的實(shí)質(zhì)內(nèi)容就是零件圖、裝配圖兩大部分，教材中各章節(jié)都應(yīng)該圍繞這兩個(gè)部分展開。授課時(shí)，首先采用現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的方式，在實(shí)驗(yàn)室和實(shí)訓(xùn)中心，甚至帶學(xué)生到校外實(shí)習(xí)基地，讓學(xué)生直接感受、觀察、裝拆、測(cè)繪或模擬工程安裝，使學(xué)生對(duì)零件圖、裝配圖的實(shí)用性這一特點(diǎn)有一個(gè)清楚的認(rèn)識(shí)。
關(guān)于零件圖部分，主要通過多個(gè)實(shí)例的講解，把重點(diǎn)放在機(jī)件的表達(dá)方法、表面粗糙度、公差與配合等主要內(nèi)容的實(shí)際應(yīng)用上，對(duì)于尺寸標(biāo)注和和專業(yè)課程密切相關(guān)，在此只是復(fù)習(xí)組合體尺寸標(biāo)注部分，適當(dāng)介紹一些常見工藝結(jié)構(gòu)如鑄造圓角、退刀槽等的標(biāo)注方法。技術(shù)要求部分則重點(diǎn)介紹書寫格式及其在圖樣上的標(biāo)注方法，對(duì)有關(guān)符號(hào)的含意和選用只作簡(jiǎn)介，由學(xué)生自學(xué)。
關(guān)于裝配圖，在圖形表達(dá)部分，重點(diǎn)介紹裝配圖表達(dá)方法的特點(diǎn)，即規(guī)定畫法和特殊表達(dá)方法。尺寸標(biāo)注重點(diǎn)講解裝配圖中必要尺寸與零件圖中完整尺寸標(biāo)注的不同，通過舉例說明性能尺寸、安裝尺寸及裝配尺寸等，使學(xué)生了解其標(biāo)注的重要性，在后續(xù)課程學(xué)習(xí)和應(yīng)用中引起重視。技術(shù)要求中配合符號(hào)在裝配圖中的標(biāo)注及其與零件圖的關(guān)系要向?qū)W生講清楚，其余留待學(xué)生自學(xué)和后續(xù)課程講解。讓學(xué)生明確標(biāo)題欄中的名稱對(duì)看裝配圖的重要性以及明細(xì)表中零件的名稱及材料對(duì)看圖和拆圖的重要性。
（三） 加強(qiáng)利用CAD軟件進(jìn)行三維構(gòu)型的教學(xué)
在制造業(yè)中，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中實(shí)際是先在大腦中形成空間形體模型，然后運(yùn)用投影法進(jìn)行表達(dá)，畫出平面圖樣，而生產(chǎn)技術(shù)人員首先閱讀工程圖樣，然后通過空間想象，把圖樣中的內(nèi)容轉(zhuǎn)化到空間去，構(gòu)建出三維形體后再按尺寸和技術(shù)要求進(jìn)行加工生產(chǎn)，因此，在設(shè)計(jì)制造過程中，三維構(gòu)形貫穿始終。但根據(jù)我國(guó)目前機(jī)械裝備現(xiàn)狀，采用三維實(shí)體建模設(shè)計(jì)的企業(yè)絕大部分還只在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、研發(fā)、分析等環(huán)節(jié)采用三維技術(shù)，而最終的生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)還要將其轉(zhuǎn)換為二維圖樣進(jìn)行生產(chǎn)，從我國(guó)制造業(yè)發(fā)展縱向分析，工程形體的三維造型表達(dá)完全取代二維圖樣還需要一個(gè)過程，因此，在教學(xué)中要做到制圖基礎(chǔ)與實(shí)體構(gòu)形相結(jié)合，零件圖繪制與零件實(shí)體造型相結(jié)合，裝配圖繪制與虛擬裝配相結(jié)合，常用零件的畫法與相應(yīng)零件的實(shí)體模型相結(jié)合，三維造型設(shè)計(jì)與制造、分析相結(jié)合。
三、 構(gòu)建符合人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)踐教學(xué)體系
工程圖學(xué)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的技術(shù)基礎(chǔ)課，只有通過實(shí)踐，讓學(xué)生盡快將圖學(xué)知識(shí)轉(zhuǎn)化為圖學(xué)能力，學(xué)生的創(chuàng)新素質(zhì)和應(yīng)用能力才能得到提升，因此，我們構(gòu)筑的實(shí)踐教學(xué)體系主要有以下幾方面：
（一） 徒手繪圖、儀器繪圖、計(jì)算機(jī)繪圖基本技能訓(xùn)練
在儀器測(cè)繪、討論設(shè)計(jì)方案、技術(shù)交流、現(xiàn)場(chǎng)參觀時(shí)，受現(xiàn)場(chǎng)條件或時(shí)間的限制，經(jīng)常繪制草圖，草圖對(duì)于捕捉設(shè)計(jì)靈感，現(xiàn)場(chǎng)記錄，加速新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、開發(fā)，幫助技術(shù)人員組織、形成和拓展思路非常有用。儀器繪圖既是工程技術(shù)人員的必備基本技能，又是學(xué)習(xí)和鞏固圖學(xué)理論知識(shí)不可缺少的方法，在計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)廣泛應(yīng)用的今天，仍然必不可少。因此，在教學(xué)中，徒手繪圖、儀器繪圖和計(jì)算機(jī)繪圖一樣作為基礎(chǔ)平臺(tái)，貫穿在教學(xué)的全過程。
（二） 部件測(cè)繪動(dòng)手環(huán)節(jié)
在部件測(cè)繪動(dòng)手環(huán)節(jié)中，學(xué)生通過測(cè)繪方法的確定、尺寸數(shù)據(jù)的獲取及處理、公差與配合、工量具的正確使用、裝配圖的表達(dá)方案的最優(yōu)選擇等內(nèi)容，增強(qiáng)工程意識(shí)，理論與實(shí)踐相結(jié)合，為提高學(xué)生的圖學(xué)能力和工程應(yīng)用能力打下了基礎(chǔ)。
（三） 三維構(gòu)形設(shè)計(jì)
三維構(gòu)形設(shè)計(jì)就是在給出一定約束條件的前提下，讓學(xué)生通過自己的想象、分析，構(gòu)思三維形體，自主進(jìn)行組合體、零件和裝配體的設(shè)計(jì)以及計(jì)算機(jī)輔助造型等一系列設(shè)計(jì)，采取自由創(chuàng)作和發(fā)現(xiàn)、收集、分析、比較案例的實(shí)踐方式，培養(yǎng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力，從而促進(jìn)學(xué)生圖學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新素質(zhì)的提升。
綜上所述，培養(yǎng)工程應(yīng)用型人才應(yīng)強(qiáng)調(diào)學(xué)用結(jié)合，在工程圖學(xué)教學(xué)中應(yīng)重點(diǎn)突出“學(xué)以致用”，而不是主要強(qiáng)調(diào)知識(shí)的完整性和系統(tǒng)性。筆者面向企業(yè)應(yīng)用與技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)工程圖學(xué)教育改革，使畫法幾何、工程制圖、計(jì)算機(jī)繪圖三部分內(nèi)容融會(huì)貫通，徒手繪圖、儀器繪圖、計(jì)算機(jī)繪圖三種繪圖能力全面培養(yǎng)，機(jī)電產(chǎn)品、工程項(xiàng)目、軟件系統(tǒng)三種形態(tài)對(duì)象協(xié)調(diào)應(yīng)用，加強(qiáng)測(cè)繪和設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)教學(xué)，并且在教學(xué)中注重充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，采用啟發(fā)式、討論式、案例式等教學(xué)方法，為學(xué)生圖學(xué)能力的提高和勝任相關(guān)工作奠定了良好的基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)：
［1］王蘭美.機(jī)械制圖［M］.北京：高等教育出版社，2003