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1 先進機械制造技術的重要性和必要性
機械制造業是國民經濟的基礎性產業,是國民經濟發展的支柱,機械制造業的發展關系著國民經濟各個部門的發展,隨著市場競爭的日益激烈和科學技術的不斷進步,制造業也必須面臨著由人力、物力為主的粗礦型向先進制造模式轉變。因此,先進機械制造技術的發展有著時代的必然性。
2 先進機械制造技術的發展現狀
2.1 機械制造技術的設計相對西方發達國家比較落后
隨著技術的發展,西方發達國家不斷更新著設計的數據和準則,尤其是在計算機輔助管理的技術上面應用比較純熟,這也是我國與發達國家相比比較薄弱的環節,我國的計算機輔助管理技術還比較落后。
2.2 機械制造技術的管理水平落后
在機械制造技術方面我國落后發達國家比較多,美國、英國、日本等工業比較發達的國家都特別注重計算機的管理。他們通過一定的組織和管理制度,不斷創新產品的生產模式,從而在不斷地實踐中制造靈敏、生產準時,能夠與產品生產同步的技術管理方案。
2.3 制造工藝落后
在中國,納米技術、電磁技術、激光技術、復合技術等還屬于高新技術,仍在研究階段,甚至有些高新制造工藝還沒有開發,在工業中的應用也沒有得到廣泛的發展。但是,在發達國家這些企業已經開始嫻熟地應用于大型企業。
2.4 機制自動化的進程比較落后
發達國家的自動化技術不斷更新,并且廣泛應用于工業生產之中,如數控機床、柔性制造等自動化技術,成功實現了產品的柔性化與集成化。但是,中國在這一方面的技術還比較落后,只有少數企業開始試用這些技術,大多數的企業還在沿用傳統的技術。
3 先進機械制造技術的特點
3.1 先進機械制造技術是系統性技術
傳統制造技術通常是指將各種原材料變成成品的加工工藝,但是現代機械制造技術在應用范圍上與傳統技術有很大的不同,其特別強調計算機技術、新材料技術、信息技術、現代系統管理技術、傳感技術與自動化技術在產品的設計、制造生產、組織管理與銷售等各個環節的應用。先進機械制造技術既不是對傳統的技術的完全繼承也不是對傳統制造技術的全盤否定,而是將傳統機械技術與高新技術相結合,使得機械制造技術成為能夠駕馭生產物質流、能量流、信息流的一個系統性工程。
3.2 先進機械制造技術是實用性技術
先進機械制造技術是一項面向工業的實用性技術,它涉及到產品開發生產銷售的各個方面,并將這些方面結合成有機的整體。從產品的市場調研開發涉及到產品的生產準備加工制造、售后服務等環節都有所涉及,覆蓋了產品生命周期的整個過程。先進機械制造技術是以提高企業的經濟效益和核心競爭力為中心,注重生產最好的實踐效果,促進企業與國家的經濟增長。
3.3 先進機械制造技術是全球性技術
先進制造技術是為了適應越來越激烈的市場競爭而出現的,是伴隨著市場全球化而誕生的,因此,其本身就帶有一定的全球性色彩。先進機械制造技術是不斷地吸收各種高新技術而形成的,是針對一定的應用目標而發展的,因此,先進機械制造技術在不同的時期不同的國家和地區其發展的目標和內容、發展的特點都不盡相同。通過國家之間產品與技術的交流、投資的深化,從而實現了國家和地區間機械制造技術的跨越式發展。一個國家如果擁有先進的機械制造水平,那么這個國家的制造業就能夠在全球形成自己的核心競爭力。
3.4 先進機械制造技術具備節能,環保技術
環境污染己成為世界首要難題,人類的生存環境日益嚴峻,以后的機械產品在噪聲、排放指標、可靠性等方面如果達不到一定的環保標準很可能被世界市場拒之門外。因此,先進機械制造技術必須具備節能,環保的能力,不以性環境為代價,相反更應該起到保護環境,維護生態平衡的作用,尤其是發動機這樣對環境影響比較大的部件,必須要采用新的減振技術,同時還要積極采用一些新的環保材料來減少機械產品的噪音、排放指標等,達到環保節能的目的。
4 先進機械制造技術的發展趨勢
4.1 先進機械制造技術朝著柔性化的方向發展
技術柔性化具體指工業裝備與工業線路能夠更好地適應產品與工業更新換代的需要。近年來,超精密加工技術的發展促進了新科學技術的進步,推動了各種新技術的發展。超精密加工技術主要包括精密特種加工、超精密切削、超精密研磨等三個方面,通過超精密加工技術的使用能夠促進產品的小型化,提高產品生產的穩定性、可靠性和產品質量,增加裝配之間的互換性。促進自動化配置,提高生產效率。
環境問題又為柔性化賦予了新的含義,要求產品從生產到銷售要盡量綠色無污染,最大限度地減少對自然資源的利用與損害。
4.2 先進機械制造技術朝著靈捷化方向發展
靈捷化是指機械制造廠的機制能夠靈活轉向,減少產品從研發生產到推向市場之間的時間。隨著經濟的發展,市場環境不確定性因素越來越高,面對這樣風云突變的市場,企業生產的靈活性與機敏性變得相當重要。在傳統的制造模式中,產品在正式生產之前要經歷一個設計、試制、修改設計的過程,經過這樣一個長時間的試驗之后才能進行規模化的生產。先進機械制造技術引進了虛擬設計的環節,對產品的生產過程進行模擬和檢驗。通過虛擬檢驗技術對產品的可加工性、加工方法、工藝的合理性等進行檢測,尋找出產品生產過程中存在的問題,以優化產品的生產工藝,提高產品的質量,將產品的生產成本和生產周期都降到最低。虛擬化是通過計算機仿真技術來模擬真實的系統,來發現產品設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤,保證產品的設計科學工藝合理,使得企業的生產系統能夠快速響應市場的變化需求。
4.3 先進機械制造技術朝著智能化的方向發展
隨著計算機技術的不斷進步,智能化已經成為工業生產柔性自動化新的發展和延伸。人類隨著社會的進步,要逐漸地從復雜的計算等腦力勞動中脫離出來,來從事更多的創造性勞動,智能化既是人類智慧的結晶也是人類脫離腦力勞動的成果。智能化使得產品的生產系統具有更完善的判斷力與適應能力,推動著現代生產技術朝著集智能化、柔性化、自動化、集成化為一身的方向發展,很多生產系統都是由人類專家與智能機器人共同組成的人機一體化系統。在生產的過程中,通過計算機來模擬人類的智能活動,對生產進行分析、判斷、推理和決策,取代人腦工作的部分。
5 先進機械制造技術的人才建設 人才建設是先進機械制造技術發展的基礎,尤其要加強研究人才與技術操作人才的培養,各單位可以根據實際情況建設一個具有國際先進水平的機械制造技術實驗基地及人才培養基地,加大對于人才培養的投入。定期對員工進行知識與技術的培訓,擴寬他們的專業面,注重通識教育,結合實踐進行能力培養,幫助他們形成T型的知識能力體系,不斷提高工程制造技術隊伍的水平。同時,企業還可以與高等院校、科研單位密切合作,培養自己的先進制造業研究人才,加快制造業的研究開發進程。
總之,機械制造技術是衡量一個國家工業發展水平的重要標志,也關乎著國家在未來世界競爭中的走向,因此,我們要不斷創新機械制造技術,緊跟世界潮流,在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
Abstract: Mechanical manufacturing technology is not only the measure of a country's level of development of science and technology is the important sign of. Our country is in the crucial stage of economic development, manufacturing technology is our weak link. This article on the manufacturing technology of status and technical analysis, and summarized our country machinery manufacturing technology development trend.
Key words: machinery manufacturing; technical characteristics; development trend
中圖分類號:TD406文獻標識碼:A前言:制造技術是發展制造業的關鍵技術,是創造財富和為科學技術發展提供先進手段的基礎。只有跟上先進制造技術的世界潮流,將其放在戰略優先地位,并以足夠的力度予以實施,才能盡快縮小與發達國家的差距,才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。一.我國機械制造行業發展現狀機械制造業是一個國家最基礎的行業,也決定了一個國家制造業的整體水平,起步早,但發展又最令人擔憂,比如現在中國的汽車工業相比機械制造業來說無論是產品質量還是生產效率都要高得多,當然這也是因為機械行業的特性起了決定性的因素。面對越來越激烈的國際市場競爭,我國機械制造業面臨著嚴峻的挑戰。我們在技術上已經落后,加上資金不足,資源短缺,以及管理體制和周圍環境還存在許多問題,需要改進和完善,這些都給我們迅速趕超世界先進水平帶來極大的困難。隨著我國改革的不斷深入,對外開放的不斷擴大,為我國機械制造業的振興和發展提供了前所未有的良好條件。當今,制造業的世界格局已經和正在發生重大的變化,歐、亞、美三分天下的局面已經形成,世界經濟重心開始向亞洲轉移已出現征兆,制造業的產品結構、生產模式也在迅速變革之中。所有這些又給我們帶來了難得的機遇。挑戰與機遇并存,我們應該正視現實,面對挑戰,抓住機遇,深化改革,以振興和發展中國的機械制造業為己任,勵精圖治,奮發圖強,以使我國的機械制造業在不太長的時間內趕上世界先進水平。 二.機械制造技術的特點做好基礎自動化的工作仍是我國制造企業一項十分緊迫而艱巨的任務。但加工中心無論是數量還是利用率都很低。可編程控制器的使用并不普及,工業機器人的應用還很有限。因此,我們要立足于我國的實際情況,在看到國際上制造業發展趨勢的同時扎扎實實地做好基礎工作。
(一).機械制造技術是一個系統工程。先進制造技術特別強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術成果與傳統制造技術相結合,使制造技術成為能駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流的系統工程。(二)機械制造技術是一個綜合性技術。先進制造技術應用的目標是為了提高企業競爭和促進國家經濟和綜合實力的增長。因此,它并不限于制造過程本身,它涉及產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,并將它們結合成一個有機的整體。以便提高制造業的綜合經濟效益和社會效益。(三)機械制造技術是市場競爭要素的統一體。市場競爭的核心是如何提高生產率。隨著市場全球化的進一步發展,20世紀80年代以后,制造業要贏得市場競爭的主要矛盾已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的矛盾。先進制造技術把這三個矛盾有機結合起來,使三者達到了統一。(四)機械制造技術是一個世界性技術。20世紀80年代以來,隨著全球市場的形成,發達國家通過金融、經濟、科技手段爭奪市場,傾銷產品,輸出資本,使得市場競爭變得越來越激烈,為適應這種激烈的市場競爭,一個國家的先進制造技術應具有世界先進水平,應能支持該國制造業在全球市場的競爭力。同時,機械制造技術是面向21世紀的技術,應與現代高新技術相結合,應是有明確范疇的新的技術領域。
三、我國先進機械制造技術的發展趨勢 (一)全球化。一方面由于國際和國內市場上的競爭越來越激烈,例如在機械制造業中,國內外已有不少企業,甚至是知名度很高的企業,在這種無情的競爭中紛紛落敗,有的倒閉,有的被兼并。不少暫時還在國內市場上占有份額的企業,不得不擴展新的市場;另一方面,網絡通訊技術的快速發展推動了企業向著既競爭又合作的方向發展,這種發展進一步激化了國際間市場的競爭。這兩個原因的相互作用,已成為全球化制造業發展的動力,全球化制造的第一個技術基礎是網絡化,網絡通訊技術使制造的全球化得以實現
(二)網絡化。網絡通訊技術的迅速發展和普及,給企業的生產和經營活動帶來了革命性的變革。產品設計、物料選擇、零件制造、市場開拓與產品銷售都可以異地或跨越國界進行。此外,網絡通訊技術的快速發展,加速技術信息的交流、加強產品開發的合作和經營管理的學習,推動了企業向著既競爭又合作的方向發展。 (三)虛擬化。制造過程中的虛擬技術是指面向產品生產過程的模擬和檢驗。檢驗產品的可加工性、加工方法和工藝的合理性,以優化產品的制造工藝、保證產品質量、生產周期和最低成本為目標,進行生產過程計劃、組織管理、車間調度、供應鏈及物流設計的建模和仿真。虛擬化的核心是計算機仿真,通過仿真軟件來模擬真實系統,以保證產品設計和產品工藝的合理性,保證產品制造的成功和生產周期,發現設計、生產中不可避免的缺陷和錯誤。
(四)自動化。自動化是一個動態概念,目前它的研究主要表現在制造系統中的集成技術和系統技術、人機一體化制造系統、制造單元技術、制造過程的計劃和調度、柔性制造技術和適應現化生產模式的制造環境等方面。制造自動化技術的發展趨勢是制造全球化、制造敏捷化、制造網絡化、制造虛擬化、制造智能化和制造綠色化。(五)綠色化。綠色制造則通過綠色生產過程 、綠色設計、綠色材料、綠色設備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產出綠色產品,產品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。采用綠色制造能最大限度地減少制造對環境的負面影響,同時使原材料和能源的利用效率達到最高。
(六)集成化。集成是綜合自動化的一個重要特征。集成的作用是將原來獨立運行的多個單元系統集成一個能協調工作的和功能更強的新系統。集成不是簡單的連接,是經過統一規劃設計,分析原單元系統的作用和相互關系并進行優化重組而實現的。集成化的目的是實現制造企業的功能集成,功能集成要借助現代管理技術、計算機技術、自動化技術和信息技術實現技術集成,同時還要強調人的集成,由于系統中不可能沒有人,系統運行的效果與企業經營思想、運行機制、管理模式都與人有關,因此在技術上集成的同時,還應強調管理與人的集成。 (七)智能化。智能化是制造技術的發展趨勢之一。智能制造技術(IMT)是將人工智能融入制造過程的各個環節,在整個制造過程中貫徹智力活動,使系統柔性的方式集成起來,通過模擬人類專家的智能活動,取代或延伸制造系統中的部分腦力勞動,在制造過程中系統能自動監測其運行狀態,在受到外界干擾或內部激勵能自動調整其參數,以達到最佳狀態和具備自組織能力。
四.結語
現代制造技術是現代技術和工業創新的集成,是國家制造業的水平的主要標志,也是國家工業的基礎和支柱。隨著社會的發展,人們對產品的要求也發生了很大變化,要求品種要多樣、更新要快捷、質量要高檔、使用要方便、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務要好、要滿足人們越來越高的要求,就必須采用先進的機械制造技術。因此,我們應抓住機遇,了解我國機械制造技術的發展現狀,把握現代機械制造技術的發展趨勢,使我國現代制造業與世界發達國家站在同一起跑線上。
參考文獻:
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關鍵詞:玉米收獲機械;發展趨勢;技術突破;發展方向
目前,從事玉米聯合收獲機研究和制造的單位上百家,在割臺形式、外觀形狀等多方面進行了有益的探索.但對摘穗、剝皮、集箱等主要工作部件基木上沿襲了中國農業機械化科學研究院仿制改進前蘇聯KCKY-6的技術,在收獲原理和技術性能上差別很小。
我國的玉米收獲機在技術上還處在僅僅能夠完成收獲功能的階段,機器的摘穗和剝皮損失、桔稈的多樣化處理方式、作業效率、整機和零部件使用的可靠性,機器對各地農藝和不同品種的適應性.自動控制技術和智能化系統應用水平.以及對用戶、機手的特殊要求響應水平等玉米收獲機技術有待提高。
在新產品研制方面,已有撥禾星輪、螺旋分禾器、不對行玉米割臺和液壓馭動底盤等新部件相繼研發成功,并逐漸投人使用。從技術發展趨勢看,應逐步采用電子信息技術、液壓技術和仿生技術.提高機器的適應能力和自動化程度,實現大規摸普及推廣應用。
1現有機型技術發展趨勢
當前玉米收獲機已經經歷了牽引式、背負式、兼用型。現在國內玉米專用機發展已經初具規模。從作業效果上看,玉米專用收獲機性能穩定、收獲效率高、夾帶及損失率低、速度快,不但得到了機手的喜愛,并且也得到用戶的青睞,在農忙收獲季節,種植戶更喜歡叫專用機為其作業。在用戶購買能力得到保障的前提下,玉米專用機必將最終取代背負式、兼收機而成為市場的主流產品,從而玉米機械化收獲將進入專業化收獲時代。
2玉米收獲機技術突破方向
2.1不對行收獲技術
即采取主動喂人方式,解決種植行距雜亂的玉米植株喂人問題。一是把撥禾鏈沿扶禾器向前側方延伸,在兩扶禾器間形成V形喂人口,玉米植株進人兩扶禾器尖中間后,莖稈首先與撥禾鏈接觸,在撥禾鏈的撥齒的強制作用下向后運動,完成不對行喂人;二是采用喂人撥禾鏈加撥禾輪組合式喂人機構。這種結構有利于較寬行距玉米的收獲.撥禾鏈向內側、后方撥送,撥禾輪扶持莖稈并向后方撥送,防止向前推倒莖稈,實現不對行收獲;三是帶螺旋葉片的導入錐式喂入機構。這種喂入方式較適應窄行距玉米的收獲,可使效率提高30%,機具適應性也大大增強。
2.2降低含雜率技術
拉莖輥與摘穗板組合式摘穗機構收獲后,果穗含雜率較高.為此,對大圓弧折彎式摘穗板、彈性撥禾齒、四棱刀式拉莖輥、彈性拉莖輥等進行相應改進,可以有效降低玉米果穗含雜率。
2.3降低破碎率技術
摘穗輥式摘穗機構雖然果穗含雜率較低,但收獲損失較大,籽粒破碎率偏高。為此,可以采取加大摘穗輥直徑、降低摘穗輥轉速、減少摘穗爪棱高、提高摘穗輥表面光潔度、摘穗輥表面噴塑等措施,有效降低玉米籽粒破碎率。
2.4機電一體化技術
在割臺、卸糧裝置設計上采用液壓技術,提高機具穩定性和可靠性;在割臺上安裝報警裝置,遇到障礙時自動發出信號;在駕駛室安裝計畝裝置,作業量通過儀表一目了然。
3玉米收獲技術裝備發展方向
3.1突破技術瓶頸,滿足產品升級需要
突破果穗剝皮前期處理斷莖稈能力差,后期啃穗多問題;突破莖稈調質鋪放技術,大力發展玉米莖稈作為生物質發電原料的收貯技術裝備;攻克玉米收獲機用靜液壓驅動底盤技術,提高機器的作業效率和可靠性;實現不分行收獲,實現跨區作業,延長機器的作業時間;實現多功能聯合收獲技術,提高單機利用率。在技術層面上必須解決玉米收獲機械的可靠性、適應性、作業效率、損失率及安全性等問題。
3.2增強裝備保障能力,有效支撐產業發展
提高玉米收獲機械生產制造技術和水平,提高機器可靠性和經濟性。廣泛應用新材料和先進制造技術,使產品性能更好,可靠性更高;廣泛應用機電一體化和自動化技術,包括自動對行、割茬高度自動調節、自動控制車速、自動停車等,提高操作控制水平和作業性能;生產模式要努力向節能減排、綠色制造轉變,向控制智能化、使用舒適性、操作方便性方向發展。
3.3細分市場,適時收獲,大力推進玉米機械化收獲進程
針對各地區玉米品種、種植模式,因地制宜的開發適合本地區的玉米聯合收獲機,細分市場,適時收獲。
(1)專用型玉米果穗收獲機.東北玉米主產區種植模式、玉米品種相對統一,發展對行專用型玉米果穗收獲機.同時研制適應當地需求的剝皮裝置與秸稈處理裝置。
(2)不分行玉米聯合收獲機。黃淮海流域一年兩作,種植模式復雜,重點突破不分行收獲技術,發展不分行玉米聯合收獲機,提高機械利用率并實現跨區作業
P鍵詞:信息化教學;先進制造技術;布魯姆教學目標分類法
中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)16-0262-02
《先進制造技術》是機械制造、機電類專業的一門專業選修課,課程的主要任務是讓學生掌握和了解當今世界上最新的制造技術原理和方法、了解當前制造領域相關技術發展趨勢,拓寬知識視野,為將來所從事制造行業工程技術研究、技術管理和企業經營等工作做好鋪墊。該課程包括先進制造技術的發展及體系結構、現代設計技術、先進制造工藝技術、制造自動化技術和先進制造生產模式等內容[1]。在傳統工程教育體制下,教育方向主要致力于培養研究型和理論性工程技術人才,而忽視對學生創新性、自主性學習能力的培養。該課程的教學模式主要以課堂講授為主,由于學生專業知識背景缺乏、自學能力不足以及教學方式的單一,使教學質量較低,效果較差[2-3]。課程教學的信息化教學模式是以學生為中心,學生在教師所創設的情境、協作與會話等學習環境中充分發揮自身的主動性和積極性,對當前所學的知識進行意義建構并用所學知識解決實際問題。本文將采用信息化教學模式,探索應用于《先進制造技術》課程教學中,使信息技術與課程知識有機整合,建設數字化資源庫,完善網絡課程,并組織實施,開展課程教學評價,有力的促進了課堂教學效率的提高。
一、課程信息化教學建設思路與步驟
根據學生學習背景及培養要求,對《先進制造技術》課程內容進行了梳理,明確了學生在學習本課程時必須掌握的知識點,并分為教師授課知識點和自學知識點,明確知識點教學目標和考核方式,編制知識點教學方案。在實施過程中積極了解學生對知識點的掌握程度,修整實施方案,確保教學效果。將課程內容分為現代設計技術、先進制造工藝、制造自動化、先進企業生產模式等四大模塊,對每個模塊設計多個研究方向,形成了28個課程知識點。在知識點教學目標的描述方式上借用了布盧姆教學目標分類理論[4]。該理論認為,教學知識目標的描述應當兼顧認知、情感和動作技能三大領域,其中知識點認知領域又分為知識、理解、應用、分析、綜合、評價六個不同等級的目標。對每個知識點采用準確的描述和闡釋,改變了以往比較模糊的教學目標描述,使學生對知識點的掌握程度理解清晰,一目了然。然后對每個知識點制定與之相適合的教學方案,分別采用課堂授課、網絡學習和實驗教學的方式進行講授,采用課堂討論、觀察學生反應、布置作業、課堂測驗、網上答疑、問卷調查等多種考核方式,判斷學生知識點掌握程度,通過定期總結和測試,讓學生學會個人總結和反思,不斷提高對課程知識點的認識,提高教學質量。
二、網絡教學平臺及其課程教學資源的開發
信息化教學模式中,網絡教學平臺和教學資源至關重要,為了滿足學生學習的需要,課程組開發了大量的、多種形式的教學資源,如PPT、視頻、動畫等,上傳到網絡教學平臺上進行共享,使學生方便快捷地找到自己所需要的知識。網絡教學平臺提供了大量的在線學習功能,如網上通知、網上批閱作業、BBS、在線測試、調查問卷等。教學資源主要完成了如下欄目:課程介紹,教學大綱,教師信息,教學材料,課程通知,答疑討論,課程問卷,教學郵箱,課程作業等欄目。
三、課程信息化教學
對機械專業40名學生開展試點,采用課堂授課、網絡學習和實驗等三種教學方式,對每個知識點按照所確定的教學目標、教學方案分別采用課堂討論,觀察學生反應,布置作業等方式開展教學,部分知識點如先進制造模式,工業機器人技術等采用學生自學和教師課堂提問相結合的方式來完成。學生通過課程網站提供的大量學習資源,開展網上在線實例教學、在線討論、在線提問等方式來指導學生自主學習,知識點考核過程采取定期測試、課堂測試、在線測試、互評互測等多種方法,掌握學生對每個知識點的掌握程度,跟蹤、調查、修正教學方案,不定期開展學生自我總結和匯報,鍛煉學生的分析能力和表達能力,教學效果很好。通過以上各個方面的測試,了解學生掌握知識點的程度,為以后調整教學方法提供依據。在期末考試后對考試成績進行了分析,與未實施信息化課程班級學生進行了對比分析,學生成績分布對比結果如圖2所示。結果表明,實施信息化課程改革后,學生總體成績提升明顯。課程實施過程及課程考試結束后,組織了多次調查問卷,了解課程實施信息化教學對學生的影響程度和教學效果,主要對課程的滿意程度和信息化對課程有無幫助等兩方面進行調研,通過對調查問卷進行分析與統計,結果表明,絕大多數學生對實施信息化教學持支持態度,同時多數同學認為實施信息化家教學對課程學習幫助很大。
四、結論
將信息化教學模式應用于《先進制造技術》課程教學中,采用布魯姆知識目標分類法和描述方式,對課程內容重新梳理,劃分成若干知識點,準確描述知識點教學目標,設計教學方案,確定合適的知識點考核方式,在功能強大的網絡平臺上進行實踐,通過課程網站提供的大量學習資源,進行實例教學、現場教學、在線測試、在線答疑等多種方式,提高學生自主學習能力,鍛煉了學生的表達能力和組織能力,取得了較好的教學效果,獲得了學生的廣泛認同,值得推廣。
參考文獻:
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1. 機械制造行業的產品與技術發展趨勢
1.1 機械制造產品發展趨勢 機械制造產品領域,特別是加工與測試設備,自動化、數控技術、機器人等技術的深化應用一直是全球制造業技術進步所追逐的目標。由于柔性制造技術的興起,對各種加工設備的柔性要求也越來越高。
隨著信息技術的快速發展,芯片成本的不斷降低,在機械制造中大量的數字化技術已廣泛采用。
1.2 機械制造企業營銷發展趨勢 在機械制造領域,由于新技術不斷采用,企業管理水平的提高,運營成本的下降,促使企業不斷開發新的技術和新的材料,提高機械產品性能。在機械制造行業對成本有不斷要求降低的趨勢,并且要求的交付周期也日益縮短,因此,對企業提出了更高的運營要求。
同時由于技術趨同化,使產品差異縮小。機械制造企業紛紛尋求其他方面的競爭差異,提供整個產品生命周期的增值服務,例如,在服務領域實現差異化競爭。隨著用戶要求服務的越來越多,要求配件供應及時,為了縮短服務半徑,出現了專業化服務分工。以往機械制造企業的主要銷售模式即自產自銷方式,將與專業機械商結合,提供本地化、專業化的設備安裝與維修服務。
1.3 機械制造技術發展趨勢 機械制造常以機床設備為代表,技術的發展也帶動其他機械制造領域的發展。
加工過程自動化、柔性化:自動化指加工工藝、過程控制、產品設計與制造和生產管理主要運用計算機輔助完成;柔性化指整個系統包含加工、運儲、刀具和夾具管理等部分,可以靈活改變生產對象,分步實施新的工藝流程,不必象已往加工必須重新建立生產線。切削向高速、高精度、高硬度、干切削發展,帶動刀具、機床部件、加工理論等方面產生較大的變化。
2.對機械設計基本要素的認識
機械設計首先要保證的是產品的功能及其可靠性,并保證產品有良好的工藝性。機械設計是一項創造性的勞動,新穎的設計要求有新的構思,對比,設計人員一方面應大膽地采用新理論和新結構,另一方面也要總結經驗采用原有的成功的技術和結構。設計的過程是一個探索的過程,在設計的起始階段,應該允許發揮創造性而不受各種約束。即使發生許多不切實際的設想,也沒關系,這可以在設計的早期,在繪制圖樣以前加以糾正。通常要有幾套設計方案,要在各方面對這些方案進行對比,從中選擇最佳方案。最后選定的方案可能是各套方案中最好部分的組合,也可能是未被接受方案中的某個構思。
產品要便于使用和減輕認得勞動強度。設計人員要使所設計的機器適應人,就必須考慮人的作特征,其中包括:工作場所的空間分配,通風條件,色彩和照明,手柄、開關及踏腳的位置和尺寸,作人員的體力,安全保護,作人員的心理和習慣等。
3.機械設計方法
3.1設計步驟
機械設計是機械產品生產的第一道工序。在設計中要求對機器的工作原理、功能、結構、零部件設計,甚至加工制造和裝配方法都確定下來。因此,不同的設計者可能有不同的設計方案和設計步驟。但是,機械設計的共性規律是客觀存在的,需要不斷地總結和完善。機械設計的一般步驟:動向預測;方案設計;技術設計;施工設計;試生產。
3.2方案設計
根據設計任務書提出的對所設計機器的工作要求,首先對能滿足工作要求的多種設計原理方案加以分析比較。由于任何工作原理都必須通過一定的運動形式來實現,所以這一步驟也是確定設計所需運動的方案。例如設計一臺往復運動的機器時,可采用的設計原理方案很多,有電動的,有氣動、液壓及其他組合機構等形式的,每種形式中還有多種機構能達到預期的運動。確定設計原理方案時,可把設計對象當作完整系統,并將它分成具有各種分功能的機構及零件為子系統和元素,進行系統分析和機構分析、機構綜合和加以比較,選擇最優方案。
3.3技術設計
在技術設計中,要擬定設計對象的總體和部件,具體確定零件的結構,對所設計的機械產品提出的要求是:制造和維護經濟,縱方便而安全,可靠性高,使用壽命長,為了能達到這些要求,零件應滿足一些準則。
所謂明確主要指結構的形狀和尺寸關系清晰,作用關系可以預測和計算,功能明確,也即能量、信息和物料的轉換與流動走向明確。一個明確的結構應避免產生附加載荷、附加變形和可能的劇烈磨損,應盡可能見效載荷和溫度應力引起的變形。明確的 結構是實現產品預定技術功能的前提。所謂簡單,一般是指形狀簡單,零件數少,相對運動副少,磨損件少,使用、維護、保養方便等。但對于具體情況要具體分析。不希望某一方面的簡單導致另一當面的復雜。一旦出現這種情況應予協調。
設計人員按照他所繪制的初步設計總圖,簡單計算或估算機械的各主要零件的受力、強度、形狀、尺寸和重量等、如發現原來所選的結構不可行或不實際,則要調整或修改結構,還要考慮有沒有發生過熱、過度磨損和過早發生疲勞破壞的危險部位,并采取措施解決。
4.機械自動化技術
隨著制造制造技術、電子技術、控制技術、計算機技術、信息技術、管理技術的發展,制造自動化已經遠遠突破了傳統的概念,具有更加寬廣和深刻的內涵。自動化技術的廣泛應用,提高了產品質量,降低了成本,增加了產量,改善了勞動條件,減輕了勞動強度。機械自動化由單機自動化已經發展為制造過程自動化。
制造自動化技術代表著先進制造技術的水平,推動了社會的發展和科技的進步,促使制造業有勞動密集型產業轉變為技術密集型和信息知識密集型產業,是制造業發展的重要表現和重要標志。
4.1自然社會科學及技術理論基礎知識
基礎知識雖然有時候顯得比較枯燥,但卻是不可或缺的。如同蓋房子的地基,根基不穩固就無法建出高樓大廈。。力學、機械學、加工工藝等都是我們必須掌握的基礎知識。如今企業中機械的生產已經規模化,整個制造過程都離不開良好的管理,而機械這一行不能離開市場而獨立存在,所生產的產品有必須迎合市場需求。因此市場經濟及企業管理等基礎知識也是必不可少的。
4.2專業能力和技術
機械不同于其他行業,它的專業性很明顯。只有掌握了某個專業方向所必須的專業知識,所必須的專業知識,才能夠在此基礎上,把所學轉化成實際的應用。
4.3嚴謹踏實的精神
機械生產要求嚴苛,如果有絲毫差錯,就很容易發生意外。記得在課堂上,老師曾給我們看過一個關于汽車和飛機制造生產的視頻,令我很有感觸,從設計到生產到組裝以及后期的加工,每一個零件都要精確到位,每一個細節都盡可能為使用者提供方便。看著視頻可以想象到參與制造的所有人都有一種喜悅感和自豪感。他們身上這種嚴謹、踏實的精神深深地打動了我。
結語:在簡化設計中,選擇最優的方案可以與機械的使用者和對該項機械有經驗分的人員共同商定。在確定設計原理方案時,還必須體現機械工業的技術發展政策。根據機械的實際工作情況,盡量采用微電子技術和新型材料,對生產過程進行優化。
參考文獻:
中醫藥是幾千年來中華民族優秀文化的燦爛瑰寶,是中華民族在與疾病抗爭的過程中逐步產生并不斷發展的醫學科學。近年來,隨著以天然資源為原料生產的中藥在國際上的認知度不斷提高,中醫藥產業已成為我國國民經濟和社會發展中一項具有較強發展優勢和廣闊市場前景的戰略性產業,形成了一定規模的產業體系,中醫藥產業面臨著前所未有的發展機遇。
陜西省是中醫藥的重要發祥地,也是我國傳統的中藥材生產大省之一,素有“秦地多名醫,秦地無閑草”的美譽,擁有藥用植物、動物、礦物及其他藥物4 000多種,其中植物藥就達3 291種。在國家中藥現代化發展戰略推動下,陜西省不斷加強對中醫藥產業的扶持力度。自2002年起,陜西省政府相繼印發了《陜西省中藥現代化科技行動計劃》、《陜西省人民政府關于加快陜南中藥產業發展的意見》以及《陜南中藥產業發展規劃》等一系列政策措施,投入支持中藥研究、基礎平臺建設以及產業化開發的扶持資金累計逾3億元;制定并頒布了《陜西省中藥飲片標準》,填補了陜西省中藥飲片標準的空白,建立了中藥飲片的質量標準體系,為陜西省中醫藥產業新的經濟增長打下了堅實的基礎。自政策實施以來,陜西省中藥自主創新能力不斷加強,產品科技含量日益提高,中藥工業迅速崛起,中成藥產業持續快速增長。全省現有藥品生產企業253家,通過GMP認證的制劑生產企業有188家,其中70%以上擁有中成藥生產線。
陜西省中醫藥產業在取得長足發展的同時,也面臨著中藥產品結構單一、品種老化、知識產權工作滯后,中藥加工層次低、規模小等諸多難題。要想真正做大做強陜西省中醫藥產業,就需要開展技術預見研究,探尋促進產業發展的關鍵性技術。技術預見通常用于篩選戰略研究領域和技術群,是對未來較長時期內的科學、技術、經濟、環境和社會的遠期發展進行系統的研究,以確定可能產生最大經濟與社會效益的通用新技術。區域技術預測的目的更加明確,針對性更強,與地方經濟社會發展結合更為緊密。
開展陜西省中醫藥產業技術預見研究,對把握陜西省中醫藥產業未來技術發展方向,對促進陜西省中醫藥產業在“十二五”期間快速、健康發展均有重要的現實意義。
國內外技術預見研究現狀
國外技術預見活動興起于上個世紀40年代,美國率先將技術預見應用于科技計劃制定,形成了技術預見的第一次發展和第一代技術預見方法。20世紀70年代,日本采用德爾菲法進行大規模技術預見活動,并將此活動作為政府制訂科技政策、使科技最大化作用于經濟及社會發展的一種嘗試,此后每5年組織一次,截至目前已組織了8次技術預見。1990年德國在歐洲率先開展了技術預見行動計劃,通過3次技術預見活動,提出了德國未來30年內所應關注的重點技術領域,為政府有關部門和企業決策提供了依據;而英國、法國以及意大利等主要發達國家則是在開展技術預見計劃的同時,加強在科技發展趨勢與監測方面的研究工作。韓國、印度和泰國等發展中國家也紛紛開展技術預見活動,探索未來科學技術的發展方向。
技術預見活動在我國開始于20世紀90年代,但系統性的技術預見是在2000年后興起的。在2002~2003年間,國家科技部啟動了對信息、生物、新材料、能源、資源環境和先進制造等六個重點高新技術領域技術預測和國家關鍵技術選擇研究,產生了多部技術預見報告。區域技術預見則以上海、北京技術預見為標志全面展開。2001年,上海市啟動了《“十五”上海科技重點領域技術預見工作研究》計劃;2009年《上海科技發展重點領域技術預見報告》出爐,該報告綜合運用了技術路線圖和專利地圖技術,形成了技術預見綜合報告和信息、生物、新材料與先進制造、社會發展等四個領域研究報告。2001年,北京市啟動“北京技術預見行動計劃”,在信息、材料兩大技術領域采用德爾菲調查、專家會議和有關政策分析方法進行技術預見調查。隨后云南、新疆、武漢、廣州、陜西等省市也先后啟動了技術預見計劃,在取得階段性研究成果的同時,也為政府決策提供了參考建議。
目前技術預見作為技術預測的一種延續,已成為高技術產業發展規劃的重要方法。現有國內外文獻對技術預見被廣泛地應用于各個產業中,研究主要集中在其特點領域的應用以及預見方法的研究和改進方面,學者們已通過專利分析法、專利引文法、專家咨詢法以及德爾菲調查法等,對生物醫藥產業、信息技術產業、新材料產業、先進制造產業以及能源產業等關鍵技術進行技術預見研究。目前針對中醫藥產業的技術預見研究文獻相對較少,僅見生物醫藥產業技術預見中所涉及的部分內容。
研究方法和內容
技術預見發展至今,針對技術預見研究的方法主要采用德爾菲調查法、文獻計量法、情景分析法、專利分析法等。
1.研究方法
(1)德爾菲調查法
德爾菲調查法是目前普遍采用的技術預計方法,許多學者運用它對高技術產業技術關鍵技術進行預見,可預見未來10-30年各種技術發展概率,為政府制定規劃服務,一般基于國家層面。該方法簡便易行,操作上比較客觀,有利于科技決策民主化和社會化,但調查周期長,工作量大。
(2)文獻計量法
文獻計量法是為制定未來技術領域和學科領域方向提供客觀的科學根據的一種預見方法,能夠客觀的掌握迅速發展的前沿研究領域,強化技術預見的客觀性和前瞻性;但它以科技論文為基礎,需要利用文獻進行大量且較為復雜的分析,影響考慮問題的全面性。
(3)情景分析法
情景分析法既是一種預測方法,也是一種規劃工具。它在技術預見中的運用比較復雜,一般用于國家科學技術的預見。它列出未來發展情景的多種可能性,并設置技術“路標”,即各種定量或定性的參數說明,倒推哪一種可能性更加逼近真實情況,但可能由于過多的想象而偏離預見的主題。
(4)專利分析法
專利是技術變化的領先指標,專利分析法是預測短、中期技術發展趨勢最準確的方法。通常在研究某一開發試驗階段,我們可以運用專利分析法快速找到技術領域的發展前沿,實現技術預見的目標,同時也可以預見未來朝陽產業。但此類方法僅基于專利檢索數據來進行分析,只關注專利文獻所反映出來的技術和法律信息。
2.研究內容
本研究旨在立足陜西省中醫藥產業發展現狀,結合陜西省經濟發展對科技的需求,首先利用專利分析法對陜西省中醫藥產業技術進行遴選,然后選用德爾菲調查法進行技術預見研究。主要內容如下:
(1)在陜西省中醫藥產業重點技術領域和關鍵技術的選擇中運用專利分析法,以中國專利數據庫(SIPO)檢索的專利數據為基礎,選擇中醫藥產業的前沿技術作為德爾菲調查問卷的備選技術。
(2)德爾菲調查采用問卷調查與專家研討會相結合的方法。此次調查的調研對象來源于陜西省評估中心專家庫,包括科研機構、企業、政府部門、高校等單位的專家和顧問,結合陜西省省情,針對中醫藥產業相關技術的專利分析,先遴選出的中醫藥產業備選關鍵技術,再做進一步的篩選和論證,最后形成能夠促進經濟增長,解決中醫藥技術瓶頸問題等至關重要的關鍵技術清單,為陜西省中醫藥產業相關政策和規劃制定提供參考。
陜西省中醫藥產業技術預見
1.基于專利分析的中醫藥產業技術遴選
專利是反映某個領域技術發展水平的重要指標,因此,首先應針對國內中醫藥產業的總體技術發展進行專利綜合分析,了解國內相關技術領域發展動態,再以此分析陜西省中醫藥產業技術狀況,從而篩選出陜西省中醫藥產業發展的重點領域及其關鍵技術。
(1)中醫藥產業技術專利分析
中藥主要由中藥材、中藥飲片、中成藥三部分組成。結合國家發改委的高技術產業化重點指南(2011年度)以及《陜西省“十二五”科學技術發展戰略研究》中指出的中醫藥產業關鍵技術及重點任務,根據《中醫藥專利管理辦法》中所規定的中醫藥發明創造內容,對中醫藥產業進行內容類型劃分。本研究擬對陜西省中醫藥產業涉及的中藥制劑、中藥材及飲片、中成藥(包括含有中藥的保健品、食品等)以及中草藥等4種類型及的專利技術統計分析。
從專利類型來看,我國中醫藥多為發明專利,如表4-1所示。從陜西省狀況看,中藥制劑和中成藥技術上相關發明專利相對較多,其他類型專利雖有涉及,但占全國的比重均很小。這說明陜西省中醫藥產業相關技術在全國范圍內處于偏低水平,還需加大發展力度。
陜西省在上述四種中醫藥產業領域所涉及的關鍵技術中均未見有實用新型和外觀專利,故以下關鍵技術專利分析只對其發明專利進行統計,如表4-2所示。我國在四種中醫藥產業領域均有發明專利,其中中藥制劑領域的發明專利數量相對較多。從陜西省的狀況來看,除中藥制劑中提取技術的煎煮法、回流法以及蒸餾技術(含水蒸氣蒸餾)和分離純化技術中的色譜法發明專利數量相對較多外,其余技術專利數量較少,均小于10項,說明陜西省中醫藥產業總體技術水平較低,在全國還處于落后水平。
(2)德爾菲調查法
本次技術預見研究的調查對象是基于專利分析所遴選出的中醫藥產業備選關鍵技術課題。根據可行性和唯一性原則,最終遴選出陜西省中醫藥產業4個技術領域22備選技術課題。
專家的選擇是德爾菲調查法順利實施和有效預見的基礎,根據技術預見的目的不同,來選擇的不同的專家樣本。高校和研究院所是科研工作的一線,是技術的供給方,這類專家的意見能夠很好地反映技術發展的狀況;企業在一定程度上是技術的需求方,對技術的預見更能反映市場的需求;政府是政策的制定者和產業發展方向的指導者,對技術的預見能反映產業未來發展的大方向。
因此,本次技術預見的專家來源于陜西省評估中心專家庫,涵蓋高校、研究院所、企業以及政府,各方面的人員均占有一定的比例,每個領域25人左右。本次預測擬形成100人以上的領域專家網絡。
2.研究結果
通過專利分析法和德爾菲調查法的篩選和論證,最終確定陜西省中醫藥產業技術包含4個重點領域的20項關鍵技術。
(1)中藥制劑領域
101 煎煮法
102 回流法
103 滲漉法
104 浸漬法
105 超臨界萃取
106 水蒸氣蒸餾法
107 超聲波提取法
108 微波萃取
109 水提醇沉法
110 色譜法
111 大孔樹脂精制法
(2)中藥材及飲片領域
201 炮制技術
202 貯藏技術
203 種植
204 病蟲害防治
(3)中成藥領域
301 成分測定
302 質量檢測
(4)中草藥領域
401 種植
402 病蟲害防治
403 毒物檢測
中醫藥產業的發展歸根到底是技術的發展。結合上述中醫藥產業重點技術領域及關鍵技術,加強對中醫藥產業的技術創新和技術研發力度,發揮陜西省中醫藥產業特色優勢,打造“秦藥”品牌,將其做大做強,實現中藥現代化。
結語
關鍵詞:數控技術專業 多元分流 人才培養 課程體系 教學模式
隨著機械行業的發展,我國已成為世界上最大的制造大國,但還不是世界上的制造強國,因為大多數核心技術和尖端技術仍然掌握在美、德等少數發達國家手中[1]。盡管如此,高端數控設備和數控技術的應用已普遍應用到我國企業中。企業對多元化高端數控技術人才的需求較為迫切,先進制造企業的快速發展急需大批在生產一線掌握先進數控工藝、先進數控機床操作、編程及維護方面技術的高素質技能型人才。另據浙江省十二五規劃,浙江省高級工以上的數控高技能人才缺口在五萬以上,高級工以上技能人才的比例上升緩慢,直接制約著先進制造業技術水平的全面提升。雖然全省每年有數千名數控專業畢業生進入企業,但相對于市場對數控技術人才巨大的需求量,仍是杯水車薪。
根據目前的形勢,我們將進一步培養“職業素養高,工藝、編程、維護等崗位綜合能力突出,能適應數控高速、精密等高新加工技術發展和外向型”的數控高技能人才,并制訂多元分流人才培養方案。
1 “多元分流”人才培養方案的提出
1.1 數控技術人才的分類
通常數控技術人才分為數控機床操作、數控工藝編制、數控設備維修和數控設備設計與制造等方面的人才。而數控設備的設計與制造人才較少,就是人們平常說的金領,數控設備維修及數控工藝編制的人才數量較多,相當于灰領階層,而數控機床操作人才數量最多,相當于藍領階層[2,3]。這3類技術人才在企業專業技術崗位所占比例大概是1:7:32。
1.2 社會對數控人才的多元化需求
不同的企業對數控人才的需求層次不同。例如合資或外資企業在數控人才的需求上要求數控技能水平高且有一定的英語聽說與會話能力。國有大中型數控企業數控方面的需求是“專門方向的人才”,即工藝編程、維護維修、機床操作、設計研發等分工細化;不同技術崗位對技術人才知識深度的要求也不同,即知識結構層次需求分明,工作內容較為專一,而中小型數控企業更多地需求是“復合型數控技術人才”,要求技術人員既要精通工藝又能熟練編程、熟練維護數控機床,并具有一定創新能力。
1.3 “多元分流”人才培養方案的提出
由于社會對數控人才的多元化需求以及數控設備應用程度的不均衡,各類企業對數控人才提出了多樣性需求,我校數控專業以服務浙江制造業發展為宗旨,順應新形勢下數控技術人才需求,在國家示范性高職院校重點建設專業基礎上,積極穩妥推進人才培養模式和課程體系改革。積極推動數控專業培養目標:即面向浙江省先進制造業一線,培養具備較高職業素養,掌握專業必須基本知識,具有過硬的專業技能和一定的崗位創新能力,與數控崗位群需求對接,分方向培養數控高端技能型人才,即“對接中小型企業,培養工藝主導,操作、編程、維護綜合能力強的數控人才;對接大中型、高新技術企業,培養掌握多軸加工技術、精密加工技術的數控人才;對接外資、獨資企業,培養具有國際視野、英語能力較強的外向型數控人才”。并專門設計了“多元分流”人才培養方案,實施“小班化、個性化、國際化、雙導師制”的教學模式。多方向培養數控人才,引領“以工藝為主導,編程與加工綜合化程度高”的中小型企業發展,順應大中型高新技術企業多軸加工技術、高速加工技術發展趨勢,滿足外資獨資企業對英語能力較強并具有國際視野的外向型數控人才需求。
2 “多元分流”人才培養方案的實施
2.1 構建“一個專業平臺,多個發展方向”的課程體系
主動適應浙江省先進制造業轉型升級對數控高端技能型人才的需求,及時調整人才培養定位,我校數控技術專業實施基于“學工交替、能力遞進”人才培養模式的“多元分流”人才培養方案。即每學年設置“校內生產性實訓”“學練一體課堂教學”“校外企業實踐”3個階段,交叉進行,保證學工交替;3年3層次,即過硬的基礎能力、扎實的專業能力以及優良的數控技術應用能力,能力培養循序漸進。大三實施“學生可根據自身基礎、個人職業發展規劃來自主選擇專業方向、選擇課程模塊”的自主學習模式。人才培養方案充分體現產業優化升級需求和學生職業發展需要。
在示范建設時期建成的課程體系基礎上,以產業需求及學生職業發展為導向,以優質教學資源為支撐,以學生創新意識形成、職業能力培養和職業素養養成為主線,重構“一個專業平臺,多個發展方向”的課程體系(如圖1所示)。
2.2 建立全方位、多元參與、學生自主性強的教學管理制度
強調學生的職業發展導向,促進學生的全面發展。教學管理制度趨于人文化,教學管理內容面向教學的全過程,管理主體由領導、教師、學生、社會多元參與。建立了適應課改形勢的教師教學工作考評細則,對工作過程重點要素進行評價,重點關注教師教學改革;建立新的課堂評價標準,評價內容注重教學活動所產生的認知目標達成效果;改革學生考試評價方法,根據課程特點采用多元化考核。
2.3 實施多元化、多方位的教學考核評價方法
多元化教學考核評價方法針對學生知識、能力、素質相關的要求,依據課程特點及其課程教學,以適用為原則,系統制訂合理的考核方法。考核以個人考核與團隊考核相結合、過程考核與結果考核相結合、與企業職業技能鑒定標準對接、課程學習與技能競賽相結合。合理選用操作演示、匯報、答辯、考試、實操等多種考核評價方法與手段,并結合自我評價、相互評價、教師評價等多種評價途徑,全面、客觀評價學生實際能力,激發學生學習興趣,提升教學效果。多方位的教學評價除了學校評價、教師評價、在校生評價,還引入企業評價、行業評價、家長評價、校友評價等多個元素[4,5]。
2.4 建設“三位一體”的校內外實訓基地
為了保障多元化人才方案的順利實施,改善實踐教學條件。校內實訓基地在國家數控示范實訓基地的基礎上新建“多軸加工技術中心”“裝配體數控創新制作中心”等集“技能訓練、項目制作、技術研發”為一體的實踐基地(如圖2所示),其中“多軸加工技術中心”將與DMG等國際知名企業合作建立浙江省數控多軸加工技術區域服務站,為企業提供技術支持;完善以區域產學工作站為中心的全省網狀分布的百余家校外企業實踐基地建設,并與杭州娃哈哈精密機械有限公司等2~4個緊密型合作企業建立企業流動工作站,為教師下企業培訓、學生頂崗實習等提供服務。
3 數控“多元分流”人才培養模式的效果評價
3.1 取得的成績
學生在大三下半學期就已經與杭州娃哈哈精密機械公司、浙大中控股份有限公司、西子奧的斯電梯有限公司等知名企業簽約,部分學生憑借較好的專業外語能力,順利簽約外企。我校機械工程學院數控“多元分流”人才培養模式的改革取得了初步成果,受到企業的認可,企業一致認為該模式培養的學生具有多軸精密加工能力,機床操作、編程、維護綜合能力,具備良好的專業外語,創新能力和合作意識。
3.2 問題與展望
我校數控“多元分流”人才培養模式的改革雖取得初步成果,但是也存在一些問題需要在以后的專業改革中加以解決。例如,教師的專業教學能力仍需不斷提高,以滿足人才培養的需求;專業課程設置仍需不斷優化;需要進一步開拓與校外企業的聯系,尋求更廣泛的校企合作。深化課程設置實施校企合作,采用“多元分流”人才培養模式,是培養多元化數控技術人才的有效途徑,值得進一步探索與實施,并不斷完善。
參考文獻
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[2] 李洪濤,劉元林.數控“3+1”人才培養模式改革[J].黑龍江教育,2011,12:91-93.
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[關鍵詞]加工制造業 創新 高附加值 產業機構升級
中圖分類號:S268 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)16-0171-01
一、引言
加工制造業是一個大國強國的經濟支柱、強盛的基礎,國民的生活更是離不開加工制造業。加工制造業在整個行業體系中占據舉足輕重的地位,所以各國都不斷努力發展本國的加工制造業。但是,各個國家制造業起步時間的不同、國際政策的差距以及國家基礎的薄弱問題等因素也決定了各個國家制造業發展水平的不一樣。
二、中國加工制造業發展現狀
(一)產業結構分布不合理
據官方資料顯示2000年后,鋼鐵等原材料行業投資和建設規模過度擴張,導致產能大量過剩;同時,落后生產能力比重過大,產業和產品結構不合理。目前制造業產業組織的主要問題是:市場結構依然過于分散,企業競爭過度集中于低層次的價格競爭而不是產品質量競爭;其次企業規模普遍偏小,具有國際競爭力的大型企業很少;同時,一些加工制造企業缺乏對企業管理模式的創新,存在著管理體制不完善、管理者管理觀念不強、缺乏激勵機制等問題,限制著著加工制造企業和經濟的發展。
(二)創新能力不足,缺少核心競爭力
其實我國加工制造業發展薄弱的最根本因素還是創新能力不足。基礎設計和制造技術薄弱,低端過剩、高端尚未形成。有這樣一組官方數據:目前我國90%以上的高檔數控機床、100%的光纖制造裝備、85%的集成電路制造設備、80%的石化設備、70%的轎車工業裝備等依賴進口,技術對外依賴達到50%,60%的以上的裝備需要進口,科技對發展的貢獻僅占3%,發明專利僅占世界的3.8%。目前,中國多數行業的核心技術與裝備基本依賴國外,大部分產品沒有自主知識產權,基本停留在仿制的低層次階段;絕大部分制造業企業技術開發能力和創新能力薄弱,缺乏技術創新的機制和優秀人才,尚未成為技術創新的主體,原創性技術和產品非常少,自主開發能力薄弱。產品缺乏足夠的競爭力,能夠參與國際主流渠道競爭的產品很少。根據最新消息,德國工業科學院提出了工業4.0,它特別強調把物聯網與服務應用到制造領域,能自我預測、自我維護和自我組織學習。美國、英國也不甘落后,比如說航空發動機企業融合于網絡的發展,網絡化、數字化、智能一體化。航空發動機公司已經從過去賣發動機到提供服務,從制造業發展成了現代制造服務行業。相對于國外,我們的創新意識,創新能力相差很多。
(三)高附加值產業不具競爭力
就現在而言,中國制造業大多集中在低水平層次上,主要指紡織服裝、玩具、家具等,增值能力有限,附加值較低,以勞動密集型產業居多,高技術產業嚴重不足。企業長期盲目擴大產量,導致我國加工制造業在低附加值或低科技含量產品生產方面能力過剩,而高科技工業品仍嚴重依賴進口在我國外貿領域取得領先競爭優勢的行業,在高技術領域中,計算機集成制造技術、材料技術等競爭力均非常低,我國制造業所生產的產品,比如電子及通信設備大部分是計算機備、電子元件、家用試聽設備,屬于高新技術產業中的低端產品。在重裝備制造業,大型成套設備、集成電路及其他技術含量比較高的半成品皆需從國外引進。有時候,花幾千萬買回來機床后,由于缺少高精度的鉆頭機床處于閑置狀態。就目前而言我們的還處在一個非常低的層次上。
(四)中國競爭優勢
(1)政府重視基礎設施建設。政府一直大力發展基礎設施建設,高速公路,高速鐵路,電力設施,通訊設施等發展迅速,并取得了不錯的發展成果。這些為加工制造業的發展提供了強有力的基礎。
(2)中國最突出的優勢――低成本勞動力。我國加工制造業主要體現在勞動密集型產業上,我們要在該產業的基礎上大力發展高新技術,發展高附加值產業,推動產業升級。我國制造業要積極參與國際合作,不僅在于勞動密集型產品,還在于資本、技術密集型產品的加工裝配環節努力尋求國際合作,提高自身水平。
(3)政府積極鼓勵加工制造業的發展。一直以來,政府一方面加快基礎設施建設,另一方面為加工制造業的發展提供有力的政策和強有力的資金支持,充分發揮企業作為技術創新主體的作用,引導企業增加研發投入。特別是為中小企業的技術研發創造有利的條件,不僅為中小企業有前景的研究項目給予政策、資金和技術上的支持,采取必要的措施促進中小企業科技成果的轉化,提升加工制造業的國際競爭力。
三、我國加工制造業未來的發展方向
今年兩會“中國制造2025”成為今年兩會委員們熱議的一個高頻詞。表明中國還快將要進行新一輪的科技革命和產業變革。(1)全面認識到我國加工制造業的現狀后,我們應該利用自身優勢,彌補劣勢。隨著經濟全球化的飛速發展,制造業逐步東移的加快,發達國家跨國公司跨國發展,同時也加快了其技術研發的轉移,我國企業要不斷提高自身技術水平和創新能力,這樣才能更好的吸收外資的先進技術。(2)大學生將成為國家發展的生力軍,政府教育機構要深化科技和教育體制改革,制定合理的教育政策,為科技、教育同經濟的結合創造良好的體制和政策環境。同時,鼓勵大學生參與科技創新,提高創新意識,增強創新能力。企業,科研院、以及高校要緊密的聯系起來,加速科技成果向生產力的轉化。(3)充分發揮市場經濟的優勝劣汰及退出機制,以及企業破產的死亡制度。只有清除競爭后的失敗者,才能有足夠的市場空間,創新才不會受阻,有利于企業的研發機制、技術創新機制的建立和企業核心競爭力的提升,這樣,市場才會呈現一片欣欣向榮的場景,也為那些敢于冒險創新的企業解決了后顧之憂(4)優化產業結構,促進制造業結構升級。但是要在國際產業分工中占據競爭優勢,一方面必須優化現有的產業結構,建立符合國際產業發展趨勢的產業結構,大力發展高附加值、高效益的新興產業,對傳統的勞動密集型產業進行技術改造實現優勢產業結構自身的升級。
參考文獻
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關鍵詞:自動化;機械技術;發展
中圖分類號: F407.4 文獻標識碼: A 文章編號:
一、前言
自動化的機械技術在國內的運用范圍還不夠的廣,諸多的行業都沒有涉足機械的自動化領域,因此,我們需要對自動化機械技術進行研究,從而提高其使用的范圍。
二、現代機械制造技術
在現代制造系統中,數控技術是關鍵技術,它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體,具有高精度、高效率、柔性自動化等特點,對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。當前,數控技術正在發生根本性變革,由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上,數控系統實現了超薄型、超小型化;在智能化基礎上,綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術,數控系統實現了高速、高精、高效控制,加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數,實現了在錢診斷和智能化故障處理;在網絡化基礎上,CAD/CAM與數控系統集成為一體。機床聯網,實現了中央集中控制的群控加工,
三、機械自動化技術應用現狀
實現機械自動化的理論基礎是控制理論。根據被控對象的特性與其所處環境的變化,能動地通過信息反饋作用施加控制作用給被控對象,從而使系統按預設功能運行。控制理論為解決當今許多具有挑戰性的社會生產與科技研究問題發揮了重要作用,是實現自動化控制的理論基礎,其發展及應用將徹底改變人類傳統的生產、生存、生活和管理模式。機械自動化技術的應用主要體現在以下方面。
1、信息自動化
包括計算機輔助設計、工藝輔助設計、輔助制造以及產品數據庫系統管理等。計算機輔助設計是指通過計算機的圖形設計軟件及設備,輔助工程師進行機械部件及構造的設計工作;工藝輔助設計是建立計算機輔助設計和輔助制造兩者之間的連接,對生產工藝效率進行提高和優化,使其標準化程度不斷增加;輔助制造是在產品生產過程或工藝系統中通過采用計算機的數值控制技術(通常稱數控技術)達到控制生產的目的;產品數據庫系統管理是對計算機設計、生產制造過程中出現的數據信息進行系統化管理。
2、物資供輸自動化
物資供輸自動化管理可將機械制造系統中所需的各種原材料或成品輸送到預定的相應位置,是自動化機械制造過程中不可缺少的細分系統。通常情況下,自動化物資供輸管理系統主要包括單機自動裝置、自動輸送設備、自動化軟件系統組件等。
3、生產自動化
自動化的機械制造加工系統,可以自動持續進行重復工序的循環,同時還可以自動裝卸機械組件。在機械制造中采用自動化生產加工系統,可以全面代替人員體力勞動,減少機械生產加工過程中由于人為操作失誤等因素而存在的幾率,大幅提升產品的質量和品質。
4、設備裝配自動化
設備裝配自動化是將特定規格、形狀的機械零配件按照設計預定的技術要求,通過搬運、組裝、調試、試驗、驗收等步驟,自動組裝為一套能夠進行生產制造的工藝流水線。設備裝配是機械制造生產過程中的重要環節,自動化設備裝配系統取代了以往依靠人工循環復雜操作進行的裝配工作,能夠有效提高機械生產的效率和產品質量,是現代化機械制造中的一項重要技術應用。
6、檢測自動化
隨著現代科學技術水平的不斷發展和提高,各種新型材料和部件、以及有特殊功能要求的新型復雜加工設備不斷被應用到機械制造業中,使產品的檢測技術和工作難度也不斷增大,傳統依靠人工直接檢測的方法已經不能滿足現代化高精度工藝水平的產品檢測要求,所以,自動化檢測技術必然被引入到機械制造中,現在應用相對較多的技術主要包括基于時序、電流信號、人工神經網絡對刀具、組件磨損狀態的識別檢測,以及多判斷系統的智能設備診斷技術等。
四、煤炭行業自動化機械技術應用
1.采煤液壓支架電流控制系統是目前液壓支架最先進的控制方式,是集機械、電子、液壓、計算機和通信技術于一體,技術含量高、難度大,應用于煤礦井下生產的一項高技術產品。它按照采煤工藝對采煤工作面液壓支架進行監測和控制,使液壓支架與其它采煤設備(采煤機和刮板運輸機)協調工作,充分發揮現代化采煤機械的生產效率。
2.系統工作原理和功能
采煤支架控制系統以低功耗、功能強大的、具有嵌入式操作系統的uC/OS-II的Rabbit3000單片機為核心模塊,由電源模塊、通訊模塊、驅動模塊和數據采集模塊等組成,通訊模塊具有4路獨立的通訊電路,可以實現與人機界面,左右鄰架控制和工作面監控主機進行數據通信;驅動模塊采用大功率驅動芯片進行驅動電路設計,具有在線檢測、過載保護等功能;數據存儲模塊具有512K的FLASH和512K的SRAM,可供系統存放程序和操作系統運行及其運行數據使用,同時,系統配置了FRAM,以備修改數據掉電保護,同時也可以存放系統數據。選用CAN總線控制芯片進行CAN通信電路設計,保證使用4線電纜,就能有兩個完全獨立的通信回路,從而提高了系統的可靠性。選用高精度A/D芯片進行電源能耗測量和電磁鐵工作狀態分析,增架系統新功能。選用新型材料新型器件OLED進行漢字顯示電路設計,降低了系統顯示電路的功耗。從系統結構上可以看出該系統具有以下特點:
(一)系統的響應速度快。子控制系統都掛接在通信總線上。子控和子控間除了通過總線外,也還直接通過BIDI(單纖雙向)相連,提高了子系統間相互控制的響應速度。
(二)系統的可靠性高。在主從通信結構中,主控機出現故障時,整個系統將處于癱瘓狀態,不能正常工作。解決此問題一般是再增加一臺主控機,當一臺出現故障時,用另一臺替換。在CAN總線系統中,不論是主控機還是子系統出現故障,都不會影響整個系統的正常工作,僅僅影響出故障主控或子系統。但在CAN通信總線結構的系統具有良好的可靠性。
(三)系統的可維護性好。將需要維護的控制系統電源切斷后,就可以進行維修工作,不影響系統的正常工作,給系統的維護帶來了方便。
3.硬件設計
根據采煤支架在綜采工作面中的實際情況及支架之間相互控制要求,采用CAN總線結構設計了多節點互控型的采煤支架計算機分布式控制系統,,每架采煤支架由一臺子控機進行檢測和控制,構成一個電液控制子系統,主控機和所有子控機(支架控制器)的串行通信接口均掛接在單根通信總線CAN上,構成采煤機采煤支架計算機分布式控制系統。完成功能如下:
(一)通過操作子控制系統鍵盤完成對本架采煤支架的控制,實現本架的自動升架、降架、移架、定量推進。
(二)子控制系統可以對其它子控制系統發出控制命令,實現對左或右相鄰任一臺采煤支架的控制。
(三)以本架子控制系統為主導,該子控制系統向其它子控制系統發出控制命令,完成對左或右相鄰5架采煤支加架同時執行同一個動作的成組控制。
(四)通過操作子控制系統鍵盤,該子控制系統向其它子控制系統發出控制命令,使相對于發信號的子控制系統位置不變的一組采煤支架完成要求執行的動作。
五、自動化機械技術發展趨勢
1、機械自動化的網絡虛擬化趨勢
網絡虛擬制造技術是一種全新的人機界面形式,它主要是利用計算機技術、強大的軟硬件功能和其他交互設備,從而在計算機工作平臺上,產生一個虛擬環境,并應用人類的知識、技術與感知能力,與虛擬世界中的對象進行交互作用,對所要進行的產品設計和生產制造活動進行全面的建模和仿真,包括了產品設計、加工裝配、物流、生產計劃、組織管理等,并在產品未生產出來前就實際地模擬出產品的設計開發和制造全過程,同時對產品性能進行全面模擬試驗,預測產品的設計和制造合理性,產品性能和制造周期等,從而達到最佳化,使產品的開發生產周期最短,成本最低,質量最佳。
2、機槭自動化的環保綠色化趨勢
機械制造自動化朝著環保方向發展是必然的趨勢。“綠色”是從環境保護領域中引用來的,人類社會的發展必將走向人類社會與自然界的和諧。人與人類社會本質上也是自然世界的一個部分,部分不能脫離整體,更不能對抗與破壞整體。人類必須從各方面促使人與人類社會同自然界和諧一致,制造技術的自動化也不能例外。制造業的產品從構思開始,到設計階段、制造階段、銷售階段、使用與維修階段,直至回收階段、再制造各階段,都必須充分計及環境保護。所謂環境保護是廣義的,不僅要保護自然環境,還要保護社會環境、生產環境和生產者的身心健康。在此前提與內涵下,必須制造出價廉、物美、供貨期短、售后服務好的產品。作為“綠色”制造,產品必須在一定程度上是藝術品,以與用戶的生產、工作、生活環境相適應,給人以高尚的精神享受,體現出物質文明、精神文明與環境文明的高度交融。每發展與采用一項新技術時,應站在哲學高度,反思“塞翁失馬,安知非福”,即必須充分考慮可持續發展,保持環境文明。制造自動化必然要走向“綠色”自動化。
3、機械自動化的技術智能化趨勢
這是制造自動化發展的前景,近20多年來,制造系統正在由原先的能量驅動型轉變為信息驅動型,這就要求制造系統不但要具備柔性,而且還要表現出某種智能,以便應對大量復雜信息的處理,瞬息萬變的市場需求和激烈競爭的復雜環境。因此,智能制造越來越受到高度的重視。智能化制造模式的基礎是智能制造系統,智能制造系統既是智能和技術的集成而形成的應用環境,也是智能制造模式的載體。
六、結束語
機械自動化技術需要得到我們的重視,這是提高企業經濟效益的有效途徑,所以,在今后的發展中,我們要重點的發展機械自動化技術,不斷提高機械自動化水平。
參考文獻
[1]李濤.試論我國機械自動化技術應用與發展[J].才智,2008(20).