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必修2 第二章 《流程與設計》學習資料
學習目標
⒈知道什么是流程，理解流程的含義，抓住流程的兩大特征——環節和時序。
⒉學習閱讀簡單流程圖，能找出流程中的關鍵環節，能畫出簡單流程圖，能指出環節和時序在安排上的優缺點。
⒊知道流程中的環節有顯性和非顯性之分，理解研究內在屬性與規律是流程設計應考慮的基本因素，掌握畫流程設計框圖的一般方法。
⒋理解流程優化的意義，能解釋流程的改進與設備、材料等之間的關系，能概括某種簡單生產流程優化過程中所應考慮的主要問題。
⒌能對生活、生產中的簡單對象進行流程設計或流程的改進設計，并用文字或圖表說明流程設計方案的特點，或者流程的改進方案的優越之處。
學習內容
小麥聯合收割機的工作順序是收割、脫粒、分離、清洗、集糧，這是不可顛倒的。從這個簡單事例出發，我們可以想到，完成任何一件事總有一定的順序，并且順序的安排往往還有講究。
流程就是做事的順序。科學合理的流程就是高效率、就是高質量。用科學合理的流程安排生活和生產，生活將變得更加美好，生產將變得更有效率。科學合理的流程并不是自然而然的，它是人們不斷實踐、不斷探索、不斷設計、不斷改進的結果。
一、了解流程
⒈實例簡介
⑴馬鈴薯的播種流程：第一步，切種；第二步，布種；第三步，掩種。少一步行不行？
⑵沖印照片的工作流程：①沖片：感光膠片 底片；②印像：底片 照片。
⒉流程的含義
⑴環節：活動或事件在其發展的過程中，依據某種特征或方式，可將該過程分解為若干個小過程，稱這些小過程為環節。如：上面的切種、布種、掩種環節，沖片和印片環節等。
⑵時序：過程的經歷中，各環節按照一定的時間順序先后出現、完成。這種時間順序關系，稱為時序。如：先切種 再布種 后掩種。
⑶流程：具有以上兩大特征（關鍵點）的過程，即若干環節隨著時間的變化，依序完成的進流程，稱為流程。
二、流程分析
㈠典型案例分析
⒈生活與流程——洗衣機工作流程分析
⑴洗衣機的工作原理
電動洗衣機是利用電能驅動，依靠機械作用洗滌衣物的器具。波輪式洗衣機的洗滌原理：抽吸作用和滲排作用；翻滾和沖刷作用；波輪的換向與暫停作用。（磨擦、揉搓、化學作用等）
⑵洗衣機工作的基本環節
洗衣過程包括：洗滌、漂洗、擰干三個環節。對洗衣機來說，相應的有洗滌、漂洗、脫水三個功能。這三個功能能否自動進行轉換，是我們區別洗衣機為普通型、半自動型和全自動型的依據。
基本環節：進水、洗滌或漂洗、排水、脫水（甩干）。
⑶多種選擇巧安排
根據衣物臟污程度、洗衣的多少、布料等可選不同的程序。
程序有：標準程序、經濟程序、單獨程序。
水位：高、中、低、少量4種水位。
水流強度選擇：標準、輕柔。
⑷洗衣機工作的時序
表述流程的圖形，稱為流程圖。
⑸分析
以上流程圖表述了：
①基本環節，如前面確認的4個。其中，注水、排水、脫水環節各調用三次，洗滌加漂洗共用了三次。這是設置一次洗滌、二次漂洗所需要的。
②流程的時序，具有以下特征：
先注水 …… 經排水 再脫水；先洗滌 后漂洗。
這說明了什么？
環節雖然可按需調用，但環節出現的時間順序，即時序，要遵照各環節的功能與性質排好先后，有些環節不可倒置。如不可先漂洗，后洗滌；不可不經排水，就脫水；不可未經脫水，就漂洗等。
③選擇與設定，包括水位、水流強度、洗滌程序的3項內容；在注水同時，加入洗衣粉。
⒉生產與流程
奶粉生產工藝流程分析（略）
㈡識讀流程圖
⒈下圖是合成氨生產工藝的流程圖
第一，由圖可以讀出合成氨生產流程包括以下環節和時序：
①先進行原料氣（N2、H2）的制取——制取環節；
②氣（N2、H2）的凈化、除雜質——凈化環節；
③用壓縮機壓縮（至高壓狀態）——壓縮環節；
④氨合成——合成環節；
⑤最后進行氨的分離，得到濃氨并將未完全反應的N2、H2送回合成塔，再循環加工利用——分離環節。
五個環節完成后，得到的是合成液態氨。
第二，流程圖既含括了物質的反應、變化的過程，又含括了相關的必要條件，如溫度、壓強、催化劑等。即流程圖表達了合成氨的反應原理與條件，如
N2+H2 2NH3+Q
過程與條件一并具備、一并發生，保證了整個生產流程的完成。例如，用壓縮機壓縮凈氣N2、H2，就是為了造成氨合成所需要的高壓條件。因此，壓縮就成為工藝流程中重要環節的一個。
⒉中醫診斷的工作流程圖
望整體（神色、形態）； 聽，包括發聲、語言、問寒熱、汗、周身、 脈診和接診
望局部（頭頂諸竅、 呼吸、咳嗽、嘔吐、 飲食口味、二便、睡
皮膚、毛發、排泄物、 呃逆、噯氣、腸鳴、 眠、經帶、小兒病情
小兒指紋） 兒啼；嗅氣味，包括 等
病體氣味、官竅氣味、
排泄物和病室氣味
⒊識讀流程圖的要點
⑴找流程的環節，明確每個環節的功能和作用；
⑵弄清流程中時序的體現與特征；
⑶流程是技術的核心概念之一。不同的流程，產生的效益往往不同，“理解流程就是質量”、“流程就是效益”等。
二、流程設計
⒈流程設計的基本要求
設計一個技術活動的流程，最主要的要求是要根據該項活動的內部工作原理及變化規律，科學地安排活動的環節及時序，以達到預期的目的。其具體要求有如下幾點：
⑴提高效率。經常是通過節省時間來完成的。
⑵提高質量。主要是合理地安排環節。
⑶保證安全。在每個環節上都要對可能出現的安全隱患做詳盡的考慮，并要有保證安全的可靠措施。
⑷節省資源。
⑸提高管理水平。
⑹提高經濟效益。
⑺其他，如注意環保等。
⒉流程設計應該考慮的基本因素
⑴實際流程設計的兩種情形
第一種，流程的環節是顯性的，即流程的進行、發展規律比較容易看出來，比較容易描述。
例如，在醫院看病的流程，它的環節、時序是顯見的，雖可有多樣組合，但都是比較容易設計的。
第二種，流程的環節不是或不全是顯性的，即需要經過大量試驗和較長時間的探究后，才能得到它的內在屬性和規律，從而得出流程應包含的基本環節與時序，設計出較為成熟的、合理的流程。
例如合成氨的工藝流程，它是經過了多位化學家上萬次的試驗，才得出在600℃，20Mpa條件下合成出氨的試驗結論，但轉換率比較低，僅有2%~8%；后來，又經過不斷試驗，才得出現在工業生產上使用的、較為成熟的合成氨的工藝流程。
⑵流程設計應考慮的基本因素
任何活動、事件的流程設計，都要對該活動、事件本身進行深入分析，研究其內在的屬性與規律，在此基礎上把握流程設計的環節與時序，做出科學的流程設計。研究內在屬性與規律，就是流程設計應該考慮的基本因素。
⒊流程設計的步驟
第一步：首先要明確設計的目的和任務，明確流程所應遵循的內在變化規律。
第二步：要分析現有材料、設備、資金、人員、工藝和環境等因素。
第三步：列出流程涉及的主要事項，并進行初步的排列。
第四步：分析各事項（步驟）之間的先后順序，合理地安排流程的時序和環節。
第五步：選擇一個合適的表達方式畫出流程圖，對于有嚴格時間的時序，要標注時間。
注意：流程設計的基本要素是環節和時序。
⒋流程的表達
文字表達，表格表達，圖示表達。
流程圖中最常用的形式是框圖，因為這種形式既簡單又明確。
⒌學畫流程設計的框圖
畫流程設計框圖的一般方法：
⑴根據對事物的內在屬性和規律的分析，以及有關的考慮，將流程的全過程，按每個階段的功能、作用的不同，分解為若干小過程——環節，并用方框表示環節。
⑵按照每個小過程應該經歷的時間順序，將各環節依次排開，并用箭頭線連接起來。
⑶對某環節，按需要可在方框中或方框外，作簡單注釋，也可不做注釋。
三、流程的優化
⒈流程的優化及目的
⑴流程的優化
在設計和實施流程的過程中，經常需要進行不斷的修改和完善，這種對流程修改的過程，叫做流程的優化。
⑵流程優化的目的
既然是優化，就是要做得更好。也就是要進一步提高工作效率、進一步降低成本、降低勞動強度、節約能耗、減少環境污染、保證安全。
⒉流程優化的內容
一般流程優化的主要內容有：工期優化、工藝優化、成本優化、技術優化、質量優化等。對一個流程的優化，可以是整體的全面優化，也可以是對某一個指標進行優化。經常會有這樣的情況發生：某一個指標得到了優化，而使另外的指標下降了。比如，技術優化，可能使成本提高。成本優化了，也可能使質量下降。因此，在進行流程優化時，要綜合平衡，以取得整體優化的成效。
當然，實際工作中的最優化問題不都是這樣簡單，我們只是要大家知道，在流程設計中，經常會碰到最優化問題。因為，沒有優化，就不可能進步，優化是技術工作的永恒主題。
⒊流程優化的條件
要進行流程的優化，必須具備一定的條件。這些條件包括：
⑴內部條件：對流程內在機理的深入了解。比如對洗滌原理的了解，就會在流程中安排兩次漂洗；
⑵外部條件：設備和工藝水平的提高或完善。比如，只有在具備鍛壓設備時，才可能將法蘭盤的加工改為少量切削加工；
⑶人員技術水平的提高。
四、習題
⒈洗衣機去污機理如何？不用洗衣粉的洗衣機知多少？
答：洗衣機的總功能是洗凈衣物，去污是核心。加洗衣粉去污，是幫助水流將污垢從衣物上分離下來。要想不用洗衣粉，仍要洗凈衣物，那就要針對“分離”（污垢與衣分離），尋找新的技術手段——洗凈衣物流程的新機理。
⑴超聲波洗衣機：通過超聲波在衣物之間不斷產生微小的真空泡。真空泡在破裂時，會產生沖擊波。它將衣物上的污垢從衣物上分離下來，起到去污作用。
⑵電磁去污洗衣機：洗滌頭上裝有電磁圈。通電后，電磁圈發出微振。在快速振動下，污垢以及附著物迅速與衣物分離。
⑶活性氧去污洗衣機：利用電解水產生的活性氧來分解衣物上的污垢。
⑷臭氧洗衣機：將臭氧泵放在洗衣機中。臭氧分子可以分解衣物沾染上的塵埃和污垢中的有機物分子，并將其溶入水中，從而將衣物洗凈，而且，污水經過濾后，還可多次循環使用。
⑸離子洗衣機：在洗衣機內安裝離子水發生器，把普通自來水分解為離子水。離子水的高滲透性及離子獨有的對污漬、灰塵的分解作用和吸附作用，將衣物洗凈。離子洗衣機，省電又省水。
⒉不用洗滌劑的洗衣機的工作流程，相對使用洗滌劑的洗衣機工作流程來說，其優化主要體現在哪些方面？優化建立在什么條件和基礎之上？
答：⑴減去了加洗衣粉的環節；
⑵減輕了對漂洗環節的負擔。比如，采用一次漂洗便可達到滿意效果；
⑶有利于節水、節電、減少污染，這是獲取效益的重要方面。
其工作流程的優化主要建立在對洗滌機理（去污）的理解以及現代科學技術基礎之上（如第1題中所談到的各種去污洗衣機）。
⒊公共汽車門口寫有“先下后上”的字樣，其道理是（ ）
A．提醒乘客注意安全 B．為了提高速度 C．減輕負荷 D．請乘客遵守流程
⒋關于流程，下面說法正確的是（ ）
A．時序是時間上的先后順序，流程中的時序是不可以顛倒的。
B．流程就是做事的順序，科學合理的流程就是高效率，就是高質量。
C．流程優化往往都是減少環節。
D．對學校有組織、有計劃、有目的進行期末考試工作的安排，嚴格來說并不屬于流程設計。
⒌同樣炒一種菜，若在出鍋前放碘鹽，碘的食用率可達62.3﹪，炸鍋時放碘鹽，碘的食用率僅為18.7﹪。這個事例說明科學合理的流程對生活有什么意義？
A.提高工作效率 B.提高生活質量 C.減少生活中的盲從 D.使生活更為安全
⒍任何一項生產或生活活動都有一定的時序。時序體現了具體活動內容的先后關系，在這種關系中，有些步驟之間的時序是不可顛倒的。下面是郵寄包裹的工作流程，哪一個是正確的流程（ ）
A.包袋密封好；收好回執；交寄；購買標準包裝箱；取郵寄包裹單；填寫郵寄包裹單
B.收好回執；交寄；填寫郵寄包裹單；購買標準包裝箱；包袋密封好；取郵寄包裹單
C.取郵寄包裹單；購買標準包裝箱；包袋密封好；填寫郵寄包裹單；交寄；收好回執
D.包袋密封好；購買標準包裝箱；取郵寄包裹單；收好回執；填寫郵寄包裹單；交寄
⒎一般流程的優化涉及到哪些指標（ ）
A.質量、技術 B.工期、工藝 C.成本、安全 D.效益、個性化
⒏原先，人們到銀行或儲蓄所存取款需要人工填單、記賬等工作，自從引入計算機管理系統后，大大提高了工作效率，請問，這種流程優化屬于（ ）
A.工期優化 B.技術優化 C.成本優化 D.質量優化
⒐任何一項生產和生活活動都有一定的時序，在生產和生活活動中有些步驟的時序是可顛倒的，有些步驟的時序是不可顛倒的，請列舉生活中的時序不可顛倒的事例。（至少四個）
提示：時序不能顛倒的如：在自行車的裝配中，只有先上好輻條才能裝內胎；發射火箭時，先點火，后起飛；煎炒雞蛋時，先放油，后放雞蛋；喝水時先打開瓶蓋，后喝水。
⒑合成氨的生產工藝流程是首先用適當的方法生產出合成氨的原料氣——氮氣和氫氣。氮氣和氫氣的混和氣體在合成塔內500℃和300atm條件下，通過催化劑的作用產生氨氣，再通過氨分離器不斷地把生成的氨分離出來，同時未轉化的反應氣體再進入合成塔循環加工。這就是合成氨的工藝流程。請根據這一描述過程畫出其流程方框圖。
答案：
⒒下圖是水稻種植生產的流程圖。根據你掌握的知識回答下列問題：
⑴把上面的流程圖補充完整。
答：
⑵你自己設計一個流程圖。（只要設計的流程圖合理即可）如：
⒓怎樣辦一份報紙？
答：⑴辦報紙的目的和宗旨。反映中學的要求和愿望，鍛煉中學生的能力，培養學生寫作興趣，進而增強校園活力。豐富校園文化，提高學生的新聞意識與創新能力。
⑵怎樣組織稿源？辦報紙的目的是為學生服務的，學生既是讀者又是作者。對于學生，一定要了解他們需要什么喜歡什么 。通過書面調查、開會討論來了解同學們的需要和愿望。根據調查設置欄目，根據來稿的主要方向確定欄目。通過獎勵優秀文章和設立獎項來激發學生的投稿熱情，發現人才、培養人才，建立長期、專門的撰稿群體，以此為核心，廣泛調動全體同學的寫作熱情。
⑶怎樣編輯？對文稿進行自主編輯是學生自辦報刊的關鍵。在編輯工作上應具備三個重要的意識，即服務意識、引導意識和審美意識。在版面和欄目的設置上需要進行調查、了解學生的趣味和閱讀意向，如校園報紙的主要版面可以設置為：熱點新聞，文學和教育，青春驛站，娛樂和休閑等。在欄目設置方面，也可以預先設置比較多的欄目請學生自主選擇，最后根據調查來確定。在編輯過程中還應有正確的指導思想，即編輯原則：①要注重報紙的整體性、開放性和健康性；②引導正確的情感觀念和價值取向；③關注學生娛樂空間，發揮情緒調節作用。
⑷怎樣與我們的學習生活相結合？學習生活是校園生活的主體，校報自然就要在很大的范圍和較深的層面上來反應學生生活的情況，引導學生在學習生活中的思想狀況和解決學生在學習生活中遇到的問題和困難。這就需要在平時定期或不定期地進行各種活動，收集出現的問題，如設立校園問題意見箱和學習方法交流專刊等方式，使校報真正滲透到學生的日常生活中去。
⒔遠距離輸電的流程示意圖如下：
而不是采取下列流程：
這也是流程的優化，其意義何在？
提示：減小遠距架線困難，節省線材，減少能耗。
根據物理Q=Rt，減小Q的方法：I、R減小，因R=，L不變，ρ不變，這樣R要減小，必然增大S，截面增大，浪費材料，遠距離架線困難。如：I要減小，因為P=UI，P不變，I減小，則電壓U升高。這種辦法可減小能耗，節省材料。但增加了升壓和降壓兩大環節。
⒕交朋友有幾個重要的環節，試編一下交友的流程。（主要環節：朋友、相知、相遇、相識等）
⒖建一棟房屋有以下幾大重要環節，試從工期優化的角度，設計其流程（工期優化就是工期力求最短）。建房的環節：平整場地1天、運沙石水泥3天、澆混凝土地基1天、挖土4天、等混凝土干（養護）2天，運石灰1天、運磚頭2天、砌墻3天、準備屋面材料2天、蓋屋頂2天。
提示： ⑥運石灰1天
平整場 ②挖土4天 ④澆混凝土 ⑤ 養護2天 ⑧砌墻3天⑩蓋屋頂 ⑾
地1天 地基1天
③運沙石水泥3天 ⑦運磚頭2天 ⑨準備屋面材料 2天
注意：抓住主要環節，有的環節可以并行，使工期縮短。
⒗制作一盞臺燈有這些環節：買電器元件2小時，焊底座2小時，做燈罩4小時，組裝2小時，調試1小時。如何使制作臺燈的工期最短？畫出其流程圖。
答案：
① 買電器元件 ② 焊底座 ④ 組 裝 ⑤調試 ⑥
2小時 2小時 2小時 1小時
做燈罩4小時
⒘如圖：某配送（貨）中心的配送線路圖。某配送中心位于A點，現要將一批電視機等家用電器 配送到位于B、C、D處的3家商場，運貨車從A點出發，送完貨后返回，配送線路圖如圖所示。途中帶箭頭的線分別表示兩地往返的方向，數字表示兩地之間的路程（單位：km），途中無箭頭的線表示可往返線路。試設計最優化的配送線路。
提示：此類問題要考慮到各種線路的組合方案，通過計算找到行程的最小值 ，即為最優線路。計算結果如下表：
方 案 線 路 路 程
1 ABCDA 51
2 ABDCA 46
3 ACBDA 59
4 ACDBA 47
5 ADCBA 51
6 ADBCA 58
從表中可以看出，方案2配送線路的路程最短，為46km，比平均路程52km少6km,是最優線路，這是成本優化的結果。計算下來每年節約的成本將是一筆不小的數字。
⒙法蘭是以鋼材為材料制造的用于管道等的連接器件。從制造工藝看，有切削法和少切削法兩種加工方法。切削法就是將圓鋼直接在車床上切削成型，然后再鉆孔而成。其加工工藝流程如下：用切削法制造法蘭的特點是工藝簡單，缺點是切削過程耗費的時間太長，生產效率低，而且材料的利用率低。少切削法的工藝流程是原料斷料后，放在加熱爐內加熱變軟，然后用模具將其鍛壓成型，再經過熱處理，以提高法蘭的硬度，最后按照尺寸要求進行少量的切削加工，并檢查質量。這種工藝流程雖然工序較多，所用的設備較多，但由于切削量很少，大大減少了材料的浪費，而且生產效率高。因此，大批量法蘭的生產都采用這種工藝流程。從切削法到少切削法這主要是（ ）優化。
A．工期優化 B．工藝優化 C．成本優化 D．綜合優化
⒚用煤氣灶做飯，一般都使用排油煙機。實際操作時，有下面的4種時序安排：
A．(煤氣)點火 開（排油煙）機 做飯 閉火 關機
B．點火 開機 做飯 關機 閉火
C．開機 點火 做飯 閉火 關機
D．開機 點火 做飯 關機 閉火
從正確發揮排油煙機的作用出發，上面的哪個流程為優化？為什么？
⒛原來，銀行為取（存）款設計的流程是：
而現在，銀行改用的取款流程是：
這樣方便顧客到儲蓄所取（存）款，這是建立在什么條件之上的？
答：這樣流程的改進（優化），是靠提高銀行辦公設備（采用計算機管理系統）和工藝水平為條件而得來的，這是社會技術進步的表現。
21．家庭中炒土豆絲需要有哪些環節？這些環節怎樣排序？
提示：買土豆；洗土豆；削土豆皮；切土豆絲；切好蔥姜蒜待用；點火，加熱油；油熱后炒土豆絲
注：環節的安排不止這一種，同學們可做試驗，試一試哪一種排列炒出來的土豆絲好吃。
選擇與設定
注水
洗滌(12min)
注水
漂洗
排水
脫水
排水
脫水
加洗衣粉
注水
漂洗
排水
脫水
一次洗滌
一次漂洗
二次漂洗
N2、H2
原料氣制取
凈化
壓縮
高溫、高壓合成
分離
液氨
望診
問診
聞診
切診
處方
確定目標，明確任務
分析基本因素
明確主要事項
確定環節和時序
修改方案
列出流程圖
結束
是否達到要求
否
是
流程設計步驟（與設計的過程相聯系）
N2、H2
原料氣制取
凈化
壓縮
高溫、高壓合成
分離
液氨
播種、育秧
栽（插）秧
除草、施肥、水管理
歸倉、留種
收割 / 收獲
確定建房類型、間數、格局、占地面積、施工期限；申報有關部門。
按計劃籌備資金、準備材料與人力
視平房或樓房的不同，對地基要求不同
若要建樓房，還要加鋪層間預制板
計劃
籌備
打地基
筑墻
上梁
建蓋
上門窗
內外裝修
驗收
升壓
遠距離輸送
降壓
發電
用電
發電
遠距離輸送
用電
B
A
C
D
15
11
10
18
14
13
12
9
下 料
印刻
鉆孔
檢查
填單
記賬
存單
付款
報數
記賬
付款
備料
出鍋
放土豆絲
放蔥姜片
點火加熱油
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