设计方案

时间:2025-04-07 09:59:53 设计方案 我要投稿

设计方案[优选]

  为了确保事情或工作安全顺利进行,时常需要预先制定方案,方案是在案前得出的方法计划。制定方案需要注意哪些问题呢?以下是小编帮大家整理的设计方案4篇,欢迎阅读与收藏。

设计方案[优选]

设计方案 篇1

  《春联》是苏教版小学语文第七册教材中一篇知识性很强的说明文,课文用精练的语言,生动地说明了春联的作用、种类、特点及读春联的好处。因此,在设计教学过程中,我带领学生通过反复品读春联,领略中国语言文字的无穷奥秘,激发学生爱春联、学春联、用春联的思想感情.

  一、 知春联,激兴趣

  春联也叫“门对”、“春贴”、“对联”、“对子”,它以工整、对偶、简洁、精巧的文字描绘时代背景,抒发美好愿望,是我国特有的文学形式。每逢春节,无论城市还是农村,家家户户都要精选一幅大红春联贴于门上,为节日增加喜庆气氛。对于四年级的学生来说,虽然在日常生活中偶尔见过一些春联,但却缺少深入系统的了解。因此,在本课教学的初始,我以一曲《新年好》导入新课,充满节日欢快气氛的乐曲伴随着声声爆竹,将学生带入入了新年的氛围中。最后,多媒体将画面定格在一个倒帖的福字和一幅大红春联上。同学们仔细看着春联,有的情不自禁地诵读起来:大地春光好 长天晓日红。开始,声音是杂乱的、没有节奏的,慢慢地就整齐、响亮了起来。有的学生边读边摇头晃脑,感觉是那么有滋有味。见时机已到,我就趁势提问:同学们,你们知道刚才读的是什么吗?你们了解春联吗?同学们马上安静下来,用期待的眼神看着我。我知道,他们的兴趣已经被调动了起来,这节课的学习将会非常投入的。

  二、 读春联, 拓视野

  春联的特点是讲究对仗,读起来抑扬顿挫、和谐动听,能给节日增添许多欢快祥和的气氛。如何通过有效的教学手段让学生了解春联的这些特点呢?我想,最好的方法就是读。因为在小学语文教学中,“读”是其中一个重要环节。它是一种复杂的智力活动,能使学生在理解的同时受到感染和熏陶,能使抽象的文字符号折射出丰富的感情光芒,能让孩子们展开想象的翅膀,能提高学生的语感能力。

  1、读春联 想意境

  本课课文中一共介绍了四大类内容的春联:展现祖国欣欣向荣景象的,描绘美丽春光的,歌颂劳动人民幸福美好生活的,表达对新的一年的美好祝愿的。我先请学生自己轻声朗读这四副春联,做到正确流利;然后在自己的头脑中想象一下,这副春联在你的眼前展现了一幅怎样的画面。

  如第一幅春联“又是一年芳草绿,依然十里杏花红”,学生朗读之后是这么说的:我仿佛看见了地里的小草又长出了嫩芽,钻出了地面,经受了一个冬天寒风雨雪考验的的他们又给大地披上了绿装。在果园里,在山前村后,杏花也热热闹闹地赶春来了,在枝头尽情绽放。这翠绿、这杏红,让我们又感觉到春天来了,多么美好的春天啊!这么美的描述,让其他学生不禁鼓起了掌,也让我们对这副春联描绘的景象更加清晰了。

  其余的三副春联,我组织学生组内交流。由于春联语句短小,语言浅显,学生朗读感悟,互相交流,兴趣浓,效率高,效果好。从教学过程来看,由导到放,很好地培养了自主学习的精神,极富实效。

  同时,在这一过程中,我也发现一个问题,个别学生对春联的朗读顺序不是很明白,我及时给予了指导:春联应该先读右边的上联,再读左边的下联,如有横批的,则最后读。

  2、读春联 明对仗

  春联的另一特点是讲究对仗。由于在以前的学习中,学生已经从对对子、找对仗句等练习中了解的对仗的特点及要求。因此,在本课的教学中,我简单地讲述了一下,让学生知道在春联中,对对仗的要求更为严格:不仅要字数相等,而且词类相当,然后着重让学生通过朗读把对仗的特点表现出来。

  学生认真地读,细心地揣摩,从停顿的长短、声调的高低、语音的轻重上把对仗的特点淋漓尽致地表现了出来。

  3、读春联 表情感

  春联是用来来烘托新年的气氛,表达人们美好祝愿的。因此,在学生了解了春联的有关知识后,我让学生读春联,结合春联展现的意境,把人们的美好情感表达出来。文中出示的五副表达不同内容的春联,被学生声情并茂的朗读所演绎。

  从“又是一年芳草绿,依然十里杏花红”中,同学们读出了春光的美好,表达了人们迎接春天到来的喜悦心情;从“春回大地千山秀,日照神州百业兴”中,同学们读出了对祖国欣欣向荣景象的赞美与歌颂,美好的祝愿表露无遗;从“勤劳门第春光好,和睦人家幸福多”中,同学们衷心赞美朴实勤劳的人们,一幅幅和和美美的天伦之乐画面展现于眼前;从“梅开春烂漫,竹报岁平安”中,同学们寄托了对新年的良好祝愿,祝愿所有的人新年幸福安康;而从“绿柳舒眉辞旧岁,红桃开口贺新年”中,同学们将春来万物复苏的美好景象表达了出来。

  人们说,诗中有画,春联又不何尝如此呢!一副春联一副画,而且是一副充满美好感情的一副画,是人们喜看爱读的一副画。学生们的朗读,将画面读活了,将情感读懂了,将祖国优美的语言文字读到了心灵深处。

  三、 找春联,重积累

  苏教版语文注重积累,厚积累尚能博发。在语文教学中,教师要有意识地为学生创造和提供积累优秀语言文字的机会。

  春联的内容广泛,正是学生积累语言文字的良好素材。在学习课文内容的基础上,我让学生课后通过各种途径搜集春联,然后在课上进行交流。在这一过程中,我感觉学生在两方面的积极性非常高。一个是搜集的途径广、内容丰富。他们有的从新华书店购买了相关书籍,在阅读的基础上找出了认为内容比较优秀的;有的在互联网上搜索,鼠标轻轻一点,春联就源源不断而来;有的`请教爷爷奶奶,把他们见过的春联记录下来;还有的专门在人家的大门上找去年贴的春联。

  第二是交流的积极性高。在交流过程中,没有谁胆小怕羞,都是踊跃参加。交流时不但大声朗读了自己找的春联,还都要补充说明几句,这个春联讲了什么,好在哪里。

  内容丰富、各不相同的春联,让学生受益匪浅。学生在展示自己搜集的春联的同时,也在积累别人搜集的春联。

  四、写春联,尝乐趣

  在备本课的时候,我总览了一下本单元的内容,看到练习7中有个练习:把春联上漏缺的字补上,看补个什么字好,并说说理由。这个练习给了我启发:何不让学生试着写写春联呢?为了减低本环节的难度,使学生顺利完成练习,品尝写春联的乐趣,我把本环节分为两步。

  1、补春联

  为了使教学达到最优化的效果,我对教材进行了重组,把练习7中的补春联一题提了上来,让学生在学完课文后来讨论:风拂千条柳,雨□万朵花”中的方框内该补个什么字最为恰当?意在让他们能够明白春联中用词要精当,一字变化,整个春联的韵味就完全变了。问题一出来,学生就开始小声讨论起来。第一个学生的回答就让我吃了一惊。“老师,这里该填个‘润’字。”“为什么呢?”“这个说不上来,我是看到图上有个三点水,就想到了这个润字。”“你真聪明。那你再想想,润是什么意思,用这个字好不好呢?”一阵寂静,接着一阵小声议论,有人自告奋勇站了起来。“我觉得这个字用得很好。‘润’就是‘滋润’的意思,讲春雨滋润着花儿,花儿都开放了,春天来临了。而且‘润’在这里作动词,和‘拂’相对仗。”

  精彩的回答之后,没有人举手了。好象大家都觉得“润”字是最恰当的,都不敢再去想其他的字了。这样的话,不就缺少了一种“百家争鸣”的气氛了吗?还从三点水入手,我引导学生:刚才那个同学由三点水想到了“润”字,那么还有其他三点水的可以用在这里吗?大家再想想。

  一句话激起前层浪。“可以用‘滴’,雨点滴落在花儿上。”“和‘润’相比,哪个好呢?”“‘润’好。‘滴’只是落下来,感觉没有给花儿足够的水分。”

  “可以用‘洒’。雨点飘飘洒洒下来。”“和其他的字比较一下呢?” “‘洒’比‘落’好,比较轻柔,春雨就是软绵绵的。但是没有‘润’好。”

  “可以用‘洗’。春雨洗去了花儿上的灰尘,让花儿更漂亮。”“但是没有‘润’好,洗去的只是外表的灰尘,滋润是一直到花儿体内的。”另一个学生给他评价。

  “可以用‘沐’,花儿被春雨笼罩,就像在洗澡呢。但是我自己觉得也没有‘润’好。”学生可以进行自我评价了,我的心里真是高兴。

  “可以用‘落’。”“‘落’字太重了,会把花儿打坏的。”小家伙真细心。

  学生的思路越来越宽。

  “可以用‘打’。”“‘打’字不好,比‘落’还重。”

  “可以用‘抚’,这个字就温柔了。”“对,‘抚摩’的‘抚’,春雨对花儿多好啊!”

  “可以用‘助’。”“可以用‘飘’”

  “可以用‘吻’”。真是了不得,一句话出来,全班同学都在叫好。“这个字好,春雨和花儿密不可分。”“他们多亲密啊!”……

  一个空格,让学生的思维得以充分的思考,不同的尝试,不同的比较,让学生感受到了春联给他们带来的无限乐趣。

  2、写春联

  有了补春联的基础,学生对写春联没有了担心。他们从用现成的词语组成春联开始练习:“春回大地,万象更新。”两个成语就是一副春联,看学生脸上的开心样,我的心里也喜洋洋的。“国泰民安,人寿年丰。”“家庭和睦,事业有成。”“百鸟争鸣,百花盛开。”

  接着,学生开始自编春联了。“春风细雨入大地,桃红柳绿迎新春”。虽然还不够工整对仗,但这是学生迈出的第一步。“龙腾虎跃迎新年,莺歌燕舞庆佳节。”“春风送暖佳节到,锣鼓喧天新年至。”

  读着这一副副春联,我感受到了同学们的热情与智慧,也体会到了他们心中那份美好的感情。

  风拂千条柳 雨润万朵花。春联,国文化宝库中的一枝奇葩,以他独特的魅力,在同学们的心中生根发芽了。

设计方案 篇2

  【活动设想】

  1、活动目标:

  (1)认识自我,正确对待成长过程中出现的烦恼,采取积极的生活态度。

  (2)给学生和家长一个充分交流和沟通的机会,让学生了解成人心路历程的同时,也使家长把握孩子的心思。

  (3)通过口头表达和书面写作的训练,提高运用语文的能力。

  2、活动重难点:

  通过了解比较成人对自己成长时期烦恼的认识,审视自己的所谓烦恼,重新评价自我;引导学生学会用科学的方法、积极乐观的心态去化解烦恼。

  3、课堂活动时间:两课时

  4、设计理念:

  凸现学生主体地位,尊重学生对人生成长经历的独特体验,帮助学生认识烦恼、调整心态,并充分利用身边的课程资源,在实践活动中感悟人生,感受学习和运用语文,努力培养学生正确的情感、态度和价值观。

  【活动设计】

  一、活动准备──扮演小记者调查采访

  1、调查同学:

  你的烦恼有哪些?什么事情让你最烦恼?写出三件让你最烦恼的事情,按照由重到轻的顺序依次排列出来。

  2、采访长辈:

  您在我们这个年龄时的烦恼有哪些?当时您是如何对待的?对当年的烦恼您现在又是如何看待的?……

  设计说明:为了使活动任务更明确,学生采访更正式,操作更方便,我们共同设计了一份表格,包括采访记者、对象、时间、地点、目的、主题、内容、过程、采访后记、长辈寄语等(见附录) 。

  3、统计信息。

  设计说明:前面的准备工作是培养学生搜集信息的能力,这一设计的主要目的是培养学生筛选信息的能力 。

  4、鼓励学生从课外收集、补充相关材料。

  5、主持人根据老师设计的活动过程撰写活动串词。

  设计说明:活动的主题设计紧扣学习语文为本,同时尽量鼓励、引导学生全方位参与。

  二、活动过程(建议邀请家长代表参与课堂活动)

  1、畅所欲言谈烦恼:

  (1) 自己现在的烦恼:

  主持人甲:日子在匆匆中溜走,年岁在匆匆中增长,青春正匆匆地向我们走来,于是我们心中的烦恼也随之而来。

  主持人乙:这些烦恼也许来自生活,也许来自学习,也许来自与同学的交往,也许来自与父母的相处……

  主持人甲:有了烦恼,忧郁、感伤就会笼罩在我们的心头,生活也会因此失去光彩。但是烦恼来了不要怕,多与父母聊聊,多与老师说说,多与同学谈谈,烦恼就可能会尽快化解。

  主持人乙:那么从现在开始,把你遇到的烦恼坦诚地向同学讲一讲吧。

  幻灯片提示:同学们可从以下几个方面来谈:

  ① 学业方面的烦恼

  ② 生活方面的烦恼

  ③ 交往方面的烦恼

  ……

  设计说明:学生是课堂的主人,新课标倡导努力建设开放而有活力的语文课堂。这样的设计,既激发了学生发言的热情又训练了学生的.口语。

  (2)长辈少年时的烦恼:

  ① 家长谈少年时的烦恼:

  主持人甲:我们有无穷的烦恼,它们似风伴雨,如影相随。其实我们的长辈也一样,他们在少年时也遇到成长的烦恼。让我们走进他们的世界,看看他们少年时都有哪些烦恼,他们又是如何面对这些烦恼的。下面让我们用热烈的掌声欢迎 XX同学的爸爸/妈妈给我们谈谈他们少年时的烦恼。

  ② 学生比较分析两代人的烦恼:

  主持人乙:为了更全面更深入地了解长辈少年时遇到的烦恼,现在我们先分组交流自己的采访成果和心得体会。特别注意找出两代人在不同时代的烦恼有哪些相同点和不同点,然后比较分析。分析结果:

  相同:两代人的烦恼大都来自以下几个方面:学习、家庭、同学交往、经济、身体、社会等。学习方面的烦恼都排在第一位的。

  不同:上一代人把来自于生活、经济条件方面的烦恼列在第二位,而被调查的学生比较多的把来自家庭的压力和与父母沟通方面的烦恼列在第二位。

  设计说明:活动的内容要体现探究性。这项工作的意义在于找出不同时代两代人的烦恼有哪些相同点和不同点。通过比较分析使学生对成长中的烦恼能有更全面、更深刻地了解,以便对自己的生活有更多的启示和帮助。

  2、交流明理悟烦恼:

  (1)家长与学生、学生与学生互动交流。

  (2)学生谈体会、收获:

  主持人甲:通过这几天的采访和今天的活动,我们对烦恼一定有了新的体会和认识。

  主持人乙:下面请几位同学讲讲自己的采访收获及刚才活动交流的心得体会。

  学生1:通过采访,我更深入地了解了父母,理解了父母。明白了父母能有今天的一切是努力奋斗得来的。

  学生2:现在我知道了爸爸小时候也是个淘气的孩子,我对他更加了解了,我更爱爸爸了。

  学生3:与妈妈当时的生活比起来,我现在简直太幸福了。我要好好把握机会,认真学习,掌握更多的知识。

  学生4:爸爸妈妈在我这个年龄有很多烦恼,可现在都已经飞到九霄云外去了,我如果为我现在的一些小事不断烦恼,那将是一件很没有意义的事情。

  学生5:每个人都有烦恼,我要学我的长辈更冷静地处理这些烦恼。

  ……

  (3)家长感言:

  主持人甲:下面有请XX同学的爸爸/妈妈说说参加这次活动的体会和收获。

  主持人乙:我们渴望叔叔/阿姨把今天的体会和收获带到下次的家长会上,让我们的爸爸/妈妈多多理解我们。

  家长发言:……

  设计说明:这样设计不仅是为了锻炼学生的口语表达能力,更重要的是为了充分利用采访成果,让每个学生都把自己在采访中获得的宝贵经验和心得介绍出来,避免活动流于形式。同时家长参与课堂与学生进一步交流和沟通,使得课堂效果更好,生成更多。

  3、科学乐观解烦恼:

  教师分发有关如何化解烦恼的科学方法的资料,如:自我放松法、自我暗示法、倾诉法、音乐疗法、体育调整法、阅读法、向心理辅导老师寻求帮助等方法,帮助学生用科学的方法、积极乐观的心态去化解烦恼 。

  设计说明:认识烦恼不是目的,化解烦恼才是目的。

  三、总结存储

  1、教师总结:

  首先肯定两位小主持人的出色表现,然后赞扬积极参与讨论发言的学生所表现出来的勇气和自信,接着小结活动的收获并对学生进行励志教育。

  2、主持人总结:

  主持人甲:昨天的烦恼或许你已经通过倾诉摆脱了,或许还藏留你心中,但无论如何,今天的烦恼我们无法躲避,明天的烦恼仍在延续,烦恼会一直伴随我们的成长。

  主持人乙:其实烦恼和快乐一样,都是我们多姿多彩生活中的一种颜色,我们人人都无法回避。但是我们不能为烦恼而烦恼,我们要学会用科学的方法去化解烦恼,用积极乐观的心态去面对人生。

  主持人甲、乙:最后,让我们一起朗诵普希金的《假如生活欺骗了你》,因为“那过去的都将成为我们亲切的怀恋”!

  设计说明:总结活动,引导学生正确对待成长中的烦恼,积极乐观地面对生活中的挑战,形成良好的心境。

  四、课外写作

  结合这次活动,抓住其中你体会最深一点或几点,围绕“成长的烦恼”写一篇作文,不少于600字。

  设计说明:活动是作文的准备,作文是活动的小结。作文既是检测前期活动效果的一种手段,也是学习成果的一种呈现方式,同时这一环节的设计能更好地达成活动目标3。

  【活动评价】

  口语能力方面的评价。主要是同学之间互评,要点包括:说话的语速和声音,说话的态度,说话的流畅程度等等。

  写作能力方面的评价。主要是老师评价,老师从情感、内容、结构、语言几个方面进行综合评价。

  注重对学生研究能力、探究兴趣、参与程度、活动态度的评价,主要方式是激励。

设计方案 篇3

  分析:

  对于vip会员与节日活动的融合须考虑分析vip的特权,即vip会员与普通消费者的差异都有什么;另一方面须考虑成本控制的问题,也就是说不能给与vip过多的优惠导致我司盈利率的下降。因为在给与vip会员更多优惠的同时有可能导致普通会员强烈的落差感、不满情绪等。故,根据消费者最想要的优惠作为权重,以执行难易程度作为可操作性,等综合考虑,做出以下分析表格。

  方案一

  Vip三连环积分换爱心赢大奖活动

  1. 活动描述:

  建议以一个季度为周期,穿插这个活动到正常的节假日促销活动。

  即,我们的vip会员除了可以享受同等的待遇以外,可以额外的获得积分兑换的活动,而兑换的正是我们的纸质现金抵用券,且附加的是爱心捐款活动。例如:李小姐用1000积分可以兑换15元代金券,同时获赠爱心捐献证书,

  我司抽取一元是捐献给希望工程之类的慈善组织的,这15元代金券是可以折上抵用的,特价商品除外。

  于此同时,在接下来的节日活动中集齐了如3张爱心捐献证书可以参加抽取我们的大奖。

  且,本活动可以以每个季度为一期,每4个季度做年终大奖抽取,即是环环相扣的。

  2. 活动范围:

  所有本司直管店铺的vip会员。

  3. 季度奖项设置:

  一等奖3名: 1000元现金大奖+免费参观我司新装走秀会+vip爱心大使证书

  二等奖10名: 200元不限制现金抵用券+免费参观我司新装走秀会 三等奖50名: 成本价20元的邻家女孩时尚小包包 纪念奖100名: 15元代金券2张

  4. 本次活动的优势、噱头:

  1)

  奖品诱惑,刺激兑换,可以在一定程度上大大的促进我了我们vip会员积分清零的速度,且纸质的抵用券可以无限延期。

  2)

  新颖性;趣味性,通过连环的活动,一反常态的简单的促销手段,增强了活动的趣味性。

  3)

  解决了区分对待vip会员与普通会员的疑问,因为是用积分兑换的是爱心捐献证书+现金抵用券

  4)

  刺激了非会员加入vip会员

  5)

  爱心捐献的噱头。爱心捐献个人觉得可以作为宣传我司,我们品牌形象的很大的一个噱头。在花费很少的情况之下,配之相关媒体的配合报道的话,效果一定会很理想的。

  6)

  奖项的设置体现我司对vip的关爱,亦可作为大肆宣传手段之一。如,可以在奖项设置上下功夫,比如说来我司参观,或其他能体现关爱的奖项。

  5. 经费预算:

  1) 2)

  奖品预算,每季度的为人民币6000元(扣除代金券不算)。 物料预算,如宣传海报、pop相关、爱心证书,预计每本成本价为1元以内,按实际需要发放。

  3)

  6. 执行配合:

  1) 2) 3) 4)

  企划pop设计及相关物料配合 店铺终端人员配合

  营运中心各区文员全程监管执行进度

  营运中心vip小组全面监管总进度,并对可能出现的问题做出及时指导处理

  7. 本方案综合分析:

  1. 这个三连环的活动拆开的话可以作为单季的三连环活动,合并的话又

  可以作为年度的总结性大活动。

  2. 执行的难度不会很大,也是消费者比较喜欢,比较实惠的活动。 3. 三连环甚至是多连环的活动无意间会有助于我们挖掘最有价值客户。

  媒体预算,是否需要简易经济的媒体配合?

  即本活动在刺激消费的同时又达到了市场调研的作用。

  4. 环环相扣有效的刺激了消费者的`购买欲,也算是捆绑住了消费者,试

  想一下只要消费者进了第一环的话那么她会甘心放弃抽取大奖的机会吗?

  5. 我们现在的vip会员预计有近50万,而对于我们在快速成长期的企业

  来讲做一些花费不大,但是却有助于提升品牌形象的活动是很有必要的。如此以来即回报了我们的会员,又提升了品牌形象。

  6. 利润分析:假设一件衣服正价是100元,那么按正价销售是100件,

  那么此时我们的总收入就是10000元,而利润界点可能是0.65,那么我们的实际利润就为0.35*10000=3500元。如果打8折销售可能就销售150件,利润就是150*100*0.8*0.35=4200元.且,现在的整个服装行业的竞争都很大,没有哪一家都是全价销售的。因此多做一些有意义的活动是必须需要的,而且也会促进我们的销售额。 7. 尺度控制合理,不会影响我司的品牌形象。因为本方案有考虑到,促

  销究竟会不会对我们的品牌造成不良的影响,及会不会对盈利率的压缩过大等问题。经过多方面的思考,我们的让利是没有过大的,基本都控制在了公司要求的六五折以上的。

  8. 预期效果:

  通过环环相扣的策略思路,大大增加了活动的趣味性,粗略预计方案推出后当季

  销售业绩将提升15%到35%。

  9. 可能出现的意外:

  1. 人员过多造成卖场堵塞,拥挤

  2. 各部门、尤其终端配合执行力不足,造成方案效果折扣 3. 来自消费者的投诉 4.其他可能出现的意外

  10. 相似参考案例:

  美国斯里兰百货公司的“三连环”促销

  该方案大致内容为,该公司在销路十分困难的情况下,推出了此方案,即第一次

  购买任意货品就送一张8%的让利券,凭此券下次购买将享受8%的优惠,同时又将获得15的优惠券,下次又将获得20%的优惠券。在该方案推出之后,该公司业绩提升十分之明显。

  方案二、

  Vip专供礼品

  礼品:

  1. 香薰系列,如小香囊,薰衣草、熏香之类的小物件,vip会员专供

  在考虑vip额外的礼品的同时应考虑到价格、体贴性、实用性、美观性、受众等。而香薰系列综合考虑还是很符合以上几点的,相信每个爱美的女人都是需要这种香气宜人的小物件的。尤其推荐复古的香囊配上我们的LOGO和时尚的背景图等。 2. 水晶钥匙扣,水晶系列小工艺品 3. 修甲套装

  4. 时尚、复古之类的小镜子

  5. Vip专供我司杂志,杂志中可编写一些时尚搭配建议,或女同志喜欢的一些时尚资讯,

  当然还有我司的新品等。

设计方案 篇4

  0引言

  机械方案设计是一个创造性很强的活动,其思维过程是形象思维和抽象思维综合作用的结果。目前计算机辅助设计(CAD)主要解决了在计算和绘图等设计后续阶段对设计者的支持。而对于极富创造性的早期方案设计阶段的计算机支持至今没有取得实质性的进展。即使是智能CAD系统,所采用的方法的理论基础仍是基于传统的人工智能的知识表示与推理方法,即逻辑思维为基础,其中多以知识工程和专家系统的方法实现。这种CAD与AI的简单组合,没有也不可能从真正意义上实现方案设计自动化。创造性如何在方案设计过程中体现一直是困扰设计理论研究工作者的棘手问题,也一直没有很好地解决,本文将就这一问题作一探讨。

  1机械方案设计的一般过程

  一般认为,方案设计阶段主要有两个任务:首先是建立技术系统的功能结构。然后通过选择相应于功能结构中的每个功能的功能载体,并组合这些被选择的功能载体形成整个技术系统的设计方案。

  通用设计理论认为,方案设计过程可表述为两个映射过程(图1):即用户需求域到功能域的映射以及功能域到结构域的映射。由需求域到功能域的映射过程最能体现设计者的创造能力,这一过程涉及到对设计思维规律以及创造性机理认识水平,涉及到自然语言到专业技术语言的转化。尽管有些学者提出通过对设计要求进行层次分解来建立功能结构图的讨论,但一般还要通过人工干预进行。从功能到结构的映射,实际上是功能结构图中的每一个分功能与能实现该分功能的结构进行匹配,一般情况下,总体功能往往包含着许多分功能。而每一功能可以由不同的结构来实现,因此存在组合、协调和评价筛选的问题。具体的机械方案设计过程如图2所示。

  图2所示的机械方案设计过程还可通过数学形式进行描述。设总体功能为U,它可分解为一些子功能,分解过程可形式化为:

  U=(U1,U2,…Um)(1)

  即总体功能是有m个子功能UI(I=1,2,…m)组成的。

  任何一个子功能UI(I=1,2,…,m)对应着能够完成该分功能的子结构的集合TI,即TI=(tI1,tI2,…,tin)(I=1,2,…,m)(2)

  式中tij(j=1,2,…,n)对应于能完成子功能UI的所有子结构,n为完成该子功能的子结构总数。如果用UI定义行,tij为元素构成矩阵,即得到功能与结构相联系的“功能—结构技术矩阵”:

  (3)当然能够实现各子功能的子结构数并不相等,可以将能够实现某一子功能的最多子结构数定为n,少于这个数的子功能元素项用零表示。图2所描述的机械方设计的一般过程,看起来很简单,但计算机实现有许多问题需要解决。如总功能如何分解为子功能、功能如何表达(因为从不同的角度提出的功能表达词汇是不相同的)以及如何有效根据功能索引子结构等问题有待进一步探讨和研究。

  2基于机构结构类型变异综合方法

  自60年代图论理论首次被应用于机构设计以来,它在机构分析与综合方面的应用得到深入的研究。在图论中,封闭的图代表机构,顶点代表连杆,边代表运动副。图可以用矩阵(如邻接矩阵和关联矩阵)表示、分析和计算。1979年,Freudenstein和Maki提出“功能与结构分离”的方法用于机构综合,随后许多学者对这一方法进行研究和深化。该方法包括如下几个环节:

  2.1根据用户的需求,提出机构创新设计任务与技术要求:

  (1)拓扑结构要求

  如运动性质(平面运动或空间运动)、基本回路数(或独立环数目)、运动副类型及数目、构件类型及数目、主动副类型及其位置以及机架的构件类型及其位置;

  (2)功能性要求

  如输出构件数目及其位置、每一输出构件的任务(如轨迹生成、函数生成、导引以及其它要求、满足对预定的速度及加速度要求、满足对机构整体的动力学性能要求;

  (3)约束条件

  如运动精度、结构紧凑性、刚度、机械效益、轴销作用反力以及制造、装配、成本等方面的约束。

  2.2结构类型综合

  通过结构类型综合列出满足设计任务要求的全部结构类型并以适当形式表示。

  2.3优选结构类型

  根据功能要求和约束条件,筛选出好的结构类型。

  该方法目前研究局限在平面连杆机构的结构类型综合,且一般集中在运动链同构识别、自由度识别方法以及平面运动链自动生成等理论方法研究阶段。尽管有一些应用的研究报道,但都是针对简单机构(如变冲程发动机活塞机构、车门开启机构等)通过人工方式实现。计算机实现还有一些关键技术没有很有效的方法,如运动链同构识别问题,主动副位置确定、机架位置的确定、杆组的自动划分以及对运动链进行评价筛选等问题。

  3集成功能推理及结构推理的方案创新设计过程模型

  如果用人工智能语言描述,在上述第1小节中讨论的机械方案设计的一般过程是基于功能推理方式,而第2小节中所讨论的机构结构类型变异综合方法是基于结构推理方式。这两种方式有其内在的联系,如何将这两种方式有机地联系在一起对于机械方案创新设计是一件很有意义的工作。功能推理主要解决功能到结构之间的映射,通过结构部件组合途径形成机械方案。而结构推理是从结构部件的拓扑结构上通过机构演绎(机架变换,主动件位置变换以及运动副类型变换)途径对机构进行变异创新,尽管目前结构推理局限在平面连杆机构结构类型综合,但通过本文的研究,该方法可以扩展到一般刚体机械方案创新设计。有鉴于此,作者提出如图3所示的`集成功能推理和结构推理的机械方案创新设计过程模型。

  该设计过程模型由以下主要步骤组成:

  Step1:功能结构图的建立。根据设计要求,建立功能结构图。

  Step2:根据建立的功能结构图,寻找满足各子功能要求的功能载体并组合成为原始机械方案。

  Step3:将原始机械方案进行抽象化为表达机械方案连接信息的运动链表示。并记录原始方案一些约束信息,如自由度数、杆数、原动件必须是几副杆、输出构件是否必须与机架相连等等。

  Step4:运动链发散。列举所有与抽象化表示的运动链具有相同自由度、杆副类型以及杆数的非同构运动链,并进行筛选。

  Step5:机械方案元型集的生成。对筛选的运动链进行机架识别、原动件识别、杆组识别,形成用连杆和转动副表达的机械方案元型。

  Step6:候选方案集的生成。将以上生成的机械方案元型通过类型替代,形成候选方案集。

  Step7:方案的评价决策。得到最优方案。

  Step8:方案的尺度综合。

  4机械方案创新设计智能支持系统

  根据以上的过程模型,我们开发了机械方案创新设计智能支持系统MCIDISS。系统的结构如图4所示。该系统由五大模块组成:

  (1)基于实例功能推理的原始机械方案生成模块:该模块采用两级实例推理的模型,完成从设计任务到功能结构图的建立以及装置提取与组合协调设计生成原始机械方案的任务。

  (2)基于结构推理的方案设计创新模块:该模块在上面模块产生的原始机械方案的基础上,通过抽象化表示,将原始机械方案表达为一般化运动链,从机械方案拓扑联接上进行变异创新。

  (3)评价决策模块:该模块主要任务是对各阶段的设计解进行评价决策。系统主要采用模糊综合评价决策方法。

  (4)机构尺度综合模块:该模块主要任务是对组成机械方案的机构参数进行综合,以便从尺度上论证方案的可行性。

  (5)运动分析及仿真模块:该模块是在完成机构尺度综合后,对其进行运动分析和仿真,以便使设计者对所设计的方案有一个清晰直观的认识。

  5结束语

  本文先简要分析了机械方案设计一般过程和机构结构类型综合的一般过程,在此基础上,研究并提出了集成功能推理和结构推理的机械方案创新设计过程模型。基于所提出的过程模型,作者开发了机械方案创新设计智能支持原型系统MCIDISS。MCIDISS开发和运行表明,其具有合理的知识库结构,运行情况稳定,用户界面友好,推理控制策略灵活,因此具有很好的实用性和较高的开发效率。

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