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1.1概念設計
所謂的概念設計就是通過模擬具體的工業生產設備狀況開展實施的一種技術手段。概念設計一般會在設計過程中開展并實施，其主要目的就是要提升整體的工藝條件以及相關生產路線的合理性。
1.2中試設計
中試內容與相關任務主要就是對小試中已經確立的相關條件以及工藝路線進行系統的檢查，對于具體的產品進行系統的考核，了解其主要性能，對于具體的工藝系統的持續性以及可靠性進行探究，進而收集到相關工藝需求的數據，這些內容與系列內容可以作為整個檢驗部分，也可以對其進行部分的檢驗，具體操作要根據實際情況開展。
1.3初步設計
初步設計就是基于相關化工項目設計中的初始階段進行優化，其主要成果為總概算書以及初步設計的說明書。主要是對相關化工工藝的設計的技術與經濟進行計算。
1.4施工圖設計
主要就是根據相關審批意見，將初步設計過程的具體設計計劃與原則進行確定，在實踐中要基具體的操作要求，明確具體的布置以及施工方式，明確具體的方法，解決各種初步設計問題。
2化工工藝設計中的安全問題與對策
化工工藝設計中主要存在的安全問題就是在生產過程中存在的各種安全隱患以及一些可以造成安全損失的不穩定要素。對此要提升對整個化工工藝設計的重視，加強對其危險意識的重視，通過科學的方式與手段，對其進行系統的控制，避免各種安全隱患問題的出現，在操作過程中，要盡可能的應用一些具有一定安全性的工藝技術與手段，要避免危險產品的應用，同時，在化工工藝設計中要采取與其相匹配的安全措施。
2.1化工工藝相關物料中存在的安全問題與控制對策
化工工藝在生產過程中要使用不同的原材料與半成品，這些物料應用中都是通過各種不同狀態存在的，主要可以分為氣態、液態以及固態三種形式。在相關物質具備特定的物質與化學性質與特定的狀態之下，才可以判定其是否具有危害。因此，要對一些具有一定危害特征的物質進行詳細的分析，對其具體狀態進行了解與掌握，進而了解此種物質的穩定性與化學反應，對其毒性進行識別，通過科學的分析與評價，在一定程度上降低各種危險問題發生。
2.2化工工藝設計路線存在的安全問題與控制對策
化工工藝設計中的一種反應會對多種不同的工藝路線產生影響，對此在相關設計過程中，要對其進行綜合考量，選擇較為合適的生產路線，要盡可能的將各種危害降低到最小。工藝設計要對相關物料以及生產條件與設施等因素進行綜合考量，要盡可能的使用一些危害相對較低的物料。同時要通過各種全新的設施與技術手段，降低廢氣、廢水以及廢渣的總排放量，要在合理范圍之內對其進行回收時候，提升資源的最大利用率，進而避免對環境造成過度的污染。
2.3化工工藝設計中反應設備存在的安全問題與控制對策
化工反應是產品生產過程中最為關鍵的內容，在實踐中主要就是通過各種化學反應獲得一定的產物，整個過程在操作過程中存在著諸多的安全性問題，如果不足夠的重視，會導致各種安全事物問題的產生，對此在進行相關反應設備的設計與選擇過中要進行科學的設計與分析，避免各種問題的出現。在相關化工設計中存在著各種不同種類的化學反應，這也就直接給安全控制與管理問題帶來了一定的挑戰。同時，在化工反應過程中也存在一定的反應失控危機，也就是說提升對相關反應物的整體反應速度與熱效應的控制，是十分重要的。
3結束語
在化工工藝設計過程中，要嚴格執行相關法律政策，保障操作的標準性，提升整個工藝設計的安全性，加強重視，對設計方案中的漏洞與缺點進行完善，在根本上避免各種事故與問題的產生。熟練掌握相關設計與生產過程中存在的各種安全隱患，保障化工工藝的整體安全性。
作者:孟佳 單位:眾一阿美科福斯特惠勒工程有限公司寧夏分公司
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2.1化工反應過程的安全控制
化工反應作為化工工藝生產的主要流程，化工原材料在通過化工反應得到化工產物時，往往會出現安全問題，嚴重時可能發生安全事故。對此，在選取化工反應設備過程中，一定要科學、合理分析。同時各種化工原材料相關化學反應存在一定差異，加大了化工反應穩定、安全控制的難度，從而使化工反應常常出現反應失控安全問題，因此化工企業工藝設計必須嚴格控制相應化工原材料熱效應以及反應速度。在進行化工企業工藝設計時，應該加大冷卻能力或是進行多級化工反應，例如設置外循環冷卻器，嚴格控制化工原材料的加熱速度，在一定程度上減小化工反應的進料量等。除此之外，化工反應器在工作時，常常會因為超壓產生變形，嚴重時會損壞，所以應該在化工反應器中設置壓力檢測和報警等相關設備。
2.2加大工藝物料安全控制
對于化工工藝生產過程中的原材料和中間產品以及產品等相關物資而言，應該以相應的狀態存放，也就是固態、氣態和液態。同時這些物質都具備獨特的物理性質和化學性質，在某種狀態下會造成危害。對此，針對一定要掌握此種物質的獨特危害性，并且不斷提升物質穩定性和化學反應以及毒性等方面的識別意識，從而可以科學進行評價與分析，避免或是減小危害的出現。
2.3加強管道的安全問題控制
一般情況下，管道輸送的物料是易燃和易爆或是存在毒性的物品，若是管道某個環節發生泄漏，就會造成有毒有害物質流出，不但對大氣環境造成嚴重污染，還對化工生產造成嚴重安全問題。對此，在進行管道設計時，一定要綜合考慮與分析管道材料選取和設置以及應力等問題，比如管徑和材料質量等的科學選取，一定要高度重視管道連接位置與拐彎位置的彎頭材料與管徑科學選取。不管是在室外或是室內，管道一定要安全、可靠的和地面進行連接。
2.4合理控制化工工藝路線
化工企業工藝設計常常存在許多工藝路線，在進行設計時一定要選擇更為安全和可靠的工藝生產路線，從而在一定程度上有效減小化工生產危險性。對此在進行化工生產時必須深入考慮化工設備和生產條件以及物料應用，綜合考慮化工危險物質的應用量，盡可能應用低危險性或是無害化工物料，對化工生產條件進行優化，有效緩解化工材料的激烈化學反應，大力引進新技術與新設備，降低廢氣、廢液以及廢固的排放，強化三廢可回收和循環應用，在一定程度上降低對大氣環境的污染。
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（2）參與主體問題。包括教師與學生兩個維度。從教師維度而言，由于化工物流實驗實訓課程的專業性較強，儀器設備使用較多，因而對于教師的理工類理論實驗能力要求較高。此外實驗設備由于使用損耗而導致測試性能不佳也會增加教師的授課難度。這都要求開設實驗實訓課程的教師團隊制定完整的實驗教學手冊，對于相關設備原理以及現場操作過程中問題有所了解。從學生維度而言，物流管理專業屬于經管領域的學科，學生中文科生占比較高，化學基礎本身就比較薄弱，而前置課程中化學實驗教學的作用并未完全體現。這也導致了部分學生對于學習難度的估計存在過度現象。
（3）考核問題。實驗實訓課程的考核方式歷來是個難點問題。在實驗教學中通常按照出勤率、教師的主觀評判給定學生最終考核結果，因此偶有同學因缺勤導致課程不及格，而通過率還是很高。這種考核體制客觀上也使得學生對于實驗實訓課程的重視程度遠低于理論考試課程。
2實驗實訓課程設計實踐的思路
結合本院物流管理專業（化工物流方向）正在開展的專業實驗實訓課程教改實例，對本專業實驗實訓課程設計思路進行探討與分析，包括課程設計、教學手段、考核方法、信息反饋四項模塊，其中又以課程設計為重中之重。
2.1課程設計模塊—基于事件邏輯的發展原理
實驗實訓課程中最大的問題存在于不同實驗之間邏輯性不強，割裂明顯。學生在實驗課程中對于開展的幾項實驗并不明確其目的。因此在本次實驗實訓課程改革中，重點放在了課程設計模塊上，設計原理基于事件邏輯的發展順序。本團隊通過測定某種待運物資運輸前后基本理化性質，讓學生了解到該物資在運輸過程中涉及化工物流安全的相關知識點。本文以某一組實驗群為例進行說明，整個實驗的步驟、測試內容以及所需實驗設備，如圖2所示，可以清楚的看到該化工物流全過程實驗具備清晰的邏輯性特征。考慮到實驗室設在中外運化工物流公司中，基于安全環保健康的因素，因此選擇了實驗樣品為普通某類油品。將該油品先行測定粘度指標后，放置于振動平臺，通過水平垂直雙軸振動，模擬實際路況。在振動過程中，采用積分平均聲級計對該樣品在機械振動中噪音進行測定；利用非接觸式溫度測量等設備對于振幅過程中的熱輻射進行定量測試；利用手持式揮發性有機化合物檢測儀對于振動過程中局部受熱而釋放的氣體進行定性測定；振動結束后可采用靜電儀和氧指數測試儀對實驗對象進行驗證性實驗，同時對于模擬路況振動后的原樣進行粘度測定，通過兩次的粘度值的比較，了解并分析物流運輸過程對于樣品的影響因素。圖2的實驗群具有清晰的邏輯順序，學生在實驗實訓過程中目的性將得到了有效的提升，對于危化品物流過程中存在的安全隱患也有了深刻印象。這一類的實驗群設計，不僅僅可應用于常規的實驗實訓課程，也可以納入到多門主干課程的理論學習中，包括物流化工基礎、安全科學原理、環境健康安全等課程。
2.2教學手段模塊—結合實驗與實地的“雙實”教學方式
物流管理專業是一門實踐性比較強學科，化工物流管理又是將管理學、工學、理學多學科融合的一個方向。在本科階段的學習中，實驗實訓課程的重要性尤為明顯。然而當前不僅僅是學生，包括部分教師在內存在著重理論、輕實驗的傳統教育思想，與本專業的特性與發展存在差距。本團隊在深刻探究物流管理專業的發展規律，特別是結合本校化工物流這一特色專業，提出了結合實驗與實地教學的“雙實”方式：即通過學院長期產學研合作單位中國外運化工物流有限公司的現場建設本專業的實驗實訓基地。實驗實訓基地的建設不僅僅完善了物流管理專業學生現場教學培訓機制，更有利于促進提高本專業學生的實踐能力。讓學生在企業現場看到見、摸得著，從而對于企業發展過程中實際的問題深入思考。在雙實的教學方式下，實驗實訓基地的發展能及時吸納企業層面的意見與建議，逐步增加新的實驗項目，包括新建的物流振動試驗平臺以及物聯網信息技術中心。此外，雙實的教學方法也有利于教師進行特殊品運輸安全的科學研究。
2.3考核方法模塊—培養教師及學生的團隊考核策略
過去的實驗實訓課程作為考核課程，考核對象是本專業的學生，并且未采用試卷的方式，納入到學校考試周。本團隊嘗試將考核對象拓展到課程的主客體，即包括授課主體（教師）以及上課對象（學生）。一方面，教師層面將現有的實驗設備進行匯總，要求每位教師根據自己課程選擇若干項實驗項目，進行針對性學習；同時教師間進行課程設計，構建關聯性實驗群。另一方面，學生層面根據學生文理學科背景、性別等因素進行分組，以組的形式完成設計好的某一項或者幾項實驗群。這是考慮到本文中設計的實驗群中實驗項目數量與質量并不低，學生以組的形式，發揮團隊協作精神，也有效提高時效性，避免一位學生一臺設備，其他人邊上排隊的現象發生。
2.4信息反饋模塊—收集企業學生教師的反饋意見
在實驗實訓課程的設計與推進過程中，能否及時收集并吸納企業、學生以及教師的反饋意見是教改重要保障。過去的實驗實訓課程，對于授課主體（教師）以及授課對象（學生）的考量因素占據主要地位，而企業信息反饋稍顯不足，這與實驗實訓課程的定位與培養目的存在偏差，這也是學生在此類課程中目的性不強，重視程度不夠的因素之一。在教學手段模塊中采用了“雙實”的方法，讓企業與教師、學生呈現零距離，有利于本團隊及時了解企業一線員工對于實驗實訓課程中開展的項目的意見與建議。此外，教師通過上海市教委產學研項目，深入企業一線，當企業、學生與教師三大主體的意見出現相交，便是實驗實訓課程需要重點修正的地方。當然，企業更關注的是當前實際碰到的問題的解決方式，即怎么做的問題，學生則關注的是通過實驗實訓課程能夠學到哪些知識，即為什么要做的問題，而教師需要兼顧到理論與實際，既要有學科研究的超前性，也要體現出實際應用性，兼顧到學生與企業兩者的需求。信息反饋模塊正是為我們提供課程設計優化的重要一環。
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汲取營養的源泉設計是一個將各種理念，技術，文化糅合在一起，組成一個自然的共同體的藝術設計。工業設計在進行藝術創作的過程中可以將我們的文化融入其中，在設計中展現精神文明和文化色彩，增強設計的感染力，給設計作品增添更加濃郁的民族色彩。
2.工業設計是中國文化內涵的重要組成部分
工業設計在進行藝術創作的過程中，涌現出文化的色彩。北京奧運會的一些建筑設施已經演變成一種中國文化，成為中國人的經典，我們熱愛這些新鮮的文化。鳥巢、水立方、奧運場館、世博會場館都展現出一種中國文化同樣也是一種中國精神。
3.中國文化與工業設計的相互融合
在中華文化和設計結合的過程中，進行設計之間的融合，交流與思想核心的碰撞，從中轉化為一個整體性設計。在創新產品設計的過程中，文化與設計相互推進，形成一種良性互動的設計文化，我們在進行創新設計道德過程中，就要尋找設計和文化的結合點。
二、中國文化在工業設計中的應用及啟示
1.中國文化在工業設計中的應用
中國古代的窗戶的設計演變成我們現在的時鐘上的花紋設計，在這樣的結合中，我們可以看出從形態到結構、色彩都過渡得很自然，這個時鐘擺在家里的墻上的時候，會感覺很自然，閑逸。中國的太極文化，太極文化是武當創立的，是黑白兩種顏色代表天地萬物糅合在一起，渾然天成的感覺。用太極文化來轉化為書柜設計，看上出顯得家庭的文化氣息很重，濃雅。在設計的過程中，文化與創新設計的完美融合。
2.中國文化對于工業設計發展的啟示
在對于文化的設計的過程中，也給予了我很多的啟示。在設計的文化中要吸取文化的精髓，才能有好的創意設計。在設計中推動文化的發展。在設計中推動文化的發展文化與設計相互交融。
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2)化工工程設計中的安全問題。
化工工程的設計也比傳統的工程設計復雜許多，其中需要進行大量的運算，包括數學、力學、化學反應方程式等等，需要多學科綜合。化工設計中需要用到很多參數，參數的難把握性和可靠性又是設計人員面臨的又一大挑戰。在工程的設計完成階段，設計人員必須對完成的設計圖紙進行反復的實驗并進行修改優化，以防止安全事故的發生，其中需要耗費工作人員大量的精力。在化工工程設計階段，安全問題是設計的重點，應該把化工安全設計擺在一個十分重要的位置，我國化工行業主要存在以下幾點問題:
a．設備的安全隱患。
前文提到，化工工程需要的設備往往是與眾不同的，有的設備甚至需要定做才能滿足需求，一個工藝流程中需要數個，甚至數十個設備彼此連接，所需要的設備型號也是各不相同，由此帶來的型號不相互匹配，造成化工工程安全隱患。
b．設計所用資料不詳實。
我國現階段的化工工程不發達，在設計階段所用的基本資料也并未進行嚴格的實驗，其來自于一些中小型企業，可靠性不強，數據權威性不強，未經過大規模生產，因而在設計中使用這些數據會給安全生產埋下隱患。
c．設計中安全因素考慮不到位。
化學工程需要的化工設備紛繁多樣，管道彼此交織，資金投入較大。安全因素考慮不到位分為兩個方面:其一是設備過多，又限于設計人員水平有限，許多安全因素考慮不到位;其二是由于化工企業感覺投入已經過高，再花費過多進行安全設計會降低企業的收益，因而放棄了工程的質量。有些企業過于追求工程進度，導致工程粗糙，安全隱患層出不窮。
2化工工程設計安全觀
工程安全在如今階段已經備受重視，這是近年來安全事故頻發以后總結的經驗教訓，工程事故給企業帶來了嚴重的損失，給人們的生命安全帶來了極大的威脅，近些年經濟發展使工廠如春筍般涌現，但是頻發的安全事故給人們心中留下了一道不可抹去的傷疤。化工工程的事故率較之其他工程更高，因而在設計階段必須做好事故防范工作。在設計階段要滿足安全要求，重視每個生產環節的安全生產設計，嚴格遵守相關部門的安全標準，把安全的理念深入到設計中的每個細節中去，以主動的姿態防范安全事故的發生，設計人員嚴格遵守安全設計的制度，把制度作為安全的保障。根據化工工程不同階段和不同部分的要求，注入安全運行的新元素，把安全設計深入到每個環節和每一個部分。同時對于化工工程的安全設計要有針對性，抓重點，有區別的對待不同的工藝流程。在工程設計完畢以后，要對設計完成的方案進行復議，對每個環節進行模擬實驗，逐個排除其中的不安全因素，對設計好的圖紙進行修改和優化，力求做到萬無一失。
3化工工程設計中相關問題的解決方案
1)化工廠的選址問題以及場內布局。
化工工程的設計要從化工廠的選址開始，做好化工廠的選址工作并且做好廠內布局直接關系著化工工程的安全。按照以往的設計理念，化工廠要建在水源充足、原料供應充足、交通便捷的位置，這樣的選址有利于產品的銷售使用，減少運輸路途，減少不安全因素，產、銷、用區域化。其次，廠址的選擇應該以人為本，化工廠不應該選擇人口稠密、風景秀麗的地區，也不應該設立在上風向，避免有害氣體擴散至人口稠密區，影響人們的日常生活，廠址的選擇也要符合可持續發展的生態理念，化工廠在建立之前應該對周圍進行環境影響評價，盡量少的破壞原有的生態環境，做到人與社會和諧共處，做到可持續發展。其次是廠內的布局，廠內的布局是指化工廠內部各組件之間的設置問題，化工廠中的各個設備要為物資的投入以及人員的工作提供便利，對設備中的永久性管件進行設計保護，將危險性較高的設備和危險性較低的設備分成不同的區域，并對危險性較高的設備進行專門的保護設計以及應急設計，一些可能接觸發生反應的設備要隔離開。
2)管道的安全控制。
管道設計是化工工程設計中最為重要的一部分，管道擔負著運送液體的任務，也是設備相互連接的通道，在化工生產過程中，管道中的液體一般具有可燃性和較強的腐蝕性，部分液體的毒性還比較強，管道安全是整個化工工程設計的關鍵，有的管道使用不久便會腐蝕掉，發生漏液等，進而發生危險，機械損壞也是最為常見的問題之一。因而在進行管線的設計過程中，要選用合適的金屬材料，金屬管道的連接處要做相應的安全處理。
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化工過程模擬與實驗研究的結合是最有效和最廉價的化工過程研究方法。可以大大節約實驗成本，加快新產品和新工藝的開發過程。在化工廠設計中，化工過程軟件的模擬也是必不可少的工具，因此在化工設計課程中應該做為重點講授內容，適當安排相關計算機上機實際操作，對具體的CDIO項目進行物料衡算和熱量衡算模擬等。除此之外，還可以使用相關軟件進行優化，比如利用AspenPinch進行熱集成，實施熱量集成與優化，將化工過程中冷熱物流進行匹配優化，將系統中冷熱量消化在體系內部，實現能源的節約目的。
三、對參加按照CDIO模式培養的學生建檔管理，跟蹤反饋
將所有參加《化工設計》課程按照CDIO模式培養的學生全部建檔管理，每個人都建成電子信息表，包括個人的所有基本信息、工作單位和其他相關信息等，然后根據具體信息對其進行定期的跟蹤反饋，及時了解相關企業對學生的知識體系、個人能力和工程能力的評價等，并通過交流，總結寶貴的經驗。
四、改進傳統的考試方法
考試是評價和改進教學，使之有利于培養創新人才的基本途徑；考試是引導學生主動、創造性地學習的重要手段；考試是檢測和提高學生創新思維和創新能力的重要環節。因此，科學合理的、鼓勵創新的、富有活力的考試制度有利于培養高校學生的創造力，有利于造就建設創新型國家所需要的創新型人才。我們認為，教學是一個動態的持續過程，考試作為教學質量的評價手段，要達到客觀評價的目的，其評價活動應貫穿整個教學過程，不應以一次考試決定成績。為此，團隊提出了“做中學，學中考”的考核方式，具體做法如下：基于化工設計課項目式教學模式的教學方法，我們對考核內容做了合理化分配（見表1），從三個方面進行考核，平時成績、設計報告、期末考試。平時成績占總成績的20%，主要考核學生出勤、回答問題等課堂表現情況；每一個二級項目完成后，在規定時間內提交完整的項目設計報告，設計報告占總成績的50%，是考核的主要部分；期末考試采用閉卷方式，主要考核化工設計過程中涉及的基本原理、方法、步驟等問題。這種分配方式突出強調了設計報告的重要性，弱化了期末考試的分值，這與化工設計課自身實踐性強的特點是相適應的，學生通過考核就必須認真作好二級項目，不但鞏固了化工設計的基本理論，又熟悉了相應的設計規范，這樣就避免了學生考試突擊現象。幾年來，沒有學生要求劃范圍、劃重點，考試時也沒有作弊現象。
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（2）語意差異法
語意差異法是一種測量消費者對產品印象的方法。語意差異法利用產品的形容詞匯，通過調研的方法找出消費者的感性認知與對象的關系，并進行定量和定性的分析。通過語意差異法設計師就可了解：消費者在面對具體產品時會從哪些方面去解讀產品，影響他們認知產品內涵性語意的因素是什么，進而了解構成具體語意意象的產品設計元素等，并以此作為產品設計開發時的參考。
2設計平臺
（1）建模平臺
逆向構思數字化工業設計方法的建模平臺選用alias系統的StudioTools組件，alias的StudioTools可謂是當今工業設計軟件平臺的領導者，與眾多的CAD,CA工D軟件相比，StudioTools具有非常強大的數字化草圖繪制技術、NURBS曲面建模系統、快速且高質量的物理渲染引擎、專門針對工業設計的模塊化材質庫和物理燈光庫。
AliasStudioTools為可擴展軟件解決方案，專門針對工業設計任務而開發。從概念設計一直到設計細化，它包括使用素描、圖片、真實感渲染、動畫及三維產品模型開發和交流設計概念的構思過程和概念設計功能，以及可快速創建、靈活修改和精確顯示的曲面和細節設計的工具，可以有效控制整個工業設計流程。
（2）設計評審平臺
在設計評審中，選用與StudioTools具有良好的無縫對接功能的PortfolioWall。PortfolioWall使得工業設計師及相關設計人員能夠高效地組織、查看、注釋和管理二維及三維的可視化數字設計資源，PortfolioWall也可用于產品三維模型的評估、演示和審查。
（3）數字化草圖繪制平臺
數字化草圖繪制工具分兩種：軟件工具及硬件工具。要求具有如下功能：適應設計早期創意階段，不僅能夠在數字化環境中表達草圖創意，更重要的是能夠真正適應設計師的創意思維活動，能夠自由快速地表達原始概念，通過工業設計師習慣的傳統交互方式驗證各種創意，并能在有新的創意時靈活地填充設計細節。
軟件草圖繪制工具采用Alias公司的SketchBook軟件，SketchBook是一種使用方便的高品質繪圖程序，專為隨數字化手繪板一起使用而設計。該軟件以友好和基于手勢的用戶界面為特色，用戶界面構建在Alias的MarkingMenu專利技術之上，繪畫過程無需使用任何菜單。只需輕點畫筆，即可訪問該軟件的高級繪畫工具：高效的壓感性鉛筆、馬克筆和筆刷；鋼筆圖層；背景模板；隨意更花的筆尖形狀及大小。
草圖繪制的硬件工具采用日本WACOM公司的數字手繪板與壓感筆。WACOM壓感筆是為設計師所設計的完美的數字化草圖繪制工具。壓感筆可以提供的6個維度的控制：左右方向、上下方向、壓感、傾斜角度、傾斜方向、旋轉。結合支持此功能的SketchBook軟件，一支壓感筆就可以制造幾乎所有類型的筆刷效果或筆觸，設計師只要移動手腕并且旋轉筆就可以產生平滑優美的線條。SketchBook及手繪板系統將紙上手繪草圖和數字化設計工具支持的設計兩種模式相結合，優勢互補，提供一種數字化設計工具支持的真正適應草圖繪制特征的智能化概念設計平臺，讓工業設計師可以在直接進行自由手繪的數字化設計環境下進行創意工作，并能自動平穩地過渡到進一步的詳細設計，對于發揮設計創意和提高設計效率具有重要意義。
（4）真實感數字渲染平臺
高效的產品真實感渲染工具應具有的功能包括：①體積光，工業設計的效果圖對照明要求準確無誤，但傳統的數字渲染工具中都只能構建點光源或線光源，不能很好地表達產品的真實感。真正能構建物理體光源的只有Cinema4D設計平臺；②智能GI，全局照明主要是解決間接光照、“染色”等真實感問題；③模塊化的材質預制功能及實時交互式的渲染方式等。④快速并且準確的算法。
結束語[HT]
基于逆向設計思維與正向設計的數字化工業設計方法是處于產品設計開發過程上游的一種系統化工業設計方法，基于逆向構思的數字化工業設計方法是根據工業設計實踐，在對數字化設計工具的特點及數字化工業設計方法進行深入分析的基礎上，提出的實踐性強并且切實有效的數字化工業設計方法。其從三維形體構思開始設計、細節與整體并行設計等設計方式，提高了設計師設計產品時的創意能力。此方法在提高工業設計師的創意質量、增強產品的美感等方面，具有較強的可行性。
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1.2資源管理方面
隨著中國移動省際傳送網規模越來越大，網絡資源管理的問題越來越突出，集團公司一方面加緊制定“綜合資源管理系統”，另一方面，要求資源管理數據填寫前移，要求設計院在設計過程中提供更多數據。在上述形勢下，集團公司要求設計院開發設計資源數據管理系統，同時進行設計電子化考核。總之，從上層應用和下層表達都對工程設計提出了新的要求，面對新的需求，CAD輔助設計已經力不從心，開辟新的領域，工程設計電子化成為工程設計發展的必然。
2工程設計電子化的含義
工程設計電子化，就是圍繞結構化的數據庫進行的一系列工程服務，包括項目規劃、工程勘察、可研、設計等主要過程采用信息化工具。工程設計的數據不但能方便地指導施工，還能為項目管理系統、資源管理系統、資產管理系統、綜合網管系統等各種運營支撐管理系統服務，為今后的項目規劃、可研和后期設計直接提供數據和支撐。工程設計電子化，使工程設計不僅服務于施工和預算編制，而且在電信資源全生命周期發揮作用，在整個規劃、可研、設計、施工、運行維護、資源管理調度、退網等過程中提供服務。由于省際骨干傳送網的規模容量和重要性，其工程設計電子化尤為迫切，需要支撐的項目管理系統、資源管理系統、資產管理系統、綜合網管系統都是大型數據庫系統。設計文件中海量的數據也只有數據庫系統才能承載，因此工程設計電子化就意味著工程設計必須以大量結構化數據為基礎，必須能提供可被數據庫系統“閱讀”和處理的數據，同時要能利用這些數據進行設計并開發應用。
3工程設計電子化的進程
工程設計電子化是工程設計的重大變革，需要經過長期的過程。電子化設計與傳統設計差異很大，從傳統設計到電子化設計必然經過多個階段。
3.1傳統設計與電子化設計的差異
調研前期網絡資料，收集前期圖紙；進行網絡規劃和系統設計；然后進行現場勘察；再進行局站設計；最后輸出設計文件；經施工后進入網管系統和其他資源管理系統。這個過程是分散的、單向的，是以個人為中心的設計。很明顯，當設計較小規模的網絡、涉及相關網絡較少時，這個流程非常有效。電子化設計是以建立在設計資源數據庫基礎上的電子化工程系統為核心，設計過程是全集中的過程。從綜合資源管理系統和網管系統上直接導入網絡資料，在設計系統中進行設計，然后再進行現場勘查核對數據，最后將結果導入到設計系統中，設計系統直接輸出設計文件，并導出到綜合資源管理、網管系統等其他系統。在大型復雜網絡中，這樣的系統是必須的，能夠綜合較多的力量，高效地進行。對于簡單的工程，涉及較少網絡數據時，傳統設計非常有效。但像中國移動省際骨干傳送網絡這樣的大工程，面對百萬級別的數據，傳統設計越來越力不從心，電子化工程設計將成為必然。當然，電子化設計也不可能脫離傳統設計，電子化設計也需要經歷多個過程。
3.2局部設計數據結構化
電子化設計的基礎是設計數據的結構化。傳統設計采用CAD進行制圖，CAD圖形直觀、易讀，便于進行施工，但是難以產生結構化數據，無法呈現大規模網絡數據，難以對資源進行統計和管理。工程設計電子化的首要過程是對傳統設計數據進行結構化處理。事實上，由于目前設計量大且復雜，在以CAD為主的設計中EXECEL表格經常作為輔助工具來使用，如勘察表格、局站信息表格、國內配套表格等。此外，EXCEL也是共享數據的最廣泛的工具。因此，數據結構化首先選擇EXCEL表格。
3.3建立設計資源數據庫
設計資源數據庫，包含海量設計圖紙有效信息的集中型數據庫。其表達的是和設計圖紙一樣的信息，但更加容易存儲、繼承和處理。設計資源數據庫可以將分散的設計數據集中在一起，并將連續多期的設計資源數據累積起來，增加一些維護調整數據后，便能包含整個網絡資源數據。對于未來網絡維護調整、網絡規劃、后期工程可研、后期工程設計提供重要支撐。工程設計電子化后，由各個設計人員將大部分設計數據結構化，再進行標準化處理，就可以建立設計資源數據庫了。
3.4以設計資源數據庫為基礎的電子化設計系統
以設計資源數據庫為基礎的電子化設計，可以基于設計資源數據庫，根據設計需求開發電子化設計系統。系統設計可以先通過數據庫查詢網絡現狀，規劃設計新的系統后，上傳到數據庫，借助數據進行通道通路安排，完成網絡系統設計。局站設計方面，可以通過下載數據、現場核對、上傳數據，然后由數據關聯網絡設計。最后由資源數據校對數據，根據施工需要輸出相關圖紙。對于網絡比較穩定的設計，如省際骨干傳送網設計，每期工程90%以上業務局站都是前期局站，涉及到前期設備和系統的工作量基本都超過60%以上，可以基于數據庫查詢網絡現狀，進行設計擴容擴建，指導新建，因此前期的設計資源數據庫對于工程設計意義巨大。
3.5基于設計資源數據庫的應用開發
設計資源數據建成之后，可以依據資源數據庫，通過開發與其他資源管理系統的接口和部分應用，支撐其他系統。比如中國移動當前網絡，可以輸出到傳輸綜合網管系統，以及正在建設的綜合資源管理系統和項目管理系統，還可以進行緊急電路安排，資源統計、網絡后評估、成本分析等多種應用開發。
3.6設計輸入輸出的電子化
當其他數據管理維護系統比較完善時，如中國移動集團公司建立了比較完善的資源管理系統，傳輸綜合網管系統等系統時，可以直接開發對應適配接口，使得網絡現狀和資源數據直接輸入到電子化設計系統中，設計結果數據也可以直接導出到其他系統中，這樣能節省大量的人力物力，設計效率和準確性會有更大幅度的提高。
3.7資源的全生命周期的電子化
對于運營商的管理來說，最理想的是建立網絡資源的全生命周期管理，從規劃、可研到設計、施工，再到運行維護、調整，一直到退網，對所有活動進行有效管理。設計電子化將成為這個過程中非常重要的關鍵環節。這已經不僅是工程設計電子化的范疇，需要多個部門多個系統的的協同發展和配合。
4工程設計電子化的基礎和要求
工程設計電子化是設計領域的重大變革，涉及工程的各個方面，設計方式、思維方式、管理模式等都需要進行調整，才能適應電子化的需求。
4.1資源標識的標準化、物理化
傳統設計是用圖紙表達相關對象的，當采用數據表示時，需要對資源進行全局統一，從局站名稱到機房內機架位置、子架槽位單板端口位置等都必須進行統一標識，否則就需要輔助以圖進行標識，如果都需要用圖進行標識，設計電子化就難以提高效率。
4.2工程設計的標準化
設計標準化是指設計方式、設計中連接方式等需要標準化，大家遵守的是同一個標識方法，這樣設計使用者掌握了標準就可以了，設計人員不需要特殊標識，使用者也不需要特殊去學習。如所有局站在終端ODF使用時都是“單收雙發”，“單發雙收”成為一個標準，都按照這個標準做，那么，收發就不需要標識了，這樣才可以提高電子化的效率。
5工程設計電子化的實踐和探索
工程設計電子化是一個長期的過程，中國移動省際骨干傳送網在這方面做了腳踏實地的實踐和有益的探索，走在了傳送網設計電子化的前列。
5.1網絡系統設計亟需表格化
中國移動省際骨干傳送網工程處理世界上最大的傳送網絡，電路安排需要處理百萬級的數據，工程設計廣泛采用表格進行表達，網絡設計產生了十幾張表格，部分表格數據量巨大，數據行達到數萬行，已經接近EXCEL處理極限，迫切需要數據庫支持。
5.2統一化局站設計表格
中國移動省際骨干傳送網七期就在部分復雜局站使用表格，以表格為基礎進行設計，八期工程開始在統一在全網開始設計表格化方面開始嘗試，九期工程中充分發揮設計人員的創造力，對表格化設計進行完善和革新,使得表格化進一步推廣。省際骨干傳送網十期設計充分總結了八期、九期表格化設計的經驗和資源管數據理方面成果，充分考慮未來建立設計資源數據庫、集團資源管理系統、傳輸綜合網管系統的需求，從設計查勘開始就按照設計信息化、電子化和標準化的原則對設計各個階段進行統一和規范，編制各個階段統一指導文件，特別是對局站設計表格編制統一模板進行標準化，生成數百個EXCEL表格文件。
5.3開發設計電子化工具
省際骨干傳送網工程組正在開發設計工具，將現有設計資源數據庫化，以提高設計生產效率，更好支撐集團管理維護。
6工程設計電子化面臨的問題和挑戰
工程設計電子化是設計領域的重大變革，需要各方面配套進行，需要施工、維護等單位和部門大力配合。例如，施工時，由圖紙變成表格，開始會不適應，但由于表格更切合實際、方便快捷，逐步會發現使用表格的優勢，這需要一個過程。網絡運行維護部門需要加強標準化工作，對網絡標識等做好規范和統一。工程設計電子化是一個長期的過程，需要大量積累，逐步進行。
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1.2各課程設計的時間安排較短，學生倉促而就
這四門課程作為化工類課程的重要組成，其教學內容繁重，在課程結束時留給課程設計的時間就顯得極為有限。而每門課程設計對學生來說其工作量都是極大的，且對于化工類學生來說又都是極其重要的，是學以致用、理論結合工程實際的重要一環。在短短的1～2周的課程設計期間，教師首先要下達設計任務書(布置設計任務)，而后進行設計課程的專題指導和答疑工作。接著學生要查閱、搜集相關文獻資料及實際工程信息，準備相關化工標準、手冊以備隨時查閱。設計期間學生要完成的工藝流程圖和主設備圖各一張、復雜設備的不同視圖、若干零件圖及一份詳細的設計說明書(包括設計工藝核算、設備設計及各零件計算)。學生要在短期內完成這一系列任務，時間倉促，難以對設計內容整體把握和系統思考，對于設計細節考慮不周，導致略微改動已有圖樣的情況有之，原圖照抄照搬情況亦有之，完全沒有達到課程設計與實際結合的訓練目的。
1.3獨立課程設計內容單薄，系統綜合性差
由于要考慮時間安排的限制，以往的課程設計會選取化工單元操作的一小部分作為設計任務，以達到任務量與時間安排的匹配。這往往影響了學生對于化工生產過程整體性與系統性的掌握，在設計過程中難免會“一葉障目不見泰山”，難以加強學生在化工生產基本原理、工藝流程設計、單元操作設備及核算方法等方面的綜合素質。以上問題影響了實際教學效果的強化提高，難以達到化工課程設計學以致用、由理論入實際化工生產過程、培養創新型化工人才的目的。
2整合四門課程設計，設立化工專業綜合課程設計的可行性
2.1設立化工專業綜合課程的必要性
化工原理、化工設備、化工制圖和化工工藝學作為化工專業的重要專業基礎課程，其側重點不同，但在實際設計中緊密聯系。化工工藝學主要研究原料化學反應的過程和方法［4］，從化工熱力學、動力學的角度分析反應原理、反應影響因素，據此確定其工藝條件;并據反應特點設計工藝流程。化工原理則是以單元操作為對象，講述其能量傳遞、動量傳遞、物質傳遞的基本原理，以及其操作過程對管道、容器設備等的條件要求，為設計部門提供參考依據。這兩門課講述的是化工工藝方面的知識。化工設備課程的主要內容是介紹單元操作中所用設備及其設計過程［5］、設計方法，這些設備的結構、形式、尺寸直接決定了它們是否能達到工藝設計中所要求的條件參數。也就是說工藝設計以及工藝核算是化工設備設計的前提，化工設備設計又是保障工藝條件實現的基礎，而化工制圖是化工設備設計的直接手段。首先根據化工工藝學確定生產工藝，再由化工原理的知識進行選型論證后，經過工藝核算確定設備的型號，最后依據化工設備的知識并借助化工制圖的手段拿出設備圖。由此可看出，四門課程的緊密聯系及其不可分割性，完成任何一個獨立的課程設計都要交叉運用這四門課程所學知識，這就為整合四門課程設計提供了基礎。
2.2時間安排集中，各科教師聯合指導，避免短板，可極大提高教學實踐效果
本校慣例，課程設計一般安排在每門課程結束之時，結課考試之前，時間短而分散，各科任課老師“各自為戰”，如此倉促的開展課程設計其教學效果大打折扣。整合四門課程，設置化工綜合課程設計后，時間可由原來的2周改為6周。課程設計時間大大延長，學生有充足的時間和精力來認真、從容、細致地對所學四門課程用課程設計的方式做一次有系統、有目的的大總結，避免了學生因時間緊而倉促開始草草收場的應付現象。整合開展化工類專業綜合課程設計還便于四門課程教師開展協同教學、互補教學，彌補了化工原理、化工工藝老師對設備、制圖方面的不足，化工設備、制圖老師對工藝設計的生疏。在學生遇到問題時可及時有效地給予更專業、更全面的解答，極大的提高課程設計的效率和教學效果，真正地實現在課程設計實踐中提高學生能力的目的。
2.3課程設計選題的針對性更強，學生課程設計訓練的系統性更強
整合后，課程設計任務書的編寫與下達可由四科教師共同討論，綜合考慮來完成。可以有目的的選取設計對象，對學生進行側重訓練;也可根據實際應用，靈活設置課題。在設計中引導學生深入思考，綜合考量自己所做設計的可靠性、經濟性和實際可行性。指導學生正確使用設計行業的規范和標準，準確查閱設計手冊和資料。這可有效的避免以前課程設計選題的隨意性與設計過程的不完整性，使學生在了解生產工藝流程的基礎上，進行塔設備的設計和換熱器(泵)選型，然后立即對該塔設備和換熱器(泵)進行強度校核及圖紙繪制，同時引入計算機編程、AutoCAD等軟件鍛煉學生利用計算機解決問題的能力，使學生經歷一次完整的化工單元操作設計的全過程，有機會將所學知識得以實際綜合應用，為后續畢業設計及走上工作崗位打下堅實的實踐基礎，并使學生深刻理解化工原理課程的工程性、實踐性和應用價值。
2.4可協調四門課程與其它課程的開設時間及授課內容的關聯性
考慮到學生對課程知識的遺忘性，有必要協調四門課程的開設時間，將四門課程調整到同一個學期來開設，在該學期結束時統一時間開展課程設計，這對于化工專業的課程設置來說是完全可行的。在授課內容上，平時的授課中可有意強化課程間的聯系，增強學生的綜合思考意識。
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1集成監控系統的設計與現狀
1.1石油化工庫集成監控系統整體設計方案概述。石化企業管理中，應用自動監控系統，作為系統數據處理、遠程監控及數據分享等的核心軟件，組態軟件在運行時，可與PLC、智能儀表等實現共同控制操作。在監控系統設計中，石化企業應建立統一化的生產調度中心，并將客戶機組態軟件作為控制系統，搜集生產中形成的各類數據，同時統一監控整個生產車間。監控系統界面必須要清晰顯示車間真實情況，及時反映生產中出現的包含工藝流程、設備運作等在內的問題。除此之外，監控系統還可以利用相關數據庫，生成動態的數據報表與相關分析曲線，為管理者隨時進行查閱提供便利，同時綜合對比分析實時與歷史等相關數據，及時發現生成工藝中出現的各類問題，在最短時間內做好調整。對于石油化工企業而言，及時報警與響應跟蹤是監控系統的一項重要作用，報警要求能夠實現多元化、多等級、及時與有效的，而響應跟蹤主要包含三個層面，即管理層面、數據收集層面及設備層面，其中管理層面位于生產調度中心，數據收集層面與生產控制采集系統緊密相連，設備層則是由系統各子設備共同集成的。從安全性能來看，監控系統必須要有完善的自動化保護體系，能夠及時、準確的反映系統故障；從管理角度來看，用戶登錄要有權限設置，不同用戶對應不同的管理操作范圍，在此基礎上實現分級管理目標。1.2發展現狀分析。目前，在國內，有很多油庫建成時間比較長，思想與裝備等比較落后，同時自動化水平相對不高，無論是設備工藝還是集成監控系統，無法滿足石化油品的實際存儲需求。在經濟發達的沿海地區，一些新建成油庫工程，其施工設計與技術水平相對比較高，但由于還存在一些其它影響因素，使得石化油品集成監控系統的無法充分發揮其功能。
2集成監控系統的構成
在本文論述過程中，設計對象為某石化油庫，其存儲品主要有柴油機其它化工品等。其中庫區主要以鐵路、公路及管道等運輸方式為主。監控集成過程中，罐存計量成為現實、公路鐵路實現定量發油、油氣稅收、傳輸泵及安防等設備。根據油庫配置設計及其運輸形式，其集成監控系統結構圖如下。圖1：石化油庫集成監控系統構成圖對于油庫集成監控系統結構而言，罐存自動計量，主要依賴于罐區成品油、化工油品、倉罐雷達液位配置計、溫變其及儲罐計量容表等，通過監控計算機系統，實時顯示產品容積與質量。公路與鐵路定量發油依據發油工藝、流量計、微發油控器、電液閥及靜電密報器等相關設備，對發油設備進行有效監控，在中控室中，不但可以看清設備運行狀態，定量發油時，還可增強設備控制的有效性。作為安全預防系統，主要與監控視頻、可燃氣體檢測、火災報警甚至周邊防范等相關。為中控室配置安防操作系統，對安全預防過程進行全程監控，一定程度上使得庫區更加安全。消防監控系統，則主要對庫區消防設施設備進行有效監控，例如消防水罐、泵及電動閥門等。根據消防操作站對消防設備進行監控，如果出現緊急情況，就要將泵閥開啟，為消防系統的正常運行奠定借此狐。油氣回收檢測主要的歲現場殼裝油氣回收裝置進行檢測，在其回收設備運作中，將出現的電流、電壓、電力、溫度及回收量等搜集起來，在此基礎上有效判斷設備運行狀態，同時還能夠及時處理回收產品。
3石化庫集成監控系統的實現途徑
對于石油化工企業而言，油庫集成監控系統的實現依賴于硬件設備與軟件，借助DCS系統平臺，采用工業網與光纖傳輸數據，促進中控室實現集成監控目標。3.1配備的硬件系統。在集成監控系統中，其硬件系統主要為現場設備、中控室與柜間等硬件配置。利用工業與光纖網，將各硬件間進行通訊連接。同時，根據監控功能，合理配置儲罐頂雷達液位計、音叉液位開關等現場設備。為汽化品等可燃氣體設備配置符合要求的報警器；鐵路公路發油設備配備流量計、靜電與溢油報警器等設備；為儲罐區傳輸、消防等泵站設置電流與壓力傳輸模塊；在油氣回收管線等設施設備上，配置遠距離傳輸壓力表、液位與溫度計等；此外，安全設備如現場數字化視頻攝像頭、周界網等也很關鍵。中控室硬件系統主要是對計算機、工業視頻等屏幕進行監控，將每部計算機視為一個操作站，主要包含計量操作、工藝設備、安防以及消防等監控系統。中控機柜與每個操作站進行通訊連接，對現場設施進行實時監控。另外，機柜及其內部硬元件，主要為機柜硬件配置表現形式。在本硬件系統中，以西門子PLC技術為主，借用方案冗余CPU硬件配置，2臺工藝設備監控機柜、安防與消防監控機柜各1臺，分別連接起現場對應操作站，根據子系統對應監控點數，為每一機柜合理配置I/O開關模塊。3.2配備的軟件系統。系統軟件主要包含人機界面、調試編程以及數據庫等。通過Wincc技術，搭建了人機界面平臺，使得西門子PLC技術可以高效的實現連接與通訊。編程軟件則是根據STEP7技術，確保機柜硬件配置通訊的有效性。作為數據庫軟件，其主要是根據SQLServer2008系統，對相關報警數據進行有效存儲。
4石油化工庫集成監控系統應用
作為石油化工企業，利用數據采集與監控系統，其作用主要體現為：（1）、為企業共用生產車間提供了統一的數據系統，同時通過對現場信息數據進行搜，集成到實時與相關數據系統中，實現了數據信息的有效集成與共享，數據傳送方式發生了改變，更加快速及時，在一定程度上，縮短了數據處理時間。通過數據有效集成與快速分析，石化企業內部各部門間的數據傳輸、分析等工作效率明顯提高，為企業生產效率與管理質量的提高奠定了基礎。（2）、石化企業監理統一的監控系統，對生產流程進行隨時監管，利用表格、曲線圖等形式，在監控中獲得直觀的數據信息，從而幫助生產調度與管理層能夠及時發現存在的問題，并制定有效的應對措施，有效提升企業生產與經濟效益。
5結語
綜上所述，在本論文論述中，在分析石化庫發展現狀技術上，結合相應監控技術與硬件配置，為石化庫去合理設計了集成監控系統，全程監控化工油品的動態傳輸與靜態保存，增強了其運行的安全、高效及穩定性等，為新油庫建設與改造提供了數據參考。隨著社會經濟的發展，應該積極深入探索油化庫設備與設計工藝，對其進行不斷優化，從而為現代化油化倉儲庫的建立奠定了基礎。
作者:趙衍 單位:中國石化銷售有限公司華北分公司
參考文獻:
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1.課程調研
目前，高職院校課程改革的難點就是核心載體不明確，課程開發過程不開放，主要是沒有建立校企深度合作的課程開發機制、課程開發的主體是學校專任教師、行業、企業沒有實質性介入課程開發等原因，那么通過下廠拍攝由企業人員講解的教學錄像可以較好地解決了由專任教師擔任課程開發的問題，并且通過企業人員講解可以更好地了解在具體工作情境和工作過程中的專業知識和操作技能，可以更好地抽取某一職業（或專業）最重要的專業能力和綜合性的“典型工作任務”。
2.找出典型工作任務
首先要選擇正確的方法如專家研討會找出典型工作任務，其次通過歸納總結出學習領域，最后設計出適合學校具體情況的工作任務，逐漸明確教學內容；明確課程改革人員的參與情況，改革的不同階段要由適當的人員參加，例如，第一階段找出典型工作任務，一定要由企業的技術專家參與，而不是經理、廠長等這些行政人員等；明確課程改革的重點與難點，重點是找出正確的典型工作任務，這直接決定課程體系的成功與失敗，難點就是如何設計出好的學習性工作任務這個載體，它直接決定著課程的教學效果。
3.課程內容確定
“化工自控系統運行與維護”學習領域的學習情境都以控制系統為載體，每個學習情境都可以反映出學習領域的學習內容，并且保證課程的實施總體呈遞進和包容關系。學習情境設計兼顧控制系統簡單和復雜投運方法的不同，包含物位、溫度、流量、壓力四大參數、針對控制系統維護的對象特性變化、檢測系統問題和調節閥問題等三大問題，所以在進行學習情境設計時設計了六個學習情境，簡單液位控制系統的運行與維護、簡單溫度控制系統的運行與維護、簡單溫壓力控制系統的運行與維護、簡單流量控制系統的運行與維護、串級控制系統的運行與維護、均勻控制系統的運行與維護，學時安排分別為12、12、8、8、12、8學時，共60學時。
4.制定教學課程計劃
在整個教學過程，需要老師編寫很多的教學資料，這些教學資料的編寫直接決定著教學效果的好壞，所以通過學習怎樣制訂一個教學課程計劃？可以得出教學內容和方法：第一階段：準備工作：實驗儀器有哪些？搜索相關信息，所要傳授的知識是什么？確定實驗主題及內容，現有設備能否滿足實驗？需要購買哪些新設備，了解學生準備的知識和狀況：學生層次、所處培訓階段、所在職業群體；第二階段：目標描述：學生應會什么？通過成功的經驗，學生能夠連接實驗設備，并進行參數設置。第三階段：分目標設計：通過什么方式，要達到什么目標，可以通過閱讀機器操作手冊，確定能夠完成哪些實驗內容（要考慮企業在使用該設備時的要求）讀懂設備參數要求，并進行設計，向學生說明為什么這樣設置，根據設備額定值去判斷都可以采用哪些實驗，并設定參數值，使用機器，編寫過程文檔。
5.教學方法
選擇在教學法培訓方面，不僅注重具體教學方法的理念與實施，還強調了教學法的概念、教學法行為和過程、宏觀及微觀教學法，這樣對于選擇更加恰當的教學方法，提供了理論支持。在具體的教學方法中，主要是教師根據課程內容來選擇教學方法，學生沒有選擇的余地，如生產過程自動化技術專業，涉及技術方面的內容，因此，要選擇適合技術方面的教學方法，如引導文或者項目教學法，那么在具體學習情境（傳感器）中，選擇引導文法，學生一邊讀引導文，一邊看傳感器，完成任務。通過引導文，學生自行認識具體型號的傳感器。給學生設定時間限制。有些學生會先看引導文，然后研究傳感器，有的學生先研究傳感器，然后再看引導文，這并沒有一定的限制。需要教師提前做好準備工作，需要知道學生在哪里該怎么樣去獲得信息。教師還需要制定工作計劃，讓學員以最快的方式獲取知識。教師必須一直在場，監督學生完成自主學習的過程。
三、課程設計特點
1.課程內容來源于實際案例，將理論與實踐相融合，有利于維護與檢修技能的形成
主要以化工生產過程四大參數和控制系統為載體并進行分類，以生產過程中遇到的主要故障如對象特性的變化、檢測系統有問題調節閥堵塞、腐蝕等會損壞閥座和閥芯等進行設計學習情境，融入相關的理論知識，轉化為適合學生的教學內容。
2.課程內容與過程遵循教學規律和實際工作工程
將教學活動按照實際的控制系統維護和維修過程進行教學，根據故障現象進行分析和判讀，選擇正確工器具進行維護，突出職業能力的培養，學習情境的編排注重能力培養的遞進關系，符合學生的認知規律。
3.采用六步法教學方法
編寫課程實施方案，對教學內容以工作任務及其工作過程按照六步法實施，在引導文引導下，教師進行組織和安排，在理實一體的實訓室實施教學做一體化的教學。本課程應在理實一體化的過程控制實訓室進行，采用理實一體化教學法，按資訊、計劃、決策、實施、檢查、評價6步法完成，注重真實情景，密切結合化工儀表維修工中級工和高級工的考核要點實施，如：“某塔的液位測量中發現，浮筒液面計的指示為50%，而玻璃液面計的指示為滿刻度”。
4.引入職業標準與行業規范，對學生職業能力培養和職業素養的養成起主要支撐作用。
四、資源庫建設
專業建立資源中心，資源中心包括標準規范、合作企業、專業資源、課程資源、教學素材、社會服務。課程建立資源庫，包括課程介紹、課程標準、課程內容描述、課堂實施方案、教學資料、教案、課件、教學錄像和生產錄像。資源庫是支撐課程建設的主要內容，所以其內容的好壞起了很重要的作用。
1.課程標準
在學習領域描述、學習情境設計的基礎上進行了學習標準的編寫，對課程的教學條件、教學方法、教材和教學資源都進行了描述。
2.教學資料
（1）教學單元設計
在工作過程系統化課程中，教學內容體現為一個個的學習情境，所以學習情境設計的是否正確直接決定著課程的教學效果，學習情境作為完整的工作任務，一般較大，所以為了教學實施方便，進行了教學單元的設計，教學單元設計應盡可能小，以2-4學時為宜，避免出現一個單元十幾個學時的情況。例如，簡單液位控制系統的運行與維護共12學時，在實施上可以分為3個教學單元，分別為簡單液位控制系統投運前準備、簡單液位控制系統投運及參數整定和簡單液位控制系統得維護，每個單元都按照資訊、計劃、決策、實施、檢查、評價六步法實施。
（2）任務書設計
任務書其實就是一個任務單，對所要完成的任務進行一定的描述，如果是一個完成的加工零件，任務書可以給出加工零件的結構和尺寸，如果任務是一系列的操作，任務書就要給出完成操作的具體描述，就是一種任務描述。“化工自控系統運行與維護”學習領域的任務書以學習情境為單位進行設計，就是一個完整的學習情境編寫一個任務書，任務書的主要內容包括任務描述、已有知識和相關資料三項。
（3）引導文設計
引導文教學法是借助一種專門的教學文件（即引導文）引導學生獨立學習和工作的教學方法。它的基本原則就是引導學生自主學習，促進學生獨立工作能力的發展；引導文這種專門的教學文件，主要包括一系列難度不等的引導問題組成。學生通過閱讀引導文，可以明確學習目標，清楚地了解應該完成什么工作、學會什么知識、掌握什么技能；在引導文的引導下，學生必須積極主動地查閱資料,獲取有意義信息,解答引導問題、制訂工作計劃、實施工作計劃、評估工作計劃。
（4）課程實施方案
根據學院制定的課程實施方案的模板，結合“化工自控系統運行與維護”課程的特點，編寫了60學時完整的課程實施方案，按照資訊、計劃、決策、實施、檢查與評價六個步驟實施，在每個步驟中又詳細描述了學生和老師的工作任務，并對相關的知識點進行了列寫。
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1.2設計與環評不一致通常3種情況會引起設計與環評的差異：一是，企業的環保思想觀念還未轉變，沒有把環評報告及批復當成必須遵守的原則，擅自改變或取消設計內容。如，有些項目在有明確環評批復意見情況下，仍然擅自改變污水處理場規模、工藝流程，減少事故水池容積，取消或減少防滲措施等；二是，有些項目環評編制及批復時間滯后于設計，沒有及時與設計單位溝通協調，造成環保措施及要求不落實，或者由于管理出現疏漏，企業沒有向設計單位提供環評報告及批復；三是，設計單位內部管理問題，沒有認真消化環評報告及批復要求，或者專業之間協調出現問題。如，審查多次發現加熱爐煙囪高度、催化煙氣脫硫塔煙囪高度等達不到環保部門批復要求。基礎設計文件環保專篇只是形式，沒有發揮實質上的指導意義。
1.3技術選擇不慎重選擇先進、成熟的技術和有業績的技術供應商是項目管理的一個重要環節。好的設計單位和管理水平高有時也無法彌補技術上的缺陷，對于環保裝置同樣如此。目前，有些企業還未深刻意識到這一點，在技術選擇管理上重視程度不夠、管理不規范，存在一定傾向性。如，某企業催化煙氣脫硫引進國外技術，設計完成后才發現項目不僅投資遠遠高于其他項目，且技術本身對催化裝置安全生產帶來新的隱患，最終只能重新確定技術路線；某企業鍋爐脫硫選用無國內業績技術供應商，建成后無法正常投用，無法達到預期減排效果，面臨審計風險；某企業鍋爐脫硫選用技術路線時綜合考慮不全面，難以達到國家規定的排放指標。
1.4基礎管理不嚴謹業主基礎管理不嚴謹、隨意性大。一是，提供給設計單位基礎數據不齊全、不準確、甚至一變再變，嚴重影響設計質量；二是，不結合實際情況，盲目要求設計單位留余量，結果增加了建設投資，增加了運行成本，得不償失；三是，設計預審質量差，走過場、走形式，沒有及時發現存在問題。
1.5部分環保項目難以實施部分考核環保項目困難重重，難以實施：一類是找不到可靠的工業化技術，無法開展設計工作，項目實施后依然不能達標排放，將面臨后評價和審計問題。如，腈綸廢水處理項目；另一類是現場沒有平面位置，無法施工。
2加強設計管理的幾點建議
環評、可研、技術、設計是煉油化工項目前期工作的幾個關鍵環節，是整個項目成功的基礎與保障，各有側重、相互支撐。由于設計是前期工作成果的最終體現，因此，加強設計管理，在抓好設計自身質量的基礎上，還要注重與環評、可研、技術的協同性、一致性。針對目前存在主要問題，提出以下幾點建議：
2.1加強環評工作管理企業的環評工作管理不能只停留在程序管理上，認為獲得環評批復就萬事大吉，要認識到環評報告的內容與深度直接與項目方案和投資息息相關，要認識到環評報告就是對當地環保部門的承諾、具有相應法律效力。新的環境保護法的實施，對企業的環評工作管理水平提出更高要求。企業不能把環評工作完全依賴環評編制單位，應該積極參與到環評編制工作當中去，落實國家、行業、地方標準，合理確定排放指標、排放總量，高度重視周邊搬遷方案，發現不合理要求及時與環評編制單位溝通，發生重大變更及時做出調整。另外，《環境影響評價法》（2003年9月1日起施行）明確規定：可能造成重大環境影響的，應當編制環境影響報告書，對產生的環境影響進行全面評價；可能造成輕度環境影響的，應當編制環境影響報告表，對產生的環境影響進行分析或者專項評價；對環境影響很小、不需要進行環境影響評價的，應當填報環境影響登記表。因此，企業環評管理要根據對環境的影響程度實行分類管理，做好與相關環保部門的溝通，提高環評工作的效率。建議符合登記表不用報告表，符合報告表不用報告書。
2.2業主搭建溝通橋梁由于環評、可研、設計編制時間不同、編制單位不同、業務部門不同、審批部門不同，容易出現環保指標、環保措施的不一致，當出現重大差異時更是面臨難以協調解決的窘境。為了減少此類問題的發生，業主首先要搭建好溝通的橋梁，建立有效協調機制，從立項階段開始，確保前后連貫和一致。對于新建大型煉油化工項目，建議業主在環評和可研報批之前適時組織環保專題討論會，環評編制單位、可研編制單位、設計單位共同參與商榷，確保環保措施技術可行；確保環保指標合理先進；確保項目投資經濟合理。重點關注以下幾個方面：一是，全廠污染物排放指標及執行標準，污染物排放總量，三廢排放情況及處置方式，排污口數量及位置等，有效解決目前可研、環評、設計中環保數據不一致的問題，確保環保指標可研優于環評，設計優于可研；二是，環保裝置工藝路線，技術可行性，繼續升級可能性；三是，征地位置、征地面積、搬遷方案等；四是，總平面布局及合理預留；五是，火炬高度、加熱爐煙囪高度、事故池大小；六是，防滲范圍，防滲等級及具體措施。
2.3嚴格根據環評進行設計通常，設計中的工藝、設備為龍頭專業，向其他專業提出設計條件，下游專業據此開展設計，設計完成后編制消防、環境保護、安全設施、職業衛生、節能、抗震設防6項專篇，環境保護專篇就是其中之一。目前，這種環保專業處于流程最末端的現狀，易出現新標準（實施和即將實施）、地方標準、地方政府要求高于標準的環保要求，難以全部落實到設計文件中，一旦發現問題，為時已晚，需付出很大代價修改方案、修改設計。因此，主專業與環保專業要保持協調一致，設計單位可調整內部流程或者建立協調途徑，便于環保專業及早給相關專業提出設計條件，從而有效解決該類問題的出現，以確保各專業嚴格落實每項環保措施。
2.4加強技術選擇管理進一步規范選擇環保技術供應商的管理程序，工藝裝置與環保裝置一視同仁，對環保指標、項目投資、運行成本、成功業績等進行全面對比分析，避免不公正傾向，避免從中弄虛作假，確保所選技術先進、成熟、安全、環保、經濟適用。原則上不能選用無業績技術，規避技術風險；工藝技術詢價書還應包括專利、專有設備、專有催化劑、化學品等；重視合同簽訂條款，明確具體考核內容。
2.5優選設計單位目前，一些環保項目由外部設計單位設計，有的設計單位有其固定技術支持單位，選設計單位同時也選擇了技術供應商，因此，優選設計單位更顯得十分重要。首先，嚴格審核設計資質，杜絕超資質設計。在實際工作中，出現過采取EPC招標模式時忽略設計資質把關的情況，應引起重視；其次，重點關注業績考察。由于煉油化工企業三廢排放有其特殊性并且石化行業標準多嚴于其他行業，因此，需要特別關注石化行業內同類業績情況；另外，項目的設計單位盡量少，不要人為拆分設計內容，減少設計界面，提高設計質量和效率，縮短設計周期。
篇13
（一）構建項目實施項目化教學設計的前提是項目的構建。項目的構建并不是將原有的實驗內容簡單地拼湊在一起，而應以教學內容與工業生產實際為依據，同時結合學生的學習興趣及實驗室具備的條件，將課程要求的知識點有機地融合到一個項目中予以完成。學生在項目實施過程中不但要掌握本課程傳授的專業理論知識，還要熟悉這些理論知識在生產實際中的具體應用。化工原理實驗的各個項目對應于生產過程中涉及的精餾、吸收、過濾、干燥等單元操作，其中過濾和干燥技術在化工、食品、制藥等生產過程中都有廣泛的應用，對國民經濟發展具有重要的意義。干燥是一個非常復雜的熱質傳遞過程，它不僅受到空氣溫度、相對濕度、空氣流速等外部條件的影響，還受到物料結構、物理化學性質等內部因素的影響。因此，我們利用現有的板框過濾和流化床干燥實驗裝置，將這兩個實驗項目進行組合，將板框過濾實驗中的產品作為流化床干燥實驗的原料，以“碳酸鎂過濾和干燥過程的實驗研究”為項目載體，將過濾與干燥這兩個單元操作的教學內容貫穿在一起，把化工原理課程乃至化工專業所需的知識、應達到的能力、應具備的素質等培養目標融入該項目中，使學生在學習知識、培養技能的同時培養團隊協作精神，為將來從事科學研究和解決工程實際問題打下基礎。
（二）分析項目項目分析就是讓學生分組討論，明確本項目的總體目標，并思考如何完成項目，以及在項目實施過程中可能會遇到哪些困難，然后得出可行性分析報告，再根據項目的總體目標，把總項目分解為多個子項目，填寫項目分析表。“碳酸鎂過濾和干燥過程的實驗研究”項目，就是要讓學生綜合運用化工原理課程中所學的知識和技能，對高濕高黏物料的干燥過程進行研究，從而讓學生了解一個產品從過濾到干燥的全部流程。在以往的實驗過程中，板框過濾實驗中得到的碳酸鎂濾餅，都是在實驗結束后直接倒掉，這不僅造成了原料浪費，而且還會對環境造成污染。另外，我校實驗室雖然購買了流化床干燥實驗裝置，但對學生尚未開設這一實驗項目，致使該實驗裝置一直沒有投入使用。因此該項目的研究不僅有效地利用了空置的實驗設備，而且還可以培養學生的環保和工程意識。
（三）制訂方案傳統的“過濾常數的測定實驗”主要是讓學生了解板框過濾機的結構及操作方法，測定恒壓過濾方程式中的過濾常數，驗證過濾操作的基本原理。“流化床干燥實驗”要求學生了解流化床干燥器的基本流程及操作方法，掌握流化床流化曲線的測定方法，測定流化床床層壓降與氣速的關系曲線。“碳酸鎂過濾和干燥過程的實驗研究”項目除了完成傳統實驗內容之外，還對實驗內容做了進一步地擴充。譬如流化床干燥實驗要求學生研究“氣流速度、空氣溫度等操作條件對物料干燥速率曲線的影響”，此任務又可以分解成以下子任務：1．測量在相同工況不同物料量的情況下的干燥特性曲線；2．當風溫、物料量相同時，研究風速不相同的工況下的干燥特性曲線；3．當風速、物料量相同時，研究風溫不相同的工況下的干燥特性曲線。學生根據項目要求，制訂出可行的實驗以創新型工程科技人才培養為導向的化工原理實驗項目化教學設計方案。
（四）實施方案“項目化教學法”的基本特征就是“以項目為主線、教師為主導、學生為主體”，因此，本階段充分發揮學生的主體作用，根據項目方案和各自的任務，小組成員以分工合作的形式完成項目。教師不再像傳統實驗教學中以講授、灌輸知識為主，而是對項目的實施過程進行跟蹤，當學生遇到問題，感覺有困難的時候，才對其進行個別的、啟發式的指導。
（五）檢查評估學結與效果評價是項目化教學模式中的一個重要環節，它的主要特點是將素質、能力、知識的考核評價融合于項目完成過程之中。項目完成后，各組首先展示各自的實驗報告，對項目完成過程中遇到的問題及解決辦法進行總結，然后小組內進行自我評價或者各小組間相互評價，教師做出點評。最后，教師根據完成項目的實際情況給出評價。教師在評價學生的學習效果時，應注重過程，而不是結果。
