智能制造技术概论精选(九篇)

前言：一篇好文章的诞生，需要你不断地搜集资料、整理思路，本站小编为你收集了丰富的智能制造技术概论主题范文，仅供参考，欢迎阅读并收藏。

第1篇：智能制造技术概论范文

Abstract With the development of the new energy vehicle in China， most of the universities open the corresponding courses about new energy vehicle. The necessary of the teaching mode reform of the new energy vehicle is analyzed in this paper. The teaching targets， teaching contents， theoretical and practical teaching methods and assessment are discussed. The teaching quality and innovation ability of the students are improved by practical teaching activities.

Keywords new energy vehicle； teaching reform； innovation； Vehicle Engineering

近年来，迫于能源与环境的双重压力，世界各国和各大汽车企业积极投入到新能源汽车的研究中。2010年，我国将新能源汽车列为重点发展的七大战略性新兴产业之一。2012年，我国出台了节能与新能源汽车产业发展规划（2012―2020年），明确了新能源汽车发展和汽车工业转型的技术路线。2015年，由工信部的《中国制造2025》重点领域技术路线图明确指出，节能与新能源汽车将是国内汽车技术及产业未来重点发展的方向。2016年，在汽车工程学会年会上的《节能与新能源汽车技术路线图》描绘了我国新能源汽车未来15年的发展蓝图。可见，新能源汽车产业在我国国民经济和社会发展中具有十分重要的战略地位。

面对国家政策的积极引导，为了适应新形势下我国新能源汽车产业的发展需求，江苏大学车辆工程专业在本科生培养计划和课程设置中开设了新能源汽车概论课程。该课程教学安排在大学四年级第一学期，共30学时。课程内容从新能源汽车的新技术、新构型层面的系统分析出发，介绍了各类电动汽车电机驱动系统、动力电池系统、电动化辅助系统等关键部件，涵盖了纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车的原理分析和结构设计等方面。由于涉及到电机、控制、化学、材料、电气、电子、机械等多个领学科域，对相关知识要求较高，不仅导致学生难以课前自学，而且上课时对课程内容理解不够深刻。因此，新能源汽车概论课程的教学改革显得十分必要。

作者结合新能源汽车概论课程教学过程中发现的问题，对该课程教学模式改革进行了深入的探索和实践，主要内容如下：

1 新能源汽车概论的教学目标

新能源汽车代表着汽车行业的重要发展方向，新能源汽车概论课程的教学必须以汽车行业的发展和需求为导向。该课程的教学目标是：通过对本课程的学习，要求学生掌握纯电动汽车、混合动力电动汽车、燃料电池电动汽车等电动汽车的原理与构造，熟悉电机驱动系统、动力电池系统、电动化辅助系统等部件，了解电动汽车基础充电设施建设。让学生具备新能源汽车产品研发、设计、制造、试验、技术运用等相关技能，培养出一批具有较多专业知识、较强动手能力的高?创新型新能源汽车人才。[1，2]

2 提高新能源汽车概论教学质量的建议

2.1 教学内容的安排

随着汽车工业的迅猛发展，新能源汽车行业发生着翻天覆地的变化。新能源汽车概论是一门紧跟技术前沿的新课程，需要把新能源汽车领域的最新进展纳入到课堂教学中去。然而，现有新能源汽车相关教材更新速度较为缓慢，教学内容较为陈旧，与新能源汽车行业的发展严重脱节，无法满足该课程的教学目标。[3]

基于此，新能源汽车概论课程教学内容应相应增加国家相关扶持政策、电动汽车基础设施建设、电动汽车智能化和网联化技术、电动汽车轻量化技术、关键技术前沿、典型车型案例分析等方面，以达到丰富教学内容、强化教学效果、完善教学目标的目的。

2.2 理论教学改革

学生学习新能源汽车知识，理论教学是不可缺少的。 然而，新能源汽车概论课程知识点多、杂且涉及众多学科，有些内容还需要大量的图例说明。传统的板书教学不仅费时，而且无法对电动汽车某些系统的运行过程做动态演示，导致教学效果不佳。因此，针对不同的理论教学内容采用不同的方式，并将各种教学手段有机结合，对提高教学效果和教学质量具有重要意义。[4]

多媒体教学具有信息量大、直观、生动等优点，改变了传统单一的板书教学模式，在课程教学中发挥了重要的作用。在理论教学中，对于基本知识点，可采用教师讲解和学生自学相结合的方法学习；对于重点和难点，教师除了进行深入、细致的讲解一位，还要通过网络搜索出相应的动画、新闻、专题片、宣传片等资源，如驱动电机结构和原理、动力电池工作原理、电动汽车不同工况下的工作模式等，直观地向学生展示零部件结构与工作原理，避免学生对学习感到枯燥、乏味等现象。在典型车型案例分析方面，可介绍一些经典的电动汽车实例（如普锐斯、比亚迪E6、特斯拉Model3），通过边播放视频边讲解实例地介绍结构组成、动力性能、续驶里程等。多媒体技术不仅便于学生对相关知识点的理解，还能使学生能够更快地掌握课程内容，提高教学质量和教学效果。

除了教师利用多媒体技术深入细致的讲授课程内容以外，?应该采用多样化的教学方式，让学生真正参与到学习过程中来。前沿技术汇报是提高学生自主学习能力的有效途径。学生在收集资料的同时不仅了解了前沿技术的最近进展，也锻炼了其对资料的归纳总结能力。教师可预先对报告主题进行筛选，组织学生分成2～4人的学习小组，每个小组分配一个报告主题。教师通过合理安排汇报时间，让每个小组以PPT（含动画、视频、图片等）的形式对分配主题进行汇报。由于每组的汇报主题和内容都不尽相同，前沿技术汇报不仅拓宽了学生的知识范围，也调动了学生自主学习的积极性，提高了学生的归纳总结和演讲能力。

2.3 实践教学改革

近年来，新能源汽车越来越高的普及率倒逼着新能源汽车的实践能力。因此，除了理论知识教学以外，新能源汽车概论实践教学也是不可或缺的一个方面。作者在该课程实践方面进行了有益的探索。[5]

新能源汽车及相关测试平台是进行新能源汽车概论课程实践教学的必备条件。本课程以江苏大学国家级车辆工程虚拟仿真实验教学中心、混合动力车辆技术国家地方联合工程研究中心、江苏省汽车工程重点实验室、江苏省电动车辆驱动与智能控制重点实验室、江苏省道路载运工具新技术应用重点实验室、江苏大学新能源汽车2011协同创新中心、中美新能源汽车与智能交通系统国际联合实验室等研究基地的新能源汽车及相关测试设备为依托，为新能源汽车的仿真、观摩和测试提供良好的实践教学平台。例如，当讲授纯电动汽车的构型与原理相关内容时，除了对学生进行理论教学以外，还要求学生到实验室观摩课题组自行改装的四轮毂驱动电动汽车，如图1所示。

新能源汽车概论课程的实践教学是理论教学的必要补充。理论与实践相结合的教学方式，不仅加深了学生对理论知识的理解，还进一步激发了学生的创新能力。

2.4 考核方式的改革

考核是检查教学效果和实现课程目标的重要手段。传统的考核方式往往通过“课堂表现+文献阅读报告”进行。然而，强大的网络资源给文献阅读报告的“撰写”带来了极大的便利，难以真实检验学生的学习效果。显然，传统考核方式不能够较好的达到本课程的教学目标。

为了能够全面、客观地检验学生的学习效果，课程采用“前沿技术汇报+平时成绩+开卷考试”的考核方式，比例分别为20%、30%和50%。前沿技术汇报是通过小组分工的形式，让学生提供阅读文献资料，对相关前沿技术进行归纳汇总，并在课堂上进行汇报、演示；平时成绩主要是将学生课堂出勤、回答问题和实践表现等纳入到考核中，比例分别为20%、40%和40%。课堂出勤和回答问题主要是为了提高学生的上课积极性，实践表现则是为了加深学生对新能源汽车结构特点、工作原理的理解和熟悉程度；开卷考试主要是考查学生对课程知识点的认识、理解、记忆及分析的综合掌握能力。

第2篇：智能制造技术概论范文

关键字：智能交通；交通系统；优势

Abstract: With the continuous development of the city, as the municipal engineering of traffic engineering in the rapid development in recent years, the intelligent transportation system. This paper will mainly discuss the intelligent transportation system the meaning and advantages of new system.

Key words: intelligent transportation; transportation system; advantage

中图分类号：F512.3文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）

引言：近年来，城市交通的问题很是严峻，不断出现拥挤的混乱现象，给人们的出行带来了很大的不便。对于现代交通来说，对国民经济的发展起着一定的推动作用，发展智能交通系统对于改善环境的质量有很大的帮助。铁路、公路、航线目前大多数都是进行各自分头管理，对于国民经济的发展，以及社会的可持续发展都是很大的弊端，因此联合起来进行综合管理可以避免大量资金的浪费，对与建设节约型的社会也有很大的影响。随着城市的不断发展，作为市政工程之一的交通工程也在飞速地发展，近年来出现了智能交通系统。本文将主要探讨一下智能交通系统这一新型系统含义以及优点等。

一、综观全球的城市交通问题

经研究调查显示，目前，全世界机动车的拥有量为9亿辆，其中美国有2亿辆，中国有6500万辆（1／4是汽车）。自改革开放以来，中国机动车的年增长率是22％（而国际上同期机动车的增长率为3.5％）；与此同时，中国公路的增长率仅为2.5％，现在有127.83万 km（高速公路8000多km），形成了车辆快增长、道路慢增长。而且，我们修了这么多的路，增加了这么多的车，都是引向城市的；我国交通事故1998年死亡7.8万人，占全世界交通死亡人数的1／6，死亡率可称世界第一。要知道，美国有2亿辆机动车，1998年交通事故死亡人数不足4万人。因此很有必要在这里讲述一下智能交通系统。

二、智能交通系统的相关概念

智能交通系统（ Intelligent Transportion System，简称ITS）是将计算机技术、图形图像处理技术、数据通信技术、先进的卫星定位导航技术、传感器技术、信息技术、电子控制技术等高新技术有效地运用于交通的运输服务、控制管理和车辆制造，从而使车辆靠自身的智能在道路上安全、自由地行驶。

公路靠自身的智能将交通流调整至最佳状态，驾驶员靠系统的智能对道路交通情况了如指掌，交通和运输管理人员靠系统的智能对道路上的车辆行驶和交通状况一清二楚。使人、车、路密切地结合，极大地提高交通运输效率，保障交通安全，改善环境质量。

智能交通系统的功能如下：一是可以对车辆的安全车距与车速自动保持其控制功能，对于道路中的障碍物能提供自动识别、自动报警、自动转向的功能，对于车辆的驾驶者有一定的帮助；二是可以向交通出行者提供必要的信息，例如欲行道路的交通条件、交通状况和交通服务等信息；三是对交通运输业的作用，轻松掌握运输路线的信息；为道路管理部门提供交通流的实时信息，以及不停车的自动收费功能；为交通管理部门提供对道路交通流进行实时疏导、控制，和对突发事件应急反应功能。

三、如何建立交通智能系统

1、首先要打好ITS发展基础，尤其是其基础理论的研究工作

由于智能交通系统的发展还不够完善，仍处于基础发展的阶段。因此应该加强国与国之间的交流，向ITS系统完善的国家交流心得，并结合中国自身的特点，更加深入地进行基础理论的研究，以期在最短的时间内达到或接近先进水平，更好地迎接未来的挑战。

2、建立ITS协调组织机构

目前中国的交通还存在很多的问题，铁路、公路、民航等仍在实行条块分割管理，有的甚至出现了铁路等独自的ITS系统，从长远的角度看，这不利于中国交通业的发展，也是经济的巨大浪费。因此要建立ITS协调组织结构，对于建立的智能交通系统综合管理都有很好的促进作用。并在此基础上加强政府的宏观调控，制定相关的规范和整体的发展规划，以减少局部利益的冲突和资金的浪费。

3、注重人才的培养

随着技术经济的发展，交通行业各领域也发生了翻天覆地的变化，因此对人员的要求也越来越高。相应地需要各层次的专业型人才，以加强ITS的管理，定期派遣拔尖人才去国外进行交流，把国外先进的技术带到国内，加强国与国之间的交流合作，走出去、请进来，将最新的ITS技术溶入交通运输专业的教学内容和科研之中，以高素质的ITS人才去迎接新世纪的挑战。

四、建立城市交通智能系统的必要性

在上述一中提到了目前中国乃至整个世界面临的严峻的城市交通的问题，在我国更是尤其可利用的空间较少，交通不通拥挤的现象更是时有发生。交通拥挤和事故带来了经济的巨大损失；加之城市土地资源和资金有限，不能单靠传统修建道路的方法解决交通问题，因此要建立正确的智能交通系统图管理城市的交通网，而不能靠传统的方法进行。在此背景下，智能交通系统将发挥它独特的作用，因此建立智能交通系统非常必要，大力解放劳动力资源，使他们能发挥更大的作用，提高工作效率，降低事故发生率。

发展智能交通系统可以为社会带来很大的效益，发展了智能交通系统可以使交通出行素需要的能源大幅度减少，从而可以改善环境降低环境的污染；可以促进交通管理水平的提高和交通法制的建设；进一步促进交通领域的技术水平，逐渐达到发达国家的管理水平；建立智能交通系统可以给社会带来巨大的经济效益，避免了分散管理上资金的大量浪费。在一定程度上改善了产业的结构，为以后智能管理都做了巨大的贡献。

结语：综上，主要讲解了一下城市智能交通系统的相关概念，以及他对于改善城市交通所带来的巨大作用。笔者结合多年的工作经验进行了系统且简要的概述，希望给同行以借鉴。城市的交通对于人们的生命安全息息相关，只有建立比较完善的微循环系统，才能均衡交通流量、缓解拥堵。相关的工作人员应该掌握先进的技术，为城市交通的改善做出贡献。

参考文献：

[1]杨佩昆、张树升，《交通管理与控制》(第二版)，人民交通出版社,2003

[2]荆便顺，《道路交通控制工程》，人民交通出版社,1995

[3]段里仁等，《道路交通自动控制》，中国人民公安大学出版社,1990

[4][日]社团法人交通工学研究会编，《智能交通系统》，人民交通出版社, 2000

[5]陆化普，《智能运输系统》，人民交通出版社，2002

[6]杨兆升，《智能运输系统概论》，人民交通出版社，2003

[7]黄卫等，《智能运输系统(ITS)概论》，人民交通出版社, 2000

[8]杨冰等，《智能运输系统》，中国铁道出版社，2000

第3篇：智能制造技术概论范文

关键词：压路机，机电液一体化，技术，应用

 

我国西部大开发战略的实施使世界上有实力的压实设备公司看好国内大市场，给国内同行带来了机遇和挑战。免费论文，机电液一体化。。美国英格索兰公司在无锡建厂、美国卡特被勒公司在徐州建厂，3－5年内国外产品或独资公司生产的压实机械产品会占 30％以上，外资企业不仅引人硬件技术，还引进了软件技术和管理技术。众所周知，高科技带来高利润，机械产品的升级换代是市场选择企业的根本。免费论文，机电液一体化。。

1国外压路机机电液一体化技术的发展

1.1德国 BOMAG公司的自动压实控制系统

新型智能可变振幅的Variomatic振动压路机以两个相对旋转的偏心轴来振动压实轮，双轴布置使振动力的大小和方向可根据轮子在被压物料上振动加速度的变化，通过液压系统修正两轴之间的角度，用电子控制自动地完成从垂直到水平方向的无级变化，而装在轮上的加速度表则连续不断地反映物料硬度随压实进程的变化。免费论文，机电液一体化。。从加速度表上测得的数据被输送到压路机上的计算机里，并可存人软、硬盘中，计算机可将这些数据与预先存储在机内的数据（大量压路机在长期改进过程中累积起来的经验数据）相比较。当结果达到预定值时计算机发出指令，通过改变两根轴的相对角度来改变振动方向和有效振幅，对压实力进行优化，既简化司机操作又改善压实均匀度。

1.2适压 Superpaye超级路面的压买系统

根据 Superpaye超级路面技术规定要使用粗颗粒骨料和低含量沥青，在减少环境污染的同时增强路面承载力，工艺要求为躲过“温度敏感区”而进行高温压实。 Hamm公司的IQ2系统不但记录和显示压实状况，还可自动调校振频、振幅和行驶速度，在最短时间内达到最理想的压实效果。

1.3用电子技术实现关键参数的实时监控

在关键部位设置传感器对压路机上的发动机燃油。冷却、、充电系统及行走、振动。转向系统等的温度、压力、流量诸参数进行实时监控；借助看门狗电路和电脑监控分析进行异常报警；利用微电脑控制器对整机上的开关、继电器、电磁阀进行检测、诊断并分析出故障代码，维修人员利用监控器读取故障码，便于快速排除故障。

1.4以机电液一体化技术为界面的新功能开发

国外广泛利用该技术建立了自动驾驶作业系统；德国宝马公司推出自动滑转控制系统，压路机可爬68％的陡坡；通过操作显示灯、提示灯和电器开关互锁来防止误操作；通过操作座椅上的开关在压路机行驶过程中进行牵引与行驶液压回路的转换。

2国内压路机机电液一体化技术现状

国内压路机厂家在这方面也有了一定的进展，如湖南江麓机械厂开发的W1102DZ振动压路机具有自动驾驶作业系统，许多压路机也都设置了声光报警系统。尽管对关键参数实施了监控，而且控制方式独特、自成体系，安装维护简单直观，抗干扰能力强，但由于线束多，各功能单元之间的复合控制难以实现，传感器资源不能充分利用。随着监控信息量的加大，警报灯、仪表布置困难，其它自动控制的功能扩充困难。

3主要技术问题和解决方法

国产压路机存在着可靠性、耐用度差，监测手段落后的问题，作业质量受人为因素影响大，压实控制技术智能化程度低，操作舒适性差，当前筑路机械技术难点集中在控制与操纵系统的改进上。

我们可以通过引人具有良好控制性能和信息处理能力的电子技术、传感器技术和电液传感技术，从机械和液压两个方面来解决其控制问题。在传统的负荷传感和极限功率调节系统中引进电子传感元件和执行回路，使液压系统的调节品质和功能得到显著改善。即把系统的逻辑功能由电子装置承担；把能量转换、功率流切换和主系统过载保护（安全阀）由液压、气动装置承担；通过引人比例阀。PLC可编程控制和数据总线技术以及采用廉价而可靠的高速电磁阔而构成低成本的闭环控制系统；同时依靠电子元件反馈相应的参数值，建立完善的在线状态监测和故障诊断分析功能。免费论文，机电液一体化。。

4目前应抓的工作

机电液一体化技术的推广应用首先要解决观念更新问题，过分强调低成本竞争会把企业带人死胡同。诚然机械产品元件越少其可靠性会越高，但这种可靠性丧失了产品的多功能开发。国外正是看到了故障的必然性才会借助机电液一体化技术来防止故障、迅速发现并解决故障，同时也正是由于电子元件质优价廉，才使该项技术得到了最充分的利用和开发。免费论文，机电液一体化。。

其次要合理利用该技术则离不了引进、吸收和开发。如英格索兰、卡特彼勒两公司选用配置瑞土专业电子仪器制造商Geodynamik公司开发的计算机软件和控制系统，用于连续压实控制（CCC）的压实数据系统（CDS）以及用于处理CCC的PC软件程序。对于这些无力开发的技术要用有限的资金去引进，在消化和吸收之后国内科研部门应联合进行技术开发，利益共享。

成熟技术可以直接嫁接。目前国内全液压压路机广泛采用进日的发动机、行走和振动泵及马达。国内合资和独资公司生产的挖掘机，其发动机电子控制系统可以实现对发动机转速、停车等自动控制，而广泛采用的液压泵（如美国萨奥90系列泵）本身配有转速、压力等传感器接口。免费论文，机电液一体化。。萨奥为德国宝马公司H型振动压路机配备的自动滑转控制系统，其爬坡能力高达68％。德国力土乐公司提供相应的可编程控制器，它不像大型矿用设备复杂且响应慢。这些都可以通过借船出海，作为协作配套厂家可直接利用该项技术。

5结束语

随着科技的发展和用户需求的日趋主题化、个性化和多样化，产品技术含量的高低和功能的多样性直接影响着企业的利润和生存。跨国公司为降低成本，实施制造本地化及采购全球化战略，使制造业竞争日趋激烈。为此企业应充分利用以计算机。数控技术为代表的电子技术，提高机械产品的智能化水平，占领市场，让用户满意。

参考文献：

[1]《工程机械机电液一体化》焦生杰等人民交通出版社2000-11-01

[2]《机电一体化系统设计与应用》舒志兵等主编电子工业出版社:2007-01-01

[3]《液压与气压传动》宋新萍机械工业出版社2008年4月

[4]《机械设计制造及其自动化系列•先进液压传动技术概论》李松晶阮健弓永军编著哈尔滨工业大学出版社2008-03-01

第4篇：智能制造技术概论范文

云制造是一种面向服务、高效低耗、基于知识的网络化智能新模式，能够为云制造企业全生命周期提供可随时获取、按需使用、安全可靠、优质廉价的服务。基于这些特点，在云制造企业中建立合理的质量预测模型，对产品的质量进行有效的预测，能够提高企业的市场竞争力，更好的服务用户，获取更多的利润。基于云制造企业的新特点，比较几种常用质量预测模型及算法，其中常用的优化算法有神经网络、基因算法、多Agent等等，最后描述出新形势下云制造企业中产品的质量预测模型框架。

关键词：

云制造；质量预测；全生命周期；云服务；神经网络；基因算法；多Agent系统

中图分类号：

F2

文献标识码：A

文章编号：16723198（2013）10002701

在企业中，建立一种高效的企业质量预测模型，预测企业产品质量，是影响制造企业竞争力最具决定性的因素之一。如今，随着云计算，云制造越来越多的进入人们的视野，把制造移入云端的企业也越来越多。目前云制造的概念，就是利用互联网平台，按用户的具体需求组织网上的制造资源，为用户提供多种制造服务的一种网络化制造新模式。本文根据云制造的一些特点，通过比较企业中产品质量预测的常用方法，最后描述出云制造企业中产品的质量预测一般模型框架。

目前企业中产品的质量评估和预测方法有很多，然而由于产品质量预测问题的影响参数多且关系复杂，此外这些参数之间一般存在非线性、强耦合的关系，是产品质量预测所面临主要的难题之一。

文献[2]展示了采用前向神经网络，基于模糊PetrI网的智能结构来检测产品质量。文献[3]对BP神经网络的设计进行阐述，对隐层采用优化方法，以最小迭代次数为目标函数，解决了BP神经网络质量预测模型问题。文献[4]网络将样本的输出值与真值之间的灰色关联度作为目标函数，采用粒子群算法优化一般BP神经网络的权系数和阀值，构建了基于粒子群神经网络的质量预测模型，解决了一般BP算法迭代速度慢，且易出现局部最优解的问题。文献[5-7]成功的设计了一套基于Web框架实时的人机界面质量预测系统，其中用到了RFID技术、特征分离、人工智能、数据聚合、神经网络等技术。有效的建立了产品质量预测模型并阐述了其中需要用到的技术和具体算法。文献[8]有云制造企业的特点，提出了面向加工质量预测的虚拟加工检测单元的研制，定义了虚拟加工检测单元体系结构，分析了主要的影响因素，建立了虚拟加工检测单元的原型系统。

一个系统能够高效、准确的运行离不开系统的结构和其中所包含的算法，本文就云制造企业中产品的质量预测问题，建立相应的系统模型，并确定其中包含的算法。云制造企业全生命周期中，由于云制造网络的实时的特点能够更迅速、有效的获取产品质量预测所需的参数、数据。然后利用相应合适的算法，就能实现云品台下产品质量预测，使云制造企业在市场竞争中立于主动地位，有更高的效益和效率。

1 预测所需参数获取

按需、自组织、网络化分布这些云制造特点，能够将制造资源虚拟化和制造能力服务化。这种全生命周期的资源聚集使得从设计、制造到维护数据实时获取成为现实，同时也使云资源有更高的利用率和敏捷性，对于不同产品我们也能够从制造云中精确的提取出我们需要的预测其质量的参数、数据。由于不同产品的质量特性不同，数据的衡量标准也不一样，所以对不同的产品不能采取相同的质量特性衡量指标。

因此，对于不同的产品从系统参数的角度来分析，而不是从产品具体参数的角度来建立预测模型，这样就能提高建模以及预测效率。选取制造系统参数然后用合适的算法就能有效的预测产品质量，预测模型从产品缺陷预测能力和产品缺陷检测能力两个方面描述产品生产系统的能力，从制造云中提取相应的数据。通过这些数据就可以对质量进行相应的预测，并且能够为用户提品缺陷防护及缺陷检测实时的高效建议，同时也能提高产品的质量预测能力。

2 预测模型的建立

目前，在工程中应用比较广泛的是神经网络，Matlab中也有相应的工具箱。由于影响产品质量的因素较多，这些参数之间以及参数和产品质量间往往存在复杂非线性、强耦合关系，而神经网络能够建立复杂的输入输出关系，具有很强的非线性建模能力，因此近些年广泛用于各种工程领域。其中应用最为广泛的是BP神经网络模型，由非线性的传递函数神经元组成，采用误差反向传递的方法作为其静态前馈网络，但是网络具有收敛速度慢、局部存在极小值，因此将样本的输出值与真值之间的灰色关联度作为目标函数，采用粒子群算法优化一般BP神经网络，基于粒子群神经网络的质量预测模型解决了这些问题。

接下来就是建立整体的云制造企业中产品质量预测模型，模型所处的环境是云制造环境，其特点是全生命周期的数据获取的实时性，产品质量预测模型中质量预测的算法是核心。而目前应用最广泛，效率高的就是神经网络的预测方法。首先，我们从制造云中获取质量预测所需参数，从产品缺陷预测能力和产品缺陷检测能力两个方面，运用相应的神经网络算法对所获取参数进行分析、处理，然后与制造云中的实际产品质量信息进行比对，训练所选取的神经网络算法，通过多次训练，使神经网络达到一定的质量预测能力标准，然后就可以对其他相应的产品进行产品质量预测。

3 结束语

本文基于新形势下企业中云制造的趋势，以云制造全生命周期为视角，分析了不同算法优缺点，根据企业云制造的特点建立云制造企业中产品质量预测的一般性模型。当今世界，企业中质量预测是满足客户需求，保障企业高效竞争的需要，将质量问题提早发现，对企业生产高质量产品，给顾客提供更好的服务有重要的现实意义。本文建立的基础模型为云制造企业提供有效的质量预测方法，能够为我国企业更好的发展起到积极作用。

参考文献

[1]李伯虎，张霖，柴旭东.云制造概论[J].中兴通讯技术，2010，16（4）：58.

[2]Hanna，M. Modeling product quality in a machining center using fuzzy petri nets with neural networks[C]//in robotics and automation，1999. proceedings. 1999 IEEE nternational conference on，1999.

[3]李奎贤等.BP神经网络法在产品质量预测中的应用[J].东北大学学报（自然科学版），2001，22（6）：682684.

[4]徐兰，方志耕，刘思峰.基于粒子群BP神经网络的质量预测模型[J].工业工程，2012，15（4）： 1720，27.

[5]ChungLin，H.，et al. Design and implementation of an intelligent quality prediction system[C]//in Communication software and Networks （ICCSN），2011 IEEE 3rd International Conference on，2011.

[6]ChungChi，H. and H. ChungLin. Development of Cloud Computing Based Scheduling System Using Optimized Layout Method for Manufacturing Quality[C]//in Computer，Consumer and Control （IS3C），2012 International Symposium on，2012.

[7]Chung-Lin，H.，et al. Development of intelligent quality prediction for manufacturing system[C]//in Communication Software and Networks （ICCSN），2011 IEEE 3rd International Conference on，2011.

[8]姚英学，李荣彬.面向加工质量预测的虚拟加工检测单元的研制[J].中国机械工程，2000，（9）.

第5篇：智能制造技术概论范文

关键词：电气工程；培养方案；改革；复合型人才

作者简介：王晓刚（1976-），男，吉林长春人，广州大学机械与电气工程学院自动化系副主任，副教授；王清（1963-），女，黑龙江哈尔滨人，广州大学机械与电气工程学院自动化系主任，副教授。（广东 广州 510006）

基金项目：本文系广州大学“专业综合改革试点”项目的研究成果。

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）36-0131-02

目前我国电气工程领域有以下两个发展特点：一是随着我国年发电量和总装机容量的逐年增长，未来20年，我国电力工业和电工制造业将持续高速发展，对电气工程及其自动化专业的人才需求量越来越大。二是电子技术、计算机技术以及能源技术迅速渗透到传统电工领域，出现了微电网、智能电网等新事物，这对高校电气工程及其自动化专业的毕业生提出了新的要求。与此同时，教育部提出实行“卓越工程师教育培养计划”，旨在培养一批创新能力强、适应社会经济发展需要的高质量工程技术人才，促进工程教育改革和创新，全面提高我国工程教育人才培养质量。在这样的大背景下，各高校都对电气工程及其自动化专业培养方案作出修订。[1-7]广州大学（以下简称“我校”）电气工程及其自动化专业原有的培养方案已经不适合于当今社会对人才的要求，因此从2011年开始对专业培养方案进行了大规模的修订，经专家评审通过并从2012年开始实施。新培养方案的最大特点是侧重于对学生综合能力的培养。

一、专业培养目标

本专业旨在培养能够从事与电气工程有关的装备制造、系统运行、自动控制、信息处理、试验分析、电力电子等技术开发以及计算机应用等领域工作的宽口径复合型工程技术与管理人才。在新培养方案中开设了电力系统自动化、工业自动化和智能电网与新能源技术三个专业方向，相应方向的学生毕业后可在电力行业、电气装备制造和应用行业，或者工业自动化设备集成制造行业、自动化设备和技术的应用行业从事电气、电子、自动化产品的研究、开发、集成、管理、安装、检测与维护等技术工作。

二、新版培养方案介绍

本专业课程基本框架设置为三个层次：第一层次以公共基础课程、学科基础课程、专业必修课程为本专业的主干课程。在此基础上，第二层次设置专业选修课程，选修课程分为电力系统自动化方向选修课、工业自动化方向选修课、智能电网与新能源技术方向选修课和跨方向公共选修课。第三层次设置集中实践环节，包括课程设计、认识实习、生产实习、毕业实习和毕业设计。

本专业基本学制为四年，允许在七年的弹性学制内完成学业。毕业的总学分不少于164，且各层次课程应满足相应模块的修业要求。公共基础课程平台包括通识类必修课和通识类选修课，分别要求达到36学分和11学分。学生至少需获得4个第二课堂学分方能毕业。多余学分可申请以50%的比例折算抵免通识类选修课程学分。在专业选修课程中，要求毕业前必须选修不少于38学分的课程。通识类必修课程、学科基础课程、专业必修课程是本专业全体学生修读的课程，如果考试不及格，按学校文件规定，必须重修。所有集中性实践教学环节是全体学生必须完成的实践环节。学生可根据自己的学习兴趣在第三学年开始选修电力系统自动化、工业自动化或智能电网与新能源技术方向的课程，在相应方向所选修的课程要求至少要分别达到12、9.5及10学分。

另外还建议学生每学期至多选修2学分的通识类选修课程，并选择适当的经济管理类通识课程，以丰富自己知识结构。学生应特别重视学科基础课程和专业必修课程的学习，为后续学习、工作打下坚实基础。

开设的课程具体包括：

1.通识类教育课程平台（通识类必修课）

包括思想道德修养与法律基础、思想和中国特色社会主义理论体系概论等政治类课程以及大学体育、大学英语、计算机基础、心理健康教育等，共36学分。

2.通识类教育课程平台（通识类选修课）

分为人文科学类、社会科学类、自然科学类、工程技术类、体育艺术类、教师教育类六大类别，要求学生跨学科选修两类以上（含两类）课程，且要求在精品通识课程中选修不少于2学分，与专业相同或相近的课程不计入总学分。通识类选修课要求修满11学分。

3.学科基础课程平台（学科基础课程）

包括专业导论、高等数学、大学物理、机械制图、C程序设计、电路等，共30学分。

4.专业课程平台（专业必修课程）

包括模拟电子技术、数字电子技术、模拟电子技术实验、数字电子技术实验、电力电子技术、自动控制原理等，共17学分。

5.专业课程平台（专业选修课程——模块课）

电力系统自动化模块包括发电厂电气部分、电力系统分析、电力系统继电保护原理、电力系统自动化、电力系统调度、电力系统新技术专题、配电网自动化、高电压技术等，要求修够12学分。

工业自动化模块包括电机拖动技术、电力工程基础、电力电子技术装置及应用、现代控制理论、自动化仪表与过程控制、运动控制系统、电梯控制技术、智能控制、机器人技术、物流自动化技术等，要求修够9.5学分。

智能电网与新能源技术模块包括发电厂电气部分、电力系统分析、智能变电站技术、电力系统继电保护原理、智能电网技术、微电网技术、新能源发电技术等，要求修够10学分。

6.专业课程平台（专业选修课程——跨模块课）

这部分课程3个方向的学生都可以选修，要求模块课和跨模块课的总学分至少达到38。包括单片机原理与接口技术、复变函数与积分变换、电磁场、概率论与数理统计、电子电路CAD技术、专业英语、电气控制与可编程控制器、计算机虚拟仪器技术、DSP系统设计与应用、计算机控制技术、无线传感器网络技术、学科研究方法论等。

7.实践教学平台

包括军训、金工实习、电工电子实习、认识实习、电子技术应用课程设计、单片机应用系统课程设计、生产实习、毕业实习、毕业设计。此外，3个方向的学生还要完成相应模块的课程设计，分别为电力系统课程设计、控制系统课程设计、智能电网技术课程设计，为期均为1周。实践课的总学时为28。

新培养方案各类课程的学分数、学时数及其所占百分比见表1。

三、新版培养方案所采取的改革措施

1.专业方向改革

与原培养方案相比，专业方向作了很大改动，这样做的原因有三：

第一，原培养方案并不分方向，所有学生都只是根据自己的兴趣在专业课程平台的26门专业选修课中自行选课，且要求毕业前修够至少36学分。这种方式存在很大的弊端，这是因为学生对专业方向的把握能力不够，所选的课程不够系统化，导致学生毕业时对电气工程及其自动化专业的内涵仍不明确，从而直接对考研或工作造成影响。

第二，原培养方案的课程侧重于工业自动化方向，电力相关课程较少。然而从近几年我系学生的就业情况来看，进入电网公司和发电厂等电力企业就业的学生每年都占据一定的比例，迫使我系对专业方向进行更合理的设置。

第三，随着电力工业的发展，电子、计算机、通信等信息技术以及能源技术与传统电工技术不断融合，丰富了电气工程及其自动化专业的发展方向。例如智能电网、新能源技术、微电网技术等新兴技术的出现要求本专业应及时地调整专业方向。

综上，在新的培养方案中将学生分为电力系统自动化、工业自动化以及智能电网与新能源技术3个方向，学生必须选定一个方向，并在相应的模块课程中修够一定的学分。这一改革措施的目的是使学生有更明确的学习目标，实现个性化发展，毕业时有更好的专业素养，也为学生在电力部门和新能源产业就业打下更好的基础。同时要求学生要选修一定学分的跨模块课，成为宽口径复合型人才。

2.课程结构改革

对比表1和表2可以看出，与原培养方案相比，新培养方案的学分数略有减少，而学时数减少的幅度较大。这是因为学校规定1学分由18学时减少至16学时，如电机拖动技术由原来的3学分64学时（含10学时实验）改为现在的2学分32学时。而专业课总学分的要求几乎不变，从而要求学生修更多门课，接触更多的专业知识，体现了全面发展的原则。

另外，新版培养方案要求学生至少获得4个第二课堂学分方能毕业。所谓第二课堂，即鼓励学生在校学习期间积极参加第一课堂以外的学术科技、文化艺术、社会实践等活动，提高学生的综合素质。学生课外参加学科竞赛项目获奖、获得专利、、成果技术转让、完成科研课题和社会调查、获得技能证书等均可获得相应的学分。将学生在第二课堂的活动进行学分量化，与第一课堂学分共同构成综合素质评估体系，更为准确全面地反映学生的综合素质情况。

3.课程设置改革

由于专业方向的改动较大，因此课程设置上也有较大变化。改动较大的是专业课程平台，增设了多门电力系统及其自动化和智能电网与新能源技术方向的课程。工业自动化方向增设了电力电子技术装置及应用、物流自动化技术。在跨模块专业选修课程中，删去工业控制总线、电子电路故障诊断技术、楼宇自动化系统等课程。

另外，在课程教学内容上，要求紧跟理论和技术的发展动向，对每门课的教学内容都做了优化，保证学生学到最新最实用的理论和技术。

四、结论

电气工程领域的理论和技术随着电子技术和计算机技术的渗透而发生了巨大变化，高校电气工程及其自动化专业的培养方案应及时做出修订以适应社会对人才的要求。本文对新培养方案做出介绍，从专业方向、课程结构和课程设置三个方面进行了改革。新培养方案将更好地为社会培养宽口径复合型工程技术与管理人才。

参考文献：

[1]贾文超，张德江.电气工程及其自动化专业培养方案的改革与实践[J].中国电力教育，2009，（7）：29-31.

[2]王玉华，陈跃，雷必成，等.电气工程及其自动化专业人才培养方案改革研究[J].中国电力教育，2012，（20）：19-20.

[3]胡福年.电气工程专业人才培养方案改革探讨[J].电气电子教学学报，2009，31（3）：11-12.

[4]戴宪滨.工程类高等院校应用型人才培养方案探讨[J].中国电力教育，2012，（6）：53，67.

[5]楼冯梁.浅析电气工程及其自动化专业应用型人才培养方案[J].机电信息，2011，（21）：221，223.

第6篇：智能制造技术概论范文

关键词：机电一体化 工程机械 应用

中图分类号：TH-39 文献标识码：A

机电一体化也就是所谓的机械电子学,这是一门新兴的边缘综合科学,包括机械技术、信息技术、计算机技术以及微电子技术等等结合[1]。通过微电子技术应用,能够把微电子技术引进到相关的动力功能、机械主功能、控制功能等方面,在软件方面能够使得机械装置与电子装置相互进行有机结合而形成有效的系统。本世纪的70年代中期,越来越多人们在工程机械领域上应用机电一体化技术,使得工程机械的面貌得以大幅度改善,满足在工程领域省能化、智能化和自动化。

1.机电一体化的发展趋势

1.1 高智能化

高智能化是机电一体化技术和传统机械自动化技术的主要不同之处。它是在控制理论的基础之上结合了心理学、生理学、计算机科学等多种学科知识的思想和方法，通过对人类的智能进行模拟，对人和机器的接口进行分析和推理，最终以机器来取代人的劳动，从而达到最高的控制目标。

1.2 微型化趋势

微型机电一体化，是机电一体化发展的必然趋势，将一体化产品向体积小、耗能小、运动灵活的方向发展。现在的机电一体化产品都向着不超过 1 立方厘米的体积来发展，甚至是微米、纳米。

1.3 网络化趋势

计算机网络的普及，各种应用网络的远程控制盒监控技术的迅速发展和在工程机械中的使用，这使得机电一体化技术朝着网络化方向发展成为必然趋势。

1.4 个性化趋势

在信息时代，机电一体化产品在生产模式和结构以及观念都发生改变，使得机电一体化呈现个性化的发展趋势。现代的机电一体化呈现智能制造、模拟制造、敏捷制造等个性化的特点。

1.5 绿色化趋势

机电一体化的产品在向绿色化的发展趋势前进，只要是在机电一体化的使用时不污染生态环境，产品报废后能够进行回收利用，减少资源的浪费和对生态环境的影响，实习绿色化的机电一体化，是适应社会未来发展的一大特点。总之，机电一体化技术具有广阔的发展前景和极高的应用价值，对机电一体化专业人才的需求也是社会发展的必然趋势。将机电一体化应用到工程机械上就是最终的目的。

2 工程机械中机电一体化技术的应用

2 . 1 机电一体化和工程机械的关系

思考对于较传统工程机械来说,在现阶段,通过利用机电一体化技术,能够使得各种性能方面都得以明显改善,比如操作舒适性能够得以有效提高;机械能耗能有效大幅度降低,明显提高机械功效。可靠性不断提高;不断提高相应的作业精度和作业效率。

2 . 2 机电一体化对工程机械功能的改进探讨

在现代工程机械领域中,高性能的要求表现无所不在:第一,需要较高的机械功效且较小的能耗;第二,系统一般具有监视运行状态的功能,以及故障自诊和自动报警功能;第三,应具有较高的技术性价比;第四,较低的使用成本;第五,越来越高的自动化程度及精度;第六,具有较长的使用寿命,较为简单且安全的操作。下面对于现代工程机械的电子控制相关内容进行分析。

2.2.1 控制柴油机

要想进一步深入发展柴油机技术,应该要解决发动机排放质量与最低油耗间的矛盾。在电子技术发展十分迅速的今天,采用电子节能液压泵系统能够有效减小能耗,还能自动控制冷风扇的转速随温度的变化,这样的条件下,电子控制自动变速,还包括根据负荷条件自动调节柴油机油门等内容都能得以实现,能够使得在各种变工况下的柴油机,在满足经济指标和排放指标的最佳喷油时间的同时,能够实现净化排气、节约能源、提高效率。

2.2.2 降低能耗,提高生产率

在现代工程机械的发展中提高能量利用率显得十分必要,这是因为传统工程机械的燃料能量利用率非常低,往往只有20%左右。通过在日本小松公司生产的新型挖掘机上应用新型节能控制器(OLLS系统),具有比较好的节能效果,相比可节省能源23%。该系统能有效地利用发动机功率,满足发动机转矩和泵吸收转矩能保持在最佳配合状态,通过动作迅速的作业机构而实现生产率的大大提高。

2.2.3 保证成品的作业精度

通过在某些工程机械设备上引入电子控制系统,能够满足系统对于称量精确且过程自动化的要求,同时还能使得劳动强度的以降低,工作效率不断提高,使得人工称量的误差尽可能减少,从而使得拌合成品的作业精度有所保证。比如,对于沥青、混凝土拌合机械设备来说,其计量功能都基本实现自动化,微机控制技术在电子计量系统中被广泛采用。

2.2.4 作业过程的自动化或半自动化

为了尽可能的提高工程机械的运作质量和效率,通过采用自动化或半自动化控制方式,一方面能够使得操作者的劳动强度有所降低,另外一方面也能保证作业精度也不会受到操作人员的技术和生产经验的影响。

2.2.5 电子监控、自动报警及故障自诊

为了进一步保证作业人员和机械设备的安全,避免机件或设备事损坏故的发生,应该监控工程机械的发动机、传动系统和液压系统等的运行状态,这是通过电子监控和故障诊断专家系统设置各种类型的传感器得以实现。在在故障发生之前预先发现问题更有助于问题的解决。

2.2.6 提高安全性

微机控制的力矩限制器在一些国外的塔式起重机和轮式起重机应用,这一般是为了提高作业安全性,防止翻车和断臂事故,当出现超负荷问题的情况,应该立即报警。另外,通过无线遥控装置的许多井下挖掘机能够实现无人驾驶的特点,这对于在有放射性物质污染地区和高温或水下等危险地点上进行作业就尤为必要。

2.3其他应用

现在一些电子控制的自动化变速器在推土机、装载机等工程机械上的使用，能够根据实际的施工要求来改变传动系统的传动化，这不仅能够提高工作的效率，一定程度上还提高了燃料的经济性，简化了人工的操作过程，降低了劳动的强度。比如在推土机、装载机上面加上电子控制的自动变速器，它就能根据负荷的变化情况来自动改变传动系统的传动比，这不仅仅提高了发动机的工作效率，同时也提高了燃油的经济性，而且也降低了工作难度，减轻了劳动强度。总结机电一体化在工程机械中的应用发展是当前机械工业发展必然的趋势，也是振兴和发展机械工业的必经之路。

3 工程机械中机电一体化技术的展望

3.1 计算机与信息处理技术

计算机是实现信息处理的主体,信息处理技术包括范围应用比较广,主要包括信息的输入、识别、运算、变换、存储及输出等等方面。计算机技术范围涉及到网络与通信技术、硬件和软件技术、数据库技术等等方面。要想工程机械机电一体化技术发展不断进步,应该大力发展计算机应用及信息处理技术。

3.2 电子控制理论

工程机械现代化的重要标志就是以微电子为核心的高新技术,通过其应用和推广,在相关控制理论指导下,能够满足系统智能化设计的要求,完成相关的设计后的系统仿真等等。

3.3 传感器技术

目前,传感器技术在现代工程机械上应用较为广泛,比如,发动机可以通过机油压力传感器、冷却水温度传感器等来进行发动机的运转状态的检测和控制;沥青摊铺机上的传感器能够实现摊铺机在工作时实现自动找平且行走速度不变的特点,还能满足摊铺出来预定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。在感器技术的迅猛发展的今天,精度要求越来越高,可靠性和稳定性也能不断提高,越来越广的采集信息范围也超着集成、多功能化和智能化方向发展,所以,未来在工程机械上将应用越来越多种类的传感器。

4.结语

从以上分析可以看出,工程机械机电一体化技术已经应用较为广泛,但是随着工程技术不断发展,工程机械机电一体化还会向着更高的阶段升级和发展,朝着机、电、光、磁的综合应用发展。

参考文献

[1] 黄洪钟.机电一体化技术在工程机械上的应用[J].筑路机械与施工机械化,1990(7):6-8.

第7篇：智能制造技术概论范文

关键词：中职学校 物联网 专业建设

一、物联网专业背景知识

物联网（ Internet of Things，IOT）是继计算机、互联网之后信息产业发展的第三次浪潮。物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）、传感器与传感网和无线数据通信等技术，构造一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网。物联网将广泛地应用于工业、农业、医疗卫生、环境保护、防灾救灾、安全保卫与军事等领域，未来发展前景十分广阔[1]。物联网目前是我国大力推广的下一代信息网络技术，截止2012年，我国物联网产业市场规模已达到3650亿元。多省市都制定了物联网产业规划，以重庆市为例，规划到2015年全市物联网产业完成投资390亿元，产值突破1500亿元。重庆市和美国思科公司合作，将投资20亿美元建设“智能城市”和制造基地，成为思科全球第五家总装厂，至少将带动本地2万人就业[2]。

二、专业人才培养目标

面对巨大的人才需求，中职学校为产业培养技术人才而开设物联网专业已成为社会发展趋势。中职学校物联网专业人才培养目标可定为三个方面：运用物联网基础知识和技能灵活解决设备故障；整合网络和电子通信技术，实现物联网系统的简单设计、实施和维护；对运行中的物联网系统进行有效管理的。中职学校物联网专业人才培养的重点要面向具体的物联网设备、产品的安装、维护； 要面向行业应用和现行系统的管理。学生毕业后可在智能家居、智能交通等领域，从事物联网感知层终端设备维护，物联网项目实施工作，物联网系统终端设备的维护，物联网网络线路设备维护等工作[3]。

三、专业人才培养模式

根据物联网产业的发展状况和对物联网应用技术人才的需求， 中职学校物联网专业人才培养应以校企深度合作为前提、以工学结合项目驱动为依托，在教学中把教室与实训场地有效融合，将实际工作情境引进课堂，重视学生在校学习与实际工作的一致性，注重学生能力的培养，以真实的工作任务为驱动，培养行业的实用性人才。

四、专业课程体系建设

专业课程体系建设是实现专业人才培养目标的重要环节。由于物联网专业涉及多学科的知识和专业技能，在课程体系建设方面，应努力搭建校企共同参与的人才培养平台，推动工学结合的项目驱动的人才培养模式。教学过程使学生具备物联网相关岗位要求的职业能力为目的，把学历文凭和职业资格证书有机融合，实现毕业后与岗位的无缝对接。物联网专业的课程体系可分为四个层次，如图1所示。

图1 物联网课程体系层次

我们遵循这四个层次，开展相应的课程体系建设。物联网专业课程体系包括专业基础课和专业核心课程，专业基础课程包括物联网概论、RFID技术及应用、传感器与自动检测技术等课程，核心课程包括信息存储与检索、无线传感器网络、物联网建设等课程。这些课程的教学，由校内教师和校外兼职工程师共同担任。

五、专业实训场地的搭建

为提高中职学校物联网专业学生的技术含量，学校须搭建物联网专业实训场地。实训场地的搭建可采用以下三种办法：一是自主研制物联网实训场地，实训场地中包括温度传感器节点、RFID节点等多种传感器节点。二是搭建物联网融合实训场地，其中包括传感器节点、网络传输节点、数据处理和控制节点，实现完整的物联网系统功能。三是与相关企业合作建立校外实训基地。利用企业资源为学生提供实验平台来弥补学校的不足。物联网实训场地应包括：模拟电路实验室、数字电路实验室、单片机编程实验室、电工学实验室、传感器实验室。

六、结语

中职学校物联网专业着重培养具备一定理论知识、动手能力强、实践经验足的技能性型人才，学生的就业前景十分光明[4]。但物联网专业仍处在发展阶段，其专业体系还具有发展变化的特性，这使得中职学校物联网专业既面临新模式探索的挑战，又获得了结合自身实际办出特色的良好机遇。

参考文献

[1]. 徐小龙 鲁蔚锋 杨庚，物联网专业人才培养策略研究，南京邮电大学学报（社 会科学版），2013年3月

[2]. 李志，物联网专业的学科建设及教学实训初探，重庆第二师范学院学报，2013年11月

[3]. 杨从亚，高职物联网专业建设探索，职业技术教育，2010年第35期

[4]. 黄艳 苏品刚，高职院校物联网专业实践教学探讨，苏州市职业大学学报，2012年6月

第8篇：智能制造技术概论范文

土木工程学是一种为社会服务且参与度高的学科，如住宅、公共建设、道路、铁路、桥、隧道、水库、机场等工程皆包含在内。随土木工程的发展又划分出多项领域，包括结构工程、营建工程、基础工程（foundation） 运输工程、环境卫生工程（sanitation）水力工程等。本文作者从实际工作出发对土木工程的特点及发展进行了全面阐述。

关键词：土木工程涵义 特点 未来发展方向

一、土木工程的涵义

土木工程是指建造各类工程设 施的科学、技术和工程的总称。土木工程的含义可从两方面去理解。一层含义是指与人类生活、生产活动有关的各类工程设施，如建筑工程、公路与城市道路工程、局坝水电和水利工程、铁路工程、桥梁工程、隧道工程、地下空间开发利用工程等。另一层含义是指为了建造工程设施应用材料、工程设备在土地上所进行的勘察、设计、施工等工程技术活动。经过多年的发展，目前土木工程的实践和研究己取得显著成就，无论是结构的力学分析，还是结构设计的理论和方法以及结构的施工手段，都有了非常大的突破；特别是近若干年，在高层、大跨结构和钢结构方面成绩尤其惊人。但展望未来，土木工程领域中仍然有许多课题需要我们进一步探讨。

二、现代土木工程的特点

（一）建筑材料方面。高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）已开始应用。但是这些材料有些弹性模量偏低，有些价格过高，应用范围受到限制，因而尚待作新的探索。另外，对提高钢材和混凝土的强度和耐久性，虽已取得显著成果，仍继续进展。

（二）工程地质和地基方面。建设地区的工程地质和地基的构造及其在天然状态下的应力情况和力学性能，不仅直接决定基础的设计和施工，还常常关系到工程设施的选址、结构体系和建筑材料的选择，对于地下工程影响就更大了。工程地质和地基的勘察技术，目前主要仍然是现场钻探取样，室内分析试验，这是有一定局限性的。为适应现代化大型建筑的需要，急待利用现代科学技术来创造新的勘察方法。

（三）工程规划方面。以往的总体规划常是凭借工程经验提出若干方案，从中选优。由于土木工程设施的规模日益扩大，现在已有必要也有可能运用系统工程的理论和方法以提高规划水平。特大的土木工程，例如高大水坝，会引起自然环境的改变，影响生态平衡和农业生产等，这类工程的社会效果是有利也有弊。在规划中，对于趋利避害要作全面的考虑。

三、土木工程的发展趋势

（一）高性能材料的发展

钢材将朝着高强、具有良好的塑性、韧性和可焊性方向发展。日本、美国、俄罗斯等国家已经把屈服点为700N/mm2以上的钢材列人了规范；如何合理利用高强度钢也是一个重要的研究课题。高性能混凝土及其它复合材料也将向着轻质、高强、良好的韧性和工作性方面发展。

（二）智能土木结构理论的体系构成

传统的土木结构是一种被动结构，一经设计、制造完成后，其性能及使用状态将很大程度上存在着不可预知性和不可控制性，这就给结构的使用和维护带来不便。为了解决这一问题，发展出了在线监测结构，它赋予传统土木结构以在线监测机制，从而为探知结构内部性能打开了窗口，使人员可以方便地了解结构内部物理、力学场的演变情况，这就是结构智能化的第一层次。在在线监测结构的基础上，进一步增加了监测数据的智能处理机制，使得结构具有自感知、自诊断、自推理的能力，从而使结构实现了第二层次的智能化。进一步在结构中引入自适应及自动控制机制，即根据自诊断自推理的成果，由在结构中耦合的作动系统做出必要的反应，从而实现智能控制结构，这就是第三层次的智能化。比如，对结构的开裂、变形行为，结构的锈蚀、老化、损伤行为，以及结构的动力振动行为做出抑制性控制，在更高层次上对结构起到保护和维修作用。可见，在结构智能化演化过程中，按其智能化程度的不同可划分为如下三个层次：第一层次：自感知土木结构（Self-sensoryCivilStructure），它是智能结构的最低级形式；第二层次：自诊断智能土木结构（IntelligentSelf-diagnosticCivilStructure），具有对前一层次结果的智能化加工处理，包括结构内部力学物理场的自我计算，对结构特定目标参数的自我诊断，以及以做出结构自身行为的应对策略为目标的自我推理等功能。第三层次：智能控制土木结构（IntelligentControlCivilStructure），它是智能土木结构的最高形式。

（三）发展高新技术，应用结构健康监测，实现可持续发展

土木工程在实际使用过程中，会出现不同程度的损伤或性能退化，这将影响起承载能力和耐久性，甚至引发严重的工程事故，带来重大的人员伤亡和经济损失，产生严重的社会影响。因此，从建筑建成的一刻起，就要做好健康监测、修复和加固的准备。

随着现代传感技术、计算机与通讯技术、信号分析与处理技术及结构动力分析理论的迅速发展，人们提出了结构健康监测的概念，给土木工程的发展带来革命性的变化。

结构健康监测系统通过在结构上安装各种传感器，自动、实时地测量结构的环境、荷载、响应等，对结构的健康状况进行评估，科学有效地提供结构养护管理的决策依据，确保结构安全运营，延长结构使用寿命。

近年来，大型土木工程特别是大跨度桥梁结构的健康监测技术成为国内外工程界和学术界关注的热点，通过科研和工程技术人员的努力取得了卓有成效的研究成果。国内外近年新建的许多大型桥梁都安装了结构健康监测系统，如我国的上海徐浦大桥、江阴长江公路大桥、东海大桥、香港地区的青马大桥，韩国Seohae桥和Youngjong桥、美国Commodore Barry桥和加拿大Confedration桥等。通过发展结构健康监测与安全预警，在第一时间发现建筑可能出现的问题，及时进行修复与加固，既避免了可能出现的建筑事故，也基本解决了建筑过快老化损坏，不得不拆去重修的尴尬局面，及由此造成的大量经济、资源、时间上的浪费，实现建筑使用的可持续发展。

四、结语

由于我国是一个发展中国家，经济还不发达，基础设施还远远不能满足人民生活和国民经济可持续发展的要求，所以在基本建设方面还有许多工作要做。并且在土木工程的各项专业活动中，都应考虑可持续发展。这些专业活动包括：建筑物、公路、铁路、桥梁、机场等工程的建设，海洋、水、能源的利用以及废弃物的处理等。

参考文献：

第9篇：智能制造技术概论范文

关键词： Web 3D 三维虚拟现实 远程3D虚拟教育 3D课件

一、引言

20世纪90年代，随着计算机图形学、计算机系统工程等技术的高速发展，三维虚拟互动技术引起我国学术界的极大兴趣与关注，三维虚拟互动技术的研究和开发，包括虚拟场景、虚拟人物、虚拟环境等，正朝着深度和广度发展。我将分析三维虚拟互动技术在美术教育中的应用，分析将这项技术在美术教育中各个方面的优势，以及对未来的美术教育的设想。随着中国的人口问题日益严重，教育问题将是整个社会的问题，也是社会发展的主要矛盾，而师质力量就是主要矛盾的主要方面。教学环境、教学设备、课堂气氛等，就是次要方面。如何利用三维虚拟技术提高教育的硬件和软件，特别针对美术教育这个范畴，我将会结合现代科技进行细致的分析和大胆的预测。

二、当代三维虚拟互动技术的概况

1.三维互动技术的基本分类

三维虚拟互动，包括虚拟现实与制造，以及虚拟互动，近20年来，计算机科学和信息科学迅速发展，已经和正在促使人类生活、生产方式发生革命性的变化，全球正经历着由传统经济向知识经济、网络经济的转变。利用信息技术改造传统制造业已成为现代制造业发展的必由之路，信息技术也已成为现代制造业的技术基础。

虚拟现实技术（Virtual reality）是众多相关科学与计算机图形学，智能控制技术和心理学等领域的最新成果。

虚拟制造（Virtual Manufacturing）是以计算机为基础，对计算机建模与仿真，虚拟现实，在计算机网络环境下群组协同工作，模拟产品的整个制造过程，对一系列的工序，如产品设计、加工、性能分析、销售等作出综合评价，以增强制造过程的正确决策和控制能力。

虚拟互动（virtual interactive）包括网络互动，以及计算机人工智能仿生互动艺术（AI），现在的网络技术已经趋于成熟，如网络通讯、网络交易、网络娱乐等。在网络户动功能上基本上是人，计算机是被动的互动形式，当虚拟互动加入人工智能仿生，那么计算机里的生物就会像现实世界的生物一样生长，而且能与生物发生互动。

2.三维虚拟互动技术的产生及发展

三维虚拟互动技术，主要是虚拟现实技术（VR）。虚拟现实技术就是用相关的学科，来源于电影技术。20世纪50年代，科学家们利用人类两眼之间的视觉位置差技术的立体电影，利用接近为人眼水平视角的宽荧幕电影，水平视角与垂直都达到360度的原理，制造出球幕电影①。现在的虚拟现实技术已经配合了多种虚拟接口传感器，如数据手套（DATA GLOVE）等。再配合现影器，利用VGX控制，交替显示左右眼观察图形，用户则佩戴一种左右镜片交替“开”（透光）、“闭”（遮光）的液晶光闸眼镜，虚拟出虚拟的环境和真实的触摸感。虚拟现实技术，主要目的是研究使用者的视觉与触觉，利用高科技虚拟出真实或者虚幻的人或物，令用户有种身临其境的感觉。

3.三维虚拟与互动技术的现状

目前，虚拟现实技术在航天领域中应用发展得最快。其中，777运输机的全无纸化设计，哈勃太空望远镜修复前的宇航员的训练和飞行仿真里面，运用此技术最广也最成功，利用三维空间建模降低成本，虚拟制造提供虚拟真实测试环境，计算机分析数据，减少浪费。在外国的许多拍卖会，博物馆为了保存真品，会利用三维仿真立体使虚拟再现古董或珍宝。而互动技术也越来越成熟，从网络互动到现在的真实虚拟互动，通过三维感光投影仪、感光摄像头在广州的动漫星城，利用感光的光学仪器，对投射出的3维或2维场景，进行人机互动，如人经过感光摄像头，将在液晶屏幕上看到换了2维发型的自己，还有3维感光投影仪，投影仪从天花板投影在地上的小型足球场，加上足球，利用感光设备，两个人就可以在虚拟的足球场上踢虚拟的足球。变场景后，人经过投射的范围，人经过的地方就会开出虚拟的花朵或烟花。但是投影技术还需要传播介质，如白色的墙，或幕布，还有水幕，相信将来10年内会有通过空气介质可以传播的投影仪。

三、三维虚拟互动技术与高校美术教育

1.当前高校美术教育师资力量所面临的压力

目前学校教师队伍老化严重，应把更多励志从事教育工作的师范院校学生，纳入教师队伍。青海西宁第十四中学庞晓丽委员说，教育部推出师范免费院校试点太少，大多数贫困家庭的孩子享受不到这项优惠政策。由于对教师考核过于单一，教师行业压力大，待遇低、家庭条件好的学生不愿报师范，尤其是西部边远地区，加上扩招的缘故，教师从二十世纪八十年代的30个人一个班，到现在的60个人一个班，间接使教育质量下降。如果能逐步扩大试点免费师范教育试点，使家境贫寒、学习优秀的师范院校学生补充到西部教育队伍，将会形成良性循环。在南部地区，人口密度集中，学校扩招情况严重，有些高中学校一个年级有16个班，更有些中专、技校，只要交学费都收，造成教学质量下降。在大学，美术教育问题也很突出，高校扩招，教师不足，编制老师有指标不能想招就招，也导致很多教师要同时教一到两科或者几科不是自己领域的课程，间接导致质量下降。

2.高校美术教育与教学模式的现状

目前高等院校艺术设计师资的解决，一部分是通过将自己院校培养出来的毕业生留校任教或引进其他艺术设计院校的毕业生直接作为教师启用，这部分教师虽然学历较高（高等院校教师目前普遍要求硕士及以上学历），但职称偏低，普遍缺少教学经验和社会实践，教学水平大打折扣；另一部分则是从美术专业转行艺术设计的，这部分教师多采用短期进修、培训或自学的方式转入艺术设计，没有接受过专业艺术设计教育，也不具备艺术设计实践经验，大多数人很难胜任艺术设计的教学工作。现在高校教学模式基本有三种模式：A类：教课书及教学参考书提供的知识；B类：教师个人知识；C类：师生互动产生的新的知识。在大部分传统模式中，课程与教学分离。教学计划和大纲由国家规定，教材和教学参考书由专家编写，教师教学参考书资料去教学，强调学生对教科内容的记忆与内化，A型知识占绝对优势，很少有B型，几乎没有C型的知识。②

3.三维虚拟互动技术在美术教育领域广泛运用的可行性

针对这种情况，三维虚拟互动技术就能基本解决美术教育的问题了。美术教育分成理论欣赏课和实操实践课：

（1）理论欣赏课的传统与前瞻的对比

①传统模式

老师在台上讲，学生在位子上听，加入了三维虚拟户动技术后，学生都戴上三维光闸眼镜，在老师的控制下看到三维立体的中国或外国的艺术家，而且模拟仿真，让这些艺术家做自我介绍，介绍自己的作品和制作过程，并播放艺术家们的成长过程。这是理论课用的模式，课程包括艺术概论、雕塑理论课、速写、色彩和素描的理论教学等。

②创新模式

老师拿着3D遥控器，在一个没有凳子没有桌子，只有一台电脑、四台立体投影仪，还有2―3套的数据手套的房间里教学。这是欣赏课的模式，如MTV、导演基础、音乐欣赏课、版画欣赏，等等。通过三维立体感光投影仪器，加上戴的光闸眼镜和用的数据手套，学生们会感受到虚拟真实的场面，包括战争场面、敦煌石窟里面的场面、西方宫廷内部场面、世界各个古迹的场面，等等。使用数据手套，学生们还能感受方针古董、远古武器、古人的衣物的重量、质感，等等。且无线蓝牙数据手套有传感器会根据电脑的同步数据，自行调节手套的对学生手的压强和重量，使触摸虚拟物品更加真实，再加上感光的投影仪，学生走动，电脑都会知道，并对学生附近的物品进行解说。通过蓝牙耳机，老师与学生一齐感受虚拟真实环境外，老师还负责切换场景，如果不小心摔坏了虚拟物品，电脑还能仿真落地的碎片和声音，仿真同学走在地上的声音。

（2）电脑实践课程

①传统模式

工业设计、工艺美术、动画、环艺、园林、平面设计、服装CAD图等运用电脑作为主要工作途径的专业，传统的教学基本都是学生一人一部电脑，老师在台上控制另一台电脑，学生在自己的电脑上看到老师的操作，从中学习软件的操作。

②创新模式

加入了三维立体感光投影仪，电脑就会摆放或一个圈，中间一个位子，顶上放4个立体投影，分别播放老师的模型四个面，呈立体形状，加上投影台，学生就不用带闸光眼镜了，直接可看到立体，而老师在台上也可以直接切换学生电脑工作的界面，投射在中间的立体画面，供老师随时批改与调整。如果有什么创作项目的话，老师与学生就共同控制一个模型，对模型的部分删减或者增加。老师还可以播放立体教程，师生一齐围在投影台前看，一齐研究步骤。特别在服装这个专业，利用感光投影和摄像机，使学生设计完立体虚拟衣服后，站在镜头面前还能换调身上的衣服，实体还没做出来就可以有该衣服穿在自己身上的效果图。或者穿在各种虚拟模特的身上，等同学完成课程的作业时，还可以虚拟大型的时装会。

（3）专业实践练习课程

①传统模式

老师带领学生上课，以需要模特或者静物的课程来举例，模特或者静物放置中间，老师与学生都围着模特或者静物写生，模特每半小时休息10分钟，学生则是45分钟一节课，这样会导致几个问题。艺术练习也是创作的一部分，只要进入状态，就很不希望被打断，因为时间问题，在很多情况下积极性就会降低。又如色彩课上，包括国画、水粉、水彩、油画、书法等，经常会因为打翻水，或者不小心搞脏衣服、板或者物品，造成清理的麻烦。在老师方面，有时候，老师会在忙于对模特的写生而忽略学生，有时候会因对某个学生的辅导而忽略其他学生的提问，更有时候会因为某些原因不能及时来上课导致学生要自己做画。在学生方面，有水平差距，如何妥善处理这些差距是提高教学质量的首要问题。

②创新模式

依然是围着模特写生，模特是通过三维立体投影、电脑虚拟投射出来的，可以随意调节模特的身材、相貌、性别、衣着等，而且能放大缩小模特的局部，如肌肉或者衣服，这样就可以把模特写生统一在一个课程上教，如人体速写、半身素描、人物速写，而学生就不再用传统的画板了，取而代之的是数位板，一张4开的数位版，数位笔会模拟各种笔的效果。利用已经存在的科技，在数位板上，老师可以随意切换板上的画面，切换至学生正在写生的画面，立刻做出修改，还可以使画面变成一半写生，一半模特，与之比较。（其实数位板就是个液晶显示器）在教室头顶上的三维投影仪，能虚拟出艺术馆走廊的环境，或者森林的环境等优美的环境，配合仿真声音，使师生们更加进入做画状态。在色彩课上，不同的型号数位笔，代替不同型号的水粉或者油画笔。电脑的画笔工具能模拟出真实的笔触效果。在陶艺或者雕塑、版画课上，开始练习阶段，完全可以用电脑虚拟出来，从而节省原料的浪费。还可以利用数据手套、光闸眼镜、数位笔仿真雕刻刀、仿真真实的压强虚拟出真实的感觉和效果。

（4）老师教案及备课的安排

①传统模式

老师会在上课前的前一两天的时间，把要教的课程安排好，每一节课需要教授的知识，用PPT制作成教案，或者想好静物、模特的安排，第二天按照昨天所想的去安排课程。如果老师当天有事，就可以打电话给班长安排当天的练习，或者将课程延后。

②创新模式

老师会把课程分类，把第二天的课程的场景安排进去，以及师生互动因素安排在里面，已经不是POWERPOINT简单的视频教学。利用3维立体投影仪，如何利用场景结合当天所学的知识，提高学生们的兴趣，如课程需要还可以进行不同专业的体验（上部分有解说），或者与另一个教室上课的学生进行互动，互相切磋，都可利用3维立体投影进行同步。因为教师的短缺，有时高校老师会同时上不同的课程，所以该技术为老师提供了很多的方便。当一些理论课，或者简单的素描、色彩课可以不要实体老师做陪，而是利用预先做好的虚拟老师的教育课程（可循环利用），也就是老师的教案并不局限课程，还会把自己算在内，当导入AI（人工智能），虚拟老师就可以回答一些学生常问的问题，如作品的人物背景，为什么要创作此作品。修改学生常犯的错误，如明暗问题、结构问题等。这些都要实体老师总结出来，放入电脑中，设置好教案后，老师就可以将远程传入教室的电脑里，第二天同时上其他课程的课了，或者进行远程监控或远程教育。这样老师临时有事时，课程也不必延后了。

四、结语

虽然许多内容都是通过幻想出来的，但是爱因斯坦说过：想象力远比知识重要。通过这种传统模式与创新模式的对比，更能得出创新模式的优势。学生十分了解国内教育水平的不足，更看到老师们的吃力教学。当代的教育模式，经常会使学生和老师陷入一种僵持的状态，学生没兴趣听，老师没激情教。创新模式必然要出现，除了要有先进的技术支持外，还要将先进技术用到美术教育上，如何用、怎么用、什么效果这三个问题就是我所要探讨的，也是未来创新模式的发展路线和前瞻。

注释：

①周祖德.虚拟现实与虚拟制造.湖北科学技术出版社，2005.2.

②王大根.美术教案设计.上海人民美术出版社，2007.1.

参考文献：

［1］白雪竹，李颜妮.互动艺术创新思维.中国轻工业出版社，2007，（1）.

［2］周祖德.虚拟现实与虚拟制造.湖北科学技术出版社，2005，（2）.