兰州垂直工业提升门设计

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数控技术

装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。

1数控技术的发展趋势

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面

1．1高速、高精加工技术及装备的新趋势

效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为21世纪的中心研究方向之一。

在轿车工业领域，年产30万辆的生产节拍是40秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，材料为铝或铝合金，只有在高切削速度和切削力很小的情况下，才能对这些筋、壁进行加工。近来采用大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和可靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。

从EMO2001展会情况来看，高速加工中心进给速度可达80m/min，甚至更高，空运行速度可达100m/min左右。目前世界上许多汽车厂，包括我国的上海通用汽车公司，已经采用以高速加工中心组成的生产线部分替代组合机床。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60m/min，快速为100m/min，加速度达2g，主轴转速已达60 000r/min。加工一薄壁飞机零件，只用30min，而同样的零件在一般高速铣床加工需3h，在普通铣床加工需8h；德国DMG公司的双主轴车床的主轴速度及加速度分别达12*!000r/mm和1g。

在加工精度方面，近10年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)。

在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。

为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。

1.2 5轴联动加工和复合加工机床快速发展

采用5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具**几何形状进行切削，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因，其价格要比3轴联动数控机床高出数倍，加之编程技术难度较大，制约了5轴联动机床的发展。

当前由于电主轴的出现，使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化，其制造难度和成本大幅度降低，数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床（含5面加工机床）的发展。

在EMO2001展会上，新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现，还可实现倾斜面和倒锥孔的加工。德国DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工，可由CNC系统控制或CAD/CAM直接或间接控制。

1.3智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势

21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应控制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化，如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。

为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题。目前许多国家对开放式数控系统进行研究，如美国的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、欧共体的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中国的ONC(Open Numerical Control System)等。数控系统开放化已经成为数控系统的未来之路。所谓开放式数控系统就是数控系统的开发可以在统一的运行平台上，面向机床厂家和最终用户，通过改变、增加或剪裁结构对象（数控功能），形成系列化，并可方便地将用户的特殊应用和技术诀窍集成到控制系统中，快速实现不同品种、不同档次的开放式数控系统，形成具有鲜明个性的名牌产品。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。

网络化数控装备是近两年国际著名机床博览会的一个新亮点。数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。国内外一些著名数控机床和数控系统制造公司都在近两年推出了相关的新概念和样机，如在EMO2001展中，日本山崎马扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生产控制中心，简称CPC)；日本大隈（Okuma）机床公司展出“IT plaza”（信息技术广场，简称IT广场)；德国西门子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（开放制造环境，简称OME）等，反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。

1.4重视新技术标准、规范的建立

1.4.1关于数控系统设计开发规范

如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。

1.4.2关于数控标准

数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准，即采用G，M代码描述如何（how）加工，其本质特征是面向加工过程，显然，他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此，国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。

STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。首先，STEP-NC提出一种崭新的制造理念，传统的制造理念中，NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下，NC程序可以分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次，STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸（约75％）、加工程序编制时间（约35％）和加工时间（约50％）。

目前，欧美国家非常重视STEP-NC的研究，欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.1～2001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEP Tools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者，他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(Super Model)，其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。

2对我国数控技术及其产业发展的基本估计

我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为3个阶段：第一阶段从1958年到1979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50％，配国产数控系统（普及型）也达到了10％。

纵观我国数控技术近50年的发展历程，特别是经过4个5年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩。

a.奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化、产业化。

b.初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上，建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。

c.建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。

虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步，但我们也要清醒地认识到，我国高端数控技术的研究开发，尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比（与国外对比）不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从国际上来看，对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。

a.技术水平上，与国外先进水平大约落后10～15年，在高精尖技术方面则更大。

b.产业化水平上，市场占有率低，品种覆盖率小，还没有形成规模生产；功能部件专业化生产水平及成套能力较低；外观质量相对差；可靠性不高，商品化程度不足；国产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户信心不足。

c.可持续发展的能力上，对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱；数控技术应用领域拓展力度不强；相关标准规范的研究、制定滞后。

分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。

a.认识方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足；对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足；对我国数控技术应用水平及能力分析不够。

b.体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多，从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少；没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。

c.机制方面。不良机制造成人才流失，又制约了技术及技术路线创新、产品创新，且制约了规划的有效实施，往往规划理想，实施困难。

d.技术方面。企业在技术方面自主创新能力不强，核心技术的工程化能力不强。机床标准落后，水平较低，数控系统新标准研究不够。

3对我国数控技术和产业化发展的战略思考

3.1战略考虑

我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。

我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题，首先从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展不仅可提高人民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定；其次从国防安全看，西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质，对我国实现禁运和限制，“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。

3.2发展策略

从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。

强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件（数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等）的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品；没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品；当然，没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。

在高精尖装备研发方面，要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合，以“做得出、用得上、卖得掉”为目标，按国家意志实施攻关，以解决国家之急需。

在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。

参考文献：

〔1〕中国机床工具工业协会行业发展部.CIMT2001巡礼〔J〕.世界制造技术与装备市场，2001(3)：18-20.

〔2〕梁训王宣,周延佑.机床技术发展的新动向〔J〕.世界制造技术与装备市场，2001(3)：21-28.

〔3〕中国机床工具工业协会数控系统分会.CIMT2001巡礼〔J〕.世界制造技术与装备市场，2001(5)：13-17.

〔4〕杨学桐，李冬茹，何文立，等?距世纪数控机床技术发展战略研究〔M〕.北京：国家机械工业局，2000.

对中国制造业信息化的战略思考

伴随中国加入WTO和经济全球化，中国正在成为世界制造业的中心。中国的制造业企业面临更加激烈的国际国内市场竞争，如何迅速提高企业的核心竞争力，很重要的一点，就是加快企业的信息化进程。制造业信息化作为国民经济和社会信息化的核心，我国政府给予了高度的重视。国家科技部已正式启动制造业信息化重大专项，将投资八个亿大力推进制造业信息化关键技术研究及应用示范工程。从八十年代中期企业逐步开始应用CAD软件，到国家在九十年代实施CAD应用工程，到企业广泛应用财务软件，我国的制造业企业在实施信息化的道路上已经度过了近二十年时间，取得了很多经验和教训。本文将对中国制造业企业在实施信息化过程中的深层次的战略问题进行深入的剖析，以帮助制造业企业能够在信息化的道路上少走弯路，使信息技术能够真正为企业经营服务，成为企业发展的原动力。二．构成制造业信息化价值链的基本要素国家和地方主管部门、制造业企业、咨询服务企业、系统软件供应商、制造业应用软件供应商、电脑与外设供应商、网络产品供应商、渠道与代理商和软件及系统集成商，是构成制造业信息化价值链的基本要素。制造业信息化价值链的每个基本要素之间都是相互联系、相互作用、相互影响的。每个环节出问题，都可能导致制造业信息化工程的失败。图1制造业信息化的价值链 1．国家和地方主管部门是制造业信息化工程的管理者和推动者，其职责是： 1）负责对国家和地方的信息化工作进行宏观引导与管理。 2）负责制定政策，实施项目和计划，以点带面，重点扶持，树立样板，推动信息化应用工程的发展。 3）负责推广先进的信息技术。 4）负责建立和维护公正的市场秩序和竞争机制，保证各个基本要素实现多赢。 2．制造业企业是信息化的最终客户，是主体，其他要素都是为这个客户服务的。每个制造业企业，都需要根据自己的行业、规模、发展阶段、管理体制，来选择个性化的信息化解决方案。要实施好信息化工程，企业必须注意以下问题： 1）企业领导必须对信息化建立基本的认识，必须认识到，信息化是一个工具，是一种手段，需要为我所用，为企业的发展服务。 2）信息化是首长工程，企业领导必须把它当作一个企业发展的战略任务来抓，必须真抓实干。 3）信息化是一个复杂的系统工程，企业必须把信息化作为一个长期的分阶段实施的大项目来进行科学地管理。在项目实施前，必须对信息化工程这个大项目的实施所要解决的问题、每个阶段的目标、项目的人员组织、成本、考核标准进行计划。在实施过程中，必须进行监控，必须对每一个阶段的实施成果进行评估和分析。信息化工程这一关系到企业生死存亡的项目的成功实施，必须满足项目成功的三个基本条件，即实施周期、实施成本和实施效果。 4）任何一个试图提高效率、降低成本的革新，一开始总是会降低效率、提高成本。企业这个大系统需要一段时间的适应，才能把革新的成果融入企业，信息化工程也不例外。因此，对信息化过程中的困难和问题，制造业企业应有客观、理智的认识，企业领导要敢于冒有准备的风险。 5）信息化工程的关键，是企业能够在咨询服务商或者软件公司的帮助下，弄清自己的需求。信息化软件实际上是企业管理思想和理念的一种载体，如果软件本身所包含的管理思想和理念与制造业企业相冲突，信息化工程是不可能成功的。因此，企业需要有既懂管理，又能够清晰地描述自身企业的管理模式与信息化需求，并能够与咨询公司或软件企业进行交流和配合的管理人才队伍。 6）软件既然是一种工具，就必须有能够熟练使用这种工具的人。因此，企业需要培训一批能够熟练软件的应用人才队伍。 7）随着技术的发展，软件的应用平台日趋复杂。因此，企业需要有熟练掌握计算机硬件、网络和数据库的维护人才，确保系统正常运行。在国外，越来越多的企业将这类工作外包给专业的软件服务和集成商。 8）信息化建设需要消耗相当大的资金，因此，企业要充分考虑资金的获取渠道与方式，做好预算与成本控制，避免信息化工程因为资金问题而中途夭折。 3．咨询服务企业是制造业信息化的枢纽，其职责是： 1）帮助企业进行信息化需求的诊断和分析，制定制造业企业信息化的总体规划。 2）帮助企业进行信息化软件、硬件和系统集成方案的选型、实施与监理。 3）帮助企业进行多层次信息化人才的培训。 4）不断跟踪和研究制造业信息化领域的技术、市场、产品和服务的发展变化趋势，深入企业进行调查研究，为制造业企业推荐最合适的信息化解决方案。 4．制造业软件企业是制造业信息化的工具制造商，其职责是： 1）提供能够满足制造业企业功能需求，能够在企业的计算机和网络平台安全、可靠运行，并能实现与其它应用软件集成的软件产品。 2）软件产品应具备先进性、实用性、可靠性、兼容性、开放性、易学易用性等特性。 3）为制造业提供软件产品的安装、培训与服务。其中服务包含软件实施、软件升级、客户化开发、解决应用中的问题等。 5．软件服务和集成商是制造业信息化的桥梁，其职责是： 1）帮助企业进行信息化软件的客户化开发、培训和系统升级。 2）帮助企业实现不同应用系统的信息集成。 3）帮助企业维护整个信息系统，并解决信息备份、信息安全问题。 6．电脑与外设供应商、网络产品供应商和系统软件供应商组成了制造业信息化的基础的、与具体应用无关的平台。该平台必须保证整个信息化系统运行的可靠性、安全性和兼容性。 7．渠道与代理商负责帮助产品供应商进行产品的销售、服务与技术支持。大多数硬件与网络供应商和系统软件供应商以分销和渠道销售为主；而制造业应用软件公司则主要采用直销，自主从事产品的销售、服务和技术支持工作。三．决定制造业信息化工程成败的关键因素制造业信息化的价值链中的各个环节都是决定信息化工程成败的因素，而其中，政府主管部门、咨询服务体系和制造业软件企业，是最重要的因素。首先，政府主管部门对于整个价值链的影响是巨大的，政府主管部门制定的政策如何、导向如何，对制造业信息化工程的成功至关重要。在“九五”期间，国家科技部提出的CAD应用工程，就顺应了当时的企业信息化状况，带动了一大批企业甩掉图板，使用CAD软件，使企业真正尝到了信息化的甜头，激发了企业实现信息技术深化应用的热情。反之，有些地方和行业的主管部门，在推进信息化的过程中，采取了计划经济时代的一些地方保护、行业垄断等做法，规定企业只能用某某产品、某某软件，这就不利于信息技术的推广应用。第二，在制造业信息化工程实施的过程中，有没有咨询服务企业的参与，参与的程度与方式如何，也是导致信息化成功的关键因素。许多制造业企业在实施信息化工程时，考虑得比较多的是建网络、买软件和硬件，在购买前看演示时令人眼花缭乱的好功能，到了企业就是用不起来，数据格式不兼容、借口连不上等问题随着而来。有的企业甚至成了“软件展示厅”，买了一大堆软件，但还是一个混合物，没有真正实现“化合”，没有真正集成起来。究其原因，就是没有引进咨询服务企业，进行认真、仔细的需求分析，缺乏有实际指导意义的总体规划和实施及集成方案。另一方面，咨询服务业在中国还处于起步阶段，还比较缺乏专业性的制造业信息化咨询企业，高校的专家、教授和研究生是从事咨询服务的主要力量。他们的优势是对国内外先进技术和发展趋势进行跟踪研究，但是往往缺乏在企业工作和实施项目的实际经验。不少制造业软件企业除了为制造业企业提供应用软件之外，实际上也扮演了咨询服务的角色。企业常常要求制造业软件公司为企业制定信息化方案，甚至进行软件与系统集成等。但是，由于制造业软件企业是以卖自己的软件为目的，所以免不了王婆卖瓜，少数软件甚至用一些模糊、错误的概念来误导制造业企业。因此，制造业信息化呼唤专业、独立、中立的咨询服务企业，来真正站在企业的角度，制定合理的制造业信息化解决方案。武汉市制造业信息化工程技术研究中心于2002年1月成立，它是在制造业信息化工程深化实施的过程中应运而生的，在全国首创了由政府引导、高校和企业投资、市场化运作的新型运作模式。工程中心致力于通过深入的研究，来为不同行业、不同规模、不同体制和不同发展阶段的制造业企业推荐最优化、**性能价格比的解决方案，使企业通过实现信息化，真正提升自己的核心竞争力和创新能力、显著降低成本，获得显著的经济和社会效益，避免信息化投资的失误。第三，制造业应用软件的选型、实施、客户化开发与信息集成，也是制造业信息化工程成功与否的关键环节。目前，我国的制造业企业没有执行统一的标准。许多企业采用行业标准、甚至是企业标准。连标准化程度最高的产品设计过程，也存在许多不同的要求，例如明细表的书写方式等。在后续的工艺编制环节，则根据企业的产品、行业的特点不同，需求差别更大。有的以装配工艺为主，有的以机加工工艺为主，有的以焊接工艺为主等。企业生成各种清单、报表的方式以及编码方式也是五花八门，各不相同。企业的管理模式则差别更大，一些传统的大型制造业企业以纵向一体化为主，在整个企业集团建立了严格的分工，建立了内部的供应链，如一汽。而在一些民营经济发达的地区，如浙江、江苏、广东等地，则建立了横向一体化，形成了外部的供应链，如广东南海的铝行材供应链、重庆的摩托车供应链和浙江永康的小五金供应链等。不同的企业生产组织方式、产品特点、营销模式、采购方式不同，形成了不同的管理模式，因此，不可能用一种类型的管理软件来适应所有的企业。对于流程型企业，如石油、化工、钢铁企业，所使用的管理软件与离散型制造业又有根本的区别。制造业的内部管理环节众多，差别巨大，因此，应用软件的选型、客户化开发和信息集成十分关键。每个应用软件都有不同的市场定位

在21世纪的今天，由于人口趋向城市密集，而现代建筑也随之增加。伴随建筑的增加，而大块的绿地面积锐减，相应的环境条件愈加恶化，致使人们对环境的关注和重视达到前所未有的程度。因此，可看到在城市的发展建设过程中，都充分利用各块绿地，增加绿地面积，“见逢插绿”。即便这样，还是达不到人们预期的目的，而现代建筑物大多为平顶房，屋顶多采用钢筋混凝土预制板结构，现代的建筑方法是在预制板上面做隔热防水层，从空中鸟瞰，一栋栋楼群房好似戴着黑帽子，住在屋顶的居民也备受沥青之害，过着冬冷夏热的生活。近两年许多人开始建造屋顶花园，让死气沉沉的屋顶生机盎然。在这样的情况下，利用各建筑屋顶开辟园林绿地，营造屋顶花园成了最具发展前景的恢复绿地最有效最直接的措施，因此而被广泛应用。

1屋顶花园的历史及现状

屋顶花园并不是现代建筑发展的产物，它可以追溯到4000年前，古代苏美尔人最古老的名城之一UR城所建的大庙塔，就是屋顶花园的发源地，20年代初，英国著名考古学家伦德。伍利爵士，发现该塔三层台面上有种植过大树的痕迹，真正的屋顶花园是在亚述古庙塔以后1500余年才发现的著名的巴比伦"空中花园"，它之所以被世人列为"古代世界七大奇迹"之一，其意义决非仅在于造园艺术上的成就，而是古代文明的佳作。巴比伦"空中花园"是于公元前604-562年，新巴比伦国王尼布加尼撒二世娶了波斯国一位美丽的公主，名叫赛米拉米斯公主日夜思念故国山乡，郁郁寡欢。国王为了取悦与她，下令在平原地带的巴比伦堆筑土山，并用石柱、石板、砖块、铅饼等垒起每边长125米，高达25米的台子在台子上层层建造宫室，处处种植花草树木。建造巴比伦"空中花园"耗费了大量的人力、物力、财力，是皇家贵族的享受，它反映古代帝王所追求的奢侈生活。自此之后2500多年来，除了个别地区屋顶上绿化和城市中心商业区地下车库顶绿化外，并没有建造真正的屋顶花园。

西方发达国家在20世纪60年代以后，相继建造各类规模的屋顶花园和屋顶绿化工程如美国华盛顿水门饭店屋顶花园、美国标准石油公司屋顶花园、美国DT&T公司屋顶花园、英国爱尔兰人寿中心屋顶花园，加拿大温哥华凯泽资源大楼屋顶花园、德国霍亚市牙科诊所屋顶花园，日本同志社女子大学图书馆屋顶花园，香港太古城天台花园、香港葵芳花园住宅楼天台花园、这些与建筑设计统一建在屋顶的花园，多数是在大型公共建筑和居住建筑的屋顶或天台，向天空展开。目前屋顶花园在国外不是"空中楼阁".美国芝加哥为减轻城市热岛效应，正推动一项屋顶花园工程来为城市降温。日本东京明文规定新建筑占地面积只要超过1000平方米，屋顶的1/5必须为绿色植物所覆盖，否则开发商就得接受罚款。国内如深圳、重庆、成都、广州、上海、长沙、兰州、武汉等城市，有的已经对屋顶进行开发。如：广州东方宾馆屋顶花园，广州白天鹅宾馆的室内屋顶花园，上海华亭宾馆屋顶花园，重庆泉外楼、沙平大酒家屋顶花园等，有的城市已把城市楼群的屋顶作为新的绿源。但是，多年来屋顶花园的建设一直没有一个标准模式和规范工艺所以暴露出了很多缺陷和不足，比如：不能长时间防渗抗漏，水土流失，污染严重，植物配置不合理，荷载超标，建造成本过高等。随着科学技术的发展，这些问题就会逐步得到解决。

2屋顶花园的功能

屋顶绿化对增加城市绿地面积，改善日趋恶化的人类生存环境空间；改善城市高楼大厦林立，改善众多道路的硬质铺装而取代的自然土地和植物的现状；改善过度砍伐自然森林，各种废气污染而形成的城市热岛效应，沙尘暴等对人类的危害；开拓人类绿化空间，建造田园城市，改善人民的居住条件，提高生活质量，以及对美化城市环境，改善生态效应有着极其重要的意义。

2.1保证特定范围内居住环境的生态平衡和良好生活环境

一个绿化屋顶就是一台自然空调：近年来城市建筑物的逐渐增多，由于太阳辐射引起的建筑物能是积聚也随之增多，再加上家用燃料，工业，机动车增加的能量源源不断，造成城市气候的能量剩余非常惊人，特别是在夏天，同没有建筑物的地区相比，市内的气温显著升高，在建筑物密集的市区，夏天由于缺水会出现令人难以忍受的高温，由于建筑物对光的反射低，夜间降温减弱，因此会对人的健康产生长期的负面影响，而绿化地带和绿化屋顶，可以通过土壤的水分和生长的植物降低大约80%的自然辐射，以减少建筑物所产生的副作用。

通过实验证明和没有绿化的屋面相比，绿化屋顶可以降温，在酷热的夏天，当温度30度时，没有绿化的地面已达到不堪忍受的40——50度，而绿化屋顶基层10CM处，温度则为舒适的20度。在冬天，绿化屋顶象一个温暖罩保护着建筑物。

2.2对建筑构造层的保护

平屋面建筑，屋顶构造的破坏多数情况下是由屋面防水层温度应力引起的，还有少部分是承重物件引起的，通过温度变化会引起屋顶构造的膨胀和收缩，使建筑物出现裂缝，导致雨水的渗入。形成渗漏。我国《建设工程质量管理办法》中明确规定：建筑物屋面防水保修期只有三年。这样就得对屋面防水层进行整修。

空气迅速变化的温度对建筑物特别有害，比如，冬天，经过一个寒冷的夜晚，到了白天，短时间内建筑物表面的温度突然升高，而在此之前建筑物件还结着冰；夏天，在夜晚降温之后，白天的建筑物表面的温度也会很快显著升高。由于温度的变化，建筑材料将会受到很大的负荷，其强度会降低，寿命也会缩短。如果将屋顶进行绿化，不但可以调节夏天和冬天的极端温度，还可以对建筑物构件起到相当大的保护作用，所以说，屋顶花园对建筑物能够起到保护作用，以至延长其寿命。

2.3屋顶绿化可以通过储水，减少屋面泄水，减轻城市排水系统的压力

通常在进行城区建设时，地表水都会因建筑物而形成封闭层，降落在建筑表面的水按惯例都会通过排水装置引到排水沟，然后，不是输送到澄清池就是直接转送到自然或人工的排水设施，这样常用的做法会造成地下水的显著减少，随之而来的是水消耗的持续上升，这种恶性循环的最后结果导致地下水资源的严重枯竭。

同没有建造房子的地面相比，大量的降水不可能在短时间内排泄，必定造成城市内洪水的危害，如，郑州，而屋顶绿化提供了储存降水的可能性，减轻了城市排水系统的压力，同时也可以显著减少处理污水的费用。

在现代的许多城市、地区，屋顶水没有被作为很有价值的自然资源而加以利用，而是将其同严重污染的水混合在一起作为废水处理，这种在沉淀池的处理费用是相当昂贵的。

当许多屋顶多被绿化时，屋面排水可以大量减少。实验表明绿化屋顶可以使降水强度减低70%（VEITSHOEHEIM的巴代利亚园艺站），这无疑可以作为排水工程中确定下水管道，溢洪管或储水池尺寸时节省费用的根据。

2.4绿化屋顶具有储水功能

绿化屋面除具有屋面排水外，可以把大量的降水储存起来，实验表明，大约有一半的降水留在屋面上，存在基层或通过植物蒸发掉.

在国外，许多城市和乡镇，已经开始将地面水和污水分开计算污水费用，而对一些封闭的面积来说，屋顶绿化至少提供了节省费用的可能性。对屋顶绿化来说，把地表水考虑在内，大多情况下，仅花一半费用就可以了。由于屋面排水的减少，下水道和储水池也可以减轻负荷。

2.5屋顶绿化可以使自然降水渗入地下

绿化屋顶系统本身不能把地表水渗漏掉，因为建筑系统的上部结构和下部结构是封闭的，故屋顶水应该不再引向下水道而是让其渗入地下，或蒸发掉，重新形成地下水和自然水，可见，屋顶绿化是改善城市生态环境的良好开端。

3屋顶花园的规划设计

3.1指导思想

充分地把地方文化融入园林景观和园林空间中；结合屋顶对园林植物的影响来选择园林植物；运用不同的造园手法来创造一个源于自然而高于自然的园林景观；以人为本，充分考虑人的心理，人的行为的宗旨，来进行屋顶花园的规划设计。

3.2设计原则

屋顶花园成败的关键在于减轻屋顶荷载，改良种植土、屋顶结构类型和植物的选择与植物设计等问题。设计时要做到：

3.2.1以植物造景为主，把生态功能放在首位。

3.2.2确保营建屋顶花园所增加的荷重不超过建筑结构的承重能力，屋面防水结造能安全使用。

3.2.3因为屋顶花园相对于地面的公园、游园等绿地来讲面积较小，必须精心设计，才能取得较为理想的艺术效果。

3.2.4尽量降低造价，从现有条件来看，只有较为合理的造价，才能可能使屋顶花园得到普及而遍地开花。

3.3特点

屋顶花园组成要素主要是自然山水，各种建筑物和植物，按照园林美的基本法则构成美丽的景观。但因其在屋顶有限的面积内造园受到特殊条件的制约，不完全等同于地面的园林，因此有其特殊性。屋顶营造花园，一切造园要素受建筑物顶层的负荷的有限性限制。因此，在屋顶花园中不可设置大规模的自然山水、石材。设置小巧的山石，要考虑建筑屋顶承重范围。在地形处理上以平地处理为主。水池一般为浅水池，可用喷泉来丰富水景。

3.4屋顶花园的类型

屋顶花园的建造，不仅是造园艺术，还涉及到建设结构承重、屋顶防水排水构造、植物生态特性、种植技巧等多项有别于露地造园的技术难题。屋顶花园的类型和形式按使用要求的不同而不一样，按使用要求区分为三类。

3.4.1公共游息性屋顶花园

这种形式的屋顶花园除具有绿化效益外，还是一种集活动、游乐为一体的公共场所，在设计上应考虑到它的公共性。在出入口、园路、布局、植物配植、小品设置等方面要注意符合人们在屋顶上活动、休息等需要。应以草坪、小灌木花卉为主，设置少量坐椅及小型园林小品点缀，园路宜宽，便于人们活动。

建在宾馆、酒店的屋顶花园，已成为豪华宾馆的组成部分之一，实为招揽顾客，提供夜生活的场所。可以在屋顶花园上开办露天歌舞会、冷饮茶座等，这类屋顶花园因经济目的需要要摆放茶座，因而花园的布局应以小巧精美为主，保证有较大的活动空间，植物配置应以高档、芳香为主。

3.4.2家庭式屋顶小花园

随着现代化社会经济的发展，人们的居住条件越来越好，多层式阶梯式住宅公寓的出现，使这类屋顶小花园走入了家庭。这类小花园面积较小，主要以植物配置，一般不设置小品，但可以充分利用空间作垂直绿化，还可以进行一些趣味性种植，领略城市早已失去的农家情怀。

另一类家庭式屋顶小花园为公司写字楼的楼顶，这类小花园主要作为接待客人、洽谈业务、员工休息的场所，这类花园应种植一些名贵花草，布设一些精美的小品，如小水景、小藤架，小凉亭等，还可以根据实力做反映公司精神的微型雕塑、小型壁画等。

3.4.3科研、生产用屋顶花园

以科研、生产为目的的屋顶花园，可以设置小型温室，用于培育珍奇花卉品种、引种以及观赏植物、盆栽瓜果的培育。既有绿化效益，又有较好的经济收入。这类花园的设置，一般应有必要的设施，种植池和人行道规则布局，形成闭合的、整体地毯式种植区。

3.5总体布局

屋顶花园的形式，同园林本身的形式是相同的，创作上仍然分为自然式、规则式和混合式。

3.5.1自然式园林布局

一般采取自然式园林的布局手法，园林空间的组织，地形地物的处理，植物配置等均以自然的手法，以求一种连续的自然景观组合。讲究植物的自然形态与建筑、山水、色彩的协调配合关系，植物配置讲究树木花卉的四时生态，高矮搭配，疏密有致。追求的是色彩变化、丰富层次和较多的景观轮廓。

3.5.2规则式园林布局

规则式布局注重的是装饰性的景观效果，强调动态与秩序的变化。植物配置上形成规则的、有层次的、交替的组合，表现出庄重、典雅、宏大的气氛。多采用不同色彩的植物搭配，景观效果更为醒目，屋顶花园在规则式布局中，点缀精巧的小品，结合植物图案，常常使不大的屋顶空间变为景观丰富、视野开阔的区域。

3.5.3混合式园林布局

混合式园林布局，注重自然与规则的协调与统一，求得景观的共融性。自然与规则的特点都有，又都自成一体，其空间构成在点的变化中形成多样的统一，不强调景观的连续，更多的注意个性的变化。混合式布局在屋顶花园中使用较多。

4屋顶花园养护与管理

屋顶花园建成后，能否发挥其应有的作用，要做到注意植物生长情况，对于生长不良植物及时采取措施；注意水肥，浇水以勤浇少浇为主，经常修剪，及时清理枯枝落叶，注意排水，防系统被堵，对于草花应及时更新，以免影响整体形象。

5屋顶花园防水措施及荷载

5.1屋顶花园的防水措施

5.1.1选择良好的防水材料，采用新型保温隔热技术，彻底解决顶楼居民“冬冷夏热”的生活尴尬，做到冬暖夏凉。

5.1.2运用新型轻质施工材料，彻底避免了传统屋顶花园施工中所造成的屋顶荷载增大诱发建筑质量问题的危险。

5.1.3运用新型架空技术，彻底克服传统屋顶花园与楼顶接触造成的顶层含水、根系破坏等结构性缺陷。

5.1.4运用新型反渗过滤技术，彻底克服传统屋顶花园的水土流失、营养流失，做到一次培土，长久使用。

5.1.5运用新型微喷、滴、渗灌技术，完全保证屋顶花园种植作物的生长用水需求，从而解决植物浇水养护及土壤板结问题。

5.1.6运用新型生态耕作技术与果、菜、花草优选培育技术，彻底保证屋顶种植的经济效益、观赏价值、食用价值。

5.1.7在建花园之前，应检查渗漏水情况，可以在楼顶将排水口堵塞。使屋面积水，检查是否漏水，一旦有漏水现象应及时补救。

5.1.8在施工中注意保护好防水层，严格按照操作规程施工。不要防水层受到破坏。

5.1.9对于水池等设施。应采用单独的防水系统。

5.1.10在浇灌过程中，尽可能不产生积水。及时清理枯枝落叶，防止排水口被堵。

5.2屋顶花园的荷载

屋顶花园中各项园林工程的荷载均要换算为每平方米的等效均布荷载，然后再与花园的荷载相比，精确计算，确定花园顺利建造。

在选择种植基质和植物时，应首先考虑材料的重量。种植介质除了选择种植原土，还可以使用新型种植基质。新型基质重量比较轻，并具有良好的保湿性和透水性。

屋顶花园适宜种植一些低矮的灌木、花卉和草坪，小乔木最好种植在木桶或木箱等容器中，并放在承重墙或承重柱上。

6结束语

屋顶花园的规划设计，使屋顶的自然生态环境与城市总体生态环境融为一体，城市文明永延续与生活环境文化融合。在楼顶隔热防水层上培育一层植被，一是可扩大绿化面积，拓展城市绿肺；二是可以提供新的休息场所，提高人们的生活质量；三是可以依靠屋顶植物截留部分降水，减轻高强度降水对城市防洪排灌系统的压力和冲击；四是可以为顶层住户免去一些冬冷夏热的影响。不仅如此，我们也可因此看到屋顶花园是可持续发展的重要组成部分：地面上的花园给人们沐浴阳光，休闲活动带来方便，但通常在开畅的空间营造起来的花园价格非常贵，其中土地资金占很大一部分，屋顶花园则相对有很大优势，但从占用土地上来讲，是免费的，相比之下屋顶花园要比地面上开畅空间的花园投资少许多。

人们建设一栋楼房等于销毁一块土地，我们只要把屋面建成屋顶花园的形式，就能把被毁的土地挽救回来。这样我们不但美化了生活，还能给子孙后代保留下这块土地。

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