机械及自动化论文范文

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机械及自动化论文

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论文摘要:本文对机械自动化的产生及在我国的现状做了概述,在此基础上探索了我国机械自动化的发展之路。

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,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。

一、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。

二、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。

三、我国机械自动化发展之路探索

(一)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。(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。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NOKOAData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。

(三)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。

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.

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1.1在已有的基础上部分工种实现了机械自动化

在农作物从播种到成熟以及收割这一阶段内,所涉及的方面很多。在播种的初期所要进行的耕地就已经基本上实现了机械自动化。拖拉机的投入使用,大大提高了耕作的效率,目前正在研究的微机或者是电磁操向控制阀,来提高位调节以及力调节的可控制水平,这样可以提高耕作时的作业精度。现如今,这项技术已经在日本普及。而在农作物的收割方面,在一些长势较好以及没有受到自然灾害影响的时间内,基本上已经实现了简单的机械自动化。

1.2从已有的农业机械向无人的自动化操作转变

田间操作机械里主要有两种方式的无人机械自动化操作。一种是利用无线遥控来操纵机械的间接性的无人自动化操作,主要是农药喷雾直升机、割草机、插秧机等。还有一类是直接进行的无人机械自动化操作,例如将耕地、割草、收割集为一体化操作的。而在目前来说,也在积极利用计算机图像处理技术实现无人自动化对土壤干湿状况、土壤肥力状况等等各方面的研究。在固定机械方面的无人自动化操作已经取得了很大成就。例如在农作物收割后,进行全自动烘干技术,以及在对农作物质量所进行的分拣技术。主要是通过光电传感技术、照相机以及X射线等各种方式对农产品的质量进行挑选,从而使农产品根据自身的不同品质卖出不同的价值,换一句话来说,在同一条件满足了不同种类的人的需要,是一箭双雕的办法。

2农业机械自动化的推进模式

在推进农业机械自动化过程中会遇到各种各样的困难,这就需要我们不断总结经验,尝试新的方案并进行总结,争取在尝试不同的方式中取得进步。在推进机械自动化的过程中不仅仅需要考虑到组织方式,还需要考虑到各种其他的因素。例如,当前农业生产的条件,还有生产的技术条件等,这些都是在机械自动化的推进过程中需要考虑的。而只有我们提前进行充分地考虑,才能确保在推进过程中能够顺利进行。

2.1机械自动化模式的选择

首先,要根据当前的技术水平以及农业生产的现实条件,树立正确的理念。提高作业的精度以及作业的效率,在保证安全生产的前提下提高生产质量,节约能源。同时,要正确评价这些模式在推进机械自动化过程中的作用,根据这些作用的大小按先后顺序进行选择来推动机械自动化模式。

2.2机械产品的质量(耐久性、可靠性)的增强

农业与其他行业相比,存在着许许多多的变化,特别是它所面临的自然环境往往是最大的挑战,大多数时候是在自然条件较为恶劣的情况下进行作业,而此时机械的质量(耐用度的问题)往往会对工作效率产生绝对影响。特别是目前机械大多数采用微处理机或者是半导体集成电路,所以提高这些机械的产品质量和售后服务显得尤为重要。

2.3树立正确的机械自动化理念

在推进机械自动化的过程中我们要转变理念,不要仅仅考虑那些大规模的农户,同时还要考虑到那些小规模的农户,毕竟中国大多数还是小规模的个体生产,而这些也是我们在推动机械自动化的过程中所要面临对象,所以在机器的研究过程中开发和投入一些价格相对较低、多功能且是针对小规模的。而在机械的改进上,要根据土壤以及农作物出发,来开发一些适合实际生产且价格相对较低的,不能停留在到对原有机械的改装上。

3结语

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机械自动化是指在无人干预的状态下,设备装置根据预先制定的指令或者工序自动完成操作或者控制的全过程,机械自动化即通过控制设备或装置来实现对过程的制动化控制。机械工程是指通过提升设备来进行机械工程的建设,而在生产中,机械设备是必需的工具,包括粉碎设备、搬运机械及交通运输机械等。当前,在机械工程工作中,机械设备根据不同的制造方法与原理,包括不同的机械工程内容,也就是节能工程及其相互衔接的分支系统,比如机械应用与维护系统、机械制造系统和设计系统等。工程系统间的交叉重叠,可大幅提高技术融合的效果,也能够保证生产作业逐步迈向高层次。而在机械工程建设中,自动化技术是指在生产过程中,根据预设指令及程序,完成机械操作及控制的技术。机械工程自动化技术可提高运行效益,并提高工程系统间的控制水平。在未来的机械工程发展中,自动化技术将贯穿于工程中,这是必然的发展趋势和方向。

2机械工程中的自动化技术发展

从整体上看,机械工程自动化技术的发展,是由简单到复杂、从低级到高级,在这一发展历程中,自动化技术水平得以显著提升。在自动化技术发展过程中,其理念逐步渗透到机械工程中,并产生和完善了自动化控制中的程控技术框架、数控机床框架,建立了一套完整的控制单元标准。同时,在建设机械过程中,结构层次中的自动化组合安装完全实现,且构建了微型化控制装置,实现了机械自动化和一体化的建设目标。在电子计算机技术不断发展的背景下,自动化技术向多元化方向发展,且精细度明显提升。但是,当前的机械工程自动化技术,处于单子自动化阶段,在智能效果和整体集成化方面还比较欠缺。同时,机械工程自动化建设规模也比较小,技术含量不高,主要是缺乏自主知识产权和创新能力,束缚了自动化技术的发展。而国外的这一技术已比较成熟,实现了操作阶段即内容的自动化控制,效果显著。不过在发展中尚缺乏具有特色的高端产品,竞争实力比较弱。

3机械工程建设中的自动化技术

3.1机械工程建设中自动化技术的形式

当前,自动化技术水平不断提升,促进了机械工程建设的快速发展。在机械工程建设中,自动化技术主要表现在信息流的自动化控制、加工生产过程的自动控制、物流运输系统的自动化控制以及监测操作的自动化控制、系统设备的自动化控制。其中,信息流的自动化控制,是根据产品数据管理的需求,完成各项计算机辅助制造或者控制。数据产品中包含着大量的信息,自动化技术综合集成上述信息流,进而实现对产品的处理和控制,这也是实现信息处理与操作的关键所在。完成信息处理与控制后,在计算机设计的辅助下,自动化系统可不断优化设计理念和内容,经绘图及设计来构件机械工程自动化系统,最终大幅提升信息控制的可靠性和有效性。而对物流运输系统的自动化控制,主要包括系统设计和控制物料运输两个方面;系统设备的自动化控制是在生产过程中,合理调整参数以实现设备与零件的组建与成套生产;加工过程的自动化控制是通过加工循环设计与辅助设备的控制,实现加工件操作或设备的加工操作。最后,监测操作的自动化控制是经自动化控监测,提高系统运行的安全性与可控性,提高监测工作的整体效益。

3.2机械工程建设的主要内容

1)基于柔性自动化技术的机械工程建设内容。在机械工程建设过程中,柔性自动化技术的应用,是指建设人员将自动化技术看做构建机械功臣公共点基础,进而提升系统操作的有效性。其中,设计人员需对机械设备加工的目的加以明确,而在一般的机械工程操作上,实现设计的自动化,同时借助自动化操作设备和计算机技术,实现柔性自动化设计。在机械工程建设过程中,将提高生产效益作为建设主体,采取有效的措施,提高生产的数量和效益,同时也大幅降低工作强度,通过建立和完善高端计算机自动控制体系,将各项产品的效益提高到新水平。综上所述,数控技术为柔性自动化机械工程的核心,在明确高端计算机内容的基础上,通过合理设置设备与布线,最大程度上提高柔性控制的效益。

2)基于集成自动化技术的机械工程建设内容。在机械工程建设中,集成自动化技术的应用是指设计人员先行确定设计目标,并根据操作与内容,设计出完整的框架。这要求设计人员了解和掌握生产流程,并明确生产中所需的各种信息,拓宽收集信息的途径,进而提高自动化控制的有效性。同时,将工程集成化效果视作设计主体,并综合运用高精度、集成性的设备,根据收集与监控原理,合理设置设备。在集成自动化建设中,明确工业系统设计内容,按照机械工程环境的变化,持续改进完善,最大程度上发挥集成控制的效益。

3)基于智能自动化技术的机械工程建设内容。在机械工程建设中,智能自动化控制技术是借助人工智能网络与神经网络原理,建设自动化控制体系。在构建自动化体系的过程中,设计人员需强化数据收集与分析的内容,有效提升智能化效果。同时,选取智能化设备,交叉应用智能技术与智能机械,并明确两者之间的交叉关系,进而形成一个统一的、集成化的机械核心。此外,在构建自动化系统过程中,还必须强化和提高神经网络的识别能力及机械制造的适应能力,注重控制的质量与效益,并及时分析与处理突发事件以及问题。

4结语

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带式输送机一直都是我国煤矿开采运输中的主流。随着我国采煤技术的不断提升,安全矿井的生产能力也在不断增强,对输送机的技能也提出了更高的要求。从目前来看,我国的大型输送机主要采用先进的变频驱动控制技术,能有效实现输送机的软启动。为了使输送机始终平稳的运行,即始终保持适度的扰度,在输送机上采用了先进的液压自控张紧装置。随收稿日期:2015-02-05作者简介:张宁(1980-),男,经济师,太原理工大学矿业工程学院矿业工程硕士研究生在读。着各式各类先进技术的运用,现在我国的带式输送机已经形成了系列,同时也提升了水平,最重要的是可以适应我国多样的矿井。

2采矿机械装备中的自动化技术

近年以来,我国的采煤装备以及技术等各方面都有了很好的发展,同时采煤机械设备的自动化技术也取得了较大的发展。2.1液压支架中的电液控制系统液压支架电液控制系统方面的功能主要有支架的自降功能、自动推移刮板输送机、自动化跟机作业、远程操作作业等等,并且液压支架的电液控制系统已经完全摆托了对进口的依赖,实现了国产化。国内有很多液压支架电液控制系统的研究单位,主要分布在北京、河南、山西、广东等地,其中北京是主要的分布范围。2.2智能型采矿机的自动化控制智能型采矿机已经基本实现了记忆割煤、检测采煤位置、摇臂调高控制以及机身水平测试等等功能。国内的采矿机厂家有很多,都实现了挖矿机的这一重要功能。2.3刮板输送机中的自动化技术刮板式输送机的自动化功能不仅仅包括减速器、温度测试,还有电机的降压启动、链条张力检测以及破碎机自动推移等等。刮板式输送机的自动化技术在国内多家成套装备供应商家那里已经取得了突破,“三机”控制系统已经实现国产化。目前,多家公司组织专门的技术研究人员参与自动化控制方面的研究,并将无线、视频、音频等手段应用于输送机的自动化控制,致力于实现“无人跟机作业,有人安全值守”的理念。

3与国外先进机械设备对比

不可否认,我国自主研发的电牵引采煤机、液压支架、刮板式以及带式输送设备等都具有很强的技术实力,即使是在国外,也是有很强的竞争力的。但是,我国目前的煤矿开采机械设备同国外的相比仍有很多不足之处,主要体现在可靠性、安全性、智能化、信息化、自动化等方面,这些都是我国需要进一步提高的方面。3.1液压支架国产的液压支架主要是在材料、元部件、高级控制方面输与国外高端产品,而中国的液压支架的全自动控制系统还处在刚刚起步的阶段,更不要说与外国先进设备一较高下了。3.2采煤机国产的采煤机主要是在智能化功能方面弱于国外高端采煤机。如记忆割煤、远程遥控等等方面。要想取得长远的进步,必须在已有技术的基础上,借鉴国外的先进技术,同时也要有自己自主创新的过程。3.3输送机与国外高端输送机相比,国内的刮板式输送机主要是在自动伸缩机头以及在线故障诊断等方面存在着不足之处;对于带式输送机,主要是在动态分析、自控张紧技术等方面属于国外。3.4自动化技术在自动化技术以及设备的自动化方面,国内的科研单位在三维检测、自动找直等方面弱于国外技术。另外,我国的采煤设备,主要是以单机控制为主,缺乏联动控制;缺乏运输设备智能的一体化控制等等。

4我国采煤机械设备以及技术的发展方向

要想实现我国采煤技术以及开采机械设备的真正独立,必须要依靠自主创新,以期能够实现即使是在极其恶劣的情况下,也能安全信息传输、煤岩识别以及对安全的感知等等;形成一套依靠视频、音频、感知等手段的集检测、控制于一体的智能控制装备。通过对自动化技术的运用,将我国现有的液压支架、电牵引采煤机、刮板式输送机、带式输送机等有机地结合起来,全面提升我国采煤机械装备以及自动化技术的现有水平。努力为我国参与世界竞争创造条件。

5结语

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首先要对机械自动化有一个深刻的认识,这样才能对机械自动化技术以及制造模式进行深刻彻底的分析。作为近年来机械工业发展的核心技术,机械自动化与传统的机械加工生产相比,有着明显的不同。机械自动化是在无人的情况下,利用原来设定的程序,通过各种机械设备来完成机械的生产以及控制。简单来说,就是在自动化的制造模式下,实现生产的自动控制。实行机械自动化的重要意义在于,将机械工业的发展推向一个更高的层次。在这种制造模式下,可以实现生产劳动强度的大幅度下降,同时促进生产效率的提升,大大促进机械工业的发展。

2机械自动化的技术核心分析

2.1机械自动化技术核心的应用作为机械工业中应用技术的一种,机械自动化技术可以实现机械加工的连续自动生产,并且保证所进行的生产流程是最优化的。这就大幅度地提升了加工的效率,降低了加工所需的时间,满足了市场的需求。机械自动化技术以及制造模式的广泛应用使得整个机械工业得到了飞速的发展,极大地促进了机械工业水平的提升,将机械工业带进入一个新的发展时期。首先应该看到的是,随着机械自动化技术的广泛应用,生产过程中的安全性大大提升。在整个生产过程中,对于人员的需求已经降到了最低,大部分的生产过程都是由机械设备来进行,这也就最大程度地提升了生产的效率。传统的生产模式远远不能满足现代市场对于机械设备的需求,采用这种制造模式就可以大大提升生产效率,同时还能降低生产中出现的误差,有效地提升生产的质量。此外,通过应用机械自动化技术,可以有效降低对资源的浪费,尽可能地降低生产的成本。这是因为应用机械自动化技术后,生产过程中采用的是自动控制系统,可以通过前期的程序设计来实现资源利用的最大化,大大降低了传统模式下的资源浪费。因此,广泛地应用机械自动化技术,可以有效地促进机械工业的发展。

2.2机械自动化技术的技术核心对于机械自动化技术来说,数控技术是其核心技术。机械工业所生产的机械产品,大多具有高精度的特性,这就要求必须采用先进的数控技术。数控技术在机械自动化技术中发挥着十分重要的作用,利用数控技术可以实现加工过程中的自我修复以及自动更正,就可以保证满足机械生产的高端要求。此外,应用数控技术可以实现在生产的过程中对产品生产进行技术调节,从而实现对各项参数的满足。最重要的是利用数控技术,可以对加工过程中出现的故障及时进行修复,从而保证生产的及时性。除了数控技术之外,网络技术在机械自动化技术中也发挥着重要的作用。网络技术的应用可以为机械自动化技术注入新的活力,从而促进机械自动化技术的发展。

2.3机械自动化技术的发展趋势首先来说,机械自动化技术必将朝着高速度、高精度以及高效率的方向发展,这样才能满足机械工业的高端要求。其次整个自动化技术系统的发展方向应该是柔性化,这样就可以通过集成技术来对生产进行模块化管理,有效促进自动化技术作用的发挥。最后,机械自动化技术必将朝着智能化的方向发展,这是因为其自身的智能化程度依旧有着一些缺失,这就要求自动化技术采用更高端的技术,增强自身的智能化水平。

3机械自动化的制造模式分析

在生产过程中采用先进的机械自动化技术以后,机械工业的制造模式也会发生相应变化。传统的机械制造模式必将被新型的制造模式所取代。首先表现在人员的改变上。在自动化技术的机械制造模式下,人员在生产过程中发挥的作用大大降低,人员的使用量也大幅度降低,用最少的人力进行加工生产,实现了生产模式的现代化。其次,改变流水线的生产方式。在自动化的流水线生产中,实现对生产过程的全程控制,促进生产效率的提升。最后,在自动化技术的机械制造模式下,实现对生产的智能控制。这样就可以减少因为人为原因所造成的损失,大大降低生产成本,使得机械生产的水平得到最大程度的提升。总体来说,原有的机械制造模式已经发生巨大的变化,已经从原有的人工操控转变为自动控制,极大地提升了机械工业的生产水平。

4结语

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1.1信息系统

机械制造自动化系统主要是由产品数据库系统、计算机与工艺辅助设计所实现的一个信息系统。辅助制造的目的,在于通过计算机数值,操控机械产品在工艺及生产阶段中每一个流程;计算机辅助设计旨在为系统设计人员利用有关软件与设施给机械产品进行设计的这一流程;工艺辅助设计旨在规范化机械产品的质量,并且加强优化、升级产品工艺;产品数据库系统是进行生产制造、设计流程过程中,利用计算机对数据信息系统实施科学管理的一种信息系统。

1.2装配系统

机械制造与自动化装配系统是通过计算机系统将相关的机械部件从组装、调试、验收等有关环节进行统一规划所产生的一种自动化制造流水线。装配系统在机械制造的生产加工阶段中极为重要,利用自动化的流动技术替代了繁琐的人工制作生产流程,极大地提高了机械产品的生产实效性。

1.3检测系统

检测系统的产生基于科学技术不断发展这一背景,将部分功能复杂、新材料检测应用以及各种人工检测不太理想的检测技术通过计算机技术取而代之的一项检测系统。现阶段,有众多先进的高精度设施、产品,通过人工检测是无法达到检测效果的,而自动化检测系统便可以较好的辅助实现。当前,国内外检测系统中普遍应用的有神经网络技术、智能设备诊断技术以及电流信号检测技术。

1.4机械制造自动化与CAPP、CAM技术相融合

随着自动化技术的发展,CAPP技术和已经在现代机械制造业中扮演着不可忽视的重要作用,是机械制造过程中,生产活动和管理的重要依据,是现代机械加工行业必不可少的一部分。而CAM技术则可以使零件的加工过程更加智能化和精确化。

2机械制造与自动化的应用前景

随着我国经济的发展,我国的工业化程度越来越高,在此种背景下,我国的机械制造行业得到了较快的发展,同时随着我国市场经济体制的不断完善,机械自动化制造技术的发展已经具备了较好的发展环境。同时随着我国计算机技术的发展,计算机自动化制造技术在自动化技术方面也有了充足的技术保障。结合我国机械自动化制造技术的发展情况来看,我国的机械自动化制造技术有如下的发展趋势。

2.1集成化

在机械自动化技术中,自动化的集成度必定越来越高,由于自动化技术的重要性,计算机集成技术在机械制造领域的运用必定会越来越广泛。

2.2智能化

机械自动化制造技术的重中之重便是智能化,所谓的智能化就是在机械加工过程中实现人机的双向互动,使机械制造系统能够有较强的适应能力,在未来机械加工行业,智能化必定会越来越受到人们的重视,并且机械自动化推行以后,能有效推动我国机械制造业的发展。

2.3虚拟化

随着计算机技术的发展,特别是计算机模拟仿真技术的日益成熟,虚拟化技术必定会成为机械自动化技术不可避免的发展趋势,通过采用虚拟化技术可以使企业能够对产品生产制造的活动过程进行模拟、分析,从而能够对生产过程中可能出现的错误和问题进行分析研究,制定出应对的策略和措施,保证生产过程的连续不断,提升一次性成功率。

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一.培养目标1

二.培养标准1

2.1具备从事工程开发和设计的科学知识1

2.2具备从事工程开发和设计的专门工程技术知识2

2.3具备分析解决工程问题和参与项目管理的能力3

2.4掌握必要的人文社会科学知识4

2.5具备良好的交流沟通能力及团队合作能力4

2.6具备良好的职业道德和社会责任感5

三.知识能力体系及实现矩阵6

机械工程及自动化专业"卓越工程师"培养方案12

一.基本能力要求12

二.培养方式13

三.课程设置基本框架及说明14

3.1.课程设置基本框架14

3.2.课程设置框架说明15

四.课程体系及课程设置18

4.1.课程体系18

4.2.理论类课程设置18

4.3.实践类课程设置21

机械工程及自动化专业"卓越工程师"企业培养方案23

一.培养目标23

二.培养标准24

三.管理模式24

四.培养计划26

4.1实践教学计划26

4.2.企业联合培养环节课程内容介绍27

五.企业实习基地29

六.教师队伍建设30

6.1.校内专业教师任用标准及培养30

6.2.企业教师任用标准及分类30

6.3.企业教师聘用31

附件-企业实践内容相关文档模板32

机械工程及自动化专业卓越工程师培养计划专业认知实习报告32

机械工程及自动化专业卓越工程师培养计划专业认知实习指导教师总结33

机械工程及自动化专业卓越工程师培养计划企业工程实践管理规定34

机械工程及自动化专业卓越工程师培养计划企业工程实践教学任务书35

机械工程及自动化专业卓越工程师培养计划企业工程实践项目进度计划表36

机械工程及自动化专业卓越工程师培养计划企业工程实践项目文档37

机械工程及自动化专业卓越工程师培养计划企业工程实践报告39

机械工程及自动化专业"卓越工程师" 培养标准

北京邮电大学"卓越工程师培养计划"中机械工程及自动化专业培养方案着眼于未来发展的需求,紧密追踪前沿依托国家重点学科,重点实验室具有扎实的工程基础精通工程制图,工程材料,产品设计,制造工艺等工程设计类技能同时兼具较强的分析综合能力动手操作能力,具备独立思考意识开拓创新精神,始终保持学习的姿态和存疑的态度,具有缜密的思维和严谨的作风协作互助的团队意识适应我国信息产业发展对机电复合型具备从事工程开发和设计的知识具备从事工程开发和设计的知识电工电子基础熟练掌握工程制图标准和表示方法掌握公差配合的选用和标注..掌握机械产品设计的基本知识与技能,能熟练进行零,部件的设计.熟悉机械产品的设计和基本技术要素,能用计算机进行零件的辅助设计,熟悉实用设计方法,了解现代设计方法.和技术要素掌握制订工艺过程的基本知识与技能,能熟练制订典型零件的加工工艺过程,并能分析解决现场出现的一般工艺问题.熟悉铸造,压力加工,焊接,切(磨)削加工,特种加工,装配等机械制造工艺的基本技术内容,方法和特点.熟悉工艺方案和工艺装备的设计知识了解生产线设计和车间平面布置原则和知识.气,液传动原理及系统设计(气动系统基本管路设计液压系统基本管路设计)电气传动机械制造自动化刚性自动化加工设备(普通的自动化机床组合机床刚性自动线)柔性自动化加工设备(数控机床加工中心)1o'P)s,@*V#~6|0_+o.S/b3z掌握物流自动化设备分类(上,下料/装卸自动化设备传输/搬运自动化设备)2@fr8W4n:K.J#H机械设计,机械加工,设计软件,机械工程师,设备管理,焊接,液压,铸造,密封,测量,工程机械,粉末冶金,轴承,齿轮,泵阀,工业自动化信息流自动化邮件内部处理自动化搬运装卸机械化,信息传输网络化,营业窗口电子化邮政自动化,邮政计算机网等具备分析解决工程问题用科学方法,使用现有的技术,工具技术,设计,开发,生产工艺,设备操作或维修领域的问题.参与评价,具有判断力和创意,提出专业的独立技术见解外语应用能力熟悉与职业相关的安全法规,熟悉经济和管理的基础知识.了解管理创新的理念及应用.熟悉质量管理和质量保证体系,掌握过程控制的基本工具与方法,了解有关质量检测技术. 三.知识能力体系及实现矩阵

知识与

能力要求实现环节1机械工程及自动化专业工程师知识体系1.1掌握必要的人文社会科学知识1.1.1具有良好的思想品德,社会公德,职业道德和强烈的社会责任感,使学生能正确认识工程领域对于客观世界和社会的重要作用,理解工程专业及其服务于社会,职业和环境的责任.

1.1.2具备工程相关的经济,管理,社会学,情报交流等人文知识,

1.1.3具备工程相关的环境保护,可持续发展方针,政策和法律法规知识.

思想政治,社会科学,人文科学与艺术,经济与管理,自然科学类,实践环节等1.2掌握系统的工程科学基础知识1.2.1具备从事工程开发和设计所需的数理知识,

1.2.2了解工程学基本理论,建立工程和工程系统的概念,掌握工程研究的思路和方法,形成对科学研究的初步认识和综合性的思维基础.

数学类,物理类,机械工程及自动化导论,工程训练,实验环节等1.3掌握扎实的工程领域基本技能1.3.1熟练掌握一门外语,可运用其进行专业技术交流,开拓国际视野,

1.3.2熟悉计算机应用的基本知识,了解常用计算机软件的特点及应用,具备熟练应用计算机解决工程问题的基本知识和技能,

1.3.3熟练掌握科技文献检索与工程实践,科学研究的基本方法.

1.3.4通过工程训练实习了解机械制造的一般过程,基本方法和技能.外语类,计算机类,科技文献检索,工程训练,电动自行车拆装及其它技能类,实验环节等1.4掌握坚实的大类专业基础知识1.4.1熟练掌握理论力学,电工电子基础熟练掌握工程制图标准和表示方法掌握公差配合的选用和标注..1机械工程及自动化专业工程师知识体系1.5掌握机电专业的专业基础知识1.5.1掌握机械产品设计的基本知识与技能,能熟练进行零,部件的设计.熟悉机械产品的设计程序和基本技术要素,能用计算机进行零件的辅助设计,熟悉实用设计方法,了解现代设计方法.掌握制订工艺过程的基本知识与技能,能熟练制订典型零件的加工工艺过程,并能分析解决现场出现的一般工艺问题.熟悉铸造,压力加工,焊接,切(磨)削加工,特种加工,装配等机械制造工艺的基本技术内容,方法和特点并掌握某些重点.熟悉工艺方案和工艺装备的设计知识.了解生产线设计和车间平面布置原则和知识.气,液传动原理及系统设计(气动系统基本管路设计液压系统基本管路设计)电气传动1机械工程及自动化专业工程师知识体系1.6掌握机械系统理论1.6.1掌握机械制造自动化刚性自动化加工设备(普通的自动化机床组合机床刚性自动线)柔性自动化加工设备(数控机床加工中心)1o'P)s,@*V#~6|0_+o.S/b3z掌握物流自动化设备分类(上,下料/装卸自动化设备传输/搬运自动化设备)2@fr8W4n:K.J#H机械设计,机械加工,设计软件,机械工程师,设备管理,焊接,液压,铸造,密封,测量,工程机械,粉末冶金,轴承,齿轮,泵阀,工业自动化信息流自动化2机械工程及自动化专业工程师的能力素质要求2.1熟悉机械工程应用背景,具有较强的系统集成与工程应用的能力和独立分析解决工程实际问题的能力.2.1.1能够及时了解机械工程的需求变化以及技术发展趋势,提出改善机械产品,系统,服务效能的方案.

2.1.2能够用科学方法和观点,使用现有的技术,工具或新兴技术,设计,开发,生产,设备,工艺,操作或维修产品领域的问题.参与相关评价,具有判断力和创意,提出专业的独立技术见解2机械工程及自动化专业工程师的能力素质要求2.2具备综合运用经济,工程管理等知识和方法进行工程项目的组织管理能力.2.2.1掌握本专业领域相关的政策,法律和法规,在法律法规规定的范围内,能够按确定的质量标准,程序开展工作,

2.2.2能够使用合适的管理体系,制定工程项目的规划和预算,合理组织人力,资源和任务,有效协调项目相关各方的工作,提升项目组工作质量,

2.2.3具备应对工程项目实施过程中突发事件的能力和领导意识,并采取恰当的措施,确保项目或工程的顺利进行,

2.2.4能够进行可行性分析报告,项目任务书,投标书等工程文件的编纂,说明和阐释,并能够进行相关工程的评估,提出改进建议.专业实习

课程实习

学科竞赛

科研训练

大学生创新性实验计划项目

北京市及全国大学生机械创新设计大赛

选修《工程项目管理》《合同管理》《技术经济》2.3具备良好的交流沟通能力及团队合作能力

2.3.1能够使用专业工程技术语言,与现场工作人员下进行沟通与表达,并能从中汲取企业文化内涵,

2.3.2具备个人和社交的技巧,能够控制自我并了解,理解他人需求和意愿,

2.3.3具备较强的适应能力,自信,灵活地处理新的和不断变化的人际环境,能够很快地融入到企业的实习环境中,

2.3.4具备良好的团队合作精神与协调能力,具有在团队中敢于负责任,果断推动事情向前发展的领军魄力,

2.3.5具有国际视野和跨文化环境下外语应用能力2机械工程及自动化专业工程师的能力素质要求2.4具有较强的创新精神,信息获取,知识更新和终身学习的能力2.4.1能够跟踪本领域最新技术发展趋势,具备收集,分析,判断,选择国内外相关技术信息的能力,

2.4.2为保持和增强其职业能力,检查自身的发展需求,制定并实施自身职业发展计划.

2.4.3具有较强的能力.2.5具备良好的职业道德和社会责任感2.5.1熟悉本行业适用的主要职业健康安全,环保的法律法规,标准知识.

2.5.2熟悉企业员工应遵守的职业道德规范和相关法律知识.

2.5.3遵守所属职业体系的职业行为准则,并在法律和制度的框架下工作,

2.5.4具有良好的质量,安全,服务和环保意识,并承担有关健康,安全,福利等事务的责任,

2.5.5热爱所从事的工作,并遵守企业机密.专业实习

企业高管讲座

学习企业文化

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关键词:机械制造;自动化;信息化;智能化

机械自动化是指将机械制造技术与自动化技术相结合,进而在利用机械制造产品的过程中实现自动化生产。从而有效提高机械设备的生产作业效率。随着机械制造业技术的不断发展,机械自动化技术已经成为现阶段机械制造产业技术升级与改造的主要内容。实现机械制造领域的自动化技术,也是提高生产力的有效手段。

1、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。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。

2、机械自动化技术优势分析

(1)提高机械生产的能力与产品质量。通过自动化以及信息化的控制系统,保证了生产加工过程中全自动化流水作业,生产力得到大幅度提高。此外机械设备的自动处理以及自动控制可以有效避免人为因素造成的质量问题,有利于控制质量。

(2)机械设备工作状态下的安全性得到保障。由于机械自动化技术通常具有自动监视、保护以及问题分析诊断功能,因此对于由于电力、操作失误等造成的故障可以采取自动保护措施,避免故障的发生对于设备以及机械操作管理人员造成威胁。

(3)节约原材料以及能耗。机械自动化技术可以在较低的能耗状态下调整机械设备处于正常工作状态,同时将机械设备的工作条件自动调整,因而有助于节约原材料的投入,具有较好的节能原材料的效果。

(4)机械自动化技术适用范围较广。将机械自动化技术与数控技术等有效整合,可以全面的提高生产加工的自动化水平。同时具有集控制、监测、调节以及诊断于一体的功能,适用范围较广,对于工业、农业以及国防军用等领域,均可以适用。

3、机械自动化技术的系统构成

机械自动化技术作为一项繁琐的系统工程,融合了多门学科多种技术。实现机械设备的自动化生产加工,通常需要以下几个单元协调工作:

(1)自动化程序设定单元。程序设定单元主要是通过写入程序,决定机械的自动工作步骤以及工作方法。

(2)作用施加单元。这主要是对自动化控制系统提供能量,并进行工作状态的准确定位。

(3)传感传递单元。传感单元主要是通过各种传感器,对机械工作状态进行监测,并及时将各项信息传递给控制系统。

4、我国自动化技术发展过程中存在的问题

(1)自动化技术相比发达国家仍处于落后水平。由于受到我国基础工业的限制,我国的机械自动化仍处于较低水平。尤其是在关键部件与核心控制元件等,仍处于传统落后的单机自动化,用户对于自动化水平进行提升的要求非常迫切。

(2)机械制造加工方法落后。制造工艺粗糙,新兴技术推广应用不到位,传统低产能工艺仍在使用,产品质量水平低是目前我国机械制造自动化存在的主要问题,改进加工方法,提升控制技术已经成为机械自动化技术的发展重点。

(3)机械设计未能实现自动化。发达国家已经在机械设计等领域采取计算机辅助系统,大幅提高了机械设计的自动化水平,改善机械设计方法,推动工业生产进步这也是我国机械自动化水平面临的问题

(4)机械生产加工自动化控制实现程度较低。我国大部分机械自动化控制仍未能落实,只有少数企业采用了先进的计算机辅助管理系统,对于机械控制管理技术的革新认识不足。

5、机械自动化技术在机械制造业中的发展应用技术研究

对于机械自动化技术的应用,应结合机械设备的具体情况以及生产与技术条件,制定自动化的生产方式,才能保证自动化技术可以产生较好的经济效益。现阶段我国机械制造业正逐步向集成化以及智能化不断发展,并将自动化技术与信息集成、辅助控制技术等结合使用,为机械制造自动化发展提供动力。

(1)智能化的机械制造控制

随着自动化技术水平的不断发展,机械制造自动化技术已经与系统工程、智能系统控制等相互交织,形成了综合性较强的机械制造技术产业。智能化的机械制造技术,作为机械自动化技术发展的分支,通过将人工智能控制系统渗透到机械制造系统中的各个部分,通过智能系统模拟专家的分析判断,对于机械制造过程中的工作状态进行监视,并及时发现系统在工作过程中的问题,通过对自身工作参数的及时调整适应工作环境或者是自动采取纠正措施,保持工作状态的稳定。

(2)柔性化的机械自动化技术

随着机械制造技术的不断发展,应变能力强,反应快速的柔性化机械制造加工技术已经成为市场需要,对机械制造进行优化设计调整,实现柔性化的自动系统控制,也成为机械自动化技术的发展趋势之一。柔性化的机械自动化技术是指在保证生产柔性化基础上,通过对于机械控制系统人机界面的合理调整,并建立完善可靠的信息控制系统,实现计算机全程管理。柔性化的机械自动化技术的特点在于,将自动设备与普通的机械同时配置,在允许自动化生产加工的前提下,允许人工对于其工作状态进行外部调整,以及时更改工作状态或者工作参数,达到机械控制内部组织方式的改良优化。

(3)虚拟化的机械自动化技术

虚拟化的机械自动化技术是指将现代花的机械制造技术与仿真技术相联系,结合自动化技术、人工智能技术、数控技术以及计算机建模技术,对机械加工制造过程进行科学合理的仿真,进而可以及时预测实际工作状态下可能发生的问题,并通过仿真过程不断调整各个控制系统及工作参数。进而实现原材料以及能耗较低、加工制造能力高的机械制造状态,最终实现降低机械加工制造成本,加快机械产品研发周期的目的。

(4)集成化技术

实现机械加工制造自动化技术的升级改造,必须通过对于整个系统的集成化改造。由于电子技术以及计算机技术的不断发展,各种能够改善机械自动化技术的新技术不断发展,这对于提高机械加工制造生产能力具有重要的意义。集成化技术主要是集成了计算机辅助设计、信息控制以及智能管理等方面的技术。以系统工程作为整体的理论指导,对于机械自动化系统进行必要的重组与升级,将影响机械加工工作的各种因素综合考虑,最终实现自动化水平高、生产能力强的有机整体。

(5)微型化的机械自动化产品

在军事、通讯、信息以及医药等领域,需要机械产品具有规格小、能耗低、易于控制、使用寿命长的特点。因此对于机械自动化技术的革新升级,应侧重于自动化产品的微型化处理方面,实现微型化的机械自动化产品。对于促进相关技术领域的发展也具有重要的作用。

结语:

机械自动化技术对于提高生产加工效率。降低劳动强度,实现接卸制造业的产业升级意义重大,同时对于国民经济、国防军事等也有重要的影响。发展生机机械自动化技术,必须充分认识到我国现阶段技术缺陷,并独立自主的开展技术研究,不断构建以信息化、智能化为主导的机械自动化技术,推动我国机械制造产业的进一步发展。

参考文献:

[1] 韩忠山,机械自动化技术发展趋势的分析[期刊论文]一中国对外贸易

(英文版)2010(14),

[2] 孙志学,机械制造业中事故原因的分析与控制[期刊论文]一工业安全

与环保2oo6(08),

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【关键词】硬币计数定量 伺服电机

少量的硬币使用在日常生活中带来方便,但是硬币的回收,计数分装和打包就非常的麻烦。银行,超市,娱乐场所等硬币的收付,清点和包装的自动化程度很低,基本靠手工操作,难度大,效率低。目前市场上已经存在的硬币处理装置功能单一,自动化程度低,并且依然需要大量的人工配合才能实现。基于这种现状,本论文研究并实现了一种硬币计数定量打包装置,自动化程度高,可以有效的节省人工成本,提供效率。

1 硬币计数定量打包装置系统结构

本设计由伺服电机控制系统,硬币自动计数装置,硬币自动分装定量打包装置组成。硬币计数装置采用了光纤传感器和压力传感器的双重控制,确保系统更高的精度。当硬币计数装置计数到预设值时,系统通过中央控制系统对伺服电机系统发出指令,驱动伺服电机驱动电路来操控伺服电机。本系统中使用的是无刷直流伺服电机,具有体积小,重量轻,响应快,惯性小,力矩稳定等优点。分装打包装置由一系列的机械结构组成,通过伺服电机的带动进行工作。

2 硬币计数定量打包装置的机械设计

本系统的机械结构图2如图所示,伺服电机控制系统包括伺服电机(1),压力传感器,光纤传感器,伺服放大器组成。伺服电机装在四角机架(14)下端,压力传感器,光纤传感器,伺服放大器分别与伺服电机相连。伺服电机输出轴通过联轴器依次连接硬币自动分装定量打包装置和硬币自动计数装置。硬币自动分装定量打包装置包括主动轴(3),轴承座(4)以及轴承,槽轮(12),分度台(11),收集管(10)拔插以及锁止环(13),主动轴下端连接联轴器(2),上端连接轴承座和轴承,轴承座和轴承固定到四角机架上。主动轴中间固定连接拔插及锁止环,拔插及锁止环与槽轮配合连接构成槽轮系统。硬币自动计数装置包括凸轮(5),拉簧(6),集币管(8),运币滑块(9)。凸轮与主动轴连接,并且通过滚轮和运币滑块连接,运币滑块与拉簧连接。集币管底部装有用于检测硬币重量的压力传感器,运币滑块上面通过支座(7)安装用于硬币计数的光纤传感器。

3 硬币计数定量打包装置软件设计

本设计采用人机交互伺服控制系统,凸轮滑块间歇式硬币推送装置,针孔式光纤传感计数器,自带压力传感器的集币器,槽轮联动式分度台,自动封口包装硬币收集管配合实现。

硬币完成分类后经过滑道依次滑至集币管,光纤传感计数器和集币管底部的压力传感器先后对硬币进行技术,反馈检测数据到中央控制器,并且根据数据判断是否一致,如果不一致则进行重新分拣。在传感器计数时,人机交互界面会显示硬币的数额。当硬币的数目和质量参数共同确定硬币的个数达到用户的设定值,伺服电机驱动主动轴带动凸轮旋转,运币滑块移动,将定量硬币送入收集管,运币滑块推送命令完成后在拉簧的作用下完成复位,等待下一次循环命令。同时安装在主动轴上的拔插锁止环拔动槽轮,驱动联动式分度台旋转五分之一圈,收集管工作就绪,硬币掉入收集管,包装袋受硬币掉入时的冲击自动完成口袋的封合,完成一次硬币定量打包动作。

4 系统测试

在系统调试成功之后对系统进行了正确性的测试,对硬币的计数定量进行了测试。系统分别对100枚,500枚,1000枚硬币进行了预设值为10的计数定量。结果如表1所示,系统在100个,500个和100个硬币的测试表现中,表现稳定,没有任何的错误。

5 总结

本论文设计并实现了一种硬币计数定量打包系统,由伺服电机系统,硬币自动计数装置,硬币自动分装定量打包装置组成。本论文阐述了系统框架的设计,机械机构的设计以及软件系统的设计,并且对系统进行了测试,测试结果反应本系统拥有很高的可靠性,计数快速,定量准确,有效的提升了工作效率。同时本设计采用了大量的自动化设置,降低了人工成本。

参考文献

[1]杨云,马利云,苗新敏等.硬币自动分类计数装置的设计[J].现代制造技术与装备,2016(10):40-41.

[2]张玲,张洪涛,张琅等.一种新型的硬币分离整理装置的设计[J].装备制造技术,2016(11):165-167.

[3]刘涛,唐炳娴,张璇璇等.一种计数硬币筛分装置的设计[J].机械工程师,2017(02):112-114.

[4]廖明栋,范缜煜,董福庆.基于DSP的直流伺服电机驱动电路研究与分析[J]. 国外电子测量技术,2013,32(08):77-80.

作者简介

任少华,男,硕士研究生。

杨宝山,男,硕士研究生。

施小明,男,原上海理工大学机械工程学院党总支书记,现上海理工大学监察处处长。

作者单位

1.上海理工大学光电信息与计算机工程学院 上海市 200093

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關键词:机械制造及其自动化学科;研究生培养;培养模式;课程体系

中图分类号:G643文献标识码:A文章编号:1006-4311(2018)10-0156-03

0引言

机械制造及其自动化学科是沈阳航空航天大学历史最为悠久的学科,它是省政府与工信部国防科工局共建的重点学科。多年来,学科内的广大师生一直以“振兴东北老工业基地”为契机,锐意进取、突破创新、立足行业、面向未来,不断为国防建设和地方经济的发展培养出一批又一批的优秀专业技术人才。通过广大师生坚持不懈的努力,本学科在专业领域内已取得骄人的科研成绩和学术成果。

研究生教育是高等教育系统中最高层次的教育,它肩负着为国家现代化建设培养高素质、高层次、创造性人才的重任[1]。本学科一直十分注重学科建设及研究生教育水平的提高,并在各研究方向都已建立起一支思想素质好、学术水平高、人员配备合理、实践经验丰富、勇于拼搏、求发展、思进取的相对稳定学术队伍。但是,由于受到传统高等教育的影响和束缚,本学科的研究生教育培养模式还存在诸多不足,在课程教学、科学研究、社会实践、论文撰写等培养环节中还存在许多问题,这在一定程度上限制了研究生培养质量的提高。本论文以该校机械制造及其自动化学科硕士研究生的培养为对象,探讨了研究生培养过程中存在的若干问题,并针对进一步提高硕士研究生培养质量提出了几点建议和措施。

1机械制造及其自动化学科硕士研究生的培养目标

机械制造及其自动化学科是研究机械制造理论与技术、自动化制造系统和先进制造技术的一门学科[2]。该学科强调理论与实践并重,要求学生在具有扎实的基础理论和技术基础的同时,又能按研究方向及个人兴趣,在一个特定方向领域内掌握更专门的知识和本领[3]。根据为国家培养机械工程领域的高级工程技术人才的需求,确定本学科硕士研究生的培养目标如下:①树立爱国主义和集体主义思想,掌握辩证唯物主义和历史唯物主义的基本原理,树立科学的世界观与方法论。具有良好的敬业精神和科学道德。品行优良、身心健康。②能够适应科学进步及社会发展的需要,在本门学科上掌握坚实的基础理论、系统的专门知识,掌握本学科的现代实验方法和技能,具备从事科学研究或独立担负专门技术工作的能力。有严谨的科研作风,良好的合作精神和较强的交流能力。③在科学研究或专门工程技术工作中具有一定的组织和管理能力。具有创新精神、创造能力和创业素质。④熟练地掌握一门外国语。

2机械制造及其自动化学科硕士研究生培养中存在的若干问题

多年来,学校机械制造及其自动化学科研究生教育一直在探索建立以提高全面素质为目标的培养模式。在提高研究生综合素质,尤其是提高其创新能力及社会适应能力方面做了大量的改进。但在新的科技发展形势下和市场经济要求下,机械制造及其自动化学科研究生教育中还是存在一些亟待解决的新问题。

2.1学生的专业基础水平参差不齐基于本学科的实际情况和水平状况,研究生的来源比较有限,很多学生在本科阶段没有经历过比较系统的专业培养和训练,专业基础知识和能力相对比较薄弱。从而对研究生阶段的教学内容和教学过程表现出一定程度的不适应,直接影响后期论文的课题研究工作质量。

2.2专业基础课教学过程有待加强虽然经历了本科阶段的培养过程,但在本学科的研究生培养过程中,学生仍然表现出理论基础比较薄弱的问题,这在很大程度上造成了后期研究工作存在一定困难,导致最终研究成果理论水平不高。而且,理论基础知识的欠缺,还致使学生在研究手段和方法方面缺少思路和灵感,表现为只能依赖于导师的全面指点才可以持续开展研究工作,这对于研究生将来从事实践性较强的机械工程领域工作是十分不利的。

2.3研究生教学过程需要进一步加强规范性和系统性在经过一系列的改革和完善后,本学科的研究生教学质量有了明显提高,但在授课过程中还存在个别课程实际授课学时不足、教材指定不明确、教师授课过程过于随意等问题。虽然当前对于研究生的授课环节已经加强了监督和管理,但在教学规范性方面还是有待于进一步改进和提高。另外,有些课程内容偏于陈旧和专业化,在引入机械相关领域新观点、新技术方面还比较欠缺。课程之间的关联性不强,缺乏跨学科交叉,导致学生知识面不宽,专业领域過窄,知识结构单一,不能适应社会发展的需要。

2.4教学及考核方式都过多依赖于本科培养模式本学科的研究生教育已经发展多年,但从事研究生教学工作的大多数教师也同时承担着本专业本科生的教学工作。在不同层次的教学过程中,教师角色的变更和切换在一定程度上不尽如意,授课教师往往习惯性地把本科教学方式和方法照搬到研究生教育过程中来。在课程设置和教学内容上,研究方向的特色突出不够,往往追求面面俱到,内容重叠,针对性不足,未能实现基础性、系统性和使用性的有机结合。在考核方式上过多依赖于考试和大作业的结果,忽视了对学生实践能力的考核。

2.5忽略了激发学生的自主性和创新性学生从本科阶段步入研究生阶段后,在思想和意识方面还需要进一步的提高和升华。而在现有研究生教育中关注较多的是知识与技术的提升,在主观意识方面缺乏对学生的教育和引导,使学生在求知欲和创造力方面缺乏主动性。只有挖掘和激发出学生自主学习和创新的热情,才能真正使学生将知识转化为能力,才能使学生成为专业领域内的合格人才。

2.6实践教学的改革还需要进一步深化经过几年的积累,本学科实践教学的质量不断获得提高,各种实验设备不断得到更新和丰富。但是这些实验设备也同样承担着本科生培养的实践教学工作,在设备的利用时间及效率上还是无法完全满足培养研究生实践能力的需求,实验设备和实验环境尚需进一步的改善。另外,在实验室人员配备和实验者操作水平上也存在一定差距,部分导师的专业技能和实践教学能力还有待提高,缺乏综合性实验、实习和专业技能培训等高水平的实践教学环节,这些状况直接造成学生实践技能和科研能力比较低下。

3机械制造及其自动化学科硕士研究生培养模式改革的建议与措施

根据多年来参与研究生培养工作的经验,并结合具体的实践体会,我们认为机械制造及其自动化学科硕士研究生的培养模式改革应该注意做好以下几个方面的工作:

3.1优化课程体系,加强了课程内涵建设在明确研究生培养目标的基础上,进一步凝炼本学科研究生的研究方向,在一定程度上调整培养方式,优化课程体系,加强课程内涵建设,使研究生的课程设置向前沿性发展[4]。适度增大本学科学术型研究生专业基础课程的比重,强化研究生对专业基础理论知识的掌握。不断拓宽研究生基础知识,使他们的知识结构有坚实的理论基础[5]。比如,在专业基础课程中增加“机械振动学”、“有限元法”和“现代机电系统设计”几门课程。在课程内涵建设过程中,一方面要根据本学科目前的情况建立较为先进、合理的课程体系,适当增减一些课程;另一方面也一定要对现有课程进行全方位的改造和完善,使课程不仅在名称上而且在内容上、效果上都能够向先进水平看齐[6]。

3.2鼓励教师引入研讨式的教学方法这种新型教学方法充分挖掘了包括学生和教师两方面课程参与者的学习潜能,最大限度地进行了认知互动,从而深化对课程主题的认识,取得知识理解和学术交流的最佳教学效果[7]。

采用研讨式的教学方式,并不是让研究生的研讨取代教师的讲授,而是对教师授课形式的一种补充,是对教师授课效果的一种促进。在教师完成正常授课的基础上,利用每次课的一部分有限时间,安排2-3名学生就事先布置好的主题进行专业角度的讲解和介绍,内容可繁可简,理论可深可浅,重点是能够把自己对专业知识的理解和见解阐述清晰,表达明确。在学生进行讲解后,其他同学可以根据讲解内容进行提问,讲解者需要给予合理的回答或者解释,对于难度较大的专业问题,可以共同研讨、交流看法,并可通过进一步的课后学习或者查阅资料获得相关的技术结果和专业结论。在研讨教学过程中,教师要起到积极的协调作用,教师不是旁观者而是参与者,要对内容选择和研讨方式起到引导作用,并对一些专业难题给予学生一定程度的启发。

3.3全面推进实践教学改革过程在研究生培养过程中,还要适当加大实践教学的力度,要积极推进实验内容和形式的改革。通过基本实验技能训练,培养学生的动手能力、科研能力和自主创新能力。根据实验室现有条件,尚需投入大量人力和财力加强学科实验室的建设。在实验条件和实验质量方面要高于本科培养标准,要尽可能增加专业实验课程的学时数,并且在各门专业实验课中争取开设综合性、设计性实验。同时,利用各种有利条件,努力建立以校企合作为依托的实践教学模式[3]。

3.4大力开展各种学术交流活动为了扩大研究生的知识面,要尽可能为研究生安排一些具有综合性、前沿性和交叉性的课程讲座,并邀请一些著名专家有目的、有针对性地开设系列学术讲座或专题报告,这些过程都有利于营造学术研究氛围,极大地启迪研究生的思维,激发他们强烈的求知欲望和创造欲望,以此提高研究生的研究水平和培养质量。同时还鼓励研究生有机会尽量走出校门,参加导师参与的各种科研活动、学术报告和学术会议,进行必要的学术交流[5]。

3.5切实提高研究生培养组织机构的工作质量目前本学科组织机构设有专门的负责人和秘书各1人,他们同时还兼任其他职务和担任教学工作,投入学科建设工作的精力固然有限,这就要求建立起比较完善的研究生培养工作机制,通过定期的调研、讨论、交流、总结来保证研究生培养工作常抓不懈。

3.6鼓励实施多导师指导制度在对研究生的指导过程中,由于一个导师的知识结构和精力都是有限的,所以应该鼓励实行双导师或多导师(导师组)制度,这种制度可以有效避免由于导师个体研究水平的局限而降低研究生培养质量的问题。当导师组中有一些跨学科或其他学科的专家进入时,更容易激发研究生的求知兴趣,扩大其专业领域视野[8]。在本学科现有条件下,通过在学科领域内对双导师制度进行的初步尝试,表明这种制度对于提高研究生指导质量,强化学生的学术管理都具有积极的促进作用,这种指导形式有必要在以后的研究生培养中不断地予以完善和坚持。

3.7努力加强研究生导师的队伍建设导师的自身素质是决定研究生创新能力的关键因素。大多数高校年轻教师都缺乏实践经验,有計划地举行师资短期培训,通过让年轻教师走进企业,积极投身到企业实际生产中,进一步提高理论与生产实践结合的能力就显得非常必要。同时,经常开展教学思想与教学方法研讨,可以促进形成高校之间相互借鉴、相互支持、共同发展的良好氛围[6]。

4结语