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机械设计制造与自动化是一个跨学科的综合性专业,专业培养以机械设计与制造为基础,并且能够运用先进设计制造技术,在工业生产中从事机械制造领域的设计、制造、开发和利用。我国是一个现代工业化国家,社会对于现代机械设计与管理的人才极其欠缺,因此培养这类复合型人才是与时展相契合的。但是目前我国机械设计制造与自动化专业中仍存在不少问题,对专业的现状进行反思,并对未来发展前景做出展望是本文的主旨。
1.机械设计制造与自动化专业的现状
机械设计制造与自动化专业是以掌握机械设计制造基础知识为依托,并且掌握一定的计算机技术、信息化技术和自动化技术,培养具有开发能力的数控人才。因为我国正在发展为大型工业化国家,机械类人才的需求量长期处于较大的程度。虽然外界对于机械类工作的看法仍然存在偏差,认为机械类工作与工厂工人无异,这是一种片面的看法。机械设计制造与自动化专业培养的是复合型人才,具有非常广的适应性,可以在多个领域就业。现代机械工程中经常出现涉及多方面技术领域的复杂问题,特别是随着计算机技术的发展,工业产品越来越向着智能化的方向发展,机械设计与自动化专业正是以培养跨越多学科的复合型人才为其特色,在掌握计算机技术和自动化控制技术的基础上,运用先进设计制造的理论与方法,实现现代化的机械工业生产。
我们所处的时代是一个信息化的时代,计算机技术飞速发展,并且在各行各业中都得到广泛的适用。现代机械工业,由于计算机技术也发生了革命性的变化。面对这一变化,全国各个学校的机械设计制造与自动化专业也相应的进行变革,以适应社会的需求。现在该专业的现状主要是面对着经济体制的改革,计算机技术的飞速发展等新形势下,如何培养出既有基础机械设计制造知识,又能够掌握多项现代化技术的复合型人才,以适应社会变化所需的数控型人才。机械设计制造行业迫切需要大量数控型人才,并且需要建立以应用为中心,以计算机技术为基础,软件硬件可剪裁的专业计算机系统。
2.人才培养的现状
2.1专业招生方面的困难
人们对于机械设计制造专业的认识,往往停留在较为肤浅的层面上,有不少人甚至是受过高等教育的都人文机械设计制造和工厂工人的工作没有什么差别,因此全国各大学校中的机械专业都被轻视的现象,不少人认为学习机械设计制造及自动化专业,在就业的时候找到的工作不体面,因此不愿意报考这个专业,其实这是一种误解,因为他们不知道机械设计制造专业所具有的广泛的适应性,机械设计制造与自动化包含的内容很广泛,比如说工业设计,过程装备控制与控制工程等,因此机械设计制造专业在实际就业中可以广泛的寻找机会。因为该专业具有多学科交叉的特点,因此学生所具有的知识架构、技能储备都较为广泛,容易获得就业的机会。但是机械设计制造与自动化是一个需要培养学生创新能力的专业,这也是当前该专业改进的难点,因为培养既具有专业技能和跨学科技能的人才,又要使其富有创造力,这是在是一个重大课题。
2.2市场人才需求的现状
随着科技技术的发展,社会上对于机械类人才的需求,并不像人们所想象的是那种整天与机器打交道,而是要掌握各种现代化信息技术。实际上,高端机械专业人才必须掌握操作系统、语言编程技能,了解内核剪裁,精通驱动程序开发。具体来说,市场上对机械设计制造与自动化专业人才主要有以下几点要求:熟练掌握机械设计制造的基础理论知识与技能,具备一定的分析和设计多任务软件系统的能力,能独立完成项目系统的设计,精通计算机语言开发应用。另外在此基础上,要有一定的英文阅读能力和较强的自学能力。
3.机械设计制造与自动化专业的前景展望
3.1数控方向
随着数控化产品的盛行,数控化产品给我过带来巨大经济收益,数控化技术在各行各业的应用越加广泛,并且成为我国新的经济增长点,推动我国工业向信息化的发展。数控化在机械设计制造与自动化体现为机电一体化,研究的内容非常广泛。数控化方向强调的实践操作,因此机械专业的学生应该抓紧机会进行实习,最好能到基层车间去。学习的内容主要是设计的方法和软件的应用开发。近年来数控化非常热门,就业前景较为光明,特别是像一些工业大省,都是机械设计制造与自动化专业的学生比较理想的工作地点。
3.2模具加工方向
模具加工是一个很有发展潜力的技术工种,其中具有高技术和创新能力的设计师更是价值千金。国内大中型零件生产厂家主要集中在江浙一带,模具加工产业主要包括以下内容,模具加工生产组织,模具数控编程加工,模具三维设计等,设计模具应该掌能够熟练使用三维加工软件。
3.3机械设计师方向
随着经济体制的转变,机械行业逐渐呈现复苏的迹象,并且带动着市场对机械人员的需求量,并且这一趋势将会逐步提高机械人员的待遇。机械人员中的核心是机械设计师,这是机械岗位中的核心岗位,决定着机械企业的核心竞争力。机械设计制造与自动化专业应该加大对机械设计师的方向投入,加强引进这方面的人才,与市场需求相结合。
3.4整体展望
在日常生活中,我们已经越来越依赖于各种自动化,智能化的产品,例如U盘、可视电话、电视机顶盒等等,这些产品都是机械设计制造与自动化的成果,随着信息技术的进一步发展,机械设计制造与自动化必将在更多、更广的领域中得到应用,也将对我们的生活产生更大的影响。
因为机械设计制造与自动化在各个领域的广泛应用,也带动了社会整体对这类人才的需求,目前我国在许多自动化、数控化机械领域内的人才严重缺失,往往是上亿元的行业由区区万人在支撑,人才缺乏的现象极为严重。机械专业毕业生中就业岗位主要集中于机械硬件调适人员、机械产品软件设计工程师、自动化设计与制作人员等岗位,占总就业人数的百分之九十以上,这些岗位都要求学生具有较强的基础能力、较高的职业素养和高级技术应用能力。一般情况,刚毕业的学生需要经过三到五年的经验积累阶段,才能晋升为自动化开发工程师、技术工程师等较高的职位,这样的缓冲期有利于毕业生逐渐适应工作,并且经过累积经验后进入职业竞争阶段。
机械设计制造与自动化,是在帮助人们提高工作效率和取代人工操作的基础上诞生的,了解这个宏观的发展趋势,并且学习数控、自动化、三维建模和信息技术等知识,对机械设计制造与自动化的学生在将来的就业和职业竞争中非常有帮助,而且随着全球化经济的升级,机械专业的学生必须掌握一定的英语阅读能力,不仅在应聘的时候具有优势,而且在机械行业的设计、售后及外贸中的租用非常大。
4.结语
随着经济体制改革的深入和信息化技术的发展,机械设计制造与自动化专业的重要性越加凸显,本文首先介绍了该专业在我国目前的发展现状,接着对其在我国的发展前景做了展望,更清楚的了解了该专业对我国未来的人才储备和经济发展的重要意义。
【参考文献】
[1]王雷,凌雪.机械专业卓越工程师培养实施的思考[J].中国现代教育装备,2012(01).
[2]程世雄.机械设计制造及其自动化专业的现状反思与前景展望.湖南农机,2012(03).
【关键词】 自动化;机械制造;应用
中图分类号:TP39文献标识码:A文章编号:1006-0278(2012)03-122-01
一、前言
在机械制造业中应用自动化技术, 可以实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产, 加快生产投入物的加工变换和流动速度,可有效提高机械制造业的生产力及产品质量,大幅缩短产品生产周期,还能减轻人工劳动强度,节约生产成本,显著提升机械制造企业的经济效益。同时机械自动化在带动相关技术的发展、促进产品更新速度、改善工人劳动环境等方面也具有深远的影响。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,关系到整个机械制造业的发展,对国民经济各部门的技术发展有着重大影响。
二、机械自动化技术的发展现状及趋势
(一)机械自动化技术的发展、应用现状
机械自动化技术从上个世纪20年代开始发展应用以来,已经得到了迅速的发展,特别是近年来计算机的高度集成化,开始采用了计算机集成制造系统,大大加快了机械自动化的发展,但我国仍处于初级操作阶段的自动化。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程,不可能一蹴而就。需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。当前,我国还处在社会主义初级阶段,经济、财力、生产力水准、国民素质等,与世界主要国家的差距是很大的;我国有丰富的劳动力资源,每年城镇新增就业人口达两千多万,且今后每年的就业人数还会增加。机械自动化最大限度地提高劳动生产率,劳动力的过剩和分工的转移就是一个现实问题。
目前自动化技术在机械制造中的应用主要集中在以下几个方面:信息自动化、设备装置自动化、检测自动化、物质传输自动化和生产自动化。
信息自动化包括计算机辅助设计、工艺辅助设计、辅助制造以及产品数据库系统管理等。设备装配自动化是将特定规格、形状的机械零配件按照设计预定的技术要求,通过搬运、组装、调试、试验、验收等步骤,自动组装为一套能够进行生产制造的工艺流水线。设备装配是机械制造生产过程中的重要环节,自动化设备装配系统取代了以往依靠人工循环复杂操作进行的装配工作,能够有效提高机械生产的效率和产品质量,是现代化机械制造中的一项重要技术应用。自动化检测技术被引入到机械制造中,现在应用相对较多的技术主要包括基于时序、电流信号、人工神经网络对刀具、组件磨损状态的识别检测,以及多判断系统的智能设备诊断技术等。物质传输自动化技术实现物资供输自动化管理,可将机械制造系统中所需的各种原材料或成品输送到预定的相应位置,是自动化机械制造过程中不可缺少的细分系统。通常情况下,自动化物资供输管理系统主要包括单机自动装置、自动输送设备、自动化软件系统组件等。生产自动化是指在机械制造加工系统,可以自动持续进行重复工序的循环,同时还可以自动装卸机械组件。在机械制造中采用自动化生产加工系统,可以全面代替人员体力劳动,减少机械生产加工过程中由于人为操作失误等因素而存在的几率,大幅提升产品的质量和品质。
(二)机械自动化技术的应用前景
随着计算机和控制技术的发展,我国机械制造自动化技术正不断向着高度集成化、虚拟化和智能化的方向发展,且自动化技术的应用与计算机辅助设计、集成制造、辅助管理等理念紧密联系,为机械制造业将来的发展提供了完备的技术支持和保障。
集成化是指在机械制造中采用计算机集成技术,已经逐渐成为机械制造企业的主要生产方式。集成系统是由若干个相互关联的子系统组成的,各个子系统相互协调,共同实现系统功能。通常情况下一个信息自动化集成系统是由工程设计信息分系统、自动化制造分系统、自动化管理信息分系统,以及质量信息分系统组成。虚拟化是指在机械制造中应用虚拟制造技术,并利用计算机仿真技术和信息技术对现实中的机械制造活动的全过程状态进行全面的仿真模拟分析,以获知实际制造过程中可能出现的问题,在实际生产前以采取相应的技术预防措施,从而达到新产品的生产制造一次性成功。智能化机械制造系统由智能化机械和机械工程专家共同组成的人机一体化机械制造智能系统,该智能系统在机械生产制造过程中能进行相应的智能化人机交互活动。
关键词:机械自动化发展现状加工技术
中图分类号:F407.4文献标识码: A
引言: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,不但将机械生产引领进入一个新的领域,更使传统机械加工得到了质的飞跃。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,同时自动化系统现状已经成为了各个行业不可或缺的技术。
一、世界机械工程自动化技术发展情况
机械自动化技术从上个世纪20年代开始发展应用以来,已经得到了迅速的发展,特别是近年来计算机的高度集成化,开始采用了计算机集成制造系统,大大加快了机械自动化的发展,但我国仍处于初级操作阶段的自动化。目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。
二、我国机械工程自动化技术发展情况
当前,我国还处在社会主义初级阶段,经济、财力、生产力水准、国民素质等,与世界主要国家的差距是很大的;我国有丰富的劳动力资源,每年城镇新增就业人口达两千多万,且今后每年的就业人数还会增加。机械自动化最大限度地提高劳动生产率,劳动力的过剩和分工的转移就是一个现实问题。我国的产业结构层次低。我国机械制造业目前有11.4万个企业,发展很不平衡,有大量落后于现代水准的产业,大部分企业还比较落后,手工劳动占有相当的比重,我国能独立开发现代机械自动化技术的企业可以说没有;我国机械制造业企业中自动化装备少、水准低,不仅在数量上同世界先进国家有较大差距,而且在品种上、质量上、使用上,同世界先进水准也存在阶段性差距。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程,不可能一蹴而就。需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。
三、机械自动化技术的发展历程
机械的出现伴随着人类的进化繁衍,石器时代人类制造和使用的各种石器工具(如石锤)的简单工具就是后面我们所提及的“机械自动化”的祖先,是最早期的“机械工具”。以及用于谷物脱壳和粉碎的臼、装有轮子的车、提水的桔槔、都是早期的机械工具。制造陶瓷器皿的陶车,由动力、传动和工作组成的完整机械。17世纪末18世纪初,西方资本主义国家迅速发展,在欧洲爆发了产业革命,俗称“第一次工业革命”,而蒸汽机的就是第一次产业革命的标志。随着蒸汽机的出现慢慢发展,逐步从开始的采矿业推广到纺织、面粉和冶金等行业,逐渐成为一门产业。从人类的文明的出现延续至今,机械技术的发展已经有了那么多年的历史,已从日常生活的应用慢慢发展成一种技术,一种行业,一种利国利民的行业。西方资本主义工业革命以前,机械技术就是单纯的手工技术和制造金属仪器、钟表技术。随着蒸汽机的出现,冶金、采矿等行业对机械技术的需要大,需要处理的零部件越来越多,于是机械加工技术迅速得到发展,进而满足冶金、采矿等行业的需要。业务的要求越来越高以及工技术的要求越来越高,促使机械加工技术要不断进步提升,在这种背景下一些新的创新技术出现了,在很大程度上机械加工技术就是在这样的背景下得到了发展和进步。随着经济的发展社会的进步,动力机械技术仍然在不断发展,随着时间的轨迹的滑动,在机械制造业历史上必将发生着惊天辟地的发展和创新。
四、机械工程自动化技术的应用
1、虚拟化领域的应用
虚拟化的技术包括当人工智能、计算机的图形学、信息与多媒体技术等方面,以计算机的系统建模及仿真技术为根本。虚拟制造通过运用计算机仿真与信息技术,以全面仿真实际活动中的制造过程、信息以及人事物等,便于发现问题以及选取相应的预防对策,进而实现产品的一次成功制造,缩短生产周期,降低生产成本,提高市场竞争力的目标。
2、柔性化方便的应用
现今市场在经济全球化的影响下,市场的快速变化要求国内外的企业和个人必须具备较强的适应能力和快速敏锐的反应能力以及根据市场的具体情况对企业的方向以及产品的生产和销售情况进行调整和转变策略。机械自动化技术的生产逐步向高度柔性化的生产转变。
3、智能制造领域的应用
机械自动化制造技术已经不是传统意义上的商品制造技术,而是机械技术、人工智能、自动化技术相互综合的产物,是多个专业和方向的综合。机械自动化技术越来越智能化,可以监视技术的发展和自身的运动状态,对运行的错误进行改正并根据实际情况进行有效的预防措施。相对于传统的制造系统而言,我们所说的制造系统具有很好的学习和理解功能。智能化是现代机械化技术先进的一个重要标志。
4、集成化的广泛应用
集成化是机械自动化技术在实践过程的一个重要的应用。企业与企业个人与个人之间的集成是有一定的目标的,是为了缩短各自的差距,与世界接轨。计算机技术的进步与发展在机械制造技术发展过程中起到了很重要的作用,而集成化在这个过程中起到了至关重要的作用。计算机、数控加工等在冶金、采矿等很多领域得到了应用并分别在应用的过程中得到了长远的进步。从单机到系统,从简单到复杂,从刚性到柔性的转变,最为有效的方法就是对相关技术进行系统集成。
五、机械工程自动化技术的的发展前景分析
1、我国在机械工程自动化技术还处于初级阶段
机械工程自动化技术的的发展已经有了几十年的历史,但是国内和世界上的水平相比较,还有很大的差距,在世界范围内而言,人类的机械自动化技术的发展也仅仅算是刚刚起步而已。
2、我国如何在机械工程自动化技术领域进行赶超
伴随着我国机械自动化技术的发展,在机械自动化应用广泛的领域内,势必带动人员的就业。机械制造自动化就业前景包括到工业生产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、印刷机械、数控机床、发电设备、工程机械等等。由于国内该行业发展历史短,缺乏一支专业化的人才队伍,这些都是就业的目标。机械自动化技术的发展应以大多数企业生产发展需要、国家经济发展需要以及广大世界人民生活水平发展需要为导向,只有这样机械自动化技术的发展才能在健康的轨道上运行,才能为整个社会、民族带来经济效益,只有和实践相结合才能使机械自动化技术产生最大效益化。
结束语:
机械工程自动化技术的发展对我国经济的发展有着重大的作用,虽然目前机械自动化技术的发展还处于初级阶段,但是随着科技的发展机械自动化也会得到逐步的提高。当然发展应用机械自动化技术,不仅要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发,一点点积累,逐步完善。更要向世界先进水平看齐,并且灵活运用低成本、见效快的自动化技术, 边探索研究边宣传普及。相信我国的机械化自动技术一定能得到和谐有序快速的发展,并且不断提高人民的生活水平和的推进我国经济的发展。
参考文献:
[1]杨明等,机电一体化的研究现状及发展趋势,农机化研究,2006.
关键词:机械设计制造;自动化;发展方向;前景分析
一、前言
随着先进科学技术的发展,机械设计制造与应用成为了当前人们关注的焦点。伴随着计算机技术的发展和提高,自动化的机械应用为人们的生产生活带来了很大的影响,机械自动化的发展更代表着机械制造技术的革新。下文就机械设计制造的含义与机械自动化的现状展开分析,就机械设计制造与自动化的未来发展方向进行研究。
二、机械设计制造的发展历程
1、机械自动化的含义
机械自动化是在制造生产的过程中很少、甚至不会用到人力参与的生产过程。自动化发展最初起源于工业革命时期,利用蒸汽技术是最原始的自动化萌芽,通过其利用发展,减少了人力的中间成本,加快了制造与生产的效率,促使了工业生产的一次大变革。而到了20世纪大约70到80 年代,当时企业生存艰难,技术相对落后,制造业承担风险大,制造成本高,其中为减少成本,便出现很多企业运用机械自动化代替人力手工作业,机械自动化的发展逐步开始走向了成熟。直至今日,我国各种机械设计制造企业基本上已采用了机械自动化建造生产模式,使厂房车间制造生产的效率达到最大,以图能得到最大的收益。
2、机械设计制造自动化的发展优势
机械设计制造自动化是机械的运用,通过电力或其他形式的能源来使其工作运行。和以前的手工制作或者是半自动制造相对比,能很清晰的得出很多机械自动化所特有的优势。机械自动化具有管理统一化,纯粹的机器,不会像人一样出现各种意外,更加利于一个内部的管理。机械自动化能解放工人的双手,有利于公司的成本控制,能最大限度的降低企业机械制造的人力成本,不会为工人发放薪资,不会为员工福利而做过多的烦恼。机械自动化更大程度体现的是一个国家的科技发展力量,一个企业机械制造的机械自动化有利于公司内部处于一个十分良好公司氛围,会使管理者不在为公司人员的变动而一筹莫展。机械自动化制造能够使企业生产制造的产品更加精密、准确,通过机械的尺量,能更大程度的提升零件的合格率,可以更加有效的节约生产制造的原料成本。
3、机械自动化的发展现状
我国机械制造业现阶段为了企业利益最大化都着眼于发展机械自动化,但是其发展不是很成熟完善,很多地方还需要更加先进的科学技术作为支撑。现在的机械自动化很多的制造精准度还有一定的欠缺,所生产的产品的精细程度也有一定的局限性,而且机械自动化的低技术限制了制造生产的效率,相当大程度上阻碍了我国机械制造自动化的前进。机械自动化的发展会有很多的便利,但是在优势产生的同时,也不得不承认事物总是好与坏同时存在的,所以机械自动化也给社会带来了很多的问题。我国人口多,所以工作问题是我国一直以来的大问题,而机械自动化的出现使得工厂和企业都辞退了大量员工,使得原来很多的工作岗位都消失,没了存在的必要性,这一现象的出现使得我国本就十分严重的就业问题更加的危急。机械自动化的发展还会使得机械生产制造产业变得门槛更低,让原就火热的行业会有更多的人迅速涌入,造成行业的一时崩溃,然后大量的人力资源流失,造成机械生产制造的颓败。
三、机械设计制造与自动化的发展趋势分析
1、机电一体化的发展方向
前面说到,随着计算机技术的飞速发展,机电一体化的机械设计制造将成为机械自动化的主要发展趋势,这也是机械设计制造技术与系统的升级和提高。当前,很多工业化生产已经开始使用现金的机电一体化技术,并在应用和生产生得到了良好的效果,这也使得机械设计制造与自动化技术进一步向机电一体化的方向靠拢。以机械设计制造和自动化技术为基础,通过机电一体化的指导,重新组合不同的机械和电子设备,形成电子控制机械,同时实现了自动化和智能化的系统控制。可以说,机械设计制造与自动化的机电一体化发展是一种科技的延伸,机电一体化是机械设计制造与自动化发展的必然趋势。
2、智能化、数字化以及网络化的发展方向
事实上,智能化与数字化是机械设计制造与自动化技术的主要特点,也就是说,未来的机械设计制造与自动化技术会不断向全智能化和全数字化的方向发展。就当前的情况来看,很多机械在投入使用的过程中虽然有一定的智能化技术,但出于半智能化,仍需要人的参与,相信在未来,实现全数字化与全智能化的机械设计、制造以及生产操作全过程。同时,数字化的技术具有很大的发展意义和前景,包括机械制造过程中涉及的图形、技能、数据以及声音等都可以进行数字信息的高校处理,并建立起数字化的模型对产品进行模拟,进而提高设计和制造的效率。除此之外,在机械设计和制造的过程中,尽管预警实现了网络技术的系统化控制,但却没能实现对机械的生产控制网络化。相信在未来,我们更能利用起网络技术、信息技术以及传感技术等来实现机械设计制造与自动化生产的网络化,最终实现对系统的远程操控目标。
3、机械自动化的前景分析
机械自动化的快速成型会使的采用自动化的机械制造获得更加可观的经济效益,能够让一个企业的行业话语权更加快速的提升,也会代表着一个国家科技水平的高度。我国的机械制造业其本身的规模范围很大,如要将企业提升到一个较可观的高度,就必须要注意企业生产转型为机械自动化的类型,这其中不仅会因为转型研究成本高昂,还需要选择适合企业发展、符合中国国情的自动化类型,只有这样的变换才能够让企业具有更超值的转型。我国的科技研究相对落后,需要在自身不断的研究发展下,引进国外的机械自动化相关的科技技术作为借鉴参考,以此来让我国的这个方向的发展产生蜕变。增强行业中智能科技的研发,以此让机械自动化变得更加智能化、高效化,使机械制造业在机械自动化下能制造出更为复杂、精密的物品。
四、结束语
总而言之,机械设计制造与自动化的发展不仅为人们的生产生活带来了便利,更对提高我国经济有着重要的作用。随着智能化、网络化以及数字化等技术的不断发展,相信在未来,机械设计制造与自动化生产还能得到进一步的发展,为人们的生产生活带来不断的创新。(作者单位:西安石油大学机械工程学院)
参考文献:
[1]李彤. 机械设计制造及其自动化的发展方向[J]. 中国科技投资,2013,11:106.
[2]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.
[3]王锟长. 机械设计制造及其自动化的发展方向研究[J]. 科技致富向导,2013,36:247.
【关键词】机械自动化;现状;发展
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。
1.机械自动化的产生
机械自动化技术从上个世纪20年代首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始发展应用,上世纪60年代后为适应市场的需求和变化,为增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力,开始建立可变性自动化生产系统,即围绕计算机技术的柔性自动化。它是在制造系统不变或变化较小的情况下,机器设备或生产管理过程通过自动检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程,并能够自动地从制造一种零件转换到制造另一种不同的零件。社会实践证明,这种定义下的制造系统自动化与当代大多数企业的实际不相容。目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。
2.我国机械自动化的现状
机械自动化技术从上个世纪20年代开始发展应用以来,已经得到了迅速的发展,特别是近年来计算机的高度集成化,开始采用了计算机集成制造系统,大大加快了机械自动化的发展,但我国仍处于初级操作阶段的自动化。目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,我国的产业结构层次低。我国机械制造业目前有11.4万个企业,发展很不平衡,有大量落后于现代水准的产业,大部分企业还比较落后,手工劳动占有相当的比重,我国能独立开发现代机械自动化技术的企业可以说没有;我国机械制造业企业中自动化装备少、水准低,不仅在数量上同世界先进国家有较大差距,而且在品种上、质量上、使用上,同世界先进水准也存在阶段性差距。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程,不可能一蹴而就。需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。当前,我国还处在社会主义初级阶段,经济、财力、生产力水准、国民素质等,与世界主要国家的差距是很大的;我国有丰富的劳动力资源,每年城镇新增就业人口达两千多万,且今后每年的就业人数还会增加。机械自动化最大限度地提高劳动生产率,劳动力的过剩和分工的转移就是一个现实问题。
3.我国机械自动化发展之路探索
3.1结合生产实际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,应以企业的生产和技术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、搞自动线的做法,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著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益,而不单纯是速度。国产造型生产线因产品质量差、可靠性低、实用性差,开工率一般仅在50%~60%。而能在生产中长期服役的主力生产线很少,像第一汽车制造厂的01线、第二汽车制造厂的BMD线等具有全年开工业绩的线更是凤毛麟角。这种现象不属偶然或局部,而是带有普遍性。据调查,我国引进的弧焊机器人,完全正常运转、充分发挥效益的只占1/3;另外1/3处于负荷不满或不能完全正常运转状态;还有1/3不能正常使用,直接影响了用户使用更多机器人的信心。
3.2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。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。日本丰田公司采用适时生产JIT、全面质量管理TQC和成组技术GT、弹性作业人数和尊重人性为支柱的精节生产方式,使自动化程度不高的工厂取得了良好的效益。芬兰NOKOA Data机工厂的组装车间内拥有一条能制造286、386和486微机的灵活生产线,它并不完全由自动化设备组成,中间穿插着借助计算机指导的人工参与,将高新技术与原有工艺基础巧妙灵活地结合在一起,从而使这种生产线的造价较低,同时却具有柔性制造系统的性能。实际上精节生产本身就意味着从国情和企业实际情况出发,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,若以原有的设备为主,合理调整机床布局,添加少量的数控设备,引入CAD/CAM技术,就能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。
3.3注重配套发展机械自动化技术
现代自动化技术在机械制造中的应用就是在控制理论的指导下,对生产的物流和人的作用进行综合的研究,涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。发展机械自动化技术,必须主要地关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化,广泛采用程序数控机床,以及研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等。发展应用机械自动化技术,要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作,既要发展主机,也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等,这些都将是今后机械自动化的主要技术基础。 [科]
【参考文献】
[1]马志平.机械自动化的未来与现状[M].北京:机械工业出版社,2003.5.
关键词:机械自动化;机械制造业;应用
想要衡量机械制造技术高超与否,机械自动化是很重要的评判准则,机械制造业想要更进一步的发展,完全离不开机械自动化的应用。不但如此,我国其他生产部门在进行机械生产时也离不开机械自动化的应用。将机械自动化与机械制造合为一体,可以为机械制造业的发展提供便利的条件。机械自动化在整个科学发展进程中发挥着不可或缺的作用,可以更好的促进我国科技经济水平的发展。
1.机械自动化概述
机械自动化指的就是在制造过程中,机器可以在不需要人为控制的情况下完成一系列的工作。在机械制造业中,机械自动化可以实现自动的生产加工对象,将原料加工的速度大幅度提高,不仅节约人力物力,还可以提高生产效率,从而推动经济效益。机械自动化技术较传统技术而言,它具有可以促进产品更新周期、缩短生产时间、提高生产效率、保证产品质量等一系列的优势。在促进机械制造业发展过程中,机械自动化是其主要的手段,未来发展的主要方向也是全面应用机械自动化这一技术,机械自动化有利于发展整个世界生产力水平。
2.机械自动化在机械制造中应用的现状
机械自动化是不能随意改变的,它有着属于自己的理论基础。控制理论就是机械自动化控制理论的主要体现,是将多种生产领域进行自动化集成控制,简言之就是机器设备可以自动完成生产要求。它在工农业、军事、医疗、交通运输等方面都广泛应用,机械的自动化主要包括以下方面:
2.1.智能化
随着经济社会的发展以及科技水平的不断进步,机械制造业对于制造技术的要求也不断提高,因为这种需求,原有的机械制造技术不断地改进以便顺应社会发展,逐渐实现了机械自动化。市场经济体制的改革,使机械制造技术摒弃原有的、落后的技术理念,与商品概念相结合,在理解商品概念的同时制定出对商品完美合理的加工方案,以便对商品进行高品质的制造。
智能化的机械制造是指在机械制造的过程中将制造机械的技术、计算机技术、员工智慧和机械自动化技术等多种科技相融合,使其发展成为一种综合性技术。值得注意的是,在实际制造应用中,智能化技术除了可以进行人工智能,还可以在制造时模拟出技术人员或技术专家的思维方式,以此起到有专家在现场指导的效果。简言之,智能化机械制造技术可以模拟相关专家的智慧进行思考,甚至可以在一定的学术程度上比专家更优秀,更好的完成专家无法高质量完成的工作,同时还可以进行自身工作的监控。
2.2.集成化
在机械制造中集成化属于崭新的技术,是指利用信息技术来简化机械制造过程,实现过程优化、集成技术,加快机械产品的制造速度。在进行机械制造时,使用的都是相互紧密联系的技术,如计算机、电子、通讯等,而且还有可能在这些技术紧密融合的过程中发现新的技术,比如出现计算机辅助技术等。想要发展技术更加高超的高新技术,就要整合或集成现有的技术和设备等,将现代化的管理技术应用其中。在实现机械制造化之后,不仅可以整合企业内部的所有生产管理工作,使其变得完整统一,还可以催生柔性生产模式,在原有的制造基础上形成以人为中心的生产方式。在保证产品质量的同时,提升服务水准。这就是集成化机械生产为机械制造提供的便利。
2.3.虚拟化
虚拟化制造技术是在机械制造中将多种技术相结合,通过仿真和建模技术将机械制造过程中所涉及的技术整合成综合的系统技术。机械制造虚拟化是将现实机械制造的过程通过使用仿真计算机等现代化技术进行仿真,以便及时发现并解决机械制造中的问题,完成高质量的制造机械产品,降低成本、提升自身竞争力等目的。
2.4.存在缺陷
但是就现阶段的发展水平而言,我国的机械自动化还处于初级阶段,相关的技术操作水平还不够成熟,与发达国家的机械自动化水平还存在一些差距,还需要将自身水平进行提升。
机械自动化不断的发展,会被应用到更多的领域中去。我国应该更加重视对于机械自动化技术人才的培养,任用更多的人才有利于促进机械自动化的发展,这也会在一定程度上帮助国家解决就业问题。
应用机械制造自动化更加顺应社会发展的潮流,促进企业向健康的轨道发展,以此带动国家经济水平的进一步提升,从各方面提高人民大众的生活水平。机械自动化在国家科学技术发展中是一个十分具有潜力的技术,在以后的社会发展中还会持续发展。
3.在我国机械制造中机械自动化的发展趋势
3.1.网络虚拟化
在计算机工作时,通过使用各种高科技设备而达到交互作用,从而产生一个人机界面形式的虚拟环境。运用强大的科学技术,将为实际生产出来的产品进行性能质量等多方面的检测,评估各层次的合理性,从而达到高质量的生产水准。
3.2.绿色化
“绿色”引用了环保领域的关键词,在未来的发展中,人类社会一定会是与自然和谐共处的,人与社会本身就是自然界的一部分。人类生产必须要与自然和谐相处,机械自动化也必须如此,在发展时要充分考虑到今后的发展,不能为了眼前利益而“杀鸡取卵”。机械制造中要将可持续发展贯彻到底,打造“绿色”机械自动化生产模式。
4.结语
综上所述,在机械制造行业中机械自动化有着不可磨灭的作用,不但对机械制造业的发展水平有着巨大影响,还对社会经济有着影响,可以促进我国综合国力的发展。所以,在机械制造的过程中,机械自动化必不可少,要采取及时有效的措施将机械自动化技术控制在合理范围内,不断提高实际的应用水平,全面提升我国机械制造业的发展水平,促进我国经济的不断增长。
参考文献:
[1]王绍平.机械自动化在机械制造中的应用[J].科技创业家2013(8).
【关键词】机械设计制造 自动化 专业教学 策略 改革
一、概述
国家工业化进程不断发展,机械制造业已成为其中不可或缺的重点产业之一。且随着相关领域科学技术的不断进步,机械设计制造产业亦较从前有了不断的变革。传统的机械设计产业人工参与度高,自动化水平低下,已逐渐无法适应市场对于高生产效率、高出产品质的需求,因此,随着计算机等相关领域科技的不断进步,机械制造业实现了其自动化发展水平的不断进步。
革新后的机械设计制造产业对业内工作人员提出了更高的要求,从业者需接受过专业培训方能具备一定的相关行业素质。这一要求亦改变了机械制造领域市场的招聘需求。从近几年来各大国企、外企及民营企业的人员招聘模式分析可知,企业并不希望在新员工的岗前培训中投入过多的人力、物力,而是更倾向于聘用在专业学习过程中已接受过适用于岗位工作的相关素质的应届毕业生。由此可见,传统理论式灌输的教学模式已无法满足就业市场的需求,必须提出全新的教学理念,实施教育教学改革,方能引导学生接受与市场发展相适应的教育,从而培养出更多、更优秀的专业人才,促进我国机械制造产业及其自动化水平的进一步发展。
二、进行教学体系优化
(一)树立正确的教学理念
传统的机械设计制造及其自动化专业的相关课程教学多以传授理论知识为教学核心,忽视了实践能力及综合素质的培养。在新的行业要求之下,这种重理论、轻实践的教学模式已逐渐被各专业院校所淘汰,转而将培养核心转移到学生动手操作、实际解决问题等的能力培养上来。通过教学理念的变革,学生逐渐在学习中掌握了如何进行所学知识的应用及变通,同时其参与社会交往的水平及对社会的适应程度、自主创业及创新能力均有了不同程度的提升。
在此种教学理念的引导之下,学校不再单纯将学生的应试分数作为评价学生水平的唯一标准,而是更加注重其各方面素质的综合评价。以学校的综合测评方式变革为例。在传统的测评体系中,学生的考试得分通常约占综合测评成绩的80%以上,德育、体育等所占份额较小。通过教学改革,学校降低了考试分数在综合测评中所占份额,将学生参与的社会实践活动、企业实习等均计入测评得分之中,从而大大提高了学生参与到实习、实践中去的积极性,学生动手能力、知识运用能力及社会适应能力等均有了显著的提高,为日后更快的适应企业工作环境打下了良好基础。
(二)改革现有的教学体系
旧有的教学模式之下,机械设计制造及其自动化专业教学体系以在校的课堂理论教学为主,而如今,改革后的教学体系增设了能力培养、素质培养两个体系,并与知识体系一起构成学生的专业培养模式。在三个体系之中,以能力培养作为教学的主线,即成为主要的培养目标。同时适当压缩理论教学的授课课时,增设实践教学、素质培育等“第二课堂”,从而实现学生素质的全面提升。例如许多高等院校机械设计专业在进行教学改革后,将原有64学时的理论教学课压缩为48学时,剩余课时用于学生的自主实践:教师为学生设立一个学习方向,由学生自主设计实践流程并参与到实践之中,最终以汇报的形式向师生呈现个人或团队的实践成果。在此种教学模式之下,学生逐渐摆脱了对教师较强的依赖程度,自主学习能力逐渐提升。
(三)增设课程层次
教学改革之前,我国大部分机械设计专业教学中不曾进行课程层次的区分,对于全部学生采用一套统一的教学方案,实践证明,这种课程安排缺乏针对性,仅适用于中间水平的学生,而对于能力较强或成绩后进的学生不能做到因材施教。为此,“三套课程层次”的理念逐渐提出,共包括基础、拓展、复合三部分内容。基础部分即最起码的专业知识要求,是后期一切能力提升的先决条件;拓展则要求在基础知识掌握的基础上有所创新,相应的实践能力有所进步;复合层次给学生提出了更高的要求,是理论与实践的结合、多学科知识体系的结合。基础层次是对于全体学生最基本的要求,是包括后进生在内的所有学生应达到的专业水平;而对于大部分学生而言,学校还要求其具备一定的素质拓展能力,即不能仅满足于对基本理论知识的掌握,还应积极参与到各类实践、实习之中,从而使已掌握的知识体系及自身能力得到进一步的提升;复合层次则主要针对于专业素质较高且学有余力的学生,是理论知识与实践技能综合、升华的过程,例如学校可鼓励学生积极参与到各类学科竞赛之中,如“挑战杯大学生自主创业大赛”、“机械设计大赛”等,通过参与相关活动,学生的专业素质将得到大幅提升,同时,其团队协作水平、组织能力、应变能力等均会得到不同程度的锻炼。
三、改革教学模式
除教学体系的革新外,学校还应积极开展教学模式的变革,其中包括密切与企业间合作、增加学生实践项目,提升教学团队素质、实现“双师型”改革等。
(一)增进校、企双方间合作,实现企业岗位与专业实训间对接
理论教学与实践教学同为机械设计制造及其自动化专业教学中的两个重要组成部分,传统的教学模式对于理论知识教学工作的开展已基本到位,目前各院校应着重提高的即为其实践教学的发展,通过加强与相关企业间的合作关系,增设合作项目并鼓励学生积极参与其中,逐步实现企业岗位与专业实训的全面对接,即是一项十分有效的学生实践培训方法。
例如学校可与当地机械制造厂部分车间建立合作关系,组织学生到企业中参与金工实习、控制系统实习等。在企业实习的过程中,学生可以获得更多与生产一线技术人员接触的机会,因此向他们学习更多的实践本领,并将自己之前所学的理论知识与现场师傅进行探讨,以理论完善实践,并通过实践对理论进行修正、补充。
(二)完善“双师型”教师及企业技师队伍
目前,各高等院校及职业学校在机械设计制造专业教师队伍建设方面普遍存在教师理论水平高、实践能力相对薄弱的现象,为实现其业务素质水平的整体提升,则可以通过建设“双师型”师资队伍以及聘请长期在企业生产一线的技师作为特聘教师来实现。
“双师型”师资队伍要求教师一方面能够有较强的课堂理论教学能力,同时不能脱产,需经常参与到机械自动化制造企业生产一线中去,从而更好地了解当前市场的各种新技术、新设计思路。也只有通过在实践中反复的应用,方能更好的掌握各类技术,同时形成更多的创新点,以便将其带入课堂之中,使所教授内容更加符合市场需要,保持课堂活力。而现场技师作为特聘教师则可以通过其多年的生产经验传授给学生更多、更实用的实践经验;同时,由于技师长期不脱离市场,因此对于当下的就业需求有着更加全面的认识,通过将这些认识传授给学生的过程,可以引导学生向着更加顺应就业导向的方向学习、发展。
总之,机械制造产业及其自动化水平的不断发展,相应的教育教学体系必须随之及时调整教学策略、实施教学改革,方能保证专业学生所掌握的知识体系能够适应当前市场的需求。学生也因此能够获得更为广泛的发展平台,在机械设计制造领域中充分发挥自身的聪明才智,进而促进我国机械制造产业的不断发展与进步。
参考文献:
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[5]钟守炎,张晓东,戴静君,黄清世,孙良臣.机械设计制造及其自动化专业本科人才培养目标与课程体系改革研究[J]. 石油教育,2001,05:89-90.
关键词:机械制造和自动化;发展规划;完善
查阅相关资料可知,大部分学校的机械制造与自动化专业的发展规划都很注重师资和硬件设施的建设、特色专业的打造、学生创新能力的培养、知识的融合,以及实践能力的训练与培养,以满足日益增长的市场需求。并通过制定一套创新精神的培养课程体系,以培养面向未来世界,把握环境变化,适应能力强,基础扎实,具备机械设计、机械制造、自动化基础知识,能够从事机械开发、设计、应用与设备运行管理的高级工程技术人才。
然而,很多出来就业的学生,大部分都会面临动手能力差、设计设想难等问题。虽然,在各大高校的发展规划中都会将这些问题作为重点,但是这也暴露了这些发展规划的落实情况。学生认为在实践教学中提到的问题要不就是太皮毛;要不就是太前沿,既没有足够的时间消化知识,也不能缺乏实践演练克服。因此,就会让他们在就业中面临较多的问题。
接下来,笔者就综合这些发展规划谈谈自己的完善措施:
1.建立针对性的教学指导体系
很多专业的学生在毕业后都会面临一种就业的迷茫感,虽然机械设计制造和自动化专业的学生一般都是寻找专业对口的相关工作,会少去很多相关方面的烦恼,但还是会面临一些实际工作中的问题,比如上面提到的实践操作与设计设想的迷茫感,尽管毕业了学生们还是不能自信的肯定自己的能力。
因此,在学生刚进入学校时就要让他们树立一种目标意识,这种目标意识的建立,不仅仅包括大学四年的学生生涯如何度过,还包括一种专业自信的建立。而这种自信的建立是基于对专业的了解,以及对学生本人能力了解的基础之上的。要获得这种了解,则需要学校对学生能力进行专业测评,如通过采用观察-调查与累积记录法、学生-能力评估法等进行分析,来了解学生的各项能力与心理素质等。通过这些科学方式的评定,了解学生,同时再通过现代化的指导手段,以信息化、网络化、远程化的网络系统为载体,广泛搜集供求信息,甚至应用自助式、菜单式、即时化的辅导课程软件、各种测评软件和职位供需资源的共享平台,为学生提供个性化信息服务,让他们充分了解自己的专业,从而更加清晰与明确自己未来的实践目标。从而也能减少学生在实践工作操作中的压力,提高他们的职业自信心。
2.注重知识的梯度设置
理论知识是学生实践应用的重要指导之一,尽管所有规划都注重学生理论知识的培养,但大部分都是通过师资力量的打造等方式,这些方式的确对学生的成长进步有极大的作用,但是吸收理解知识的是学生。
因此,在规划中也要考虑到学生的实际情况。除了掌握工程图学、机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、电工电子、机械控制、机械制造技术等等这些专业的课本知识之外,还要多对他们进行课外知识的延伸。但是,很多学校一提到课外知识的延伸就会想到联系世界级顶尖技术等等,或者直接拿各大难题给他们思考,尽管这对学生的思维能力是一种很大的锻炼,却是一个优点脱离学生能力情况的做法。
毕竟大部分学生只是普通人,要想在他们的专业基础上对他们的能力有所提高,只能是按部就班,否则就无异于拔苗助长,不仅消磨了学生的专业积极性,也不利于他们实际能力的掌握。
所以,知识的梯度设计非常重要。除了专业课程重点与教学设计内容的合理结合这一基础教学之外,还要针对每个时期的学习重点进行课外拓展,定期安排课外拓展训练,根据学生以及市场需求,建立合理的教学体系。比如在学习机械设计的相关内容时,要结合每个阶段的任务开拓他们的视野,除了让他们认识到别的优秀的作品,重点是要引导他们学会那种思维与创作方式,建立相关的模拟训练,让学生从模仿中了解作者的思路,而不是一味的知识展示。
只有这样,学生的方法才能不断增多,能力才会不断提高,课堂上才会从“走形式的看”向“听懂学会” “懂听会学”转化。也只有这样,才能大面积提高教学质量,真正提高学生的能力。
3.结合理论加强实践创新训练
机械设计设计制造和自动化是一门将理论应用于实际的课程,是一门由理论指导,但同时又具有很强的操作性的学科。尽管有很多学校都为学生们投资打造了先进的实践教学中心、工程实验室、校园工厂等,但是,这些实验室的开放程度仍然不高,学生实际利用只是在课堂中才有机会接触到,除了面临这种接触少的问题之外,接触时的操作过于简单也是一个很中重要的问题,在这种情况下学生的实践操作能力很难得到锻炼。很多企业在聘用人才的时候都更加倾向于有实际工作经验者,就有这部分的原因。
因此,加强学生的实践动手能力依旧是不变的主题。除了建立先进的教学实践中心与平台、加强与企业合作关系的建立之外,学校应该给专业学生开放部分实验工作室,但同时也要建立相应的鼓励措施,比如有创新性成果的学生给予一定的奖励。此外,学校还应该多多加强与企业之间的联系,一般学校都会与企业制定一定的实践合约,企业给学校提供一定的实践平台,这对于学生与学校来说都是一个很好的机会,除了让学生了解到真正的企业生产流程,锻炼自己的实践动手能力之外,学校还应该鼓励学生在实践操作中做留心观察,通过适当的评奖评优,调动他们的动手实践积极性,同时培养他们敏锐的观察能力。
对于实践操作能力优秀的同学还可以提供更加优秀的平台,比如与其他优秀院校的合作性项目研发等机会,这些都是鼓励学生进行实践性创新活动的重要手段。
结语:虽然,市场对于机械设计制造和自动化专业学生的需求量很大,但是学生的能力还是企业决定录取与否的关键。国内相关方面的教学水平与发达国家还是有一定的差距,但是,只要我们相信自己,为学生创造良好的学习与实践环境,不断巩固与完善机械设计制造和自动化专业发展规划中的内容就一定会创造质的飞跃。
参考文献:
[1] 杨晓东,杨卓娟. 机械设计制造及其自动化专业课程与教学论体系构建[J]. 职业技术教育. 2010(08)
[2] 朱高峰. 创新人才与工程教育改革[J]. 高等工程教育研究. 2007(06)
20世纪80年代以来,世界范围内的市场结构发生着重大变化。市场竞争已经演变成为质量的竞争,传统的泰勒劳动组织方式已向由于计算机的广泛应用而形成的、以精简化生产和计算机集成制造体系为突出代表的后福特主义过渡。多品种小批量生产的产品日益增多,新产品开发和产品结构更新换代的周期日益缩短,在劳动界,靠熟练动作创造价值的劳动越来越多地被机械所替代,监测和维修等复杂工作岗位和以心智技能为主的劳动越来越多。现代职业劳动出现了三大跨越,即由体力劳动向脑力劳动,由动作技能向心智技能和由蓝领劳动者向白领劳动者的跨越。这就要求劳动者掌握从传统意义上来看属于不同岗位、甚至多种职业的技能和知识。各个级别职工的工作任务、职权范围等均有逐步复杂和扩大的趋势。这种改变了的劳动组织方式和工作任务对企业职工的能力要求也有了明显的提高,要求职工在工作中具有一定程度的安排计划、判断决策、分析复杂系统的能力以及不断学习新技术的积极性和相互合作的品质等。为了实现上述变化对职业能力的要求,依靠传统的课程体系不能满足现代职业教育对职业能力的培养,必然寻求新的课程体系来满足对职业能力的培养。
目前高职教育现状是,学生难学,教师难教;企业界抱怨学生培养效果与企业要求不相符合。学生难学,是因为高职院校学生不擅长学习抽象知识,但动手能力强、形象思维好。教师难教,是因为面对难学的学生还没有找到更加有效的教学模式和教学方法。企业界抱怨,是因为学生的岗位能力、综合职业能力太差。
目前高职院校课程体系的设置,都不同程度存在以下问题:一是课程体系设置成中职课程模式的扩展版本,或普通本科课程的压缩版本,不能充分体现高职教育的特色;二是课程体系总体上仍然重知识,轻技能;三是课程的教学内容与企业的需求脱节。课程是架起教与学的桥梁,是学生获取职业素质与技能的工具。因此构建科学、合理的课程体系对高职教育品质至关重要。
针对上述问题,我们从2009年开始,围绕培养适应宜宾地方社会经济发展需求、具有良好职业道德、较强专业技能以及可持续发展能力的高质量高端技能型人才这一目标,在借鉴德国先进成功的职业教育理念的基础上,结合自身近几年来的办学条件和办学实践,对机械制造及自动化专业学习领域课程体系进行积极的探索,努力尝试构建一个高职机械制造及自动化专业课程的新体系。本文通过对机械制造与自动化专业课程体系构建过程的分析,深入探讨了该专业如何构建学习领域的课程体系。
二、学习领域课程的概念
目前企业对职业院校不满意的一个主要问题是毕业生缺乏必要的工作能力,对企业所需人才来说仅仅是个半成品。要想让企业对教育质量满意,职业院校学生应当具备一定的工作能力和基本工作经验,其前提是在校期间系统化地完成过一些典型的工作任务。因此,工学结合课程的核心不再是传授事实性的专业知识,而是让学生在尽量真实的职业情境中学习“如何工作”,专业课程也只能是从一个个具体的“工作领域”转化而来的用于学习的“学习领域”,即来源于工作实际的、理论与实践一体化的综合性学习任务。因此,这种课程体系不再划分理论课和实践课,取而代之的是理论与实践高度融合的学习领域课程。在学习领域课程中,学科体系知识的系统性被打破,学生通过理论实践一体化的学习内容载体,从工作的完整性角度来获取知识和技能,形成专业职业能力。学习领域的课程很好地解决了高职工科专业课程体系中长期存在的理论教学与实践教学严重脱节的现象,符合高质量高端技能型人才培养的要求。
三、机械制造与自动化专业学习领域课程体系构建
学习领域的课程体系构建程序见图1。
(一)职业领域分析
在职业领域分析阶段,主要任务是找到机械制造与自动化专业毕业生在宜宾机械行业的核心就业岗位,包括毕业生初次就业岗位和毕业5-8年后的拓展岗位。
宜宾企业实地调研情况:宜宾地处长江上游川滇结合部,工业化发展很快,其工业类型主要包括以普什集团为代表的机械制造业,以五粮液集团为代表的酿酒业,以天原集团为代表的化学工业和以丝丽雅集团为代表的纺织业等。普什集团主要生产液压挖掘机、液压泵、汽车发动机曲轴、冲压模具、金属切削刀具等机械产品,因此对技能型人才需求量较大的是机械加工方面。由于宜宾是著名的“酒都”,酿酒企业遍地开花,全市及周边地区有各类大小酒厂上百家,需用到大量的酿酒存储容器。另外,宜宾还是西部重要的化工基地,特种压力容器用量颇多,对焊接方面技能型人才的大量需求。调研结果是目前宜宾地区机械行业需求量较大的岗位方向是机械加工和焊接。
本文职业领域分析主要采用企业实地调研、毕业生反馈的方法进行。通过调研分析,总结出本专业的核心就业岗位,见表1。
表1 机械制造与自动化专业核心就业岗位
(二)行动领域分析
在总结出核心就业岗位的基础上,进行行动领域分析,主要任务是对核心就业岗位所从事的典型工作任务进行归纳总结,采用的主要途径是企业调研和召开企业与行业专家研讨会。通过认真调研和反复研讨,归纳出机械制造与自动化专业的三个就业方向的核心岗位所涉及的典型工作任务26个。将这些典型工作任务进行归类整理,总结出本专业学生在工作岗位上主要从事的14个行动领域,典型工作任务转化行动领域见图2。
(三)学习领域课程构建
总结出行动领域之后就可以进行学习领域课程的构建了。在构建学习领域时充分考虑到本专业学生培养应该具备的能力、素质和岗位职业资格要求,并结合学校的具体软硬件条件,通过教学论的加工将14个行动领域转化为11个学习领域,行动领域转化学习领域见图3。这11个学习领域就构成了机械制造与自动化专业课程体系的主干,然后必须将这些课程按照学生的认知规律以及课程的难易程度进行排序,确定课程开设的先后顺序和课时数。
四、机械制造与自动化专业学习领域课程体系的主要特点
(一)理论与实践一体化
理实一体化课程是机械制造与自动化专业学习领域课程体系的显著特点。在此课程体系中找不到纯理论性的课程和纯实践性的课程,每个学习领域课程都是以具 体的项目为载体,通过学生对项目的准备和完成让学生既学习到一定的理论知识又学习到相应的实践技能。
(二)每门学习领域课程至少涵盖职业岗位的一项工作
学习领域课程一般都具有相对的独立性,每门课程都至少可以涵盖职业岗位中的一项工作。例如本专业课程体系中的“零件的数控加工与工艺”课程,它主要学习数控加工中数车、数铣的工艺知识、编程知识和操作技术,学生学习这门课后可以完成数控车削、数控铣削两个工种的任务。实际上学生学完这一门课程相当于可以胜任两项工作。
(三)学习领域课程中的许多知识不具有学科完整性
由于本专业课程主要以项目为载体,所以在课程中的知识一般是为项目所服务的,许多知识不具有学科完整性。例如《零件的机械加工与工艺》课程,它的学习内容涵盖了车铣钳三个工种的操作和刀具与夹具、材料与热处理等相关理论知识。课程中所学到的刀具和材料的内容不再是系统化的完整知识,而只是相关项目所涉及到的部分知识。