第一篇：材料科學概論結業論文

納米技術在計算機中的應用

姓名：劉躍壇

單位：長江大學計算機科學學院 荊州中國 434023 【摘要】如今，計算機工業無處不充斥著納米技術的身影，給我們印象最深的莫過于微處理器等半導體芯片的制造方面。它的出現極大地推動了計算機的發展，即使如此，在未來幾十年內計算機制造領域依然會遇到瓶頸。本文介紹了納米技術的發展歷程、在計算機微處理器、磁存儲、燃料電池等方面的應用以及納米技術研發的突破性進展。“未來的時代將是納米的時代”。展望納米技術的前景，它有望又一次改變計算機工業?！娟P鍵詞】計算機；納米技術；應用

（引文）隨著納米技術的發展，納米技術在各行各業都得到了廣泛的應用。我們在航空、航天、機械、汽車、船舶、石化、醫療、食品等許多領域都可以看到納米技術的身影，很多新材料和新名詞也應運而生，比如納米陶瓷、納米金屬、納米塑料、納米機械以及納米計算機。目前各國都加大了對納米技術新產品的研發力度，力爭想在這一高新技術領域取得競爭優勢。許多國家都把研究納米技術和開發納米技術新產品作為在未來世界高科技產品競爭中的重要手段。美國制定了納米技術戰略，與21世紀信息技術戰略并列為最優先研究開發的重點；日本政府在其“2011年度科學技術振興重點指針”中把納米技術列為重點；西歐對納米技術的投入已達數億美元，還將納米技術列為歐盟2002-2006年研發科研框架計劃。在我國，納米技術、納米存儲器件、納米冰箱、納米洗衣機更是大出風頭。有人說，我們處在一個納米的時代，納米技術將改變人類的未來。

我們無從展望納米技術的輝煌遠景，但就納米技術給計算機帶來的重大變革還是有目共睹：速度更快的處理器、圖形芯片，容量更大的磁盤、光盤以及未來的存儲技術，進展神速的燃料電池技術，甚至是取代硅計算機的下一代計算機。納米技術在這些領域扮演了重要的角色，并深刻影響到計算機工業的發展方向，現在，我就向大家介紹計算機領域的納米技術。

在計算機系統中，最先讓我們接觸到納米概念的或許就是微處理器，確切的說，應該是包含微處理器、圖形芯片在內的所有半導體芯片。我們知道，目前的半導體芯片都是大規模集成電路，它們無一例外地使用了仙童公司發明的“平面處理集成電路制造技術“，集成電路的平面處理技術可以簡單作如下歸結：首先將具有半導體性質的雜質擴散到高純度硅片上，然后在掩模上繪好晶體管結構，用照相制版的方法加以縮小，將結構顯影在硅片表面的氧化層，再利用光刻法去掉不需要的部分。這一系列流程被稱為擴散、掩模、照相、光刻，整個過程也被稱為“平面處理技術”，該技術的發明徹底改變了半導體工業，使制造出含有大規模硅晶體管的集成電路芯片在技術上成為可能。之后因特爾、摩托羅拉、IBM、西門子、臺積電、聯電、富士通、AMD、三星、現代、美光在內的所有半導體芯片制造商，所用的無一例外是此項平面處理技術，完全可以說，以計算機為代表的現代信息產業是建立在平面集成電路技術的基礎上的。而這個領域的技術提升是極其快速的，摩爾定律便是最有代表性的闡述：“每隔18個月，半導體芯片的晶體管規模將增加一倍”。那么，業內如何在相同面積的硅芯片上容納下更多的晶體管呢？答案就是采用更加先進的半導體制造工藝。

衡量制造工藝的基準就是“線寬”，它是指芯片內晶體管連接導線的寬度，線寬指標取決于光刻機所采用紫外線的波長———紫外線波長越短，在一定尺度上干涉和衍射的現象就越不明顯，晶體管可以達到的線寬也就越小。而線寬越小，晶體管及導線的尺寸也就隨之縮小，晶體管密度也就獲得了提高，芯片自身的功耗也會得到降低，可以工作在更高的頻率上。另外，由于晶體管密度提高，同樣規模的半導體芯片的面積減小，一塊硅晶圓上可以生產數量更多的芯片——簡單點說，線寬更小的先進工藝不僅有助于提高芯片的性能，還可以降低成本，正是由于這兩方面的因素，使得所有半導體制造商無一不竭盡所能來降低線寬。上個世紀90年代，微處理器的線寬達到了零點幾微米，相當于幾百納米，此時的線寬稱不上納米尺寸，只能說是微米級別,也正因為如此，半導體芯片又一次被稱為微電子芯片。在Pentium Ⅱ時代。半導體的線寬進一步降低到0.25微米，CPU的頻率提升至400MHz，晶體管規模大約為750萬個。之后因特爾的PentiumⅢ芯片達到了0.18微米，頻率到了1GHz。我們可以看到，大概1年半的時間芯片的線寬會縮小一個等級，晶體管規模會翻倍，芯片性能提升。

半導體制造真正進入納米時代就在2004年，因特爾率先實現的90納米工藝（0.09微米）可以說是一次飛躍，90納米工藝的引入，可以讓半導體芯片的晶體管規模超過2億個。頻率達到4GHz，這是一個新的里程碑。最先受益的應該是微處理器，緊隨其后的是圖形芯片，接下來是內存芯片。而到2006年，我們看到了65納米工藝的出現,之后是45納米、30納米。那么，半導體芯片的線寬可以照這樣的速度無限縮小下去嗎？答案是否定的，因為我們很快就會遇到原子尺度的限制——當線寬與原子尺寸接近的時候，半導體芯片就會從內部崩潰，原子運動造成的干擾導致晶體管之間的連接導線功能失常，芯片無法正常運作。更要命的是，這個難題根本無法通過任何技術改進加以解決，半導體芯片的線寬不可能只有幾個原子的厚度，換句話說，以硅半導體芯片為基礎的計算機工業在未來的十來年內就要遭遇這樣的嚴峻問題，除了另辟蹊徑就別無解決之道，也就是說，如果我們無法找到新的道路，計算機工業將不可能再獲得什么進步。

面對原子尺度的限制，最有希望的解決辦法還是納米技術。不過這里指的是新型的納米材料：碳納米管。它目前是硅晶體最有希望的接班人。

早在1991年，NEC公司研究人員就用電子顯微鏡觀察石墨陰極沉淀物時候發現，在這些沉淀物中存在著一些由石墨碳原子層卷曲成的鐵絲網狀碳管，管的直徑只有幾個納米到幾十個納米，而這樣的結構此前沒有過記錄，該結構被稱為“碳納米管”。從尺寸上來說，碳納米管相當于人頭發的百萬分之一，相當于目前硅晶體管的五百分之一，但是它的結構強度比鋼鐵還高10倍。當然碳納米管取代硅晶體管并非因為這個，而是其奇妙的電學特性：管壁卷曲結構的不同可以讓碳納米管成為一個絕緣體、半導體、良導體，具有與硅材料相似的特性。理論上說，以碳納米管代替硅晶體管完全可以實現。而且可以預知，利用碳納米管制造電腦芯片，不僅運算速度將大幅提高，自身的尺寸也會大大縮小，功耗大幅降低，集成度更高。

目前，許多研究機構從事了相關研究，不過離實用化最近的成果來自IBM公司。我們知道，所有的半導體硅芯片的邏輯電路都是由與、或、非等邏輯門組成，若要利用碳納米管制造芯片，就必須實現這三個邏輯門。早在2001年IBM就宣布成功制造出了碳納米管結構的“非”門，在2002年5月，IBM又宣布自己的最新成果，制造出了迄今最快的碳納米管晶體管，速度比同期最先進的硅晶體管還要快很多。對此，IBM研究中心負責納米技術研發的主管表示：“一年前我們首次研制出一種基于納米管的微型晶體管時，并不知道它的運行速度可以達到晶體管的兩倍多。這種新型晶體管體積小固然是一個好特性，但是它最突出的特點是性能?！?/p>

從功能上說，碳納米管取代硅晶體管已經毫無問題，但是是否能實現實用化還取決于如下因素：其一，是否可以低成本大批量生產符合要求的碳納米管；其二，能否像制造硅芯片一樣制造出包含數十億碳納米管的碳納米芯片。對于第一個問題，目前科學界已經取得很多進展——1996年，諾貝爾化學家得主Rachard E.Smalley采用金屬鈷作為催化劑，使得碳納米管能夠以繩狀方式成簇出現，但是它的缺陷就是最后的生成物多了多余的金屬管道。后來IBM宣布這一問題已解決：IBM在納米管制造過程中以硅代替鈷作為催化劑，批量制造出符合要求的單壁納米管。照這樣的速度看，實現碳納米管量產并不是什么大困難。不過，要制造出復雜結構絕非易事，業界必須找到類似大批量制造硅芯片的技術才行，而這方面的工作幾乎還是一片空白。考慮到硅導體工業還有10到20年的生命期，我們還是有足夠時間去解決剩余的技術問題。

如果說在半導體領域，納米只是一個線寬代名詞，而在硬盤為代表的磁存儲領域，納米技術早已得到了應用。大家都知道，磁盤是利用磁顆粒的磁性來記錄數據，由于物理尺寸的限制，硬盤的盤面數量和盤面大小幾乎已經標準化，這樣若是要提升硬盤容量，唯一的著眼點就是努力提高磁區的存儲密度——對應在磁盤技術上，就是說盤面上的磁顆粒必須必須變得越來越小。但是，磁顆粒同樣不能無限小下去，原因并非是原子尺寸的限制，而是其穩定性，我們知道，任何磁體受熱會產生磁性減弱的現象，磁顆粒越小會使得讀寫過程升溫更加明顯。當溫度升高至某個臨界值，該磁體的磁性會完全消失，這種磁波動現象肯定會減弱磁頭對信號的感應，倘若信號減弱到無法識別的地步，那么磁盤存儲的數據就可能在讀取時候出錯或者丟失——這就是“超級順磁”

IBM最終找到了繞過超級順磁的方法——在盤面上擴充磁層。我們稱之為AFC Media技術。在奇妙的納米釕元素層的幫助下，IBM成功的在一個磁面做出了多個磁存儲層，該元素層不會讓兩個磁面間的磁場產生干擾，自然不會干擾數據存儲，得益于該技術，IBM突破了每平方英寸100GB的磁存儲密度的限制。盡管磁存儲密度已經提高了很多，但要靠AFC實現每平方英寸TB等級的高密度還是很困單的。在這方面，希捷公司最新的研究值得贊賞，它的SOMA技術讓磁顆粒尺寸縮小到3納米級別，讓未來的磁盤可以實現每平方英寸50TB的驚人存儲密度，那么，SOMA技術是如何實現這一切的呢？我們都知道，溫度對磁盤的磁性影響很大，我們在追求高密度的時候也應該考慮到材料是不是具有很強的熱穩定性。而FePt就是同時具有這兩種特性的新一代磁存儲材料。它對溫度很不敏感，即使在高溫條件下也依然可以保持很好的磁性，只不過此時活性較高而已。另外，這種材料可以自動組成表面均勻、排列整齊的磁顆粒陣列，制造上很容易實現，由于不需要考慮順磁現象，FePt顆粒可以無限的小下去，這就會帶來磁存儲的不斷提升。

在針對筆記本電腦開發的燃料電池身上，我們也可以看到納米科技的身影。與同重量的鋰電池相比，使用甲醇的燃亮電池可以產生比它多10倍的能量，因此被人視為大幅延長電子設備續航時間的關鍵。

燃料電池的基本燃料是氫和氧。即由電化學反應方式實現氫和氧的結合，同時將化學能直接轉變成電能，它其實是氫和氧進行冷燃燒釋放能量的過程。不過，這個過程必須借助電解質和催化劑進行——在針對便攜式電子設備的燃料電池方案中，所用的電解質多為甲醇，催化劑則是金屬鉑。如果要讓電池輸出更多的電能，就要求甲醇反應得越強烈，而這取決于鉑催化劑與甲醇接觸面的多少。鉑顆粒越小，接觸面積越大，甲醇反應就越激烈，燃料電池的輸出功率就越大——NEC、日立就是這方面的代表者。

NEC的燃料電池方案使用的是一種很獨特的“碳納米突”催化劑結構，所謂碳納米突，實際就和前面介紹的碳納米管類似，但是功用大不相同——碳納米突的作為金屬鉑微粒的載體。由于碳納米突材料表面具有納米級的微細結構，可以讓5納米直徑以下的鉑微粒可以均勻擴散，催化劑的表面積大大增加，這樣是電池反應變得激烈，釋放了更多的電能——借助這項技術，NEC可以實現每平方厘米50MW的輸出功率密度，而它最終的目標是將這個數字翻一倍。

和NEC不同，日立借助的是低純度的納米管。日立將碳納米管的部分碳原子置換成氮、硼之類的雜質，日立將它稱為“雜質納米碳”。據透露，這種雜質納米碳結構可以更有效提高催化劑的微細度，加上日立將鉑微粒的直徑從原來的10納米降到了2納米的級別，鉑微粒與雜質納米碳結合得更加緊密。而由與接觸面的擴大，燃料電池的輸出功率也隨之提高。

雖然碳納米管可以讓電腦芯片獲得更好的性能，但是投入研發的卻只有IBM等為數不多的企業，芯片工業的霸主因特爾和AMD并沒有參與，這使得整體水平提高緩慢，我們要真的看到這種高性能的芯片或許要等上幾十年或更久；希捷似乎讓大家在磁存儲領域看到了希望，但是FePt顆粒制造過程中不會形成環形磁道結構，也就是說無法真正應用到傳統的硬盤上。

未來的時代將是納米的時代，這句話對于計算機技術同樣適用：電腦芯片要求獲得更高集成度和更高的工作頻率，納米尺度線寬的先進制造工藝不可或缺。而當極限來臨之后，納米技術再次扮演救世主的角色，碳納米管將成為半導體硅片的接班人；在磁存儲領域，納米技術同樣舉足輕重，未來的磁存儲密度的關鍵可以說完全在于該領域納米技術的進展，我們樂于看到希捷SOMA技術將FePt磁顆粒的尺寸降到了3個納米，屆時每平方英寸50TB的驚人磁存儲密度將成為現實；在燃料電池領域，納米技術也是地位關鍵。失去了納米技術，計算機工業將無以存在，也許此前我們關注的對象就是單個部件，但并不能因此疏忽。

【參考文獻】“計算機中的納米技術”

《個人電腦》（期刊）2004年8月2日期

第二篇：工業設計概論結業論文

包豪斯對工業設計影響

摘要： 本文主要探索包豪斯設計學校指導思想和課程設置對工業設計的影響，并對包豪斯的三個發展階段作一簡單回顧，同時對包豪斯設計思想的起源、發展，以及對現代設計的影響作概論性探討，著重分析中國設計教育的思想、方法；教育結構，并對現時代中國大學藝術設計教育作了個人的、主觀的評析。

關鍵詞： 包豪斯 現代設計 中國 設計教育

1.包豪斯產生的歷史背景

手工時代的產品，從構思、制作到銷售，全都出自藝人之手，這些工匠以嫻熟的技藝取代或包含了設計，可以說這時沒有獨立意義上的設計師。工業革命以后，由于社會生產分工，于是，設計與制造相分離，制造與銷售相分離。然而大工業產品的弊端是：粗制濫造，產品審美標準失落。19世紀上半葉，形形色色的復古風潮為歐洲社會和工業產品帶來了華而不實、繁瑣庸俗的矯飾之風，例如羅可可式的紡織機、哥特式蒸汽機、以及新埃及式水壓機。產品設計中如何將藝術與技術相統一，引發了一場設計領域的革命，以下三個運動作為標志。

1.119世紀后期英國人威廉·莫里斯發起的藝術與手工藝運動

發起人威廉·莫里斯對當時出現的缺乏藝術性的機械化批量化產品深惡痛絕，他同時十分反對脫離實用和大眾的純藝術。1861年，莫里斯與友人合作成立了一家“繪畫、雕刻、家具和金屬制品美術工匠公司”，這在藝術設計史上具有重要意義：首先由美術家親自設計并組織生產的機構，但其背離了工業革命的必然趨勢，否定代表新生產力的大工業機器生產，使他不可能從根本上解決機器生產產品技術與藝術的矛盾。

1.2 1900年前后以法國和比利時等國為中心的新藝術運動

主張藝術與技術結合，提倡藝術家從事產品設計。主要成就體現在家具與室內設計方面，主要貢獻在于繼承了英國“藝術手工藝運動”主張的技術與藝術相結合，并使這種新的設計理論和觀念在歐洲各國得到了比較廣泛的傳播。其局限在于否定了工業革命和機器生產的進步性，錯誤地認為工業產品必然是丑陋的。

1.3 二十世紀初的德國工業同盟或德國制造同盟

這是一個半官方機構，旨在促進工業產品設計。這也是世界上第一個由政府支持的促進產品藝術設計的中心，在德國現代藝術設計史上具有非常重要的意義。包豪斯的創始人格羅皮烏斯在其青年時代就致力于德意志制造同盟。他區別于同代人的是，以極其認真的態度致力于美術和工業化社會之間的調和。包豪斯的理想，就是要把美術家從游離于社會的狀態中拯救出來。因此在包豪斯的教學中謀求所有造型藝術間的交流，他把建筑、設計、手工藝、繪畫、雕刻等一切都納入了包豪斯的教育之中。

2.包豪斯的三個發展階段

2.1 第一階段(1919--1925年)魏瑪時期

格羅皮烏斯任校長，提出“藝術與技術的新統一”的崇高理想，肩負起訓練二十世紀設計家和建筑師的神圣使命。他廣招賢能，聘任藝術家與手工匠師授課，形成藝術教育與手工制作相結合的新型教育制度。

2.2 第二階段(1925-1932年)迪索時期

包豪斯在德國迪索重建，并進行課程改革，實行了設計與制作教學一體化的教學方法，取得了優異成果。這個時期是其高峰時期。1928年格羅皮烏斯辭去包豪斯校長職務，由建筑系主任漢內斯·邁耶(HannesMeyer，1889-1954)繼任。接任的米斯面對來自納粹勢力的壓力，竭盡全力維持著學校的運轉，終于在1932年10月納粹黨占據迪索后，被迫關閉包豪斯。

2.3 第三階段(1932-1933年)柏林時期

米斯·凡·德洛將學校遷至柏林的一座廢棄的辦公樓中試圖重整旗鼓，由于包豪斯精神為德國納粹所不容，面對剛剛于1933年正式上臺的納粹政府，米斯終于回天無力，于該年8月宣布包豪斯永久關閉。1933年11月包豪斯被封閉，不得不結束其14年的發展歷程。柏林時期僅有6個月的時間。

3.包豪斯思想

3.1包豪斯的崇高理想和遠大目標可以從包豪斯宣言中得到體現

“完整的建筑物是視覺藝術的最終目標。藝術家最崇高的職責是美化建筑。今天，他們各自孤立地生存著，只有通過自覺，并和所有工藝技師共同奮斗，才能得以自救。建筑家、畫家和雕塑家必須重新認識，一幢建筑是各種美感共同組合的實體。只有這樣，他的作品才可能灌注入建筑的精神，以免迷失流落為‘沙龍藝術’??

3.2 建筑家、雕刻家和畫家們，都應該轉向應用藝術

藝術不是一種專門職業。藝術家和工藝技師之間在根本沒有任何區別。藝術家只是一個得意忘形的工藝技師。在靈感出現并超出個人意志的珍貴片刻，上蒼的恩賜使他的作品變成為藝術的花朵。然而，工藝技術的熟練對于每一個藝術家采說都是不可缺少的。真正創造想象力的根源即建立在這個基礎上面。??

讓我們建立一個新的設計家組織。在這個組織里面，絕對沒有那種足以使工藝技師與藝術家之間樹立起自大障壁的職業階級觀念。同時，讓我們創造出一幢將建筑、雕刻和繪畫結合成三位一體的新的未來殿堂，并用干百萬藝術工作者的雙手相之矗立在云霄高處，變成為一種新信念的鮮明標志?！?/p>

4.包豪斯對建筑思潮的影響

4.1 包豪斯促使現代義建筑思潮興起

19世紀末，20世紀初，西方文化思想領域發生了大動蕩。在這種社會背景下，德法兩國成了當時激進建筑思潮最活躍的地方。德國建筑師格羅皮烏斯、密斯·凡·德·羅、法國建筑師勒·柯布西耶三人是主張全面改革建筑的最重要的代表人物。1919年格羅皮烏斯創立新型的設計學校“包豪斯”，在20年代成為建筑和工藝美術的改革中心。1923年勒·柯布西耶發表《走向新建筑》提出激進的改革建筑設計的主張和理論。1927年

在米斯主持下，于德國斯圖加特市舉辦展示新型住宅設計的建筑展覽會。1928年各國新派建筑師成立“國際現代建筑會議”的組織。到20年代末，經過許多人的積極探索，一種旨在符合工業化社會建筑需要與條件的建筑理論漸漸形成了，這就是所謂的現代主義建筑思潮。

4.2 現代主義建筑思潮的基本的特征

現代主義建筑思潮本身包括多種流派，各家的側重點并不一致，創作各有特色。但從20年代格羅皮烏斯，勒·柯布西耶等人發表的言論和作品中可見以下一些基本的特征：

一、強調建筑隨時代發展變化，現代建筑應同工業時代相適應

二、強調建筑師應研究和解決建筑的實用功能與經濟問題

三、主張積極采用新材料、新結構，促進建筑技術革新

四、主張堅決擺脫歷史上建筑樣式的束縛，放手創造新建筑

五、發展建筑美學，創造新的建筑風格

4.3 現代主義建筑思潮是20世紀諸多建筑思潮中最重要和影響最深遠的建筑思潮現代主義建筑思潮在50～60年代達到高潮?！皣H風格”的出現為現代主義提供了理論借口，他們“開拓機器生產時代的新的創造潛能，懷有對機器的熱忱”。強調功能決定形式、不講民族特色、個性特征，力求純粹、反對裝飾，這種國際語言逐漸推向理性、標準化使現代主義最終走向了極端。之后根源于現代主義建筑原則相反的論點和創作主張不斷興起。相繼出現諸如：單純反對現代主義的后現代主義；復古的新古典主義；甚至新新古典主義；充分坦露結構，顯示多種機電設備的本來形狀的高技術派；和理性、情感的結合、抽象和歷史的結合的理性主義；解構主義、后結構主義及反構成主義等等建筑思潮。

4.4建筑上的革命也推動了工業設計的發展

設計產品的目的是滿足人的需要，產品形態的發展也是無止境的，因此審美設計沒有極致和終點。真正的傳統是不斷前進的產物，它的本質是運動的，不是靜止的，傳統應該推動人們不斷前進”。產品設計迫切要求人們正確認識產品的形式與審美的關系，用“美”的尺度，設計制造富有形式美感的現代“藝術品”--產品設計。

5.包豪斯對現代設計的影響

包豪斯被迫解散后，包豪斯的設計家們紛紛流亡法國、瑞士、英國，而大部分去了美國。歐洲建筑和工業設計的中心轉到了美國。如格羅皮烏斯在英國居留三年后又于1937年赴美國任哈佛大學建筑系系主任。此后，布魯耶投奔格羅皮烏斯并在美國執行建筑業務，米斯·凡·德洛暫居德國，1937年赴美國任教于伊利諾工業技術學院，希爾伯西摩和彼得漢斯等也前往該校任教。克利前往瑞士，康丁斯基前往巴黎。巴耶在紐約任一家廣告公司的藝術指導。1937年包豪斯的教師莫霍利·納吉在芝加哥籌建了“新包豪斯”，繼續弘揚德國時期的包豪斯精神。后來更名為“芝加哥設計學院。以后又與伊利諾工學院合并，成為美國最著名的設計學院。從此，歐洲設計運動便在美國

蓬勃開展，形成高潮。

包豪斯的建校歷史雖僅14年3個月，畢業學生不過520余人，但它卻奠定了機械設計文化和現代工業設計教育的堅實基礎。包豪斯的辦學宗旨是培養一批未來社會的建設者。他們既能認清二十世紀工業時代的潮流和需要，又能充分運用他們的科學技術知識去創造一個具有人類高度精神文明與物質文明的新環境。正如格羅皮烏斯所說：“設計師的第一責任是他的業主?！庇秩缂{吉所說：“設計的目的是人，而不是產品”一樣，事實上，包豪斯在調和“人”與“人為環境”的工作方面所取得的豐碩成果已遠遠超過了十九世紀的科學成就。包豪斯的產生是現代工業與藝術走向結合的必然結果，它是現代建筑史、工業設計史和藝術史上最重要的里程碑。包豪斯對中國設計教育影響

6.1 包豪斯對中國設計的影響最早是對工藝美術的影響

當然新中國最早的設計教育就是工藝美術教育，比如現任東南大學藝術學系博導的張道一教授，最早就是從事圖案教學和工藝美術理論研究的。在1991年版田自秉著《工藝美術概論》一書中，同樣可以清楚的看到包豪斯思想影響的痕跡，盡管當時的理解、認識與現在不完全一樣。

格羅彼烏斯和包豪斯的理想“把人作為尺度”“平衡的全面發展”在其教育體系中得到充分的體現。特別是作為包豪斯的基礎課程的創造者約翰·伊頓教授以東方傳統的精神文化與西方的科學進步相結合，以克服所謂現代物質文明帶來的危機，他十分注重啟發學生的個性，把學生分為傾向精神表現的、傾向理性結構的、傾向真實再現的三種類型而予以不同的指導，伊頓的這種體系與我國傳統的教育方法有許多驚人相似之處，與東方的“以意為之”的表現體系非常吻合。

6.2 我國設計專業名稱設置也與70多年前的包豪斯類似

以上海東華大學設計專業本科分類為例：

藝術設計學院：工業造型設計 視覺傳達設計 環境藝術設計 電腦藝術設計 裝飾藝術設計

服裝學院：服裝藝術設計 服裝設計工程 服裝表演藝術

本科課程：以工業造型專業的課程結構為例，其他專業課程設置大體相近。

6.3 設計教育在我國不斷發展

設計教育在我國走過二十多個春秋，從弱小到壯大，從幼稚到成熟，已初步建立起獨具特色的學科體系，逐漸從美術、工藝美術的模式過渡到具有現代設計教育的特點的教育模式。改革開放給社會主義的市場經濟建設搭上了快速奔馳的列車，社會的發展對設計人才的需求日益增加，使得設計教育像雨后春筍迅速成長，據統計國內在近三百所院校開設有設計專業，這無疑給設計教育注入了活力。

6.4我國的現代設計教育存在的問題

我國的現代設計教育起步很晚，但發展很快，所以不可避免地出現了一些問題，是可以理解的。然而，問題應當予以解決。有人認為設計實踐可以代替設計高等教育，這

等于取代了設計的高等教育的嚴肅性和系統性。設計實踐常常不能自覺提高設計水平。高等設計院校要以高人一等的教學質量、設計理念、教學設備對學生加以培養、訓練，使他們通過實踐能不斷提高自身的素質和設計層次，從他們的設計作品中應該體現出高人一等的文化修養。設計教育應與市場相適應，學生用從學校所得來的知識很快能夠接受市場的桃戰才是設計教育真正的成功?，F在，國內的設計教育與市場出現脫節的情況，這種現象的產生恐怕與排課方式有關。國內院校排課的方式是按現有教師來安排具體課程，并非按照邏輯、結構的需求安排。如此，忽略了教學體系的科學件、完整性，實在令人擔憂。加強理論課、選修課、理工科課程的教育，重視交叉學科和電腦的教育，是我國設計教育要解決的重點問題。隨著經濟改革的迅速深入，國內將會需要大批的設計人才。根據這種情況，高等設計院校要加大教育改革的力度，提高教育質量，來擔負起市場對設計人才的龐大需求的任務。

主要參考文獻：

《設計史》中國藝術教育大系美術卷中國美術學院出版社

《設計策劃》沈祝華著山東美術出版社 設計家叢書

《設計新潮》2001.1伍江著《現代設計的源泉-訪問包豪斯隨想》

《工藝美術概論》田自秉著知識出版社

《世界現代設計史》王受之著新世紀出版社

《世界工業設計史略》王受之編著上海人民美術出版社

《世界工業設計史略》王受之編著上海人民美術出版社

工業設計畢業論文

第三篇：《管理學概論》結業論文

《管理學概論》

結業大作業

健力寶的管理變革

聽完管理學概論的教學課程，我學到了很多。下面我用學到的知識來分析一下健力寶企業的管理變革，其基本概況，發展歷程，和公司發展歷程中存在的問題，以及公司所采取的變革措施，公司所取得的最終效果，還有成功失敗的經驗教訓。

健力寶案例的歷史背景復雜，要從改革開放后說起。

盡管中國經濟改革開放的時間不長，但能夠與改革開放一同順利成長的企業卻不是很多。而能夠生存到今天的企業，大都已經成為中國各行業中的佼佼者。健力寶集團與聯想、海爾、美的、科龍等優秀企業一樣，都是屬于上世紀80年中期誕生，伴隨著中國改革開放而發展起來的企業之一。

改革開放后的20年充滿了艱辛，也充滿了各行企業創造的傳奇。中國企業的20年也是中國市場經濟不斷走向深入和成熟的20年。對企業來說，是運營環境不斷變幻的20年。一方面，內部競爭環境越來越規范，企業不斷尋求突破；另一方面，改革開放和全球化也使先進的競爭者不斷涌入中國，得以占據先天的技術和管理優勢。這兩個方面的因素不斷綜合起來的過程，就是本土企業所要面對的競爭越來越激烈，生存環境越來越嚴峻的局勢變化過程。

這樣的環境變化對本土企業提出了更高的要求，因此需要企業必須有戰略的眼光，要有更高的管理水平，要能夠建立起良好的運營機制，要能夠積極地培養人才，這樣才能持續地取得競爭的勝利?，F在經過了20年的風雨仍然健康地往前走的企業，例如聯想、美的、萬科等一大批國內優秀企業，無一不是這么走過來的，這是中國本土企業發展的一個定理。反觀在過去20年里紛紛倒下的企業，根本原因無一不是違反了這個定理。

健力寶就是一個典型的案例。但相對于已經倒下起不來的其他企業來說，它又似乎是一個比較尷尬的角色，為什么這么說？

第一，跟很多走不到20年的企業相比，包括他的同行曾經紅極一時的天府可樂等相比，健力寶無疑是非常成功的。李經緯創出了健力寶這么好的品牌，雖然經歷了這么多的風雨，但健力寶還活著。第二，健力寶正處于一個艱難的命運轉折期，未來存在著極大的不確定必性。在過去的5年多時間里，因為沒有很好地適應急劇變化的競爭環境，沒能確立自己正確的戰略，沒能建立有效的運營機制，提高管理水平，培養人才，在飲料市場快速增長的時候，健力寶不升反降，最后陷入經營的困頓之中。

可以說，中國企業過去20年發展歷史中所出現的問題，健力寶都經歷過了。一波三折，起起伏伏。

2004年，是聯想的20歲周年，也是健力寶的20周年。然而，與聯想、海爾、美的等企業相比，健力寶在20周歲生日時，卻正經歷著一場自創建以來最大的浩劫，且前途茫茫不知歸向何處。

回顧健力寶的發展歷史，充滿沉浮。1984年，廣東三水縣三水酒廠廠長李經緯獲得一種新型運動型飲料配方，推出“健力寶”飲料品牌。健力寶成為中國奧運代表團的首選飲料，被日本媒體譽為“中國魔水”。

1987年，廣東健力寶有限公司成立。健力寶成為當年全運會的最大贊助商，聲名大噪。

1991年，健力寶在美國成立分公司，在全美推廣健力寶飲料，并動用巨資購進紐約帝國大廈其中整整一層。

1994年，健力寶隆重慶祝創業10周年，產品銷售超過18億元，名列全國飲料釀酒行業的首位

1997年，38層高的廣州健力寶大廈落成，健力寶總部遷到了廣州。產品銷售額突破了50億元大關。4月，健力寶被國家工商行政管理總局評定為第一批“中國馳名商標”。8月，中國飲料協會公布行業數據，健力寶在產量、總產值、銷售收入和稅利4項上均排名第一。

1997年秋天，健力寶在香港聯合交易所上市的方案行將通過，三水市政府以“沒有香港暫居證，因而不得購買H股原始股票”為理由，拒絕批準經營團隊購買股票，李經緯一怒之下，放棄上市。

1999年，李經緯提出在公司內部實行員工股份合作制的方案，由管理層自籌資金4.5億元買下政府所持有的股份，方案被政府否決。

2001年，健力寶經營業績下跌到31億元，上交政府的利稅也從1億元降到2000萬元左右。

健力寶，這個中國最有影響力的民族品牌，自1984年誕生始，在經過了15年的長期輝煌后，開始走下坡路，并在2001年底被當地政府出售給私人投資者，由素有資本高手之稱的張海等人收購。健力寶也演繹了一出國企變民營的典型案例，而將健力寶一手帶大的健力寶創業元老——李經緯在健力寶被張海等人收購時則黯然退場，離開了自己為之奮斗了十幾個春秋，灑下無數汗水的健力寶。

然而，變為民企的民族品牌——健力寶，在私人投資者手中并沒有走上新的輝煌，而是在兩年半后的時間里面臨著一個巨大的生存危機。資本高手在治理實業兩年多后，下課了。第一家香港創業板上市的國內企業——裕興集團老板匆匆走到了健力寶的管理前臺，又很快悄悄離去。隨后傳出向來是以民族飲料品牌的形象樹立在國人心目中的健力寶要被臺灣的統一收購的消息。又由于遭到包括員工在內的各方面力量的反應，統一收購被中止。

健力寶，20年。這里面的故事太多，這里面的感慨太多，這里面也給我們對管理學的學習有太多的啟示。健力寶在發展歷程中存在以下問題：

第一：治理結構問題。

早期的健力寶在治理結構上具有優勢，但最終還是陷入治理結構的嚴重缺失危機中，無論是李經緯時代還是張海時期，健力寶的治理結構都是存在根本性的缺陷的。或許，我們可以根據以下的公司治理邏輯來梳理健力寶過去20年的治理問題。

1、股東共識問題。張海時期，健力寶的幾大股東是嚴重缺乏共識的，對健力寶的未來走向缺乏統一的認識，最后變成了互相傾扎。張海在接受丁秀洪采訪時，從他的角度談到了股東之間缺乏共識的問題。一個公司，特別是像健力寶這么大的企業，如果在股東層面都缺乏對未來發展的共識，可想而知，企業會出現什么樣的情況。

2、制衡機制問題。張海在擔任健力寶董事長兼總裁期間，獨攬健力寶的大權，從董事會到公司管理層中的各個重要崗位均安排自己的親信，公司缺乏一個有效的制衡機制。因為缺乏共識，又沒有一個有效的制衡機制，張海包攬了健力寶的大權，最后導致股東之間缺乏信任，也影響了企業的正常決策。

3、領導者自律問題。無論是李經緯時代還是張海時期，作為主要公司絕對領導者的李經緯和張海，似乎都缺乏企業領導者的自律意識，在潛意識里這個企業就是他個人的王國，想怎么干就怎么干，到最后常常是不能用理性的思維來開展企業經營。例如張海安插了大量的未必是適合企業需要的人員到各重要崗位就是一個明顯的例證。

第二、戰略的問題

盲目的多元化與國際化，是李經緯時代所犯下的致命性戰略錯誤。李經緯的不相關多元化投資幾乎讓人眼花繚亂，李經緯的不相關投資甚至包括投資創辦《新香港》這樣的雜志。在多元化的投資方面，張海的毛病與李經緯幾乎是一樣的。資本運作的經歷讓張海在內心深處總跳動著資本并購的躁動因子，動用大量的經營資金去收購、收購再收購，幾乎成了張海在掌管健力寶一年后的工作主旋律。戰略的迷失讓健力寶模糊了自己的真正方向，最后也幾乎斷送了自己的主業。

第三、管理的問題

無論是李經緯時代還是張海時期，管理的粗放是顯而易見的。業務流程、績效、人力資源管理等方面無一不是粗放型的。

缺乏系統的管理思維，業務流程不是以客戶的需求為核心出發點，缺乏真正的績效管理，在人力資源管理上不是以提升企業的素質為基本提前。

第四、品牌與營銷的問題

在不需要明確的品牌定位年代，健力寶通過獨創性的產品與體育、公關營銷獲得了極高的品牌聲譽。但在競爭者林立且強勢品牌越來越多的新競爭環境下，業已樹立廣泛知名度的健力寶品牌缺乏清晰的市場定位，仍然沿用老套路進行品牌的耕作，即使是張海這個新生代的領導者對健力寶品牌同樣缺乏應有的清晰思維，最后的結局是迷失在品牌叢林中。

而營銷模式的落后與缺乏實際求是的思考是健力寶在李經緯時代、張海時期都陷入不同的市場困境的相同原因。

李經緯缺乏對健力寶戰略性營銷模式的思考并采取有效措施，而張海則是對健力寶的戰略性營銷模式進行了誤判，采取了錯誤的合作伙伴制營銷模式，從而讓企業的渠道體系極度不穩定，不順暢，缺乏效率。

第五、資本問題

健力寶其實從來就不乏資本的青睞，只是在后來的資本光顧時，它已經越來越成為資本魚肉的對象，而不是借助資本的力量實現品牌的更大提升和企業的騰飛。

李經緯時代完全有條件像其他國有企業一樣通過國內包括香港股市去圈錢，從而為自己套到發展資金，但李經緯因為個人的喜好等諸多原因而將機會拱手讓出，一而再，再而三地失去上市圖錢的機會。

不過，即使健力寶即使實現了上市圈錢的目的，以它的經營水平，最終也仍然會如其他國有企業一樣，陷入經營困境而張海本身是一個資本炒家，通過資本的手段獲得健力寶的控制權，最后又因為資本的原因而被迫下臺。張海在健力寶的資本運作不是一個實業家的資本運作，而是一個資本玩家的運作。健力寶為扭轉乾坤采取了一系列的的變革措施。

首先的變革措施便是健力寶的改制，在被浙江國投收購后，健力寶就從“國字號”變為“民字號”了。改革和管理向來就是企業發展的兩大主題，二者是相互促進相輔相成的。改革是為了建立更好更完善的制度，而管理是使改革得以順利推進的手段。但如果沒有好的執行與管理，那改革僅僅流于一紙空文，而毫無意義。健力寶便是如此。1997年秋天，健力寶在香港聯合交易所上市的方案行將通過，三水市政府以“沒有香港暫居證，因而不得購買H股原始股票”為理由，拒絕批準經營團隊購買股票，李經緯一怒之下，放棄上市。1999年，李經緯提出在公司內部實行員工股份合作制的方案，由管理層自籌資金4.5億元買下政府所持有的股份，方案被政府否決。

健力寶本次回歸一線城市也是一次改革，這似乎經過深思熟慮的，如果說包裝上和原先的健力寶有所區別的話，健力寶對自身產品的定位的變化更大，健力寶將自己定位為“專業的運動飲料”，主要面對愛運動人群，甚至推出一款針對年輕愛運動人士的系列飲料名字就叫“愛運動”，以期獲得年輕人的認同。而中國健康的觀念正在快速的普及過程中，而一線城市城市正是運動和健康概念最為成熟的區域，健力寶選擇這一定位足見其重回一線的決心，而且健力寶一直就是和運動密不可分，常年贊助國家各代表隊，深受專業運動員的喜愛，其堿性弱電解質水能快速補充人體運動流失成份，幫助恢復體能，而就在今年，健力寶更將和國家體育局體育科學研究所合作，利用雙方的優勢開發專門針對青少年的飲料類型，相信其在專業運動飲料的地位將進一步加強，而憑借運動概念回歸一線的策略也將在當年取得重大進展。

健力寶公司改革后也取得了很好的效果。

2002年1月，健力寶集團成功轉制，由國有變民營。新股東控股后，大刀闊斧地進行了改革與調整，新產品不斷推出，業績大幅提升，總資產也從改制前的37億迅速增加到50億。

2002年1月，健力寶集團由國有企業成功轉制為股份制公司。經過了一系列的改革與調整，新產品不斷推出，業績大幅提升，總資產也從改制前的37億迅速增加到50億。2005年10月公司與臺灣統一集團結成戰略聯盟，加快了在國內市場的戰略布局，品牌效益日漸提升。2007年1月8日，健力寶與世界知名飲料巨頭加拿大Cott飲料公司舉行簽約儀式，正式成為Cott的亞太區飲料加工生產基地，健力寶開始拓展海外市場之旅。公司在不斷提高自身發展的同時，在就業、稅收、本地采購、技術引進、人才培養等多方面為地方經濟發展做出了積極的貢獻。統一加盟，銷售額12億元；

2006年：銷售額16億元。2007年：銷售額達成18億元； 2007年1月8日，健力寶與世界知名飲料巨頭加拿大Cott飲料公司舉行簽約儀式，正式成為Cott的亞太區飲料加工生產基地，健力寶開始拓展海外市場之旅。2008年：拿下2010年廣州亞運會贊助權，成為指定運動飲料；

2009年：健力寶亞運啦啦隊全國選拔賽啟動。

新世紀，新篇章。相信在未來，健力寶集團將進一步突出主業，以做“代表中華民族文化的企業品牌”為崇高奮斗目標，以健康產業為龍頭，以打造百年民族品牌為己任，致力于建設一個強大的健力寶產業王國，再創民族飲料的新輝煌。

健力寶的大起大落，浮浮沉沉讓我們也學到的只有改革創新才是企業發展壯大的唯一出路。

第四篇：化工概論結業論文

化工概論結業論文

在聽過十一節化工概論后，我對化工有了更深入的了解，發現到自己以前認識的膚淺，也對自己未來的就業方向也有了深入了解。

有一種根深蒂固的概念，高耗能，高污染，因為電視電影里出現的化工廠總是烏煙瘴氣，一片荒蕪，而且新聞報紙上也總是報道什么這個化工廠泄露，那個化工廠爆炸，所以給人印象很不好。我是第一專業錄取的，在報這個專業時，看上的是川大在這專業全國上的排名，母親則很阻攔，怕傷身體。自己這抱著一種試試的心態，如果傷身體就業也不用非去化工廠，綜合能力也可以在就業后再培養。但在上完化工概論后發現自己以前的認識是有誤的。

第一節課梁冰教授就改變了我們固有的認識。在現代化的化工廠中是沒有排著黑煙的煙囪，和噴涌著刺鼻液體的廢水管，像國際型的大化工企業如杜邦，道化學這類以創新為支柱的企業。像杜邦的口號是“創造科學奇跡”，可見只有生產的企業是不會強大，也是走不遠的。之所以沒有廢氣廢水一是治理的好，另一個就是原子經濟，把原料的每個原子都利用到，制成產品，既節約了經濟，又沒有廢料的產生一舉兩得，在化工里面是沒有廢料的，正如名人所說，垃圾是放錯位置的財富。綠色化工，環境友好型化工才是化工人的真正追求。在糾正了我們的疑慮后，就是我們擔心的就業問題，現在大學生人數多，就業崗位少，待業再就業的人數給畢業大學生帶來了不少壓力，盡管我們出于名校，但是缺乏工作經驗成為了我們就業的最大劣勢。雖然我決定走讀研的路線但是大學生這方面的普遍問題我也想了解的多一點。授課老師給我們看了近幾年的就業情況，專業的就業情況分為紅黃綠牌，化工是就業形勢比較好的專業，是綠牌，更讓我竊喜的是那些高分錄取的專業像是數學，物理，這些純理論就業形勢很是嚴峻。那些擠破頭想要進的專業大學后卻要待業，這些同學可能會難以接受這樣的事實。

說到化工會讓人聯想起什么？落后貧窮的國家？在學地理時，工業是第二產業，發達國家則是服務，旅游這樣的第三產業占GDP35%以上才算發達國家。化工已經不再是新興行業在經過一兩百年的發展，給人感覺好像已經處在衰落之中，可能這并不是大學生真正關心的，可這是想要成為一個科研工作者最關心的事情，他關乎到我們能在這個領域有什么發展，能為這個社會做些什么。但在教授的講解后我才發現，我的認識是多么膚淺，雖經歷了數百年的發展但它依然是朝氣蓬勃的，精細化工，環境化工，這些都是科學的前沿，企業需要高純度的物質，純度的高低決定著產品的優劣，不是每個工廠都能生產出高質量的產品，這就形成了你有技術，就是產品壟斷，價格自然是你說了算?，F在化工生產中還有許多技術難題，想合成中的中間步驟，化學反應的逆反應，都是沒必要的資源浪費，解決了便能給國家，給企業帶來極大地財富，這些難題都需要我們去做。西部開發，西南部開發，南海、黃海的開發，怎么開發就是發掘這些地方的資源，礦產，石油，天然氣，煤這些都需要化工作為基礎。像海洋中的石油，我們是無法直接利用的，只有通過一系列的化工反應得到我們需要的物質，才能成為財富，沒有先進的化學工業作為基礎，我們怎么能發展起來？四川是處在遠離海濱的內陸，不是商業中心，但卻是磷礦大省，沒有化學工業的基礎，是難以發展的，這就是我們為什么還要孜孜不倦的發展化工的原因。

現在中國正處高速發展的時代，正在趕超歐美發達國家。每年的GDP以8%增長化工行業功不可沒，但我們的化工也進入了瓶頸時期，要從生產大國發展轉型為創新大國。創新時代是我國化工發展的新時代，這也需要我們這類的創新型人才。

在這一學期的化工概論的學習后，我對自己的未來充滿了信心，那些想要轉專業的同學，我將極力挽留，離去便是遺憾?，F在擺在我們化工人眼前的首要任務是好好學習努力完善自己，將自己打造成創新型人才為我化工填一份力。

第五篇：土木工程概論結業論文

鐵路工程簡述

姓名： 學號： 班級： 課程：

鐵路工程簡述

1825年9月27日，世界上第一條行駛蒸汽機車的永久性公用運輸設施，英國斯托克頓——達靈頓的鐵路正式通車了。在盛況空前的通車典禮上，由機車、煤水車、32輛貨車和1輛客車組成的載重量約90噸的“旅行”號列車，由設計者斯蒂芬森親自駕駛，上午9點從伊庫拉因車站出發，下午3點47分到達斯托克頓，共運行了31.8公里。

斯托克頓——達靈頓鐵路的正式開業運營，標志了近代鐵路運輸業的開端。鐵路以其迅速、便利、經濟等優點，深受人們的重視。

鐵路的基本發展趨勢

鐵路作為陸上運輸的主力軍，在長達一個多世紀的時間里居于壟斷地位。但是自本世紀以來，隨著汽車、航空和管道運輸的迅速發展，鐵路不斷受到新的浪潮的沖擊。為了適應社會和經濟發展的需要，適應貨主和旅客——安全、準確、快速、方便、舒適的要求。各國鐵路紛紛進行大規模的現代化技術改造，同時改革運輸組織工作，積極采用高新技術，在重載、高速運輸和信息技術方面取得了新的突破，再加之現代管理和優質服務以及鐵路的區域聯網、洲際聯網，使鐵路增添了新的活力，在陸上運輸中仍繼續發揮著骨干作用，在現代化運輸方式中占著重要的地位。

各國鐵路客運發展的共同趨勢是高速、大密度，擴編或采用雙層客車。采用動車組和電力機車牽引旅客列車是實現客運高速化的重要條件。輕軌交通將倍受青睞，因為它是改善城市交通環境、最富有生命力的一種交通工具；市郊鐵路與地下鐵道、輕軌鐵路緊密合作，共線、共站，共同組成大城市的快速運輸系統，這是各國解決人口密度較大地區客運繁忙的有效措施。在未來的鐵路發展中，大城市快速運輸系統將同全國鐵路網連接，緊密配合，形成客運統一運輸網。

在貨物運輸方面，集中化、單元化和大宗貨物運輸重載化是各國鐵路發展的共同趨勢。重載單元列車是用同型車輛，固定編組、定點定線循環運轉，首先用于煤炭運輸，后來擴展到其他散裝貨物，對提高運能，減少燃油消耗，節省運營車、會讓站、乘務人員等都有顯著效果，經濟上受益很大，如美國鐵路貨運量有60％是由單元列車這種方式完成的。俄羅斯曾試驗開行了重量為43407噸的超長重載列車，列車由440輛車組成，全長6．5公里，由4臺電力機車牽引，情景十分壯觀。

現代鐵路的列車性能已趨于能源和維護費用的極限。旅客列車的速度受到安全的約束，貨物列車的重量也已達到橋梁和線路的活載極限。鐵路的軟件革命即改進管理與控制，可使鐵路的技術設備發揮更高效能。由電子計算機、光導纖維、數字技術構成的信息系統，將改變傳統的通信、信號兩個領域的關系。發展的趨勢是以計算機聯鎖，取代目前的電氣—機械聯鎖。另外，自動排列進路，可使密集列車運行作業最優化，并使調度員擺脫人腦速度和能力的限制。

在電氣化鐵路上，采用最高用電量控制技術，即在峰值時，可自動地暫時切斷采暖等用電，以保證正常牽引用電。目前，日本及西歐各國大部分電氣化鐵路都采用了遠動系統。這種系統的發展過程是：從有接點的繼電系統，到無接點的半導體電子系統，直至電子計算機控制系統。

在硬件方面，各國都在加強鐵路機車車輛的技術改造。隨著內燃機車代用燃料的出現，對傳統內燃機車發動機重新優化已成必然，目前，大部分電力機車采用直流串勵電動機，這種電機盡管有良好的牽引特性，但易發生空轉。采用交流電力機車已是

發展方向。

對于貨物車輛來說，除采用大型貨車外，在降低貨車自重，提高軸重或增加軸數等方面下工夫。對于客車來說，為了達到高速化的目的，重在發展輕型化車輛。轉向架的結構、車體的結構都在向輕量化發展。

隨著新材料的不斷涌現，耐大氣腐蝕的耐候鋼、熱鍍鋅鋼板等金屬材料，玻璃鋼、泡沫聚氨酯、合成纖維布等聚合材料以及精密陶瓷材料，還有光導纖維、超導材料都逐步在鐵路機車車輛、集裝箱、線路、隧道、橋梁、通信以及接觸網等各方面被普遍采用。

可以預見，隨著高新技術的發展和應用，鐵路將重新煥發青春。

世界高速鐵路的發展

日本、法國、德國是當今世界高速鐵路技術發展水平最高的三個國家。高速鐵路的實際應用發源于日本。1959年，日本國鐵開始建造東京至大阪的高速鐵路，并在1964年開通，全長515公里，時速210公里，稱為東海新干線。隨后向西延伸，于1975年開通至岡山，1975年開通至終點站博多，大阪至博多稱為山陽新干線，全長1069公里。

1982年，大宮至盛岡間465公里的東北新干線開通，同年11月，大宮至新瀉間的上越新干線也開通運營。1970年，日本制定“全國新干線鐵路網建設法”，1972年日本運輸省又規劃了五條新干線：北陸新干線（東京-大阪-富山）、東北新干線延長線（盛岡-青森）、九洲新干線（博多-鹿兒島）、長崎新干線（博多-長崎）、北海道新干線（青森-札幌）。法國高速鐵路稱TGV(Train a Grande Vitesse 法文超高速列車之意）。法國國鐵（SNCF）從1950年開展高速鐵路技術研究，1955年研制的樣車試車，就創造了當時的世界最高記錄-時速331公里，使人們看到了這一技術的發展前景。

法國高速鐵路實際運營開始于1967年，稍晚于日本。但法國國鐵不斷改進，使TGV的速度不斷創新，1981年，一列由七節車廂組成的TGV列車創下了時速380公里的新記錄。1990年，第二代TGV列車又以515.3公里的時速刷新了世界記錄，沖破了被稱為極限的375公里時速，使TGV成為法國人日常生活不可缺少的一部分。

1972年法國完成了編號為TGV001的原型列車，最高時速318公里。1981年第一代TGV-PSE創造了時速380公里的記錄。1990年，一列由兩輛動車、三輛車廂組成的第二代TGV Atlantigue以515.3公里時速創造了新的世界紀錄。

法國TGV線路目前分為三部分：巴黎東南線（TGV PSE），由巴黎至里昂運行3小時50分，時速260公里。大西洋線（TGV Atlantigue）,由巴黎通往大西洋岸,時速300公里，載客由第一代368人提高到485人。后續線路包括TGV Nord、TMST、PBKA。TGV Nord從巴黎到里昂并穿越英倫海峽進入英國。另有支線到布魯塞爾，并將延伸至阿姆斯特丹、科倫、法蘭克福。TMST 由巴黎至倫敦。PBKA是由法國、德國和比利時巴黎到布魯塞爾到科倫的線路，后來荷蘭也加入，延伸至阿姆斯特丹。

德國高速鐵路稱為ICE（Inter City Express）。1979年試制成第一輛ICE機車。1982年德國高速鐵路計劃開始實施。1985年ICE的前身Inter City Experimiental首次試車，以317時速公里打破德國鐵路150年來的記錄，1988年創造了時速406.9公里的記錄。1990年一臺機車加13輛車廂的ICE列車開始在Wurzburg-Fulda高速鐵路試運行，時速為310公里。

1992年德國鐵路以29億馬克購買了60列ICE列車，其中41列運行于第六號高速鐵路，分別連接漢堡、法蘭克福、斯圖加特，運行時速200公里。目前，德國已建成高速鐵路1000多公里，到2000年，德國計劃建成11條高速鐵路。

中國鐵路的現狀分析 機車車輛篇

我國的機車車輛整體技術較世界先進水平差距大，特別是許多關鍵技術遠遠落后于發達國家。在客車速度方面，時速300公里的高速鐵路成套技術至今還是空白；在貨運重載方面，先進國家早已掌握開行2萬噸單元列車的成套技術，我國目前重載列車大部分在5000噸左右。在機車傳動方面，發達國家已普遍使用三相交流傳動技術，我國目前處于開發試驗階段。我國機車車輛的數量、品種、功能不適應現代化運輸發展的需要，尤其是在標準化、系列化、模塊化、信息化方面與發達國家相比存在明顯的差距。我國技術裝備的運用和維修成本較高，以機車為例：俄羅斯電力機車大修周期為230萬~240萬公里，法國電力機車大修周期為400萬~450萬公里，而我國目前僅為120萬~160萬公里，大修周期比國外短2~3倍。我國旅客列車的平穩性、舒適性差距明顯，貨物列車重載技術和專用車水平較低。

承認差距正是為了縮小差距。鐵路跨越式發展背負著這樣的歷史責任：把差距、不足轉化為前進的動力。推進跨越式發展兩年來，鐵路機車車輛現代化取得了重要進展：我們已經成功引進了時速200公里動車組技術、大功率交流傳動電力機車技術，成功試制了23噸軸重通用貨車樣車，按時速120公里技術要求，完成了2萬輛既有貨車的提速改造，進行了自主研發裝備的試驗和運行考核。

基礎設施篇

我國近年來線路等基礎設施的發展成效顯著。如鋼軌不斷重型化并不斷增加重軌比重；鋼軌材質進一步優化，鋼軌強韌性、耐磨性能大大提高；解決了超長無縫線路的一系列技術難題；大量鋪設提速道岔；采用新技術處理路基、橋隧病害；工務檢測設備、大型養路機械的制造和使用取得明顯成效。但與先進國家相比，我國的基礎設施還存在很大差距。如線路標準偏低，曲線半徑過??；線橋結構與高速度、大軸重、高密度行車的矛盾突出；工務工程作業手段、養路機械化有待完善。

通信信號篇 我國鐵路信號技術與發達國家相比，還存在較大差距，如機車信號未達到作為行車憑證的主體信號的安全可靠程度；無線列調在全路雖已普及，但仍存在場強的覆蓋率低和頻率不統一問題；列車運行監控裝置監控功能不完善，在可靠性、準確性、穩定性方面還不理想；鐵路專用通信設備水平落后。既有線路上使用的均是模擬設備，不同的業務使用的設備彼此間相互獨立，造成行車指揮信息資源不能共享，維修檢修困難，只能采用預防維修模式。承載地車安全檢測、控制信息的專用移動通信平臺基本上是空白；信息移頻、交流計數、自動閉塞制式落后，超期嚴重，故障較多，移頻自動閉塞不具備斷軌檢查功能，有些提速區段仍采用三顯示方式?？傊?，我國鐵路通信信號系統自動化程度需進一步提高，目前還不能生產適用于時速200公里以上的客運專線和高速鐵路的列車運行控制系統，調度集中（CTC）剛剛起步，尚處在研發和應用的初級階段。近年來，特別是鐵路跨越式發展以來，我國鐵路通信信號技術取得了很大進展，已實現了以機械信號為主向繼電技術為主發展的現代化技術改造，目前正向微電子技術發展，現有的設備除個別為引進國外產品外，絕大部分實現了國產化。

我國新一代調度集中系統（CTC）建設應用取得突破，2004年4月份，新一代CTC在西寧--哈爾蓋段正式投入運用，實現了列車進路和調車進路的集中自動控制，17個車站中的10個實現了行車崗位無人化。

路網篇

鐵路路網是鐵路運輸的重要基礎設施。鐵路路網的規模、結構和質量，不僅直接反映出一個國家鐵路的發展水平，也深刻地影響著一個國家鐵路甚至整個國民經濟的發展速度。世

界各國鐵路發展史，集中體現為鐵路路網不斷優化和發展，謀求路網規模、結構、質量和諧統一的歷史過程。

伴隨鐵路在全球范圍內的復興，人們逐步認識到路網在鐵路發展和國民經濟發展中具有基礎地位和重要作用。因此，許多國家制定了長遠路網總體發展規劃，指導鐵路建設和發展。如德國有“Netz21”路網發展規劃、法國有“高速鐵路總體計劃”、意大利有“T型高速路網規劃”、曰本有“整備新干線計劃”、印度有“統一軌距工程”等。這些長遠規劃，明確勾勒出通過優化和發展路網，實現以高速、重載、安全、高效為主要方向的現代鐵路發展趨勢。

在路網的優化和發展中，各國都將改造既有線作為一篇大文章。無論是英、美、德、法等路網結構比較完善的發達國家，還是眾多發展中國家，都紛紛加大既有線投資改造力度，提升既有線路能力。各國通過提高線路技術標準、強化線路結構、實施電氣化改造和編組站自動化改造等，對線路基礎設施進行全方位和全面改造。如英國鐵路線路公司制定了10年基礎設施改造計劃，計劃將客運能力提高30%，貨運能力提高2倍。美、德等國也以提高速度為主，長期致力于路網基礎設施改造。

在改造中，各國把一些“瓶頸”、擁堵區段和繁忙干線作為重點區段，通過單線改復線、實施電氣化改造等措施大大提高線路運輸能力。如曰本、法國、美國等許多發達國家鐵路主要通道已經實現了四線甚至多線，客貨列車分線運行，使運輸效率大大提高。俄羅斯以鐵路電氣化為主要方向，不斷提高運輸能力。各國鐵路還通過改造曲線半徑、更新鋼軌、更換道岔、延長車站到發線、更新信號設備等措施，不斷強化線路結構，適應高速重載的要求。

在改造既有線的同時，各國也積極適應國土開發和扶助貧困地區需要，適應資源開發和新經濟區的建設發展需要，適應經濟全球化和區域經濟發展需要大力修建新線。新線建設的主要方向是修建高速客貨運專線和城際鐵路，發展國際聯運不斷完善路網布局，謀求路網規模的擴大和路網質量的提高。

新線建設中，尤以客貨運專線建設引人矚目。幾乎所有發達國家都建成了高速鐵路網絡，有了成熟、可靠的高速路網技術支撐。曰本已形成以幾大新干線為主的全國高速干線網，為曰本經濟高速增長起到重要作用。但曰本推行開發建設新干線的腳步還在繼續。法國將發展高速鐵路作為一項基本國策和重大戰略，在推動高速路網通車里程不斷擴大和高速列車開行密度不斷加大方面始終堅定不渝。德國、美國高速鐵路發展同樣如火如荼。

無論改造既有線，還是修建新線，各國都著眼鐵路長遠發展不斷完善路網布局，提升路網效率。如俄羅斯、法國等國在新線建設中，合理規劃，圍繞資源開發和貧困地區發展設計鐵路線路，帶動區域經濟發展。英國則通過撤并一些小站，調整站車布局，提高路網質量，提高線路通過能力。

伴隨各國經濟發展和城市化進程加快，鐵路也開始在城市軌道交通體系中扮演重要角色。一是通過構建完善的市郊鐵路網，在特大城市郊區形成完善的客運軌道系統。二是在客流較大的地區修建市郊客運專線。法國市郊鐵路占法國國鐵總客運量的65%。德國在13個城市修建了城市快速鐵路，分別承擔了德國鐵路總客運量和短途客運總量的66%和74%。

適應國際間貿易深入發展，發展國際聯運也成為各國鐵路路網發展的重要方向。北美、俄羅斯、歐盟國家鐵路公司通過跨國合并發展和優化路網，在國際間經濟往來中承擔起重任。

客運篇

以客貨分線，提高列車速度為主戰略。

列車速度是一個國家鐵路技術水平的最重要的標志。速度和價格是人們在選擇交通工具時首先要考量的因素，也是交通工具占據市場的有力砝碼。經過市場的檢驗，提高列車的速度成了大多數國家走出鐵路發展低潮期的一個必然選擇。

在提高客運速度時，首先要加以考慮的是客貨分線。因為，客貨混跑同一線路，由于貨運與客運所需開發、增強的技術不一致，在線路的建設和維修上產生了矛盾；由于線路的單一，在運輸安排上又會互相干擾。這樣，客貨混跑不僅不能提高運行速度、增加車行密度以及發展重載運輸，反而會讓運輸安全受到嚴重影響。這就是發達國家共同選擇客貨分線運輸的客觀原因之一。這種決定最根本的原因是客運專線列車最小行車間隔可達3分鐘，列車密度可達每小時20列，理論上每小時最大運輸能力可達2×32000至2×36000人，能夠實現大量、快速和高密度運輸。為提高服務質量和運輸效率，發達國家都確定了在繁忙干線實行客貨分線運輸的技術政策和發展方向。目前，法國的客貨分線運輸里程占路網總里程的32%，德國占19%，英國目前正將4條干線改造為客運專線。從發達國家實踐來看，客運專線取得了非常好的社會和經濟效益。如法國3條客運專線每年輸送旅客各2000多萬人次，曰本4條客運專線自開業以來客運量增加6倍多?？拓浄志€的目的之一就是提高運輸速度，有了客運專線，客運的高速化和快速化也就理所當然地成了各個國家提高客運運輸效能的共同話題。1964年，第一條高速鐵路---東海道新干線在曰本誕生，這意味著世界鐵路高速化開始形成了氣候。1981年，法國第一條高速鐵路---東南新干線開通，巴黎至里昂間開始行駛高速列車。1990年，法國創造了時速515.3公里的高速鐵路世界紀錄（這個紀錄一直保持至今）。在德國，鐵路為了保住所占的客運市場份額，近二三十年一直以提高旅客列車速度為主要戰略，1991年，德國兩條高速鐵路相繼開通。1992年，西班牙首條馬德里至塞維利亞高速鐵路開通。

未來中國鐵路的發展

火車作為五大運輸方式(鐵路、公路、水陸、航空、管道）之一,在當今的運輸業務中占了重要地位!它充當了旅客、貨物長距離運輸。又由于鐵路運輸安全、迅速、不易受天氣影響、對環境的影響遠小于公路和航空。但目前隨著大眾時間觀念的提高，鐵路運輸也面臨巨大的挑戰。然而中國國情的特殊性（中國農村人口及外出打工者多）而鐵路的票價又比航空便宜，使鐵路運輸在長距離旅客運輸中比航空要承擔更大比例的運輸任務。這也在一定程度上給鐵路運輸增加了困難！

雖然中國鐵路經歷了五次大提速，但速度仍然無法滿足運輸的需要。以前鐵路自稱為“鐵老大”，但隨著經濟的發展，鐵路面臨的其他運輸方式的挑戰也越來越大。我們要從以前的“酒香不怕巷子深”改為“酒香也需勤吆喝”，這就需要我們提高鐵路服務質量！而提高鐵路服務質量，最關鍵的就是提高鐵路運輸速度！我們經歷了鐵路提速，而現在以提速來提高服務質量是很困難的。原因就是提速越來越難！為什么？ 因為我國目前主要是客貨車混跑。中低速客車混跑，這就給提速帶來很大的困難。貨車遇到客車要給客車讓路，低速客車要給中速列車讓路，我們稱之為會讓和越行！

為解決這種情形，我國要發展高速鐵路！高速鐵路又稱客運專線。即這樣的線路上只跑客車，而且速度都在200km/h以上。這與我們現在130km/h左右是一很大的突破！到2020年我們將建成全國四縱四橫的高速鐵路線！具體是京哈客運專線（北京至哈爾濱1880公里）京廣客運專線（北京至廣州2230公里）京滬客運專線（北京至上海1300公里）杭州-寧波-深圳客運專線1600公里。四橫是：青島-濟南-石家莊-太原客運專線770公里、徐州-鄭州-洛陽-西安-蘭州客運專線1400公里、南京-武漢-重慶-成都客運專線1900公里、杭州-南昌-長沙客運專線880公里。除此外，還有單線鐵路線改為雙線鐵路線。磁懸浮列車、地鐵也被運用到運輸中。這給我們鐵路運輸一個很好的發展形勢！

到2020年，我國鐵路營業里程達100000公里。其中：客運專線12000公里、復線（雙線）50000公里、電氣化50000公里。