時間：2023-03-21 17:11:37
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總的來說，當前基于產(chǎn)品自身進化思想的研究大多還都停留在理論探索階段，相應的計算機輔助創(chuàng)新（ComputerAidedInnovation，CAI）軟件也十分匱乏，更加限制了設計理論的應用與發(fā)展。因此，本文在Jacob、Ma.GL等的研究基礎上，通過引入系統(tǒng)功能分析的方法，并綜合考慮功能、結構兩方面因素的作用，提出了一種從多個角度進行激勵分析的功能需求內(nèi)生式產(chǎn)品創(chuàng)新設計方法。并在課題組開發(fā)的原型系統(tǒng)中實現(xiàn)了該功能模塊，體系化、導向性地輔助設計者較好地進行產(chǎn)品概念設計。
內(nèi)生功能驅(qū)動產(chǎn)品創(chuàng)新設計模式
1功能驅(qū)動產(chǎn)品創(chuàng)新機理
產(chǎn)品是基于一定物理及幾何結構，在相應技術條件支撐下，實現(xiàn)所需功能集合的有機體。其與生俱來就是市場信息的折射，且任何產(chǎn)品都在按照一定規(guī)律不斷的發(fā)展和進化。類似于“適者生存”的過程，在市場因素的作用下，產(chǎn)品也在不斷的優(yōu)勝劣汰。隨著時間的推移，一些市場特性就逐漸被“映射”或“編碼”到存活產(chǎn)品中，內(nèi)化為產(chǎn)品功能或結構的一部分。正是這些蘊含于產(chǎn)品自身的進化特性信息為需求信息提供了一個較為高效、可靠的獲取渠道。發(fā)現(xiàn)這些特性并使之向更優(yōu)的方向轉(zhuǎn)變，就可以帶動產(chǎn)品進化，感知并滿足新的市場需求。
基于這一思想，本文從功能演化角度構建了一種基于內(nèi)生功能驅(qū)動的產(chǎn)品創(chuàng)新設計模式。主要通過功能演化的形式拉動結構、市場等特性進化，進而實現(xiàn)產(chǎn)品全面進化，如圖1所示（功能、結構、市場等特性的進化，均是技術系統(tǒng)進步的反映）。其創(chuàng)新機理在于暫時擺脫現(xiàn)有技術和市場對產(chǎn)品設計的束縛，從產(chǎn)品自身出發(fā)，運用一定的功能激勵策略對其進行功能改進操作，以激勵產(chǎn)生更多新功能需求信息，實現(xiàn)功能進化；并針對這些功能需求進行概念求解，帶動產(chǎn)品結構也向更適于功能實現(xiàn)的方向演進，進而開拓出新的市場應用空間，實現(xiàn)產(chǎn)品全面進化。
2功能激勵分析策略
產(chǎn)品作為一個有機體，與生物體相類似，也是由功能及承載功能的結構載體組成的系統(tǒng)。借鑒系統(tǒng)功能分析的方法，結合已有產(chǎn)品對其加以功能結構分解，并根據(jù)其功能-組件間的鏈式關系及組件間的隸屬關系進行系統(tǒng)功能建模，構建相應的基礎功能模型——功能-組件鏈圖，如圖2所示。功能是產(chǎn)品存在的目的，功能的實現(xiàn)除了與產(chǎn)品自身結構有關外，還與超系統(tǒng)內(nèi)其它關聯(lián)組件相關。為了較好地實現(xiàn)對產(chǎn)品自身蘊含的進化特性信息的挖掘，本文提出的方法正是在系統(tǒng)功能建模基礎上，從超系統(tǒng)和技術系統(tǒng)兩個方面對已有產(chǎn)品進行較為全面的功能激勵分析。進行技術系統(tǒng)分析，是為了實現(xiàn)其自身功能結構特性優(yōu)化，增進其理想化水平。而引入超系統(tǒng)分析，其目的在于實現(xiàn)技術系統(tǒng)特性向超系統(tǒng)特性進化，進而實現(xiàn)超系統(tǒng)進化反向促進技術系統(tǒng)進化的作用。技術系統(tǒng)分析是功能激勵的主要內(nèi)容，超系統(tǒng)分析是其有益補充。
本文提出的方法是從功能演化角度，綜合考慮功能、結構二因素的設計模式。因此，技術系統(tǒng)分析包含單組件操作、多組件操作兩個方面，超系統(tǒng)分析則采取賦予新的功能關聯(lián)關系的激勵模式。對于單組件而言，功能激勵主要是針對其承載功能加以改變操作；對于多組件，則從功能組合角度對其加以激勵操作。基于以上考慮，本文提出從多個角度進行功能激勵的分析策略，如圖3所示。
基于功能需求內(nèi)生的產(chǎn)品概念設計
1超系統(tǒng)組件功能關聯(lián)
一般情況下，每一個超系統(tǒng)功能都是為了輔助產(chǎn)品技術系統(tǒng)內(nèi)某個/某些功能的順利實現(xiàn)，即一個超系統(tǒng)功能肯定與系統(tǒng)內(nèi)某個/某些功能存在相關關系，但通常并不是與所有功能都存在相關關系（關系十分薄弱/暫未發(fā)現(xiàn)其相關性）。且超系統(tǒng)功能間通常也存在很多不相關的情況。因此，這就給產(chǎn)品系統(tǒng)提供了不小的創(chuàng)新思考空間。超系統(tǒng)組件功能關聯(lián)分析正是基于對這一創(chuàng)新空間信息進行系統(tǒng)挖掘的創(chuàng)新策略。它通過選擇某個超系統(tǒng)功能，在與其不相關的某個系統(tǒng)功能（超系統(tǒng)功能、系統(tǒng)內(nèi)功能）間建立起良性關系，使其變?yōu)橄嚓P。如此，便能創(chuàng)造出新的產(chǎn)品功能需求，進而產(chǎn)生新的產(chǎn)品創(chuàng)意。
這種相關分析主要通過以產(chǎn)品超系統(tǒng)功能為行，所有系統(tǒng)功能為列，而構建的系統(tǒng)功能相關性分析矩陣加以分析，如表1所示。其中，“1”表示功能間存在相關關系，“0”則代表不存在，“X”表示兩個功能相同（在此不予討論）。針對筆記本電腦功能創(chuàng)新實例，通過在“敲擊鍵盤”與“存儲電能”間建立起關聯(lián)（由0變?yōu)?），便激發(fā)出在使用者敲擊鍵盤的同時可以產(chǎn)生電能，并有效地將其儲存利用的新型節(jié)能筆記本電腦的創(chuàng)意。
2系統(tǒng)內(nèi)單組件功能改變
系統(tǒng)內(nèi)單組件功能改變分析主要針對技術系統(tǒng)內(nèi)某一功能組件及其所承載的功能加以改變性操作，以激勵設計者產(chǎn)生新的想法。
（1）功能擴展
功能擴展主要針對系統(tǒng)內(nèi)某一功能組件，通過賦予其新的功能，從而帶動其結構也發(fā)生相應的改變，進而形成能適應未來市場需求的新產(chǎn)品，如圖4a所示。擴展的功能主要通過超系統(tǒng)組件功能關聯(lián)分析得到，也包括由新的超系統(tǒng)組件引入而衍生得到的新需求功能。如在輪椅創(chuàng)新設計中，通過在超系統(tǒng)中引入臺階，以產(chǎn)生攀爬臺階的新功能需求，進而激勵產(chǎn)生帶越障功能的行星輪式車輪的創(chuàng)新方案。
（2）功能裁剪
功能裁剪主要是基于產(chǎn)品簡化及專用化的思想，通過裁剪掉鏈內(nèi)的冗余功能或?qū)μ囟☉铆h(huán)境可有可無的功能，甚至一些看上去不可或缺的功能，進而帶動鏈內(nèi)其它關聯(lián)功能改變，以實現(xiàn)產(chǎn)品功能、結構、工藝等方面的簡化，得到更具市場競爭力的產(chǎn)品創(chuàng)意，屬于破壞性創(chuàng)新（DisruptiveInnovation）范疇，如圖4b所示。如可通過去除電視機的顯示圖像功能，以降低其生產(chǎn)及使用成本，使盲人得到相對物美價廉的新產(chǎn)品。
（3）功能分割
功能分割主要是對系統(tǒng)內(nèi)某組件所承載的功能進行分割，以形成新的結構及新市場的產(chǎn)品創(chuàng)新模式，包括功能作用分割、功能量值分割兩種形式。功能作用分割是將組件上承載的多個功能進行分割，進而形成多個新功能單元，以促使功能組件向更趨于專業(yè)化、標準化的方向改進，如圖4c所示；功能量值分割主要將組件上承載的功能從量值上加以分割，以形成多個量值相同或不同的新功能單元，以促使功能組件向精準化、微控化等方向演進，如圖4d所示。如在顯示器演進道路上，通過對顯示內(nèi)容加以分割，激勵產(chǎn)生了多顯示器協(xié)同顯示的超大顯示屏。
（4）功能替代
功能替代主要建立在技術進步或技術優(yōu)化基礎上，在不影響產(chǎn)品主要功能實現(xiàn)前提下，通過將某組件所承載的功能利用更優(yōu)的功能，或?qū)l(fā)出某功能的組件用更優(yōu)的組件加以替換操作，以帶動鏈內(nèi)其它相關功能組件改變，進而實現(xiàn)產(chǎn)品整體性能優(yōu)化的目的，如圖4e所示。例如，將精密機械移動替換成磁致伸縮移動的，高精密度顯微鏡玻片載物臺移動裝置創(chuàng)新設計方案。
3系統(tǒng)內(nèi)多組件功能組合
系統(tǒng)內(nèi)多組件功能組合分析主要是針對技術系統(tǒng)內(nèi)多個組件間所承載的功能加以組合優(yōu)化，以激勵設計者產(chǎn)生創(chuàng)新想法，進而推動產(chǎn)品功能-結構改進向理想化方向逼近而引入的創(chuàng)新策略。
（1）功能合并
功能合并主要建立在對相同或不同功能鏈中具有相近或相關功能的不同組件進行系統(tǒng)分析的基礎上，通過對其進行功能并處理操作，以實現(xiàn)功能、組件的高效利用，去除多余功能結構，實現(xiàn)產(chǎn)品功能結構優(yōu)化的目的，演進過程如圖5a所示。通過這一處理，可使產(chǎn)品功能結構得到優(yōu)化，經(jīng)濟性、易操作性增強，提升其市場競爭力。如在冰箱制冰機創(chuàng)新設計中，將儲冰裝置內(nèi)為定向輸送冰塊而進行的螺旋攪動操作，與為防止冰塊粘結而加入的反向攪動操作合并，便形成了定時雙向螺旋攪動裝置的設計方案。
（2）功能整合
功能整合主要基于合理化配置的思想，對多組件間承載的多個功能進行優(yōu)化整合處理，進而帶動結構上的優(yōu)化整合，以增強其系統(tǒng)性、經(jīng)濟性、適用性等綜合性能，形成新的競爭優(yōu)勢，這一過程如圖5b所示。例如，在輪椅創(chuàng)新設計中，通過對各組件間所承載的功能進行整合處理，最終得到利用汽缸結構實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)升降高度及靠背角度調(diào)節(jié)功能，利用行星輪結構實現(xiàn)越障、行進功能，利用套扣結構實現(xiàn)可變形（變身為擔架）功能等集多種實用功能于一體的新型多功能輪椅的改進方案。
（3）功能捆綁
功能捆綁主要是對功能-組件鏈圖中功能作用密集的組件加以分析，將作用于該組件的功能，以及鏈內(nèi)其它相關功能進行打包組合；然后，采取反問“引入該功能目的”的思考形式，探求這些功能的本質(zhì)（設計需求）；最后，對這些設計目的加以組合優(yōu)化處理，并進行相應的功能性再設計，激勵產(chǎn)生新的功能配置方案，實現(xiàn)功能集成進化，如圖5c所示。這一過程通常會伴隨新功能的產(chǎn)生，可有效帶動產(chǎn)品結構產(chǎn)生較為全面的進化，進而得到更具市場競爭優(yōu)勢的創(chuàng)新產(chǎn)品。例如，將冰箱制冰機儲冰裝置的儲冰功能與制冰裝置的儲水功能，以及輸冰裝置的定向輸送功能加以捆綁，激勵得到傳輸帶式制冰機的創(chuàng)新方案。
4功能需求內(nèi)生式產(chǎn)品概念設計過程
本文提出的方法應用的關鍵在于合理利用上述激勵策略進行功能激勵分析。將這種方法與計算機輔助創(chuàng)新設計模式相結合，構建的產(chǎn)品概念設計過程模型如圖6所示。這一過程主要包含系統(tǒng)功能建模、功能激勵分析、概念方案生成、方案優(yōu)化評價四大分析模塊。具體操作步驟描述如下：
步驟1產(chǎn)品組件、功能錄入。結合已有產(chǎn)品對其進行功能結構分解，提取并錄入產(chǎn)品功能組件及其所承載的功能。
步驟2功能-組件鏈圖構建。針對步驟1的錄入結果，構建相應的產(chǎn)品功能-組件鏈圖，并適時對錄入的功能、組件加以調(diào)整。
步驟3多角度激勵分析。結合功能-組件鏈圖及在此基礎上生成的功能相關矩陣，從三大分析角度出發(fā)，利用對應的分析策略進行遍歷式分析，以得到多個功能改進方向，形成相應的功能需求信息集。
步驟4概念方案求解。針對上一步分析得到的功能需求信息利用FBS方法進行知識資源檢索，以映射得到相應的原理解。
步驟5領域具體化分析。結合得到的原理解及已有產(chǎn)品進行具體化分析，使之轉(zhuǎn)化為相應的產(chǎn)品創(chuàng)新方案。這一步是結合獲取的知識資源進行創(chuàng)造性思維的階段，是新知識生成的過程。
步驟6方案優(yōu)化評價。此步操作主要通過對生成的方案做進一步探討，借鑒功能跟隨形式（FunctionFollowForms）原理發(fā)現(xiàn)新產(chǎn)品的潛在應用市場，并結合已有信息及設計經(jīng)驗對方案加以優(yōu)化評價，進而得到創(chuàng)新性、實用性及可實現(xiàn)性相對較好的產(chǎn)品創(chuàng)新方案。
5功能模塊實現(xiàn)
產(chǎn)品創(chuàng)新是市場需求與技術實現(xiàn)對立統(tǒng)一的過程，是創(chuàng)新主體與現(xiàn)代設計技術有機協(xié)同的設計過程，是以知識為基礎，以獲取及創(chuàng)造新知識為核心的知識物化過程。本文基于提出的多角度功能激勵的設計思想，融合認知科學、信息技術及創(chuàng)新設計理論，實現(xiàn)了該功能模塊。其體系架構如圖7所示，包含交互層、推理層、資源層。
（1）交互層是實現(xiàn)人機交互的重要單元，主要給用戶提供一個友好的交互界面，提供信息輸入、輸出接口，并對整個設計過程加以可視化。其中，也包含管理員對系統(tǒng)及知識庫進行的日常維護操作。
（2）推理層主要根據(jù)設計過程中用戶輸入的設計信息，為其提供所需的設計原理及過程推理方法支持。該層除了系統(tǒng)功能建模、功能激勵分析等人機交互式信息操作單元外，還包括信息轉(zhuǎn)換、映射求解、評價計算等多個采用推理機形式，通過調(diào)用相應的知識資源，以實現(xiàn)創(chuàng)新信息映射轉(zhuǎn)換的智能操作單元。信息轉(zhuǎn)換單元主要采用自然語義與基于規(guī)則推理的形式，對功能激勵結果加以標準化轉(zhuǎn)換；映射求解單元利用FBS方法，對生成的標準化信息進行概念求解；評價計算單元則是根據(jù)輸入的評價信息，利用一定的評價規(guī)則對方案加以量化比較，以篩選得到相對較優(yōu)的設計方案。
（3）資源層主要為概念設計過程提供知識支持，包括本體庫、效應庫、評價庫等多個知識單元。
系統(tǒng)內(nèi)的效應庫、專利庫等知識庫主要采用功能基的形式加以組織，并提供基于自然語義的Internet3應用實例冰箱通常都在冷凍室內(nèi)裝一制冰裝置，其制冰的工作原理與大型制冰機一樣。制冰裝置的上面部分放置有普通的柵格式盒子。往盒子里倒上水，冷凍一定時間后，再由一個特制的帶有蝸桿減速器的電機把盒子翻轉(zhuǎn)。當盒子幾乎朝下時，盒子的另外一邊就頂?shù)搅藢ｉT的凸出部位上。盒子傾斜后，冰塊就能實現(xiàn)與內(nèi)壁相分離，往下脫落，并掉到收集器中。這一加工過程一直會持續(xù)到收集器裝滿冰塊為止，如圖8所示。但這種制冰裝置也存在很多問題，如占用空間較大，工作震動、噪聲大等問題，迫切需要對其加以改進。運用本文提出的方法進行創(chuàng)新分析，具體步驟如下：
步驟1通過選擇已有的制冰裝置作為基礎產(chǎn)品，對其進行功能結構分解，錄入電機1、連桿、制冷裝置、驅(qū)動減速器1、轉(zhuǎn)動冰盒等產(chǎn)品組件及功能信息。
步驟2結合已有產(chǎn)品，并針對錄入結果對制冰機進行系統(tǒng)建模，構建相應的產(chǎn)品功能-組件鏈圖（如圖9）。
步驟3根據(jù)超系統(tǒng)功能與所有功能間的關系，建立起相應的制冰機功能相關矩陣，如表2所示。并針對矩陣進行超系統(tǒng)組件功能關聯(lián)分析，如通過在“提供水”與“轉(zhuǎn)動冰層推桿”之間建立起關聯(lián)，提出在“轉(zhuǎn)動冰層推桿”時，根據(jù)其受到的阻力大小，實時控制是否“提供水”的創(chuàng)意；在“提供水”與“儲存2冰塊”間建立關聯(lián)，提出只有當開始“儲存2冰塊”操作時，機器才“提供水”的新需求。針對鏈圖，從系統(tǒng)內(nèi)單組件功能改變、系統(tǒng)內(nèi)多組件功能組合兩個角度進行激勵分析。如圖10所示，經(jīng)功能裁剪分析，提出去除攪拌器“攪拌2冰塊”操作的創(chuàng)意，以減小裝置的控制復雜程度；經(jīng)功能合并分析，并根據(jù)經(jīng)其它激勵操作得到的設計過程信息，提出將驅(qū)動撥冰裝置葉輪轉(zhuǎn)動的“轉(zhuǎn)動連桿”功能與驅(qū)動傳輸帶轉(zhuǎn)動的“轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸”功能加以合并的新需求，以在一定程度上實現(xiàn)結構簡化；經(jīng)功能捆綁分析，將冰盒的“儲存水”功能、儲冰器的“儲存冰塊”功能和攪拌器“輸送冰塊”等多個功能加以捆綁，激勵產(chǎn)生要設計一個既能“儲存水及冰塊”，又能“按需定向輸送冰塊”的集成化裝置的想法。
步驟4通過以上遍歷式創(chuàng)新分析，生成“輸送冰塊”、“轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸”等多個功能需求。對其進行相應的知識檢索，得到“一種提高冰淇淋抗融性的乳化劑以及用其制備的冰淇淋”、“超薄潛水數(shù)顯磁力攪拌器”、“物料輸送螺旋機構”等知識。
步驟5結合已有產(chǎn)品，對步驟4得到的原理解進行具體化思考，進而產(chǎn)生“在儲冰盒內(nèi)增加可溶且可食用的抗融泡沫添加劑”、“用磁力攪拌器代替機械攪拌”、“采用多柵格式制冰、儲冰裝置，且伴隨傳送帶輸送，出冰口處受扭曲力和重力作用而自動脫落”等多個概念方案，如圖11所示。
步驟6結合已有設計經(jīng)驗及企業(yè)實際情況，對以上分析得到的多個概念方案進行初步評價篩選，并進行合理的市場定位，去除可實現(xiàn)性低、經(jīng)濟性差、創(chuàng)新性不高的噪聲方案。然后，再對剩余的創(chuàng)新想法做進一步組合優(yōu)化分析，以得到最終制冰機改進方案。即采用一種柵格式的傳輸帶式結構，將其直接放在冷凍室的頂部沿著圓周運動，并采用一個帶葉輪的旋轉(zhuǎn)裝置，以頂出柵格內(nèi)的冰塊，供用戶食用；且儲水罐的“提供水”功能也與傳輸帶的運行建立起相應的控制關系，使滴水速度與柵格制冰、儲冰速度保持同步。改進后的制冰機系統(tǒng)工作過程如圖12所示。其去除了原有的冷藏室，縮減了工作空間，部分消除了收集、儲存冰塊所帶來的各種不便，并通過合理調(diào)節(jié)傳輸帶的運行速度，可實現(xiàn)按用戶需求持續(xù)提供冰塊等優(yōu)勢。
當一種藝術形式成為了符號，便具有了傳達的功能，傳統(tǒng)元素便是如此，傳統(tǒng)元素在現(xiàn)代家具中的應用是建立在符號化的能指及所指基礎上，是內(nèi)涵與外延的對立統(tǒng)一。
1.1內(nèi)涵的功能性解析
符號學中強調(diào)符號的能指與所指，而內(nèi)涵的功能性是建立在符號的所指語義基礎上的，兩者存在一定的對應關系。傳統(tǒng)元素的內(nèi)涵容納了社會意識形態(tài)、個人情感表現(xiàn)、文化意義傳達等多方面，中國傳統(tǒng)元素在家具設計中的應用是一種對時代性文化特征的功能性表現(xiàn)及個人情感的傾訴。符號中所指所表現(xiàn)的語義并不是一成不變的，而是隨著時代的發(fā)展發(fā)生著一系列變化，同時因文化差異及審美需求的變化而發(fā)生改變，也就是說不同的文化或者時代背景條件下，我國傳統(tǒng)元素所表現(xiàn)出的符號化特征有著不同的發(fā)展趨勢，同時也會產(chǎn)生不同價值。傳統(tǒng)元素在家具設計中的應用建立在內(nèi)涵功能性的基礎上，是一種凌駕于使用功能之上的特殊情感，能夠塑造特殊的文化意境，同時也透漏出不同的審美意向。
1.2外延的功能性解析
中國傳統(tǒng)元素的外延功能性解讀建立在對符號的能指語義基礎上，傳統(tǒng)元素作為一種可以感知的客觀存在，有其獨立的外形，也有其獨有的物質(zhì)功能性，也就是有其獨立的使用功能及文化價值。首先，傳統(tǒng)元素在家具設計中的能指語義由外形、色彩、材質(zhì)、紋理等語義構成，人們可以直觀感知其物質(zhì)功能性，也就是家具設計可以借助傳統(tǒng)元素的能力呈現(xiàn)其功能性。其二，中國傳統(tǒng)元素的物質(zhì)功能性并非僅僅是其使用價值的呈現(xiàn)，而是有著更深的層次的表現(xiàn)，比如代表了中國優(yōu)秀造型藝術及民族藝術的黃花梨圈椅，不僅僅彰顯出是過人的智慧，而且也體現(xiàn)出獨特的審美價值及社會認同感，這種外延性特征如果在家具設計中巧妙運用，可以有效增強人們對傳統(tǒng)藝術的認知度與保護意識，提高用戶的文化品味。
2傳統(tǒng)元素在家具設計中的應用原則
隨著科技的迅猛發(fā)展，伴隨著全球化的影響，中國的家具設計正在被西方的思想侵蝕著，文化的發(fā)展逐漸變得單一化。設計師在設計家具時，汲取傳統(tǒng)元素中的部分精髓的同時，也要遵循設計原則，才能夠很好地將文化的民族性、特色性體現(xiàn)出來，這已經(jīng)成為設計領域很重要的原則。優(yōu)秀的作品往往能在我們情感深處產(chǎn)生共鳴，并能夠很好地詮釋我們民族的文化。
2.1在布局中的應用
對于中國風格來說，在布局上可以從多個方面進行體現(xiàn)。在中國的傳統(tǒng)文化中“中庸之道”擁有不可替代的地位，它不僅體現(xiàn)在中國人的生活習慣上，同樣也體現(xiàn)在為人處世上，使?jié)夂竦奈幕趥鹘y(tǒng)家具設計中發(fā)揮得淋漓盡致。設計師在設計家具的同時也會注重造型的左右對稱，以及裝飾圖案的分布，詮釋了我們民族文化“中規(guī)中矩”的美。對稱式的布局不僅僅體現(xiàn)在這些上面，還有家具的數(shù)量，擺設的位置，其中位置是否是在房間的中軸線上等等。這樣的陳設方式看起來莊重而沉穩(wěn)，也符合了用戶傳統(tǒng)的審美觀念。在現(xiàn)代的家具設計中，把握“以人為本”的思想，將傳統(tǒng)家具設計的精華加以提煉并升華，在把握傳統(tǒng)元素的神韻的同時，通過適當?shù)墓に嚒⑹址ńo予加工，以求達到匠心獨運之妙。
2.2在色彩中的應用
色彩在家具設計中發(fā)揮著重要的作用，對其合理的使用，能在一定程度上提升美的感受。隨著人們審美情趣的不斷提高，在家具色彩的選擇、周圍環(huán)境與家具的色彩配置中的選擇也越來越挑剔。色彩作為家具設計中重要的元素，在家具設計的人性化、個性化設計上擁有不可替代的作用，因此合理地把握色彩在家具設計的應用，才能夠讓傳統(tǒng)元素在家具設計中達到更加完美的效果。在進行家具設計配色時，主要遵循“墻淺、地中、陳設深”的原則。其次，在選擇顏色時，同樣還要考慮材料的各方面配置，要將二者進行充分的考慮達到合理的應用。材料作為色彩表現(xiàn)的載體，同時受光源的影響體現(xiàn)著不同的色彩傾向。一種風格由一種材料，而材料本身的色彩也代表著一定的屬性。當看到明黃和朱紅兩種顏色為主的搭配，裝飾華麗、氣勢磅礴，我們一定會聯(lián)想到皇家建筑，這是色彩的詞匯，家具設計的詞匯則來自材料的表達。材料組合是有語言的，會說話的，同樣它們的圖案和色彩也是有語言的。它們就是靠這些語言描繪出天馬行空的美妙世界。
2.3在造型中的應用
中國上下五千年的發(fā)展形成了獨特、龐大的文化體系，中國的傳統(tǒng)元素以其獨特的魅力在浩瀚的設計星河中熠熠生輝、光彩奪目。中國傳統(tǒng)元素經(jīng)過時代的洗禮，在形式、內(nèi)容等方面有著亙古不變的美，將它的神韻巧妙地植入家具設計中，讓二者巧妙地融合到一起，賦予家具設計和諧完整的“民族之美”。在進行家具設計時，絕對不允許照搬傳統(tǒng)元素原本的造型，而應當從形狀、色彩以及材質(zhì)等方面汲取靈感，多方面挖掘與設計主題相關的元素進行設計，以此來體現(xiàn)設計主題的個性特點及風格。除此之外，在對其進行一定程度上的現(xiàn)代化處理，定能達到更加和諧完美的效果。
3傳統(tǒng)元素在家具設計中的應用策略
前文提到，不論是在外延，還是在內(nèi)涵方面，傳統(tǒng)元素應用于家具設計都有著極高的價值，而如何將傳統(tǒng)元素融入家具設計，筆者將根據(jù)自己的理解及設計實踐進行總結和分析。
3.1對傳統(tǒng)元素的直接運用
傳統(tǒng)元素的藝術地位是不容小覷的，而將其引入家具設計，必然會對家具設計注入新的活力，同時也符合了人們返璞歸真的藝術追求。中國的傳統(tǒng)元素有著典型的地域化特征，而且其圖案紋樣、造型特征都較為明顯，特別是一些傳統(tǒng)家具設計中的常用元素，比如桌案、圈椅等，現(xiàn)代家具中大可直接拿來使用，這種使用看似簡單，但是對獨特藝術文化魅力的傳承有著積極的作用。當然這種運用也不單純是隨手拿來，堆疊拼湊，而是融入了作者思想的再設計，這種再設計是保證傳統(tǒng)元素形體性特征的基礎上完成，以家居的再設計去映襯傳統(tǒng)元素，在現(xiàn)代設計中挪用典型紋樣，如龍鳳呈祥、太極八卦、吉祥文字等等，不僅提升了家具設計的裝飾性，而且將傳統(tǒng)文化注入到設計中。
3.2對傳統(tǒng)元素的再設計
并不是所有的傳統(tǒng)元素都能直接使用，而且考慮到家具設計的功能性與系統(tǒng)性需求，家居設計中運用傳統(tǒng)元素還需要建立在對傳統(tǒng)元素充分理解的基礎上，同時對傳統(tǒng)元素的一些構圖特征、色彩、文字等進行必要的再設計，之后再融入家具設計中，只有這樣，才能承載文化的基礎上更加符合當代人的審美需求，而且更容易實現(xiàn)家居的功能性。隨著社會的不斷發(fā)展，人們的審美需求也會隨之變化，因此簡單的傳統(tǒng)元素堆疊無法滿足當代人的審美需求，這個時候，我們就不僅僅需要對傳統(tǒng)元素進行再設計，而是需要在把握傳統(tǒng)元素神韻及精髓的基礎上，吸收接納現(xiàn)代思想，并且將其融會貫通，形成一種新的視覺形象，將這種新的形象融入家具設計中。
3.3對傳統(tǒng)元素神韻的應用
馮冠超先生指出：“真正具有世界性的藝術，絕不誕生在民族藝術貧乏頹萎的地方，而必是誕生在民族藝術繁榮茁壯的土壤上。”傳統(tǒng)藝術的形體可能無法滿足人們的需求，但是中國天人合一、中庸、以人為本的傳統(tǒng)思想仍然在潛移默化中影響人們的行為，而這也正是傳統(tǒng)藝術的精髓所在。當今的家具設計可能已經(jīng)完全脫離了傳統(tǒng)元素的形，但是仍然離不開其神韻的影響。元素的使用有顯性與隱性之分，家具設計中沒有明顯運用傳統(tǒng)元素，并不代表這種元素不存在，而很可能傳統(tǒng)元素僅僅是以一種立場、一種態(tài)度或者一種精神的方式存在，比如當今的中國特色家具設計并非都具有固定的中式紋樣，而僅僅是在形體的相似性、色彩的統(tǒng)一性、神韻的契合性等方面入手進行設計，同樣可以體現(xiàn)出典型的中式特色，而且這種家具設計更容易被年輕人所接受。當然這也是家具設計發(fā)展的必然趨勢，也是傳統(tǒng)元素在家具設計中應用的必然趨勢。
4結語
在設計過程中盡管沒有可以執(zhí)行的國家標準，但在設計的全過程中應重視建筑的節(jié)能設計，從工藝設計開始注重建筑物的節(jié)能。例如，在滿足工藝要求的前提下，設計人員應在建筑平面布局、交通用地、安全疏散、使用功能的組合、室內(nèi)環(huán)境的確定等方面進行方案的優(yōu)化，盡量減少占地，縮短管線減少交通面積，使平面布局更加緊湊合理，減少建筑物護結構的面積，從而減少土建工程量，降低施工能耗，減少采暖及空調(diào)設備的用量，以達到節(jié)約能源，降低能耗的目的。
如我區(qū)大部分地區(qū)為嚴寒地區(qū)，工業(yè)建筑均需冬季采暖，尤其在東部地區(qū)冬季室外溫度在－20℃～－30℃的天數(shù)較長，采暖能耗占比例較大。過去好多地區(qū)的墻體厚度較大，結構構件的尺寸較大，建筑物重量大，結構笨重，在節(jié)約能源方面非常不利。因此，在設計中進行節(jié)能設計的潛力很大。
在本人設計的供水工程中，有好多廠房為泵房、水處理間、加藥間、水沉淀間等。在能保證電氣設備使用要求的前提下，盡量采用主副廠房合并建設，以減少土建工程量。有些廠房室內(nèi)濕度大，采用自然和機械進排風，來保證室內(nèi)正常環(huán)境。并參照公共建筑的節(jié)能標準，對屋面墻體采取有效的保溫措施，采用密封性能較好的門窗等措施以提高建筑物的保溫性能，從而改善室內(nèi)環(huán)境、達到降低能耗的目的。
2工程實例
以單層排架結構取水泵站為例，屋面采用擠塑聚苯乙烯夾芯板，外墻為300厚陶粒砌塊，外貼擠塑聚苯乙烯保溫板，門用彩板門，窗戶為斷橋鋁合金窗，建筑面積461．16m2，采暖面積427．68m2。
2．1墻體外保溫優(yōu)點
為了保證室內(nèi)基本的熱環(huán)境要求，在滿足建筑物使用功能的前提下，做墻體外保溫，可消除“熱橋”的不良影響，有效地保護主體墻，使墻體潮濕、結露的情況得到改善。
2．2門、窗戶
本工程門窗設計采用斷橋鋁合金門窗。優(yōu)點是:保溫隔熱性能好，比普通門窗熱量散失減少，大量節(jié)省采暖和制冷費用，節(jié)能效果顯著;防結露、結霜，提高了門窗的水密性和氣密性;防風沙、抗風壓，抗振動效果好，是一種綠色建材。
2．3節(jié)能計算
電子式多功能電能表主要針對國內(nèi)市場三相用電的工業(yè)用戶。隨著電力行業(yè)改革深入,工業(yè)三相用電對多功能電能表的需求大量增加。目前國內(nèi)多功能表種類少、價格較高、功能不完善,往往僅是針對某些地區(qū)的特定要求開發(fā),缺乏通用性,某些產(chǎn)品未能完全達到國標的要求。本文介紹的電子式多功能電能表正是為了適應這種市場需求而設計的。
這是一款智能型高科技電能計量產(chǎn)品,該表可以同時計量正/反向有功電能、正/反向無功電能、四象限無功電能,還具有多費率控制,負荷曲線記錄,各相失壓、過壓、頻率超限記錄,數(shù)據(jù)LCD顯示等多種功能。主站可以通過RS-485總線或手持紅外抄表器對該電表進行查表、設表、抄表等操作。
軟件代碼全部采用C/C++語言編寫,編碼效率高,可維護性好,便于實現(xiàn)模塊化設計,可根據(jù)用戶的需求方便地對功能模塊進行裁剪。而且代碼經(jīng)過優(yōu)化,其生成的目標代碼大小和執(zhí)行效率已與匯編代碼相差無幾。該產(chǎn)品的技術指標全面符合GB/T17215-1998《1級和2級靜止式交流有功電度表》、DL/T614-1997《多功能電能表》和DL/T645—1997《多功能電能表通信規(guī)約》的要求。
多功能電能表的總體結構和硬件設計
多功能表總體結構
電子式多功能電能表硬件的核心MCU主控制器,它負責按鍵輸入掃描、工作狀態(tài)檢測,計量數(shù)據(jù)的讀入、計算和存儲、電表參數(shù)的現(xiàn)場配置以及與外界的通信控制等。其主要功能單元包括MCU主控制器單元、電量計量模塊、紅外和RS—485通信模塊、校表模塊、EEPROM存儲陣列等;其他輔助模塊主要有:時鐘日歷電路、工作異常報警電路、按鍵輸入電路、復位和看門狗電路、開關電源模塊和后備電池電路、大屏幕液晶顯示模塊和LED顯示模塊。多功能表總體結構框圖如圖1所示。
高性能主控制器單元
主控制器采用NEC公司8位單片機中的高檔產(chǎn)品uPD78P0338。該款單片機為120腳QFP封裝,單片集成有60KBFlash、一個異步通信串行口、40x4段LCD驅(qū)動器、高達10MHz的總線時鐘和10路10位精度的ADC,并可通過簡單的接口進行在系統(tǒng)編程,極大地方便在線調(diào)試和軟件升級。并且支持高級語言,較好地滿足了多功能表任務繁多、數(shù)據(jù)量龐大、算法較復雜的功能要求。
串口復用通信單元
通信電路模塊主要包括TSOPl838紅外接收頭、紅外發(fā)射二極管、載波電路、MAX487專用485收發(fā)電路、驅(qū)動/開關二極管和其他元件。
本電能表為便于用戶抄表,設計有紅外本地抄表和RS-485集中抄表兩種串行抄表方式,因為uPD78F0338僅有一個串口,故通信電路設計時采用串口復用技術。由9012、9014和若干電阻等器件組成互補開關,由MCU的一個I/O口來控制紅外和RS-485通信方式的切換,如圖2所示。
高精度電量計量模塊
計量模塊由高精度專用電能計量芯片SA9904,電流互感器和其他電路元件組成。SA9904是Sames公司生產(chǎn)的一款三相雙向功率/電能計量芯片,可以計量有功/無功功率、電壓、頻率、相序異常等,可以單獨計量每一相的用電信息,符合IEC521/1036標準,可達到1級交流電能表的精度要求,各數(shù)據(jù)寄存器具有24位精度,可通過三線SPI接口與CPU交換數(shù)據(jù)。從而可以較好地適應多功能表需要計量多種電量數(shù)據(jù)的要求。SA9904引腳及其電路圖如圖3所示。
其中,CLK、DO、DI構成與MCU控制器的接口,用于傳輸控制命令和測得的電量數(shù)據(jù),IIps、IIPt、IIPr用來對電流取樣,IVPl、IVP2、IVP3用來對電壓取樣。
時鐘日歷模塊
時鐘電路采用EPSON生產(chǎn)的RTC-4553實時時鐘芯片。內(nèi)部集成了32.768kHz的石英晶體振蕩器,簡化電路,并可以根據(jù)需要進行自由設置以得到較高的頻率;同時集成有時鐘和日歷計數(shù)器,可選擇24或12小時顯示模式,時鐘可通過軟件方式進行間隔30秒的調(diào)整,并提供0.1Hz或1024Hz的定時脈沖輸出,以便于在電能表的外部對時鐘精度進行定期檢查。RTC-4553引腳及其電路圖如圖4所示。
其中,SCK、Sin、Sout與主處理器接口,用于發(fā)送控制指令或者傳輸日期時間數(shù)據(jù),本系統(tǒng)日歷時鐘模塊采用電池作后備電源,以確保在停電狀態(tài)下,日期時間的準確無誤。
多功能電能表的軟件設計
數(shù)據(jù)結構設計
多功能電能表涉及的數(shù)據(jù)類型種類繁多。按字節(jié)分包括單字節(jié)、雙字節(jié)、三字節(jié)、四字節(jié)和六字節(jié)等,按表征的意義分有時間、時刻、電壓、電流、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能、次數(shù)、功率因數(shù)、門限、狀態(tài)字、系數(shù)、表號等。復雜的數(shù)據(jù)類型對數(shù)據(jù)結構的設計提出了較高的要求,本實現(xiàn)方案通過采用多種數(shù)據(jù)尋址方式和多種類型存儲器較好地解決了這一問題。
數(shù)據(jù)結構設計要點
系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存放方式有:內(nèi)部ROM、RAM和外掛EEPROM。
內(nèi)部ROM用來存放大量的常數(shù)表格,RAM用于存放臨時變量和堆棧,本方案需要2.5KB左右的RAM,串行EEPROM則存儲各種用戶電量數(shù)據(jù)和設表參數(shù),通過12C總線與CPU交換數(shù)據(jù),電能表按設計需求的最大要求大約需要250KB的EEPROM,本方案采用8片256位EEPROM通過級聯(lián)來實現(xiàn)。
數(shù)據(jù)尋址方式
EEPROM數(shù)據(jù)訪問采用兩種方式;直接地址訪問,通過數(shù)據(jù)的EEPROM地址直接讀寫數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)ID尋址,通過數(shù)據(jù)的編碼讀寫數(shù)據(jù)。
通信口復用功能設計
紅外通信和RS-485共用一個串行口(RxD/TxD)通信,由于串行口通信開始都有一低電平位(0),因此將紅外接收端(與485接收端用一三極管隔開)引到一中斷引腳INTP1,通過其引發(fā)的中斷可判斷串行口數(shù)據(jù)是否來自紅外。發(fā)送時按時應方式發(fā)送,使其不互相干擾。由于紅外通信和遙控接收用同一接收管,因此在判斷紅外來源的中斷中啟動定時器INTTM4檢測紅外接收端,如果檢測到脈沖寬度為9ms或0.56ms,則判斷為紅外遙控,并根據(jù)定時檢測遙控編碼;否則判斷為紅外產(chǎn)生的串行口接收中斷,并將定時檢測關閉。
紅外38.4kHz調(diào)制信號由CPU內(nèi)部分頻輸出(P05/PCL)。f=fx/27=4.9152/128=38.4kHz。
因紅外發(fā)送字節(jié)之間可選有15～20ms的延時,而485通信則不需要延時。數(shù)據(jù)發(fā)送在發(fā)送中斷中進行,紅外通信在發(fā)送操作后立即關閉發(fā)送中斷允許,待延時時間到后再允許發(fā)送中斷。
多功能表程序流程圖
1、發(fā)電過程中的運用
電力工程技術得技術含量很高,它可以通過電子設備實現(xiàn)電能的轉(zhuǎn)化和控制,大大降低電能的消耗和機電設備的損耗,極大的提高了發(fā)電機和機電設備的工作效率。當前，電力工程技術中還涌現(xiàn)出同步開斷技術的智能開關、新型超高壓輸變電技術的高壓直流輸電、電氣傳動技術的高壓變頻等一大批高精尖技術。
2、電源領域的運用
不同用戶，尤其是大用戶往往采用不同的電子設備和電器元件，為了滿足各類用戶的用電需求,電力工程技術為接入智能電網(wǎng)的用戶提供了個性化的電源供應,如直流電源、交流電源、恒定頻率的交流電源等等。
3、輸電過程中的運用
因為智能電網(wǎng)的運營需要具備電能質(zhì)量高、電網(wǎng)工作狀穩(wěn)定的條件,而這些條件的滿足需要電力工程技術中的諧波抑制技術和無功補償技術作為支撐。隨著電力工程技術的不斷發(fā)展和智能電網(wǎng)建設的不斷完善,大批適應智能電網(wǎng)發(fā)展需求的新型裝置應運而生,比如超導無功補償裝置和薄型交流變換器。對于線路較長、輸電容量較大的輸電工程,一些國家通常采用直流電的輸電方式。而我國則在此基礎上，采用晶閘管變流裝置來作為送電和受電兩端的整流閥和逆變閥裝置，對這些新技術和新設備的采用,極大的提高的電網(wǎng)輸送的容量,同時在極端天氣下還增強了輸電網(wǎng)絡的穩(wěn)定性。這些裝置技術含量高，有效地解決了電力輸送過程中電網(wǎng)突然斷電和電壓的不穩(wěn)定等現(xiàn)象,極大的提高了輸電網(wǎng)絡的可靠性。因此,高技術含量和高效率的電力工程技術和相關的配套裝置是我國新型智能電網(wǎng)建設取得突破性發(fā)展的有力保障。
二、智能電網(wǎng)建設過程中電力工程技術的具體應用
1、電能質(zhì)量優(yōu)化技術
該技術在智能電網(wǎng)建設中的運用，需要建立在電能的質(zhì)量等級劃分以及評估方法體系的完善的基礎上，對供用電的接口所具備的經(jīng)濟性能進行分析，從而建立起用戶經(jīng)濟性以及技術等級這兩個評估體系，并借助法律法規(guī)的不斷完善，來促使智能電網(wǎng)的建設向經(jīng)濟且優(yōu)質(zhì)的方向發(fā)展。電能的質(zhì)量優(yōu)化技術的運用，具體涵蓋了直流有源濾波器相關技術、自適應靜止無功補償技術、電氣化鐵道平衡供電技術、統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器以及連續(xù)調(diào)諧濾波器關鍵技術等。這些技術能夠使得電能的質(zhì)量大大提高，并且降低了其使用的成本，從而具有較大的運用市場。
2、高壓直流輸電技術
首先，線路造價低，節(jié)省電纜費用。其次，運行電能損耗小，傳輸節(jié)能效果顯著。直流輸電導線根數(shù)少，電阻發(fā)熱損耗小，沒有感抗和容抗的無功損耗，且傳輸功率的增加使單位損耗降低，大大提高了電力傳輸中的節(jié)能效果。最后，線路走廊窄，其節(jié)約的土地量是很可觀的。除了經(jīng)濟性，直流輸電調(diào)節(jié)速度快，運行可靠。在正常情況下能保證穩(wěn)定輸出，在事故情況下可實現(xiàn)緊急支援，因為直流輸電可通過可控硅換流器快速調(diào)整功率、實現(xiàn)潮流翻轉(zhuǎn)。此外，直流輸電線路無電容充電電流，直流線路無電容充電電流，電壓分布平穩(wěn)，負載大小不發(fā)生電壓異常不需并聯(lián)電抗。
3、能源轉(zhuǎn)換技術
目前國家下大力度整治空氣污染物的排放，到2020年較2005年二氧化碳的排放量減少40%，而我國發(fā)電系統(tǒng)仍主要依賴于熱力發(fā)電。因此大力開發(fā)和利用新型清潔能源，減少大氣污染和溫室效應，已成為衡量一個國家可持續(xù)發(fā)展的重要指標，通過使用先進技術進行能源的轉(zhuǎn)換和高效利用已經(jīng)成為了現(xiàn)代低碳經(jīng)濟能源利用的核心。目前,我國著重開發(fā)大規(guī)模電廠并網(wǎng)技術。電網(wǎng)未來的發(fā)展趨勢應該是范圍大、運行可靠的光伏發(fā)電技術等。但是,我國的能源轉(zhuǎn)換技術和世界先進水平還有較高的差距。因此,我們要加大相關的技術和資金投入,進一步研發(fā)能源轉(zhuǎn)換的核心技術。比如智能電網(wǎng)建設中能量轉(zhuǎn)換技術的發(fā)展方向就是提高可再生能源的利用率和各種并網(wǎng)技術的效率等。
三、總結
關鍵詞：會計軟件、反記帳、使用限制條件、數(shù)據(jù)處理
無論在手工會計還是在電算化會計中，都要根據(jù)已審核的記帳憑證登記帳薄，稱之為記帳，而反記帳則是將已經(jīng)登記入帳的會計數(shù)據(jù)予以取消，使之恢復到記帳前的狀態(tài)，它是記帳的逆操作，也是電算化會計系統(tǒng)中才有的一個概念。會計軟件中要不要設有反記帳功能，一直存在激烈的爭論。因此即使會計軟件界在功能設計上借鑒成風的今天，反記帳功能卻遭遇迥異，金蝶第一個吃了螃蟹，在其“會計風暴”中加上了反記帳功能，而用友、安易等老牌會計軟件商則不以為然，拒絕反記帳功能在其軟件上“安家”。他們認為會計數(shù)據(jù)記帳后就不能修改，唯其如此，才能保證會計信息的質(zhì)量和可信度，在人們對電子會計數(shù)據(jù)能否作為審計依據(jù)還存在種種爭議的情況下，反記帳功能將更加給人以一種不安全感。筆者認為，反記帳功能是電算化會計系統(tǒng)經(jīng)濟業(yè)務處理結果發(fā)生錯誤時予以修正的理想方式，只要在設計時能充分考慮到其各種不足，對其使用設置嚴格的限制條件，就完全可以使其成會計軟件功能的一部分。
—、反記帳功能的作用
反記帳功能在下述情況發(fā)生時，有著無可替代的作用：
1、大量的錯誤憑證被登記入帳這種情況在電算化會計系統(tǒng)投入使用初期，尤其在試運行期間，非常容易發(fā)生。如果沒有反記帳功能，則只能編制大量的錯帳更正憑證予以更正，從而導致帳薄中存在大量無用的冗余信息，影響對會計信息的使用；也不利于審計工作的進行----當審計人員查到一筆又一筆的錯帳時，它們也許在后續(xù)的憑證中進行了更正，這種情況大量出現(xiàn)時，會使審計人員對錯弊產(chǎn)生麻痹思想，影響審計工作的效率和查錯能力。如果有反記帳功能就可以先取消記帳，把錯誤憑證全部修正后再重新記帳，帳薄中的冗余信息就可以大大減少，帳薄信息就會簡潔明了，便于利用。
2、帳證不符手工會計中由于會計人員的粗心，常常發(fā)生過帳錯誤，導致帳證不符，這時一般利用劃線更正法予以更正。在電算化會計信息系統(tǒng)中，記帳實質(zhì)是將記帳憑證庫的有關數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入帳簿數(shù)據(jù)庫中，而且正式過有誤，則不管帳簿記錄是否正確均應先取消帳簿記錄數(shù)據(jù)，再對錯誤憑證一一進行修改，審核無誤后重新登記入帳。
3、記帳過程意外中斷在手工會計中，這也許不成為一個問題，記帳人員只須隨后續(xù)接下去登記就可以了。但在電算化會計系統(tǒng)中，記帳是由計算機自動進行的，當意外斷電、病毒侵襲等非常事件導致核算基本功能規(guī)范》也規(guī)定，會計軟件“應當具有在計算機發(fā)生故障或者由于強行關機及其他原因引起內(nèi)部和外部會計數(shù)據(jù)被破壞的情況下，利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)恢復到最近狀態(tài)的功能”。這里的最近狀態(tài)就是對最后一次記帳進行反記帳后的狀態(tài)。
二、反記帳功能使用條件設計
反記帳功能顯然不是一個常用的功能，它只有在前述特殊情況下才能使用。如果濫用反記帳功能，則不但影響會計處理的嚴肅性，也會大大增加工作量。許多人就是以此為反對在會計軟件中設計反記帳功能的理由。因此，對其使用必須嚴格限制。其限制條件至少必須包括：
1、操作者必須是得到系統(tǒng)管理員授權的原記帳人在電算化會計系統(tǒng)中，記帳人員應對帳簿的正確性負完全責任，誰記帳有誤就只能由誰負責修正。反記帳功能的目的，就是取消部分甚至全部的錯誤帳簿記錄以后重新正確記帳，從本質(zhì)上講，它也是對錯帳的一種更正行為。為了保證記帳操作的嚴肅性，避免濫用反記帳功能，操作者必須同時得到系統(tǒng)管理員授權才能實施反記帳。
2、只能在結帳前進行結帳就是在本期經(jīng)濟業(yè)務全部處理完畢，并被認為正確后予以封帳，使本期的經(jīng)濟業(yè)務固定下來。進行結帳操作就意味著本期已經(jīng)沒有經(jīng)濟業(yè)務需要處理，因而不但不允許輸入本期的記帳憑證，也不允許對本期經(jīng)濟業(yè)務進行記帳和反記帳。
3、只能按憑證號或日期逆序連續(xù)進行記帳是按日期和憑證號順序進行的，只有按其逆序連續(xù)取消帳簿數(shù)據(jù)庫的記錄，才能保證重新記帳的正常進行。這就意味著，反記帳的范圍應該以帳簿數(shù)據(jù)庫的最后一條記錄或者說是最后一張已記帳憑證為起點，依逆序前溯定位，來確定反記帳的記錄數(shù)，而不能允許從帳簿數(shù)據(jù)庫中間任意抽取幾條記錄（不管是否是連續(xù)）作為反記帳的范圍。
三、反記帳過程的數(shù)據(jù)處理
反記帳是記帳的逆操作，從某種意義上說，它也是記帳的一種特殊形式，因而在設計上必須將兩者結合起來考慮。在所有會計軟件中，記帳都是必備功能，根據(jù)一般的說法，計算機回到未記帳憑證庫中去，應該轉(zhuǎn)回的記錄就是反記帳的范圍。一般來說，這個范圍應該由反記帳執(zhí)行人員根據(jù)需要指定。但是對于記帳過程意外中斷而進行恢復到記帳前狀態(tài)這種情況，會計軟件應該提供自動定位的功能。現(xiàn)有會計軟件的解決方案是在每次正式記帳前先將帳薄數(shù)據(jù)內(nèi)容備份到硬盤某一固定文件中去，如本次記帳被意外中斷，則以備份文件恢復帳薄數(shù)據(jù)庫文件，由于每次備份到硬盤的文件名是固定唯一的，所以恢復只能對最后一次記帳進行，也只能進行一次。而且這種備份和恢復是對月內(nèi)帳薄數(shù)據(jù)的完全備份和完全恢復，如果一個單位的經(jīng)濟業(yè)務量較大時，在月度較遲時間進行記帳和反記帳，就會耗費較長的時間。為了提高效率，設想采用如下兩種方法加以解決：
計費器組成方框圖如圖1所示。
1.1主控模塊
主控模塊如圖2所示。
CPU選89C51RC2，它的主要特點是：ROM為32KFLASH，RAM為512byte；具有雙DPTR寄存器、一個硬件看門狗定時器、3個16位定時/計數(shù)器、7個中斷源，其它與MCS51基本相同。雙DPTR寄存器給軟件編程帶來了很大的方便。
復位、看門狗及電源監(jiān)控由MAX813芯片來完成。計費器在營運過程中，由于干擾等各種因素的影響。有可能出現(xiàn)死機現(xiàn)象導致出租車無法正常營運。為了克服這一現(xiàn)象，除了充分利用CPU本身的看門狗定時器外，還需外加看門狗電路。MAX813的主要特點如下：
（1）系統(tǒng)上電、掉電以及供電電壓降低時，第7腳產(chǎn)生復位輸出，復位脈沖寬度的典型值為200ms，高電平有效，復位門限為4.65V。
（2）如果在1.6s內(nèi)沒有觸發(fā)該電路（即第6路無脈沖輸入），則第8腳輸出一個低電平信號，即看門狗電路輸出信號。
（3）手動復位輸入，低電平有效，即第1腳輸入一個低電平，則第7腳產(chǎn)生復位輸出。
（4）具有1.25V門限值檢測器，第4腳為輸入，第5腳為輸出。
實際應用時，將第1腳與第8腳相連，第7腳接CPU的復位腳（89C51RC2的第9腳），第6腳與CPU的P1.0相連。在營運過程中，P1.0不斷輸出脈沖信號。如果因某種原因CPU進入死循環(huán)，則P1.0無脈沖輸出。于是1.6秒后在MAX813的第8腳輸出低電平，該低電平加到第1腳，使MAX813產(chǎn)生復位輸出，使CPU有效復位，擺脫死循環(huán)的困境。另外，當電源電壓低于門限值4.65V時，MAX813也產(chǎn)生復位輸出，CPU處于復位狀態(tài)，不執(zhí)行任何指令，直到電源電壓恢復正常，因此可有效防止因電源電壓較低時CPU產(chǎn)生錯誤的動作。
時鐘及存儲器由芯片DS1244Y來完成，該芯片是一具有幽靈式（Phantom）時鐘的32K×8NVSRAM，第1腳為復位腳，其余和一般SRAM兼容。它提供嵌入式RTC和全靜態(tài)非揮發(fā)性RAM，含有內(nèi)芷式鋰電池和控制電路。此控制電路不斷監(jiān)視Vcc，當Vcc>4.5V時，DS1244Y提供全部功能；當Vcc<4.0V時，寫保護有效，所有的輸入變成“Don''''tCare”，所有的輸出處于高阻態(tài)；當Vcc≤3.0V時，電源自動切到內(nèi)部的鋰電池。NVSRAM的操作和原來的SRAM一模一樣，但時鐘操作有區(qū)別。一次完整的時鐘操作由D0腳串行輸入預定的8個字節(jié)（即64個bit）給DS1244Y，DS1244Y收到8個字節(jié)后，再通過D0腳串行寫入或讀出8個字節(jié)（即時鐘數(shù)據(jù)）。編程時間將NVSRAM的最后一個字節(jié)地址（7FFFH）定義為時鐘地址。因此，NVSRAM的最后一個字節(jié)空間不能作RAM用。實際設計電路時，將DS1244Y的第1腳（RST）與CPU的P1.1相連。CPU復位后，由軟件通過P1.1給出一個低電平使DS1244Y復位。須特別注意的是DS1244Y的第1腳不要與Vcc相連。假如與Vcc相連，當CPU產(chǎn)生復位時（此復位可由看門狗或手動產(chǎn)生），如果此時CPU正在對時鐘進行讀寫，則CPU復位后，會對RAM或時鐘進行讀寫操作，導致意料不到的錯誤。有關DS1244Y的具體用法請見參考文獻[1]。
打印功能，可通過選項設定，也可選擇稅控打印。各種打印命令及資料均由電腦通過RS-232或手持式資料傳輸器傳給計費器，存儲在DS1244Y中。以何種格式打印何種數(shù)據(jù)完全由用戶自動選擇，因此可適用不同地區(qū)、不同客戶之需要。
計費器可使用司機卡、采集卡、收費卡及稅控卡等四種IC卡，究竟使用哪種卡可由選項控制。司機卡表示每次開機均要插入對應卡（一臺出租車對應兩張司機卡），計費器才能正常工作；采集卡可采集計費器中存儲的各種營運資料；收費卡表示乘客可使用該卡支持車資；稅控卡由稅務部門發(fā)行，只有稅控計費器才需要此卡。
計費器通過一條I/O線控制語言接口電路。乘客上車時，CPU給出50ms的低脈沖使語音接口電路說一段話。乘客下車時，CPU給出20ms的低脈沖使語音接口電路說另一段話。
計費器可通過RS-232與電腦進行
串行通信，通過電腦設置計費器的各種參數(shù)及采集計費器里存儲的各種數(shù)據(jù)。
1.2稅控模塊
該模塊由稅部門專門提供，稅控計費器需要此模塊，非稅控計費器則不需要此模塊。主控模塊與稅控模塊實行串行通信。計費器正常工作時，主控模塊按要求將各種數(shù)據(jù)串行傳送到稅控模塊，稅控模塊將收到的數(shù)據(jù)存儲或顯示。
1.3電源模塊
該模塊為一開關電源，將輸入的12V直流電源變?yōu)榉€(wěn)定的5V電源。由于12V電源由出租車上的電瓶提供，其電壓有一定的離散性，當電瓶質(zhì)量不好時12V電源較低。而開關電源的適用范圍較廣，且驅(qū)動能力較強，使用開關電源可有效防止因輸入電壓過低而產(chǎn)生的各種故障現(xiàn)象。設計電源模塊應注意電源的抗干擾能力。
1.4按鍵顯示模塊
按鍵顯示模塊如圖3所示，共需4片4511、1片4028、1片2003、20個數(shù)碼管及一些發(fā)光二極管（作為指示燈，如計程、計時收費指示燈）。計費器提供6個按鍵功能，但稅控計費器不需要6個按鍵，只需要3個按鍵，因而無需4028譯碼器，利用CPU的三條I/O線即可實現(xiàn)三個按鍵的功能。
1.5防作弊及脈沖輸入模塊
防作弊及脈沖輸入模塊如圖4所示。為了提高計費器的防作弊功能，采用了兩片PIC508，傳感器中裝一片PIC508，計費器中裝一片PIC508。其工作原理如下：每次計費器復位后，計費器中的PIC508送一隨機數(shù)（1個字節(jié)）作為密碼給傳感器中的PIC508，車輛每產(chǎn)生一個脈沖，傳感器中的PIC508均要將此密碼送回到計費器的PIC508。只有密碼正確，計費器中的PCI508才發(fā)正確信息給CPU，表示輸入了一脈沖，否則發(fā)錯誤信息給CPU。當CPU收到三次錯誤信息（次數(shù)可任意設置）時，CPU報警表示有作弊現(xiàn)象。由于不同時刻，即使同一個計費器的密碼也不相同且是隨機，因此采用該方法能效地防止司機作弊。
2軟件設計應注意的問題
由于計數(shù)器的選項多達64個，功能齊全，能適應不同地區(qū)的需要，軟件編程及調(diào)試比較復雜，需要特別小心。為了使計費器穩(wěn)定、可靠地工作，軟件設計主要考慮了以下幾個方面：
（1）為了防止計費器死機，軟件編程時采用了指令冗余技術、軟件陷阱技術以及軟件看門狗技術。請參見參考文獻[2]。
（2）為了防止程序“亂飛”而非法修改計費器所設置好的各種參數(shù)，從軟件的角度對計費器的各種參數(shù)進行了多重保護。必須通過“合法”的途徑才能修改參數(shù)，而程序“亂飛”也不能修改計費器所設置好的參數(shù)。
（3）司機卡、采集卡、收費卡、稅控卡共用一個IC卡接口，稅控模塊優(yōu)先訪問插入的IC卡并進行判斷，直接與稅控初始化卡稅務信息卡和稅務稽查卡交換信息。如果不是稅控卡，則將控制權交給主控模塊，主控模塊要注意區(qū)分卡的類型，按照IC卡的有關控制命令正確編程。
（4）對DS1244Y時鐘操作時，串行輸入數(shù)據(jù)的第5字節(jié)的第5位（RST）須置0，以便DS1244Y能接收復位信號。每次上電后，由軟件對其復位。
（5）任何時候均要注意保存好計費器所處的狀態(tài)及各種數(shù)據(jù)，復位后計費器能夠回到原來的狀態(tài)。如計費器處于載客狀態(tài)，復位后計費器仍然回到載客狀態(tài)，且車資、收費里程、收費時間及單價同復位前一樣。
1．一機多能是目前挖掘機發(fā)展的最大特點，為了滿足各種不同環(huán)境下施工的需要，常見的挖掘機一般都配有正鏟、反鏟、起重、抓斗、平坡斗、裝載斗、耙齒、破碎錐、推土板、沖擊鏟、集裝叉、高空作業(yè)架、鉸盤及拉鏟、麻花鉆、電磁吸盤、振搗器等。此外，為了在特定條件下挖掘機能具備特殊的用途，還發(fā)展了如水下專用和水陸兩用挖掘機、低比壓、低噪聲等專用挖掘機。
2．挖掘機作業(yè)操縱的完全自動化。液壓由傳統(tǒng)的半液壓式向全液壓式挖掘機發(fā)展，控制方式分別經(jīng)歷了簡單的杠桿操縱、液壓操縱、氣壓操縱，一直到目前的液壓伺服操縱和電氣控制、無線電遙控、電子計算機綜合程序控制。利用電子計算機控制接收器和激光導向相結合，在危險地區(qū)或水下作業(yè)采用無線電操縱。
3．隨著新技術、新工藝的迅猛發(fā)展，挖掘機日趨系列化、通用化、標準化。
4．對可靠性、穩(wěn)定性以及使用壽命提出更高的標準和要求。
5．采用帶有墜物保護結構和傾翻保護結構的駕駛室，安裝可調(diào)節(jié)的彈性座椅，用隔音措施降低噪聲干擾。改善駕駛員的勞動條件，加強對駕駛員的勞動保護。
6．中、小型液壓挖掘機的液壓系統(tǒng)趨于變量系統(tǒng)的轉(zhuǎn)變。
7．更注重環(huán)境保護，CAT、小松等廠家紛紛推出滿足三次排放要求的挖掘機。
二、應用領域
(一)挖掘機用途
挖掘機是一種多用途土石方施工機械，主要進行土石方挖掘、裝載，還可進行土地平整、修坡、吊裝、破碎、拆遷、開溝等作業(yè)，所以在公路、鐵路等道路施工，橋梁建設，城市建設、機場港口及水利施工中得到了廣泛應用。所以挖掘機兼有推土機、裝載機、起重機等的功能，能代替這些機械工作。
(二)挖掘機的分類
(1)按作業(yè)過程分為單斗挖掘機(周期作業(yè))、多斗挖掘機(連續(xù)作業(yè))。(2)按用途分為建筑型(通用型)、采礦型(專用型)。(3)按動力分為電動、內(nèi)燃機、混合型。(4)按傳動方式分為機械、液壓、混合型。(5)按行走裝置分為履帶式、輪胎式、汽車式。(6)按工作裝置分為正鏟、反鏟、拉鏟、抓鏟、吊裝。
三、創(chuàng)作靈感
一直以來，常規(guī)挖掘機的功能比較單一、作業(yè)空間有限，同時單一機械的利用率低，能耗較大，因此單一功能的工程機械對于工作效率的提高極為不利，對于資源是極大的浪費。這款“多功能挖掘機”以常規(guī)挖掘機為基礎，打破傳統(tǒng)的設計思路，巧妙的集成多種工程機械的功能特點，突出環(huán)保理念，將普通挖掘機的傳統(tǒng)鏟斗改進為多功能機械臂，包括三個模塊組成的機械手和一個可更換的破碎錘模塊，通過圓形液壓泵的驅(qū)動使該車機械前臂同時具有了挖、鏟、抓、破碎(或鉆)、拆卸等多種功能，四驅(qū)三角履帶使該車具有了復雜地形下的良好適應能力，這款多功能挖掘機的應用可以極大的減少單一機械應用的數(shù)量，減少工程機械轉(zhuǎn)場能耗，減少污染，而“一機多能”也是今后工程機械發(fā)展的趨勢，該車正是這個理念的產(chǎn)物，它所具有的優(yōu)點使其在未來具有廣闊的發(fā)展前景。
四、圖解功能說明
鏟斗在不進行任何機構變換情況下，和常規(guī)挖掘機鏟斗相同，具有挖掘功能;機械前臂在創(chuàng)新的圓形液壓缸的驅(qū)動下可以使機械前臂的三個模塊分開，成為一個多功能的機械手;機械前臂在動臂部分的液壓缸驅(qū)動下，機械前臂會進行180°的旋轉(zhuǎn)，此時切換為破碎錘模塊，在作業(yè)時，破碎錘也可以更換為鉆機，滿足不同需求。該車在不工作時，三段式動臂可以最大限度的折疊，減少占用的空間，比普通挖掘機等工程機械更易存儲、運輸;該車采用的四驅(qū)三角液壓履帶可以每個履帶輪單獨運動，靈活性高;可調(diào)節(jié)的配重系統(tǒng)可根據(jù)車體負重和平衡情況調(diào)節(jié)重心，保持平衡，因此，其地形適應能力比普通工程車更好。
五、作品創(chuàng)意
(一)機械前臂具有挖掘、破碎、抓、握的功能
機械前臂在不進行調(diào)整變換的情況下與常規(guī)挖掘機相同，具有常規(guī)挖掘機鏟斗的鏟土挖掘功能，機械前臂上部集成破碎錘模塊，同時可以將破碎錘更換為鉆機，以滿足復雜作業(yè)情況的需要。機械前臂在創(chuàng)新的圓形液壓缸結構的驅(qū)動下分開為三塊，可成為機械手，具有抓取物體、拆卸的能力。
(二)四驅(qū)三角履帶
該工程車行走部分采用四驅(qū)三角液壓履帶，履帶可以單獨上下旋轉(zhuǎn)，對地面具有良好的覆蓋作用，讓機器對復雜地面具有更好的適應性。
(三)可調(diào)節(jié)配重平衡系統(tǒng)
1.1原理說明
項目要求在原車型上進行拓展開發(fā)，按照校車的法規(guī)要求，主要有以下幾點：
①新增電磁式電源總開關，上15電后，再通過觸發(fā)電源開關，接通起動開關，通過應急開關提供15電給ECU使整車起動。
②采用帶鎖扣（防止駕駛員誤操縱）的應急開關。未按下應急開關時，所有燈光及其報警指示同普通型。當按下應急開關時，通過應急開關提供15電給ECU的46腳，使發(fā)動機正常起動，并同時提供電源給電源開關繼電器和應急開關繼電器（采用轉(zhuǎn)換型繼電器），車廂頂燈通過頂燈開關提供的15電正常工作。
③當應急開關撥開鎖扣同時按下時，通過應急開關斷開ECU的46腳的15電，使發(fā)動機立即熄火；應急開關繼電器線圈端無15電，但可通過應急開關繼電器的常閉觸點和應急開關接通30D電給車廂頂燈，起動車內(nèi)應急照明，方便乘客下車；報警繼電器1（常開型繼電器）的線圈端得電，繼電器的開關端接通，使其接通車輛危險報警信號而使得左右所有的轉(zhuǎn)向燈工作。
1.2設計過程出現(xiàn)的故障
1）故障現(xiàn)象初期設計未采用D1和D2二極管進行隔斷。整車起動，按下應急開關后發(fā)動機迅速熄火、車廂頂燈亮、危險報警信號燈全亮，功能符合法規(guī)要求。但當整車起動，綜合（轉(zhuǎn)向）開關工作時，所有的危險報警信號燈全亮。
2）故障原因綜合（轉(zhuǎn)向）開關接通閃光繼電器的輸出端，而報警繼電器1通過緊急燈開關接通了15電，并通過線路傳輸?shù)綀缶^電器1的線圈端，使得危險警報信號燈全部工作。
3）改進方向增加反向二極管，這樣有利于截止電源在轉(zhuǎn)向的情況下提供給報警繼電器1，同時需要考慮當應急開關工作時，避免通過緊急燈開關串通15電與30D。當然在選擇二極管的時候，需要根據(jù)電流的大小，選擇合適的二極管，否則容易擊穿二極管，導致其他故障。
2校車上應急功能電路設計方案二
2.1原理說明
電磁式電源總開關、電源開關、應急開關的設計同方案一。為了截止通過緊急燈開關的15電及防止應急情況下15電和30D串電，考慮增加報警繼電器2和報警繼電器3隔開緊急燈開關提供的15電和30D，具體設計原理見圖4。
2.2設計可能出現(xiàn)的故障
1）故障現(xiàn)象當整車在起動且頂燈開關按下時，其它15電上的用電器工作，再按應急開關，則會熔斷頂燈開關F11熔斷絲（5A）。
2）故障原因設計人員在原產(chǎn)品的基礎上開發(fā)產(chǎn)品，忽略了頂燈開關和應急開關會存在15電和30D串電的情況，而只單純考慮了功能的實現(xiàn)。
3）改進方向用一個轉(zhuǎn)換型繼電器（如圖4中的應急開關繼電器），將其應急開關工作情況下，直接給白頂燈提供30D。而在應急開關不工作、頂燈開關工作的情況下，提供頂燈15電，這樣就不會串電。
3結束語
