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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展，船舶制造業在市場競爭愈演愈烈。而傳播制造業在市場上競爭的焦點體現在船舶建造的周期，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，建造的規模大，難以實現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。在船舶制造業中采用模塊化技術能有效地降低船舶開發的成本，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定，如此才能保證結構模塊互相通用和兼容。船舶制造業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在同一艘船的船艙區域使用，也能在不同船舶相同區域且載重量相當的條件下進行互換。而船舶制造業中的功能模塊是相對獨立的模塊，能實現功能的互換性，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勢，也實現了標準化生產，是未來船舶制造業的發展方向。

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了商品化，設備配套廠已經實現了成套提供，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。比傳統大型游艇更困難的是那件管件都分布在狹小的區域，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平行作業。傳統的船舶制造工藝，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環境，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。并加快船舶的更新換代，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。以便更好地實現游艇生產的自動化和標準化，有效地提高企業的生產效率，縮短產品研發和設計的周期，顯著地降低制造成本。并且節約了工人的勞動力，降低了作業的難度，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.

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一、高職課程體系整合的原則

1.培養高技能人才的原則

高職教育課程體系的整合主要體現在對課程目標確立、課程內容選擇、課程模式設計及課程評價等方面。以就業為導向的課程體系的整合必須在深入了解市場,準確把握市場對高技能人才在知識、能力、素質等方面的具體要求后,從傳統的學科式課程模式框架中走出來,真正做到從行業實際需求出發,達到高技能人才培養的要求。

2.課程知識和技術多元整合的原則

高技能人才需要具備較強的綜合職業技能,要運用多元整合的策略思想,形成以應用性、技能性為特色的高職課程內容體系。貫徹多元整合的策略思想,要求打破原有課程、學科之間的壁壘和界限,以技術應用能力的培養為核心,以目標培養的實際需要作為內容取舍和結構組合的標準,分析相關的知識要素和技能要素,對課程內容做縱向和橫向的整合,不求學科體系的完整,強調課程內容的應用性、必需的基礎性和課程內容的綜合性。

3.課程體系整體優化的原則

實現整體優化首先要明確知識、能力、素質之間的比例關系。要根據人才培養目標的要求找到三者之間最佳的結構平衡點,使學生的知識、能力、素質得到協調發展。協調課程與課程之間的關系。不同的課程對培養目標所起的作用不同,要明確核心課程、支持課程、基礎課程、特色課程之間的關系,并體現在課程體系中。

4.理論教學“必須、夠用”的原則

高職的理論教學特別強調理論要為實踐服務。以指導實踐,提高技術應用能力為目的,堅持理論教學以"必須、夠用"為原則,有利于學生用科學的技術理論指導實踐和實踐操作。因此,課程體系應對理論教學進行大膽改革和重組,取消與專業實際技能培養關系不大、理論性過強的課程,對一些與專業相關的課程進行內容的調整與合并,增設反映新技術的技能課程和過程性課程。

5.重視特色課程的原則

高職的人才培養要為區域經濟服務,課程體系的特色主要體現在與區域經濟的結合上。區域經濟結構不同,產業布局不同,經濟發展水平不同,對人才的類型要求、專業要求也不同。滿足區域經濟發展對人才的特定要求,創建特色課程,構建產學結合的課程體系是值得探索的主要途徑。

6.適應職業結構與崗位的變化的原則

高職課程體系具有一定的彈性和靈活的調節機制,能對整個社會的經濟、科技的發展與市場需要做出快速反映,根據實際需要及時在內容上吐故納新、在結構上調整組合、在評價上動態反應。知識經濟促進了科技的進步和社會產業結構的調整,造成了職業結構和勞動崗位內容的不斷變化,而且這種變化的速度愈來愈快。高職課程體系及時反映這種變化,具有自我調整自我更新的能力。

根據以上原則,我們認為“寬基礎、活模塊”的課程體系適合以全面素質與綜合職業能力的培養為核心,以崗位技能訓練為特色的高職教育要求。“寬基礎、活模塊”的兩段結構,呈現出與其他課程模式不同的結構特征。寬基礎部分作為橫向的課程集群,其學習內容不針對某一特定工種,而是針對一個職業內的一群相關崗位所必須的學識和能力,將工作性質相通的若干個崗位集合為一個群,著眼于一個職業崗位群所需要的通用知識的獲得和通用職業能力的訓練及學習能力獲得。“寬基礎”階段側重于全面素質與關鍵能力的培養,著眼于奠定發展后勁的基礎。“寬基礎”對全面推進素質教育,樹立以能力為本位的新觀念,增強學生的發展后勁具有極大的促進作用。活模塊部分作為縱向課程集群,強調針對特定的崗位對從業者的具體要求和從業能力,追求教學內容與特定崗位需要的一致性。其任務為:一是崗位專項技能的訓練,使學習者具備頂崗能力:二是在專項技能訓練的過程中兼有提升學習能力的功能。“活模塊”階段注重專項能力、綜合能力、適應市場變化的跨崗能力及個性特長的培養,著眼于就業適應性的培養,立足于市場經濟和人才的需求。

二、通過社會需求分析確定能力本位的應用化工技術專業模塊化課程體系的結構

德州職業技術學院應用化工技術專業從2005年開始籌建,2006年招生。專業設立之初我們對山東省及周邊地區多家企業進行調研,發現電池行業由于能源危機的影響煥然一新,它集技術、資金、勞動密集于一身發展迅速。

通過電子郵件的方式發放調查表,就應用化工技術專業學生的知識和技能與就業狀況的關系進行調查。初步結論是:文化素養和專業基礎理論有利于學生的自身發展和自主創業,專業技能的高低和寬窄決定學生的就業質量和就業面。高職教育不僅要讓學生掌握一定的文化知識,更重要的是要培養學生的專業技能。在實際教學中,我們感覺到模塊化課程的教學體系能從整體上有針對性的培養學生的專業技能,并且富有成效。因此,創建以能力為本位的應用化工技術專業模塊化課程體系是培養高職學生專業技能的有效途徑,這也正是高職教育區別于其他各類普通高等教育的重要標志。我們還重點調查了畢業生的就業層面,它們主要涵蓋在這樣一些領域:企業的產品生產、質量檢測、分析化驗、技術開發、技術管理以及產品的營銷和售后技術服務等。我們把這兩項調查結果與模塊化課程體系的建設掛鉤,具體做法是:從學生的就業領域和就業崗位出發建立與就業崗位對應的能力模塊,再根據能力模塊的內涵來決定課程模塊的數量和內涵以及每門課程及每個課程模塊的培養目標。這樣構建課程模塊有利于我們集中時間和精力有針對性地傳授知識和培養學生的能力。

三、課程體系整合方案

高技能人才培養的核心問題是課程的設置與體系的整合問題。因此,我們以高職課程改革為突破口,依據高職課程體系構建的原則,構建了以職業技能為核心的“寬基礎、活模塊”結構的高職課程體系。這一課程體系由職業公共課模塊、職業能力課模塊、集中實踐模塊、人文選修模塊組成。

1.職業公共課模塊

主要為大學生提供必備的科學、人文、身心等方面的基礎知識,重視培育學生的人文素養和科學素養,是職業高校區別職業中專的重要標志之一。主要包括高等數學、大學英語、思想政治理論課、體育等課程。該模塊以“必須、夠用”為原則。

2.職業能力課模塊

首先針對職業所需,確立核心課程。核心課覆蓋該專業對應職業崗位群需要的最基本、最主要的知識和技術,教學上側重于技術方法的講授。保證學生有足夠的時間和條件學好這些課程,掌握本專業必備的知識和技術。圍繞著職業能力核心課程,開設專業技術、職業考證、職業方向等課程

(1)專業技術模塊

各專業除了核心層以外需要開設的專業技術課。這是對核心技術課程所需專業知識的強化、拓寬和補充,以使學生進一步深入理解本專業的核心技術課,強化技術操作,以熟練和豐富技術操作經驗。

(2)職業考證模塊

職業考證模塊保證職業資格的獲取,落實雙證書制度。這一模塊重視職業技能的考核,將職業考證的相關課程盡可能融入培養計劃之中。該模塊課程由經驗豐富的教師指導,從而有利于學生取得相應的職業資格證書這是強化培養學生的動手能力、操作技能的課程,重在職業基本技能。

(3)職業方向模塊

職業方向課模塊以當前職業崗位的需求為依據,每個專業設立3個左右的專業方向,在第四學期按照學生的學習興趣和基礎對他們進行分流。此模塊側重對學生進行有針對性的專項培訓,以適應多層次崗位的需要。

3.集中實踐模塊

這一模塊的課程強調實訓、職訓等實用性操作訓練,以滿足第一線應用技術人才的實際需要。

4.人文選修模塊

以人文課程為主,兼有科技、管理、文體類等課程,為學生多方面個性發展提供幫助。

四、“寬基礎、活模塊”課程體系的特點與應用效果

“寬基礎、活模塊”結構的課程體系特點是:這種課程結構模式靈活性大、針對性強,可以通過調整不同模塊的組合,及時實現專業方向的調整,滿足各種教學計劃需要,并保持自身的完整性與穩定性,靈活地實現教學內容的新陳代謝,使教學要求與社會的發展變化基本上保持同步。各模塊均緊緊圍繞職業技能這個核心,體現出:“職業技術核心”、“動手能力優先”和“注重人文和科技素養”的高職課程的設計原則,貫徹了從高職學生發展實際出發,“以學生為主體”的教育理念。新的課程體系是在適應地區經濟社會發展需求的前提下,按照用人單位對畢業生的技能要求,設計合理的崗位技能或行業技能的培養目標。這一目標由一組相近的專業崗位綜合技能課程或若干個相應的崗位證書課程所組成,這些課程包括相應的實訓課,以及參與實際生產或社會服務、實際運作的實戰訓練,從而使學生在畢業后實現與企業零對接的要求。

參考文獻:

[1]王歧獎.課程結構與教學模式整合研究[J].教育科學研究, 2002, (4).

[2]張堯學.全國高職高專教育產學研結合經驗交流會論文集[C].北京:高等教育出版社, 2003.

[3]曉明.整體性課程結構觀與優化課程結構的新思路[J].教育理論與實踐, 2004, (5).

[4]黃堯孝.構建高等職業教育課程體系的理論思考[J].職教論壇, 2005, (5).

[5]鄭曉梅.論高等職業教育課程目標的價值取向[J].職業技術教育, 2003, (19).

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一、高職課程體系整合的原則

1.培養高技能人才的原則

高職教育課程體系的整合主要體現在對課程目標確立、課程內容選擇、課程模式設計及課程評價等方面。以就業為導向的課程體系的整合必須在深入了解市場，準確把握市場對高技能人才在知識、能力、素質等方面的具體要求后，從傳統的學科式課程模式框架中走出來，真正做到從行業實際需求出發，達到高技能人才培養的要求。

2.課程知識和技術多元整合的原則

高技能人才需要具備較強的綜合職業技能，要運用多元整合的策略思想，形成以應用性、技能性為特色的高職課程內容體系。貫徹多元整合的策略思想，要求打破原有課程、學科之間的壁壘和界限，以技術應用能力的培養為核心，以目標培養的實際需要作為內容取舍和結構組合的標準，分析相關的知識要素和技能要素，對課程內容做縱向和橫向的整合，不求學科體系的完整，強調課程內容的應用性、必需的基礎性和課程內容的綜合性。

3.課程體系整體優化的原則

實現整體優化首先要明確知識、能力、素質之間的比例關系。要根據人才培養目標的要求找到三者之間最佳的結構平衡點，使學生的知識、能力、素質得到協調發展。協調課程與課程之間的關系。不同的課程對培養目標所起的作用不同，要明確核心課程、支持課程、基礎課程、特色課程之間的關系，并體現在課程體系中。

4.理論教學“必須、夠用”的原則

高職的理論教學特別強調理論要為實踐服務。以指導實踐，提高技術應用能力為目的，堅持理論教學以"必須、夠用"為原則，有利于學生用科學的技術理論指導實踐和實踐操作。因此，課程體系應對理論教學進行大膽改革和重組，取消與專業實際技能培養關系不大、理論性過強的課程，對一些與專業相關的課程進行內容的調整與合并，增設反映新技術的技能課程和過程性課程。

5.重視特色課程的原則

高職的人才培養要為區域經濟服務，課程體系的特色主要體現在與區域經濟的結合上。區域經濟結構不同，產業布局不同，經濟發展水平不同，對人才的類型要求、專業要求也不同。滿足區域經濟發展對人才的特定要求，創建特色課程，構建產學結合的課程體系是值得探索的主要途徑。

6.適應職業結構與崗位的變化的原則

高職課程體系具有一定的彈性和靈活的調節機制，能對整個社會的經濟、科技的發展與市場需要做出快速反映，根據實際需要及時在內容上吐故納新、在結構上調整組合、在評價上動態反應。知識經濟促進了科技的進步和社會產業結構的調整，造成了職業結構和勞動崗位內容的不斷變化，而且這種變化的速度愈來愈快。高職課程體系及時反映這種變化，具有自我調整自我更新的能力。

根據以上原則，我們認為“寬基礎、活模塊”的課程體系適合以全面素質與綜合職業能力的培養為核心，以崗位技能訓練為特色的高職教育要求。“寬基礎、活模塊”的兩段結構，呈現出與其他課程模式不同的結構特征。寬基礎部分作為橫向的課程集群，其學習內容不針對某一特定工種，而是針對一個職業內的一群相關崗位所必須的學識和能力，將工作性質相通的若干個崗位集合為一個群，著眼于一個職業崗位群所需要的通用知識的獲得和通用職業能力的訓練及學習能力獲得。“寬基礎”階段側重于全面素質與關鍵能力的培養，著眼于奠定發展后勁的基礎。“寬基礎”對全面推進素質教育，樹立以能力為本位的新觀念，增強學生的發展后勁具有極大的促進作用。活模塊部分作為縱向課程集群，強調針對特定的崗位對從業者的具體要求和從業能力，追求教學內容與特定崗位需要的一致性。其任務為:一是崗位專項技能的訓練，使學習者具備頂崗能力:二是在專項技能訓練的過程中兼有提升學習能力的功能。“活模塊”階段注重專項能力、綜合能力、適應市場變化的跨崗能力及個性特長的培養，著眼于就業適應性的培養，立足于市場經濟和人才的需求。

二、通過社會需求分析確定能力本位的應用化工技術專業模塊化課程體系的結構

德州職業技術學院應用化工技術專業從2005年開始籌建，2006年招生。專業設立之初我們對山東省及周邊地區多家企業進行調研，發現電池行業由于能源危機的影響煥然一新，它集技術、資金、勞動密集于一身發展迅速。

通過電子郵件的方式發放調查表，就應用化工技術專業學生的知識和技能與就業狀況的關系進行調查。初步結論是:文化素養和專業基礎理論有利于學生的自身發展和自主創業，專業技能的高低和寬窄決定學生的就業質量和就業面。高職教育不僅要讓學生掌握一定的文化知識，更重要的是要培養學生的專業技能。在實際教學中，我們感覺到模塊化課程的教學體系能從整體上有針對性的培養學生的專業技能，并且富有成效。因此，創建以能力為本位的應用化工技術專業模塊化課程體系是培養高職學生專業技能的有效途徑，這也正是高職教育區別于其他各類普通高等教育的重要標志。我們還重點調查了畢業生的就業層面，它們主要涵蓋在這樣一些領域:企業的產品生產、質量檢測、分析化驗、技術開發、技術管理以及產品的營銷和售后技術服務等。我們把這兩項調查結果與模塊化課程體系的建設掛鉤，具體做法是:從學生的就業領域和就業崗位出發建立與就業崗位對應的能力模塊，再根據能力模塊的內涵來決定課程模塊的數量和內涵以及每門課程及每個課程模塊的培養目標。這樣構建課程模塊有利于我們集中時間和精力有針對性地傳授知識和培養學生的能力。

三、課程體系整合方案

高技能人才培養的核心問題是課程的設置與體系的整合問題。因此，我們以高職課程改革為突破口，依據高職課程體系構建的原則，構建了以職業技能為核心的“寬基礎、活模塊”結構的高職課程體系。這一課程體系由職業公共課模塊、職業能力課模塊、集中實踐模塊、人文選修模塊組成。

1.職業公共課模塊

主要為大學生提供必備的科學、人文、身心等方面的基礎知識，重視培育學生的人文素養和科學素養，是職業高校區別職業中專的重要標志之一。主要包括高等數學、大學英語、思想政治理論課、體育等課程。該模塊以“必須、夠用”為原則。

2.職業能力課模塊

首先針對職業所需，確立核心課程。核心課覆蓋該專業對應職業崗位群需要的最基本、最主要的知識和技術，教學上側重于技術方法的講授。保證學生有足夠的時間和條件學好這些課程，掌握本專業必備的知識和技術。圍繞著職業能力核心課程，開設專業技術、職業考證、職業方向等課程

(1)專業技術模塊

各專業除了核心層以外需要開設的專業技術課。這是對核心技術課程所需專業知識的強化、拓寬和補充，以使學生進一步深入理解本專業的核心技術課，強化技術操作，以熟練和豐富技術操作經驗。

(2)職業考證模塊

職業考證模塊保證職業資格的獲取，落實雙證書制度。這一模塊重視職業技能的考核，將職業考證的相關課程盡可能融入培養計劃之中。該模塊課程由經驗豐富的教師指導，從而有利于學生取得相應的職業資格證書這是強化培養學生的動手能力、操作技能的課程，重在職業基本技能。

(3)職業方向模塊

職業方向課模塊以當前職業崗位的需求為依據，每個專業設立3個左右的專業方向，在第四學期按照學生的學習興趣和基礎對他們進行分流。此模塊側重對學生進行有針對性的專項培訓，以適應多層次崗位的需要。

3.集中實踐模塊

這一模塊的課程強調實訓、職訓等實用性操作訓練，以滿足第一線應用技術人才的實際需要。

4.人文選修模塊

以人文課程為主，兼有科技、管理、文體類等課程，為學生多方面個性發展提供幫助。

四、“寬基礎、活模塊”課程體系的特點與應用效果

“寬基礎、活模塊”結構的課程體系特點是:這種課程結構模式靈活性大、針對性強，可以通過調整不同模塊的組合，及時實現專業方向的調整，滿足各種教學計劃需要，并保持自身的完整性與穩定性，靈活地實現教學內容的新陳代謝，使教學要求與社會的發展變化基本上保持同步。各模塊均緊緊圍繞職業技能這個核心，體現出:“職業技術核心”、“動手能力優先”和“注重人文和科技素養”的高職課程的設計原則，貫徹了從高職學生發展實際出發，“以學生為主體”的教育理念。新的課程體系是在適應地區經濟社會發展需求的前提下，按照用人單位對畢業生的技能要求，設計合理的崗位技能或行業技能的培養目標。這一目標由一組相近的專業崗位綜合技能課程或若干個相應的崗位證書課程所組成，這些課程包括相應的實訓課，以及參與實際生產或社會服務、實際運作的實戰訓練，從而使學生在畢業后實現與企業零對接的要求。

參考文獻

[1]王歧獎.課程結構與教學模式整合研究[J].教育科學研究， 2002， (4).

[2]張堯學.全國高職高專教育產學研結合經驗交流會論文集[C].北京:高等教育出版社， 2003.

[3]曉明.整體性課程結構觀與優化課程結構的新思路[J].教育理論與實踐， 2004， (5).

[4]黃堯孝.構建高等職業教育課程體系的理論思考[J].職教論壇， 2005， (5).

[5]鄭曉梅.論高等職業教育課程目標的價值取向[J].職業技術教育， 2003， (19).

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【摘　要】工業4.0是未來制造業的發展方向，能夠實現制造過程的智能化，從而實現分散化和個性化制造。工業4.0不僅僅要求工廠實現智能化，對產品設計也提出了更高的要求。從滿足工業4.0制造需求的角度，對如何在產品設計階段采用模塊化和參數化設計進行了闡述，將設計和制造融合，有力支持工業4.0的實現。

關鍵詞 模塊化；參數化；設計；工業4.0

作者簡介：李慧姝（1981—），女，工學碩士，工程師，主要研究方向為三維參數化、模塊化設計。

0　引言

隨著自動化和信息化的發展，各國都在加快推進新的工業技術和工業革命。德國是以工業為主導的制造強國，一直引領制造技術的發展。進入21世紀以來，德國政府提出了工業4.0戰略計劃，旨在提升制造過程的智能化，建立一個高度靈活的個性化與數字化產品與服務的生產模式，將傳統的生產模式由集中式向分散式轉變[1]。工業4.0被看作是德國提升制造業的有力方式，也代表著全球制造業未來的發展方向。

工業4.0的目的之一是實現產品和服務的個性化，使客戶盡早的參與到產品的設計過程中，從而提供符合客戶定制要求的產品。工業4.0的實現，離不開對產品設計環節的優化。本文探討如何采用模塊化參數化產品設計方法，助力工業4.0的實現，從而低成本、高效率地生產出滿足客戶要求的產品。

1　工業4.0模式下的產品模塊化參數化設計方法

工業4.0的目標是實現銷售無人化和生產無人化，從而建立一個高度靈活和個性化的產品服務與生產模式。在設計階段，產品模塊化和參數化設計是支持工業4.0實現的兩個關鍵技術，以下分別對這兩個關鍵技術進行闡述。

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規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。模塊化設計的關鍵是模塊劃分，模塊劃分原則是保持各模塊在功能和結構方面的獨立性和完整性，各模塊間的接口要素便于聯接和分離，模塊與模塊之間的關聯盡量少[2]。根據產品劃分的每個模塊下還可以進一步劃分相應的子模塊，直至能夠在同一個制造單元完成生產。例如履帶起重機結構可以分為上車部分和下車部分，其中上車部分由臂架系統、轉臺、配重組成，下車部分由車架和行走裝置組成。行走裝置又可以劃分為4輪1帶，即驅動輪、導向輪、托鏈輪、支重輪和履帶板[3]。模塊化設計示意如圖1所示。

通過模塊化設計，得到產品的主要模塊和模塊之間的接口。模塊通過接口實現互相連接，模塊接口的設計對幾何形狀、材料、尺寸、精度等均有要求。

產品設計模塊劃分之后，應用參數化設計手段對模塊化的零件進行設計。模型尺寸不再用確定的數值來表示，而是通過參數表示，并建立尺寸之間的關聯關系和尺寸約束，實現參數聯動。設計尺寸改變時，只需改變對應的參數值，而且系統能夠自動改變所有與其相關的尺寸。參數化設計具體流程如圖2所示。

在實際應用中，通過計算機輔助設計工具，建立零件三維實體化模型，并將模型傳輸到數控機床，實現自動加工。通過參數化的設計，可以大大加快零件設計速度，尤其是零件變形設計速度。參數化設計模型可以方便的生成數控代碼，實現參數化制造，便于工裝設備共用，實現快速制造。模塊化及參數化設計涉及的關鍵方法及技術歸納如表1所示。

2　結束語

工業4.0將引起產品制造模式的革命性變化，將傳統的集中生產模式轉變為離散式生產模式，制造模式將更加靈活多變。本文闡述了應用模塊化和參數化設計方法助力工業4.0實現的方法和實現路徑，為工業4.0的研究提供了新思路。

參考文獻

［1］常杉.工業4.0:智能化工廠與生產[J].化工管理,2013,50(1):1-5.

［2］祁卓婭.機械產品模塊化設計方法研究[M].機械科學研究院,2006.

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1 網絡模塊化設計思路的提出

Cisco等公司最早提出了層次化網絡設計的概念，已經在各類大中型網絡設計中得到廣泛應用，它將一個網絡分為核心層、匯聚層和接入層，使得網絡設計清晰而有層次感，減弱了網絡設計的復雜性，降低了網絡設計的門檻，極大地推動了網絡設計的快速發展。在ChinaNet、ChinaNet2中都是采用這種設計方法，尤其是在ChinaNet建設初期“老三層”模式更是深入人心。對于純粹用于運營的計算機網絡層次化網絡設計有著明顯的設計優勢，但對于需求較多的業務型計算機網絡，用戶經常提出的服務器網絡群設計、網絡出口安全、網絡內部監控等個性化需求，這些都不能在層次化網絡設計中一次性設計完成，經常造成多個廠商各自負責一塊，后期再進行對接的現象，響應速度慢，工程周期長，協調工作量大。

在工業設計中模塊化設計被廣泛應用，產品的模塊化設計始于20世紀初，1900年在德國書架生廠商將自己生產的書架分為書架底座、書架框架和書架頂板三大部分，其中書架的框架體尺寸不同，用戶可根據需求選擇不同大小的數據啊框架，在根據個人喜好選擇不同形式的書架底座和頂板，從而組合成合適自己的“理想書架”。這種書架的設計方式就是最早期的模塊化設計方式。現在經過幾百年的發展，源于工業產品的模塊化設計原理已經應用到了各個行業。在網絡 設計中根據具體情況將用戶需求進行功能劃分，針對不同的功能利用現有成熟網絡模型進行分塊規劃設計，后期將各個模塊組合起來形成可用的最終成型網絡拓撲，這種方法就是采用了工業產品模塊化設計的思想，并應用到現在的大客戶網絡設計中，產生了一種新的網絡設計思路。

工業設計方面大量文獻資料對模塊化進行了系統分析：

1.1 模塊

模塊就是具有相同功能和結合關鍵點（指聯接部位的形狀、尺寸、連接件間的配合或嚙合等），但有自身獨特性能或不同內部結構、不同規格的單元。模塊可以進行分解和組合，可以根據不同的需求、環境要求進行調整自身的大小，這是現代模塊化概念的分級模塊化原理的基礎。

獨立性、抽象化、靈活可互換是模塊的三大特點。

（1）模塊的獨立性首先就是指的模塊的功能明確的、獨立的，其次是指模塊可以獨立設計、生產、安裝。一個產品某一個模塊的增減只會減少該模塊所具有的功能，對其他模塊基本無影響。

（2）模塊的抽象化是指模塊就像一個黑匣子，對外提供功能和接口，而內部結構隱藏在自身的界面中。

（3）模塊的靈活可互換是指需要某個功能只需要選擇增加或更換具備改功能的模塊。

1.2 模塊化及模塊化設計

模塊化的重點是部件的標準化，用戶可根據需求選擇一系列具備不同功能的部件自行拼裝成產品。

將某一類產品進行分析研究，將其中功能相同的部件提取出來，并對其進行標準化以形成標準化部件，這就是分解出來的模塊。后期產品設計時選擇不同的模塊進行組合形成新的產品，這個功能分解、部件標準化、組合產品的過程就是模塊化設計。

傳統的產品設計是以系統為中心開展，而模塊化設計分為標準件設計和模塊組合設計。由于模塊自身具備的特點，使得模塊化設計更加有效的支撐了產品的創新，利用已有的模塊通過組合即可得到不同的新產品，這樣大大縮短了設計的周期，通過模塊的標準化還可以大大降低產品的生產成本、提升標準件的質量。同樣采用模塊化網絡設計出的網絡將具有如下特點：

（1）各個模塊功能明確，可以根據用戶需求進行取舍，即使在工程施工中用戶也能根據需要進行取舍；

（2）各個模塊之間相對獨立，在具體項目施工時可以分多個項目組同時進行實施，縮短施工工期；

（3）形成的模塊模版，可供后期相近網絡設計借鑒，以達到快速設計的效果。

使用模塊化網絡設計，根據用戶需求將網絡分為各個功能模塊，在設計初期即將各個功能模塊之間的通信考慮進去，由一個廠商完成整個網絡的設計、施工，可以節省網絡建設時間，并且降低了后期維護難度，也給網絡施工方創造了更大商機。

模塊化網絡設計方法并非與層次化網絡設計完全沒有關系，在模塊化網絡設計中也會應用層次化網絡設計方法，例如本文中的內網模塊設計，模塊化網絡設計方法是對分層網絡設計方法的一個外延拓展。

2 網絡模塊化設計的應用

以某市電子政務網為例，前期收集用戶需求得到如下信息：

（1）需建立一張本地城域網。

（2）全市政府單位統一出口。

（3）一個統一的系統平臺。

（4）通過VPN技術提供外出辦公服務。

（5）網絡性能高可靠，網絡安全可監控。

根據用戶需求，將整個網絡分為：內部網絡、外部網絡、服務器區、安全防護、網絡管理五大模塊進行設計。

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關鍵詞：

電腦藝術設計專業模塊化;課程體系;就業能力

電腦藝術設計專業具有較強的時代性，它融合了電腦操作技能和藝術設計兩個方面，因此在培養人才時對人才的要求標準較高。特別是在信息化社會中，電腦技能已經成為人才所必不可少的一項技能。但是，電腦技能在融合了藝術設計相關內容后必然會有較為復雜的知識脈絡，要厘清交叉的新興學科就必須將其模塊化。模塊化可以使學科知識體系化，教師能夠有重點地進行知識講授，培養學生的競爭能力以適應社會發展的需要。

一、模塊化教學的內涵

以往的教學模式中課程的設置和教學內容與社會發展的要求脫節，這就造成了學校培養的人才在能力上不能滿足社會的需要。為了改變這種困境，需要將電腦藝術設計專業的課程體系明晰化，用模塊化的手段提高教學效率和教學質量。模塊化教學，簡而言之就是將學科知識體系分成相關的模塊，在模塊的范圍內確定學習的目標和任務。電腦藝術設計是一門融合電腦操作技能和藝術設計理論的學科，在教學上對理論和實踐都提出了相應的目標。以往的教學以教師為核心，以教材為主，而模塊化課程體系要求轉變這種教育理念，在教授理論知識的同時也注重實踐。模塊化將學習內容類比成工廠的程序性生產，每一個環節、每一個部分都成為單獨的成分，但是在組合后又能夠成為一個整體。它將目標細化，將流程線條化，能夠給人清晰的認知，從而使學生快速了解相關課程內容。

二、電腦藝術設計專業模塊化課程模式

模塊化課程模式的建立要結合課程本身的特點，還要和學生的學習狀況相結合，專業課程在設置上可以將具有相似性的課程合并，整合現有資源進行深度開發。根據電腦藝術設計專業的特點，課程可以模塊化為三個部分：公共基礎模塊、專業技能基礎模塊、藝術鑒賞模塊。

1.公共基礎模塊

電腦技能種類較多，有的技能是社會普遍要求的，有的只是專業需要，因此在電腦藝術設計專業教學中，需要將具有公共性的課程分離出來。公共基礎模塊中的相關學科知識是對電腦技能的基礎性介紹，把握這些知識是為未來更深入地學習電腦技能奠定基礎。公共基礎模塊立足于培養學生的學科基本常識，樹立正確的學科導向。

2.專業技能基礎模塊

專業技能基礎模塊是為了培養電腦藝術設計專業學生的專業基礎能力，提高其就業競爭力。在這一模塊中，學生能夠系統地學習電腦技能操作，特別是相關的軟件模塊與平面設計模塊，學生能夠有側重點地深度研究學科發展的狀況，能夠結合社會對人才的需求有針對性地選擇自己學習的專業技能。以Photoshop為例，學生可以在專業教師的幫助下，研究軟件在專業發展上的利用途徑。

3.藝術鑒賞模塊

藝術鑒賞模塊是電腦藝術設計專業模塊化課程體系中的關鍵部分。電腦藝術設計專業除了要求學生具備相關的電腦技能，還要求學生能夠獨立地進行藝術鑒賞。學校在課程設置上應該將具有美學培養價值的課程安排在電腦藝術設計教學中，安排專業教師培養學生的藝術鑒賞能力，將鑒賞與教學融合，使學生在領略藝術魅力的同時開闊視野，激發學生藝術設計的靈感。

三、電腦藝術設計專業模塊化課程體系構建的路徑

電腦藝術設計專業模塊化課程體系構建，首先需要明確專業的發展特點，根據學科知識的特征系統優化教學資源，具體而言，就是要將相關的知識系統化，為學生提供一種科學合理的教育教學安排。當然，在模塊化建構之后還需要采取其他方式保障實施的效果。

1.適應社會需求，完善課程體系

電腦藝術設計專業有自身的專業培養目標，在社會中也存在相應的職位與之對應，因此，在專業人才培養的過程中需要緊密結合社會職位的需求變化，及時完善模塊化教學體系的內容。特別是要根據專業能力培養的特點，有針對性地、有步驟地培養相關專業能力。

2.優化師資力量，科學選擇教材

模塊化課程體系建構在宏觀上保證課程結構的合理性，但是課程的實施還需要專業教師利用科學的教材來完成，這就對教材和教師提出了標準和要求。教師應當熟練掌握電腦技能知識，同時具有藝術鑒賞與評價能力，并能夠在模塊化課程教學中改善自身的教學內容和教學方法，提高課堂效率。同時，教師在教學中要選用編排科學的教材，以幫助學生建立知識體系。

3.加強教學實踐，融合創新意識

教育教學的最終目的是為了培養學生的職業競爭力。以往的教學模式忽略了對學生實踐能力的培養，將理論知識當作學生學習的主要內容。而在模塊化教學課程體系中，學生能夠系統地學習電腦技能方面的知識。同時，學校創建的相關教學平臺能夠有效加強學生實踐能力的培養。在藝術鑒賞模塊，學生的藝術靈感和創新精神能夠得到有效的培養。

作者：尚冬華 單位：湖南民族職業學院

參考文獻：

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隨著市場競爭越來越白熱化，如何全方位地滿足客戶需求受到越來越多賣方的關注。他們比過去更關注客戶的真實需求，千方百計地去滿足這些需求，以期占領更多的市場。在空調制造行業，特別是商用機領域，降低成本、縮短交貨周期是客戶非常關注的需求。而在空調箱領域的市場，由于門檻低，技術優勢不明顯，越來越多的中小企業加入到這一產品的競爭中。標準的空調產品主要實現的是通風、溫度控制和濕度控制這三大功能。隨著大氣環境污染的日益嚴重，如何提供清潔的優質空氣變得越來越重要了。所以標準的產品已經無法滿足客戶的全部需求，客戶時常會提出特殊需求，或者是增加一些標準產品不提供的功能。根據過去幾年的數據統計，空調箱市場的特殊需求大約在40% 以上，這對于一家空調制造企業來說是非常大的挑戰。因而如何設計出特殊的功能并在要求的周期提交產品，對制造企業來說是一個急需解決的問題。

空調箱產品在實際銷售過程中經常會遇到客戶要求改變面板的保溫層厚度的情況，根據客戶現場的有限空間調整空調箱箱體的高寬比，減少占地面積。但是空調箱內的所有部件都是根據箱體預先設計的高寬比來設計的，所以一旦高寬比發生變化，空調箱內的自制零部件基本上全部要進行重新設計。僅依靠工程師臨時進行特殊設計，將耗費較多的人力物力，同時也延長了交貨期。因此提供一種能夠快速進行設計變更的方法顯得尤為重要。本文介紹了一種模塊化、參數化設計和計算機輔助制造相結合的方法，以期滿足這一市場需求。

二、解決方案

理想的解決方案包括了加工和設計兩個方面：當銷售接下一個特殊的訂單時，工廠的技術人員只要根據客戶的要求計算出所需機組的長、寬和高尺寸，然后將這些外形尺寸輸入到系統中，所有相關的參數化子零件加工文件就自動產生；同時還可以利用標準模塊像搭積木一樣迅速地創建產品的整機模型。通過模塊化和參數化縮短產品的設計周期，另一方面有了這些參數化設計生成圖樣，工廠就可以立即進行生產，從而最大化地縮短設計周期。這樣的一套解決方案不僅需要參數化的設計，同時也需要一套高度自動化的生產加工設備。自動化鈑金加工設備可以實現預編程的自動鈑金下料、沖孔以及折彎。所有參數化設計的零件都已經預置了編好的加工程序，一個特殊訂單產生時，該設備會自動讀取相應的文件進行加工，從而大大提高生產效率。圖1 展示了參數化設計的思路。

1. 參數化設計

參數化設計就是把零件尺寸定義成變量，用x、y、z等來代替，當然這些變量和機組的長寬高是有一定線性關系的。

根據標準的空調箱產品，用Pro/ENGINEER 軟件設計一系列的模板零件，每個模板零件的外形尺寸都是可變的（例如：APIX，APIY），模板零件上的安裝孔的陣列也可參數化，使之隨著外形尺寸的大小而變化個數和間距。甚至還能通過參數化控制零件的外形，不同的輸入可以展現不一樣的設計，例如：APIPROFILEL，APIPROFILER可控制左右法蘭邊形式，如圖2 所示。

對于模板零件的圖樣也有別于傳統的圖樣，是參數化的圖樣。每一個變量都不會標注具體數值，而是顯示Pro/ENGINEER 里定義的參數（圖3），并在參數表中給出每個參數的公式，即與輸入的外形尺寸的關系（圖4）。同樣外形尺寸的最大值和最小值也會列在圖樣的表格中，最大最小值是根據原材料極限或者加工機器的限制來定義的（圖5）。

同時，通過Excel 軟件來編寫邏輯規則和參數設置，即編寫在各種不同情況下，各個參數需要被賦予的數值，或者需要顯示或隱藏的特征，并設置限制條件（例如加工設備極限，原材料最大尺寸等）。定義所有的模板零件參數和客戶輸入之間的關系式，最后輸出xml 文件，即規則文件（圖6）。對于不同功能，都各自有一個規則文件。例如：控制特征顯示或隱藏的規則文件，控制零件裝配關系的規則文件，控制中間參數的規則文件等。一個產品的所有規則文件可放在同一個數據庫中（例如Microsoft Visual SourceSafe），對其進行權限和版本控制。

最后參數化設計系統讀取模板零件和規則文件，根據訂單需求自動運行并生成生產加工所需要的所有文件及料表。

為了方便零件在Pro/ENGINEER 中定位組裝并確定各零件之間的關系，會優先生成一些虛擬框架組合在一起，用來定義空調箱的總體外形尺寸以及各個功能段的位置大小。這些虛擬零件只是過程零件，不需要圖樣，更不會輸出到工廠生產。

2. 模塊化設計

在空調箱的設計中并不是所有的零部件都可以簡單地利用參數化設計方法，很多時候一些關鍵的零部件，特別是外購件可能與產品的外形尺寸沒有直接的關系。因而如何快速地設計出需要的產品，模塊化設計方法應運而生了。

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規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）模塊化設計的主要原則。

a. 盡可能少的原則：在實際定義模塊的過程中力求以盡可能少的模塊組成盡可能多的產品，同時盡量使各模塊結構簡單，模塊間的接口盡可能簡單、清晰。

b. 模塊系列化原則：主要用來滿足產品的系列化要求，在系列化時最好結合參數化的設計方法。

（2）模塊化設計的主要特點。

a. 相對獨立性：各模塊之間相對獨立，通過接口進行信息的傳遞，從而使協同工作模式( 并行模式) 成為可能。這也是很多的國際化公司在全球進行并行工作的主要方式。b. 互換性：模塊接口部位的結構、尺寸和參數標準化，從而很容易實現模塊間的互換，以期滿足更大數量的不同產品的需要。

（3）模塊的定義。

通常模塊的定義是根據產品開發設計需求、市場、加工制造、采購、質量和售后服務的需要來進行分類定義的。表1 給出了模塊定義的過程中主要驅動力。

圖7 展示了把一臺空調產品分成天花板模塊、墻板模塊、地板模塊和內部立柱支撐模塊等。

（4）接口類型的定義。

所謂接口(interface) 就是用于定義模塊之間的相互關系以及信息傳遞的方法。接口的定義非常重要，如何保證模塊之間的信息正確、及時地相互傳遞，需要定義正確有效的模塊接口。接口有多種類型。

a. 物理連接接口(Attach)：模塊之間存在物理接觸或者連接。

b. 體積或區域內有接口(Spatial)：模塊之間存在空間或者面上的參考關系。

c. 質量或能量傳遞接口(Transfer)：模塊之間存在質量或能量的傳遞。

d. 傳遞操控信號接口(Control)：模塊之間存在控制關系。

e. 現場或者環境接口(Field/Environmental)：現場或環境通過接口影響模塊。

兩個模塊之間可能同時存在多個接口。用戶在定義模塊的時候還需要同時定義模塊與模塊之間的接口關系，一旦接口關系定義清楚，在后續的設計中這些接口是不能輕易改變的。圖8 的矩陣清晰的羅列了一個產品的模塊關系。

3. 參數化與模塊化設計實例

對于整個空調箱產品，首先按照功能不同，分成多個功能段：水盤管段、蒸汽盤管段、過濾段和混風段，如圖9所示。每個功能段會拆分成多個零件，對于每個段中的相似的零件也可能因為功能的不同定義成不同模塊：水盤模塊、天花板模塊、墻板模塊、地板模塊和風口連接模塊。在定義好模塊以后，我們還要根據上面所提到的規則定義模塊與模塊之間的接口。因為每一個模塊都需要涵蓋整個產品系列，所以運用參數化設計是解決系列化設計最有效的手段，通過參數化設計把該模塊涵蓋的所有不同的零部件快速、全面地表達出來，從而減少建模和出圖樣的時間。模塊化設計的方法讓團隊成員多人協同合作變成了現實，而參數化設計則減少了重復建模和出圖樣的工作，從而真正減少工作量，縮短設計周期。圖10 展示了應用參數化和模塊化設計的方法，從一個設計概念到最終產品的過程。

三、優勢分析

1. 效率的提高

空調箱多由鈑金件組成，各個鈑金件的差別大多在于外形尺寸，參數化設計能夠減少重復建模和出圖樣，降低設計者的枯燥感，用設計軟件代替人工，設計者只需要提供設計意圖并編寫規則和模板零件，結合設計軟件和生產設備，能夠縮短設計時間，從而加速產品設計及交付。

表2 是對于現有一個標準空調箱產品，是否用模塊化、參數化設計的零件和圖樣量的比較。由此可見，參數化設計可以大幅減少工作量，若在非標產品上，其優勢會更顯著。

圖11 是對于建造一個新的備選方案，是否用模塊化、參數化設計的工作時間的比較。由此可見，對于一個新的方案，使用模塊化與參數化結合的方法設計只需要半天時間就能完成傳統方法設計一周的工作量，工作效率提高了近90%。

2. 多種備選方案

使用模塊化、參數化設計不僅能夠幫助小組產品開發人員提高工作效率，減少重復性的工作；同時它還能幫助研發人員在現有的基本設計上快速改變設計，生成多個空調箱產品方案，從而選擇最優方案以滿足客戶的需求。變更設計的靈活性不僅能應用在產品的研發設計階段，在非標準訂單的生產過程中發揮著更重要的作用，本文篇幅有限在此不再贅述。

3. 方便設計維護

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隨著國民經濟的快速發展，電梯應用越來越廣泛，給人們的工作和生活帶來了極大的便利。同時，也對電梯的舒適性、可靠性和安全性提出了更高的要求，而最能直觀反應電梯特性的部分就是電梯轎廂。因此，改進電梯轎廂設計方式，提高設計效率和水準就顯得尤為重要。面對各種用戶的多樣化需求，傳統的機械產品的設計方式方法，已經難以跟上制造業的發展，迫切需要用信息化手段予以提升和改進。在這一大的背景下，基于參數化設計理念的多種設計平臺和軟件被廣泛應用到機械設計中。本文應用結構參數化設計方法，在三維參數化CAD/CAM軟件Pro/Engineer（簡稱Pro/E）的基礎上，探討電梯轎廂參數化設計系統部分模塊的研發方法。

一、參數化設計系統的特點

參數化設計，是CAD技術在實際應用中提出的課題，是基于圖形數據的操作。[1]通過參數驅動機制，可以對圖形的幾何數據進行參數化修改，極大的提升了設計效率和準確率。為滿足電梯轎廂對參數化設計系統的需要，結合Pro/E功能，確定電梯轎廂參數化設計系統的特點：

（一）設計流程更加規范。將以往模糊、隨意、不規范的管理方式，進行了量化、規范化，標準化，減少了人為的干擾因素。同時，系統的高度集成性使各部門的業務聯系更加緊密，信息共享和流程協作將成為常態，強化了參與員工的大局觀念和協作意識。

（二）腳本編輯器更加強大。參數化設計系統采用的是將模型的變化關系式寫入腳本編輯器中，編輯器自動生成程序語句、變量自動提示、錯誤檢查等多種方便實用功能，還提供了可直接控制的Pro/E模型中的多種CAD函數，使設計人員操作更加簡單方便，降低錯誤率，便于發現問題，方便修改。

（三）系統采用模塊化設計。模塊化是一種全新的設計理念和方法，將系統以不同功能和性能來設計模塊，需要時可以直接通過篩選和組裝模塊來生產出新的產品。模塊可以重復使用，有效避免了設計師從零開始構思草圖。能在短時間內試驗多種外形構思，極大地提高設計效率，節省時間和精力。

（四）系統選用CAD二次開發技術。Pro/E為產品提供了設計、數據管理、二次開發等完整方案，其二次開發包以C語言為依托，利用其開發的應用程序安全訪問和控制Pro/E，實現應用程序與系統的無縫集成。系統采用并行設計方式，可以分發給多個設計人員共同進行設計，并整合成完整的產品。

（五）系統可以快速制圖。系統模板與Pro/E模型相關聯，通過運行腳本程序，可以快速生成產品模型。系統產品模板關聯三維模型后，可以自動生成工程圖紙，使圖紙的標注尺寸隨著三維模型變化。

（六）可靠的安全性能。系統將數據、程序、模型分開管理，并設置用戶驗證和使用權限。如果只得到數據、程序與模型之中的一部分，是不可能使系統正常運行的，保證了較高的安全性。同時，系統針對不同的開發、使用對象制定不同的控制流程，從而能夠較好的保護數據和系統的安全。

二、電梯轎廂參數化設計系統的實現

（一）基于CAD/CAM三維軟件Pro/E設計。Pro/E操作軟件是CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件，是參數化技術的最早應用者，采用了單一數據庫來解決特征的相關性問題。它采用模塊化方式，可以分別進行草圖繪制、零件制作、裝配設計、鈑金設計、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進行選擇使用。CAD是計算機輔助設計領域流行的制圖軟件，功能強大、使用方便，廣泛應用于機械、建筑、家居、紡織等諸多行業。以Pro/E為代表的參數化特征造型是目前最成熟的CAD技術之一。參數化設計一直是CAD追求的目標，旨在有效提高機械產品的設計效率。既能直觀、準確地反應產品形態，又能根據用戶意見隨時進行修改。設計過程中涉及到的各種參數都可以作為變量，這些變量之間的關系可以跨越CAD不同模塊，從而實現數據的全相關。同時，使用Pro/TOOLKIT技術來調用Pro/E所設計的功能模塊，使程序和系統間實現無縫對接。

（二）部件模塊化分解。參數化是實現機械設計自動化、模塊化、標準化的前提和基礎。參數化與模塊化相輔相成。模塊化設計作為一種多樣化的設計方法，已經在諸多領域得到廣泛應用。模塊化設計要求的是標準化和組合化。要實現模塊化，首先要將產品按照功能、可拆卸和安裝、產品的要求等三種方式進行分解，在完成設計和劃分之后再進行有機組合，實現模塊集成。模塊設計需要選用模塊，這就要求設計者要充分了解產品的要求，掌握模塊構成、功能、接口等參數。電梯轎廂的參數化設計就需要用到模塊化，可隨時對模塊進行重新組合，對參數進行修改，達到高標準、高質量、快速完成相關設計的目的。[2]

（三）創建三維參數化模板。三維參數模板的建立需要遵循一定的規則，根據電梯轎廂的模塊化樹形結構特點，采取自上而下的方式建模。完成建模之后，還要對參數進行設置。基于Pro/E單一數據庫特性，各種參數都會存儲在數據庫中，用戶參數與模型可以一起增加和儲存。同時，基于Pro/E的全相關性，在模型中創建和修改的參數可以在工程圖中使用。利用這一特性，可以把零件的數質量信息統一存儲到三維模型中，如此就可以根據參數腳本傳遞的不同參數，直接把參數賦予新生成的三維模型和工程圖。設計人員可以通過三維模型對轎廂任何一處進行修改。

（四）實施全流程管理。模板從創建到實施，其流程可分為四步：編輯、審核、測試、實施。模板編輯完成之后，則進入具有審核權限的用戶進行審核。審核通過則進入測試程序，檢查程序的生成結果。測試完成則進入具有實施權限的用戶投入使用。流程管理環環相扣，缺一不可。通過全流程管理，確保系統正常運行。

綜上所述，參數化設計系統作為一種先進的設計系統，能有效提升電梯轎廂的設計效率和準確性。不僅能夠縮短設計周期、提高設計質量、降低設計成本，還具有方便維護與更新的優點。通過基于三維模型和程序的有機結合，實現模塊化、信息化、規范化設計，從而能夠快速開發出安全、舒適、可靠的電梯轎廂，滿足客戶需求。參數化設計系統的成功應用，必將對機械產品的開發和應用產生深遠的影響。

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以往資料顯示，傳統的數據中心普遍存在電力能耗大、建設周期長、靈活擴展難這三類問題。對于金融業來說，數據中心的建設往往起著基礎性作用，一個安全可靠、靈活擴展、綠色節能的數據中心往往能為企業節約巨大的成本，促進企業生存和發展。本文結合近年來中國數據中心的發展現狀，具體介紹金融業模塊化數據中心的構建。

1 數據中心相關介紹

數據中心一般指在一定的物理空間內，由多個服務器以及通信設備構成的一整套復雜的設施。金融業數據中心指承載金融機構核心業務的數據中心。按照行業目前的分類，金融業數據中心大致分為大型數據中心、中型數據中心和小型數據中心，而“模塊化”在這三類數據中心都具有很大的發展前景。大型數據中心包括總部數據中心、災備中心、后臺中心等。中型數據中心一般指小規模金融總部的數據中心或者大規模金融的地區性數據中心。小型數據中心主要指營業網點機房和省級、地區級機房等。

模塊化數據中心――拆解和組合（也稱為解耦與融合），指的是將復雜的軟硬件系統功能解耦，讓獨立的功能單元簡單化，再通過標準的架構設計，實現獨立單元的簡易組合，從而降低系統的復雜度。模塊化數據中心的設計內容主要包括模塊化UPS、封閉通道機柜設計、環境溫濕度模塊設計、供配電模塊設計、動力環境監控模塊設計和消防模塊設計。

2 傳統數字中心存在的問題

2.1 電力能耗大

在2012年（第六屆）移動互聯網國際研討會上，中國移動公司李海濱說：“傳統的數據中心存在的問題是以機房為核心，機房的建設與IT設備脫節，機房的標準化程度低，機房自身能耗高。”傳統數據中心最大的弊端是巨大的電力損耗，數據中心的運行需要龐大的電力做支撐，但由于早期的金融業數據中心片面追求安全性，而在用電上考慮不周全，電力能源損耗和負載使用的能源都比較高。[]

2.2 靈活擴展難

傳統數據中心的機房建設采用“一次到位”的方式，所有的設備都是配套安裝，因此，機柜內的設備升級一般要面臨許多問題。例如，我們在擴展傳統的機柜時一般要考慮新舊設備的重量密度、安裝要求、單電源設備與雙電源設備的配電要求、交流設備與直流設備對配電的要求等；另外，UPS擴容時我們也要考慮新舊UPS系統的兼容、新擴容的UPS與現場環境的匹配等。

2.3 建設周期長

一般情況下，數據中心的實際建成需要3個月至18個月的?r間，從方案設計到設備采購和系統安裝，每個環節都需要時間。

3 構建金融業模塊化數據中心

目前，國內已經在大力推進第四代數據中心。例如，2014年3月28日，在濟南開通運營的浪潮云計算中心，是中國首家第四代數據中心。浪潮云計算中心具有模塊化和節能環保兩大特色，并具有“永遠在線”的高可靠性，它的開通運營標志著中國云計算中心建設達到國際先進水平。另外，騰訊在2016年的T-block首秀（騰訊的第四代數據中心），并以PUE

近年來，高端數字中心解決方案在金融領域廣泛應用，已成功應用于銀行、保險、證券等分支行中心機房，為金融信息和金融設備安全提供保駕護航。比如，2014年梅州建行進行模塊化整改，成為中國第一個改造試點；2015年廣發銀行采用“慧云”模塊化數據中心解決方案，滿足客戶在“互聯網+”時代對數據中心高效安全、智能管理和彈性節能的需求；2016年12月中信銀行信用卡中心自主研發“決策引擎系統”，推進金融行業數據中心建設更進一步發展。

眾所周知，金融行業數據中心機房建設是一項復雜而龐大的工程，建設周期較長，無法在短時間內高效利用機房為金融業務提供支撐，從而影響核心業務的發展。而國內模塊化技術的快速發展和應用，有效地解決了金融行業面對大數據時代的變革問題。

3.1 金融數據與云計算和虛擬化的結合

金融數據中心機房在進行模塊化建設的過程中，需要進行彈性設置，借助于云計算與虛擬化技術對IT設備的動態調用，使得基礎設施能夠充分實現動態響應和按需分配的客觀要求。彈性金融數據中心機房通過智能設施管理系統、環境自適應冷卻系統、冷量動態調節系統，輕松實現基礎設施與IT系統的動態協同，快速響應云計算和虛擬化對IT資源的動態調用。與傳統數據中心相比，可大幅提高能效，有效降低運營成本，減少碳排放。

3.2 實現可用性與TCO的最佳平衡

目前，大多數企業都由同一等級（Tier）的數據中心支撐所有業務，面臨可用性不足，或超高可用性部署導致的過度投資問題，造成了資源的浪費。國內部分企業例如華為，為了保證數據中心的實用性以及成本的可控性，通過對業務類型的廣泛調查和深入研究，對不同業務的可用性進行量化分析，提出了業界領先的數據中心機房混合部署方案。金融業數據中心機房在建設的過程中，可以部分借鑒華為公司的混合部署方案，實現對不同功率密度的混合，以滿足高密度部署以及熱點漂移問題的解決需求，而且也支持不同等級的混合，以業務類型確定可用性需求，避免過度投資，實現可用性與TCO的最佳平衡。

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中圖分類號： G640 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2014）09-0188-02

目前，高等職業教育是以“職業技能培養”為核心，此培養模式在工科專業體現的較為突出并有較好的效果，而“技能培養”在國內高職院校藝術設計類專業中應用較少。那么，高職藝術設計類也需要結合職業教育的核心特色，大膽嘗試，同樣探索出以企業為依托，通過校企合作方式，或設置校外實訓基地，以真實的項目驅動的教學方式，完成人才培養的任務。

而現階段國內高職藝術設計類專業的人才培養模式仍然較為傳統，各專業較為孤立，缺乏專業特色，整體結構優勢不夠明顯。正式這種針對性、實踐性和應用性不強教與學，不僅不利于激發學生的學習熱忱和興趣，在專業技能培養上也無法體現出職業技術教育的特色，最為直接的表現就是學生就業率下降，學生現有的專業技能無法滿足企業的用人需求，從而影響各專業持續發展的生命力。

綜上所述，高職藝術設計類專業模塊化職業技能需要更為系統的串聯、統籌和特色平臺搭建，因此轉化平臺搭建設的必要性，現實可見。

一、創意中心的微型產業鏈項目簡介

這里的平臺“微型產業鏈項目”是以天津中德職業技術學院藝術系成立的創意中心為例，創意中心與企業對接，將承接的項目分配給各個藝術設計專業，通過項目驅動，教師指導學生完成教學內容和產品的設計成型，最終服務企業創造效益。創意中心就是這個平臺，它將藝術設計類各相關專業的課程知識和校內外各種資源融合有效的串聯，其目的是達到學生技能提升和校企項目開發為一體的綜合性教學平臺，成為面向市場、面向行業的藝術設計人才的培訓基地。根據用人單位對藝術設計類崗位的知識技能和工作職責要求，構建以崗位工作能力為主線，以職業要求為標準，建立的一個類似于閉合性鏈條的創意中心。（如簡圖所示）

二、現狀調研

在天津中德職業技術學院校級課題《基于創意中心的微型產業鏈搭建――高職藝術設計類專業模塊化職業技能轉化平臺研究》的基礎上，本人通過以訪談和問卷的形式完成了課題研究的前期調研工作，論證了高職藝術設計類專業模塊化職業技能轉化平臺搭建的必要性。

1.學生的興趣點調研

1.1現代社會人們更加注重對自我個性化的追求，對衣食住行等各領域的用品和環境提出了更高的要求，產品已不再是一般的實用物品，而是由里到外，通過它的結構、形態、材質、色彩等給人以美和特別感的個性標志。作為高職藝術設計類的學生更加需要有敏感的專業素養，通過個人的情感、審美和大眾文化的感知和理解定義出自身的學習興趣和后期的設計理念、技術素養，發展方向。

1.2在自己所教授的課程反饋中，發現每位學生都有自己的興趣點，這些興趣點也有一定的共性。如學生喜歡成型的物品，學生在學習專業的過程中就可以發現，帶有項目驅動任務的教學深得學生的喜愛，如選修類的產品快速成型、陶藝等課程，這些課程能夠使學生帶著任務去學習相關的專業知識，因為這樣學生會在個人的動手技能上得到提升，當任務完成時，有成品的出現，學生會有一種成就感，以及隨之而來動力。

1.3基于創意中心的成立，學生們都興奮不已，紛紛申請自己是否可以去體驗鍛煉。由此可見，現代高職學生的興趣點與以往不同，不僅是學習知識，他們更多的是喜歡更早的進入社會實踐中，不管自己是否具備一定的專業知識，技能是否能勝任企業的要求，體驗創業的成就感是高職學生的普遍心理期望。通過高職藝術類專業模塊轉化的平臺搭建，就可以滿足學生的這種需求，同時可以從一定程度上激發調動學生的學習興趣，動手能力，是抽象知識和實踐體驗有機結合。

現代高職藝術設計類技能人才所需具備的能力是敏銳的感知能力、分析能力、審美能力、創造能力、表達與溝通能力及市場預測能力。這些素質、技能的培養需要一個較為新穎、較為完整的體系的搭建去改進和培養，因此，這個微型產業鏈的搭建研究可以為學生提供提升自我能力的完整一個平臺。

2.教師調研

通過對系部藝術設計類任課教師的訪談，總結反映出了現在藝術設計教學授課存在一些方面的問題。表現為，學生上課興趣不高，學習積極主動性差，教學任務完成質量不高，教學進度不能正常推進。其次，學生的設計思路和設計創新性不突出，設計缺乏實用性，設計的是成品而非產品，最終導致沒有獨立完整的設計產品，同時與企業的實際技能需求相差甚遠，學生就業受到了很大的影響。

從教學角度看，一般的教學大綱的教學要求過于傳統，教師教案的內容設計也缺乏務實性，教師希望可以通過一些真實的與企業對接的項目讓學生去主動動手，教學過程有效實施。

3.企業、市場調研

高職學校定位是“校企合作”、“產學結合”。目前，機械、電氣等工科專業正在適用。那么，藝術設計類專業又如何呢？根據藝術設計類學生到企業、公司去實習后的反饋，企業需要有工作經驗的設計人員，不愿意耗費精力和財力再去培養剛剛走出學校的實習生。這就表明了，我們的學生能力不能滿足企業的需求。經分析，問題在于學生綜合技能的培養沒有實際的鍛煉平臺和熟練機會。

企業和學生出現的問題，對高職院校藝術設計類人才培養目標進行了預警。教師的專業教授和學生的學習需要有機統一，如何實現這一統一性，一個濃縮專業的項目平臺的搭建便成了解決這一問題的關鍵。由此，學生可以在學校完成一個真正的項目實操，根據學校現有的教學設備、場所、因地制宜，以學生為本，以就業為導向的職業教育人才培養可以充分突顯職業院校優勢。

三、高職藝術設計類專業模塊化職業技能轉化平臺搭建的必要性

1.學生學習專業只是停留于學習專業表面形式，而專業知識的融匯能力無法獨立完成。所有的設計思路、理念都只是在做表面文章。因此，學生需要相關的教育教學為其搭建平臺，去引導和幫助他們進入專業，規范的學習系統，完成從裝腔作勢的痞子青年到有技能有素養的文藝青年的蛻變。

2.學生學習專業提不起興趣，即便有教師的精彩授課，可是傳統的教學案例無法引發所有學生的興趣，長此以往，學生便沒有了學習的動力，這樣沒有興趣點也就無法引發設計的激情，便沒有了創作。

3.教師的教學任務無法有效推進，學生設計的產品缺乏創新理念和實用性，教師的教學科研處境尷尬。

4.進入企業后，學生發現所學的專業知識在工作中無用武之地，專業與工作無法順利接口，對于企業而言，一個項目所涉及的專業范疇較為廣泛，對人才的需要也就較為全面。所以說一個專業的學習，如果沒有開放、多元性的各個專業的統籌便無法滿足現代企業和市場的需求，高職學生三年的教育結果只能是未就業就先失業。

5.通過調查，在目前學校就業部門組織的大學生創業報名活動中，可以發現這樣一個現象：學生對于這個活動的參與積極性十分的高漲，據不完全的數據統計，藝術設計類學生參與創業培訓報名人數占人數的60%以上，而且低年級的學生也積極參與其中。可見，學生對這個平臺搭建的渴望十分迫切。

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項目教學法是指將某門專業課程按生產過程的要求，將課程設計成若干個實訓項目，每個實訓項目都對應于一個實際的工作任務，也都有每個項目的能力目標，老師的教學就是指導學生完成實訓項目，可以最大限度的發揮學生的主觀能動性，提高學生的實踐能力。這種方式主要使用于實踐技能訓練課程的教學方式。其主要特點是：（1）師生通過共同實施一個完整的“項目”工作來進行教學。（2）學生在教師的主持下，以小組合作工作的形式自行組織完成項目。（3）實踐的同時，注重理論的滲透。（4）學習過程成為一個人人參與的創造實踐活動，注重的不是最終的結果，而是完成項目的過程。（5）有明確的評分標準，可以對完成的項目是否達到教學目的進行評價。

二、學習目標和學情分析

（一）學習目標。對一門具體課程，衡量期望值的指標是課程標準或教學大綱。“模具制造技術一體化教學”課程期望是理論知識達到中職“模具制造工藝”課程教學大綱規定的教學目標；操作技能達到中級模具鉗工國家職業標準規定的技能要求；并通過國家職業技能鑒定考核，取得相應職業資格證書。這是課程總的教學目標。

（二）學情分析。學情分析是要找出學生的背景、學習特性及先備技能，為制定教學目標、教學策略、教學媒體、教學過程以及教學評價等具體的教學設計過程提供依據，創造適合學生的課程。本教學的學習者為中職第二學年學生。相當多同學仍停留在自己是考不上高中的落伍者的心理狀態中，希望得到尊重、理解、平等相待，有強烈的自主要求與成功自豪感；部分同學學習基礎較差，對純理論的課堂教學提不起興趣。

三、學習內容分析

學習內容是為實現教學目標，要求學習者系統學習的知識、技能和行為的總和。為便于進行項目組合，這里將學習內容按模具結構各系統零件加工工藝理論和操作技能兩部分分別劃分為單一學習單元或單一基礎技能。劃分時，每個學習單元內容應盡可能保持知識體系的教學單位特征，理論知識和操作技能要便于融合成一個有機的“項目”組合體。同時，要考慮教學的時間安排，避免在同一個“項目”中包含過于冗長的理論內容或繁多的操作技能內容。

四、教學模塊（項目）設計

教學模塊（項目）設計的根本目的是通過對教學資源、學習過程和學習內容進行組織安排，創設有效的教學系統，以促進學習者的學習。教學模塊既要具備項目教學法的特征，又要符合一體化教學的要求。