客户积分计划的结构及设计方法研究综述?
李纯青，姚丽强，马军平
(西安工业大学经济管理学院陕西西安 710032)
摘要：通过对积分计划的概念、目的以及类型进行归纳，提出一个完整的积分计划应该具备向谁回报、何时回报、回报什么、怎么回报的四个结构因素，并对四个结构因素的内涵进行说明，同时提出积分计划实施的流程，不但为企业设计积分计划进行理论指导，也为企业实施积分计划提供可行的实施步骤。
关键字：积分计划，设计方法，结构
The Structure and Design Method of Customer Points Programs
Li Chun-qing, Yao Liqiang, Ma Junping
(School of Economics and Management, Xi’an Institute of Technology, Xi’an 710032) Abstract：This paper introduces the conception, goals and type of points programs, and focuses on the structure of points programs. Then this paper discusses the design of points programs, and provides the steps of implementing points programs. Keywords: points programs, structure, design method
1. 引言
客户积分计划（P oints programs）（以下简称积分计划），也叫忠诚计划（Loyalty programs）或回报计划（Reward programs），其名称由于行业背景的不同而不同（零售业叫频繁购买者计划、航空业叫常客飞行计划），但其基本目的相同：通过为优质客户提供更好的客户价值和满意来建立更高水平的客户保持状态（Bolton, Ruth N. et al. 2000, Li Chunqing et al. 2006）。很多学者认为关系营销的重点在于发展、培养长期客户，并最终从关系中获利（范秀成等2003，Garbarino et al. 1999, Li Chunqing et al 2005,2006），而回报计划正是可以满足这些要求的有代表性的关系营销手段。
在美国，近一半的家庭至少参加一个积分计划；在我国，积分计划也越来越被人们熟知，在航空业、电信业、金融业及零售业都有广泛的使用。有专家指出，积分计划将会充分应用智能卡、无线识别等新技术在企业间相互渗透并普遍存在（Capizzi Mike et al. 2004）。也有专家预言，大众对于积分计划的兴趣将有增无减（Cigliano J. et al. 2000）。并且，很多学者认为关系营销的重点在于发展、培养长期客户，并最终从关系中获利（郭国庆2003;李纯青等2004c；王永贵等2004；Dwyer et al. 1987; Ganesan 1994; Garbarino and Johnson 1999; Morgan and Hunt 1994），而积分计划正是可以满足这些要求的有代表性的关系营销手段(Roberts and Berger 1999; V erhoef 2003)，同时，很多大的知名公司也在通过关系营销重新配置资源，并将实施积分计划当作他们的核心营销战略(Bolton Ruth N. et al. 2000; Kivetz and Simonson 2002; O’Brien and Jones 1995; Sheth and Parvatiyar 1995)，也有公司使用积分计划来建立健全客户数据库、管理客户信息并计算客户终身价值（Customer lifetime value）、客户钱包份额及客户利润(Petrison eta al. 1997)。
2. 积分计划类型及目标
2.1积分计划的类型
斯蒂芬.A.巴斯彻（2005）将客户积分计划分成两大类：限制型和开放型。限制型客户积分计划需要会员填写申请表并交纳会费，然后将客户归入主要的目标客户群。通常公司会制定一些标准，以便确认会员是否具备入会的资格。这样做可以保证公司将主要精力放在主要的目标客户群上，而且有助于将那些不速之客排除在积分计划之外。开放型的客户积分计划没有任何的准入条件，但这种做法却常常将许多无利可图的会员吸纳到积分计划里来。如
?作者简介：李纯青（1970-），女，汉，清华大学经济管理学院博士后，西安工业大学经济管理学院院长，教授，E-mail: team1990@https://www.doczj.com/doc/42460697.html,，通讯地址：西安工业大学经济管理学院，邮编：710032
果公司将目标客户群限定的范围足够广，或潜在客户和竞争对手的客户也是你主要的目标客户群的话，那么采用这种方式非常理想。不设定准入条件会使会员资格变得更有吸引力，也容易吸引到更多的人。斯蒂芬.A.巴斯彻（2005）同时也给出了不同类型的优点及适应情况。
2.2积分计划的目标
客户积分计划的目标分三个层次，第一个层次，也是最重要的目标，我们称之为核心目标，是增加利润、收入并提高市场份额；第二个层次是其他比较重要的目标，我们称之为主要目标，主要是与客户建立长期关系、通过积分计划吸引新的客户、建立强大的客户数据库、获取或提供信息以支持其他部门的工作、为组织及其客户间的沟通创造机会；第三个层次是其他一些次要目标，如提高产品、品牌或公司形象、改善公共关系和增进客户的支持、增加产品的使用率并让客户更频繁地光顾公司的零售店等（斯蒂芬.A.巴斯彻（2005））。在企业实际制定积分计划时，应明确自己的目标，根据所需达到的目标选取合适的积分形式。
3. 积分计划的结构及设计方法
3.1 积分计划的结构
所谓积分计划的结构就是构成积分计划必须的要素，综合国内、外的相关文献及现行的积分计划，我们认为一个完整的积分计划应该回答以下四个方面的问题：一是向谁回报(Who)、二是何时回报(When)、三是回报什么(What)、四是怎么回报（How），我们可以将此简单地称为3W1H问题。向谁回报(Who)是积分计划面向的目标客户群是谁的问题，通常包括目标市场细分、目标市场定位以及目标市场决策三个方面的问题；何时回报(When)指的是回报时间的问题，是立即回报，还是延迟回报。回报什么(What) 实际上是积分计划向客户所提供的利益问题，指的是客户达到要求的兑换条件后，将客户积分兑换成什么内容的东西，通常有两种方式（Dowling & Uncle（1997））：直接回报（是指与产品或服务高度相关的回报，即直接增强产品或服务价值的回报）和间接回报（是指提供的激励与产品或服务不相关。）怎么回报（How）有三个方面的含义，一方面是怎么计算积分的问题，另一方面是回报比例的问题，第三个方面是通过什么形式进行回报的问题。一个积分计划，如果能够回答以上四个方面的问题，才说明该积分计划的结构完整了。下面我们分别对这3W1H问题进行解释。
(1) 向谁回报(Who)
向谁回报（Who）的问题实际上是目标客户群的选取问题，通常积分计划的目标客户群应该是公司最重要的客户，他们在公司的业务量中占有很大的比例。因此，保持这种关系对公司未来的成功至关重要。小客户和潜在客户也不应该被排除在积分计划之外，但要将主要的精力放在制定一个能满足最重要客户需求的计划上来。而目标客户群的选择很大程度上取决于客户积分计划的目标。如果希望建立一个完整的客户数据库，那么需要将目标客户群定得广泛一些；如果是想保住现有重要客户的业务量，那么将目标锁定在现在客户身上会更合适。
如果将向谁回报的问题展开，需要确定以下三个方面的问题，第一是目标市场的问题，也就是积分计划所选取的目标客户群；第二是积分计划本身的市场定位问题，即积分计划在客户心目中的位置如何；第三个方面是目标市场细分问题，也就是设计的积分计划所对应的客户群是否需要再进行细分，尤其是目标客户数量较多时就显得很重要。
(2) 何时回报（When）
何时回报（When）指的是回报时间的问题，是立即回报，还是延迟回报（O’B rien, Louise et al.(1995)）。立即回报是指为每次购买都提供回报，这种回报方式比较简单，而延迟回报要达到一定的购买量或一段时间后才能得到回报。这样，就延伸出另外一个问题，对于延迟回报来讲，在何时回报这个问题上，还需要考虑达到什么条件时才能回报1、什么时间回报
1也有学者（O’Brien, Louise etc. 1995，李纯青等，2004a,b）将其称为回报极限，比如某超市规定凡是一年
以及客户积分的有效期三个方面的问题。对于脚注中提到的这个超市的积分计划就属于延迟回报，并且回报条件（或回报极限）是累积购买4000元以上（含）商品，什么时间回报（次年一月份一个月时间）以及积分的有效期（次年的一月份一个月时间，当然也有学者认为客户全年都在积分，有效期应该是一年，但真正能兑现的也就是一个月）。
(3) 回报什么（What）
回报什么(What) 实际上是积分计划向客户所提供的利益问题，指的是客户达到要求的兑换条件后，将客户积分兑换成什么内容的东西，通常有两种方式：直接和间接回报。直接回报是指与产品或服务高度相关的回报，即直接增强产品或服务价值的回报（比如商场直接返还购物券，做足疗保健的企业会给客户几张足疗保健的赠券等），而间接回报提供的激励与产品或服务不相关（比如银行或电信运营商会给累积到一定程度的客户提供机场贵宾通道）。
任何一个客户积分计划中最重要的部分就是它向会员所提供的利益包，这些利益是积分计划的灵魂，也是决定计划能否取得成以及能否达到留住客户这一目标的主要因素，因此回报什么（What）对于积分计划来说是重中之重。因为客户积分计划旨在与客户建立起富有感情色彩的关系，因而找出正确的利益显得尤其重要。积分计划所提供的利益必须是有价值的，而且要能够在客户和公司间建立起感情上的联系。但有很多企业由于意识不到这一重要性，所以，在设计积分计划时根本没将此部分作为考虑的内容，或决定回报什么时根本不做任何消费者调查，通过拍脑袋或想当然或根据现有企业已经有的且方便提供给客户的利益作为回报内容，这样对于企业来说可能是节约了一部分成本，对于管理者或决策者可能是省了一些力气，但对于整个积分计划的实施并没有什么好处，处理得不好，可能还会给企业带来不必要的麻烦，或者导致积分计划根本达不到预期的目标。
(4) 怎么回报（How）
怎么回报（How）有三个方面的含义，一个方面是怎么计算积分的问题，另一方面是回报比例的问题，第三个方面是通过什么形式进行回报的问题。
a.积分计算问题
对于怎么计算积分来说，企业有四种方法可以选择，一种是以客户的消费额来计算积分（比如消费1元就是1分，或0.5分），也是最简单、最容易操作的一种，但这种计算方法可能会带来一些消费额很高，但给公司的贡献却很小的客户，从某种程度上激励了那些客户利润虚高的情况；第二种方法是按客户的毛利润来计算积分，在积分时不考虑服务这个客户的管理成本、客户的获取成本等，只考虑单笔交易的毛利润，相对第一种方法来说，这种方法更科学一些，至少可以对那些营业额高而贡献低的客户不再进行奖励；第三种方法是按客户的历史利润来积分，每个企业可以按其所在的行业不同，制定一定的客户利润的计算规则，比如在银行业计算客户历史利润时就将净利息收入（主要是与贷款和存款有关的净利息收入）、其它收入（主要是手续费、年费等）、直接费用（主要是指基于活动的成本核算或分摊）、间接费用（主要是指银行日常运行的生产成本）、风险准备金（主要是指风险成本，如坏帐准备金的计提等）五个因子来计算账户级的历史利润，这种方法相对毛利润的第二种方法来说，更进了一步，并且目前国内企业能做到这一步的企业还很少，主要原因在于单个客户成本的分摊很难，尤其是营销成本和与客户沟通的成本千差万别，但国内已经有企业开始将此作为管理客户的最主要的指标，也说明国内企业已经开始用先进的客户关系管理的理念在管理自己的客户；第四种方法是按客户的终身价值来积分，客户终身价值是指客户与公司建立关系开始到关系结束所产生利润之和的贴现值（陈明亮(2001)，李纯青（2004a）），相对于
内累积购买4000元以上（含）商品的客户都可得到消费金额1%的购物券，并且每年年底计算一次积分，次年的一月份集中办理积分兑换业务，对于在积分兑换期间，没有去兑换的客户视为自动放弃，兑换期一过，所有客户的积分全部清零（李纯青等，2004b））。
前三种方法来说，这种计算积分的方法应该是最科学的一种，虽然国际上对客户终身价值的研究已经有10年的历史，但由于其计算的复杂性（比如客户关系时间长短的确定、客户行为变量的选择等）以及需要信息的全面性（单个客户的成本、以及公司营销活动的成本等方面数据的准确性等），很少有企业真正将此概念用于营销决策中，但随着信息技术的发展，客户信息的收集越来越容易，并且客户的消费行为也越来越便于观察或记录，使以客户终身价值作为积分的计算依据不久的将来就会成为现实，也是企业进行科学管理的一种发展趋势，哪个企业用得早，哪个企业的竞争优势就越明显，就越容易在管理中进行创新，发展得就越快、越长久。
b.回报比例问题
在怎么回报中，除了计算积分的问题外，还有一个回报比例的问题，也就是说拿出多少比例来回报给消费者，就上面超市的来例子来讲，其回报比例是客户年消费金额的1%，当然，其积分计算方法也是四种最简单的一种，按客户的消费额来积分，至于这个比例到底应该定为多少，是有一定的选择原则的，基本的原则是根据积分计划的目标来的，如果目标是吸引潜在的客户，就可以将比例定高一些，因为积分计划的开支本来就是一种营销总投资，如果有吸引潜在客户的功能的话，实际上就是可以充抵一部分广告的预算，或充当了一部分打折、降价促销的功能；如果积分计划的目标是维持现有的重要客户，那回报比例可以定低一些，但需要在回报内容方面多下些功夫，将那些成本低，但对客户来说感知价值非常高的回报多设计一些，提高老客户对积分计划的感知价值。
c.回报方式与途径问题
通过什么方式将客户的积分回报给客户，也是怎么回报中应该考虑的问题，由于信息技术的发展以及第三产业的发达，可选择的回报方式或途径很多，这也给积分计划的发起公司带来了很多创新的机会。比如返还的是一个小玩具，就存在一个给客户的问题，是让其到指定的地点来取？还是邮寄？还是通过第三方门对门递送，还是公司员工亲自上门送去？不同方式给客户的感觉是不同的，当然公司所付出的费用也是不同的。再比如，返还给客户的是一种服务，这种服务是让客户自己去体验，还是带着客户去体验，其实这里面都有一个是否用心，是否让客户感觉到你真正对他好，只有让他感觉到您真正对他好，才能与客户建立起具有信任和承诺的态度忠诚，进而发展到行为忠诚，这种才是真正的忠诚。为了达到这个目标，我们必须向客户提供一些不同寻常的东西：一些在客户看来具有很高价值的东西。只有这样，客户才能对产品、品牌或公司形成强烈的认同感。这会带来更高的重复购买率或更大的购买量，同时增加公司的收入和利润。客户积分计划旨在通过与会员建立富有感情色彩的关系向会员提供必要的附加价值，正是这种感情上的联系使公司和会员间的联系更独特、更牢固、更持久。这各关系并不是完全靠财务利益形成的，它是建立在软性利益的基础上，这些软性利益使积分计划会员资格更有价值并使会员享有特权。通过建立这种富有感情的关系，积分计划创造出一种竞争优势，这种竞争优势至少使会员对竞争对手的“侵入”活动具有一定的免疫力。
3.2 积分计划的设计方法
如何确定积分计划的结构是积分计划设计的难点，也是很多打算实施积分计划企业的项目负责人头疼的事情。但任何一个事情只要决策者善于动脑筋，还是可以想出比较令人满意的解决办法的。李纯青等（2004b）针对超市的消费者数据，在企业与客户双赢的目标下，提出了一种最优积分计划的设计方法，并进行了相应的实证分析，但该研究是在已经具有消费者参加积分计划的数据基础上对原计划进行的优化，针对没有消费者参加积分计划的数据或在数据不足的情况下怎么来设计积分计划，是困扰打算采用积分计划这种关系营销手段来提高客户忠诚度的企业的主要问题。这种情况下，通常可采用循序渐进法来逐步设计一个比较好的积分计划。首先根据已有的消费者数据（不含积分计划的数据）来计算消费者的贡献，
根据企业的利润目标，设计一个管理者认为合理的积分计划，在试运行一段时间后，对已经积累的消费者数据以及企业的目标再逐步对其进行优化，使计划有一个逐渐改进的过程。4.实施积分计划的流程
我们认为，实施积分计划的流程通常包括以下几个方面：成立项目团队、确定积分计划的目标、确定积分计划结构、明确积分计划的投入与产出、决定如何组织并管理积分计划（积分计划的组织与服务中心、将客户积分计划整合到发起公司、积分计划的数据库及管理、积分计划的沟通与管理、积分计划成功的衡量），具体如图1所示。由于篇幅有限，我们就不再对每个步骤进行详细论述。
图1 实施积分计划的流程
5. 结论
总之，客户积分计划有着光明的前景，几十年来，它们一直被作为保持忠诚客户的工具。但如何设计、实施并管理好一个积分计划是非常科学的问题，只有对客户积分计划进行充分的了解，才能真正运用好积分计划，最终达到保持有价值客户的目的。
参考文献：
范秀成，罗海成(2003). 基于顾客感知价值的服务企业竞争力探析, 南开管理评论，6, 41-45. 陈明亮(2003). 客户忠诚决定因素实证研究，管理科学学报，12(3), 173-179.
陈明亮(2001). 客户保持与生命周期研究，西安交通大学博士学位论文.
郭国庆(2003). CRM与交叉销售在美国金融业的应用及启示，山东大学学报（哲学社会科学版，5，79-84.
李纯青(2004a)，超市动态客户关系管理研究，西安交通大学博士学位论文。
李纯青，徐寅峰(2004b). 最优回报计划的设计与应用，预测，23(2), 61-65.
李纯青，徐寅峰，张洋(2004c). 基于知识管理的动态客户关系管理研究，中国管理科学，12(2), 88-94.
李纯青，赵平，马军平(2005)，回报计划感知价值对客户忠诚影响的实证研究，管理科学学报，已录用
李纯青，赵平，徐寅峰(2005)，动态客户关系管理的内涵及其模型，管理工程学报，19(3)，121-126.
马宝龙, 李金林, 李纯青，王高(2006), 回报计划感知价值及其与计划忠诚和品牌忠诚的关系研究, 南开管理评论, 9(5), 44-51.
王永贵，董大海(2004). 客户关系管理的研究现状、不足和未来展望.中国流通经济，6:52-56. [英]斯蒂芬.A.巴斯彻著，孙路弘，陈叙译, 俱乐部运营—客户忠诚计划的成功实践，电子工业出版社，2005年1月
Anderson , James C.and James B.L.Thomson (1997), “Combinging value and price to make purchase decision in Business models”, ISBM Report, Institute for the Study of Business Markets, The Pennsylvania State University.
Bolton, Ruth N., Kannan, R K., Bramlett Matthew D (2000). “Implications of Loyalty Program membership and Service Experiences for Customer Retention and Value”.Journa l of the Academy of Marketing Science, 28 (Winter), 95-108.
Capizzi Mike, Ferguson Rick, Cuthbertson Rechard(2004). “Loyalty trends for the 21st century”, Journal of Targeting, Measurement and Analysis for Marketing. 12(3): 199-212.
Cigliano, J., Georgiadis, M., Pleasance, D. and Whalley, S(2000). “The Price of Loyalty”.McKinsey Quarterly, 4: 68-77.
Dowling Grahame R., Mark Uncles (1997). “Do customer loyalty programs really w ork?”. Sloan Management Review, Summer, 38, 71-82.
Dwyer, F. Robert, Paul H. Schurr, and Sejo Oh(1987). “Developing Buyer-Seller Relationships ”.Journal of Marketing, 51(April): 11-27
Ganesan, Shankar(1994). “Determinants of Long-Term Orientation in Buyer-Seller Relationships ”.Journal of Marketing, 58 (April): 1-19.
Garbarino, Ellen and Mark S. Johnson (1999). “The Different Role of Satisfaction, Trust, and Commitment in Customer Relationships”. Journal of Marketing, 63(April), 70-87.
Kivetz, Ran and Itamar Simonson(2002). “Earning the Right to Indulge: Effort as a Determinant of Custo mer Preferences Toward Frequency Program Rewards”. Journal of Marketing Research. 39(May):155-170.
Kivetz,Ran,Simonson,Itamar(2003), “The Idiosyncratic Fit Heuristic:Effort Advantage as a Determinant of Consumer Response to Loyalty Programs”, Journal of Marketing Research, 40(4):454-468.
Li Chunqing, Xu Yinfeng, Li Hongyi (2005), “An Empirical Study of the Dynamic Customer Relationship Management”，Journal of Retailing and Consumer Services, 12(6), 431-441.
Li Chunqing, Zhao Ping, Ma Junping (2006), “The the oretical underpinnings of the influence of customer reward programs on customer retention: A framework and propositions for future research”, International Conference on Research and Practical Issues of Enterprise Information Systems Vienna, AUSTRIA, Apr.24-26, 615-621.
Morgan R.M. and Hunt S.D(1994). “The Commitment-Trust Theory of Relationship Marketing”. Journal of Marketing. 58(July): 20-38.
Naumann,Earl (1995). “Creating customer value: the path to sustainable competitive advantage”, Cincinnati, OH: Thomson Executive Press.
O’Brien, Louise and Charles Jones(1995). “Do rewards really create l oyalty?” Harvard Business
Review, 73(May-June): 75-82.
Oliver, R. L(1996). “Whence consumer l oyalty”. Journal of Marketing, 63(4): 33-44.
Petrison, Lisa, Robert C. Blattberg, and Paul Wang(1997). “Database Marketing: Past, Present and Future”.Journal of Direct Marketing, 11(14): 109-123.
Reichheld, Frederick F., and Thomas Teal (1996), “The loyalty e ffect”, Boston, MA: Business Scholl Press.
Roberts, Mary Lou and Paul D. Berger(1999), “Direct Marketing Management”. Englewood Cliffs, NJ: Prentice Hall.
Sheth, Zjagdish N., Rajendra S. Sisodia and Arun Sharma(1995). “The Antecedents and Consequences of Customer-Centric Marketing”. Journal of the Academy of Marketing Science, 28(Winter):55-66.
Verhoef, Peter C(2003). “ Understanding the Effect of Customer Relationship Management Efforts on Customer Retention and Customer Share Development”.Journal of Marketing, 67 (4): 30-45. Zeithaml, Valarie A(1998), “Consumer perception s of price, quality, and value: a means-end model and synthesis of evidence”. Journal of marketing, 52, 2-22.
建筑结构设计的优化方法及应用分析 在建筑造价中，结构造价的比例非常大。因此，研究建筑结构设计的优化方法并将其应用于实践具有非常积极的现实意义。文章分析了建筑结构设计的优化方法和应用。 标签：建筑结构设计；优化；方法；应用 引言：伴随我国建筑业的快速发展，对建筑设计进行优化也是设计者的一个重要研究课题。为了解决建筑面积与土地面积的矛盾，建筑本身的性质与理论知识与实际情况之间的矛盾，优化了建筑结构。 1、建筑结构设计优化的内容及意义 建筑结构的优化主要体现在两个方面。一是建筑工程整体结构的优化设计；二是建筑工程局部结构的优化设计。其中，局部结构优化设计的目标主要包括以下几个方面：基本结构方案、屋面系统方案、围护结构方案、结构细节等。当对上述目标进行优化时，往往涉及到选择、受力分析和成本分析。总之，在优化建筑结构设计过程中，不仅要严格执行设计规范，而且要充分结合施工项目的具体情况，从而最终提高建筑工程的综合经济效益。建筑结构优化的重要性主要是两点，一是提高建筑工程的安全性和可靠性，二是降低建筑工程的总造价。通过对比分析发现，在适当的应用下，建筑结构设计优化方法能最大限度地降低建筑工程总造价30%。通过优化方法的有效应用，一方面可以最大限度地提高材料的性能，另一方面可以为实际的规划执行提供一系列有用的工作。 2、建筑结构设计的优化方法 2.1概念设计优化 建筑结构的概念设计是设计者将自己的理论知识和设计要求和建筑环境结合起来设计建筑结构。在设计时，应考虑许多非唯一的数值和不可预测的不可抗拒因素。例如，在设计建筑物时，需要考虑其抗震性能。地震不能通过预测和针对性的设计发生，所以在设计中，应加强地震多发区域内每一栋建筑物的抗震性能，尤其要注意建筑物的抗震性能，是设计优化的这些因素的设计优化的概念。 2.2模型设计优化 在优化设计概念后，还应优化模型的结构。首先，在设计变量的选择中，需要选择的变化内容越来越少，但作为参考标准的基本价值，减少了优化设计的难度，提高了设计的可靠性；其次，针对较大的接触因素，建立相应的功能结构设计和分析，降低建筑成本，减少错误概率的设计，加强建筑整体性优化，减少设计和施工工作的工作量；第三是衡量建筑结构的工作条件，工作环境通常是复杂多变的，具体的建设需要考虑的各个部分稳定、结构应力极限，整体结构刚性和
结构优化设计的综述与 发展 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
结构优化设计的综述与发展 摘要：结构优化设计，就是在计算机技术等高科技手段的支持下，为了提升机械产品的性能、工作效率，延长机械产品的工作寿命，对机械产品的尺寸、形状、拓扑结构和动态性能进行优化的过程。这是机械行业发展的必然要求，也是信息时代的必然要求。结构优化设计，必须在保证机械产品满足工作需要的前提下，通过科学的计算来实行。文章将简单对结构优化设计的发展状况进行介绍，列举几种优化设计方法，以及讨论未来优化的发展情况。 关键词：结构优化设计发展优化设计方法 1 结构优化设计 结构优化简单来说就是在满足一定的约束条件下，通过改变结构的设计参数，以达到节约原材料或提高结构性能的目的。结构优化设计通常是指在给定结构外形，给定结构各元件的材料和相关载荷及整个结构的强度、刚度、工艺等要求的条件下，对结构进行整体和元件优化设计。结构优化设计一般由设计变量、约束条件和目标函数三要素组成。评价设计优、劣的标准，在优化设计中称为目标函数；结构设计中以变量形式参与的称为设计变量；设计时应遵守的几何、刚度、强度、稳定性等条件称为约束条件，而设计变量、约束函数与目标函数一起构成了优化设计的数学模型。结构优化的目的是让设计的结构利用材料更经济、受力分布更合理。 结构优化设计根据设计变量选取的不同可以分为截面（尺寸）优化、形状优化、拓扑优化三个层次。尺寸优化是选取结构元件的几何尺寸作为设计变量，例如，杆元截面积、板元的厚度等等[1]。而形状优化是选取结构的内部形状或者是节点位置作为设计变量。拓扑优化就是选取结构元件的有无作为设计变量，为0-1型逻辑型设计变量。 2 结构优化设计研究概况与现状 结构优化设计最早可以追溯到17世纪，伽利略和伯努利对弯曲梁的研究从而引发了变截面粱形状优化的问题。后来Maxwell和Michell提出了单载荷仅有应力约束条件下最小重量桁架结构布局的基本理论，为系统地分析结构优化理论作出了重大的贡献。然而长期以来，由于缺乏高速可靠的计算手段和理论，结构优化设计一直无法获取较大发展。 到上世纪六十年代，有限元技术借助于计算机技术，得到了极大的发展。1960年Schmit在求解多种载荷情况下弹性结构的最小重量问题时，首次在结构优化中引入入数学规划理论，并与有限元方法结合应用，形成了全新的结构优化思想，标志着现代结构优化技术的开始[2]。 1973年Zienkiewicz和Campbell[3]在解决水坝的形状优化问题时，首次以节点坐标作为设计变量，在结构分析方面使用了等参元，在优化方法上使用了序列线性规划的方法。其后，众多的学者在此基础上，逐渐发展形成了使用边界形状参数化方法描述连续体边界的方法，即采用直线、圆弧、样条曲线、二次参数曲线、二次曲面、柱面等方式来描述边界。 1982年，Iman提出了设计元法。该方法把结构分成若干子域，每个子域对应一个设计元。设计元由一组控制设计元几何形状的主节点来描述，接着选择一组设计变量来控制主节点的移动。该方法可以有效地减少设计变量，但也存在网格畸形的缺点。 1986年Belegundu提出了基于自然设计变量和形状函数的形状优化方法[4]。他选择了作用在结构上的假想载荷等一系列自然变量，把由假想载荷产生的位移加到初始
机械结构优化设计 ——周江琛2013301390008 摘要：机械优化设计是一门综合性的学科，非常有发展潜力的研究方向，是解决复杂设计问题的一种有效工具。本文重点介绍机械优化设计方法的同时，对其原理、优缺点及适用范围进行了总结，并分析了优化方法的最新研究进展。关键词：优化方法约束特点函数 优化设计是一门新兴学科,它建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上,通过计算机的数值计算,能从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案,使期望的经济指标达到最优,它可以成功地解决解析等其它方法难以解决的复杂问题,优化设计为工程设计提供了一种重要的科学设计方法,因而采用这种设计方法能大大提高设计效率和设计质量。优化设计主要包括两个方面:一是如何将设计问题转化为确切反映问题实质并适合于优化计算的数学模型,建立数学模型包括:选取适当的设计变量,建立优化问题的目标函数和约束条件。目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式,约束条件反映的是设计变量取得范围和相互之间的关系;二是如何求得该数学模型的最优解:可归结为在给定的条件下求目标函数的极值或最优值的问题。机械优化设计就是在给定的载荷或环境条件下,在机械产品的形态、几何尺寸关系或其它因素的限制范围内,以机械系统的功能、强度和经济性等为优化对象,选取设计变量,建立
目标函数和约束条件,并使目标函数获得最优值一种现代设计方法,目前机械优化设计已广泛应用于航天、航空和国防等各部门。优化设计是20世纪60年代初发展起来的，它是将最优化原理和计算机技术应用于设计领域，为工程设计提供一种重要的科学设计方法。利用这种新方法，就可以寻找出最佳设计方案，从而大大提高设计效率和质量。因此优化设计是现代设计理论和方法的一个重要领域，它已广泛应用于各个工业部门。优化方法的发展经历了数值法、数值分析法和非数值分析法三个阶段。20世纪50年代发展起来的数学规划理论形成了应用数学的一个分支，为优化设计奠定了理论基础。20世纪60年代电子计算机和计算机技术的发展为优化设计提供了强有力的手段，使工程技术人员把主要精力转到优化方案的选择上。最优化技术成功地运用于机械设计还是在20世纪60年代后期开始，近年来发展起来的计算机辅助设计（CAD），在引入优化设计方法后，使得在设计工程中既能够不断选择设计参数并评选出最优设计方案，又可加快设计速度，缩短设计周期。在科学技术发展要求机械产品更新日益所以今天，把优化设计方法与计算机辅助设计结合起来，使设计工程完全自动化，已成为设计方法的一个重要发展趋势。 优化设计方法多种多样，主要有以下几种：1无约束优化设计法；无约束优化设计是没有约束函数的优化设计，无约束可以分为两类，一类是利用目标函数的一阶或二阶导数的无约束优化方法，如最速下降法、共轭梯度法、牛顿法及变尺度法等。另一类是只利用目标函数值的无约束优化方法，如坐标轮换法、单形替换法及鲍威尔法等。此法具有计算
企业组织架构设置原则及设置方法 组织架构设计必须把握五条原则：战略导向原则、简洁高效原则、负荷适当原则、责任均衡原则、企业价值最大化原则。 组织架构设置原则 组织架构设计必须把握五条原则：战略导向原则、简洁高效原则、负荷适当原则、责任均衡原则、企业价值最大化原则。 战略导向原则。战略决定组织架构，组织架构支撑企业战略落地。内贸企业不会设立外贸部，代工企业不会成立研发部，零售企业不会设立生产部。设置任何部门都必须成为企业某一战略的载体。反过来说明，如果企业某一战略没有承载部门，就会导致架构残缺。华东某企业在全国设立了十个分公司，经营规模也超过十亿元人民币，但由于企业没有成本核算部门，公司欠银行贷款一亿多元，老板连哪家亏损哪家赚钱都搞不清楚！前些年轰然倒塌的集团企业无不与此类似。 简洁高效原则。部门绝不会越多越好，以层级简洁、管理高效为原则。过多则效率低下，过少则残缺不全。 负荷适当原则。部门功能划分适度，不能让某个部门承载过多功能。功能集中不仅不利于快速反应，而且还会形成工作瓶颈，制约企业发展。 责任均衡原则。责任均衡体现企业的授权艺术。如果让某部门“一枝独秀”“权倾四野”，可能有工作效率无企业效益，权力失衡、制约乏力往往会滋生腐败。 负荷适当体现的是功能多少，责任均衡体现的是权力大小。如生产型企业，生产部是功能多的部门，相对而言品质部则是权力大的部门，也许生产部有几百上千员工，品质部只有十几人甚至少到几个人，但品质部员工却拥有产品是否合格的最终裁定权。 部门设置的根本原则，那就是让部门组合价值最大化，即确保企业以最少的投入获得最大的市场回报。 组织架构设置方法 设计组织架构可以分五步进行：战略对接、选择类型、设计部门、划分功能、确定层级。
机械结构优化设计 ——周江琛 2013301390008 摘要：机械优化设计是一门综合性的学科，非常有发展潜力的研究方向，是解决复杂设计问题的一种有效工具。本文重点介绍机械优化设计方法的同时，对其原理、优缺点及适用范围进行了总结，并分析了优化方法的最新研究进展。关键词：优化方法约束特点函数 优化设计是一门新兴学科,它建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上,通过计算机的数值计算,能从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案,使期望的经济指标达到最优,它可以成功地解决解析等其它方法难以解决的复杂问题,优化设计为工程设计提供了一种重要的科学设计方法,因而采用这种设计方法能大大提高设计效率和设计质量。优化设计主要包括两个方面:一是如何将设计问题转化为确切反映问题实质并适合于优化计算的数学模型,建立数学模型包括:选取适当的设计变量,建立优化问题的目标函数和约束条件。目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式,约束条件反映的是设计变量取得范围和相互之间的关系;二是如何求得该数学模型的最优解:可归结为在给定的条件下求目标函数的极值或最优值的问题。机械优化设计就是在给定的载荷或环境条件下,在机械产品的形态、几何尺寸关系或其它因素的限制范围内,以机械系统的功能、强度和经济性等为优化对象,选取设计变量,建立
目标函数和约束条件,并使目标函数获得最优值一种现代设计方法,目前机械优化设计已广泛应用于航天、航空和国防等各部门。优化设计是20世纪60年代初发展起来的，它是将最优化原理和计算机技术应用于设计领域，为工程设计提供一种重要的科学设计方法。利用这种新方法，就可以寻找出最佳设计方案，从而大大提高设计效率和质量。因此优化设计是现代设计理论和方法的一个重要领域，它已广泛应用于各个工业部门。优化方法的发展经历了数值法、数值分析法和非数值分析法三个阶段。20世纪50年代发展起来的数学规划理论形成了应用数学的一个分支，为优化设计奠定了理论基础。20世纪60年代电子计算机和计算机技术的发展为优化设计提供了强有力的手段，使工程技术人员把主要精力转到优化方案的选择上。最优化技术成功地运用于机械设计还是在20世纪60年代后期开始，近年来发展起来的计算机辅助设计（CAD），在引入优化设计方法后，使得在设计工程中既能够不断选择设计参数并评选出最优设计方案，又可加快设计速度，缩短设计周期。在科学技术发展要求机械产品更新日益所以今天，把优化设计方法与计算机辅助设计结合起来，使设计工程完全自动化，已成为设计方法的一个重要发展趋势。 优化设计方法多种多样，主要有以下几种：1无约束优化设计法；无约束优化设计是没有约束函数的优化设计，无约束可以分为两类，一类是利用目标函数的一阶或二阶导数的无约束优化方法，如最速下降法、共轭梯度法、牛顿法及变尺度法等。另一类是只利用目标函数值的无约束优化方法，如坐标轮换法、单形替换法及鲍威尔法等。此法具有计算
第一章 钢筋混凝土结构基本概念及材料的物理力学性能 1.混凝土立方体抗压强度cu f ：（基本强度指标）以边长150mm 立方体试件，按标准方法制作养护28d ，标准试验方法（不涂润滑剂，全截面受压，加载速度0.15~0.25MPa/s ）测得的抗压强度作为混凝土立方体抗压强度 cu f 。 影响立方体强度主要因素为试件尺寸和试验方法。尺寸效应关系： cu f （150）=0.95cu f （100） cu f （150）=1.05cu f （200） 2.混凝土弹性模量和变形模量。 ①原点弹性模量：在混凝土受压应力—应变曲线图的原点作切线，该切线曲率即为原点弹性模量。表示为：E '=σ/ε=tan α0 ②变形模量：连接混凝土应力应变—曲线的原点及曲线上某一点K 作割线，K 点混凝土应力为σc （=0.5c f ），该割线（OK ）的斜率即为变形模量，也称割线模量或弹塑性模量。 E c '''=tan α1=σc /εc 混凝土受拉弹性模量与受压弹性模量相等。 ③切线模量：混凝土应力应变—上某应力σc 处作一切线，该切线斜率即为相应于应力σc 时的切线模量''c E =d σ/d ε 3 . 徐变变形：在应力长期不变的作用下，混凝土的应变随时间增长的现象称为徐变。 影响徐变的因素：a. 内在因素，包括混凝土组成、龄期，龄期越早，徐变越大；b. 环境条件，指养护和使用时的温度、湿度，温度越高，湿度越低，徐变越大；c. 应力条件，压应力σ﹤0.5 c f ，徐变与应力呈线性关系；当压应力σ介于（0.5～0.8）c f 之间，徐变增长比应力快；当压应力σ﹥0.8 c f 时，混凝土的非线性徐变不收敛。 徐变对结构的影响：a.使结构变形增加；b.静定结构会使截面中产生应力重分布；c.超静定结构引起赘余力；d.在预应力混凝土结构中产生预 应力损失。 4.收缩变形：在混凝土中凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间推移而减少的现象称为收缩。 混凝土收缩原因：a.硬化初期，化学性收缩，本身的体积收缩；b.后期，物理收缩，失水干燥。 影响混凝土收缩的主要因素：a.混凝土组成和配比；b.构件的养护条件、使用环境的温度和湿度，以及凡是影响混凝土中水分保持的因素；c.构件的体表比，比值越小收缩越大。 混凝土收缩对结构的影响：a.构件未受荷前可能产生裂缝；b.预应力构件中引起预应力损失；c.超静定结构产生次内力。 5.钢筋的基本概念 1.钢筋按化学成分分类，可分为碳素钢和普通低合金钢。 2钢筋按加工方法分类，可分为a.热轧钢筋；b.热处理钢筋；c.冷加工钢筋（冷拉钢筋、冷轧钢筋、冷轧带肋钢筋和冷轧扭钢筋。） 6.钢筋的力学性能 物理力学指标：（1）两个强度指标：屈服强度，结构设计计算中强度取值主要依据；极限抗拉强度，材料实际破坏强度，衡量钢筋屈服后的抗拉能力，不能作为计算依据。（2）两个塑性指标：伸长率和冷弯性能：钢材在冷加工过程和使用时不开裂、弯断或脆断的性能。 7.钢筋和混凝土共同工作的的原因：（1）混凝土和钢筋之间有着良好的黏结力；（2）二者具有相近的温度线膨胀系数；（3）在保护层足够的前提下，呈碱性的混凝土可以保护钢筋不易锈蚀，保证了钢筋与混凝土的共同作用。 第二章 结构按极限状态法设计计算的原则 1.结构概率设计的方法按发展进程划分为三个水准：a.水准Ⅰ，半概率设计法，只对影响结构可靠度的某些参数，用数理统计分析，并与经验结合，对结构的可靠度不能做出定量的估计；b.水准Ⅱ，近似概率设计法，用概率论和数理统计理论，对结构、构件、或截面设计的可靠概率做出近似估计，忽略了变量随时间的关系，非线性极限状态方程线性化；c.水准Ⅲ，全概略设计法，我国《公桥规》采用水准Ⅱ。 2.结构的可靠性：指结构在规定时间（设计基准期）、规定的条件下，完成预定功能的能力。 可靠性组成：安全性、适用性、耐久性。 可靠度：对结构的可靠性进行概率描述称为结构可靠度。 3.结构的极限状态：当整个结构或构件的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时，则此特定状态称为该功能的极限状态。 极限状态分为承载能力极限状态、正常使用极限状态和破坏—安全状态。 承载能力极限状态对应于结构或构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形，具体表现：a.整个构件或结构的一部分作为刚体失去平衡；b.结构构件或连接处因超过材料强度而破坏；c.结构转变成机动体系；d.结构或构件丧失稳定；e.变形过大，不能继续承载和使用。 正常使用极限状态对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值，具体表现：a.由于外观变形影响正常使用；b.由于耐久性能的局部损坏影响正常使用；c.由于震动影响正常使用；d.由于其他特定状态影响正常使用。 破坏—安全状态是指偶然事件造成局部损坏后，其余部分不至于发生连续倒塌的状态。（破坏—安全极限状态归到承载能力极限状态中） 4.作用：使结构产生内力、变形、应力、应变的所有原因。 作用分为：永久作用、可变作用和偶然作用。 永久作用：在结构使用期内，其量值不随时间变化，或其变化与平均值相比可忽略不计的作用 可变作用：在结构试用期内，其量值随时间变化，且其变化值与平均值相比较不可忽略的作用。
《结构优化设计》 大作业报告 实验名称: 拓扑优化计算与分析 1、引言 大型的复杂结构诸如飞机、汽车中的复杂部件及桥梁等大型工程的设计问题，依靠传统的经验和模拟实验的优化设计方法已难以胜任，拓扑优化方法成为解决该问题的关键手段。近年来拓扑优化的研究的热点集中在其工程应用上，如: 用拓扑优化方法进行微型柔性机构的设计，车门设计，飞机加强框设计，机翼前缘肋设计，卫星结构设计等。在其具体的操作实现上有两种方法，一是采用计算机语言编程计算，该方法的优点是能最大限度的控制优化过程，改善优化过程中出现的诸如棋盘格现象等数值不稳定现象，得到较理想的优化结果，其缺点是计算规模过于庞大，计算效率太低;二是借助于商用有限元软件平台。本文基于matlab软件编程研究了不同边界条件平面薄板结构的在各种受力情况下拓扑优化，给出了几种典型结构的算例，并探讨了在实际优化中优化效果随各参数的变化，有助于初学者初涉拓扑优化的读者对拓扑优化有个基础的认识。
2、拓扑优化研究现状 结构拓扑优化是近20年来从结构优化研究中派生出来的新分支，它在计算结构力学中已经被认为是最富挑战性的一类研究工作。目前有关结构拓扑优化的工程应用研究还很不成熟，在国外处在发展的初期，尤其在国内尚属于起步阶段。1904 年Michell在桁架理论中首次提出了拓扑优化的概念。自1964 年Dorn等人提出基结构法，将数值方法引入拓扑优化领域，拓扑优化研究开始活跃。20 世纪80 年代初，程耿东和N. Olhoff在弹性板的最优厚度分布研究中首次将最优拓扑问题转化为尺寸优化问题，他们开创性的工作引起了众多学者的研究兴趣。1988年Bendsoe和Kikuchi发表的基于均匀化理论的结构拓扑优化设计，开创了连续体结构拓扑优化设计研究的新局面。1993年Xie.Y.M和Steven.G.P 提出了渐进结构优化法。1999年Bendsoe和Sigmund证实了变密度法物理意义的存在性。2002 年罗鹰等提出三角网格进化法，该方法在优化过程中实现了退化和进化的统一，提高了优化效率。目前常使用的拓扑优化设计方法可以分为两大类：退化法和进化法。结构拓扑优化设计研究，已被广泛应用于建筑、航天航空、机械、海洋工程、生物医学及船舶制造等领域。 3、拓扑优化建模（SIMP） 结构拓扑优化目前的主要研究对象是连续体结构。优化的基本方法是将设计区域划分为有限单元，依据一定的算法删除部分区域，形成带孔的连续体，实现连续体的拓扑优化。连续体结构拓扑优化方法目前比较成熟的是均匀化方法、变密度方法和渐进结构优化方法。 变密度法以连续变量的密度函数形式显式地表达单元相对密度与材料弹性模量之间的对应关系，这种方法基于各向同性材料，不需要引入微结构和附加的均匀化过程，它以每个单元的相对密度作为设计变量，人为假定相对密度和材料弹性模量之间的某种对应关系，程序实现简单，计算效率高。变密度法中常用的插值模型主要有:固体各向同性惩罚微结构模型(solidisotropic microstructures with penalization，简称SIMP)和材料属性的合理近似模型(rational approximation ofmaterial properties，简称RAMP)。而本文所用即为SIMP插值模型。
企业如何进行组织结构设计 （和君咨询：林子力） 企业组织结构设计与优化是企业在发展过程中必然要面临的关键命题之一，本文结合自己做过的几个组织结构设计的项目阐述自己对组织结构设计的一些理解。主要涉及组织结构设计的概念、组织结构对于企业的重要性及如何进行组织结构设计。 一、组织结构设计的概念 组织结构设计是企业管理的常用手段，组织设计指的是建立或改造一个组织的过程，即对组织活动和组织结构的设计和再设计，是把任务、流程、权力和责任进行有效组合和协调的活动。在平日的运营当中企业往往总是通过组织设计，为企业的全体员工一一指派职责并协调其工作，以期在达成企业经营目标的过程中获得最佳的工作绩效。 组织设计的结果是形成新的企业组织结构。其内容包括： 1、各岗位职务的专业化，部门的划分，以及直线指挥系统与职能参谋系统的相互关系等方面的工作任务组合。 2、建立职权指挥系统、控制幅度和集权分权等部门与部门、人与人之间相互影响、协调和控制的机制。 3、建立最优化业务流程和信息流，以及相应的最有效的协调和管理手段，形成一套管理机构，以及与之相配套的支持系统，如领导制度、管理程序、工作标准、规定制度等。 组织设计的基本功能就是要协调组织中全体人员与该组织的任务、目标之
间的关系，使该组织适应企业完成目标的需要，最大限度地发挥全体人员的能量与积极性，成为一个具有凝聚力的整体。 二、组织结构的重要性 组织结构对企业的重要性不言而喻，从表面上看，企业面临着很多不良的组织结构带来的问题，如：责任不清、权限不明、越级报告、部门主义、目标紊乱、机构臃肿、管理僵化、运营失控。发展迅速的企业更是经常遇到这样的问题，企业发展的速度太快，企业的组织结构经常跟不上其发展。而这些都需要科学的组织结构设计来解决问题。 从构建企业的的内部秩序来说，组织结构设计可以保障公平责权利的分工以降低内耗，达到企业内部的秩序构建的目的。 从企业的运营效率而言，企业的运营效率=岗位效率+系统协同，企业需要组织结构设计将工作进行分解至每个岗位上，以专业化的分工来加快企业运营的速度。同时需要组织结构设计中的协调机制来进行岗位与岗位之间的、部门与部门之间的有效协同，通过协同来整合各个部门、各个岗位的工作以达成整个企业的目标。 非常明显的是：结构效率优先于运营效率，单个个体再大的本事，再高的素质，在一个失效或低效的组织中工作都是痛苦的。缺乏科学的组织结构企业将会在部门扯皮等内耗当中痛苦的生存。 三、如何进行组织结构设计
结构设计原理案例计算步骤 一、单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算 计算公式： ——水平力平衡 （）——所有力对受拉钢筋合力作用点取矩（） （）——所有力对受压区砼合力作用点取矩（）使用条件： 注：/，&& 计算方法： ㈠截面设计yy 1、已知弯矩组合设计值，钢筋、混凝土强度等级及截面尺寸b、h，计算。 ①由已知查表得：、、、； ②假设； ③根据假设计算； ④计算（力矩平衡公式：）； ⑤判断适用条件：（若，则为超筋梁，应修改截面尺寸或提 高砼等级或改为双筋截面）； ⑥计算钢筋面积（力平衡公式：）； ⑦选择钢筋，并布置钢筋（若 ，则按一排布置）； 侧外 ⑧根据以上计算确定（若与假定值接近，则计算，否则以的确定值作 为假定值从③开始重新计算）； ⑨以的确定值计算； ⑩验证配筋率是否满足要求（，）。 2、已知弯矩组合设计值，材料规格，设计截面尺寸、和钢筋截面面积。 ①有已知条件查表得：、、、； ②假设，先确定； ③假设配筋率（矩形梁，板）； ④计算（，若，则取）； ⑤计算（令，代入）； ⑥计算（，&&取其整、模数化）； ⑦确定（依构造要求，调整）； ⑧之后按“1”的计算步骤计算。 ㈡承载力复核 已知截面尺寸b、，钢筋截面面积，材料规格，弯矩组合设计值，
所要求的是截面所能承受的最大弯矩，并判断是否安全。 ①由已知查表得：、、、； ②确定； ③计算； ④计算（应用力平衡公式：，若，则需调整。令， 计算出，再代回校核）； ⑤适用条件判断（，，）； ⑥计算最大弯矩（若，则按式计算最大弯矩） ⑦判断结构安全性（若，则结构安全，但若破坏则破坏受压区，所以应以受压区控制设计；若,则说明结构不安全，需进行调整——修改尺寸或提高砼等级或改为双筋截面）。 二、双筋矩形截面梁承载力计算 计算公式： ， ，（）+（） 适用条件： （1） （2） 注：对适用条件的讨论 ①当&&时，则应增大截面尺寸或提高砼等级或增加的用量（即 将当作未知数重新计算一个较大的）；当时，算得的即为安全要 求的最小值，且可以有效地发挥砼的抗压强度，比较经济； ②当&&时，表明受压区钢筋之布置靠近中性轴，梁破坏时应变较 小，抗压钢筋达不到其设计值，处理方法： a.《公桥规》规定：假定受压区混凝土压应力的合力作用点与受压区钢筋合力作用 点重合，并对其取矩，即 令2，并 （） 计算出； b.再按不考虑受压区钢筋的存在（即令），按单筋截面梁计算出。 将a、b中计算出的进行比较，若是截面设计计算则取其较小值，若是承载能力复核则取其较大值。 计算方法： ㈠截面设计 1.已知截面尺寸b、h，钢筋、混凝土的强度等级，桥梁结构重要性系数，弯矩组合 设计值，计算和。 步骤： ①根据已知查表得：、、、、； ②假设、（一般按双排布置取假设值）； ③计算；
基于有限元分析的结构优化设计方法的研究 The research of a structure optimization design method based on FEA 李曼丽，杨志兵 LI Man-li ，YANG Zhi-bing （北京理工大学 机械与车辆学院工业工程研究所，北京 100081） 摘 要：提出一种新的结合有限元分析和参数化建模的结构优化设计方法，并利用单参数分析和多参数 分析进行阐述。在该方法中，首先建立产品的参数化FE模型，实现修改参数后自动更新产品模型并进行计算；其次利用二次开发设计用户界面，通过单参数分析评价各参数对产品结构性能的影响程度，通过多参数分析在修改两个参数的条件下，基于权衡研究找出产品结构最佳优化方案；最后提出一种根据权重评价多参数修改条件下的设计方案的思路。 关键词：结构优化设计；有限元分析；参数化FE模型 中图分类号：TH122;TP391.7 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2013)09(下)-0123-04Doi：10.3969/j.issn.1009-0134.2013.09(下).37 收稿日期：2013-05-21 作者简介：李曼丽（1990 -），女，河南周口人，硕士，研究方向为CAD/CAE 。 0 引言 如今，竞争日趋激烈的环境迫切需要企业快速开发出高质量的产品，为了在降低成本同时改善产品的性能，对产品进行结构优化设计是具有实际意义的。结构优化是在满足最优结构性能时能自动生成机械零件设计的一种方法，它能够在成本较低的情况下满足设计要求。最优结构性能可能是产品的质量较轻或者便于操作者使用[1] 。 在过去的一段时间内，很多学者对机械产品如液压挖掘机、飞机零件等的结构优化设计做了一些研究[2]，验证了有限元分析（FEA ）在分析产品结构性能时所体现的重要意义的意义。FEA 是对已知工作载荷和边界条件下的结构强度计算的最强大的一门技术。随着并行工程以及DFX 技术的发展，FEA 已成为设计过程中的关键步骤。最初FEA 只是用来在设计最后验证设计的合理性，现在已经应用到设计整个过程，尤其是在上游设计阶段[3]。 然而，传统用于结构优化的FEA 技术需要花费大量的时间，不能满足快速响应的需求，因此关于FEA 的进一步的研究目前引起了学术界的注意。Qiao L.H.等提出了一种基于工程仿真的混合优化设计方法，并以钳臂为例进行验证该方法[4]。通过总结前人的研究成果，其中一些研究也提出了参数建模方法，可以有效减少设计时间，并提高设计质量。Liu Z.C.等同归对VC+ +和ANSYS 的APDL 语言进行结合开发，完成了YJ32液压机下梁 的有限元优化设计[5]。基于有限元分析和参数化建模这两个基本理论，本文提出了一种结构优化设计方法，可以帮助设计者短时间内找出产品的最优设计，最后以电焊钳钳臂为例验证该方法的有效性。 1 基于FEA 的强度分析 强度是产品设计过程中最基本的设计要求，为了测试产品是否能够承受工作载荷，需要进行有限元分析得到最大应力和最大位移，并与产品所用的材料性能进行比较。另外，设计者可以考虑采用加强筋或加强套，或者改变关键尺寸来提高产品的强度。通常情况下，有加强筋的钳臂可以承受更大的负载，直径尺寸大一些的使用寿命较长，但同时重量也增大，因此设计者要对强度和重量进行权衡，找到最优设计。强度分析被广泛用于获得特定负载条件下的结构的最佳强度/重量比。 Zhang B.等利用FEA 技术，通过参数研究方法分析内燃机的气缸盖直径这一关键参数，验证了气缸盖的结构设计中存在一个理想的参数匹配点[6]。参数和最大应力之间的匹配关系有助于产品设计。本文从两个方面阐述了一种新的结构优化设计方法：单参数分析和多参数分析。 1）单参数分析 产品结构的很多参数都会影响结构性能，并且影响的程度不同。因此，可以通过单参数分析方法找出相对重要的影响参数。在固定其他参数
基于OptiStruct的结构优化设计方法 作者：张胜兰 优化设计是以数学规划为理论基础，将设计问题的物理模型转化为数学模型，运用最优化数学理论，以计算机和应用软件为工具，在充分考虑多种设计约束的前提下寻求满足预定目标的最佳设计。有限元法（FEM）被广泛应用于结构分析中，采用这种方法，任意复杂的问题都可以通过它们的结构响应进行研究。最优化技术与有限元法结合产生的结构优化技术逐渐发展成熟并成功地应用于产品设计的各个阶段。 一、OptiStruct结构优化方法简介 OptiStruct是以有限元法为基础的结构优化设计工具。它提供拓扑优化、形貌优化、尺寸优化、形状优化以及自由尺寸和自由形状优化，这些方法被广泛应用于产品开发过程的各个阶段。概念设计优化――用于概念设计阶段，采用拓扑（Topology）、形貌（Topography）和自由尺寸（Free Sizing）优化技术得到结构的基本形状。详细设计优化――用于详细设计阶段，在满足产品性能的前提下采用尺寸（Size）、形状（Shape）和自由形状（Free Shape）优化技术改进结构。拓扑、形貌、自由尺寸优化基于概念设计的思想，作为结果的设计空间需要被反馈给设计人员并做出适当的修改。经过设计人员修改过的设计方案可以再经过更为细致的形状、尺寸以及自由形状优化得到更好的方案。最优的设计往往比概念设计的方案结构更轻，而性能更佳。表1简单介绍各种方法的特点和应用。
OptiStruct提供的优化方法可以对静力、模态、屈曲、频响等分析过程进行优化，其稳健高效的优化算法允许在模型中定义成千上万个设计变量。设计变量可取单元密度、节点坐标、属性（如厚度、形状尺寸、面积、惯性矩等）。此外，用户也可以根据设计要求和优化目标，方便地自定义变量。 在进行结构优化过程中，OptiStruct允许在有限元计算分析时使用多个结构响应，用来定义优化的目标或约束条件。OptiStruct支持常见的结构响应，包括：位移、速度、加速度、应力、应变、特征值、屈曲载荷因子、结构应变能、以及各响应量的组合等。 OptiStruct提供丰富的参数设置，便于用户对整个优化过程及优化结果的实用性进行控制。这些参数包括优化求解参数和制造加工工艺参数等。用户可以设定迭代次数、目标容差、初始步长和惩罚因子等优化求解参数，也可以根据零件的具体制造过程添加工艺约束，从而得到正确的优化结果并方便制造。此外，利用OptiStruct软件包中的OSSmooth工具，可以将拓扑优化结果生成为IGES等格式的文件，然后输入到CAD系统中进行二次设计。
《结构设计原理》述课 一、前言 （一）课程基本信息 1.课程名称：结构设计原理 2.课程类别：专业平台课 3.学时：两学期总计84学时，2周课程设计 4.适用专业：交通工程 （二）课程性质 1.课程性质 结构是土木工程中最基本的元素，《结构设计原理》课程围绕着工程中常用的钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、圬工结构的设计计算进行理论和实践性的教学。 《结构设计原理》是土木工程专业的一门重要的专业必修课程，是学生运用已学的《工程制图》、《理论力学》、《材料力学》、《结构力学》、《工程材料》等知识，初步解决结构原理及结构设计问题的一门课程。其特点是：兼具理论性和实用性且承前启后，为学好专业课打好基础的课程，也是学生感到比较难学的一门课程。所以《结构设计原理》及其系列课程一直是土木工程专业的主干课，从开设的《结构设计原理》、《结构设计原理》课程设计，到毕业设计都渗透结构设计的理论，课程贯穿交通工程专业教学的所有环节。 本课程主要介绍钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构和圬工结构的各种基本构件受力特性、设计原理、计算方法和构造设计。 2.本课程的作用 本课程主要培养学生掌握钢筋混凝土基本构件和结构的设计计算方法和与施工及工程质量有关的结构的基本知识，培养学生具有识读桥梁结构图纸的识读能力、基本构件的设计能力、使用和理解各种结构设计规范能力、解决工程结构实际问题的能力、综合分析问题的能力、学习能力和与人合作等能力，从而为继续学习后续专业课程奠定扎实的基础，以进一步培养学生树立独立思考、吃苦耐劳、勤奋工作的意识以及诚实、守信的优秀品质，为今后从事施工生产一线的工作奠定良好的基础。 本课程以“材料力学”、“理论力学”和“工程材料”的学习为基础共同打造学生的专业核心技能。
结构优化方法研究综述 结构优化方法研究综述 【摘要】建筑结构优化对建筑整体的稳定性、可靠性、耐久性有非常重要的作用。文章针对建筑结构优化设计的主要因素，以及结构优化的方法等方面做简要的分析，以提高建筑结构的整体的稳定性、耐久性等性能。 【关键词】结构设计；结构优化；结构类型 0引言 建筑结构优化，即在一些建筑结构的设计方案中选取最优的或最适宜的设计方案，它参照数学中的模型最优化原理应用到建筑工程结构设计方案的优化比选中。研究发现，建筑结构在使用过程中是否稳定、耐久、合理等，主要决定于在建筑结构设计时选定的结构类型是否最优、是否最符合工程结构的需要。对于同一座建筑工程项目，不同的结构设计师知识储备不同，因此可能会设计出不同的结构类型、结构体系，但经过结构方案的优化、从而选取最优化的结构类型，提高建筑结构的使用寿命、稳定性能。 1建筑结构优化的主要因素 1.1荷载设计 研究发现，任何一座建筑结构都需要受到水平力和竖向荷载的作用，同时建筑还要承受较大的风荷载、地震力的作用等。当建筑结构的整体高度比较低时，由结构本身的重力引起的竖向荷载对结构的作用比较明显，而水平荷载作用在结构上，产生的内力和位移比较小，往往在计算时不考虑水平荷载的作用；若在较高层建筑设计中，虽然所受到的竖向荷载仍对结构产生较大程度的影响，但水平荷载对建筑结构本身的影响比竖向荷载产生的影响更加强烈。研究表明，随着建筑结构整体高度的逐渐增加，水平荷载对建筑结构产生的影响越将会越来越大，因此，在建筑结构高度较高时，结构所承受的水平荷载对结构的影响则不可忽视。 1.2选取结构类型较轻的
在建筑结构优化过程中，要尽量选取结构体较轻的。在现代结构优化设计中，设计人员越来越重视选用轻质高强材料，从而做大程度上减轻整体结构的自重。由于在多层建筑结构中，水平荷载对结构产生的影响处于较次要地位，结构所承受的主要荷载是竖向荷载。由于多层建筑楼层较少，整体高度相对比较低，结构自重相对来说较轻，对材料的强度要求不是特高。 但随着建筑结构高度的增加，在较多的楼层作用下，结构产生的自重荷载则会比较大，使得建筑结构对基础产生较大的竖向荷载，同时在水平荷载的作用下，结构的竖向构件（柱）中会产生较大的水平剪力和附加轴力。为了使得结构满足刚度和强度的要求，通常采取加大结构构件的截面尺寸，但是加大构件的截面尺寸会使得结构的整体自重增加。因此在高层建筑结构首先应该考虑如何减轻结构的自重。 研究表明，当在高层或超高层建筑结构优化设计时，选用结构强度高、自重较轻的钢结构、高强混凝土结构可以很大程度上减小建筑结构的自重。 1.3 侧向位移 据相关资料表明，建筑结构的侧向位移随着建筑高度的增加而逐渐增大，因此，在建筑结构的优化设计中，对层数较少、高度较低的结构，可以不考虑其侧向位移对结构的影响。但随建筑结构高度的增加，整体结构的侧移对结构产生的影响则不可忽视。 研究表明，由于水平荷载对结构作用产生的侧移随着建筑高度的增加而逐渐增大，且侧移量与结构高度成一定的关系。 在进行高层建筑结构优化设计时，既需要充分考虑建筑结构整体是否具有足够的承载能力，能否承受风荷载的冲击作用，又要求结构具有足够的抗侧移性能，当建筑结构受到较大的水平力作用下，其可以很好地控制产生过大的侧移量，确保结构整体的稳定性能。 与低层或多层建筑相比，高层建筑结构的刚度稍微差一些，在发生地震灾害时，结构的侧向变形更大。为了确保高层建筑结构在进入塑性阶段后，结构整体仍具有较强的抗侧移性能，保持结构的稳定性，则需要在高层建筑结构的构造上采取合适的措施，确保结构具有足够的延性，从而满足结构的刚度要求。
建筑结构设计的优化方法及应用分析何彬 摘要：文章以建筑结构设计的优化方法及应用分析为研究对象，首先对建筑结 构设计优化必要性进行了阐述分析，随后简单介绍了建筑结构优化设计方法步骤，最后以装配式工艺为例，对建筑结构设计的优化应用进行了分析研究以供参考。 关键词：建筑结构；设计优化方法；应用分析 前言：建筑结构作为整体建筑核心组成部分，针对于建筑结构的设计不仅关系到建筑建 设经济适用性，同时对于建筑整体功能性发挥具有重要的影响意义。在低碳环保理念、可持 续发展理念日益深入人心的当下，需要进一步加强对建筑结构设计优化方法的应用与分析， 从而有效提升建筑节能效率，最大限度地降低对环境的负面影响，促进建筑建设质量提升， 推动我国建筑行业实现可持续发展。 一、建筑结构设计优化必要性 随着我国城市建设进程不断加快，国民经济水平不断提升，有效带动了我国建筑行业的 发展。当下人们对于建筑建设提出了更高的要求，其不仅要求在建筑质量方面更加稳定，同 时要求具备良好的建筑功能性，建筑造型设计要独特、新颖，整体建筑外观结合自身功能性 不同具有一定艺术特质，给人以美的感受；还要响应国家关于绿色建筑的政策号召，能够减 少建筑施工中不必要的资源浪费，提升建筑的低碳、环保性能，经济适用性更强，从而带给 人更好的居住体验。建筑结构作为建筑的核心组成部分，在满足上述要求上发挥着关键性作用。首先，建筑整体结构合理与否，决定着建筑的抗震性能、质量及稳定性实现，是提升建 筑建设水平与质量的关键；其次，建筑结构与建筑的整体造型设计也具有密切的联系，在建 筑造型设计方面发挥着重要的作用。最后，建筑结构建设关系到建筑的用材、施工技术选择、等因素，而上述这些因素决定着建筑资源的利用率的高低，能够有效减少不必要的建筑资源 浪费，使得建筑施工建设更加低碳环保。 基于以上种种分析，很有有必要加强对建筑结构设计的优化，进一步推广建筑结构设计 优化应用，从而有效实现建筑成本的节约，提升建筑建设质量，确保建筑节能标准得到有效 落实，有效减少建筑施工建设过程中各种违法、资源浪费、破坏问题的发生，从而推动建筑 行业实现绿色健康可持续发展。 二、建筑结构优化设计方法步骤 （一）构建建筑结构优化模型 在建筑结构优化过程中，首先需要借助数学函数关系，通过构建建筑结构设计约束条件 与可变条件之间的关系式，从而实现建筑结构应用模型的建立，在此基础之上，借助相应模 型对影响建筑结构优化的因素进行全面的分析，从中获得最佳的优化方式，为整体建筑结构 优化奠定坚实的基础。例如结合对建筑墙体保温板与墙体受压能力的分析，通过构建相应模 型进行全面的数据分析，从而推动建筑结构的优化得到有效实现。 （二）制定科学合理的建筑结构优化设计方案 在数据模型运行阶段，通过对房屋建筑的模型相关条件进行处理分析，在有效保证建筑 结构在实际实施中功能性得到良好的发挥的基础之上，通常对线性分析加以应用，做好线性 条件的检验，通过对数学模型中的函数进行变置转化应用，以此为依据，实现建筑结构优化 设计的实施方案制定，有效提升建筑结构优化设计的可实施性及可操作性，保证建筑结构设 计优化得到全面有效的落实。 （三）综合应用分析建筑程序 通过利用现代测量技术与建筑结构设计相结合，进一步将抽象的数据资源转化为房屋建 筑中的实际执行操作，确保建筑结构在优化后，发挥出应有的作用价值。例如在房屋墙体设 计上应用建筑结构设计优化方法，以墙体建设各种因素为依据，全面分析外墙和内墙建设实施，最终形成专门针对于建筑中墙体施工实际方案，发挥建筑结构设计优化方法的引导作用，提升建筑结构优化设计水平与质量。 三、建筑结构设计优化应用，以装配式工艺为例 在建筑结构设计建造方面，相对于传统的现浇施工工艺，装配式建筑工艺作为新型建筑
组织结构设计，指对企业的组织等级、运营结构及管理模式等进行再造的过程，EMBA、MBA等常见经营管理教育均组织结构设计方法有所探究。 一、定义 组织结构设计，是通过对组织资源（如人力资源）的整合和优化，确立企业某一阶段的最合理的管控模式，实现组织资源价值最大化和组织绩效最大化。狭义地、通俗地说，也就是在人员有限的状况下通过组织结构设计提高组织的执行力和战斗力。 企业的组织结构设计是这样的一项工作：在企业的组织中，对构成企业组织的各要素进行排列、组合，明确管理层次，分清各部门、各岗位之间的职责和相互协作关系，并使其在企业的战略目标过程中，获得最佳的工作业绩。 从最新的观念来看，企业的组织结构设计实质上是一个组织变革的过程，它是把企业的任务、流程、权力和责任重新进行有效组合和协调的一种活动。根据时代和市场的变化，进行组织结构设计或组织结构变革（再设计）的结果是大幅度地提高企业的运行效率和经济效益。 二、目的 创建柔性灵活的组织，动态地反映外在环境变化的要求，并在组织成长过程中，有效地积聚新的组织资源，同时协调好组织中部门与部门之间的关系，人员与任务间的关系，使员工明确自己在组织中应有的权力和应承担的责任，有效地保证组织活动的开展。 三、主要内容 1、职能设计 职能设计是指企业的经营职能和管理职能的设计。企业作为一个经营单位，要根据其战略任务设计经营、管理职能。如果企业的有些职能不合理，那就需要进行调整，对其弱化或取消。
2、框架设计 框架设计是企业组织设计的主要部分，运用较多。其内容简单来说就是纵向的分层次、横向的分部门。 3、协调设计 协调设计是指协调方式的设计。框架设计主要研究分工，有分工就必须要有协作。协调方式的设计就是研究分工的各个层次、各个部门之间如何进行合理的协调、联系、配合，以保证其高效率的配合，发挥管理系统的整体效应。 4、规范设计 规范设计就是管理规范的设计。管理规范就是企业的规章制度，它是管理的规范和准则。结构本身设计最后要落实并体现为规章制度。管理规范保证了各个层次、部门和岗位，按照统一的要求和标准进行配合和行动。 5、人员设计 人员设计就是管理人员的设计。企业结构本身设计和规范设计，都要以管理者为依托，并由管理者来执行。因此，按照组织设计的要求，必须进行人员设计，配备相应数量和质量的人员。 6、激励设计 激励设计就是设计激励制度，对管理人员进行激励，其中包括正激励和负激励。正激励包括工资、福利等，负激励包括各种约束机制，也就是所谓的奖惩制度。激励制度既有利于调动管理人员的积极性，也有利于防止一些不正当和不规范的行为。 四、基本理论