机械工程设计及自动化范文

导语：如何才能写好一篇机械工程设计及自动化，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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1.1满足对机器的功能要求

所有产品的开发都是为了更好满足人们各种需要的，因此其都将具有独特的功能。不同产品之间的功能都有相互区别之处，都有属于自身的主要功能。换句话来说，这些产品都能够将不同信号、能量、物质进行特定的处理，从而输出具有不同特性的信号、能量、物质。而机械工程及自动化产品正是具有如此功能的产品，其能够科学化、自动化的自主处理来自外部输入的信号、能量、物质，依据自身特性对这些内容进行加工，输出符合用户需求的信息、动力、产成品。机械工程及自动化系统不仅拥有机电一体化这项技术所具有的功能，而且能够利用这项技术开发适配的机电一体化产品。而这种机电一体化产品可以通过其设计不同、制造工艺不同打造不同功能，从而满足用户多样化的需求。

1.2利用先进技术不断创新

机械工程及自动化系统可以根据其拥有的主功能，对这类产品或系统进行分类。(1)加工机。这是一种主要以物料的搬运和加工为主的自动化机械，其通过将输入的信息、能量及其物质通过加工处理步骤，输出改变原有物质形态、位置的一种机械，例如在生活当中经常看到的机床、交通运输的机械、食品加工的机械、用于纺织和印刷的机械等等；(2)动力机。这是一种主要以能量输出的机械，其在获取输入信息之后，在自主判断能量来源、成本的基础上输出不同能量的一种系统，例如：运输工具的电动机、内燃机、发动机等等。(3)信息机。其是以信息处理为主要功能的自动化机械系统，其对输入的信息或指示进行处理，为用户输出需求的信息，例如运输工具或加工机械上的仪表、生活中经常用到的计算机和打印机以及其他各种信息终端等等。另外，机械工程及自动化系统还具有其它的功能，例如：检测的功能、控制的功能、构造的功能。这些功能都是机械工程及自动化系统的辅助功能，其在以上的功能系统运作原理基础上，为用户开发出的更有利于模型设计或者是数据分析的各种自动化机械的产品。这些产品的设计和开发非常有利于开拓人类的思维，延伸用户的思路，让创造发明更加容易被实现。例如，金属切削机床就是受到了工件和刀具之间会产生相对运动启发而设计的，其利用这种切削作用的基本原理设计出了更方便工作的机械设备。而科学家们又根据工件和刀具之间运动方式的差别，设计出了具有不同功能的机床。可以发现，机械工程及自动化这一领域的发展空间是非常广阔的，其拥有开拓的想象空间，而我们需要做的就是将机械工程设计的原理融入到我们的生活中不断的创新，不断的设计出方便人类生活、工作的自动化产品。

2机械工程及自动化系统在化工生产中的应用

在每个产品的生产过程中，都对每个生产工艺过程的工艺变量(或叫做物力量)进行一定的控制。这些被控制的工艺变量将直接影响整个生产过程，并在产品的数量和质量当中表现出来。例如，如果要控制精馏塔的塔顶或者是塔釜的温度，就一定要保证其内部操作压力时刻不变，只有才能才能够得到一批合格的产品。假如在加热过程中加热炉的出口温度所产生的波动超出了允许范围，就会导致下一工序出产半成品的质量和数量。另外，在加热过程中还要时刻控制化学反应器内的反应温度，只有保持温度平稳波动，才能让整个过程的生产效率达到要求。另外，虽然有些工艺变量不会直接的影响到产品的数量极其质量，但是保持其平稳波动却是确保整个加工生产过程得到控制的重要保证。

2.1锅炉汽包水位控制方面的研究

锅炉汽包是一种用于生产蒸汽的重要设备，其在工业生产当中发挥着不可缺少的作用。在生产蒸汽过程中，如何保持锅炉汽包内液位的高度维持在规定的范围内对整个生产过程都是至关重要的。如果水位低于标准水平，将会直接影响到气体产生的数量，而且会导致锅炉内水分被烧干的事故出现。相反，如果内部水位高于标准区间，就会导致所生产蒸汽的含水量过大，从而降低蒸汽的质量。可以发现，汽包液位的准确、动态控制在锅炉生产过程中扮演着重要的角色。为了更好的保证液位适当，可以为其设计以下机械工程及自动化系统。（1）单冲量控制系统：这一系统当中“冲量”一词的实际意思是指变量，而“单冲量”一词就是指汽包的动态水位。单冲量控制系统是一种非常典型和常见的简单控制系统。其运作原理如下：在蒸汽所产生的负荷突然产生大幅度的增加时，会产生假水位的现象，控制器会开始工作，从而调整控制阀的实际开度，大大减小供水量以保证锅炉内所有物料之间的平衡。接着，在假水位现象消失之后，由于炉内的蒸汽量开始增加，控制器就会增大送水量，从而减少反而炉内水位快速下降所带来的气泡波动。控制器在这一系统中发挥着关键的作用，通过单冲量控制系统可以大大降低蒸汽生产过程中发生事故的风险几率。但是，这一体统也有自身的弱点。对于大型锅炉来说，当炉内产生时间短以及负荷波动非常大的情况时，该系统无法进行快速反应，从而不能让炉内的水位得到保证。相反，当该系统被加载于小型锅炉时，由于炉内的水汽包中会在一个时间段长久停留，从而让蒸汽负荷产生变化时其所产生假水位现象并不是很明显，需要在此系统上安装连锁的报警装置来保证单冲量控制系统满足蒸汽生产的实际需求。（2）双冲量控制系统：双冲量能够有效避免单冲量系统的弱点，其能够在汽包水位的控制过程中，通过主要的扰动来控制蒸汽负荷的动态变化。主动扰动系统让双冲量系统能够根据蒸汽的流量对水汽泡的高度进行动态的校正，从而不仅能够减少“虚假水位”所导致的失误操作，并且能够使供水控制阀更加灵敏，不断根据水位的减少或者增加，根据既定标准对水位进行调整，大大提高了科技含量，并提高了产品的品质和加工效率。从另一方面来看，其实双冲量这一控制系统是一种充分结合前馈控制和单回路反馈两种控制原理的复合控制的系统。但是，这种融合却也导致双冲量控制操作性和设计性难度的提高，为了更好的保证整个系统的有序运作，就需要在这两个系统之间找到平衡点并加以控制。

2.2冷却器控制方案的研究

冷却器在机械工程及自动化控制当中也扮演着重要的地位。冷却剂是冷却器的热载体，在当前化工生产中通常会采用液态氨等化学介质。通过利用冷却器内化学介质的蒸发来吸收整个工艺物料生产过程中所产生大量的热量，从而使这些工艺物料能够达到其规定的出口温度。（1）控制冷却剂的流量：其是控制主要是通过改变传热面积F的传热速度来运作的。此方案在控制过程中比较平稳，能够保证冷却剂得到充分的利用，并且并不会对压缩机的入口产生过大压力。但是，这种方案控制也存在不够灵活，不能保证蒸发的空间从而导致气氨带液对压缩机造成伤害的弱点。（2）控制气氨排量：该机械的运作原理是通过机械内部的平均温度来实现对工艺物料输出温度的控制的。此种方案的控制具有很高的灵敏度，但是必须保证该冷却机内的制冷系统能够适应压缩机入口的动态压力波动，从而保证冷却剂得到充分利用。另外，为了更好的确保整个系统的顺利运行，还要在此系统上加载另一个液位的控制系统，从而防止液氨泄露导致压缩机内部的损坏。

3机械工程及自动化系统对生产和生活的影响

3.1生产能力和工作质量提高

机械工程及自动化自产生到如今已经经历了五十个年头，伴随这一技术的发展，为人类社会带来了更加便利的交通设施，更加容易的沟通渠道，更加高效的生产模式。机械工程及自动化促进了人类整个社会的发展，带来了生产能力和工作质量的提高。现有的机械工程及自动化设备(机械)已经开始朝着更加高科技方向发展，其控制灵敏度、可用度、适应性都较其出现之初得到了长足的发展，并且这些设备能够对参数、温度、湿度等主观环境得到有效的控制，从而让产品的生产大大的克服了地域、时间、空间的限制。

3.2使用安全性和可靠性提高

机械工程及自动化的产品能够根据动态环境来配置资源、能量、信息的输入和输出，让产品的生产、信息的传递更加具有安全性。自动化操作系统也减少了繁琐的信息交互，让信息的传递跨越人为主观意识的阻碍。通过结合信息管理系统与机械一体自动化系统，为企业战略的制定和实施更加容易，让对整个产品生产线的操控更加简单和准确，从而大大提高了当代企业运作的可靠性。生产厂区人工数量的减少，对危险操作流程采用机械工程及自动化系统避免了有害工种对员工产生的健康威胁，通过远程操作、前馈程序编制的方式，大大提高了工作过程当中的安全性。

3.3节约能源，减少耗材

机械工程及自动化大大的节约了能源，其通过对动态环境做出不同反应，减少了人工生产过程当中的失误，大大避免了人工工作过程中产生的风险，从而让产品的生产效率更高、产品次品率更低、产品质量更高。通过大规模机械之间的相互组合，新型机械工程及自动化生产线极大的减少了人工成本，缩短了整个产品出产的时间，从而减少了生产过程当中失误几率、信息传递误差的产生，带来了企业生产成本、耗材数量的降低。

4结语

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关键词：机械工程；自动化设备；安装技术

引言

自动化设备的应用主要是用来生产实践的，这也标志着自动化设备正在逐步现代化。在实施安装的过程中，自动化设备中的零部件是安装工作中的重点内容。安装的效果影响结构的精度，安装的时间影响设备的质量，也会影响生产的产品的使用效果。因此，研究安装技术具有重要的现实意义。

1机械工程中自动化设备的安装要点

首先，应该在安装前做好充分准备，牢记安装规则，重视安装中的注意事项。安装技术人员必须背熟安装过程，在实际安装前应该在心里模拟一遍，并且思考安装中可能出现的问题，提前制定解决问题的方案，以便在遇到突发问题时能够尽快解决问题，顺利安装完成。其次，要注意自动化设备的轴承安装和零部件的焊接。在进行这两项安装时，要按照自动化的科学方法进行操作。最后，自动化的设备内部比较精密，零部件的安装需要进行密封处理，如图1所示。即便是安装的交界面，也要进行特别处理。

2安装技术中存在的问题

自动化的安装技术具有一定的理论知识，自动化设备的运行也是依靠数理化知识进行设置的。安装时，如果技术人员能够保障安装质量，将直接提高设备的工作效率。另外，我国的安装技术和方法和国外的先进技术还存在一定差距，计算机处理技术并不能在安装时充分发挥作用。

3安装技术的改进措施

3.1提高安装质量

自动化设备的安装质量由安装人员的技术水平决定。安装人员的专业素质必须过硬，同时要重视这项工作的重要性。平常工作中，要训练安装知识，通过实际操作更加熟练操作流程，以减少安装时的失误。制定安装的监督管理工作，严格规范操作流程，通过激励制度激发员工的工作热情。

3.2学习安装技术和方法

我国的安装技术相对落后，通过学习国外的安装技术可以提高我国安装技术的整体水平。和国外的先进技术人员沟通和交流，以国外的先进技术为基础，不断创新，以不断提高我国的安装水平。

3.3加强人才培养

我国自动化设备的应用越来越广泛，国家应该投入更多科研资金，以加快安装技术的发展。要培训安装人员，选拔优秀的人才，不断提高整体人员的技术水平。

4自动化设备安装技术的具体应用

4.1自动化系统的安装

4.1.1加工系统在我国的工厂中，技术人员长期处在生产工作中，身体受到严重的损害。而自动化技术广泛应用于工厂生产，尤其是加工系统，可以极大程度地降低工作人员的劳动强度，提升工厂的生产速度，提高工厂生产的零件精度，从而获得更多的经济利益。4.1.2组装系统实际生产中，生产的工具多种多样，其中应用广泛的工具就是小元件的组合工具。以往小元件的组装依靠人工，不仅耗费大量人力，也会严重耽误生产进程。自动化系统的加入，明显提高了工厂的生产效率，且不会因为人工安装出现大量的位置错误。在工厂的组装系统中，全面融入自动化技术，可保障元件的生产顺序，降低整体失误率，提高生产效益。

4.2检测系统

由于产品的要求越来越高，产品的精度检测也是工作中的重点。自动化系统的加入，提升了产品的检查速度，保障了产品质量。检测系统可以高精准检查生产的各个环节，极大地增加了产品的生产数量。4.2.1找准安装基点安装设备的过程中，应该找准设备的中心线。基础中心线要求和纵横的中心线统一对齐。实施安装前，可以对标板进行永久式绘制。基准点的位置也应该绘制布置图，以两种图版为基础进行安装。图上应该标明实际的埋设点和基准点，如果设备在安装过程中需要及时做出调整，也会有基准点作为参考。同时，要实施观察设备的沉降情况。当设备进入高速运转时，以减少震动的发生。值得注意的是，基准点的数量一般不能少于四个，检查时可以按照原有的基础规范设立基准点的标准。4.2.2定位设备吊装设备后，需要精准的定位设备。因此，可以设立挂设基准线，按照要求选择钢丝。钢丝的直径应该在0.3～0.75mm。挂设期间的拉紧力应该在钢丝整体承受力的2/5～4/5。水平挂设时，整体的距离不能超过40m，斜跨距离不应该超过40m。对基准线进行挂设，可以帮助线架进行调整。安装期间，线锤必须和基准点对症。经过调整后，才可以锁定螺母。应用基准线时，也不会发生明显的偏移。4.2.3调整标高标高的调整是设备安装工作中的重点内容。应用水准仪对基准点进行设定，然后投射辅助应用的基准线确定设备的标高，不断做出调整直到调整合格为止。比较重要的设备必须应用水准仪，以减少设备安装可能发生的失误。4.2.4调整水平度在以往的安装工作中，基本按照整体设备和分体设备结合参照调整水平度。如今，应用水平仪可以测量设备表面，按照不同的设备选择不同的水平仪，分体的设备找平后分别进行安装，之后进行整体的安装即可。

5结语

机械工程是我国的主要工程之一。应用自动化设备可以提高生产效率和产品质量，进而提高整体的工程竞争力。

参考文献

[1]刘朝军.建筑机电自动化设备安装技术问题及其对策研究[J].建筑工程技术与设计，2015，（7）：1642.

[2]朱红丽.试论机械工程自动化设备安装技术[J].城市建设理论研究：电子版，2015，（3）：3901.

[3]黄位昌，马锦静.机械设备地脚螺栓安装时应注意的几个问题[J].沿海企业与科技，2015，（10）.

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关键词：自动化焊接设备；工程机械制造业；运用

社会经济的发展带动工程机械制造业取得新的发展，在这个过程中，自动化焊接设备得到有效运用，并发挥出积极作用。自动化焊接设备是在传统焊接工艺的基础上发展而来的，其主要特点就是能实现自动化生产，能大幅度减轻劳动量，同时还可以实现批量化、精准化生产，有助于实现良好的生产效率与质量，提高机械制造的整体水平。近年来，工程机械制造取得新的发展，这是基于社会经济生活的实际需要产生的进步，也是促进工程机械发展的动力。在这个过程中，通过应用自动化焊接设备，有效提高了工程机械制造的整体效率，不仅如此，还有效提高了生产过程中的焊接质量，从而促进工程机械制造达到新的水平和质量，推动工程机械制造展现出新的发展前景[1]。

1自动化焊接设备在工程机械制造业中的优势

1.1提高生产效率，提高产品质量

在工程机械制造过程中应用自动化焊接设备，能保证具体的焊接过程按照相同程式进行，在生产过程中一般不需要中断，这有助于提高生产效率。同时，由于焊接设备能实现自动化控制，制造的工件能达到高度一致性，能提高产品质量[2]。

1.2有助于节省资源，提高生产技术水平

工程机械制造生产过程中，存在大量精密零部件的制造，尤其是一些小型设备的生产制造对于技术要求更高，这种情况下，应用自动化焊接设备往往能实现有效生产。这是因为传统焊接技术以及设备往往难以达到相应的制造精度，难以满足实践生产需要，应用自动化焊接设备，就可以确保相应的生产制造达到具体要求，实现高质量生产。这个过程一般不会出错，很少出现资源浪费现象，有助于节约资源，提高工程机械制造的整体水平。

1.3改善工人劳动强度，优化工作环境

传统焊接工作环境下，工人需要付出大量劳动，在工程机械生产制造过程中应用自动化焊接设备，就可以减少劳动量，减轻工人劳动强度；不仅如此，焊接生产过程中产生的烟雾等物质对人体有害，传统焊接工作过程中工人往往会受到伤害，在自动化焊接设备的帮助下，工人不再需要进行亲自焊接，有助于保护工人身体健康，优化工人工作环境。

2自动化焊接设备在我国工程机械制造业中具体应用

2.1主体与控制器的运用

自动化焊接设备的应用过程中，其主体以及控制器是非常关键的部分，一般情况下，其主体结构主要是六轴关节型，在实践工作过程中，对其使用效果具有一定要求。另一方面，其材料还需要达到良好的耐腐蚀性；在具体生产过程中，主体结构主要是坚固式。自动化焊接设备的动力来源于交流伺服机，为了确保系统工作的动力，往往还需要设置对应的路径测量系统，为实现有效的自动化焊接提供相应的动力。在实际生产过程中，工人需要对整体系统进行控制，并对其实现自动化控制[3]。

2.2焊接电源的运用

在工程机械制造过程中应用自动化焊接设备，需要在保证生产效率与质量的同时，保证工人的生产安全。这就需要对焊接电源做好控制。如果选择脉冲电源，就需要配备相应的数字化技术。此外，工人在使用设备的过程中，要注意保证电压的稳定性，通过观察具体传感器掌握系统运行情况。

2.3传感系统的运用

自动化焊接设备自身的传感系统非常摘要，这也是保证自动焊接设备发挥其具体作用的关键。在实践过程中，传感系统一般会具有一定的跟踪功能，具体可以分为电弧跟踪、激光跟踪等。在具体生产加工过程中，工作人员可以根据需要设定相应的范围，这就可以确保焊枪始终在合理范围内工作；另一方面，在具体生产过程中，工作人员还需要结合产品具体情况对参数进行调整，具体包括电压以及电流等数据，这个过程有助于进一步完善优化生产过程，确保产品达到相应标准和要求。自动化焊接设备在使用过程中还会受到其他因素影响，比如落灰、污染等，进而影响系统的整体运行。针对这种情况，需要工作人员做好相关控制，尤其是需要及时掌握自动化焊接设备的运行情况，并结合实际对其进行科学调整，不断促进自动化焊接设备达到良好运行状态，提高整体生产效率与质量，促进自动化焊接设备高效优质完成工作。

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关键词：工程机械制造；自动化焊接设备；应用

1自动化焊接设备概述

焊接机器人和焊接专机是自动化焊接设备的主要设备，通过这些设备可以提高工程机械制造产品的质量和效率。自动焊接设备有很多优点，包括提高生产效率、对技术操作比较低、降低生产中对空气的污染、降低了生产成本，并且这些设备的维护和保养成本都很低适合长期使用。随着科技的不断进步，自动化焊接设备的功能和性能也得到完善，有利于提高工程机械制造的品质，实现产品流水线生产的要求。

2自动化焊接设备的主要特点

2.1适用范围广泛

我国对机械化的发展特别重视，对工程的机械化的扶持力度很大，一些政策的出台更加促进了自动化焊接设备的发展，相对传统的焊接技术，现代的焊接技术更加先进，受外界的影响也很小，保证了产品的质量。自动化焊接设备对工程机械制造的影响很大，是核心条件，也能满足基本的实用性。自动化焊接设备的不断发展，推动了机械生产的不断发展，为机械制造提供了动力。

2.2减少了工人工作量

自动化焊接设备的出现，极大地提高了工作效率，节约了劳动力，并将之分配到其他的领域。自动化焊接设备可以非常完美地完成机械自动化制造，要正视这一趋势。自动化焊接技术给机械制造提供了强力的保障力量，要充分利用自动化焊接设备，更好地为人们服务，同时要注意在操作过程，注意安全生产。

3自动化焊接设备在工程机械制造中的应用

3.1控制系统的应用

在我国自动化焊接设备迅速发展的背景下，逐步将机器人工作站运用于工程机械制造行业。控制器及机器人本体是焊接机器人工作站的重要组成部分。其中本体的主要运用形式为6轴关节的形式，其承载能力较强，结构刚度较高，并且材料本身无放射性和腐蚀性，使用寿命长，一般超过15年。

3.2焊接电源的应用

在电源焊接过程中，首先要选择先进的品牌，例如，福尼斯牌全数字逆变脉冲焊接电源，拥有自主知识产权的企业可以采用自主开发的焊接电源，进一步提高产品的兼容性，而且企业必须高度重视控制系统接口的匹配性。在电源焊接过程中，必须使用专家参数系统以数字形式显示焊接参数，此外，还需要随时在线修正焊接过程中通过示教器输入的主要数据。除此以外，先进的产品收弧成功率较高，能保证焊接表面不翘起，填补电弧坑，还可以全面覆盖焊接断点，此外，还通过平行摆动功能对焊缝进行快速识别，并对其及时进行填充，同时需要确保焊枪内并未出现漏油的问题[1]。

3.3龙门架的应用

在自动焊接机器人中，龙门架是行走部件，龙门框架设置在机器人主体上可进一步扩大操作范围。通过使用控制系统，可以实现对龙门的综合控制，有效保障本体运动与外轴运动的协调性。在控制系统中，为了使焊枪达到焊接位置，必须将机器人本体倒置在龙门上。此外，还需要确保轴承、导轨、和齿轮等构件的质量，进一步提高在行进状态下的焊接精确度，此外，还需要对龙门架的导轨实施防尘、的保护措施，保证减速机电动机的服务性能，避免本体出现抖动的情况，并将重复误差平均控制在0.2mm内[2]。

3.4软件和传感系统的应用

自动化焊接机器人工作站的主要功能包括激光定位、生产跟踪等，其对传感系统和软件系统的使用程序较为复杂。在系统操作过程中，通过利用电弧的跟踪功能能准确检测焊接电压和电流，通过使用自动校正的方法能有效调整实际工作中与编程的位置偏差，此外，通过接触寻位等功能能准确判断焊接原始点，在找到原始点之后通过运用激光跟踪功能能进一步提高其抗干扰的能力[3-4]。

4自动化焊接设备的应用发展趋势

通过对工程机械制造业发展现状进行分析，可以发现影响自动焊接设备的因素很多，包括控制器、焊接电源、机器人本体、传感系统等。由于企业对工程机械制造精度的要求较高，所以，务必要通过对自动化设备的合理运用来有效保障设备可以在工艺支持下实现两者的匹配，并根据工件的生产要求设定焊接参数，此外，还需要运用诊断功能来修复参数，提高设备的功能性。

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关键词：机械工程；自动化技术；发展方向

在机械制造业不断发展与完善的基础上，我国社会经济与人们生活水平不断提高。机械制造业也是我国各行业生产设备完善的关键所在，是我国生产制造行业重要组成部分，机械制造业技术的完善可以更好的促进我国工业体制发展。因此，提高机械工程及其自动化技术有着重要作用，在提高机械制造业进步的同时建立机械制造业市场新环境。

一、机械工程及其自动化技术近况

在我国工业化进程发展下，机械工程及其自动化技术不断完善。当前我国机械工程及其自动化技术主要需要韧性自动化与刚性自动化，在自动化技术使用过程中同样存在着一定问题，有待工作人员进行完善。我国各机械生产制造企业都属于刚刚发展起步时期，相关管理人员对企业的管理方式管理思想都不够完善，过于轻视机械工程及其自动化技术的使用，进一步导致我国工业化进程发展受到阻碍。由于机械工程及其自动化技术不受重视，致使其在工业生产过程中的使用不完善，使得我国工业生产的发展受到严重的阻碍。在目前机械工程及其机动化技术发展过程中，需要根据机械工程实际情况利用科学的方法完善自动化技术，更好的促进机械工程制造行业的生产质量与效率。同时由于机械制造行业的特殊性致使各机械制造企业管理人员管理方法与思想不完善，中国制造意识的薄弱等因素导致我国继电工程及其自动化能力相对较弱，不能更好的促进社会的发展，满足人们日常生活的需要。

二、机械工程及其自动化技术特殊性

机械工程及其自动化技术特殊性主要有四点明显特性：第一，机械工程及其自动化技术是由各种先进的科学技术共同组合形成的。在机械工程及其自动化技术发展过程需要对各种先进的科学技术进行融合与加工。机械制造生产企业在使用机械工程及其自动化技术进行工作过程中，根据各种先进技术的要求需要相应的能量转换设备对生产中的能量进行转换，满足机械制造生产过程中需要的各种条件。第二，机械工程及其自动化技术可以在各个领域进行使用。机械工程及其自动化技术由各种先进科学技术组成，使各个领域都能对其进行使用，在其不断发展的过程中也推动了许多行业的发展，使各行业可以满足新经济市场环境下人们对产品要求。与此同时，各生产企业在使用机械工程及其自动化技术过程中还可以对环境产生一定的保护作用，利用机械工程及其自动化技术可以减少生产过程中资源的浪费与损耗，满足我国可持续发展的政策，在一定程度上促进了生产企业的经济发展。第三，机械工程及其自动化技术在施工过程中具有简单的操作流程。机械工程及其自动化技术以自身各种先进技术为依托使其功能多样化，机械制造企业工作人员根据提供的操纵流程就可以进行生产工作，在简化传统生产流程的同时减少了生产过程中安全事故的发生情况，提高了企业工作的工作质量与效率。第四，机械工程及其自动化技术的使用可以更好的提高机械制造生产行业的生产质量与效率。机械工程及其自动化技术的使用提高生产技术、生产设备与生产产品之间的联系性，使企业在生产过程中降低资金投入、人员投入等，并在提高生产质量的同时更好提高机械生产效率。

三、机械工程及其自动化技术的未来分析

以机械工程及其自动化技术特殊性为核心进行科学的解析可以清楚的了解机械工程及其自动化技术未来的发展目标。

（一）数字化发展方向

机械工程及其自动化技术中最重要的技术就是数字化技术，在互联网技术、生产管理技术与生产技术融合过程中促进了数字化生产技术的形成。在数据信息传递数字化的作用下提高了信息传递的安全性与稳定性。使信息数据传送过程更加简单快捷，在提高了机械生产质量与效率的同时生产操作流程更加简单。在机械工程及其自动化技术数字化发展过程中使得远距离商业经济活动更加简洁。

（二）环保化发展方向

在我国雾霾环境日益严重过程中人们对环境保护意识越来越强，同时由于各能源、生产与环境之间的关系使得人们对环境的保护越来越重视。人们在生活生产过程中更加关注对环境的保护，将经济生产放在第二位。各企业纷纷以对环境进行保护过程中提高自身经济收益为条件进行产品生产，满足了可持续性发展政策的要求。在这种情况下，机械工程及其自动化技术在发展过程中也应该通过科学的方法提高其环保性，在生产的各环节之中提高回收利用思想，实现对各资源的有效利用。

（三）网络化发展方向

在我国步入信息化时代的基础上互联网技术在各行业普及，在这种情况下各行业之间都在想网络化方向发展。机械工程及其自动化技术在互联网技术与计算机技术的影响下，各生产项目与细节之间网络化发展越来越明显，使得我国机械工程及其自动化技术与世界先进技术之间的差距越来越小，进一步促进我国机械制造生产行业在世界中的地位的提高。

（四）虚拟化发展方向

在以往的机械生产设计过程中，通常由设计人员在设计图纸上进行设计，再生产过程中根据设计图对生产产品进行解析，根据所得解决确定机械设计的最佳方案。在这一阶段往往需要投入大量时间，同时受到各种因素的影响都会影响设计结果。在这宗情况下，为了提高产品设质量，减少各因素对设计结果的影响，利用相关电子设备代替传统的图纸设计。在计算机技术的帮助下可以在极短的时间内对设计生产结果进行分析与实验，利用科学的方法将产品设计中的相关数据信息进行传递，提高各部门之间的交流性。因此，虚拟化放展方向将是机械工程及其自动化技术的重要发展目标。

结束语：

综上所述，在机械制造也的发展过程中推动了我国社会经济的不断进步。在新经济市场环境影响下，传统的生产技术已经不能适应新的市场，机械工程及其自动化技术的使用可以更好的提升生产制造企业的生产质量与效率。在各种先进技术的影响下，机械工程及其自动化技术的发展方向更加智能以及多样化。

参考文献：

[1]曾钰钦.机械工程及其自动化技术的未来[J].四川建材，2017（01）.

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我国机械自动化要想实现持续性发展不但要具备较高的起点及时引进世界先进技术，而且也要兼顾那些投入只需少量投入但可以取得较高收益的技术，做到全面衡量、合理应用，根据我国的实际情况，及时引入最为适宜的机械自动化生产技术才能实现制造业的持续性发展，才能为国家创造更好的经济效益。

关键词：

机械设计；自动化；发展方向

经济的快速发展，人们的需求变得越来越多。全球经济一体化的发展进程中，为了追求企业效益，企业不再沿用传统的设计技术完成机械制造业输出，传统的机械制造业设计已经不能满足机械制造业的进步和需求。人们开始研究自动化控制系统的升级改造问题，满足日益增长的生产需要。保证生产安全和生产质量。带动积极地发展，带动社会的发展。

1机械制造设计及其自动化的复合设计内容原则

1.1满足对机器的功能要求

基于二十世纪九十年代国际装备机构学术组织及相关机构做出的这样的概念界定：机电联体型是高端机械装备、电子程序调控及系统思维理论在机械产品结构设计及制作环节中的紧密融合，所以不论哪一类社会产品的问世均是给社会上人们生活中的某类需求而研发和制作的，均都具备相应的某项基本效能。

1.2加强创新与完善

按照机械制造设计及其自动化系统或产品的主功能不同，可以将其系统与产品进行分类处理。①根据物料的加工与运输为主。输入的信息、能量与物质在加工处理之后，输出改变了形态与位置的物质产品或系统，也就是加工机械设备，比如各种轻工机械、印刷机械、纺织机械、起重机械、食品加工机械、交通运输机械、机床等。②以机械能量为主，将信息与能量进行输入处理，同时输出具有不同能量的产品或系统，这就是动力机械，比如内燃机、水轮机、电动机等。③以处理信息为主，将能量与信息进行输入处理，主要输出某种声音、文字、图像、数据等产品信息，也被称为信息机，主要为传真机、计算机、仪表、仪器等办公机械[1]。除了上述介绍的主功能外，机械制造设计及其自动化系统花具备构造、控制、检测、动力等的内部功能。在制造设计机械自动化产品的时候需要基于以上功能构成原理来进行，以便不断加强创新技术的应用，提高机械产品的自动化水平。

2机械工程设计及自动化特点

传统的机械制造业设计已经不能满足机械制造业的进步和需求，后续维护费用变得越来越高昂。人们开始研究自动化控制系统的升级改造问题，满足日益增长的生产需要，减少维护费用。保证生产安全和生产质量。机械产品自动化能够满足这些要求，能够避免发生故障，有着很好的安全性能，避免发生安全事故，在处理自动故障的问题上有自我分析的功能，能够大大提高生产效率。机械工程自动化能够将根据设计需求对生产的体积有更灵活的应变，这样能够节省大量的资源，减少耗能节约成本，为环保也贡献一份力量[2]。再进行机械工程设计的过程中，技术不再单一，融入了各种技术，功能十分强大，能够满足生产商的各种需求，使用也更加灵活方便。

3机械设计制造当中的自动化技术

自动化技术在当代社会中是一门综合性非常明显的学科，其会涉及到电力电子技术、网络控制技术以及计算计技术，同时和人们的日常生活有着较高的关联性，虽然自动化技术是电气信息领域当中的一个新学科，但是目前自动化技术的应用已经较为全面和广泛，逐渐成为近代社会发展的一种代表，当前在汽车、工业甚至是家居等行业均有所应用。机械设计制造的最终任务便是在满足产品特点以及生产要求的基础之上，将产品按照相应的质量要求或标准顺利的生产出来。在传统的机械设计与制造过程中，几乎所有工作都是由人为直接参与或控制来完成的，不仅会遭受来自于人为错误的影响。还会因为人力劳动本身的局限性导致生产效率与生产质量存在缺陷，最终出错率非常明显，严重阻碍产品高质量生产。

4机械制造设计及其自动化的未来发展方向

4.1机械制造设计及其自动化未来发展的智能化

二十一世纪机械自动化技术发展的关键方向就是智能化，智能化是指基于机器行为的智能描述，也是在基础控制理论前提下，吸收混沌动力学、生理学、模糊数学、计算机科学、运筹学以及人工智能等的新方法与思想，模拟人工智能技术，赋予其自主决策、逻辑思维、判断推理等能力，以便实现更高的机械制造设计及其自动化控制目标。

4.2机械制造设计及其自动化未来发展的网络化

我国信息网络技术的飞速发展与兴起给人们日常生活、教育、军事、政治、工业生产以科学技术等方面都带来了较大的变革，各种网络技术将全球生产与经济连接在一起，而机械制造设计及其自动化产品也需要朝着网络化方向发展，以便提高产品质量的可靠性，实现在全球范围内的生产与畅销。机电一体化是制造行业通用的发展方向，可以简单的理解成为技术的提升以及系统的升级。由电子控制的机械设备，能够借助智能化、自动化技术完成设计与制造流程[3]。从某种层面上而言，机电一体化就是机械设计制造和自动化技术的延伸，所以实现机电一体化是机械设计制造的必然发展趋势。

4.3机械制造设计及其自动化未来发展的绿色环保化

如今我国机械行业的发展虽然给人类提供了舒适的生活，并丰富了物质，但是也提高了资源与能源的消耗，严重污染到了生态环境，所以未来机械制造设计及其自动化也要朝着绿色与环保方向发展，以便顺应时代的发展趋势，来达到人类健康要求与环境特定保护要求，降低对生态环境的破坏与污染。机械自动化产品的绿色设计具有可持续的发展前景。

4.4机械制造设计及其自动化未来发展的微型化

所谓微型化的机械自动化系统就是指尺寸低于一立方米的机械制造设计及其自动化产品，并逐渐朝着纳米级与微米级方向发展。机械自动化的微机产品运动灵活、耗能少并且体积小，在信息、军事以及医疗、生物等方面的应用具有较高优势，因此未来还要结合蚀刻技术、光刻技术等的超精密生产加工技术，以便促进微机机械自动化的健康发展。

5结束语

我国的经济快速发展，对生活中各种需求变得越来越多，人们开始重视施机械制造业设计的发展是一件非常好的事情。在机械制造业化的发展过程中，技术人员要依据现场的实际情况进行研究分析，科学合理遵守施工安全标准，帮助自动化控制系统升级改造的更加完善。我们国家对于自动化控制系统升级改造问题刚刚起步，自动化控制系统升级改造存在很多不足之处，但是科技在发展人们在进步，这些问题总会克服发展的会越来越好。

参考文献：

[1]李知洋.探讨机械设计制造及其自动化的发展方向[J].山东工业技术，2016(3)：39+37.

[2]韦佳.机械设计制造及其自动化的发展方向研究[J].科技资讯，2015，13(8)：224.

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公元前三千年以前，人类已广泛使用石制和骨制的工具。现代各种复杂精密的机械，都是从古代简单的工具逐步发展而来的。“工欲善其事必先利其器”，现在让我们细数下被称为机械专业的“七种武器”。

拳头——机械工程

拳头也许是最不引人注意的武器，但却是最基础、最有效、最直接，也最可靠的武器，机械工程专业也如此，它是机械专业的基础。是一个以自然科学和技术科学为理论基础，结合生产实践中的技术经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、修理各种机械过程中的全部理论和实际问题的应用型专业。机械工程专业的知识可应用于汽车、飞机、空调、建筑、桥梁、工业仪器及机器等各个层面之上。

独门绝技：工程制图、AutoCAD辅助设计、机械制图、机械原理

霸王枪——机械设计制造及其自动化

霸王，力拔山河兮气盖世。枪，百兵之祖是为枪。机械设计制造及其自动化专业作为机械制造的始祖。其学生主要学习机械设计与制造的基础理论，以及微电子技术、计算机技术和信息处理技术的基本知识，掌握进行机械产品设计、制造及设备控制、生产组织管理的基本能力。今后可在科研单位从事本专业的研究工作，或是在各类机械制造行业从事产品的设计与开发、生产组织管理等工作，抑或是在高校从事教学科研工作。

独门绝技：电工技术、机械工程控制基础、机械设计、电子技术、机械加工工艺、液压与气动技术、检测技术、数控技术

多情环——材料成型及控制工程

多情环为什么叫多情环？因为这双环无论套住了什么，立刻就紧紧地缠住，绝不会再脱手，就好像是个多情的女子一样。材料成型及控制工程专业也是如此多情。它是材料科学、成型工艺及自动控制技术等多个学科交叉而成的综合学科。培养的是具有材料成型加工基础理论与应用能力，今后可从事设计制造、科学研究、材料成型设备与模具设计开发、生产运行管理等工作的工程技术人才。本专业设两个专业方向，分别为金属成型及模具方向和塑料成型及模具方向。

独门绝技：工程图学、工程材料、弹塑性力学、材料成型技术基础、热加工工艺基础

孔雀翎——机械电子工程

孔雀翎作为一种暗器，特点是小、精、准。这与机械电子工程专业所培养的目标是一致的，该专业的毕业生需具备仪器设计、制造、测量、控制方面的基础知识与应用能力，能在测控技术、电子信息技术、自动化仪表、智能设备、计算机应用等方面从事设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等方面的工作。

独门绝技：机电装备设计、电路原理、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理与应用、机电传动控制、数字化设计与制造技术

碧玉刀——工业设计

碧玉刀白银吞口、黑鳖皮鞘、镶着七颗翡翠，说是武器，更不如说是一件艺术品。这正好符合工业设计这个偏艺术类的专业特点，工业设计分为两部分：一部分属于机械类的工业设计专业，一部分属于艺术类的产品设计专业。机械类工业设计主要学习机械设计的基础理论与知识，如结构与功能、结构与材料、外形与工艺、产品与环境等；而艺术类的产品设计专业主要学习造型设计原理，以处理好各种产品的造型与色彩、形式与外观的关系为主。该专业毕业生能在企事业单位、专业设计部门、科研单位从事工业产品造型设计、视觉传达设计、环境设计、教学、科研等工作。

独门绝技：设计概论、设计图学、工业设计机械基础、设计材料与工艺、工业设计概论、工业设计史、模型设计与制作、计算机辅助平面设计、计算机辅助工业设计

离别钩——过程装备与控制工程

离别钩是一柄特殊的钩，既不像刀，也不像剑，前锋虽然弯曲如钩，却又不是钩。过程装备与控制工程专业正是如此，名字像机械专业又不同于传统的机械专业，其前身是化工机械专业。该专业培养的是具备化学工程、机械工程、控制工程和管理工程等方面的知识，能在化工、石油、能源、轻工、环保、医药、食品、机械及劳动安全等领域从事工程设计、技术开发、生产技术、经营管理以及工程科学研究等方面的高级工程技术人才。

独门绝技：化工原理、过程流体机械、过程设备设计、工程热力学、过程装备腐蚀与防护、热加工工艺基础、热加工工艺设备及设计、检测技术及控制工程

长生剑——车辆工程

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论文关键词：机械工程类专业；创新能力；课程体系

在科技迅速发展、综合国力竞争十分激烈的当今时代，培养大学生的创新精神和创新能力具有十分重要的意义，已愈来愈成为时代的要求。改革开放以来，机械工业取得了稳定、快速的发展，同时对机械工程类专业教育提出严峻的挑战。根据本院制定的创办“优势突出、特色鲜明、水平较高，位居省内外同类院校先进行列的地方性、教学型、综合性大学”的办学定位和培养“素质高、基础好、知识广、能力强、有个性、会创新的应用型高级专门人才”的培养目标。结合邵阳学院机械工程类人才培养的实际，培养学生的创新能力作为邵阳学院大学生的重要培养目标之一，针对机械工程类创新型人才的专业特点，邵阳学院机械工程类专业探索出一条科学、完善的机械工程类大学生创新能力培养的路子。本文从创新型人才培养课程体系、实践创新体系等方面构建机械工程类大学生创新能力培养模式，使邵阳学院能培养出具备素质高、能力强、会创新的应用型高级机械工程专业人才。

一、机械工程类创新人才培养的意义

科学制订创新型人才培养体系对培养什么类型的人才有很大的作用。过去机械工程类专业的课程体系过度注重基础课和专业课，而忽视了学生兴趣爱好、个性特长方面的课程。教学内容则往往过分依赖教材，着重强调基础知识、基础理论传授。对于科学技术的发展前沿，教材往往相对滞后。对学生往往采取“填鸭”式的教学，学生注重死记硬背，拼命忙于应付考试，培养出来的学生高分低能，缺少灵活性，缺少创新精神。所以，制订创新型人才培养体系时，始终坚持学生全面发展的教育观，坚持促进学生思想道德、科学文化和身体心理等素质的全面发展，注重知识、能力与素质的协调发展。

二、构建机械工程类专业创新型人才培养课程体系

创新型人才培养课程体系主要是由人文素养和科学态度相结合的通识教育平台、多学科综合交叉构成宽厚的学科基础教育平台、精深的专业知识和渊博的文化修养并重的课程模块所构成。

通识教育课程平台包括自然科学基础知识、人文社科基础知识、文体艺术修养知识、应用科学技术知识与基本技能等有机结合，改变过去教学内容偏窄、知识结构单一的格局。主要课程有中国近代史纲要、形式与政策、品德与法律、体育、健康教育、大学英语、大学语文、高等数学、大学物理、计算机基础、演讲与口才、技术经济学、企业管理等。主要培养学生适应社会与进入社会后发展需要的通识教育知识，培养学生对时代和社会发展规律的正确认识，提高学生的道德情操，树立正确的人生观、价值观和发展观，培养学生的经济意识与政治意识，提高学生的科学文化素养，促进学生的全面发展。

随着现代工业化进程的飞速发展，现代工程逐渐凸显创造性、综合性、社会性、复杂性等特征，未来工程师在“非工程”方面面临的挑战越来越大。工科大学生在业务素质方面要加强与民族意识、工程意识、经济意识的融合，并处理好人与社会、人与自然、自身发展与社会协调发展的关系。因而，必须进行多学科综合交叉学科基础教育平台，即涵盖机、电、液知识、检测技术、控制技术、制造技术与经济管理技术的宽厚的基础课程体系。主要课程有机械制图、理论力学、材料力学、金属工艺学、计算机接口与应用、机械制造工艺、电工电子技术、热工原理、液压与气动技术、控制工程基础、工程检测技术、汽车工程学、企业管理等。旨在加强学科基础教育，拓宽专业口径，培养学生对未来工作的适应性，增强自我发展的能力。

根据学生的兴趣、专长、发展方向和社会需求，按专业大类招生，分专业方向培养。基于精深的专业知识和渊博的文化修养并重的原则，对专业课程学时减少的同时，课程内容进行精炼，突出应用广、水平高、效果好的特点，对现代制造技术、机电一体化、热能工程、模具设计制造、汽车与内燃机、制冷与空调6个专业方向的专业课程模块结构进行优化，在每个专业方向均设置特色课程和探索性课程，针对发展学生个性和增强学生就业竞争性开设部分选学课。

高素质的机械工程类专业创新型人才不但要具备从事工业产品的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的创新型、应用型人才的能力，同时还要具备一定的管理协调能力。因而，构建创新系列课程模块要基于工程实际，注重培养学生的创新设计能力。结合机械工程学科发展前沿、创新理论与方法的学术前沿，着眼于整个机械系统，开设课程有机械原理与机械设计、产品技术创新、现代设计方法、CAD技术、机电系统动态仿真、机械优化设计、有限元分析、机械系统创新设计、工业机器人等课程，涵盖了创造学、创新设计的基本理论与方法。一方面为学生提供夯实的理论知识，另一方面用现代机械设计理论与技术通过大量工程设计去实践，为以后学生解决实际问题的能力奠定扎实的基础。

三、构建工程类专业创新型人才培养实践创新体系

实践环节是机械工程专业教学中的一个重要教学环节，在培养学生的创新能力方面有着不可替代的作用。单靠理论教学是不能内化成学生创新能力。在教学中要与生产相结合，将科研活动引入教学，加强工程实训和学生课外科技创新活动，使学生知识来源渠道多样化，能力培养多元化。注重学生的竞争意识、创新意识、社会责任感和综合实践能力的培养；不断完善以培养学生综合素质、提高工程实践能力、工程设计能力和创新精神为主要目标的工程实践教学新体系。

实践基地已建立了一整套完善的实践教学管理、岗位聘任及培训等制度。在此基础上，顺利实现了人事改革，通过竞聘上岗，拥有实验专职技术人员9人，其中高级职称3人，中级职称5人，初级职称1人；教学仪器设备852台（套），总值达901.36万元。按照工程模式进行实践基地的设计与规划，重视学生的工程能力、应用能力及创新能力的培养。按照省级示范建设实验室、省级重点实验室的建设标准来进行规划和设置。整个实践基地分成三大块：动力机械实训基地、基础实训基地、动力机械创新实训基地和专业实验场地。

动力机械实训基地包括金工实习基地和动力机械拆装实训基地。机械实习工厂基地以数控设备为主，每年能承担实验教学任务达16000人次，除了承担正常的实验教学任务外，还承担数控操作的认证培训工作，学生在数控课程、数控实习的基础上通过考试可获得资质证书，有利于培养学生的应用能力及就业竞争力；动力机械拆装实训基地包括机械产品拆装、机电产品拆装、模具拆装、制冷设备拆装、内燃机拆装以及拆装准备间，每年可承担拆装实训教学任务达2000多人次。

动力机械基础实训基地包括工程力学模块（理论力学、材料力学）、金属材料及热处理模块（互换性及测量技术、金属材料热处理）、传动与控制工程模块（控制工程基础、微机原理与接口技术、液压与气压传动、机电传动控制、PLC等）和热工基础实验模块（工程热力学、传热学、流体力学、工程测试技术、能源与环境）。每年可承担实验教学任务达32000人次。并对实践内容进行重组，实践手段和内容体现了先进性、综合性及设计性。

动力机械创新实训基地包括机械创新模块（机械原理、机械设计、机械创新设计）、机械工程软件实训模块（AutoCAD、Pro-E、UG、Cimetron等）、虚拟实验模块。以前实验要求给学生提供详细的指导书，让学生机械地去验证。这样，验证性实验极大地束缚了学生的手脚，使学生的思路打不开，也造成一部分学生的依赖思想。针对这种情况，我们提供了各种虚拟传动零件、机构及各种仿真软件，为学生自行设计和组合创新机构提供了良好的条件，不向学生具体提出要求，只提出需实现的功能，学生通过各种虚拟实验机构验证创新实践成果，并通过机械工具制作出产品模型。整个实训过程学生独立做出，自己编写和总结实验报告。这种实验方式以设计为主线，注重创新设计能力培养，提高学生方案设计创新能力和综合应用知识解决实际问题的能力。

专业实验场地包括机械工程实验模块、热能工程实验模块、车辆工程实验模块、材料成型实验模块，承担了三个机械工程类专业、六个培养方向的专业实验教学任务，每年可承担实验教学任务达11000人次。

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关键词：机械设计制造；教学实践；改革方案

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）52-0052-02

近年来，各国都将工程能力的培养理念提升到国家战略高度。欧盟推出“欧洲工程教育的教学与研究计划”，构建欧洲工程教育体系，以增强欧盟国家的创新竞争力；日本一直将科技立国为基本国策。我国政府先后颁布了实施《国家中长期教育改革和发展规划纲要》等，明确提出“提高质量是高等教育发展的核心任务，是建设高等教育强国的基本要求”。

一、机械设计制造专业教学现状

企业对学校学生的综合素质要求越来越高，对本科的实践教学提出了极高的要求，通过调查了解，大部分高校尤其是省属二类工科院校在创新实践教育方面都尚未起步，还仅仅停留在认识阶段，专业实践教学内容不适应当代制造应用人才的培养要求，更难培养出具有创新能力的创新型人才。传统实践教学的实践多为验证性实践，这不利于学生多向思维，不利于培养学生的工程应用能力，这些都导致了目前我国实践性人才匮乏。因此针对传统的实践教学体系，重组实践教学内容，必须适时调整培养目标，改革培养方案，对现有课程体系进行整合，特别要加强高级应用型人才的培养。结合学校对学生培养质量的要求，以及机械工程学院各专业各学科相互交叉渗透的需要，企业对人才的需求观念的改变和对具有高素质创造性人才的渴求，尽快建立具有机械工程设计制造专业大学生的开放式机电一体化综合实践教学基地，是符合国家高校战略发展要求的。为此应当积极创造条件，尽快把实践教改方案建设好，开展创新教育，充分发挥现有优势，取长补短，搞出自己的特色，建成为在同类高校中有特色、有理念、有经验、有强项、功能逐步齐全、具有校示范和辐射作用的大学生创新实践教学基地。机械工程与自动化学院有硕士学位授予权，拥有机械工程一级学科硕士专业。注重学生厚基础、宽口径、重素质培养。在全国及省部级大学生机械创新大赛、国际工业设计作品大赛、全国大学生“挑战杯”科技大赛、全国大学生数学建模等重大赛事中屡屡取得优异成绩。三十多年来，为国家经济建设培养了大批合格的有用人才，毕业生受到社会普遍欢迎。学院科学研究和学术交流也取得了显著的成绩，已成为学校人才培养和科学研究的重要基地。当然，我校在机械设计及自动化专业实践方面需要针对技术发展、社会需求做出相应调整，实践内容相互联系与协调。

因此，积极开展机械设计专业的教学实践改革与研究十分必要，如何能够在现有的条件下真正提高机械设计专业实践教学的质量和水平，是我们必须要解决的问题。

二、机械设计制造专业综合实践教学改革方案分析与研究

新的机械工程及自动化专业是一个口径更宽的专业，要求学生既能搞设计，也能搞实际操作，因此，要求设计综合性实践，提高学生动手能力、实践能力、创新能力和综合素质是十分必要的。其实，国内高校不同专业的许多教师进行了不断的探索与研究。传统实践教学的实践多为验证性实践，不利于培养学生的工程应用能力。紧密结合我校实际，根据我们的机械工程学院院级教学研究项目的实践情况，经认真分析、充分讨论，提出先组合、后融合，循序渐进的改革思路，综合实践内容的规划方案体现出发展的动态特点。最终提出该发展过程需要解决的问题和解决途径，为机械设计制造及自动化专业基础综合实践提供一条可持续的发展近期和远景规划。具体的实践方案是：针对传统的实践教学体系，重组实践教学内容，提升教学实践档次，加强基础动手训练、学科强化训练以及综合调试设备训练的能力。本项目根据拟订实施方案重组实践教学体系，将培养学生实践能力的总目标分解为基础训练、学科训练、综合训练三个层次。①基础训练：包括工程认知、计算机制图与测绘等。通过实践教学能掌握到基本的实践操作方法，能够正确地使用仪器设备，准确地采集实践数据；认真观察实践现象，进行分析判断、逻辑处理、做出结论的能力。②学科训练：包括电工电子技术、先进制造技术、材料成形技术等。该层次实践主要机械原理、机械零件设计、电工电子技术等。③综合训练：该层次实践主要结合工业生产过程、模具CAD/CAM基础、CAE技术与应用、应用微机原理、自动控制原理、计算机仿真技术与应用等，培养学生解决实际问题的能力；同时，所提供的实践设备覆盖面宽、专业性强，可适应机电类类多门课程实践。其中将A/D数据采集引入气动拼装综合实践台，数控设备网络远程程序上传下载实践装置和伺服运动控制台等设备填补了国内在实践设备上的空白。

三、机械设计制造专业教学改革的价值和体现

1.学术价值。研究的理论成果被国内外近十种刊物所发表；发表的十多篇论文被中国科学引文数据库、中国人文和社会科学论文统计与分析研究数据库所收录；被国际三大检索收录5篇。理论成果和教学实践是教学改革广泛开展的有利条件。

2.实践意义和社会影响。①提高了教师的科研意识和能力。实践教改的深入开展，对广大教师的科研能力提出了更高的要求，因此教师开始关注研究方法和教育理论知识，进行学科交叉知识的学习。②初步构建了富有教育特色的有效教学理论体系，项目的实施，减少了授课时间，提高了学生自主能动性和动手实践能力。必须开拓新的思路，提高整个教学系统的效率，精心落实每个教学环节，构建有效教学。③探索行之有效的实践模式和教学方法，素质教育的实施也促进了教科研的发展。教师和学生更加关注教学模式和教学方法的创新，实施高效教学，适应未来社会对人才的培养需要。

3.成果的特色。实践教改为本科生课程设计、毕业设计和课外创新制作提供训练平台，为教师和相关技术人员提供技术研究开台，为改善办学重要任务，提高学科水平，增加学校亮点服务，具有以下几个特色：①综合性。为了体现这种课程与课程之间的联系，设计实践基地，将大学的各种实践课程进行了有效的连接与实验。通过实验更深刻地体现专业课程之间的紧密联系，提高学生的专业课程学习的兴趣。②开放性。教学实践采用模块化设计，各模块之间相互独立，功能各异，可选择合适的模块进行连接和实验，可以深刻地体会到工程项目的设计思想，加深了学生对机械产品的设计、组装和调试过程认识。③实际操作性强。所有实验均需学生自主动手完成实验的连线、程序编程和调试，通过实验提高在未来进入社会后的适应能力。另外，通过实验，学生不仅可以对前期学习课程进行总结，还可以对其他专业课程进行学习，如电气、计算机和电子等课程。④创新性。实践教学设备多项填补了国内在此方向实验设备的空白，如伺服运动控制台和数控设备程序上传下载实验箱等。设计的实验创新性强，不仅从理论上进行探讨，而且在实际的平台中进行模拟实践、提供背景案例，激发学生的学习兴趣，鼓励其参与多种交互式活动，充分利用现代信息技术创设学习资源，达到培养团队精神和动手能力的目的。

参考文献：

[1]魏延刚，阎长罡，陈天旗，魏岩.机械工程及自动化专业基础综合实验改革方案的研究[J].教育教学论坛，2012.134-136.

[2]许超，吴新杰.任务驱动式实践教学在单片机课程中的应用[J].渤海大学学报（自然科学版），2011，32（2）：180-183.

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关键词：多层次协同；教育模式改革；个性化；创新教育

Innovative multi-layer collaborative mode of education， to train personalized mechanical engineers

Li Biwen， Yuan Fengwei

University of South China， Hengyang， 421001， China

Abstract： To solve the fact about the undergraduates’ limitations in the level of knowledge， cognitive abilities and ways of thinking for undergraduate students， difference of receiving the degree of research and innovation activities， “personalized training mechanical engineers， multi-layer collaborative teaching model” has to build a personalized multi-layer collaborative teaching model， to carry out undergraduate teaching， research and innovation activities， which to promote quality education， especially the innovation ability， learning ability， practical ability， to improve the quality of universities mechanical training innovative talents.

Key words： multi-layer collaboration； the reform of the educational model； personalized； innovative education

针对我国现阶段机械工程领域多层次人才需求的现状和学生个体素质的不同层次差异，构建“个性化培养机械工程师创新素质的多层次协同教育模式”，从教育目标、人才培养方案、课程体系、教育模式、教学评价等方面进行了有益的探索，为我国从装备制造大国向设计创新大国的战略转型提供多层次的人才支持。

1 构建个性化多层次协同教育模式的必要性

多年来，对机械大类本科学生的培养定位集中在工程应用型与工程技能型层面，但很显然，学生的个体化差异是客观存在的，主要表现为学习兴趣、认知能力、解决技能、学术愿望及职业需求等方面。这样粗线条地将机械工程高等教育服务的产品—毕业生，划入帅才、将才和兵才中的兵才一级，不利于调动机械大类学生的积极性，不利于大学生在不同层次和不同方向上的发展。为此，我们对人才市场进行了大量的调查，结果显示：高等教育的大众化导致大学毕业生就业竞争日趋激烈，所从事的工作范围和种类越来越多样化，仅有一小部分毕业生能够获取直接运用学科性教育课程内容来工作的职业；用人单位所提供的岗位，对机械工程类毕业生专业知识的广博性和运用灵活性、多学科知识的掌握、问题解决技能、书面交流技能、组织技能、对实际工作情境的理解能力及其领导素质等均有各自不同的要求。通过对2008年以来，本校机械类本科大四学生进行就业意愿问卷调查，结果显示：省属高校机械专业本科毕业生实际就业岗位类型与学生就业意愿呈现多元化、多层次现象，实际岗位中有一半以上的学生能获得在一线从事工程应用型与工程技能型的工作岗位，三成学生能获得工程设计与产品研发的工作岗位。而主要矛盾体现在：有一半以上学生的职业需求是从事设计与研发方面的工作，而现实与理想相去甚远。究其原因，我国机电产品依赖引进技术生产的企业数量较多、靠自主研发并有自主知识产权的企业比例不高，可能也是现阶段机械类本科学生就业岗位与就业意愿差距较大的原因之一，人才市场的变化、毕业生的机遇等也能在一定程度上解释调查结果，但如何主动适应社会生产力提高对科技进步的依赖和对劳动者素质提升的要求，在满足学生多层次学术愿望和职业意愿的同时，使其具备社会所需要的价值和文化，实现学生的个性弘扬与全面发展的统一，仍是省属地方高校机械工程高等教育改革的当务之急。

2 创新多层次协同的教育模式，培养个性化机械工程师

2.1 以实现“目的个性化”为目标的初级专业教育阶段

由于按机械大类招生，新生刚入校时，接受的大类专业教育是粗放、介绍性的，效果十分有限。机械大类各专业前3个学期的课程在“宽口径、厚基础”原则下设置一致，第4学期开始分专业教学。为了避免学生选择专业时的无知和盲动，我们在第2学期安排了2周的认识实习，使学生对机械大类各专业要做什么、怎么做有了大致认识和了解，为迎接“成才通道”做了思想上、感情上的准备。第3学期末在分专业之前，我们召集机械大类的全体学生，请各专业责任教授进行一次详尽的专业教育，回答学生关心的问题，目的不仅是增强学生对各专业的人才培养目标、课程体系、就业方向的了解，也是通过这样的过程，让学生可以根据自己的兴趣、能力、特长甚至社会关系，有针对性地确立自己的学术愿望及职业需求。接下来，在第4学期第6周前后，我们要求各系主任、专业责任教授、专业核心课程责任教授分专业进行一次更为详尽的专业教育，内容包括专业学习的基本任务、学科专业最新发展动态、课程特征及作用、教学组织结构、教学资源、学习方法以及协同教育的目的和形式。

2.2 以实现“过程个性化”为目标的分层次协同教育培训阶段

2.2.1 学科内整合关键技能的教育培训层次

依托学院设立的全国CAD应用工程培训网络湘南基地、国家制造业信息化培训基地、三维CAD原厂认证联考授权考试网点以及学校工程训练中心，进行学科内整合关键技能的第二课堂学习。大学生主动参加SolidWorks，CATIA，PRO/E，Ansys和UGⅡ的学习，积极参加数控操作实训的学习，并获得相应的培训证书和职业技能鉴定证书。

2.2.2 教学与科研并行的教育培训层次

在专业课程教学、专题讲座及课程设计和毕业设计环节中，以“教学与科研并行”的形式，加强教师的研究性教学和指导学生开展研究性学习。

首先，要求担任专业课程教学的教师充分尊重学生的智力，将自己在该课程领域的成果（主要是论文成果），内化为约占课程8%课时的教学内容，以拉近学生与现代科技发展的距离，并塑造别具一格的个性化教学风格，形成教学特色。其次，要求担任专业课程教学的教师在大学生科技文化节期间，为本专业学生举办一场学术讲座。老教师要将相关领域基础理论中的知识点和学科发展的前沿自然地、水到渠成地结合，真正做到深入浅出。科研资历较浅的年轻教师可以向学生解读课题标书、分享成果。再次，打破由教师承包半个班进行专业课程设计指导的传统，采用“双向选择”，由更多的研究型教师，面对更多的班级，进行短时期、高水平的学术指导，充分发挥其教研所长。最后，在毕业设计环节，我们不但继续执行“双向选择”的做法，而且在“大机械”教育教学平台下，实现各专业师资共享，让工程设计类、软件设计类、工程技术研究类的课题能够与学生的学习兴趣、认知能力、解决技能、学术愿望及职业需求很好地对接，让所有学生都“有的吃”，让尖子生“吃得饱”。

2.2.3 以工程实际问题为中心的教育培训层次

高年级学生已具有了基础理论和专业知识，但这只是智能奠基，是创新素质形成的前提，不可能自然产生创新能力。只有通过理论与实践的紧密结合，通过工程研究及生产实践的锻炼和应用，以工程实际问题为中心开展教育培训，形成以创新质量和贡献为导向的评价机制，才能增强学生的自学、观察及实验操作能力，增强其学习能力、工程意识、创新思维和创业才能，也才能增强其生产能力和组织管理能力。这种综合素质的提高，正是当前素质教育要达到的重要目标。吸纳学生参与到科技产业实体的新技术与新产品开发、生产，技术转让，技术承包，技术咨询和技术服务的过程中，是现阶段满足这一教育愿望的最好方式。

2.2.4 以联合培养为导向的教育培训层次

我校实行国家国防科技工业局、中国核工业集团公司与湖南省人民政府共建的管理体制，多年来为核电行业输送了大批高素质专门人才。我们创造条件，积极探索校企合作的新模式，本着“优势互补、合作共赢”的原则，2006年以来先后与以核能发电为主营业务的中核集团江苏核电有限公司，在核科研、铀转化、后处理、核设施退役和放射性废物治理等方面具有明显优势和科研生产力的中核四〇四有限公司、中核集团、苏州阀门厂3家企业，签订了《中核***与南华大学“订单+联合”培养核电人才协议》。从本科教育入手，加速教学内容、课程体系、教学方法和管理体制与运行机制的改革和创新，积极培养战略性新兴产业所需的大机械类专业人才，满足国家战略性新兴产业发展对高素质人才的迫切需求。

2.3 以实现“结果个性化”为目标的协同教育培训阶段

为实现“结果个性化”，我们主要做了4件事：（1）根据毕业生的职业需求和现实能力，为他们推荐和联系毕业实习单位。（2）在学校毕业生供需见面会上开设分会场，组织专业教师、特别是有企业工作经历的教师以及学生辅导员，就用人单位的岗位要求与毕业生的职业需求和现实能力，进行实时咨询和对接分析。（3）向毕业生公布专业责任教授、系室主任及专业课程教师的手机号码，在第7、第8学期为他们实时提供就业咨询服务。（4）根据专业教师所掌握的信息和资源，为考研学生提供报考学校或调剂学校及其研究方向的咨询，提供面试技巧的咨询，以满足考研学生的学术愿望。

3 结束语

通过构建“个性化培养机械工程师创新素质的多层次协同教学模式”，按照“分层实施、按需培训”的策略有效地运行该模式，实现“目的个性化”“过程个性化”和“结果个性化”高度统一，增强协同教育的教育资源配合性，为培养机械工程师创新素质人才进行了有益的探索，多年来，机械工程学院毕业生的就业率在全校名列前茅，深受用人单位欢迎。

参考文献

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[3] 杨利峰，刘勇.基于多层次模型的高等教育满意值探讨[J].阜阳师范学院学报：自然科学版，2009（3）：12-17.

[4] 姜乃强.11所特色高校组建协同创新联盟，创新人才培养模式[N].中国教育报，2011-10-21.

收稿日期：2012-05-25