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关键词 实验教学 创新能力 模式 开放
中图分类号:G424 文献标识码:A
Exploration and Practice of Mechanical Engineering and Automation
Experimental Teaching Based on the Concept of DMTC
WANG Wei, ZHU Gang, ZHANG Jun, YANG Tao
(College of Mechanical Engineering, Chongqing University of Technology, Chongqing 400050)
Abstract Open experimental teaching is one of the effective ways to train high-quality application-oriented talents. The Centre will introduce the concept of application-oriented DMTC Mechanical Experimental Teaching session, conducted a series of experiments to explore from teaching content, pattern, etc., to establish a "main line, four-dimensional cooperation" experimental teaching system, stimulate the enthusiasm of students, mobilize the enthusiasm of students, improve the quality of teaching experiments to improve the student's basic technical innovation ability, practical ability and proficiency.
Key words experimental teaching; innovative ability; mode; open
高等院校作为国家人才培养战略的重要基地,在创新型应用人才培养上担负着极为重要的责任。①实践教学模式及体系是工科类高等教育应用创新能力培养的重要组成,它在高素质应用型高级专门技术人才的培养中发挥着至关重要的作用。②随着机械制造技术水平的发展,机械制造业对劳动者的技术水平提出了更新更高的要求。而实践教学是高等院校培养学生基本技术创新能力、实践动手能力和应用能力的重要途径。
为了更好地培养机械设计制造及其自动化专业学生的基本技术创新能力、实践动手能力和应用能力等能力,强化学生对机械工程专业认识的整体性及全局观,重庆理工大学机械工程学院实践教学及技能培训中心在实践教学模式及体系的构建与实践过程中,引入DMTC(设计(Design)、制造(Manufacture)、检测(Testing)、控制(Control))教育理念,做了一些积极的探索与实践。
1 目前存在的问题
理论教学与实践教学是传统教学分类方法中的两种形式,长期固化的教学理念使得实践教学在高等教育体系中都处于一种尴尬的地位。③在如何通过实验教学提升学生的基本技术创新能力、实践动手能力和应用能力方面,很多高等院校都进行了积极的、广泛的探索与实践。近年来,也有一些高等院校在多层次的实验室开放模式方面进行了大胆的探索与实践,并取得了一定的成效。但每个院校、专业知识构成与产业结构需求都各不相同,探索与院校、专业、产业需求相适宜的实验室开放模式、实验教学模式是当前实验室教学改革实践的新方向之一。④⑤⑥目前,综合分析国内其他高等院校及我校实验室开放的情况,还存在如下问题:
(1)实验教学体系完整性、系统性欠佳。现有实验教学体系只是对原有实验项目的整合,或在某些环节进行改革,或增加部分科技活动与竞赛等内容;实验项目学时较短,只是被动的模仿、演示、验证,实验内容分散、孤立,实验教学体系完整性、关联性、系统性欠佳,无法达到高素质应用型高级专门人才培养的要求,更不利于学生创新能力和创新思维的形成。⑦⑧
(2)实验开放模式适应性不够。实验教学开放仅限于时间与空间,实验内容没有开放,这就无法摆脱对理论教学的依附性,从而使学生始终处于被动学习状态,难以实现学生在教学活动中的主体地位, 难以实现学生的个性发展与创造性的发挥,也难以实现培养学生工程实践能力的要求,使得“注重学生基本技术创新能力、实践动手能力和应用能力的培养, 实现学生在教学活动中的主体地位”的目标落空。⑨
(3)实验软硬件条件有待提高。实验教学经费不足直接影响着教学水平的提高, 特别是高校的不断扩招使原本紧张的经费更加捉襟见肘。机械设计制造及其自动化本科专业实验教学中所涉及的各类机床、数控系统、液压系统、测试仪器等实验教学仪器的不足,直接影响着学生基本技术创新能力、实践动手能力和应用能力的培养。⑩
2 实验教学内容与模式的探索
“培养适应经济社会发展需要的、具有较强创新精神和实践能力的高素质应用型高级专门人才” 是我校本科人才培养的目标,开放式实验教学是实现这一目标的有效途径。借鉴国内外其它院校在机械类专业实验室的建设经验,以及结合我校专业及行业需求的实际情况,我们对实验教学进行了积极探索。
2.1 实验体系的构建
机械设计制造及其自动化专业含机械设计、机械制造、机电一体化三个方向,针对不同的专业方向、不同的年级,对机械设计制造及其自动化专业实验教学体系进行改进,建立了适合于学生实际情况的“一条主线,四维协作”实验教学体系,方便学生根据自己的专业方向、年纪、知识结构水平、兴趣等选择实验。图1为机械设计制造及其自动化专业实验教学体系。
图1 实验教学体系框架
从图1中可知,实验教学体系包含3个平台,即基本技能实验平台、专业技能实验平台及设计研究型实验平台。基本技能实验平台主要培养学生机械工程基本实践能力,专业技能实验平台注重于培养学生在机械专业方面的实践与知识综合运用能力。这两个平台在正常的教学计划内执行,总学时为32学时,必选实验20学时,任选实验12学时以上。设计研究型实验平台在正常教学计划外执行,选修16学时,主要包括专业综合实验、学生科技活动、机械设计大赛、校实验创新基金项目等。
2.1.1 基本技能实验平台
基本技能实验平台主要培养学生在机械工程方面所具备的基本实践动手能力;此平台涵盖机械设计软件应用、工艺工装、刀具结构及其应用、检测技术和机电液传动控制五个系列。每个系列又由若干实验项目组成,内容涉及软件基本技能、机床结构分析与工艺基础、常用刀具结构分析、传统检测手段、检测工具、电机控制、液压回路设计与组装等,教学模式采用传统与现代教学方法相结合的方式。
2.1.2 专业技能实验平台
根据DMTC教育理念开设一系列实验,其目的是通过一些综合型、设计型实验,来培养学生实践动手能力和解决工程实际问题的应用能力。此平台涵盖先进设计分析、先进制造技术、先进检测技术、先进控制技术四个系列,每个系列又由若干实验项目组成,内容涉及典型机构动力学分析、数控机床编程加工、特种加工技术、三维逆向技术、液压控制、伺服控制等。实验项目采取小组分工形式,小组中的学生需根据自己专业方向、学习兴趣等从中选修一些实验项目。让学生熟悉整个机械工程的实际流程,强化学生对机械工程专业认识的整体性及全局观。
2.1.3 设计研究型实验平台
计研究型实验平台是通过专业综合应用系列、科技活动、专业技能竞赛等开放性、设计研究型的项目,培养学生基本的创新能力和解决工程实际问题的应用能力,其中专业综合应用系列为三个专业方向必修实验,分别为机构创新设计实验、组合夹具组装实验、机电综合实验;科技活动主要有大学生实验创新性项目、学生科研项目等;专业技能竞赛主要有机械创新设计大赛、数控技能竞赛等。
2.2 实验平台的实践
教学改革面临的首要问题是:整个实验教学体系实施的课时已经超出人才培养的计划课时。要解决这个问题,首先必须转变实验教学的理念,实验教学的目的是为了培养学生基本技能,是学生理论联系实际的纽带,不是完成教学计划任务。我们把基本技能实验平台的全部实验和专业技能实验平台大部分实验安排在人才培养计划课时中执行,专业技能实验平台少部分实验和设计研究试验平台则利用课外执行。开发一些紧密联系工程实际的实验项目,或鼓励学生自带实验项目走进实验室,诱导学生自主学习。
在这几年的实践中,学生申报了高速加工中心切削性能测试、数控机床调试实验、凸轮轮廓形检测实验的开发与设计等大学生创新性实验计划项目;学生参加机械创新设计大赛,累计获得国家二等奖2项,重庆赛区一等奖3项,二等奖5项,三等奖1项。部分学生参与的项目成果已经应用到其它实验教学中,如学生参与教师科研项目研制的凸轮廓线检测仪,已投入到基本技能实验平台的实验教学中;部分系列实验已经发展为职业技能培训项目。如数控车床、加工中心编程实验等发展为数控机床操作培训项目,若通过国家职业技能等级考试就可颁发相应的职业等级证书。
3 探索与实践的几点体会
(1)专业实验教学的改革,必须以机械设计制造及其自动化专业的发展为出发点,兼顾日新月异的科技发展趋势及社会需求。(2)专业实验所涉及的各种技术发展突飞猛进,各种实验仪器设备更新换代也较迅速,仪器设备的投入也比较大,要多途径、多方式解决这个问题,如建立校企联合实验室、校外实验中心、虚拟实验室等。(3)实验室开放这一教学模式逐步得到了学生的认可,学生从中获得了更多的知识与技能,提高了学生的专业素质。同时也提高了实验室的设备利用率,服务了教学。
机械设计制造及其自动技术日新月异,应用型技术人才的需求也随之变化,我们将继续努力,使我们的实验教学体系更加适应社会发展的需求。
重庆理工大学重大教学成果重点培育项目:“一条主线 四维协作”,建立适应机械专业创新人才培养的实践教学和质量保障体系项目资助([2013]57号) (下转第79页)(上接第75页)
注释
① 卢东宁.高等学校应用型人才培养模式研究[J].西南农业大学学报(社会科学版),2011.7:139-141.
② 杨少卿.改革实验教学模式,培养学生创新能力[J].黑龙江教育(高教研究与评估版),2005.Z2:50-51.
③ 程敏熙,赵芝孟,颜巧莹.简论高等学校理论教学与实验教学的关系[J].实验技术与管理,2001.2:186-189.
④ 张瑞珠,郝用兴.实验教学改革实践与综合实验中心建设的思考[J].华北水利水电学院学报(社科版),1998.2:70-72.
⑤ 徐格宁,陆凤仪,孙大刚,等.创建地方高校国家级机械实验教学示范中心的探索实践[J].实验技术与管理,2010.2:1-3.
⑥ 李仁兴,施江澜.机械实验教学创新及其改革实践[J].职业技术教育,2004.25:55-56.
⑦ 吴景华,尹念东.新建地方高校机械实验教学体系改革的研究[J].黄石理工学院学报(人文社会科学版),2007.4:113-115.
⑧ 李锻能,何汉武,张湘伟.机械工程专业实验教学体系改革的探讨[J].实验技术与管理,2008.3:132-135.
(一)课程设置不合理
应试教育的影响下,我国高职机械制造相关专业存在明显的重理论、轻实践的问题。在课程设置上,基础课程远大于实训课程。在课程内容选择上,不能与先进的技术相结合,教学内容无法满足社会和企业的需求。同时,内容设置上抄袭现象明显,重点不明确,与高职院校的发展特点与发展目标不符。
(二)教学方法单一
教师在高职机械教学过程中依然占据主导地位,枯燥的讲解方式严重影响了学生的主观能动性发挥。在课堂中教师无法与学生之间建立有效的联系,学生的主动学习意识较差。当前,高职学生存在明显的教学理念缺失、学习热情不高且创新能力差等特点。高职院校肩负着为社会输送实践人才的重任,但单一的教学方法使得其效果远远低于教学计划要求。
(三)实践教学内容不足
基于高职院校教育的教学特点,应增加校内实训基地,并实现校企合作等方式。但具体的运作中,受到观念、资金投入等影响,实践教学效果不佳或者无法实现。一些院校教学设备不足,仅采用教师示范、学生模仿的方式,机械制造教学效率低下,其带来的主要问题在于学生的动手能力差,进入社会后无法获得企业认可,对其生活和工作造成消极影响。
二、高职机械制造与自动化专业教学措施
(一)优化课程设置,做到教学重点突出
高职教育工作者应将培养学生的实践能力为教学目标,基于此应对现有的教学课程进行调整。增加实践教学内容,根据企业的需求制定岗位体制的教学内容,促进教学的高效化。另外,高职科研教师应与企业联系,建立学校与企业之间的平台,对学生的表现进行及时反馈。在对学生的考核中,要重视全面的考核方式,重视实践对学生的影响。另外,还应针对学生的特点和专业的不同进行有针对性的课程设置,满足学生的个性需求,以满足社会对人才的需求。
(二)致力于机械制造教学创新,激发学生的积极性
素质教育要求高职机械制造进行全面调整。在完成教学任务的同时,要致力于激发学生的主观能动性,活跃课堂气氛。创新能力无论是对于教学还是对于学生来说都具有十分重要的影响,通过教学课堂方式的具体化、生动化和形象化,可使学生参与到教学中,使学生掌握更多的知识和技能。另外,针对机械课程的特点,还可开展课题教学,在教学中教师可组织学生通过小组合作等方式完成课题任务,在任务完成过程中,要能合理分配任务,并鼓励学生自由发挥,从而确保学生创新思维的养成。相互合作过程也是对企业的模拟过程,从而使学生能够适应学校的需求。
(三)建设教学实验室,强化专业教学实际效果
针对目前高职院校实验室不足的现状,相关部门应加大对高职机械制造的投资力度。购进足够的试验设施和实训设施,为学生提供必要的保障。高职院校在发展过程中,专业技能提高是学校对学习者的基本要求。从根本上讲,要提高机械制造的教学效率,就要正视实验室建设与设计问题,确保其完善性和充足性才能满足现代社会的需求。高职院校还应与时俱进,不断的研发新工艺,引进新设备。为满足每个学生的需求,还应在校内建立专业的平台,安排学生进入企业进行顶岗实习,使学生能够充分感受到企业的需求。在不同的岗位实习中,学生的能力得以提高,其对自身的了解更加深刻,因此有助于高职院校制定更加合理的教学评价体系,明确教学目标。也帮助学生树立正确的教学目标,从而共同完成高职机械制造教育教学的目标,促进我国工业的可持续发展。目前,企业在顶岗实习过程中,还存在一定的问题,如学生无法满足企业的需求,教师的安排存在偏差等。要解决这一问题,需要高职院校树立正确的教学理念,完成以实践为主的教学目标。
三、总结
【关键词】生产实习;机械设计制造;自动化
生产实习是教学与生产实际相结合的重要实践性环节,是将课堂上学到的理论知识与实际相结合的一个很好的机会,对强化我们所学到的知识和检测所学知识的掌握程度有很好的帮助[1]。在生产实习过程中,可以培养学生观察问题、解决问题和向生产实际学习的能力和方法,培养我们的团队合作精神,牢固树立我们的群体意识,即个人智慧只有在融入集体智慧之中才会最大限度的发挥作用和功效。通过生产实习,对我们巩固和加深所学理论知识,培养我们的独立工作能力和加强劳动观点也会起到重要作用。机械设计制造及其自动化专业培养具备机械设计制造基础知识与应用能力,能在工业第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才,生产实习对该专业学生的知识和技能的培养尤为重要。
1、机械设计制造及其自动化专业生产实习现状
1.1实习单位不愿接收
近年来,随着校大学生数量的急剧增加,而机械设计制造及其自动化相关的原有实习单位接收实习生的数量有限,使得多数实习生难以找到合适的实习岗位。同时,现在的90后毕业生多为独生子女,而制造业中实习的岗位多为工作环境不优越,或者负荷量较重。目前,大部分企业多实行岗位责任制,一人一岗,对实习生的要求较高,因为工人的熟练程度直接影响到企业的经济效益。大量接受和培训实习生需要一段过程,从而会导致企业不愿意接收学生进行生产实习。另外,由于机械设计制造及其自动化行业经常与易燃、易爆、有毒危险品接触,实践经验不足的学生,会带来安全隐患,给企业生产和管理带来影响。这也成为企业不愿意接收生产实习生的另一因素。
1.2实习经费不足
机械设计制造及其自动化行业的企业多为制造业,在远离市区的城郊,组织学生实习会产生大量的交通费用,随着物价的不断上涨,学生实习所需的交通费、住宿费都有较大升幅,加上机械设计制造及其自动化行业实习单位的实习管理费,整体费用增长迅速,但大部分学校的实习经费有一定限度,变化较小,造成实习经费不足。为了在有限的经费内开展生产实习,只好缩短实习期,从而降低了生产实习效果。
1.3带队老师经验不足
多数工科院校的青年教师虽然具有一定基础专业知识和科研能力,但缺乏机械行业工程实践经验,难于胜任生产实习的指导,不能解答学生现场提出的实际生产问题。同时,由于一些高校年轻教师成为实习队伍的主力,而这样的生产实习质量难以保证,达不到预期效果。
1.4管理困难
教师对实习期间学生的管理难度也加大。由于机械设计制造企业生产环境复杂,高温、高压现象时有发生,安全问题成为实习的首要问题。教师一方面要关注学生安全,一方面要关注实习质量。如果带队教师少,则有较大难度。而带队老师过多,又会面临学校教师资源紧缺,负担过重等问题。
2、完善机械设计制造及其自动化专业生产实习的具体措施
2.1稳定学生生产实习单位
建立稳定的实习基地是工科院校教学健康发展的基础,尤其是机械设计制造及其自动化专业的实习生来说尤为重要。因此,要调动企业参与基地建设和教学的积极性。加强学校与企业的合作,力争实现学校、企业和毕业生三方共赢,学校为企业培养高层次人才,加速了企业的发展,解决了生产实际问题;企业则为学校提供科研项目和成果应用的平台;学生则能获得更多的实习和就业机会。学校可以按照企业用人标准制定培养目标,让企业参与到具体的教学改革和人才培养中。同时,加强校内实习基地的建设。校内实习基地作为学生实践训练的重要场所,也是校外实习基地的有益补充。校内实习基地的仪器设备可以让学生多次、反复地操作,以便掌握各种设备的工作原理和应用。
2.2生产实习采用多媒体教学和网络平台
多媒体教学不仅可用于课堂教学,也可用于机械设计制造及其自动化生产实习。在生产实习过程中借助多媒体,可展示国内外先进的技术,分解复杂的机械器件的工作过程,用动画显示难看清楚的过程等。另外,教师还可以构建完善的生产实践网络课程平台,实现资源共享,扩展了学生学习空间。随着现代科技的发展,仿真实习越来越多的应用于机械设计制造及其自动化专业的学习。借助和运用动态数学模拟,创造一个与实际相同的特征环境,再现真实工厂进行实习教学。实习过程中,学生与实习对象能进行互动,因而大大激发学生学习兴趣。通过仿真模拟实习基地的建设,并与现场生产实习有机地结合,能够大大帮助学生提高实践机械设计制造和设计能力。
2.3加强实习考核管理
机械设计制造及其自动化专业教师在指导生产实习过程中不仅要有系统的理论知识,还要有较强的实践能力、创新探索精神和良好的职业道德。因此,要积极加强带队老师的队伍建设。同时,加强生产实习过程中对学生的考核。考核是衡量学生实习质量的手段。实习考核包括实习报告、岗位现场考核、实习中的表现和实习答辩四个方面。学生的实习报告和设计图能够反映学生对实习内容熟悉和掌握情况;现场考核则反映学生实际操作能力。为了客观反映实习情况,平时表现要作为考核的一项依据。随机观察学生的平时表现,这样能督促学生注意平时对知识积累。实习后期,教师组织一个实习答辩,判断学生解答问题的能力。
3、结语
综上所述,机械设计制造及其自动化专业生产实习中仍存在着生产实习观念薄弱、经费短缺、生产实习流于形式等不足,通过强化生产实习理念、健全内部管理体系、提高教师综合素质、加大生产实习投入、加强生产实习执行等措施,可以进一步完善机械设计制造及其自动化专业生产实习,为中职教育健康发展奠定基础。
参考文献
[1]孙艳红.非师型机械设计制造及其自动化专业实践教学体系构建[J].吉林工程技术师范学院学报,2011,(09):50-53.
关键词 高水平应用型大学 机械设计制造及其自动化专业群 专业认证
Abstract In this paper, high-level application-oriented university in Shandong Province is taken as a case, and the major group of mechanical design and manufacture and automation in Shandong University of Science and Technology is taken as an example. From expects of current basic conditions, i.e. specialty and subject foundations, feasibility of implementation plan for specialty group of mechanical design, manufacture and automation is analyzed. Construction plan and management safeguards are put up with, in order to explore and study the implementation program of mechanical design, manufacture and automation for high - level application - oriented university.
Keywords High-level Application-oriented University; specialty group of Mechanical Design and Manufacture and Automation; Professional Certification
0 引言
2016年9月5日,山|省教育厅,山东省财政厅联合下发了《推进高水平应用型大学建设实施方案》。方案从“建设目标、立项条件、推进措施、组织实施”等四个方面进行了精心设计,其中亮点和特色颇多:到2020年,建成60个左右高水平应用型重点专业,进入全国同类专业前10%;推动10所左右高校综合实力排名进入全国应用型本科高校前10%;培育建设40个左右专业,逐步达到高水平应用型重点专业建设标准;对每个立项建设专业拨款经费400万元,每个培育建设专业拨款经费150万元;“十三五”期间,省财政将加大投入力度,加强资金统筹,多渠道筹集20亿元,积极支持高水平应用型大学建设。①高水平应用型大学建设旨在促进高校转型发展、特色发展,提高应用型人才培养质量,增强服务经济社会发展能力。在此背景下,对加强机械设计制造及其自动化专业群建设来说既是一种挑战也是一种契机。
1 机械设计制造及其自动化专业群建设基本条件
合理的专业结构、雄厚的专业基础及较高的学科基础是高水平应用型专业群建设的基本条件。山东科技大学机械设计制造及其自动化专业群是以机械设计制造及其自动化为核心专业,包括机械电子工程、材料成型及控制工程、金属材料工程共4个专业的专业群。专业群中的4个专业均服务于先进装备制造领域,具有相同的机械工程学科基础,其中,机械设计制造及其自动化是先进装备制造领域的重要核心专业,金属材料工程专业、材料成型及控制工程专业为装备产品的设计与制造提供材料知识及成型技术,机械电子工程专业为装备产品的智能化制造提供机电控制技术。4个专业相辅相成,相互补充,为高水平应用型专业群建设打下了坚实了专业结构基础。
1.1 专业基础条件
教师队伍结构优化,专业课程设置合理,是夯实专业基础的先决条件,是保证高水平应用型专业群建设长足发展的主导因素。山科机械设计设计制造及其自动化专业群核心专业专任教师52名,教授19人,具有博士学位的45人,35岁以下教师5人。“双师型”教师比例达到48.1%。教师队伍中多人入选国家百千万人才工程、国家及山东省有突出贡献的中青年专家、“泰山学者”。另外,专业群充分发挥自身优势和特色,全方位多层次地拓宽学生的创新创业渠道,积极寻找创业基地建设的新契机。截止2015年底专业群实践基地总数已发展到74个,校区合作建设基地28个,年均可接纳学生4000名。近年来,机械设计制造及其自动化专业获得山东省特色专业、山东省特色名校建设工程专业,教育部综合改革试点专业,2012年被列入教育部“卓越工程师教育培养计划”,省级教学成果奖6项,省级教学名师1名,省级教学团队2个等荣誉。
1.2 学科基础条件
学科建设是专业发展的基础,专业建设以学科发展为依托。应用型大学的学科基础水平决定着专业建设水平,专业建设水平决定人才培养质量,因此,应用型学科建设是应用型大学建设的一项基本任务,有实力的学科基础充分反应学校的综合实力和核心竞争力。②
一流的学科要求有一流的研究平台。“十二五”期间山东科技大学机械制造及其自动化专业群积极响应国家号召,加速学科基地建设,成功申报山东省机械电子工程、材料加工程、材料学重点学科,山东省矿山机械工程、先进材料与表面改性省重点实验室,山东省矿山辅助运输、采掘机械、金属材料与表面工程技术研究中心,“煤矿复杂条件开采成套装备关键技术”团队入选 “教育部创新团队”,“先进制造技术与装备”团队入选山东省高校科研创新团队,“煤矿机电技术系列课程”教学团队为省级教学团队,“机械基础系列课程”教学团队为省级教学团队。这些支撑平台的建立与建设,为学科发展提供了良好的实验研究环境,为高水平应用型专业建设提供了得天独厚的基础条件。
高校与科技界、经济界的纵横向联合开展的科学研究工作在学科建设与发展中同样起着举足轻重的作用。科学研究是学科建设的前提和坚强动力、学科建设是进行科学研究的基础与重要平台,两者相辅相成,互为基础,相互促进。③近年来,机械制造及其自动化专业群秉承“以服务求支持,以贡献求发展”理念,形成了基础前沿、应用研究和工程化研究一体化设计、全链条协调推进的科研创新模式。专业群教师承担了国家“863”计划、国家科技支撑计划、国家自然科学基金等一大批高水平科研项目。近10年承担国家级项目36项、省部级及重大横向科研项100余项,实到科研经费约2.7亿。2008年获国家科技进步二等奖1项,2011年获国家技术发明二等奖1项,2012年获国家科技进步二等奖1项。近5年来,获省部级科技奖励35项,其中一等奖11项,获国家发明专利109项,实用新型专利200余项,成果转化造效益10.6亿元,发表SCI收录论文40余篇、EI/ISTP收录论文200余篇。出版学术专著6部。
2 机械设计制造及其自动化专业群建设推进措施
通过专业群建设旨在以本专业群建设为着力点,突出强化各专业特色,促进应用型创新人才培养与制造产业优化升级、经济转型发展紧密对接,推动专业群各专业向高水平应用方向发展。
2.1 构建高素质应用型创新人才培养模式
探索校企深度协同育人机制,构建校企合作育人基地;优化课程体系,突出实践教学;整合教学资源,开发专业特色课程和在线开放课程;实行学分制和弹性学制,加强创新创业教育。构建集校内专业知识积累教学、校外企业工程实践能力提升教学、全时空网络开放教学于一体的,立体化、网络化的高素质应用型创新人才培养模式。
(1)基于社会需求和工程教育专业认证,探索、完善校企深度协同育人机制,积极推进校企、校地、校所、校校深度合作,建立产教融合、协同育人的人才培养模式,实现专业链与产业链、课程内容与职业标准和专业认证标准、教学与生产过程对接。优化调整专业群的培养方案及教学过程。优化课程体系,突出实践教学,提高实践课比重,各专业实践教学学分比例占总学分比例不低于30%。
(2)建设校企合作育人基地,构建高水平实践教学基地与平台,提升学生工程实践能力。改革专业群中各专业的实践教学体系,使之与产教融合、协同育人的人才培养模式相适应,进一步加强实验实践环节,提高学生实践动手能力,积极与厂矿企业合作,建设高水平合作育人基地。
(3)加强专业群课程和教材建设,着力开发专业特色课程和在线开放课程,满足学生多样化自主学习需求。充分利用互联网技术,提高学生利用各种渠道进行自主学习的能力,本着开放性、共享性、可扩展性、先进性、经济性和高可靠性原则,整合各专业优质教学资源,开发课程网络教学平台。
(4)改革教育模式,实行学分制,允许学生休学创业。加强创新创业教育,将创新创业教育融入人才培养全过程。为学生配置创新创业指导教师,探索大学生创新能力培养机制,鼓励学生参加各类科技创新活动,培养高水平科技创新人才和团队。
2.2 加强师资队伍建设,构建具有高水平实践教学能力的师资队伍
培养与引进相结合,建设一支适应高素质应用型创新人才培养需要,以高水平专业带头人和优秀中青年骨干教师为主,师德高尚、教育理念新、教学科研水平高、创新能力、实践能力强的师资队伍。
(1)加强师资队伍建设,提高“双师型”教师比例和兼职教师比例。
(2)调整教师结构,积极聘请行业优秀人才充实教师队伍。
(3)提高校内各专业教师实践教学能力。
(4)建设高水平专业群整体师资队伍。加强高水平人才引进和培养工作。
2.3 积极推动科技成果转化,产出高水平应用技术成果
将专业群的发展与科研方向融入以企业为主体的行业技术创新体系,推动科研成果产业化,加强科研反哺教学,积极与企业联合,申报省级以上高水平应用技术成果奖励。
(1)依托专业群内各专业科研优势和人才资源优势,加强校企深度合作。积极将专业群内各专业的发展及研究方向融入以企业为主体的区域、行业技术创新体系,以解决战略性新兴制造产业关键技术、社会发展重大(重点)问题为导向。通过联合、共建等多种方式,拓展专业群服务社会的领域和范围,广泛开展应用技术研究和科技服务,扩大成果转化的力度和经济社会效益,不断完善政策,支持并鼓励教师和企业联合开发新产品、新技术。
(2)设立专门机构和专职岗位,结合学校科技成果转化和知识产权运营机制,加快各专业知识产权成果的转移、转化,及时将科技研发成果转化为经济社会效益和专业课程教学资源。
(3)专业群内各建设专业积极与机械制造、矿山装备、海洋工程装备、钢铁等行业企业联合,力争获得高水平科技成果。
3 机械设计制造及其自动化专业群建设管理保障措施
3.1 建立管理组织机构
加强组织领导,完善专业建设负责人管理制度。成立高水平应用型专业群建设领导小组,科学规划,编报专业群建设方案,加强对专业群建设的领导和指导,加强专业管理队伍建设,有效协调专业群建设中的相关问题,保证组织落实、政策落实、措施落实、经费落实。同时,成立专业群建设发展规划委员会,制定专业群内各专业发展规划的具体方案和措施,把发展规划、行动计划以及年度计划紧密结合起来,远近结合,形成合力,使发展规划确定的目标、任务和各项措施切实得到贯彻落实。
3.2 创新管理机制
按照责权利相统一的原则,扩大学院在人、财、物等方面的自主管理权,建立体制机制、教学团队、课程体系、教学平台、应用技术研发和成果转化一体化协同发展的应用型人才培养新机制。建立健全专业群建设岗位责任制度和竞争激励机制,以制度促建设,对专业群建设实行制度化和规范化管理。探索实行合约管理模式,依据专业建设目标,细化建设任务指标。
3.3 实施过程监控与年度考核相结合
依据建设目标和建设任务建立考核体系,对专业群建设实施全过程的检查、监督、调控机制,定期调度,保证专业群建设的质量和进度。定期在全校范围内公布项目进展情况,每年依据建设任务进行阶段性考核、中期考核和年度考核,建立完善的专业群建设项目管理考评机制,完善绩效考核制度,提高教师投入综合教学改革的积极性。通过过程监控与年度考核相结合,确保各项专业群建设指标的落实与完成。
3.4 认真执行建设经费专款专用
制定《高水平应用型专业建设管理办法》、《高水平应用型专业建设项目资金管理办法》等相关文件和资金管理制度,严格建设资金管理,认真执行项目建设经费专款专用。学校将在人才政策、教育研究、科学研究、条件建设、资金配备、后勤保障等方面给予大力支持,并积极争取国家有关部委、地方政府和相关企事业单位的投入和政策支持,多渠道筹措资金,确保各项建设目标顺利实施。
4 结束语
高水平应用型大学建设对促进高校转型发展、特色发展,推荐高等教育综合改革,提高应用型人才培养质量,增强服务经济社会发展能力起着重要推进作用。综上所述,机械制造及其自动化专业群建设必须以重点专业为核心,以科研为支撑,以双师型教师队伍建设为中心,以实践教学为平台,走产学研发展之路,促进专业群建设,发挥学科群、专业群的综合优势,提升学校办学竞争力。
注释
① 山东省教育厅.关于印发推进高水平应用型大学建设实施方案的通知[Z].2016-09-05.
【关键词】专业;需求;教育;模式;探索;改革;创新
近年来,随着我国高等教育的快速发展和人才培养战略模式的转变,作为高等教育的机械制造与自动化专业,无论从升源,还是从就业来说,前途看好,不仅满足了社会对机械制造人才的需求,重要的是建立和巩固了高等教育的专业建设,促进了专业教学的最优化,为培养生产、建设、服务、流通等行业的专门实用型人才奠定了强有力的基础。
我院的机械制造与自动化专业,自开设以来,坚持以教学为中心,积极探索新的教改之路,特别是在基础学科教学改革上,突破以陈旧课本为主体的学习材料,变国内外多种优质教材为蓝本,强化现论教学研究,培养学生扎实的专业基础知识和系统的理论知识;在专业课教学上,突破课堂这个平台,通过实验、实习、上岗操作等手段,赋予能力教学与提高以新的内涵,极大地促进了学生创新能力的培养,优化了教学环境,创新了实践教学平台;在学生的综合能力培养上,以校企合作为支点,带领学生走出校门,进入厂矿企业,进入车间操作台,全方位、立体式培养学生的综合操作能力,为就业与走向社会奠定了坚实的实践基础。
1.突出基础理论与专业基础课教学,夯实必要的基础知识
在基础理论与专业基础课教学中,我们立足以基础为导向,以能力为目标,以课堂教学为主体,培养学生良好的基础知识,为学生升学、就业和从事机械专业的基础性研究奠定基础。
例如,像高等数学、英语、计算机等基础学科,我们首先组织任课教师,深入学习与研究教育部有关基础学科教学的纲领性文件,做到领会文件精神,并结合学科的课堂教学贯彻始终。教学中,采取国内外多种教材的穿插使用,辅以计算机、网络和多媒体教学手段,通过质疑、探究、实验、比较和讨论式教学,向学生全面展示学习内容,传授学习方法,激励学生创新性自学。在考核中,我们采取闭卷考试的方法,全面检验教与学两个方面的质量,并辅以学生评教、教师赋分等综合性学分制改革,充分调动了学生对基础理论学科学习的积极性。在每年的专升本和考研升学的实践证明,这种以基础教学为理念的课堂教学方法,不仅是可行的,而且是提高教学质量最有效的方法之一。
专业基础学科,不同于理论基础学科,因为它除了具有基础性外,还与专业知识相联系,仅单单依靠基础知识的夯实性教学,还是远远不够,还需要与专业技能的密切联系,需要在课堂教学与专业技能的沟通性学习,以弥补基础学习之不足。例如,我们在进行机械制造基础课程教学时,除严格执行学科教学要求外,课堂教学,大量的与专业相联系,做到纵横联系相融通,理论与实践相融合,并结合课堂教学,将最新的制造工艺、技术和新的发明、创造等一一呈现给学生,让学生在接受学习时,能够对本课程的前沿,做到了解、掌握,为后续专业课的学习奠定必要的基础,提供动力源泉,从而实现对学生学习动机、兴趣、爱好和研究的学习培养,达到“理论、实践、动手”三统一。
2.走出校门,走向企业,培养学生一专多能、熟练的机械制造操作技能,适应社会对人才的需求
机械制造专业的学生,其操作能力和水平的高低,直接或者间接地影响到学生的就业,甚至影响到办学水平的发挥。多年的专业教学告诉我们,强化基础是为学习专业服务的,而专业的学习必须经过实践加以训化,使学生真正实现操作、动手、研究的技能,适应现代社会对机械人才的需求。
2010年,我们通过省级课题的研究,发现现在的我市机械制造与自动化人才十分紧缺,同时已有的机械制造与自动化人才,其学历、年龄、知识结构、能力水平和创新研究能力远远不能满足山东乃至当地制造业发展的需求,需要认真反思培养目标,强化动手能力教学改革。在此基础上,在学院大力推行的校企合作办学的模式指导下,我们组织精干力量,与企业强强联合,组织学生走出校门,走向企业一线,参与生产实习、实践实习教学。在生产实习、实践教学中,我们注重学生综合能力的培养,突破专业指导教师考核、评价的模式,用工人师傅替代教师来进行综合考核,借助工人师傅的技能和加工熟练技术水平来指导学生进行上岗实训,使学生能够做到,看得见,摸得着,用得上,学得来,大大激发了学生的实训学习热情。
在本科班的专业教学中,我们一方面强化实训教学,一方面组织学生参与重大技能改革活动,组建具有创新研究能力的团队,积极参加省级以上技能大赛活动,取得了优异的成绩。通过生产实践、实习教学,应届毕业生的就业率逐年攀升,已经达到或者接近95%以上,实现了教学改革与人才培养的双丰收。现在,我们已经调整专业教学计划,将学生生产实践教学的比例,升至30%以上,既巩固了本科学生考研学习的要求,又促进了就业学习的良性循环。
机械制造与自动化专业的教学研究工作,特别是基础课堂教学与课外生产实习教学,是一个永恒研究的课题,是需要经过实践检验的,我需要我们继续努力,积极探索,不断改革,创新理念,以实现对人才培养的最优化。
【关键词】:机械自动化 发展 技术 发展
目录
摘要......................................................1
1 如何发展机械制造自动化技术..............................4
1.1实用机械自动化技术.....................................4
1.2低成本机械自动化技术...................................4
1.3现代机械自动化技术.....................................5
1.4配套发展机械自动化技术..................................6
2 机械制造技术的特点......................................7
2.1机械制造技术是一个系统工...............................7
2.2机械制造技术是一个综合性技术...........................7
2.3机械制造技术是市场竞争要素的统一体.....................7
2.4机械制造技术是一个世界性技术...........................8
3 机械自动化在我国的特点及作用............................8
3.1机械自动化的特点.......................................8
3.2机械自动化的作用.......................................8
4 机械自动化的产生........................................9
5 机械自动化的现状........................................9
5.1管理方面...............................................9
5.2设计方面..............................................10
5.3制造工艺方面..........................................10
5.4自动化技术方面........................................10
6 机械自动化的发展历程...................................10
7 机械自动化的发展趋势和方向.............................11
7.1机械自动化的发展趋势---农业自动化.....................11
7.2我国机械制造技术的发展方向............................11
结论.....................................................14
致谢.....................................................15
参考文献.................................................16
1 如何发展机械制造自动化技术
首先先介绍机械自动化技术的应用与发展是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。就如何发展机械制造自动化技术从四方面进行阐述。
机械自动化, 主要指在机械制造业中应用自动化技术, 实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程, 加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展, 是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准, 不仅影响整个机械制造业的发展, 而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。
如何发展我国的机械自动化技术, 应实事求是, 一切从我国的具体国情出发, 做好各项基础工作, 走中国的机械自动化技术发展之路。
1.1 实用机械自动化技术
结合生产实际, 注重实用发展机械自动化技术。先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术, 应以企业的生 产和发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产, 才能收到良好的技术经 济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术, 应结合实际, 注重实用, 即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、 自动线的做法, 全年生产任务只需1~2 个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正, 对国民经济不产生显着促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益, 而不单纯的是速度。
1.2 低成本机械自动化技术
关键词:机械设计制造;机械设计制造及其自动化;特点和优势
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.03.041
0 引言
机械制造业是我国的重要产业。近几十年来,我国的经济获得了迅速发展,与此同时我国的机械制造业也相应获得较为快速的发展,在国际上取得一定的地位。机械制造业为我国的机械制造做出巨大的贡献,也是我国军事实力增长不可缺少的重要辅助,因此,我国对机械制造业的重视程度在不断的加深。随着科技的发展,机械设计制造也逐渐朝着自动化的方向发展,机械自动化与传统的机械制造业相比,具有更加明显的安全性、效率性、环保型等特点,对提高我国机械制造业的产量和质量有着重要的意义。
1 机械设计制造及其自动化概述
机械设计制造及其自动化取缔传统的机械制造是历史发展的必然趋势,这是由机械制造的安全性和有效性等方面决定的。传统的机械制造业属于完全的人工机械操作作业。一般来说,在一个工厂中,需要几百甚至几千名机械生产员工进行同时操作,才能够实现大批量的产品生产,且在生产过程中,员工需要每时每刻的紧盯机械运转,防止出现任何的差错。这样的机械制造方式是对大量人力资源的浪费,而且技术含量较低,已经无法适应现代化生产技术的发展。同时,传统的机械生产设备皆是大型生产设备,对员工的杀伤力大,且机械操作较为复杂,经常容易引发各种机械安全事故,对员工的生命安全造成严重的影响,使得员工进行机械操作的意愿降低。这也使得传统的机械制造业在发展过程中受到一定的阻碍。随着时代的发展,如何保障员工的操作安全,降低人力资源的浪费,提高机械制造业的生产效率成为关键。机械设计制造及其自动化指的是将机械生产与信息化科学技术相结合,工作人员能够通过对电脑程序的控制实现机械操作,减少机械操作失当的几率,提高员工的安全性,同时能够有效减少人员的浪费,提高生产的效率。
2 机械设计制造及其自动化的特点及优势
2.1 环保性
首先,传统机械制造业操作复杂,要求技术员工拥有较高的专业技能。然而,事实上,传统机械制造业的操作员工常常由于会出现各种失误,使得已生产的产品需要再次加工,部分因为操作严重失当的产品则完全无法投入使用,需要企业另外再生产。这样的加工和再生产不仅浪费了企业大量的人力和时间,还浪费了大量的原材料和能源,与我国当前提倡的构建和谐社会、实现可持续发展相违背[1]。机械设计制造及其自动化的发展以电脑程序控制为基础,电脑程序能够对生产环节和程序进行科学、系统设计,出错率十分低,能够有效提高机械操作的正确性,降低出错率,从而减低能源和原材料的浪费。同时,随着人们对机械设计的要求发展,机械自动化生产出的产品普遍具有产品体积较小、技术含量高,质量佳等特点,生产产品所需要的能源和原材料的数量较以往也更少,大大的节约了生产所需要的能源成本。其次,机械制造业属于工业化生产,在机械制造业生产的过程中,无论是对原材料的消耗还是产生的大量的废物、废气等对环境的污染都极强,不利于保护生态环境。例如机械制造业生产中排放的大量废水经过陆地流向河流,对河流中的水会产生严重的不良影响,影响水质;而机械生产中焊接、锻压等过程向空中排放大量的有害气体会污染大气,排放固体废弃物等则会对地质产生影响,改变土壤的性质,对我国农业生产不利。机械自动化的发展采用各种先进的空气净化技术、除雾技术、降噪技术等,对于降低废气排放对空气的污染,噪音对人们精神的伤害等具有重要的作用,具有更强的环保性。机械自动化的节约型和环保型不仅能够降低能源消耗,提高产品的生产效率和质量,还能够减少机械生产对土壤、河流、空气等自然环境的伤害,有利于实现绿色生产。
2.2 安全性
传统机械制造业采用完全的机械手工操作,安全操作是摆在工作生产第一位的。这是因为传统机械化生产特别容易引发各种机械安全事故。例如,2002年4月24日,我国广东省某建筑工地曾经发生一起搅拌机机械伤人事故,造成一人死亡。大部分的机械制造企业为了扩大生产,工厂所使用的机械皆为大型机械,这样的大型机械能够在短时间内批量生产产品,但是机械控制存在一定的难度,一旦出现任何的操作失误,或者操作人员在操作过程中未来得及采取正确有效的措施及时阻止意外事故,将会对操作人员造成严重的安全隐患。科技的发展为机械设计制造业实现自动化提高了可能性和可行性。机械自动化以技术和机械操作相结合,工作人员在生产过程中可以通过远程电脑程序控制实现机械自动生产。虽然目前我国机械自动化程度并未达到最高水平,操作人员无法完全远离生产机械,但是与传统的机械制造业生产相比,机械自动化生产的程序精准度得到提高,由于操作不当发生机械故障等现象的可能性大大的降低,员工的生命安全得到了进一步的保障[2]。同时,及时机械生产发生了少数的意外操作事故,机械设计制造及其自动化系统也能够根据已经设置好的程序实现自动检测,及时预防机械故障的发生并拥有相应的补救体系。机械自动化系列程序的设定能够有效提高生产的效率,并降低机械故障带给工厂及企业的损失,同时也能够保障工作人员的生命安全。
2.3 效率性
生产效率是提高企业经济收益的根本。传统的机械制造不仅需要大量的人力进行机械操作,且操作程序较为复杂,大型机械的结构也较为精密,不利于安全控制。因此工作人员在机械生产过程中必须严格遵守操作规则并按步骤进行,所需要花费的生产时间较多[3]。并且传统机械制造业的生产过程由多各生产步骤组成,一个生产环节的错误操作将对产品的质量产生严重的影响,往往一个生产环节出错,该产品则需要从头开始再生产。这样的生产过程不仅对原材料和能源造成了大量的浪费,增加企业的生产成本,同时还浪费了大量的时间和精力,工作效率十分低下。与传统的机械制造业生产不同,机械自动化生产以电脑程序控制为主,对人员数量的需求量大大的减少,降低了企业的劳力生产成本。且机械自动化实现自动化程序设置和操作,生产所需的时间降低、质量提高而能耗减少,能够有效提高机械制造业生产的效率,促进机械制造业的发展。
3 机械设计制造及其自动化的发展
机械设计制造及其自动化能够有效弥补传统机械制造生产的缺陷,降低机械生产的能耗和原材料,提高生产效率和产品的质量。未来的机械自动化生产需要朝着更加智能化、网络化、机电一体化的方
向发展,且需要加强对环境的保护,以实现促进机械制造业发展和构建和谐社会的双重目的。
4 结语
综上所述,机械设计制造业对促进我国国民经济的增长、军事实力的提升等有着重要的作用。传统的机械设计制造业采用单纯的人工机械操作为主,需要花费大量的人力、物力和财力,且安全性能低,对提高我国机械制造业的生产收益,提高其生产安全性有着严重的不良影响。机械自动化将机械制造与自动化技术相结合,具有安全性高、生产效率高及环保性强等特点及优势,对于提高生产效率、促进企业发展有着重要的意义。未来的机械自动化还将继续朝着智能化、绿色化等方向发展,使机械设备的功能更加齐全,机械自动化的应用更加广泛。
参考文献:
[1]刘超.我国机械设计制造及其自动化发展方向研究[J].河南科技,2013(06):105.
[2]何来浩.机械设计制造及其自动化特点和优势及发展趋势探析[J].科技与企业,2015(06):203.
[3]周志常.机械设计制造及其自动化的趋势[J].工业设计,2015(08):95-96.
[4]曹泰山.试论机械设计制造及其自动化专业课程体系改革[J]. 电子制作,2014(06):197-198.
关键词:机械 自动化 技术
机械自动化,主要指在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程,加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展,是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准,不仅影响整个机械制造业的发展,而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。如何发展我国的机械自动化技术,应实事求是,一切从我国的体国情出发,做好各项基础工作,走中国的机械自动化技术发展之路。
一、从效益出发,注重实用发展机械自动化技术
先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术,应以企业的生产和发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产,才能收到良好的技术国济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术,应结合实国际,注重实用,即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、搞自动线的做法,应当纠正,对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞或不搞。我们要的是效益,而不单纯的是速度。
二、发展投资少、见效快的低成本自动化技术
发展低成本自动化技术,潜力大,前景广,投资省,见效快,提高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的发展需要和国情。20世纪90年代美国麻省理工学院提出的精节生产LP模式,就是以最小的投入,取得最大的产出的具体表现。借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业各企业有大量的通用设备,在发展现代机械自动化技术时,应以原有的设备为主,合理调整机床布局,添加少量的数控设备,引入CAD/CAM技术,充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性,共同构成一个以人为中心,以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统,为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。通用机的局部自动化改装有重要意义。近期内我国对成本低、维修方便的通用机的需要量还是不会急剧下降的,因为有广大的乡镇企业市场,有小工厂、试验室、大型企业的工具车间等。
三、结合地方实情,发展现代机械自动化技术
实现机械自动化是一个由低级到高级、由简单到复杂、由不完善到完善的发展过程。当机械的操作采用自动控制器后,生产方式才从机械化逐步过渡到机械控制(传统)自动化、数字控制自动化、计算机控制自动化。只有建立了自动化工厂后,生产过程才能全盘自动化,才能使生产率全面提高,达到自动化的高级理想阶段。中国实现机械自动化技术应是一个长期的过程,不可能一蹴而就。当前,中国机械制造业同世界先进水准也存在阶段性差距。在我国这种国情下,普遍发展应用计算机集成制造系统的“全盘自动化”或“高度自动化”,并不具备必要的基础技术、经验和投资能力。因此,要不要普遍发展全盘自动化或高度自动化CIMS技术,一定要慎重行事。而且全盘自动化或高度自动化的CIMS技术也并非我国机械制造业的当务之急,只能列为机械制造自动化技术的主要发展方向。应该发展工艺成熟的大批量生产的自动化技术。我国现阶段,在产品数量较大的同类产品连续流水作业的切削加工生产中,自动化设备仍然是半自动机床、自动机床、组合机床及其组成的自动线、回转体零件加工自动线等。而在大批量的铸造、锻造、冲压、焊接、热处理和装配等生产中,采用刚性自动化(自动单机和自动线)则是合理可行的,能取得较好的经济效益;对于品种稍多的成批生产,应采用由快速重新调整的设备组成成组工段或流水线、可更换主轴箱组合机床自动线、短自动线和复合制造单元,实现成组自动化;而单件小批量生产,应从推广成组术入手,适当发展采用数控机应酬或加工中心,有针对性地建立一些揉性制造单元FMC,可取得较好的经济效果。我国作为一个发展中国家,考虑一切生产技术问题时的前提必须是适用。我国消化吸收国外柔性制造系统(Pseudo-FMS),是要确保必要的生产柔性的前提下,优化人机界面,不过分追求自动化,尽可能建立较为完善的信息系统,充分发展计算机管理的效益。系统中先进的自动化装备和普通设备并存,系统的某些环节允许人工干预。这是一个典型的结合国情、实适用先进方针的自动化技术解决方案。我国目前在消化呼吸、融会贯通国际上有用的自动化技术理论的基础上,要努力做到从我国机械制造业的实际情况出发,发展创新,形成有国情特征的发展自动化技术理论和学说,进行围绕计算机技术的柔性自动化技术的开发研究,以适用为前提,急需什么就解决什么,取得实践经验再推广应用。
【关键词】机械制造;自动化;机制自动化
0.引言
机械制造与自动化是一门专业性和知识性很强的学科,通过自动化技术的引入与应用,机械制造业实现加工对象地连续自动生产和生产过程的有效优化。自动化技术在机械制造的应用与发展,是机械制造业进行技术改造和技术发展的主要手段。而机械自动化技术水平的高低,对我国机械制造业和国民经济发展部门的技术进步与否产生了直接的影响。
1.我国机械自动化技术的发展
上个世纪20年代,机械制造冷加工的大批量生产过程首先开始应用机械自动化技术。到了60年代,可变性自动化生产技术开始出现,其适应了市场的需求与变化,增强了机械制造业对市场需求变化的快速反应能力。这种技术在制造系统维持不变或者变化很小的情况下,生产过程或机器设备通过自动检测、信息分析处理自动地实现预先设定的某种过程或操作,并且能从制造一种零件自动转变到制造另一种零件。目前,我国的机械自动化还处在操作阶段自动化的水准,与国外发达国家生产部门的机械自动化水平还有很大的差异。因此,我国引进国外先进自动化技术还需要一个循序渐进的过程。我国应在吸收、消化国际自动化技术理论基础上,从我国实情出发,不断发展创新,从而形成符合我国国情的机械制造自动化技术理论,并将其应用于实践当中,推动我国机械自动化技术向高水平方向发展。
2.机械自动化技术的作用
机械自动化是一种新的具有明确范畴的技术领域。这种技术是主要应用于工业,能够大大地提高制造业的社会效益和综合经济效益。同时,国民经济生产部门通过采用该种技术能够实现生产过程的自动化,节约了企业的人力、物力和财力成本,从而提高其与全球竞争的能力。在我国工业生产过程中,机械自动化技术发挥了很大的作用,主要体现在以下几个方面:第一,机械自动化技术的应用可以提高工业生产过程的安全性,减少生产安全事故的发生;第二,机械自动化技术够通过自动检测、信息处理自动地实现预先设定的某种过程,实现不同零件制造的自动转换,有效地提升了生产效率;第三,机械自动化是用计算机控制生产的过程,能够做到标准化、精准化生产,不仅可以减少能源和原材料的耗损,还大大提高了产品的质量。
3.我国机械自动化技术应用的现状
随着现代信息技术的快速发展,我国各行业开始广泛采用计算机集成制造系统,推动了机械自动化技术的发展。但与国外工业发达的国家相比,我国的机械自动化技术仍是处在操作阶段自动化的水平。目前,我国工业生产过程中主要在以下几个方面应用机械自动化技术:在管理方面,工业发达的国家广泛采用了计算机进行管理,结合生产实际已经推出了精益生产(LP)、准时生产(JIT)、并行工程(CE)、敏捷制造(AM)等新的管理理念和管理技术。但是当前我国还有少数的大型企业拒不采用计算机辅助管理生产,大多数小型企业仍旧处于传统的经验管理阶段。
在工业制造设计方面,工业发达的国家加强设计研发,不断提出新的设计准则和设计方法,通过广泛采用CAD 技术即计算机辅助设计技术,许多大型企业开始了工业无图纸化设计和生产。但目前我国工业制造部门采用CAD 技术的比例还很低。在制造工艺方面,工业发达的国家广泛采用微细加工、精细加工、高精密加工、微型机械和微米、纳米技术、电磁加工技术、超塑加工技术、激光加工技术以及复合加工技术等新型技术对工业产品进行加工。而我国对于这些新型的加工技术目前普及率还很低,仍在开发和掌握的过程之中。在自动化技术应用方面,工业发达的国家普遍通过数控机床、柔性制造系统(FMS)、加工中心及柔性制造单元(FMC)、计算机集成制造系统(CIMS)等自动化技术,实现了生产过程的智能化、集成化和柔性自动化。而目前我国的自动化技术应用方面还是处在刚性自动化和单机自动化阶段,只有少数几间大型企业采用了柔性制造系统和单元。
4.提高我国机械自动化程度的建议
机械制造的自动化技术应用就是以自动控制理论为指导,对生产过程中的物与人的作用进行综合研究,通常涉及到机械技术、计算机技术和微电子技术等先进现代信息技术。我国要推进机械自动化技术的发展,必须要着重关注电子学、零件检测、电子计算机技术以及机床装料自动化等技术和学科的发展,并在工业生产过程中广泛采用程序数控机床,结合实际研制高效可靠的自动化生产线、自动化生产控制系统等。我国要推进机械自动化技术的发展,首先要扎扎实实地做好机械自动化技术应用项目的基础工作和推广工作,不仅要发展主机,还要自主研发控制系统和自动化元件,如微处理机、可编程控制器、各种传感器、新型控制系统及系统软件等。其次,我国还需要引入其他学科的新理念、新概念和新技术,并通过其对机械制造业的传统生产理念和生产技术进行改造和融合,促进我国机械制造业形成新的生产理念和生产技术。再次,对机械制造业的工程技术人员、管理人员和工人进行专业培训,提高其机械自动化知识的水平。这是因为随着机械制造业自动化发展成为一种必然趋势,我国机械制造业的发展将来会更多地依赖各种自动化技术的新理念、新方法及其应用。这种新的制造模式要求管理人员、技术人员和工人掌握更多的自动化技术知识和更高层次的自动化技术知识结构,而对于其在技能和经验上的要求正在逐渐降低,因此抓紧自动化技术专业人才的培养是当务之急。只有如此,我国工业才能在大范围内推广和应用自动化技术,提高我国机械制造业的自动化水准。
综上所述,我国的机械自动化技术的发展还需要借鉴工业发达国家的新理念和新技术,同时坚持普及与提高相结合的方针,我国的机械自动化技术的应用和发展才能走向健康、高质和高效之路。
【参考文献】
[1]周一鸣,索春英.浅谈自动化技术在机械设计中的应用[J].价值工程,2011(12).