序論：寫作是一種深度的自我表達(dá)。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內(nèi)心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇工程問題的定義范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

引言

公路工程質(zhì)量是否達(dá)到設(shè)計、規(guī)范的要求是檢測部門要做到事情，在進(jìn)行檢測的過程中，突出對主要指標(biāo)的檢測與評判將是質(zhì)量檢測部門的重中之重。我們在施工單位、監(jiān)理單位、設(shè)計單位、建設(shè)單位、質(zhì)監(jiān)部門，如果單純的問什么是公路工程的質(zhì)量的問題的時候，許多的回答是嘀笑皆非的，天天管質(zhì)量的負(fù)責(zé)人不一定能夠很全面的回答這個問題，因此，公路工程質(zhì)量的保證首先要了解和理解什么是質(zhì)量，如何保證質(zhì)量，這是先解決的問題。本文通過質(zhì)量概念的闡述，簡單的談?wù)劰饭こ藤|(zhì)量與檢測。

質(zhì)量的定義

質(zhì)量是什么，公路工程質(zhì)量又是什么，我們在實(shí)踐中對質(zhì)量控制是如何做的呢，對于大多人來說，質(zhì)量的定義是陌生的，許多人對質(zhì)量的態(tài)度也是很模糊的，筆者多年來從事質(zhì)量檢測工作，對質(zhì)量的特性，表述也是很膚淺的，通過多年的了解，特別是通過對質(zhì)量管理體系的學(xué)習(xí)，對質(zhì)量的定義有了膚淺的認(rèn)識，在GB/T19000-2008《質(zhì)量管理體系 基礎(chǔ)和術(shù)語》中對質(zhì)量的定義是：一組固有特性滿足要求的程度。而對要求的定義是：明示的、通常隱含的或必須履行的需求或期望。這個定義是迄今為止我所了解到的對質(zhì)量的定義最具有權(quán)威的解釋，那么，公路工程的質(zhì)量就可以理解為公路工程固有特性滿足設(shè)計、規(guī)范、行車、道路安全以及出行方便等等要求的程度問題。

公路工程質(zhì)量問題

公路工程固有特性是什么呢？這個問題是詮釋公路工程質(zhì)量的最佳問題，對于固有特性，在公路工程中固有特性主要表現(xiàn)在道理行車安全、方便，有利于通行等方面，而規(guī)定這些固有特性的東西都體現(xiàn)在我們的設(shè)計圖紙中，設(shè)計圖紙中規(guī)定了公路工程的一些指標(biāo)，如公路的等級，公路的幾何尺寸，所要的用途，道路完工后注意的事項(xiàng)，這些指標(biāo)都是在設(shè)計中明示的，必須要遵守的，那么公路工程質(zhì)量的第一個固有特性，明示的要求都在我們的施工圖設(shè)計中，還有就是我們的各種規(guī)范、規(guī)程，比如《公路路基施工規(guī)范》、《瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》等等規(guī)范，這些規(guī)范就對我們的公路施工過程中的一些細(xì)節(jié)進(jìn)行了明文規(guī)定，只有符合了這些要求，那么才能說明是達(dá)到了質(zhì)量要求，所以公路工程質(zhì)量問題的關(guān)鍵就在于按圖紙施工，按規(guī)范要求進(jìn)行施工，這也是我們施工的依據(jù)，也是監(jiān)理的依據(jù)，同時也是驗(yàn)收的依據(jù)。

質(zhì)量檢測問題

通過對質(zhì)量定義的探討，對公路工程質(zhì)量問題的探討，我們從中可以發(fā)現(xiàn)，所有質(zhì)量問題探討的核心就是按圖施工和按規(guī)范施工的問題，所有質(zhì)量檢測問題也就應(yīng)該從施工設(shè)計圖紙和規(guī)范入手，對質(zhì)量進(jìn)行檢測，檢測的依據(jù)也是施工圖紙和規(guī)范。在施工圖設(shè)計中對公路工程的許多指標(biāo)都是進(jìn)行量化的，比如公路的幾何尺寸長度，路基路面寬度、橫坡度、高程都是有明確的要求的，對于路基路面的壓實(shí)度、彎沉也是在設(shè)計中明確的，同時在《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》中對上述指標(biāo)的偏差都進(jìn)行了規(guī)定，超出偏差范圍都是屬于不合格，達(dá)到一定的程度整個工程就是評定為不合格工程，在《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)》、公路工程驗(yàn)收規(guī)范等文獻(xiàn)中都規(guī)定，如果分項(xiàng)工程的評分小于75分即評定為不合格工程，因此質(zhì)量檢測過程必須要公平、公正、方法要科學(xué)，這樣才能對公路工程質(zhì)量做出最具有權(quán)威的評價。

質(zhì)量檢測手段

公路工程質(zhì)量檢測手段隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，日益得到了廣泛的推廣，從最初的鋼卷尺測量橋梁涵洞的長度到現(xiàn)在的紅外線測距儀的使用，從最簡單的回彈儀測得混凝土的推定強(qiáng)度到超聲法檢測混凝土的回彈強(qiáng)度，這些檢測手段對公路工程的質(zhì)量的檢測達(dá)到了一個新的高度，目前我們的質(zhì)量檢測手段日新月異，高、精、尖的測量儀器不斷出現(xiàn)，有效的增加了質(zhì)量檢測的精度，把質(zhì)量檢測工作推到了一個全新的時代，各種無損檢測手段層出不窮，代替以前的破壞性檢測，大大的提高了質(zhì)量檢測的效率和檢測質(zhì)量，以往的許多檢測過程中對已經(jīng)完工的項(xiàng)目進(jìn)行破壞性檢測后遺留的問題有可能就會成為公路病害的源頭，比如在進(jìn)行路面鉆芯后由于對孔洞的修補(bǔ)滯后或者遺忘造成雨后路面進(jìn)水，隨后就使的路面出現(xiàn)大面積的破壞，這種現(xiàn)象在以前的檢測過程中時有發(fā)生，通過無損檢測，這樣的事情發(fā)生的幾率將很大程度上得到改觀。

質(zhì)量檢測工作的建議

公路工程質(zhì)量檢測工作在我省的發(fā)展歷史不是很長，也是近十幾年的事情，但是由于質(zhì)量檢測工作的市場化，造成了質(zhì)量檢測工作競爭的加速，筆者認(rèn)為這對質(zhì)量的控制是有一定的弊端的，質(zhì)量檢測市場的規(guī)范有待進(jìn)一步加強(qiáng)，質(zhì)量檢測人員水平提升與質(zhì)量檢測設(shè)施，的增加，高端化不是處在同一起跑線上，人員綜合實(shí)力無法趕上市場的要求。所以加大人員培訓(xùn)力度，使人員的綜合素質(zhì)能夠適應(yīng)市場的需求，這是質(zhì)量檢測工作的重心，只有人員綜合素質(zhì)提高了才能在激烈的市場競爭中爭得一席之地，也只有這樣才能提高工程質(zhì)量?，F(xiàn)在實(shí)行的標(biāo)準(zhǔn)化工作對公路質(zhì)量檢測工作同樣也是適用的，除了對質(zhì)量檢測、試驗(yàn)表格進(jìn)行規(guī)范統(tǒng)一，尚應(yīng)該對檢測的方法進(jìn)行統(tǒng)一。

結(jié)束語

篇(2)

正如上面這句引文所述，青少年要想成為當(dāng)今世界的參與者，應(yīng)當(dāng)盡早了解包含科學(xué)、工程、技術(shù)和數(shù)學(xué)的STEM學(xué)科。因此小學(xué)教育中這些學(xué)科的高質(zhì)量將會極為重要，應(yīng)該逐漸培養(yǎng)起5～11歲青少年對這些學(xué)科的興趣，對其基礎(chǔ)知識和實(shí)踐過程的理解，以及認(rèn)識到它們與生活實(shí)踐的聯(lián)系。這些STEM的學(xué)習(xí)經(jīng)歷將給予他們在找尋機(jī)會及面對挑戰(zhàn)時一個條理分明的智力與實(shí)踐的框架。同時，該經(jīng)歷使得青少年們能夠提升并很好地使用從那些學(xué)科中得到的經(jīng)驗(yàn)與觀點(diǎn)。

在這篇文章中，我們希望：

?闡明STEM教育的主要目的

?通過3個維度（實(shí)踐、跨學(xué)科概念、學(xué)科核心概念）討論這些學(xué)科的本質(zhì)。

本文將聚焦在STEM中的科學(xué)（S）、技術(shù)（T）及工程（E）。當(dāng)然，數(shù)學(xué)（M）的重要性不言而喻，無論將它作為單一學(xué)科還是STEM的組成部分，我們并不會刻意地去貶低數(shù)學(xué)的重要性。相反。我們堅(jiān)信數(shù)學(xué)是青少年高質(zhì)量教育的基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)在科學(xué)、技術(shù)及工程中的應(yīng)用使得它們能夠更好地結(jié)合在一起。數(shù)學(xué)知識與應(yīng)用數(shù)學(xué)的能力更是在我們探究，以及解決關(guān)于科學(xué)、技術(shù)、工程問題的過程中起到了關(guān)鍵作用。

科學(xué)從本質(zhì)上說是探究?？茖W(xué)探究是科學(xué)所有分支學(xué)科的核心特征，因?yàn)檫@是科學(xué)知識產(chǎn)生和被證實(shí)的途徑。對于科學(xué)家們來說它是黃金標(biāo)準(zhǔn)，使得科學(xué)家們明白了他們是如何掌握科學(xué)知識的，以及可以證明科學(xué)家們所掌握知識的證據(jù)。因此，科學(xué)探究是為了建立知識和理論而產(chǎn)生的一種科學(xué)的策略。用《美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》（National ScienceEducation Standards，USA，1996）的話說，科學(xué)探究是“科學(xué)家學(xué)習(xí)自然世界、基于工作得到證據(jù)，提出解釋及理論的眾多途徑”。

工程和技術(shù)聚焦在改變自然和人造世界，旨在解決問題或滿足人類的需求。通過工程和技術(shù)設(shè)計創(chuàng)造解決問題的方案?？茖W(xué)探究是科學(xué)的基礎(chǔ)，設(shè)計過程是工程和技術(shù)的基礎(chǔ)。正如科學(xué)探究使科學(xué)領(lǐng)域蒸蒸日上，工程及技術(shù)中解決問題的方案也通過設(shè)計過程得以延伸和發(fā)展。

但是，在現(xiàn)實(shí)世界中，科學(xué)、工程、技術(shù)的主要方面并沒有相互脫離?？茖W(xué)知識的產(chǎn)生表明了問題或許可以通過工程和技術(shù)得到解答。相似的是，工程和技術(shù)解決問題的過程同樣影響著科學(xué)知識的發(fā)展，甚至有時產(chǎn)生了新的科學(xué)知識。就青少年而言，我們需要讓他們理解這些學(xué)科之間的基本差異。同樣重要的是還要幫助他們認(rèn)知這些學(xué)科之間的緊密關(guān)系。

STEM學(xué)科的維度

我們使用美國《K-12科學(xué)教育框架》（AFramework for K-12 Science Education；Practices，Crosscutting Concepts，and CoreIdeas，2012）中所述的實(shí)踐（Practices）、跨學(xué)科概念（Crosscutting Concepts）及學(xué)科核心概念（Core Ideas）比較這3個學(xué)科的內(nèi)容。在每一個學(xué)科中，這些維度都緊密聯(lián)系在一起，每一個維度的缺失都將影響整個學(xué)科。也就是說，為了讓學(xué)習(xí)活動能夠真實(shí)，3個維度的內(nèi)容都必須清楚明白地體現(xiàn)在活動設(shè)計中。

實(shí)踐――與成功的科學(xué)、工程，技術(shù)相關(guān)聯(lián)的實(shí)踐或能力

用“實(shí)踐”一詞代替“探究能力”，是因?yàn)樵诳茖W(xué)探究和解決問題中會同時用到知識和技能。而用“探究能力”一詞會讓人感覺這排除了解決問題。其實(shí)“實(shí)踐”超越了“能力”，它包含著討論、爭論、評論和科學(xué)模型的建造等，它將有關(guān)專業(yè)人士是如何將實(shí)踐應(yīng)用到工作中的綜合觀點(diǎn)呈現(xiàn)在了眼前。

幾十年來，科學(xué)教學(xué)經(jīng)歷了強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究能力與學(xué)習(xí)科學(xué)事實(shí)之間的緊張期。過于強(qiáng)調(diào)對事實(shí)的認(rèn)知會使得學(xué)生們認(rèn)為科學(xué)與其他學(xué)科只不過是一些孤立的信息、做實(shí)驗(yàn)或解決問題的簡單步驟而已。這將是對任何學(xué)科的極大誤解。因此，關(guān)鍵是要讓學(xué)生們實(shí)踐那些專業(yè)人士在這些學(xué)科中所應(yīng)用的，這樣做是為了讓他們能夠明白學(xué)科核心概念和跨學(xué)科概念。

表1列舉了STEM中的實(shí)踐。需要強(qiáng)調(diào)的是在現(xiàn)實(shí)生活中這些實(shí)踐不會呈現(xiàn)線性規(guī)律。例如，盡管基于證據(jù)的論證被單獨(dú)列出，實(shí)際上論證卻滲透在每一個實(shí)踐中。在實(shí)際的科學(xué)問題上或是在一個能導(dǎo)致深入理解的現(xiàn)象中都會有論證的出現(xiàn)；在工程和技術(shù)中，對于要解決的問題需要論證，在解釋、設(shè)計過程或得出解決方案時也會有論證的出現(xiàn)；在標(biāo)準(zhǔn)與限制下，討論哪種解釋最符合證據(jù)，或者哪種設(shè)計能得到最好的解決方案也是論證?？偟膩碚f，實(shí)踐應(yīng)聚焦于它所用的不同情境。

事實(shí)上，這張表中最突出的是科學(xué)、工程和技術(shù)的實(shí)踐非常相似。我們都知道科學(xué)家們使用這些實(shí)踐的目的與工程師、技術(shù)專家并不相同。但是，在科學(xué)、工程和技術(shù)中，在實(shí)踐層面高度的共通性不僅有用，且說明了這些學(xué)科交叉的可能性。其實(shí)，在科學(xué)、工程、技術(shù)中差異還是存在的，如科學(xué)上的“提出問題”在工程和技術(shù)中被“定義問題”所代替；同樣，科學(xué)中的“構(gòu)建解釋”在工程和技術(shù)中變成了“設(shè)計解決方法”。

?提出問題vs.定義問題

如果我們認(rèn)為根據(jù)現(xiàn)象提出問題是一個科學(xué)活動的“發(fā)動機(jī)”，那么定義和澄清問題便是工程、技術(shù)和一些數(shù)學(xué)實(shí)例中很重要的因素。

好奇心，或者認(rèn)識、理解，并用科學(xué)問題解釋現(xiàn)象的欲望常常可以激發(fā)科學(xué)。對于科學(xué)的好奇心顯示了科學(xué)問題的架構(gòu)。比如說，學(xué)生會想知道“月亮離地球多遠(yuǎn)”或者“車從一個地方到另一個地方需要多久”，“什么導(dǎo)致了月食”，“如果每天都用濃鹽水澆灌植物，它們會怎樣”……所有這些都是科學(xué)問題并且都可以用科學(xué)的方法回答。

工程則集中在問題的闡明與定義上。通過對產(chǎn)品和過程的工程設(shè)計解決問題并滿足社會的需求。工程師通過定義問題，得到在一定條件限制之內(nèi)成功地解決方法的標(biāo)準(zhǔn)。同樣地，技術(shù)最初的焦點(diǎn)也是在識別和定義問題，以此符合人們的需求和技術(shù)的專業(yè)性。

當(dāng)然，上述討論不應(yīng)該與表中其他實(shí)踐所產(chǎn)生的問題所混淆。比如在分析和解釋數(shù)據(jù)的實(shí)踐中會產(chǎn)生諸如“是否科學(xué)探究活動會回答最初的問題”，“是否是基于證據(jù)提出的解釋”，當(dāng)然也可能是由工程和技術(shù)設(shè)計的解決方案中不同方法的可行性問題。因此，對于所有的STEM學(xué)科，都會遇到與數(shù)據(jù)收集、解釋數(shù)據(jù)相關(guān)的問題。還有些問題是關(guān)于信息的交流是否可以達(dá)到預(yù)期的精準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)。其中有一些問題可以導(dǎo)致回答一個科學(xué)問題的多種方式，或是不同等級的問題解決方案。有時，這種問題會導(dǎo)致那些產(chǎn)生原始設(shè)計和科學(xué)問題的模型發(fā)生改變。根據(jù)這些問題的答案，有可能做出放棄之前提出的實(shí)驗(yàn)或設(shè)計方案的決定。

?建立解釋vs.設(shè)計解決方法

對于科學(xué)，一個很重要的目的是在測試和證據(jù)支持下建立科學(xué)的解釋，以幫助我們理解周圍的世界。這樣做，科學(xué)家們發(fā)展出建立在大量重要的知識、測試和數(shù)據(jù)之上的科學(xué)理論。他們用理論或是模型解釋現(xiàn)象，預(yù)測現(xiàn)象，提升并修改他們之前的知識和對這些現(xiàn)象的理解?？茖W(xué)的解釋在觀察、數(shù)據(jù)和科學(xué)理論間建立有邏輯的連接。例如：一個有名的科學(xué)理論是“微生物理論”。在這個學(xué)說中，傳染性疾病是由病人身上叫做細(xì)菌的微小生物導(dǎo)致的，不同的細(xì)菌會產(chǎn)生不同的疾病。如果細(xì)菌從一個生病的人傳播到一個健康的人身上，它們就可以在這個健康的人的體內(nèi)傳播。人們可以通過消滅這些細(xì)菌或者減少它們導(dǎo)致疾病的活動得以康復(fù)。很多支持這一理論的證據(jù)從成千上萬個病例中累積起來。因此某一個人的病癥可以被判斷為有傳染性或是沒有，并能被判斷為是由某一種特定的細(xì)菌導(dǎo)致的，從而可以依據(jù)理論和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)確定治療方法。通過在證據(jù)基礎(chǔ)上建立理論或者理論模型的過程，科學(xué)家們增長了對現(xiàn)象的認(rèn)識和理解。

但是工程和技術(shù)的目的是為了創(chuàng)造一種設(shè)計并解決問題，從而滿足人類的需求。就像科學(xué)中理論的建立一樣，工程設(shè)計是一個具有系統(tǒng)性和生命力的思考過程。具體的活動包括在工程設(shè)計之中，然而即便工程師應(yīng)用了科學(xué)知識，工程設(shè)計的過程卻與科學(xué)探究完全不一樣。在定義問題后，他們不得不去考慮必須達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計的特點(diǎn)。例如在建橋過程中.他們需要考慮橋的組成部分、控制裝置、預(yù)期的長度與高度、最大的承載量等。除此之外，他們必須考慮限制條件，如可獲得的資源、完成的時間和環(huán)境條件。不論是“好”，或僅僅是“還可以”，他們需要在限制條件和解決方案的質(zhì)量間作出基于權(quán)衡的重要決策。在所有的決策中，工程師們需要應(yīng)用科學(xué)、技術(shù)和數(shù)學(xué)的知識。對于所有的目的而言，技術(shù)設(shè)計和工程設(shè)計是一樣的。但是，我們意識到技術(shù)是由經(jīng)驗(yàn)、磨煉與學(xué)習(xí)所導(dǎo)致的，而并非科學(xué)。在這些情況下，它比設(shè)計更強(qiáng)調(diào)工藝。

跨學(xué)科概念

有一些概念在所有的STEM學(xué)科中都會出現(xiàn)，甚至出現(xiàn)在其他的學(xué)科中，這就是跨學(xué)科概念。它們產(chǎn)生干闡明各學(xué)科核心概念的現(xiàn)象或者問題的過程中。它們有助于理解觀察和在數(shù)學(xué)思維、問題解決方案中建立理論。跨學(xué)科概念不是存在于真空中，因此，這些跨學(xué)科概念不應(yīng)該在孤立的調(diào)查或問題解決情境中學(xué)習(xí)，尤其是它們與學(xué)科核心概念的發(fā)展密切相關(guān)。

不論是科學(xué)家、工程師、技術(shù)專家，還是數(shù)學(xué)家，這些跨學(xué)科概念在看待世界上各種現(xiàn)象時可作為有力且全面的框架。因?yàn)樗鼈兂搅瞬煌琒TEM學(xué)科之間的邊際，它們也被稱為統(tǒng)一的概念。我們將它們列在表2中，并提供簡潔的說明。

學(xué)科核心概念

學(xué)科核心概念即是幾個學(xué)科的核心主題。如物質(zhì)科學(xué)中，有很多概念與物質(zhì)特征、力、運(yùn)動有關(guān)；在生命科學(xué)中有關(guān)的則有生物體的生長與發(fā)展、與環(huán)境的相互依存和適應(yīng)等。與其相似的是，在地球與空間科學(xué)中，有一些概念例如地球、太陽系、天氣和氣候。工程與技術(shù)中的核心概念涉及定義問題并設(shè)定問題的邊界、提出問題的解決方案，以及了解科學(xué)、工程、技術(shù)三者之間相互依靠的關(guān)系。

當(dāng)然，與其在基礎(chǔ)的科學(xué)、工程、技術(shù)中討論學(xué)科核心概念，倒不如用4個標(biāo)準(zhǔn)說明什么是學(xué)科核心概念。這個思想來自于《K-12科學(xué)教育框架》，它告訴我們學(xué)科核心概念應(yīng)該是：

?在橫跨科學(xué)、工程、技術(shù)等多學(xué)科時具有廣泛的重要性，或者是在單一學(xué)科中扮演重要的組織作用

通過這些核心概念，學(xué)生們學(xué)習(xí)了科學(xué)知識和對自然事件的解釋，例如空氣、水、礦物、生物、煤燃料、油燃料等，學(xué)習(xí)了關(guān)于可再生資源和不可再生資源的消耗。在工程設(shè)計中，明白了他們所用的自然和人造事物的性質(zhì)，以及如何去使用它們。他們考慮了產(chǎn)品和生產(chǎn)產(chǎn)品過程中的環(huán)境影響。例如，建造橋和生產(chǎn)食物產(chǎn)品的方式對于資源的分配和獲取的影響。

?提供理解或調(diào)研復(fù)雜觀點(diǎn)和解決問題的核心工具

對例如材料、能量、燃料的自然資源的學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)更復(fù)雜知識的基礎(chǔ)，如對于物質(zhì)本質(zhì)的理解（原子的運(yùn)動與排列解釋了不同材料的性質(zhì)）；能量可以以電、化學(xué)、磁及力等形式存在；自然資源的獲取影響著工程和技術(shù)的產(chǎn)品，人類住處與自然資源的分配和適宜的天氣條件密切相關(guān)等。

?與學(xué)生們的興趣和生活經(jīng)驗(yàn)息息相關(guān)，或者是可以聯(lián)系到需要用科學(xué)技術(shù)認(rèn)知思考的社會和個人的觀點(diǎn)

這是選擇學(xué)科核心概念的重要一條，因?yàn)檫@些將與學(xué)生的生活息息相關(guān)。如學(xué)生學(xué)習(xí)生活中可接觸到的事物的性質(zhì)，以及可以改變事物性質(zhì)的情況，學(xué)習(xí)能量的類型和能量的影響，并聯(lián)系他們的人生經(jīng)歷；學(xué)習(xí)有生命的事物是靠什么生存并生長的；學(xué)習(xí)人類是怎么利用原材料制造產(chǎn)品和設(shè)施的，例如食物、玩具、橋、樓房、自行車。以及各種工程和技術(shù)的其他產(chǎn)品；他們還會學(xué)習(xí)自然資源的短缺是如何影響他們生活的，比如沒有規(guī)律的雨水、礦物和糧食作物。

?在逐步提升知識深度和復(fù)雜度的多種等級中，要做到可教且可學(xué)

當(dāng)孩子們進(jìn)入小學(xué)時，他們了解不同的材料和它們各自的價值。而在小學(xué)的前期，他們的學(xué)習(xí)包括對事物和狀態(tài)（固體、液體、氣體）、天氣和一些自然和人造事物的科學(xué)認(rèn)識。在小學(xué)的后期，他們會學(xué)習(xí)由看不見的顆粒組成的物質(zhì)（空氣有重量但是看不見）。在更后期，他們會學(xué)習(xí)化學(xué)，如金屬和塑料在不同情況下的用途，他還會根據(jù)測量性質(zhì)識別不同的材料；在生命科學(xué)中，他們學(xué)習(xí)關(guān)于人類活動對于地球和生態(tài)系統(tǒng)，例如土地、空氣、水質(zhì)和生物多樣性的影響。在教育的所有等級中，他們會學(xué)習(xí)開發(fā)自然資源是有益處的，但是這種做法會導(dǎo)致資源的短缺，這歸根于不可再生資源的耗盡。

篇(3)

關(guān)鍵詞：TRIZ理論 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計 引導(dǎo)

現(xiàn)代國家的經(jīng)濟(jì)必須擁有可持續(xù)的創(chuàng)新能力，才能在激烈的國際市場競爭中占有科技產(chǎn)品的制高點(diǎn)。隨著計算機(jī)和信息技術(shù)的高速發(fā)展，產(chǎn)品的生命周期越來越短，產(chǎn)品的更替速度也越來越快，產(chǎn)品創(chuàng)新度不僅是產(chǎn)品存在的必要，也是最具生命力的驅(qū)動力。

在目前國家高度提倡創(chuàng)新建設(shè)的形勢下，如何積極探索創(chuàng)新理論培訓(xùn)方法，對于培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的工程設(shè)計人員，具有非常重要的意義。

一、創(chuàng)新設(shè)計方法的社會需求

結(jié)合目前工業(yè)4.0的發(fā)展要求，創(chuàng)新設(shè)計對于處于工業(yè)化進(jìn)程中的我國，是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)。目前我國正在向設(shè)計制造強(qiáng)國發(fā)展的目標(biāo)進(jìn)軍，在進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)強(qiáng)國夢的過程中，世界科學(xué)技術(shù)的壁壘政策，使我國通過學(xué)習(xí)先進(jìn)國家的技術(shù)從而趕上發(fā)達(dá)國家的難度越來越大，“后發(fā)優(yōu)勢”的作用基本不存在了；另一方面，由于企業(yè)缺乏自主創(chuàng)新的能力，使得我國相當(dāng)部分制造企業(yè)處于困境中。

國家自然科學(xué)基金委員會發(fā)表的優(yōu)先資助領(lǐng)域戰(zhàn)略研究報告《先進(jìn)制造技術(shù)基礎(chǔ)》中指出：增強(qiáng)產(chǎn)品自主創(chuàng)新能力，提高新產(chǎn)品市場競爭力，已成為新世紀(jì)我國制造科學(xué)基礎(chǔ)研究的國家目標(biāo)?？倳浽?006年召開的全國科技大會上，提出了走中國特色自主創(chuàng)新之路，建設(shè)創(chuàng)新型國家的目標(biāo)。而這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵是創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

科技部關(guān)于創(chuàng)新方法工作專項(xiàng)2015年度項(xiàng)目指南的通知中指出：創(chuàng)新方法是科學(xué)思維、科學(xué)方法和科學(xué)工具的總稱。加強(qiáng)創(chuàng)新方法工作，切實(shí)做好相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用具有重要意義。創(chuàng)新方法工作是要一項(xiàng)基礎(chǔ)性、長期性的工作，是從源頭增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力和推進(jìn)創(chuàng)新型國家建設(shè)的重要舉措。

因此，創(chuàng)新方法的教育培訓(xùn)在工程設(shè)計人員的繼續(xù)教育培訓(xùn)中已經(jīng)成為熱點(diǎn)培訓(xùn)之一。通過培訓(xùn)激發(fā)工程設(shè)計人員的潛在設(shè)計能力，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，以應(yīng)對國家和社會對創(chuàng)新人才的需求，是值得我們花大力氣來研究和探討的。

二、創(chuàng)新方法教育的必要及重要性

在工程項(xiàng)目類設(shè)計領(lǐng)域中，設(shè)計能力是一種綜合能力，是由多種能力組合而成，包括常規(guī)知識（如書本知識、實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)知識等）、創(chuàng)造性思維方法及思辨能力三部分。

創(chuàng)新設(shè)計的定義為：充分發(fā)揮工程設(shè)計者的創(chuàng)造思維和創(chuàng)新能力，在人類社會中已有或沒有的科學(xué)技術(shù)成果基礎(chǔ)上，進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計方案的構(gòu)思、設(shè)計出更具有新穎性、創(chuàng)造性及實(shí)用性的產(chǎn)品系統(tǒng)的一種腦力實(shí)踐活動。

創(chuàng)新設(shè)計方法的培訓(xùn)是指利用理論培訓(xùn)和課題引導(dǎo)的手段對工程設(shè)計人員在工程設(shè)計領(lǐng)域內(nèi)進(jìn)行創(chuàng)造性思維潛能的激發(fā)和創(chuàng)新實(shí)踐能力的訓(xùn)練。

現(xiàn)代工程設(shè)計問題涉及到力學(xué)、電學(xué)、機(jī)械學(xué)、信息技術(shù)甚至美學(xué)等學(xué)科，其最鮮明的時代特點(diǎn)是其學(xué)科的交叉性。同時，工程設(shè)計過程又是一個嚴(yán)謹(jǐn)性、科學(xué)性的思維過程，從概念設(shè)計到詳細(xì)設(shè)計必須經(jīng)過嚴(yán)格的科學(xué)設(shè)計計算。此外，不斷發(fā)展的創(chuàng)新設(shè)計技術(shù)及方法，如公理化設(shè)計、TRIZ設(shè)計等方法的出現(xiàn)，為工程產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計提供了新的手段。特別是CAD技術(shù)、虛擬樣機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展，大大加快了產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計周期，因此，創(chuàng)新設(shè)計方法的培訓(xùn)是以培養(yǎng)工程設(shè)計人員的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力為基本內(nèi)涵的培訓(xùn)實(shí)踐。

通過多年的培訓(xùn)任務(wù)，筆者在工程項(xiàng)目培訓(xùn)過程中提倡應(yīng)用具體的思維引導(dǎo)方式，建立標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計思維流程，使得培訓(xùn)師在培訓(xùn)過程中有流程可循，同時使學(xué)員在訓(xùn)練過程中，能有目標(biāo)、有層次的展開工程實(shí)例的分析，可以使用各種解決問題的理論工具及方法，從而更有效率的解決復(fù)雜問題。在研究過各種現(xiàn)代設(shè)計理論及方法后，筆者選擇了創(chuàng)新設(shè)計方法TRIZ理論，作為項(xiàng)目培訓(xùn)的基礎(chǔ)及實(shí)踐的主要輔助技術(shù)。

TRIZ理論自上世紀(jì)進(jìn)入我國，在機(jī)械、化工、電子技術(shù)等領(lǐng)域逐步深入，目前在管理、教育教學(xué)等非技術(shù)領(lǐng)域也有其身影。自2003年起有多篇文獻(xiàn)涉及到將TRIZ理論和教學(xué)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。如廣州大學(xué)的江帆提出將TRIZ和工程創(chuàng)新教育進(jìn)行融合，構(gòu)建了TRIZ的創(chuàng)新教學(xué)體系。

三、TRIZ基本理論

TRIZ理論（TRIZ 是俄文“TeopHH p eⅢe H H且H 3 0 B p e T a T eⅡb C K H X 3aⅡarl”創(chuàng)新問題解決理論的詞頭縮寫）是系統(tǒng)性的技術(shù)創(chuàng)新理論[4]，由俄國學(xué)者根里奇-阿奇舒勒于1946年最先提出，TRIZ理論體系龐大，是目前體系最完整，操作性最強(qiáng)的創(chuàng)新設(shè)計理論。TRIZ理論主要可以歸納為以下六個方面的內(nèi)容：①創(chuàng)新思維方法與問題分析方法；②技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)化法則；③技術(shù)矛盾解決原理；④物場分析標(biāo)準(zhǔn)解法；⑤發(fā)明問題解決算法；⑥科學(xué)知識效應(yīng)庫。在TRIZ中解決問題的流程是：首先定義問題，接著分析問題，運(yùn)用矛盾矩陣和發(fā)明原則，最后產(chǎn)生創(chuàng)新性解決方案。如圖1所

常規(guī)的創(chuàng)新思維方式如頭腦風(fēng)暴法、635法、逆向思維法、優(yōu)缺點(diǎn)法等，都強(qiáng)調(diào)思維的發(fā)散開闊性，這些思維方法最大的問題是導(dǎo)致問題求解的效率不高，在工程問題求解時往往不能收斂。而TRIZ理論在遵循客觀規(guī)律的基礎(chǔ)上倡導(dǎo)規(guī)范化的思維流程，提倡發(fā)明者沿著一定的維度進(jìn)行發(fā)散思維，在這些維度中引導(dǎo)分析思路和解決集的形成。TRIZ的三種主思維維度，即時間維度、層次維度、因果維度。如圖2所示，在這三種主維度中往復(fù)發(fā)散，相應(yīng)擴(kuò)展尺寸、成本、資源等副維度，使得在基于TRIZ理論的發(fā)散思維過程中可以有效避免散亂無序、不能收斂問題集的缺點(diǎn)，而有效提高解決創(chuàng)新問題的效率。

四、工程創(chuàng)新設(shè)計能力培養(yǎng)方式的探討

（一）培訓(xùn)師是創(chuàng)新設(shè)計能力培養(yǎng)的根本

開展創(chuàng)新設(shè)計方法的訓(xùn)練，需要高水平的培訓(xùn)師作保證。由于創(chuàng)新設(shè)計方法涉及很多領(lǐng)域的科學(xué)知識如機(jī)械、電子、計算機(jī)技術(shù)、光學(xué)等方面。因此，培訓(xùn)師除了在認(rèn)識上對創(chuàng)新教育給予足夠的重視外，還要擁有廣博扎實(shí)的專業(yè)知識，已經(jīng)正確的訓(xùn)練方法和技巧，同時，還要深入科研第一線，在實(shí)踐中不斷培養(yǎng)和積累培訓(xùn)技巧，進(jìn)而為工程人員創(chuàng)新設(shè)計能力的培養(yǎng)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（二）創(chuàng)新方法的引導(dǎo)是創(chuàng)新實(shí)踐的保證

創(chuàng)新設(shè)計培訓(xùn)離不開創(chuàng)新實(shí)踐。通過在項(xiàng)目課題培育過程中導(dǎo)入創(chuàng)新方法，從實(shí)踐中學(xué)習(xí)和積累創(chuàng)新知識，是創(chuàng)新能力提高的保證。課題項(xiàng)目基本上都呈現(xiàn)了企業(yè)工程設(shè)計實(shí)踐中的現(xiàn)實(shí)問題或需要實(shí)現(xiàn)的技術(shù)改革方案和措施，在這一系列設(shè)計過程的背后，關(guān)鍵是培訓(xùn)教師對這些項(xiàng)目課題所做的引導(dǎo)，有些學(xué)員盲目的被困于已有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，不能開拓思維接受新的想法，很難達(dá)到培訓(xùn)目的。因此創(chuàng)新方法的培訓(xùn)關(guān)鍵任務(wù)是根據(jù)培訓(xùn)目的和內(nèi)容尋找合適的方法，引導(dǎo)學(xué)員進(jìn)行問題分析思考。TRIZ理論創(chuàng)新方法為我們提供了一種有效的思維工具，成為解決創(chuàng)新方法教學(xué)問題的有效手段。

（三）創(chuàng)新方法教學(xué)的課程安排

筆者提出將TRIZ理論和項(xiàng)目培育相結(jié)合，利用TRIZ理論作為基本的設(shè)計過程形成統(tǒng)一的思維流程。通過該流程，學(xué)員可以打破自身的盲從心理，以積極的態(tài)度解決問題，同時培訓(xùn)師可以利用該流程，減少工作量，提高創(chuàng)新培訓(xùn)的效率。

在該流程中，階段1的培訓(xùn)中主要以創(chuàng)新理論及方法的介紹學(xué)習(xí)為主要內(nèi)容，階段2中以項(xiàng)目課題的培育為主，在項(xiàng)目培育過程中，學(xué)員實(shí)踐創(chuàng)新理論同時更深刻理解和掌握創(chuàng)新方法和思路，最后在總結(jié)答辯階段進(jìn)行學(xué)員評估。很明顯，在該階段不適合使用考試類的傳統(tǒng)單一的評估方式，我們提倡多樣化的交流形式，鼓勵開發(fā)地共享設(shè)計成果，因此采用TRIZ理論中的權(quán)重綜合評價法給出學(xué)員的學(xué)業(yè)評價。

五、培訓(xùn)教學(xué)實(shí)例

考慮到創(chuàng)新培訓(xùn)過程中的實(shí)例基本都是企業(yè)的在研課題，因此屏蔽了項(xiàng)目課題的具體內(nèi)容，只介紹提煉后形成的項(xiàng)目引尋流程。

根據(jù)帶項(xiàng)目企業(yè)提供的工程資料，包括圖紙、性能參數(shù)和工作原理的說明等內(nèi)容，學(xué)員對產(chǎn)品系統(tǒng)進(jìn)行分析，其主要步驟如圖3所示。在該分析過程中，學(xué)員運(yùn)用九屏幕法對系統(tǒng)的現(xiàn)在、過去、未來，系統(tǒng)的子系統(tǒng)、超系統(tǒng)進(jìn)行了分析，使系統(tǒng)分析更加全面。

通過流分析，我們能清楚的看到技術(shù)系統(tǒng)的能量傳遞組件，控制組件，結(jié)構(gòu)組件。通過流分析還可以幫助我們進(jìn)一步了解組件對技術(shù)系統(tǒng)的功能貢獻(xiàn)。

利用因果分析方法，對產(chǎn)品系統(tǒng)中的問題定義矛盾，包括定義技術(shù)矛盾和物理矛盾，如圖6和圖7所示。

圖6因果分析模型

圖7技術(shù)矛盾定義

最后通過對系統(tǒng)的組件分析，裁剪分析、因果分析、SKB、物場分析找到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不足的原因，并通過討論得到相關(guān)的問題解決方案。最終獲得的可行解決方案如下表1所示。

表1方案和使用的相關(guān)解決工具

六、結(jié)束語

創(chuàng)新思維是工程設(shè)計人員在解決復(fù)雜工程問題過程中所表達(dá)出來的能夠產(chǎn)生創(chuàng)新產(chǎn)品或概念的一種思維方式。

篇(4)

中圖分類號：C35文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

1開發(fā)質(zhì)量體系的行業(yè)現(xiàn)狀

質(zhì)量是設(shè)計出來的。汽車設(shè)計是一項(xiàng)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要負(fù)責(zé)各個子系統(tǒng)和零部件的工程師組成一個團(tuán)隊(duì)一起合作才能完成。為確保團(tuán)隊(duì)在開發(fā)過程中的設(shè)計質(zhì)量必須依靠質(zhì)量管理體系。質(zhì)量管理體系是一個公司、一個組織能夠高質(zhì)量高效率的完成一項(xiàng)復(fù)雜工作的保障。目前在全球汽車行業(yè)，比較通行的是T/S16949質(zhì)量管理體系。T/S16949質(zhì)量管理體系是由IATF國際汽車特別工作小組協(xié)調(diào)和制定的汽車工業(yè)通用的質(zhì)量管理體系標(biāo)準(zhǔn)，是以ISO9001體系、意大利AVSQ體系、法國EAQF體系、美國QS 9000體系及德國VDA6.1體系為基礎(chǔ)的共同的汽車工業(yè)質(zhì)量體系要求。T/S16949質(zhì)量管理體系與顧客的要求相結(jié)合，促進(jìn)持續(xù)改進(jìn)，強(qiáng)調(diào)缺陷預(yù)防，減少供應(yīng)鏈中的變差和浪費(fèi)，降低成本。近年來，國內(nèi)汽車行業(yè)對于質(zhì)量管理體系越來越重視，眾多的企業(yè)及其技術(shù)中心都先后通過了T/S16949質(zhì)量管理體系的認(rèn)證，不僅包括上海通用、上海大眾、長安福特等合資企業(yè)，還包括上汽乘用車、北京汽車、奇瑞等自主品牌企業(yè)。對于一個汽車企業(yè)的技術(shù)中心，實(shí)施T/S16949質(zhì)量管理體系標(biāo)準(zhǔn)，有利于不斷改善質(zhì)量管理方法，有效的控制產(chǎn)品研發(fā)質(zhì)量、降低質(zhì)量成本，順利的開發(fā)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。

國內(nèi)部分車企業(yè)為了提升新車型的設(shè)計質(zhì)量，加強(qiáng)新車型開發(fā)過程中的質(zhì)量管理，在其技術(shù)中心內(nèi)部設(shè)立了專門的工程質(zhì)量部門，主要負(fù)責(zé)質(zhì)量管理體系的實(shí)施和評審、質(zhì)量工具的推廣和應(yīng)用、質(zhì)量問題的推進(jìn)解決等工作。T/S16949是以過程為基礎(chǔ)的質(zhì)量管理體系，其中在第7章“產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)”、第7.3節(jié)“設(shè)計和開發(fā)”中對產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)過程中的質(zhì)量管理作了具體的要求，包括了FMEA等質(zhì)量工具的使用。不僅限于質(zhì)量體系中提及的質(zhì)量工具，各個企業(yè)的技術(shù)中心還會根據(jù)自身的實(shí)際需要，在新車型開發(fā)過程中應(yīng)用本企業(yè)的質(zhì)量工具，如Red-X等。

在一個新車型的開發(fā)過程中，往往需要綜合使用多種質(zhì)量工具。在車型的開發(fā)過程中，往往會采取很多設(shè)計方案，這就更需要集成多種質(zhì)量工具的使用，加強(qiáng)對新車型開發(fā)過程中各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量管理，做到低成本高質(zhì)量。面向設(shè)計過程的多種質(zhì)量工具的集成化應(yīng)用，是通過多個新車型的研發(fā)逐步形成并完善，貫穿于整個汽車設(shè)計開發(fā)過程的質(zhì)量控制策略。

本文將對面向設(shè)計過程的多種質(zhì)量工具的集成化應(yīng)用這一質(zhì)量策略的理念、及其在車型的開發(fā)過程中如何具體應(yīng)用進(jìn)行闡述。

2 汽車開發(fā)過程中的質(zhì)量策略規(guī)劃

面向設(shè)計過程的多種質(zhì)量工具的集成化應(yīng)用的質(zhì)量策略是一個以全新開發(fā)的QTS(Quality Tracking System質(zhì)量跟蹤系統(tǒng))為平臺，面向多種邊界需求，覆蓋多節(jié)點(diǎn)全生命周期的質(zhì)量控制系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，以新車型開發(fā)時間周期為主線，整合質(zhì)量策略定義、過程質(zhì)量控制、質(zhì)量問題解決和閉環(huán)質(zhì)量控制四大類共計十種最優(yōu)質(zhì)量工具，定義各工具之間的接口以及在QTS系統(tǒng)中的運(yùn)行方式，完成整個開發(fā)周期的閉環(huán)質(zhì)量控制。

一個新車型的生命周期，除了上市以后的售后服務(wù)階段，一個完整的開發(fā)周期大致可以分為以下幾個階段：產(chǎn)品概念設(shè)計階段、產(chǎn)品數(shù)據(jù)開發(fā)階段、產(chǎn)品試制驗(yàn)證階段、產(chǎn)品投產(chǎn)驗(yàn)證階段。在一個新車型的開發(fā)過程中，這四個階段各自所面對的上下游客戶不同，輸入和輸出的內(nèi)容不同，最終的工作內(nèi)容也各有側(cè)重。針對這四個不同的開發(fā)階段，必須根據(jù)不同階段的工作特點(diǎn)，找到最合適的質(zhì)量工具組合，以完成相應(yīng)階段的質(zhì)量控制工作。因此，以新車型開發(fā)時間為主線，以各個開發(fā)階段的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)(Milestone)為分界的質(zhì)量控制方法是在實(shí)踐中證明的最有效的方式。根據(jù)這個方法，我們明確采用質(zhì)量策略定義、過程質(zhì)量控制、質(zhì)量問題解決和閉環(huán)質(zhì)量控制四大類共十種最優(yōu)質(zhì)量控制工具。QTS系統(tǒng)就是一個確保這些信息高效有序流動的平臺和載體，它能有效的匯總各種不同的信息流，向他們輸入需求，并記錄質(zhì)量工具的輸出結(jié)果，從而在整個開發(fā)過程中發(fā)揮神經(jīng)中樞的作用。

根據(jù)車型開發(fā)特點(diǎn)定義的質(zhì)量控制工具包括設(shè)計策略定義、過程和節(jié)點(diǎn)控制、問題解決、閉環(huán)控制等四大類。

(1) 設(shè)計策略定義類質(zhì)量工具包括：QFD――明確客戶需求，Benchmark――了解競爭對手設(shè)計方案，DFSS――確定復(fù)雜問題設(shè)計方案，DCS――基于質(zhì)量的成本和重量控制工具；

(2) 過程和節(jié)點(diǎn)控制類質(zhì)量工具包括：DFMEA/DRBFM――設(shè)計過程控制，Design Checklist和Peer Review――設(shè)計節(jié)點(diǎn)評審；

(3) 問題解決類質(zhì)量工具包括：7-Diamond及Red-X――問題分析解決；

(4) 閉環(huán)控制類質(zhì)量工具包括：Lessons Learned――經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)總結(jié)。

多種質(zhì)量工具的集成化應(yīng)用質(zhì)量策略中的“集成化”是指，各階段使用的各個質(zhì)量工具之間相互關(guān)聯(lián)，并通過QTS這個平臺載體，將所有的質(zhì)量工具的輸入輸出關(guān)系明確，達(dá)到統(tǒng)一控制的目的。

多種質(zhì)量工具集成化應(yīng)用質(zhì)量策略管理系統(tǒng)――QTS：

QTS是由產(chǎn)品設(shè)計工程師進(jìn)行管理的設(shè)計質(zhì)量控制系統(tǒng)，它是各個質(zhì)量工具的輸入輸出平臺，是多種質(zhì)量工具集成化應(yīng)用質(zhì)量策略在新車型開發(fā)工作中的具體體現(xiàn)。QTS系統(tǒng)由工程師負(fù)責(zé)輸入、整合和更新。QTS的核心是質(zhì)量問題跟蹤清單，它在整個系統(tǒng)運(yùn)行中起到了關(guān)鍵的集成作用，有效解決了各種質(zhì)量工具相對獨(dú)立的問題。是貫穿整個開發(fā)過程的質(zhì)量跟蹤系統(tǒng)。

質(zhì)量問題跟蹤清單記錄和跟蹤各個質(zhì)量工具所發(fā)現(xiàn)和正在解決的所有質(zhì)量問題，包含QFD，DFSS的輸出，DFMEA的高RPN值問題，Peer Review發(fā)現(xiàn)的問題，Design Checklist和Validation Checklist發(fā)現(xiàn)的問題，現(xiàn)生產(chǎn)和售后的問題，并記錄了每一個質(zhì)量問題最終以何種形式歸檔，在下個項(xiàng)目的預(yù)防方式，形成設(shè)計閉環(huán)。

在項(xiàng)目初始階段，QTS跟蹤系統(tǒng)內(nèi)會統(tǒng)計項(xiàng)目所有的輸入條件和項(xiàng)目目標(biāo)，在評估各種項(xiàng)目目標(biāo)的優(yōu)先級以后，系統(tǒng)會生成一張針對項(xiàng)目目標(biāo)的跟蹤清單，明確采用何種質(zhì)量工具去達(dá)成這個目標(biāo)，在哪些節(jié)點(diǎn)跟蹤和確認(rèn)項(xiàng)目目標(biāo)達(dá)成情況。這些信息在各個節(jié)點(diǎn)的Peer Review活動中會進(jìn)行檢查。

在后期的驗(yàn)證投產(chǎn)階段，以解決問題為驅(qū)動的項(xiàng)目推進(jìn)也是QTS系統(tǒng)的功能之一。在質(zhì)量跟蹤清單當(dāng)中，除了包括一般問題清單當(dāng)中常見的問題定義，問題分析，問題解決方案等，還包括的Issue Input和Issue Output這兩列，分別記錄問題源自哪一個質(zhì)量工具的輸出，以及這個問題在解決方案的時候，將輸出到哪一個質(zhì)量工具當(dāng)中繼續(xù)流轉(zhuǎn)。在整個開發(fā)過程中，一個問題可能會在經(jīng)過整個質(zhì)量工具，用這個清單可以清楚的跟蹤并確認(rèn)到這個問題最終輸入DFMEA/DRBFM內(nèi)，閉環(huán)到下一個項(xiàng)目當(dāng)中，避免問題的重復(fù)發(fā)生。通過這種形式的跟蹤方式，將功能/失效模式的分析通過一代代的產(chǎn)品開發(fā)，滾雪球般的進(jìn)行累積，將一個項(xiàng)目的結(jié)束作為另一個項(xiàng)目的開始，形成了完整的閉環(huán)學(xué)習(xí)曲線。

3質(zhì)量工具的集成化應(yīng)用

3.1概念設(shè)計階段的質(zhì)量工具集成化應(yīng)用

在產(chǎn)品概念開發(fā)階段，應(yīng)用如下工具：

3.1.1 QFD工具

需求定義的根源是理解客戶的需求，以及客戶對產(chǎn)品的期望。為了能夠?qū)⒅饔^的客戶期望轉(zhuǎn)化為客觀的整車技術(shù)要求(VTS)，采用了QFD(Quality Function Deployment質(zhì)量功能展開)方法。

QFD是把顧客或市場對產(chǎn)品的需求進(jìn)行多層次的演繹分析，轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的設(shè)計要求、零部件特性、工藝要求、生產(chǎn)要求的質(zhì)量工具，用來指導(dǎo)產(chǎn)品的穩(wěn)健設(shè)計和質(zhì)量保證。特別適用于復(fù)雜系統(tǒng)，以及包含客戶需求模糊主觀的系統(tǒng)。運(yùn)用QFD工具，可以保證產(chǎn)品開發(fā)一次成功，而且能使產(chǎn)品開發(fā)周期縮短1/3，成本減少1/2。

首先必須明確所設(shè)計車型的目標(biāo)市場，找準(zhǔn)顧客群體。對于低成本乘用車，比如新賽歐、寶駿630 等車型，其主要的目標(biāo)市場是三、四線城市，或者一、二線城市的郊區(qū)，其顧客群體主要是第一次購買汽車的用戶。那么他們到底需要一輛什么樣的車呢？他們最關(guān)注這輛車的哪些方面呢？為了設(shè)計出一輛讓顧客滿意的車，必須準(zhǔn)確的掌握這些需求信息，收集顧客的聲音(Voice of the Customer， 簡稱VOC)。當(dāng)然，在充分關(guān)注客戶需求的同時，也需要認(rèn)真研究國家的法規(guī)要求。對于法規(guī)中非強(qiáng)制性的、客戶也不太關(guān)注的部分，可以盡量采用相匹配的設(shè)計。

3.1.2 DCS工具

DCS(Design Concept Sheet)是零件成本和重量的控制工具。在項(xiàng)目前期，除了需求和輸入的深入研究，早期物料成本核算和分析是決定整車成本能否達(dá)標(biāo)，產(chǎn)品投產(chǎn)后利潤大小的重要基礎(chǔ)，特別是在以成本驅(qū)動的消費(fèi)品行業(yè)，更是整個項(xiàng)目能否繼續(xù)進(jìn)行下去的重要指標(biāo)。采用DCS的目的就是幫助工程師通過設(shè)計概念的分析達(dá)成成本和重量的設(shè)計目標(biāo)。DCS活動是從產(chǎn)品概念設(shè)計階段一直延伸到數(shù)據(jù)設(shè)計階段的成本和質(zhì)量控制工作，通過DCS的四個主要組成部分，可以清楚的跟蹤整個成本分析過程，和先前的分析工作進(jìn)行對比，有效的發(fā)現(xiàn)成本分析工作中的優(yōu)勢和欠缺，保證最終達(dá)到項(xiàng)目的成本目標(biāo)。

3.1.3 DFSS工具

在確認(rèn)了項(xiàng)目的整體需求，并在項(xiàng)目成本目標(biāo)初步達(dá)成后，產(chǎn)品開發(fā)推進(jìn)到了數(shù)據(jù)開發(fā)階段，如果說在概念設(shè)計階段是總體的方向把握，那么在數(shù)據(jù)設(shè)計階段則是通過開發(fā)工作將總體的方向落到實(shí)處。DFSS（Design For Six Sigma是六西格瑪設(shè)計的英文縮寫）作為一個數(shù)據(jù)設(shè)計階段采用的策略定義質(zhì)量工具，應(yīng)用非常廣泛。

3.1.4Best Practice工具

Best Practice最佳實(shí)踐(簡稱BP)，是每一個零件的設(shè)計范圍和標(biāo)準(zhǔn)。在產(chǎn)品的數(shù)據(jù)設(shè)計階段，如果能夠嚴(yán)格的遵守BP的規(guī)定，就能夠少走彎路，第一次就把事情做對，從而可以節(jié)約時間和更改的成本。

3.2工程設(shè)計階段的質(zhì)量工具集成化應(yīng)用

在確認(rèn)了項(xiàng)目的整體需求，并在項(xiàng)目成本目標(biāo)初步達(dá)成后，產(chǎn)品開發(fā)推進(jìn)到了數(shù)據(jù)開發(fā)階段，如果說在概念設(shè)計階段是總體的方向把握，那么在數(shù)據(jù)設(shè)計階段則是通過開發(fā)工作將總體的方向落到實(shí)處。DFSS作為一個數(shù)據(jù)設(shè)計階段采用的策略定義質(zhì)量工具，應(yīng)用非常廣泛。

數(shù)據(jù)開發(fā)階段的另外一個特點(diǎn)是，開發(fā)時間緊迫，需要在整體上把握開發(fā)進(jìn)度，確保每一個開發(fā)節(jié)點(diǎn)的交付物的準(zhǔn)時遞交。所以流程控制質(zhì)量工具引入，采用DFMEA/Checklist方法和Peer Review流程，可以同時掌握過程和節(jié)點(diǎn)，確保最終的高質(zhì)量設(shè)計交付。

3.2.1DFMEA工具

DFMEA(Design Failure Modes and Effects Analysis)是指設(shè)計階段的潛在失效模式分析，是從設(shè)計階段把握產(chǎn)品質(zhì)量預(yù)防的一種手段。

DFMEA在設(shè)計中的應(yīng)用已經(jīng)在本公司進(jìn)行了大面積的推廣，通過之前項(xiàng)目失效模式的搜集整理工作，已經(jīng)形成了可借鑒的模板。在本項(xiàng)目實(shí)施過程中，在零件級別的DFMEA基礎(chǔ)上，形成了車門系統(tǒng)、前蓋系統(tǒng)，和后蓋系統(tǒng)的系統(tǒng)集成級別的DFMEA。

DFMEA的基礎(chǔ)是Research Template，這是手機(jī)所有本系統(tǒng)在之前項(xiàng)目中出現(xiàn)的試驗(yàn)問題、造車問題的清單。清單中的每一個問題都會對應(yīng)到最終的DFMEA中的某一個條目，作為某個失效模式的現(xiàn)實(shí)來源。Research Template內(nèi)容的多寡和質(zhì)量的高低直接決定了DFMEA中失效模式識別和控制措施的有效性和可信度，是DFMEA工作的重中之重。

系統(tǒng)級別DFMEA是在更高層次上對整個系統(tǒng)宏觀的把握，需要有更完備的系統(tǒng)框圖(Block Diagram)，包含全部的界面關(guān)系。在精確地構(gòu)建了反映整個系統(tǒng)界面關(guān)系的框圖的基礎(chǔ)上，本項(xiàng)目還通過之前項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，提煉了整個系統(tǒng)的功能。在DFMEA失效模式分析頁面當(dāng)中會分析每一種失效模式的失效后果，失效原因，并甄別嚴(yán)重度，確定現(xiàn)行設(shè)計控制當(dāng)中的預(yù)防和探測措施。

3.2.2Peer Review工具

在數(shù)據(jù)設(shè)計階段，根據(jù)整車開發(fā)進(jìn)度，會經(jīng)過數(shù)個重要開發(fā)節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)意味著部分設(shè)計解決方案的確定，部分?jǐn)?shù)據(jù)的，部分造型的凍結(jié)。在此之后如果之前的結(jié)論，重新設(shè)計，那么就會延誤整個項(xiàng)目的時間。確保節(jié)點(diǎn)交付物的質(zhì)量是數(shù)據(jù)設(shè)計階段一個非常重要的工作。

本項(xiàng)目通過開發(fā)系列化多層次的質(zhì)量評估流程，保證了節(jié)點(diǎn)交付物的完整和正確。這個流程的核心是三級別的設(shè)計評審體系：Design Review，Technical Review/Virtual Build，Peer Review。這個體系通過規(guī)定不同級別的設(shè)計評審參與人員，評審議題設(shè)置和評審時間頻次，確保了問題能夠在最快的時間內(nèi)解決，通過最有效的途徑上升，并得到最恰當(dāng)?shù)娜藛T評審。

Design Review活動是一個在工作層面開展的，以周為單位進(jìn)行的設(shè)計評審活動。在這個活動中，系統(tǒng)集成工程師召集參與具體設(shè)計工作的工程師，進(jìn)行日常設(shè)計工作的評審，整個產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)的成員也會被邀請參加會議對相關(guān)議題發(fā)表意見。Design Review活動可以解決日常設(shè)計工作當(dāng)中超過80%的問題。

3.3 產(chǎn)品試制驗(yàn)證/產(chǎn)品投產(chǎn)階段的質(zhì)量工具集成化應(yīng)用

產(chǎn)品數(shù)據(jù)設(shè)計階段完成后，整個開發(fā)流程過渡到了產(chǎn)品試制驗(yàn)證階段和產(chǎn)品投產(chǎn)階段。在這兩個階段的主要工作是完成產(chǎn)品虛擬數(shù)據(jù)到物理產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化，并進(jìn)行一系列的驗(yàn)證工作。在這些試制過程當(dāng)中，難免會產(chǎn)生各種各樣的問題，采用合適的質(zhì)量工具幫助問題的定義和解決是在這個階段多種質(zhì)量工具集成化應(yīng)用質(zhì)量策略的重點(diǎn)。本項(xiàng)目優(yōu)選了兩種最高效的質(zhì)量工具幫助問題的定義和解決，通過互相配合，可以提高問題解決的效率和準(zhǔn)確性。

3.3.1 七鉆流程

七鉆流程(也稱“七顆鉆石流程”)是特別適用于汽車制造業(yè)的用于推動問題解決的一個標(biāo)準(zhǔn)方法，其分析問題的思路代表了問題產(chǎn)生的一般規(guī)律，也體現(xiàn)了由簡入繁、由易入難、循序漸進(jìn)的分析思路，七顆鉆石分別代表問題分析過程中的一個步驟。

試制投產(chǎn)周期內(nèi)，在遇到問題時，一般會先進(jìn)行前四鉆的分析，確認(rèn)制造工藝、使用工具、正確的零件和零件質(zhì)量，然后才是設(shè)計工程師的介入和分析。有時為了節(jié)約時間，確保項(xiàng)目進(jìn)度，加快問題分析解決的速度，設(shè)計工程師往往會一起參與前四鉆的分析，同時對設(shè)計狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)，把第四鉆之后的工作提前開展。按照這種工作方式，如果經(jīng)過確認(rèn)，制造工藝、使用工具、零件狀態(tài)和零件質(zhì)量都符合要求，則需要進(jìn)入第五鉆，而這時設(shè)計工程師已經(jīng)提前參與了問題分析，收集了相關(guān)的信息，可以更快的進(jìn)行后續(xù)的分析。這樣就節(jié)省了大量的收集信息的時間，縮短了問題解決周期，提高了問題解決效率，降低了人力資源成本。這樣就可以把更多的資源投入到其它的研發(fā)工作中。

3.3.2 Red-X工具

Red-X是用于引導(dǎo)解決問題的一個常用有效的工具，常稱為復(fù)雜問題解決策略。它誕生于上世紀(jì)80年代，并慢慢在通用汽車的工廠內(nèi)形成獨(dú)立的體系，經(jīng)過二十多年的發(fā)展，已經(jīng)被通用汽車全球工廠和眾多機(jī)構(gòu)廣泛采用。

Red-X策略主要運(yùn)用于對綜合復(fù)雜問題的分析，因此首先必須對分析對象所涉及的整個系統(tǒng)總成有全面的了解，熟知相關(guān)構(gòu)成和影響關(guān)系；其次尋找差異和評估方法；第三是不斷的探索，以發(fā)散的思維開始并且不斷的摒棄那些不符合線索的因素。Red-X策略并不適用于100%失效的情況，只有存在具有相似性或可比性的兩件事情的區(qū)別或者是程度上的差異時，通過有效的評估方法來獲得差異的來源。

3.4產(chǎn)品全生命周期的質(zhì)量工具集成化應(yīng)用

多種質(zhì)量工具集成化應(yīng)用的質(zhì)量策略是貫穿于新車型全生命周期的質(zhì)量控制手段。在項(xiàng)目開發(fā)完成，產(chǎn)品投產(chǎn)上市之后，產(chǎn)品開發(fā)工作告一段落，但是質(zhì)量工作并未隨之結(jié)束，而是進(jìn)入最重要的總結(jié)階段。

在從數(shù)據(jù)開發(fā)到產(chǎn)品投產(chǎn)的整個時間段中，會有許多質(zhì)量問題被發(fā)現(xiàn)和解決，如何將解決問題的寶貴經(jīng)驗(yàn)傳遞到整個團(tuán)隊(duì)以及接下來的項(xiàng)目當(dāng)中，是這個階段的質(zhì)量策略需要解決的問題。

Lessons Learned(經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)報告)，是為質(zhì)量閉環(huán)控制而開發(fā)出來的質(zhì)量工具。經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)報告首先描述問題的基本情況，之后分析根本原因，根本原因的分析分為技術(shù)和管理兩條主線，分別剖析導(dǎo)致問題發(fā)生的技術(shù)原因和管理問題。如果分析出的根本原因包含技術(shù)方面的內(nèi)容，則在知識學(xué)習(xí)部分需要詳細(xì)闡述避免問題再次發(fā)生所需要的工程知識，以及如何避免輸出給客戶的認(rèn)證知識。

同時在完成這兩個部分的總結(jié)后，最重要的工作是把這些總結(jié)的內(nèi)容輸出到特定的質(zhì)量工具當(dāng)中，形成知識學(xué)習(xí)的閉環(huán)，包括DFMEA/DRBFM，Checklist，Design Guideline等。在經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)報告當(dāng)中，有專門的一欄用于填寫相關(guān)的信息。撰寫經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)報告的人員需要勾選其中任意一種質(zhì)量工具，并且輸入更新時間和更新文檔的編號。此后查閱經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)報告的人員可以直接追溯到這些文檔當(dāng)中，而查閱相關(guān)文檔的人員也可以根據(jù)文檔中提及經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)的編號，快速的檢索到經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)的內(nèi)容，了解問題的細(xì)節(jié)。

在經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)報告的最后，還要求對這個問題在進(jìn)行橫向的對比和檢查，即舉一反三的工作，目的是在整個團(tuán)隊(duì)內(nèi)分享問題的解決過程和思路，避免同樣的問題在團(tuán)隊(duì)內(nèi)再次發(fā)生。

4小結(jié)

多種質(zhì)量工具的集成化應(yīng)用的質(zhì)量策略思想，通過多個車型設(shè)計開發(fā)項(xiàng)目的實(shí)踐，逐步形成、建立并完善。在經(jīng)過一段時間的經(jīng)驗(yàn)積累后，在某一新車型的開發(fā)過程中，全面推進(jìn)該質(zhì)量策略的實(shí)施，不僅成功的保證了該項(xiàng)目按節(jié)點(diǎn)順利推進(jìn)，同時也完成了多項(xiàng)突破創(chuàng)新，設(shè)計開發(fā)質(zhì)量得到了較大的提升，最終將為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

通過多種質(zhì)量工具的集成化應(yīng)用的質(zhì)量策略的項(xiàng)目實(shí)踐，將這種質(zhì)量理念貫徹到了設(shè)計開發(fā)的各個環(huán)節(jié)，整個設(shè)計開發(fā)團(tuán)隊(duì)的成本意識、質(zhì)量意識和質(zhì)量控制手段都得到了顯著的提高，高質(zhì)量的理念已經(jīng)深入人心。通過以上這些經(jīng)驗(yàn)積累，必將為后續(xù)能夠成功開發(fā)出更多高質(zhì)量的汽車奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

篇(5)

（一）項(xiàng)目前期策劃過程的系統(tǒng)性

1.工程項(xiàng)目構(gòu)思產(chǎn)生和選擇任何工程項(xiàng)目都起源于項(xiàng)目的構(gòu)思。而構(gòu)思產(chǎn)生于解決上層系統(tǒng)（如國家、地方、企業(yè)、部門）問題的期望，或?yàn)榱藵M足上層系統(tǒng)需要，成為實(shí)現(xiàn)上層系統(tǒng)的戰(zhàn)略目標(biāo)和計劃等。這種構(gòu)思可能很多，人們可以通過許多途徑和方法（即項(xiàng)目或非項(xiàng)目手段）達(dá)到目的，那么必須在它們中間作選擇，并經(jīng)權(quán)力部門批準(zhǔn)，以作進(jìn)一步研究。

2.項(xiàng)目的目標(biāo)設(shè)計和項(xiàng)目定義這一階段主要通過進(jìn)一步研究上層系統(tǒng)情況和存在的問題提出項(xiàng)目的目標(biāo)因素，進(jìn)而構(gòu)成項(xiàng)目目標(biāo)系統(tǒng)，通過對目標(biāo)的局面說明形成項(xiàng)目定義。這個階段包括如下工作：

（1）情況的分析和問題的研究（2）項(xiàng)目的目標(biāo)設(shè)計（3）項(xiàng)目的定義（4）項(xiàng)目的審查

3.可行性研究

即提出實(shí)施方案，并對實(shí)施方案進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證，看能否實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。它的結(jié)果作為項(xiàng)目決策的依據(jù)。

（二）項(xiàng)目前期策劃過程的科學(xué)性

1.工程項(xiàng)目構(gòu)思產(chǎn)生基于對客觀環(huán)境的評估與預(yù)測，并非來源于某些部門、企業(yè)及個人的感性思維。

2.工程項(xiàng)目的目標(biāo)設(shè)計必須經(jīng)過詳細(xì)的推敲。因?yàn)榉较蛐藻e誤將會導(dǎo)致整個項(xiàng)目的失敗，而且這種失敗常常是無法彌補(bǔ)的。

3.可行性研究必須建立在大量的技術(shù)數(shù)據(jù)分析與技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證的基礎(chǔ)上，為工程項(xiàng)目作決策，其中包括項(xiàng)目發(fā)展階段性的技術(shù)分析評估提供了可靠的保證。

二、項(xiàng)目前期策劃的重要作用

項(xiàng)目的前期策劃工作主要是產(chǎn)生項(xiàng)目的構(gòu)思，確立目標(biāo)，并對目標(biāo)進(jìn)行論證，為項(xiàng)目的批準(zhǔn)提供依據(jù)。它是項(xiàng)目的關(guān)鍵。它不僅對項(xiàng)目的整個生命期，對項(xiàng)目實(shí)施和管理起著決定性作用，而且對項(xiàng)目的整個上層系統(tǒng)都有極其重要的影響：

1.項(xiàng)目的構(gòu)思和項(xiàng)目的目標(biāo)是確立項(xiàng)目方向問題當(dāng)然人們常常從投資影響的角度來解釋這張圖，即前期工作對投資的影響最大。

工程項(xiàng)目是由目標(biāo)決定任務(wù)，由任務(wù)決定技術(shù)方案和實(shí)施方案或措施，再由方案產(chǎn)生工程活動，進(jìn)而形成一個完整的項(xiàng)目系統(tǒng)和項(xiàng)目管理系統(tǒng)。所以項(xiàng)目目標(biāo)規(guī)定著項(xiàng)目和項(xiàng)目管理的各個階段和各個方面，形成一條貫穿始終的主線。如果目標(biāo)設(shè)計出錯，常常會產(chǎn)生如下后果：

（1）工程建成后無法正常的運(yùn)行，達(dá)不到使用效果；

（2）雖然可以正常運(yùn)行，但其產(chǎn)品或服務(wù)沒有市場，不能為社會接受；

（3）運(yùn)營費(fèi)用高，沒有效益，沒有競爭力；

（4）項(xiàng)目目標(biāo)在工程建設(shè)過程中不斷變動造成投資、超工期等等。

2.影響全局。項(xiàng)目的建設(shè)必須符合上層系統(tǒng)的需要，解決上層系統(tǒng)存在的問題。如果上馬一個項(xiàng)目，其結(jié)果不能解決上層系統(tǒng)的問題，或不能為上層系統(tǒng)所接受，常常會成為上層系統(tǒng)的包袱，給上層系統(tǒng)帶來歷史性的影響。常常由于一個工程項(xiàng)目的失敗導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失，導(dǎo)致企業(yè)的衰敗，導(dǎo)致社會環(huán)境的破壞。

例如，一個企業(yè)決定開發(fā)一個新產(chǎn)品，投入一筆資金（其來源是企業(yè)以前許多年的利潤積和借貸）。結(jié)果這個項(xiàng)目的失敗的（如產(chǎn)品開發(fā)不成功，或市場上已有其他新產(chǎn)品替代，本產(chǎn)品沒有市場），沒有產(chǎn)生效益，則不僅企業(yè)多年的辛勞（包括前期積蓄，項(xiàng)目期間人力、物力、精力、資金投入）白費(fèi)，而且企業(yè)背上一個學(xué)生的包袱，必須在以后許多年中償還貸款，廠房、生產(chǎn)設(shè)備、土地雖都有帳面價值，但不產(chǎn)生任何效益，這個企業(yè)也許會一蹶不振。

三、項(xiàng)目前期策劃應(yīng)注意的問題

1.在整個過程中必須不斷的進(jìn)行環(huán)境調(diào)查，并對環(huán)境發(fā)展趨向進(jìn)行合理的預(yù)測。環(huán)境是確定項(xiàng)目目標(biāo)，進(jìn)行項(xiàng)目定義，分析可行性的最重要影響因素，是進(jìn)行正確決策的基礎(chǔ)。

2.在整個過程中有一個多重反饋的過程，要不斷地進(jìn)行調(diào)整、修改、優(yōu)化，甚至放棄原定的構(gòu)思、目標(biāo)或方案。

篇(6)

一、立足概念，在認(rèn)真查看定義與性質(zhì)中挖掘隱藏條件

在小學(xué)數(shù)學(xué)的解題中，涉及到多種公式和概念，如果能靈活應(yīng)用這些公式和概念，避免思維的固化，往往能從數(shù)學(xué)概念的相關(guān)定義、性質(zhì)中挖掘出解題所需要的隱含條件.因此在解題教學(xué)中，教師應(yīng)以數(shù)學(xué)概念為根本出發(fā)點(diǎn)，通過公式變形或擴(kuò)展凸顯解題中所必須的解題條件，讓學(xué)生擺脫固定的思路，開拓學(xué)生的思路，從而有效解決數(shù)學(xué)問題.

例1一個梯形的面積是40平方厘米，它的上底和高分別是3厘米和5厘米，求它的下底是多少厘米.

解梯形的下底=梯形的面積×2÷高-上底

=40×2÷5-3=13（厘米）.

對于這種題目，如果將題目改成：一塊梯形的麥田，上底是36米，下面是54米，高是40米，求這塊麥田的面積.學(xué)生很容易根據(jù)梯形的面積公式求出麥田的面積，S=（上底+下底）×高÷2，即麥田的面積=（36+54）×40÷2=1800平方米.但如果換一種問法，如已知上底和下底，求它的高，或者是如題目中這樣的問法，那么就會難倒不少學(xué)生.因此，教師可以在學(xué)生熟練掌握計算梯形面積的基礎(chǔ)上，逆向運(yùn)用公式，培養(yǎng)學(xué)生的逆向思維技能，即讓學(xué)生根據(jù)梯形的面積公式轉(zhuǎn)換出“梯形的下底=梯形的面積×2÷高-上底”的公式，求出下底.同樣的方法，學(xué)生也就不難求出梯形的上底或高的公式.

可見，數(shù)學(xué)知識具有明顯的復(fù)雜性、融合性，利用已知條件，結(jié)合數(shù)學(xué)定義與性質(zhì)，挖掘其隱含的深層次的條件，可以理清問題的結(jié)構(gòu)和形式，能夠較好解決數(shù)學(xué)問題.

二、仔細(xì)觀察，在實(shí)物演示操作中挖掘隱含條件

教學(xué)實(shí)踐告訴我們，小學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中往往難以理解和解決一些較為抽象的問題.為此，我們可以借助利用學(xué)生思維的直觀教具，如實(shí)物、模型、圖片或多媒體等輔助教學(xué)手段進(jìn)行實(shí)物演示，在課堂上引導(dǎo)學(xué)生自己動手做一做、試一試，變抽象為具體，往往能讓學(xué)生的解題思路豁然開朗，找出解題的關(guān)鍵所在，揭示出解題的思路.這在解決某些特定對象的題目時往往會有較好的解題效果.

例2一列火車長700米，以每小時24千米的速度通過一座長900米的大橋，需要幾分鐘？

解路程（700+900）÷速度（24000÷60）=4（分鐘）.

對于這道題目，有些學(xué)生就會覺得“火車長700米”是個多余的干擾信息，直接將大橋的長度900米除以火車每小時的速度（24000÷60）.的確，在解答普通的行程問題中，一般是不需要考慮汽車、自行車等物體的車身長度的.但是在此題目中，通過大橋的物體是火車，一列火車有700米長，火車要完全通過大橋，不能忽略不計火車車身的長度.為此，教師可以實(shí)物演示操作的方法引導(dǎo)學(xué)生將鉛筆當(dāng)作火車，將文具盒視作大橋，自己動手演示操作一下，火車要完全通過大橋，也就是從筆尖靠緊文具盒的一端，直到筆尾完全離開文具盒，所行的路等于橋長與車長的和，即s=橋長+車長=1600米.

上述案例表明，以實(shí)物演示操作的方法能使問題直觀顯現(xiàn)，在動手探究中尋找最佳解題方法，省去大量的理論分析過程.因此在教學(xué)中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生通過直觀教具發(fā)現(xiàn)解題線索，不僅有利于學(xué)生動中學(xué)、學(xué)中做，也能幫助學(xué)生深挖隱藏在題目中的各種解題條件，使復(fù)雜的問題簡單化，從而得到更為簡捷的解題方法.

三、仔細(xì)剖析，在類比分析中挖掘隱含條件

開普勒說過：類比能揭示自然界的秘密，在數(shù)學(xué)中是最不可忽視的.在解題中合理應(yīng)用類比分析，可以引導(dǎo)學(xué)生善于思考，通過比較，分析兩類及以上對象之間的異同，正確區(qū)分概念、方法、公式和定理的不同，尤其是當(dāng)數(shù)學(xué)公式進(jìn)行了擴(kuò)展、變形，運(yùn)用類比思想，可以運(yùn)用所學(xué)知識，通過比較分析已知條件，尋找其相同之處，找出其隱含條件.

例3客車從甲地開往乙地要10小時，貨車從乙地開往甲地要15小時，如果兩車分別從甲、乙兩地同時開出，幾小時可以相遇？

解1÷（115+110）=6（小時）.

一看到題目，就有學(xué)生表示無從下手，因?yàn)樵凇靶谐虇栴}”中，要知道路程和速度，本題目中恰恰隱藏了路程這個關(guān)鍵信息.為此，教師可以先引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想在小學(xué)數(shù)學(xué)解題中的“工程問題”，“工程問題”中同樣有三個數(shù)量關(guān)系，即工作效率×工作時間=工作總量這樣的關(guān)系.而“行程問題”中的三個量也有類似的關(guān)系：速度×?xí)r間=路程.因此，工程問題的解法可以類推到行程問題中去.這道題目中，既不知兩站之間的距離，也不知客車的速度，因此，教師可以引導(dǎo)學(xué)生換一個角度，采用與之前所學(xué)過的工程問題的解題思路.在“工程問題”中，工作總量可以看作單位“1”，工作效率可以看作是“1/x”.套用在這一題“行程問題”中，同樣可以把總路程看作單位“1”，客車速度看作是1/10，貨車速度看作是1/15，即可類推出本題的解法：1÷（115+110）.

篇(7)

關(guān)鍵詞：高路塹；強(qiáng)度折減法；弧長控制法；有限元法

1、引言

路塹邊坡根據(jù)各具體邊坡巖土的工程性質(zhì)和邊坡工程設(shè)計經(jīng)驗(yàn)綜合考慮確定，建議分層開挖并采用臺階式或支護(hù)后再進(jìn)行開挖。邊坡開挖時，組成邊坡的巖土在卸荷、應(yīng)力釋放、尤其是在降雨期等因素的影響下，其抗剪強(qiáng)度會降低，開挖后放置時間過長，全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化層易軟化，因此建議設(shè)計時注意采取“防、排、截”的綜合措施進(jìn)行地表水、地下水的防治措施。施工時建議從上至下分層開挖，及時實(shí)施分層防護(hù)。

2、路塹邊坡穩(wěn)定性分析方法

本分析采用二維有限元數(shù)值分析手段，使用的程序是由荷蘭的Delft Technical University研制的巖土工程有限元軟件PLAXIS。PLAXIS研制開始于1987年，由荷蘭的公共事業(yè)與水資源管理部委托Delft Technical University，初始目的是為了進(jìn)行建立在軟土上的河堤分析。此后，PLAXIS一直不斷發(fā)展，直到今天，已經(jīng)成為一種功能強(qiáng)大的專門針對巖土工程中變形與穩(wěn)定計算的有限元分析軟件。PLAXIS程序能夠計算兩類工程問題，即平面應(yīng)變問題和軸對稱問題。由于PLAXIS的不斷完善，其強(qiáng)大的功能可以模擬復(fù)雜的工程地質(zhì)條件，能夠進(jìn)行各種巖土邊坡變形和穩(wěn)定分析，適用范圍相當(dāng)廣泛。

3、強(qiáng)度折減法

在邊坡穩(wěn)定性計算中，PLAXIS程序采用了強(qiáng)度參數(shù)降低法。通常在結(jié)構(gòu)工程中，安全系數(shù)定義為極限荷載與工作荷載之比值。但在巖土工程中，這一定義并不是很有效，土工結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)一般定義為結(jié)構(gòu)所具有的承載力與承受荷載所需要的承載力之比，即：

(8-1)

式中：Smax－最大的剪應(yīng)力；

Sneeded－維持整體平衡所需的最小剪應(yīng)力。

當(dāng)采用莫爾一庫侖模型時安全系數(shù)Fs可如下定義：

(8-2)

式中c和為計算前輸入程序的土體強(qiáng)度參數(shù)，cr和r為降低后的強(qiáng)度參數(shù)值，是維持整體穩(wěn)定平衡的最小值。上面這個公式就是PLAXIS程序用來計算安全系數(shù)的基礎(chǔ)。在該方法中，外部荷載保持不變，土的強(qiáng)度參數(shù)(粘聚力和切線摩擦角)成比例逐漸減小，使土體結(jié)構(gòu)達(dá)極限狀態(tài)，土所具有的強(qiáng)度參數(shù)值與相應(yīng)極限狀態(tài)的強(qiáng)度參數(shù)值之比，就是所求的安全系數(shù)。極限狀態(tài)時∑Msf的值就是安全系數(shù)，其前提條件是破壞時所得到的強(qiáng)度參數(shù)降低系數(shù)∑Msf趨于一個常數(shù)。反映在位移與安全系數(shù)關(guān)系曲線上就是曲線基本水平。這是由于隨著強(qiáng)度參數(shù)的減小，土體結(jié)構(gòu)的相應(yīng)位移就會增大。土體趨于破壞狀態(tài)時，在強(qiáng)度參數(shù)不變的情況下變形會持續(xù)發(fā)展，相應(yīng)位移繼續(xù)增大，而安全系數(shù)卻不會再增大，因此曲線最終成水平狀。結(jié)構(gòu)破壞時增量位移分布最密處即為最危險滑弧位置。這顯然區(qū)別于傳統(tǒng)的方法，得出的是一個結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定意義上的廣義安全系數(shù)值，最危險滑弧也并不限于圓弧，比較真實(shí)的反映了土體結(jié)構(gòu)的破壞方式。

(8-3)

4、弧長控制法

為了跟蹤強(qiáng)度參數(shù)降低時土的結(jié)構(gòu)變化，PLAXIS程序采用了弧長控制法，以便得到可靠的極限狀態(tài)及相應(yīng)的強(qiáng)度參數(shù)值cr、r，。弧長控制法是計算結(jié)構(gòu)破壞荷載及跟蹤結(jié)構(gòu)變形曲線軟化的一種方法。其基本原理是在迭代過程中調(diào)整荷載增量的大小，以得到收斂的解。荷載調(diào)整原則是使位移向量增量的內(nèi)積在迭代過程中保持為常量。對于荷載控制的計算，弧長控制法是PLAXIS程序缺省的方法。如果不采用弧長控制法，從其迭代過程可以看出并不收斂。當(dāng)采用弧長控制法時，其迭代過程如下圖所示。

5、有限元法的基本思路及解題步驟

所謂有限元法，就是用有限個單元體所構(gòu)成的離散化結(jié)構(gòu)，代替原來的連續(xù)體結(jié)構(gòu)，來分析應(yīng)力、變形。這些單元體只在節(jié)點(diǎn)處有力的聯(lián)系。有限元法的基本出發(fā)點(diǎn)是將一個連續(xù)結(jié)構(gòu)離散成有限個單元體，這些單元體在節(jié)點(diǎn)處相互鉸接，把荷載簡化到節(jié)點(diǎn)上，計算在外荷載作用下各節(jié)點(diǎn)的位移，進(jìn)而計算各單元的應(yīng)力和應(yīng)變。最終用離散體的解答近似地替代連續(xù)體的解答。實(shí)際上這就是用一系列的線性問題的解來逐步逼近非線性問題的解。非線性問題的解可以理解為一系列的線性問題的解進(jìn)行迭代的結(jié)果。

有限元法的解題步驟是：

① 用虛擬的直線把原介質(zhì)分割成有限個單元(體)，這些直線是單元的邊界，幾條直線的交點(diǎn)稱為單元的節(jié)點(diǎn)；

② 假定各單元在節(jié)點(diǎn)處互相鉸接，節(jié)點(diǎn)位移是基本的未知量；

③ 選擇一個函數(shù)，用單元的幾個節(jié)點(diǎn)的位移唯一的表示單元內(nèi)部任一點(diǎn)的位移，此函數(shù)稱西安工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文為位移函數(shù)；

④ 通過位移函數(shù)，用節(jié)點(diǎn)位移唯一地表示單元內(nèi)任一點(diǎn)的應(yīng)變。再利用廣義虎克定律(針對彈性本構(gòu)關(guān)系)，用節(jié)點(diǎn)位移可唯一地表示單元內(nèi)任一點(diǎn)的應(yīng)力；

⑤ 利用能量原理，找到與單元內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)等效的節(jié)點(diǎn)力?再利用單元應(yīng)力與節(jié)點(diǎn)位移的關(guān)系，建立等效節(jié)點(diǎn)力與節(jié)點(diǎn)位移的關(guān)系。這是有限單元法求解應(yīng)力問題的最重要的一步；