基于3D擺樣法的空港物流布置教學(xué)設(shè)備設(shè)計(jì)

沈丹陽　李楊　張士偉

摘要：空港是航空物流網(wǎng)絡(luò)中的樞紐節(jié)點(diǎn)，空港物流布置是影響網(wǎng)絡(luò)效率的核心因素。對(duì)于不同運(yùn)作模式下，空港物流布置設(shè)計(jì)理論和實(shí)操技能的掌握，影響著空港物流專業(yè)人才培養(yǎng)的效果。本文提出基于3D擺樣法對(duì)空港物流布置設(shè)計(jì)教學(xué)設(shè)備進(jìn)行開發(fā)，有助于讓學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)，動(dòng)手、模擬、推演，促進(jìn)教學(xué)直觀化，增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力。

關(guān)鍵詞：3D擺樣法；空港物流；布置設(shè)計(jì)；教學(xué)設(shè)備設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）52-0167-02

一、問題的提出

空港物流屬于港口物流范疇，指以空港作為整個(gè)物流過程中的一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)，依托在這個(gè)節(jié)點(diǎn)上所形成的網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行的物流活動(dòng)；以建立中性貨運(yùn)站、配送中心、物流信息中心和商品交易中心為目的；以全球性或區(qū)域型經(jīng)濟(jì)為中心，以技術(shù)、管理、信息生產(chǎn)為基礎(chǔ)；以建設(shè)全程運(yùn)輸服務(wù)中心和商貿(mào)后勤基地為重點(diǎn)；將運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、裝卸搬運(yùn)、代理、包裝加工、配送、信息處理等物流環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合，形成完整的供應(yīng)鏈，能為用戶提供多功能、一體化的綜合物流服務(wù)。

作為航空類物流管理人才培養(yǎng)的重要方向，空港物流培養(yǎng)方向下設(shè)的《設(shè)施規(guī)劃與物流分析》、《業(yè)務(wù)流程重組》、《民航貨物運(yùn)輸》、《空港物流規(guī)劃與管理》等課程，都在教學(xué)過程中涉及到空港物流的流程、布置、設(shè)施、設(shè)計(jì)等內(nèi)容?，F(xiàn)階段，該部分教學(xué)內(nèi)容只能通過幻燈片展示和教師口頭講述來實(shí)現(xiàn)。隨著航空物流實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，貨物運(yùn)輸單證流的模擬已經(jīng)通過采購系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，但是實(shí)物的運(yùn)作，尤其是空間布置仍然是教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。市場(chǎng)上雖然有很多商家可以提供“空港”型沙盤，但是一方面由于對(duì)空港運(yùn)作規(guī)律了解欠缺，這些沙盤反映現(xiàn)實(shí)空港可行性較低，且專業(yè)性越高價(jià)錢越昂貴。另一方面，在現(xiàn)有商業(yè)類型的沙盤模擬中，學(xué)生思考、設(shè)計(jì)拼裝的功能實(shí)現(xiàn)存在缺失。因此，本文擬基于3D擺樣法探討空港物流布置設(shè)計(jì)教學(xué)設(shè)備的設(shè)計(jì)問題，從而為相關(guān)課程的教學(xué)設(shè)備的開發(fā)提供了思路。

二、教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)

教學(xué)目標(biāo)：了解空港物流布置設(shè)計(jì)的原則、思路、方法等，掌握空港物流空間組織規(guī)律。

教學(xué)內(nèi)容：空港物流空間構(gòu)成（如表1），空港物流布置設(shè)計(jì)基本理論、空港物流設(shè)施規(guī)模、規(guī)格與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

核心問題：讓學(xué)生直觀的看到空港物流的布置形式、推演典型機(jī)場(chǎng)物流設(shè)施布置演變等內(nèi)容，做到從做中自我學(xué)習(xí)。

三、3D擺樣法的內(nèi)涵

擺樣法是最早的布局方法，是二維平面內(nèi)的比例模擬法，方法簡(jiǎn)單，但不夠準(zhǔn)確，且花費(fèi)時(shí)間較多[1]。雖然隨著設(shè)施規(guī)劃理論的發(fā)展，出現(xiàn)了數(shù)學(xué)模型法、圖解法、系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)等方法（擺樣法已經(jīng)逐步被廢棄）[2]，但其對(duì)于理解、分析和學(xué)習(xí)設(shè)施規(guī)劃的作用仍然是非常明顯的。

本文提出的3D擺樣法是專門針對(duì)教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)的，其中，3D包括兩方面的內(nèi)涵：一是指所擺之樣品和擺樣過程是在3D空間內(nèi)完成的3D立體擺樣；另一方面是指所擺之樣品是通過3D微縮設(shè)計(jì)與3D打印控制實(shí)現(xiàn)的。該方法一改傳統(tǒng)擺樣法平面、二維的局限，還應(yīng)用了最新的3D打印技術(shù)，降低了置購成本，且只要有3D設(shè)計(jì)圖紙，即使出現(xiàn)缺樣、丟樣或損壞，都能在很短的時(shí)間內(nèi)補(bǔ)充，更適合于規(guī)模不大的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

四、教學(xué)設(shè)備的設(shè)計(jì)方案

采用“概念設(shè)計(jì)—3D設(shè)計(jì)與驗(yàn)證—方案采購—應(yīng)用”四步解決核心問題，具體過程如圖1所示。

1.概念設(shè)計(jì)階段。以貨郵吞吐量100萬噸規(guī)模的機(jī)場(chǎng)為例，總結(jié)空港物流布置的基本規(guī)律，整理空港物流布置設(shè)施，如跑道、空側(cè)交接區(qū)、一級(jí)貨站、二級(jí)貨站、保稅倉庫、危險(xiǎn)品倉庫、辦公樓、快件監(jiān)管中心、檢驗(yàn)檢疫中心、熏蒸棚、維修中心、通道、綠地、食堂、停車場(chǎng)等。根據(jù)這些設(shè)施各自的特點(diǎn)，參照實(shí)物，按照一定的比例設(shè)計(jì)出3D模擬模型所需要的標(biāo)準(zhǔn)模塊特征以及教學(xué)實(shí)驗(yàn)所需模塊的數(shù)量。

2.3D設(shè)計(jì)與小規(guī)模采購驗(yàn)證階段。以概念設(shè)計(jì)為指導(dǎo)，針對(duì)最小模塊單元利用繪圖軟件，如AUTOCAD、pro/E等[3]進(jìn)行3D制圖，然后提供給生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)圖紙，采用3D打印SLA激光快速成型技術(shù)，以光敏樹脂為原料，在計(jì)算機(jī)控制紫外激光按模塊各分層截面數(shù)據(jù)對(duì)液態(tài)光敏樹脂表面逐點(diǎn)掃描，使被掃描區(qū)域的樹脂薄層產(chǎn)生光聚合反應(yīng)而固化[4]。先讓廠家生產(chǎn)出部分模擬模塊，進(jìn)行方案驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，從而對(duì)概念設(shè)計(jì)進(jìn)行反饋，并進(jìn)行修正，及時(shí)改進(jìn)。

3.整體方案與完成采購階段。經(jīng)過前面兩個(gè)步驟，獲得滿意方案后，采購能模擬貨郵吞吐量100萬噸規(guī)模上下機(jī)場(chǎng)的通用的空港物流設(shè)施模塊設(shè)備。

4.應(yīng)用階段。讓學(xué)生選擇目標(biāo)機(jī)場(chǎng)，首先按照目標(biāo)機(jī)場(chǎng)的現(xiàn)狀將3D模型在面板上進(jìn)行擺樣模擬，隨后分析空間布置現(xiàn)狀的優(yōu)缺點(diǎn)，其次通過擺樣推演找到空間布置的最優(yōu)方案，最后將擺樣、分析過程形成布置設(shè)計(jì)報(bào)告。

五、預(yù)期效果

通過將3D擺樣法引入空港物流布置設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)，預(yù)期可以達(dá)到以下效果。

1.完善教學(xué)效果，讓學(xué)生“做中學(xué)”。讓學(xué)生在模擬不同機(jī)場(chǎng)以及不同時(shí)期的空港物流布局過程，探索出空港物流發(fā)展的規(guī)律，并最終能根據(jù)空港物流發(fā)展的不同特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的布局圖。

2.感受“樂高”積木的快樂，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的趣味性。研發(fā)的教學(xué)設(shè)備簡(jiǎn)單易用，但趣味性強(qiáng)，有一種體驗(yàn)“樂高”積木的感覺，學(xué)生會(huì)對(duì)相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)更感興趣。

3.提高教師的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ龠M(jìn)產(chǎn)生創(chuàng)新。通過教輔設(shè)備的開發(fā)，可以將相關(guān)教師組成團(tuán)隊(duì)，提升實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，并通過設(shè)備的開發(fā)、使用，進(jìn)一步促進(jìn)相關(guān)創(chuàng)新的形成。

參考文獻(xiàn)：

[1]薛順，許志沛，洪浩，崔萍，劉曉卉.運(yùn)用系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)方法的生產(chǎn)設(shè)施布置設(shè)計(jì)[J].工業(yè)工程，2011，（04）：135-138，165.

[2]法玉琦.基于SLP理論的制造車間物流設(shè)施布置設(shè)計(jì)[J].物流技術(shù)，2014，（17）：371-373，376.

[3]羅楠，王泉，劉紅霞.一種快速3D打印分層方向確定算法[J].西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2015，（05）.

[4]劉欣靈.3D打印機(jī)及其工作原理[J].網(wǎng)絡(luò)與信息，2012，（02）：30.