时间：2023-03-21 17:11:37
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总的来说，当前基于产品自身进化思想的研究大多还都停留在理论探索阶段，相应的计算机辅助创新（ComputerAidedInnovation，CAI）软件也十分匮乏，更加限制了设计理论的应用与发展。因此，本文在Jacob、Ma.GL等的研究基础上，通过引入系统功能分析的方法，并综合考虑功能、结构两方面因素的作用，提出了一种从多个角度进行激励分析的功能需求内生式产品创新设计方法。并在课题组开发的原型系统中实现了该功能模块，体系化、导向性地辅助设计者较好地进行产品概念设计。
内生功能驱动产品创新设计模式
1功能驱动产品创新机理
产品是基于一定物理及几何结构，在相应技术条件支撑下，实现所需功能集合的有机体。其与生俱来就是市场信息的折射，且任何产品都在按照一定规律不断的发展和进化。类似于“适者生存”的过程，在市场因素的作用下，产品也在不断的优胜劣汰。随着时间的推移，一些市场特性就逐渐被“映射”或“编码”到存活产品中，内化为产品功能或结构的一部分。正是这些蕴含于产品自身的进化特性信息为需求信息提供了一个较为高效、可靠的获取渠道。发现这些特性并使之向更优的方向转变，就可以带动产品进化，感知并满足新的市场需求。
基于这一思想，本文从功能演化角度构建了一种基于内生功能驱动的产品创新设计模式。主要通过功能演化的形式拉动结构、市场等特性进化，进而实现产品全面进化，如图1所示（功能、结构、市场等特性的进化，均是技术系统进步的反映）。其创新机理在于暂时摆脱现有技术和市场对产品设计的束缚，从产品自身出发，运用一定的功能激励策略对其进行功能改进操作，以激励产生更多新功能需求信息，实现功能进化；并针对这些功能需求进行概念求解，带动产品结构也向更适于功能实现的方向演进，进而开拓出新的市场应用空间，实现产品全面进化。
2功能激励分析策略
产品作为一个有机体，与生物体相类似，也是由功能及承载功能的结构载体组成的系统。借鉴系统功能分析的方法，结合已有产品对其加以功能结构分解，并根据其功能-组件间的链式关系及组件间的隶属关系进行系统功能建模，构建相应的基础功能模型——功能-组件链图，如图2所示。功能是产品存在的目的，功能的实现除了与产品自身结构有关外，还与超系统内其它关联组件相关。为了较好地实现对产品自身蕴含的进化特性信息的挖掘，本文提出的方法正是在系统功能建模基础上，从超系统和技术系统两个方面对已有产品进行较为全面的功能激励分析。进行技术系统分析，是为了实现其自身功能结构特性优化，增进其理想化水平。而引入超系统分析，其目的在于实现技术系统特性向超系统特性进化，进而实现超系统进化反向促进技术系统进化的作用。技术系统分析是功能激励的主要内容，超系统分析是其有益补充。
本文提出的方法是从功能演化角度，综合考虑功能、结构二因素的设计模式。因此，技术系统分析包含单组件操作、多组件操作两个方面，超系统分析则采取赋予新的功能关联关系的激励模式。对于单组件而言，功能激励主要是针对其承载功能加以改变操作；对于多组件，则从功能组合角度对其加以激励操作。基于以上考虑，本文提出从多个角度进行功能激励的分析策略，如图3所示。
基于功能需求内生的产品概念设计
1超系统组件功能关联
一般情况下，每一个超系统功能都是为了辅助产品技术系统内某个/某些功能的顺利实现，即一个超系统功能肯定与系统内某个/某些功能存在相关关系，但通常并不是与所有功能都存在相关关系（关系十分薄弱/暂未发现其相关性）。且超系统功能间通常也存在很多不相关的情况。因此，这就给产品系统提供了不小的创新思考空间。超系统组件功能关联分析正是基于对这一创新空间信息进行系统挖掘的创新策略。它通过选择某个超系统功能，在与其不相关的某个系统功能（超系统功能、系统内功能）间建立起良性关系，使其变为相关。如此，便能创造出新的产品功能需求，进而产生新的产品创意。
这种相关分析主要通过以产品超系统功能为行，所有系统功能为列，而构建的系统功能相关性分析矩阵加以分析，如表1所示。其中，“1”表示功能间存在相关关系，“0”则代表不存在，“X”表示两个功能相同（在此不予讨论）。针对笔记本电脑功能创新实例，通过在“敲击键盘”与“存储电能”间建立起关联（由0变为1），便激发出在使用者敲击键盘的同时可以产生电能，并有效地将其储存利用的新型节能笔记本电脑的创意。
2系统内单组件功能改变
系统内单组件功能改变分析主要针对技术系统内某一功能组件及其所承载的功能加以改变性操作，以激励设计者产生新的想法。
（1）功能扩展
功能扩展主要针对系统内某一功能组件，通过赋予其新的功能，从而带动其结构也发生相应的改变，进而形成能适应未来市场需求的新产品，如图4a所示。扩展的功能主要通过超系统组件功能关联分析得到，也包括由新的超系统组件引入而衍生得到的新需求功能。如在轮椅创新设计中，通过在超系统中引入台阶，以产生攀爬台阶的新功能需求，进而激励产生带越障功能的行星轮式车轮的创新方案。
（2）功能裁剪
功能裁剪主要是基于产品简化及专用化的思想，通过裁剪掉链内的冗余功能或对特定应用环境可有可无的功能，甚至一些看上去不可或缺的功能，进而带动链内其它关联功能改变，以实现产品功能、结构、工艺等方面的简化，得到更具市场竞争力的产品创意，属于破坏性创新（DisruptiveInnovation）范畴，如图4b所示。如可通过去除电视机的显示图像功能，以降低其生产及使用成本，使盲人得到相对物美价廉的新产品。
（3）功能分割
功能分割主要是对系统内某组件所承载的功能进行分割，以形成新的结构及新市场的产品创新模式，包括功能作用分割、功能量值分割两种形式。功能作用分割是将组件上承载的多个功能进行分割，进而形成多个新功能单元，以促使功能组件向更趋于专业化、标准化的方向改进，如图4c所示；功能量值分割主要将组件上承载的功能从量值上加以分割，以形成多个量值相同或不同的新功能单元，以促使功能组件向精准化、微控化等方向演进，如图4d所示。如在显示器演进道路上，通过对显示内容加以分割，激励产生了多显示器协同显示的超大显示屏。
（4）功能替代
功能替代主要建立在技术进步或技术优化基础上，在不影响产品主要功能实现前提下，通过将某组件所承载的功能利用更优的功能，或将发出某功能的组件用更优的组件加以替换操作，以带动链内其它相关功能组件改变，进而实现产品整体性能优化的目的，如图4e所示。例如，将精密机械移动替换成磁致伸缩移动的，高精密度显微镜玻片载物台移动装置创新设计方案。
3系统内多组件功能组合
系统内多组件功能组合分析主要是针对技术系统内多个组件间所承载的功能加以组合优化，以激励设计者产生创新想法，进而推动产品功能-结构改进向理想化方向逼近而引入的创新策略。
（1）功能合并
功能合并主要建立在对相同或不同功能链中具有相近或相关功能的不同组件进行系统分析的基础上，通过对其进行功能并处理操作，以实现功能、组件的高效利用，去除多余功能结构，实现产品功能结构优化的目的，演进过程如图5a所示。通过这一处理，可使产品功能结构得到优化，经济性、易操作性增强，提升其市场竞争力。如在冰箱制冰机创新设计中，将储冰装置内为定向输送冰块而进行的螺旋搅动操作，与为防止冰块粘结而加入的反向搅动操作合并，便形成了定时双向螺旋搅动装置的设计方案。
（2）功能整合
功能整合主要基于合理化配置的思想，对多组件间承载的多个功能进行优化整合处理，进而带动结构上的优化整合，以增强其系统性、经济性、适用性等综合性能，形成新的竞争优势，这一过程如图5b所示。例如，在轮椅创新设计中，通过对各组件间所承载的功能进行整合处理，最终得到利用汽缸结构实现自动调节升降高度及靠背角度调节功能，利用行星轮结构实现越障、行进功能，利用套扣结构实现可变形（变身为担架）功能等集多种实用功能于一体的新型多功能轮椅的改进方案。
（3）功能捆绑
功能捆绑主要是对功能-组件链图中功能作用密集的组件加以分析，将作用于该组件的功能，以及链内其它相关功能进行打包组合；然后，采取反问“引入该功能目的”的思考形式，探求这些功能的本质（设计需求）；最后，对这些设计目的加以组合优化处理，并进行相应的功能性再设计，激励产生新的功能配置方案，实现功能集成进化，如图5c所示。这一过程通常会伴随新功能的产生，可有效带动产品结构产生较为全面的进化，进而得到更具市场竞争优势的创新产品。例如，将冰箱制冰机储冰装置的储冰功能与制冰装置的储水功能，以及输冰装置的定向输送功能加以捆绑，激励得到传输带式制冰机的创新方案。
4功能需求内生式产品概念设计过程
本文提出的方法应用的关键在于合理利用上述激励策略进行功能激励分析。将这种方法与计算机辅助创新设计模式相结合，构建的产品概念设计过程模型如图6所示。这一过程主要包含系统功能建模、功能激励分析、概念方案生成、方案优化评价四大分析模块。具体操作步骤描述如下：
步骤1产品组件、功能录入。结合已有产品对其进行功能结构分解，提取并录入产品功能组件及其所承载的功能。
步骤2功能-组件链图构建。针对步骤1的录入结果，构建相应的产品功能-组件链图，并适时对录入的功能、组件加以调整。
步骤3多角度激励分析。结合功能-组件链图及在此基础上生成的功能相关矩阵，从三大分析角度出发，利用对应的分析策略进行遍历式分析，以得到多个功能改进方向，形成相应的功能需求信息集。
步骤4概念方案求解。针对上一步分析得到的功能需求信息利用FBS方法进行知识资源检索，以映射得到相应的原理解。
步骤5领域具体化分析。结合得到的原理解及已有产品进行具体化分析，使之转化为相应的产品创新方案。这一步是结合获取的知识资源进行创造性思维的阶段，是新知识生成的过程。
步骤6方案优化评价。此步操作主要通过对生成的方案做进一步探讨，借鉴功能跟随形式（FunctionFollowForms）原理发现新产品的潜在应用市场，并结合已有信息及设计经验对方案加以优化评价，进而得到创新性、实用性及可实现性相对较好的产品创新方案。
5功能模块实现
产品创新是市场需求与技术实现对立统一的过程，是创新主体与现代设计技术有机协同的设计过程，是以知识为基础，以获取及创造新知识为核心的知识物化过程。本文基于提出的多角度功能激励的设计思想，融合认知科学、信息技术及创新设计理论，实现了该功能模块。其体系架构如图7所示，包含交互层、推理层、资源层。
（1）交互层是实现人机交互的重要单元，主要给用户提供一个友好的交互界面，提供信息输入、输出接口，并对整个设计过程加以可视化。其中，也包含管理员对系统及知识库进行的日常维护操作。
（2）推理层主要根据设计过程中用户输入的设计信息，为其提供所需的设计原理及过程推理方法支持。该层除了系统功能建模、功能激励分析等人机交互式信息操作单元外，还包括信息转换、映射求解、评价计算等多个采用推理机形式，通过调用相应的知识资源，以实现创新信息映射转换的智能操作单元。信息转换单元主要采用自然语义与基于规则推理的形式，对功能激励结果加以标准化转换；映射求解单元利用FBS方法，对生成的标准化信息进行概念求解；评价计算单元则是根据输入的评价信息，利用一定的评价规则对方案加以量化比较，以筛选得到相对较优的设计方案。
（3）资源层主要为概念设计过程提供知识支持，包括本体库、效应库、评价库等多个知识单元。
系统内的效应库、专利库等知识库主要采用功能基的形式加以组织，并提供基于自然语义的Internet3应用实例冰箱通常都在冷冻室内装一制冰装置，其制冰的工作原理与大型制冰机一样。制冰装置的上面部分放置有普通的栅格式盒子。往盒子里倒上水，冷冻一定时间后，再由一个特制的带有蜗杆减速器的电机把盒子翻转。当盒子几乎朝下时，盒子的另外一边就顶到了专门的凸出部位上。盒子倾斜后，冰块就能实现与内壁相分离，往下脱落，并掉到收集器中。这一加工过程一直会持续到收集器装满冰块为止，如图8所示。但这种制冰装置也存在很多问题，如占用空间较大，工作震动、噪声大等问题，迫切需要对其加以改进。运用本文提出的方法进行创新分析，具体步骤如下：
步骤1通过选择已有的制冰装置作为基础产品，对其进行功能结构分解，录入电机1、连杆、制冷装置、驱动减速器1、转动冰盒等产品组件及功能信息。
步骤2结合已有产品，并针对录入结果对制冰机进行系统建模，构建相应的产品功能-组件链图（如图9）。
步骤3根据超系统功能与所有功能间的关系，建立起相应的制冰机功能相关矩阵，如表2所示。并针对矩阵进行超系统组件功能关联分析，如通过在“提供水”与“转动冰层推杆”之间建立起关联，提出在“转动冰层推杆”时，根据其受到的阻力大小，实时控制是否“提供水”的创意；在“提供水”与“储存2冰块”间建立关联，提出只有当开始“储存2冰块”操作时，机器才“提供水”的新需求。针对链图，从系统内单组件功能改变、系统内多组件功能组合两个角度进行激励分析。如图10所示，经功能裁剪分析，提出去除搅拌器“搅拌2冰块”操作的创意，以减小装置的控制复杂程度；经功能合并分析，并根据经其它激励操作得到的设计过程信息，提出将驱动拨冰装置叶轮转动的“转动连杆”功能与驱动传输带转动的“转动转轴”功能加以合并的新需求，以在一定程度上实现结构简化；经功能捆绑分析，将冰盒的“储存水”功能、储冰器的“储存冰块”功能和搅拌器“输送冰块”等多个功能加以捆绑，激励产生要设计一个既能“储存水及冰块”，又能“按需定向输送冰块”的集成化装置的想法。
步骤4通过以上遍历式创新分析，生成“输送冰块”、“转动转轴”等多个功能需求。对其进行相应的知识检索，得到“一种提高冰淇淋抗融性的乳化剂以及用其制备的冰淇淋”、“超薄潜水数显磁力搅拌器”、“物料输送螺旋机构”等知识。
步骤5结合已有产品，对步骤4得到的原理解进行具体化思考，进而产生“在储冰盒内增加可溶且可食用的抗融泡沫添加剂”、“用磁力搅拌器代替机械搅拌”、“采用多栅格式制冰、储冰装置，且伴随传送带输送，出冰口处受扭曲力和重力作用而自动脱落”等多个概念方案，如图11所示。
步骤6结合已有设计经验及企业实际情况，对以上分析得到的多个概念方案进行初步评价筛选，并进行合理的市场定位，去除可实现性低、经济性差、创新性不高的噪声方案。然后，再对剩余的创新想法做进一步组合优化分析，以得到最终制冰机改进方案。即采用一种栅格式的传输带式结构，将其直接放在冷冻室的顶部沿着圆周运动，并采用一个带叶轮的旋转装置，以顶出栅格内的冰块，供用户食用；且储水罐的“提供水”功能也与传输带的运行建立起相应的控制关系，使滴水速度与栅格制冰、储冰速度保持同步。改进后的制冰机系统工作过程如图12所示。其去除了原有的冷藏室，缩减了工作空间，部分消除了收集、储存冰块所带来的各种不便，并通过合理调节传输带的运行速度，可实现按用户需求持续提供冰块等优势。
第一，植物的规格要确定好，要结合植物所适应的地质条件来对各种规格的植物进行协调搭配。一般来说，中型及其以上规格的乔木作为园林的架构之一，会对整个园林所呈现出来的景观效果起着重要作用，应当先进行安放，然后才是小型规格的植物的安放，保证在园林景观的细节处做好处理；第二，要合理组合植物的品种类型，落叶植物和针叶常绿植物之间在园林中所占的比例应当保持一定的平衡关系，对于植物如花卉、叶丛的颜色要协调好，一般以夏东两季的植物色彩为主色调，其他色调为辅，以保证视觉上能起到互相补充的效果。
2园林设计中人工智能应用现状
2.1系统操作方面
由于园林设计既涉及艺术方法也涉及到技术手段，因此，对操作人员的综合能力要求就比较高，也就是说，操作人员应当对建筑理论、园林绿植知识和计算机基础三方面综合掌握，而事实上，很多参与园林设计的人员并没有很强的工程操作能力，要求太高，难以实现。
2.2园林可重复使用性方面
目前来说，园林的重复使用性还是太低，因为每个地方的气候条件和地理环境都不相同，所以，针对一个地方所制作的园林设计并不能简单地复制到另一个地方，如苏州园林的设计不能直接用在辽宁的园林设计，原因在于北方相对南方来说，园林供水相对困难，山石种类不同，绿植花卉种类也不如南方园林的丰富，而且南北审美观不同，北方园林设计多采用浑厚石材，绿植多为松、柏、杨、柳、榆、槐，加上三季更迭的花灌木，呈现刚健雄浑的特点，而南方则因为花木种类丰富，布局特别，注重山石与水的搭配，独具精致淡雅的特点，由此可见，园林的可重复使用性不高。
2.3计算机辅助设计方面
计算机辅助设计即常说的CAD。目前来说，CAD并不能完全对口符合园林设计的需求，因为CAD只能呈现出单一的图形画面，既不利于设计者进行设计，也不利于客户对设计者的设计的理解，导致客户与设计者之间难免信息不对称，造成一定的信息偏差，影响之后园林设计出来的成果。
3加强人工智能在园林设计中应用的办法
3.1园林子系统的设计
作为整个园林系统的组成部分，园林子系统的设定概要应通过计算机实施建模，来对项目实施进行基本设定，在获得项目系统的自动生成规则之后，在对所收集到的园林基本数进行存档，来作为全局的运行参数，在一定程度上影响了计算机的运行结果。一般来说，存档信息有园林的设计规模、投资情况、发展需求以及相关的环境因素等，存档后，可能会对建筑的规模大小、选址、风格特点以及植物的搭配等造成影响。
3.2地形子系统的设计
地形子系统的设计应当是通过计算机对采集到的地质数据进行推理而后才进行的。一般来说，会采用规则引擎最为计算机的推理机，是基于专家系统的模式下进行推理的，工作原理是由机器来仿造人类在对事件进行考虑的思维和方法，通过进行试探性的方法来进行推理，并不断地对推理所得出来的结果进行解释和验证。对地质情况进行实时实地勘查是保证园林设计图纸正常输出的要求，这是不能单纯地依靠计算机来实现的，因为地质勘查涉及到很多复杂地形的勘查，只能依靠人工的方式。地质勘查可以分为前期阶段和后期阶段。前期阶段主要是设定园林工程的初稿，因此，只要对地质情况进行系统的粗略勘察即可。后期阶段主要是完成图纸设计要求，因此，对数据准确性要求更高，并勘查人员对此进行较为细致的处理。这以后才是通过对计算机智能系统软件的使用来将前期阶段和后期阶段所获得的数据进行智能化处理，完成相关数据的细化以及修正，然后通过系统推理得到一个初步的园林模型。
3.3主干道路子系统的设计
对地形子系统进行地形数据的输出即可得到主干道路设计，因为我们首先完成了地形的设计，因此，在接下来对道路进行设计的过程中就可以有效地避免其他的建筑和设施的干扰，这之后的设计才能按部就班地开展。推理的总体规则为：首先，由园林的建设规模、投资情况等来对道路的类型和所需费用等进行计算，得到相关数据；然后，结合之前的输出地形图来生成推荐道路图，并检查道路的密度是否符合园林的设计规范，接着根据道路建设定额表来对工程造价进行计算，看是否符合预期投资情况；最后，对道路图进行人工的调整，并反复验算。
3.4图纸和图表输出子系统的设计
在设计过程中尽管没有可以执行的国家标准，但在设计的全过程中应重视建筑的节能设计，从工艺设计开始注重建筑物的节能。例如，在满足工艺要求的前提下，设计人员应在建筑平面布局、交通用地、安全疏散、使用功能的组合、室内环境的确定等方面进行方案的优化，尽量减少占地，缩短管线减少交通面积，使平面布局更加紧凑合理，减少建筑物护结构的面积，从而减少土建工程量，降低施工能耗，减少采暖及空调设备的用量，以达到节约能源，降低能耗的目的。
如我区大部分地区为严寒地区，工业建筑均需冬季采暖，尤其在东部地区冬季室外温度在－20℃～－30℃的天数较长，采暖能耗占比例较大。过去好多地区的墙体厚度较大，结构构件的尺寸较大，建筑物重量大，结构笨重，在节约能源方面非常不利。因此，在设计中进行节能设计的潜力很大。
在本人设计的供水工程中，有好多厂房为泵房、水处理间、加药间、水沉淀间等。在能保证电气设备使用要求的前提下，尽量采用主副厂房合并建设，以减少土建工程量。有些厂房室内湿度大，采用自然和机械进排风，来保证室内正常环境。并参照公共建筑的节能标准，对屋面墙体采取有效的保温措施，采用密封性能较好的门窗等措施以提高建筑物的保温性能，从而改善室内环境、达到降低能耗的目的。
2工程实例
以单层排架结构取水泵站为例，屋面采用挤塑聚苯乙烯夹芯板，外墙为300厚陶粒砌块，外贴挤塑聚苯乙烯保温板，门用彩板门，窗户为断桥铝合金窗，建筑面积461．16m2，采暖面积427．68m2。
2．1墙体外保温优点
为了保证室内基本的热环境要求，在满足建筑物使用功能的前提下，做墙体外保温，可消除“热桥”的不良影响，有效地保护主体墙，使墙体潮湿、结露的情况得到改善。
2．2门、窗户
本工程门窗设计采用断桥铝合金门窗。优点是:保温隔热性能好，比普通门窗热量散失减少，大量节省采暖和制冷费用，节能效果显著;防结露、结霜，提高了门窗的水密性和气密性;防风沙、抗风压，抗振动效果好，是一种绿色建材。
2．3节能计算
电子式多功能电能表主要针对国内市场三相用电的工业用户。随着电力行业改革深入,工业三相用电对多功能电能表的需求大量增加。目前国内多功能表种类少、价格较高、功能不完善,往往仅是针对某些地区的特定要求开发,缺乏通用性,某些产品未能完全达到国标的要求。本文介绍的电子式多功能电能表正是为了适应这种市场需求而设计的。
这是一款智能型高科技电能计量产品,该表可以同时计量正/反向有功电能、正/反向无功电能、四象限无功电能,还具有多费率控制,负荷曲线记录,各相失压、过压、频率超限记录,数据LCD显示等多种功能。主站可以通过RS-485总线或手持红外抄表器对该电表进行查表、设表、抄表等操作。
软件代码全部采用C/C++语言编写,编码效率高,可维护性好,便于实现模块化设计,可根据用户的需求方便地对功能模块进行裁剪。而且代码经过优化,其生成的目标代码大小和执行效率已与汇编代码相差无几。该产品的技术指标全面符合GB/T17215-1998《1级和2级静止式交流有功电度表》、DL/T614-1997《多功能电能表》和DL/T645—1997《多功能电能表通信规约》的要求。
多功能电能表的总体结构和硬件设计
多功能表总体结构
电子式多功能电能表硬件的核心MCU主控制器,它负责按键输入扫描、工作状态检测,计量数据的读入、计算和存储、电表参数的现场配置以及与外界的通信控制等。其主要功能单元包括MCU主控制器单元、电量计量模块、红外和RS—485通信模块、校表模块、EEPROM存储阵列等;其他辅助模块主要有:时钟日历电路、工作异常报警电路、按键输入电路、复位和看门狗电路、开关电源模块和后备电池电路、大屏幕液晶显示模块和LED显示模块。多功能表总体结构框图如图1所示。
高性能主控制器单元
主控制器采用NEC公司8位单片机中的高档产品uPD78P0338。该款单片机为120脚QFP封装,单片集成有60KBFlash、一个异步通信串行口、40x4段LCD驱动器、高达10MHz的总线时钟和10路10位精度的ADC,并可通过简单的接口进行在系统编程,极大地方便在线调试和软件升级。并且支持高级语言,较好地满足了多功能表任务繁多、数据量庞大、算法较复杂的功能要求。
串口复用通信单元
通信电路模块主要包括TSOPl838红外接收头、红外发射二极管、载波电路、MAX487专用485收发电路、驱动/开关二极管和其他元件。
本电能表为便于用户抄表,设计有红外本地抄表和RS-485集中抄表两种串行抄表方式,因为uPD78F0338仅有一个串口,故通信电路设计时采用串口复用技术。由9012、9014和若干电阻等器件组成互补开关,由MCU的一个I/O口来控制红外和RS-485通信方式的切换,如图2所示。
高精度电量计量模块
计量模块由高精度专用电能计量芯片SA9904,电流互感器和其他电路元件组成。SA9904是Sames公司生产的一款三相双向功率/电能计量芯片,可以计量有功/无功功率、电压、频率、相序异常等,可以单独计量每一相的用电信息,符合IEC521/1036标准,可达到1级交流电能表的精度要求,各数据寄存器具有24位精度,可通过三线SPI接口与CPU交换数据。从而可以较好地适应多功能表需要计量多种电量数据的要求。SA9904引脚及其电路图如图3所示。
其中,CLK、DO、DI构成与MCU控制器的接口,用于传输控制命令和测得的电量数据,IIps、IIPt、IIPr用来对电流取样,IVPl、IVP2、IVP3用来对电压取样。
时钟日历模块
时钟电路采用EPSON生产的RTC-4553实时时钟芯片。内部集成了32.768kHz的石英晶体振荡器,简化电路,并可以根据需要进行自由设置以得到较高的频率;同时集成有时钟和日历计数器,可选择24或12小时显示模式,时钟可通过软件方式进行间隔30秒的调整,并提供0.1Hz或1024Hz的定时脉冲输出,以便于在电能表的外部对时钟精度进行定期检查。RTC-4553引脚及其电路图如图4所示。
其中,SCK、Sin、Sout与主处理器接口,用于发送控制指令或者传输日期时间数据,本系统日历时钟模块采用电池作后备电源,以确保在停电状态下,日期时间的准确无误。
多功能电能表的软件设计
数据结构设计
多功能电能表涉及的数据类型种类繁多。按字节分包括单字节、双字节、三字节、四字节和六字节等,按表征的意义分有时间、时刻、电压、电流、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能、次数、功率因数、门限、状态字、系数、表号等。复杂的数据类型对数据结构的设计提出了较高的要求,本实现方案通过采用多种数据寻址方式和多种类型存储器较好地解决了这一问题。
数据结构设计要点
系统的数据存放方式有:内部ROM、RAM和外挂EEPROM。
内部ROM用来存放大量的常数表格,RAM用于存放临时变量和堆栈,本方案需要2.5KB左右的RAM,串行EEPROM则存储各种用户电量数据和设表参数,通过12C总线与CPU交换数据,电能表按设计需求的最大要求大约需要250KB的EEPROM,本方案采用8片256位EEPROM通过级联来实现。
数据寻址方式
EEPROM数据访问采用两种方式;直接地址访问,通过数据的EEPROM地址直接读写数据;数据ID寻址,通过数据的编码读写数据。
通信口复用功能设计
红外通信和RS-485共用一个串行口(RxD/TxD)通信,由于串行口通信开始都有一低电平位(0),因此将红外接收端(与485接收端用一三极管隔开)引到一中断引脚INTP1,通过其引发的中断可判断串行口数据是否来自红外。发送时按时应方式发送,使其不互相干扰。由于红外通信和遥控接收用同一接收管,因此在判断红外来源的中断中启动定时器INTTM4检测红外接收端,如果检测到脉冲宽度为9ms或0.56ms,则判断为红外遥控,并根据定时检测遥控编码;否则判断为红外产生的串行口接收中断,并将定时检测关闭。
红外38.4kHz调制信号由CPU内部分频输出(P05/PCL)。f=fx/27=4.9152/128=38.4kHz。
因红外发送字节之间可选有15～20ms的延时,而485通信则不需要延时。数据发送在发送中断中进行,红外通信在发送操作后立即关闭发送中断允许,待延时时间到后再允许发送中断。
多功能表程序流程图
1、发电过程中的运用
电力工程技术得技术含量很高,它可以通过电子设备实现电能的转化和控制,大大降低电能的消耗和机电设备的损耗,极大的提高了发电机和机电设备的工作效率。当前，电力工程技术中还涌现出同步开断技术的智能开关、新型超高压输变电技术的高压直流输电、电气传动技术的高压变频等一大批高精尖技术。
2、电源领域的运用
不同用户，尤其是大用户往往采用不同的电子设备和电器元件，为了满足各类用户的用电需求,电力工程技术为接入智能电网的用户提供了个性化的电源供应,如直流电源、交流电源、恒定频率的交流电源等等。
3、输电过程中的运用
因为智能电网的运营需要具备电能质量高、电网工作状稳定的条件,而这些条件的满足需要电力工程技术中的谐波抑制技术和无功补偿技术作为支撑。随着电力工程技术的不断发展和智能电网建设的不断完善,大批适应智能电网发展需求的新型装置应运而生,比如超导无功补偿装置和薄型交流变换器。对于线路较长、输电容量较大的输电工程,一些国家通常采用直流电的输电方式。而我国则在此基础上，采用晶闸管变流装置来作为送电和受电两端的整流阀和逆变阀装置，对这些新技术和新设备的采用,极大的提高的电网输送的容量,同时在极端天气下还增强了输电网络的稳定性。这些装置技术含量高，有效地解决了电力输送过程中电网突然断电和电压的不稳定等现象,极大的提高了输电网络的可靠性。因此,高技术含量和高效率的电力工程技术和相关的配套装置是我国新型智能电网建设取得突破性发展的有力保障。
二、智能电网建设过程中电力工程技术的具体应用
1、电能质量优化技术
该技术在智能电网建设中的运用，需要建立在电能的质量等级划分以及评估方法体系的完善的基础上，对供用电的接口所具备的经济性能进行分析，从而建立起用户经济性以及技术等级这两个评估体系，并借助法律法规的不断完善，来促使智能电网的建设向经济且优质的方向发展。电能的质量优化技术的运用，具体涵盖了直流有源滤波器相关技术、自适应静止无功补偿技术、电气化铁道平衡供电技术、统一电能质量控制器以及连续调谐滤波器关键技术等。这些技术能够使得电能的质量大大提高，并且降低了其使用的成本，从而具有较大的运用市场。
2、高压直流输电技术
首先，线路造价低，节省电缆费用。其次，运行电能损耗小，传输节能效果显著。直流输电导线根数少，电阻发热损耗小，没有感抗和容抗的无功损耗，且传输功率的增加使单位损耗降低，大大提高了电力传输中的节能效果。最后，线路走廊窄，其节约的土地量是很可观的。除了经济性，直流输电调节速度快，运行可靠。在正常情况下能保证稳定输出，在事故情况下可实现紧急支援，因为直流输电可通过可控硅换流器快速调整功率、实现潮流翻转。此外，直流输电线路无电容充电电流，直流线路无电容充电电流，电压分布平稳，负载大小不发生电压异常不需并联电抗。
3、能源转换技术
目前国家下大力度整治空气污染物的排放，到2020年较2005年二氧化碳的排放量减少40%，而我国发电系统仍主要依赖于热力发电。因此大力开发和利用新型清洁能源，减少大气污染和温室效应，已成为衡量一个国家可持续发展的重要指标，通过使用先进技术进行能源的转换和高效利用已经成为了现代低碳经济能源利用的核心。目前,我国着重开发大规模电厂并网技术。电网未来的发展趋势应该是范围大、运行可靠的光伏发电技术等。但是,我国的能源转换技术和世界先进水平还有较高的差距。因此,我们要加大相关的技术和资金投入,进一步研发能源转换的核心技术。比如智能电网建设中能量转换技术的发展方向就是提高可再生能源的利用率和各种并网技术的效率等。
三、总结
关键词：会计软件、反记帐、使用限制条件、数据处理
无论在手工会计还是在电算化会计中，都要根据已审核的记帐凭证登记帐薄，称之为记帐，而反记帐则是将已经登记入帐的会计数据予以取消，使之恢复到记帐前的状态，它是记帐的逆操作，也是电算化会计系统中才有的一个概念。会计软件中要不要设有反记帐功能，一直存在激烈的争论。因此即使会计软件界在功能设计上借鉴成风的今天，反记帐功能却遭遇迥异，金蝶第一个吃了螃蟹，在其“会计风暴”中加上了反记帐功能，而用友、安易等老牌会计软件商则不以为然，拒绝反记帐功能在其软件上“安家”。他们认为会计数据记帐后就不能修改，唯其如此，才能保证会计信息的质量和可信度，在人们对电子会计数据能否作为审计依据还存在种种争议的情况下，反记帐功能将更加给人以一种不安全感。笔者认为，反记帐功能是电算化会计系统经济业务处理结果发生错误时予以修正的理想方式，只要在设计时能充分考虑到其各种不足，对其使用设置严格的限制条件，就完全可以使其成会计软件功能的一部分。
—、反记帐功能的作用
反记帐功能在下述情况发生时，有着无可替代的作用：
1、大量的错误凭证被登记入帐这种情况在电算化会计系统投入使用初期，尤其在试运行期间，非常容易发生。如果没有反记帐功能，则只能编制大量的错帐更正凭证予以更正，从而导致帐薄中存在大量无用的冗余信息，影响对会计信息的使用；也不利于审计工作的进行----当审计人员查到一笔又一笔的错帐时，它们也许在后续的凭证中进行了更正，这种情况大量出现时，会使审计人员对错弊产生麻痹思想，影响审计工作的效率和查错能力。如果有反记帐功能就可以先取消记帐，把错误凭证全部修正后再重新记帐，帐薄中的冗余信息就可以大大减少，帐薄信息就会简洁明了，便于利用。
2、帐证不符手工会计中由于会计人员的粗心，常常发生过帐错误，导致帐证不符，这时一般利用划线更正法予以更正。在电算化会计信息系统中，记帐实质是将记帐凭证库的有关数据转入帐簿数据库中，而且正式过有误，则不管帐簿记录是否正确均应先取消帐簿记录数据，再对错误凭证一一进行修改，审核无误后重新登记入帐。
3、记帐过程意外中断在手工会计中，这也许不成为一个问题，记帐人员只须随后续接下去登记就可以了。但在电算化会计系统中，记帐是由计算机自动进行的，当意外断电、病毒侵袭等非常事件导致核算基本功能规范》也规定，会计软件“应当具有在计算机发生故障或者由于强行关机及其他原因引起内部和外部会计数据被破坏的情况下，利用现有数据恢复到最近状态的功能”。这里的最近状态就是对最后一次记帐进行反记帐后的状态。
二、反记帐功能使用条件设计
反记帐功能显然不是一个常用的功能，它只有在前述特殊情况下才能使用。如果滥用反记帐功能，则不但影响会计处理的严肃性，也会大大增加工作量。许多人就是以此为反对在会计软件中设计反记帐功能的理由。因此，对其使用必须严格限制。其限制条件至少必须包括：
1、操作者必须是得到系统管理员授权的原记帐人在电算化会计系统中，记帐人员应对帐簿的正确性负完全责任，谁记帐有误就只能由谁负责修正。反记帐功能的目的，就是取消部分甚至全部的错误帐簿记录以后重新正确记帐，从本质上讲，它也是对错帐的一种更正行为。为了保证记帐操作的严肃性，避免滥用反记帐功能，操作者必须同时得到系统管理员授权才能实施反记帐。
2、只能在结帐前进行结帐就是在本期经济业务全部处理完毕，并被认为正确后予以封帐，使本期的经济业务固定下来。进行结帐操作就意味着本期已经没有经济业务需要处理，因而不但不允许输入本期的记帐凭证，也不允许对本期经济业务进行记帐和反记帐。
3、只能按凭证号或日期逆序连续进行记帐是按日期和凭证号顺序进行的，只有按其逆序连续取消帐簿数据库的记录，才能保证重新记帐的正常进行。这就意味着，反记帐的范围应该以帐簿数据库的最后一条记录或者说是最后一张已记帐凭证为起点，依逆序前溯定位，来确定反记帐的记录数，而不能允许从帐簿数据库中间任意抽取几条记录（不管是否是连续）作为反记帐的范围。
三、反记帐过程的数据处理
反记帐是记帐的逆操作，从某种意义上说，它也是记帐的一种特殊形式，因而在设计上必须将两者结合起来考虑。在所有会计软件中，记帐都是必备功能，根据一般的说法，计算机回到未记帐凭证库中去，应该转回的记录就是反记帐的范围。一般来说，这个范围应该由反记帐执行人员根据需要指定。但是对于记帐过程意外中断而进行恢复到记帐前状态这种情况，会计软件应该提供自动定位的功能。现有会计软件的解决方案是在每次正式记帐前先将帐薄数据内容备份到硬盘某一固定文件中去，如本次记帐被意外中断，则以备份文件恢复帐薄数据库文件，由于每次备份到硬盘的文件名是固定唯一的，所以恢复只能对最后一次记帐进行，也只能进行一次。而且这种备份和恢复是对月内帐薄数据的完全备份和完全恢复，如果一个单位的经济业务量较大时，在月度较迟时间进行记帐和反记帐，就会耗费较长的时间。为了提高效率，设想采用如下两种方法加以解决：
计费器组成方框图如图1所示。
1.1主控模块
主控模块如图2所示。
CPU选89C51RC2，它的主要特点是：ROM为32KFLASH，RAM为512byte；具有双DPTR寄存器、一个硬件看门狗定时器、3个16位定时/计数器、7个中断源，其它与MCS51基本相同。双DPTR寄存器给软件编程带来了很大的方便。
复位、看门狗及电源监控由MAX813芯片来完成。计费器在营运过程中，由于干扰等各种因素的影响。有可能出现死机现象导致出租车无法正常营运。为了克服这一现象，除了充分利用CPU本身的看门狗定时器外，还需外加看门狗电路。MAX813的主要特点如下：
（1）系统上电、掉电以及供电电压降低时，第7脚产生复位输出，复位脉冲宽度的典型值为200ms，高电平有效，复位门限为4.65V。
（2）如果在1.6s内没有触发该电路（即第6路无脉冲输入），则第8脚输出一个低电平信号，即看门狗电路输出信号。
（3）手动复位输入，低电平有效，即第1脚输入一个低电平，则第7脚产生复位输出。
（4）具有1.25V门限值检测器，第4脚为输入，第5脚为输出。
实际应用时，将第1脚与第8脚相连，第7脚接CPU的复位脚（89C51RC2的第9脚），第6脚与CPU的P1.0相连。在营运过程中，P1.0不断输出脉冲信号。如果因某种原因CPU进入死循环，则P1.0无脉冲输出。于是1.6秒后在MAX813的第8脚输出低电平，该低电平加到第1脚，使MAX813产生复位输出，使CPU有效复位，摆脱死循环的困境。另外，当电源电压低于门限值4.65V时，MAX813也产生复位输出，CPU处于复位状态，不执行任何指令，直到电源电压恢复正常，因此可有效防止因电源电压较低时CPU产生错误的动作。
时钟及存储器由芯片DS1244Y来完成，该芯片是一具有幽灵式（Phantom）时钟的32K×8NVSRAM，第1脚为复位脚，其余和一般SRAM兼容。它提供嵌入式RTC和全静态非挥发性RAM，含有内芷式锂电池和控制电路。此控制电路不断监视Vcc，当Vcc>4.5V时，DS1244Y提供全部功能；当Vcc<4.0V时，写保护有效，所有的输入变成“Don''''tCare”，所有的输出处于高阻态；当Vcc≤3.0V时，电源自动切到内部的锂电池。NVSRAM的操作和原来的SRAM一模一样，但时钟操作有区别。一次完整的时钟操作由D0脚串行输入预定的8个字节（即64个bit）给DS1244Y，DS1244Y收到8个字节后，再通过D0脚串行写入或读出8个字节（即时钟数据）。编程时间将NVSRAM的最后一个字节地址（7FFFH）定义为时钟地址。因此，NVSRAM的最后一个字节空间不能作RAM用。实际设计电路时，将DS1244Y的第1脚（RST）与CPU的P1.1相连。CPU复位后，由软件通过P1.1给出一个低电平使DS1244Y复位。须特别注意的是DS1244Y的第1脚不要与Vcc相连。假如与Vcc相连，当CPU产生复位时（此复位可由看门狗或手动产生），如果此时CPU正在对时钟进行读写，则CPU复位后，会对RAM或时钟进行读写操作，导致意料不到的错误。有关DS1244Y的具体用法请见参考文献[1]。
打印功能，可通过选项设定，也可选择税控打印。各种打印命令及资料均由电脑通过RS-232或手持式资料传输器传给计费器，存储在DS1244Y中。以何种格式打印何种数据完全由用户自动选择，因此可适用不同地区、不同客户之需要。
计费器可使用司机卡、采集卡、收费卡及税控卡等四种IC卡，究竟使用哪种卡可由选项控制。司机卡表示每次开机均要插入对应卡（一台出租车对应两张司机卡），计费器才能正常工作；采集卡可采集计费器中存储的各种营运资料；收费卡表示乘客可使用该卡支持车资；税控卡由税务部门发行，只有税控计费器才需要此卡。
计费器通过一条I/O线控制语言接口电路。乘客上车时，CPU给出50ms的低脉冲使语音接口电路说一段话。乘客下车时，CPU给出20ms的低脉冲使语音接口电路说另一段话。
计费器可通过RS-232与电脑进行
串行通信，通过电脑设置计费器的各种参数及采集计费器里存储的各种数据。
1.2税控模块
该模块由税部门专门提供，税控计费器需要此模块，非税控计费器则不需要此模块。主控模块与税控模块实行串行通信。计费器正常工作时，主控模块按要求将各种数据串行传送到税控模块，税控模块将收到的数据存储或显示。
1.3电源模块
该模块为一开关电源，将输入的12V直流电源变为稳定的5V电源。由于12V电源由出租车上的电瓶提供，其电压有一定的离散性，当电瓶质量不好时12V电源较低。而开关电源的适用范围较广，且驱动能力较强，使用开关电源可有效防止因输入电压过低而产生的各种故障现象。设计电源模块应注意电源的抗干扰能力。
1.4按键显示模块
按键显示模块如图3所示，共需4片4511、1片4028、1片2003、20个数码管及一些发光二极管（作为指示灯，如计程、计时收费指示灯）。计费器提供6个按键功能，但税控计费器不需要6个按键，只需要3个按键，因而无需4028译码器，利用CPU的三条I/O线即可实现三个按键的功能。
1.5防作弊及脉冲输入模块
防作弊及脉冲输入模块如图4所示。为了提高计费器的防作弊功能，采用了两片PIC508，传感器中装一片PIC508，计费器中装一片PIC508。其工作原理如下：每次计费器复位后，计费器中的PIC508送一随机数（1个字节）作为密码给传感器中的PIC508，车辆每产生一个脉冲，传感器中的PIC508均要将此密码送回到计费器的PIC508。只有密码正确，计费器中的PCI508才发正确信息给CPU，表示输入了一脉冲，否则发错误信息给CPU。当CPU收到三次错误信息（次数可任意设置）时，CPU报警表示有作弊现象。由于不同时刻，即使同一个计费器的密码也不相同且是随机，因此采用该方法能效地防止司机作弊。
2软件设计应注意的问题
由于计数器的选项多达64个，功能齐全，能适应不同地区的需要，软件编程及调试比较复杂，需要特别小心。为了使计费器稳定、可靠地工作，软件设计主要考虑了以下几个方面：
（1）为了防止计费器死机，软件编程时采用了指令冗余技术、软件陷阱技术以及软件看门狗技术。请参见参考文献[2]。
（2）为了防止程序“乱飞”而非法修改计费器所设置好的各种参数，从软件的角度对计费器的各种参数进行了多重保护。必须通过“合法”的途径才能修改参数，而程序“乱飞”也不能修改计费器所设置好的参数。
（3）司机卡、采集卡、收费卡、税控卡共用一个IC卡接口，税控模块优先访问插入的IC卡并进行判断，直接与税控初始化卡税务信息卡和税务稽查卡交换信息。如果不是税控卡，则将控制权交给主控模块，主控模块要注意区分卡的类型，按照IC卡的有关控制命令正确编程。
（4）对DS1244Y时钟操作时，串行输入数据的第5字节的第5位（RST）须置0，以便DS1244Y能接收复位信号。每次上电后，由软件对其复位。
（5）任何时候均要注意保存好计费器所处的状态及各种数据，复位后计费器能够回到原来的状态。如计费器处于载客状态，复位后计费器仍然回到载客状态，且车资、收费里程、收费时间及单价同复位前一样。
1．一机多能是目前挖掘机发展的最大特点，为了满足各种不同环境下施工的需要，常见的挖掘机一般都配有正铲、反铲、起重、抓斗、平坡斗、装载斗、耙齿、破碎锥、推土板、冲击铲、集装叉、高空作业架、铰盘及拉铲、麻花钻、电磁吸盘、振捣器等。此外，为了在特定条件下挖掘机能具备特殊的用途，还发展了如水下专用和水陆两用挖掘机、低比压、低噪声等专用挖掘机。
2．挖掘机作业操纵的完全自动化。液压由传统的半液压式向全液压式挖掘机发展，控制方式分别经历了简单的杠杆操纵、液压操纵、气压操纵，一直到目前的液压伺服操纵和电气控制、无线电遥控、电子计算机综合程序控制。利用电子计算机控制接收器和激光导向相结合，在危险地区或水下作业采用无线电操纵。
3．随着新技术、新工艺的迅猛发展，挖掘机日趋系列化、通用化、标准化。
4．对可靠性、稳定性以及使用寿命提出更高的标准和要求。
5．采用带有坠物保护结构和倾翻保护结构的驾驶室，安装可调节的弹性座椅，用隔音措施降低噪声干扰。改善驾驶员的劳动条件，加强对驾驶员的劳动保护。
6．中、小型液压挖掘机的液压系统趋于变量系统的转变。
7．更注重环境保护，CAT、小松等厂家纷纷推出满足三次排放要求的挖掘机。
二、应用领域
(一)挖掘机用途
挖掘机是一种多用途土石方施工机械，主要进行土石方挖掘、装载，还可进行土地平整、修坡、吊装、破碎、拆迁、开沟等作业，所以在公路、铁路等道路施工，桥梁建设，城市建设、机场港口及水利施工中得到了广泛应用。所以挖掘机兼有推土机、装载机、起重机等的功能，能代替这些机械工作。
(二)挖掘机的分类
(1)按作业过程分为单斗挖掘机(周期作业)、多斗挖掘机(连续作业)。(2)按用途分为建筑型(通用型)、采矿型(专用型)。(3)按动力分为电动、内燃机、混合型。(4)按传动方式分为机械、液压、混合型。(5)按行走装置分为履带式、轮胎式、汽车式。(6)按工作装置分为正铲、反铲、拉铲、抓铲、吊装。
三、创作灵感
一直以来，常规挖掘机的功能比较单一、作业空间有限，同时单一机械的利用率低，能耗较大，因此单一功能的工程机械对于工作效率的提高极为不利，对于资源是极大的浪费。这款“多功能挖掘机”以常规挖掘机为基础，打破传统的设计思路，巧妙的集成多种工程机械的功能特点，突出环保理念，将普通挖掘机的传统铲斗改进为多功能机械臂，包括三个模块组成的机械手和一个可更换的破碎锤模块，通过圆形液压泵的驱动使该车机械前臂同时具有了挖、铲、抓、破碎(或钻)、拆卸等多种功能，四驱三角履带使该车具有了复杂地形下的良好适应能力，这款多功能挖掘机的应用可以极大的减少单一机械应用的数量，减少工程机械转场能耗，减少污染，而“一机多能”也是今后工程机械发展的趋势，该车正是这个理念的产物，它所具有的优点使其在未来具有广阔的发展前景。
四、图解功能说明
铲斗在不进行任何机构变换情况下，和常规挖掘机铲斗相同，具有挖掘功能;机械前臂在创新的圆形液压缸的驱动下可以使机械前臂的三个模块分开，成为一个多功能的机械手;机械前臂在动臂部分的液压缸驱动下，机械前臂会进行180°的旋转，此时切换为破碎锤模块，在作业时，破碎锤也可以更换为钻机，满足不同需求。该车在不工作时，三段式动臂可以最大限度的折叠，减少占用的空间，比普通挖掘机等工程机械更易存储、运输;该车采用的四驱三角液压履带可以每个履带轮单独运动，灵活性高;可调节的配重系统可根据车体负重和平衡情况调节重心，保持平衡，因此，其地形适应能力比普通工程车更好。
五、作品创意
(一)机械前臂具有挖掘、破碎、抓、握的功能
机械前臂在不进行调整变换的情况下与常规挖掘机相同，具有常规挖掘机铲斗的铲土挖掘功能，机械前臂上部集成破碎锤模块，同时可以将破碎锤更换为钻机，以满足复杂作业情况的需要。机械前臂在创新的圆形液压缸结构的驱动下分开为三块，可成为机械手，具有抓取物体、拆卸的能力。
(二)四驱三角履带
该工程车行走部分采用四驱三角液压履带，履带可以单独上下旋转，对地面具有良好的覆盖作用，让机器对复杂地面具有更好的适应性。
(三)可调节配重平衡系统
无论展区内部还是外部，区别其他部分，色彩能够最快引起消费者的注意。色彩是人们的信念、期望和理想状态的体现。作为展示设计的一种语言，在某种程度上说好比把设计整体包裹起来。在竞争日益激烈的商品社会，让商品与众不同、脱颖而出，做到超凡脱粗的感觉，实现刺激消费，这都离不开对色彩的认识和把握。展示设计中在色彩的使用上，要先了解设计的初衷是什么，也就是说希望产品的受众是谁。就要求设计师有针对性的对色彩进行设计，考虑消费群的性别、年龄、职业特点，有选择的对颜色进行运用。例如，如果是青少年群里，应该考虑使用清纯、阳光的颜色；如果是面向中年群里，就应该使用成熟、朴素的颜色，总之面向不同的消费群，要选用符合其审美的色彩。
二、展示设计中色彩情感与功能
色彩在展示设计中已经成为一个重要元素，在展示设计中色彩除了做到烘托和渲染的效果外，还将展品的信息传达给消费者。色彩不光对认得感情活动具有明显的影响，对商品也具有一定的象征意义，不同的企业就会有不同的企业文化，当然就会选用符合自身的色彩，通过独具特色的色彩语言，让消费者感觉更加亲近和更易辨认。依附在空间和物体上的色彩，在吸引人的眼球的同时，也会引导人的感觉。展示，强调对功能的要求，功能的实现是展厅得以存在的前提条件，一个展厅对于功能的表现并不是轻描淡写、草草了事，而是根据自身特性，通过容易被人识别的符号来实现，在这里，色彩这一视觉语言辅助功能传达完成，作为视觉符号，它并不是直接的传导者。本身的属性赋予了色彩独特的吸引力，所以，我们在进行展厅色彩设计时一定要考虑功能性原则，让功能和色彩的情感导向一致。
三、展示设计中色彩情感与环境
商业空间中，对于色彩设计的要求尤为重要。在色彩上的应用其实就是将色彩的功能发挥到极致，用其特有的属性使空间赋予变化，烘托气氛，引领受众，促进销售。营造一个舒适的展示环境能够让消费者对商品信息有一个更全面的理解，开心购物的同时体验良好的环境带给的愉悦，环境因素能够刺激消费者的购物欲望。空间内部的色彩一定要设计得当，用色要协调，过渡要自然。展厅好比是一张画布，商品好比是一名画家，要有一幅成功的画作诞生，整个画布色彩要给人舒服、和谐的感觉，这是首当其冲的。其次，展厅内部空间的颜色允许多样，但杜绝杂乱无章。有序多样的色彩给人充实丰盈的感觉，无章可循的色彩势必让人心烦意乱。色彩代表着不同的个性，内部的装饰只有搭配属于自己风格的颜色才能体现出独特的魅力，让消费者得倒认同，置身于舒服的色彩环境中，流连忘返。例如医疗器械展示所用颜色要体现一种健康的美，一种低调的美，所以展位主题色调选用灰、白。灰和白，一个永恒的主题，作为医疗器械领域的非常用色，保持着低调的态度，但绝不退出。同是灰、白相间的布局，老年人可能会觉得单调而缺乏生机，而年轻人则认为雅致而富有现代感。所以用灰、白为主色调做展位的色彩应用是不错的选择，给观者深刻印象，吸引观者下次光临。展厅色彩的运用要能衬托商品。展厅的色彩不仅要符合自身的形象风格，还要能够和所陈列的商品协调，将商品衬托得更加有美感，更具档次，这是很重要的一点。这样，在视觉上能给消费者和谐的美感，提升消费者对商品的好感度。就像医疗展，展厅装饰的主要色彩是白色，一个最为干净的颜色。一个简单的白色使其按色系陈列的特点更加明显，并使每一个色系一目了然，每一个变化也都显而易见。
四、结论
