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流程与设计

  了解流程的含义及其应用   理解流程中环节和时序的意义   学会绘制和阅读简单的流程图   能对简单对象进行流程设计

学习目标

第一节  了 解 流 程

一、流程

流程(process)与我们的日常生活紧密相随。每天我们穿衣、吃饭和回家开门的时 候,都会自觉或不自觉地按照一定的流程进行。例如,回家开门的流程一般为:取钥匙→

插入锁孔→旋转→开门。

在各行各业的生产活动中,针对各种不同的生产过程和工艺要求等,往往会有相应的 流程。例如,我们在生活和生产中使用的各种石油燃料和石油化工原料制品,都是由石油 提炼、加工而成的,本章题图所示的炼油流程是工业生产中典型的流程之一。

同样,在我们以往的学习中也遇到过许多流程。

        氢气还原氧化铜实验流程

在初中,我们做过如图2-1所示的氢气还原氧化铜的化 学实验。它的实验过程为:在干燥的硬质试管底部铺一层黑 色的氧化铜,管口微向下倾斜。通入氢气,过一会儿,再给 氧化铜加热,观察黑色的氧化铜有什么变化和管口有什么物 质生成。反应完成后停止加热,继续通入氢气,直到试管冷 却,再停止通入氢气。

总结实验过程,可得氢气还原氧化铜的实验流程为:

在试管底部装入氧化铜→将试管安放到铁架台上→放好酒精灯并调好适当高度→通 入氢气→点火加热→观察结果→停止加热→停止通入氢气

流程是一系列连续有规律的活动,这些活动以确定的方式发生或执行,导致特 定结果的实现。

试举出一个或多个物理或化学实验流程的例子。

图2-1 氢气还原氧化铜的实验

二、工作流程和工艺流程

(一)工作流程

在日常生活与学习中,我们有时需要去邮寄包裹,到图书馆借书或到实验室做实验 等。为了完成这些事情,人们必须按照相应的流程进行。这些流程属于工作流程(work process)。下面我们以邮寄包裹为例,分析什么是工作流程。

邮寄包裹流程

李爱华同学上学时,爸爸让他下午放学后,顺便到学校附近的邮局邮寄包裹。下午放 学后,李爱华来到邮局。他是第一次邮寄包裹,不知道该如何办理手续。询问处的工作人 员热情地告诉他,首先到包裹包装处领取包裹单并购买一个合适的标准包装箱,再将包裹 包装封好,然后填写邮寄包裹单,到包裹收寄处交寄包裹,由工作人员核准邮资后交费,

最后注意收好回执备查就行了。遵照指引,李爱华同学顺利地完成邮寄包裹的工作。

总结邮寄包裹的过程,我们可得到与其相应的流程为:

领取包裹单→购买标准包装箱→包装密封→填写包裹单→交寄→交费→收好回执

工作流程反映了完成一件事情、一项任务而进行的一系列有序的工作或活动的 全过程。

1.当我们需要做一件从来没有做过的事情时,工作流程对完成这件事有什么帮助?

2.工作流程在采用多人分工合作的方法来完成某项事情或任务中所起的作用是什么?

在政府机关、厂矿企业、学校和商店的管理与业务中所涉及的活动和事务处理,都有 相应的流程,这些流程也是工作流程。

比如,当我们组织一次联欢会时,需要经过策划、购置或制作物品、布置场地、安排 节目顺序、开联欢会和善后等工作的过程,这些工作往往需要采用多人分工的方法合作完 成。它既可以培养人们的团队精神,又能够提高办事效率,工作流程有利于分工合作。

随着技术的发展,许多家务劳动和生产劳动都被自动化电器产品或机械化设备所代替,如 洗衣机、洗碗机、播种机和联合收割机等。这些产品或设备的工作流程往往与人工的劳作流程 相同或相似。在它们的发明和设计中往往都需要对已有的手工劳作流程进行分析和总结。

1.结合洗衣机或同学们熟悉的某种农业机械,比较它与手工作业流程的异同。例 如,图2-2的联合收割机的工作流程。

2.请结合自己了解的情况,列举一些管理或业务工作流程的例子,并分析与如前所 述的各种工作流程的异同。

①分切器推进 谷穗田

②绞车把谷穗 绞向绞刀

⑤传送带把谷 穗送进脱粒机

⑥脱粒机打落 大部分谷穗粒

⑨收集谷穗的箱子

⑩螺旋输送装置把谷子卸下装袋

⑧谷秆落在地上,等候辗 扎或翻到田里

⑦传送带令其余谷子脱落

④螺旋输送装置把谷穗送往传送带

③切刀切断谷穗

图2-2 联合收割机的工作流程

(二)工艺流程

在原始社会,人们为了生存,需要制造各种简单的工具,如石斧等;而到了封建社 会,随着生产力水平的提高,人们制造了更多的生产工具,生产了各种精美的物品,从而 保证了基本的生活与生产需求,同时也满足了更高的物质和精神追求;在工业革命时期,

人们生产、制造了大量的物质产品。这些产品的生产和制造都有相应的流程。随着对这些 流程的不断总结、发展,人们还创造了许多至今仍对我们生活、生产有巨大影响的工艺流 程(technological process)。蔡伦的造纸工艺流程就是其中一例。

蔡伦造纸流程

造纸术是我国古代“四大发明”之一,我国西汉时期已发明了造纸术。西汉时期,人 们选择以麻为主要原料制成植物纤维麻纸。因为那时人们早已掌握了麻的处理工艺技术,

能使生硬的麻皮变为纤维,并将其用于纺织。麻纺织前期的重要工艺“沤麻”,被借鉴用 于造纸技术。斧和碓可作为切断长纤维的刀具和打烂纸浆的工具。这些相关的工艺和工具 都为汉代造纸术的发明提供了物质条件和技术条件。汉代造麻纸工艺流程如图2-3所示。

①浸料 ②切料

③洗料

④烧制草木灰水

⑤蒸煮 ⑥捣料

⑦打槽

⑧抄造 ⑨晒纸、揭纸

图2-3 汉代造麻纸工艺流程

东汉宦官蔡伦在总结了西汉以来的造纸经验的基础上,进行大胆的试验和革新,扩大 造纸原料来源,改进造纸工艺流程,为人类文明作出了巨大的贡献。蔡伦是如何造出纸的 呢?首先他收集一些破布、旧渔网、麻头和树皮等做为原料,用水浸透,润胀;再用斧头 将其剁碎,用水洗净,浸入草木灰水中,加热蒸煮,除去原料中的木素、果胶、色素和油 脂等杂质后,再用清水漂洗,入臼捣碎,放到水里形成悬浮的浆液,这就是“纸浆”;然 后用多孔而致密的纸模(当时是用编织细密的帘子)捞取纸浆,滤水后,留下一层薄薄的 纸料,取下放到阴凉干燥处晾干,就成了纸。

总结蔡伦的造纸过程,我们可得到与其相应的流程为:

收集原料→水浸→剁碎→水洗→浸入草木灰水中→加热蒸煮→漂洗→捣碎形成纸浆→ 用纸模捞取纸浆→滤水晾干成纸

蔡伦采用破布、旧渔网、麻头和树皮等做原料,经过一系列工艺环节和相应的顺序处 理,最后造出纸。蔡伦造纸的流程属于工艺流程。

1.从西汉时期发明造纸术到蔡伦造纸,在不断改进造纸流程过程中,我们能得到什 么启发?

2.结合蔡伦造纸的工艺流程,同学们能否总结出什么是工艺流程?

3.工作流程与工艺流程有何相同点和不同点?

各种机械设备、电器产品(如洗衣机、电视机)、交通工具类产品(如汽车、自行 车)等制造过程中,首先需要进行零部件的生产,然后装配成产品。每一个部件的制造和 整体装配也属于工艺流程。

活动

将一支圆珠笔拆成零件,然后再装配还原。

活块定位棘爪 揿钮

推杆 弹性体

第1位置 第2位置

笔杆笔芯 弹簧

笔尖圆珠

图2-4 某种圆珠笔结构

目的

通过圆珠笔的装配过程,了解装配工艺流程。

观察

1.圆珠笔的零部件有哪些?

2.装配还原过程是什么?

1.结合装配圆珠笔的过程,讨论装配工艺流程与蔡伦造纸的工艺流程有哪些相同点 和不同点。

2.结合已有的知识,谈一下某产品的制造工艺流程。

工艺流程反映了从原料投入到成品产出,通过一系列工艺或加工环节,顺序地进 行生产或制造某种产品的全过程。

任何一种产品的生产都需要经过从设计到制造的过程,《技术与设计1》中的六面广 告宣传灯就是一例。在这个过程中往往既包括工作流程又含有工艺流程。这里我们通过印 刷电路板的设计与制造进一步了解流程。

印刷电路板的设计、制造流程

你是否见过计算机主板(图2-5)或显示卡、声卡等电路板卡,它们都是由一块印刷 电路板(printed circuit board,PCB,图2-6)和相关的电子元器件组成。

印刷电路板具有固定电子元器件和提供电路连接的功能,几乎所有的电子产品都离不 开印刷电路板。下面我们来看一看它们的设计和制作流程。

在印刷电路板图的设计中,电子工程师根据某电子产品的功能和技术要求,设计电 路和画出电路原理图,经过对电路进行检查,并作一些必要的验证后,再根据原理图进行 PCB图的设计,最后经校验无误后,就获得设计好的PCB图,其设计流程属于工作流程。

图2-7为印刷电路板设计组图。

图2-5 计算机主板 图2-6 印刷电路板

设计电路并绘制原理 图→验证→设计PCB 图→校验→出图

原理图 PCB图

一般印刷电路板是在现成的覆铜板(一种以玻璃环氧树脂为基材,表面上覆盖着一层 薄铜板)上进行制作生产。首先将设计好的印刷电路板图纸和覆铜板进行预处理,然后将 印刷电路板图转印在覆铜板上,印有印刷电路板图的覆铜板经过蚀刻(化学处理方法),

将不需要的铜箔腐蚀掉,再经过清洗,线路就在板上凸现出来,然后进行后处理工序(加 金属涂覆层、加阻焊层、加印符号等),最后经质量检测后出厂,该流程为工艺流程。其 流程如下所示,图2-8为印刷电路板制作组图。

PCB图纸

覆铜板 →预处理→转印→蚀刻→后处理→质量检查→出成品

覆铜板 胶片板

图2-8 印刷电路板制作组图

调查任务

同学们可自主选择参加下列活动中的任何一项,也可自定活动项目,以分组合作的方 式,对我们身边的工作流程或工艺流程进行调查、分析、讨论,最后,每个小组写出一份 调查报告。

● 活动1

某种产品(家用电器、农机具、电子产品、家具)的生产工艺流程,最少两种以上。

● 活动2

到商场、银行、医院了解销售、存取款或看病的工作流程,最少两 种以上。

调查活动可从以下几个方面展开:①了解原料(活动1)。②了解流 程中工作、活动、工艺或加工环节的内容;先后顺序安排的原因;完成 的方法及设备。③流程是否已经改进及其改进的原因。④流程对环境影 响等。注意归纳不同工艺流程或工作流程的共同点。

组织与分工

每3~5位同学为一组,自由组合,选出组长。选定活动项目,确定工作任务,并在组

◎任务提示

◆ 收集资料

◆ 调查记录

◆ 整理资料

◆ 展示成果

◆ 调查报告