铸造应用与发展论文参考文献

铸造生产的统计过程控制摘要：本文讨论统计过程控制和数据收集带来的好处，它们能够提高各种铸件的质量和降低成本。许多人错误地认为SPC实施困难，既费时、费力和费钱又回报得益不多。实际情况并非如此，SPC和数据收集的实施很容易，而且回报远远超过投资。本文将提供经验判断对质量的影响，并与采用统计方法作比较。本文将回顾SPC的历史和基本原理，数据收集的必要性，以及如何确定最适合每个工序运作的方法。本文还探索可用的简单有效的实施方法，以及提高数据收集过程自动化和效率的基本途径。关键词：SPC，过程控制，质量，数据收集，铸造生产1 前言面对今天竞争激烈的市场，质量既是确定的又是有差异的。说它是确定的，因为任何人不能为客户提供质量好的产品将很快从业界消失。但是，质量同样能够让你从竞争对手区分开。结构良好和实施质量管理系统可降低返修量和废品，达到节约成本和得到更低报价。对铸造企业来说，这就需要重新考虑现行的质量和实现质量的最佳方法。2 旧的质量控制方法与新的质量控制方法旧的质量控制方法对许多铸造企业来说，质量可简单地用以下方式表示（以熔化为例）:1）按工序制造过程产品（配料、熔化铁水）；2）检查产品缺陷（化验）；3）需要时返工（一次成分不合格，调整）；4）检验返工产品（重复化验）；5）进入下一工序（浇注）；6） 回到第一步，重复操作第1到第5步。这种方式可认为是质量控制的“检验法”。对于利用这种最基本的质量控制系统的企业来说，它们以昂贵的费用：“检验”产品质量，但无助于改正引起产品缺陷的根本原因。我们经常做的事情，就是采用收集基本缺陷数据的方式，这是一种主要将缺陷的产生推回到操作人员的做法。这种错误概念来自认为操作人员通常是产生质量问题的起因。它不能找到产生缺陷的真正原因，而只在缺陷已经产生之后才检验出质量不好的产品，即事后把关。这种方式同样非常依赖于本身就缺少一致性和准确性的经验判断。经验判断经常会让漏检的缺陷进入下一道工序，如果在组芯中或下芯时发现砂芯缺陷，则返工成本更可观，此时组合砂芯可能要额外的拆卸更换有缺陷的砂芯。更糟糕的是不合格的铸件产品可能引起汽车零部件使用寿命缩短，并失去良好的客户信誉。无论在哪里检验出缺陷，返修和报废的材料都增加了产品的生产成本。 新的质量控制方法更好的方法是采用统计过程控制（SPC）法实时监控在铸造生产过程中最容易产生铸件缺陷的关键工序。这里含有用于预防代替检验的概念，并且减少对经验判断的依赖。经验仍然在总体质量方法中起作用，有助于在FEMA分析中由现有过程导致的一贯性缺陷。这使得过程控制首先注意到最能够实施“防犯于未然”的区域，最终检验员不再是查找缺陷的“警察”，而变为帮助工作人员防止缺陷发生的同事。这种方法同样考虑到生产过程的各个方面，包括人、机、料、法和环境，并且清楚地认识到人只是过程中众多资源之一。这个方法把防止不良质量放在首位，以便减少废品和浪费，最终达到生产率和收益的增加。3 工业与质量历史回顾19世纪初期，美国工业正在寻找提高生产率的方法来降低成本和增加收益，但没有想到质量对这种关系的冲击力。此时最广泛采用的是1911年泰勒（Fredrick Taylor）在他的著作《科学管理的原理》中提及的技巧。作为一名工业工程师和顾问，他以顾问身份服务于早期的工业家，如亨利•福特等人。他不断寻求提高机器和工人工作效率的方法，他使用的基本假定是大部分工人又笨又懒，金钱是他们主要的动力来源，因而在工人与管理之间应有严格的区分。他观察到工人会放慢他们的作业，害怕工作太有效而变成失业。他相信可以利用工人以金钱作为工作的动力来克服他们的惧怕和提高生产率。基于这种信念，他创立了“计件”工资制，对工人支付定量生产件数的基本工资，对超过定量的生产件数付给额外奖金。现今还有一部分行业使用这种体制。工人被当作机器，他们很快变得疏远和不满足。产品的生产主要根据数据量而不是质量，管理采用“胡萝卜加大棒”的办法来降低成本和增加利润。到19世纪20年代，得益于休哈特（Walter Schewart）博士的工作和努力，质量变成公司降低成本的整体计划的组成部分。他作为西方电气公司工程部的著名科学家，被誉为统计过程控制之父。在1924年他计划了一种抽样图表，“设计用来指示在给定类型的缺陷部件中观察到的变化百分比，这是很有意义的，亦即指出对产品是否满意”。他认为产生缺陷的原因可分为“偶然原因”（生产过程中固有的可预测的变化，现在经常称为“普遍原因”）和“异常原因”（由特殊的不可预测的原因或事件引起的变化，现在经常称为“特殊原因”）。据此应该着重研究和消除异常原因，以便改进质量，但不必浪费资源去解决对整个过程和生产质量影响不大的偶然原因。这种方法亦可用来确定某一工序的固有能力，此时“控制界限”可作为一个工序的合格率的控制线。当贝尔实验室科学家将休哈特的概念付诸实施时，他的方法使几项废品降低了50％，和节省西方电气公司几百万美元的开销和材料。利用他的统计技术证明通过质量改进能够节约成本和增加利润，并且引起许多大型工业公司的注意。管理部门开始认识到人不能生产出工序所允许的更多的产品和更好的质量。在他1931年的著作《控制产品质量的经济检验》中全文述他的统计抽样方法的研究结果，并且这个结果仍然是现代统计过程控制的基础。一位西方电气公司的同事戴明（Edware Deming）在参加美国作战部和后来在日本讲授质量基本原理时，将休哈特的成果加以扩展。戴明在他的“管理的14项职责”中将统计过程控制和质量论述为管理哲学，并把它作为一种工具使工人参与搞好机构的活动。他采用这种统计工具和管理哲学去鼓励工人负责在他们控制下的工序的质量。休哈特的实践和戴明的哲学相结合至今还在不断提高美国工业的质量和生产率。4 SPC的基础——各种控制图过程控制图可分为两大类别：用于测量变量的图表和用于测量属性的图表。根据监控的过程和收集数据的来源，它们的用途各不相同。变量图的实例：监控型砂紧实率。两碾砂之间通常会出现紧实率的少量变化。比照控制允许值来跟踪这种变化可以确定工序是否在合格范围之内，或者在不合格紧实率的型砂出现能迅速指出那些需要检查或改正的，因“特殊原因”而产生的事件。属性图的实例：在制芯操作中跟踪有缺陷的砂芯数目，计算在一个班次砂芯成品率。跟踪与控制范围有关的数据可以保证前面各工序的总体质量，或者在下一个缺陷砂芯产生之前指出需要检查和改正芯盒或制芯工艺参数设置。变量控制图：最常用的变量控制图表是X控制图和R控制图，它们经常一起使用。X控制图用来监控工序的位置或者工序的计量值，而R控制图用来监控工序的范围或者分布。在正常运用中，获取一个样本的多个读数，然后相加及求平均值后产生绘在图上的数据点。任何落在上控制限（UCL）或下控制限（LCL）之外的数据点表示由于特殊原因引起的不合格的工序变化，在进行下一步生产之前需要检查和改正。除了数据点超出UCL或LCL表示有特殊原因之外，还有其他规律可指出在没有超出UCL或LCL时存在的特殊原因。这些规律的依据是变量的统计概率，并可以对很快失控的工艺过程作出预先提示。这样就能够在生产出有缺陷产品之前进行检查和改正。一些常用的实例包括：●2个以上接近UCL或LCL的连接续点● 6个增加或降低的连续点●8个在中间值一边的连续点● 14中间值两边交替出现的连续点还有其他限制更多的规律，由控制图的特殊区域来决定，而且对于刚开始SPC计划的铸造厂来说还不需要这些规律。这些规律随工序的不同而有差别。应该记住，过多规律可能产生大量的“伪报警”，但规律太少又可能在生产过程中漏检有关的问题。当第一次建立一个生产工序的X控制图或R控制图时，UCL、LCL和中值数控线必须确定下来而不是随意规定。这就需要实时运行和测量，然后采用测量值计算出UCL、LCL和中间值。为确保计算值为有效性，工序的生产过程必须是稳定的和可重复的，否则所提数据有偏移，在以后可能对生产过程产生错误的反馈。采用著名的平方律可从读数值来验证生产过程的稳定性，具有“钟形曲线”的正态分布即表明生产过程是稳定的。用于生产过程控制的步聚和计算在本文提及的参考书中有许多介绍，当首次建立图表时必须遵守这些文献。属性控制图：属性图用于不可计量的特性的控制。这些特性通常用“好”或“不好”等来表达，正如在化妆品检验或测试运行中所遇到的情况那样。这种特性称为属性，用简单的计数数据来制表。属性图表有三种主要类型：● P图，测量某批产品中缺陷部件的百分比● np图，测量某批产品中缺陷部件的数目● C图，监控某批产品中缺陷部件的总数对于X直方图和R曲线图的控制界限要建立在对稳定运行的工艺过程的初始计算上。这是一个连续生产产品的过程，所有的缺陷来自工艺过程内部的固有的普遍原因，而不是由需要检查和改正的特殊原因所引起来。在某些例子中，例如铁素体球铁Mn的含量，可以规定一个控制上限，当材质缺陷达到不可接受的水平生产时过程必须中断。其他数据收集方法：虽然统计过程管理可用来减少，甚至可能取消中间经验判断的操作，但是所有实施的经验判断应尽量收集和编制最有意义的数据。如前所述，当需要建立工序控制点时，这些数据对首先应在何处加强控制提供了巨大的帮助。同时它也提供了与SPC图表、数据相关的反馈，使管理层确信SPC计划正在改进质量和降低成本。缺陷记录可用来收集目视检查的数据，还可以提供与SPC实施无关的有用数据。合理使用缺陷记录，并配合对过程的周密计划，则缺陷记录可以指明改进过程的方向。记录应设计成易于单个产品缺陷输入，以便减少对总体工作流程的影响，但又能涵盖过程中所能出现的各个缺陷。缺陷记录中的数据可以一个生产班次为单位计算，将结果制成排列图（Pareto图）格式制成图表。在排列图中缺陷记录按照出现频次从高向低排列，以保证重点改进项目得以优先解决。同样可以直观地反映出那些有效产品缺陷的尝试。使用EXCEL电子表格很容易绘制排列图。5 如何实施 我厂应用SPC的历史和现状我厂从80年代就开始引进和实施全面质量管理，对过程中影响产品质量的关键工序建立工序质量监控点，对关键的过程指标采用控制图等SPC的应用，但长期以来，一直存在一些认识上的误区。以为收集一些的质量数据，做几个控制图，挂在墙上展示一下，计算一下Cpk，就算使用了SPC，这样其实只能应付公司质量部门的审核，很少有人不觉得这样做是个负担。 98年通过QS9000质量体系认证后，我们的客户和体系的要求，必须在过程控制中有效使用SPC，控制计划和作业指导书保留原有的工序质量控制点的应用，为了减少数据收集和统计的“麻烦”，将原有的SPC控制图表人为减少，以利于审核的通过，这些认识都是很初级的，完全没有理解SPC动态过程控制的核心，根本不能达到对过程质量动态、连续监控的目的。 有些人员在接触了SPC后，试图寄望它不只能发现过程的异常波动，更应该给出导致异常的过程要素和原因。如异常情况是由设备、原料或操作上的什么问题引起的？其实这些想法是不切实际的，也是没有理论依据的。SPC工具是用统计学方法对过程质量数据进行处理、使工序质量状态可视化。而可视化的控制图只反映当前过程的运行状态或者未来趋势，并不能反映导致这种状态出现的内在原因。异常原因还要由人去查找，究竟哪道工序是导致异常的根源这样的特殊情况。所以，理想化的期望必将影响质管人员对SPC的信心，也将阻碍工厂实施SPC的进程。 SPC计划着手开展SPC和数据收集计划时，要留意打好基础以减少执行中出现的问题。采用一次涉及太多问题的“猎枪”法会遇到要求高级支援的困难，占用质量和工程小组的日常生产支持时间，虽然大公司有钱请专人执行和支持SPC和数据收集，较小的公司常会增加现有雇员的任务。最好的方法是全面推广前，先在便于管理的小范围内运行和获得成功的执行经验。实施SPC前，先开始检查现有的数据，寻找产生铸件主要缺陷的关键过程。如果没有过硬的数据，也可非正式评估某一个正在花费技术人员许多时间去解决问题的过程。它通常会是某一方面如砂芯质量的问题，并随着设备、原材料、方法、人力和工作环境本身的变化而变化。一旦选择某一过程作为重点，即入下一个步骤。根据所监控的过程来决定你要收集变量数据还是属性数据。这些作为运作选择适当的控制图表。如果收集变量数据，通常使用X直方图和R曲线图。如果收集属性数据，往往选择P或NP图，在这两大类图中还有各种不同式的样图，技术人员和质量工程师在开发和需要进一步深入时会再使用这些图。在开展SPC工作初期，可用人工计算数据和作图，而不要用电子数据表格的图表或自动软件包。人工作图让操作人员对数据收集过程有实际的感受。并且最终获得主宰过程和参与数据收集的感受，经过一段时间之后，系统可停止对操作人员的数据收集任务和理顺整个SPC过程。必须对操作人员提供为什么和怎样实施SPC和数据收集的充分训练。以小组活动的形式解释清楚他们承担的特定过程的变化对最终产品总质量的影响。然后，对统计过程管理作审查，使用简单的练习来说明过程内的变化，以及如何监控让他们制作测试图图表和跟踪过程数据。直至他们懂得数据收集的重要性和他们过程的作用。如果培训获得成功，负责该计划的质量和工程小组在真正实施和执行时就比较容易了。 SPC和数据收集的方法只要提供可用于改善现行过程有意义的数据，任何统计过程管理和数据收集方法都可以使用。开始起动一个计划时，特别当员工没有SPC经验时，最好使用人工方法进行运作，与经费多少或易于使用无关，人工方法为在机构内执行统计过程管理和观念提供坚实的基础。有一种错误概念认为，SPC需要高级数学技巧，实际上对于任何会用小型计算器的人员来说，所用大部分计算都是很简单的。对于我厂现阶段的实际情况来说，人工方法就足够了，虽然利用基于电子表格EXCEL的控制图可提高效率。电子数据表格本身可做大量数字的数据收集工作，也可生成控制图，而无需对数据点作连线的例行事务。最后，它还是提供数据可在局域网内实时存取的方法，便于信息的查阅。 SPC实施步骤流程6 网络化SPC是过程质量系统的必然选择铸件的质量是每个工序产品质量的累积，有时微量元素较小的变化也能影响整个产品的使用性能。要全面提升企业的过程质量控制能力，必须从每一个操作、每一道工序的处理做起，形成自始至终的过程控制闭环，实现全面过程质量控制，达到休哈特理论中的全稳生产线。只有形成这样的控制局面，才能保证企业范围生产过程的可控态。有了稳定的工序状态，才会有稳定的产品质量。 过程质量控制不但要处处有，还要人人参与。它不只是现场操作工的事情，企业各层的质量管理人员都应积极参与到这一工作中去，从而形成互相分工、互相关联、互相监督的全员化网络型过程质量保证体系。SPC只有在企业的真正需求的前提下，把网络技术、数据库技术与SPC科学结合了起来，才能为企业提供了一个全面的过程质量解决方案。基于大型数据库的网络化SPC系统，是实现企业全面过程质量控制的优选方案。它以企业局域网设施为基础，以大型数据库为平台，以质量数据采集系统、SPC现场动态监控系统、质管员监督分析系统、管理层质量查阅系统等为应用框架，构成了功能完整、运行有效的企业网络化SPC过程质量控制系统。针对企业生产过程质量参数多（包括产品和工艺参数，计量和计数参数等），数据采集连续性、高频度的情况，只有大型数据库系统能够承担数据的管理工作。网络化的系统框架，可以把质量监控点布置到从办公室到生产现场的任何角落，是全面过程质量系统的思想基础。建立网络化SPC软件，使数据更便于输入，用基于电子数据表格的数据输入图表，能自动求出过程运行中的读数之和并且计算上下控制界限。它可24小时收集数据和自动作出图表，包括X直方图和R曲线图。系统驻留在屏幕打印机旁边的专用计算机内，并且可通过局域网获得可视的数据。SPC系统有多种型式和大小，从互联网获得的免费软件和共享软件到200～1000美元的软件包，提供所需要的各种图表和输出方式。软件包具有许多用户配置选项和作图规则，并考虑到多道工序或多条生产线的监控。最高级的和数据收集是全部硬件/软件结合的集成，它把设备直接连接到软件和网络。这些软件可预设告警界限和用户实施的规则，以及当某一过程超出控制范围时自动告知适当的人员。这种解决方案的价格较高。7 总结仍然使用质量控制的“检测”方法的铸造企业不但浪费时间和金钱，而且面对我们的对手失去竞争优势。统计控制过程和数据收集对我厂在改进质量和降低成本方面都有很大帮助。如果从结构和逻辑性方面着手的话，实施人工SPC和数据收集计划是较简单和有效的。在此基础上计划可以升级，通过基于自已编制的电子数据表、便宜的现成软件包来实现。不管怎样，统计过程控制和数据收集对任何过程和产品都有用处，这时毫无疑问的事情。参考文件：〔1〕公司内部QCD教育手册：质量管理〔2〕爱肯锡公司培训讲义：统计过程控制

摘要：夏代作为中国青铜时代的发展时期，其青铜器的审美特征突出地表现在酒器和兵器的造型形式和纹饰意蕴之中。尽管这一时期的青铜器仍然显得相对朴实，但其实用功能和形式美感兼具的造型，以及变化多样的几何纹和威严庄重的动物纹装饰，却凸显了其鲜明的时代审美风格：寓意象征性、庄严厚重性和整体适应性。这为商周青铜器鼎盛时代的到来，在审美的造型、纹饰和风格上均作了必要的铺垫。关键词：夏代青铜器;造型;几何纹;动物纹;寓意象征;庄严厚重Abstract: As the development time of Chinese Bronze Age, the esthetic characteristics of Xia Dynasty bronze utensil prominently is shown on modeling form and decorative design of drinking utensil and weapon. Although this time’s bronze utensil still appeared relatively simple, the modeling with practical function and form esthetic sense, as well as the changed diverse geometry decoration and the dignified grave animal decoration, actually display its bright time esthetic style: Implication symbolic, dignified massiveness and overall compatibility, which prepare both for the arrival of Shang and Zhou bronze prosperous time and the esthetic modeling, decorative design, word: The Xia dynasty’s bronze; modeling; geometry grain; animal grain; implication symbol; dignified早在6500年前，陕西临潼姜寨的仰韶文化先民铸造出了第一块铜片；随后，从马家窑文化到龙山文化时代，先民们又遗留下来了陶寺遗址的铜铃，登封王城岗遗址的残铜片、坩锅残片等；到了甘肃青海的齐家文化时代，他们则开始冶铸或冷锻出铜刀、凿、锥、钻头、斧、匕、指环以及小饰件和镜子等铜器。这些显示了中国文化由“铜石并用时代”向“青铜时代”的缓慢过渡。而到了夏代，青铜器工艺在总结新石器时代器物制造经验的基础上取得了长足的进步。偃师二里头遗址和夏县东下冯遗址这一片独特面貌的早期青铜文化区域，同中国历史记载的夏王朝统治的范围大致吻合；考古发掘的大量青铜器，又与夏人的一些史实——如夏禹的 “贡金九牧，铸鼎物象”（《左传•宣公三年》）、“以铜为兵”（《越绝书•记宝剑》），夏后启的采矿冶铜等，也是可以相互印证的。尤其是二里头遗址中发掘的炼渣、炼铜坩埚残片、陶范碎片，表明青铜器的冶炼作坊已初具规模。因此，“青铜器的大量铸造和使用是二里头文化的重要特征之一……二里头文化……已进入中国青铜时代的发展时期”[1]。夏代青铜器已经开始走出新石器时代青铜器制造的原始阶段，其大量的礼器和兵器形成了中国青铜器造型的基本格局，神秘的兽面纹开启了中国青铜器纹饰的主体图案，庄严厚重的审美感受更是代表了中国青铜器的整体艺术风格，这些均为商周青铜器艺术鼎盛时期的到来作了必要的铺垫。一 造型形式以二里头文化遗址为代表的夏代文明，其出土的青铜器主要有礼器中的酒器爵、斝、角、盉，饪食器鼎，兵器中的戈、钺、镞，乐器中的铃，以及镶嵌绿松石兽面纹铜牌饰和残存的圈足器等，从而奠定了中国青铜器以礼器和兵器为主要形制的造型格局。在众多的器形之中，仅就青铜爵而言，“二里头文化的青铜爵大体上有两种造型，一类是原始型的，即爵的样式基本上是模仿陶爵的，它的外形和二里头遗址中出土的手制陶爵有着相似的特征，细腰、平底、短足，呈荷叶状的边口部和流从口部的延伸不甚规整，外观颇像用手捏成的陶器。另一类造型是比较精致型的，器壁匀薄流狭长而线条优美精细，虽然同是细腰平底，显然是在陶范上事先作过细致修整的，三足细长而微呈曲线形”[2]。这种原始型和精致型的变化，实际上体现了从早期到晚期夏代青铜器造型由简单向复杂多样，由粗放向精致演变的审美历程。早期的青铜器形制主要受同时期的各类陶器的影响。如夏代早期作为食器的青铜三足云纹鼎，矮小、无柱、口沿平直，其祖型就是新石器时代的陶鼎；作为酒器的青铜束腰爵，素面无柱，形体单薄古拙，充满着浓厚的原始初创气息，其流的长短、俯仰以及爵身趋扁宽的形式也同龙山文化的豫西三里桥类型和豫北后岗类型陶器如出一辙，并没有摆脱陶爵的三条矮尖足附于器底的外侧、形体圆润以及没有棱角变化等浓重特征，更“没有形成青铜器所特有的准确造型和挺劲的轮廓线，也未经精工磨砺”[3]，这无疑是二里头青铜爵的最早形式。铜鬲的口沿也与陶鬲口沿的折沿式和侈沿式相对应，其足仍沿用规整圆锥体的陶鬲足。因而，这一时期的青铜容器“从其形制特征来讲，它们几乎全与同时的陶器相同，它们的发展演变也与相应的陶器同步”[4]。夏代早期的青铜器尚处于祖型于陶器的阶段，还没有形成自身独立的审美特征。到了夏代后期，青铜器则相对精巧，造型具有一定的审美价值。此时，青铜爵造型的陶器特征显著减退，在注重实用的同时，还十分讲究形式感，增设了距离很近且具有装饰性的两乳钉状柱，三足分布规矩，接近于等腰三角形，口沿呈凹弧流线型。另外，爵的侧面设一折弧形大鋬，鋬面上又加铸两个狭长的镂孔，既有效控制了鋬的厚度，又增饰了具有装饰效果的镂孔纹；1959年上海博物馆自废铜中抢救出来的乳钉纹管流爵，其一侧设斜置的流管，流上铸两个方折形饰物，造型别具一格，其鋬下有一圈较宽的假腹，其上铸用多个空心圆孔，形成镂空的装饰效果；尤其是二里头出土的乳钉纹长流爵，流特别细长，作狭槽状，尾与其对应，既平衡了重心，又显得修长而纤细，三足尖端呈弯弧线状而外撇，这些与扁平直立式样规整的橄榄形爵身搭配和谐，刚柔相济，已经脱离了夏代陶爵的体制，并成为中国酒具的形象代表。这时的青铜鼎，其腹部较为高深，配三只四棱锥形空心足，两耳立于口沿上，其中一耳与一足呈垂直线对应，另一耳则位于另外两足中间，整体造型兼具实用和审美的双重要求，给人一种规整中有生气，对比中显和谐的审美感受。同时，这一时期还出现了创新型的高颈扁腹直壁斝（二里头遗址六区M9：1），口沿上设两个三菱锥状矮柱，腹部鼓起，下承三个大空锥足，器壁很薄，其先进的设计直接是二里岗文化铜斝的原始祖型。夏代晚期处理器壁匀薄的技巧，也为商代青铜器物新颖造型的设计开创了先河。二 纹饰意蕴夏代青铜器的纹饰，一方面对同时期的灰陶和礼玉的纹饰有所继承，另一方面又结合当时专制社会形成阶段的特征对其纹饰作了一定的扬弃，所以无论是纹饰的结构特征，还是其表现方法，均形成了鲜明的时代特征。夏代青铜器纹饰多以乳钉或圆饼状的实心的连珠纹，以及弦纹、云雷纹等几何纹为主，虽然还没有发现像商代青铜器上直接铸刻的饕餮动物纹为主题的装饰，但在二里头遗址发掘的用绿松石镶嵌而成的动物头部图案的铜牌饰上，却已经形成了这一动物纹的基本模式，从而开启了中国青铜器动物纹的先河。（一）几何纹几何纹在新石器时代的彩陶上就早已出现，而到了夏代，青铜器则开始模仿陶器的各种几何纹饰类型，出现了一些简单的连珠纹、弦纹和云雷纹，从而开启了中国青铜器纹饰的先河。这些几何纹虽然相对单纯和平面化，却不仅具有形式上的变化和结构上的美感，体现了丰富的审美风尚和极具时代性的文化内涵。最早出现的连珠纹图案呈小圆珠状，有单排和双排两种横式排列，圆圈也有实心和空心之分，多饰在器物的肩上或器盖的边缘等部位，其形成也经历了一定的演变过程。如青铜器上的乳钉等，首先可能是防碰撞的实用功能和相对规则的装饰功能的统一，后来其实用功能退化，渐渐演化为专门的装饰性图案。二里头乳钉纹斝颈部突出的圆饼状乳钉纹（即连珠纹），作为青铜器上简单而原始的纹饰，就是在防滑的实用基础上而形成的。据考证，连珠纹是用一个管状器在陶范上印制的，圈与圈间距的疏密，横行排列的整齐，虽不很严格，却显得自然。如二里头铜爵上也饰有很不规矩的圆点纹，作单向或双向排列，类似的还有上海博物馆收藏的一件铜角，其杯体下部也铸有圆圈状的连珠纹。弦纹也是青铜器上简单的纹饰，为一根凸起的直或横的线条，简洁朴素。它一般与乳钉状连珠纹配合使用，并且多作为连珠纹的边框。如夏代晚期的乳钉纹管流爵的颈上也饰弦纹三道，其间夹杂疏密有致的双排乳钉纹，显得规整而又有变化；二里头出土的铜斝，与鋬相背的腰腹正面装饰有两道凸弦纹，中间则夹有一排五颗乳钉纹，从而在腹部形成了一周由凸弦纹与圈纹组成的宽带纹，显得简洁而利落，形成了夏代青铜器纹饰的特有形式，与青铜时代的其它阶段的纹饰风格迥异。云雷纹是夏代青铜器上最为典型的几何形图案，是用利器在陶范上刻划而成，圆柔形的云纹和方折形的雷纹连续出现，构成了回旋式线条，显得自然流畅。夏代青铜鼎的腹部一般多饰以云雷纹，较特殊的是二里头六区（KM3：2）青铜戈，其曲内后部也铸有凸起的云纹，纹间的凹槽内还镶嵌有绿松石，将相对神秘庄重的云雷纹打扮得楚楚动人，寓庄严与审美于一体。这种云雷纹的阳纹线条在纹饰中间均形成一个圆圈，颇似神秘而狞厉的斜角目纹，周围再搭配饰以抽象而富于变化的阳纹线条，整个构图简洁而生动，寓狞厉与生气为一体，很可能就是商周青铜鼎上兽面纹的胎形。除此之外，二里头文化中出现的几何纹还有近似水涡的涡纹；阳纹线条纵横交错而成的网格纹，如二里头遗址五区M1:1青铜鼎腹部饰有粗疏的带状网格纹；以及绿松石镶嵌十字纹，如1975年偃师二里头遗址出土的圆形青铜器上就饰有两头粗中间细的十字纹，另外一件夏代晚期的镶嵌十字纹方钺在其中心圆孔周围的正反两面也用形状规整的小绿松石片镶嵌成两周十字图案，并在其内外用绿松石片组成两个圆周将其围住，整个图案排列整齐有序，又富于变化。十字纹、圆圈纹与中心镂孔形成方圆，体现了虚实融合的和谐形式感。（二）动物纹到了夏代晚期，铜牌饰的出现才标志着中国青铜器中以夸张形式或以幻想中的动物头部为主体的抽象兽面图案，这也是迄今发现的青铜器上最早的动物纹。该纹饰的动物头部，除两眼之外的其他部分，均为抽象的，而不是具体表现实样的。这可以追溯到龙山文化遗址中石锛上怪异的动物纹饰，身上横条沟曲形的刻线与青铜兽面纹就极为相似，新寨二里头一期文化遗存中发现的陶器盖上也有类似的怪兽纹饰。夏代兽面铜牌上的兽面纹，图案设计简单质朴，特别突出兽目，后来逐渐发展成二里头玉柄形器上的饕餮图案，并成为早商及其以后青铜容器上兽面纹和饕餮纹的祖型。李学勤分析山东日照两镇的玉锛饕餮纹、河南偃师二里头铅的嵌绿松石青铜牌饰饕餮纹时，也指出了其审美过渡性：“山东龙山文化和二里头文化的饕餮纹确实可以看成良渚文化和商代这种花纹的中介”[5]。夏代也有部分铜酒器在器盖的边缘饰以变形的动物纹图案，并且特别突出骇人的双目，营造了一种威严的氛围，既与使用者的礼仪和等级地位相呼应，也与夏代关于龙的神话传说相印证。夏代青铜器上的动物纹装饰，当为商周同类青铜器纹样的滥觞，而且经过变形的动物纹图案也形成了后来青铜纹饰的主体。总之，夏代晚期的青铜器纹饰，一方面赋予了青铜器外在形式的华美与瑰丽，如青铜质料的器物表面，刻以单层平雕纹饰，且纹饰多作条带状，往往给人以既有力度和锐度的触觉感受，又有流畅和圆润的视觉感受，“灵活的线形纹饰弥补了青铜器体块特质的不足，赋予了凝重的青铜器以生命的气息”[6]，形成了刚柔相济的艺术审美韵味；另一方面又承载着特定的文化意味和精神特质，夏代先民把现实以及臆想的物象铸刻在象征权力、威仪和用以祭祀的青铜礼器上，如夏代九鼎的纹饰既满足了其宗教性的龙崇拜，也通过把天下各地的自然资源和财富绘制成图象，刻铸于鼎上，以此作为帝王享有灵物和征收贡赋的象征，突出其现实的攫取权力和树立威信的政治意义。三 艺术风格夏代青铜器由于工艺技术的演进而极大地促进了先民们审美理想的物化，在各类器物造型和纹饰的审美设计中，充分吸收夏王朝这个全新社会形态中的精神内涵和生活习俗，将社会各阶层，尤其是统治阶层的意识形态形象化抽象化地熔铸于这一高贵典雅的青铜器物之中，从而形成了独具时代特色的青铜艺术风格：寓意象征性、庄严厚重性、整体适应性。一是寓意象征性。夏代青铜礼器和兵器的特定功用及其造型纹饰的文化内涵是极具寓意象征性的，不仅寄寓着当时夏代贵族和下层民众对所谓自然力量的利用和膜拜，而且还直接象征着当时社会的政治权力和等级制度。青铜礼器和兵器造型庄重，纹饰逐渐走向神秘化，发挥着“钟鸣鼎食”的重要作用。《左传•宣公三年》载：“昔夏之方有德也，远方图物，贡金九牧，铸鼎象物，百物而为之备，使民知神奸”，夏代青铜九鼎的纹饰图案在象生的背后，仍然隐含着一定的表意性，用鼎的大小、轻重和不同形状、纹饰来象征各种事物和等级制度，既是天下各地自然资源和财富的体现，也是帝王享有灵物和征收贡赋的象征。夏代晚期出土的镶嵌十字纹方钺，根据其平直无锋刃的造型和镶嵌绿松石十字纹的纹饰判断，应该不是一件简单的兵器，“而可能作为仪仗用，是一种军事权力的象征，是现实所有者身份的特殊兵器”[3]，寄寓象征着夏代这一特定历史阶段的意识形态和精神内涵。同时，夏代青铜器的装饰性纹饰自此一改以往的仿生化形式模拟，更多地向着抽象化方向发展。如镶嵌十字纹方钺上的十字纹，是一种抽象的线条，二里头五区M4出土的青铜兽面牌饰，有突出的圆目，装饰性和抽象性特征较明显。夏代是一个充满残酷战争和奴役的时代，这种兽面纹饰“一方面是恐怖的化身，另方面又是保护的神祗。它对异氏族、部落是威惧恐吓的符号；对本氏族、部落则又具有保护的神力。这种双重性的宗教观念、情感和想象便凝聚在此怪异狞厉的形象之中”[7]，夏代青铜礼器的王权性象征在其纹饰尤其是在兽面纹中彰显无疑。因此，夏代社会生活内容和宗教礼仪的丰富，特别是青铜礼器和兵器的精神性特征，强化了夏代器物创造的寓意象征性。二是庄严厚重性。青铜器在夏代作为国家第一重器，其礼仪性比当时全社会普及的陶器要浓厚得多，无论是其坚硬的质地、凝重的色泽，还是独特的造型、别样的纹饰，都在陶器、玉器的基础上融入了审美形式的因素，呈现出威严而凝重的审美风格，形成一种独具时代气息的庄严厚重美。如夏代青铜爵改造了以往陶爵的基本造型，力求使器物的上中下各部位比例协调，左中右各部位保持平衡，以便器物的重心落在中心位置，从而取得沉稳的视觉效果。同时，流管等附件的安置，也在不破坏整体平衡的原则下进行，成为一种有效调节平衡的手段，显得规整而庄严；镶嵌绿松石兽面纹图案的双目以及周围的抽象化线条，装饰虽简洁，却突现出神秘动物的凶猛与残酷，且采用对称平衡的方式，更是给人一种庄严肃穆的审美感受。同时，夏代青铜器的社会政治功能性也极大地影响着青铜艺术的发展方向，几何式的方圆结构，长短大小的比例变化，器腹多为圆方造型，下面贯之以三足，与夏礼的规范性合拍。如青铜鼎在仿照新石器时代陶鼎造型的基础上进一步融入国家的理念，对称规整的双耳立于口沿之上，坚实浑厚的三足承于圆腹之下，营造了一种厚实而稳定的氛围，确实有“定鼎”的气度，成为国家的象征。厚重而不失其精致，形体规整而又显得大方，夏代器物在活泼愉快的自然美基础上形成了厚重而神秘的庄严美，而这种庄严厚重性蔚为夏代青铜艺术的主流，也是整个三代青铜器艺术的审美特质之一。因此，夏代青铜器整体风格的形成，一方面与青铜艺术本身内在求变的的传承与创新有关，另一方面外在的社会、政治、文化也在其演变中也充当着重要的角色，从而实现了器物整体造型和纹饰庄重风格和现实社会权力等级制度庄严氛围的完美统一。三是整体适应性。夏代青铜器尤其注重器物造型、纹饰及其功用的整体适应性。“青铜器的整体艺术造型，主要是器物的形象特点，各种附饰和纹饰的整体适应性水平”[8]，因而夏代青铜器的整体艺术造型也正是表现为其形制、装饰和功能的整体性和相应性，在表现形式、表现手法上，均讲究别致的形制与其特殊功能的紧密联系，讲究纹样及图案在各种不同器皿具体部位结合时的“适形造型”方式。如上海博物馆馆藏的一夏代钉形柱爵，其中腰极细，与上部伸出的流尾，以及下部外撇的锥足形成分段，既利于饮用，又方便摆放，形制与功用得到了完美的结合。此外，夏代青铜器的纹饰，也“布置严谨，意匠奇妙，虽是一种装饰艺术，但和器的形制是一致的，表现一个时代工艺美术的时代特征，也反映了当时人们的观念形态”[9]，并且这些纹饰形象随着不同时代的社会风俗和制作目的的不同，附着于不同的青铜式样上而表现出不同的精神内涵与艺术趣味，从而突显了夏代青铜器的纹饰与功用整体适应性的时代特征。如二里头遗址出土的呈盾牌状的铜牌饰，其凸面由各式形状的绿松石片粘嵌排列成浅浮雕式的兽体形象，多为龙的各种变体，且下体背侧有的还饰以卷云纹，飞龙在天的威严和自由，与夏代先民的龙崇拜思想以及铜牌饰的礼仪功能相得益彰，铜牌饰的纹饰与功用也就在夏代先民的想象中得到了整合。“中国真正进入青铜时代大约是从公元前21世纪开始的，从公元前21世纪至公元5世纪中叶，包括古代文献上记载的夏、商、西周和春秋几个历史时代是中国的青铜时代。时间长达1600年左右”[10]，而在这1600年的演变历程中，夏代青铜器中礼器和兵器的两大工艺造型，几何纹与兽面纹的工艺装饰，以及独具时代特征的庄严厚重的审美艺术风格，无疑具有举足轻重的作用，是我国青铜器工艺的源头，为商代和西周时代青铜铸造业的持续稳定发展奠定了坚实的物质和精神基础。参考文献：[1]张之恒 周裕兴.夏商周考古[M].南京：南京大学出版社，1995:32-33.[2]马承源.中国青铜器研究[M].上海：上海古籍出版社，2002:14-15.[3]陈佩芬.夏商周青铜器研究•夏商篇上》[M].上海：上海古籍出版社，2006: 7、16.[4]郑光.二里头陶器文化论略[J].二里头陶器集粹，中国社会科学出版社，1995: 24.[5]李学勤.良渚文化玉器与饕餮纹的演变[J].走出疑古时代，辽宁大学出版社，1997:90.[6]朱志荣 邵君秋：《商代青铜器纹饰的审美特征[J].安徽师范大学学报，2003，1: 99.[7]李泽厚.美的历程[M].天津：天津社会科学出版社，2001: 57.[8]马承源.中国青铜器[M].上海：上海古籍出版社，2003: 15.[9]容庚 张维持.殷周青铜器通论[M].北京：文物出版社，1984: 102.[10]李伯谦.中国青铜文化结构体系研究[M].北京：科学出版社,1998: 275.

舞台机械自动化控制系统是一个集舞台机械、电力电子技术、网络技术、电视技术、声学、美学等多学科、多界面相互结合的宏大的科学艺术体系。目前舞台机械自动化设备及其运动的控制已经成为一项重要的研究课题,德国、日本、英国、美国等都有专门的生产厂家和相关的研究机构,它们的历史悠久、经验丰富、产品质量比较高,但价格相对来说比较昂贵。因此,如果我们能开发出一套技术先进、性能稳定可靠的舞台机械自动化控制系统,那么就能节约成本,降低国家的投资,从而推动我国舞台机械行业的发展。目前,从设计水平、整体工艺、控制性能以及投资费用方面来看,我国的舞台机械自动化设备同欧洲产品仍有一定差距。所以,立足于我国国情,研究开发高性能、低成本的舞台机械自动化设备及运动控制系统具有很大的实用价值。本文针对大型舞剧《千手观音》主舞台的配置方案,首先,阐明了系统的硬件选型、组成,控制线路的连接,其次编写了整个系统PLC控制程序,并进一步详细论述了PLC实现多电动机同步模糊PID控制策略;以及应用VB软件设计系统的监控界面,确保了开发的舞台机械控制系统符合大型舞剧《千手观音》主舞台的招标书要求,例如:舞台设备的运行指标、同步精度、平稳性能、编组运行、场景控制及安全可靠性等。在文章最后总结了本文的主要工作,分析了系统存在的问题,并对改进方向进行了阐述。本文中系统采用了德马格DR-3电葫芦、意大利SEIMEC HFF63B4B3型刹车电机、VB软件设计的系统监控界面、西门子S7-200可编程控制器、研祥工控机、西门子变频器、VACON变频器和欧姆龙增量型光电编码器等的整体方案,实现了对舞台空间姿态进行实时监控,以及复杂动作的自动控制和手动控制。此外,在可编程控制器中运用模糊-PID控制,实现多电动机同步控制。舞台设计制作完成后,在国家大剧院连续演出九天,太原市青年宫演艺中心连续演出两周,连续演出过程中没有出现故障,证明该控制方案控制效果良好,达到了预期效果。