時間:2023-04-06 18:48:41
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2關鍵技術
筆者通過刮板輸送機的優化實例用以說明在系統建立過程中的幾個關鍵技術。優化數學模型的M文件編寫針對刮板輸送機設計參數的不確定性,以達到其電機功率最小和運輸性能最佳為目標,取輸送機刮板鏈運行速度v、槽深H及寬度B作為優化設計變量。具體優化數學模型的建立過程請見文獻[6]。根據以上的數學模型,編寫M文件,由于在具體工程實例中設計值的不同,筆者將文獻[6]中的某些具體的設計值作為可變的參數傳遞值。這里取鏈條最小張力、鏈條單位長度質量、輸送機的鋪設長度和物料堆積角作為可變的傳遞參數,令其分別為x(4)、x(5)、x(6)、x(7),以方便MATLAB與之間傳遞參數,代碼如下:編譯生成.net組件生成.net組件的步驟如下。(1)在CommandWindow里面直接輸入deploytool,在彈出的DeploymentProject窗口里,輸入相應的保存位置和名稱,Type類型選擇:.NETAssembly。如圖3所示。(2)添加已經編寫好的M文件guabanji.m,如圖4所示。(3)創建工程,選擇Build編譯成.net組件。文件保存后打開剛才保存工程的文件夾可以看到有兩個新建的文件夾distrib和src。這里包含了在調用中需要用到的文件、庫、資源和接口等,如圖5所示。調用.net組件與網頁設計打開vs2010,新建一個C#項目,添加引用,在彈出的菜單中找到已經生成的.net組件文件夾src,選擇添加其中的guabanji.dll文件,另在.net中添加MWArray組件,這樣引用添加成功,如此便可以調用.net組件進行優化[7-8]。
3運行實例
用戶通過瀏覽器進入基于Web煤機裝備優化設計系統,該系統包括采煤機、刮板輸送機、提升機及掘進機優化設計系統。筆者以刮板輸送機的優化設計系統為例,介紹了整個系統需要優化的機型,選擇所需優化的零件進入優化設計頁面,并根據提示輸入合理參數,然后點擊“開始優化”按鈕,系統就會根據用戶輸入的參數,調用.net組件實現優化分析設計,并將優化的結果顯示在瀏覽器上[9-10]。以刮板輸送機為例進行說明,首先打開網站首頁,選擇刮板輸送機優化;進入刮板輸送機零部件優化列表頁面,選擇所需零件進入其優化設計頁面,在文本框中輸入具體問題的設計參數,然后點擊頁面中的“開始優化”按鈕進行優化,如圖6所示。得到優化結果后,將常規的設計方案與優化設計方案的結果對比,如表1所列。
2案例分析
以飛機上的殼體零件為例,在使用過程中,殼體處于強大氣流中,承受空氣動力負載,除此之外,它還是產品結構動力布局的一部分。在殼體設計的不同階段,創建產品結構和功能優化數學模型。在擬定技術建議階段,為了下一步設計,形成產品Ai主要輪廓F(Ai)的組成,這些主要輪廓確定了產品的功能用途。對于殼體而言,主要輪廓的組成與工作用途輪廓的描述一樣,直接影響了殼體的結構方案和工藝性指標的選擇:FP11為外圈輪廓的圓柱表面;FP12為法蘭接合處輪廓;FP13為殼體的長度L;FP14為殼體內孔輪廓表面;…FP21為外圈輪廓相對理論表面FP11的許可偏差ΔP22;FP22為殼體長度許可偏差ΔP22;FP23為接合處平面平行度許可偏差ΔP23;FP24為內孔輪廓許可的表面粗糙度Ra……在構思結構方案的過程中,殼體的結構方案分割性質是不同的,如整體性程度不同,結構材料不同,毛坯可能的形式不同等。在這個階段借助于生產工藝準備模型和生產模型,進行殼體工藝性評價,生產工藝準備模型能夠評價生產工藝準備的時間長短,生產模型則能夠擴展評價制造產品所需的勞動消耗。針對各種不同的生產過程,對應有不同的殼體結構方案,整體式殼體,這種殼體可由金屬鑄造或者由非金屬材料壓制成型,并需要外圓表面和兩端面加工;雙半殼體組合的焊接殼體,所示,這種殼體是由兩個鍛件經輾壓得到的,并需要外圓表面和兩端面加工與焊接;焊接外殼和法蘭組合的焊接殼體,它是由兩個法蘭和一個外殼組成,主要的聯接工序是焊接及其后的外圓表面加工;非金屬外殼和金屬法蘭組合的殼體,它是由一個非金屬外殼和兩個金屬法蘭組成,并需要外圓表面的加工和法蘭的緊固聯接。為了實現產品設計方案的優化,在設計階段便對殼體的結構元素進行分析。為評價其工藝性,選擇一個與安裝的對接螺釘相匹配的殼體空腔。從圖中可以清楚地看到,空腔可能是圓柱形的,或者是長橢圓形的(A向視圖示)。前一種情況,空腔只能由鉆和锪來實現。但為了螺釘頭能固定在空腔壁上,必須把孔锪到對接螺釘的下方;第二種情況,不要求锪孔,空腔用不少于二道的工序加工完成,即鉆和銑。在設計階段,確定工藝性的任務包含在產品結構元素加工工序和工步方案的評價之中,解決這個任務需借助于基于工序、工步和具體類型設備和工裝水平上的生產系統數學模型。
1.攝影攝影是靜態比例模型
包裝封面設計早期采用的方法。又可以細分為兩種,一種是實物攝影,即直接使用模型原型在現實中的攝影作品;另一種是模型成品攝影,即由專業人士將模型拼裝和上色后,將成品拍攝成攝影作品以用于模型封面。第一種方式現在幾乎不被使用。因為實物攝影由于各種原因并不能很準確的傳達產品的信息,例如實物的很多細節小比例模型無法表現等等。成品攝影則是傳達模型信息的最為直觀的方式,通過傳達給消費者模型制作完畢的最終效果的形象使得消費者對產品特性擁有一個具體的形象概念,功能上也為消費者制作模型提供了參考。使用成品攝影作為封面,可在品牌打入市場時可強調產品與現有品牌的質量對比,而已在市場中占有一席之地的品牌也會利用成品攝影作為對產品信息的補充。
2.封面繪畫目前最為主流的模型
封面設計的表現形式。老牌的模型廠家都會不惜重金聘請著名的比例繪畫的大師為其繪制模型包裝的封面。攝影技術在問世近百年以來依舊無法取代繪畫藝術,可見繪畫藝術擁有獨一無二的魅力,品質優良的靜態比例模型若能配上一副精美的封繪,可使產品對消費者的吸引力錦上添花。從包裝設計角度來說,包裝盒封面所體現的產品相關特征信息必須明確,并且具有良好的視覺效果。靜態比例模型作為一種具有一定藝術內涵的娛樂產品,如采用一張冷冰冰的照片作為封面,會讓人產生制作模型是出于某種實用目的而非一個手工創造的過程,從而違背了模型商品本身的特性,使包裝設計不能傳達準確的產品信息。另外,靜態比例模型的原型題材大都脫離日常生活,攝影在創作出與靜態比例模型深層內涵要求相符的作品有較大的難度,而繪畫則不受時間、空間上的限制,優秀的封繪畫家可以創作出各種透視角度,各種環境、歷史背景下的不同狀態的實物原型。精美的封繪不僅是現實中孔武有力的戰爭機器的藝術寫真,更是消費者在兩盒品質上各有千秋,不分伯仲的模型中做出抉擇的重要依據。
3.計算機圖形
計算機圖形由于其經濟、高效的特性,在靜態比例模型包裝設計中已得到了廣泛的運用。利用計算機圖形也是當代模型包裝封面設計比較常用的一種表現手法。例如在照片或3d模型的基礎上進行描摹以加強其手繪感,或者利用模型的白描圖紙直接作為封面等。雖然其藝術感染力和視覺效果較封面繪畫仍有差距,但是計算機圖形制作成本低廉,并能夠準確地傳達模型的特征信息,已被越來越多地用在了新一代的模型包裝設計中。
二、靜態比例模型包裝的功能設計
朱和平老師在其《包裝設計表現技法》一書中對包裝的功能設計做出了如下闡述:“包裝設計的定義與內涵,充分說明包裝設計師從包裝的整體功能目的出發,包括物質功能設計和精神功能設計,物質功能設計是指:容納、保護商品的內容、質量、形態不便,方便生產與儲存運輸、展銷、攜帶、消費、降低成本消耗,提高功效;所謂精神功能設計,則是指以藝術的手法,通過包裝的造型、材質、視覺要素塑造商品的文化風格與品位,樹立美觀獨特的商品形象,準確迅速地傳達商品信息,美化商品,吸引消費者,提高商品身價與附加價值?!膘o態比例模型的包裝設計亦遵循以上原則。靜態比例模型多為鑄造完畢,尚未組裝的塑料板件,質地較輕,因此,大部分的包裝材料采用200——300g的卡紙即可,外形上多為扁平的長方體,以便在空間有限的貨架上展示盡可能多的模型。包裝盒的內部一般會對板件進行塑封,因為模型的零件是通過細小的水口連接在流道上的,運輸過程中難免會有個別細小零件脫落,塑封可以防止零件遺失,也是消費者甄別模型是否在購買之前已被打開的重要手段。而水貼蝕刻片等易損物件不僅需要塑封,還需要在其表面覆蓋一層硫酸紙,以防止表面劃傷。靜態比例模型包裝盒出于成本考慮,其刀版較為普通,在此不作贅述。包裝盒封面一般要具備模型名稱品牌的商標,模型的比例等必要信息。一般來說,包裝盒兩邊較短的側面也會印上與封面相同的內容,以便在貨架上更多更明確的展示。其余的側面不同廠家會根據模型的特性進行不同的信息安排(安全標準說明等)。值得一提的是韓國的愛德美公司,在封面采用了較好的繪畫的情況下,側面采用了各個角度的模型的成品照片,對產品信息的傳達做出了更為全面的表達。
2基于DSM的建筑工程協同設計
2.1傳統建筑工程設計的過程及其局限性
傳統的建筑設計一般采用串行設計,即“拋過墻”式建筑產品設計模式,圖3(a)為傳統建筑設計過程,3(b)為傳統建筑設計組織結構圖。由圖可以看出,傳統的設計模式從時間上和功能上把各學科的專職人員彼此孤立開來,存在一系列問題:信息流動是單向的,下游的設計結果不能及時反饋給上游進行設計評價和修改,項目集成性差;設計信息交流不暢、溝通困難而出現的潛在危險,往往在施工過程中才能發現;設計修改頻繁,設計質量難以得到保證:建筑工程設計周期長,項目開發成本高,建筑質量受到影響等問題。設計過程中信息的管理是目前建筑設計企業必須面對的一個難題,在當今知識經濟社會,溝通和協調比命令和控制更為重要,據權威機構研究表明,良好的信息溝通和協調可以減少工程建設費用的20%左右[6]。因此引入新方法、新工具對建筑設計過程進行管理是非常必要的。
2.2建筑工程設計初始
DSM模型的建立本文采用圖1表示的普通樓宇設計工程中常見的12項設計任務為例,把各設計活動間的信息流關系用DSM矩陣表示出來,如圖4,然后采用DSM聚類規則進行聚類分析。
2.3DSM聚類基本原則
DSM聚類原則以下列步驟展開[7]:(1)設計優化的目的是使DSM盡量成為下三角矩陣。(2)根據DSM,若矩陣中某一行全為零,則說明對應該行的設計行為不需要其他設計行為提供信息,因此應盡可能早地執行,將這些設計移到DSM的頂端。每次移動一個學科,且需將其行列及相關標記一起移動。移動結束,再對矩陣其他設計重復進行步驟(1),直到再無這樣的設計。(3)根據DSM,若矩陣中某一列全為零,則說明對應該列的設計行為沒有對其他設計行為提供信息,因此應盡可能晚地執行,將這些專業設計移到DSM的底端。每次移動一項專業設計,且需將其行列及相關標記一起移動。移動結束,再對矩陣其他專業設計重復進行步驟(2),直到再無這樣的專業設計活動。(4)如果經過步驟(1)、(2)DSM中再無未調整的專業設計,則矩陣已經達到最優化;否則,剩余的專業設計必定包含信息循環(至少一個)。(5)找出信息循環,使用所謂的“路徑搜索”方法。在該方法中,從某一專業設計開始,向前或向后跟蹤信息流,直到第二次追溯到同一個專業設計,這之間的所有專業設計構成一個信息流循環。(6)將簡單循環中的專業設計合并起來,并用另一代表專業設計代替,并重新開始步驟(1)的操作。對于小型矩陣,只要通過一系列的行列變換就可以獲得新的DSM優化矩陣,對于大型的矩陣則可以通過相關智能算法如遺傳算法等獲得新的優化結果矩陣。由于建筑工程設計各活動間的耦合性較強,所以本案例中沒有空行空列,可以直接從步驟(3)開始,根據圖4初始信息流,利用以上規則進行優化,得到新的DSM矩陣,如圖5所示。不難看出,通過DSM聚類優化,使得原來隸屬于不同專業領域的設計活動之間復雜的設計迭代關系轉化為4個工作團隊之間的關系,其中總體規劃設計和結構選型設計組成一協同設計團隊,在設計的初期就考慮到了建筑設計與結構設計間的關系,避免了傳統設計過程中結構設計發現建筑設計不合理而引起的設計大返工。同樣,功能要求和局部細化設計人員組成協同設計團隊;局部細化、空調系統設計、管道通風設計、樓板梁柱墻體設計組成一協同設計團隊;梁柱墻體設計和電氣裝配設計組成以協同設計團隊。其中局部細化、梁柱設計、墻體設計同時屬于兩個協同設計團隊,說明需要加強這些活動和兩個團隊間的協調溝通。通過DSM聚類,可以首先在團隊內部進行信息交互,并行協同地進行設計;然后再以團隊為單位進行更高層面的信息交互,可以減少由于不同專業領域間耦合帶來頻繁更改,返工等影響,既縮短了設計周期,減少了返工成本,又保證了建筑工程設計質量。因此,筆者認為,在建筑工程設計企業,有必要建立協同設計團隊,專門負責跨專業、跨部門、耦合關系強的設計活動間的協調與溝通,并以正式的組織形式確定下來,避免設計人員只為參會而來的臨時心理,直到建筑工程項目設計工程結束。
1.1機械設計業務模型探索
機械設計的過程中需要對機械控制功能進行全面的分析,只有把握住機械控制功能,才能對機械功能進行全面的分析,提高機械設計業務管理水平,為機械業務模型控制和優化創造良好的平臺。在新的機械業務管理鏈條控制下,需要對信息流進行優化控制,才能提升機械設計的綜合管理控制能力,為機械綜合控制管理創造良好的內部條件和外部條件。機械設計的過程中業務模型優化需要從價值鏈角度出發,對模型化管理工具進行全面的分析,實現對管理工具的全面控制,提升對機械管理工具的綜合管理能力。
1.2通過IT工具實現機械設計的模型優化
隨著信息技術的發展,機械設計所利用的IT工具越來越多,因此要從云計算、互聯網、大數據等角度出發,充分發揮機械工具的控制管理要求,保證新興IT技術能夠在機械設計中得到全面的應用。IT工具在業務需求控制管理的過程中需要進行流程化管理,確保權責控制能夠符合機械化的具體要求,實現機械的流程化管理和控制,提高對機械控制管理的總體需求,在具體實施的過程中需要從價值創造和管理效率角度出發,實現機械設計的管理模型優化,為管理方案的探索和優化創造良好的條件,通過搜集整理和數據管理分析,保證機械設計能夠符合管理決策控制的要求,實現機械系統的全面優化。機械設計中需要通過軟件診斷和經驗分析等手段,保證模型能夠按照機電一體化控制的要求進行系統設計。機械設計咨詢與機械設計軟件和機械設計軟件服務融合在一起的,需要按照一體化管理和控制的具體要求,積極推進機械系統的綜合控制管理,從機械模型主脈出發,積極穩妥的推進機械系統優化控制。機械設計軟件本身就是一種模型,因此管理模式存在固化現象,需要從全面預算管理的角度出發,解決機械設計中出現的問題,對機械系統進行全面的風險控制,保證機械系統設計符合模型化的具體要求。
2機械設計管理模型控制和優化
機械設計管理過程中需要從全面預算管理的角度出發,控制和優化機械設計的方案,提高機械模型的綜合控制管理水平,對范式有效控制具有積極的作用,通過對機械業務的全面控制,才能對管理模型進行優化,提高對機械系統的綜合管理水平。
2.1機械設計中多業務模型控制
機械設計過程中需要對不同的功能進行不同的分析,確保功能業務能夠被全面的掌控,實現對機械設計的管理模型優化,讓參數能夠符合機械設計中多業務管理的要求,提升對多業務模型的綜合控制管理水平。機械設計要和參數及控制點緊密結合在一起,實現對情景的有效匹配,為機械控制管理和模型優化創造良好的條件。機械系統多業務模型控制管理的過程中需要從風險控制角度出發,按照管理模型的綜合管理要求,提升機械系統的優化管理要求。
2.2機械系統設計的質量模型控制優化
機械系統設計的過程中需要建立完善的質量管理和控制體系,通過對質量模型的優化和管理,實現對算法的全面管理,讓機械系統設計能夠符合質量標準要求,機械系統的質量控制與機械系統的效率是緊密結合在一起的,只有把機械系統的質量和系統的模型融合在一起,才能提升機械系統的綜合控制管理水平,質量控制需要從機械元件出發,對每個元件進行機械模型優化,提高對機械模型的控制管理水平。機械系統模型設計與質量控制要從不同的方案出發,建立完善的質量控制管理體系,為模型管理創造良好的內部環境和外部環境。在機械設計平臺中植入質量管理方案,可以實時對機械系統的質量進行監控,確保機械系統的質量管理能夠符合質量控制的具體要求,實現對模型的全面分析和優化,對模型應用具有重要的作用。機械系統設計質量控制與機械系統模型管理是緊密結合在一起的,需要從不同的方案設計出發,提高機械系統的管理控制能力。
3機械系統設計模型控制和管理機制
機械系統設計模型控制要從模型管理的角度出發,加強管理機制建設,提高對機械系統的控制管理水平,為機械設計系統的綜合管理創造良好的條件。
3.1機械系統設計模型控制
機械系統設計需要從機械控制角度出發,建立完善的機械模型,保證機械系統能夠得到全面的運行。機械系統設計模式控制需要遵循一定的規范,全面提升機械系統的綜合控制、管理功能。機械系統功能模塊設計過程中要從技術創新出發,確保CAD解決方案能夠符合功能設計的總體要求,從機械系統操作角度進行模型控制,按照機械資源管理器的控制理念,提升機械系統的資源控制和管理能力,為機械系統更好的管理文件創造良好的條件。機械系統要實現高質量的模型控制,必須要從資源管理角度出發,促進機械系統模型優化管理工作。機械系統設計要和零件設計、部件設計緊密結合在一起,形成工程模式管理,全面優化機械系統的綜合功能,提高機械系統的優化控制和管理功能。機械系統模型設計過程中需要建立一套完整的動態管理界面,減少不必要的操作流程,提高機械系統設計的控制管理能力。機械模型設計中要從特征模塊出發,建立完善的標準控制管理系統,通過特征模型設計,可以實現對其標準的優化和控制,實現零件系統的信息共享。機械系統設計控制模型優化要與調用標準緊密結合在一起,形成機械配置管理的模式,從部件設計、零件設計、工程圖角度出發,確保機械系統設計能夠符合機械控制管理的具體要求。機械系統設計中需要通過不同的參數組合和變換,提高機械系統的綜合控制管理水平。
3.2機械設計模型管理機制設計
機械設計模型管理機制要從信息資源共享角度出發,建立完善的信息共享平臺,提高機械設計的信息共享能力,為其更好的實現機械控制創造良好的平臺。機械設計模型管理中要利用先進的工具,通過互聯網進行協同控制和管理,保證機械系統能夠得到全面的優化,為機械系統的管理模式創新創造良好的條件。機械設計中信息管理機制建設需要從文件控制管理角度出發,通過實體模型優化控制,確保互聯網信息能夠協同工作,在機械部件設計中進行參數信息管理,使設計能夠符合機械控制管理的具體要求。通過智能零件技術能夠實現系統的自動重復設計,保證智能零件能夠符合創新技術方案設計的具體要求。機械設計模型與管理模式要緊密結合在一起,確保管理模式能夠符合機械設計平臺設計的管理要求,從不同平臺實現信息資源的共享。
中圖分類號O29 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2014)120-0164-03
0 引言
本文根據車輛情況、路面情況以及使用需求的不同,首先在對汽車輪胎花紋形式固定,忽略天氣等外界因素,對專業的參數信息進行檢索收集。其次以物理知識為基礎利用變量控制法和修正系數的思想求得各性能的近似表達公式,用模糊數學的思想建立各種性能指標的權值聯系,然后將各性能構建為統一的性能指標,并以此作為規劃模型的目標函數。在求解時,為避免各相關性能量綱之間的誤差以及減少非花紋結構對性能的影響,引進性能量綱系數并定義為1,性能參數的大小即為各性能的絕對大小。由于車輛、路面情況參數較為客觀,將其計入目標函數,而使用需求柔性較大,故把它歸入規劃模型的限制條件中。從而建立輪胎花紋的設計模型。然后我們用以普通轎車為例對模型進行求解驗證,利用蒙特卡羅算法對模型的最優解進行計算,并用SOLIDWORKS軟件進行參數化三維建模,結果表明:
對于過程中設計的計算公式與算法的誤差研究,我們對模糊矩陣評價法得到的權重,我們將用模糊序列法得到相同的結論,在一定程度上來說,權重是可信的,對于性能參數的數值與相關論文研究中的定性描述做了對應,基本契合,但是性能的絕對量是本文模型的最大問題,但是在某種程度上能反應實際情況。
2 模型建立
本文主要研究普通輪胎花紋形式下的設計要素對汽車性能的影響,以花紋溝的深度、寬度、角度及密集度等要素為規劃模型的決策變量,花紋的總體性能參數為目標函數,以工藝設計限制以及使用需求為約束條件,從而建立數學規劃模型,并用Solidworks軟件進行三維建模。
本模型的大體的架構如同計算機程序般,設置模型的輸入端、主體程序、輸出端三部分,在輸入端,我們考慮到將車輛的情況和路面的情況參數化,其值剛度大主觀性小,我們將其建立在目標函數主體,而使用需求參數化,其值剛度小主觀性大,故將此建立在規劃模型的約束條件部分,為減少模型誤差對結果帶來的巨大影響,我們對設計要素進行工藝技術限制。我們將花紋的設計要素作為決策變量,并將規劃模型的最優解作為模型的輸出端,而規劃模型即是主題的程序,程序化模型架構讓花紋設計更加清晰方便,模型的輸出端后我們與建立了程序與應用軟件Solidworks的連接,依據結果進行輪胎花紋的三維建模,從而建立花紋設計優化的全過程。
3 模糊數學的權比模型構建
3.1 模糊矩陣評價法計算花紋性能比重
現在用模糊矩陣評價法評估輪胎花紋對汽車輪胎各個性能的影響程度。
輪胎的花紋主要影響汽車牽引性能、防側滑性能、耐磨性能和排水性能?;y的影響汽車性能集為U={牽引性能、防側滑性能、耐磨性能、排水性能},依次對應可記為U=(u1,u2,u3,u4)。
現在來確定兩兩影響程度的比較fuj(ui)。由前面的評價方法可知輪胎花紋對汽車牽引性能、防側滑性能、耐磨性能、排水性能影響程度,我們記為:
由此可知,花紋對輪胎各個性能的影響程度可以近似計算得到,牽引性能a0=64.3%、防側滑性能a1=20.9%、耐磨性能a2=9.6%、排水性能a3=5.2%。所占比的餅狀圖如下。
4 約束條件確定
4.1 目標函數花紋總體性能的確定
Max f=Pj×a0+Rj×a1+Rj×a2+Wj×a3
4.2 使用需求
噪聲需求
噪聲的影響因素主要是與溝深有關,研究表明當溝深在一定的范圍內噪音較小,并且其值大小能反應噪聲減小的效果,故可用其值來近似描述用戶在噪聲方面的需求。
舒適需求
汽車的舒適度主要體現在汽車的防側滑性能,其值的大小能說明輪胎花紋對舒適性的需求。
4.3 技術限制
5.2最優化求解
普通轎車輪胎花紋設計規劃模型:
決策變量:花紋溝深度a,花紋溝寬度b、橫花紋與水平夾角θ、橫向花紋塊面積占行駛面積的比c、縱向花紋花紋塊面積占形式面積的比d
6 模型評價
6.1 優點
1)本文所用模型通過對輪胎的牽引力性能、防滑性能、耐磨性能、排水性能四個性能進行分析研究,較為全面和具有代表性;
2)采用修正系數的思想,將四個性能的標準定義為一個理想最大值的修正值,可以避免其值的多因素研究,為研究帶來便利,但是又不失其正確性;
3)本文將復雜的輪胎花紋進行抽象簡化,突出主要的影響要素,利用簡單的力學和幾何學數量關系,從而減少研究的無用功;
4)本文采用模糊數學分析的方法,將本來影響因素眾多的幾種性能指標,建立較為明確的比重關系,將原本獨立的量構建成一個較為成熟的變量來描述輪胎整體的特性,并通過公路對性能的需求參數建立個種類輪胎和各類公路間的契合度,從而得出輪胎適用范圍的結論。
6.2 缺點
1)性能參數的計算不是太具體的絕對值,而僅僅是利用1的相對修正;
2)模糊數學方法得出的比重有一定的主觀性,不能較客觀的反應真正地問題。
參考文獻
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2鋁型材擠壓模具優化的主要現狀
2.1有限體積法
所謂有限體積法是從限差分法進而一步一步的發展形成的,是在對歐拉描述當中,對空間做的網格劃分,并且覆蓋在計算區域當中的,它可以把物理量進行對應的存儲,再通過質量和動量以及能量的守恒一一列出微分方程,再通過在單元體上把體積與時間進行積分,做到離散形式,再通過這種形式組成一個代數方程,進而得到一個物理量的分布。這種方法在對其計算時,已經在流體力學中應用的比較寬廣了,在應用時我們也注意到了,它已經占到了重要位置。在現階段,在各個生產環境當中都已經開始應用這種方法了,并且建立了一個有效的模擬系統,這也是我們在進行求解時的一個重要因素,結果就得出了一個的分步的信息繼承與傳遞數據。在實際當看出,應用這種方法可以模擬出薄壁類鋁型材的擠壓成形,也表明,該方法是模擬擠壓成形最為有效的一種方式了。在有限體積法的原理下,可以建立一個金屬塑性的彈塑性有限元列式的有限體積控制法。而提出這種方法的數據傳遞,則可以建立一個了復合系統,并且對其數值模擬,在這個過程當中也就說明了,金屬在成形時是具有非常強烈的塑,所以更有理論價值。
2.2有限元法
有限元法可以大量的應用在模擬鋁型材的擠壓過程當中,它的工藝參數、模具結構等一些參數都會對產品質量產生直接的影響。在數值模擬的生產過程當中,在很大程度上都是應用了剛塑性模型的,從而模擬出非穩態等溫的生產過程,在這個過程當中我們主要考慮的作用包括幾個方面:必須要應用具有大變形的彈塑性材料,也可以對角鋁型材料進行模擬數值。如果我們是利用二維模型對其進行模擬它的流動速度,此時,在生產時我們可以通過利用它的模型結構,對它的摩擦系統進行進一步的研究分析。如果在擠壓時,它的數值模擬是截面型材,而我們應用的模擬模具就必須是等價的,因此,在實際應用當中,這也是相對有效的方法之一。近年來鋁型材擠壓模擬過程常用的軟件有Msc/SuperForge、DEFORM3D、hyerxtrude等,可以進行擠壓過程金屬流動模擬,得到擠壓模具應力,速度場應力場分析,溫度場分析以及模具應力變形分析。充分發揮了有限體積法和有限元法各自的優勢,成功地分析材料流動和模具受力情況,為模具設計及結構優化提供了有效的參考。
3發展趨勢
在實際應用當中我們可以看出,有限元法可以更好的進行鋁型材擠壓模擬,它的主要優勢是可以更好的適應幾何形狀,并且對材料的性質進行精確的定義,可以確定邊界條件與變量狀態,可以有效的解決更為復雜的一些難題。通常有限元法應用拉格朗日的坐標,它的網格節點一旦出現一定的程度的移動,就會出現很大程度的變形,促使網格發生變形,出現交叉問題,導致精準度失靈,這時就必須對網格重新劃分、模擬。在網格進行重劃時也會存在一些偏差,這主要是因為在傳遞數據時會造成一定的誤差,所以進行計算時它的精度就是有所降低。此外,因為網格重劃的速度是非??斓模@就會造成有限元邊界節點對模擬會產生很大程度的影響,也就是說,它的幾何形狀在和邊界節點進行脫離時會出現一定程度的敏感性,如果應用步長較小,仍然會促使擠壓件的形狀存在很大的偏差。所以,在當前情況下,對有限元數值模擬也僅限于比較簡單的形狀。但是,在未來的發展過程當中,對于研究有限元法更為突出的一個重點就是要在有限元網格的三維技術領域,其次也就是要解決怎樣才可以更好的避免網格重劃的問題。而應用有限體積法的最大優勢就是具有歐拉網格在靜止不動的狀態下,它的節點是不會任意流動的,不需重劃。這種方法的另一個優點是所具有的物理環境,在一定范圍之內可以控制離散方程,即它在各個方面都具有守恒性,同時確保了它的計算精度。由于這種方法在流體流動以及傳熱時計算數值已經發展的非常成熟了,所以把它應用在金屬成形的模擬數值,是具有一定前景的。
二、儺文化,是人類進行祭祀的一種文化。
在遠古的原始社會階段,人類便有著信仰原始宗教的歷史,并產生了各具特色的巫師文化。而在巫師文化中,巫師為驅鬼敬神、逐疫去邪所進行的宗教祭祀活動,稱為儺或儺儀。巫師所做的歌舞稱為儺歌、儺舞。儺戲又是在儺歌、儺舞的基礎上出現的。在我國的古文獻中,便有很多關于儺文化的記載。現代中國的一些地區,還保存著相當完整的傳統儺戲,一直在民間傳承,成為我國儺文化的“活化石”。在現代儺戲中,演員一般會戴著木制的面具,穿著特制的服飾,用反復的、大幅度的程式化舞蹈動作,去表現請神驅邪、祈福及簡單的戰斗故事。
三、儺面具,儺文化中使用的面具道具。
儺面具是古代社會鬼神文化的圖騰再現,是一種祛災納祥的吉祥象征,也是古代人們的重要精神力量。儺面具根植于民間,凝聚了世代民眾的審美情趣,并且出現了許多堪稱藝術精品的面具。面具特征或寫實,或抽象,或粗獷,或猙獰,多姿多彩的儺面具藝術已經成為中華民族傳統文化的標志。隨著我國越來越重視傳統文化的傳承與發展,儺文化憑著它的博大精深、影響深遠,完全有實力成為一種新興的文化創意產業。
四、中國儺文化的覆蓋面廣闊。
位于貴州花溪夜郎谷斗篷山,不僅有著風光綺麗的生態旅游資源,而且有著豐富的古夜郎國歷史文化風景和精彩富有特色的儺文化。1996年,貴州藝術家宋培倫先生旅美歸國,回到家鄉貴州創建了花溪夜郎谷景區。當時他定居斗篷山下,四處收集當地出名的喀斯特巖石,并引導當地村民以最原始的手段,不停地錘打這些堅硬的石頭,通過模塊化設計的設計方法,雕琢他心中的“生態環境藝術”,逐漸壘起一座屬于他的“石頭古堡”夜郎谷。宋先生通過用石砌成的具有貴州儺文化元素的人物頭像和柱子,不僅僅代表了古夜郎圖騰崇拜的展示,也體現了夜郎故土藝術家對貴州本土文化的自信和驕傲。筆者最近有幸參與了夜郎谷的創意文化產業的視覺設計,有感于宋先生對傳統文化的熱情,借鑒夜郎谷當地別具特色的儺文化頭像,創作設計了一系列通過宣傳夜郎谷文化的儺面具圖形。該系列圖形借鑒了模數化設計方法,為制作儺面具而創建了10*10的等距網格系統,在正方形的網格中用正方形的方塊構成了基本的人臉特征。再利用網格,按照臉部的比例和當地儺面具文化的設計特征,將人臉圖形分割成眼睛、鼻子、嘴巴、臉頰,共四個模塊。依據儺文化中不同面具形態代表了不同祭祀祈禱的內容,將上述的四個模塊分別進行詳細設計。如設計“去病除穢”主題的模塊,以眼睛部分為例,在事先設計好的眼睛模塊基礎上,會根據不同的病痛類型,添加代表不同病痛的顏色,并在模塊上適當調整代表不同病痛的正方形造型,同時產生裝飾的作用。通過這個方法,就“去病除穢”眼睛模塊部分,就會有數十款不同的造型產生。最后會根據客戶或游客的需求主題,選擇代表不同功能的四部分面具模塊,組合成所需要的儺面具。如眼睛部分選取了“去病”的模塊、鼻子部分選取了“事業”的模塊、嘴巴部分選取了“學業”的模塊、臉頰部分選取了“財運”的模塊,組合在一起,就得到了“去病除穢,事業學業進步,財運亨通”的面具圖形。不同用戶人群的祭祀祈禱選擇,會帶來千千萬萬個各具特色的面具圖形,既豐富了貴州夜郎谷當地的儺文化圖形設計,也使得儺文化的推廣更具有效率。
1、前言
非物質社會,在一切轉瞬即逝、欲望一浪高過一浪的今天,我們需要更混雜、更虛幻、更強烈、更另類的刺激與驚喜,服裝物品的精神審美功能則更加為服裝藝術所強調,而模糊理論在服裝中的設計來表達出設計者創新的理念和穿著者的個性恰恰符合了人們的審美傾向。當下的流行時尚特征是邊界的消失,各種新與舊、男與女、老與少、藏與露、世俗與崇高、邊緣與主流等等都彼此交合互滲,混雜共生,失去了既往的邊界,一切都在打破重組、更新,一切又都彼此混合,接近雷同,迫使一切重新定義。一種前所未有的混雜成為時尚的象征。①
2、服裝的審美與時尚
追求時尚成了我們生活中不可或缺的一部分,《現代漢語詞典》對時尚的解釋為當時社會上普遍流行的風氣和習慣。時尚是一個模糊的概念,在服裝設計中,設計的各種手法理念都嫁接于時尚,不同的是形式,相同的是那種虛擬、混合的不明性質和新鮮、神秘的意趣。設計師通過對時尚和大眾審美趣味的正確把握將有利于設計上的不斷創新,從而創造商業價值和社會價值。
人類審美意識是隨著人類的誕生和自身的發展而相繼產生發展的。審美是人類掌握世界的一種特殊形式,指人與世界(社會和自然)形成一種無功利的、形象的和情感的關系狀態。服裝的審美包括服裝本身、服裝著裝狀態、受眾的理解等。人們對服飾的審美活動的意識包含在人們對服飾的選擇、試穿和評議等一系列的活動中,從而得出審美的結果。審美是一種主觀的心理活動的過程,使人們根據自身對某事物的要求所作出的一種對事物的看法,具有直接性和直觀性,因此具有很大的偶然性,本身是無法精確的控制、分析。②審美心理是各個要素是綜合,互相交織的過程,審美要素包括注意、感知、聯想、想象、情感等基本要素。這些因素屬于精神層面,精神意識的情感因素自身具有模糊的特性,而且這些心理因素不是孤立存在的,它們互相影響、互相滲透。黑格爾曾經說過:“情感是心靈中的不確定的模糊隱約的部分?!币虼?,人們審美時的心理現象是高度整合綜合模糊運用的過程,具有“模糊性”的特點。③
審美受制于客觀因素,人們所處的時代背景會對人們的評判標準起到很大的影響,尤其是流行時尚,審美時尚是一種給追隨者以情感上的愉悅和精神上的滿足并具有價值判斷和審美導向的時尚。人類審美共通感的存在,使“時尚”成為人們競相摹仿、追逐的消費浪潮。④大眾的審美價值取向造就了這樣的時尚,這樣的服裝也包容了群體的審美心理,它體現了著民眾的審美傾向。
3、服飾審美中的理解模糊
服裝審美是一個極其復雜的過程,服裝以其神秘的、朦朧的、含而不露、引而不發的藝術特質傳達著視覺張力,激發觀眾的想象力和審美意識。審美受到審美者文化素養、經濟、年齡、受教育程度、、習俗、價值觀、感知能力等諸多因素的制約。感知服裝美是重要的,它依賴于人們對服裝的審美態度。審美個體有差異,使人對服裝興趣的大小,對服裝美的注意程度和對服裝行為所抱有的審美期望不同,所以,對服裝感知的程度也不同,產生的想象和情感以及對服裝的理解就不一樣,美的感受程度也就不一樣。審美過程其實就是服裝與人之間的一座橋梁,服裝是具有想象力的,是供人欣賞的而不是推理,是領悟而非說教,人能夠最大可能地參與其中,從而實現服裝作品的“二度”創作。人的內心世界是及其復雜多變的,客觀世界也是豐富多樣性的,審美在模糊不定中彰顯多種可能,這使服裝設計作品得到多維理解。隨著時代的發展對于藝術本文的理解,審美理解需要的不是一種復制態度,而是一種生產性態度,一個開放性過程,我們要從心底出發理解服裝審美。審美理解具有無限多樣性,其包含“解釋性循環”:根據細節來理解整體,又必須根據整體來理解細節。審美理解過程就是在服裝的整體和部分之間不斷地往返過程。審美理解的關鍵步驟是“視界融合”。⑤服裝設計作品除了承載服裝設計師本人的思想理念,還應該更多地在欣賞群體中獲得“再生”。因此說,作家藝術家的審美創造,接受者的審美理解有者模糊的難以表達的一面。4、服裝的產品意境生成
隨著人類生存需求的發展和對世界不斷的感知,在人類的意識中,已不再是僅僅靠知覺來認識和表達世界了,而是用心、用意識去感悟和理解世界,不是單純的模仿自然,而是通過表現心靈,進而闡述世界和事物的規律,這樣服裝設計中意境的生成尤為重要。服裝意境的創造與表達始終與社會經濟、消費群體的審美標準密不可分,消費者根據設計師創造的賦予情調的形態語言和賦予意味的著裝表現及特定的衣著情節所傳達的信息,加之自己的聯想和想象,在大腦中浮現相應的景,感受設計師所抒發的情,從而領悟到設計師追求的藝術境界,服裝設計的意境由此形成。意境包含主體的品格、個性以及審美感情、心態、理解、想象和趣味等多種主觀因素,并形成一種綜合形態,強調充分發揮主觀能動性,突破具象范圍去感受、豐富和聯想,追求審美客體的本質特征突破具象范圍去感受、豐富和聯想獷追求審美客體的本質特征和這些主觀因素的和諧一致,以獲得最充分的審美滿足和快樂。意象的生成是審美的關鍵。模糊性的開放性、暗喻性是意境本身產生貨釋放出巨大吸引力之所在。在設計中追求審美意境,以其模糊性創造的模糊美吸引觀者的良好途徑。吳亮認為“如果他過于理智,過于自覺,他就斷不能即興地創造出一個新的意境”。⑥
5、結論
服裝是極具流行性和時間性的產品,它們不時被淘汰翻新,并不時地受時尚、受眾的審美理解、產品所表達的意境等的影響,使之演變得更具個性與時代感,從而形成別具一格的風采,這也是服裝設計的審美追求所在。
參考文獻:
[1]唐玉宏,《藝術審美創造和模糊性思維》,文藝論壇
[2]http:///view/169606.htm
[3]張會鋒,《論圖形設計的模糊性》:〔碩士學位論文).2005
本文所研究的用戶是針對于社會網絡中的用戶,用戶之間具有一定的交互行為,用戶總數表示為U.定義1.用戶A與用戶B在狀態、日志、照片、相冊等方面進行了一次交互操作,如用戶A對用戶B的狀態進行一次評論,即視為用戶A與用戶B發生一次交互,記為(A,B).定義2.用戶與其它用戶的交互行為時間流稱為該用戶的行為模式.
1.2基本假設
直觀分析,社會網絡中用戶間存在一定交互行為,用戶交互時主要依賴于當前的交互,對于以前的交互特性并不敏感,也就是用戶間的交互行為滿足Markov性,所以我們假設用戶交互行為是一個Markov過程.由于用戶在長期行為中會形成穩定的行為習慣和偏好,所以用戶行為具有相對穩定性,經過較長一段時間后,用戶的行為模式將趨于穩定狀態,也就是用戶交互行為的Markov隨機過程可以收斂.用戶行為Markov模型能夠描述用戶內在的特性.采用用戶行為Markov模型進行聚類基于如下假設:假設:用戶行為具有偏好性,不同用戶在行為模式上存在一定差異,用戶間行為模式并不完全相同,但若干用戶間行為模式會存在一定相似性,這些用戶相較于其他用戶行為模式相似程度較高,存在一定相關性,相反存在若干用戶間相似程度較低.
2基于行為模式的社會網絡用戶譜聚類算法
本文提出一種基于行為模式的社會網絡用戶譜聚類算法(SpectralClusteringAlgorithmforUserBehaviorPatterns,SCBP).SCBP算法主要包含2個階段,第一階段建立用戶行為Markov模型,學習相應參數;第二階段對用戶行為模型進行譜聚類,獲得用戶劃分結果.
2.1社會網絡用戶行為模型
SCBP方法使用一階齊次Markov模型對社會網絡用戶行為進行建模,將Markov模型的狀態與用戶間的交互行為相對應.在確定Markov模型的狀態時,主要有以下3步:1)獲取每個用戶交互行為數據.設用戶ui的交互行為數據為B=(d1,d2,…,db),它是對用戶ui與其它用戶的歷史交互行為進行預處理后得到交互行為流,其長度為b,其中di表示按時間順序產生的第i個與用戶ui發生交互行為的用戶.2)提取交互行為數據流B中互不相同的用戶,設B中互不相同的用戶有N個(N≤b),分別記為^d1,^d2,…,^dN,并計算這些用戶在B中出現的頻率.設第i個用戶^d2在B中的出現頻率。3)給定頻率閾值η,對于^d1,^d2,…,^db中出現頻率大于或等于頻率閾值η的用戶形成Markov模型的狀態.設在B中出現頻率大于或等于頻率閾值η的用戶共有S個.
2.1.1學習一步轉移矩陣在學習一步轉移矩陣時,采用極大似然估計法學習相關參數.首先,依據用戶行為Markov模型的狀態將交互行為序列中所有的交互行為對應為相應的狀態,獲得用戶的狀態序列.其次,依據用戶的狀態序列學習各個狀態間的轉移次數及轉移概率,從而得到一步轉移矩陣.一步轉移矩陣的學習算法表1所示.
2.1.2學習收斂后的Markov分布在學習收斂后的Markov分布時,需要獲得用戶的一步轉移矩陣和初始Markov分布.我們采用差值法判斷Markov分布是否達到收斂,計算當前Markov分布與之前一次Mark-ov分布的差值,并將所得差值與規定閾值ε進行比較,若所得差值小于或等于規定閾值,說明Markov分布已經達到收斂,此時Markov分布即為收斂后的Markov分布.在初始Markov分布的選擇上,可以選擇所有狀態均為同一概率的初始分布,也可依據已有的先驗知識,對不同狀態分配不同初始概率,以此作為初始分布.收斂后Markov分布的學習算法如表2所示,通過differentof函數計算當前Markov分布與之前一次Markov分布的差值,并將所得差值與閾值ε比較.
2.1.3學習收斂后的n步轉移矩陣在學習收斂后的n步轉移矩陣時,需要輸入用戶的一步轉移矩陣和誤差閾值ε.為了加快算法執行,采用迭代次數作為算法退出條件.通過不斷迭代計算新的n步轉移矩陣,直至達到n步轉移矩陣穩定或者達到迭代次數,獲得收斂后的n步轉移矩陣.收斂后n步轉移矩陣的學習算法如表3所示,依據一步轉移矩陣和當前n步轉移矩陣計算新的即下一步n步轉移矩陣,然后依據isconvergent函數判斷相鄰兩次n步轉移矩陣差值,若所得差值小于閾值ε,則停止迭代.
2.2SCBP聚類算法
通過建立用戶行為Markov模型,我們對每個用戶的行為模式構建一步轉移矩陣、收斂后Markov模型和收斂后n步轉移矩陣3種形式化表達,在3種表達基礎上,利用譜聚類思想,構建了面向用戶行為Markov模型的譜聚類(SCBP)算法.SCBP聚類算法的輸入是對象間的相似度矩陣,所以需要定義一步轉移矩陣、收斂后Markov分布和收斂后n步轉移矩陣對應的相似度矩陣.我們分別采用矩陣L2范數和KL散度定義一步轉移矩陣、收斂后n步轉移矩陣和收斂后Markov分布基礎上的用戶行為相似度.根據差值矩陣的L2范數和Markov分布的KL散度,我們定義用戶p與用戶q的相似度,給定用戶p和用戶q的一步轉移矩陣或者n步轉移矩陣,則定義用戶p與用戶q的轉移矩陣相似度為:
3實驗與結果分析
3.1實驗設計與評價指標
實驗數據分別采用人人網(Renren)和Facebook用戶的行為數據集,人人網是中國最大、最具影響力的SNS網站.而Facebook為國外知名社交網站,具有龐大的用戶數量.人人網數據集包含了435名用戶在三年間的活動記錄,預處理得到用戶間交互行為信息,包含相冊交互數據6613條,日志交互數據2921條,照片交互數據130591條,狀態交互數據557963條.Facebook數據集為新奧爾良網絡數據集1.該數據集包含45813個用戶,但其中很多用戶的交互行為較少,我們對其中的交互次數大于30的用戶進行篩選,選擇出2000個用戶作為實驗數據集.由于SCBP后期采用了KMeans聚類,所以我們采用KNN作為比較方法,KNN是帶監督的學習方法,我們從人人網數據中選擇行為模式差異較大的50個用戶進行標注,分成5類,作為初始學習類別.對于Facebook數據集,則選擇行為模式差異較大的50個用戶分成5類作為初始分類點.我們設計了2組實驗:1)精確聚類結果比較,聚類結果與人工標注結果對比.2)無標注聚類結果比較.將所有用戶采用不同聚類方法進行聚類,然后分析各聚類方法結果的合理性.我們采用指標F值和D值對比聚類效果.F值和D值是衡量聚類效果的常見指標.聚類結果評價指標F值和D值的計算方法.1)F-Value(F值),也稱為聚類密集性,F-value的計算方法如下。其中ci是類i的中心,cj是類j的中心,D值代表類與類之間的差異程度,D值越大表示類與類之間的距離值越大,類之間越分離,聚類效果越好.
3.2實驗結果與比較
3.2.1精確聚類結果比較本文對50名人人網用戶根據行為特征進行人工標注,得到人工聚類結果.然后根據一步轉移矩陣(One)、收斂后Markov分布(M)和收斂后n步轉移矩陣(n)進行不同度量下聚類,得到SCBP和KNN的聚類結果.通過將各個聚類對象得出的結果與人工標注的分類結果進行對比,計算各個聚類的精度(Precision,P)和召回率(Recall,R).不同度量、不同方法的精度和召回率如圖1所示.從圖1上可以看出:1)SCBP聚類的精度和召回率均在0.8以上,相較于KNN,SCBP聚類的精度和召回率明顯更高,更加符合依據用戶行為劃分準則的結果.兩種算法在收斂后Markov分布上的差異較大;2)SCBP和KNN使用收斂后的Markov分布聚類的精度和召回率均稍高于使用一步轉移矩陣和收斂后n步轉移矩陣進行聚類,說明采用收斂后Markov分布進行聚類更有效;3)SCBP聚類算法在三種度量上所得的精度和召回率差異相對較小,且SCBP聚類算法中所得的精度和召回率相比KNN算法中的結果均更高.由此可見SCBP聚類算法能夠適應不同的聚類基礎,在實際應用中具有較好的適應性.
3.2.2人人網無標注聚類結果比較我們將所有用戶采用不同聚類方法進行聚類,聚類結果的D值和F值對比分析結果如下頁圖2所示.從圖上可以看出:1)對比三種聚類度量下的F值和D值可以看出,無論是KNN還是SCBP,使用收斂后Markov分布進行聚類的F值均小于使用一步轉移矩陣和收斂后n步轉移矩陣聚類的F值,并且使用收斂后Markov分布進行聚類的D值均大于使用一步轉移矩陣和收斂后n步轉移矩陣聚類的D值.這個結果與50個用戶上的聚類結果一致,說明采用收斂后Markov分布進行聚類最合理;2)SCBP聚類中使用收斂后的Markov分布相較于使用一步轉移矩陣和收斂后n步轉移矩陣聚類的F值下降很大,而D值保持較高值,說明SCBP聚類結果中每個類內部成員更為緊湊,并且類與類之間的差異更大.這個結果與50個用戶上的聚類結果也一致,說明SCBP聚類算法能夠適應不同的度量;3)對比SCBP聚類和KNN方法的F值和D值,SCBP聚類的F值均小于KNN方法的F值,并且SCBP聚類的D值均大于KNN方法的D值,即SCBP聚類相較于KNN方法,每個類內部成員更為緊湊,并且類與類之間的差異更大.通過對比兩種聚類方法的F值和D值,可以明顯得出SCBP聚類效果優于KNN方法.
3.2.3Facebook數據集實驗結果分析由于Facebook數據集的用戶沒有個人信息,難以準確判別用戶關系,所以沒有進行人工分類,直接對其進行聚類.根據人人網數據集上的實驗結果,可以知道基于收斂后Markov分布上的聚類結果表現較好,所以我們在收斂后Markov分布上進行SCBP聚類和KNN方法,然后分析結果.SCBP聚類和KNN方法的F值和D值結果如圖3所示.從圖3可以看出,使用收斂后的Markov分布,SCBP在Facebook數據集上的F值和KNN方法差異較小,SCBP略低于KNN.在表示聚類不同簇間差異性的D值上,SCBP卻明顯高于KNN.實驗結果說明SCBP聚類結果中每個類內部成員緊湊,并且類與類之間的差異程度很高,類之間的區分度大.由于Facebook數據集內的用戶間交互存在一定的偶然性,一個聚類簇內的用戶在行為上具有一致性,不同簇間的差異性越高,說明能夠區分不同行為特征的用戶群.相較于KNN方法,SCBP聚類方法不同簇中的用戶在行為模式上差別較大,使不同類別的用戶得到了較好、較為準確的劃分,在一定程度上減少了誤分類的情況,提高了用戶劃分準確度.同時,也說明SCBP方法能夠滿足社會網絡上具有一定噪聲和隨機性的用戶聚類,這對于發現用戶興趣、用戶推薦、社區挖掘等具有重要的價值.
“塑料成型模具設計”傳統的課程教學內容一般是首先講授塑料成型技術基礎和塑料制品的結構工藝性,接下來大多數學時在課堂講授各種類型的注塑模具結構組成、工作原理和設計方法。這一過程較乏味,效果不太好。雖然在實踐教學環節加入模具拆裝實驗,使得教學效果有一定改善。但學校和教師往往更注重理論教學,將指導實驗與實習看做教學之外的“輔工作”。培養出來的學生缺少實踐能力和創新精神,難于適應模具企業的需要。“塑料成型模具設計”這類實踐性很強的課程應該進行較大改革,重新探索更加合理、完善的教學模式,使教學與工程實踐結合,建立以創新能力培養為主線的課程群,深化課程教學改革是非常必要,也是十分迫切的任務。
(二)課程教學改革的必要性
傳統的塑料成型模具設計教學內容過于偏重理論教學,輕實踐和實驗教學,并且教材內容的更新程度也滯后于工業技術和市場需求的發展,這對學生實踐能力及創新精神十分不利。隨著計算機有關技術的不斷發展和計算機技術應用領域的日益擴大,涌現出了以計算機技術為基礎的新興學科,模具CAD技術便是其中之一。學生對模具CAD軟件運用不夠熟練,大多數學生的軟件運用水平只停留在簡單的操作上,滿足不了企業的生產要求。企業接收應屆畢業生后都需對學生進行為期2-3年有關模具制造、模具設計及模具CAD軟件等技能的培訓,學生經過培訓才能勝任注射模具的設計工作。造成當前許多模具企業不愿招收模具專業的應屆畢業生,學生畢業后面臨找不到學有所用的技術崗位。
二、產學研合作教育是培養創新型人才的有效形式
我國培養的工科類大學生雖具有較扎實的基礎知識,但是創新能力、實踐能力較弱,創新精神不足,學生個性不強;畢業生進入社會缺乏競爭力,遠不能適應社會發展對創新型人才的要求。因此,產學研合作教育培養創新型人才是時展的需要,也是我國高等教育改革發展的需要。產學研合作教育是以培養學生的綜合素質、綜合能力為重點,利用學校與企業、科研單位等多種不同的教育環境和教育資源,充分發揮各自在人才培養方面的優勢,把以課堂傳授知識為主的學校教育與直接獲取實際經驗、創新能力和實踐能力為主的生產、科研實踐有機結合的教育模式。
(一)產學研合作培養創新型人才的優勢
創新型人才培養的關鍵是創新意識和實踐能力的培養。創新意識需要在對創新氛圍及過程的親身經歷和感受中得到升華;而實踐能力的培養離不開各種的實際訓練,只有通過具有實際價值的創新實踐,提煉出具有真實意義的策略、手段和方法,才能在理論指導下靈活運用、創造知識和技術并取得有價值的成果。產學研合作教育的情境恰恰具備了這些無形的條件。
(二)產學研合作教學平臺的建立
集美大學機械工程學院把產學研合作教育視為培養高素質應用型創新人才的重要模式之一,學院目前已與50多個企業單位鑒訂產學研合作教育協議。為發揮學院在人才資源和科學研究方面的優勢,充分利用企業在生產實踐方面的優勢,共同促進模具行業應用型人才培養質量的提升,集美大學機械工程學院與信華科技(廈門)有限公司合作成立模具CAD設計室,借此平臺加強學校與企業之間的溝通和聯系,從本質上實現校企合作辦學。該平臺的工作要點:安排專業教師對部分學習成績優秀學生進行必要的注射模具結構設計和模具CAD軟件的培訓。利用課余時間,企業安排有經驗的模具工程師到模具CAD設計室,按照企業的設計要求對學生進行注射模具設計及設計規范的培訓。學生通過一系列的培訓之后,基本具備簡單注射模具設計能力,并能利用所學知識為企業進行簡單模具零件的設計工作,力所能及為企業分擔一些模具設計任務,解決企業在生產高峰期設計人力不足問題。學生在完成設計任務的過程中積累一些模具設計經驗及實踐工作鍛煉,通過產學研合作平臺實現校企雙贏的目的。
三、教學改革措施與實踐應用
(一)圍繞人才培養目標定制教學大綱
按照集美大學機械工程學院應用型人才培養目標,重新編寫了新的《塑料成型模具設計》課程教學大綱,重新規劃授課內容和學時分配,力求知識點全面、重難點突出。增加實踐教學課時,除保證原有的注射成型工藝、注射模具試摸及注射模具拆裝及測繪等實驗課外,增加兩堂在企業生產車間的現場教學課,將注射模具相關課程的理論知識與實踐有機結合,將實際生產中可能遇到的技術問題引入課堂教學中討論,盡量將抽象注射模具結構物質化和具體化,極大提高學生對《塑料成型模具設計》課程的學習興趣,學生學習主動性被大大地激發。這種教學模式能極大地激發學生的創新意識和潛能,提高學生的創新能力。
(二)產學研合作教育培養創新型人才的措施與實踐
首先在教學中,處理好課堂知識的傳授與現場及實驗課知識傳授的關系,在學生掌握一定注射模具理論知識的基礎上,安排學生到企業進行現場教學或通過實驗課程鞏固對新知識的理解,及時將理論知識與實踐相結合,發揮學生學習主觀能動性并培養學生創造性思維的能力。挑選部分學習成績優秀的學生參加模具CAD設計室的培訓和設計工作。對學生先進行集中培訓,鞏固和提高塑料成型模具設計的相關知識,尤其模具CAD軟件的運用能力。利用假期時間安排該部分學生到信華科技(廈門)有限公司進行為期兩周的工作實習,在模具制造流程的每一道工序都有專業技術人員對學生進行現場講解和指導,及時解答同學的疑問,讓學生了解模具零件從設計到制造所經歷的各個生產工序,對注射模具的生產工藝及流程有一個初步認識。在學生具備一定注射模具模具設計和模具CAD軟應用能力的基礎上,企業安排有經驗工程師到模具CAD設計室對學生專門培訓。培訓內容主要圍繞模具設計理念、設計標準及規范、模具零件加工過程中需注意事項及各種加工工藝能達到的加工精度等內容。工程師結合公司所設計典型模具案列進行由淺至深的講解,讓學生了解模具整個設計流程及及設計要求,并在工程師指導下開展模具零件工程圖的設計以及簡單模具零件三維建模。根據企業生產需要,協助企業完成部分模具零件工程圖設計及簡單模具零件的三維建模。學生所完成的設計質量基本能符合企業的要求,解決企業在生產高峰期技術人員儲備不足的問題,為企業尋找降低人力資源成本的管理模式提供幫助。模具CAD工作室的同學畢業設計題目全部來自企業實際生產案例。畢業設計期間安排他們到企業進行畢業設計實習,深入生產第一線,積累模具制造經驗,將畢業設計中可能遇到的問題帶到生產尋找解決方法。實踐表明,產學研結合教育為學生提供創造性的環境和機會,把理論知識同研究、產業實踐緊密結合,幫助學生從多角度多層次分析問題,使學生的創新能力得到實質性的提高。
四、產學研合作教學改革創新點
產學研合作教學改革之后,在塑料成型模具設計課程教學環節中,增加企業生產現場的授課環節,同時改變傳統單純驗證性實驗模式,增加分析性、研究性的實踐環節,啟發學生的創新思維,將理論教學與實踐環節有機結合起來。通過實踐環節提高學生學習興趣,充分調動學生學習專業知識的積極性,啟發學生的創新思維,使學生學習由單純課堂接受知識轉變為將課堂學到的知識及時與實踐相聯系和驗證,實現學生從被動接受轉變為主動探索并獲取知識的學習過程,從實踐中培養學生創新精神和解決問題的實踐能力,并逐漸積累模具設計經驗。培養出來的學生更符合時代的潮流,更加滿足企業的實際用人需求。
五、產學研合作教育培養應用型創新人才見成效
(一)提高學習目的性和學習主動性
產學研合作教育能促進學生的創新精神和創新能力,激發學習興趣,挖掘個人學習潛力。學生畢業設計題目來自企業,企業工程師參與畢業設計指導,工程師對學生畢業設計提出很多建設性意見,學生畢業設計完成質量普遍較好,都能獲得良好以上的畢業設計成績。
(二)提高實踐能力和就業競爭力
產學研合作教育能夠促使學生將課堂學到的理論知識,通過社會實踐轉化為實際應用能力,增加專業技能素質,縮短畢業后適應社會、適應工作的時間,提高就業自信心和擇業競爭力,參與模具CAD設計室學生的就業率都為100%,企業對學生在模具CAD設計室學習經歷很感興趣,學生都能選擇到理想的就業單位。通過摸底調查,走上工作崗位的學生大都表現出了較大的發展潛力和可栽培性,理論水平和實踐能力比一般的應屆畢業生都強,得到所在單位的認可和好評。