小論文-如何變廢為寶――論垃圾的回收處理及其再利用

1、如何變廢為寶論垃圾的回收處理及其再利用張弛王科社(北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程系 100085摘要:長(zhǎng)期以來(lái),當(dāng)人們一提到資源,大多指的是自然資源,但實(shí)際上,從當(dāng)前世界發(fā)展趨勢(shì)看,自然資源的匱乏使人類不得不提高對(duì)自然資源的使用效率,在這里,循環(huán)利用是一條利用資源的必經(jīng)之路?，F(xiàn)代社會(huì)中,資源的概念迅速擴(kuò)展,人們對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的理解和思維方式正在發(fā)生日新月異的變化。本著可持續(xù)發(fā)展的總體思路,資源、人口、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境、生態(tài)、社會(huì)等越來(lái)越明顯地交織在一起,“垃圾”作為一種資源類型,愈來(lái)愈受到世界各國(guó)的高度重視。我國(guó)廢舊物資中蘊(yùn)藏著巨大的財(cái)富,這些總值上千億元的廢棄物用之為寶、棄之為害,其中大半成為困擾各地的城市

2、垃圾。如何處理和利用這些垃圾,使其真正能夠“變廢為寶”成為了一個(gè)嚴(yán)峻的問(wèn)題。關(guān)鍵詞:垃圾資源,循環(huán)利用正文:一.我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和城市垃圾增長(zhǎng)目前,我國(guó)正處在經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)時(shí)期,1992年以來(lái),國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP的平均增長(zhǎng)率12.1%,是新中國(guó)歷史上發(fā)展最快的時(shí)期。國(guó)民經(jīng)濟(jì)提前5年實(shí)現(xiàn)比1980年翻兩翻的目標(biāo),經(jīng)濟(jì)實(shí)力顯著增強(qiáng),據(jù)世界銀行公布的數(shù)據(jù),我國(guó)GDP在世界各國(guó)中的排位已從1991年的第10位上升到1996年的第7位。然而,在總體上保持著快速、穩(wěn)定增長(zhǎng)趨勢(shì)的同時(shí),我國(guó)城市垃圾的增長(zhǎng)趨勢(shì)、處理處置現(xiàn)狀及其造成的環(huán)境問(wèn)題則不容樂(lè)觀,二者呈正相關(guān)系。從1987年到1996年10年間,我國(guó)城市垃圾

3、產(chǎn)生量增加了近1倍。目前,全國(guó)約有2/3的城市已處在垃圾的包圍之中。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市人口仍將持續(xù)快速增加,城市垃圾量的增長(zhǎng)勢(shì)頭仍很難遏止。城市垃圾產(chǎn)生量還將以每年8%10%的速度遞增,到2010年產(chǎn)生量將達(dá)5億噸。大量的垃圾堆放在城市周圍,已成為一個(gè)十分嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題,帶來(lái)了現(xiàn)實(shí)和潛在的污染危害。在問(wèn)題較為突出的城市,已經(jīng)阻礙了城市建設(shè)的進(jìn)程,制約了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。主要表現(xiàn)在:1.垃圾堆放場(chǎng)氣體的環(huán)境危害,1噸固體垃圾在完全厭氧條件下大約產(chǎn)生300400立方米的氣體,其中CH4和CO2分別占50%和40%,CH4對(duì)溫室效應(yīng)的影響比CO2高22倍,目前基本上沒(méi)有對(duì)這些氣體采取有效控制和回

4、收措施,當(dāng)垃圾堆放場(chǎng)周圍甲烷達(dá)到一定濃度時(shí)存在著火災(zāi)和爆炸隱患。2.由于大量垃圾堆放和填埋場(chǎng)處理設(shè)施不完善甚至根本沒(méi)有,已經(jīng)對(duì)周圍的地表水、地下水和土壤造成難以處置的污染,嚴(yán)重危害了堆放場(chǎng)周圍的自然生態(tài)環(huán)境。3.有礙景觀、散發(fā)惡臭、孳生有害病源體等一系列嚴(yán)重問(wèn)題。這是傳統(tǒng)工業(yè)社會(huì)的一種由“資源產(chǎn)品污染排放”單向流動(dòng)的線性經(jīng)濟(jì)模式造成的惡果。在這種線性經(jīng)濟(jì)中,人們高強(qiáng)度地把地球上的物質(zhì)和能源提取出來(lái),然后把污染和廢物大量地拋棄到空氣、水系、土壤、植被中,線性經(jīng)濟(jì)正是通過(guò)這種把資源持續(xù)不斷地變成垃圾的運(yùn)動(dòng),以環(huán)境破壞為代價(jià)來(lái)追求經(jīng)濟(jì)的數(shù)量型增長(zhǎng)的。傳統(tǒng)線性經(jīng)濟(jì)除了資源輸入的高開(kāi)采和污染排放的高輸出

5、之外,一個(gè)重要的特征是一切為了生產(chǎn)和銷售新的產(chǎn)品以及與不斷生產(chǎn)和銷售必然相關(guān)的產(chǎn)品使用的短效性。而垃圾資源循環(huán)利用的基本戰(zhàn)略則是要優(yōu)化物品的可長(zhǎng)期性,而不是最大限度地生產(chǎn),最大規(guī)模地銷售以及推銷壽命很短的產(chǎn)品。二.城市垃圾資源循環(huán)利用的操作原則國(guó)外城市垃圾資源的循環(huán)利用已進(jìn)入綜合利用階段,其資源化利用率已達(dá)60%以上,而我國(guó)尚不到5%,以廢紙為例,我國(guó)目前廢紙回收率僅為20%左右,每年流失的廢紙約600萬(wàn)噸,相對(duì)于浪費(fèi)木材240萬(wàn)M3,浪費(fèi)森林資源1010萬(wàn)M3。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前全國(guó)垃圾填埋場(chǎng)和堆放場(chǎng)中CH4氣體1年的排放量,相當(dāng)于700萬(wàn)噸左右的煤炭的能源潛力,直接經(jīng)濟(jì)價(jià)值達(dá)10108萬(wàn)元?？梢?jiàn)

6、,我國(guó)城市垃圾資源的循環(huán)利用具有極大的潛力。而循環(huán)利用方式的建立則依賴于一組以“減量化、再使用、資源化”為內(nèi)容的行為原則。1.減量化原則:減量化原則要求減少進(jìn)入生產(chǎn)的消費(fèi)流程的物質(zhì)量,也就是說(shuō)人們必須學(xué)會(huì)預(yù)防垃圾產(chǎn)生而不是產(chǎn)生后治理。在生產(chǎn)中,制造廠可以通過(guò)減少每個(gè)產(chǎn)品的物質(zhì)使用量、通過(guò)重新設(shè)計(jì)制造工藝來(lái)節(jié)約資源和減少排放。由于大量的資源浪費(fèi)和垃圾產(chǎn)生來(lái)自包裝,因此,過(guò)度包裝或一次性的物品是不符合減量化原則的;在消費(fèi)中,人們可以減少對(duì)物品的過(guò)度需求。人們可以大宗地購(gòu)買,選擇包裝較少和可循環(huán)的物品,購(gòu)買耐用的高質(zhì)量物品等,如果人們這樣去做,實(shí)際上就是在力所能及地減少對(duì)自然資源的壓力,在減少對(duì)垃圾

7、填埋場(chǎng)的壓力。2.再利用原則:再利用原則要求盡可能多次以及盡可能以多種方式使用人們所購(gòu)買的東西。在生產(chǎn)中,制造商可以使用標(biāo)準(zhǔn)尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì),標(biāo)準(zhǔn)尺寸設(shè)計(jì)能使計(jì)算機(jī)、電視機(jī)和其它電子裝置的電路非常容易和便捷地更換,而不必更換整個(gè)產(chǎn)品。家用排油煙機(jī)、吸塵器等均可設(shè)計(jì)成便拆洗、修理和便組裝,這樣,可以避免產(chǎn)品過(guò)早地成為垃圾;在生活中,人們把一樣物品扔掉之前,應(yīng)該想一想家中和單位里再利用它的可能性,確保再利用的簡(jiǎn)易之道是對(duì)物品進(jìn)行修理而不是頻繁更換。人們可以將可維修的物品返回市場(chǎng)體系供別人使用或捐獻(xiàn)不再需要的物品給需求者,一些消費(fèi)者可以購(gòu)買二手貨或稍有損壞但并不影響使用的產(chǎn)品。3.資源化原則:資源化原則

8、要求盡可能多地再生利用或資源化。資源化是指把物質(zhì)返回工廠,在那里粉碎之后再融入新的產(chǎn)品中,即將消費(fèi)者遺棄的“垃圾”資源化形成新的產(chǎn)品。資源化能夠減少人們對(duì)垃圾填埋場(chǎng)和焚燒場(chǎng)的壓力,制成使用能源較少的新產(chǎn)品。正確地認(rèn)識(shí)垃圾是解決垃圾困擾的前提。仔細(xì)研究生活垃圾就會(huì)發(fā)現(xiàn)垃圾并不全是有害物質(zhì),相反它是一種寶貴的資源。如:廢舊金屬制品,用來(lái)提煉金屬,比從礦石中提煉金屬更好;破碎的玻璃是制造玻璃器皿的現(xiàn)成原料;廢舊塑料袋、塑料泡沫、塑料制品,可再變成塑料;廢舊紙張是造紙的好原料;舊橡膠可變成再生橡膠;木質(zhì)廢物可用來(lái)造紙等。廚余(剩飯剩菜、瓜果皮核、骨頭內(nèi)臟等可變成肥料、燃料,甚至飼料。由垃圾資源循環(huán)利用

9、的三個(gè)原則可以看出,我們對(duì)待垃圾問(wèn)題的優(yōu)先順序?yàn)楸苊猱a(chǎn)生循環(huán)利用最終處置。其目的,不是僅僅減少?gòu)U棄物的體積和重量,使得垃圾填埋場(chǎng)等可以用得時(shí)間長(zhǎng)一些,相反,它是要求從根本上減少自然資源的耗竭,減少由線性經(jīng)濟(jì)引起的環(huán)境退化。三.我國(guó)城市垃圾資源循環(huán)利用現(xiàn)狀世界先進(jìn)國(guó)家鋼產(chǎn)量的45%、銅產(chǎn)量的35%、紙產(chǎn)量的35%是由廢舊材料生產(chǎn)的,而我國(guó)每年卻有約500萬(wàn)噸廢鋼鐵、20萬(wàn)噸廢有色金屬、1400萬(wàn)噸廢紙淪為真正的垃圾。每年丟棄的各類電池2億多支。王如珍說(shuō),每回收利用一噸再生資源,相當(dāng)于減少4噸垃圾處理量,每回收利用一噸廢鋼鐵,可以節(jié)省開(kāi)采各種礦石20噸,節(jié)約1.2噸煉鋼標(biāo)準(zhǔn)煤。因此,以資本為紐帶,

10、按市場(chǎng)規(guī)律,通過(guò)建設(shè)城市社區(qū)回收、市場(chǎng)集散、綜合利用為主要環(huán)節(jié)的現(xiàn)代再生資源回收利用體系,已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)資源可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。國(guó)家經(jīng)貿(mào)委、國(guó)家環(huán)?？偩帧⒅腥A全國(guó)供銷合作總社等權(quán)威部門統(tǒng)計(jì)顯示,目前我國(guó)在節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境方面潛力巨大。我國(guó)礦產(chǎn)資源總回收率僅為30%到50%,比世界水平低10個(gè)到20個(gè)百分點(diǎn)。每年可綜合利用的固定可回收再生資源中,一半以上沒(méi)有得到回收利用,總價(jià)值達(dá)500多億元。按國(guó)家經(jīng)貿(mào)委制訂實(shí)施的再生資源回收利用“十五”規(guī)劃,到2005年我國(guó)再生資源回收利用價(jià)值將達(dá)到550億元,而流失的另一半,至少仍相當(dāng)于這個(gè)數(shù)目。專家指出,再生資源與自然資源不同,它們?nèi)绻荒芑癁閷?就會(huì)成為

11、公害。目前這些“破爛”廢棄物在各大中城市郊外堆積如山,總重量達(dá)70多億噸,占用耕地5億多平方米。從衛(wèi)星上看,我國(guó)大中城市絕大多數(shù)被成千上萬(wàn)的垃圾填埋場(chǎng)包圍,對(duì)土壤、地下水、大氣造成嚴(yán)重的污染。2001年,我國(guó)668座城市所丟棄的垃圾多達(dá)1.7億噸,而清運(yùn)的垃圾卻只有1.4億噸,也就是說(shuō),每年至少有3000萬(wàn)噸垃圾我們無(wú)法清運(yùn),在那里被隨意地丟棄著。3000萬(wàn)噸是個(gè)什么概念那意味著如果用解放牌貨運(yùn)卡車來(lái)拉,需要1000萬(wàn)輛車才能運(yùn)走。而這1000萬(wàn)輛解放卡車若一字排開(kāi),長(zhǎng)達(dá)10萬(wàn)公里,中國(guó)高速公路的總里程也才不過(guò)3.5萬(wàn)公里。在這被清運(yùn)到垃圾場(chǎng)的1.4億噸垃圾中,有一多半未能進(jìn)行無(wú)害化處理,即7

12、000多萬(wàn)噸的垃圾在露天堆放著,向天空散發(fā)著臭氣,向地下滲透著污濁,日甚一日地、嚴(yán)重地惡化著我們的生活環(huán)境。幾乎我們所有的城市,不只是那32座百萬(wàn)以上人口的大城市,連中小城市都在為垃圾犯愁,而且越是小城鎮(zhèn)問(wèn)題越嚴(yán)重。因?yàn)樵S多小城鎮(zhèn)連環(huán)衛(wèi)局,連一輛運(yùn)送垃圾的大貨車都沒(méi)有。進(jìn)軍垃圾業(yè)的序幕被拉開(kāi)2002年9月,由香港亞太環(huán)保有限公司獨(dú)家投資的廣州亞太生活垃圾有限公司,與廣州市市容環(huán)境衛(wèi)生局簽署了合作協(xié)議。根據(jù)該協(xié)議,香港亞太環(huán)保有限公司到2004年將投資約2.8億元,在廣州建立起一座日綜合處理生活垃圾1000噸的垃圾廠,從而正式拉開(kāi)了外資進(jìn)軍中國(guó)垃圾產(chǎn)業(yè)的序幕。但是,如果處理利用得當(dāng),這些令人頭痛

13、的看似無(wú)用的垃圾卻可以“變廢為寶”,只要有了規(guī)?；睦厥蘸吞幚眢w系,生產(chǎn)流水線一樣的我們的生存環(huán)境在急劇惡化,隨著工業(yè)的迅速發(fā)展,工業(yè)垃圾、建筑垃圾、生活垃圾、化學(xué)垃圾、核廢料各種各樣的垃圾包圍著城市,并急劇地向農(nóng)村擴(kuò)散,江河湖海無(wú)一能幸免于難,連萬(wàn)里長(zhǎng)江,也成了巨大的、流動(dòng)的垃圾場(chǎng)。不知你有沒(méi)有注意到,我們使用的一次性的東西越來(lái)越多?比如我們不再使用手絹,而改用一次性的紙巾,一次性使用的注射器,一次性使用的木筷,一次性使用的紙杯,一次性使用的飯盒城市垃圾的構(gòu)成,在二十年間悄悄地發(fā)生了質(zhì)的變化。我們的垃圾堆里埋藏著的財(cái)富也越來(lái)越多。由于天然氣、煤氣以及生活用電的大面積推廣,在城市垃圾中,幾

14、乎占到一半以上的爐灰煤渣已悄然引退,而大量的有機(jī)物質(zhì)比例迅速增加,如包裝物品、一次性木筷、塑料制品、菜根菜皮、一次性飯盒、玻璃制品、廢舊鐵器、橡膠制品,仔細(xì)一分類你就會(huì)明白,這些東西都不是廢品,都是可利用的可再生資源,只是我們未能將它們加以認(rèn)真地開(kāi)發(fā)利用而已。據(jù)業(yè)內(nèi)專家分析,在城市垃圾的比例中,塑料占到了8-9%,玻璃占到了4-5%,紙張占到了2-3%,而樹(shù)葉、蔬菜根皮、瓜果皮核等有機(jī)物,所占比重高達(dá)20-2 5%,這可以直接轉(zhuǎn)化為綠色肥料,賣給城市綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)業(yè)。這都是丟棄在垃圾中的財(cái)富。如果我們將其中的有機(jī)可燃物質(zhì)加以燃燒,一噸城市垃圾其熱能相當(dāng)于半噸煤炭。垃圾發(fā)電、垃圾處理的資源化,早已

15、不是紙上談兵。在國(guó)外許多國(guó)家,已經(jīng)成為新的投資熱點(diǎn)。在中國(guó)也已漸成新興產(chǎn)業(yè)。據(jù)專家們預(yù)測(cè),在未來(lái)的三十年間,全球在環(huán)境、能源、農(nóng)業(yè)、綠色食品、信息高速公路、制造業(yè)和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域,將出現(xiàn)"十大新興技術(shù)",而其中有關(guān)解決環(huán)境問(wèn)題的"垃圾處理"新興技術(shù)被排在第二位。足以可見(jiàn)它的前景是如何被全球有識(shí)之士所看好。有專家說(shuō),在新世紀(jì),發(fā)達(dá)國(guó)家的生活垃圾回收利用率,將有望達(dá)到50%以上。這將是一筆驚人的財(cái)富。據(jù)北京市環(huán)衛(wèi)部門統(tǒng)計(jì),在北京以撿拾垃圾為生的人超過(guò)了8.2萬(wàn)人。也就是說(shuō),京城的垃圾業(yè)創(chuàng)造了8.2萬(wàn)個(gè)就業(yè)崗位。有調(diào)查數(shù)字表明,蹬著三輪車游街串巷收破爛的"

16、;板兒爺",平均年收入在1.5萬(wàn)元,在北京的飯店酒店收集泔水賣給養(yǎng)豬業(yè)的人,年收入平均在 1.2萬(wàn)元左右,天天在北京的街道或居民小區(qū)垃圾臺(tái)上扒垃圾,撿拾垃圾的人,年收入平均在1萬(wàn)元左右,而私人建立的廢舊物資回收站點(diǎn),年收入平均則超過(guò)了5萬(wàn)元。這8.2萬(wàn)人的拾垃圾大軍,每年從京城丟棄的垃圾中撿回了至少9.2億元。使用生活垃圾的成本,與使用寶貴的天然林木材,其收集成本低廉得不具有可比性。而在加工成本上,這些廢棄物由于是一種深加工,二次加工,其成本也同樣與傳統(tǒng)使用的木材的加工成本,低廉得不具有可比性。這里還沒(méi)有計(jì)算,在環(huán)境保護(hù)上所創(chuàng)造的一負(fù)一正的價(jià)值。據(jù)我國(guó)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì),由于我國(guó)生活垃圾的

17、處理還非常原始,回收利用率極低,幾乎有80%以上的生活垃圾被填埋拋棄,每年被如此丟棄的"可再生資源",價(jià)值竟高達(dá)1250億元。而2000年中國(guó)股市全年所增發(fā)的新股不過(guò)才1000億元!你可以想象,這是多么巨大的一筆財(cái)富。我們能對(duì)此熟視無(wú)睹嗎?且不說(shuō)生產(chǎn)財(cái)富,就是能把我們的城市從垃圾的圍困中解救出來(lái),從白色污染中解救出來(lái),使得藍(lán)天更藍(lán),碧水更碧,空氣更加清新,便已經(jīng)是金身不朽的千秋偉業(yè)了。每年1250億元的收益是一筆巨大的財(cái)富,是足以造就世界首富的偉大工程,而2001年所統(tǒng)計(jì)出來(lái)的中國(guó)首富的個(gè)人資產(chǎn),也不過(guò)19億美元。如果有人能從中國(guó)這被拋棄的財(cái)富中回收15%,他就是新的中國(guó)首

18、富了。很顯然,精明的外商已經(jīng)看到了這點(diǎn)。"垃圾里面有黃金"并非一個(gè)美麗的故事,而是新世紀(jì)的輝煌。參考文獻(xiàn):1自然資源學(xué)報(bào),徐新華主編, 2002;2城市垃圾資源利用前景分析,何品晶等編,中國(guó)鐵道出版社,2001;3中國(guó)21世紀(jì)議程中國(guó)21世紀(jì)人口、環(huán)境和發(fā)展白皮書,中國(guó)環(huán)境出版社,2003;4中國(guó)垃圾資源持續(xù)開(kāi)發(fā)利用方向,方創(chuàng)琳等編,上海環(huán)境科學(xué)出版社,1999。相關(guān)網(wǎng)址:1環(huán)保人 2百家論壇 附錄 2 小論文 起重機(jī)械計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)的方法 張弛 王科社 (北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院機(jī)械工程系 100085 1.前言 概 念 設(shè) 計(jì) (conceptual design ） 是

19、指 在 滿 足 約 束 的 條 件 下 由 功 能 確 定 出 形 式 的 設(shè) 計(jì) 過(guò) 程 ，也 是 一 系 列 的 決 策 過(guò) 程 。有 研 究 表 明 ，概 念 設(shè) 計(jì) 是 決 定 一 個(gè) 項(xiàng) 目 或 產(chǎn) 品 設(shè) 計(jì) 方 案 ， 節(jié)約投資和富有創(chuàng)造性的一個(gè)重要設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。 傳 統(tǒng) 的 概 念 設(shè) 計(jì) 完 全 是 由 人 來(lái) 完 成 的 ，它 受 到 設(shè) 計(jì) 者 的 知 識(shí) 水 平 、經(jīng) 驗(yàn) ，甚 至 情 緒 等 多 方 面 因 素 的 影 響 ，因 此 ，設(shè) 計(jì) 過(guò) 程 具 有 很 大 的 盲 目 性 ，而 設(shè) 計(jì) 結(jié) 果 具 有 很 大 的 隨 機(jī) 性 。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和設(shè)計(jì)方法的

20、不斷完善，形成了計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)這一新 的研究領(lǐng)域，并在土木、電子電路等工程設(shè)計(jì)中得到了應(yīng)用，在機(jī)械工程領(lǐng)域中也有一 些可喜的應(yīng)用成果，如智能加工中心的設(shè)計(jì)，汽車的設(shè)計(jì)以及在機(jī) 構(gòu)學(xué)中的應(yīng)用等。 本文將基于功能、約束、結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于起重機(jī)械的設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)討論 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法，對(duì)于利用計(jì)算設(shè)計(jì)方案，形成完整的起重機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)具有 較大的 意義。 2.計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)及其方法 2.1 概 念 設(shè) 計(jì) 的 定 義 主要要注意 2 個(gè)概念：功能和結(jié)構(gòu)。功能是指所要滿足的最主要的特性；結(jié)構(gòu)是一 種 構(gòu) 型 或 一 種 屬 性 ，或 產(chǎn) 品 目 錄 中 的 一 種 產(chǎn) 品 、一 個(gè) 元 件

21、 。實(shí) 際 上 ，在 設(shè) 計(jì) 的 各 個(gè) 階 段 ， 設(shè)計(jì)者都會(huì)遇到諸如采用何種結(jié)構(gòu)來(lái)滿足設(shè)計(jì)的功能要求之類的問(wèn)題，解決這樣的問(wèn)題 并得到一些設(shè)計(jì)結(jié)果的過(guò)程就稱為念設(shè)計(jì)。因此，概括地說(shuō)，概念設(shè)計(jì)具有以下 4 個(gè)特 點(diǎn)： （ 1 ）概 念 設(shè) 計(jì) 以 滿 足 設(shè) 計(jì) 的 功 能 要 求 為 目 的 ，這 也 說(shuō) 明 了 概 念 設(shè) 計(jì) 的 內(nèi) 容 ，即 概 念 設(shè) 計(jì) 以功能要求為主要研究?jī)?nèi)容。 44 附錄 2 小論文 （ 2 ）概 念 設(shè) 計(jì) 得 到 的 結(jié) 果 應(yīng) 具 有 多 樣 性 即 概 念 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 能 夠 得 到 一 些 ，也 不 是 一 個(gè) 結(jié) 構(gòu) 組 成方案。 （ 3 ）概 念

22、 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 是 多 層 次 的 ，只 有 這 樣 才 能 實(shí) 現(xiàn) 設(shè) 計(jì) 結(jié) 果 的 多 樣 性 及 功 能 與 結(jié) 構(gòu) 的 一 一 對(duì)應(yīng)關(guān)系。 （ 4） 概 念 設(shè) 計(jì) 應(yīng) 有 利 于 創(chuàng) 新 ， 這 是 概 念 設(shè) 計(jì) 的 靈 魂 。 2.2 計(jì) 算 機(jī) 輔 助 概 念 設(shè) 計(jì) 的 方 法 應(yīng)用計(jì)算機(jī)來(lái)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)是近些年工程設(shè)計(jì)中的一個(gè)研究熱點(diǎn)問(wèn)題，已有各種方 法，比較常用的是基于功能、結(jié)構(gòu)和約束的概念設(shè)計(jì)方法，這 種方法可分為以下 3 個(gè)步驟： (1 將 設(shè) 計(jì) 要 求 抽 象 為 功 能 ， 并 分 解 為 主 要 功 和 次 要 功 能 。 主 要 功 能 必 須 無(wú) 條 件 地

23、 滿 足 ， 而次功能是在設(shè)計(jì)約束容許的條件下盡可能地滿足，與設(shè)計(jì)要求發(fā)生沖突時(shí)，可放寬要 求，甚至可完；放棄。 (2 實(shí) 現(xiàn) 功 能 與 結(jié) 構(gòu) 之 間 的 映 射 。 (3 由 評(píng) 價(jià) 準(zhǔn) 則 或 評(píng) 價(jià) 方 法 評(píng) 出 最 佳 方 案 或 較 佳 方 案 。 在上述步驟中，功能的分解和推理一般以符號(hào)進(jìn)行，以使設(shè)計(jì)過(guò)程更加理性化，便于產(chǎn)生新的 設(shè)一方案。在上述步驟中，功能的分解和推理一般以符號(hào)進(jìn)行，以使設(shè)計(jì)過(guò)程更加理性化，便于產(chǎn) 生新的設(shè)一方案。而且在每一步驟中都應(yīng)考慮設(shè)計(jì)約束，并隨著設(shè)計(jì)過(guò)程的不斷深人，又有新的設(shè) 計(jì)約束加人其中。 通常，計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)系統(tǒng)主要由功能模塊、結(jié)構(gòu)模塊和評(píng)

24、價(jià)模塊組成。功能 模塊僅僅考慮主要功能，而不考慮約束、物理描述及制造過(guò)程。構(gòu)模塊既要描述實(shí)現(xiàn)主 要功能的物理結(jié)構(gòu)，還要包括功能模塊所略去的所有信息。當(dāng)功能模塊和結(jié)構(gòu)模塊確定 之 后 ，便 要 建 立 能 夠 表 達(dá) 設(shè) 計(jì) 要 求 路 徑 抽 象 層 次 結(jié) 構(gòu) ，根 據(jù) 輸 入 / 輸 出 條 件 選 擇 適 當(dāng) 的 功 能模塊，進(jìn)而形成功能網(wǎng)絡(luò)。評(píng)價(jià)模塊用來(lái)對(duì)設(shè)得出的各種方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。 3 起重機(jī)械的概念設(shè)計(jì) 3.1 起 重 機(jī) 械 的 功 能 網(wǎng) 絡(luò) 45 附錄 2 小論文 起重機(jī)械是一種重要的搬運(yùn)機(jī)械，無(wú)論在車站、碼頭還是在工廠車間，到處都可以 看到各式各的起重機(jī)械。起重機(jī)械的主要功能

25、應(yīng)是起吊重物，并將其置于所期望的空間 位置。這一功能又可分解為 3 個(gè)操作動(dòng)作：取物、起升、定位。取物是指將起重機(jī)械與 被起吊的重物聯(lián)系在一起；起升和定位是將被起吊的重物移動(dòng)到所期望的空間位置，即 改變重物的空間位置，其中起升指重物在垂直地面方向上的運(yùn)動(dòng)，而定位指重物在平行 于地面的平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。這 3 個(gè)操作動(dòng)作可各自獨(dú)立完成，也可將起升和定位 2 個(gè)動(dòng)作 組合在一起完成。 至 此 ，還 不 能 實(shí) 現(xiàn) 功 能 與 結(jié) 構(gòu) 之 間 的 映 射 ，因 為 二 者 之 間 的 關(guān) 系 還 不 是 一 對(duì) 應(yīng) 的 ， 如完成取物這一動(dòng)作就有許多裝置可以采用。有研究表明，功能分解的最佳狀態(tài)是功能 與 結(jié) 構(gòu) 的 一