时间：2023-03-20 16:12:30
导语：在化工英语论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
纳米材料在结构、光电和化学性质等方面的诱人特征，引起物理学家、材料学家和化学家的浓厚兴趣。80年代初期纳米材料这一概念形成以后，世界各国对这种材料给予极大关注。它所具有的独特的物理和化学性质，使人们意识到它的发展可能给物理、化学、材料、生物、医药等学科的研究带来新的机遇。纳米材料的应用前景十分广阔。近年来，它在化工生产领域也得到了一定的应用，并显示出它的独特魅力。
1.在催化方面的应用
催化剂在许多化学化工领域中起着举足轻重的作用，它可以控制反应时间、提高反应效率和反应速度。大多数传统的催化剂不仅催化效率低，而且其制备是凭经验进行，不仅造成生产原料的巨大浪费，使经济效益难以提高，而且对环境也造成污染。纳米粒子表面活性中心多，为它作催化剂提供了必要条件。纳米粒于作催化剂，可大大提高反应效率，控制反应速度，甚至使原来不能进行的反应也能进行。纳米微粒作催化剂比一般催化剂的反应速度提高10～15倍。
纳米微粒作为催化剂应用较多的是半导体光催化剂，特别是在有机物制备方面。分散在溶液中的每一个半导体颗粒，可近似地看成是一个短路的微型电池，用能量大于半导体能隙的光照射半导体分散系时，半导体纳米粒子吸收光产生电子——空穴对。在电场作用下，电子与空穴分离，分别迁移到粒子表面的不同位置，与溶液中相似的组分进行氧化和还原反应。
光催化反应涉及到许多反应类型，如醇与烃的氧化，无机离子氧化还原，有机物催化脱氢和加氢、氨基酸合成，固氮反应，水净化处理，水煤气变换等，其中有些是多相催化难以实现的。半导体多相光催化剂能有效地降解水中的有机污染物。例如纳米TiO2，既有较高的光催化活性，又能耐酸碱，对光稳定，无毒，便宜易得，是制备负载型光催化剂的最佳选择。已有文章报道，选用硅胶为基质，制得了催化活性较高的TiO／SiO2负载型光催化剂。Ni或Cu一Zn化合物的纳米颗粒，对某些有机化合物的氢化反应是极好的催化剂，可代替昂贵的铂或钮催化剂。纳米铂黑催化剂可使乙烯的氧化反应温度从600℃降至室温。用纳米微粒作催化剂提高反应效率、优化反应路径、提高反应速度方面的研究，是未来催化科学不可忽视的重要研究课题，很可能给催化在工业上的应用带来革命性的变革。
2.在涂料方面的应用
纳米材料由于其表面和结构的特殊性，具有一般材料难以获得的优异性能，显示出强大的生命力。表面涂层技术也是当今世界关注的热点。纳米材料为表面涂层提供了良好的机遇，使得材料的功能化具有极大的可能。借助于传统的涂层技术，添加纳米材料，可获得纳米复合体系涂层，实现功能的飞跃，使得传统涂层功能改性。涂层按其用途可分为结构涂层和功能涂层。结构涂层是指涂层提高基体的某些性质和改性；功能涂层是赋予基体所不具备的性能，从而获得传统涂层没有的功能。结构涂层有超硬、耐磨涂层，抗氧化、耐热、阻燃涂层，耐腐蚀、装饰涂层等；功能涂层有消光、光反射、光选择吸收的光学涂层，导电、绝缘、半导体特性的电学涂层，氧敏、湿敏、气敏的敏感特性涂层等。在涂料中加入纳米材料，可进一步提高其防护能力，实现防紫外线照射、耐大气侵害和抗降解、变色等，在卫生用品上应用可起到杀菌保洁作用。在标牌上使用纳米材料涂层，可利用其光学特性，达到储存太阳能、节约能源的目的。在建材产品如玻璃、涂料中加入适宜的纳米材料，可以达到减少光的透射和热传递效果，产生隔热、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好静电屏蔽的纳米涂料，所应用的纳米微粒有氧化铁、二氧化钛和氧化锌等。这些具有半导体特性的纳米氧化物粒子，在室温下具有比常规的氧化物高的导电特性，因而能起到静电屏蔽作用，而且氧化物纳米微粒的颜色不同，这样还可以通过复合控制静电屏蔽涂料的颜色，克服炭黑静电屏蔽涂料只有单一颜色的单调性。纳米材料的颜色不仅随粒径而变，还具有随角变色效应。在汽车的装饰喷涂业中，将纳米TiO2添加在汽车、轿车的金属闪光面漆中，能使涂层产生丰富而神秘的色彩效果，从而使传统汽车面漆旧貌换新颜。纳米SiO2是一种抗紫外线辐射材料。在涂料中加入纳米SiO2，可使涂料的抗老化性能、光洁度及强度成倍地增加。纳米涂层具有良好的应用前景，将为涂层技术带来一场新的技术革命，也将推动复合材料的研究开发与应用。
3.在其它精细化工方面的应用
精细化工是一个巨大的工业领域，产品数量繁多，用途广泛，并且影响到人类生活的方方面面。纳米材料的优越性无疑也会给精细化工带来福音，并显示它的独特畦力。在橡胶、塑料、涂料等精细化工领域，纳米材料都能发挥重要作用。如在橡胶中加入纳米SiO2，可以提高橡胶的抗紫外辐射和红外反射能力。纳米Al2O3，和SiO2，加入到普通橡胶中，可以提高橡胶的耐磨性和介电特性，而且弹性也明显优于用白炭黑作填料的橡胶。塑料中添加一定的纳米材料，可以提高塑料的强度和韧性，而且致密性和防水性也相应提高。国外已将纳米SiO2，作为添加剂加入到密封胶和粘合剂中，使其密封性和粘合性都大为提高。此外，纳米材料在纤维改性、有机玻璃制造方面也都有很好的应用。在有机玻璃中加入经过表面修饰处理的SiO2，可使有机玻璃抗紫外线辐射而达到抗老化的目的；而加入A12O3，不仅不影响玻璃的透明度，而且还会提高玻璃的高温冲击韧性。一定粒度的锐钛矿型TiO2具有优良的紫外线屏蔽性能，而且质地细腻，无毒无臭，添加在化妆品中，可使化妆品的性能得到提高。超细TiO2的应用还可扩展到涂料、塑料、人造纤维等行业。最近又开发了用于食品包装的TiO2及高档汽车面漆用的珠光钛白。纳米TiO2，能够强烈吸收太阳光中的紫外线，产生很强的光化学活性，可以用光催化降解工业废水中的有机污染物，具有除净度高，无二次污染，适用性广泛等优点，在环保水处理中有着很好的应用前景。在环境科学领域，除了利用纳米材料作为催化剂来处理工业生产过程中排放的废料外，还将出现功能独特的纳米膜。这种膜能探测到由化学和生物制剂造成的污染，并能对这些制剂进行过滤，从而消除污染。
4.在医药方面的应用
21世纪的健康科学，将以出入意料的速度向前发展，人们对药物的需求越来越高。控制药物释放、减少副作用、提高药效、发展药物定向治疗，已提到研究日程上来。纳米粒子将使药物在人体内的传输更为方便。用数层纳米粒子包裹的智能药物进入人体，可主动搜索并攻击癌细胞或修补损伤组织；使用纳米技术的新型诊断仪器，只需检测少量血液就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病，美国麻省理工学院已制备出以纳米磁性材料作为药物载体的靶定向药物，称之为“定向导弹”。该技术是在磁性纳米微粒包覆蛋白质表面携带药物，注射到人体血管中，通过磁场导航输送到病变部位，然后释放药物。纳米粒子的尺寸小，可以在血管中自由流动，因此可以用来检查和治疗身体各部位的病变。对纳米微粒的临床医疗以及放射性治疗等方面的应用也进行了大量的研究工作。据《人民日报》报道，我国将纳米技术应用于医学领域获得成功。南京希科集团利用纳米银技术研制生产出医用敷料——长效广谱抗菌棉。这种抗菌棉的生产原理是通过纳米技术将银制成尺寸在纳米级的超细小微粒，然后使之
附着在棉织物上。银具有预防溃烂和加速伤口愈合的作用，通过纳米技术处理后的银表面急剧增大，表面结构发生变化，杀菌能力提高200倍左右，对临床常见的外科感染细菌都有较好的抑制作用。
微粒和纳粒作为给药系统，其制备材料的基本性质是无毒、稳定、有良好的生物性并且与药物不发生化学反应。纳米系统主要用于毒副作用大、生物半衰期短、易被生物酶降解的药物的给药。
纳米生物学用来研究在纳米尺度上的生物过程，从而根据生物学原理发展分子应用工程。在金属铁的超细颗粒表面覆盖一层厚为5～20nm的聚合物后，可以固定大量蛋白质特别是酶，从而控制生化反应。这在生化技术、酶工程中大有用处。使纳米技术和生物学相结合，研究分子生物器件，利用纳米传感器，可以获取细胞内的生物信息，从而了解机体状态，深化人们对生理及病理的解释。
[关键词]公寓文化 人格修复 影响
[中图分类号]G641 [文献标识码]A [文章编号]1009-5349（2013）03-0191-01
在大学生健康成长成才过程中，人格的修复是一个重要的部分。当代高校学生没有固定的学习场所，系部、年级、班级在学生眼中的意识越来越淡化，学生上课的模式也日益趋向开放性与自主化，班级学生学习的分散性和流动性逐步加大，在种种客观条件的限制下，学生们课后休息、思想交流、生活娱乐的公共平台自然而然转移到公寓里，因此，公寓文化建设对促进大学生的道德修养、个性发展、人格修复、行为习惯等有着极其深刻的影响。当前的大学生中以90后的为主，当代大学生多数是独生子女，家庭当中以自我为中心，而在高校是要适应群体性的生活模式，很多学生人格问题最初是因为公寓文化氛围不好或者宿舍人际关系紧张等原因引起的。因此，高校的辅导员在处理学生工作事宜中，不能忽视公寓文化氛围对学生人格修复的影响。
一、大学生公寓文化内涵分析
公寓是大学生学习、生活、社交、娱乐的一个重要场所，同时也是同学们生活的一个小家庭，据统计，一个大学生在校期间的2/3的时间都是在公寓中度过的，所以，公寓文化氛围对大学生来说有着很现实的意义，同时也可修复大学生的人格。公寓文化的建设是在同学们潜移默化中慢慢形成的，来自五湖四海的同学们汇聚到一个大学是一种缘分，能分在同一个公寓中更是不容易的一件事，在公寓这样一个特定的环境中，成员之间相互影响，一起生活，在不断的融合中会体现出一种文明行为和文化意识。因此，公寓文化建设所具有的功能是巨大的，它能优化大学生成长的环境，陶冶大学生的思想情操，同时提高同学的心理健康质量，修复他们的人格。
二、公寓文化氛围对大学生人格修复的影响
（一）公寓中的凝聚力帮助学生完善人格
大学生公寓的集体生活在大家的日常生活中会形成一种隐形的力量，有正面的，也有负面的。正面的能量能够激发学生的内在潜能，完善同学们的人格，提高宿舍个体成员对宿舍共同准则、共同目标的认同感，使同学们在宿舍能找到归属感，对宿舍有责任感。与此同时，久而久之形成强大的凝聚力、向心力。提高同学们的群体意识，从而将个体目标与宿舍整体目标结合，整体目标反过来也会激励和推促个体目标的实现。在这种积极环境的影响下，每个人都可以最大限度地发挥自己的潜力和创造力，从而提升素质，完善人格，实现自我发展的目标。
（二）公寓文化氛围的渗透力量助推学生完善人格
公寓文化是校园文化的重要组成部分，随着教育制度的改革，同学们在公寓的时间越来越长，更多的校园文化也会融入到公寓文化中。近年来，各大高校将各种活动放在公寓中开展，党团组织进公寓；就业工作、心理健康教育、帮困助学等工作都纷纷进公寓开展活动，公寓成为继学院活动中心后又一个活动平台。在同学们课余时间，同学们走出自己的宿舍，与同班、同楼层、同楼栋的同学进行广泛接触，拓宽交际面，寻找有共同兴趣、共同话题的同学，不断提升自己的审美能力与人际交往的能力。
（三）科学的激励机制和合理规章制度，促进大学生人格的发展
公寓是个小集体，当前的公寓一般是按照4人或者6人来设置的，根据实际需要，组织各类的评比，设立科学的激励机制和合理的规章制度对于学生宿舍文化建设活动的开展能起到明显的导向性功效和监管作用。当前的90后在家中是独生子，在自理能力方面没有明显的优势，住集体宿舍后在卫生环境、美化宿舍方面还是比较薄弱的。设立一些规章制度也有利于促进学生增加集体荣誉感，完善个人人格。如开展公寓文化活动月、公寓文化节等活动，以活动为载体，以激励为导向，通过奖励与鼓励，督促学生积极营造健康向上的宿舍文化氛围。对于一些违反纪律的同学，老师在事情处理的过程中可以通过精神和物质奖励的柔性手段来调动学生的积极性，达到鼓励的目的，也要合理运用一些惩罚措施，根据规章制度对学生进行惩罚，如对当事同学的当学期内取消其评优、推优资格，同时取消该寝室集体的评优评奖资格，等等。
三、结束语
新时期的大学生公寓文化建设是校园文化建设中很重要的部分，其健康向上的氛围能深层次地影响到大学生的人格修复，学生公寓文化建设能够体现一个学校的精神风貌，也是高校先进文化的重要体现。所以，通过公寓文化氛围的熏陶，建立积极向上的公寓文化，90后的大学生才能更好地修复自己的人格，提高自身素质，度过一个和谐美好的大学生活。
【参考文献】
[1]刘超捷.论大学生宿舍文化建设[J].广西青年干部学院学报，2012（8）.
一、功能结构伦理下实现跨文化商务英语交际能力的意义
语言教学与文化之间的结构伦理关系是伴随着语言应用学的发展而逐渐兴起的。语言学的结构伦理特征重点体现了语言作为一种交际功能的现实情况。早在三十年代美国的语言学家海耶斯就开始提出针对语言结构伦理的“交际能力”理论。语言与文化之间的伦理结构关系十分紧密，学生在英语学习的过程中，不仅应该掌握语音和词汇等基本功;同时还应该注意跨文化的交际能力培养，实现在语言结构功能伦理结构下的文化交流过程。
随着中国经济的不断发展，我们与世界的联系也就越来越紧密。人们在日常商务英语活动中能否实现比较顺畅的交流，除了与双方实际的英语交际能力有关以外，还在很大程度上取决于双方的文化背景以及对区域文化的容忍程度。对于跨文化和英语交际的研究的目的主要体现在三个方面：首先，通过这种跨文化交际的方式进行，可以很好的培养出人们对异种文化的认同感，加强支持理解的态度。文化在不同的地域之间的差异是比较巨大的，通过发现不同地域之间的文化差异，才能够更好的把握自己的文化属性。其次，通过跨文化的商务英语教学，可以进一步培养学生对于异国文化的适应能力。人们在初次接受异国文化的过程中，可以很好的提高对异国文化的适应能力。最后可以进一步培养学生的跨国文化的交际能力。在美国除了能够很好的设置这些跨国文化的课程以外，还要与社会上的很多专门机构进行交际能力的培养。只有通晓国际商务交流的基本规则，不断的掌握各个民族的文化特点，实现复合型人才的培养。
二、功能结构伦理下如何实现商务英语的教学
（一）对本国和外国的文化进行充分的比较
在实际的商务英语教学中，只有深刻的了解本国和外国的文化差异，才能够很好的进行商务英语的教学。首先在称呼用于方面，“comrade”是社会注意国家的所特有的一种称呼。但是在目前的英语国家中，“Sir和Madam”是比较常用的称呼，所以这一点十分的重要。其次在感谢和答谢方面，在中国的家庭成员中很少使用“谢谢”，如果使用这种单词会让人感觉到很生分。而在英语国家中“thank you”的使用频率是比较高的，即使父母和子女之间也是经常使用的。最后在隐私方面，中国人在初次见面是，就会关心一些收入、年龄和婚姻等情况，而英国人则是比较反感这一点。
（二）优化商务英语的课程设置
在课程的设置方面，商务英语教学不应该仅仅局限与有关商务英语的基本课程。在商务英语教学的初级阶段就应该加入这种跨文化的交际能力，不断的把这种交际能力进行素质上的拓展。尤其在英语的专业课程教学方面，一般口语教学环节都是由外教来担任，所以在日常的英语教学环境中可以是的学生能够感受到东西方教学的文化差异，是的学生在实际生活中如何与外国人相处。在商务英语的高级教学阶段，可以加强英语文化的教学，增强学生文化教学的理解。
（三）利用课外英语资源，进行第二课堂的教学活动
如果只是在课堂是进行跨文化商务英语教学是远远不够的，这就使得学生在跨文化交际能力的培养方面就会受到很大的限制。第二课堂教学活动的开辟主要体现在以下几个方面：首先可以进行英语短句的表演，这些英语短句可以使课本上面的，同时也可是一些比较著名的英语故事。一方面英语短句的表演可以是的学生在最大程度上获取异国文化的一种重要途径，另外一方面通过英语短句的表演可以是的学生在表演的过程中感受到跨国文化的魅力，锻炼英语的实际表达能力。其次可以进行英语课题的研究讨论，教师在实际教学的过程中应该进行英语主题的讨论，这些讨论的主题可以与英国本身的文化比较接近，学生参与进来，可以感受到比较强烈的异国文化。最后还应该大量的收集外国信息，利用下英语资源。教师在实际教学过程中，可以收集以下不同国外的人们的饮食文化、发型服饰和电影艺术等文化多媒体资源。
（四）不断加强学生的商务英语实践能力
在实际的商务英语教学过程中，对外的商务英语实践也是增强对异国文化理解的一种重要能力。在寒假与暑假的时间内，可以鼓励学生进入外企进行商务英语的实习，不断扩展学生的商务英语对外扩展能力和不同文化的交际能力。另外还可以组织学生去参加很多对外的国际奥会和世博会等活动的志愿者以及相关的工作人员。通过对外商人士的不断接触，扩大学生的交际圈。体会在不同国家进行工作的表现形式和行为生活习惯，真实的感受到跨文化学习的基本意义。
近日，由北京科技大学、德蒙福特大学、工业和信息化部工业文化发展中心主办，北京科技大学承办，中关村工业设计产业协会、北京市工业设计促进中心、北京市人民政府侨务办公室等单位协办的“2015中英文化交流论坛暨展览”在北京科技大学体育场馆内召开，本次大会主题为“大数据+互联网+智能化+创新设计大会”，旨在加强并发展国际创新设计交流，通过创意设计与经营管理结合的人才培养新模式，在互联网与大数据背景下，树立智能制造、智慧设计的融合创新创业意识，推动设计产学研协同创新以及国家向“互联网+”与“中国制造2025”的经济结构转型。来自学术界与产业界在创新设计领域作出突出贡献的专家学者、产业界的翘楚精英以及高校师生共计1600余人相聚北京科技大学体育馆，共同参加本次创新设计论坛。
本次大会旨促进多学科交叉融合的“颠覆式创新”、可持续发展设计产业与文化创意产业、推动设计产品升级、服务设计人才交流、加强中英文化交流、通过创意合作建立中英发展的“黄金关系”。
人和车的情感
在此次论坛上，比较引人注目的是北京汽车产品是如何跟随着社会的潮流，设计出更智能的汽车的他们如何实现这些技术？北京汽车正在实现无人驾驶和多媒体屏幕，未来汽车会成为什么样子呢？
北京汽车股份有限公司高级汽车设计师黄将对《中国信息化周报》记者表示：“北京汽车未来会实现两个方向发展。第一个是无人驾驶方向，另一个是多媒体智能化方向。在无人驾驶方面，会把一部分汽车零件去掉，比如后视镜等部位将不再需要，取而代之的是内部车厢的多媒体屏幕。 当驾驶者需要看外面的时候，就会通过多媒体屏显示，在不需要的时候，可以关掉，车内就是一个封闭的空间。这就是未来驾驶的乐趣。”
无人驾驶技术已经有些历史了，但始终未能真正进入我们的生活，但是汽车行业依然在做着自己的努力。未来实现无人驾驶技术，不是一个人的事，也不是一个企业的事，而是关系到整个国家的决策。因此北京汽车在默默地做着关于无人驾驶的一切，为实现无人驾驶技术在做着努力。
无人驾驶汽车从根本上改变了传统的“人―车―路”闭环控制方式，将不可控的驾驶员从该闭环系统中请出去，从而大大提高了交通系统的效率和安全性。现代无人驾驶汽车以汽车工业为基础，以高科技为依托，遵循由低到高、由少到多、由单方面到多方面、螺旋上升的规律发展。其横向发展离不开各种用途的实际需要，而其纵向发展的生命力在于持续不断的技术创新。无人驾驶汽车在北京汽车已经进入了研究成熟阶段，将会在2016年的车展上呈现概念车。
对于车和大数据的紧密结合度，黄将透露说：“与大数据贴得比较紧密的是GPS。在大数据的依托下，将会通过汽车座椅、空调、靠枕等安装相应的系统。比如空调的温度、喜欢的音乐都会被记录下来。当你上车时，座椅会自动调整至你舒适的位置，空调会自动打开、方向盘会自动打开等，这些将来都会在多媒体的功能下实现。”
黄将最后强调说：“大数据的出现也是基于用户的需求，当大数据逐渐成熟，会催生很多产品实现的跟进，这样才是一个良性的发展，归根结底就是用户需求 。”
工业和信息化部工业文化发展中心主任罗民表示，以智能制造为主导的第四次工业革命将促进全球产业形态呈现新的特征与发展态势，设计创新得以在更广阔的空间充分发挥，工信部将积极寻求各产业协同创新发展的方法与机制，为政府部门、企业、高校搭建产学研合作互动平台，做好资源的整合与促进各产业间的融合，推进大数据、“互联网+智能化”技术与创新设计的研究与成果转化，促进我国工业的转型升级。
大数据是一种手段
此次论坛上的另一个亮点是联想的创新设计，联想创新设计中心高级总监李凤朗从做奥运火炬项目时说起了在创新设计上面的要领。奥运火炬从一张纸的灵感来源，再加上“纸包不住火”的原理，实现了奥运火炬，从全球388个竞标方案中脱颖而出，“祥云”火炬一出场就获得了喝彩和掌声，其设计者联想也随之成为了瞩目的焦点。
在大数据和“互联网+”的催化下，工业设计又会实现怎样的不同效果呢？在李凤朗看来，一切都要回到人的角度。大数据是一种手段，只是多了一种工具而已。
为此李凤朗认为，在大数据和智能化的时代，设计就像把牛车换成了汽车一样，速度变快了，当然目的地不变，爱和生活方式依然存在，在没有大数据与智能化的实现时，是坐在“牛车”上前进，而当大数据与智能化出现以后，就坐上了“汽车”。
李凤朗对大数据的认识是：今天的大数据是将更多的信息汇聚在一起，从大数据那里会得知曾经发生的规律是什么。因此，在李凤朗看来大数据是一种手段，解决了工业化传播的一种手段。将来的世界一定是要多元、多文化发展的。
在工业设计领域，李凤朗认为，百分之八十的产业常规需要用数据来帮助设计判断、导出等决策。百分之二十的创造要很小心，也许很多人被同一个数据所吸引，如果不去实现创新性的东西，那是可怕的。
虽然大数据和“互联网+”在延伸，但是在工业设计领域上最核心的是怕失去自我，一定要回到人性的核心上。
关键词：计算机应用; 装配规划; 综述; 虚拟现实; 软计算; 协同装配
装配是产品生命周期的重要环节，是实现产品功能的主要过程。毕业论文 装配成本占产品制造成本40%～50%，装配自动化一直是制造自动化中的瓶颈问题。装配规划是在给定产品与相关制造资源的完整描述前提下，得到产品详细的装配方案的过程，对指导产品可装配性设计、提高产品装配质量和降低装配成本具有重要意义。产品的装配规划通常需要得到零部件的装配序列、装配路径、使用的工装夹具和装配时间等内容[1]~[3]。
较早的传统装配规划采用人工方式，工艺人员根据设计图纸和技术文档，通过分析产品装配图中零件的几何形状和位置关系，必要时再和设计人员进行讨论，进一步明确设计者的真正意图，利用自己的经验和知识规划出产品的装配方案。这种方法工作量大、效率低，且难于保证装配方案的经济性。
随着计算机集成制造CIMS 和并行工程CE技术的发展和应用，一方面对装配相关的设计技术提出了计算机化的要求，以提高和产品开发过程中其他环节的集成化程度。另一方面要求装配方案的优化以降低成本和缩短规划时间以加快产品开发进程。受“需求牵引”和“技术推动”两方面的影响，80 年代初，出现了对计算机辅助装配规划(Computer Aided Assembly Planning，CAAP)技术的研究。到目前为止，CAAP 经历了几个不同的发展阶段，出现了4 种代表性的方法，按照出现的时间顺序及方法的特点，笔者将其归结为经典装配规划方法、虚拟装配规划方法、装配规划软计算方法和协同装配规划方法。
1 经典装配规划方法
早期CAAP 的研究侧重于装配序列的规划，以产品CAD 装配模型为基础，硕士论文 一般采用几何推理的方法，通过产品装配建模、装配序列推理和表达以及装配序列评价和选择为产品面向装配的设计和装配工艺规划提供指导和支持，其过程通常如图1 所示。
1.1产品装配建模
产品装配模型是装配规划的基础，为装配规划提供装配体和零部件的相关信息。常用的装配信息表达模型可分为图模型和矩阵模型。法国学者Bourjauct 提出了联系图模型[4]，将零件之间的物理接触关系定义为联系即装配关系，图中的节点对应零件，边表示所连接的零件间至少有一种装配关系。关系模型[5]进一步区分了零件之间的接触关系和联接关系，图中包含3 种实体类型：零件、接触和联接，边表达了实体间的关系。产品等级装配模型[6]将装配体看成具有层次结构性，即装配体可以分解为子装配体，子装配体又可分解为下级子装配体和零件的集合，以此表达产品的装配组成。
矩阵比图易于计算机表达和实现。Dini 和Santochi[7]利用干涉矩阵、接触矩阵和连接矩阵表达产品，干涉矩阵描述了零部件间沿坐标轴方向装配时相互间的干涉情况，接触矩阵描述了零部件间的物理接触状态，连接矩阵描述了零部件间的连接类型。为减少矩阵的数量，Huang[8]等把6个干涉矩阵合并为一个拆卸矩阵，集成的表达零部件间沿坐标轴方向的干涉情况。
1.2装配序列推理和表达
基于联系图模型，Bourjauct 采用人机交互“问答式”方法获取装配优先约束关系[4]，医学论文 随后De Fazio 和Whitney[9]，Baldwin[10]等人的工作进一步较少了需要由用户回答问题的数量，然后通过对装配优约束关系进行推理得到联络建立优先关系的层次模型表达产品的装配序列。
“割集”法是基于拆卸策略的装配规划中通常采用的图论算法。Homem de Mell 和Sanderson[5]通过对产品联接图进行缩并，利用“割集”算法对联接图进行循环分解，生成所有可能的子装配体，直到不可再分。并提出了装配序列的AND/OR 图表达方法，图中的节点对应装配过程中的子装配体或零件，超弧表达将子装配体或零件联接在一起形成更大子装配体的装配操作。因为“割集”算法的计算复杂性为O(3N) (N为零件个数)，因此，对于复杂产品的装配顺序规划存在指数爆炸问题，这是难以让人接受的。
1.3装配序列评价和选择
装配序列的选择对装配线设计、装配成本、装配设备选择有很大影响，职称论文 而评价是选择的基础。装配序列的评价可分为定性和定量两方面因素[11]~[13]，定性因素主要考虑的有装配方向换向的频度、子装配体的稳定性和安全性、装配操作任务间的并行性、子装配体的结合性和模块性、紧固件的装配、零件的聚合等。定量因素主要考虑的有整个装配时间 (包括子装配体的操作时间、运输时间等 )、整个装配成本 (包括劳动成本、夹紧和加工成本 )、产品在装配中再定位的次数、夹具的数目、操作者的数目、机器人手爪的数目、工作台的数目等。
更多的经典装配规划方法研究文献可以参见Texas A&M 大学Wolter 教授的“Assembly Planning Bibliography”[14]，其中收集了自1980年起近15 年经典装配规划方法的相关研究。经典方法一般表达出全部的序列解空间，这使它可能从中找出最优的装配序列，但随着产品中零件数量的增加，解空间的组合爆炸给序列的存储、选优带来极大困难；且序列的几何推理方法不易融入人类的装配知识，难免产生众多几何可行但工艺不可行的序列结果。
2虚拟装配规划方法
虚拟现实技术为装配规划的“人－机”协同工作提供了契机。虚拟装配是指由操作者通过数据手套和三维立体显示设备直接三维操作虚拟零部件来模拟装配/拆卸过程，无需产品或支撑过程的物理实现，通过分析、先验模型、可视化和数据表达等手段，利用计算机工具来安排或辅助与装配有关的工程决策[15]。虚拟装配过程中，人机可以充分发挥各自的优势，即人通过直觉/装配经验和知识决定产品的装配过程，但不能精确地判断当前所有可能装配的零件，也不太可能准确判定装配某一零件后装配体的稳定性等因素，而通过一定算法和规则实现的机器智能刚好弥补人的不足。虚拟装配方法得到的不仅仅是零件的顺序，还可以包括零件路径、装配工具、夹具和工作台等信息。图2 为虚拟装配规划的工作步骤。
国外虚拟装配规划的研究以沉浸式虚拟装配环境VADE[16]， [17](Virtual Assembly DesignEnvironment)为代表，英语论文 通过建立一个装配规划和评价的虚拟环境来探索运用虚拟现实技术进行设计、制造的潜在技术可能性，为机械系统装配体的规划、评价和验证提供支持。在虚拟环境中，利用提取并导入的CAD 系统产生的装配约束信息引导装配过程；通过引入了质量、惯性和加速度等物理属性，基于物理特性进行装配建模，逼真地模拟真实装配环境；支持双手的灵活装配和操作；记录虚拟装配过程中产生的扫体积和路径信息并可进行编辑；建立了工具/零件/人相互作用模型，支持装配工具在虚拟装配环境中的运用。
国内管强等[18]将虚拟现实技术与面向装配设计的理论相结合，建立了一个虚拟环境下的面
向装配设计系统（VirDFA）。万华根等[19]建立了一个具有多通道界面的虚拟设计与虚拟装配系统（VDVAS），通过直接三维操作和语音命令方便地对零件进行交互拆装以建立零件的装配顺序和装配路径等装配信息。在面向过程与历史的虚拟设计与装配环境（VIRDAS）中，张树有等[20]通过识别装配关系进行装配运动的导航，实现虚拟拆卸/装配顺序规划、虚拟装配分析。从集成的观点出发，姚珺等[21]提出面向产品设计全过程的虚拟装配体系结构，从方案设计、结构设计和装配工艺设计3 个层次上分阶段地对产品可装配性进行分析与评价。田丰等[22]提出一个面向虚拟装配的三维交互平台（VAT），简化了虚拟装配应用系统的构造，便于应用的快速生成。
应用虚拟现实环境开展装配规划，提供了一种新的思路和工具。但是，虚拟环境的构建需要较大资金的软硬件投入，另外，虚拟现实技术本身（如图形的高速刷新）及其相关硬件技术（如力触觉设备）的不成熟使得虚拟装配的研究仍处于探索阶段。
3 装配规划软计算方法
1994 年，Zadeh 教授将模糊逻辑与智能技术结合起来，提出了软计算方法（soft computing）[23]。软计算以模糊逻辑、神经网络和概率推理为基础，不追求问题的精确解，以近似性和不确定性为主要特征，所得到的是精确或不精确问题的近似解。为避免组合爆炸同时又能得到较优的装配规划方案，近来，基于建模、表达和寻优一体化的装配规划软计算方法得到广泛关注。
3.1 装配规划神经网络方法
神经网络是模拟人类形象思维的一种人工智能方法，它是由大量神经元广泛互连而成的复杂网络系统，留学生论文 单一神经元可以有许多输入、输出，神经元之间的相互作用通过连接的权值体现，神经元的输出是其输入的函数。若将优化计算问题的目标函数与网络某种状态函数(通常称网络能量函数)对应起来，网络动态向能量函数极小值方向移动的过程就可视作优化问题的求解过程，稳态点则是优化问题的局部或全局最优解。
转贴于 Hong 和Cho[24]用于机器人装配顺序优化的Hopfiled 神经网络中，考虑装配约束、子装配体稳定性和装配方向改变等因素建立网络的能量方程，基于优先约束推理和专家系统提供的装配成本驱动网络的进化方程得到优化的序列。但由于神经网络缺乏全局搜索能力，计算结果显示，该方法容易产生不优化的装配顺序，且常常只能得到一个局部最优的装配序列。另外，参数选择和初始条件对网络的灵敏度影响大；神经网络在应用前须进行训练，而训练时要由专家提供较多可行的顺序作为样本。而样本可能是针对某种类型的产品，对其它类型的产品则不一定适用，该方法的应用范围窄。
3.2 装配规划模拟退火算法
模拟退火算法源于固体退火思想，将一个优化问题比拟成一个热力学系统，将目标函数比拟为系统的能量，将优化求解过程比拟成系统逐步降温以达到最低能量状态的退火过程，通过模拟固体的退火过程获得优化问题的全局最优解。
Saeid 等[25]利用模拟退火算法进行装配序列规划时，根据产品装配模型获得装配优先关系，将装配过程总装配时间和重定向次数运用多属性应用理论组合成单一目标函数，作为装配序列优化的评价函数。Hong 和Cho[26]将装配约束和装配过程的成本映射为装配序列能量函数，利用模拟退火算法使装配序列能量函数扰动地逐步减小，经过多次迭代，直到能量函数不再变化为止，最后得到具有最小装配成本的装配序列。作者将该方法应用到一个电子继电器装配体上，并将其性能与利用神经网络[24]的装配规划方法进行了比较，结果显示基于模拟退火的装配序列优化方法可以产生较好的装配序列并且在运算时间上优于人工神经网络方法。
模拟退火算法具有较强的局部搜索能力，并能使搜索过程避免陷入局部最优，但模拟退火算法对整个搜索空间的状况了解不多，不能使搜索过程进入最有希望的搜索区域，从而使得算法的运算效率不高。
3.3 装配规划遗传算法
在众多软计算方法中，遗传算法得到了众多研究者的重视。工作总结 遗传算法是模仿生物自然选择和遗传机制的随机搜索算法，它将问题的可能解组成种群，将每一个可能的解看作种群的个体，从一组随机给定的初始种群开始，持续在整个种群空间内随机搜索，按照一定的评估策略即适应度函数对每一个体进行评价，不断通过复制、交叉、变异等遗传算子的作用，使种群在适应度函数的约束下不断进化，算法终止时得到最优/次最优的问题解。图3 为装配规划遗传算法的一般流程。
装配规划遗传算法的研究重点集中于设计装配序列的基因编码方式以包含更多的装配过程信息、设计基因操作的形式和改进遗传算法的局部搜索能力上。Lazzerini 等[27]的分段编码遗传算法中，将染色体分为3 段编码，第1 段表示参与装配的零件编号，第2 段表示零件的可行装配方向，第3 段表示装配工具，从而使染色体包含了部分工艺信息。为了提高算法的性能，文中将装配体分解为子装配体进行装配，减少了参加装配序列规划的零件数目；Guan 等[28]采用基因团编码方式，一个基因团表达一个零件的装配操作，由被装配零件号装配元、装配工具装配元、装配方向装配元和装配类型装配元组成。在扩大采样空间选择下一代种群的基础上，通过交叉和多层次变异实现装配序列并行优化。廖小云和陈湘凤[29]在装配序列规划遗传算法中设计了复制、交叉、变异、剪贴和断连5 种遗传算子寻找装配序列优化解。在Smith 等[30]的增强型遗传算法中，选择下一代个体并不完全依靠适应度，而是先把一定数量较优的个体复制到下一代，将适应度低但几何可行的序列用于继续产生序列，直到满足下一代种群中序列个数的需求，从而使算法能跳出局部最优点，在全局范围内搜索最优解。
理论上，找到全局最优装配序列要求参加演化计算的种群规模要足够大，迭代次数要无限
多，但在计算资源和时间限制下是达不到要求的。因此，遗传算法求解装配规划问题的效率和结果依赖于初始种群规模及其质量、遗传算子及其操作概率等因素。
4 协同装配规划方法
装配体作为实现产品功能的载体，零部件可能由不同的企业设计，零部件和产品可能在不同的装配工厂完成装配过程，因此需要设计团队的协同工作和决策以保证装配质量和降低装配成本。计算机和网络技术的快速发展缩短了异地人员在时间和空间上的距离，为实时的“人－机－人”协同装配工作提供了可能。
Wisconsin-Madison 大学[31]提出网络环境下的电子化装配（ e-Assembly ），探讨在Internet/Intranet 上利用3D 模型进行协同虚拟装配和拆卸的方法论和工具，拟实现的关键技术包括3D 交互可视化、协同装配/拆卸/维护/回收等。目前已开发了Motive3D 系统，利用Synthesizer模块可以交互/自动进行产品的装配建模和规划，Visualizer 模块为用户在Web 平台上提供装配序列规划结果的可视化仿真，但缺少交互修改、调整功能。在ATS 项目[32]实施中，为了向异地的开发人员展示装配设计和装配规划结果，尝试利用VRML 作为可视化工具，一方面供设计团队浏览零部件设计，另外将装配模型用文本编辑软件进行编辑，生成装配序列的VRML 仿真文件，供异地的设计团队实时进行评价和提出修改意见。但手工编辑文件不但花费的时间长达一周，而且每次设计修改后都必须重新编辑；同时，仿真文件仅具有浏览功能，不能进行交互修改。
Web 环境下的协同装配规划方法[33]采用协同工作环境下的装配建模、装配规划任务分配和装配序列合成等技术，通过对复杂产品装配规划问题的分解，即降低了单机规划工作模式的复杂度，又便于集中不同地域多专家的装配知识和经验进行装配规划方案的协同决策。面向协同广义装配[34]通过确定装配子任务编码方法、装配人员评价指数和制定协同装配协议，以VRML 为产品模型载体实现协同装配系统。在装配知识和规则的支撑下，支持局域网内多用户实施产品预装配、验证零部件可装配性，相关的装配人员能够协同讨论装配方案。Web 环境下3D 交互装配可视化仿真结构是一个符合开放技术标准的可视化装配系统[35]，它基于VRML-Java 实现装配场景的动态生成、装配控制、碰撞检测以及装配过程的动画回放等功能，目前完成了基于“堆叠”思路的装配验证方式。但该系统属于单用户系统，不能支持多用户的实时协同装配工作。
5 结论与展望
CAAP 的研究在理论上取得了一定的成果，在工业界也得到了一定的应用，但相对而言还很少，这说明该技术距离工业实用还存在较大差距。装配规划是一个经验和知识密集型的工作，同时又与具体行业和产品有紧密的关系。经典装配规划方法的精确推理在保证序列的几何可行性方面具有优势，而软计算技术能够将人的模糊知识融入规划过程中，使得结果具有更好的工艺可行性，两者的适当结合将有利于模仿人类装配专家的实际装配规划过程，从而得到合理的装配方案。
跨地域、跨国家的网络化、协同化产品设计和制造新模式的形成使产品装配成为一个需要协同工作和决策的问题。随着虚拟现实技术和网络技术的进一步发展，建立基于网络的协同装配决策平台和虚拟环境，支持异地多人员协同装配方案决策将是新形势下装配规划研究的新趋势。 参考文献
[1] 苏强， 林志航. 计算机辅助装配顺序规划研究综述[J]. 机械科学与技术， 1999， 18(6): 1006~1012.
[2] 石淼， 唐朔飞， 李明树. 装配序列规划研究综述[J]. 计算机研究与发展， 1994， 31(6): 30~34.
[3] 牛新文， 丁汉， 熊有伦. 计算机辅助装配顺序规划研究综述[J]. 中国机械工程， 2001， 12(12):1440~1443.
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