非标设计自动化篇（1）

非标准设备是指国家并无大批量生产，而国民经济各部门又确实需要的专用非标准设备。非标准设备在设计制造方面不是按照国家颁布的统一的行业标准和规格制造，而是依据自身用途需要自行设计、制造。在日趋激烈的市场竞争环境下，工业企业纷纷进行体制技术革新，用微机控制的自动化设备取代传统设备，用机械设备操作取代纯手工操作，对非标自动化设备的需求量也随之增大。如何做好非标自动化设备的设计工作，成为了相关单位和人员共同关心的一个问题。

一、非标自动化设备的设计流程

（1）确定开发项目，了解客户需求，包括产品品质要求、设备生产效率要求、设备工作环境。（2）分析产品，了解产品生产工艺，了解产品各方面尺寸要求及来料情况，与客户沟通产品生产过程中的注意事项，设备使用地点的技术参数。（3）拟定方案。由工程人员讨论、分析作出设备方案，方案包括：设备示意图、各部分机构简介、动作说明、设备技术参数。（4）方案审核。由工程人员组成审核组，对方案进行审核，审核内容包括：设备可行性评估、设备成本评估、设备生产效率的评估、各部分结构可行性评估。（5）方案整改。对方案审核中讨论出的问题进行整改。（6）客户确定设计方案。设计方案交由客户，客户根据需求，对方案进行最后确定。（7）设计开发。由工程部安排工程师进行机构设计，作出机器装配图、零件图，选出执行元器件、电控配件，并列出加工零件清单和标准件请购单，动作说明书。

二、如何做好非标自动化设备的设计

非标自动化设备虽然没有标准设备量大，但品种繁杂，五花八门，服务于各种各样的部门。当今社会科学迅猛发展，新技术革命对机械设计提出了更高的要求。由于非标准自动化设备的品种繁杂，设计工作的难度更大。这就要求非标准设计工程师必须具有良好的专业素质，有宽广的知识面，有良好的变通性和独创性，善于举一反三，能有较多的点子，有独出心裁的见解，能将别的机构移植并融汇贯通在自己的设计意图中。（1）非标设备的生产都是以单件进行小批量生产，对相关的设计人员，有着经验和技术上的要求。非标设备在设计方面，主要采用非标设备中国标准体系和标准体系，遵循“一次薄膜应力或最大直接应力不得超过许用应力”的原则，在安全系数上非标设备的设计主要考虑应力集中及其类型、应力评估方法的复杂程度、材料的不均匀性、几何因素、焊接接头中存在的缺陷等因素。（2）在非标设备的设计上，首先，在标准零部件的选择上，尽量采用成品件，以便有效降低非标产品在原材物料消耗、管理费用、成品率等方面的成本。采用成品件还能使设备在投入市场后有更好的可靠性能，延长设备的设计制造周期，提高设计效率。其次，非标设备的设计，还要在满足工艺设计条件的基础上，认真研究设备的技术方案，确定先进、合理且运行稳定的非标设备。最后，在非标设备的设计中，还应秉承人性化的设计理念，反复衡量设备的使用是否符合工人的使用习惯，多注意细节问题。（3）在进行非标设备的设计工作时，除了要考虑从设计是否满足客户和生产需求外，还要考虑非标设备的结构是否合理，是否安全稳定、易于加工制造和安装维护，为此，设计人员要严格执行有关标准规范，全面了解非标设各的工艺要求、物理参数以及功能等，还要进行多方案的比选，以确定最佳方案。另一方面，设计人员要重视非标设备零部件设计的合理性，在进行设计时，要校核零件是否满足刚度、强度等方面的要求，还要合理选择零件的材料、配合种类以及加工方法。（4）在设计工作中实现标准化，是促进设计工作顺利开展、利于引进和吸收国外先进技术的体制前提。设计工作的优良与否，直接关系到非标设备的水平和质量。标准化的设计工作要拟定严格的设计程序，有条理地进行论证技术方案、设计施工图纸、审查工艺性能和标准化程度等。在图样及设计文件的标准化上，要校核其是否符合

国家相关规定。对名词、术语、符号、幅面、格式、名称、代号等方面仔细审查严格，贯彻设计工作的相关标准和规范。（5）做好非标设备的设计，不仅要考虑到工艺及技术问题，还应优先重视其效果和效益，将它们作为判断非标设备成功与否的主要标准。非标设备设计出的东西要方便维修，方便加工，设计时要考虑加工问题，比如尽量不要在圆弧面上钻孔，如果一定要钻，或是通过中心，或是先加工平台再钻孔。对非标设备设计出的产品分部件、零件在市场上询价，配件尽量采用通用件，方便检修互换。

非标设计自动化篇（2）

1　引言

所谓装配就是将各种零部件或总成件，按规定的技术条件和质量要求连接组合成完整产品的生产过程，也可称为使各种零部件或总成件具有规定的相互位置关系的工艺过程。可以说，装配工艺在制造行业的应用是十分普遍的。近年来，随着制造业的迅速发展和新技术、新工艺、新材料的广泛应用，高质量、高性能的装配设备也逐渐得到应用，而自动化装配设备就是在这样的形势下出现的。自动化装配设备具有性能稳定、所需人工少、生产效率高、单件产品的制造成本大幅降低、占用场地最少等优越性。下面就非标准自动化装配的设计进行研究，以确保设备能发挥其应用的作用。

2　非标自动化装配设备设计研究

只有通过合理而科学的设计，确保设备的可靠性，我们才能更好地应用非标准自动化装配设备。为此，主要从以下几个方面入手。

2.1　产品的装配工艺设计

为了实现产品的装配质量要求，必须首先分析产品装配过程中每一工艺环节的技术要求，编制和设计合理的产品装配工艺，这直接决定了最终实现每一装配工序的机械装置结构和功能，机械系统的动作顺序。没有对产品的生产工艺要求和装配要求进行深入研究，会导致最终设计出的自动化装配设备出现不易改进的弊端，甚至直接导致不易克服的产品质量问题。同时，装配工艺也直接影响装配设备的总体功能实现方式、结构布局、控制和检测方式等。自动化装配工艺一般包括五个部分。

2.1.1　装配工序

装配工序分为安装工序和固定工序，安装工序是指在自动装配设备的专用工位上进行装配零部件的预备联接。通常固定工序在安装工序之后，也可以把安装和固定放在一个工位上进行。根据装配任务的复杂程度，一个装配过程具有多个装配工序，装配工序的合理分析是进行工艺设计的重要内容。

2.1.2　检测工序

检测工序包括对装配零部件的检验、检查和测试等，检测工序一方面保证装配质量，如装入零件是否有缺陷、装入零件方向位置是否准确、装入后的尺寸精度、密封质量、装配质量等，另一方面在装配过程中对各种故障进行处理。

2.1.3　调整工序

调整工序是对装配工序后具有安装偏差的零部件位置的纠正。

2.1.4　辅助工序

辅助工序包括对装配件的清洁、打标记、分选等环节。

2.1.5　机械加工工序

在某些自动装配设备上，在对零部件安装和固定的过程中，还对一个或几个特定零件进行机械加工。

产品的生产装配工艺往往不是唯一的，符合产品性能要求的生产工艺很多，对可行的装配工艺进行分析比较，结合功能实现的难易程度和品质差异，选择最优的产品装配工艺。

2.2　设备的功能分解和功能设计

产品的装配工艺确定后，如何实现每一装配工艺环节，需要结合装配工艺进行功能分析，将自动化装配设备的总功能分解为分功能或功能单元，自动化装配设备是一个集合机械、电子、信息等技术的机电一体化系统，其所分解得到的功能单元不仅包括了对应于各装配工艺环节的子功能，也包括了检测、控制、辅助、动力驱动、传动等其他功能。

功能分解可以简化自动化装配设备的设计难度，有利于找到最优的功能实现方式。

设备总功能的实现需要各功能单元的协同工作，进行设备功能设计就是寻求功能单元解的过程，也是将功能单元具体化、结构化的过程，解决功能单元解的可行性，要通过“功能效应作用原理”的求解过程，寻求功能单元实现的机械结构、装置或物理效应。最后，对所有功能单元的解进行综合、集成和系统化，实现各功能单元解之间的匹配和协同，从而得到一个系统化的功能解。

装配设备的功能分解、求解过程和装配工艺的设计过程是一个相辅相成，互相促进的过程，以产品装配工艺流程为主线，结合产品的性能要求，对功能求解过程进行检查和优化，大胆提出新的工艺方法，可以进一步优化装配设备的功能。

2.3　设备的结构布局设计

装配性生产设备按照自动化程度可以分为半自动装配机、全自动装配机、自动化装配线。设备的结构布局一般可以分为转盘型布局设计、环线型布局设计和直线型布局设计。

如何选择合适的设备结构布局，需要考虑具体的生产实际，按照装配工艺的复杂程度和装配设备的使用需要进行分析。

转盘型布局具有结构紧凑，占地面积小，操作方便等特点，适合于装配工艺简单，单机生产，产品大小适中的装配环境。但由于所有的装配单元都围绕转盘来布局，使得转盘型装配机具有实现机构复杂，且不宜改进和进行柔性化生产的缺陷。

如图1所示的环线型布局适合于装配工艺复杂程度适中的装配环境，并可以最大限度地节省使用场地，环线型布局增大了产品在装配线上的装配空间，因此可以按照装配要求的改变增减装配的功能单元，使装配设备具有柔性化。

图1　环线型布局

直线型布局主要使用于大、中型的自动化生产装配生产线，不但可以完成产品加工制造后期的各种装配、检测、标识、包装等，也可以集合产品的加工制造、装配、检测于一体，完成成品的全自动化生产和装配过程。它适用于装配工序多，产品设计成熟，市场需求巨大的产品的生产和装配。直线型布局占用场地较大，有足够的空间布局各装配单元的实现机构和装置，可以简化装配机构，并易于增减和改进装配的功能单元，但由于整个生产线较为复杂，对生产线上各装配单元的控制和协同，生产节拍和效率提出较高要求。

2.4　自动化机构系统设计

自动化机构系统设计是按照设定的装配工艺和组成功能单元的原理解，针对组成装配工艺的每个工序模块或功能单元，分别构建完整的机构，然后按照整体装配工艺和功能实现要求进行组合联接，构建出能实现整个装配过程的机构系统。一个自动化装配设备一般包括如下几个机构单元。

2.4.1　供料单元

供料单元是自动化装配设备的重要组成部分，从装配单机的上料机构到大型装配生产线的物料输送系统，供料单元是自动装配设备具有高效率的先决条件。供料机构单元必须保证各种装配零件能在准确的位置、时间和空间状态，从行列中分离并移置到相应的装配工位上。供料单元的检测的可靠性是影响自动装配过程故障率的主要因素。

2.4.2　装配主体机架单元

装配主体机架单元是指可完成装配主件输送功能的主体部分，它包括自动输送机构，实现装配主件的多工位同步或异步传递、夹取、装配和检测，还包括配置齐全的液、气压管路及电气配线装置，而且具有驱动某些装配单元的装配工作头的主动轴。

为了实现装配主件在输送过程中实现同步装配，需要选择和设计精确的机械分度控制装置，以保证每个装配单元的工装夹具与输送动作准确吻合。装配主体机架上一般应间隔排列装配工位和检测工位，以在上次装配工序完成后在下道检测工位上检测有无工件和装配位置是否正确，各装配工位和检测工位之间进行智能化控制，以保证发生错误时自动停机，以消除连续的误装配，避免生产浪费。

2.4.3　自动化装配单元

自动化装配单元布置在装配主体机架上，对应于各装配工位的装配功能，自动化装配单元可以由机构、液气压、电机拖动所构成，和装配主体机架相配合完成特定装配动作。

机械手或工业机器人可以在一次动作循环中完成各种动作，可以作为布置在主体机架上的装配单元进行复杂部件的装配。使用机械手可以简化装配主体机架的复杂程度，提高装配的可靠性。

2.4.4　分捡单元

为保证最终装配成品的合格率，在装配自动化机构系统的设计中，要充分考虑和布置适当的分选换向机构，对各道装配工序中产生的次品按照要求进行分检和分流。分检单元不但可以提高装配的成品合格率，而且可以有效保证装配错误的半成品避免进入下面的装配工序，减小因装配和检测故障造成的停机，大大提高装配生产效率。

2.5　自动化控制系统的选择

整个装配设备的机构系统设计完成后，需要考虑采用何种控制系统来实现整机的自动化控制。对简单的控制任务较少的自动化装配设备，采用单片机控制系统具有成本低等优点。

3　结语

非标设计自动化篇（3）

装配就是指将总成件或者是总的零部件全部按照相应的规定和质量要求来进行全部产品的连接与组合的过程，也被人们称作是各种总成件或者是零部件的位置关系的具体工艺过程。装配工艺在制造行业的发展中是极为重要的，伴随着制造业的发展，新材料与新工艺是极为广泛的，各种高性能与高质量的装配设备都在制造行业的需求中被研发出来，因此，可以说非标准自动化装配设备的设计工作是非常重要的，自身有着生产效率高、所需人工少、稳定性强的特点。

1 非标准自动化装配设备产品装配工艺

装配工艺对于装配设备有着一定的影响，能够在结构布局、实现方式。检测方式和控制方式上进行充分的控制。自动化装配工艺主要包括五个部分：装配工序、检测工序、调整工序、辅助工序、机械加工工序。

1.1 装配工序

装配工序主要分为两个步骤，一个是安装工序，另外一个是固定工序。安装工序主要是指自动装配设备上的一些专用工位进行相应的装配零部件的预备连接工作。一般情况下，固定工序是在设备的安装工序之后的，固定工序是装配设备设备安装中十分重要的环节，有些装配设备在安装的过程中，也可以将固定工序与安装工序结合在一起进行安装，放在同一个工位上来进行。装配任务是极为复杂的，但是也根据任务的具体情况而定，装配的过程是极为复杂的，需要有着多个装配的程序，装配设备的设计工作主要就是对这些装配程序进行设计，这样才能够保证装配的合理性。

1.2 检测工序

检测工序主要包括b配零部件的测试、检验和检查等环节，这样能够充分的保证整个装配的质量，例如装入的零部件方位知否是正确的、装入的零件是否有着缺陷、在装入之后装配质量、密封质量和尺寸的精度是否符合相应的工艺要求，装配设备在装配的过程中，一定要重视对于各种故障的处理，这也是检测工序中十分重要的环节，将检测工序做好，才能够充分的保证装配设备的正常进行。

1.3 调整工序

调整工序主要是指对于整个装配工序环节中可能存在的误差进行纠正。

1.4 辅助工序

辅助工序主要包括分选、打标记和清洁等环节。

1.5 机械加工工序

机械加工工序在自动化装配设备的设计的过程中主要表现在固定和安装上，能够对一个或者是几个零部件进行充分的加工，提高生产的效率。但是产品的生产装配工艺并不是唯一的，与产品要求相同的工艺是也有很多，在这样的情况下，就要对可行的装配工艺进行充分的分析，对于整个工艺进行充分的比较，根据产品生产的难易程度和功能来进行差异的比较，从而选择出最有的产品装配工艺。

2 非标准自动化装配设备的设计工作要点

2.1 结构布局设计

装配设备按照相关的自动化程度可以将其分为全自动装配机、半自动装配机和自动化装配机，装配设备的设计结构在布局上可以分为直线型的布局设计、环线型的布局设计和转盘型的布局设计。在这样的情况下，就要明确整个装配设备的运行过程，从而选择正确的结构布局设计，还要按照具体的生产情况，根据相应工艺的复杂性和装配设备的应用情况来进行全面的分析。

转盘型的布局有着操作方便、占地面积小和结构紧凑的特点，而且适合应用在装配工艺较为简单的自动化装配设计中，还要保证产品大小适中，其生产的环境是适合单机生产的，这样才能够保证自动化装配设备的设计更加的合理，布局符合生产的基本要求。但是由于装配设备的装配单元都是通过相应的转盘来进行相应的布局的，这样就导致了整个转盘装配机有着不宜改进、结构复杂和需要进行柔性化生产的缺点。环线型的布局是适合应用在装配工艺比较复杂的装配设备生产中，这样就能够最大限度节省设备的使用场地，而且环线型布局会增加整个装配的空间，也能够按照装配设备的生产要求来对整个功能单元进行增减，这样装配设备就有着柔性化的特点。

2.2 自动化机构系统设计

2.2.1 供料单元

供料单元是自动化装配设备的重要组成部分，从装配单机的上料机构到大型装配生产线的物料输送系统，供料单元是自动装配设备具有高效率的先决条件。供料机构单元必须保证各种装配零件能在准确的位置、时间和空间状态，从行列中分离并移置到相应的装配工位上。供料单元的检测的可靠性是影响自动装配过程故障率的主要因素。

2.2.2 装配主体机架单元

装配主体机架单元是指可完成装配主件输送功能的主体部分，它包括自动输送机构，实现装配主件的多工位同步或异步传递、夹取、装配和检测，还包括配置齐全的液、气压管路及电气配线装置，而且具有驱动某些装配单元的装配工作头的主动轴。

为了实现装配主件在输送过程中实现同步装配，需要选择和设计精确的机械分度控制装置，以保证每个装配单元的工装夹具与输送动作准确吻合。装配主体机架上一般应间隔排列装配工位和检测工位，以在上次装配工序完成后在下道检测工位上检测有无工件和装配位置是否正确，以保证发生错误时自动停机，以消除连续的误装配，避免生产浪费。

2.2.3 自动化装配单元

自动化装配单元布置在装配主体机架上，对应于各装配工位的装配功能，自动化装配单元可以由机构、液气压、电机拖动所构成，和装配主体机架相配合完成特定装配动作。

机械手或工业机器人可以在一次动作循环中完成各种动作，可以作为布置在主体机架上的装配单元进行复杂部件的装配。使用机械手可以简化装配主体机架的复杂程度，提高装配的可靠性。

2.2.4 分捡单元

保证最终装配成品的合格率，在装配自动化机构系统的设计中，要充分考虑和布置适当的分选换向机构，对各道装配工序中产生的次品按照要求进行分检和分流。

3 结论

综上所述，装配是决定产品质量的关键环节，根据自动化装配设备的特点，提出在自动化非标装配设备设计中，从装配工艺、结构布局、等方面进行总体设计，优化和合理的总体设计可以加快非标装配设备的设计进度，保证自动化装配设备系统的可靠性。

参考文献

非标设计自动化篇（4）

中图分类号：TH122;TH16 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）27-0140-01

1、前言

在制造行业中都会广泛应用到装配设备，这是非常重要的一部分，也是必不可少的一部分。随着社会步伐的不断进步，科学技术水平也在不断发展，因此在企业生产中对于装备非标准设备的生产过程中要求也越来越高。企业的进步，需要的是设备的不断更新，机械自动化需要的也是设备自动化，在有了针对性的生产方案这个前提，生产出的设备才能更好的发挥功用。在机械加工领域如果机械加工非标设备的设计不合理，或者技术人员在对设备加工过程中没有按照要求生产，都会严重影响企业所需设备的性能。随着需求量的不断增加，很多企业的生产的设备质量不但没有提高，反而有所下降，这种情况需要在挑选技术人员时要提高要求。

2、现状

企业不仅应该顺应社会的发展，经济水平的发展，还应该看企业自身的需求情况，根据不同企业的在机械加工非标准设备设计方面的需求不同，在制造过程中的需求都不同，文章在机械制造方面进行设计加工研究。标准设计是根据国家的具体要求制定设计方案，然后再进一步加工实施。非标准设计是根据企业自身的需求来制定机械设备方案，同时产生的产品性能对公司日后发展有很大影响。有些先进单位需要加工成批量的设备，这些设备型号比较小，单位设计需要的是不成系、不定型的非标准设备。

3、非标设备

其实非标设备，就是最简单的理解，非标准设备，针对于企业自身而言的机械设备制造，根据企业自身发展的前景和设备具体用途来生产，而不是盲目的按照国家的标准来生产，变通性强的制造。非标设备更有助于满足客户的需要，就是为了在愈演愈烈的企业竞争市场中取得一定的优势，只有根据客户的要求生产具体有针对性的产品，才能帮助企业渡过难关。制造厂商的技术人员要按照设计计划书严格执行，抱着严谨的工作态度。非标设备特点：非标设备在很多大企业中很少用到，往往小企业会对设备要求非标生产，但是也有部分大企业在接受数量偏小的订单的时候会选择非标设备生产制造。还有一个特点就是文章之前提到过的，生产要求不按照国家标准来进行，以客户要求专门的制定企划书，要求制造商根据策划部提出的建议进行生产制造。具体特点：专业用途非常大、市场的需求量并不是很大、可以购买但是没有现成设备。其实很多新型的设备并不完全是创新的想法，有些只是在原有计划之上作出小小的改变就是一个新的可执行方案，也就是所谓的简单改造，新的产品。而且，事实上呢，非标设备的生产效率并不是很高，而且加工的难度又高，毛坯精度又不高，还需要较高的生产成本，并且无论是设计者还是制造者，对他们的理论知识掌握程度还是实践经历的累积，要求都比较高。

4、非标自动化装备设备设计研究

在生产过程中必须确保非标设备可靠、合理、科学，满足了以上几点要求，我们才能更好地发挥设备设计的能动性。

4.1 产品的装配工艺设计

设计者必须分析好产品的装配过程，具体了解到每一个工艺环节，准确掌握对于生产制造技术的要求，从而更好地实现产品的装配质量要求。这一点直接决定着最终机械结构和功能的实现与否。如果对于此过程，机械制造企业没有引起高度重视，那么最终在自动化非标设备的生产成品出来时就会出现不可弥补损失。在产品的装配工艺上又可以具体的分成五个小的部分：装配工序，检测工序，调整工序，辅助工序，机械加工工序。同时这几个小的部分又可以细分为很多不同的具体注意点，比如零件的安装和固定，零件的检测和测试，对于位置的偏差检查，过程标记和分选。

4.2 设备的功能分解和功能设计

一般来讲的非标设备的设计过程和生产制造过程都是比标准设备复杂的，所以我们可以根据不同客户的具体要求来将非标设备的功能细分化，分成不同的单元来进行设计，可以将困难简单化很多。这种方法还利于设计者在设计过程中找出功能最优点，有助于各个功能的协调合作。在功能分解之后，还要注意功能的总和，在设计最后系统化，结构化。采用创新的设计工艺方法，有助于设计出的非标设备进一步优化。

4.3 设备结构的布局分析

机械加工的非标设备很多都是全自动的，不仅仅是在机械设备的制造上应用很多全自动技术，很多产业也引进了这种新型技术，自动型还分为很多程度，有全自动类型，还有半自动类型等。至于如何选择就要根据产品的实际需要来决定了，设备结构的布局分析相比分解功能而言属于比较简单的工作。工艺布局中最常用到的就是转盘型布局，不仅可以单机生产，而且占用的面积并不大，操作起来相对还比较容易，但是转盘结构也有弊端，就是因为单机制作简单，所以都选择转盘型布局，但是往往在最后总和的时候，结构叠加就比较复杂了，从而使生产具有缺陷性。

4.4 自动化控制系统的选择

自动化的实现是需要系统来控制的，当所有的设备系统都设计完成后，就要决定采用什么控制系统了。在众多的控制系统中有一种成本最低，那就是单片机控制系统，但是这种控制系统只适用于控制任务比较少的自动化非标设备。

5、机械非标设计流程

非标机械有一种分类就是成熟型的非标设备和非成熟型的非标设备，成熟型的具有比较明确的工作原理，工艺结构也没有很奇特，非成熟的设计结构比较复杂，甚至很多的设计流程仍然处于试验当中，这种不确定性在潜在的加大设计难度。

5.1 成熟性非标设备的设计流程

当设计的主机部分相同时，设计起来比较简单，需要技术人员掌握的重点并不是很多，可以再最简单的设计基础上进行扩张或缩小。

5.2 非成熟型的非标设备的设计流程

当设计组合机类的设备时，决定非标设备生产难度就是它本身固有的属性，有些难度较高的非标设备并不能批量生产，只能一次生产，要求技术条件较高的专业人员来按照规定图纸定制。目前来看非标设备不仅仅涉及到了机械加工过程中的设备，各行各业都会需要非标设备。

6、结束语

综上所述，根据设备设计和生产要求越来越多，需要企业和技术员从国内外的成功设计中采取优秀想法和技术，为中国在机械加工非标设备设计过程中有更好的基础。

参考文献

[1] 黄赞扬.非标自动化设备设计进度管理研究[J].天津大学.2014（6）：101-102.

[2] 华宏强.非标设备设计制造中应注意的问题 [J].机械工程师.2015（2）：4-5.

[3] 李文广.浅谈非标设备的设计与制造[J].化学工程与装备.2015（6）：61-62.

非标设计自动化篇（5）

“非标机械”就是指不是标准设备规格，并不是按照国家颁布的相关文件规定的统一的行业标准和设备规格制造的配置，而是根据实际情况的需要，自住进行设计并且制造的设备;他在外观上、性能上并不在国家要求的设备产品目录之内。所以在一定程度上来说某非标准设备就是“因批量小或要求特殊而需要专门设计和制造的设备”。因为不断扩张的客户需要，非标准设备的市场占用份额就相应提高了，它已经不在企业内部的专有技术改造和设备配套的范围，已经变成了占一定市场销售比例的重要工业商品。目前我国的非标准设备的基本设计和制造，都是以中、小型机械制造企业为主，这在一定程度上标志着我国非标准设备发展的提高。

2我国非标准设备设计的基本准则

目前我国非标准设备设计的基本理念和方法，在市场经济的不断发展中产生了一下几个方面的变化：首先就是衡量非标准设备设计的主要标准就是能否适应市场需要以及满足客户的主要要求。设备的设计者如果在设计的过程中忽略了要设计的设备的实用性、经济性、安全性、稳定性和可操作性，不了解客户的具体需求，把主要目光都聚集在采用某种新技术的先进性，这样就会导致所设计出来的非标准机械设备不具备良好的综合性能，不符合客户的具体要求，对于市场推广有一定的难度，甚至不可行性，所以我们在进行非标准设备的设计时一定要以市场的需要作为准则。所以我们在非标准设备设计中采用最新工艺和最新技术的同时必须与实际的市场需要和条件有效的结合起来。其次就是采用商品化的的标准零配件，全面的提升整体设计和制造工业水平。我们不能因为自己设计的零配件便于非标准设备的改进和创新，就不顾零件的互换性，一味的应用自主设计的零配件这样会浪费非标准设备的研发制作成本和时间。我们只有在非标准设备的设计时采用高质量的标准的零配件，才会提高设备的性能和质量。（1）现代的非标准机械设计方法基本为“积木式设计方法”，这种设计理念非常有效的解决了非标准设备设计的多元化的基本要求和设计时间短的主要矛盾，提高了非标准设备产业的设计效率与综合设计质量，是一种行之有效地解决途径。“积木式设计方法”是全新的设计观点和设计方法，简单来说就是把非标准设备当做一个在若干个标准的零部件组合起来的的框架上进行的非标准件设计的设备。此设计方法的运用对从事非标准设备的设计、技术的改革创新上来说一种全新的设计理念和参考指方法，为提高我国非标准设备的综合设计水平起到了积极地推动作用。（2）与CAD技术的结合。CAD技术又称为计算机辅助设计，就是指利用计算机网络和图形设备来帮助设计人员进行实际的设计工作。我们在实际的设计中一般要利用计算机对不同的设计方案进行繁杂的计算、分析和对比，最后选出最佳的方案;各种设计信息，无论是以数字形式、文字形式、还是图片形式的，都可以存储在计算机中，帮助我们快速地检索;一般情况下设计人员会用草图做为原始设计，会利用计算机将原始的草图转变为工作图;这样由计算机自动产生的设计方案，可以迅速的做出图形样板，然后再由设计人员对工作图的具体设计做出最后的判断和修改;我们还可以利用计算机对工作图形的后期编辑等相关的图形数据进行改进。而CAD技术与非标机械的有效结合可以改造传统的产业、不断的发展新兴产业、提高工作的生产效率、降低实际工程的造价和产品成本。

3非标机械产品在工程实际中的应用

在各行各业中非标准机械的设备几乎根本不会是完全相同的。就算是同一种类的设备，客户每一的需求，都会有新的具体要求和新的设计方案。下面，我们就简单的来谈一下非标准机械设计在工程中的实际应用。无论何种的非标准设备，一般情况下都是由传动装置、液压系统、气动系统、冷却或者加热装置、电气系统来组成非标准设备的专用主体部分。而在传动装置中的所有电机、减速器材、联轴器材、离合器材、传动机座基本都是标准件，我们在设计的过程中，要在最大的可能下采用适合的标准件，这样在一定程度上有效的简化了设计，合理的保证了传动的基本性能，又大大地提高了设计制造的工作量。设计者在设计的过程中，可在已有的标准件上进行非标准件的改进设计，这样不但有效地提高了非标准机械设备的工作稳定性，还在一定程度上降低了非标准机械设备的制造成本，有效地提高了设计的效率、缩短了产品的制造周期，设计者也可以根据设备的具体功能，将设备分解为拥有不同的功能作用的执行机构，例如移载装置，驱动装置，铆接装置，冲压装置，焊接装置，检测装置等。所以，设计者在做不同机械设备的设计的同时，可以根据实际情况中的设计案例，选择同种类的机构设备进行设计，这样的设计思路和工作手法极大地减少了设计工作量，提高了工作的效率。我们以生产同种产品的铆接技术及焊接工艺的不同设备为例子，二者都要有原材料供给装置，与此同时这些原材料需要装入设备中，这个时候就需要利用移载装置，可以根据具体情况选用一样的的机构去实现此项功能。第一个是铆接工艺的移载装置，这两个上料机构的主体机架部分是一样的，抓手部分是不一样的，其中一个是真空吸料，另一个是磁性吸料，我们在设计时可以将机架部分进行直接调用，根据实际气缸外形的尺寸大小对它展开修改就可以，抓手的部分可以根据实际产品的具体情况进行重新设计，这样在一定程度上有效地提高了工作效率和设备的稳定性，然后就是焊接工艺的上料移载装置，这个装置的整体结构同铆接工艺中的磁性上料机构是完全相同，可以直接调用。

非标设计自动化篇（6）

中图分类号： U412.35 文献标识码： A 文章编号：

一、原有道路存在的问题

原有的道路设计的通行能力经过数年的运行，交通量迅速增长，以现的交通量，该道路满足不了，常堵车。行人、机动车及非机动车非常混乱。具体存在以下问题：

（1）缺乏对整体道路环境及交通特性的分析，没有做到优化设计。

（2）对非机动车流，过街行人，老弱病残等弱势群体缺乏考虑。

（3）交叉口管理措施不到位，不能充分发挥交叉口潜力。

（4）非机动车、行人和机动车相互干扰严重，很多非机动车、行人并未按照交通规则前行，无视标志标线，在机动车之间“见缝插针”，随意穿行，不仅自身得不到保障，还对机动车辆正常行驶造成严重的干扰，造成一片混乱。因此做好交叉口的规划和设计很重要。本文就A路与B路交叉口进行论证分析。

A路与B路交叉口原有现状见图1。

A路与B路交叉口原有现状图

二、交叉口改造方案

从调查情况看，B路与C路为城市主干道，A路与D路为城市次干道。由于历史遗留形成不规则交叉口，本次交叉通改善设计的主要内容有以下几方面。

（1）平交口立面设计

平交口立面设计是平交口设计的一个很重要的部分。立面设计主要足依据纵断面，道路横坡进行设计；设计时要使平交口路面等高线圆滑，没有菱角；各右转车道还应考虑车道横坡方向及大小。如被交路是旧路，立面设计时标高与横坡应与旧路接顺。如旧路设有超高，交叉口应在相接处渐变至同一方向大小的超高。设计时还应考虑整个交叉口的排水，排水不畅，形成积水的交叉口是失败的设计，因此排水设计对交叉口非常重要。排水设计时应考虑排水的方向、坡度及收水口位置，一般交叉口路面水应向四个转角方向汇聚，收水口设置在水汇聚的位置。

（2）交叉口进口车道设计

适当增加交叉口进口车道数，路缘半径，设置交通导流岛，保持交通流畅。

A路由双向2车道拓宽为5车道，人行道与非机动车道在同一平面上，在A路与C路交叉处拆除原有建筑物，增加交叉口转角的缘石半径，通过设计三角形导流岛，实施交通导流线，分隔机动车与非机动车。由此，D路与C路交叉处也设置 1 处导流导，分隔由A路、B路行驶到C路上的非机动车。

（3）平面交叉口渠化设计要点

①进口道适当拓宽，与路段通行能力像匹配

进口道展宽长度 La(见图 2)应由展宽渐变段长度Ld与展宽段长度 Ls组成。主干路最小长度应不小于50―70m,次干路最小长度应不小于 40―50m。理论上讲，两条等级相同的道路相交，车辆通过交叉口的有效时间一般仅相当于路段通行时间的一半左右，依据交叉口的交通需求特性进行交叉口的进、出口道数设计与相连接道路的通行能力相匹配。

图2进口道规划展长度示意

②改造后的交通信号设置及配时说明

a.交通信号设置

在交叉口合理设置交通信号系统。根据道路断面形式及交叉口形状，在A路与B路交叉口东口设置两组信号灯：一组直行箭头灯和一组左转箭头灯；西口设置三组信号灯：一组直行箭头灯和一组左转箭头灯；南口设置两组信号灯：一组直行箭头灯和一组左转箭头灯；北口设置三组信号灯：一组直行箭头灯和一组左转箭头灯；在人行横道线位置设置 8 套人行横道灯。

b.交通信号配时说明

经交通流量调查，C路、B路交通流量约占 60%，A路、D路交通流量约占 40%，此时设置合理的红绿灯相位，尽量避免行人等待时间过长而选择在较小的空隙通过冲突点。对交叉口进行了合理的配时说明。

晚峰时段：24 点至7点，22点至24点。相位周期：75s。相位走向：东西通行（40 s），南北通行（35s），见图3、图4。

图 3 东西通行，南北行人图4南北通行，东西行人

高峰时间：7点至8:30点，17点至19:30点。

相位周期：118s。

相位走向：东西左右（20 s），东西通行（8 s），东西直右（55 s），南北通行（35 s）。

平峰时间：8:30 至 17 点，19:30 至 22 点。

相位周期：98 s。

相位走向：东西左右（15 s），东西通行（8 s），东西直右（45 s），南北通行（30 s），见图5~图8。

图5东西左右转图6东西通行，南北行人

图7东西直右图8 南北通行，东西行人

（4）交叉口视距满足要求

交叉口转角部位红线应规划成切角斜线或圆曲线，并必须满足安全停车视距的交叉口视距三角形界限的要求。视距三角形界限内，不得规划布设任何高出道路平面标高1.0 m、且影响驾驶员视线的物体。

（5）交叉口自行车道合理设计

合理组织自行车在交叉口的交通组织是交叉口渠化的重要内容，本次设计采用斑马线铺设车道，引导自行车通过交叉口，特别是自行车左转问题是解决交叉口自行车交通过街最为头痛的问题。本次设计，是左转自行车同左转机动车同相位，两次过街，在交叉口设置左转自行车等待区导流岛，在直行绿灯时自行车驶入导流岛，等到左转绿灯时通过交叉口。

（6）重视交叉口的景观设计

合理设置交叉口绿化，功能与景观并重是城市交叉口景观设计的重要节点，因此从美学上对交叉口设计提出了更高的要求。除了合理的交通设计、增强交通流的连续性，以及使较少机动车在交叉口延误外，道路绿化、线性等景观设计也是交叉口设计的重要部分。另外，道路绿化能够起到交通管制和诱导交通的作用，导流岛里不宜种植高大的遮挡交通视线的植物，宜种植低矮的灌木。

（7）交通标志标线

在交叉口合理设置交通标线和标志。在A路与B路交叉口，标线设置有道路中心线、车行道分界线、车行道边缘线、人行横道线、停止线、导向箭头、非机动车标线、导向车道线，合理渠化，分流机动车、非机动车和行人的行进路线，促进交通安全管理；标志设置有交叉口标志、分道标志，禁止调头、禁止停车标志、机动车道标志、非机动车车道标志、限速（50km/h）标志。

改造后的A路与B路交叉口见图 9。

图9改造后的A路与B路交叉口图

三、道路交叉口规划设计的发展趋势

首先应注重精细化，高效化，重视现有交叉口的改 造挖潜。其次重视交叉口的管理措施、优化设计，充分考虑非机动车流对交叉口的影响。重视行人过街，老弱病残等弱势群体，还要考虑节约占地，利于环保，与城市环境相适应。目前道路交叉口基本采用的是时空分离法，随着城市快速发展，越来越多的车流量继续增加，将采取壶把式交叉口设计、远引路段掉头左转等设计法（见图10）。

图10交叉口设计方法示意

非标设计自动化篇（7）

中图分类号：P518 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）07-0270-01

伴随着科学技术进步，个性化凸显的产品日渐受到喜爱，表现出本体的多样性。多元状态之下的机械设计契合了长久的企业进展，也满足了个性化需求。传统流程内的机械设计没能符合变更着的市场需要，亟待增设新颖的流程来满足这样的变更。在机械设计中，非标设计占到了凸显的比例，正被推广和采纳[1]。相比常见设备，非标设备拥有更小的体积，还可批量予以制作。借助于新式的途径来设计非标机械，符合了多元化态势下的设计及创新。

一、 解析非标设计

相比传统情形下的机械设计，非标特有的机械设计添加了新内涵。非标设计针对着没能构建系列的、不够定型化这样的单一机械构件，依循了批量较小的常态加工。从机械本身看，非标机械依循了更为复杂的常态加工，后续评估也增添了若干的疑难。对于此，工艺流程内的有些厂家仍没能接纳非标设计，仍旧依循统一流程内的订货，参照设定好的图纸。从现今状态看，非标设备被涵盖在加工范畴的多方面，包含各个行业，例如冶金及包装。

非标机械设计侧重于多样的非标构件，考量了细分出来的多样需要。相比标准设计，非标设计凸显了更高的总体难度。设计者唯有拥有了累积的经验、通晓可参照的设计规程，才能辨析独特情形下的设计需要。了解特有的设计状态，接纳专业范畴外的这类常识，要求拥有更为丰富的平日积累。非标机械特有的设计流程融汇了根本的机械设计、软件及电子设计、创设新颖的某一造型、工业之中的流体设计[2]。并非依循统一设定好的指标着手去设计，而要辨析真实的若干需要，自行动手去创新。非标设计被划归于预设的产品目录以外，应能灵活去掌控它。

二、 拟定的设计流程

初始的设计之中，非标机械先要细分多样的构件类别，详细予以分类。针对将被设计的某一构件，先要把它划归为某类别之内，而后再去详尽设计。通常来看，若被归入了成熟的设计，则要依循明晰的根本原理、设备内在的构架来设计；若归入了并不成熟的非标设计，则要灵活去开创。可查验既往设计的多样机械构件，工艺流程仍处于摸索之中，试验获取的流程并不完备。这样做，从根本上添加了非标设计表现出来的总体难度。

（一） 针对成熟设计

非标机械依循的成熟设计含有细化的三类流程：第一类为，机械主体是大体等同的，但辅助构件及附带的夹具并不等同。这类设计可选取较简易的根本原理，只要辨析了搭配的辅助设计机理即可。第二类为：在现存基础之上，适当去拓展或缩减划定的设计范畴。例如：可替换动力输出类的构件、传动特性的构件。第三类为：主体部分并不等同，但某部分是等同的。依循细化的构件组合来重设初始的设计，经由后续测验才可检测是否吻合了预设的成效性[3]。

（二） 针对不成熟的设计

不够成熟的机械构件可分成组合设计、对应的单机设计。详细而言，单机设计选定了较为简易的主机，企业并没能明晰筛选的机械配件类别，要依托于用户来供应完备的信息。针对本体的样机，要明晰根本的运转机理、细化的构架设计，辨析精准的构件设计需要。组合机内含偏复杂的本体架构，主机是较复杂的。在这之中，主机筛选了较完备的自身构架，但仍要重设其余的某些构件。先要经由初始的评审来查验是否符合了规格，评审终结以后还应详尽去解析，辨析了机械构架、机械调控必备的机理。

某些情形下还要重设机械类的生产线，这是更为复杂的。设计生产线应能考量日常制备的多样产品，妥善组合并彼此搭配。经由前序的设计，还应完成预设的评审。搭配的供应商要再次去查验生产线，熟识它的运转机理、可制备的配套设备等。

三、 工厂之中的设计运用

从现状看，非标设计依循了给定的总体原理，剧烈竞争的态势下设计标准也历经了频繁变更。非标设计获取的真实成效密切关联着客户需要，要兼顾市场范畴内的可靠特性、实用及经济属性。若没能明晰需要，那么设计可得的机械类产品也并不吻合这样的需求[4]。这是由于，若单纯注重了接纳新颖技术，设计出来的非标机械没能拥有最优的综合特性，后续推广仍较为艰难。为此，既要采纳新近工艺，又要依循设定好的市场规程。要选取质量更优的原材来设计，提升综合架构内的机械质量。

（一）前序的设计评审

着手去设计以前，先要经由初始的这种评审流程。针对成熟产品，初期评审要侧重可选取的配套技术。评审项目可分成：企业现存的人力状态、可被调用的金额、面对着的市场、整合获取的人力资源。完成了设计后，要考量可获取的综合收益；若设计是失败的，也应估测得出多样的损失，例如形象及金额的损失。评审含有可选取的技术流程、短时段内可采纳的技术、协作必备的技术支持。依循设定的综合流程予以评审，获取更高水准的设计实效。

（二）筛选概要方案

经由初始的评审即可进到后续设计之内，要筛选最为可用的方案。设计流程可细分为多重的流程，交由不同组别内的设计人员。针对细化的各类小组，都要筛选并匹配多样的机械选型，妥善搭配电气类的构件、主体及附带的构件等。预设可查验的主要参数，确认必备的选购指标。依循设定出来的部件类别、拟定的参数、机械控制可采纳的方式来真正设计[5]。

终结了预设的设计步骤以后，应当明晰精准的公差、筛选的某类原材精度、其他的指标等。描画出来的图例含有零件图、主体的线路图、外购的机械配件清单、标准化状态下的计算根据。运算可得的参数要依循拟定的热力学规程，这就供应了后续选型必备的参照。可调控的结构含有传动类的结构、动力控制结构、及液压特性的单元。终结了试验后，才可进入接续的加工。

（三）加工各类的构件

非标机械特有的加工构件含有多类的螺纹件、密封性的构件、气动及轴承类的构件、连接件这样的构件。非标构件可分多样的现存类别，客户可供应明晰的图纸以便于加工。模具现有类别仍较多，没能依循设定好的范式。从初始的设计、铸造加工直至后续的检验，这些都不可脱离质量查验及调控。要依循拟定的公差来慎重加工，依照给定的精准尺寸，妥善去调控复杂的多工序。

结语：

在很大程度上，非标机械类的多样产品化解了标准产出流程的常见疑难，提升了日常的产出成效。针对机械设计，非标机械选出来的设计流程更为稳定且安全，增添了可靠性。非标机械依循的设计流程应被融汇在日常生产之中，二者紧密衔接在一起。未来进展之中，工厂范围以内的非标机械设计还要拟定明晰的、可查验的指标，切实规避各流程潜藏的缺陷及弊病。针对非标产品，要从本源上增添竞争实力，提升非标制造应有的位置。

参考文献：

[1]罗大林.非标机械设备制造企业的管理探讨[J].科技视界，2014（36）：295.

[2]郭江红.机械加工非标设备设计及加工研究[J].科技创新与应用，2015（01）：62.

非标设计自动化篇（8）

一、后现代设计艺术的特点

进入20世纪70年代以来，“后现代”这个词语被广泛的应用于设计领域，相对于现代文化角度，许多学者更把现代这个时期称之为“后期现代”，如吉恩、哈贝马斯等人，也有许多学者不同意这种看法，并提出许多相反的意见。当然，不同的学者对当今社会的文化问题持有不同的态度，但在设计领域，“后现代”一词已被广泛采用和接受。

后现代设计的最大特点就是展示了一种广泛的多元化倾向，这种多元化倾向在人类历史中达到顶峰。首先，各个学科领域的界限和分界开始模糊，原本不属于设计艺术领域的内容经过某种媒介进入到艺术领域直接影响到设计，甚至是艺术的边缘化地带，这些内容甚至可以引起某种轰动；其次，针对欲望化的消费理念大幅度兴起，特别是在诸多发达资本主义国家和中国，经济的带动往往依靠消费来解决，满足人心日涨的欲望需求促使设计的目的是为欲望服务，从而是设计行业拉动了消费，设计行业在经济发展的作用越来越种种，在生产上带动了经济的发展；最后，新兴传媒行业的兴起（如20世纪末期互联网技术的蓬勃发展）缩短了表意时空的距离并促使新的设计行业的产生，诸如近些年来非常流行的UI设计、流媒体等行业，在促进设计行业发展的同时又造成了使符号滥用问题愈演愈烈的问题。

二、艺术符号的泛化问题

艺术的泛化问题是构成后现代设计理念的重要因素，所谓艺术的泛化是指现在的文化向艺术化的范围靠拢，即文化符号中的各种文本都带有艺术化的倾向。本来在正常的中，各项文化部分都是非艺术的，这样才能保障艺术的独特地位，而在后现代化的今天，泛艺术的今天艺术的标出性只能越来越大才能体现其本身存在的价值。在这种艺术泛化的今天最受到伤害的往往是艺术自身，而当下艺术作为艺术的存在，只能表现为奇、怪、丑、滑稽等等吸人眼球的形式而存在，从而达到出奇制胜的目的。

在这方面，泛艺术化表现在社会的各个方面，如下最典型的问题就是我国的娱乐过度，现在的电视台都在想尽一切办法提高其收视率，开始出现各种选秀，真人秀节目，其目的就是为了博人一笑。当然，还有经济的艺术化，常见的是某某广告打上非常夸张的广告宣传标语，如济南某整容医院，其广告标语为“关公变貂蝉”；北京某房地产的广告为“好房子二环内带车位”，其直接结果却指向故宫博物院；当然这些广告的目的都是为了促进经济收入为导向，些都是后现代设计艺术那种奇、怪、丑、滑稽来引起人们重视的的缩影，这种例子非常常见，在这就不一一列举了。

三、设计艺术标出的倾斜

泛艺术最终的结果导致了设计艺术所出现的标出项倾斜，就是指设计艺术文化中的异项趋势。在正常的二元对立的文化中，其组成都是由正项、中项、异项组成的，所谓美与丑，善与恶，正义与邪恶等等就是二元对立十分的正项和异项，而中项则是介于正项与异项的之间项。通常来说正项是非标出的，而异项则是标出的，中项则介于两者之间。这里我们所说的设计艺术的标出项，往往之背驰整个文化正项而行的趋向，大量异项内容进入设计领域，使得设计艺术的标出性非常明显。为了突出设计艺术的独特性，大量异项的标出性文本进入到设计领域，导致中项的范围被广泛的扩大，随之而来的是许多设计产品成为“非主流”的形式，在出现时难以让人难以接受，设计艺术向异项标出倾斜的状况已经成为当下所流行的设计思维。

当然这也标出项的倾斜问题也并非是我们现在所处的后现代时期的专利，早在设计产品历史中就有许多设计师惯于运用这种方式：如埃菲尔铁塔的设计，当时在巴黎创造这座摩天巨塔的时候，许多法国的百姓是无法接受的，然而时至今日，埃菲尔铁塔已成为法国的标志性建筑吸引着世界各地来观光的游客；从这点我们就可以得出，标出中异项的文本对设计艺术的前进与发展固然有一定的推动作用，但对于后现代的今天，这种异项的标出性比以往更加强烈，比以前更加明显。

四、设计艺术标出性的优势和问题

在泛艺术大背景下的今天，艺术的标出性使得设计产品走向人类历史上最多元化的时代，一方面，它使日常见到各类设计产品更加丰富，同时给我们提供了更多的选择。它为设计艺术的发展提供了强有力的推动力，如德国红点设计奖，它为优秀的工业设计作品拓宽了道路，是产品造型设计的极大创新。但是另一方面，标出性的倾斜问题也造成了符号的滥用，各式各样的形式奇葩的符号在设计产品中的出现也引起当今社会最广泛的符号危机。有现今拍的各种奇葩电影或电视剧，如穿越剧、抗日神剧等等，无不充斥着低俗、恶搞的意味，这种歪曲历史事实的行为只能引起大众素质的下降。

纵观历史，我们今天的后现代文化对这个时代对艺术创作影响比以往更要广泛，如今诸多艺术家在艺术的创新可谓是方法多变，人人都想凭借自己独特设计理念的艺术作品从标出的走向非标出的，但真正成功的人又寥寥无几，大多新奇的设计艺术产品最终却闹了个哄堂一笑的结果。最后，我们所处时代的各种设计艺术理念或产品在将来，哪些会进入非标出的，哪些又是被摒弃的，只有历经时间和市场的检验才能得出结论。

五、结语

后现代设计艺术的标出问题不仅仅就应所述以上所研究的这些，它应当是一个全方位的大的范畴，对于这种后现代设计标出性的研究还应涉及到美学、哲学、艺术史和符号艺术学等等学科，本文只是涉及到后现代设计艺术的出现的现象所展开的简单论述，若有不当之处还尤请读者多多包涵、批评指正。

【参考文献】

非标设计自动化篇（9）

数学作为一门研究现实世界中的数量关系和空间形式的科学，在很大程度上决定了一个时代的特征和思想观念。在欧氏几何的主导下，古希腊强调严密推理，具有极端理性化的哲学以及理想化的造型艺术。同样在非欧几何逐步被应用的当代社会，非理性思想以及日趋复杂的形态呈现在一切的造型艺术中。在这种空间几何中，空间的每一点的“曲率”能改变其几何性质，非欧几何中的直线是一个环形曲线，而线段则是这一环形曲线的一个部分。由于非欧几何中这种对直线、线段等几何概念的变化，带来了不同于欧氏几何的图形形态，埃舍尔的绘画作品就是非欧空间的一种体现。当代复杂性标志中所体现的非欧空间主要是指一种类似于曲面空间的空间形态在标志造型中的运用。这类标志以呈现流动的曲线为特征，以此取代欧式空间的直线在图形中的表达。因此，这类标志在造型上具有十分复杂的空间结构。

（二）视觉空间中标志形态的复杂性呈现

在欧氏几何中，空间是平直的，没有任何弯曲，其空间中的形态体现出抽象、理性、明晰、简洁、理想的数理关系，然而这只是空间存在的部分状态，与人们在现实生活中的视觉经验不符。人们视觉空间的几何学并不是“平直”的欧氏平面，而是有着变化曲率的空间。埃舍尔的绘画也为我们提供了一种非欧空间的视觉经验，也就是说，相对于欧氏几何而言，非欧几何是一种能够满足我们视觉经验要求，与我们的视觉相一致的视觉几何。因此，在我们的视觉空间中，能够呈现非欧空间的变化曲率的复杂性标志更能满足人们的视觉要求，这样的标志也必然成为当代标志设计的一个发展方向。计算机技术的应用为满足视觉空间复杂性的标志设计提供了快捷、有效的手段，这与后工业社会的信息文明相适应，也是当今文化差异化、复杂化、多元化的一种体现。Projeto2012标志就是与平直的欧式几何相对的，它与欧氏几何中表现一维、二维的标志相比，更能满足人们的视觉经验需求。这类标志大多借助数字技术操作完成，迎合了信息社会的发展进程。

二、非欧几何影响下的标志造型方法拓展

在非欧几何概念下，一个主要的图形生成方法就是拓扑几何的生形方法。将这一方法的原理与标志设计相结合，就可以实现人们在视觉空间中对复杂性标志的视觉要求，同时也可以拓展标志的造型方法。拓扑几何是研究连续变形下几何形体属性的数学分支。两个图形，如果其中一个不切割并且不增减，通过弯曲或伸展其表面就能得到另一个图形，那么这两个图形就叫拓扑等价。拓扑生形的特征就是将形式的变化和演化看成一个连续的过程而不是孤立的元素，拓扑表面必须是连续的点，扭曲前后不会突变和分离，它有别于可添加、可脱离和解构的结构。克莱茵瓶和莫比乌斯环都是拓扑生形的典型代表，拓扑生形体现出连续变化图形的塑性运动中的无限可能性，这同时也拓展了标志造型的空间，拓扑生形与数字技术的组合将当代标志设计带入复杂性的崭新视野，它在当代标志设计上的应用主要表现为折叠构形、纽结构形、流形建构、分形构形这几个命题。

（一）折叠构形

山峦的起伏变化、波光粼粼的水面都是自然界事物所呈现的折叠状态。折叠在当代标志设计中的运用，主要体现为基于数字技术的标志构形组织策略。折叠呈现柔性的形式特征，具有非标形式和拓扑几何的生形特点，强调标志构形时曲线的流动与连续性，并在形体重复与差异的变化中建立与空间的关联，体现时间的特征，形成标志不定形的三维表面。

（二）纽结构形

纽结构形的标志设计方法来源于拓扑学的一个特殊理论，即“纽结理论”。纽结构形主要针对三维空间而言，因此基于这种形式的标志设计主要体现为立体造型的形式特征。“纽结”从形象上理解就是打结的绳子，纽结理论顾名思义就是对纽结的数学研究。用系统的、数学的方法证明绳子是否纽结并且这些纽结有何不同，就是纽结理论。数学及拓扑学对纽结的研究如五种常见的纽结，为标志设计提供了大量的造型方法，尤其是数字技术的应用，又使这种方法在标志设计中的应用得到了最大化的延伸。

（三）流形建构

“流形”（manifolds）是20世纪50年代以来，拓扑学发展的一个中心命题，是曲面概念在任一维下的推广。最简单的流形是一维和二维流形，一维流形是曲线，二维流形是曲面，三维以上的流形称为多维形体。例如一个超立方体即立方体的四维类似物的投影图，它是将一个四维形体通过三维空间的投影来描述，然后再将其变为二维平面的投影得到的。埃舍尔作品中对空间的奇异处理就是利用这种技巧实现的。而将流形的维度推广至N维时，我们就会得到非常复杂的高维曲面流形，这种流形的建构过程，无疑拓展了标志设计的空间，加上与计算机技术的融合，将会出现超出人为想象和控制的更为复杂的标志形象。

（四）分形构形

分形构形的复杂性标志设计方法来源于非欧几何下面的一个分形概念。自然界中的云朵、雪花、蕨类植物、海岸线等都是分形结构的例子。分形分为三个要素：形式、机会与尺度，其核心概念是自相似概念，即超越比例的对称性与相似性，分形形式在放大缩小时都能保持相似性。标志图形运用分形概念，通过简单的几何要素的反复排列变换，可以表达出复杂、动态的视觉效果。这种分形的手法依托于计算机的辅助设计表现复杂的形体，在当今的标志设计中被广泛应用。如，2011西安世界园艺博览会标志的设计过程就充分展现了标志分形构形的设计方法，将自然界花朵的形态通过分形的手法得以抽象的表达。分形手法在标志设计中的运用丰富了复杂性标志的表现形式，延伸了人们对自然生物形态的理解。

非标设计自动化篇（10）

1.1行人过街距离

非一体化设计模式下，行人的过街距离是道路两侧人行道缘石间的距离。慢行一体化设计模式下，行人的过街距离为道路两侧机非分隔带缘石间的距离，相对非一体化设计模式，减少了两倍的非机动车道宽度。因此，实施慢行一体化设计模式，行人的过街时间也必将会缩短，过街效益是非常显著的，如表2[2]所示，为慢行一体化相比非一体化设计模式行人过街时间缩短量表。

1.2非机动车左转距离

由于慢行一体化的非机动车左转二次过街，相对非一体化的一次过街必会增加一定的绕行距离。相关学者对此进行过研究[3]，以20m宽道路相交形成的交叉口为例，左转非机动车的绕行距离如表3所示。从表3可以看出，当交叉口相交道路的交角接近90度时，非机动车的绕行距离并不大。行人可以接受的绕行距离，对非机动车交通来说也应该是可以接受的。为了降低左转非机动车的绕行距离及等待时间，在管理上可将非机动车交通视为行人交通，亦即允许非机动车反向推行，则可进一步改善非机动车交通的绕行状况。

2通行能力分析

在信号配时不变的条件下，通行能力的主要影响因素有两个，饱和流量和有效绿灯时间。以下即从这两点进行通行能力分析。在信号控制交叉口，3种设计模式对机动车通行能力的影响主要体现在两相位信号控制时，直行和右转机动车通行能力以及四相位信号控制时，右转机动车通行能力。这两种情况同样受左转非机动车过街方式影响。由于慢行一体化和渠化岛设计模式，非机动车过街方式相同，那这里选取慢行一体化为代表，与传统设计模式进行通行能力的比较。假定这两种不同设计模式的交叉口，模拟其基本参数如表4所示。这里假定左转非机动车流量为变量x。假定信号配时有两种情况：（1）信号相位为基本两相位j=2，周期C=60s，总损失时间L=6s，总有效绿灯时间Ge=54s，绿信比λ=0.45。（2）信号相位为基本四相位j=4，周期C=90s，总损失时间L=12s，总有效绿灯时间Ge=78s，直行绿信比λ=0.3，左转绿信比λ=0.13。其他参数：转弯半径R=15m，道路纵坡G=0，大车率HV=0。

2.1两相位信号控制机动车饱和流量

根据饱和流量的计算公式，左转非机动车流量变化时，传统设计模式下的直行机动车进口道饱和流量会随左转非机动车流量增大而减小，而慢行一体化设计模式下的直行机动车饱和流量基本不变。右转机动车进口道饱和流量两者相近，且受左转非机动车流量影响较小，说明原左转一次过街的非机动车改成二次过街后，对右转机动车进口道通行能力影响不大。

2.2四相位信号控制机动车饱和流量

左转非机动车流量变化时，直行阶段慢行一体化设计模式下的右转机动车进口道饱和流量会随左转非机动车流量增大而略微减小，这主要是因为非机动车左转二次过街，增加了直行的非机动车流量，必增大对右转机动车的干扰；左转阶段传统设计模式下右转机动车进口道饱和流量会随左转非机动车流量增大而骤减，而慢行一体化设计模式下的右转机动车饱和流量基本不变，这主要是因为非机动车一次左转干扰造成的。

2.3有效绿灯时间

根据之前分析，传统设计模式下，自行车采用一次过街实现左转，过街时间较长，因此在相应的信号配时中，需要考虑左转自行车的清空时间，即增加了损失时间，减少了有效绿灯时间ge。对于慢行一体化设计模式，自行车采用二次过街实现左转，过街时间距离短，时间少，因此在相应的信号配时中，清空时间也相应缩短，最终增加了有效绿灯时间ge。在通行能力的计算中，增加有效绿灯时间对提高通行能力有很好的效果。

3土地利用分析

3种设计模式中，传统设计模式与慢性一体化设计模式在土地利用方面差异不大，仅仅在于非机动车的行驶高度不同而已，对交叉口整体面积影响较小。渠化岛设计模式则不同，无论是物理渠化岛，还是标线渠化岛都对交叉口占地面积有着重要的影响。因此，这部分重点讨论渠化岛和非渠化岛设计模式（传统设计模式和慢行一体化设计模式）对交叉口面积的影响。假定现有两种设计模式交叉口——渠化岛设计模式和非渠化岛设计模式，两者几何参数除转弯半径外全部相同，具体如下：4个进口道的机动车道、非机动车道和人行道总宽全部为L，非渠化岛设计模式转弯半径为R1，渠化岛设计模式转弯半径为R2，为了满足右转车辆在岛内转向，因此R2>R1。则交叉口面积计算公式为：S1=(L+2R1)2–pR12S2=(L+2R2)2–pR22S=S2–S1交叉口面积的增加随着L和R的关系如表5所示。可以看出，渠化岛设计模式的占地面积明显高于非渠化岛设计模式，这也说明渠化岛设计模式较适用大面积交叉口。然而，在同一区域，相同土地单价的情况下，渠化岛设计模式的经济指标，即花费也是非常高的。对比物理渠化岛和标线渠化岛这两种设计模式，物理渠化岛常影响右转专用车道的使用效率，而且在岛内与过街的慢行交通存在交织，使慢行交通受到高速行驶的右转机动车威胁，存在安全隐患。同时，当设置路侧式公交专用道，或需要调整进口道车道功能时，物理渠化岛的改建工程与投资都是非常大的。因此相比之下，标线渠化岛在土地利用方面优于物理渠化岛。