材料设计理论和方法研究进展
复合材料0701
潘嘉虬
3070706011
材料设计理论和方法研究进展
当前材料设计的概念是指在计算机的辅助下，以先前积累的知识和经验为基础，根据所提出的性能要求，给出有关材料组分和制备方法方面的信息，用以指导实验，从而提供符合要求、具有某种性能并在某种条件下可以实用的材料，以达到事半功倍的效果。
材料设计发展到今天，可分为两种类型演绎法和归纳法。前者着眼于有关材料的物理和化学方面的理论成就,借助超级计算机的强大计算能力进行计算，例如，日本东京大学应用物理系的藤原毅夫教授的“从头算起”（ab initio）就是这一类型的工作。归纳法则是从实验出发,以已知的事实、经验和知识为基础，总结出为获得符合要求的材料应采取的方法。单纯从理论出发来进行材料设计计算虽能提供许多有用的线索，但材料本身的复杂性决定了材料设计的过程本质上是归纳的方法。因此现实中人们往往对归纳法予以优先考虑，这是很自然的。究竟采用何种方法,需视材料的具体情况而定。例如对超导材料而言,重点放在由专家归纳的推理上而对半导体材料而言，则把重点放在高速、高精度的计算上。目前发展的趋势是将演绎法和归纳法结合起来。
一. 国内外研究状况
目前，由于计算机的应用日益普及，越来越多的材料研究工作者在开发新材料的同时，利用计算机辅助，进行材料组分和工艺的设计或对材料性能进行预测。所涉及的材料范围也日益扩大，由有机材料、高温合金向无机非金属延伸，向核材料、超导等先进材料延伸。在这方面，日本的发展最为明显，其中东京大学甚为活跃。例如，东京大学材料科学系的牧岛教授利用玻璃材料数据库和知识库开发了一个材料设计专家系统。它从数据库中选出满足一定要求的玻璃组分—某些氧化物，再利用知识库中有关玻璃生成规则，预报这些组分生成玻璃的可能性。该系统利用玻璃组分的原子半径和分解能的数据来计算材料的物性。通过对组分和物性的比较，高效率地完成具有所希望性质的新玻璃的材料设计工作。东京大学工业技术研究所的安井至利用回归处理方法对数据库中的数据进行统计分析，建立起玻璃材料的组分与性能之间的关系，并构造了一个专家系统来预报钙钦矿的生成。京都大学工业化学系的平尾一之采用分子动力学的方法研究玻璃的原子结构和性质。通过对简单的氟化物玻璃的研究,可推广至处理更复杂的或目前尚不存在的玻璃闭。日本朝日玻璃公司研究中心把玻璃材料数据库、分子模拟系统和专家系统结合起来，集归纳法和演绎法于一体，组成一个集成化的材料设计系统，使材料设计研究更趋于合理。
由于玻璃是均匀的非晶材料，没有晶界，其组分和性能之间可望具有近似线性的关系，而陶瓷则是多晶材料，晶界的存在影响着某些重要的性能，因而要采用与玻璃不同的更为复杂的材料设计方法。藤原和安井至建立了一个有关陶瓷的材料设计系统，先由陶瓷数据库中选出最接近于所要求性能的候选材料，进行修改以减小其与用户要求的差距。为此需编制子程序以预报在组分变化时性能的变化。日本国家无机材料研究院开发了陶瓷材料设计专家系
统。利用元素的晶体化学数据库和化合物的热力学数据库，并将氮化硅的烧结参数、微观结构和强度之间的关系建成知识库，采用人工智能软件进行推理，从众多的氧化物中选出合适的烧结助剂并计算出陶瓷材料在室温和高温下的强度值。这项工作是与东京大学合作进行的川。核材料的研究是一项耗资耗时的工作。特别是核聚变反应堆材料，几乎无法进行实际条件的试验和考验。因此这方面的材料设计工作十分活跃。岩田修一利用合金设计支持系统，从数据库中选出核聚变堆第一器壁材料的候选材料，再利用知识库中有关的实验规则、理论和经验公式等对候选材料进行改进，设计出符合核聚变堆使用要求的材料。日本国家金属材料研究院与原子能研究所和核动力堆燃料公司合作，也正在从事类似的工作。正是由于日本的大学、研究院和工业部门在材料设计方面的积极活动，日本文部省组织了有关材料设计工作的综合研究软课题（任务号：56850024）。在此基础上，于1985年出版了以东京大学名誉教授三岛良绩为主编的“新材料开发和材料设计学”。这是有关材料设计的第一部专著，它标志着材料设计工作进入一个新的阶段。
在研究工作基础上，1990年在日本召开了以计算机辅助新材料开发为主题的第一届国际材料科学与工程中计算机应用会议。第二届会议在1922年举行。这是有关材料设计的专业性会议，它标志着材料设计的研究作为材料科学与计算机技术相结合的学科交叉的产物，开始了自己的独立发展。同时，有关材料设计的国际性杂志也应运而生。1992年就创刊两种,它们是英国物理学会的“Modeling and Simulation in Materials Science and Engineering”和荷兰Elsevier出版公司的“Computational Materials Science”。
与国际上的动态相适应近年来国内在材料设计的研究工作方面也具有了一定的规模。国家高技术计划专门设立了有关材料微观设计和材料设计专家系统的专题。国家自然科学基金会也支持了有关分子轨道和分子动力学等模拟计算方面的课题。相信将会对国内材料设计工作起积极的推动作用。
二. 理论方面
材料设计理论是计算材料科学的重要组成部分，在不同尺度上都在发展。De Boer等的《金属中的结合理论———过渡族金属合金》一书，总结了Miedema热力学模型理论及对金属和合金形成热等性质的计算结果；Pettifor和Cottrell主编的《合金设计的电子理论》评论了量子力学理论在电子层次上对金属和合金所作的理论计算；肖慎修等在《密度泛函理论的离散变分法在化学和材料物理学中的应用》对离散变分方法和王崇愚院士的材料缺陷能量学理论作了较详尽的介绍；熊家炯主编的由我国科学家撰写的作为21世纪新材料丛书的《材料设计》一书简介了材料设计理论的诸多方面及其应用。
1983年Daw与Baskes基于密度泛函理论，提出嵌入原子方法理论（EAM）。与此同时，Finnis与Sinclair提出的F-S势，是基于原子间相互作用多体势预测材料物性的原子尺度材料设计的等效理论，经Foiles，Ackland等的发展，在诸如杂质、合金、表面和液态金属性质等方面得到了初步的应用。Johnson在原型EMA理论基础上给出了其分析型函数和确定相应模型参数的解析方法，提出了分析型EAM模型的雏形，其最大的优势在于计算简捷和可形成系统化的理论。
三. 技术途径方面
材料设计计算方法是材料设计的发展新趋势，通过大量的实验，寻找规律性、确定最佳性能的材料组分是研究人员常用的材料设计方法。但这种方法极其费时、费力并带有很大的经济消耗。基于科学发展对材料设计的高效、经济并富有预测性的要求，通过计算方法进行材料设计成为必然的趋势。
1. 半经验模式材料设计计算方法
自1996年起，日本工程制造中心着手建立LPF（Linus Pauling File）数据库。该数据库覆盖了合金、金属间化合物、陶瓷、矿物等全部无机物的有关结构、衍射、组成及本征性质等信息。大约10万种相关出版物的实验确定或计算所得的数据、至少20万个有关结构、衍射、固有性质的数据项以及3.5万个自1990年记录的结构数据项都将存储在该知识信息系统中。以此高精确度的强大材料数据库为基础，寻找规律。从原理上讲，最终只要输入原子序数以及考虑到可能的化合物组成，将能够实现对材料性能的预测。LPF研究人员认为，基于LPF 这样的强大数据库，可以建立一个知识—信息体系，通过计算有效地预测、开发新材料。
2. 非经验材料设计计算方法
2.1 热力学辅助材料设计
北京科技大学以Redilich-Kister多项式及化学计量复合模型确定了Ag-Sn二元相模型，采用由Lukas等人开发的软件进行了系统优化，计算所得的合金相图与热力学实验数据相符。对二元系统的理论分析和实验研究，也可以延拓到三元合金领域。芬兰T.M.Korhonen根据热力学第二定律，通过最小吉布斯能计算进行了Sn-In-Ag相平衡计算。
2.2 分子轨道理论计算方法材料设计
分子轨道理论是量子力学的一种近似计算法，能弥补价键理论的不足，准确描述分子内部结构。该方法计算复杂。其中，从头计算法和DV-Xα方法较多地应用于材料科学领域。
从头计算方法是在分子轨道理论三个近似的基础上，仅利用普朗克常数、电子静止质量和电量三个基本物理常数而不借助任何经验参数，求解多电子体系的量子理论全电子计算方法。原则上，只要合适地选择基函数，自洽迭代的次数足够多，就一定能够得到接近自洽场极限的任意精确解。从头计算法大大优于半经验的计算方法，可以得到各类体系的电子运动状态及其有关的微观信息，能合理地解释或预测原子间的键合、分子的结构、化学反应的过程、物质的性质。但由于计算体系的复杂化，从头计算法的计算量与占用计算机存储空间急剧增加，不断地对计算技术提出新课题。另一方面，从头计算方法的误差主要来自于非相对论近似和轨道近似。目前主要采用组态相互作用方法校正这些误差，但这种方法显著增加了对计算机内存和机时的需求，对较大分子难于实现。
DV-Xα计算方法是Slater在1951年首先提出的，将电子交换作用能用其统计平均来近似，代入Hartree-Fock方程，得到Xα方程。DV-Xα方法基于Hartree-Fock-Slater近似，即使是对较大尺寸的原子簇系统也能提供相当精确的电子结构。此方法中，Slater局域电子交换作用势能包含了电子间的相互交换作用。Vxc由下式给出：
Vxc = -3α[3ρ(r)/8π]1/3
式中：ρ(r)为局域电子密度；参数α为定值0.7。计算应用了自洽电子近似，采用离散采样方法对矩阵元素积分。哈密尔敦函数矩阵元素及重叠积分都由随机采样计算得出。分子轨道由原子轨道的线性组合而成。对合金元素而言，采用的原子轨道要么是1s-np（Li、Be，n=2；Na，n=3；K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、N、Cu、Sn、Ga、Ge，n=4；Y、Zr、Nb、Mo、Ag、Cd、In、Sn、Sb,n=5；La、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy，n=6），要么是1s-nd (Al、Si，n=3)。
与从头计算法相比较，DV-Xα是计算方法的改进。其精确度一般略逊于从头计算方法，但因其采用了交换势的定域密度泛函近似，故不必计算大量的多中心积分，计算量仅为从头算法的1/100，是计算含重原子分子和固体原子簇的常用方法之一。
四. 实例方面的研究
目前已有的陶瓷材料研究主要是传统的“trial—error”式的材料研制方式，需要研究者们做大量的反复性的试验工作。针对这一问题，提出应用计算智能技术来优化设计陶瓷材
料。利用BP神经网络算法，并对其在陶瓷材料设计中的应用进行分析。借助MATLAB软件中的神经网络工具箱，总结神经网络技术的概念、结构、参数选取来建立复相陶瓷材料力学性能与其组分配比之间的非线性映射关系的神经网络模型，结合MATLAB软件的神经网络工具箱开发设计陶瓷材料的仿真系统，对复相陶瓷材料进行实例分析。借助MATLAB软件平台，利用逐步回归的方法归纳总结出材料组分配比与各个性能指标之间的数学表达式，利用遗传算法工具箱得到每个性能参数指标值达到最优时对应的材料组分配比。最后用遗传算法与人工神经网络两种算法相结合优化得出复相陶瓷材料综合性能较好的一组最优组分百分含量的配比，按照最优配比制备复相陶瓷模具材料，并进行性能测试。
材料是工业产品设计的物质基础，任何一种产品设计只有同选用材料的性能特点及其加工工艺性相一致，才能实现设计的目的和要求。材料的品种繁多，性能各异，但只有通过设计和加工才能实现真正的使用价值和审美价值。随着人们对工业产品的使用性能、技术性能及造型款式的要求愈来愈高，需要设计人员熟悉产品设计与材料的关系，掌握各种材料的性能特点及其加工工艺，了解新型材料，从而运用设计手段，充分利用材料的内在功能和表面特征，创造出使用功能好、技术性能高、款式新颖的工业产品。在机械产品设计中，材料设计的重要性愈来愈显著，它对机械产品的性能、价格、造型、重量等都有直接的影响。传统的机械设计方法中，材料设计实际上仅仅是“材料选择设计”，在材料的选择设计过程中，往往也是根据以往设计人员的经验，即设计手册中提供的参考资料或数据来进行的，而这些参考数据常常仅是在一定的标准试验条件下得到的实验数据。这样的材料设计方法，有几个方面的缺点：其一，由于使用条件与实验条件的差异，标准试验过程本身的不确定性问题等，根据参考资料和数据选择材料生产出的机械产品在使用过程中常常会发现不合适，某个（些）零（部）件材料或者因为仅能很好满足整机使用的部分功能而其它功能一般，或者因其某个方面的性能特点产生了对整机其它方面性能的不良影响而致使整个机械产品性能达不到要求，甚至报废；其二，现在工程材料研究发展很快，特别是一些材料加工方法、工艺的改进和发展，使得原有的材料可以达到更高的性能要求，发挥更大、更好的作用。但是这些新材料、新方法、新工艺不可能在短期内编入设计手册，有些内容甚至会滞后十年或几十年，这与当今社会发展对新产品更新速度的要求显然是不适应的，换言之，按手册选择的材料在新产品的开发创新设计中往往是落后的，这将直接影响产品的竞争力或生命力。
案例分析：1. 轮-轨耐磨性设计在铁路的多曲路段，机车轮缘磨损严重，它不仅造成极大的经济损失，而且会危害行车安全。机务部门急迫地需要解决这一问题。从工程摩擦学角度看，轮-轨是一对摩擦副，是一个系统的两个元素，研究其耐磨性问题，应该从整个系统出发，考虑双方的材料最佳配对，以达到使用寿命的最长值。基于此研究了一种机车轮缘中频局部淬火技术，经理论分析计算、大量的实验室试验和机车实际运行试验，得到了轮-轨硬度匹配最佳值，在这一硬度比时，可以使机车轮的寿命在不影响钢轨寿命的情况下，提高2~3倍。这种方法是在不改变现有的路轨和机车轮材料的前提下，用一种常规热处理工艺改变其严重磨损区的局部材质，它是经济、易行的。然而，我国的铁路部门，机车轮归机务部门管理而铁轨归工务部门管理，机车轮和钢轨分别由不同的定点厂家生产。早些时候，在多曲路段，机车轮和钢轨磨损都很严重，工务部门就采用淬硬轨，结果是钢轨的寿命延长了，但更加剧了机车轮缘的磨损。当然，机车轮延寿技术可以是多种的，因为轮-轨系统是一个复杂系统，作者研究的只是其中的一种有效方法而已。
2. 硬质合金钢刀具耐磨损设计对多个厂家生产的硬质合金刀具进行深冷处理后实际使用，结果表明经深冷处理的刀具寿命延长数倍。但个别个体厂家生产的刀具，实验结果则不稳定，有的好，有的差，有的甚至没有效果。该现象说明，对同一类产品，用同样的方法改变材料性能，结果可能相差很大，这不能说明该方法本身不行，而是还有一个材料本身的均匀性、稳定性以及方法如何与不同材料结合的问题，即如何改变工艺参数以适应材料本身的
差异问题。
3. 汽车制动衬片设计我国汽车用制动衬片目前有不少厂家生产，但正规的大汽车厂主要还是用进口产品或中外合资厂生产的产品。国产件在质量稳定性、寿命等方面明显缺乏竞争力，特别是一些个体厂家生产的产品质量根本没有保障，有些产品甚至连最基本的性能指标如摩擦系数都达不到标准，特别是热衰退性能差，制动过程常导致失效，这已经成为近年来交通事故大增的根本原因之一。其原因还是大部分厂家缺乏必要的技术力量，没有进行系统研究，而只是简单地完成配方材料混合、烧结和压制等整个工艺过程，就算完事了，至于整个生产过程的各种工艺参数的系统研究，不同车型材料配方的深入研究，特别是摩擦衬片和鼓（盘）的配对问题，则没有进行研究。这些是目前我国汽车用制动衬片质量稳定性问题无法根本解决的主要原因。
材料设计是一门新型的材料学科分支，是学科的交叉的产物，它随着材料科学和计算机技术的发展而发展，目前尚处于探索阶段。它的成功取决于材料和知识的积累、整理和分析。同时由于材料设计过程需反复进行假设、推理、演算和验证，软件也起着极其重要的作用。目前，新材料开发正处于由“必然王国”向“自由王国”过渡的阶段，材料设计为完成这一过渡作出贡献。
第一章 1现代设计理论与方法是一门基于思维科学、信息科学、系统工程、计算机技术等学科，研究产品设计规律、设计技术和工具、设计实施方法的工程技术科学。 2设计的概念，广义概念是指对发展过程的安排，包括发展的方向、程序、细节及达到的目标。狭义概念是指将客观需求转化为满足需求的技术系统(或技术过程)的活动。 3设计的含义：为了满足人类与社会的功能要求，将预定的目标通过人们创造性思维，经过一系列规划、分析和决策，产生载有相应的文字、数据、图形等信息的技术文件，以取得最满意的社会与经济效益，这就是设计。 4设计的特征：需求特征、创造性特征、程序特征、时代特征。 5设计的四个发展阶段：直觉设计阶段、经验设计阶段、半理论半经验设计阶、现代设计阶6现代设计与传统设计的区别: 传统设计：以经验总结为基础，运用力学和数学而形成的经验、公式、图表、设计手册等作为设计的依据，通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计。传统设计方法基本上是一种以静态分析、近似计算、经验设计、手工劳动为特征的设计方法。 现代设计：是一种基于知识的，以动态分析、精确计算、优化设计和CAD为特征的设计方法。 7现代设计方法与传统设计方法相比，主要完成了以下几方面的转变： 1）产品结构分析的定量化；2）产品工况分析的动态化；3）产品质量分析的可靠性化；4）产品设计结果的最优化；5）产品设计过程的高效化和自动化。 8现代产品设计按其创新程度可分为：开发性设计、适应性设计、变形设计三种类型。 第二章 1功能分析组合方法：求总功能（黑箱法）分功能求解方法（调查分析法、创造性方法、设计目录法）原理解组合（形态分析法） 第三章 1创造技法：（一）集体激智法：(专题会议法，德尔菲法，635法)通过多人的集体讨论和书面交流，互相启迪，并发灵感，进而引起创造性思维的连锁反应，形成综合创新思路的一种创新技法。（二）提问追溯法：（奥斯本提问法，阿诺尔特提问法，5W-1H提问法）是通过对问题进行分析和推理来扩展思路，或将复杂的问题加以分解，找到各种影响因素，从而扎到问题的解决方案的一种创造性技法。（三）联想类比法：（联想发明发，类比发明发，仿生法，综摄法）通过启发、联想、类比、综合等手段，创造出新的想法，这种创造技法就称联想类比法（四）组合创新法：（性能组合，原理组合，功能组合，结构组合）利用事物间的内在联系，用已有的知识和现有的成果进行新的组合。从而产生新的方案。
机制设计理论辨析 邱询旻，冉祥勇 （贵州财经学院，贵州贵阳550004） [摘要]瑞典皇家科学院将第39届诺贝尔经济学奖授予三位在机制设计理论领域作出贡献的经济学家，他们的研究极 大推动了经济学理论的发展，机制设计理论成为上世纪后期微观经济学领域发展最快的一个分支，诺贝尔奖的颁发使 机制设计理论开始引起学术界的更广泛关注。本文主要围绕机制设计理论的定义、渊源、内涵、影响对其进行理论综 述，以期为我国今后在机制设计理论方面的研究做好基础。 [关键词]机制设计理论；激励相容；显示原理；实施理论；马斯金单调性 [中图分类号]F014.36[文献标识码]A [文章编号]1674-3288（2009）04-0001-05 [收稿日期]2009-06-10 [作者简介]邱询旻(1960-)，男，辽宁丹东人，贵州财经学院经济学教授，博士后，研究方向：美国经济、国际竞争力；冉祥 勇(1982-)，男，山东聊城人，贵州财经学院国际贸易学硕士研究生，研究方向：国际经济合作与竞争力。 第39届诺贝尔经济学奖授予了三位对机制设计理论（Mechanism Design Theory ）作出重大贡献的经济学家，机制设计理论成为学术界关注的焦点。机制设计理论在现代经济学中对社会惯例和市场的分析上作出了重大的突破，改变了以前经济学家认为在政府信息不完全的情况下不能进行优化社会惯例和规章的观点，它对现在和以后的政策制定都有很大的影响。[1]这一理论的逐渐成熟使亚当?斯密所谓市场——这只“看不见的手”越来越清晰，并且可以利用“这只手”去实现计划者的目的。正如笔者（2008）在《“环中国圈国家”的战略和作用及其三大基础》中强调的，地区性合作机制的不断完善，可以加强各国经贸、文化交流，促进文明 间的对话了解，实现“环中国圈国家”的可持续发展。 [2]一、机制设计理论的定义 上世纪60年代，里奥尼德?赫维茨最早提出机制设计理论，因此而被誉为“机制设计理论之父”。之后，美国经济学家马斯金和迈尔森进一步发展了机制设计理论，他们的理论研究核心是如何在信息分散和信息不对称的条件下设计激励相容的机制来实现资源的有效配置，所以学者们关于机制设计理论的定义也主要是围绕这一核心进行论述的。 赫维茨（1960）把机制设计理论定义为：对于任意给定的一个目标，在自由选择、自愿交换的分散化决策条件下，能否并且怎样设计一个合理机制（即制定什么样的方式、法则、政策条令、资源配置等规则），使得经 济活动参与者的个人利益和设计者既定的目标一致。[3]赫维茨强调机制具有机械性、标准性和程序性，他的意 图是使社会各学科都像化学、物理学一样精确化，如一项经济政策的实施可以像发射火箭一样被精确地预期和准确地击中目标。马斯金的弟子钱颖一给机制设计下的定义大致与赫维茨的相同：给定一个组织的目标（比如企业的利润、政府的税收、经济的效率、社会的公平），是否可以和如何设计一套游戏（或博弈）规则，使得每一个参加经济活动的人（基本假定：人是理性的或者说自私的，即指他在具体策略选择时的目的是使自己的利益最大化），在掌握各自私人信息的情况下出于自身利益行事，其最终博弈结果能够到达该组织设定 的目标。[4]我国学者丁利等认为可以把机制设计理论看作是博弈论和社会选择理论的综合运用，假设人们的 行为按照博弈论刻画的方式，并且按照社会选择理论对各种情形都设定一个社会目标，那么机制设计就是考虑构造什么样的博弈形式，使得这个博弈的解最接近社会目标。[5] 可见，机制设计理论的定义大致可以分为两部分：首先具有一个“信息加工系统”，对收到的不完全信息进行准确、有效分析，并作出合理决策；其次，各个行为体都应该符合自由制度主义主张的自私、理性等特性， 第２５卷第４期 ２００９年７月Vol.25,No.4Jul.2009JOURNAL OF JILIN BUSINESS AND TECHNOLOGY COLLEGE 吉林工商学院学报□经济理论与实践
《城市设计理论与方法》课程论文论文题目：论述地域特色给城市设计带来的影响学院：建筑与城市规划学院专业：班级：学号：学生姓名：指导教师：2016年月日 《城市设计理论与方法》课程论文目录摘要.............................................................................................Ⅲ关键词...........................................................................................Ⅲ 1.引言............................................................................................1 1.1 研究背景....................................................................................1 1.2 国内外研究现状..............................................................................1 1.3 论题的阐述..................................................................................2 2.城市的地域特色及 现实问题........................................................................3 2.1城市地域特色的 形成...........................................................................3 2.2城市地域特色的现 实问题.......................................................................3 2.2.1城市面貌的紊乱与 相似.....................................................................3 2.2.2传统历史街区的破坏.......................................................................3 2.2.3攀比与跟风现象严重.......................................................................3 2.3城市地域特色问题的形 成原因分析...............................................................4 2.3.1科学技术的发展打 破了地域的限制...........................................................4 2.3.2经济利益的驱
从所罗门王的故事到机制设计理论 《圣经》上所罗门王的故事是大家耳熟能详的。两个女人抱着一个男婴来到所罗门王跟前，要求他评判到底谁是真的母亲。所罗门王见她们争执不下，便喝令侍卫拿一把剑来，要把孩子劈成两半，一个母亲一半。这时其中一个女人说：“大王，不要杀死孩子。把孩子给她吧，我不和她争了”。所罗门王听了却说：“这个女人才是真的母亲，把孩子给她。”这个关于所罗门王的睿智的故事在流传了两千年后，有好吹毛求疵的经济学家跳出来说，故事中的假母亲是不够聪明的，如果她和真母亲说同样的话，那所罗门王该怎么办呢？当然，仅仅会责问别人还不是好样的，我们的经济学家有备而来。机制设计（mechanism design）理论及其一个主要部分执行（implementation）理论几乎是完美地回答了这个问题。 今后，有车族可 能要以纳税的形 式为汽车排放的 尾气买单了…… 机制设计理论可以看作是博弈论和社会选择理论的综合运用，简单地说，如果我们假设人们是按照博弈论所刻画的方式行为的，并且我们设定按照社会选择理论我们对各种情形都有一个社会目标存在，那么机制设计就是考虑构造什么样的博弈形式，使得这个博弈的解就是那个社会目标，或者说落在社会目标集合里，或者无限接近于它。它和所谓的信息经济学也几乎是一回事，只不过后者有不同的发展线索，但毫无疑问所有信息经济学成果都可以在机制设计的框架中处理。
机制设计理论的思想渊源可以追溯到本世纪三四十年代关于社会主义的哈耶克-米塞斯与兰格-勒纳之间的著名论战。后来赫维茨在数篇文章中提出了一个分析制度问题的一般化框架。近几十年来，机制设计理论一直是现代经济学研究的核心主题之一，有众多经济学家在这个领域作出了重要贡献，代表性人物除了赫维茨，还有里特尔，拉德纳，马斯金，梅耶森，格罗夫斯，莱德亚德，汤姆森，吉巴德，萨特斯维特，缪林，乔丹，摩尔，帕尔弗雷，波斯特维特，施克米德，杰克逊，阿布鲁，森，斯尧斯特拉姆，史瑞娃施塔娃，田国强（赫维茨的华裔学生），周林等人。其中最杰出者当属赫维茨和马斯金。 从研究者的角度看，一个机制的最值得关注的特征有两个，信息和激励。机制的运行总是伴随着信息的传递，那么信号空间的维度成为影响机制运行成本的一个重要因素，所谓信息问题就是要求机制的信号空间的维度越小越好，当然必要时还须考虑信息的复杂性。而激励问题就是我们通常说的激励相容，这是赫维茨1972年提出的重要概念。在不同的博弈解前提下，激励相容有不同的表现形式。机制设计理论家们几乎对各种情形下什么样的社会选择规则是可执行（马斯金贡献的概念）的问题都进行了探讨。 最初，占优策略均衡受到青睐，因为占优策略的好处是显而易见的。所谓占优策略就是不管别人采取什么策略，我的策略总是不差的，以不变应万变。不管别人怎么样总说真话就是一种占优策略。但经典的吉巴德-萨特斯维特操纵（ma nipulation）定理讲，能被占优策略均衡所执行的社会选择规则只能是独裁性的，即好和坏由一个人说了算。赫维茨1972年的著名结果也说的是这个道理，在信息分散的个人经济环境里，不存在一个有效率的机制让人有动力显示他的真正信息。
城市设计的基本理论 2.1 城市设计部分理论简介 2.2 城市社会学等学科对城市空间的研究 2.3 场所 2.4 生态城市的理念和绿色城市的设计 《城市设计概论》 2.1 城市设计的基本理论简介 2.1.1卡米诺·西特2.1.2 凯文.林奇 2.1.3 克里斯托夫.亚历山大2.1.4 波纳 2.1.5 诺伯格.舒尔兹2.1.6 芦原义信 2.1.7 罗杰.特南西克2.1.8 比尔.西列尔 2.1.9 稹文彦2.1.10阿尔多.罗西 2.1.11 黑川纪章 2.1.1卡米诺·西特 卡米诺·西特(Camillo Sitte,1889)在《城市建设艺术》一书中,运用艺术原则对城市空间的实体(主要是教堂等)与空间(主要是广场空间)的相互关系及形式美的规律进行的深入的探讨,并通过于19世纪末欧洲工业化城市空间的比较分析,对当时欧洲工业化城市空间的平淡,缺乏艺术感染力提出了尖锐的批评,认为工业化城市空间主要有三个体系和若干他们的变体,即矩形体系,放射体系,三角形体系,变体是这三者混合的产物.从艺术的眼光来看,所有这些都是毫无价值的,没有艺术气息.这些体系除了标准化的街道模式之外一无所成,它们在概念上是纯粹机械性的.在这些体系中道路系统仅仅是交通设施,从来不是服务于艺术目的的工具,它们不具有任何感染力,因为只能从地图上才能看出它们的特征. 卡米诺·西特主要是从视觉及人们对城市空间的感受等角度来探讨城市空间和艺术组织原则.卡米诺·西特认为,现代城市规划的骄傲是圆形广场,没有比这更能说明艺术感情的完全缺乏以及对于传统的蔑视的了,而这现代城市规划的特征.当围绕这样一个广场步行时,眼前的景象持续不变,使得人们不能知道自己正确的确切位置.转一个弯就足以使一个陌生人在这种旋转木马的广场上无所适从,迷失方向. 卡米诺·西特的城市空间艺术原则,是基于城市物质空间形态中,各实体要素之间功能关联及组合关系而得出的,其艺术原则的核心表现在注重整体性,注重关系,注重关联的内在性. 卡米诺·西特的城市空间艺术原则有其历史的局限性,正如亚瑟·霍尔登(Arthur C.Holden,1945)所言,西特从未体验过摩天大楼.他未必曾经想到过我们的城市有朝一日会为高层的巨大体量所充塞. 2.1.2 凯文·林奇 凯文·林奇是从探求城市的形念,结构和组织开始的,《关于对城市满意情况的记录》(Notes on City Satisfaction,1953)是1952～1953年间他在欧洲考察对于有关城市的理论基础的回答.在《城市的形式》(The Forms of Cites,1954)一文中,他从历史和形态的角度对城市形式的不同属性进行了探讨,例如城市的大小,密度,特征和模式等. 凯文·林奇的城市美不仅指构图与形式,而是将之分解为人类可感受的城市特征,如易识别,易记忆,有秩序,有特色等.他对于人们对环境的感知与体认有着格外的重视,并认为,好的城市形式也就是这种感知和体认比较强烈的城市形式.林奇1959年发表《城市的意象》一书,从视觉心理和场所的关系出发,利用居民调查和实地体验的方法,研究使用者认知图式(cognitive map)与城市形态的关系,从而确定了一种全新的城市分析与设计方法. 人对环境的感知,也就是一种格式塔.人总是将感知对象加以组织和秩序化,从而增强对环境的适应和理解.林奇从市民的认知地图入手,探求城市内在关系的秩序.他调查了美国的三个
目录 一、机制设计理论的概念 (2) 二、机制设计的显示原理 (3) 三、机制设计的实施理论 (5) 四、机制设计理论的应用 (6) (一)机制设计理论在社会选择中的运用 (6) (二)机制设计理论在拍卖理论中的运用 (7) (三)机制设计理论在货币政策时间不一致性中的运用 (7) (四)机制设计理论在绿色支付政策(green payment)中的运用 . 8 五、机制设计理论对中国的借鉴意义 (8) (一)国有企业经营者的激励机制设计 (8) (二)金融系统的机制设计 (9) 六、机制设计理论最新的发展 (10) (一)合谋 (10) (二)产权残缺(imperfect property right) (10) (三)委员会(committee)决策的信息获取 (11) 七、小结 (11)
机制设计理论简析 2007年的诺贝尔经济学奖是Leonid Hurmicz、Roger B．Myerson以及EricS．Maskin共同获得，以表彰他们在机制设计理论方面的重要贡献。Hurmicz目前的研究主要包括了机制设计理论、重复博弈、收入不均衡问题以及投票理论等等。Myerson主要的研究包括经济学领域中的博弈论以及政治学领域中的投票体制等等。Maskin日前的研究领域包括博弈论、激励理论、拍卖理论以及社会选择与社会福利，研究的课题为机制设计理论、重复博弈、收入不均衡问题以及投票理论。 “机制没计理论”最早由赫维奇提出，马斯金和迈尔森则进一步发展了这一理论。瑞典皇家科学院在颁奖文稿中称，“这种理论使我们能区分运作良好的市场和运作不良好的市场，它帮助经济学家确定有效的贸易机制、规则体系和投票程序”。 一、机制设计理论的概念 亚当-斯密曾经用看不见的手来比喻市场如何在理想状态下保证稀缺资源的有效分配，然而，现实的市场条件往往是不完美的，市场失灵经常发生在不完全竞争市场、不完全信息市场及外部性、公共产品供给等场景中，市场无法推进资源的有效配置。机制设计理论，加深了这种情况下我们对优化分配机制的属性、个人动机和私人信息的理解，而且还帮助我们寻找其他机制来改进市场的作用。在赫维茨看来，机制就是参与人彼此进行信息交换的通信系统，每个人都可以在这个机制中采取策略性的行动，即为了获得最大的预期效用或收益，参与人可以隐藏对自己不利的信息或者发送错误信息。机制正如收集并处理所有这些信息的机器，而且还规定了信息博弈的行为规则，针对收集到的信息实施博弈的均衡解。不同机制的比较，实际上就是对信息博弈的不同均衡解的比较。也就是说，在不影响每个参与者追求个人利益的激励约束下，制度设计者可以设计出公共产品“反搭便车”的内生机制，把个人目标与社会目标予以“合成”，以调配并激励私人的力量为公众的目标所奋斗。由此可见，机制设计理论主要研究在自由选择、自愿交换、信息不完全等分散化决策条件下，对于任意给定的一个经济或社会目标，设计出一种经济机制(博弈规则)，使经济活动参与者的个人利益和制度设计者的既定目标相吻合。从研究路径和方法来看，传统经济分析把市场机制看作是给定的，而机制设计理论把社会目标作为已知，试图寻找实现既定社会目标的经济
绪论 1、设计的的本质是由功能到结构的映射过程，是技术人员根据需要进行构思、计划并把计划变为现实可行的机械系统的过程。 2、计划具有个性化、抽象化、多解性的基本特征。 3、现代设计方法： 计算机辅助设计概念：计算机辅助设计是利用计算机及其图形设备辅助人们进行设计。优化设计是从多种设计方案中选择最佳方案的方法，它以数学中的最优化理论为基础，以计算机为手段，根据设计所追求的性能目标，建立目标函数，在满足给定的各种约束条件下，寻求最优的设计方案。 有限元设计就是利用假想的线和面将连续的介质内部和边界分割成有限大小、有限数目、离散的单位来研究。 稳健设计通过质量工程方法在产品设计阶段就要求把产品设计完美、健全，不受或尽量减少生产线波动带来的影响，以保证产品达到预期的质量效果。 虚拟设计是一种新技术，它可以在虚拟环境中用交互手段对在计算机内建立的模型进行修改，缩短了产品开发周期，提高了产品设计质量和一次设计成功率。 创新设计、智能设计、表面设计、绿色设计、动态设计、摩擦设计、协同设计、工业设计等。一 1、计算机辅助设计（简称CAD）：是计算机科学领域的一门重要技术，是集计算、设计绘图、工程信息管理、网络通信等领域知识于一体的高新技术，是先进制造技术的重要组成部分。 2、CAD：（computer aided design）：即计算机辅助设计CAE(computer aided engineering）：即计算机辅助分析，CAM（computer aided manufacture）：即计算机辅助制造，CAPP（computer aided process planning）：即计算机辅助工艺设计，CIMS（computer integrated manufacturing system）：即计算机集成制造系统， 8、CAD的特点：1）规范化、高质量规范设计流程，统一文档格式，提高设计质量。9、CAD发展方向：脱离图版，实现全自动无纸化设计、生产和制造，是CAD发展的最终目标。 10.CAD的基本功能及优点：1）人机交互 2）几何造型 3）计算分析 4）系统仿真 5）工程绘图 6）数据管理 11、CAD系统组成：CAD系统的硬件结构：计算机、图形输入设备、输出设备 CAD系统的软件：软件系统、支撑软件、应用软件。 二 1、优化设计：是从多种方案中选择最佳方案的设计方法。它以数学中最优化理论为基础，以计算机为手段，根据设计所追求的性能目标，建立目标函数，在满足给定的各种约束条件下，寻求最优的设计方案。 2、P49页：例2-1 黄金分割法求函数，3无约束优化方法：坐标轮换法、牛顿法、 约束优化方法：遗传算法、惩罚函数法、复合形法多目标优化方法：多目标优化问题、主要目标法、统一目标法 三 1、有限元法的概念：把复杂的结构看成由有限个单元组成的整体的一种设计方法 2、有限元法的基本思想：化整为零，积零其整，把复杂的结构看成由有限个单元组成的整体 3、弹性力学中的基本假设：连续性假设，完全弹性假设，各向同性假设，均匀性假设，微小性假设，无初应力假设 2、弹性力学的基本方程：平衡方程、几何方程、物理方程、边界条件
里奥尼德·赫维茨 里奥尼德·赫维茨(Leonid Hurwicz,1917-):2007年诺贝尔经济学奖得主,机制设计理论最早提出者 赫尔维茨目前为美国明尼苏达大学经济学名誉教授。赫尔维茨在经济学理论方面进行了先锋性的探索，其主要研究领域包括机制和机构设计以及数理经济学。他曾于1990年由于“对现代分散分配机制的先锋性研究”获得美国国家科学奖。 里奥尼德·赫维茨简介 里奥尼德?赫维茨教授是犹太人,1917年出生于波兰, 他是明尼苏达大学经济学名誉教授。20多年以来，一直被提名为经济学诺贝尔奖候选人。一直没有获得。终于在2007年获得诺贝尔经济学奖,
第二次世界大战中来到美国,最高学位是在波兰时拿的相当于硕士学位的一个法学学位,来美国后,他没有去拿博士学位,就直接从助教授做到正教授。 赫维茨教授在学术上获得许多荣誉,比如他是美国科学院院士,美国经济学会院士(一年只有一个，比美国科学院院士更难拿),总统奖获得者，明尼苏达大学校董事会讲座教授，1990年获得美国国家科学奖等。 当然，他最重要的研究工作是开创了机制设计理论。激励或激励兼容现在已经成为现代经济学中一个核心的概念。 应用该激励机制理论的基本概念和原理，开创信息经济学领域的委托代理人理论的密勒斯(James Mirrlees) 和维克瑞( William Vickrey)已经获得了诺贝尔奖。 他对中国的经济改革非常有兴趣，到中国访问过多次。为了访问中国时方便，他还自学中文，认识好几百中国字。 赫维茨这个人特有意思，可能是犹太人的原因，虽然拿着高工资，却有时象我这个穷学生一样到处找免费停车的地方，而不去要交费的地方停车。赫维茨教授还有一大特色，他能够根据每个人的经济学知识的多少和训练的不同，用非常通俗或严谨的语言把高深问题讲得异常地透彻。他的课非常有趣、且通俗易懂，但他的考试却很难，他手下的学生一般要学6、7年才能拿到博士学位，很多人最后往往拿不到学位，所以他的博士生不多。但是，“严师出高徒”，他培养的学生一般都比较优秀，比如他的学生麦克法登 (Daniel L. McFadden) 在2000年获得诺贝尔经济学奖。 里奥尼德·赫维茨的学术研究与贡献 赫维茨做了许多其它开创性的工作：上世纪40年代中后期对动态计量模型的识别问题作出了奠基性的工作；早在1947年就首先提出并定义了宏观经济学中的理性预期概念, 理性预期学派已成为当今宏观经济学的主流，使得卢卡斯和普雷斯科特分别获得1995年和2004年度诺贝尔经济学奖，理性预期学派当中的其他几个大人物，象萨金特, 巴罗(R. Barro) 今后也很可能获奖； 赫维兹对如何从需求函数的存在来证明效用函数的存在这一可积性结果 也作出了重要工作，从政治经济学的角度看，这是一个相当重要的结果。效用是现代微观经济学消费理论中的一个基本概念，是整个现代经济学的基础。但传统的政治经济学认为效用是一个唯心的概念，它不存在，在以往的国内政治经济教科书中，效用一直受批判；他和阿罗（Kenneth J. Arrow）等人还对竞争市场一般均衡的稳定性研究作出了开创性的工作。 赫维茨与机制设计理论 利奥·赫维兹在上世纪70年代对经济机制理论做了开创性研究。其研究对象大到对整个经济制度的一般均衡设计，小到某个经济活动的部分均衡设计。在他那里，概括地说，经济机制理论所讨论的问题是：对于任意给定的一个目标，在自由选择、自愿交换的分散化决策条件下，能否并且怎样设计一个经济机制（即制定什么样的方式、法则、政策条令、资源配置等规则），使得
人文社会设计理论——阿莫斯.拉波波特 《城市形态的人文方面》（Human Aspects of Urban Form） 他认为“环境认识”(environ-men-tal perception)是人与环境之间的最基本关系;“认知”(cognition)的目的是寻找这些关系的内在规律。城市设计的使命是组织空间构 架去反映市民在这些关系上的需要和价值观。人不单只是环境的“观察者”,而且 是浸淫在环境中的“参与者”。因此,人与环境的关系是主动、机动且有系统的关系。 环境信息来自官能(视、听、嗅、触觉、身体动作)。环境认识有三个层面: (1)运 作性(opera-ional)。例如浅淡的颜色能使人松驰,而松驰会带来愉快的感觉。(2) 反应性(responsive)。例如人对黑暗街道的直觉反应是危险。(3)推理性(inferen-ial)。例如一个繁忙的道路交义点会可能增加行人的烦燥。人通过观察、认知和衡量去 找寻环境和意象(im-age)的一致。拉波波特认为人的认知构成有两部份:“心理地图”(mental maps)和“认知构架”(cognitive Schemata)。心理地图是我们用来收集、分析和储藏城市环境信息的工具。它包括:地形、地貌、位置和其相关的功能和 意义。不同的心理地图(市中心、邻里、小区等)在我们的脑海里烙下不同的印象,成为我们的认知构架。因此,我们对城市环境的认识是一个“学习过程”(learning process)。我们把对每一个地方的观感化成心理地图。这些心理地图的总和和它 们所组成的认知构架就是我们的环境认识。我们都各自有不同的背景、活动、体 能和需要,因此,我们的环境认识是主观和有价值观的。拉波波特认为一般人对“家”(home)的环境认识是最深刻和重要的,这个“家”是每一个人对自己邻里区的 认识所构成的(每一个人脑里都有多个和多层面的邻里区心理地图,这些心理地 图的总和就是“家”的心理地图)。城市设计者的责任是创造和改变环境去提供适 当的环境刺激。例如在行人区应设计官能“提示”(sensorycues),使行人可以“感 觉”(feel)他们可以任意行走。这些指示包括:颜色、声音、味道、比例和光与热的 对比。设计者应鼓励人与环境的交流,藉此提高环境认识的多样化。拉波波特求 真的态度非常认真。他主张城市规划和设计者要观察所有的环境,而且要作全面 的观察,因为不同阶层、文化背景和不同的时间及速度,都能产生不同的观感,不能 一概而论。
现代机械设计理论与方法 （大作业）
1、采用系统化设计流程及所学现代设计方法详细阐述某公司需要投资研发一款新型产品的整个设计流程和采用方法。 （1）请具体阐述采用哪些设计方法，如何去完成新产品的规划设计过程？（2）请具体阐述采用哪些设计方法，如何去完成新产品的方案设计过程？（3）请具体阐述采用哪些设计方法，如何去完成新产品的技术设计过程？（4）请具体阐述采用哪些设计方法，如何去完成新产品的施工设计过程？ 答： （1）产品规划设计包括三个主要阶段：第一个阶段是市场细分及选择阶段。在这个阶段，主要通过市场调研与分析，研究如何细分市场，以及企业如何选择细分市场，最后确定企业对细分市场的战略选择。第二个阶段是定义新产品概念。在这个阶段中要对某个细分市场，收集其需求的主要内容，包括客户需求、竞争需求及企业内部需求，并确定企业在该细分市场的产品定位，然后寻找和定义新产品概念。第三个阶段是确定产品规划阶段。在这一阶段中需要从技术层面分析新产品属于哪个产品族及其开发路径，并根据公司的战略确定新产品开发的优先顺序和组合策略，然后依据企业资源状况，制定新产品开发的时间计划。 产品规划设计的步骤为：信息集约→产品设计任务→预测调研→可行性分析→明确任务要求→可行性报告、设计要求项目表。 进行产品规划设计的主要方法有：设计方法和预测技术。支持产品规划设计的主要理论有：设计方法学、技术预测理论、市场学、信息学等。 （2）新产品的方案设计过程大致可以分为方案设计和方案评审两个阶段。方案设计阶段的步骤为：总共能分析→功能分解→功能元求解→功能载体组合→获得功能原理方案（多个原理方案）→原理试验→评价决策→最优原理方案→原理参数表、方案原理图。 进行产品的方案设计的方法主要有：系统化设计方法、创造技法、评价决策法、形态学矩阵法。 主要的理论指导包括：系统工程学、形态学、创造学、思维心理学、决策论、模糊数学等。 （3）对产品进行技术设计时，首先要对结构进行总体设计，包括了对产品的结构设计和造型设计。进行新产品的技术设计的主要步骤为：
城市文化与建设 ——城市设计理论与方法课程论文 XXXX XXXX XXXX XXXX 城市的建设是受到文化的支配的，城市的形态以及模式从一定程度上反应了这个地区或者这个国家的文化。文化与城市之间不断的相互影响着，文化指导了城市及其空间的生成，城市的形态与模式又不断的强化着文化，最终不同的地区因文化不同，形成了不同的城市。 东西方文化的差异是巨大的，其城市的形态以 及模式也有着明显的不同，这一点从古代就能看出。 东西方文化的差异点很多，其成因主要来自于东西 方不同的历史。这些差异变现在东西方人的宗教信 仰不同，思考问题的逻辑不同，为人处事的方式不 同等等，其中最值得一提的是东西方关于宗教信仰 的差异。 关于宗教信仰的差异。在西方国家中，宗教信 仰在人们的生活中扮演着重要的角色，人们的思维 模式也受到不同的宗教信仰的影响而大不相同。中 国虽然没有很明显的受到宗教信仰的影响，但也不 能说中国人就没有宗教没有信仰。我们有的是儒家 文化，道家文化，法家文化等等，这些不能定义为 宗教信仰，但他们的思想同宗教信仰相似，都植根 于中国人心中，影响着中国人的行为习惯，影响着 中国文化。 西方的人文主义是在反抗中世纪神权文化的过程中兴起的，把长期处在神权统治下的人提高到神与自然之上的中心地位，强调人性、主体价值和人权平等，肯定人是万物的尺度。 中国人文传统的核心价值，既不刻意于宗教寄托，也不追求纯自然的知识体系，而是专于人的社会关系的和谐与道德人格的完成。 古代时期，西方就将宇宙视为一种和谐的体系，人们认识到众多星体都围绕着一个“宇宙中心”在旋转。所以西方的城市规划会设置一个“宇宙中心”，让其他所有的城市空间都围绕其发展。按照这种做法的最典型的就是雅典，雅典卫城中的中心是神庙，雅 典的中心是卫城。雅典 卫城不但在平面布局 上处于中心地位，其所 处位置也是雅典的制 高点，更加突出其中心 地位。
现代设计理论与方法 班级：材控1031 姓名：黄加全 学号：201020607157
反求工程技术 20世纪以来，由于科学和技术的发展与进步，对设计的基础理论研究得到加强，对着设计经验的积累，以及设计和工艺的结合，已经形成了一套半经验半理论的设计方法。依据这套设计方法进行机电产品设计，称为传统设计。 限于历史和科学发展的原因，传统设计方法基本上是一种以静态分析、近似计算、经验设计、手工劳动为特征的设计方法。显然，随着现代科学技术的飞速发展，生产技术的需要和市场的激烈竞争，以及先进设计科学技术的手段的出现，这种传统设计方法已经很难满足当今时代的需要，从而迫使设计领域不断研究和发展新的设计方法和技术。 现代设计是过去长期的传统设计活动的延伸和发展，它继承了传统设计的精华，吸收了当代科技成果和计算机技术。与传统设计相比，它则是一种以动态分析、精确计算、优化设计和CAD为特征的设计方法。 从20世纪60年代末开始，设计领域中就开始相继出现一系列新兴理论与方法。为了区别过去常用的传统设计理论与方法，把这些新兴的理论与方法称之为现代设计。现代设计理论与方法的内容众多而丰富，它们是功能论、优化论、离散论、对应论、艺术论、系统论、信息论控制论、突变论、智能论和模糊论等方法学构成。 现代设计方法包括可靠性设计方法、化设计方法、并行设计、虚拟设计、绿色设计、动态设计等，这里重点介绍反求工程设计。 1．反求工程技术的基本概述 反求工程(Reverse Engineering，简称：ER) 也称逆向工程，就是针对消化吸收先进技术的系列分析方法和应用技术的综合的一项新技术。反求工程类似
第一章设计方法学 1. 现代设计目标：缩短产品设计周期；提高产品质量；降低生产成本。 T--缩短产品设计周期 Q--提高产品质量 C--降低其成本 2. 传统设计法特点：静态的、经验的、手工式的、（近似计算） 现代设计法特点：动态的、科学的、计算机化的、（精确计算） 3.现代设计理论与方法的发展分为：（1)直觉设计阶段（2)经验设计阶段 （3)半理论半经验设计阶段（4)现代设计阶段 4.系统－执行特定功能而达到特定目的，相互联系，相互作用的元素。 具有特定功能的、相互间具有一定联系的许多要素构成的一个整体，即由两个或两个以上的要素组成的具有一定结构和特定功能的整体都是系统。 5.系统化设计的特征：由上而下、由总到细。 基本方法：系统的分析和综合。 6.黑箱法定义：把系统看成是一个不透明的，不知其内部结构的“黑箱”，在不打开黑箱的前提下，利用外部观测，通过分析黑箱与周围环境的信息联系,了解其功能的一种方法。 根据系统的某种输入及要求获得某种输出的功能要求，从中寻找出某种物理效应或原理来实现输入-输出之间的转换，得到相应的解决方法，从而推求出“黑箱”的功能结构，使“黑箱”逐渐变成“灰箱”、“白箱”的一种方法。 7.系统化设计的步骤： 8、评价的目标内容： （1) 技术评价目标——可行性，创造性，可靠性 （2) 经济评价目标——成本，利润，市场潜力 （3）社会评价目标——社会效益和影响 9.技术-经济评价法 （a)技术价Wt : Wt=(Piqi)/Pmax （Pi-各技术评分值；qi-加权系数；Pmax-最高分值5分或10分）
（b)经济价Ww：Ww=Hi/H=0.7Hz/H （Hi-理想成本；H-实际成本）（c)技术-经济综合评价：均值法：W=（Wt+Ww)/2 双曲线法：W= (Wt.Ww ) 10.产品价值V=F/C ( F-功能C-成本) 11.寿命周期成本（要会画出它的曲线图，并做分析） C=C1+C2 C1-生产成本C2-使用成本 12、提高V途径（分5种情况讨论） F ↑/C →=V ↑功能 F →/C ↓=V ↑成本 F ↑/C ↓=V ↑功能、成本 F ↑↑/C ↑=V ↑功能 F ↓/C ↓↓=V ↑成本 第二章机械优化设计 1.优化设计的数学模型 统一形式描述： min f(x) x=[x1,x2,………xn]T s.t. gi(x)<=0 i=1,2,3…m hj(x)=o j=1,2,……n(p 建筑设计理论与方法 调研报告 上海世博会最佳实践区——星巴克旗舰店 1.案例简介 建筑师：原作设计工作室（章明/张姿） 设计团队：张姿、章明、孙嘉龙、张之光 项目地点：上海市2010世博会城市最佳实践区（南车站路564号） 设计时间：2012/10-2013/2 建成时间：2014/2 建筑面积：500平方米 图1：效果图 2.案例的选择 夏日的余温没有完全散尽，秋天的凉意开始慢慢降临。金色的10月不仅是收获的季节也是出游的好时光。原本就计划在国庆期间到江苏旅行的安排为调研创造了宽裕的选择范围。 一直以来更喜欢简洁凝练的设计，加上在短时间内很难对较大体量的建筑有深刻的剖析，于是在案例的选择上更倾向于较有特色的小体量建筑。 上海世博会最佳实践区的星巴克旗舰店就是一个较为合适的案例，最终使我选择它的原因是一篇关于这个建筑有趣的评论，作者提出了“不透明的透明”以及“透明的不透明”在建筑中同时体现的观点，让我产生了实地考察的冲动。 3.案例分析 该项目位于世博城市最佳实践区这个已然穷尽了各种造型的场所，并且位于道路交叉节点的位置，如何在这样具有挑战的环境下找到自己的存在感，是设计后来者面临的一大难题。 图2：区位图 沿着实践区的道路向里走，很快就会发现一个全玻璃盒子样的建筑，虽然只有一层且被周边各式造型的现代建筑包围着，但仍能清晰的感受到它的存在。 咖啡店独特的地方就在于其外表面覆盖了密密的玻璃肋，与一般设置在幕墙内侧且垂直的做法不同，玻璃肋与建筑外表面呈45°夹角，放大了其视觉上的存在感。由于玻璃幕墙加上倾斜玻璃肋的做法，使原本透明的玻璃材质变得不那么透明，增加了室内环境的私密性。 《城市规划原理》考试复习要点，仅供参考 作者: 收集于网络 第一章城市与城市发展 一、城市的形成与发展 (一)城市形成的动因 城市与人类文明史 城市与人类劳动大分工 第一次人类劳动大分工：农业和牧业／原始社会／固定居民点 第一次人类劳动大分工：商业和手工业／奴隶社会／城市 农业社会和工业社会 封建社会和资本主义社会 工业化和城市化：农村的推力和城市的引力 城市的规模效益和集聚效益 (二)城市发展的规律 1、城市发展与基本经济部类：城市经济基础理论 基本经济部类和从属经济部类：循环积累过程和乘数效应 2、城市发展与经济结构转型：城市进化理论 "绝对集中"时期(工业化初始期) "相对集中"时期(工业化成熟期) "澜对分散"时期(后工业化初始期) "绝对分数"时期(后工业化成熟期) 3、城市发展与区域空间经济：增长极核理论集聚与扩散 4、城市发展与国际劳动分工：经济全球化理论经济全球化的城市和区域影响 二、城市的物质、社会和经济构成及其演化趋势 (一)城市的物质构成及其演化趋势 l、城市物质构成 公共领城和非公共领域、城市物质构成的空间属性(可达性和外部效应) 2、城市物质环境的演化趋势 城市物质环境的演化方式：外扩展和部重组 城市物质环境的更新：建筑物的经济寿命与再开发的时机 经济结构重组与物质环境演化 (二)城市的社会构成及其演化趋势 1、城市社会构成：异质性和社会空间 2、城市社会的演化趋势：人口老龄化、家庭核心化、生活闲暇化 (三)城市的产业构成及其演化趋势 1．城市产业构成：三大产业和两大部类 2、城市产业演化趋势 从第二产业主导到第三产业主导 从传统制造业主导到高科技产业主导 从水平空间经济结构到垂直空间经济结构 三、城市社会经济发展与城市化 (一)城市化的含义 不同学科对城市化的理解 (二城市化水平的度量指标 (三)城市化的进程与特点 初期阶段中期阶段后期阶段 世界围的城市化进程的三个阶段 世界城市化的进程的特点 中国城市化过程的主要特点 (四)城市化进程与经济发展 城市化的动力机制 城市化进程与经济发展的关系 (五)城市化进程与社会发展 四、城市与区域发展 (一)城市与区域发展的相互影响 城市是区域的核心，区域是城市的基础 l、城市在区域发展中的作用 2、区域条件对城市发展的影响 城市发展方向的区域分析 城市发展规模的区域论证 城市布局的区域空间结构 (二)区域城镇体系及城乡发展 城镇体系的概念 l、城镇体系的发展条件分析 (1)城镇体系区域发展条件 (2)城镇发展建设条件分析 2、城镇体系发展的影响因素及机制 《城市规划原理》考试复习要点 （该部分容为本站收集整理，纯属民间信息，仅供参考，本站不承担任何因此产生的后果。特此声明！） 第二章城市规划学科的产生、发展及主要理论实践 第一部分：单选题 1．城市经济基础理论把城市经济分成(D)。 A．第一产业、第二产业、第三产业三大部类B．重工业和轻工业两大部类 C．计划经济和市场经济两大部类 D．基本经济和从属经济两大部类 2．建筑物经济寿命的终结表明(C )。 A．该建筑物已破旧得没有使用价值了 B．该建筑已破旧得卖不出去了 C．建筑物价值小于地块价值 D．由于房产价格下跌，该建筑已无经济价值 3．城市各项活动的外部性经济效果总量在(A )递增，而在( )逐渐减弱。 A．城市地域向中心；城市外围， B．城市外围；城市域向中心 C．城市地域中由接近中心向中心；城市地域中由接近中心向外围 D．城市地域中离心；城市外围向心 4．人口老龄化是全球性的社会趋势。按照联合国有关规定，60岁以上老年人口的比重达到()或者65岁以上老年人口的比重达到( )的人口型态就属于“老年型人口”。 A．9％；6％ B．10％；7％ C．12％；8％D．15％；10％ 5．工业革命前，欧洲出现的最大、最繁华的城市是( )。 A．雅典 B．罗马 C．伦敦 D．巴黎 6．第一个成为城市化人口超过50％总人口的国家是( )。 A．英国 B．法国 C．德国 D．日本 7．中国古代城市建设史上，超过100万人口的城市不包括( )。 A．唐长安 B．西汉长安 C．南朝建康 D．明清北京 8．中世纪的欧洲城市的典型格局是( )。 A．以教堂为城市中 B．以广场、铜像和纪功柱为城市核心 C．构图严谨的广场街道 D．以广场和公共建筑为城市核心 9．关于有机疏散理论的目标，下列论述不妥的是( )。 A．把衰败地区中的各种活动，按照预定方案，转移到适合于这些活动的地方去 B．保护一切老的和新的使用价值 C．对日常活动进行功能性的分散 D．把大城市目前拥挤的区域，分解成若干个集中单元 10．城市规划的意义在于它对城市发展的指导和控制，其作用的发挥主要通过( )来实现。A．对城市空间形态结构的合理布局 B．对城市空间尤其是土地使用的分配和安排建筑设计理论与方法
城市规划原理第四版考试要点总结材料
《城市规划原理模拟试题》(附答案)
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