机械设计工程师总结范文

导语：如何才能写好一篇机械设计工程师总结，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：现代学徒制；机械设计；课程设计

2014年8月教育部提出在高职院校中开展“现代学徒制”的教学改革，深化产教融合、校企合作，进一步完善校企合作育人机制，创新技术技能人才培养模式。[1]“学徒制”指以师傅带徒工为主要形式，以某行业或职业的知识技能学习为内容，徒工可因劳动获得某种形式回报的职业教育形态,[2]是企业本位、基于工作进行学习的职业教育制度,它综合了学历职业教育和在职职业培训的优点,是一种理想的职业教育形式。[3]该校《机械设计》教学团队在这方面做了积极的探索，并进行了初步的应用。

1“现代学徒制”在《机械设计》课程设计的研究和探索

该校经过充分的调研提出了“岗位教学”的模式，该模式是指学生在进行课程设计阶段时，按照设计工程师的岗位职责将整个课程设计分为3个阶段：方案论证、样机设计、试制。方案论证阶段：《机械设计》教学团队聘请合作企业的设计工程师一起进行指导。在设计开始前，学校的教师和来自企业的设计工程师，一起同学生开展讨论会议，帮助学生了解目前市场对某些产品的需求，引入“头脑风暴”展开充分讨论，对其设计难度进行整体把握。引导学生自己提出合理的、可实行的设计目标，并初步确定设计方案，学生提交方案设计文稿。样机设计阶段：在上一段阶段所确定的设计方案基础上，根据校内教师和来自企业的设计工程师的特点，对指导的内容进行分工。校内教师指导学生资料准备、资料查询和理论计算方面的内容，来自企业的设计工程师因其对市场的了解和丰富的设计经验，主要指导学生在设计过程中的标准件、紧固件选型以及对设计方案中零、部件的结构工艺性优化等方面的内容。学生在校内教师和设计工程师的指导下根据实际设计情况，调整和完善设计方案并完成设计，提交三维设计模型、平面加工CAD图纸和设计计算书三项资料。试制阶段：在该阶段充分利用学校的“逆向工程实验室”的3D打印机-FDM成型机，根据三维模型在校内教师的指导下对上阶段所建立的三维模型进行打印制造，为后续装配做好准备。设计工程师在装配环节中充分指导学生对产品进行装配，并对在装配过程中出现的各种问题，指导学生进行手工修锉或者重新制造，直至完成整个产品装配。校内教师和设计工程师一起指导学生检验该设计方案是否达到预期的目标，并提出后续改进的意见和建议。完成该阶段内容后学生需提交完整的产品、产品设计图（三维模型和平面加工图）、使用说明书、后续改进方案和总结报告5项资料。

2“现代学徒制”在《机械设计》课程设计中的应用

根据《机械设计》教学团队所提出的“岗位教学”模式，在该学期“机制专业”的《机械设计》课程设计中应用了该模式，制定出了适合于“岗位教学”模式的教学课时分配。按照上述课时分配，教学团队根据此次全国创新设计大赛的题目，提出了“手持式封口胶带装置”“多功能手机保护壳”等题目供实训学生参考，并指导学生查阅资料。分析现有类似产品的优、缺点，学生提出对该产品的理解和分析。针对学生的理解和分析，提出产品功能性想法和设计方案。学生在教师的指导下，学生手绘总体方案草图，然后利用SOLIDWORKS、CATIA或UG等三维造型软件对零件进行建模、装配和投影平面图，利用AUTOCAD软件绘制加工用平面图，并与指导教师一起进行交叉校核、图纸标准化检查和审查。学生设计过程中的零件如图1所示。通过检查的设计方案，将其三维模型导出为STL文件格式后，利用3D打印设备，打印零件，并进行装配。

3结语

通过现代学徒制的“岗位教学”模式，在整个课程设计过程中，充分借助了来自企业的人力资源和经验，调动起学生的积极性和主动性。使学生亲身经历整个设计过程，给学生留下深刻印象，并帮助学生将理论知识和实际操作进行良好的衔接。取得了较好的教学效果和学生的好评，同时对现代学徒制在实践教学环节中进行了初步的探索和应用。

作者:李庆 刘之舟 张进春 单位:重庆电子工程职业学院

参考文献：

[1]教育部关于开展现代学徒制试点工作的意见[EB/OL].教育部网站，2014.

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关键词：卓越计划；课程设计；校企合作；系统化设计

课程设计是教学中非常重要的实践环节，它不仅仅是培养学生分析问题、解决问题的能力，提高实践创新的能力 [1 ]，而且是学生将所学的专业理论知识应用于实际的最佳途径 [2 ]。然而，目前针对课程设计进行改革实践的研究并不多，大多集中在毕业设计改革上。课程设计是实践教学环节中最为关键的教学环节之一，在整个实践教学中起到了承上启下的作用，既是专业课程的综合应用，又是毕业设计的基础和铺垫。因此，课程设计要具有综合性强和接近工程实际的特点，通过课程设计，培养学生的实践创新能力及团队合作精神，实现符合产业需要的高素质应用型人才培养要求。因此，课程设计工程化改革已势在必行，使其具有综合性强和接近工程实际的特点。

一、 “卓越工程师”教育培养计划

教育部“卓越工程师教育培养计划”是贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《国家中长期人才发展规划纲要（2010-2020年）》的重大改革项目，也是促进我国由工程教育大国迈向工程教育强国的重大举措。该计划旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才，为国家走新型工业化发展道路、建设创新型国家和人才强国战略服务 [3 ]。“卓越计划”具有三个特点： 一是行业企业深度参与培养过程；二是学校按通用标准和行业标准培养工程人才；三是强化培养学生的工程能力和创新能力。

在中国从制造大国向制造强国转型的关键时期，工科院校创建以培养机械类卓越工程师为导向的教育模式，更加强化了学生的服务企业的工程意识及工程素质 [4 ]。

二、教育理念的深刻变革

结合学校办学定位和人才培养目标定位，我校在实践中凝炼出“大德育、大工程、大实践”（简称“三大”）教育理念，其中，“大德育”是先导，体现做人的素质，“大工程”是背景，体现社会需求，“大实践”是核心，体现做事的能力 [5，6 ]。

“三大”教育理念要在课程设计中加以落实，使卓越工程师培养与课程设计更好地结合，是应用型本科院校不可忽视的重要问题。课程设计要面向社会需求，核心是培养学生创新和工程实践能力，确保知识、能力、素质的综合发展，把学生能力培养贯穿到课程设计的全过程中。

三、课程设计依托校企合作

目前多数学校都在一定规模进行校企合作，且多集中在毕业设计阶段。在近几年毕业设计的指导过程中，我们发现多数学生的机械专业基础知识还比较扎实，但工程素质较差，对性能指标的要求、成本控制等没有概念，仅仅局限于要求功能的实现，这是不满足“卓越工程师”培养计划要求的。

我校作为黑龙江省唯一一所以矿业工程为特色的本科院校，立足“大矿业”特色，根据专业特色加强与煤矿企业的联系，与黑龙江省四大矿业集团都建立了多方位的人才培养基地。通过与鸡西煤矿机械有限公司合作，成功申报了国家级工程实践教育基地。工程实践教育基地的建设和发展为实践教学改革提供有力的保障。在制定课程设计规范和要求时，聘请企业的专家和技术人员共同拟定符合社会需求的，体现应用性和创新性的课程设计文件规范。

选择和适当简化企业的真实项目，引入课程设计，开发出一系列与生产实际紧密相关的课程设计题目，实现实践教学与企业接轨，要求学生进行系统全面的调研和分析，确定设计方案。

四、系统化的设计原则

课程设计采取小组分工形式，组内成员分别调研后讨论，确定总体设计方案，再由组长根据组内成员的特长进行局部计算和结构设计等的分工，每个小组成员之间的工作都是相互关联的，这样达到互相监督、共同进步的目的。同时也培养了学生的团队合作意识和互帮互助的工作作风。

对于矿山机械课程设计，分为提升运输机械设计、采掘机械设计和矿井通风机械设计三部分，学生根据个人兴趣和就业意向选择其中的一部分进行设计。例如进行矿井提升设备选型时，要求学生对当前矿井所用的提升设备进行调查，吸取实践经验以改进设计工作。做设计要有发展的观点，既要考虑到当前，也要考虑到长远。对于主提升设备，一般对第一水平要留有20%左右的富余能力。另外在选型设计时往往要提出几个方案进行比较。再如顺槽带式输送机的选型设计，首先应清楚顺槽运输多为几台带式输送机搭接运输，所以必须根据现场的实际情况，即按要求的输送能力并考虑各台设备之间搭接转载运输时结构及尺寸上的要求，合理地确定每台带式输送机的形式及铺设长度。原则是设备投资及运转费用最少，即最经济同时也要便于管理。井下电机车运输选型设计，应考虑运输量、采煤方法，装煤点集中、贮煤量大和运距较长时，应选用较大吨位的机车，否则选用小吨位机车。另外还考虑运输人员、材料和线路维修等业务配备小吨位机车。本课程设计包括选型计算和绘图两部分，学生可按设计任务书中给定的原始数据进行计算。绘图部分，如提升机房布置图、机房布置形式及带式输送机装置图可参考相关手册选用，并结合调研情况进行相应的设计。设计及计算步骤力争完整、清晰、简洁，图纸绘制符合制图标准及相关要求。

对于液压传动课程设计，考虑学时及设计工作量，将典型液压系统的设计分解为总体设计和典型的液压元件的选型和设计。将学生分成几个小组，组内成员协作完成整个课程设计内容。其中液压缸是液压传动中的典型的应用最广泛的元件，因此每组内都要求有液压缸的设计计算和绘图。液压缸是液压传动的执行元件，它与主机及主机的工作结构有着直接的联系。不同的机型和工作机构对液压缸则有不同的工作要求。因此在设计液压缸之前，首先应了解主机的用途和工作条件、工作机构的结构特点、负载值、速度、行程大小和动作要求、液压系统所选定的工作压力和流量等作为设计原始依据的主要内容，这就要求学生在设计前充分到企业和生产实际中了解和分析总结。

五、课程设计改革实践效果

经过对我校机械工程学院两届学生进行课程设计改革试点，发现多数同学能够按照指导教师要求深入企业，详细调研，全面分析，确定出合理的设计方案。计算内容完整，图纸绘制规范。这期间，企业教师的指导起到了非常关键的作用，他们将设计经验无私地告诉学生，使学生少走了许多弯路。学生由循序渐进地完成一个系统设计，掌握了系统设计思路，大大提高学生综合设计能力。

参考文献：

[1]曹贺，孙月华，赵存友等. 机械设计专业创新训练体系的构建与实践[J].实验技术与管理，2011，7：171～173.

[2]刘波粒，刘泽军. 浅析本科生毕业设计（论文）质量滑坡的原因及其对策[J].中国高教研究，2007，7：89～90.

[3]教育部启动实施“卓越工程师教育培养计划” ――面向工业界、面向世界、面向未来，培养卓越工程师后备人才[J].中国大学教学，2010，7：4～5.

[4]吴雪峰，薛铜龙. 基于卓越工程师培养计划的“机械设计”课程设计改革[J]. 中国电力教育，2013，13：107～108.

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【关键词】机械设计；设计创新；创新方法

引言

科技的发展和进步离不开创新精神，在机械设计领域同样如此。文章对现代机械的特点进行了介绍，并对国内机械设计的创新方法进行了深入细致的分析和探讨，希望能够起到一定的参考借鉴作用。

一、机械自动化的定义

对于现代机械的定义，因为研讨的视点不一样，进而给出不一样的定义。例如美国机械工程师协会，在1984 年将其定义为：“现代机械就是经过计算机信息网络和谐与控制的机械和（或）机电部件彼此联系的体系，该体系可以完结机械力、运动和能量流等动力学任务”。而世界机器与组织理论联合会将现代机械定义为：机电一体化是精细机械工程、电子控制和体系思维在产品设计和制造过程中的协同联系。

二、现代机械特点

1、性能较高结构简单

与传统机械不同的是，现代机械具有较高的性能，其结构也越来越简单，功能变更更加容易、方便。随着技术的发展，设计方法变得多样化，作为设计人员，可以将多种技术进行融合，最终实现现代机械的综合利用。并通过不同的角度和切入点，使现代机械具有更加科学合理的结构，顺应时展的需求。

2、成本降低效率提高

现代机械的成本大幅度降低，因此能够获得更多的效益，节省人力、物力、财力。同时现代机械的效率也获得提高，缩短了工作时间。对于工作成果的展示更加清晰和明确，使现代机械使用人员对于工作成果可以进行较为直观的理解和感受。在产品质量上也获得提高，工作整体质量得以提升。

三、现代机械设计方法概论

1、现代机械设计创新理论

现代机械创新设计是一种实践活动，以理论知识和实践知识为基础，充分发挥设计者的想象力和创造力，合理运用已有的科技成果和技术手段，使得设计出来的产品更加具有实用性、创造性。现代机械设计已成为一个庞大的学科，种类和结构日益复杂，功能更加多样化。机械设计创新理论是指在机械设计学理论的基础上，联系并紧密结合认识哲学、认识科学、思维科学、设计方法学、发明学、创造学等相关学科中的有益成分，凝结设计人员的聪明才智，并且运用系统科学、信息科学、计算机技术等技术手段，融合美学原理，设计出对国家经济发展和社会进步有价值的产品。

2、机械设计创新内涵

机械设计创新可以通过多种方式实现，较为常用的是提高机械产品的性能以及优化产品的技术特性，如适应性、可靠性、经济性等指标。此外，也可以设计全新的机械产品来实现创新。随着社会的发展，科技的进步，旧的设计思维和设计方式已不能适应现代设计的需求，机械设计需要具有独创性、实用性、突破性和联动性。独创性，即打破传统的设计模式和设计理念，采用科学合理的全新的方案和组合。实用性，即机械设计的创新应具有针对性，满足市场的需求，具有合理的功能，易于生产，使用方便。突破性，即转变原有的思维方式，不局限于机械设计领域自身，而是扩展到其他领域，并从中获取灵感，为机械设计提出新的原理，开拓新的局面。

3、开展现代机械设计创新的意义

现代机械设计创新的研究成果，运用到生产实际将带来巨大的经济效益和社会效益，同时其具有的学术价值更是不容忽视的，对于机械设计行业的可持续发展具有非常重要的意义，是其发展的根本动力。机械设计产品所体现出来的并不仅仅是科学技术的运用与实现，更是设计者思维方式的反映。设计者在进行机械设计的过程中，其思维方式也不断地获得提高。同样设计者的思维方式融入到产品的设计中，使产品更加具有人性化的特征。在两者的相互作用下，使得机械设计作品更具实用性和可操作性，向着集约化、自动化、智能化的方向发展。现代化的创新力量不断涌入，必将促进机械设计的发展，使机械产品更加充满生机和活力。

四、国内外机械设计创新的方法研究

1、国内机械设计创新方法

随着经济的发展和科学技术的进步，对于机械产品无论从质量上还是从精度上都有了更高的要求，机械设计领域也产生了重大的突破，取得了令人瞩目的成果。先进的设计理论和设计方法不断涌现，在传统机械设计方法的基础上获得了进展。机械设计是十分复杂的过程，涉及到的知识和理论也非常复杂，在设计过程中会遇到各种各样的问题，然而在我国的科研工作者和机械设计人员坚持不懈的努力下，丰富了机械设计的理论，积累了宝贵的实践经验，对于机械设计中出现的问题，已经能够很好地进行解决。高科技及先进理论的引进使设计过程得以简化，为机械设计的发展作出重要的贡献。当前，计算机辅助设计、系统化设计、局部或全局性设计等创新方法已获得广泛的应用。

2、国外机械设计创新方法

相对于国内的机械设计创新，国外的创新研究开始的较早，并取得了一定的研究成果，目前应用得较为广泛有以下三种。普适设计理论是在传统设计方法的基础上发展起来的，起源于德国，通过将现有设计方法进行总结和规范，形成具体的设计规则模型，根据既有的经验，设计和构建能量的输出和输入环节，进而将机械设计的功能结构具体化。公理化设计理论方法则是在决策的基础上发展起来的，起源于美国，使科学决策和系统理论相结合，与普世理论相同的是，功利化设计方法同样注重于经验的积累，最终形成以法律公则和科学方法为基础的创新方法。公理化设计理论的优势在于能够优化和完善较为复杂的机械设计，其设计效果也比较令人满意。三次设计法理论主要包括系统设计、参数设计、容差设计几个方面，起源于日本，近几年获得了较为广泛的应用。这种方法是目前较为先进的设计方法，准确率和效率都有所提高，机械设计的整个过程可以很快的完成，充分体现了高质、高效、方便、快捷的特性。

3、培养机械创新设计思维

在进行机械设计的过程中，创新思维方式的培养非常重要。这是因为机械创新设计是极具创造性的工作，作为设计人员，在提高自身知识水平和能力的同时，培养具有创新精神的思维方式尤为重要。对于机械设计工作应以全新的视角来看待，突破传统的设计方法和思维模式，广开新思路，探索新方法、新技巧，运用先进设计手段，使原有的设计更加完善或者创造出全新的设计作品。

结束语

与传统的机械设计相比，现代机械设计具有自身设计新理念和新思路。而现代机械设计离不开创新思维，创新思维是社会发展的源泉，是现代机械设计中重要的组成部分。机械设计人员只有树立创新思维的理念，并结合自身丰富的实践经验和扎实的理论知识，同时充分利用现代计算机技术的优势，发挥主观能动性，才能够设计出满足人们对于产品越来越高的要求，从而促进我国现代机械设计发展。

参考文献

[1]许鸿艳.讨论现代机械设计的方法及研究进展[J].湖南农机，2013，40（5）：55-57.

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关键词：机械设计；传统技术；现代设计技术；可靠性设计

中图分类号：F407.42 文献标识码：A 文章编号：

机械设计是根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、方法等进行构思、分析和计算,并将其转化为具体的描述以人为制造依据的工作过程。机械设计是机械工程的重要组成部分,是决定机械性能的最主要的因素。设计工作的质量,直接关系到机械产品的质量性能、研究周期和技术经济效益等。常规设计技术是以经验总结为基础,运用力学和数学形成的公式、图表、手册等作为设计的依据,通过经验公式、近似系数或类比等方法进行设计,是一种直觉设计、经验设计和静态设计,它目前已经远远不能满足产品的功能和市场需求。现代设计技术是以电子计算机为手段,以网络为基础,建立在现代管理技术之上,运用工程设计的新理论和新方法,实现计算结果最优化,设计过程高效化和自动化的设计技术，是一种定量的、动态的和科学的设计技术。

1 常规设计技术及应用

《机械原理》及《机械设计》教材主要讲述的是常规设计技术，是学习、应用、发展现代设计技术的基础。

1.1 理论设计

根据长期总结出来的设计理论和实验数据所进行的设计称为理论设计。现以简单受拉杆件的强度设计为例来讨论理论设计的概念。设计强度计算式为 R≤RlimS或 FA≤RlimS

式中:F ——作用于拉杆上的外载荷；

A——拉杆横截面面积;

Rlim——拉杆材料的极限应力；

S——设计安全系数。

可以利用上面公式直接求解杆件必须的横截面积，也可以按其他方法先初步设计杆件的横截面尺寸，然后用强度计算公式去校核。由于实际情况复杂多变，若安全系数选择过大，则产品傻、大、粗；若安全系数过小，则很难保证安全性。

1.2 经验设计

根据对某类零件已有的设计与使用实践而归纳出的经验关系式，或根据设计者个人的工作经验用类比的办法所进行的设计叫经验设计。这对那些使用要求不大变动而结构形状已典型化的零件，是很有效的设计方法。例如箱体、机架、传动零件的各结构要素等。随着设计产品的技术系统越来越复杂，技术含量不断提高，产品更新发展速度加快，经验类比的设计方法已不能满足市场需要。

1.3 模型实验设计

对于一些尺寸巨大而结构又很复杂的重要零件，尤其是一些重型整体机械零件，为了提高设计质量，可采用模型实验设计的方法。即把初步设计的零、部件或机器做成小模型或小尺寸样机，经过实验的手段对其各方面的特性进行检验，根据实验结果对设计进行逐步的修改，从而达到完善。这个设计方法费时、昂贵，因此一般用于特别重要的设计中。

2 现代设计技术

2.1 最优化设计

最优化设计是机械设计中的一种崭新的现代化设计方法，它将机械设计问题抽象成为一个最优化问题的数学模型，即根据机械设计理论建立起满足设计有求的数学表达式，利用率数学中的最优化方法，对这个数学模型求解，即选用适当的最优化方法利用电子计算机自动寻找最优方案。

2.2 有限元设计 FED

有限元分析技术是最重要的工程分析之一，是 20 世纪 60年展起来的新的数值计算方法。随着计算机技术的发展，有限元设计在各个工程领域中不断得到深入的应用。它不仅能用于工程中复杂的非线行问题、非稳态问题的求解，而且还可用于工程设计中进行复杂结构的静态和动力分析，并能准确地计算形状复杂零件的应力分布和变形，成为复杂零件强度和刚度计算的有力分析工具。有限元法的基本思想是将结构离散化，用有限个容易分析的单元来表示，单元之间通过有限个节点相互连接，然后根据变形协调条件综合求解。由于单元的数目是有限的，节点的数目也是有限的，所以称为有限元法。这种方法灵活性很大，只要改变单元的数目，就可以使解的精确度改变，得到与真实情况无限接近的解。有限元法的基本理论要用到工程数学，力学等方面的知识。它不仅能用于工程中复杂的非线性问题、非稳态问题的求解，而且还可用在工程设计中进行复杂结构的静态和动力分析。对于一个应用工程师来说，他的目的是应用有限元法去求解各种工程问题，国内外已研制了许多成熟的大型有限元分析软件，如:SAP、AD INA、ANSYS、Ideas等。这些软件使用极其方便，不需要对有限元法进行很深入的了解，便可应用这些软件求解实际工程问题。有限元法在机械产品结构设计中的应用，使产品设计产生革命性的变化，理论设计代替了经验类比设计。

2.3 可靠性设计

可靠性设计是近几十年发展起来的一门新兴学科，从 20世纪 60 年代以来逐渐进入机械工程领域。零件的可靠性设计是指在规定的时间内，规定的条件下，完成规定功能的能力。可靠性设计（Reliability Design）是以概率论和数理统计为理论基础，以失效分析、失效预测及各种可靠性试验为依据，以保证产品的可靠性为目标的现代设计方法。

2.4 模糊设计

模糊设计师将模糊数学知识应用到机械设计中的一张方法。随着科技的深入发展，需要设计的结构越来越大、也越来越复杂，设计中涉及的变量越来越多且变量间的关系也越来越复杂，这些变量中存在大量的模糊现象，许多情况下并不能精确描述所设计的产品。在设计中除了识别“非此即彼”的精确现象，还能识别“亦彼亦此”的模糊现象。如希望设计出的机械产品“使用寿命较长”“、承载能力较强”就属于模糊现象。这就要求采用模糊数学的方法来解决这些问题。在机械设计中，一般将模糊技术与其他设计方法向结合，对机构进行研究。如利用模糊综合评判进行接卸制造、机械设计参数、传动方案等的优化选择；将模糊技术与可靠性技术相结合，形成了模糊可靠性、模糊优化设计、模糊可靠性优化等方法。

3 机械设计技术的发展趋势

随着科技的飞速发展，新技术不断涌现，产品的科技含量和性价比不断提高，世界范围内技术水平和经济实力的竞争日益激烈，企业要在不断变化的产品需求和激烈的市场竞争中立于不败之地，就要不断地改进设计理念，使用先进设计制造技术，提高产品质量，降低成本，提高生产率，生产出符合用户需求的高科技产品，这也是现代设计技术的发展方向。

具体来说现代设计技术的发展趋势主要有：

（1）设计将从产品质量成本第一的竞争策略转向快速响应市场的竞争策略；

（2）设计将从满足产品功能属性向同时满足生态与环境属性发展;

（3）设计将从需求的同时面向制造和经营管理发展；

（4）设计将从传统的串行向并行工作模式、协同工作方式发展；

（5）设计将使人们从设计过程数字化中逐步确立主动地位，激发主动创造性。顺应此趋势，目前主要研究和应用的现代设计技术有:设计方法学、优化设计、可靠性设计、有限元设计、动态设计、计算机辅助设计、工业产品造型设计、摩擦学设计、模型试验设计、创新设计、模块化设计、三次设计、反求工程设计、价值工程设计、智能工程设计、并行工程等。

4 结束语

随着科学技术的发展、计算机的广泛应用，设计方法和手段发生了很大变化，科学的新成就不断丰富、充实着机械设计的思想、理论、方法和手段，促进了机械设计的变革、创新和发展，使现代化设计技术面貌一新。广大工程技术人员应不断更新设计思维，采用现代设计技术，真正提高产品的设计水平和市场竞争力。

参考文献：

[1] 覃文洁，程 颖.现代设计方法概论[M ].北京：北京理工大学出版社，2007.

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1.机械自动化产生及定义

在1971年日本的《机械设计》杂志副刊上刊登了机电一体化这一名词，随着机电一体化的发展而被广泛的应用。美国机械工程师协会于1984年为现代机械下了如下定义：“由计算机信息网络协调与控制的，用于完成包括机械力、运动和能量流等动力学任务的机械和（或）机电部件相互联系的系统”。20世纪90年代国际机器与机构理论联合会，给出了这样的定义，机电一体化是精密机械工程、电子控制和系统思想在产品设计、制造过程中的协同结合。

2.机械自动化在生产制造中的应用现状

机械自动化技术实现机械自动化的理论基础是控制理论。控制理论是解决当今具有挑战性的社会生产与科技研究问题发挥了重要作用，是实现自动化控制的理论基础，其发展及应用将彻底改变人类传统生产、生存、生活和管理模式。机械自动化生产应用主要体现在以下方面。

2.1.生产自动化自动化的机械制造加工系统，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。

2.2.信息自动化包括计算机辅助设计、辅助制造以及产品数据库系统管理等。计算机辅助设计是指通过计算机的图形设计软件及设备，辅助工程师进行机械部件及构造的设计工作；产品数据库系统管理是对计算机设计、生产制造过程中出现的数据信息进行系统化管理。

2.3.设备装配自动化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。

2.4.物资供输自动化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。

2.5.检测自动化随着现代科学技术水平的不断发展和提高，各种新型材料和部件以及有特殊功能要求的新型复杂加工设备不断被应用到机械制造业中，使产品的检测技术和工作难度也不断增大，自动化检测技术必然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。

3.机械自动化的优点和效益

随着机械自动化技术的快速发展，机械自动化产品有逐步取代传统机电产品趋势。与传统机电产品相比，机械自动化产品具有高的功能水平和附加值，它将给开发生产者和用户带来社会和经济效益。

3.1.改善劳动条件，有利于自动化生产

机械自动化产品自动化程度高，是知识密集型和技术密集型产品，是将人们从繁重的体力劳动中解放出来的重要途径，可以加速工厂自动化、办公自动化、农业自动化、交通自动化甚至是家庭自动化，从而可促进我国四个现代化的实现。

3.2.生产能力和工作质量的提升

机械自动化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动化控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和较高的产品合格率。同时，由于机械自动化产品实现了工作自动化，所以生产力大大提高。此外，由于机械自动化工作方式具有可通过调整软件来适应需求的良好柔性，特别适合于多品种、小批量产品的生产，是缩短产品开发周期、加速更新换代的重要途径。

3.3.使用安全性和可靠性提高

机械自动化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身与设备事故，显著提高设备的使用安全性。机械自动化产品由于采用电子元器件，减少了机械产品中的可动构件和磨损部件，从而使其具有较高的灵敏度和可靠性，故障率降低，寿命得到了延长。

3.4.节约能源，减少耗材

节约能源是国家的战略目标，也是用户十分关心的问题。机械自动化产品通过采用低能耗驱动机构，最佳的调节控制，以提高设备的能源利用率，可达到明显的节能效果。由于多种学科的交叉融合，机械自动化系统的许多功能一方面从机械系统转移到微电子、计算机系统，另一方面从硬件系统转移到软件系统，从而使得机械自动化产品系统朝着轻小型方向发展，减少了材料消耗。

4.机械自动化的发展方向

近30多年我国研究机构及一些大中型企业虽对机械自动化发展方向这方面进行了大量研究，对这一技术的发展及应用做了大量工作，并取得了一定的成果。但与日本等先进国家相比，仍有相当差距。机械自动化在技术、工程系统方面已有很大的发展，但基础理论方面尚在发展中，还很不完备。今后的发展方向有如下几个方面。

4.1_机电一体化

机电一体化就是机械自动化的发展和延伸，传统的机械产品只有向机电一体化方向发展，才是机械工业发展的唯一出路。

4.2.具有复合功能，适用面广

机械自动化产品跳出了机电产品单技术、单功能的限制，具有复合功能和复合技术，使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机械自动化产品一般具有自动化控制、自动补偿、自动校验、自动调整等功能。

4.3.智能化

智能化是21世纪机械自动化技术发展的一个重要发展方向。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上吸收人工智能。

5.总结

机械自动化在设计和制造上具有多功能、高质量、高可靠性，低能耗的意义，所以机械的设计、制造都是围绕着机械自动化来进行的。机械自动化技术所面临的共性关健技术是传感检测技术、信息处理技术、伺服驱动技术、自动化控制技术、接口技术、精密机械技术及系统总体技术等。所以说，机械自动化系统就是机电一体化系统。

参考文献：

[1]王莹机械自动化技术应用与发展前景[J]科技传播，20lO

[2]冯辛安《机械制造装备设计》[M].第二版.北京：机械工业出版社，2009

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关键词：多绳摩擦提升 欧拉公式

1 假设

应用欧拉公式需要如下假设：假设1：摩擦轮为刚体，钢丝绳为柔体，在冲遇点a受拉力T1，在奔离点b受拉力T2，且T1>T2，见图1；假设2：忽略钢丝绳的自重及惯性力；假设3：钢丝绳在a、b两点的张力及与衬垫之间的摩擦力共同作用下，处于将滑动而未滑动的临界状态；假设4：沿围包弧ab运行的钢丝绳上的拉力是递减的，且拉力产生的变形为弹性变形，但由于拉力产生的钢丝绳长度变化忽略不计；假设5：钢丝绳和摩擦衬垫之间的摩擦系数为一常数。

对于假设1，首先明确柔体的概念，施加外力物体变形，外力撤除，物体不会恢复原状的物理模型叫作柔体。与柔体相反，在外力作用下，物体的形状和大小（尺寸）保持不变，而且内部各部分相对位置保持恒定（没有形变），这种理想物理模型称之为刚体。提升过程中，钢丝绳经过旋转摩擦轮必然要发生变形，显然摩擦轮是刚体，钢丝绳是柔体。此外，T1、T2分别为a、b两点钢丝绳上的张力，这其中既包括静张力又包括动张力。由于钢丝绳打滑方向可能和速度方向相同，也可能相反，所以为推导方便，提前假定T1>T2，相当于提前假定滑动方向与速度方向相反。对于假设2，其目的是忽略一些对系统影响较小的力，使力学模型更加简单。对于假设3，钢丝绳和摩擦衬垫之间的摩擦可近似认为是一般滑动摩擦，已知静摩擦系数值，为了应用库仑定律，所以要使两滑动物体处于将要滑动、但尚未滑动的临界状态。对于假设4，目的是符合应用弹性力学公式的条件。对于假设5，是推导欧拉公式的必要条件。

2 推导

结合图1、图2，在围包弧ab上截取微段钢丝绳，将 坐标系统设置于微段中心，根据静力平衡原理有：

式中：T——微段所受拉力；dT——微段所受拉力增量；dN——微段所受法向反力；dθ——微段在摩擦轮上的围包角；a——钢丝绳在摩擦轮上的围包角；f——衬垫摩擦系数；e——自然对数的底；C1——任意常数；C2——任意常数；C——任意常数。

3 结论

多绳摩擦提升设计使用欧拉公式有一定的前提条件，否则计算结果将存在偏差。而实际工作状况与假设条件之间存在出入，比如钢丝绳由绳股捻制而成，具有一定的抗弯刚度；又比如衬垫摩擦系数为变量等等。因此，许多学者从不同角度对欧拉公式进行了修正，使计算更接近实际，但修正方法尚未在规程规范中明确。GB 50215-2005《煤炭工业矿井设计规范》中采用的欧拉公式，其它如《煤炭安全规程》（2011年版）、MT5021-1997《煤矿地面多绳摩擦式提升系统设计规范》虽然没有明确采用的欧拉公式，但规定了摩擦系数为常数等原则。

综上，作者认为从设计计算的角度，应严格遵守规程规范的要求；而从现场使用的角度，需根据实测对提升系统进行复核计算。本文如有不当之处，敬请指正。

参考文献：

[1]席昭明.论多绳摩擦提升钢丝绳的滑动极限[J].西安矿业学院学报，1982年12月.

[2]葛世荣.摩擦提升欧拉公式的修正[J].矿山机械，1989年11月.

[3]曹助家，顾占山.欧拉公式在机械设计中的应用[J].机械制造，1994年第2期.

[4]于励民，忤自连.矿山固定设备选型使用手册[M].北京：煤炭工业出版社，2006.

[5]李玉瑾.多绳摩擦提升系统动力学研究与工程设计[M].北京：煤炭工业出版社，2008.

篇7

【关键词】塔式起重机专家系统安全评判 DevelopmentofExpertSystemforSafety

AssessmentofTowerCrane

HuangHongzhongYaoXinsheng

(SchoolofMechanicalEngineering,SouthwestJiaotongUniversity)

ChenXiaoanLiRunfangQinDatong

(StateKeyLab.ofMechanicalTransmission,ChongqingUniversity)

AbstractAsanimportantfacility,thetowercraneplaysanimportantroleinconstructionindustry.Thoughitssafetyproblemhasbeenconcernedworldwidely,theaccidentfrequencyhasbeenhigh.Itssafetyisstillapuzzleinthisindustry.AfterbuildingaDependRelationFigure(DRF),anexpertsystemforsafetyassessmentoftowercrane(TQES)isdevelopedinVisualC++environment,usingtheexpertsystemframetechnologybasedonmoderndesignmethodology.TheTQEShasbeenverifiedsuccessfully,andcouldbeusedtoassessthesafetyofgeneraltowercrane.

Keywords：TowercraneExpertsystemSafetyassessment

1引言

塔式起重机（简称塔机）的安全问题，一直是塔机及其应用行业的主要忧患之一，受到各国政府、制造厂商和使用单位以及科研部门的高度重视。现有的解决塔机安全问题的方法，一般立足于生产管理、使用管理和安全检查上。但是，由于人为管理的脆弱性，塔机安全问题依然严重。为此，笔者通过对塔机安全问题的调查以及对塔机的安全检查、评判的研究，开发了塔机安全评判专家系统，便于对塔机的安全状况进行经常性的安全评判，从而提高塔机的安全性。

2基本理论

2.1塔机安全的依赖关系图

在万物复杂变化的世界中，许多事物所处的状况或状态都是由一定的因素造成的，而这些事物的状态同时又是影响其他事物的状态的因素。这种相互依存、相互影响的关系就叫做依赖关系。这样的依赖关系在现实世界中随处可见。如：“他生病了”与“他感到不舒服”；“塔机超载”与“塔机不安全”等。

专家系统是一个基于推理、分析的系统，它的工作就是利用知识库的资源进行推理和分析，根据知识的相互依赖关系去寻求结论。因此，在建立专家系统前，整理知识并建立知识之间的依赖关系是基本的和必要的。

在相关知识领域中，由基本因素到复杂因素进行分析，从而形成了一种复杂的依赖关系，用图形表示就是依赖关系图。依赖关系图有助于对领域知识系统体系进行更加直观的整理，有助于系统结构设计和知识库的建立。

塔机安全的依赖关系图显示了塔机由于其自身因素和外界因素造成安全或不安全的依赖关系，在对塔机的事故和安全问题进行调查、分析、总结后，笔者给出了塔机的安全依赖关系图，如图1所示。

由于引起塔机不安全的因素的复杂性，塔机的安全依赖关系很复杂，这个依赖关系图只简单表明了塔机不安全的某些原因的某些主要发生点，具体的塔机的安全依赖关系将在专家系统知识库构造时全部装入系统。

2.2基于现代设计方法学的专家系统构造技术

专家系统的构造技术可以认为是一门高度智能化的边缘学科，把当代的相关科学领域的新的设计方法应用到专家系统的构造中，就形成了专家系统的新的构造技术即基于现代设计方法学的专家系统构造技术。

现代设计方法学是一门新兴的学科，其研究对象不是某个领域，而是某个领域的研究方法。其研究的主要内容是对现有的方法进行分析和总结，进而去发掘和创造新的方法，并把新的方法应用于相应的科学领域。在许多行业领域都有其特殊的科研队伍，其中较强大的一支是进行方法和策略的研究，其实是从事现代设计方法学的具体应用。在商业界，此类队伍已造就了许多商业奇迹，众多有效的销售方法的推出均是这些策划人员的杰作。在计算机软件行业，这样的队伍也已非常庞大，针对网络的许多新理论、新技术，对互联网络以及局域网络的发展均起到了巨大的推动作用。在机械等其他工业行业也不例外，模糊机械分析设计方法学的提出，无疑让机械设计水平跃上了一个新的台阶［1］。

在专家系统的构造方面，其构造技术也在不停地发展，但较其他软件行业就显得缓慢，主要原因就是设计新方法的发展和应用不够。专家系统的构造也应该吸收当今的现代设计新方法、新理论、新工具，以提高其构造的速度和质量。基于现代设计方法学的专家系统构造技术强调：基于面向对象的模型构造、基于用户的功能设计和基于模糊技术、神经网络的知识处理以及基于现代设计工具的实现等。

2.3可行性分析

塔机安全评判是解决塔机安全问题、提高塔机安全重要性的一种方法和手段。作为对塔机安全的评判，它具有一定的特点和作业流程。塔机安全评判人员，一般由一组塔机安全工程师和塔机专家组成，通过对塔机的状态的系统评定，根据专家的经验和有关规章制度进行评判，最后根据各个专家的评判结果进行综合，得到塔机的安全结论。检查塔机安全评判的流程，可大致描述为图2的形式。因此，塔机的安全评判具有以下特点：

1）评判人员应为塔机安全工程师和塔机专家；

2）评判应依据专家的经验和有关的规章制度实现；

3）评判过程多是专家进行分析，具体的物理活动少；

4）评判活动很难用传统的软件技术解决。

塔机安全问题的重要性在前面已有所叙述，而塔机专家是有限的，不可能对每一台塔机都配备专业的塔机专家进行实时监控，因此努力寻找新的方法来协助解决这一问题就十分必要。开发一个对应的塔机安全评判专家系统，能够对塔机随时进行安全评判，就是协助解决塔机安全问题的一种新方法的尝试。

塔机安全评判的专家系统的构造不仅是必要的而且是可行的，其理由有四：

1）塔机安全评判适宜于开发专家系统，根据前面提到的塔机安全评判的领域特点，其活动多为专家的推理活动，而评判的依据为专家群体知识，正好符合专家系统的开发要求；

2）塔机安全评判的知识存在并且可以获取，这些知识一部分来源于有关的规章制度，另外的来源于专家的经验，这两方面的知识获取都是可行的；

3）构造专家系统的技术比较成熟，专家系统也易于构造；

4）设计人员有开发专家系统的能力。

3系统模型设计

考虑到塔机安全评判的专家系统是一个基于规则的评判类专家系统。因此，在建立系统之初，就考虑了系统的扩充性，即：建立的专家系统应该适用于塔机的安全评判，同时也可作为一个一般的专家系统工具来使用，在系统启动使用后，能够通过简单的重新构造系统的知识库再构造为其他的专家系统。根据这样的设计考虑，塔机安全评判的专家系统的知识库、知识库的建立、知识的获取应该是重要的，而且是用户可重新定义使用的部分。因此，该系统是一个基于规则的评判类专家系统和工具，为了方便和说明系统的功能，以后都把该系统简称为TQES系统。

根据前面对专家系统结构的理论介绍和要求，TQES系统总体上的结构采用基于规则的一般结构，包括以下几部分：基本数据库，初始证据库，规则库，知识获取，推理机，解释机制，人机接口，综合数据库，最终数据库。其相互关系如图3所示。下面介绍其组成部分和功能。

图3TQES专家系统总体结构图

（1）库文件

TQES系统包括5个库文件，其实就是通常的知识库和综合数据库的具体形式体现。

规则库，即知识库，在基于规则的专家系统中，知识的表示是一组按照一定顺序排列的规则，这些规则一起组成规则库，规则库是知识的存放处。TQES的规则库包括了TQES专家系统用的所有知识。

基本数据库为系统的初始化数据文件，它为规则库的建立提供统一格式的数据。在TQES中，使用的最基本的推理单位为节点，节点包含有某种数据值、值的可靠度、数据的标识符等参数。基本数据库由节点构成。

中间数据库也叫综合数据库，该库是在推理中用的临时数据库，它也由节点组成。该库只有在TQES推理时存在，为动态库文件。

最终数据库是TQES推理结束并且成功后的数据库，该库存放推理的成功数据，它也由节点组成。该库只有在TQES推理成功后才产生，为动态库，但是可以进行存储和多种方式的输出。

推理机是TQES的主要的进行推理工作的模块，它根据用户的环境设定而进行推理。其主要功能实现如图4所示。

图4TQES专家系统总体流程图

（2）推理机

（3）解释机制

对推理的结论和推理的过程进行解释，增加推理的透明性。

（4）人机接口

人机接口模块是TQES的特色部分，它负责处理操作人员和系统的信息交换。包括对用户的输入信息转化为系统的形式，把系统的输出信息转化为自然化语言，动态显示推理进程、阅览检查、打印各个库文件和数据的模糊化处理等。

（5）知识获取

负责获取知识，具体来讲就是构造基本数据库文件和知识库文件。TQES通过可视化环境获取数据，动态编辑、显示，自动格式化存储，并具有安全、不失真特性。

4程序实现

按照TQES结构模型，利用基于现代设计方法学专家系统构造技术进行了程序设计。所有的程序都在VISUALC++环境下设计并调试通过，符合C++规范。由于源程序较多（500多页，近20000行代码、40万字符），在此就不列出源代码。同时，由于TQES是一个真正Windows下的面向对象的程序，因此其功能部分和界面部分是综合的。下面列出主要源程序的作用。

Item.cpp节点定义功能实现

ItemBase.cpp节点库实现文件

ItemNameManager.cpp建立基本节点库

ItemInit.cpp初始化基本节点库

ItemBasePrint.cpp打印节点库

ItemInitDate获取初始化数据

MyTree.cpp以树形显示节点库

MyList.cpp以列表形式显示节点库

Rule.cpp规则定义功能实现

RuleBase.cpp规则库实现

RuleManager.cpp建立和管理规则

RuleBasemanger.cpp建立和管理规则库

RuleAddItem.cpp为规则增加前提或结论

RuleDisplay.cpp规则以自然语言显示在屏幕上

RuleEqualEdit.cpp规则的前提和结论之间计算关系的公式编辑器

RuleList.cpp规则库以列表显示

RulePreHeight.cpp规则前提权重分配

Value.cpp节点的值实现

Do.cpp推理驱动

Doing.cpp推理进行

DoSutuo.cpp推理设置

ConclusionOut.cpp显示推理结论

MainFrm.cpp主窗口管理

Tqes.cpp程序进程总启动

TqesView.cpp程序视图管理

TqesDoc.cpp程序文档管理

t程序帮助的索引

Tqes.rtf程序帮助的源文件内容

5结论

TQES系统经过调试后全部达到功能指标，并对一些已经存在的塔机安全事故进行分析，结果正确、可靠，是一个值得信赖的塔机安全评判软件，可以对塔机的安全管理起到一定的协助作用。同时，考虑到软件开发的难度和塔机专业的局限性，在TQES开发之初就考虑到其功能和应用领域的不协调性。因此TQES在主文件不加修改的前提下，通过相应的库文件的重新构造或修改，就可应用到其他类似的评判类、推理类、故障诊断类专家系统中，TQES又是一个广义上的专家系统开发工具，它具有广阔的应用领域和光辉前景。

*国家自然科学基金、四川省跨世纪杰出青年学科带头人培养基金资助项目

作者简介：黄洪钟1963年6月生，重庆市长寿县人。博士，教授。现任纽约科学院会员，日本机械工程师学会会员，中国现代设计法研究会可靠性学会理事，中国机械工程学会可靠性工程分会理事，中国机械工程学会机械设计分会理事。《机械设计》杂志编委，国际著名杂志ReliabilityEngineeringandSystemSafety,FuzzySetsandSystems,MicroelectronicsandReliability等论文特约评阅人。主要从事可靠性与安全性工程、CAD、智能优化设计、神经网络、模糊技术的研究工作。主持或参加国家级和省部级科研项目14项，获国家级和省部级科技奖3项，获国家专利1项，出版学术著作4部，在国内外学术刊物上120余篇。

姚新胜1969年12月出生，山西晋城人。1993年7月毕业于西南交通大学，获学士学位。1993年8月至1996年8月在山西长治北机务段工作。1999年6月毕业于西南交通大学，获硕士学位。现正在西南交通大学攻读博士学位，研究方向为安全工程、智能CAD与专家系统。主持并研究国家级和省部级项目3项，发表学术论文4篇。

作者单位：黄洪钟姚新胜（西南交通大学机械工程学院）

陈小安李润方秦大同（重庆大学机械传动国家重点实验室）

作者地址：四川省成都市；西南交通大学机械工程学院；邮编：610031

参考文献“”版权所有

1黄洪钟．机械设计模糊优化原理及应用．北京：科学出版社，1996.

2陈新标．浅析塔机使用方面的危险因素及防范措施．建筑安全，1997，（10）：6～8.

3程映雪等．社会主义市场经济条件下我国劳动安全卫生策略研究（5）．劳动保护科学技术，1995,15（5）：23～24.

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关键词：机械产品；方案设计方法；发展趋势

引言

科学技术的飞速发展，产品功能要求的日益增多，复杂性增加，寿命期缩短，更新换代速度加快。然而，产品的设计，尤其是机械产品方案的设计手段，则显得力不从心，跟不上时展的需要。目前，计算机辅助产品的设计绘图、设计计算、加工制造、生产规划已得到了比较广泛和深入的研究，并初见成效，而产品开发初期方案的计算机辅助设计却远远不能满足设计的需要。为此，作者在阅读了大量文献的基础上，概括总结了国内外设计学者进行方案设计时采用的方法，并讨论了各种方法之间的有机联系和机械产品方案设计计算机实现的发展趋势。

根据目前国内外设计学者进行机械产品方案设计所用方法的主要特征，可以将方案的现代设计方法概括为下述四大类型。

1、系统化设计方法

系统化设计方法的主要特点是：将设计看成由若干个设计要素组成的一个系统，每个设计要素具有独立性，各个要素间存在着有机的联系，并具有层次性，所有的设计要素结合后，即可实现设计系统所需完成的任务。

系统化设计思想于70年代由德国学者Pahl和Beitz教授提出，他们以系统理论为基础，制订了设计的一般模式，倡导设计工作应具备条理性。德国工程师协会在这一设计思想的基础上，制订出标准VDI2221“技术系统和产品的开发设计方法。

制定的机械产品方案设计进程模式，基本上沿用了德国标准VDI2221的设计方式。除此之外，我国许多设计学者在进行产品方案设计时还借鉴和引用了其他发达国家的系统化设计思想，其中具有代表性的是：

(1)将用户需求作为产品功能特征构思、结构设计和零件设计、工艺规划、作业控制等的基础，从产品开发的宏观过程出发，利用质量功能布置方法，系统地将用户需求信息合理而有效地转换为产品开发各阶段的技术目标和作业控制规程的方法。

(2)将产品看作有机体层次上的生命系统，并借助于生命系统理论，把产品的设计过程划分成功能需求层次、实现功能要求的概念层次和产品的具体设计层次。同时采用了生命系统图符抽象地表达产品的功能要求，形成产品功能系统结构。

(3)将机械设计中系统科学的应用归纳为两个基本问题：一是把要设计的产品作为一个系统处理，最佳地确定其组成部分(单元)及其相互关系；二是将产品设计过程看成一个系统，根据设计目标，正确、合理地确定设计中各个方面的工作和各个不同的设计阶段。

由于每个设计者研究问题的角度以及考虑问题的侧重点不同，进行方案设计时采用的具体研究方法亦存在差异。下面介绍一些具有代表性的系统化设计方法。

1.1设计元素法

用五个设计元素(功能、效应、效应载体、形状元素和表面参数)描述“产品解”，认为一个产品的五个设计元素值确定之后，产品的所有特征和特征值即已确定。我国亦有设计学者采用了类似方法描述产品的原理解。

1.2图形建模法

研制的“设计分析和引导系统”KALEIT，用层次清楚的图形描述出产品的功能结构及其相关的抽象信息，实现了系统结构、功能关系的图形化建模，以及功能层之间的联接。

将设计划分成辅助方法和信息交换两个方面，利用Nijssen信息分析方法可以采用图形符号、具有内容丰富的语义模型结构、可以描述集成条件、可以划分约束类型、可以实现关系间的任意结合等特点，将设计方法解与信息技术进行集成，实现了设计过程中不同抽象层间信息关系的图形化建模。

文献［11］将语义设计网作为设计工具，在其开发的活性语义设计网ASK中，采用结点和线条组成的网络描述设计，结点表示元件化的单元(如设计任务、功能、构件或加工设备等)，线条用以调整和定义结点间不同的语义关系，由此为设计过程中的所有活动和结果预先建立模型，使早期设计要求的定义到每一个结构的具体描述均可由关系间的定义表达，实现了计算机辅助设计过程由抽象到具体的飞跃。

1.3“构思”—“设计”法

将产品的方案设计分成“构思”和“设计”两个阶段。“构思”阶段的任务是寻求、选择和组合满足设计任务要求的原理解。“设计”阶段的工作则是具体实现构思阶段的原理解。

将方案的“构思”具体描述为：根据合适的功能结构，寻求满足设计任务要求的原理解。即功能结构中的分功能由“结构元素”实现，并将“结构元素”间的物理联接定义为“功能载体”，“功能载体”和“结构元素”间的相互作用又形成了功能示意图(机械运动简图)。方案的“设计”是根据功能示意图，先定性地描述所有的“功能载体”和“结构元素”，再定量地描述所有“结构元素”和联接件(“功能载体”)的形状及位置，得到结构示意图。Roper，H.利用图论理论，借助于由他定义的“总设计单元(GE)”、“结构元素(KE)”、“功能结构元素(FKE)”、“联接结构元素(VKE)”、“结构零件(KT)”、“结构元素零件(KET)”等概念，以及描述结构元素尺寸、位置和传动参数间相互关系的若干种简图，把设计专家凭直觉设计的方法做了形式化的描述，形成了有效地应用现有知识的方法，并将其应用于“构思”和“设计”阶段。

从设计方法学的观点出发，将明确了设计任务后的设计工作分为三步：1)获取功能和功能结构(简称为“功能”)；2)寻找效应(简称为“效应”)；3)寻找结构(简称为“构形规则”)。并用下述四种策略描述机械产品构思阶段的工作流程：策略1：分别考虑“功能”、“效应”和“构形规则”。因此，可以在各个工作步骤中分别创建变型方案，由此产生广泛的原理解谱。策略2：“效应”与“构形规则”(包括设计者创建的规则)关联，单独考虑功能(通常与设计任务相关)。此时，辨别典型的构形规则及其所属效应需要有丰富的经验，产生的方案谱远远少于策略1的方案谱。策略3：“功能”、“效应”、“构形规则”三者密切相关。适用于功能、效应和构形规则间没有选择余地、具有特殊要求的领域，如超小型机械、特大型机械、价值高的功能零件，以及有特殊功能要求的零部件等等。策略4：针对设计要求进行结构化求解。该策略从已有的零件出发，通过零件间不同的排序和连接，获得预期功能。

1.4矩阵设计法

在方案设计过程中采用“要求—功能”逻辑树(“与或”树)描述要求、功能之间的相互关系，得到满足要求的功能设计解集，形成不同的设计方案。再根据“要求—功能”逻辑树建立“要求—功能”关联矩阵，以描述满足要求所需功能之间的复杂关系，表示出要求与功能间一一对应的关系。

Kotaetal将矩阵作为机械系统方案设计的基础，把机械系统的设计空间分解为功能子空间，每个子空间只表示方案设计的一个模块，在抽象阶段的高层，每个设计模块用运动转换矩阵和一个可进行操作的约束矢量表示；在抽象阶段的低层，每个设计模块被表示为参数矩阵和一个运动方程。

1.5键合图法

将组成系统元件的功能分成产生能量、消耗能量、转变能量形式、传递能量等各种类型，并借用键合图表达元件的功能解，希望将基于功能的模型与键合图结合，实现功能结构的自动生成和功能结构与键合图之间的自动转换，寻求由键合图产生多个设计方案的方法。

2、结构模块化设计方法

从规划产品的角度提出：定义设计任务时以功能化的产品结构为基础，引用已有的产品解(如通用零件部件等)描述设计任务，即分解任务时就考虑每个分任务是否存在对应的产品解，这样，能够在产品规划阶段就消除设计任务中可能存在的矛盾，早期预测生产能力、费用，以及开发设计过程中计划的可调整性，由此提高设计效率和设计的可靠性，同时也降低新产品的成本。Feldmann将描述设计任务的功能化产品结构分为四层，(1)产品(2)功能组成(3)主要功能组件(4)功能元件。并采用面向应用的结构化特征目录，对功能元件进行更为具体的定性和定量描述。同时研制出适合于产品开发早期和设计初期使用的工具软件STRAT。

认为专用机械中多数功能可以采用已有的产品解，而具有新型解的专用功能只是少数，因此，在专用机械设计中采用功能化的产品结构，对于评价专用机械的设计、制造风险十分有利。

提倡在产品功能分析的基础上，将产品分解成具有某种功能的一个或几个模块化的基本结构，通过选择和组合这些模块化基本结构组建成不同的产品。这些基本结构可以是零件、部件，甚至是一个系统。理想的模块化基本结构应该具有标准化的接口(联接和配合部)，并且是系列化、通用化、集成化、层次化、灵便化、经济化，具有互换性、相容性和相关性。我国结合软件构件技术和CAD技术，将变形设计与组合设计相结合，根据分级模块化原理，将加工中心机床由大到小分为产品级、部件级、组件级和元件级，并利用专家知识和CAD技术将它们组合成不同品种、不同规格的功能模块，再由这些功能模块组合成不同的加工中心总体方案。

以设计为目录作为选择变异机械结构的工具，提出将设计的解元素进行完整的、结构化的编排，形成解集设计目录。并在解集设计目录中列出评论每一个解的附加信息，非常有利于设计工程师选择解元素。

根据机械零部件的联接特征，将其归纳成四种类型：1)元件间直接定位，并具有自调整性的部件；2)结构上具有共性的组合件；3)具有嵌套式结构及嵌套式元件的联接；4)具有模块化结构和模块化元件的联接。并采用准符号表示典型元件和元件间的连接规则，由此实现元件间联接的算法化和概念的可视化。

在进行机械系统的方案设计中，用“功能建立”模块对功能进行分解，并规定功能分解的最佳“粒化”程度是功能与机构型式的一一对应。“结构建立”模块则作为功能解的选择对象以便于实现映射算法。

3、基于产品特征知识的设计方法

基于产品特征知识设计方法的主要特点是：用计算机能够识别的语言描述产品的特征及其设计领域专家的知识和经验，建立相应的知识库及推理机，再利用已存储的领域知识和建立的推理机制实现计算机辅助产品的方案设计。

机械系统的方案设计主要是依据产品所具有的特征，以及设计领域专家的知识和经验进行推量和决策，完成机构的型、数综合。欲实现这一阶段的计算机辅助设计，必须研究知识的自动获取、表达、集成、协调、管理和使用。为此，国内外设计学者针对机械系统方案设计知识的自动化处理做了大量的研究工作，采用的方法可归纳为下述几种。

3.1编码法

根据“运动转换”功能(简称功能元)将机构进行分类，并利用代码描述功能元和机构类别，由此建立起“机构系统方案设计专家系统”知识库。在此基础上，将二元逻辑推理与模糊综合评判原理相结合，建立了该“专家系统”的推理机制，并用于四工位专用机床的方案设计中。

利用生物进化理论，通过自然选择和有性繁殖使生物体得以演化的原理，在机构方案设计中，运用网络图论方法将机构的结构表达为拓扑图，再通过编码技术，把机构的结构和性能转化为个体染色体的二进制数串，并根据设计要求编制适应值，运用生物进化理论控制繁殖机制，通过选择、交叉、突然变异等手段，淘汰适应值低的不适应个体，以极快的进化过程得到适应性最优的个体，即最符合设计要求的机构方案。

3.2知识的混合型表达法

针对复杂机械系统的方案设计，采用混合型的知识表达方式描述设计中的各类知识尤为适合，这一点已得到我国许多设计学者的共识。

在研制复杂产品方案设计智能决策支持系统DMDSS中，将规则、框架、过程和神经网络等知识表示方法有机地结合在一起，以适应设计中不同类型知识的描述。将多种单一的知识表达方法(规则、框架和过程)，按面向对象的编程原则，用框架的槽表示对象的属性，用规则表示对象的动态特征，用过程表示知识的处理，组成一种混合型的知识表达型式，并成功地研制出“面向对象的数控龙门铣床变速箱方案设计智能系统GBCDIS”和“变速箱结构设计专家系统GBSDES”。

3.3利用基于知识的开发工具

在联轴器的CAD系统中，利用基于知识的开发工具NEXPERT-OBJECT，借助于面向对象的方法，创建了面向对象的设计方法数据库，为设计者进行联轴器的方案设计和结构设计提供了广泛且可靠的设计方法谱。则利用NEXPERT描述直线导轨设计中需要基于知识进行设计的内容，由此寻求出基于知识的解，并开发出直线导轨设计专家系统。

3.4设计目录法

构造了“功能模块”、“功能元解”和“机构组”三级递进式设计目录，并将这三级递进式设计目录作为机械传动原理方案智能设计系统的知识库和开发设计的辅助工具。

3.5基于实例的方法

在研制设计型专家系统的知识库中，采用基本谓词描述设计要求、设计条件和选取的方案，用框架结构描述“工程实例”和各种“概念实体”，通过基于实例的推理技术产生候选解来配匹产品的设计要求。

4、智能化设计方法

智能化设计方法的主要特点是：根据设计方法学理论，借助于三维图形软件、智能化设计软件和虚拟现实技术，以及多媒体、超媒体工具进行产品的开发设计、表达产品的构思、描述产品的结构。

在利用数学系统理论的同时，考虑了系统工程理论、产品设计技术和系统开发方法学VDI2221，研制出适合于产品设计初期使用的多媒体开发系统软件MUSE。

在进行自动取款机设计时，把产品的整个开发过程概括为“产品规划”、“开发”和“生产规划”三个阶段，并且充分利用了现有的CAD尖端技术——虚拟现实技术。1)产品规划—构思产品。其任务是确定产品的外部特性，如色彩、形状、表面质量、人机工程等等，并将最初的设想用CAD立体模型表示出，建立能够体现整个产品外形的简单模型，该模型可以在虚拟环境中建立，借助于数据帽和三维鼠标，用户还可在一定程度上参与到这一环境中，并且能够迅速地生成不同的造型和色彩。立体模型是检测外部形状效果的依据，也是几何图形显示设计变量的依据，同时还是开发过程中各类分析的基础。2)开发—设计产品。该阶段主要根据“系统合成”原理，在立体模型上配置和集成解元素，解元素根据设计目标的不同有不同的含义：可以是基本元素，如螺栓、轴或轮毂联接等；也可以是复合元素，如机、电、电子部件、控制技术或软件组成的传动系统；还可以是要求、特性、形状等等。将实现功能的关键性解元素配置到立体模型上之后，即可对产品的配置(设计模型中解元素间的关系)进行分析，产品配置分析是综合“产品规划”和“开发”结果的重要手段。3)生产规划—加工和装配产品。在这一阶段中，主要论述了装配过程中CAD技术的应用，提出用计算机图像显示解元素在相应位置的装配过程，即通过虚拟装配模型揭示造形和装配间的关系，由此发现难点和问题，并找出解决问题的方法，并认为将CAD技术综合应用于产品开发的三个阶段，可以使设计过程的综合与分析在“产品规划”、“开发”和“生产规划”中连续地交替进行。因此，可以较早地发现各个阶段中存在的问题，使产品在开发进程中不断地细化和完善。

我国利用虚拟现实技术进行设计还处于刚刚起步阶段。利用面向对象的技术，重点研究了按时序合成的机构组合方案设计专家系统，并借助于具有高性能图形和交换处理能力的OpenGL技术，在三维环境中从各个角度对专家系统设计出的方案进行观察，如运动中机构间的衔接状况是否产生冲突等等。

将构造标准模块、产品整体构造及其制造工艺和使用说明的拟订(见图1)称之为快速成型技术。建议在产品开发过程中将快速成型技术、多媒体技术以及虚拟表达与神经网络(应用于各个阶段求解过程需要的场合)结合应用。指出随着计算机软、硬件的不断完善，应尽可能地将多媒体图形处理技术应用于产品开发中，例如三维图形(立体模型)代替装配、拆卸和设计联接件时所需的立体结构想象力等等。

利用智能型CAD系统SIGRAPH-DESIGN作为开发平台，将产品的开发过程分为概念设计、装配设计和零件设计，并以变量设计技术为基础，建立了胶印机凸轮连杆机构的概念模型。从文献介绍的研究工作看，其概念模型是在确定了机构型、数综合的基础上，借助于软件SIGRAPH-DESIGN提供的变量设计功能，使原理图随着机构的结构参数变化而变化，并将概念模型的参数传递给下一级的装配模型、零件设计。

5、各类设计方法评述及发展趋势

综上所述，系统化设计方法将设计任务由抽象到具体(由设计的任务要求到实现该任务的方案或结构)进行层次划分，拟定出每一层欲实现的目标和方法，由浅入深、由抽象至具体地将各层有机地联系在一起，使整个设计过程系统化，使设计有规律可循，有方法可依，易于设计过程的计算机辅助实现。

结构模块化设计方法视具有某种功能的实现为一个结构模块，通过结构模块的组合，实现产品的方案设计。对于特定种类的机械产品，由于其组成部分的功能较为明确且相对稳定，结构模块的划分比较容易，因此，采用结构模块化方法进行方案设计较为合适。由于实体与功能之间并非是一一对应的关系，一个实体通常可以实现若干种功能，一个功能往往又可通过若干种实体予以实现。因此，若将结构模块化设计方法用于一般意义的产品方案设计，结构模块的划分和选用都比较困难，而且要求设计人员具有相当丰富的设计经验和广博的多学科领域知识。

机械产品的方案设计通常无法采用纯数学演算的方法进行，也难以用数学模型进行完整的描述，而需根据产品特征进行形式化的描述，借助于设计专家的知识和经验进行推理和决策。因此，欲实现计算机辅助产品的方案设计，必须解决计算机存储和运用产品设计知识和专家设计决策等有关方面的问题，由此形成基于产品特征知识的设计方法。

目前，智能化设计方法主要是利用三维图形软件和虚拟现实技术进行设计，直观性较好，开发初期用户可以在一定程度上直接参与到设计中，但系统性较差，且零部件的结构、形状、尺寸、位置的合理确定，要求软件具有较高的智能化程度，或者有丰富经验的设计者参与。

值得一提的是：上述各种方法并不是完全孤立的，各类方法之间都存在一定程度上的联系，如结构模块化设计方法中，划分结构模块时就蕴含有系统化思想，建立产品特征及设计方法知识库和推理机时，通常也需运用系统化和结构模块化方法，此外，基于产品特征知识的设计同时又是方案智能化设计的基础之一。在机械产品方案设计中，视能够实现特定功能的通用零件、部件或常用机构为结构模块，并将其应用到系统化设计有关层次的具体设计中，即将结构模块化方法融于系统化设计方法中，不仅可以保证设计的规范化，而且可以简化设计过程，提高设计效率和质量，降低设计成本。

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我于XX年3月1日进入的我们公司，最开始我在车间实习了一个月，我知道实践才是检验真理的唯一标准，在实习期间，我努力地融入我实习的各个工作岗位，与生产工人尽心地交流。对公司的企业文化，运行机制等都有了一定的了解。同时，在此期间，我对公司的设备，产品，加工流程等也有了一定的认识。这为我之后的工艺工作打下了一定的基础。

实习完之后，我回到了技术中心，成了一名工艺员。在此之前，我从事的是机械设计工作，从来没有接触过工艺工作，虽说经常和工艺人员接触，但对具体明确的工艺职责和工艺任务，我心里也没有底。经过几个月的工作，我主要负责的工作有以下几个方面：

1.工艺文件的编制。我主要负责编制了新产品袋装粉料拆包机、干混砂浆移动筒仓及部分老产品的工艺编制及改进。现在拆包机已经试制成功，移动筒也正紧锣密鼓的生产中。并且，我起草编制了工装编码规则，用以规范公司工装的图号编制。

2.工装的设计。我负责设计了几个新式工装，例如；皮带机尾部张紧装置焊接工装、从动滚筒的同心度检测工装等。同时也将公司以前设计正在使用工装重新测绘整理出图成了标准图纸。

3.在管理提升工作方面，我负责起草了与工艺相关的岗位职责。并且从四月底开始，和其他工艺工程师一起进行了每周两次的工艺纪律检查。对工艺文件也进行了系统的整理。

4.在工艺培训工作方面，我们工艺人员利用晚上休息时间进行了三次工艺培训，我主要负责了机械识图方面，针对车间员工的培训，反响良好。

5.在进行工艺工作的同时，也协助技术人员进行了部分设计工作。例如：协助郑芮设计了部分拆包机部件、设计了几种新老产品的油漆方案及铭牌、协助何浩设计了部分皮带机部件等。

通过这四个来月的工作，使我在工作能力，思想方面都有了很大的进步，同时，也存在一些不足。比如，移动筒的制作工艺还不能跟上我们的发货及制作数量，工艺有待进一步改进。又比如，工艺检查及反馈执行情况还不太理想。这些都是我在今后的工作中需要改善的。因此，我计划在下半年的工作中，我主要从以下几方面入手，改善现阶段的工作：

1.将部门职责细化重组，分配并落实到各个相应的职能单位；完善针对部门质量目标达成情况的统计办法，使工作目标达成情况真实有效并能得到有效的分析控制。

2.持续改善工艺文件，加强工艺文件对现场制作的指导作用。开展工艺研究，针对生产关键环节和质量薄弱环节，探索工艺规律，改进工艺条件，优化每一个工位使之形成指导性文件并指导生产一线员工作业。

3.加强工艺检查。通过工艺检查，发现问题，采取措施，及时解决；工艺检查将按照各工位的作业指导文件每周对生产工艺进行测查。同时监督检查后的问题跟踪及反馈。

4.多下车间与一线工人沟通，吸取广大群从的智慧，收集他们提出的意见，建议。经甄别筛选后对现行工作进行改进。

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关键词：创新；人才；实践教学；物流工程

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）16-0055-03

为推动我国物流业健康发展，高质量的物流人才成为其核心动力。近年来，国家提出培养创新型人才中长期计划以增强人才竞争实力，国家教委亦在《国家中长期教育改革和发展规划纲要》中提出“加强实验室、校内外实习基地、课程教材等教学基本建设”的要求。从人才市场看，企业缺失具备较强实践能力和创新能力的物流人才。因此，立足于市场需求，结合创新型人才的培养要求，建立科学的创新型物流人才培养实践教学体系，成为目前我国物流人才培养及物流行业发展亟待解决的问题。

一、国内外研究与发展现状

1.国内。国内关于实践教学的研究主要集中在两方面。一方面，研究如何从不同角度与层次构建实践教学体系。徐玲玲从基础实践、专业实践、综合实践、毕业实习、毕业设计（论文）等方面构建实践教学体系[1]。刘丹通过对物流人才市场需求分析，从课程教学改革、校内实践基地建设、产学合作教育等方面入手，构建实践教学体系[2]。赵晓丹等以教学、科研、生产相结合，教师、学生、专家相结合，课堂教学、实验研究、基地实习相结合的原则构建实践教学体系[3]。卢海燕针对构建的实践教学体系，提出了其管理体系、保障体系及评价机制[4]。孙慧以实习、实验、课程设计、毕业设计等环节为基础，构建科学的实践教学体系[5]。马乐等以物流工程创新实践型人才能力结构为基础，对物流人才培养体系进行探讨[6]。另一方面，研究如何对现有实践教学体系进行改革。张运以满足市场需求的物流人才为前提，提出了理论知识、自学能力、实践能力、创新能力等“四位一体”的培养模式[7]。林B嫔等在分析我国高校物流人才培养现状基础上，构筑了注重应用性和实用性的物流实践教学体系[8]。周泰等总结了我国物流工程专业学生实践能力与创新能力现状，提出了加强学生创新能力的一系列措施[9]。孙卫华，王成林结合北京物资学院的物流专业培养目标，探讨了物流教学改革的思路和物流工程专业实践教学的内容[10]。

2.国外。国外的物流教学体系主要包括大学物流教育、物流职业教育、培训及从业资格认证。其物流实践教学有三个典型模式：①德国。其特点是“双元制”培养体系。学生在学习理论知识体系的同时进行物流实践活动，理论结合实际，大大缩短了与企业人才需求的距离；②日本。其特点是涉猎广泛、不拘一格。日本的大学专业课课程设置不仅强调多元化，而且突出特色，可以适应物流领域的多方位需求。另外，企业和物流协会也非常注重物流人才培养与培训。在学校和社会共同努力下，形成了完整的物流教育和培训体系；③美国。其特点是兼顾学位教育与职业教育的多层次全方位教育体系。美国既重视正式的物流人才学历教育，又重视在职人员的职业教育。物流从业人员从业前必须接受职业教育。在美国供应链管理协会的倡导下，美国建立了职业资格认证制度，如仓储工程师、配送工程师等职业资格。

综上所述，国内外主要从培养目标分析、教学体系构建、教学体系评价等几方面进行研究。研究以培养目标与市场需求分析为指导，从不同视角出发构建人才培养实践教学体系；或针对我国目前人才培养存在的主要问题，对实践教学体系提出改进建议。本文以市场需求为目标，分析物流创新型人才应具备的特征。基于此构建创新型物流人才的实践教学体系，最后提出保障实践教学体系实施的保障体系。

二、创新型物流人才特征分析及其对实践教学体系的要求

1.创新型物流人才的特征。专业物流人才应具备以下能力：熟悉物流流程，精通供应链管理，具备创新物流方案、提高物流服务水平的管理能力；能熟练运用规划方法和优化理论，对物流工程项目进行合理规划和有效管理；在各个行业领域能有效结合物流与本行业、企业的经营特点，为企业创造价值。综上，创新型物流人才应具备的特征有：首先，具备扎实的专业理论基础，并能对基础理论融会贯通与灵活应用；其次，具有突出的创新思维、实践能力与创新能力。学生应具备在物流环节进行设计和创新的能力、设计和优化物流系统、分析和解决物流系统实际问题；此外，还应具有较强的研究能力和可持续发展能力，具有很好的专业知识自学能力和很强的适应性，在工作中能科学将物流结合行业或企业的特点，创造性的解决具体问题。

2.创新型物流人才培养对实践教学体系的要求。结合创新型物流人才的特征与学生的学习成长规律，构建逐级培养学生能力的实践教学体系，要特别注意培养学生理论结合实际的实践能力、创新能力和综合运用能力。应特别重视基础性实践课程、实践环节和课外实践活动设置。首先，基础实践可以帮助学生将所学知识联系起来，加深对理论知识的理解，这一环节使学生具备扎实的理论基础和基础实践能力。其次，在实践环节，实践课程设置应重视对学科知识综合应用的综合类课程设计，如物流信息技术与数据库课程设计、供应链一体化设计和优化设计，锻炼学生的实践能力和创新能力。最后，课外实践环节设置的竞赛活动和科研活动可以锻炼学生研究能力和持续发展能力。在专业老师的指导下，学生可以逐渐强化创造性解决问题的能力。

三、创新型物流人才实践教学体系构建

基于培养创新型物流人才对实践教学体系提出的要求，借鉴国内物流工程本科专业现有实践教学体系，构建实践教学体系结构如下。

1.基础性实践课程。实践课程是培养学生创新意识、创新思维和创新能力重要的基础环节。与理论课程同步的基础性实践课程可采用⒎⑹剑鼓励学生互动讨论、尝试创新，成为主动学习的人。该部分包括基础实习、实验和设计性课程设计。基础实习可开设金工实习、物流技术装备实习、供应链认知实习、国际货运实训等，基础实验开设基础机械实验、电子电工实验、上机实验（计算机应用基础、C语言程序设计、VB程序设计、数据库技术及应用等）。设计性课程设计主要由机械设计、物流装备设计等组成。其中，物流技术装备实习在老师的带领下参观物流装备实验室或物流场站、港口等地，了解各种现有装备的基本性能和使用条件。国际货运实训是在学习了国际物流学之后，采用参观实习的方式，帮助学生通过实际操作熟悉国际货代的基本工作与责任。机械设计课程设计是将机械理论知识运用于实际的过程，包括减速器设计等。物流设施规划课程设计是结合设施规划理论与题目数据相结合，进行厂房总平面设计工作。物流装备设计课程设计是结合机械设计原理和给定题目的实际情况进行物流设备设计，如带式输送机设计。

2.实践环节。实践环节课程应以学生培养分析问题、解决问题的实践能力和创新能力为目标。其包括综合性课程设计、物流生产实习、毕业实习和毕业设计（论文）。综合性课程设计可以开设供应链优化设计、Matlab仿真设计、物流信息系统数据库设计、物流系统建模与算法设计、物流工程仿真课程设计等。生产实习和毕业实习应在校外实习基地进行。同时提倡学生在企业实习期间寻找研究课题和项目，为毕业论文撰写打好基础。毕业设计（论文）是本科生对所学知识综合运用的成果体现，可以锻炼学生综合运用多学科的理论知识和技能。保证一定比例的学生进行工程设计类毕业设计（论文），培养学生查阅资料、实验研究、工程设计、分析问题和解决问题以及书写科学技术报告的能力。

3.课外实践活动。课外实践活动是物流人才提升创新能力的重要途径。在活动中学生结合工作及参赛需求和专业知识创造性解决问题，培养其创新能力和持续自主学习能力。课外实践活动有学科竞赛、大学生创新科研项目、教师科研项目等组成。

鼓励和组织学生参加学科竞赛，专业指导老师对大学生竞赛项目加以引导。主要包括全国数学建模大赛和物流设计大赛。该专业对全国大学生物流设计大赛较为重视，每届都通过校内选拔，选派优秀学生与老师积极参与，并已取得全国一等奖、二等奖的优异成绩。专业老师引导学生参加创新科研项目，并指导学生申报参加各级大学生创新创业项目，效果良好。有助于培养学生自主学习的可持续发展能力和研究能力，提升创新能力。在专业老师鼓励和引导下，组成研究团队，使学生参与老师的科研项目，将所学知识应用于实践，有助于培养学生的创新意识和创新能力。

四、创新型本科人才实践教学体系实施保障

实施保障是保证教学体系有效实现的重要环节，因此保障措施也是创新型人才培养落实的关键。

1.实习基地建设。①校内实习基地建设，校内实习基地是实践教学的首要条件，同时也是培养学生实践技能的重要保证。国内高校应建设物流工程仿真实验室、物流工程模型实验室等，提高实验室利用率，通过参观与实践提升教学效果。此外，高校应将科研基地等优势资源向本科生开放，为本科生开设科学探究类课程和实验课程，指导本科生在基地开展创新研究、毕业设计训练等活动，接收高年级本科生进入研究团队进行课题研究。②校外实习基地，校外生产实习能培养学生的实际实践能力，是学生理论联系实际的最好途径。学校应积极联系，与乐于接受和培养高校实习生的实习单位建立好的合作机制，重视校外实习基地建设，使学生参与到企业生产中，发现和解决企业运营中的物流问题，为学生创造性解决问题提供条件。

2.师资队伍建设。①双师型”专业教师培养，“双师型”专业教师对于创新型物流工程人才的培养起到至关重要的作用。学校可以通过校企联合为教师提供到物流企业学习、调研的机会，培养一批既懂物流基本理论又了解物流企业的运作规律的师资队伍，为培养实践创新型物流工程人才提供保障。②专家和优秀企业家走进课堂，学校可聘请行业专家与物流企业经验丰富的企业家和学生座谈交流，这种零距离的交流形式，可以帮助学生了解当下企业人才需求与物流行业发展趋势，让学生更加明确未来的发展方向，及早进行有意识的知识储备。

3.制度保障。在制度保障方面，应建立科学的创新型人才培养评价体系。改革以往对学生只注重知识的单一考核制度，还应重视学生平时上课与完成作业的情况。另一方面，建立更客观、系统的教师评价系统，在对知识的传授结果考核的同时，还应考核授课的态度、方式与手段等。

创新型人才的培养需要结合行业发展趋势与时俱进，不断发展，培养出满足当今人才市场需要的创新型人才。本文根据创新型物流人才特征分析及其对于实践教学体系的要求，构建了符合市场需求和人才成长规律的三维实践教学体系，并针对建立的实践教学体系提出保障措施。该体系能为高校培养创新型物流人才起到一定的指导作用，有效缩短高校培养人才与市场需求的差距，在一定层面上解决高校物流人才就业难，企业物流人才短缺的问题。本文τ诒U咸逑笛芯坎还蝗面，着重强调了实践环境、师资队伍和制度激励的建设，对学生主体考虑的较少，希望能在今后的研究中弥补不足。

参考文献：

[1]徐玲玲.国际物流人才培养实践教学体系的构建、实施与保障[J].物流技术，2013，32（4）：273-275.

[2]刘丹.本科物流管理专业实践教学体系构建研究[J].物流技术，2011，30（8）：142-146.

[3赵晓丹，吴春华，周振，等.构建以培养创新型科技人才的实践教学体系[J].实验室研究与探索，2015，34（11）：206-209.

[4]卢海燕.创新型人才培养视角下实践教学体系构建的思考[J].实验实践教学，2013，（10）：183-184.

[5]孙慧.物流工程专业创新型实践教学体系的构建[J].物流科技，2010，（1）：141-142.

[6]马乐，李楠，张莹莹，等.基于能力结构的物流工程创新实践型人才培养体系建设探析[J].物流科技，2013，（1）：31-35.

[7]张运.创新型物流管理人才培养模式研究[J].重庆交通大学学报，2010，10（3）：22-23.

[8]林B嫔，张晓西.我国高校物流人才培养现状分析[J].河南教育（高教），2014，（6）：11-12.