岩土工程设计论文范文第1篇
摘 要：以高等工程教育中工程设计能力培养为核心，明晰了高等工程教育培养现代工程师的目标，阐述了工程设计能力是现代工程师必须具备的核心能力。在确立工程设计及其内涵的基础上，论述总结了工程设计教育中学生必须掌握的工程设计方法。最后提出了院校工程教育阶段工程设计能力培养的实施环节、途径和方法，并讨论分析了各环节的内容与目标。实践表明这些环节、途径和方法的实施对学生工程设计能力培养和提升效果明显。
关键词：工程教育 ； 现代工程师 ； 工程设计教育；工程设计能力
当前我国正在加快转变经济发展方式，调整经济结构，转型、升级产业，走中国特色新型工业化道路，到2020年，全面建成小康社会、实现创新型国家建设目标。实施创新驱动发展战略是我国的必然选择，创新特别是技术创新，主体是企业，关键靠人才。高等工程教育担负着培养各种类型的创新型“工程师”和生产服务一线高素质的技术技能型人才的重任。以工程设计能力为核心的工程实践能力训练是高等工程教育的本质所在，强调通过现代工程设计思想和设计方法教育，通过工程设计能力培养和工程实践训练，使工科本科学生在校期间获得现代工程师的基本训练。因此，本文主要讨论在转变经济发展方式、推进供给侧结构性改革的经济背景下，工程教育中本科学生工程设计能力培养的途径和方法。主要包括高等工程教育及其目标，现代工程师的能力要求，工程设计及其方法，院校工程教育阶段（工程设计教育）的工程设计能力培养等四个方面的内容。通过分析讨论使工程教育中更加突出工程设计能力培养，更加科学合理、规范有效地设置和实施工程设计能力培养环节，培养以创新为特征的时代所需要的工程技术人才。
1 高等工程教育及其目标
教育承担着培养什么样的人和怎样培养人的重大社会使命。高等工程教育是教育科学与工程技术的交叉与融合，是专业教育。它的显著特点有三个：一是以技术科学作为主要学科基础；二是以工程技术应用作为主要研究内容；三是以培养能将科学技术转化为生产力的工程师为人才培养目标。[1]，技术科学基础与工程技术应用之间的矛盾运动构成了高等工程教育区别于其它类高等教育的特殊性。技术科学是基础科学与工程技术之间联系的桥梁，其内涵是“研究相邻几门工程技术方面普遍出现的问题---共同性自然规律，把工程实际中所用的许多设计原则加以提炼、整理和总结，使之上升成为理论，因而就能够把各个不同领域的工程实际的共同性显示出来，并服务于工程技术”[1]。基于高等工程教育的特征、内涵，院校工程教育阶段的主要任务是使受教育者获得较为系统的理工学科的理论知识、基本技能的学习和训练，使其在毕业时具备成为合格现代工程师的基本素质和条件，或者称为现代工程师的毛坯。
2 现代工程师的能力目标
高等工程教育的人才培养目标是工程师，中国特色现代化建设需要大量的多层次、多类型的现代工程师。因此，必须用符合时代要求的先进的现代工程教育观指导现代工程师培养。理论知识、理论教学和实践教学、工程实践训练之间的关系、地位与内容融合问题一直是高等工程教育讨论的核心问题，因而其改革的重点和策略一直围绕着核心问题而展开。长期的工程教育实践使教育者深刻反思、认识到：培养现代工程师，必须坚持科学教育与工程实践训练并重的核心理念。二者并重并统一于工程师培养过程的工程教育观是现代工程教育观的核心内容。现代工程对现代工程师的基本素养和能力要求也证明了现代工程教育观的科学合理性。现代工程已经形成了以市场需求为源驱动力，以研究开发、技术设计、制造运行、营销管理和咨询服务等为主要服务环节，以有效供给市场、提高供给质量为目的，以绿色技术、绿色制造、绿色产品和资源循环为工程理念的工程生命周期，如图1所示。其中，最基本的是研发、设计、制造和营销，而设计处于中心地位，是联系他们的纽带。
设计活动的驱动输入是基于主体需求和研发的初步试验品，其输出结果是明晰和规范的纸质和电子图式（图示、图形）模型、程序及操作流程和相应的技术说明文档，也包括在不同的设计阶段试制的样机或实物模型。制造（建造）的驱动输入是设计输出的结果，其输出是投放市场或服务社会的工业产品（软件、硬件）与服务。在经营销售与服务活动过程中，工业产品完成自己的寿命（主要是产品或者设备的技术寿命和经济寿命），从而为下一代产品设计提供新的需求和技术信息。这就要求现代工程师必须掌握扎实的自然、人文社会和管理科学基础，掌握以技术科学为主要学科基础、工程技术专业知识与技能，并能够综合应用科学的知识、方法和技术手段分析和解决各种工程实际问题。 [2]美国经过大量研究论证，发现产品成本的70%由设计阶段决定，有效的设计能够提高产品质量、减少成本、缩短生产周期，更好的满足客户的需求。[3]因此，工程设计能力，包括工程创意创新设计能力是现代工程師必须具备的核心能力，它决定着国家工业化水平和创新能力能否走在世界前列。必须将工程设计能力培养包括科学知识、工程设计理论方法、工具手段和创新意识、能力等贯穿于工程教育全过程。
3 工程设计及其方法
设计是基于某种需求的有目的性的创造活动，设计需要有创意构思和设想计划。在我国2012年公布的学位授予和人才培养学科门类设置中，设计学第一次独立以一级学科的形式出现，设计学的主要研究领域有工程设计、工业设计、环境设计、视觉传达与媒体设计、信息与交互设计和手工艺设计等。
3.1 工程设计的内涵与发展
辞海[4]中关于工程设计概念的外延侧重于建造性工程设计，实际上除建造性工程设计外，还有大量的不断延伸和拓展的制造性工程设计。本文主要讨论制造性工程设计，就是将多种材料经过多个复杂的加工处理过程，做出一种新的复合材料或者、产品、设备、装置、装备和系统来的工程设计方法。工程设计的研究内容注重于功能、性能、结构、材料、环境、成本、程序、工艺和流程等。文献[5]将工程设计的内涵概括为：工程设计实际上是求解一个工程问题的思维和实践过程。进一步说，也就是在给定的初始状态和各种约束条件下，经过构思和创造，解决有关参数的选择与优化问题、设备工具与工序的选择、各种界面的衔接与匹配问题、工程组织管理问题，效率、效力和功能的提升与优化问题，形成一个能够从初始状态经过一系列中间环节转化为现实目标状态的设计结果的活动过程。该设计结果可以是工程设计图纸、运作方案、工程规划（计划）、工程规范和工程标准等，更为显著的特征是，在工程实践中依据这些工程设计结果，可以建造或者制造出人造物来。
伴随着科学技术和工程技术的发展，工程设计的演化大体可分为传统工程设计、现代工程设计和创新设计三个阶段。[6]传统工程设计，指工业革命之前的工程设计活动，是基于个体和手工作坊制的师徒口头传授经验和技艺的设计，设计工作主要在于产品或系统功能的构造。工匠既是设计者、制造者也是销售者，制造过程主要依靠手工完成。现代工程设计开始于工业革命之后，特别是电气化时代的出现，社会化机器大生产的分工，设计逐渐和制造分离开来，逐步形成了专业的设计工程师。这时，大学也将工程设计作为课程教学的内容，1852年，德国Reuleaux教授的《机械原理》教材问世，工程设计主要基于现代科学技术知识，创造应用价值，通过市场竞争与选择创造经济品牌价值。在此阶段，工程设计理论与方法学，工程设计方法与技术，设计自动化方法和技术，设计工具等逐步建立、形成和发展。工程设计作为广义制造中的核心和灵魂等到确立。20世纪60年代，美国、英国和德国发起了一系列的有关工程设计的研究活动。德国提出了“提高竞争力的关键在设计”的口号，对工业中获得的经验进行提升和理论概括，1976年，Pahl和Beiti教授的《工程设计学问世》，随后被译成了包括中文在内的七种语言，成为指导工程设计的经典著作。[7]美国主要通过从外部观察对工程设计过程进行归纳概括，目的在于建立工程设计理论和支持工具。目前我们国内流行的仿真、工程设计支持软件几乎全部是美国公司的产品。基于传统工程设计、现代工程设计而成长起来的创新设计，设计的过程、方法、对象、制造和经营服务都依赖于互联网环境、知识信息大数据，设计更具有个性化、定制式和系统创新的特征，设计以绿色化、数字化、网络化和智能化为未来发展方向。在产品的全生命周期内，以系统建模与优化计算等先进工程设计技术为支撑，建立具有丰富设计知识库和模拟仿真的数字化智能设计系统，并能够在不同地域的虚拟数字化环境里并行、协同地完成全数字化产品设计，结构、功能和性能的计算、优化仿真和整体装配运行。[8]创新设计是我们当前和后续努力达到和实现的目标，通过创新设计引领我国制造业强国、现代化国家的实现。创新设计的实施需要大批的掌握创新设计理论、技术和方法的人才支撑，以工程设计的教授与学习为核心的工程设计教育，就成为了高等工程教育培养现代工程师的第一位的核心的内容。
3.2 工程设计的显著特点
世界著名空气动力学大师冯·卡门说：科学家发现（discover）已经存在的世界；工程师创造（create）一个过去从来没有的世界。后来有人补充说，艺术家想象（imagine）一个过去和将来都“不存在”的世界。因此，“科学发现”“技术发明”“技术创新”和“工程设计”成了固定搭配词语。工程设计把工程和科学明显的区分开来了。科学研究只有第一，没有第二；工程问题的解答具有非唯一性，是在多项约束和矛盾冲突中协调实现的。因此，工程设计的显著特点包括：创造性、复杂性、选择性和妥协性。工程设计要求工程师以工程可实现性为必须前提条件，针对实际的工程问题给出可行的、可操作的实施方案。
3.3 工程设计基本方法
国民经济各个产业部门，特别是细分的各工程领域在其单元（部件）、设备、系统及其产品或者工艺流程的设计方法上各有特点，综合各方共性，讨论一般工程设计的基本环节、内容要求，对提高工程设计教育质量，培养适应创新驱动发展战略的工程技术人才是有重要意义的。一个基本的设计过程通常包括：需求调查与分析，制定设计方案，模型制作，方案测试评估与优化和编制用户手册等主要环节，是一个具有反馈和循环的动态过程。设计流程如图2所示。
（1）需求分析。以需求为源驱动力，发现与明晰工程设计问题，以形成设计要求说明书文档为标志。设计要求说明书的主要内容包括：设计对象的总体目标，功能要求，性能指标（技术指标或总体技术水平的要求），结构外观要求，环境目标要求，安全性，可靠性要求，成本要求和时限要求，等等。
（2）方案设计。以所形成的设计要求说明书内容为目标，收集设计所需要的信息完成设计分析；以工程设计的主要因素为主线，提出尽可能多的设计构思，将最能取得希望效果的构思以功能结构图、模型、语言和文字等方式呈现出来；进而对各种构思进行筛选，从而获得实现目标的比较满意的设计方案。
（3）模型（原型）制作。以获得的满意设计方案为指导，以模型（原型）制作或者开发原型机为主要任务，发展构思、检验产品的造型结构以及零部件的装配关系，进一步完善产品设计方案。该环节包括图样绘制和制作模型两个阶段，产生工作原理图、整体和局部结构图（包括加工要求）、装配图和不同的模型制作。现代设计过程中广泛使用计算机辅助设计制造技术，模型或原型连接、装配和试验，全部在计算机支持的可视化系统中可以完成。
（4）方案测试、评估与优化。测试的目的是检验产品在结构、功能和技术性能等方面是否达到了设计要求说明书的指标要求，同时，对设计方案和产品进行全面的评估，以便进一步优化设计方案。
（5）编写用户手册。用户手册也称为产品说明书，它可以帮助消费者正确使用、保养产品，有效发挥产品使用价值。产品说明书一般由标题，正文和标记等组成，要求语言准确、通俗、简洁、内容条理清楚。
4 工程设计能力培养
工程设计教育的主要任务是培养工科学生的工程设计能力，工程设计能力培养必须以掌握和运用工程设计方法为主要内容。院校工程教育中的工程实践训练担负着培养学生工程实践能力、特别是创新设计能力的重任，通过工程实践教育、训练，着力培养学生的工程实践能力、工程设计能力和创新能力。工程设计能力培养必须分层次循序渐进，由基础的初步设计、综合到创新，由相对独立到交叉融合。相应的环节包括：设计性、综合性实验，课程设计，综合实训，科技创新和学科竞赛，毕业设计等。
設计性、综合性实验：设计性和综合性实验是培养学生设计能力的基础。其中，设计能力的培养过程是在明确实验目标任务与要求的基础上（需求），由学生自行设计实验方案（设计方案）、选择仪器设备、自行搭接实验线路（模型制作）、拟定实验步骤、完成实验任务（方案测试）、撰写实验报告与交流等阶段组成。这是工程设计能力培养的起步，必须把工程设计的基本思想和方法融入其中，指导学生熟练掌握和运用。从基础课、专业基础课到专业课，设计性和综合性实验项目的数量应依次增加。以项目数计，总的设计性、综合性的项目数应在60%以上。
课程设计：该环节是在工程基础课程、专业基础和专业课程之后设置，与课程学习内容紧密相关的具有综合性的小系统、产品或者设备、单元（部件）等的设计/开发任务。主要包括任务确立、市场分析、方案设计、加工制作、调试运行、分析测试和撰写设计报告的全过程。总体课程设计设置数目不少于3个。通过训练，使学生能够巩固和提升工程设计能力，将所学习的工程设计理论和方法、专门领域的设计知识、设计支持工具（CAD、CAE、EDA）等方法和工具与实际应用紧密结合起来，解决工程实际问题。同时，能够考虑各种约束关系。
综合实训：为提升工科大学生工程技术设计能力而设置工程实训环节，实训以各专业工程技术专题为基础、实施“实践（习）+培训”的工程实践训练。真实的企业环境，严格的企业运营管理制度和市场化的设计项目实战是达到综合实训目标的三大必备要素。
科技创新和学科竞赛：是工程设计能力和个性化培养的重要途径。根据兴趣和特长，学生自由选择项目，撰写提交项目申请书（包括项目的依据和需求，实施方案，仪器设备和工具，项目计划与经费预算等），自行组织3人左右的项目团队。指导教师团队对学生选题进行答辩，确定资助项目与经费，项目完成时必须提供设计作品，进行验收和答辩。此基础上，进一步选拔部分学生参加如电子设计竞赛、“飞思卡尔”杯智能汽车和机器人竞赛等学科竞赛项目。实践证明，这些科技创新活动能够充分发挥学生的学习积极性、主动性，有效提高学生设计、综合能力，运用新型设计/开发工具的能力和创新设计能力。
毕业设计：是工科各专业本科生在院校工程教育阶段工程设计能力培养的最后一个全面的综合性实践环节，是针对某一课题任务（企业实际问题）综合运用所学专业理论知识、技术和设计开发工具来构思设计方案，并予以实现的创新过程。具体需要完成调研选题、需求分析、文献综述、方案论证、系统设计、分析测试、性能分析与交流和撰写设计报告等工程设计方法的基本步骤。毕业设计题目类型可分为工程设计型、实验设计研究型和软件设计/开发型等。此环节采取校内外相结合，以校外企业实践基地为主来实施。
依照上述思想，作者及其团队在江苏理工学院电气信息工程学院教学实践中实施了多年，学生普遍掌握了基本的工程设计方法，具备了工程设计的初步能力。近10年电气信息工程学院学生获得了全国电子设计竞赛省级三等奖以上奖项85项，近6年获江苏省大学生实践创新训练计划项目44项，近4年的全国大学生“飞思卡尔”智能车竞赛获得赛区二等奖以上奖项15项、全国一等奖2项，近3年的全国大学生物联网工程设计竞赛赛区特等奖2项、全国二等奖1项。
5 结语
综上所述，紧紧围绕院高等工程教育中工程设计能力培养问题，从高等工程教育及其目标、现代工程师的能力要求、工程设计及其方法、院校工程教育阶段（工程设计教育）的工程设计能力培养等四个方面进行了论述和探讨。目的使得工程教育中更加突出工程设计能力培养，更加科学合理、规范高效地设置和实施工程设计能力培养环节，培养适应以创新设计为时代特征的工程技术人才，为实现两个百年的奋斗目标提供强大的人才支撑。
参考文献：
[1] 张光斗，王冀生.中国高等工程教育[M].北京：清华大学出版社，1995.
[2] 余寿文，王孙禺.中国高等工程教育与工程师的培养[J].清华大学教育研究，2004（3）：1-7.
[3] 雷庆，王敏 .工程设计与工程设计教育的历史解读[J].高等工程教育研究，2014（1）：38-44.
[4] 辞海编辑委员会.辞海[Z] 上海：上海辞书出版社，1989.
[5] 殷瑞钰，汪应洛，李伯聪.工程哲学[M]. 2版.北京： 高等教育出版社，2013.
[6] 路甬祥. 关于设计进化的再思考[J].机械工程导报，2014（2）：3-5.
[7] 冯培恩. 设计、创新及其发展环境[J].机械工程导报，2014（2）：24-28.
[8] 周济.制造业数字化智能化[J].机械工程导报，2013（1/2）：3-9.
Higher Engineering Education and Training of Engineering Design Ability
LUO Yin-sheng， YU Yang， TAO Wei-ge， LIU Xiao-jie， SONG Wei
（School of Electrical Information Engineering， Jiangsu University of Technology， Changzhou 213001， China）
Key words： engineering education； modern engineer； engineering design education； engineering design ability
責任编辑 祁秀春
岩土工程设计论文范文第2篇
摘 要：随着我国科学技术水平的不断提高，化学工程已经逐渐发展成为推动我国经济发展的主要动力。结合当前发展情况来看，多数行业领域都对化学工程的发展问题予以了高度重视。究其原因，主要是因为化学工程及相关工艺可以为各行业领域提供良好的生产动力以及技术支持，利于推动行业内部的可持续发展。目前，为全方位推动化学工程与工艺的发展进程，行业内部主张利用自动化技术提高化学工程与工艺的产能与效率，促使化学工业邁入全新的发展进程当中。
关键词：化学工程与工艺;自动化发展;趋势
化学工业作为宁东煤化工基地经济生产总体的重要组成部分，不仅对宁东煤化工基地发展产生至关重要的影响，同时也会对我国各行业领域的长足发展产生至关重要的影响。鉴于化学工业的重要性，我们应该加强对化学工业的认知与理解。结合当前发展情况来看，国内化学工业发展形势良好。在化学工程与化学工艺发展方面，积极主动结合了自动化技术内容，全面取代了传统人工操作方式，在生产质量与生产效率方面取得了双重深化的效果。再加上我国所制定的2025计划明确提出，必须让自动化走在前列发展当中，以期可以为宁东煤化工基地生产工作提供良好的内在驱动力。针对于此，各行业领域应该高度重视化学工程与工艺的自动化发展情况，通过不断加强企业自动化生产水平，以确保企业产能以及核心竞争力得以全方位提升。
1 化学工程与工艺中的自动化发展现状分析
1.1 化学工程与工艺的自动化概述
化学工程与工艺自动化系统主要以实现机械替代人的作业过程为作用原理，在系统结构组成方面，以信号采集元件、信号传输线以及逻辑运算器等结构为主。其中，信号采集元件多设置温度计以及压力表等，目的在于及时监测自动化系统的运行状态。而逻辑运算器主要根据专业数据反馈情况对机器设备运行情况进行全方位研究与分析。系统运行期间，信号采集元件会将所接收到的控制参数，以信号传输线输送方式送至到DCS主机当中。
同时，DCS主机会根据预设工艺控制参数范围，自动调整信号传输，并将相关参数数据反馈到执行原件当中。需要注意的是，调节过程中往往会受到系统自控调节波动问题的影响而出现运行失误问题。针对于此，建议操作人员可以利用人工干预调节方式，确保系统运行的稳定性。结合当前工程与工艺自动化系统的应用情况来看，该系统不仅可以减少现场作业人员工作量，同时还可以提升生产系统整体的运行效率与质量。
1.2 现状问题
近年来，随着宁东煤化工基地工业自动化水平的不断提升，以自动化生产系统为主的先进系统形式逐渐应用于工业生产领域当中。其中，对于化工生产而言，行业内部主张应用化学工程与工艺自动化技术，实现对生产作业的优化处理。然而，结合当前情况来看，因受到专业人员技术能力匮乏或者创新意识不高的影响，导致自动化生产技术难以精准落实并应用于化工生产当中。
再加上化工自动化控制需求之间存在的矛盾问题不断显现，导致安全隐患问题时有发生。为及时缓解上述问题，建议行业内部应该立足于当前化工生产实际情况，从多个方面针对自动化应用问题进行统筹规划与合理部署。尤其要针对当前自动化技术水平不高或者工艺水平滞后问题进行及时改进与优化，以确保宁东煤化工基地化工工程与工艺的自动化生产水平得以全方位提高。
2 化学工程与工艺中的自动化发展应用研究
目前，化学工程与工艺已经成功作用于多个行业领域当中，尤其对于科研以及医疗领域而言。按照当前发展趋势来看，化学工程与工艺通过主动结合自动化技术要求，基本上可以拓宽自身的应用范围。同时还可以融入更多的科学技术，促使化学工程与工艺自动化技术可以在多个行业领域中合理使用。可以说，通过不断融合不同属性之间的研究，化学工程与工艺自动化将会成为各行各业发展的基础，为各行业的发展提供技术支持。
从应用角度上来看，化学工程与工艺主要以项目建设、生产运营两部分为主。对于项目建设工作而言，主要根据HAZOP与LOPA的分析反馈结果，实现工程设计过程。要求专业团队应该针对工艺本身进行全方位分析，并按照可接受风险值范围确定保护层、设置层级。在此基础上，专业设计人员应该根据装置结构地形分布情况，科学确定施工图。此时，建设单位可以根据项目建设需求对施工图进行适当整改。
对于生产运营而言，施工交付生产时通常会采取中间交接的方式进行针对性处理。主要由生产工艺人员对施工图问题进行逐一对照处理之后，针对动静设备以及调节阀等进行调试管理。与此同时，针对信号采集元件等运行问题进行标定校正。并根据联运调试需求，判断当前传输线路以及逻辑运算器是否安全可靠。操作过程中，现场生产人员可以采取水联运再进行溶剂联运的方式进行针对性处理。待完成上述步骤之后，结合工艺流程以及操作规程开展下一道工序。总体来看，化学工程与工艺自动化技术已经成功用于各个行业领域生产工作当中，值得推广与应用。
3 化学工程与工艺中自动化的发展趋势研究
客观上来看，化学工程与工艺涉及到的专业学科知识较多，尤其体现在工艺发展方面。随着宁东煤化工基地自动化技术水平的不断提高，化学工程与工艺发展中主动结合了自动化技术原理，促使生产质量以及生产效率不断提高。结合当前发展情况来看，使用自动化技术已经成为化学工程与工艺必备的技术手段。在这样的发展态势下，行业内部应该加强对自动自动化技术人才的培养力度。而且应该积极迎合国家节能环保政策，促使该项技术不断朝向绿色化与节能化方向发展。
目前，我国部分省份针对化工企业安全生产问题提出了严格的要求。要求化工企业自身应该加强对生产期间的安全管理力度，最好可以从多个方面实现全流程单元管理。重点针对重大危险源进行严加管控，避免出现安全事故问题。与此同时，全方位提升化工企业自动化技术水平，像紧急停车装置系统或者安全仪表系统等都应该主动结合自动化技术，提高系统的运行质量与运行效率。
按照当前发展趋势来看，国内化学工程与工艺在自动化发展方面还具备较大的进步空间。针对于此，建议相关研究人员应该立足于当前化学工程与工艺自动化发展情况，重点针对现下存在的发展不足问题进行积极改正与优化。并主动结合国内外先进自动化技术，宁东煤化工基地化学工程与工艺自动化发展体系进行适当补缺，解决当前技术资源不足的问题。
结论
结合上述内容，不难看出化学产品已经成为日常生活中较为常见的必需品。也可以从侧面说明，化学工程与我国经济发展之间存在密切的联系。鉴于化学工程与工艺发展的重要性，对我国各行业生产领域应该针对化学工程与工艺发展问题予以高度重视。其中，重点针对化学工程与工艺自动化发展问题进行统筹规划与合理部署。最好可以采用更加新型以及环保的自动化控制方式，实现对化学工程与工艺自动化发展的升级与优化。必要时，也可以积极借鉴国外先进技术工艺，健全与优化我国化学工程与工艺的自动化发展体系，以期可以从根本上推动化学工程与工艺自动化的可持续发展进程。
参考文献：
[1]王宏伟.化学工程与工艺中的自动化发展趋势探讨[J].化工管理，2019（18）：7-8.
[2]卢督涛.化学工程与工艺中的自动化发展趋势[J].决策探索（中），2019（04）：25.
[3]冯大龙，吴冬香，楼佳明.化学工程与工艺中的自动化发展趋势探讨[J].当代化工研究，2019（03）：161-162.
[4]王路舒.简述化学工程与工艺中的自动化发展趋势[J].轻工科技，2019，35（01）：28-29.
[5]李尧，殷万成.化学工程与工艺中的自动化发展趋势[J].当代化工研究，2018（10）：1-2.
岩土工程设计论文范文第3篇
关键词：工程教育 ; 现代工程师 ; 工程设计教育;工程设计能力
当前我国正在加快转变经济发展方式，调整经济结构，转型、升级产业，走中国特色新型工业化道路，到2020年，全面建成小康社会、实现创新型国家建设目标。实施创新驱动发展战略是我国的必然选择，创新特别是技术创新，主体是企业，关键靠人才。高等工程教育担负着培养各种类型的创新型“工程师”和生产服务一线高素质的技术技能型人才的重任。以工程设计能力为核心的工程实践能力训练是高等工程教育的本质所在，强调通过现代工程设计思想和设计方法教育，通过工程设计能力培养和工程实践训练，使工科本科学生在校期间获得现代工程师的基本训练。因此，本文主要讨论在转变经济发展方式、推进供给侧结构性改革的经济背景下，工程教育中本科学生工程设计能力培养的途径和方法。主要包括高等工程教育及其目标，现代工程师的能力要求，工程设计及其方法，院校工程教育阶段(工程设计教育)的工程设计能力培养等四个方面的内容。通过分析讨论使工程教育中更加突出工程设计能力培养，更加科学合理、规范有效地设置和实施工程设计能力培养环节，培养以创新为特征的时代所需要的工程技术人才。
1 高等工程教育及其目标
教育承担着培养什么样的人和怎样培养人的重大社会使命。高等工程教育是教育科学与工程技术的交叉与融合，是专业教育。它的显著特点有三个：一是以技术科学作为主要学科基础;二是以工程技术应用作为主要研究内容;三是以培养能将科学技术转化为生产力的工程师为人才培养目标。[1]，技术科学基础与工程技术应用之间的矛盾运动构成了高等工程教育区别于其它类高等教育的特殊性。技术科学是基础科学与工程技术之间联系的桥梁，其内涵是“研究相邻几门工程技术方面普遍出现的问题---共同性自然规律，把工程实际中所用的许多设计原则加以提炼、整理和总结，使之上升成为理论，因而就能够把各个不同领域的工程实际的共同性显示出来，并服务于工程技术”[1]。基于高等工程教育的特征、内涵，院校工程教育阶段的主要任务是使受教育者获得较为系统的理工学科的理论知识、基本技能的学习和训练，使其在毕业时具备成为合格现代工程师的基本素质和条件，或者称为现代工程师的毛坯。
2 现代工程师的能力目标
高等工程教育的人才培养目标是工程师，中国特色现代化建设需要大量的多层次、多类型的现代工程师。因此，必须用符合时代要求的先进的现代工程教育观指导现代工程师培养。理论知识、理论教学和实践教学、工程实践训练之间的关系、地位与内容融合问题一直是高等工程教育讨论的核心问题，因而其改革的重点和策略一直围绕着核心问题而展开。长期的工程教育实践使教育者深刻反思、认识到：培养现代工程师，必须坚持科学教育与工程实践训练并重的核心理念。二者并重并统一于工程师培养过程的工程教育观是现代工程教育观的核心内容。现代工程对现代工程师的基本素养和能力要求也证明了现代工程教育观的科学合理性。现代工程已经形成了以市场需求为源驱动力，以研究开发、技术设计、制造运行、营销管理和咨询服务等为主要服务环节，以有效供给市场、提高供给质量为目的，以绿色技术、绿色制造、绿色产品和资源循环为工程理念的工程生命周期，如图1所示。其中，最基本的是研发、设计、制造和营销，而设计处于中心地位，是联系他们的纽带。
设计活动的驱动输入是基于主体需求和研发的初步试验品，其输出结果是明晰和规范的纸质和电子图式(图示、图形)模型、程序及操作流程和相应的技术说明文档，也包括在不同的设计阶段试制的样机或实物模型。制造(建造)的驱动输入是设计输出的结果，其输出是投放市场或服务社会的工业产品(软件、硬件)与服务。在经营销售与服务活动过程中，工业产品完成自己的寿命(主要是产品或者设备的技术寿命和经济寿命)，从而为下一代产品设计提供新的需求和技术信息。这就要求现代工程师必须掌握扎实的自然、人文社会和管理科学基础，掌握以技术科学为主要学科基础、工程技术专业知识与技能，并能够综合应用科学的知识、方法和技术手段分析和解决各种工程实际问题。 [2]美国经过大量研究论证，发现产品成本的70%由设计阶段决定，有效的设计能够提高产品质量、减少成本、缩短生产周期，更好的满足客户的需求。[3]因此，工程设计能力，包括工程创意创新设计能力是现代工程師必须具备的核心能力，它决定着国家工业化水平和创新能力能否走在世界前列。必须将工程设计能力培养包括科学知识、工程设计理论方法、工具手段和创新意识、能力等贯穿于工程教育全过程。
3 工程设计及其方法
设计是基于某种需求的有目的性的创造活动，设计需要有创意构思和设想计划。在我国2012年公布的学位授予和人才培养学科门类设置中，设计学第一次独立以一级学科的形式出现，设计学的主要研究领域有工程设计、工业设计、环境设计、视觉传达与媒体设计、信息与交互设计和手工艺设计等。
3.1 工程设计的内涵与发展
辞海[4]中关于工程设计概念的外延侧重于建造性工程设计，实际上除建造性工程设计外，还有大量的不断延伸和拓展的制造性工程设计。本文主要讨论制造性工程设计，就是将多种材料经过多个复杂的加工处理过程，做出一种新的复合材料或者、产品、设备、装置、装备和系统来的工程设计方法。工程设计的研究内容注重于功能、性能、结构、材料、环境、成本、程序、工艺和流程等。文献[5]将工程设计的内涵概括为：工程设计实际上是求解一个工程问题的思维和实践过程。进一步说，也就是在给定的初始状态和各种约束条件下，经过构思和创造，解决有关参数的选择与优化问题、设备工具与工序的选择、各种界面的衔接与匹配问题、工程组织管理问题，效率、效力和功能的提升与优化问题，形成一个能够从初始状态经过一系列中间环节转化为现实目标状态的设计结果的活动过程。该设计结果可以是工程设计图纸、运作方案、工程规划(计划)、工程规范和工程标准等，更为显著的特征是，在工程实践中依据这些工程设计结果，可以建造或者制造出人造物来。
伴随着科学技术和工程技术的发展，工程设计的演化大体可分为传统工程设计、现代工程设计和创新设计三个阶段。[6]传统工程设计，指工业革命之前的工程设计活动，是基于个体和手工作坊制的师徒口头传授经验和技艺的设计，设计工作主要在于产品或系统功能的构造。工匠既是设计者、制造者也是销售者，制造过程主要依靠手工完成。现代工程设计开始于工业革命之后，特别是电气化时代的出现，社会化机器大生产的分工，设计逐渐和制造分离开来，逐步形成了专业的设计工程师。这时，大学也将工程设计作为课程教学的内容，1852年，德国Reuleaux教授的《机械原理》教材问世，工程设计主要基于现代科学技术知识，创造应用价值，通过市场竞争与选择创造经济品牌价值。在此阶段，工程设计理论与方法学，工程设计方法与技术，设计自动化方法和技术，设计工具等逐步建立、形成和发展。工程设计作为广义制造中的核心和灵魂等到确立。20世纪60年代，美国、英国和德国发起了一系列的有关工程设计的研究活动。德国提出了“提高竞争力的关键在设计”的口号，对工业中获得的经验进行提升和理论概括，1976年，Pahl和Beiti教授的《工程设计学问世》，随后被译成了包括中文在内的七种语言，成为指导工程设计的经典著作。[7]美国主要通过从外部观察对工程设计过程进行归纳概括，目的在于建立工程设计理论和支持工具。目前我们国内流行的仿真、工程设计支持软件几乎全部是美国公司的产品。基于传统工程设计、现代工程设计而成长起来的创新设计，设计的过程、方法、对象、制造和经营服务都依赖于互联网环境、知识信息大数据，设计更具有个性化、定制式和系统创新的特征，设计以绿色化、数字化、网络化和智能化为未来发展方向。在产品的全生命周期内，以系统建模与优化计算等先进工程设计技术为支撑，建立具有丰富设计知识库和模拟仿真的数字化智能设计系统，并能够在不同地域的虚拟数字化环境里并行、协同地完成全数字化产品设计，结构、功能和性能的计算、优化仿真和整体装配运行。[8]创新设计是我们当前和后续努力达到和实现的目标，通过创新设计引领我国制造业强国、现代化国家的实现。创新设计的实施需要大批的掌握创新设计理论、技术和方法的人才支撑，以工程设计的教授与学习为核心的工程设计教育，就成为了高等工程教育培养现代工程师的第一位的核心的内容。
3.2 工程设计的显著特点
世界著名空气动力学大师冯·卡门说：科学家发现(discover)已经存在的世界;工程师创造(create)一个过去从来没有的世界。后来有人补充说，艺术家想象(imagine)一个过去和将来都“不存在”的世界。因此，“科学发现”“技术发明”“技术创新”和“工程设计”成了固定搭配词语。工程设计把工程和科学明显的区分开来了。科学研究只有第一，没有第二;工程问题的解答具有非唯一性，是在多项约束和矛盾冲突中协调实现的。因此，工程设计的显著特点包括：创造性、复杂性、选择性和妥协性。工程设计要求工程师以工程可实现性为必须前提条件，针对实际的工程问题给出可行的、可操作的实施方案。
3.3 工程设计基本方法
国民经济各个产业部门，特别是细分的各工程领域在其单元(部件)、设备、系统及其产品或者工艺流程的设计方法上各有特点，综合各方共性，讨论一般工程设计的基本环节、内容要求，对提高工程设计教育质量，培养适应创新驱动发展战略的工程技术人才是有重要意义的。一个基本的设计过程通常包括：需求调查与分析，制定设计方案，模型制作，方案测试评估与优化和编制用户手册等主要环节，是一个具有反馈和循环的动态过程。设计流程如图2所示。
(1)需求分析。以需求为源驱动力，发现与明晰工程设计问题，以形成设计要求说明书文档为标志。设计要求说明书的主要内容包括：设计对象的总体目标，功能要求，性能指标(技术指标或总体技术水平的要求)，结构外观要求，环境目标要求，安全性，可靠性要求，成本要求和时限要求，等等。
(2)方案设计。以所形成的设计要求说明书内容为目标，收集设计所需要的信息完成设计分析;以工程设计的主要因素为主线，提出尽可能多的设计构思，将最能取得希望效果的构思以功能结构图、模型、语言和文字等方式呈现出来;进而对各种构思进行筛选，从而获得实现目标的比较满意的设计方案。
(3)模型(原型)制作。以获得的满意设计方案为指导，以模型(原型)制作或者开发原型机为主要任务，发展构思、检验产品的造型结构以及零部件的装配关系，进一步完善产品设计方案。该环节包括图样绘制和制作模型两个阶段，产生工作原理图、整体和局部结构图(包括加工要求)、装配图和不同的模型制作。现代设计过程中广泛使用计算机辅助设计制造技术，模型或原型连接、装配和试验，全部在计算机支持的可视化系统中可以完成。
(4)方案测试、评估与优化。测试的目的是检验产品在结构、功能和技术性能等方面是否达到了设计要求说明书的指标要求，同时，对设计方案和产品进行全面的评估，以便进一步优化设计方案。
(5)编写用户手册。用户手册也称为产品说明书，它可以帮助消费者正确使用、保养产品，有效发挥产品使用价值。产品说明书一般由标题，正文和标记等组成，要求语言准确、通俗、简洁、内容条理清楚。
4 工程设计能力培养
工程设计教育的主要任务是培养工科学生的工程设计能力，工程设计能力培养必须以掌握和运用工程设计方法为主要内容。院校工程教育中的工程实践训练担负着培养学生工程实践能力、特别是创新设计能力的重任，通过工程实践教育、训练，着力培养学生的工程实践能力、工程设计能力和创新能力。工程设计能力培养必须分层次循序渐进，由基础的初步设计、综合到创新，由相对独立到交叉融合。相应的环节包括：设计性、综合性实验，课程设计，综合实训，科技创新和学科竞赛，毕业设计等。
設计性、综合性实验：设计性和综合性实验是培养学生设计能力的基础。其中，设计能力的培养过程是在明确实验目标任务与要求的基础上(需求)，由学生自行设计实验方案(设计方案)、选择仪器设备、自行搭接实验线路(模型制作)、拟定实验步骤、完成实验任务(方案测试)、撰写实验报告与交流等阶段组成。这是工程设计能力培养的起步，必须把工程设计的基本思想和方法融入其中，指导学生熟练掌握和运用。从基础课、专业基础课到专业课，设计性和综合性实验项目的数量应依次增加。以项目数计，总的设计性、综合性的项目数应在60%以上。
课程设计：该环节是在工程基础课程、专业基础和专业课程之后设置，与课程学习内容紧密相关的具有综合性的小系统、产品或者设备、单元(部件)等的设计/开发任务。主要包括任务确立、市场分析、方案设计、加工制作、调试运行、分析测试和撰写设计报告的全过程。总体课程设计设置数目不少于3个。通过训练，使学生能够巩固和提升工程设计能力，将所学习的工程设计理论和方法、专门领域的设计知识、设计支持工具(CAD、CAE、EDA)等方法和工具与实际应用紧密结合起来，解决工程实际问题。同时，能够考虑各种约束关系。
综合实训：为提升工科大学生工程技术设计能力而设置工程实训环节，实训以各专业工程技术专题为基础、实施“实践(习)+培训”的工程实践训练。真实的企业环境，严格的企业运营管理制度和市场化的设计项目实战是达到综合实训目标的三大必备要素。
科技创新和学科竞赛：是工程设计能力和个性化培养的重要途径。根据兴趣和特长，学生自由选择项目，撰写提交项目申请书(包括项目的依据和需求，实施方案，仪器设备和工具，项目计划与经费预算等)，自行组织3人左右的项目团队。指导教师团队对学生选题进行答辩，确定资助项目与经费，项目完成时必须提供设计作品，进行验收和答辩。此基础上，进一步选拔部分学生参加如电子设计竞赛、“飞思卡尔”杯智能汽车和机器人竞赛等学科竞赛项目。实践证明，这些科技创新活动能够充分发挥学生的学习积极性、主动性，有效提高学生设计、综合能力，运用新型设计/开发工具的能力和创新设计能力。
毕业设计：是工科各专业本科生在院校工程教育阶段工程设计能力培养的最后一个全面的综合性实践环节，是针对某一课题任务(企业实际问题)综合运用所学专业理论知识、技术和设计开发工具来构思设计方案，并予以实现的创新过程。具体需要完成调研选题、需求分析、文献综述、方案论证、系统设计、分析测试、性能分析与交流和撰写设计报告等工程设计方法的基本步骤。毕业设计题目类型可分为工程设计型、实验设计研究型和软件设计/开发型等。此环节采取校内外相结合，以校外企业实践基地为主来实施。
依照上述思想，作者及其团队在江苏理工学院电气信息工程学院教学实践中实施了多年，学生普遍掌握了基本的工程设计方法，具备了工程设计的初步能力。近10年电气信息工程学院学生获得了全国电子设计竞赛省级三等奖以上奖项85项，近6年获江苏省大学生实践创新训练计划项目44项，近4年的全国大学生“飞思卡尔”智能车竞赛获得赛区二等奖以上奖项15项、全国一等奖2项，近3年的全国大学生物联网工程设计竞赛赛区特等奖2项、全国二等奖1项。
5 结语
综上所述，紧紧围绕院高等工程教育中工程设计能力培养问题，从高等工程教育及其目标、现代工程师的能力要求、工程设计及其方法、院校工程教育阶段(工程设计教育)的工程设计能力培养等四个方面进行了论述和探讨。目的使得工程教育中更加突出工程设计能力培养，更加科学合理、规范高效地设置和实施工程设计能力培养环节，培养适应以创新设计为时代特征的工程技术人才，为实现两个百年的奋斗目标提供强大的人才支撑。
参考文献：
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[3] 雷庆，王敏 .工程设计与工程设计教育的历史解读[J].高等工程教育研究，2014(1)：38-44.
[4] 辞海编辑委员会.辞海[Z] 上海：上海辞书出版社，1989.
[5] 殷瑞钰，汪应洛，李伯聪.工程哲学[M]. 2版.北京： 高等教育出版社，2013.
[6] 路甬祥. 关于设计进化的再思考[J].机械工程导报，2014(2)：3-5.
[7] 冯培恩. 设计、创新及其发展环境[J].机械工程导报，2014(2)：24-28.
[8] 周济.制造业数字化智能化[J].机械工程导报，2013(1/2)：3-9.
Higher Engineering Education and Training of Engineering Design Ability
LUO Yin-sheng， YU Yang， TAO Wei-ge， LIU Xiao-jie， SONG Wei
(School of Electrical Information Engineering， Jiangsu University of Technology， Changzhou 213001， China)
Key words： engineering education; modern engineer; engineering design education; engineering design ability
責任编辑 祁秀春
岩土工程设计论文范文第4篇
摘要：近年来，随着社会经济的不断发展，我国也愈发地重视建筑工程设计以及工程造价。在建筑工程施工的过程中，有很多因素可以直接影响整个工程的造价，因此必须加强对工程造价的控制，才能提高建筑工程的整体质量保证建筑行业的经济效益。工程造价是建筑工程设计阶段的重要组成部分，在设计的过程中一定要加以重视，才能为经济与质量提供保障，促进我国建筑工程行业的持续发展。
关键词：建筑工程设计;工程造价;有效控制
引言
建筑工程施工的基础在于工程设计，设计方案的合理性直接影响到整个项目效益，同时也关系着企业自身形象。通过设计方案的优化能够提高资源利用率，减少施工浪费现象，同时降低施工所需成本，更好的控制工程造价。因此必须要提高工程设计对造价影响的重视，在项目实施中要格外注重二者的关联。具体来说，在设计阶段要根据具体的投资情况来设计相关图纸，合理分配项目预算，避免出现浪费、偏离和漏算问题。在具体实施过程中，要严格控制好图纸变更问题，避免对施工整体思路造成影响，从而导致造价
大规模变更。
1建筑工程设计与造价的关系
一项建筑工程当中，设计环节至关重要，是整个工程建设施工的基础，建筑工程设计方案与设计图纸的质量不仅对整个建筑工程建设施工有着决定性的影响，还将对整个工程的经济效益有着巨大的影响。高质量、高水平的建筑工程设计可以实现对建筑资源的高效利用，减少建设施工中资源的浪费，实现对工程造价的有效控制。由此可见，在开展建筑工程建设施工时，应充分考虑到建筑工程设计与工程造价之间的关联性，一方面，在进行建筑工程设计时，设计者应根据投资方的资金情况开展图纸设计，将工程预算进行科学合理的分配，避免出现浪费情况、避免预算过程出现遗漏。同时，在建筑工程建设施工时应该严格控制图纸更改对工程造价造成的影响。另一方面，建筑工程设计者应主动与建设施工人员进行沟通与交流，将设计方案相关信息及时、准确地传递给相关人员，使建筑工程在建设施工中可以更加高效率、高质量地根据设计意图进行施工，避免产生工程造价超预算情况。
2建筑工程设计与工程造价有效控制方法
2.1提高设计者和管理者的素养
建筑工程造价的质量与设计人员、造价管理人员有直接的关系，建筑工程设计方案想要达到要求就必须符合相关的法律规定以及各项标准，除此之外，还要结合业主的需求完成建筑工程设计，保证工程造价的合理性加强控制管理力度。想要达到建筑设计的目标就必须提高设计者的专业能力，培养造价管理者的责任意识，相关的建筑企业可以定期对现有的员工进行培训，展开相关的教育让设计者与造价管理者意识到工作内容的意义，提升自己的综合能力。企业还要建立科学、规范的管理制度，保证设计者与造价管理者互动，完善衔接工作，提高設计工作的质量与合理性。
2.2确保工程项目的可行性
为了更好地保证建筑工程建设施工的顺利开展，在开始建设施工之前，必须对工程项目进行可行性分析，这样可以使造价管理者对整个建筑工程的造价进行科学性及合理性分析，并采取更为科学合理的方法，实现对工程造价的有效控制，避免建设施工过程中出现超预算情况。为此，必须针对建筑工程每个环节的设计方案进行相应的可行性分析与研究，对可行方案进行保留，对可行性不是很好的方案及时进行修改，保证工程建设施工的顺利开展。
2.3严格控制设计变更
建筑工程设计过程中，设计变更的出现是在所难免的，这就要求设计单位充分关注设计图纸和设计方案的每项审查工作，尽可能地防止出现错、漏、缺的现象。此外，建筑企业在选择设计单位时，要选择与那些资质高、业绩突出的设计单位合作，同时合理控制设计费用和设计时间。设计费用过低势必会对设计人员工作的积极性产生不良的影响，导致图纸设计和方案设计质量无法得到保障;同样，预留的设计时间越短，设计人员所设计的图纸和方案的深度就会越低，从而导致因图纸设计不合理而产生不必要的费用成本。此外，建筑企业在与设计单位签订合同时，应该明确如果因设计问题而导致设计变更，且对工程成本造价造成重大影响的话，设计单位必须要承担相应的责任。在建筑工程设计工作开展前，建筑企业和设计单位都应该做好充足的准备工作，比如施工现场的勘察、施工环境的调查、类似工程案例的研究等等，这样也可以实现设计变更的有效控制，降低工程成本，提高经济效益。
2.4引入第三方监管机制
现实中很多建筑单位缺乏相关的成本造价管理经验，在实际管理中可能会出现各种操作错误，项目设计水平有限，限制了企业的发展，专业人员可以通过第三方进行监理，解决设计结算存在的不足，减少成本的增加提高建筑工程的经济效益。开展相关的建筑工程设计方案评选时，建筑企业可以选择一些经验丰富专业性较强的造价人员，组成一个监管团队进行监管。聘请的工作人员一定要具备相关的实践经验，掌握建筑工程造价的实际内容，作为第三方监管队伍参与到设计监管，一旦发现建筑设计中出现问题，就要提出一些具有建设性的意见进行修改。
结语
综上所述，建筑工程行业可以带动我国经济快速的发展，工程项目想要具体实施离不开设计方法与图纸，这些既是工程造价的具体内容也是项目的重要支撑。工程造价是经济效益的关键，必须对其全面地策划，才能落实造价管理。建筑工程造价能够直接影响工程建设的质量与水平，对控制工程造价至关重要，必须在设计阶段对工程造价进行有效的控制，采取相应的解决措施，最大程度地减少工程成本，工程建设才能达到最终的经济目标。
参考文献
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岩土工程设计论文范文第5篇
一个建设项目，工程设计环节非常重要。设计作为工程建设的核心，一旦完成，工程进入施工环节，那么就决定了工程造价和工程本质。而工程造价控制贯穿于工程项目建设的整个过程，设计阶段的造价控制对整个工程的造价管理具有非常重要的作用，本文分析了冶金项目设计阶段的划分，并提出在设计阶段对工程造价控制的方法。
一个建设项目，工程设计环节非常重要。设计作为工程建设的核心，一旦完成，工程进入施工环节，那么就决定了工程造价和工程本质。通常情况下，要看一个项目在造价上是否具有合理性，在设计阶段已经基本上就定型。根据经验数据显示，设计费一般只占到建设工程全寿命周期费用的1%，但正是这1%的设计费用，对于工程造价的影响度占到75%以上。由此可见，设计阶段对整个工程建设的效益影响是至关重要的，是造价控制的源头，故在这个阶段的造价控制对整个项目的造价控制具有非常重要的作用和意义。
冶金项目设计阶段的划分及造价控制。根据国家相关规定，一般的冶金项目可分初步设计和施工图设计两个阶段进行，称为“两阶段设计”，对于技术复杂，有设计难度的工程，根据项目相关管理部门的意见和要求，可分初步设计、技术设计和施工图设计三个阶段进行，称为“三阶段设计”，造价工作人员都要根据每个设计阶段的设计内容完成本阶段工程造价。
初步设计阶段。这是设计过程中的一个关键性阶段，也是整个设计构思基本形成的阶段。通过初步设计可以进一步明确拟建工程在指定地点和规定期限内进行建设的技术可行性和经济合理性。冶金项目初步设计包括总平面设计、工艺设计和建筑设计三部分。根据初步设计图纸及图纸的设计深度，造价人员运用概算定额法、概算指标法和类似工程概算法等编制初步设计总概算。初步设计概算一经批准，将作为控制拟建项目投资的最高限额。
目前，我国冶金项目也走向国际化趋势，国际通行的EPC项目总承包管理模式已经得到广泛应用。作为设计院凭借自身设计及管理优势成为大型冶金工程的EPC总承包的主体。设计概算成为签订建设工程EPC总承包合同和贷款合同的依据，是控制施工图设计和施工图预算的依据。
技术设计阶段。技术设计是初步设计的具体化，也是各种技术问题的定案阶段。技术设计的详细程度应满足确定技术设计方案中重大技术问题和设备选择等方面的要求。如果技术设计对初步设计中确定的方案有所更改，针对更改部分应编制修正概算书。这一阶段往往是针对技术比较复杂，工程比较大的项目而设立的。
施工图设计阶段。这一阶段主要是通过图纸，把设计者的意图和全部设计结果表达出来，作为施工的依据。它是设计工作与施工工作的桥梁。施工图的深度应能满足设备、材料的选择和确定，非标准设备的设计与加工制作、施工图预算的编制、建筑工程施工和安装的要求。造价人员应根据施工图纸和说明及预算定额编制施工图预算，用以核实施工图阶段造价是否超过批准的初步设计概算。
我国国内传统的工程管理模式还是设计与施工分别招标，在这种管理模式下，工程施工以施工图为基础，以中标单位的施工图预算作为确定工程承包合同价的依据，同时施工图预算也成为结算工程价款的依据。设计阶段的造价控制是一个有机联系的整体，各设计阶段的造价（初步设计概算、修正概算、施工图预算）相互制约、相互补充，前者控制后者，后者补充前者，共同组成工程造价的控制系统。
冶金项目设计阶段的造价控制
应用限额设计对设计阶段的造价进行控制。我国目前传统的设计、施工分别招标的管理体制下，冶金项目执行过程中，一些设计单位只负责工艺技术，不重视投资控制，没有强调限额设计，造成片面追求高标准、高要求，使工程投资超资严重。
所谓限额设计，就是要按照批准的投资估算控制初步设计，按照批准的初步设计总概算控制施工图设计。在EPC总承包管理模式下的限额设计的限额，就是投标时的初步设计总概算。那就要求各专业在保证达到使用功能的前提下，按照投标时分配的投資限额控制设计，严格控制技术设计和施工图设计的不合理变更，保证总投资限额不被突破。限额设计并不是只考虑节约投资，而是尊重科学、尊重实际、实事求是，精心设计和保证设计科学性的前提下，达到控制投资的目的。为了保证限额设计能落到实处，在整个设计过程中，就要经常检查已设计完成图纸的工程费用，切实作好控制造价工作。在设计的同时由造价人员介入，计算已设计完成图纸的工程造价，并与投标时的设计概算相对比，如果图纸的工程造价超过投标时的初步设计概算，与设计人员沟通，看看有没有优化设计的可能，并需要设计人及时调整施工图纸。这里的说的是工程造价，由于通常情况下，项目的清单综合单价是固定的，实际工程中工程造价控制转变成为工程量的控制。限额设计通过层层分解，实现了对投资限额的控制和管理，同时也实现了对设计规模、设计标准、工程数量、概预算指标等各方面的控制。工程量控制是实行限额设计的有效途径和主要方法。
我单位中标的某钢铁有限公司2×230m2烧结机项目的EPC总承包工作中，配料室钢结构漏斗壁厚最初的设计厚度为20mm，按此计算工程量为480吨，超过投标时的工程量；造价人员在与设计人员沟通沟，建议设计人调整壁厚。设计人员通过计算后，在保证工程质量、安全的前提下，将有些漏斗壁厚调整为16mm或14mm，按此计算工程量为290吨，钢结构工程量一下减少近200吨。同样是配料室的钢篦子，最初设计为型钢及钢板，后经由设计人调整为型钢和钢筋，工程量又减少近50吨。
技术与经济相结合是控制工程造价最有效的手段。要有效地控制工程造价，应从技术、经济等多方面采取措施。从技术上采取措施，包括重视设计多方案选择，严格审查初步设计、技术设计、施工图设计，深入技术领域研究节约投资的可能性。要采集、归类工程技术资料，形成一套完整的分析系统。一方面通过对比分析各项经济指标，合理选用材料设备、工艺技术和结构形式。另一方面，优化各项技术指标，如含钢量、混凝土强度等级等，用具体的技术经济指标来控制设计，从而控制工程造价。以某钢铁有限公司2#230m2烧结机项目为例，转运站结构形式采取钢结构还是混凝土结构；配料室料仓壁采用混凝土还是钢结构根据平时积累的技术经济指标分析，选择合理的结构形式。
从经济上采取措施，包括动态的比较造价的计划值和实际值，对节约投资采用奖励措施。设计单位在自己单位内部管理上应把设计质量、控制工程造价与个人效益挂钩，促使设计人员加强经济观念。
引入竞争机制，加强设计招标。实行建设项目的招标投标是我国建筑市场趋向法制化、规范化、完善化的重要举措，通过招标投标择优选择，有利于降低工程造价，进而使工程造价得到合理有效的控制。目前，我国招标投标主要应用在工程施工阶段，而在设计阶段进行招标投标相对较少。设计市场也存在一些问题。设计转包、设计挂靠等违法行为是多年的顽疾，给工程质量安全带来极大隐患，更不用说控制工程造价。推行设计招投标，有利于促进设计单位提高自身设计水平，有利于进行设计方案的优化，有利于加大控制工程造价的力度，将投资落实在设计阶段。在招标的过程中，对不同设计单位的工艺流程、规模、设备选型、功能方案进行的分析和把握，不但要考虑设计单位的优势，还要考虑施工单位的施工水平和质量，才能更好地控制工程造价。设计单位要树立良好的经济意识，重视建设项目的投资效果，用最为经济合理的设计方案参加投标。而建设单位运用价值工程理论对设计方案进行比选，进行技术经济分析，从中选出技术先进、经济合理，既能满足功能和工艺要求，又能降低工程造价的设计方案。
随着我国经济的快速发展，行业之间的竞争也越来越激烈。如何在同等的条件下提高自身的竞争水平，作为一名技术人员，应该在实践中不断学习，并注重借鉴国内外先进的经验，不断提高自身的专业素养和综合素质，为提高设计阶段造价控制水平做出应有的贡献。
岩土工程设计论文范文第6篇
【摘 要】本文针对大气污染控制工程课程设计中任务书与时代脱节、时间安排不够合理、组织形式不合理、学生缺乏个性化指导、成绩考核方式不够合理等问题，提出引入翻转课堂教学模式，从设计任务的设计与发布、课程时间安排、任务完成形式、组织形式和评价体系五个方面进行教学改革与探索，从而有效地提高学生的学习兴趣，培养学生动手能力，发现问题、分析问题、独立解决问题能力，团队协作能力以及自学能力。
【关键词】大气污染控制工程 课程设计 翻转课堂 教学改革
大气污染控制工程课程设计是环境工程专业实践教学的重要一环，其教学目的是训练学生将“环境工程制图与CAD”“大气污染控制工程”“环境工程设备”等课程理论知识与技能进行综合运用，并注重培养学生查阅相关资料能力，方案构思和设计计算的工程能力，独立思考解决问题能力。传统大气污染控制工程课程设计一直以来都是教师进行任务分配，讲解基本要求、相关理论及注意事项后，学生以个人为单位在2周内独立设计一个完整的除尘系统，设计过程中教师只在规定的课堂时间内集中进行检查和指导，学生学习效果较差。本文通过分析大气污染控制工程课程设计教学中的突出问题，提出引入翻转课堂教学模式，并对这一模式进行了探索，同时调查学生对课堂效果评价。
一、大气污染控制工程课程设计教学中存在的问题
（一）课程设计任务书与时代脱节。大气污染控制工程课程设计已经开设很多届，设计选题并未随着开设年限的增长而不断改进，选题陈旧，导致学生抄袭现象严重，甚至出现一个课程设计作品被几届学生连续抄袭的情况。且设计书介绍的工艺与实际脱节，很多要求设计的工艺都属于淘汰的，并不能满足当下达标排放要求，学生理论联系实际不足，且机械模仿式设计并不利于学生发散思维的培养。
（二）课程设计时间安排不够合理。传统的课程设计安排是在大气污染控制工程理论教学和实验教学完成后进行的，与专业课的衔接性较差，造成设计内容与课堂教学内容脱节。设计要求学生以个人为单位在2周内设计一个较为完整的除尘系统，还要撰写设计书等，设计难度大。对于知识水平较差的学生来说基本是一个不可能完成的任务，而为了拿到相应的学分，学生只好抄袭或者拷贝往届的设计作品。
（三）设计组织形式不合理，设计节奏把控能力弱。大气污染控制工程课程设计要求每一个学生在教师指导下独立完成一个除尘系统的设计，设计任务繁重，设计过程也并不要求学生集中在教室进行，设计过程基本是学生单打独斗，有问题讨论机会不多，只能独自解决或求助于老师，虽然有利于学生独立思考解决问题的能力，但不利于学生团队协作能力的培养，而这个能力恰恰是学生所缺乏的。非集中式的设计也不利于教师对学生设计进度进行实时监控，设计过程全凭学生自我约束，让抄袭的学生有机可乘。
（四）教师答疑效率低下，学生缺乏个性化指导。设计过程教学过程主要包括课程设计设计任务布置、教师讲解常见的设计问题及注意事项、设计全过程的指导答疑及管理和最终成绩评定。在问题讲解过程中教师只能对常见的问题、往届设计中出现较多的问题进行讲解，然而每一届每一个学生的知识水平都不同，这就要求教师有针对性地对学生进行个性化指导，这在传统设计教学课堂中是很难实现的。集中答疑的指导方式导致学生问题解决的严重滞后，且教师时间和精力有限，不可能解答每一个学生的问题，有些害羞的学生完全没有机会得到教师的解答，最终导致设计失败，抄袭的现象时有发生。
（五）成绩考核方式不够合理。传统的课程设计成绩主要由设计说明书和设计图纸的质量两部分组成，且这两部分成绩都是由教师一人评定，带有较强的主观性。且说明书和图纸的质量并不能完全反映出一个学生对课程设计的真实领悟情况。
二、大气污染控制工程课程设计翻转课堂教学模式的改革
（一）任务的设计与发布。针对设计任务老旧与现阶段工艺脱节问题，通过走访相关高校、大学教师、学生个人、企事业用人单位，了解大气污染处理设备设计现状，收集合适的工程案例。开展校企合作，共同编写设计任务书，且设计案例做到“任务背景类似，设计选题显著不同”，以此有效规避学生抄袭。同时，教师将设计任务书、设计指导视频、设计参考资料等统一通过“网络教学平台”进行发布。
（二）合理安排课程设计时间。在大气污染控制工程课程开课第二周通过“网络教学平台”发布教学任务书，让学生边设计边学习，带着问题来上课，学生遇到困难有足够的时间思考并得到老师的指导，做到理论课程学完，课程设计也基本完成，而原来的集中两周课程设计时间则进行课程设计的修改和完善以及进行设计答辩。这样有效地锻炼学生发现问题、思考问题、分析问题和解决问题的能力。
（三）变革设计任务完成形式。改变过去一个学生独立完成一个课程设计任务形式，变为由2-3个学生协同完成一个设计的模式，在组队过程中，注重学生个体間的差异，将基础不同的学生尽量在各组中实现平衡。同时以小组为单位，通过“网络教学平台”对学生进行更正管理，有效培养学生的团队合作能力。
（四）重构课程设计组织形式。课程设计教学过程中不再安排教师进行教师集中讲授，设计难点、常见问题的讲解都通过网络微视频形式进行，让学生在网上合理安排时间自由学习，并在线上线下教学对学生进行跟踪指导，突破了教学时间和空间的限制：线上，通过信息化手段，有效地掌握学生设计进度、设计阶段成果，及时解决学生设计中的问题并通过QQ、内部邮件等进行交流解答；线下，合理组织安排学生集中讨论，设计最终成果展示答辩环节。通过线上线下教学活动的实施和监控，保证每组学生都能在规定的时间完成设计任务，达到教学设计的教学目标。
（五）构建合理的考评体系。为保证对学生设计成果有客观公平的评价，突破传统成绩评定中只重结果不重过程的情况，更加注重对学生知识的理解和运用能力的考核。所有学生的设计成果将上传到教学平台进行公开展示，同时在大气课程设计过程中增设“阶段性设计成果”检查和设计汇报、答辩环节。要求学生将设计过程材料与最终成果以PPT的形式展示出来，鼓励其提出自身设计的缺陷和可能的解决方案，并在展示过程中接受教师和其他同学的提问。改变以往成绩由教师一个人决定的情况，最终成绩由“阶段性设计成果”“设计说明书”“设计图纸”和“设计答辩”四部分分别按照15%、25%、25%和35%的比例组成，有效地提高了学生的参与度，以相互学习、相互评价潜移默化地提高学生的学习兴趣。
三、结论
通过引入翻转课堂教学模式，从设计任务的设计与发布、课程时间安排、任务完成形式、组织形式和评价体系五个方面进行大气污染控制工程课程教学改革与探索，有效地解决了传统设计实训课程设计任务与时代脱节、课程设计时间安排不合理、设计组织形式不合理、设计节奏把控能力弱、教师答疑效率低下、学生缺乏个性化指导、成绩考核方式不够合理等问题，提高了学生的学习兴趣，较好地培养学生动手能力，发现问题、分析问题、独立解决问题能力，团队协作能力以及自学能力。同时，也为其他实训类课程进行翻转课堂教学模式改革提供借鉴。
【参考文献】
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[5]魏连江，王德明，陈开岩.《矿井通风与安全》课程设计教学模式研究与改革[J].中国安全生产科学技术，2011（7）
【基金项目】桂林理工大学南宁分校课程改革与建设立项项目（2015KGA03）；2015年度广西职业教育教学改革立项项目“‘课证融合、训岗直通’提升地方环境工程技术专业人才培养质量研究与实践”
【作者简介】周 龙（1988—），男，湖南长沙人，硕士，桂林理工大学南宁分校讲师；马华菊（1970— ），女，桂林理工大学南宁分校副教授。
（责编 王 一）