發(fā)布時(shí)間:2022-03-23 10:35:49
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇先進(jìn)制造技術(shù)論文,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
摘要:本文在分析先進(jìn)制造技術(shù)(AMT)環(huán)境下實(shí)施統(tǒng)計(jì)過程質(zhì)量控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀的同時(shí),討論了將統(tǒng)計(jì)過程質(zhì)量控制(SPQC)技術(shù)應(yīng)用于先進(jìn)制造環(huán)境下所存在的問題。根據(jù)所提出的問題,研究了面向先進(jìn)制造環(huán)境,基于等效工序能力的統(tǒng)計(jì)過程質(zhì)量控制方法;開發(fā)了基于前饋型BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的加工過程異常模式自動(dòng)識別軟件。
關(guān)鍵詞:先進(jìn)制造技術(shù),統(tǒng)計(jì)過程質(zhì)量控制,模式識別,質(zhì)量保證
一、引言八十年代以來,顧客對產(chǎn)品的需求從單一型向多樣型轉(zhuǎn)變,國際市場的競爭日趨激烈。據(jù)國外的調(diào)查表明,企業(yè)之間的競爭焦點(diǎn)已從價(jià)格因素向柔性、質(zhì)量、對市場變化的快速響應(yīng)等非價(jià)格因素轉(zhuǎn)移[1]。隨著世界工業(yè)市場競爭的不斷加劇,為了生存和發(fā)展,越來越多的企業(yè)認(rèn)識到實(shí)施先進(jìn)制造技術(shù)的重要性,并已經(jīng)開始引進(jìn)和實(shí)施AMT[2]。在AMT的研究和應(yīng)用不斷取得成功的同時(shí),也有許多企業(yè)發(fā)現(xiàn)AMT帶來的效益并不如所期望的那么大,甚至還有許多失敗的例子擺在人們面前。影響先進(jìn)制造技術(shù)成功應(yīng)用的因素有很多,其中一個(gè)重要的因素是產(chǎn)品的質(zhì)量。
傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)過程質(zhì)量控制基于休哈特控制圖,監(jiān)測控制同一產(chǎn)品的同一質(zhì)量特征的變化規(guī)律,使之滿足精度并保持穩(wěn)定,在剛性自動(dòng)化大生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用,并取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益[3]。但是,在小批量生產(chǎn)方式占主導(dǎo)地位的AMT生產(chǎn)環(huán)境下,傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)模型無法得到足夠的數(shù)據(jù)來建立統(tǒng)計(jì)控制關(guān)系。因此,傳統(tǒng)的SPQC卻不能直接被應(yīng)用在AMT生產(chǎn)環(huán)境下,SPQC需要一種新的指導(dǎo)思想。對此,國內(nèi)外均做了一些研究[4-8],提出一些解決方案,但均沒能在根本上解決數(shù)據(jù)不足的問題。
此外,在先進(jìn)制造系統(tǒng)中還存在對控制圖的識別問題。傳統(tǒng)的生產(chǎn)環(huán)境下控制圖是否處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)下,是由人對控制圖進(jìn)行統(tǒng)計(jì)狀態(tài)的識別。在AMT生產(chǎn)環(huán)境下如果繼續(xù)沿用這種方法,一方面影響信息反饋的及時(shí)性,另一方面工人一直監(jiān)視控制圖會(huì)提高工作強(qiáng)度,降低他們的工作效率。利用模式識別算法對控制圖自動(dòng)識別,就可以很好地解決這兩方面的問題。有一些工序的失控狀態(tài)很容易用普通算法識別,例如控制變量超出控制界限以及連續(xù)的上升和下降的趨勢。然而對于小波動(dòng)的持續(xù)上升或下降或者是循環(huán)變化趨勢,則難以用普通方法進(jìn)行判斷。由于神經(jīng)計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,許多以前計(jì)算量很大并耗時(shí)較長的問題得到了解決,模式識別就是其中的一項(xiàng)。考慮到在AMT生產(chǎn)模式中計(jì)算機(jī)化是基本條件之一,而且生產(chǎn)環(huán)境中的計(jì)算機(jī)只是利用已經(jīng)訓(xùn)練好的程序運(yùn)行識別算法,不需要太大的計(jì)算量。因此,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對控制圖的異常模式進(jìn)行識別是非常合適的。
基于以上討論,本文提出了基于等效工序能力的統(tǒng)計(jì)過程控制方法,并給出了統(tǒng)計(jì)變量的計(jì)算方法。而且,以這種統(tǒng)計(jì)方法所得到的控制圖的變化趨勢為研究對象,采用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論設(shè)計(jì)了控制圖異常狀態(tài)的自動(dòng)識別軟件。
二、基于等效工序能力的統(tǒng)計(jì)過程質(zhì)量控制方法
1.等效工序能力控制的理論基礎(chǔ)現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)過程質(zhì)量控制的出發(fā)點(diǎn)是在事前控制加工過程,使其處于正常狀態(tài);而不是在事后通過檢驗(yàn)的方法控制次品的擴(kuò)散。進(jìn)行的是“過程控制”而不是“產(chǎn)品控制”。總的來說,只要是無顯著差異的5M1E[9]環(huán)境下生產(chǎn)出來的產(chǎn)品的質(zhì)量特征值(不一定為同類產(chǎn)品)偏離期望值的正常波動(dòng)服從的分布。等效工
序能力控制圖通過對的標(biāo)準(zhǔn)化變換,使得等效工序能力控制圖的控制界限不隨質(zhì)量特征的不同
而變化,使統(tǒng)計(jì)變量成為服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的無量綱量的隨機(jī)變量,達(dá)到利用歷史數(shù)據(jù)的目的。不同的統(tǒng)計(jì)變量的轉(zhuǎn)換方法不同,但其基本理論可以由下式表達(dá):
(1)
式(1)是對的標(biāo)準(zhǔn)化,新得到的統(tǒng)計(jì)變量T為服從標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布的無量綱量隨機(jī)變量,控制界限
在給定第一類統(tǒng)計(jì)錯(cuò)判的容許概率的情況下固定不變。這樣在等效工序能力下,不同產(chǎn)品的質(zhì)量特征以及同一產(chǎn)品的不同質(zhì)量特征就能夠通過標(biāo)準(zhǔn)化變換利用同一種統(tǒng)計(jì)方法分析,實(shí)現(xiàn)不同但相關(guān)的統(tǒng)計(jì)特征之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系,達(dá)到充分利用一臺機(jī)床的歷史數(shù)據(jù)和部分相關(guān)數(shù)據(jù)的目的,實(shí)現(xiàn)在中小批量生產(chǎn)中對加工工序的統(tǒng)計(jì)過程質(zhì)量控制。
2.x-Rs控制方法統(tǒng)計(jì)變量的計(jì)算基于以上思想,本文改進(jìn)了傳統(tǒng)的單值-移動(dòng)極差控制圖,利用這種控制圖實(shí)現(xiàn)了對多品種、小批量生產(chǎn)過程的統(tǒng)計(jì)過程質(zhì)量控制。
傳統(tǒng)的單值-移動(dòng)極差控制圖是用所有數(shù)據(jù)的均值作為的估計(jì)值,故只有在數(shù)據(jù)全部收集后才
能進(jìn)行控制圖的繪制和分析,而在實(shí)際生產(chǎn)中,數(shù)據(jù)是一批一批或一個(gè)一個(gè)獲得的。因此改進(jìn)的單值-移動(dòng)極差控制圖在獲得第i個(gè)數(shù)據(jù)后,為充分利用已知信息,用過去i-1個(gè)數(shù)據(jù)來計(jì)算控制界限和統(tǒng)計(jì)變量。并通過統(tǒng)計(jì)變換,消去統(tǒng)計(jì)變量中的平均值和整體方差,實(shí)現(xiàn)對質(zhì)量信息的充分利用。
四、結(jié)論本文在研究SPQC技術(shù)應(yīng)用于先進(jìn)制造環(huán)境下所存在的問題的基礎(chǔ)上,提出了解決AMT生產(chǎn)環(huán)境下質(zhì)量數(shù)據(jù)不足的問題的方法,給出了基于等效工序能力的統(tǒng)計(jì)過程控制圖的控制變量的計(jì)算方法;分析表明這種質(zhì)量控制方法能夠有效地控制先進(jìn)制造生產(chǎn)環(huán)境下生產(chǎn)過程的穩(wěn)定,算法易于編程計(jì)算機(jī)化,是一種適用于AMT環(huán)境的統(tǒng)計(jì)過程質(zhì)量控制技術(shù)。同時(shí),利用以前饋型的反向傳播神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法為基礎(chǔ)的模式識別技術(shù),開發(fā)了加工過程異常模式的自動(dòng)識別軟件,應(yīng)用表明具有良好的效果。
一、先進(jìn)制造技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀
目前“先進(jìn)制造技術(shù)”是工科院校機(jī)械工程、工業(yè)工程等專業(yè)的一門重要的限選課(選修課)。由于該門課程覆蓋面廣、內(nèi)容繁雜,教師教學(xué)多以課堂講授為主,缺乏結(jié)合實(shí)際的案例式教學(xué)、綜合性教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)等原因,使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中困難重重,教學(xué)效果不夠理想。先進(jìn)制造技術(shù)課程教學(xué)目前存在的問題如下:
(1)學(xué)時(shí)少,涵蓋信息量大。教師面臨著如何結(jié)合本校辦學(xué)模式和本專業(yè)學(xué)生深造和就業(yè)的需要來重新組織、整合教學(xué)內(nèi)容的難題。
(2)先進(jìn)制造技術(shù)是一門動(dòng)態(tài)的、不斷吸收高新技術(shù)發(fā)展的技術(shù),大多數(shù)教師受到現(xiàn)有教材的限制,無法在授課過程中及時(shí)融入先進(jìn)制造技術(shù)的最新發(fā)展現(xiàn)狀。
(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)備匱乏,無法通過與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的實(shí)踐環(huán)節(jié)來加深學(xué)生對理論授課內(nèi)容的理解。
(4)課件制作難度大。先進(jìn)制造技術(shù)內(nèi)容繁雜,涉及多種先進(jìn)制造工藝、原理、加工過程及應(yīng)用。授課過程中僅采用文字結(jié)合圖片講解是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。
(5)很多高校教師基本還是采取灌輸式的教學(xué)方法,達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的目的。
(6)現(xiàn)有的教材內(nèi)容繁雜,相對陳舊。上海海洋大學(xué)是一所有百年辦學(xué)歷史、技術(shù)實(shí)力雄厚、特色鮮明,特別在海洋科學(xué)與工程、海洋漁業(yè)、海洋信息等學(xué)科具有較強(qiáng)的教學(xué)與科研水平。近年來,工程學(xué)院在海洋工程材料、海洋工程裝備、海洋可再生能源的研究和應(yīng)用方面取得了突破性進(jìn)展。如何寓研于教,不斷探索和總結(jié)教育教學(xué)的內(nèi)在規(guī)律,提高教學(xué)質(zhì)量是我們所面臨的關(guān)鍵問題。
二、“先進(jìn)制造技術(shù)”案例式教學(xué)策略
(一)整合教學(xué)內(nèi)容
精選目前海洋工程裝備制造中最前沿的技術(shù),分大類,然后從每大類中再挑選出此類技術(shù)中最前沿、最先進(jìn)的技術(shù),以此為主題,廣泛收集相關(guān)案例資料的最新研究成果,及時(shí)補(bǔ)充教學(xué)內(nèi)容,確保教學(xué)內(nèi)容的前瞻性,最好從中國期刊網(wǎng)上或elsevier上下載科技文獻(xiàn)以備參考,同時(shí)可以參加一些大型的相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品展覽會(huì)來拓寬視野并積攢素材。
(二)選擇案例資料
從眾多案例資料中挑選出最相關(guān)且淺顯易懂的案例,激發(fā)學(xué)生對海洋工程裝備等相關(guān)內(nèi)容的興趣,逐漸過渡到所要講授的某項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù),同時(shí)需要從先進(jìn)制造技術(shù)的重要性、用途等方面對學(xué)生加強(qiáng)引導(dǎo),讓學(xué)生在課堂上積極參與思考,并結(jié)合教師課堂教學(xué)談?wù)勛约旱母惺芗氨竟?jié)課的收獲,比如先讓學(xué)生自己針對該項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)的優(yōu)勢、技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用條件、加工成本、加工質(zhì)量及效率等各個(gè)方面進(jìn)行討論。學(xué)生由被動(dòng)接受知識變?yōu)橹鲃?dòng)去學(xué)習(xí),這一輸入到輸出的過程既鍛煉了學(xué)生的語言表達(dá)能力,又充分調(diào)動(dòng)教與學(xué)雙方的主動(dòng)性,使得學(xué)生在討論交流中獲得更多的啟發(fā),并學(xué)會(huì)去思考問題;同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生在課下查閱相關(guān)文獻(xiàn),提前做好功課,帶著問題來聽課,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。
(三)完善多媒體課堂教學(xué)課件
制作案例的教學(xué)課件,要包含海洋類技術(shù)的定義原理、海洋工程樣件的制備、設(shè)備的選擇、加工過程、檢測等,并盡量多地利用相關(guān)的圖片、動(dòng)畫、視頻來吸引學(xué)生的眼球,使學(xué)生更加清楚全面地了解整個(gè)零件的加工過程;在課前備課時(shí),要大量查閱相關(guān)內(nèi)容,挑選有用的信息,特別是具有應(yīng)用性和市場潛力大的先進(jìn)制造技術(shù)及時(shí)添加到教學(xué)內(nèi)容中,從而讓學(xué)生從高層次、新角度來認(rèn)真對待這門課;在進(jìn)行課件設(shè)計(jì)時(shí),將涉及的相關(guān)信息巧妙地融入到課件中來,并注意與課本知識有機(jī)結(jié)合,通過播放與先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域相關(guān)的視頻,讓學(xué)生更加深刻地了解先進(jìn)制造技術(shù)在海洋工程方面的運(yùn)用。
(四)融合海洋特色的案例及改進(jìn)課外互動(dòng)模式
21世紀(jì)是海洋的世紀(jì),面對海洋資源開發(fā)這一不斷成長的新興市場,世界各國都在積極發(fā)展相關(guān)裝備,加快海洋資源開發(fā)和利用已成為世界各國發(fā)展的重要戰(zhàn)略取向。首先需要對海洋工程有關(guān)教材進(jìn)行修訂,并圍繞研究主題發(fā)表較高質(zhì)量的研究論文,給同類高校相同或相近專業(yè)建設(shè)提供參考經(jīng)驗(yàn)。其中實(shí)踐環(huán)節(jié)可通過購買相關(guān)精密器材比如超短激光器,并開設(shè)實(shí)踐課程,培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和分析試驗(yàn)結(jié)果的能力,所獲的試驗(yàn)結(jié)果又可作為新的案例應(yīng)用于教學(xué)中,這就是將理論環(huán)節(jié)與實(shí)踐環(huán)節(jié)有機(jī)結(jié)合,從而形成了課程的教學(xué)體系;同時(shí)為了彌補(bǔ)課上教學(xué)學(xué)時(shí)不足這一缺陷,可借助數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)平臺實(shí)現(xiàn)師生課外互動(dòng)這一教學(xué)方式,使教學(xué)過程得以繼續(xù)延伸,以數(shù)字化的形式在整個(gè)教學(xué)網(wǎng)內(nèi),實(shí)現(xiàn)資源共享、教學(xué)互動(dòng),適應(yīng)多層次教學(xué)的需求,進(jìn)而提升教學(xué)質(zhì)量。
(五)改革考試方式
增設(shè)案例考試環(huán)節(jié)。給定主題,學(xué)生自己尋找案例,主動(dòng)查閱文獻(xiàn)并制作課件進(jìn)行講解,以增強(qiáng)學(xué)生對科技文獻(xiàn)的閱讀和理解能力,為畢業(yè)設(shè)計(jì)撰寫綜述打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);同時(shí),每位學(xué)生都需對本課程的教學(xué)效果進(jìn)行評價(jià),比如以5分制的方式,以小紙條的形式給任課教師打分,同時(shí)可提出對課堂教學(xué)具有建設(shè)性的意見,教師可根據(jù)學(xué)生對課程的評價(jià)來反映出學(xué)生對本課程的參與程度,將其作為考核學(xué)生的一種方式。同時(shí)考試的形式可采取課堂討論、小組成員演講、布置大作業(yè)、文獻(xiàn)查新等形式,根據(jù)具體情況按照一定比例來決定學(xué)生本課程的最終成績,可避免僅憑一張?jiān)嚲淼姆謹(jǐn)?shù)來評定和決定學(xué)生對本課程的掌握情況。
(六)加強(qiáng)與國內(nèi)外高校的學(xué)術(shù)交流活動(dòng),以跟蹤海洋工程領(lǐng)域制造業(yè)的最新發(fā)展
目前,以上環(huán)節(jié)已經(jīng)基本完成。通過兩輪授課,學(xué)生評測成績在90分以上,極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,改善了機(jī)械類課程枯燥乏味、授課效果差的現(xiàn)狀。學(xué)生普遍反映對于海洋工程裝備有了較深的認(rèn)識,已經(jīng)意識到所學(xué)的知識對于中國海洋業(yè)發(fā)展的重要性,大家眾志成城,信心百倍地做好了投身海洋事業(yè)的準(zhǔn)備。結(jié)合本校辦學(xué)模式和本專業(yè)學(xué)生深造和就業(yè)的需要,在先進(jìn)制造技術(shù)授課內(nèi)容中引入海洋裝備先進(jìn)制造技術(shù)。不僅可豐富學(xué)生的專業(yè)知識,開闊學(xué)生的視野,增強(qiáng)其專業(yè)技能,而且可將一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲欣砟罟噍斀o學(xué)生,培養(yǎng)其創(chuàng)新意識,并樹立一種推動(dòng)科學(xué)進(jìn)步、社會(huì)發(fā)展的光榮使命感。探索案例教學(xué)方式,取代傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高授課質(zhì)量,通過引導(dǎo)學(xué)生在課堂上去思考問題,并進(jìn)行細(xì)致討論,充分調(diào)動(dòng)教與學(xué)雙方的主動(dòng)性。將實(shí)踐環(huán)節(jié)與理論環(huán)節(jié)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合,有助于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的能力,加深對海洋工程裝備等相關(guān)知識的掌握,注重海洋工程領(lǐng)域人才的培養(yǎng)。
作者:劉璇宋秋紅曹守啟單位:上海海洋大學(xué)
摘要:本文介紹了當(dāng)今制造技術(shù)面臨的問題,論述了先進(jìn)制造的前沿科學(xué),并展望了先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展前景。
關(guān)鍵詞:問題;先進(jìn)制造技術(shù);前沿科學(xué);應(yīng)用前景
制造業(yè)是現(xiàn)代國民經(jīng)濟(jì)和綜合國力的重要支柱,其生產(chǎn)總值一般占一個(gè)國家國內(nèi)生產(chǎn)總值的20%~55%。在一個(gè)國家的企業(yè)生產(chǎn)力構(gòu)成中,制造技術(shù)的作用一般占60%左右。專家認(rèn)為,世界上各個(gè)國家經(jīng)濟(jì)的競爭,主要是制造技術(shù)的競爭。其競爭能力最終體現(xiàn)在所生產(chǎn)的產(chǎn)品的市場占有率上。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的高速發(fā)展以及顧客需求和市場環(huán)境的不斷變化,這種競爭日趨激烈,因而各國政府都非常重視對先進(jìn)制造技術(shù)的研究。
一、當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問題
當(dāng)前制造科學(xué)要解決的問題主要集中在以下幾方面:
(1)制造系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng),為滿足制造系統(tǒng)敏捷性、快速響應(yīng)和快速重組的能力,必須借鑒信息科學(xué)、生命科學(xué)和社會(huì)科學(xué)等多學(xué)科的研究成果,探索制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)、制造模式和制造系統(tǒng)有效的運(yùn)行機(jī)制。制造系統(tǒng)優(yōu)化的組織結(jié)構(gòu)和良好的運(yùn)行狀況是制造系統(tǒng)建模、仿真和優(yōu)化的主要目標(biāo)。制造系統(tǒng)新的體系結(jié)構(gòu)不僅對制造企業(yè)的敏捷性和對需求的響應(yīng)能力及可重組能力有重要意義,而且對制造企業(yè)底層生產(chǎn)設(shè)備的柔性和可動(dòng)態(tài)重組能力提出了更高的要求。生物制造觀越來越多地被引入制造系統(tǒng),以滿足制造系統(tǒng)新的要求。
(2)為支持快速敏捷制造,幾何知識的共享已成為制約現(xiàn)代制造技術(shù)中產(chǎn)品開發(fā)和制造的關(guān)鍵問題。例如在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(CAD/CAM)集成、坐標(biāo)測量(CMM)和機(jī)器人學(xué)等方面,在三維現(xiàn)實(shí)空間(3-RealSpace)中,都存在大量的幾何算法設(shè)計(jì)和分析等問題,特別是其中的幾何表示、幾何計(jì)算和幾何推理問題;在測量和機(jī)器人路徑規(guī)劃及零件的尋位(如Localization)等方面,存在C-空間(配置空間ConfigurationSpace)的幾何計(jì)算和幾何推理問題;在物體操作(夾持、抓取和裝配等)描述和機(jī)器人多指抓取規(guī)劃、裝配運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和操作規(guī)劃方面則需要在旋量空間(ScrewSpace)進(jìn)行幾何推理。制造過程中物理和力學(xué)現(xiàn)象的幾何化研究形成了制造科學(xué)中幾何計(jì)算和幾何推理等多方面的研究課題,其理論有待進(jìn)一步突破,當(dāng)前一門新學(xué)科--計(jì)算機(jī)幾何正在受到日益廣泛和深入的研究。
(3)在現(xiàn)代制造過程中,信息不僅已成為主宰制造產(chǎn)業(yè)的決定性因素,而且還是最活躍的驅(qū)動(dòng)因素。提高制造系統(tǒng)的信息處理能力已成為現(xiàn)代制造科學(xué)發(fā)展的一個(gè)重點(diǎn)。由于制造系統(tǒng)信息組織和結(jié)構(gòu)的多層次性,制造信息的獲取、集成與融合呈現(xiàn)出立體性、信息度量的多維性、以及信息組織的多層次性。在制造信息的結(jié)構(gòu)模型、制造信息的一致性約束、傳播處理和海量數(shù)據(jù)的制造知識庫管理等方面,都還有待進(jìn)一步突破。
(4)各種人工智能工具和計(jì)算智能方法在制造中的廣泛應(yīng)用促進(jìn)了制造智能的發(fā)展。一類基于生物進(jìn)化算法的計(jì)算智能工具,在包括調(diào)度問題在內(nèi)的組合優(yōu)化求解技術(shù)領(lǐng)域中,受到越來越普遍的關(guān)注,有望在制造中完成組合優(yōu)化問題時(shí)的求解速度和求解精度方面雙雙突破問題規(guī)模的制約。制造智能還表現(xiàn)在:智能調(diào)度、智能設(shè)計(jì)、智能加工、機(jī)器人學(xué)、智能控制、智能工藝規(guī)劃、智能診斷等多方面。
這些問題是當(dāng)前產(chǎn)品創(chuàng)新的關(guān)鍵理論問題,也是制造由一門技藝上升為一門科學(xué)的重要基礎(chǔ)性問題。這些問題的重點(diǎn)突破,可以形成產(chǎn)品創(chuàng)新的基礎(chǔ)研究體系。
二、現(xiàn)代機(jī)械工程的前沿科學(xué)
不同科學(xué)之間的交叉融合將產(chǎn)生新的科學(xué)聚集,經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步對科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生了新的要求和期望,從而形成前沿科學(xué)。前沿科學(xué)也就是已解決的和未解決的科學(xué)問題之間的界域。前沿科學(xué)具有明顯的時(shí)域、領(lǐng)域和動(dòng)態(tài)特性。工程前沿科學(xué)區(qū)別于一般基礎(chǔ)科學(xué)的重要特征是它涵蓋了工程實(shí)際中出現(xiàn)的關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題。
超聲電機(jī)、超高速切削、綠色設(shè)計(jì)與制造等領(lǐng)域,國內(nèi)外已經(jīng)做了大量的研究工作,但創(chuàng)新的關(guān)鍵是機(jī)械科學(xué)問題還不明朗。大型復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的性能優(yōu)化設(shè)計(jì)和產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)、智能結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)、智能機(jī)器人及其動(dòng)力學(xué)、納米摩擦學(xué)、制造過程的三維數(shù)值模擬和物理模擬、超精度和微細(xì)加工關(guān)鍵工藝基礎(chǔ)、大型和超大型精密儀器裝備的設(shè)計(jì)和制造基礎(chǔ)、虛擬制造和虛擬儀器、納米測量及儀器、并聯(lián)軸機(jī)床、微型機(jī)電系統(tǒng)等領(lǐng)域國內(nèi)外雖然已做了不少研究,但仍有許多關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問題有待解決。
信息科學(xué)、納米科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、管理科學(xué)和制造科學(xué)將是改變21世紀(jì)的主流科學(xué),由此產(chǎn)生的高新技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)將改變世界的面貌。因此,與以上領(lǐng)域相交叉發(fā)展的制造系統(tǒng)和制造信息學(xué)、納米機(jī)械和納米制造科學(xué)、仿生機(jī)械和仿生制造學(xué)、制造管理科學(xué)和可重構(gòu)制造系統(tǒng)等會(huì)是21世紀(jì)機(jī)械工程科學(xué)的重要前沿科學(xué)。
2.1制造科學(xué)與信息科學(xué)的交叉--制造信息科學(xué)
機(jī)電產(chǎn)品是信息在原材料上的物化。許多現(xiàn)代產(chǎn)品的價(jià)值增值主要體現(xiàn)在信息上。因此制造過程中信息的獲取和應(yīng)用十分重要。信息化是制造科學(xué)技術(shù)走向全球化和現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。人們一方面對制造技術(shù)開始探索產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程中的信息本質(zhì),另一方面對制造技術(shù)本身加以改造,以使得其適應(yīng)新的信息化制造環(huán)境。隨著對制造過程和制造系統(tǒng)認(rèn)識的加深,研究者們正試圖以全新的概念和方式對其加以描述和表達(dá),以進(jìn)一步達(dá)到實(shí)現(xiàn)控制和優(yōu)化的目的。
與制造有關(guān)的信息主要有產(chǎn)品信息、工藝信息和管理信息,這一領(lǐng)域有如下主要研究方向和內(nèi)容:
(1)制造信息的獲取、處理、存儲(chǔ)、傳遞和應(yīng)用,大量制造信息向知識和決策轉(zhuǎn)化。
(2)非符號信息的表達(dá)、制造信息的保真?zhèn)鬟f、制造信息的管理、非完整制造信息狀態(tài)下的生產(chǎn)決策、虛擬管理制造、基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的設(shè)計(jì)和制造、制造過程和制造系統(tǒng)中的控制科學(xué)問題。
這些內(nèi)容是制造科學(xué)和信息科學(xué)基礎(chǔ)融合的產(chǎn)物,構(gòu)成了制造科學(xué)中的新分支--制造信息學(xué)。
2.2微機(jī)械及其制造技術(shù)研究
微型電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS),是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的完整微型機(jī)電系統(tǒng)。MEMS技術(shù)的目標(biāo)是通過系統(tǒng)的微型化、集成化來探索具有新原理、新功能的元件和系統(tǒng)。MEMS的發(fā)展將極大地促進(jìn)各類產(chǎn)品的袖珍化、微型化,成數(shù)量級的提高器件與系統(tǒng)的功能密度、信息密度與互聯(lián)密度,大幅度地節(jié)能、節(jié)材。它不僅可以降低機(jī)電系統(tǒng)的成本,而且還可以完成許多大尺寸機(jī)電系統(tǒng)無法完成的任務(wù)。例如用尖端直徑為5μm的微型鑷子可以夾起一個(gè)紅細(xì)胞;制造出3mm大小能夠開動(dòng)的小汽車;可以在磁場中飛行的像蝴蝶大小的飛機(jī)等。MEMS技術(shù)的發(fā)展開辟了技術(shù)全新的領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè),具有許多傳統(tǒng)傳感器無法比擬的優(yōu)點(diǎn),因此在制造業(yè)、航空、航天、交通、通信、農(nóng)業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控、軍事、家庭以及幾乎人們接觸到的所有領(lǐng)域中都有著十分廣闊的應(yīng)用前景。
微機(jī)械是機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)在納米尺度上相融合的產(chǎn)物。早在1959年就有科學(xué)家提出微型機(jī)械的設(shè)想,1962年第一個(gè)硅微型壓力傳感器問世。1987年美國加州大學(xué)伯克利分校研制出轉(zhuǎn)子直徑為60~120μm的硅微型靜電電動(dòng)機(jī),顯示出利用硅微加工工藝制作微小可動(dòng)結(jié)構(gòu)并與集成電路兼容制造微小系統(tǒng)的潛力。微機(jī)械技術(shù)有可能像20世紀(jì)的微電子技術(shù)那樣,在21世紀(jì)對世界科技、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國防建設(shè)產(chǎn)生巨大的影響。近10年來,微機(jī)械的發(fā)展令人矚目。其特點(diǎn)如下:相當(dāng)數(shù)量的微型元器件(微型結(jié)構(gòu)、微型傳感器和微型執(zhí)行器等)和微系統(tǒng)研究成功,體現(xiàn)了其現(xiàn)實(shí)的和潛在的應(yīng)用價(jià)值;多種微型制造技術(shù)的發(fā)展,特別是半導(dǎo)體微細(xì)加工等技術(shù)已成為微系統(tǒng)的支撐技術(shù);微型機(jī)電系統(tǒng)的研究需要多學(xué)科交叉的研究隊(duì)伍,微型機(jī)電系統(tǒng)技術(shù)是在微電子工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展的多學(xué)科交叉的前沿研究領(lǐng)域,涉及電子工程、機(jī)械工程、材料工程、物理學(xué)、化學(xué)以及生物醫(yī)學(xué)等多種工程技術(shù)和科學(xué)。
目前對微觀條件下的機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,微小構(gòu)件的物理特性和載荷作用下的力學(xué)行為等尚缺乏充分的認(rèn)識,還沒有形成基于一定理論基礎(chǔ)之上的微系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論與方法,因此只能憑經(jīng)驗(yàn)和試探的方法進(jìn)行研究。微型機(jī)械系統(tǒng)研究中存在的關(guān)鍵科學(xué)問題有微系統(tǒng)的尺度效應(yīng)、物理特性和生化特性等。微系統(tǒng)的研究正處于突破的前夜,是亟待深入研究的領(lǐng)域。
2.3材料制備/零件制造一體化和加工新技術(shù)基礎(chǔ)
材料是人類進(jìn)步的里程碑,是制造業(yè)和高技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。每一種重要新材料的成功制備和應(yīng)用,都會(huì)推進(jìn)物質(zhì)文明,促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和軍事實(shí)力的增強(qiáng)。21世紀(jì)中,世界將由資源消耗型的工業(yè)經(jīng)濟(jì)向知識經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變,要求材料和零件具有高的性能以及功能化、智能化的特性;要求材料和零件的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)定量化、數(shù)字化;要求材料和零件的制備快速、高效并實(shí)現(xiàn)二者一體化、集成化。材料和零件的數(shù)字化設(shè)計(jì)與擬實(shí)仿真優(yōu)化是實(shí)現(xiàn)材料與零件的高效優(yōu)質(zhì)制備/制造及二者一體化、集成化制造的關(guān)鍵。一方面,通過計(jì)算機(jī)完成擬實(shí)仿真優(yōu)化后可以減少材料制備與零件制造過程中的實(shí)驗(yàn)性環(huán)節(jié),獲得最佳的工藝方案,實(shí)現(xiàn)材料與零件的高效優(yōu)質(zhì)制備/制造;另一方面,根據(jù)不同材料性能的要求,如彈性模量、熱膨脹系數(shù)、電磁性能等,研究材料和零件的設(shè)計(jì)形式。進(jìn)而結(jié)合傳統(tǒng)的去除材料式制造技術(shù)、增加材料式覆層技術(shù)等,研究多種材料組分的復(fù)合成形工藝技術(shù)。形成材料與零件的數(shù)字化制造理論、技術(shù)和方法,如快速成形技術(shù)采用材料逐漸增長的原理,突破了傳統(tǒng)的去材法和變形法機(jī)械加工的許多限制,加工過程不需要工具或模具,能迅速制造出任意復(fù)雜形狀又具有一定功能的三維實(shí)體模型或零件。
2.4機(jī)械仿生制造
21世紀(jì)將是生命科學(xué)的世紀(jì),機(jī)械科學(xué)和生命科學(xué)的深度融合將產(chǎn)生全新概念的產(chǎn)品(如智能仿生結(jié)構(gòu)),開發(fā)出新工藝(如生長成形工藝)和開辟一系列的新產(chǎn)業(yè),并為解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造過程和系統(tǒng)中一系列難題提供新的解決方法。這是一個(gè)極富創(chuàng)新和挑戰(zhàn)的前沿領(lǐng)域。
地球上的生物在漫長的進(jìn)化中所積累的優(yōu)良品性為解決人類制造活動(dòng)中的各種難題提供了范例和指南。從生命現(xiàn)象中學(xué)習(xí)組織與運(yùn)行復(fù)雜系統(tǒng)的方法和技巧,是今后解決目前制造業(yè)所面臨許多難題的一條有效出路。仿生制造指的是模仿生物器官的自組織、自愈合、自增長與自進(jìn)化等功能結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式的一種制造系統(tǒng)與制造過程。如果說制造過程的機(jī)械化、自動(dòng)化延伸了人類的體力,智能化延伸了人類的智力,那么,"仿生制造"則可以說延伸了人類自身的組織結(jié)構(gòu)和進(jìn)化過程。
仿生制造所涉及的科學(xué)問題是生物的"自組織"機(jī)制及其在制造系統(tǒng)中的應(yīng)用問題。所謂"自組織"是指一個(gè)系統(tǒng)在其內(nèi)在機(jī)制的驅(qū)動(dòng)下,在組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式上不斷自我完善、從而提高對于環(huán)境適應(yīng)能力的過程。仿生制造的"自組織"機(jī)制為自下而上的產(chǎn)品并行設(shè)計(jì)、制造工藝規(guī)程的自動(dòng)生成、生產(chǎn)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)重組以及產(chǎn)品和制造系統(tǒng)的自動(dòng)趨優(yōu)提供了理論基礎(chǔ)和實(shí)現(xiàn)條件。
仿生制造屬于制造科學(xué)和生命科學(xué)的"遠(yuǎn)緣雜交",它將對21世紀(jì)的制造業(yè)產(chǎn)生巨大的影響。
仿生制造的研究內(nèi)容目前有兩個(gè)方面:
2.4.1面向生命的仿生制造
研究生命現(xiàn)象的一般規(guī)律和模型,例如人工生命、細(xì)胞自動(dòng)機(jī)、生物的信息處理技巧、生物智能、生物型的組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)行模式以及生物的進(jìn)化和趨優(yōu)機(jī)制等;
2.4.2面向制造的仿生制造
研究仿生制造系統(tǒng)的自組織機(jī)制與方法,例如:基于充分信息共享的仿生設(shè)計(jì)原理,基于多自律單元協(xié)同的分布式控制和基于進(jìn)化機(jī)制的尋優(yōu)策略;研究仿生制造的概念體系及其基礎(chǔ),例如:仿生空間的形式化描述及其信息映射關(guān)系,仿生系統(tǒng)及其演化過程的復(fù)雜度計(jì)量方法。
機(jī)械仿生與仿生制造是機(jī)械科學(xué)與生命科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)等學(xué)科的高度融合,其研究內(nèi)容包括生長成形工藝、仿生設(shè)計(jì)和制造系統(tǒng)、智能仿生機(jī)械和生物成形制造等。目前所做的研究工作大多屬前沿探索性的工作,具有鮮明的基礎(chǔ)研究的特點(diǎn),如果抓住機(jī)遇研究下去,將可能產(chǎn)生革命性的突破。今后應(yīng)關(guān)注的研究領(lǐng)域有生物加工技術(shù)、仿生制造系統(tǒng)、基于快速原型制造技術(shù)的組織工程學(xué),以及與生物工程相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)基礎(chǔ)等。
三、現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展趨勢
20世紀(jì)90年代以來,世界各國都把制造技術(shù)的研究和開發(fā)作為國家的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行優(yōu)先發(fā)展,如美國的先進(jìn)制造技術(shù)計(jì)劃AMTP、日本的智能制造技術(shù)(IMS)國際合作計(jì)劃、韓國的高級現(xiàn)代技術(shù)國家計(jì)劃(G--7)、德國的制造2000計(jì)劃和歐共體的ESPRIT和BRITE-EURAM計(jì)劃。
隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展,市場需求個(gè)性化與多樣化,未來現(xiàn)代制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢是向精密化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化、綠色集成化、全球化的方向發(fā)展。
摘要:先進(jìn)制造技術(shù)課程作為高職機(jī)械工程和機(jī)械制造及自動(dòng)化專業(yè)的專業(yè)課,對于培養(yǎng)具有工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才來說,其改革顯得尤為必要。通過理論與實(shí)踐相結(jié)合以及互動(dòng)式的教學(xué)方式等,可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而增強(qiáng)教學(xué)效果。
關(guān)鍵詞:先進(jìn)制造技術(shù);教學(xué)現(xiàn)狀;教學(xué)方法;教學(xué)改革
一、引 言
隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展,市場環(huán)境和消費(fèi)者需求發(fā)生了巨大的變化,同時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)的迅猛發(fā)展和逐漸滲透,極大地促進(jìn)了制造業(yè)的變革,使傳統(tǒng)制造業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式和生產(chǎn)工藝等發(fā)生了翻天覆地的變化,更多地融入了現(xiàn)代信息技術(shù)的元素,整個(gè)制造過程變得更加精準(zhǔn)與自動(dòng)化控制,因而先進(jìn)制造技術(shù)這一概念也應(yīng)運(yùn)而生。
隨著先進(jìn)制造技術(shù)滲入到產(chǎn)品生產(chǎn)加工與制造的過程,這種技術(shù)的廣泛應(yīng)用對員工的素質(zhì)也提出了較大的挑戰(zhàn),他們必須對相關(guān)專業(yè)知識與技能進(jìn)行了解與掌握。針對市場對人才需求的變革,各大高職機(jī)械專業(yè)紛紛將先進(jìn)制造技術(shù)這門課程引入到教學(xué)體系中來,作為該專業(yè)的一門專業(yè)必修課。該課程在對傳統(tǒng)制造技術(shù)有一定了解和學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步介紹先進(jìn)制造技術(shù)的相關(guān)理念與內(nèi)涵,以便使學(xué)生了解先進(jìn)制造技術(shù)的新思想、新技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)課程的引入不僅拓寬了學(xué)生在本專業(yè)學(xué)習(xí)過程中的知識面,也加強(qiáng)了學(xué)科之間的聯(lián)系,使學(xué)生能夠適應(yīng)現(xiàn)代制造業(yè)的新型制造方式,滿足現(xiàn)代化制造企業(yè)對高素質(zhì)人才的需求。
二、先進(jìn)制造技術(shù)課程的教學(xué)現(xiàn)狀與問題
目前,由于先進(jìn)制造技術(shù)課程涉及的內(nèi)容較多,覆蓋的知識面較廣,大多數(shù)高職院校在設(shè)置該門課程時(shí)較少考慮到其多學(xué)科交叉的特性,使得學(xué)生對其他學(xué)科基礎(chǔ)知識的匱乏影響了本學(xué)科的學(xué)習(xí),在理解和掌握相關(guān)知識的過程中比較吃力。另外,這門課程的實(shí)踐性較強(qiáng),只靠理論教學(xué),很難使學(xué)生深入理解教材知識的真正內(nèi)涵,沒有將所學(xué)知識運(yùn)用到實(shí)際動(dòng)手操作過程中,導(dǎo)致教學(xué)效果不夠理想。其中,在先進(jìn)制造技術(shù)課程教學(xué)中存在的問題主要有以下幾個(gè)方面:
1.從課程設(shè)置角度來看,大多數(shù)高職先進(jìn)制造課程所用的課時(shí)較少,而該門課程包含的知識、涉及的內(nèi)容較多,在有限的時(shí)間內(nèi)無法教授與先進(jìn)制造課程相關(guān)的所有內(nèi)容。其次,與先進(jìn)制造相關(guān)的課程較少,而且比較分散,沒有結(jié)合學(xué)校的教學(xué)目標(biāo)和學(xué)生的就業(yè)需求設(shè)置先進(jìn)制造課程體系。
2.從師資力量角度來看,有些教師教學(xué)經(jīng)驗(yàn)不足,沒有從事與先進(jìn)制造技術(shù)有關(guān)的科研工作,或者只對本專業(yè)的某個(gè)研究方向比較熟悉,而對其他專業(yè)相關(guān)的知識不夠熟悉,這樣在授課過程中,由于涉及到的其他專業(yè)知識的匱乏導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容無法進(jìn)行深入挖掘。
3.從教材選擇角度看,各大高職院校所使用的先進(jìn)制造課程的教材多種多樣,要么重視先進(jìn)制造管理,要么重視先進(jìn)制造工藝,內(nèi)容保羅萬象,沒有權(quán)威部門規(guī)定統(tǒng)一的教學(xué)大綱,導(dǎo)致教材的選擇與人才培養(yǎng)的目標(biāo)不相符合。另外,教師在教學(xué)過程中選擇的教材內(nèi)容較少,內(nèi)容不夠豐富,或者是沒有及時(shí)關(guān)注與先進(jìn)制造技術(shù)有關(guān)的最新動(dòng)態(tài),并將其融入到課程教學(xué)中來,學(xué)生也不能掌握與先進(jìn)制造有關(guān)的前沿知識,達(dá)不到與時(shí)俱進(jìn)的教學(xué)目的。
4.從教學(xué)方法角度看,首先,大多數(shù)高職教師采取的還是傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方法,雖然也使用了多媒體進(jìn)行教學(xué),但教學(xué)方法過于單一,學(xué)生只掌握了與先進(jìn)制造技術(shù)課程有關(guān)的基本概念,沒有進(jìn)行深入地思考,無法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。其次,先進(jìn)制造技術(shù)與快速成型、CAD等技術(shù)在實(shí)際工業(yè)制造過程中有著廣泛的應(yīng)用,而教師在課堂上只講了先進(jìn)制造的理論知識,沒有與實(shí)際結(jié)合起來,也沒有給學(xué)生提供有關(guān)的實(shí)踐機(jī)會(huì),導(dǎo)致理論與實(shí)踐脫節(jié),學(xué)生不能較好地將所學(xué)的理論知識加以應(yīng)用,導(dǎo)致所學(xué)知識理解得不夠深入,掌握得不夠牢靠,知識點(diǎn)容易被遺忘。最后,由于先進(jìn)制造技術(shù)課程內(nèi)容比較繁雜,涉及的理論、原理較多,使得學(xué)生接受起來有一定的難度,導(dǎo)致學(xué)生上課的積極性不高,沒有主動(dòng)參與到教學(xué)中來,對知識的吸收量有限,甚至部分學(xué)生因?yàn)檎n程較難而產(chǎn)生厭學(xué)情緒。
三、先進(jìn)制造課程教學(xué)改革的方法
先進(jìn)制造技術(shù)課程教學(xué)改革要從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、考核方式、師資隊(duì)伍建設(shè)以及課程體系建設(shè)這些方面著手,加強(qiáng)教師的教學(xué)水平,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此,先進(jìn)制造課程教學(xué)改革方法可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行:
1.改善教學(xué)方法和手段
由于受到傳統(tǒng)教學(xué)思想的影響,大多數(shù)高職仍然注重于培養(yǎng)學(xué)生的研究水平,理論知識所占比重較大,從而忽視了對學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)。教師在授課過程中,主要是講授理論知識,較少涉及到案例教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)的環(huán)節(jié),這樣就導(dǎo)致高職畢業(yè)生的素質(zhì)與市場對應(yīng)用型人才的需求有一定的差距,并且純理論的教學(xué)容易使學(xué)生產(chǎn)生厭學(xué)情緒。因此,必須對先進(jìn)制造課程教學(xué)方法進(jìn)行改革,采取多種教學(xué)方法提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增強(qiáng)教學(xué)效果。具體可以從以下方面進(jìn)行教學(xué)方法的改革:一是在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)例進(jìn)行案例教學(xué),如先進(jìn)制造技術(shù)在很多領(lǐng)域都有應(yīng)用,特別是在航空、航海等領(lǐng)域,教師在授課過程中可以引進(jìn)最新的科技前沿動(dòng)態(tài),將其運(yùn)用到的先進(jìn)制造技術(shù)進(jìn)行分析,以便吸引學(xué)生的興趣,增強(qiáng)課堂知識的實(shí)用性。二是教師可以結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué),這樣容易使學(xué)生產(chǎn)生共鳴,吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,學(xué)生對知識的接受程度也會(huì)提高,印象也更加深刻。三是增加互動(dòng)教學(xué),可以通過布置一個(gè)論題,要求學(xué)生課下查閱資料,并以課堂討論的形式展現(xiàn)出來,使學(xué)生主動(dòng)加入到教學(xué)過程中來,教師則負(fù)責(zé)做點(diǎn)評和解答學(xué)生的疑惑,將學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生。四是增加實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)。學(xué)校可以與企業(yè)進(jìn)行校企合作,給學(xué)生提供實(shí)習(xí)實(shí)踐的平臺,使學(xué)生對先進(jìn)制造課程有更深入地理解,增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力。同時(shí),可以適當(dāng)增加學(xué)生上機(jī)實(shí)踐操作的能力,充分利用學(xué)校的實(shí)驗(yàn)基地開展實(shí)踐教學(xué),激發(fā)學(xué)生使用CAD軟件解決工程問題的能力。另外,還可以鼓勵(lì)學(xué)生多參加與先進(jìn)制造技術(shù)相關(guān)的科技創(chuàng)新活動(dòng),充分利用所學(xué)知識進(jìn)行實(shí)踐創(chuàng)新。
2.改進(jìn)課程考核方式
傳統(tǒng)的課程考核方式是采用理論試卷考試的方式進(jìn)行評判。為了更加全面評價(jià)學(xué)生的能力,應(yīng)該更加注重學(xué)生平時(shí)的表現(xiàn),如實(shí)踐動(dòng)手情況、文獻(xiàn)查閱能力等。將最后的成績分為平時(shí)表現(xiàn)和期末考試兩部分成績,并適當(dāng)增加平時(shí)表現(xiàn)在總成績中的比重。另外,由于先進(jìn)制造課程的實(shí)用性較強(qiáng),并且學(xué)習(xí)階段大多安排在高年級,除了考試之外,還可以布置開放性題目,讓學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇課題的方向。這種考核方式可以使學(xué)生帶著問題學(xué)習(xí),分析問題、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,增強(qiáng)學(xué)生的思維能力和自主學(xué)習(xí)能力。因此,通過改革先進(jìn)制造技術(shù)課程的考核方式,將其考核內(nèi)容分為三個(gè)部分:一是專題報(bào)告的形式,主要通過觀察學(xué)生平時(shí)的課堂表現(xiàn),如課堂參與度、積極度等;二是課程實(shí)踐環(huán)節(jié),主要通過上機(jī)作業(yè)的完成情況或者實(shí)習(xí)實(shí)踐的方式進(jìn)行評價(jià);三是期末考試的環(huán)節(jié),可以采取開卷考試的形式,主要考察學(xué)生的自主思考能力和分析問題、解決問題的能力。
3.加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)
先進(jìn)制造技術(shù)課程的實(shí)用性和應(yīng)用性較強(qiáng),對教師的要求也比較高,授課教師不僅要有扎實(shí)的理論基礎(chǔ),還要有一定的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)或者科研能力,而目前幾個(gè)方面能力兼而有之的教師比例較小,大部分教師在不同方面的能力有所欠缺。因此,要提高教師的教學(xué)水平,可以從科研和實(shí)踐兩個(gè)方面著手。科研能力的培養(yǎng)方面,鼓勵(lì)教師積極參加教學(xué)科研項(xiàng)目,在項(xiàng)目中完善自己的知識體系框架,提高理論教學(xué)水平。實(shí)踐能力的培養(yǎng)方面,可以組織教師進(jìn)入先進(jìn)制造實(shí)驗(yàn)室或者運(yùn)用先進(jìn)制造技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)的企業(yè)進(jìn)行實(shí)地參觀學(xué)習(xí),提高教師的實(shí)踐能力和實(shí)踐教學(xué)水平。這樣,通過教師的自我學(xué)習(xí)和自我完善,對先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)方面有更多的了解,以便課堂教學(xué)中深入進(jìn)行講解。
4.完善教學(xué)課件和課程體系的建設(shè)
先進(jìn)制造技術(shù)課程采用多媒體課件進(jìn)行教學(xué),這樣可以增強(qiáng)學(xué)生對教材知識的感性認(rèn)識,加深對相關(guān)知識的理解和記憶,提高教學(xué)質(zhì)量。例如,在講解到企業(yè)運(yùn)用先進(jìn)制造技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)時(shí),教師可以在課堂上播放相關(guān)的視頻,讓學(xué)生觀察和學(xué)習(xí)在整個(gè)生產(chǎn)過程中,先進(jìn)制造技術(shù)是如何被運(yùn)用的。另外,由于先進(jìn)制造技術(shù)涉及的內(nèi)容較多,為了保障學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和知識之間的銜接性、連貫性,就必須在開設(shè)該門課程之前對相關(guān)學(xué)科知識進(jìn)行基本了解和掌握,如數(shù)學(xué)、力學(xué)、電工學(xué)、自動(dòng)控制原理、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)等等一系列課程。因此,在課程體系設(shè)置方面要遵循循序漸進(jìn)的原則,確保學(xué)生在學(xué)習(xí)完相關(guān)的基礎(chǔ)知識和學(xué)科專業(yè)知識的基礎(chǔ)上再進(jìn)行該門課程的學(xué)習(xí)。
四、總 結(jié)
本文通過探討先進(jìn)制造技術(shù)課程的教學(xué)現(xiàn)狀及其存在的問題,發(fā)現(xiàn)大多數(shù)高職存在課程設(shè)置不夠合理,師資力量薄弱,教材選擇與人才培養(yǎng)目標(biāo)不相符合,以及教學(xué)方法重理論輕實(shí)踐,忽略了課堂的互動(dòng)性等問題。并從四個(gè)方面探討了先進(jìn)制造課程改革的方法,即增加互動(dòng)式教學(xué)、案例式教學(xué)、實(shí)踐性教學(xué)等從而增強(qiáng)教學(xué)效果,改進(jìn)課程考核的方式,將傳統(tǒng)的閉卷考試的形式改成課程報(bào)告、課程實(shí)踐、開卷考試等多種考核方式并存的形式對學(xué)生的能力進(jìn)行全面考核。另外,還要加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè),增強(qiáng)教師的授課能力和實(shí)踐操作領(lǐng)域的能力,完善課程體系和教學(xué)課件的設(shè)置,加強(qiáng)課程學(xué)習(xí)的連貫性和銜接性。
摘要:結(jié)合《先進(jìn)制造技術(shù)》課程教學(xué)內(nèi)容和機(jī)械類專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),剖析授課對象特點(diǎn),提出自主式教學(xué)課堂和應(yīng)用“案例+啟發(fā)式”相結(jié)合的教學(xué)方法,激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)興趣,對提高教學(xué)質(zhì)量,提升學(xué)生的工程素養(yǎng)、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識具有積極的推動(dòng)作用。
關(guān)鍵詞:先進(jìn)制造技術(shù);自主式教學(xué)課堂;教學(xué)方法
我校2013版人才培養(yǎng)方案中,《先進(jìn)制造技術(shù)》課程是針對機(jī)械類專業(yè)開設(shè)的專業(yè)必修選修課程,目的在于通過該課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生了解先進(jìn)制造技術(shù)的基本內(nèi)容和國內(nèi)外先進(jìn)制造水平;掌握先進(jìn)制造技術(shù)中關(guān)鍵技術(shù)的新思想、新方法、新技術(shù)和其內(nèi)涵。培養(yǎng)和提升學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力,工程素養(yǎng)能力和創(chuàng)新思維。
一、課程特點(diǎn)
1.教學(xué)內(nèi)容[1]和培養(yǎng)目標(biāo)特點(diǎn)。《先進(jìn)制造技術(shù)》主要介紹的是一種大制造概念,闡述了目前制造行業(yè)的發(fā)展新方向。課程涉及現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)制造工藝技術(shù)、制造自動(dòng)化技術(shù)、現(xiàn)代生產(chǎn)管理技術(shù)及其他先進(jìn)制造技術(shù)。融合機(jī)械、材料、電子、信息、生物和管理等多學(xué)科,具有多學(xué)科的交叉性,更具有動(dòng)態(tài)性和前沿性,其教學(xué)內(nèi)容龐雜,更新速度較快。在完成教學(xué)內(nèi)容的同時(shí),以培養(yǎng)學(xué)生工程素養(yǎng)、工程實(shí)踐和綜合應(yīng)用能力為目標(biāo),提升學(xué)生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識。
2.授課對象的特點(diǎn)。我校2013級人才培養(yǎng)方案中,該課程主要針對我院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)和工業(yè)工程專業(yè)開設(shè),目的在于通過該課程的學(xué)習(xí),使學(xué)生了解和掌握先進(jìn)制造技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)。根據(jù)課程體系需求,該課程安排在整個(gè)課程體系最后,在大四第一個(gè)學(xué)期授課。此階段的學(xué)生忙于考研,公務(wù)員考試,各類招聘面試、考試等各項(xiàng)事務(wù),對于專業(yè)選修課僅僅認(rèn)為拿到學(xué)分即可,這有悖于開設(shè)該課程的初衷。因此,如何通過短短的32的課時(shí)學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,主動(dòng)學(xué)習(xí)該課程知識,并且達(dá)到預(yù)期教學(xué)目標(biāo),是任課教師應(yīng)該重點(diǎn)思考的問題。
二、改進(jìn)教學(xué)方式
教學(xué)方式的多樣性,是為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,促進(jìn)教學(xué)順利開展,提高教學(xué)效果,達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。在課堂教學(xué)中以教師為主導(dǎo),學(xué)生為主體,轉(zhuǎn)變學(xué)生角色,使學(xué)生由被動(dòng)接收變主動(dòng)自學(xué),由被動(dòng)學(xué)習(xí)變主動(dòng)理解,積極參與到課堂教學(xué)中來。
1.建設(shè)自主式學(xué)習(xí)課堂[2]。針對該課程概念多,內(nèi)容前沿和更新速度快等特點(diǎn),提出自主式課堂教學(xué)。課堂中,教師引導(dǎo)全體學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué),充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,使得學(xué)生參與教學(xué),激發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中主動(dòng)獲取、主動(dòng)發(fā)展的動(dòng)力,改變被動(dòng)地灌輸與接受。首先,教師應(yīng)上好第一堂課。根據(jù)課程所涉及的內(nèi)容結(jié)合當(dāng)前制造行業(yè)的熱點(diǎn)問題提煉出相關(guān)話題,例如納米加工、高速切削、高精密加工、工業(yè)機(jī)器人、3D打印等;其次,轉(zhuǎn)變學(xué)生角色,將學(xué)生按3―4人分組,小組學(xué)生應(yīng)根據(jù)問題從具體應(yīng)用入手結(jié)合知識點(diǎn)完成PPT、動(dòng)畫的制作;再次,完成10―15分鐘的學(xué)生授課,并回答任課教師和其他學(xué)生提出的問題。最后,教師對該組學(xué)生的講課內(nèi)容進(jìn)行講評,并完成該組學(xué)生授課內(nèi)容的知識拓展。在這個(gè)過程中,小組組長根據(jù)各成員優(yōu)勢進(jìn)行任務(wù)協(xié)調(diào),主動(dòng)完成查閱資料,動(dòng)畫制作、PPT制作和課堂講授。機(jī)制2013級學(xué)生授課過程中,講述的“3D打印先進(jìn)制造技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用”,學(xué)生針對該問題,以“3D打印一體成形自行車”為例,從設(shè)計(jì)、材料選取、工藝、制造、裝配和庫存的整個(gè)制造工藝過程。通過該環(huán)節(jié),幫助學(xué)生更好地理解該課程中涉及到的各個(gè)學(xué)科的知識。學(xué)生通過查閱大量資料,完成該項(xiàng)工作,在這種自主學(xué)習(xí)的過程中,培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和閱讀文獻(xiàn)、整理文獻(xiàn)的能力和語言表達(dá)能力,同時(shí)也培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神,為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)做好前期準(zhǔn)備。
2.啟發(fā)式+案例式教學(xué)法[3]。針對機(jī)械設(shè)計(jì)制造專業(yè)學(xué)生在授課過程中重點(diǎn)講述:現(xiàn)代設(shè)計(jì)、工業(yè)技術(shù)、制造自動(dòng)化技術(shù),這些章節(jié)中概念多,學(xué)生容易感覺到枯燥,所以在授課過程融合了啟發(fā)式教學(xué)、案例式教學(xué)等多種教學(xué)手段。案例來自生產(chǎn)實(shí)例、第二課堂或先導(dǎo)課程《機(jī)制工藝學(xué)》的課程設(shè)計(jì)。教學(xué)過程中,教師應(yīng)準(zhǔn)備好案例和引導(dǎo)問題,從案例入手提出問題,經(jīng)學(xué)生討論,最終解決問題。教師做好引導(dǎo),啟發(fā)學(xué)生思考,提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,有效地提高教學(xué)效果。在講授先進(jìn)制造工藝技術(shù)內(nèi)容時(shí),以“全國大學(xué)生工程能力綜合競賽”中的閥芯和閥體設(shè)計(jì)制造及配合為例,從制造精度和配合精度等方面設(shè)計(jì)問題。對《機(jī)械制造基礎(chǔ)》中的材料加工方法,《機(jī)械制造工藝學(xué)》中尺寸測量方法、精度檢測和公差配合等進(jìn)行回顧。通過此過程對課程體系進(jìn)行串聯(lián),培養(yǎng)并提升學(xué)生思考問題,分析問題,解決問題的能力。
三、現(xiàn)場教學(xué),理論聯(lián)系實(shí)際
在制定2013級培養(yǎng)方案時(shí),我院先進(jìn)制造技術(shù)相關(guān)實(shí)驗(yàn)室并未建設(shè),該課程為32理論學(xué)時(shí),并未設(shè)置實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)。但隨著學(xué)校“一省一校”項(xiàng)目順利推進(jìn),學(xué)院建設(shè)了數(shù)控加工實(shí)驗(yàn)室、柔性裝配生產(chǎn)線(油泵)、3D打印實(shí)驗(yàn)室、數(shù)控網(wǎng)絡(luò)協(xié)同制造實(shí)驗(yàn)室和精準(zhǔn)測量實(shí)驗(yàn)室等一系列現(xiàn)代制造實(shí)驗(yàn)室。授課教師根據(jù)講述知識點(diǎn),將理論課堂講解轉(zhuǎn)到實(shí)驗(yàn)室講解,授課教師可邊演示邊授課。例如:講述現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法中反求工程內(nèi)容時(shí),將課堂設(shè)在三坐標(biāo)三維測量實(shí)驗(yàn)室,講解機(jī)制工藝學(xué)中的形位誤差、尺寸精度測量等概念,通過對零件的三維掃描,逆向反求零件三維實(shí)體模型。通過實(shí)踐聯(lián)合理論的方法,提高學(xué)生的分析問題和解決問題的能力,增學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,提升第二課堂實(shí)施效果和畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。課程結(jié)束后,鼓勵(lì)學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,應(yīng)用所學(xué)的理論知識解決實(shí)際問題。鼓勵(lì)學(xué)生借助實(shí)驗(yàn)室的先進(jìn)制造設(shè)備完成《機(jī)械制造工藝學(xué)》課程設(shè)計(jì)中涉及的軸類、盤套類零件加工,畢業(yè)設(shè)計(jì)虛擬樣機(jī)的3D打印模型。鼓勵(lì)學(xué)生參加學(xué)校的第二課堂,申報(bào)校級SRP項(xiàng)目、國家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目、“互聯(lián)網(wǎng)+”項(xiàng)目、創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新項(xiàng)目等;參加“全國大學(xué)生工程能力綜合競賽”、“全國3D設(shè)計(jì)大賽”等全國重要大賽,學(xué)生在“全國大學(xué)生工程能力綜合競賽”中取得三等獎(jiǎng),“全國3D設(shè)計(jì)大賽”中榮獲全國一等獎(jiǎng)的好成績,使學(xué)生的工程能力得以實(shí)現(xiàn)和提升。
先M制造技術(shù)是一門多交叉學(xué)科知識的匯總,授課過程中立足于先進(jìn)制造技術(shù)課程的教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn),在教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)方式等方面不斷改進(jìn),激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力,提升學(xué)生的分析問題能力、解決問題能力、綜合應(yīng)用能力;增強(qiáng)學(xué)生工程素養(yǎng)、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)意識,以適應(yīng)機(jī)械工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo),并更好地適應(yīng)今后工作需求。
制造業(yè)是國家現(xiàn)代化和競爭力的基礎(chǔ),技術(shù)技能人才是制造業(yè)健康發(fā)展的第一資源。目前,我國制造業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)模位居世界前列,但結(jié)構(gòu)上存在著與產(chǎn)業(yè)需求的脫節(jié)現(xiàn)象,企業(yè)優(yōu)秀技術(shù)和職工工匠精神成為短板,迫切需要改革技術(shù)技能人才培養(yǎng)模式、加強(qiáng)產(chǎn)教融合,為中國制造由大變強(qiáng)提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
科教興國戰(zhàn)略已實(shí)施了20多年,人們對科學(xué)和教育的重要性已經(jīng)有了比較深刻的認(rèn)識。但是,對技術(shù)技能的作用卻忽視嚴(yán)重,重學(xué)輕術(shù)、重輕技術(shù)開發(fā)一直為學(xué)界詬病,把學(xué)習(xí)單純地理解為讀書而忽視實(shí)踐成長方式更是普遍存在,結(jié)果使得基礎(chǔ)教育階段的應(yīng)試傾向很難得到糾正、職業(yè)技術(shù)教育長期只是家長們的備選、工程教育理科化傾向嚴(yán)重。
其實(shí),當(dāng)今是一個(gè)技術(shù)技能立國取勝和回歸的時(shí)代。發(fā)達(dá)國家,非常重視科學(xué),因?yàn)樗3诸I(lǐng)頭地位;后發(fā)國家,更加重視技術(shù),因?yàn)樗瓤s小與發(fā)達(dá)國家的距離;而所有的國家,都重視技術(shù)技能,因?yàn)樗鼈兪乾F(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)力。日本在“二戰(zhàn)”后就是先經(jīng)由技術(shù)立國戰(zhàn)略,走向復(fù)興,而后才開始實(shí)施科學(xué)技術(shù)立國戰(zhàn)略的;美國在國際金融危機(jī)后開始實(shí)施再工業(yè)化戰(zhàn)略,提出要重返制造業(yè)巔峰和打造世界一流的勞動(dòng)力;德國因?yàn)槠鋸?qiáng)大的實(shí)體工業(yè)支撐和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)技能人才成長環(huán)境,得以成為歐洲經(jīng)濟(jì)的領(lǐng)頭羊。這些,都是對技術(shù)技能重視及其成效的例證。
科學(xué)是找出自然界的固有規(guī)律,用數(shù)學(xué)或其它方式總結(jié)出的原理、定律、公式,是發(fā)現(xiàn);技術(shù)是科學(xué)的應(yīng)用,是人們用已知的原理創(chuàng)造出新的物件來為人服務(wù),是創(chuàng)新;而技能是作為個(gè)體的人,完成某項(xiàng)任務(wù)的操作或心智活動(dòng)方式,是直觀反應(yīng),是能力表現(xiàn)的手段。因此科學(xué)是精練的,是少的,有唯一性;技術(shù)是廣泛的,是多的,有多樣性;技能更是普遍存在的,是每個(gè)人工作和生存的必須,當(dāng)然每個(gè)人擁有的工作技能可以完全不同。
很多時(shí)候技術(shù)的重要性高于科學(xué),因?yàn)榭茖W(xué)原理是公開的而技術(shù)手段的保密的,即所謂科學(xué)無國界、技術(shù)有壁壘。技術(shù)技能是生產(chǎn)力的實(shí)現(xiàn)方式,技術(shù)技能強(qiáng)才能產(chǎn)品好、才能國家強(qiáng)。當(dāng)然,科學(xué)的作用是基礎(chǔ)性的,科學(xué)是技術(shù)的支撐,技術(shù)技能反過來又能促進(jìn)科學(xué)的發(fā)展。我國作為一個(gè)發(fā)展中的大國已提出要走新型工業(yè)化的道路,其中制造業(yè)是重要的基礎(chǔ),因此需要重視技術(shù)技能積累和技術(shù)技能人才的成長。
2014年,《國務(wù)院關(guān)于加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育的決定》提出“制定多方參與的支持政策,促進(jìn)技術(shù)技能的積累與創(chuàng)新”。技術(shù)技能的創(chuàng)新主要來自企業(yè),而其積累則需要學(xué)校的參與,大規(guī)模、高品質(zhì)的技術(shù)技能人才培養(yǎng)需要通過校企的協(xié)同,產(chǎn)教融合是根本出路。
總理強(qiáng)調(diào)打造高素質(zhì)產(chǎn)業(yè)工人隊(duì)伍對于實(shí)現(xiàn)中國制造2025目標(biāo)至關(guān)重要,《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》提出支持基礎(chǔ)制造技術(shù)領(lǐng)域人才培養(yǎng)、大力培養(yǎng)技術(shù)技能緊缺人才,而這需要加快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)和教育深度融合來完成。我們需要向各界呼吁:學(xué)習(xí),絕不僅止于讀書,還須面向?qū)嵺`。面向中國先進(jìn)制造業(yè)未來,我們必須建立和強(qiáng)化校企協(xié)同育人的制度和機(jī)制。
首先,我們需要積極推動(dòng)產(chǎn)業(yè)界⒂胙校人才培養(yǎng),相關(guān)院校更是要主動(dòng)開展與企業(yè)的協(xié)同育人工作。為此,需要打破將協(xié)同育人簡單等同于“協(xié)同創(chuàng)新”、實(shí)施“聯(lián)合培養(yǎng)”項(xiàng)目等思維局限,著力構(gòu)建以新型制造業(yè)發(fā)展為導(dǎo)向的協(xié)同育人模式。把學(xué)校與科研院所、行業(yè)企業(yè)協(xié)同育人納入制造業(yè)從研發(fā)到生產(chǎn)、從銷售到服務(wù)的全過程,以創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈統(tǒng)領(lǐng)協(xié)同育人工作;制訂完善相關(guān)法律法規(guī),明確行業(yè)企業(yè)參與人才培養(yǎng)的責(zé)任、權(quán)利、義務(wù);應(yīng)用型院校的教學(xué)大綱、教學(xué)計(jì)劃和培養(yǎng)方案制訂必須征求相關(guān)企業(yè)和用人單位的意見,回歸工程類院校“工程師搖籃”的辦學(xué)使命;圍繞產(chǎn)業(yè)鏈調(diào)整專業(yè)設(shè)置,對接制造業(yè)產(chǎn)業(yè)集群建設(shè)校企深度合作的專業(yè)集群,強(qiáng)化行業(yè)特色學(xué)科建設(shè);注重從企業(yè)吸納有經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)秀專業(yè)人才進(jìn)入教師隊(duì)伍或兼任學(xué)校的教學(xué)工作,促進(jìn)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)有效對接職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
其次,發(fā)揮企業(yè)在職業(yè)教育中的重要辦學(xué)主體作用,重點(diǎn)瞄向增強(qiáng)勞動(dòng)者的職業(yè)技能。高技能人才是現(xiàn)代制造業(yè)的中堅(jiān),在生產(chǎn)制造流程中起到技術(shù)實(shí)現(xiàn)和再造的作用,而企業(yè)的實(shí)踐性優(yōu)勢和院校的理論性優(yōu)勢使得它們共同成為職業(yè)教育的雙主體。今后,制度性地推動(dòng)企業(yè)發(fā)揮作用是工作的重點(diǎn),主要內(nèi)容包括:進(jìn)一步加強(qiáng)現(xiàn)代學(xué)徒制建設(shè),推動(dòng)校企聯(lián)合招生、聯(lián)合培養(yǎng)工作,制定措施鼓勵(lì)聯(lián)合建立學(xué)生實(shí)訓(xùn)基地和員工培訓(xùn)基地;推進(jìn)職業(yè)教育集團(tuán)化辦學(xué),鼓勵(lì)制造業(yè)相關(guān)行業(yè)組織、龍頭企業(yè)和職業(yè)學(xué)校通過整合利用現(xiàn)有職業(yè)教育資源建設(shè)特色鮮明的先進(jìn)制造業(yè)職業(yè)教育集團(tuán);堅(jiān)持校企合作、工學(xué)結(jié)合,強(qiáng)化教學(xué)、學(xué)習(xí)、實(shí)訓(xùn)相融合的教育教學(xué)活動(dòng),推行項(xiàng)目教學(xué)、案例教學(xué)、工作過程導(dǎo)向教學(xué)等教學(xué)模式,建設(shè)一批示范性高技能人才培養(yǎng)基地。
第三,加快產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)盟建設(shè),大力推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新和培育創(chuàng)新型實(shí)用人才。依托制造業(yè)重大工程項(xiàng)目,發(fā)揮工程技術(shù)研究中心等研發(fā)平臺的作用,推進(jìn)企業(yè)與學(xué)校深度合作;支持院士在企業(yè)建工作站,推動(dòng)科技成果轉(zhuǎn)化和培育技術(shù)創(chuàng)新人才;鼓勵(lì)制造業(yè)企業(yè)與應(yīng)用型本科高校共建共管制造類專業(yè)二級學(xué)院,依托有關(guān)學(xué)校、科研機(jī)構(gòu)、行業(yè)企業(yè)建設(shè)一批制造業(yè)專業(yè)技術(shù)人才繼續(xù)教育基地。
第四,在一批院校探索建立以應(yīng)用和應(yīng)用性創(chuàng)新為導(dǎo)向的學(xué)術(shù)評價(jià)機(jī)制,促進(jìn)人才培養(yǎng)模式改革。支持行業(yè)組織和龍頭企業(yè)參與相關(guān)專業(yè)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)制定,牽頭開展人才培養(yǎng)質(zhì)量認(rèn)證工作;根據(jù)校企合作育人工作的特點(diǎn),打破單純以基金項(xiàng)目、多少的評價(jià)做法,針對不同學(xué)校的教師和科研人員要求建立多元評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的學(xué)術(shù)評價(jià)機(jī)制;注重將解決國家重大需求的貢獻(xiàn)度、對行業(yè)企業(yè)發(fā)展的貢獻(xiàn)度等綜合因素納入評價(jià)系統(tǒng),建立教師和學(xué)生校企合作優(yōu)秀成果評價(jià)和獎(jiǎng)勵(lì)制度;大力培育工匠精神,幫助學(xué)生樹立崇高的職業(yè)理想和良好的職業(yè)道德,培養(yǎng)崇尚勞動(dòng)、敬業(yè)守信、精益求精、敢于創(chuàng)新的制造業(yè)人才。
摘要:機(jī)械行業(yè)在我國經(jīng)濟(jì)與市場發(fā)展中占據(jù)較大比例,已經(jīng)成為衡量我國綜合國力的重要指標(biāo)。現(xiàn)階段,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,很多先進(jìn)的生產(chǎn)制造技術(shù)與工藝已經(jīng)成功應(yīng)用到機(jī)械制造中,帶動(dòng)了機(jī)械行業(yè)的發(fā)展,提高了我國在市場環(huán)境中的競爭地位。文章對先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝進(jìn)行分析,并結(jié)合當(dāng)前市場發(fā)展情況針對性提出了相關(guān)舉措。
關(guān)鍵詞:先進(jìn)制造技術(shù);機(jī)械制造工藝;機(jī)械行業(yè);制造業(yè);計(jì)算機(jī)技術(shù);電子技術(shù)
制造行業(yè)是我國的主要支柱性產(chǎn)業(yè)之一,影響著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。先進(jìn)的制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝不僅決定著經(jīng)濟(jì)的變化與轉(zhuǎn)型發(fā)展,同時(shí)對我國綜合競爭力也產(chǎn)生了很大影響。隨著改革開發(fā)政策的實(shí)施,我國制造業(yè)開始不斷發(fā)展,完善了制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝,提高了我國在國際上的競爭地位,同時(shí)為實(shí)現(xiàn)制造強(qiáng)國奠定了基礎(chǔ),因此必須及時(shí)對先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝進(jìn)行分析,推動(dòng)我國機(jī)械制造行業(yè)向更高的方向發(fā)展。
1 先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝
目前在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響下,現(xiàn)代科技不斷發(fā)展,充實(shí)了先進(jìn)制造技術(shù)的概念與內(nèi)涵,可以系統(tǒng)全面地幫助人們理解先進(jìn)制造技術(shù)。現(xiàn)階段,先進(jìn)制造技術(shù)主要由計(jì)算機(jī)技術(shù)、新型管理理念及電子技術(shù)等組成,可以實(shí)現(xiàn)制造流程的自動(dòng)化與便捷化發(fā)展,簡化了傳統(tǒng)工作的流程,并將生產(chǎn)質(zhì)量控制作為生產(chǎn)管理的重要任務(wù),提升了機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量。從定義上分析,先進(jìn)制造技術(shù)是在自動(dòng)化技術(shù)、先進(jìn)制造工藝、先進(jìn)設(shè)計(jì)技術(shù)與系統(tǒng)管理等技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展形成的,此種組成方式從側(cè)面反映我國的制造水平與生產(chǎn)技術(shù)。因此從我國機(jī)械制造業(yè)發(fā)展情況來看,我國先進(jìn)制造技術(shù)主要由先進(jìn)制造技術(shù)層、制造單元技術(shù)創(chuàng)新層及先進(jìn)制造技術(shù)基層等組成,在長期發(fā)展中我國已經(jīng)形成了相對完善的體系。在此體系中,先進(jìn)制造技術(shù)為基礎(chǔ)層,內(nèi)部包含了高效率、清潔、低能耗等基礎(chǔ)性的制造技術(shù),目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用到鋼鐵制造、焊接等一系列工藝中,具有較廣的應(yīng)用意義。此外,制造單元技術(shù)創(chuàng)新也是該層的主要任務(wù),已經(jīng)成功應(yīng)用到機(jī)器人制造、數(shù)控技術(shù)等鄰域中。先進(jìn)制造集成技術(shù)內(nèi)部融入了較多的計(jì)算機(jī)技術(shù)、系統(tǒng)工程、信息技術(shù)及新材料技術(shù)等內(nèi)容,可以滿足當(dāng)前社會(huì)的發(fā)展需求,具有長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。
先進(jìn)制造技術(shù)最大的優(yōu)勢就是實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代技術(shù)與實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)的聯(lián)系,并將先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到各項(xiàng)作業(yè)流程中,貫穿于機(jī)械制造整個(gè)過程。從特點(diǎn)上分析,先進(jìn)制造技術(shù)主要具有以下特點(diǎn):(1)全球化。隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展,各種交流與經(jīng)濟(jì)聯(lián)系越來越密切,給先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。先進(jìn)制造技術(shù)的全球化發(fā)展不僅給先進(jìn)技術(shù)提供了發(fā)展動(dòng)力,同時(shí)還可以增加制造業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。全球聯(lián)系加強(qiáng),企業(yè)實(shí)現(xiàn)了任務(wù)分工,充分發(fā)揮了先進(jìn)技術(shù)優(yōu)勢,降低了生產(chǎn)成本;(2)多元化。先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展并不是在某一領(lǐng)域的孤立發(fā)展,而是各領(lǐng)域的相互聯(lián)系,可以給制造工作提供支持。受市場環(huán)境影響,為了更好地贏得發(fā)展機(jī)會(huì),必須轉(zhuǎn)變角度走向多元化發(fā)展。制造業(yè)不僅要關(guān)心制造技術(shù),還要將管理與信息等技術(shù)融入到市場中,滿足市場發(fā)展需求;(3)服務(wù)化。目前制造行業(yè)非常注重市場需求,主要目的是提高市場需求能力,促進(jìn)生產(chǎn)制造向先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展。制造技術(shù)不僅要加強(qiáng)機(jī)械制造設(shè)計(jì),還要考核市場情況,了解消費(fèi)者的需求,加強(qiáng)服務(wù)投入,給消費(fèi)者提供滿意的服務(wù),結(jié)合消費(fèi)需求確定先進(jìn)技術(shù)發(fā)展方向。
目前隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,創(chuàng)新制造技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代制造行業(yè)的必然選擇,也是保證我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)正常發(fā)展的必然要求。從當(dāng)前我國制造行業(yè)的發(fā)展來看,制造技術(shù)研發(fā)與創(chuàng)新速度越來越快,在長期發(fā)展中已經(jīng)形成了較多高新制造技術(shù),并不斷進(jìn)行研究與發(fā)展,形成了相對完善的體系。為了在現(xiàn)代社會(huì)中取得發(fā)展,要求先進(jìn)制造技術(shù)必須將經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能與綠色環(huán)保等技術(shù)融入到其中,并開始向基礎(chǔ)制造工藝發(fā)展。機(jī)械制造工藝的重點(diǎn)是制造過程的控制,為了得到質(zhì)量較高、產(chǎn)量較大的機(jī)械產(chǎn)品,必須實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)、物質(zhì)技術(shù)及傳統(tǒng)制造工藝的有機(jī)結(jié)合,不斷創(chuàng)造出更多的新型制造工藝,包含熱處理工藝、機(jī)械物質(zhì)表面工藝、加工工藝等新型工藝技術(shù)。
2 先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝的聯(lián)系
哪掣黿嵌壬戲治觶先進(jìn)制造技術(shù)對制造行業(yè)的長期發(fā)展產(chǎn)生了巨大影響,尤其是交通工具與電子產(chǎn)品制造等行業(yè)。這些行業(yè)與人們的日常生產(chǎn)具有密切聯(lián)系,而且影響著人們的生活質(zhì)量。從先進(jìn)制造技術(shù)角度分析,該技術(shù)是制造業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),影響并控制著機(jī)械制造工業(yè)的發(fā)展。從實(shí)際分析來看,先進(jìn)制造技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用到機(jī)械制造行業(yè)中,提高了機(jī)械制造質(zhì)量,帶動(dòng)了機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展。另外,在應(yīng)用機(jī)械工藝的同時(shí)體現(xiàn)了先進(jìn)制造技術(shù)內(nèi)涵,完善了先進(jìn)制造機(jī)械體系。總之,先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝具有相輔相成的關(guān)系,只有實(shí)現(xiàn)兩者的同步發(fā)展,才能提升我國機(jī)械制造水平。
3 提高我國先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝發(fā)展的方法
制造業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)較大比例,決定著我國機(jī)械制造工藝的質(zhì)量,因此必須提高機(jī)械制造技術(shù),改進(jìn)機(jī)械制造工藝。同時(shí)新形勢下還要加強(qiáng)機(jī)械制造工藝創(chuàng)新,具體可以從以下五個(gè)方面做起:
3.1 創(chuàng)新先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝
目前我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,出現(xiàn)了較多的新型制造技術(shù),推動(dòng)著我國機(jī)械制造工藝的發(fā)展。為了在競爭激烈的市場環(huán)境下生存,必須認(rèn)真分析制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝的聯(lián)系,提高兩者的整合力度,生產(chǎn)出高質(zhì)量、高效率的機(jī)械產(chǎn)品。同時(shí)還要?jiǎng)?chuàng)新先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造公司。創(chuàng)新是一個(gè)民族發(fā)展的不竭動(dòng)力,也是決定機(jī)械制造行業(yè)能否長久發(fā)展的重要因素。因此各級政府必須推行相關(guān)政策,鼓勵(lì)機(jī)械制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝創(chuàng)新,并將新型的制造技術(shù)推廣到市場,促進(jìn)先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝的長久發(fā)展。
3.2 國家政府部門加強(qiáng)資金與政策支持
資金與政策對先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝的發(fā)展具有很大作用,因此國家政府部門必須加強(qiáng)研究,同時(shí)制造單位也要認(rèn)真參與,并不斷成為制造研發(fā)主體。從當(dāng)前的發(fā)展來看,機(jī)械制造單元必須及時(shí)轉(zhuǎn)變制造理念,同時(shí)正確處理各項(xiàng)利益關(guān)系,提高資金投入,加強(qiáng)經(jīng)營管理。政府部門要關(guān)注機(jī)械行業(yè)的發(fā)展,尤其對機(jī)械制造薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行扶持,充分發(fā)揮管理職能,利用政策引導(dǎo)并支持企業(yè)的發(fā)展。
3.3 提高人才綜合素質(zhì)
人才是決定先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝發(fā)展的重要因素,因此必須提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。實(shí)際操作中不僅要加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)的培養(yǎng),還要提高人才的綜合素質(zhì)。目前機(jī)械制造行業(yè)人才綜合培養(yǎng)還有待完善,忽略了人才綜合實(shí)力。為了培養(yǎng)較多的復(fù)合型人才,就必須加強(qiáng)人才綜合素質(zhì)培養(yǎng),鼓勵(lì)人員積極學(xué)習(xí)金融與管理等內(nèi)容。同時(shí)還要給人才提供較多的實(shí)踐機(jī)會(huì),將理論知識成功應(yīng)用到實(shí)踐中,必要時(shí)可加強(qiáng)實(shí)踐能力考核。此外,還要加強(qiáng)人才道德素質(zhì)培養(yǎng),在長期作業(yè)中培養(yǎng)出較多實(shí)力較雄厚的綜合性人才。
3.4 積極學(xué)習(xí)國外先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝
國外先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝明顯優(yōu)于我國,在實(shí)際發(fā)展中有較多可值得借鑒的地方,可以從以下兩個(gè)方面做起。首先,積極學(xué)習(xí)國外先進(jìn)制造技術(shù),并結(jié)合我國發(fā)展情況合理應(yīng)用;其次,對國外成功改革案例進(jìn)行研究,學(xué)習(xí)國外取得成功的原因,并將其合理地應(yīng)用到我國實(shí)際中。在長期學(xué)習(xí)和探索國外成功經(jīng)驗(yàn)后,我國目前已經(jīng)形成了獨(dú)特的制造技術(shù),如何打造出更符合我國國情的先進(jìn)制造技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前研究的優(yōu)秀問題。因此在今后研究中還要不斷學(xué)習(xí),提高我國在國際市場上的競爭力,打造獨(dú)有的自主產(chǎn)權(quán)國際標(biāo)準(zhǔn),并在長期競爭中穩(wěn)定發(fā)展地位。
3.5 做好推廣與發(fā)展工作
先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝不僅要快速發(fā)展,還要做好技術(shù)創(chuàng)新與推廣等工作,將先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝成功應(yīng)用到實(shí)踐中。進(jìn)行市場推廣時(shí),必須從實(shí)際出發(fā),堅(jiān)持因地制宜原則,統(tǒng)籌各地區(qū)發(fā)展情況,制定有效的方法推廣,滿足不同區(qū)域要求。市場推廣中必須穩(wěn)步發(fā)展,簡而言之,市場推廣中盡量選擇一些有代表的企業(yè),并不斷創(chuàng)新技術(shù)與工藝,同時(shí)還要做好內(nèi)部調(diào)整與協(xié)調(diào)等作業(yè),等到技術(shù)與工藝成熟后再向市場推廣,為先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝的發(fā)展奠定
基礎(chǔ)。
4 結(jié)語
目前隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,各種技術(shù)的不斷出現(xiàn),影響著我國各個(gè)行業(yè)的發(fā)展。先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝是機(jī)械行業(yè)最重要的組成部分,也是衡量我國綜合國力的重要指標(biāo)。因此在實(shí)際作業(yè)中必須認(rèn)識到先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝的聯(lián)系,并結(jié)合我國情況認(rèn)真做好各項(xiàng)工作,帶動(dòng)我國機(jī)械制造行業(yè)的持久發(fā)展。
作者簡介:徐寶華(1963-),男,山東臨沂人,魯南技師學(xué)院副教授,研究方向:機(jī)械制圖教學(xué)。
[摘 要]基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的先進(jìn)制造技術(shù)課程建設(shè)是一個(gè)長期的過程,需要不斷優(yōu)化課程內(nèi)容,在教學(xué)模式和教學(xué)方法上要持續(xù)探索和改進(jìn),這樣才能提高教學(xué)效果。針對應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的要求,探討先進(jìn)制造技術(shù)課程教學(xué)改革與實(shí)踐,提出教學(xué)方法和手段的改革思路,分析師資隊(duì)伍建設(shè),以期提高教學(xué)效果和學(xué)生工程素養(yǎng)。
[關(guān)鍵詞]先進(jìn)制造技術(shù);應(yīng)用型;人才培養(yǎng);教學(xué)改革;實(shí)踐
隨著計(jì)算機(jī)、微電子、信息和自動(dòng)化技術(shù)的迅速發(fā)展,傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)正逐漸向先進(jìn)制造技術(shù)方向轉(zhuǎn)變。[1]這對我們機(jī)械專業(yè)人才培養(yǎng)提出了更高的要求。在全國教育改革的大背景下,我們學(xué)校的定位是應(yīng)用型本科院校。基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式需要,探討符合我校特色的先進(jìn)制造技術(shù)教學(xué)模式刻不容緩。因此,我們對機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化專業(yè)先進(jìn)制造技術(shù)課程進(jìn)行了初步改革探索。
一、教學(xué)內(nèi)容整合及優(yōu)化
我們的人才培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)能在現(xiàn)代制造企業(yè)生產(chǎn)第一線從事產(chǎn)品制造、技術(shù)應(yīng)用、技術(shù)革新、生產(chǎn)管理等技術(shù)工作,適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展,富有社會(huì)責(zé)任感和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神的復(fù)合型應(yīng)用型人才。我們的教學(xué)要服從于人才培養(yǎng)目標(biāo),所以我們對課程內(nèi)容進(jìn)行了整合優(yōu)化,以便更有利于提高學(xué)生工程素養(yǎng),培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才,服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展。
先進(jìn)制造技術(shù)課程內(nèi)容覆蓋面廣,先進(jìn)制造理念深?yuàn)W,作為一門專業(yè)選修課程其教學(xué)課時(shí)較少,難以全面講述先進(jìn)制造技術(shù)的全部相關(guān)內(nèi)容。[2][3]由于缺乏適合我們校情的應(yīng)用型本科院校的教材,我們結(jié)合本校辦學(xué)模式和本專業(yè)學(xué)生深造、就業(yè)情況,對課程內(nèi)容進(jìn)行了優(yōu)化整合,重點(diǎn)講述現(xiàn)代制造工藝技術(shù)和自動(dòng)化加工技術(shù)兩大類,縮講現(xiàn)代設(shè)計(jì)和先進(jìn)制造生產(chǎn)管理模式。現(xiàn)代制造工藝包括特種加工、快速成型技術(shù)、精密與超精密加工技術(shù)、超高速加工技術(shù)、微納技術(shù);自動(dòng)化加工技術(shù)包括計(jì)算機(jī)輔助制造、數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)、柔性制造技術(shù)。其中數(shù)控技術(shù)前期專門開設(shè)課程講述,這里就不再講述。另外,先進(jìn)制造技術(shù)課程是一門動(dòng)態(tài)課程,其教學(xué)內(nèi)容與重點(diǎn)會(huì)隨著相關(guān)支撐技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展。[4]為保持教學(xué)內(nèi)容的先進(jìn)性,教師應(yīng)密切關(guān)注先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展,根據(jù)實(shí)際情況增加最新研究成果、應(yīng)用熱點(diǎn),力求把最前沿的信息傳達(dá)給學(xué)生,彌補(bǔ)教材的滯后性。
二、改進(jìn)教學(xué)方法和手段
課程教學(xué)不是簡單的傳授知識點(diǎn),而是要培養(yǎng)學(xué)生興趣,提升學(xué)生素質(zhì)和應(yīng)用能力。板書和多媒體教學(xué)不能完全滿足教學(xué)需要。為達(dá)到教學(xué)目標(biāo),調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性,在講授本門課程時(shí)應(yīng)融合多種教學(xué)方法手段。
(一)討論式教學(xué)
例如在講授快速成型技術(shù)時(shí),預(yù)先布置下題目,讓學(xué)生分組準(zhǔn)備,在課下查閱資料,收集關(guān)于快速成型發(fā)展的最新信息,并做成PPT的形式。在課堂上讓學(xué)生做主,分組講授發(fā)言,自由討論補(bǔ)充,最后教師總結(jié)。這極大地發(fā)揮了學(xué)生的主動(dòng)性,開闊了學(xué)生的視野,改變了過去那種被動(dòng)的單向填鴨式的教學(xué)模式。
(二)充分利用多媒體和現(xiàn)代教育技術(shù)手段
由于先進(jìn)制造技術(shù)在生產(chǎn)中應(yīng)用得還不是那么普遍,許多新工藝新方法學(xué)生都沒有接觸過,也沒有條件都去實(shí)訓(xùn)。為了增加學(xué)生的感性認(rèn)識,我們制作了豐富的課件,收集了很多加工視頻影像資料。在教學(xué)過程中,我們適量插入視頻播放,深入淺出地講清了枯燥的原理。比如在學(xué)生喜愛的成龍電影《十二生肖》里有一段獸首從掃描到打印成型的過程,整個(gè)過程十分生動(dòng),學(xué)生對此興趣濃厚,視頻直觀地展示出了快速成型原理。
可以引導(dǎo)學(xué)生更好地瀏覽制造技術(shù)的網(wǎng)站、網(wǎng)絡(luò)課程等,網(wǎng)絡(luò)課程上有豐富的課件、視頻、習(xí)題、往屆學(xué)生的大作業(yè)等資源;也可以利用微信引導(dǎo)學(xué)生更多地去關(guān)注像先進(jìn)制造技術(shù)、材料+、軍工圈之類的微信公眾平臺,讓學(xué)生能第一時(shí)間了解先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用。
(三)現(xiàn)場教學(xué)
用課堂板書加課件的方式講授制造原理學(xué)生會(huì)覺得枯燥乏味,把課堂搬到制造現(xiàn)場,讓學(xué)生邊聽邊做,邊做邊學(xué),這能大大提高教學(xué)效果。例如在講述柔性制造技術(shù)時(shí),我們采用現(xiàn)場教學(xué),將課堂搬到柔性制造實(shí)驗(yàn)室,讓學(xué)生現(xiàn)場觀察柔性系統(tǒng)的各部分組成,通過介紹各部分特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)分析,讓學(xué)生了解現(xiàn)代機(jī)械的特點(diǎn)及發(fā)展趨向,從而掌握相關(guān)工作原理。通過演示,學(xué)生對于柔性系統(tǒng)工作過程有了初步認(rèn)識。這樣的現(xiàn)場教學(xué)改變了傳統(tǒng)的課堂教學(xué)通過圖片灌輸式講原理的教學(xué)模式。
(四)實(shí)踐教學(xué)
實(shí)踐教學(xué)對培養(yǎng)應(yīng)用型人才起著不可或缺的作用。教師在課堂上灌輸?shù)南冗M(jìn)制造技術(shù)原理會(huì)讓學(xué)生感覺很高深、很遙遠(yuǎn),而學(xué)生通過實(shí)訓(xùn)親自動(dòng)手操作后,會(huì)感覺到原理很直觀,記憶深刻。楸Vな笛堤跫,近幾年學(xué)校花費(fèi)大量資金建立了柔性制造實(shí)驗(yàn)室、機(jī)器視覺實(shí)驗(yàn)室,工業(yè)現(xiàn)場過程控制實(shí)驗(yàn)室,并擁有按工業(yè)4.0標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的智能加工車間,數(shù)控加工中心,擁有數(shù)字掃描3D打印、電火花切割等特種加工設(shè)備,為學(xué)生建設(shè)了實(shí)際的工程環(huán)境。我們充分利用校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地資源開設(shè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,設(shè)計(jì)了一系列實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,以提高學(xué)生工程能力和實(shí)踐應(yīng)用能力。
1.學(xué)生將典型零件通過三維實(shí)體造型零件,選擇性地用快速成型光固化法(SLA)和數(shù)控加工機(jī)床編程加工出來。這個(gè)過程能讓學(xué)生學(xué)會(huì)自己分析、解決問題,動(dòng)手操作,體會(huì)增材制造和去除加工兩種成型方法。電火花線切割實(shí)驗(yàn)不僅能讓學(xué)生認(rèn)識設(shè)備結(jié)構(gòu)、加工原理、操作方法,更能讓學(xué)生通過實(shí)訓(xùn)體會(huì)在加工精度的控制上,出現(xiàn)誤差后怎樣進(jìn)行誤差分析及優(yōu)化工藝,而不是單純的根據(jù)設(shè)計(jì)圖形,加工出來就完了。通過實(shí)訓(xùn)操作來提高學(xué)生實(shí)際分析、解決問題的能力,培養(yǎng)他們的工程素養(yǎng),以便更好地培養(yǎng)應(yīng)用型人才。
2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備情況,我們還設(shè)計(jì)了綜合實(shí)驗(yàn),比如創(chuàng)新作品的設(shè)計(jì)與制作。學(xué)生分小組設(shè)計(jì)機(jī)械作品,選出優(yōu)秀方案,教師指導(dǎo),學(xué)生動(dòng)手加工出來產(chǎn)品。這個(gè)過程涉及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助工藝規(guī)程編制、數(shù)控程序編制加工仿真、實(shí)際數(shù)控加工、裝配性能檢測。這樣的綜合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn),可以讓學(xué)生熟悉產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造過程,使得學(xué)生能夠面向制造過程,考慮實(shí)際工程問題。
3.我們注重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力,通過開放實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)中心,鼓勵(lì)學(xué)生利用資源參加創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力較強(qiáng)的科技大賽。在2015年舉辦的第四屆山東省大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽中,我校獲得三等獎(jiǎng)三項(xiàng),并在全國大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競賽中多次獲獎(jiǎng)。我們引導(dǎo)學(xué)生參與到教師的科研項(xiàng)目中來,讓畢業(yè)生具有項(xiàng)目開發(fā)背景。學(xué)生能運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD、計(jì)算機(jī)輔助工藝規(guī)程設(shè)計(jì)CAPP、仿真與虛擬設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)開展畢業(yè)設(shè)計(jì),這個(gè)過程鍛煉了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。
4.組織學(xué)生到企業(yè)了解當(dāng)前先進(jìn)制造企業(yè)的現(xiàn)狀,要求他們寫出相關(guān)企業(yè)的重要產(chǎn)品特征。這能讓學(xué)生建立現(xiàn)代工業(yè)制造思維模式和先進(jìn)制造工程意識,熟悉不同企業(yè)的社會(huì)地位、歷史、產(chǎn)品分類,并且熟悉本專業(yè)在這些企業(yè)中的應(yīng)用,同時(shí),這也能為他們畢業(yè)后應(yīng)聘做好準(zhǔn)備。組織部分學(xué)生到機(jī)床展覽會(huì)、工業(yè)博覽會(huì)參觀,近距離感觸當(dāng)前先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的最新成果、技術(shù)應(yīng)用情況、研究熱點(diǎn),拓寬學(xué)生視野,并要求學(xué)生選取先進(jìn)制造技術(shù)的某一方面撰寫文獻(xiàn)綜述。
三、師資隊(duì)伍建設(shè)
為了保證教學(xué)效果,提升教學(xué)能力,必須配備理論知識豐富、實(shí)踐應(yīng)用能力強(qiáng)的“雙師型”師資隊(duì)伍。為適應(yīng)高校對應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需求,加快“雙師型”師資隊(duì)伍建設(shè),學(xué)校制定了《關(guān)于選派中青年教師到企業(yè)培訓(xùn)暫行辦法》,通過校企合作,建立了穩(wěn)定的培訓(xùn)基地。教師不定期地去生產(chǎn)企業(yè)培訓(xùn),學(xué)習(xí)企業(yè)的先進(jìn)技術(shù),能提升自身的專業(yè)實(shí)踐技能,促進(jìn)自身實(shí)踐教學(xué)水平的提高,保障應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量。學(xué)校鼓勵(lì)教師積極參加各類專業(yè)職業(yè)證書的培訓(xùn)考試,制定了繼續(xù)教育暫行管理辦法;實(shí)施雙語教學(xué)培訓(xùn),鼓勵(lì)教師申報(bào)科研項(xiàng)目,提高教師的研究能力,同時(shí)還從企業(yè)聘用實(shí)踐技能豐富的工程師參與實(shí)踐性強(qiáng)的課程教學(xué)。我們通過一系列措施加快了教隊(duì)伍建設(shè),建立了一支素質(zhì)優(yōu)良的師資隊(duì)伍。
上述各項(xiàng)措施雖然取得了一定的教學(xué)效果,但還有不足之處。目前,實(shí)驗(yàn)室時(shí)間和空間都足夠開放,但實(shí)驗(yàn)內(nèi)容開放還不夠;先進(jìn)制造設(shè)備相對較昂貴,成本投入較大,需要發(fā)展虛擬實(shí)驗(yàn)等教學(xué)手段。基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)的先進(jìn)制造技術(shù)課程建設(shè)是一個(gè)長期的過程,需要不斷優(yōu)化課程內(nèi)容,在教學(xué)模式和教學(xué)方法上要持續(xù)探索和改進(jìn),這樣才能提高教學(xué)效果,為培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才服務(wù)。
摘要:信息化教學(xué)模式是借助于現(xiàn)代教育技術(shù)手段,為學(xué)生創(chuàng)建良好的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境,促使學(xué)生主動(dòng)獲取教學(xué)信息,促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng),以便提高教學(xué)效率,獲得良好教學(xué)效果。在《先進(jìn)制造技術(shù)》課程教學(xué)中,采用信息化教學(xué)模式,豐富教學(xué)資源,梳理教學(xué)內(nèi)容,按照布魯姆分類法列出本課程主要知識點(diǎn),按照知識認(rèn)知表達(dá)方式,重新描述知識點(diǎn)教學(xué)目標(biāo),編制知識點(diǎn)教學(xué)方案,組織實(shí)施,反饋信息并修正教學(xué)方案,經(jīng)過實(shí)踐反饋,教學(xué)質(zhì)量有了很大的提升,學(xué)生的課程學(xué)習(xí)主動(dòng)性得以增強(qiáng)。
P鍵詞:信息化教學(xué);先進(jìn)制造技術(shù);布魯姆教學(xué)目標(biāo)分類法
《先進(jìn)制造技術(shù)》是機(jī)械制造、機(jī)電類專業(yè)的一門專業(yè)選修課,課程的主要任務(wù)是讓學(xué)生掌握和了解當(dāng)今世界上最新的制造技術(shù)原理和方法、了解當(dāng)前制造領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)發(fā)展趨勢,拓寬知識視野,為將來所從事制造行業(yè)工程技術(shù)研究、技術(shù)管理和企業(yè)經(jīng)營等工作做好鋪墊。該課程包括先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展及體系結(jié)構(gòu)、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)制造工藝技術(shù)、制造自動(dòng)化技術(shù)和先進(jìn)制造生產(chǎn)模式等內(nèi)容[1]。在傳統(tǒng)工程教育體制下,教育方向主要致力于培養(yǎng)研究型和理論性工程技術(shù)人才,而忽視對學(xué)生創(chuàng)新性、自主性學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。該課程的教學(xué)模式主要以課堂講授為主,由于學(xué)生專業(yè)知識背景缺乏、自學(xué)能力不足以及教學(xué)方式的單一,使教學(xué)質(zhì)量較低,效果較差[2-3]。課程教學(xué)的信息化教學(xué)模式是以學(xué)生為中心,學(xué)生在教師所創(chuàng)設(shè)的情境、協(xié)作與會(huì)話等學(xué)習(xí)環(huán)境中充分發(fā)揮自身的主動(dòng)性和積極性,對當(dāng)前所學(xué)的知識進(jìn)行意義建構(gòu)并用所學(xué)知識解決實(shí)際問題。本文將采用信息化教學(xué)模式,探索應(yīng)用于《先進(jìn)制造技術(shù)》課程教學(xué)中,使信息技術(shù)與課程知識有機(jī)整合,建設(shè)數(shù)字化資源庫,完善網(wǎng)絡(luò)課程,并組織實(shí)施,開展課程教學(xué)評價(jià),有力的促進(jìn)了課堂教學(xué)效率的提高。
一、課程信息化教學(xué)建設(shè)思路與步驟
根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)背景及培養(yǎng)要求,對《先進(jìn)制造技術(shù)》課程內(nèi)容進(jìn)行了梳理,明確了學(xué)生在學(xué)習(xí)本課程時(shí)必須掌握的知識點(diǎn),并分為教師授課知識點(diǎn)和自學(xué)知識點(diǎn),明確知識點(diǎn)教學(xué)目標(biāo)和考核方式,編制知識點(diǎn)教學(xué)方案。在實(shí)施過程中積極了解學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握程度,修整實(shí)施方案,確保教學(xué)效果。將課程內(nèi)容分為現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)制造工藝、制造自動(dòng)化、先進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)模式等四大模塊,對每個(gè)模塊設(shè)計(jì)多個(gè)研究方向,形成了28個(gè)課程知識點(diǎn)。在知識點(diǎn)教學(xué)目標(biāo)的描述方式上借用了布盧姆教學(xué)目標(biāo)分類理論[4]。該理論認(rèn)為,教學(xué)知識目標(biāo)的描述應(yīng)當(dāng)兼顧認(rèn)知、情感和動(dòng)作技能三大領(lǐng)域,其中知識點(diǎn)認(rèn)知領(lǐng)域又分為知識、理解、應(yīng)用、分析、綜合、評價(jià)六個(gè)不同等級的目標(biāo)。對每個(gè)知識點(diǎn)采用準(zhǔn)確的描述和闡釋,改變了以往比較模糊的教學(xué)目標(biāo)描述,使學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握程度理解清晰,一目了然。然后對每個(gè)知識點(diǎn)制定與之相適合的教學(xué)方案,分別采用課堂授課、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式進(jìn)行講授,采用課堂討論、觀察學(xué)生反應(yīng)、布置作業(yè)、課堂測驗(yàn)、網(wǎng)上答疑、問卷調(diào)查等多種考核方式,判斷學(xué)生知識點(diǎn)掌握程度,通過定期總結(jié)和測試,讓學(xué)生學(xué)會(huì)個(gè)人總結(jié)和反思,不斷提高對課程知識點(diǎn)的認(rèn)識,提高教學(xué)質(zhì)量。
二、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺及其課程教學(xué)資源的開發(fā)
信息化教學(xué)模式中,網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺和教學(xué)資源至關(guān)重要,為了滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的需要,課程組開發(fā)了大量的、多種形式的教學(xué)資源,如PPT、視頻、動(dòng)畫等,上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上進(jìn)行共享,使學(xué)生方便快捷地找到自己所需要的知識。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺提供了大量的在線學(xué)習(xí)功能,如網(wǎng)上通知、網(wǎng)上批閱作業(yè)、BBS、在線測試、調(diào)查問卷等。教學(xué)資源主要完成了如下欄目:課程介紹,教學(xué)大綱,教師信息,教學(xué)材料,課程通知,答疑討論,課程問卷,教學(xué)郵箱,課程作業(yè)等欄目。
三、課程信息化教學(xué)
對機(jī)械專業(yè)40名學(xué)生開展試點(diǎn),采用課堂授課、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)等三種教學(xué)方式,對每個(gè)知識點(diǎn)按照所確定的教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方案分別采用課堂討論,觀察學(xué)生反應(yīng),布置作業(yè)等方式開展教學(xué),部分知識點(diǎn)如先進(jìn)制造模式,工業(yè)機(jī)器人技術(shù)等采用學(xué)生自學(xué)和教師課堂提問相結(jié)合的方式來完成。學(xué)生通過課程網(wǎng)站提供的大量學(xué)習(xí)資源,開展網(wǎng)上在線實(shí)例教學(xué)、在線討論、在線提問等方式來指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),知識點(diǎn)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(xué)生對每個(gè)知識點(diǎn)的掌握程度,跟蹤、調(diào)查、修正教學(xué)方案,不定期開展學(xué)生自我總結(jié)和匯報(bào),鍛煉學(xué)生的分析能力和表達(dá)能力,教學(xué)效果很好。通過以上各個(gè)方面的測試,了解學(xué)生掌握知識點(diǎn)的程度,為以后調(diào)整教學(xué)方法提供依據(jù)。在期末考試后對考試成績進(jìn)行了分析,與未實(shí)施信息化課程班級學(xué)生進(jìn)行了對比分析,學(xué)生成績分布對比結(jié)果如圖2所示。結(jié)果表明,實(shí)施信息化課程改革后,學(xué)生總體成績提升明顯。課程實(shí)施過程及課程考試結(jié)束后,組織了多次調(diào)查問卷,了解課程實(shí)施信息化教學(xué)對學(xué)生的影響程度和教學(xué)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(jìn)行調(diào)研,通過對調(diào)查問卷進(jìn)行分析與統(tǒng)計(jì),結(jié)果表明,絕大多數(shù)學(xué)生對實(shí)施信息化教學(xué)持支持態(tài)度,同時(shí)多數(shù)同學(xué)認(rèn)為實(shí)施信息化家教學(xué)對課程學(xué)習(xí)幫助很大。
四、結(jié)論
將信息化教學(xué)模式應(yīng)用于《先進(jìn)制造技術(shù)》課程教學(xué)中,采用布魯姆知識目標(biāo)分類法和描述方式,對課程內(nèi)容重新梳理,劃分成若干知識點(diǎn),準(zhǔn)確描述知識點(diǎn)教學(xué)目標(biāo),設(shè)計(jì)教學(xué)方案,確定合適的知識點(diǎn)考核方式,在功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)平臺上進(jìn)行實(shí)踐,通過課程網(wǎng)站提供的大量學(xué)習(xí)資源,進(jìn)行實(shí)例教學(xué)、現(xiàn)場教學(xué)、在線測試、在線答疑等多種方式,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力,鍛煉了學(xué)生的表達(dá)能力和組織能力,取得了較好的教學(xué)效果,獲得了學(xué)生的廣泛認(rèn)同,值得推廣。
摘要:先進(jìn)制造技術(shù)是機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的關(guān)鍵基礎(chǔ)課程之一,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué),注重理論聯(lián)系實(shí)際,才能夠培養(yǎng)出適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的實(shí)用性人才。為此,我們對實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面進(jìn)行了改革,從而促進(jìn)學(xué)生對先進(jìn)制造技術(shù)的理解應(yīng)用,并提高解決實(shí)際問題的能力。
關(guān)鍵詞:先進(jìn)制造技術(shù);機(jī)械類專業(yè);實(shí)驗(yàn)教學(xué)
自20世紀(jì)80年代以來,隨著計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用技術(shù)的迅速發(fā)展,先進(jìn)制造技術(shù)在德國、美國、日本等發(fā)達(dá)國家得到了廣泛的應(yīng)用。在我國,各種先進(jìn)的集成化、智能化加工技術(shù)和裝備,如精密成形技術(shù)與裝備、少無切削技術(shù)與裝備、激光加工、3D打印等,進(jìn)入了一個(gè)空前發(fā)展的階段。
我國已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)4.0時(shí)代,“中國制造2025”是我國實(shí)施制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的行動(dòng)綱領(lǐng),先進(jìn)制造技術(shù)引起了廣泛的重視,各大企業(yè)也相繼提出需求計(jì)劃。為了提高優(yōu)秀競爭力,企業(yè)必須具有快速響應(yīng)市場的能力,縮短產(chǎn)品周期,降低產(chǎn)品成本,以新穎的產(chǎn)品滿足不同顧客的需求。因此,企業(yè)需要大量先進(jìn)制造技術(shù)方面的復(fù)合型、創(chuàng)新型人才[1]。
先進(jìn)制造技術(shù)這門專業(yè)基礎(chǔ)課,實(shí)踐性很強(qiáng),但由于受傳統(tǒng)思想觀念及實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件等方面的限制,實(shí)驗(yàn)教學(xué)大部分是以教師講授為中心,學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造性得不到很好的發(fā)揮[2]。因此,我們對實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面進(jìn)行了改革,從而促進(jìn)學(xué)生對先進(jìn)制造技術(shù)的理解應(yīng)用,并提高解決實(shí)際問題的能力。
1. 構(gòu)建合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系
先進(jìn)制造技術(shù)課程體系包括:現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)制造工藝技術(shù)、制造自動(dòng)化技術(shù)、現(xiàn)代生產(chǎn)管理技術(shù)和先進(jìn)生產(chǎn)制造模式。根據(jù)機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的專業(yè)特色,面向從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工裝配、質(zhì)量檢測、銷售、售后服務(wù)到產(chǎn)品回收的整個(gè)產(chǎn)品周期鏈,形成以計(jì)算機(jī)輔助為基礎(chǔ),計(jì)算機(jī)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)為主線的教學(xué)體系[3]。
在計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,應(yīng)該優(yōu)先培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造設(shè)計(jì)能力。在計(jì)算機(jī)輔助概念設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)者用草圖的方式生成零件的形狀,可以靈活地調(diào)整設(shè)計(jì)的尺寸,將結(jié)構(gòu)確定下來之后,再進(jìn)行細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)。在完成計(jì)算機(jī)三維建模以后,設(shè)計(jì)者可以檢查和發(fā)現(xiàn)有無結(jié)構(gòu)誤差、原理錯(cuò)誤,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。在計(jì)算機(jī)應(yīng)用實(shí)踐教學(xué)中,著重加強(qiáng)計(jì)算機(jī)輔助工程和計(jì)算機(jī)輔助制造的應(yīng)用。CAE和CAD密不可分,在三維建模完成之后,可以將模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真,模擬分析三維碰撞等動(dòng)態(tài)行為。
2. 精選實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容
從教學(xué)內(nèi)容上看,傳統(tǒng)的先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)占絕大部分,在一定程度上抑制了學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)造能力的培養(yǎng)。同時(shí),實(shí)驗(yàn)教學(xué)資料非常詳細(xì),給學(xué)生思考和自主分析的時(shí)間過于少。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中,學(xué)生們傾向于按部就班地完成任務(wù),依賴心理重,不利于綜合素質(zhì)的培養(yǎng)[4]。
鑒于此,應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能、動(dòng)手能力和綜合素質(zhì)。精選實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,降低驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的比例,提高綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的比例。在計(jì)算機(jī)制圖中,要以Pro E為實(shí)驗(yàn)軟件,加強(qiáng)三維參數(shù)化制圖的學(xué)習(xí)。在現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)習(xí)中,要介紹幾種常用的現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論,如:優(yōu)化設(shè)計(jì)、可靠性設(shè)計(jì)、有限元法、協(xié)同設(shè)計(jì)、智能設(shè)計(jì)等[5]。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造的學(xué)習(xí)中,要掌握CAD/CAM技術(shù)的基本原理,熟悉CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài),為后續(xù)的機(jī)械制造奠定理論的基礎(chǔ)。在機(jī)械制造工藝設(shè)計(jì)中,應(yīng)采用CAPP、夾具設(shè)計(jì)等進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)。在學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)該針對產(chǎn)品,重點(diǎn)進(jìn)行CAD、CAE、CAM等技術(shù)的綜合應(yīng)用。
實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的相關(guān)內(nèi)容應(yīng)該適當(dāng)修改,實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)應(yīng)用等不用過于細(xì)致,簡明扼要即可。增加一些與工程實(shí)際應(yīng)用密切的、代表性強(qiáng)的典型實(shí)驗(yàn),刪除一些過于陳舊、落后的實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn),重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)原理、掌握實(shí)驗(yàn)步驟、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果;設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn),重點(diǎn)考察同學(xué)們的資料查閱、培養(yǎng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力。將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)綜合起來,有利于培養(yǎng)機(jī)械類專業(yè)學(xué)生的自主思考能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。
3. 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法
在傳統(tǒng)教學(xué)方法的影響之下,實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,教師注重講解,強(qiáng)調(diào)灌輸理論知識和實(shí)驗(yàn)方法,忽略了培養(yǎng)學(xué)生的興趣激發(fā)、創(chuàng)新創(chuàng)造意識和動(dòng)手實(shí)踐能力[6]。學(xué)生只注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果,而不注重實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)分析,導(dǎo)致主觀能動(dòng)性和創(chuàng)造力得不到很好的發(fā)揮。我們通過改進(jìn)以下三點(diǎn)教學(xué)方法來提高學(xué)生的主動(dòng)求知欲和創(chuàng)造能力:
(1)統(tǒng)籌規(guī)劃,合理安排。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,教師應(yīng)該將先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)統(tǒng)籌安排,涉及整個(gè)產(chǎn)品周期鏈,確定好每一個(gè)階段的培養(yǎng)目標(biāo),整體優(yōu)化,避免重復(fù)。
(2)加強(qiáng)基礎(chǔ),注重實(shí)踐。理論知識方面,應(yīng)該加強(qiáng)機(jī)械制圖、機(jī)械原理和機(jī)械零件這三門基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,應(yīng)該以培養(yǎng)綜合性人才為目的,以先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)驗(yàn)為主線,跟蹤科技發(fā)展的前沿,擴(kuò)展知識面,著重培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力[7]。
(3)加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué),提高動(dòng)手能力。 先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該理論與實(shí)際緊密結(jié)合,在教學(xué)方式、教學(xué)考核等方面大膽創(chuàng)新,靈活變通,讓學(xué)生能夠發(fā)揮主觀能動(dòng)性和創(chuàng)新性,在實(shí)踐中認(rèn)識事物。通過加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué),提高學(xué)生們的動(dòng)手能力,提高了學(xué)生的就業(yè)能力,為機(jī)械、機(jī)器人、智能裝備等行業(yè)輸送高質(zhì)量的綜合性人才。
結(jié)束語:先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)有待改革,通過構(gòu)建合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系、精選實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,以期待能夠一定程度上提高學(xué)生的自主思考能力和創(chuàng)新創(chuàng)造性,為企業(yè)培養(yǎng)和輸送綜合素質(zhì)高的人才。
摘要:根據(jù)輸入輸出指標(biāo)數(shù)據(jù)值進(jìn)行數(shù)據(jù)包絡(luò)分析(DEA)計(jì)算,對先進(jìn)制造技術(shù)(AMT)投資方案的輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行相對效率評價(jià),避免單純考慮輸出指標(biāo)的不確定性和不可度量性,做到無形效益價(jià)值輸出指標(biāo)的量化分析。將DEA中的C2R模型與BC2模型進(jìn)行改變,結(jié)合對偶理論,提出AMT無形效益價(jià)值是一種新型影子價(jià)格的觀點(diǎn),分析AMT無形效益價(jià)值的相對有效性,對無效的方案提出了輸入輸出指標(biāo)數(shù)據(jù)的改進(jìn)方法。最后通過一個(gè)實(shí)例,驗(yàn)證了方法的可行性和實(shí)用性。
關(guān)鍵詞:先進(jìn)制造技術(shù);無形效益價(jià)值;數(shù)據(jù)包絡(luò)分析;效益評價(jià)指數(shù)
0引言
企業(yè)開發(fā)先進(jìn)制造技術(shù)項(xiàng)目需要大規(guī)模投資,而且實(shí)施先進(jìn)制造技術(shù)的主要目的是提高企業(yè)競爭優(yōu)勢,具體包括:提高產(chǎn)品質(zhì)量、增強(qiáng)柔性、降低成本、縮短產(chǎn)品交貨期、減少廢品和返工、精簡人力、改善工作質(zhì)量、增強(qiáng)制造過程的抗干擾能力、提高企業(yè)對市場需求的反應(yīng)能力、提升企業(yè)形象、及時(shí)引入新產(chǎn)品和更新產(chǎn)品、提高企業(yè)對市場機(jī)會(huì)的控制能力、降低工作強(qiáng)度和增強(qiáng)員工對企業(yè)的滿意度與忠誠度、獲得新技術(shù)知識和使用新技術(shù)等等。這些因素產(chǎn)生的效益除成本的降低可以在現(xiàn)有會(huì)計(jì)系統(tǒng)中有所體現(xiàn)外,其它效益都是不能直接貨幣化的無形效益,難以定量化分析,因此使得先進(jìn)制造技術(shù)效益評價(jià)問題變得比較困難。
AMT無形效益是關(guān)系到企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展的關(guān)鍵因素,是投資的主要目標(biāo)和做出正確投資決策的關(guān)鍵。對AMT無形效益的評價(jià),有助于企業(yè)從長遠(yuǎn)的戰(zhàn)略角度選擇投資方向,提高企業(yè)的整體實(shí)力,保證經(jīng)營目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。我國學(xué)者在這方面做了很多研究,提出了很多無形效益定量評價(jià)的方法。李春好等利用多目標(biāo)廣義投資效率模型和綜合效用評價(jià)模型分別對方案的優(yōu)劣進(jìn)行了排序[1-2];宋金波等對AMS的技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢的無形效益進(jìn)行了分析[3-4];汪應(yīng)洛等用可能性分布表示評價(jià)指標(biāo)值,并對投資項(xiàng)目的有形效益和無形效益進(jìn)行加權(quán)平均,最終得到綜合效益的評價(jià)結(jié)果[5-6]。但是這些研究成果都是對AMT投資方案結(jié)果的分析,沒有考慮投入因素對產(chǎn)出無形效益的影響。劉德學(xué)等利用C2R模型對AMT投資總體效益進(jìn)行了分析,但并沒有具體分析AMT投資的無形效益該如何度量,而且只對方案中輸入指標(biāo)影響最大的因素作了分析,并沒有說明規(guī)模是否合理且怎樣改進(jìn)[7-8]。本文針對AMT投資特征,通過對DEA中的兩個(gè)經(jīng)典模型C2R和BC2聯(lián)合分析,導(dǎo)出影響無形效益的主體原因,再以DEA的相對效率為基礎(chǔ),構(gòu)造AMT投資的輸入輸出評價(jià)指標(biāo)體系,結(jié)合對偶理論,提出無形效益的價(jià)值是一種新型的影子價(jià)格的觀點(diǎn),從技術(shù)有效還是規(guī)模有效等幾個(gè)方面分析AMT無形效益的價(jià)值,對AMT無形效益價(jià)值進(jìn)行相對效率的評價(jià),并給出了無效方案的改進(jìn)方法。為AMT無形效益價(jià)值的分析提供了一種新的量化分析工具。
摘 要:傳統(tǒng)的末端治理在這個(gè)過程中存在諸多弊端,如治污成本高等。先進(jìn)制造技術(shù)和機(jī)械制造工藝對產(chǎn)品生命周期的全過程進(jìn)行最優(yōu)化控制,在這個(gè)基礎(chǔ)上對資源在這個(gè)過程中進(jìn)行合理配置。本文首先介紹了先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝的產(chǎn)生背景,然后分析了先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝和傳統(tǒng)制造技術(shù)的比較,然后分析了實(shí)施先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝的主要途徑。最后分析了新型制造工藝。
關(guān)鍵詞:制造技術(shù);制造工藝;途徑
據(jù)統(tǒng)計(jì):機(jī)械加工業(yè)產(chǎn)生的有害廢物各類污染源中名列第四位。傳統(tǒng)的末端治理在這個(gè)過程中存在諸多弊端,如治污成本高等。通常情況下先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝和傳統(tǒng)制造技術(shù)的主要區(qū)別在于傳統(tǒng)制造技術(shù)和機(jī)械制造工藝在這個(gè)過程中缺少資源環(huán)境考慮,而先進(jìn)制造技術(shù)和機(jī)械制造工藝對產(chǎn)品生命周期的全過程進(jìn)行最優(yōu)化控制,在這個(gè)基礎(chǔ)上對資源在這個(gè)過程中進(jìn)行合理配置。先進(jìn)制造技術(shù)和機(jī)械制造工藝是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的體現(xiàn)。先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝是上個(gè)世紀(jì)八十年代和九十年代的產(chǎn)物,1996年美國制造工程師學(xué)會(huì)提出先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝的概念。 其目標(biāo)是使產(chǎn)品在整個(gè)產(chǎn)品生命周期中,資源實(shí)現(xiàn)利用率最高值。
1 先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝和傳統(tǒng)制造技術(shù)的比較
傳統(tǒng)制造技術(shù)是一個(gè)開環(huán)生產(chǎn)系統(tǒng),從自然界獲取資源,在這個(gè)過程中加工成為各種工程材料,污染性物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境。需投入大量的人力物力,有大量的廢物排放,機(jī)械加工業(yè)產(chǎn)生的有害廢物各類污染源中名列第四位。傳統(tǒng)的末端治理在這個(gè)過程中存在諸多弊端,如治污成本高等。
先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝分析的先進(jìn)之處便是其綠色環(huán)保之處,是一種閉環(huán)生產(chǎn)系統(tǒng)。 整個(gè)產(chǎn)品生命周期中,對材料的回收、利用、處理等全部考慮。在先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝分析中對于很多問題,在產(chǎn)品的生命周期各個(gè)環(huán)節(jié)通過特定的工藝手段和技術(shù)措施加以解決。
通過以上分析可以看出,通常情況下先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝和傳統(tǒng)制造技術(shù)的主要區(qū)別在于傳統(tǒng)制造技術(shù)和機(jī)械制造工藝在這個(gè)過程中缺少資源環(huán)境考慮,而先進(jìn)制造技術(shù)和機(jī)械制造工藝對產(chǎn)品生命周期的全過程進(jìn)行最優(yōu)化控制,在這個(gè)基礎(chǔ)上對資源在這個(gè)過程中進(jìn)行合理配置,在這個(gè)基礎(chǔ)上充分發(fā)揮制造系統(tǒng)的功能。
2 實(shí)施先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝的主要途徑
2.1 網(wǎng)絡(luò)化
先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝的網(wǎng)絡(luò)化,特別是基于互聯(lián)網(wǎng)的先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝已成為重要的發(fā)展趨勢。 先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝分析的先進(jìn)之處便是其是一種閉環(huán)生產(chǎn)系統(tǒng)。它是一種廢棄物循環(huán)利用的生產(chǎn)模式。整個(gè)產(chǎn)品生命周期中,對材料的回收、利用、處理等全部考慮。 通過企業(yè)局域網(wǎng)將各個(gè)分散的加工中心、數(shù)控設(shè)備等聯(lián)接起來,便于先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝控制中心對整個(gè)先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝加工進(jìn)程進(jìn)行總體監(jiān)控,同時(shí)還可與企業(yè)中各子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成,便于優(yōu)化決策。
2.2 信息化
先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝和傳統(tǒng)制造技術(shù)的主要區(qū)別在于傳統(tǒng)制造技術(shù)和機(jī)械制造工藝在這個(gè)過程中缺少資源環(huán)境考慮,而先進(jìn)制造技術(shù)和機(jī)械制造工藝對產(chǎn)品生命周期的全過程進(jìn)行最優(yōu)化控制,在這個(gè)基礎(chǔ)上對資源在這個(gè)過程中進(jìn)行合理配置,在這個(gè)基礎(chǔ)上充分發(fā)揮制造系統(tǒng)的功能。其功能的充分發(fā)揮對信息的依賴很高,先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝的通常情況下追求目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)整體最優(yōu)化制造,即從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā),全面考慮綜合成本,確定最合理的制造方案。 為實(shí)現(xiàn)整體最優(yōu)化制造,通常情況下需要建立機(jī)械加工數(shù)據(jù)庫,采用先進(jìn)技術(shù)對各種先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝(如高速切削、干切削、MQL 等)進(jìn)行建模、仿真、虛擬加工和決策,實(shí)現(xiàn)并行設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。
2.3 柔性化
現(xiàn)代生產(chǎn)方式已在很大程度上逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樾∨俊⒍嗥贩N生產(chǎn),這就要求生產(chǎn)企業(yè)能夠快速適應(yīng)市場需求。 先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝加工系統(tǒng)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)快速重構(gòu),在很大程度上具有快速響應(yīng)能力,盡快適應(yīng)環(huán)境的變化。
3 新型制造工藝分析
3.1 少無切削加工技術(shù)
在機(jī)械中的應(yīng)用日趨成熟。有些成形件在很大程度上不需要機(jī)械加工就可直接使用,減少了產(chǎn)品的制造周期。該技術(shù)最適合用于加工異形孔類零件、齒輪花鍵、等類似零件。與傳統(tǒng)工藝相比,降低約 20~70%。
3.2 干式加工技術(shù)
傳統(tǒng)的切削加工需要大量切削液澆,使用切削液增加了制造成本,切削液中含有有害的添加劑,處理不當(dāng)會(huì)污染環(huán)境、威脅工人健康。干式切削通常情況下有意識地減少使用或不使用切削液的。干式切削分為完全不使用切削液代替切削液,其使用的是最小量潤滑技術(shù)。
車削等加工應(yīng)用干切削較多,KC250H 型干式滾齒機(jī)在這個(gè)過程中進(jìn)行了高速滾齒加工,加工速度提高了2.3倍,最適合進(jìn)行干切削。試驗(yàn)表明,CNB 刀具比陶瓷刀具更適合鑄鐵材料的高速切削。對于難加工材料,使用激光輔助加工技術(shù)。
3.3 減少加工余量
在機(jī)械中的應(yīng)用日趨成熟。有些成形件在很大程度上不需要機(jī)械加工就可直接使用,減少了產(chǎn)品的制造周期。 由于零件的毛坯粗糙,因此加工余量較大,產(chǎn)生了很多弊端,不僅原材料消耗大,也在很大程度上造成了生產(chǎn)效率的低下。因此,如果條件允許,毛坯制造可以實(shí)現(xiàn)組織專業(yè)化,對毛坯精度進(jìn)行提升;除此之外,通過先進(jìn)的制造技術(shù),來對加工質(zhì)量加以確保。
綜上所述,通常情況下先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝和傳統(tǒng)制造技術(shù)的主要區(qū)別在于傳統(tǒng)制造技術(shù)和機(jī)械制造工藝在這個(gè)過程中缺少資源環(huán)境考慮,而先進(jìn)制造技術(shù)和機(jī)械制造工藝對產(chǎn)品生命周期的全過程進(jìn)行最優(yōu)化控制,在這個(gè)基礎(chǔ)上對資源在這個(gè)過程中進(jìn)行合理配置,在這個(gè)基礎(chǔ)上充分發(fā)揮制造系統(tǒng)的功能。先進(jìn)制造技術(shù)和機(jī)械制造工藝是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的體現(xiàn)。先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝是以傳統(tǒng)制造技術(shù)為基礎(chǔ),并在這個(gè)過程中結(jié)合環(huán)境科學(xué)、材料科學(xué)、控制技術(shù)等新技術(shù)的先進(jìn)制造技術(shù)。
作者簡介:胡燁(1965-),男,湖北麻城人,本科,講師,研究方向:機(jī)械設(shè)計(jì)與先進(jìn)制造工藝。
摘 要:先進(jìn)制造技術(shù)是衡量國家工業(yè)的重要指標(biāo),其能夠表現(xiàn)出國家整體綜合能力,為此加大先進(jìn)技術(shù)的研究就極為重要。文章介紹了先進(jìn)制造技術(shù)及其體系的建立、先進(jìn)制造技術(shù)特點(diǎn)及其現(xiàn)狀以及針對機(jī)械制造工藝而加強(qiáng)先進(jìn)制造技術(shù)的對策。
關(guān)鍵詞:先進(jìn)制造技術(shù);機(jī)械制造工藝;關(guān)系分析
1 先進(jìn)制造技術(shù)及其體系的建立
當(dāng)前對于先進(jìn)制造技術(shù)定義達(dá)到共識,先進(jìn)制造技術(shù)是促進(jìn)制造業(yè)將高科技技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)過程中并發(fā)揮其對制造業(yè)發(fā)展的促進(jìn)作用,使得制造業(yè)整個(gè)流程利用上高新技術(shù)的總稱。因?yàn)槠淠軌蚋咝У匕l(fā)展生產(chǎn)力,因此其將符合時(shí)展潮流,在不斷的發(fā)展中各個(gè)流程不斷創(chuàng)新優(yōu)化,使得生產(chǎn)流程中各個(gè)環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系加強(qiáng),最終形成高新技術(shù)、高度整合的制造體系。
而為形成先進(jìn)技術(shù)體系,首先需要將高效優(yōu)質(zhì)以及符合環(huán)保作為整個(gè)體系的優(yōu)秀,將先進(jìn)技術(shù)不斷向基礎(chǔ)生產(chǎn)方向靠近;其次不斷進(jìn)行創(chuàng)新優(yōu)化,在不斷研究新技術(shù)的同時(shí),加強(qiáng)對現(xiàn)有技術(shù)潛力的挖掘。加快技術(shù)發(fā)展的質(zhì)量及速度,為先進(jìn)技術(shù)體系的形成提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);在技術(shù)發(fā)展的同時(shí)還要符合市場需求,符合時(shí)代要求的同時(shí)保證體系形成產(chǎn)生收益。諸如數(shù)控機(jī)床的形成能夠?yàn)樯a(chǎn)過程提供強(qiáng)大的生產(chǎn)力,保證新技術(shù)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)以及各種收益;最后為保證體系的形成,需要進(jìn)行先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行集成化的改革,利用信息技術(shù)以及當(dāng)前出現(xiàn)的技術(shù)保證統(tǒng)一管理以及體系的統(tǒng)一性。
2 先進(jìn)制造技術(shù)特點(diǎn)及其現(xiàn)狀
2.1 先進(jìn)制造技術(shù)特點(diǎn)
2.1.1 全球化
隨著各種技術(shù)的發(fā)展全球間的聯(lián)系也越來越大,全球間各種技術(shù)交流以及經(jīng)濟(jì)聯(lián)系為先進(jìn)技術(shù)的全球交流提供了基礎(chǔ)。而對于先進(jìn)技術(shù)的全球化,其對先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展提供動(dòng)力,為先進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)化為制造業(yè)中經(jīng)濟(jì)收益。由于全球的聯(lián)系加強(qiáng),各地企業(yè)能夠進(jìn)行有效的任務(wù)分工,這種模式能夠有效發(fā)揮各地先進(jìn)技術(shù)的優(yōu)勢,在全球化進(jìn)程中極大降低生產(chǎn)成本。
2.1.2 多元化
對于先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展,其不僅僅是一個(gè)領(lǐng)域技術(shù)的孤立發(fā)展,其是多個(gè)領(lǐng)域間技術(shù)的相互促進(jìn),同時(shí)為同一制造工作提供支援。由于當(dāng)前發(fā)展機(jī)會(huì)稍縱即逝,各種孤立制造技術(shù)不能很好地抓住機(jī)遇,同時(shí)不能滿足各種機(jī)遇的需求,加之市場方向不斷轉(zhuǎn)變,使得制造技術(shù)不斷走向多元化。制造業(yè)不能僅僅關(guān)心制造技術(shù)的發(fā)展,對于信息技術(shù)以及金融管理技術(shù)的重視能夠保證制造業(yè)知曉市場走向,并不斷將制造技術(shù)發(fā)展走向符合市場需求的潮流。
2.1.3 服務(wù)化
由于當(dāng)前制造業(yè)對于市場需求的重視,其加強(qiáng)對滿足市場需求的能力,為此制造業(yè)不斷加強(qiáng)其服務(wù)性,而為滿足生產(chǎn)制造發(fā)展的需求就需要保證先進(jìn)制造技術(shù)走向服務(wù)化。制造技術(shù)的發(fā)展不僅僅是設(shè)計(jì),還需加大對市場的考察。為消費(fèi)者的需求考慮,加大在產(chǎn)品后期服務(wù)性的投入,為消費(fèi)者服務(wù)服務(wù)是制造技術(shù)服務(wù)性的優(yōu)秀。在不斷的發(fā)展潮流中,企業(yè)針對服務(wù)性的重視將會(huì)改變先進(jìn)技術(shù)發(fā)展的方向。
2.2 制造技術(shù)現(xiàn)狀
當(dāng)前各國都已認(rèn)識到先進(jìn)制造技術(shù)的重要性,為提升國家綜合能力都在技術(shù)發(fā)展方面給出了巨大的扶持,都在技術(shù)研究方面投入精力,重視技術(shù)人才培養(yǎng)。而全球化的浪潮下,各國綜合實(shí)力的競爭極大依靠科研技術(shù)的競爭。企業(yè)為提升競爭力,加快制造技術(shù)到產(chǎn)品的轉(zhuǎn)換,多元化的先進(jìn)制造技術(shù)格局正在形成,諸如數(shù)控系統(tǒng)投入制造過程中,正是各個(gè)先進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)能力的體現(xiàn)。同時(shí),由于我國先進(jìn)制造技術(shù)起步晚,先進(jìn)技術(shù)與外國距離較大,需要進(jìn)一步的發(fā)展以縮小與外國的差距。需要在下一步工作中加大先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用到機(jī)械制造中,同時(shí)由于機(jī)械制造的發(fā)展正是機(jī)械制造工藝中的重要部分。先進(jìn)制造技術(shù)的革新為制造機(jī)械的更新提供依據(jù),而機(jī)械制造工藝同時(shí)是制造技術(shù)的體現(xiàn),其又會(huì)為制造技術(shù)的發(fā)展提供動(dòng)力。
3 針對制造工藝加強(qiáng)制造技術(shù)
3.1 加強(qiáng)先進(jìn)技術(shù)開發(fā)
加強(qiáng)制造技術(shù)的開發(fā)需要針對整個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改造,不僅僅是技術(shù)設(shè)備的革新,還有一配套管理措施的改革以及市場觀念的改革,加大技術(shù)開發(fā)以及加快制造設(shè)備的更新,加強(qiáng)技術(shù)開發(fā)是提升綜合競爭力的有效方法。將機(jī)械制造技術(shù)的創(chuàng)新放在重要位置,同時(shí)需要將先進(jìn)技術(shù)的開發(fā)與整體開發(fā)工作有機(jī)的結(jié)合。進(jìn)行整體統(tǒng)一戰(zhàn)略能夠?qū)⑼徽w中各個(gè)領(lǐng)域的收益擴(kuò)大化,某一領(lǐng)域的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)槠渌饔蛱峁┍憷F浯螜C(jī)械制造技術(shù)的革新將帶動(dòng)機(jī)械制造工藝的發(fā)展,同時(shí)帶動(dòng)相關(guān)制造業(yè)的發(fā)展。
3.2 合理運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)
進(jìn)行機(jī)械制造工藝革新不能盲目照搬,科學(xué)地選擇高效的先進(jìn)技術(shù)能夠?yàn)闄C(jī)械制造提供促進(jìn)作用,合理利用先進(jìn)制造技術(shù),以市場需求為優(yōu)秀,打造符合市場需要的機(jī)械制造工藝。其次,完善基礎(chǔ)工作的準(zhǔn)備,在基礎(chǔ)工作做好的基礎(chǔ)上按計(jì)劃進(jìn)行發(fā)展,不能操之過急導(dǎo)致產(chǎn)生負(fù)面影響。對于重點(diǎn)行業(yè)進(jìn)行有針對性的建設(shè),可以進(jìn)行試點(diǎn)性的嘗試,進(jìn)行小范圍新技術(shù)的嘗試。在項(xiàng)目中及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn),找到導(dǎo)致嘗試成功或者失敗的原因,不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)為下一步擴(kuò)大新技術(shù)的使用提供具有參考價(jià)值的經(jīng)驗(yàn)。這樣才能在大量新出現(xiàn)的先進(jìn)技術(shù)中選擇出符合市場需求的技術(shù),合理把握制造技術(shù)與工藝之間的關(guān)系,進(jìn)一步降低制造工藝革新的風(fēng)險(xiǎn)。
3.3 重視人才素質(zhì)培養(yǎng)
人才是進(jìn)行技術(shù)革新的重點(diǎn),對其進(jìn)行科學(xué)的培養(yǎng)將對技術(shù)革新產(chǎn)生決定性的影響。而對人才素質(zhì)培養(yǎng)不僅僅是專業(yè)技術(shù)的培養(yǎng),還有綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。當(dāng)前對人才綜合素質(zhì)的培養(yǎng)還不夠,忽略技術(shù)人才的綜合實(shí)力的提升,要打造復(fù)合型高新技術(shù)人才就需對技術(shù)人才的綜合素質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)。加大人才在金融以及在管理方面的學(xué)習(xí),在進(jìn)行人才培訓(xùn)過程中為人員提供實(shí)踐機(jī)會(huì),便與其將理論知識應(yīng)用到實(shí)際工作中去,加大考核力度檢驗(yàn)人員理論知識掌握情況以及應(yīng)用到實(shí)踐的能力。其次其道德素質(zhì)的培養(yǎng),加強(qiáng)人才道德素質(zhì)建設(shè),使其在工作中能夠切實(shí)依據(jù)基本原則,為實(shí)際上崗時(shí)提供綜合能力強(qiáng)的復(fù)合型人才。
3.4 參考國外成功經(jīng)驗(yàn)
國外領(lǐng)先我國必有其可參考的地方,首先加大對先進(jìn)技術(shù)的學(xué)習(xí),積極接受國外先進(jìn)制造技術(shù),在不斷的技術(shù)學(xué)習(xí)中形成符合我國實(shí)情的實(shí)用技術(shù)。其次對于國外成功的改革實(shí)例進(jìn)行思考學(xué)習(xí),思考其成功的優(yōu)秀原因并探討如何才能將其應(yīng)用到符合我國實(shí)際情況中去。在我國長期的學(xué)習(xí)探索中,已經(jīng)形成我國特有的制造技術(shù),如何進(jìn)一步發(fā)展需要不斷虛心向強(qiáng)者學(xué)習(xí),打造出符合國情的先進(jìn)制造技術(shù)。在參考先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)需要提升自己優(yōu)秀競爭力,打造出擁有自主產(chǎn)權(quán)的國際標(biāo)準(zhǔn),這樣在不斷競爭中才能處于不敗之地。
4 結(jié)束語
隨著社會(huì)的發(fā)展以及各種技術(shù)的出現(xiàn),先進(jìn)制造技術(shù)正是要將技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)動(dòng)力,為生產(chǎn)制造提供強(qiáng)大的動(dòng)力。在先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展過程中,需綜合我國國情,建設(shè)具有我國特色社會(huì)主義的制造工業(yè)。因此在下一步的工作中需要加大對實(shí)際情況的了解,建設(shè)多元化的綜合制造工業(yè),進(jìn)一步縮短與外國的差距,為提升我國綜合能力提供必要的基礎(chǔ)與動(dòng)力。
作者簡介:陳遠(yuǎn)偉(1969-),男(漢),四川開江縣人,達(dá)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電系,副教授,學(xué)士,主要從事機(jī)械制造研究。
摘 要:隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人類對物質(zhì)的需求不斷提高,但受到地球有限資源和人口不斷膨脹的影響,社會(huì)發(fā)展對其經(jīng)濟(jì)支撐行業(yè)--制造業(yè)及其技術(shù)體系提出了更高的需求,這就促使對傳統(tǒng)制造不斷優(yōu)化發(fā)展的先進(jìn)制造技術(shù)迅速發(fā)展起來。
關(guān)鍵詞:先進(jìn)制造;智能化;綠色化
先進(jìn)制造技術(shù)(AMT)就是指集機(jī)械工程技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、信息技術(shù)等多種技術(shù)為一體所產(chǎn)生的技術(shù)、設(shè)備和系統(tǒng)的總稱。主要包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造、集成制造系統(tǒng)等。先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)企業(yè)取得競爭優(yōu)勢的必要條件之一,但并非充分條件,其優(yōu)勢還有賴于能充分發(fā)揮技術(shù)威力的組織管理,有賴于技術(shù)、管理和人力資源的有機(jī)
一、先進(jìn)制造技術(shù)特點(diǎn)
1.先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段,是面向二十一世紀(jì)的技術(shù)制造業(yè)是社會(huì)物質(zhì)文明的保證,是與人類社會(huì)一起動(dòng)態(tài)發(fā)展的,因此,制造技術(shù)必然也將隨著科技進(jìn)步而不斷更新。先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段,是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展而來,保持了過去制造技術(shù)中的有效要素;但隨著高新技術(shù)的滲入和制造環(huán)境的變化,已經(jīng)產(chǎn)生了質(zhì)了變化,先進(jìn)制造技術(shù)是制造技術(shù)與現(xiàn)代高新技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的一個(gè)完整的技術(shù)群,是一類具有明確范疇的新的技術(shù)領(lǐng)域,是面向二十一世紀(jì)的技術(shù)。
2.先進(jìn)制造技術(shù)是面向工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)能適合于在工業(yè)企業(yè)推廣并可取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展往往是針對某一具體的制造業(yè)(如汽車工業(yè)、電子工業(yè))的需求而發(fā)展起來的適用的先進(jìn)制造技術(shù),有明顯的需求導(dǎo)向的特征。先進(jìn)制造技術(shù)不是以追求技術(shù)的高新度為目的,而是注重產(chǎn)生最好的實(shí)踐效果,以提高企業(yè)的競爭力和促進(jìn)國家經(jīng)濟(jì)增長和綜合實(shí)力為目標(biāo)。
3.先進(jìn)制造技術(shù)的競爭是面向全球的。目前,每一國家都處于全球化市場中。一個(gè)國家的先進(jìn)制造技術(shù)是支持該國制造業(yè)在全球范圍市場的競爭力。因此,先進(jìn)制造技術(shù)的主體應(yīng)具有世界水平。但是,每個(gè)國家的國情也將影響到從現(xiàn)有的制造技術(shù)水平向先進(jìn)制造技術(shù)的過渡戰(zhàn)略和措施。我國正在以前所未有的速度進(jìn)入全球化的國際市場,開發(fā)和應(yīng)用適合國情的先進(jìn)制造技術(shù)勢在必行。
在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的推動(dòng)下,制造業(yè)的資源配置沿著勞動(dòng)密集、設(shè)備密集、信息密集、知識密集的方向發(fā)展。而與之相適應(yīng)的制造技術(shù)的生產(chǎn)方式沿著手工、機(jī)械化、單機(jī)自動(dòng)化;剛性流水自動(dòng)化、柔性自動(dòng)化、智能自動(dòng)化的方向發(fā)展,這些推動(dòng)了制造業(yè)的不斷發(fā)展,促進(jìn)了制造業(yè)的不斷進(jìn)步。
二、先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展趨勢
隨著全球經(jīng)濟(jì)競爭的不斷激烈化,先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展在柔性化、自動(dòng)化、敏捷化、虛擬化等基礎(chǔ)上趨于向以下幾個(gè)發(fā)展方向。
1.網(wǎng)絡(luò)化。制造業(yè)隨著經(jīng)濟(jì)全球化也開始步入全球的一體化。從采購、設(shè)計(jì)、制造加工,再到銷售,已不再局限于某個(gè)企業(yè)、某個(gè)集團(tuán)或是某個(gè)國家。地域的分散性必將給企業(yè)的經(jīng)營和管理帶來諸多不便,隨之而來的是制造成本的增加。隨著網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的迅速發(fā)展和普及,企業(yè)可以通過制造的網(wǎng)絡(luò)化來有效組織管理分散在各地的制造資源。另外,制造企業(yè)也可以基于網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)世界范圍內(nèi)的動(dòng)態(tài)聯(lián)盟。這些都屬于虛擬市場,是基于信息化與虛擬化技術(shù)的進(jìn)一步延伸。
2.集成化。制造業(yè)已不再局限于先進(jìn)的制造加工技術(shù),而應(yīng)是集機(jī)械、電子、光學(xué)、信息、材料、能源、環(huán)境、現(xiàn)代管理等最新成就為一體的新興技術(shù)。各個(gè)專業(yè)、學(xué)科間不斷滲透、交叉、融合而使技術(shù)趨于系統(tǒng)化、集成化。同時(shí),為了更大限度的實(shí)現(xiàn)信息資源共享與優(yōu)化,企業(yè)內(nèi)部及企業(yè)之間也應(yīng)該實(shí)現(xiàn)集成化。
3.綠色化。大批量的生產(chǎn)模式是以消耗資源為代價(jià)的,而由此造成的資源枯竭和環(huán)境污染等問題已向人們敲響了警鐘。最有效地利用資源和最低限度地產(chǎn)生廢棄物是當(dāng)前全球環(huán)境問題的治本之道,也是制造業(yè)探索更清潔、更優(yōu)良的制造模式的重要方向,即通過綠色生產(chǎn)過程、綠色設(shè)計(jì)、綠色材料、綠色設(shè)備、綠色工藝、綠色包裝、綠色管理等生產(chǎn)出綠色產(chǎn)品。此外,產(chǎn)品使用完以后再通過綠色處理后加以回收利用。
4.極端化。這里指出的“極”是前沿科技發(fā)展的焦點(diǎn),即在高溫、高壓、高濕、強(qiáng)腐蝕等條件下工作,或有高硬度、大彈性要求的,或在幾何形體上極大、極小、極厚、極薄的制造技術(shù)或產(chǎn)品。
5.智能化。智能化是先進(jìn)制造技術(shù)自動(dòng)化的深度延伸。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展,制造業(yè)不僅要實(shí)現(xiàn)物資流控制的傳統(tǒng)體力勞動(dòng)自動(dòng)化,還應(yīng)實(shí)現(xiàn)信息流控制的腦力勞動(dòng)的自動(dòng)化。先進(jìn)制造技術(shù)的智能化致力于設(shè)計(jì)技術(shù)的現(xiàn)代化,加工制造的精密化、快速化,自動(dòng)化技術(shù)的柔性化、智能化,整個(gè)制造過程的網(wǎng)絡(luò)化、全球化、綠色化。
當(dāng)今世界各國的競爭主要是先進(jìn)制造技術(shù)的競爭。美國、德國等國家發(fā)展重點(diǎn)就是發(fā)展先進(jìn)制造技術(shù)。世界各國都在致力于設(shè)計(jì)技術(shù)的現(xiàn)代化,加工制造的精密化、快速化,自動(dòng)化技術(shù)的柔性化、智能化,整個(gè)制造過程的網(wǎng)絡(luò)化、全球化、綠色化。
【摘要】近年來,我國的模具先進(jìn)制造技術(shù)取得了卓有成效的發(fā)展,在社會(huì)各大領(lǐng)域中得到了廣泛地應(yīng)用。本次研究將著重對模具先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展進(jìn)行深入研究,并對模具制造中先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析,探究了其發(fā)展前景,為相關(guān)行業(yè)供提供有效的參考。
【關(guān)鍵詞】模具 先進(jìn)制造技術(shù) 發(fā)展 應(yīng)用
改革開放以來,我國的計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)取得了前所未有的發(fā)展,傳統(tǒng)制造技術(shù)再次成為人們關(guān)注的一大焦點(diǎn)。當(dāng)前我國的先進(jìn)制造技術(shù)已經(jīng)逐步向系統(tǒng)化、集成化發(fā)展,為現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展提供了必要的技術(shù)支持,對模具先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用研究有著重要的實(shí)踐意義與應(yīng)用價(jià)值。
1.模具CAD/CAE/CAM技術(shù)概述
在數(shù)字化技術(shù)以及三維造型技術(shù)的支持下,CAD/CAE/CAM一體化技術(shù)在我國各大行業(yè)中得到了廣泛地推廣。目前CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于汽車大型覆蓋件模具,不僅能夠進(jìn)行模具設(shè)計(jì)、制造與沖壓,而且在數(shù)控編程技術(shù)的支持下能夠?qū)崿F(xiàn)DNC。CAD/CAE/CAM技術(shù)在塑料模具方面也得到了進(jìn)一步的應(yīng)用,我國自主研發(fā)的軟件如北航華正CAXA軟件已經(jīng)得以廣泛地推廣。新時(shí)期,我國的CAD/CAE/CAM技術(shù)得到了進(jìn)一步發(fā)展。模具CAD不僅僅是對傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算方法的單一模仿,而且采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論,根據(jù)以往的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與專業(yè)的知識理論進(jìn)行設(shè)計(jì),結(jié)果更加合理、科學(xué)。其次在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中采用了立體思維以及三維參數(shù)化特征,信息流組織以及管理、共享等技術(shù)貫穿了模具設(shè)計(jì)、裝配與檢測等的全過程。另外還能夠?qū)δ>叩目芍圃煨赃M(jìn)行科學(xué)評價(jià),其中主要涉及到模具制造與費(fèi)用的大致估算、模具實(shí)用性的評估以及零件制作工藝的評估等。
2.模具先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展
2.1高速銑削技術(shù)
作為型腔模具加工的重要組成部分,銑削加工技術(shù)以其加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量優(yōu)良以及加工效率高等特點(diǎn)在模具加工中得到了廣泛地應(yīng)用。首先該技術(shù)具有高效性,一般情況下,高速銑削的主軸轉(zhuǎn)速保持在15000~40000轉(zhuǎn)/min,其最高能夠達(dá)到100000轉(zhuǎn),在進(jìn)行鋼切削時(shí),速度可以達(dá)到400m/min,其與傳統(tǒng)的銑削加工相比高出10倍左右,在加工效率方面也顯示出極大的優(yōu)越性。以插座外殼壓鑄模加工為例,傳統(tǒng)的銑削、電火花成型加工所需的時(shí)間為60h左右,而采用先進(jìn)的高速銑削加工14h便能夠完成。高速銑削技術(shù)精度較高,一般能夠10um,其工件溫升小,表面不會(huì)出現(xiàn)變質(zhì)會(huì)微裂紋,質(zhì)量較高,研究顯示其表面粗糙度Ra不高于1um。另外高速銑削技術(shù)能夠?qū)Ω哂膊牧线M(jìn)行加工,最高硬度可達(dá)到60HRC,成為當(dāng)前模具制造技術(shù)的重要發(fā)展方向。
2.2電火花加工技術(shù)與綠色產(chǎn)品技術(shù)
所謂電火花加工主要指的是在液體介質(zhì)中,采用脈沖放電原理對導(dǎo)電材料出現(xiàn)的電蝕現(xiàn)象進(jìn)行清除,進(jìn)而使零件的尺寸、形狀等達(dá)到相應(yīng)的技術(shù)要求。國外的電加工機(jī)床技術(shù)發(fā)展較快,其性能、工藝指標(biāo)與自動(dòng)化程度均處于領(lǐng)先水平。近年來,隨著電火花加工技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對加工中的安全與防護(hù)技術(shù)給予了高度重視。當(dāng)前電火花加工機(jī)床過程中的問題主要集中在輻射騷擾方面,其不僅會(huì)引發(fā)一系列安全事故的發(fā)生,而且對環(huán)境具有一定的破壞作用,因此,國際市場開始致力于對綠色產(chǎn)品的研究。以日本某公司為例,該公司采用直線電機(jī)伺服實(shí)施驅(qū)動(dòng),不僅反應(yīng)速度快,而且具有較高的定位精度,且不容易變形,體現(xiàn)了鮮明的優(yōu)越性。除此之外部分EDM采用混粉加工工藝、微精加工脈沖電源等技術(shù),提升了工作效率。
2.3RPM下的快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)
快速原型制造技術(shù)最早起源于20世紀(jì)中后期的美國,是對制造領(lǐng)域的一次新的創(chuàng)新與突破,該技術(shù)將CAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù)以及機(jī)械工程技術(shù)等融為一體,實(shí)現(xiàn)了由零件設(shè)計(jì)發(fā)展成為三維實(shí)體原型設(shè)計(jì),是一項(xiàng)系統(tǒng)性的先進(jìn)制造技術(shù)。截至目前,RPM技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了向快速模具技術(shù)的轉(zhuǎn)移,成為國內(nèi)外RPM領(lǐng)域研究的一個(gè)熱點(diǎn)話題。
3.模具先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用
新時(shí)期,我國的科學(xué)技術(shù)水平得到了極大的提升,模具先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣,不僅有效改變了傳統(tǒng)加工難以實(shí)施的狀況,而且在航空航天、機(jī)床、汽車以及電器等領(lǐng)域的模具制造中得到了廣泛地應(yīng)用。除此之外,其在電化學(xué)、超聲波以及激光等新能源中的應(yīng)用不僅提升了能量的多元化、綜合化,而且擴(kuò)大了傳統(tǒng)加工領(lǐng)域的范圍,提高了模具制造的質(zhì)量。目前超聲波的加工精度能夠達(dá)到0.01~0.02mm之間,粗糙程度與傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)相比明顯降低,僅為0.54um,對于充模、拉絲模以及拋光模等工藝中體現(xiàn)了較好的應(yīng)用效果。再如激光加工,其不僅能夠?qū)Ρ砻孢M(jìn)行一系列的處理,而且能夠?qū)嵤┐蚩住⒌窨桃约拔⒓?xì)加工等工藝,其在聚晶金剛石拉絲模胚料中的加工直徑不足0.04mm,數(shù)十秒便能夠完成。當(dāng)前我國的車輛與電機(jī)等產(chǎn)品呈現(xiàn)出輕量化的發(fā)展趨勢,這在一定程度上增加壓鑄模的比例,與此同時(shí)對壓鑄壽命與質(zhì)量也提出了更高的要求。另外隨著現(xiàn)代成型工藝的進(jìn)一步發(fā)展,氣輔模具的應(yīng)用更加廣泛,其以優(yōu)良的剛性與耐高壓特性在精密模具型腔應(yīng)淬火中得到了廣泛地應(yīng)用。除此之外在熱流道技術(shù)的支持下,制件的質(zhì)量以及生產(chǎn)效率能夠得到極大的提升,降低對原材料的依賴性,節(jié)省了大量的生產(chǎn)成本,目前,熱流道模具在我國企業(yè)中的使用率已經(jīng)達(dá)到了85%以上。
結(jié)束語:模具先進(jìn)制造技術(shù)類型復(fù)雜多樣,且擁有良好的發(fā)展前景。新時(shí)期必須充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)、管理技術(shù)以及自動(dòng)化技術(shù)等,加強(qiáng)先進(jìn)制造技術(shù)系統(tǒng)中人力、技術(shù)與組織構(gòu)成的集成,不斷探索新的模具制造模式,提升先進(jìn)制造技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用效果。
摘要:文章闡述了先進(jìn)制造的技術(shù)內(nèi)涵和技術(shù)特點(diǎn),分析了幾種先進(jìn)的制造模式,并論述了先進(jìn)制造技術(shù)的主要發(fā)展方向。
關(guān)鍵詞:先進(jìn)制造技術(shù);先進(jìn)制造模式;制造業(yè)
1 先進(jìn)制造技術(shù)概述
制造業(yè)是工業(yè)的主體,是生產(chǎn)工具、生活資料、科技手段、現(xiàn)代裝備及其技術(shù)進(jìn)步的依托,既占有基礎(chǔ)地位又處于發(fā)展優(yōu)秀,而制造技術(shù)則是發(fā)展制造業(yè)并提高其產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵因素[1]。
隨著制造業(yè)競爭日益激烈的形勢,美國、日本、西歐、新加坡等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)以及部分新興工業(yè)國,都投入大量資金用于進(jìn)行先進(jìn)制造技術(shù)及其系統(tǒng)的研究開發(fā),并將其列為國家的重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。
1994年,美國投入14億美元研發(fā)經(jīng)費(fèi)將先進(jìn)制造技術(shù)作為重點(diǎn)扶持的科技領(lǐng)域,1996年,更是投入高達(dá)3420億美元的資金用于制造業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)設(shè)備更新投資;1986~1993年,日本投入3萬億美元進(jìn)行制造業(yè)的技術(shù)設(shè)備更新和工藝改造; 1991~1994年,歐共體投入74億美元進(jìn)行先進(jìn)制造技術(shù)探索與開發(fā)[2]。
2 先進(jìn)制造技術(shù)的內(nèi)涵及特點(diǎn)
先進(jìn)制造技術(shù),是指制造業(yè)不斷吸收現(xiàn)代信息技術(shù)及管理技術(shù)的成果,先進(jìn)制造技術(shù)綜合應(yīng)用于產(chǎn)品制造全過程,包括設(shè)計(jì),加工,檢測,管理,銷售,使用,服務(wù)以及回收。目的是實(shí)現(xiàn)高效率,低耗能、更清潔、更敏捷的產(chǎn)品生產(chǎn),提高在市場動(dòng)態(tài)多變的現(xiàn)實(shí)中的適應(yīng)能力和競爭能力。
現(xiàn)代裝備制造業(yè)的先進(jìn)制造技術(shù),是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展的產(chǎn)物,具有“數(shù)、精、極、自、集、網(wǎng)、智、綠、信”等特點(diǎn)及發(fā)展趨勢,相互滲透,相互依賴,相互促進(jìn)。
其中,“數(shù)”是發(fā)展的優(yōu)秀,數(shù)字化制造是制造技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù),網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和管理科學(xué)相互融合的結(jié)果; “精”是發(fā)展的關(guān)鍵,精密化是指對產(chǎn)品,零件的精度要求以及產(chǎn)品零件的加工精度要求越來越高; “極”是發(fā)展的焦點(diǎn),極端化是指需要在極端條件下工作,或者產(chǎn)品的要求比較極端;“自”是條件,自動(dòng)化是指從自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)辨認(rèn)等,發(fā)展到自學(xué)習(xí)、自組織、自維護(hù)、自修復(fù)等;“集”是發(fā)展的方法,集成化是指技術(shù)的集成、管理的集成、技術(shù)與管理的集成,其實(shí)質(zhì)是知識表現(xiàn)形式的集成,集成化主要指的是現(xiàn)代技術(shù)的集成,加工技術(shù)的集成,企業(yè)內(nèi)部與外部的集成、生物技術(shù)與制造技術(shù)的集成等;“網(wǎng)”是發(fā)展的道路,網(wǎng)絡(luò)化是先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的必由之路,它由生產(chǎn)組織變革的需要,以及生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的可能這兩者共同決定;“智”是發(fā)展的前景,智能化是指系統(tǒng)具有人機(jī)一體化、自組織與超柔性、自我學(xué)習(xí)與維護(hù)及自律的特點(diǎn)、未來還需具有更高級類人思維能力;“綠”是發(fā)展的必然,綠色化目標(biāo)是使產(chǎn)品在整個(gè)周期中,包括設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理,對環(huán)境的負(fù)面影響極小,資源利用率極高,從而使得企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益協(xié)調(diào)優(yōu)化;“信”是發(fā)展的方向,信息化具有高科技,好效益,低消耗,優(yōu)資源的特點(diǎn)[3]。
3 先進(jìn)制造模式的研究
目前,世界上各發(fā)達(dá)國家正在進(jìn)行現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的探索與研究,同時(shí)也取得了很多成果,特別是在管理體制,經(jīng)營理念,方案評價(jià),方法建立,制造技術(shù)等方面探索研究后,提出了各種先進(jìn)制造的模式,主要有以下幾種:
(1)精益生產(chǎn)(LP)
精益生產(chǎn)不但是一種生產(chǎn)方式,更是一種運(yùn)用于現(xiàn)代制造業(yè)的組織管理方法。精益生產(chǎn)是通過系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、人員組織、運(yùn)行方式和市場供求等方面的變革,使生產(chǎn)系統(tǒng)能很快適應(yīng)用戶需求不斷變化,并能使生產(chǎn)過程中一切無用、多余的東西被精簡,最終達(dá)到包括市場供銷在內(nèi)的生產(chǎn)的各方面最好結(jié)果的一種生產(chǎn)管理方式。與傳統(tǒng)的大生產(chǎn)方式不同,其特色是“多品種”,“小批量”。
(2)柔性制造(FM)
柔性制造適用于多品種、中小批量生產(chǎn)加工,是一種具有高柔性同時(shí)也是高自動(dòng)化的制造模式。柔性制造技術(shù)是對各種不同形狀加工對象實(shí)現(xiàn)程序化柔性制造加工的各種技術(shù)的總和。
(3)計(jì)算機(jī)集成制造(CIM)
計(jì)算機(jī)集成制造是指以計(jì)算機(jī)為優(yōu)秀,將各種與制造相關(guān)的技術(shù)系統(tǒng),集成在一起的信息技術(shù),目的是使企業(yè)實(shí)現(xiàn)整體優(yōu)化,其市場競爭力得以提高。
(4)智能制造(IM)
智能制造是指計(jì)算機(jī)模擬人類進(jìn)行分析,判斷,推理,構(gòu)思及其決策等智能活動(dòng),并且把智能機(jī)器和這些活動(dòng)進(jìn)行有機(jī)融合,應(yīng)用于企業(yè)制造中的各子系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)整個(gè)企業(yè)經(jīng)營運(yùn)作的高柔性化和高集成化。
智能制造代替人類咋在制造過程中的部分腦力勞動(dòng),并對這些智能信息進(jìn)行搜集,存儲(chǔ),完善,共享,繼承與發(fā)展。
(5)敏捷制造(AM)
敏捷制造是指制造企業(yè)運(yùn)用通信手段,采用快速配置各種資源,包括技術(shù)、管理和人,以有效和協(xié)調(diào)的方式來響應(yīng)用戶需求,實(shí)現(xiàn)制造快速靈敏的一種制造模式。
敏捷制造的目的是使制造企業(yè)能夠快速靈敏地響應(yīng)市場的動(dòng)態(tài)多變,滿足市場的多樣化需求,獲取長期的經(jīng)濟(jì)效益。
(6)綠色制造(GM)
綠色制造是指將環(huán)境影響和資源消耗因素綜合考慮的一種制造模式,其目標(biāo)是使產(chǎn)品在整個(gè)周期中,包括設(shè)計(jì)、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報(bào)廢處理,對環(huán)境的負(fù)面影響極小,資源利用率極高,從而使得企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益協(xié)調(diào)優(yōu)化。
綠色制造是人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略在現(xiàn)代制造業(yè)中的體現(xiàn)。
(7)虛擬制造(VM)
虛擬制造是指利用計(jì)算機(jī)仿真和建模,建立虛擬產(chǎn)品模型,在產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)際加工之前,對產(chǎn)品的性能,可制造性進(jìn)行評價(jià),也對產(chǎn)品的整個(gè)加工過程進(jìn)行仿真,以達(dá)到產(chǎn)品生產(chǎn)最優(yōu)的一種制造模式。
3 先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展展望
先進(jìn)制造技術(shù)其實(shí)就是信息技術(shù),管理科學(xué)和相關(guān)的科學(xué)技術(shù)相融而成的制造技術(shù)。
21世紀(jì)制造業(yè)高速發(fā)展的同時(shí),先進(jìn)制造技術(shù)得以飛速發(fā)展,根據(jù)現(xiàn)代制造科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展趨勢分析,先進(jìn)制造技術(shù)在未來發(fā)展的方向表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(1)產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì)。產(chǎn)品的數(shù)字化建模,仿真分析,評價(jià)及設(shè)計(jì)規(guī)范;產(chǎn)品的創(chuàng)新開發(fā)設(shè)計(jì),優(yōu)化,管理,維護(hù)技術(shù);系統(tǒng)整體化設(shè)計(jì)的理論,技術(shù)和方法。
(2)網(wǎng)絡(luò)化制造理論及關(guān)鍵技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的系統(tǒng)與裝備的協(xié)同優(yōu)化;制造系統(tǒng)的信息模型,約束條件,運(yùn)行理論及控制手段。
(3)新型成形制造原理和技術(shù)。新型材料及工藝的成形原理及技術(shù);快速成形制造原理及技術(shù);高能束精密成形制造原理及技術(shù)。
(4)高速高效數(shù)字制造理論和技術(shù),新材料,新原理,新工藝的數(shù)字制造裝備技術(shù)。
(5)制造中,精密,超精密測量,量值溯源原理和新傳感器技術(shù);多尺度空間精度測量技術(shù);表面微觀計(jì)量理論及技術(shù)。
(6)納米技術(shù)。納米材料及其性能測量;納米尺度加工、制造、測量和裝配技術(shù);
納電子與分子原子制造的原理及技術(shù)。
(7)仿生技術(shù)。仿生機(jī)械制造技術(shù),結(jié)構(gòu),功能,能源與運(yùn)動(dòng)機(jī)械仿生技術(shù);機(jī)械超前反饋仿生與制造的科學(xué)和技術(shù); 生物工程技術(shù);新一代生物芯片制造技術(shù)。
(8)微電子制造科學(xué)和關(guān)鍵技術(shù)。微機(jī)械、微傳感、微光器件制造技術(shù);納米級光學(xué)光刻、非光學(xué)光刻、淺溝槽刻蝕、銅互連等機(jī)理和技術(shù);集成電路新型封裝工藝原理和技術(shù)。
(9)綠色制造技術(shù)。產(chǎn)品與人類和自然的協(xié)調(diào)理論;產(chǎn)品綠色制造工藝技術(shù);產(chǎn)品的再制造和維修科學(xué)和技術(shù);產(chǎn)品綠色使用理論和方法;廢舊產(chǎn)品資源回收再利用技術(shù)。
(10)面向航空、航天、海洋、能源、交通和國防裝備等重大工程制造的科學(xué)和技術(shù)。
第一作者簡介:羅勛,男,1988年1月28日,碩士在讀,機(jī)械工程專業(yè),四川大學(xué)制造科學(xué)與工程學(xué)院,主要從事數(shù)控機(jī)床優(yōu)化設(shè)計(jì)研究與開發(fā)工作,獲工學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)雙學(xué)士學(xué)位。
【摘要】測量技術(shù)是高端制造領(lǐng)域不可或缺的重要組成部分,是高端科學(xué)研究和先進(jìn)制造的眼睛;高端制造中的應(yīng)用和創(chuàng)新需求,決定著測量技術(shù)領(lǐng)域的主要研究內(nèi)容和發(fā)展方向。本文從汽車制造、機(jī)床制造、發(fā)動(dòng)機(jī)制造、鋼箱梁制造四個(gè)方面試析先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域測量技術(shù)的應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】測量技術(shù) 高端制造領(lǐng)域 應(yīng)用
【正文】
隨著近幾年世界經(jīng)濟(jì)格局的變化和我國經(jīng)濟(jì)技術(shù)高速發(fā)展的趨勢,測量技術(shù)的先進(jìn)程度成為我國未來制造業(yè)賴以生存的基礎(chǔ)和可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。測量技術(shù)的發(fā)展水平及其在機(jī)械制造中的應(yīng)用程度, 是衡量制造科技水平、 提高國家支柱產(chǎn)業(yè)優(yōu)秀競爭力的一個(gè)重要因素。因此,對于機(jī)械制造中測量技術(shù)應(yīng)用的探討有其必要性。
一、三坐標(biāo)測量技術(shù)在汽車制造中的運(yùn)用
從上個(gè)世紀(jì)50年代第一臺坐標(biāo)測量機(jī)的誕生到今天各類坐標(biāo)測量設(shè)備的廣泛使用,坐標(biāo)測量已經(jīng)成為當(dāng)今工業(yè)無可替代的一個(gè)重要組成部分。在過去近一個(gè)世紀(jì)的歷程中,工業(yè)和實(shí)驗(yàn)用坐標(biāo)測量機(jī)經(jīng)歷了多個(gè)突破性的飛躍。在已經(jīng)進(jìn)入信息時(shí)代的今天,三坐標(biāo)測量技術(shù)更是飛速地向前發(fā)展著,為工業(yè)制造提供著巨大的支持。 汽車制造業(yè)屬于新興的高科技產(chǎn)業(yè),對科技技術(shù)的含量要求非常高。社會(huì)的發(fā)展要求汽車制造業(yè)不斷提高自身的技術(shù),同時(shí)也要求來自其它各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)支持。其中,三坐標(biāo)測量技術(shù)是一個(gè)很重要的方面。
汽車車身,以及汽車車身的覆蓋件大多數(shù)呈自由曲面狀,自上世紀(jì)90年代中后期起,為了提高測量效率,尤其是為了強(qiáng)化對生產(chǎn)過程的監(jiān)控,利用先進(jìn)的光學(xué)測量系統(tǒng),在車間現(xiàn)場實(shí)施在線檢測的方式已越來越多地進(jìn)入現(xiàn)代汽車業(yè)。一種以結(jié)構(gòu)光學(xué)三維傳感器為基礎(chǔ)的高效“檢測站”,被測工件首先由傳輸裝置自動(dòng)送入生產(chǎn)線上的測量工位,定位傳感器將工件的真實(shí)位置輸入計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中,后者根據(jù)已編制好的測量程序自動(dòng)控制安裝在框架上眾多光學(xué)三維傳感器中的每一個(gè),對工件上的各關(guān)鍵部位進(jìn)行檢測。一般固定的傳感器數(shù)量為10-30個(gè)左右,完成測量僅需40s左右,效率很高。
二、數(shù)字化精密測量技術(shù)在機(jī)床制造中的應(yīng)用
數(shù)字化精密測量技術(shù)是數(shù)字化制造技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。開發(fā)亞微米、納米級高精度測量儀器,提高環(huán)境適應(yīng)能力,增強(qiáng)魯棒性,使精密測量裝備進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場,集成到加工機(jī)床和制造系統(tǒng),形成先進(jìn)的數(shù)字化閉環(huán)制造系統(tǒng),是當(dāng)今精密測量技術(shù)的發(fā)展趨勢。數(shù)控機(jī)床的精度和性能檢測領(lǐng)域中,國外著名廠商Renishaw、API及HP等公司生產(chǎn)的激光干涉儀測量系統(tǒng)和球桿儀等在數(shù)控機(jī)床的幾何精度和運(yùn)動(dòng)精度的檢測和監(jiān)控中,無論在機(jī)床制造廠還是機(jī)床使用廠,都得到了廣泛的應(yīng)用。
隨著MEMS、微納米技術(shù)的興起與發(fā)展,人們對微觀世界探索的不斷深入,測量對象尺度越來越小,達(dá)到了納米量級;另一方面,由于大型、超大型高端系統(tǒng)、機(jī)電工程的制造、安裝水平提高,以及人們對于空間研究范圍的擴(kuò)大,測量對象尺度覆蓋范圍越來越大,目前已達(dá)91m~102 m的范圍,相差11個(gè)數(shù)量級之巨,高端制造中從微觀到宏觀的尺寸測量范圍不斷擴(kuò)大。在此背景之下,微納制造、超精密制造、巨系統(tǒng)制造等系統(tǒng)中,傳統(tǒng)的測量方法和測量儀器受到極大挑戰(zhàn),出現(xiàn)了納米尺度表征以及參數(shù)量值的統(tǒng)一和溯源等許多新的科學(xué)問題和工程技術(shù)問題亟待解決。
三、精細(xì)測量技術(shù)在發(fā)動(dòng)機(jī)制造中的運(yùn)用
發(fā)動(dòng)機(jī)是由許多各種形狀的零部件組成,這些零部件的制造質(zhì)量直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和壽命。使產(chǎn)品質(zhì)量的目標(biāo)和關(guān)鍵漸漸由最終檢驗(yàn)轉(zhuǎn)化為對制造流程進(jìn)行控制,通過信息反饋對加工設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整,從而保證產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定生產(chǎn)過程,提高生產(chǎn)效率。降低企業(yè)的測量成本,計(jì)量人員的培訓(xùn)費(fèi)用,測量設(shè)備的使用和維修費(fèi)用,達(dá)到提高測量檢測效率的目的,使企業(yè)具備生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)質(zhì)量控制能力,這將關(guān)系到企業(yè)在市場活動(dòng)中的應(yīng)變能力,對幫助企業(yè)建立并維護(hù)良好的市場信譽(yù),具有重要的決定作用。
例如各種尺寸類型的 齒輪專用檢測儀器,凸輪檢測儀器等。這樣往往導(dǎo)致企業(yè)的計(jì)量部門需要配置多類型的計(jì)量設(shè)備和從事計(jì)量操作的專業(yè)檢測人員,計(jì)量設(shè)備使用率較低,同時(shí)企業(yè)負(fù)擔(dān)較高的計(jì)量人員的培訓(xùn)費(fèi)用和計(jì)量設(shè)備使用和維護(hù)費(fèi)用;企業(yè)無法實(shí)現(xiàn)柔性、通用計(jì)量檢測。因此,降低企業(yè)的測量成本,計(jì)量人員的培訓(xùn)費(fèi)用,測量設(shè)備的使用和維修費(fèi)用,達(dá)到提高測量檢測效率的目的,使企業(yè)具備生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)質(zhì)量控制能力,這將關(guān)系到企業(yè)在市場活動(dòng)中的應(yīng)變能力,對幫助企業(yè)建立并維護(hù)良好的市場信譽(yù),具有重要的決定作用。
四、CAD測量技術(shù)在鋼箱梁制造中的應(yīng)用
主塔勁性骨架為主塔施工定位的基礎(chǔ),只有勁性骨架定位準(zhǔn)確后,相應(yīng)的鋼筋、模板、預(yù)應(yīng)力波紋管才能根據(jù)勁性骨架的位置來進(jìn)行定位。每次勁性骨架的安裝高度平均比每次將要施工的塔柱高度高1~2m,以利于下一節(jié)勁性骨架的安裝; 安裝第2節(jié)勁性骨架時(shí),先將勁性骨架的現(xiàn)狀標(biāo)高測定,然后利用CAD將勁性骨架將此標(biāo)高的坐標(biāo)求出,在勁性骨架節(jié)與節(jié)之間設(shè)置定位連接鋼板,在定位鋼板上放出所求坐標(biāo),將所要安裝的勁性骨架安裝定位。此方法有利于主塔定位,保證了主塔的施工準(zhǔn)確性,從而解決了主塔空間定位難度大的問題。
根據(jù)鋼箱梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),結(jié)合國內(nèi)鋼材的供貨及運(yùn)輸現(xiàn)狀,將節(jié)段組裝采用立體、階梯方式進(jìn)行,即以預(yù)拼裝胎架為外胎,橫隔板為內(nèi)胎,依次組焊各粱段的底板單元、斜底板單元、橫隔板單元、錨箱風(fēng)嘴單元、頂板單元及附屬件,完成鋼箱梁節(jié)段的制作。橫向?qū)ΨQ設(shè)計(jì),以底板、斜底板外形為基準(zhǔn)面確定胎架形狀,利用型鋼制作支承鋼架與基礎(chǔ)預(yù)埋件焊接,每個(gè)預(yù)埋件處的基礎(chǔ)承載力不小于30t,支承鋼架分橫向鋼架和縱向連桿,縱向連桿將橫向鋼架連接起來,形成網(wǎng)架結(jié)構(gòu),使其具有足夠剛度。
隨著時(shí)代的發(fā)展與技術(shù)的進(jìn)步,高端制造行業(yè)對測量技術(shù)的要求越來越高,依賴性也越來越大,在此背景下,大力發(fā)展測量技術(shù),加強(qiáng)對測量技術(shù)的研制開發(fā)和推廣應(yīng)用,以及研究測量技術(shù)的規(guī)范化與安全性, 是測量技術(shù)工作者一直關(guān)注的問題。因此,測量水平的高低,對先進(jìn)制造技術(shù)的生產(chǎn)質(zhì)量有很大影響,因此在施工中必須對測量技術(shù)的運(yùn)用有足夠的重視。
摘 要:隨著中國特色社會(huì)主義不斷發(fā)展,先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝是促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)和提高市場經(jīng)濟(jì)競爭力的基礎(chǔ)保障。先進(jìn)制造技術(shù)被看作是世界各國綜合國力的衡量指標(biāo),擁有先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝,就掌握了激烈競爭中的主動(dòng)權(quán)。但受我國基本國情影響,在此方面與國法發(fā)達(dá)國家對比還存在較大差距,在實(shí)際生產(chǎn)中呈現(xiàn)組諸多不足。因此,我們對先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝研究進(jìn)行深入研究,并為其創(chuàng)新發(fā)展提供一切優(yōu)越條件。筆者通過先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝各自發(fā)展趨勢和特點(diǎn)分析,對其二者內(nèi)在關(guān)系進(jìn)行論述,并且提出了一些針對性建議,希望為我國進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝研究起到借鑒作用。
關(guān)鍵詞:先進(jìn)制造技術(shù) 機(jī)械制造工藝 關(guān)系分析
在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的當(dāng)今,先進(jìn)制造技術(shù)是影響國家綜合競爭力的最直接條件,而良好的機(jī)械制造工藝就是先進(jìn)制造技術(shù)最好的體現(xiàn)。隨著我國對工業(yè)化發(fā)展越來越重視,因而先進(jìn)制造技術(shù)引起了更多人的普遍關(guān)注,對其研究力度不斷加強(qiáng),并收獲了令人滿意的成果。可是,我國的先進(jìn)制造技術(shù)與機(jī)械制造工藝與國外相比還存在較大差距,因此我們并不能止步于此,我們要正確看待二者的特點(diǎn)及其相互關(guān)系。在激烈的市場經(jīng)濟(jì)中,怎樣樣能做到制造技術(shù)與制造工藝不斷創(chuàng)新,這是對于我們來說既是一次挑戰(zhàn),又是一次機(jī)遇,因而我們找對最佳的發(fā)展途徑,將對機(jī)械制造業(yè)發(fā)展具有實(shí)際意義。
1 先進(jìn)制造技術(shù)的確定和體系建立
先進(jìn)制造技術(shù)具體是指什么?目前還缺少規(guī)范的、統(tǒng)一的定義。當(dāng)廣泛被接受的含義是:先進(jìn)制造技術(shù)是促進(jìn)制造業(yè)汲取高科技技術(shù)并應(yīng)用到實(shí)踐生產(chǎn)中所取得的成績,并能把它貫穿于整個(gè)制造流程的制造技術(shù)的合稱。
先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)的綜合競爭能力,其不斷革新是社會(huì)發(fā)展的必然選擇。目前,先進(jìn)制造技術(shù)快速發(fā)展,逐漸形成高新技術(shù)群,并經(jīng)過不斷完善,已經(jīng)構(gòu)成了健全的體制系統(tǒng)。可是,受各國不同基本國情制約,先進(jìn)制造技術(shù)內(nèi)容和構(gòu)成方式上差異很大。對于我國來說,我家相關(guān)部門已確定了多層次技術(shù)群組成的先進(jìn)制造技術(shù)
體系。
首先,現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)要以優(yōu)質(zhì)、節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、高效為中心,在逐漸向基礎(chǔ)制造工藝擴(kuò)展。其次,新型制造單元技術(shù)創(chuàng)新。這是為了適應(yīng)市場需求及新興產(chǎn)業(yè)的促進(jìn)下,制造技術(shù)與其他現(xiàn)代高科技技術(shù)向融合而產(chǎn)生了現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù),例如數(shù)控技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控技術(shù)、航天技術(shù)等。
最后,先進(jìn)制造技術(shù)集成化。這是將應(yīng)用信息技術(shù)與系統(tǒng)管理技術(shù)的完美結(jié)合,它是基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫等技術(shù)結(jié)合而產(chǎn)生的。
2 先進(jìn)制造技術(shù)的現(xiàn)狀與特征分析
2.1 先進(jìn)制造技術(shù)現(xiàn)狀分析
先進(jìn)制造技術(shù)是現(xiàn)代技術(shù)創(chuàng)新與工業(yè)進(jìn)步的典型代表,是衡量制造業(yè)水平的關(guān)鍵指標(biāo),也是國家工業(yè)賴以生存的保障。近年來,世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)深刻意識到先進(jìn)制造技術(shù)在國家發(fā)展中的重要地位,并給予了前所未有的高度重視,各自都在對其進(jìn)行深層次科研,可見,市場經(jīng)濟(jì)的競爭實(shí)質(zhì)是先進(jìn)制造技術(shù)的競爭。不同的先進(jìn)制造技術(shù)格局已經(jīng)形成,并在各自領(lǐng)域取得了許多科技成果,例如:網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、虛擬制造系統(tǒng)等。
2.2 先進(jìn)制造技術(shù)特征分析
2.2.1 全球化
隨著經(jīng)濟(jì)全球化浪潮的襲來,對制造業(yè)也產(chǎn)生了巨大的沖擊,主要體現(xiàn)在制造業(yè)的資源配置逐漸擴(kuò)展到世界各國,這就推動(dòng)了制造業(yè)在全球范圍內(nèi)發(fā)展。某種產(chǎn)品的制造過程可能由不同國家共同完成,將根據(jù)不同國家的國情及制造技術(shù)先進(jìn)程度來對制造過程進(jìn)行分配,這樣做除了能夠充分利用資源、減低成本、便捷方便外,還能夠促進(jìn)國家交流,縮小國家間貧富差距,有利于構(gòu)建和諧社會(huì)。
2.2.2 多元化
由于技術(shù)創(chuàng)新瞬息萬變,尤其是信息技術(shù)的進(jìn)步使得原有的生產(chǎn)方式與生活方式逐漸被取代,關(guān)鍵體現(xiàn)在多元化、復(fù)雜化及人性化。今后的市場走向依然充滿不確定性,沒有水能夠準(zhǔn)確預(yù)見其發(fā)展趨勢,當(dāng)人們不僅僅滿足于生理需求后,更追求自我個(gè)性化的展現(xiàn)。更多的消費(fèi)者對原有的制造業(yè)提出了新要求,制造業(yè)既要提供特定的戰(zhàn)略、舒適的環(huán)境及合理時(shí)間使用的有形產(chǎn)品,又要能夠保證產(chǎn)品的使用質(zhì)量及后期服務(wù),制造業(yè)生產(chǎn)出的產(chǎn)品,要對市場需求有充分了解后才能生產(chǎn),要避免盲目制造
產(chǎn)品。
2.2.3 靈敏化
以前的制造業(yè)生產(chǎn)出的產(chǎn)品種類單一、批量大、傳統(tǒng)、統(tǒng)一化等特征;隨著時(shí)代的發(fā)展,制造業(yè)逐漸向靈敏化發(fā)展。制造廠家通過各種合作方式來增強(qiáng)競爭力,最大化利用資源,節(jié)省投資成本,根據(jù)市場需求的快速變化調(diào)整制造生產(chǎn)目標(biāo)。其建設(shè)重點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)各方面先進(jìn)技術(shù)全面結(jié)合,使得整個(gè)制造業(yè)能夠準(zhǔn)確應(yīng)對瞬息萬變的市場需求,保證所生產(chǎn)產(chǎn)品能夠在社會(huì)上大量流動(dòng),為制造業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。
2.2.4 服務(wù)化
現(xiàn)代制造業(yè)是以市場需求變化為前提的,服務(wù)質(zhì)量是確保產(chǎn)品被人們接受的重要保障,制造業(yè)已經(jīng)意識到服務(wù)的重要性,并不斷努力向服務(wù)業(yè)轉(zhuǎn)型。現(xiàn)代的制造業(yè)所考慮的重點(diǎn)不僅僅是設(shè)計(jì)與生產(chǎn),更重要的是根據(jù)對市場的實(shí)際考察,將產(chǎn)品后期服務(wù)作為關(guān)鍵環(huán)節(jié)來抓,服務(wù)化應(yīng)該體現(xiàn)于為社會(huì)服務(wù)、為消費(fèi)者服務(wù),制造業(yè)應(yīng)將服務(wù)化作為主要建設(shè)內(nèi)容。受這層發(fā)展趨勢影響,很多企業(yè)對服務(wù)的關(guān)注度不斷加大,而且服務(wù)所帶來的綜合效益會(huì)更可觀。
2.3 mT的體系結(jié)構(gòu)
面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)群。面向制造的設(shè)計(jì)技術(shù)群系指用于生產(chǎn)準(zhǔn)備的工具群和技術(shù)群。設(shè)計(jì)技術(shù)對新產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)費(fèi)用、產(chǎn)品品質(zhì)以及新產(chǎn)品上市時(shí)間都有很大影響。產(chǎn)品和制造工藝的設(shè)計(jì)可以采用一系列工具,例如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)以及工藝過程建模和仿真等,生產(chǎn)設(shè)施、裝備和工具,甚至整個(gè)制造企業(yè)都可以采用先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行有效地設(shè)計(jì)。
制造工藝技術(shù)群( 制造技術(shù)環(huán)境)。制造工藝技術(shù)群是指用于物質(zhì)產(chǎn)品生產(chǎn)的過程及設(shè)備。制造工藝技術(shù)群是有關(guān)加工和裝配的技術(shù),也是制造技術(shù)的傳統(tǒng)領(lǐng)域。
3 針對機(jī)械制造工藝進(jìn)步先進(jìn)制造技術(shù)的措施
制造業(yè)所涉及到的領(lǐng)域很多,例如:機(jī)械、輕工、化工、電子、航天、建筑等等,制造業(yè)從實(shí)質(zhì)上分析,其不僅僅是通常認(rèn)為的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),而且是創(chuàng)新生產(chǎn)力的生產(chǎn)過程。制造技術(shù)是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的前提,而機(jī)械制造則是制造技術(shù)的直接體現(xiàn),這也是制造技術(shù)創(chuàng)新的方向。第一,先進(jìn)制造技術(shù)已經(jīng)被大范圍的運(yùn)用到機(jī)械制造領(lǐng)域,促進(jìn)了機(jī)械制造工藝的進(jìn)步,并對其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)也有積極影響。第二,機(jī)械制造工藝不斷革新,其重點(diǎn)內(nèi)容又是先進(jìn)制造技術(shù)。所以,先進(jìn)制造技術(shù)和機(jī)械制造工藝的關(guān)系是相互促進(jìn),在其發(fā)展過程中不能傾向用于任何一方。
我國的制造業(yè)起步比較晚,與其他制造業(yè)國家相比差距比較大,而機(jī)械制造業(yè)又是制造業(yè)的重要組成部分。雖然經(jīng)過幾代人艱辛努力,我國機(jī)械制造業(yè)積極汲取國外的先進(jìn)制造技術(shù),但還是處于初級階段,要想達(dá)到成熟階段還有很漫長的道路需要探索。面對新形勢下機(jī)械制造工藝創(chuàng)新,先進(jìn)制造業(yè)應(yīng)采取以下措施。
3.1 強(qiáng)化先進(jìn)制造技術(shù)過程全面開發(fā)
強(qiáng)化先進(jìn)制造技術(shù)過程全面開發(fā)包括技術(shù)裝備、生產(chǎn)技術(shù)、管理體制、市場觀念及人員調(diào)配等環(huán)節(jié)。它對提升制造業(yè)市場綜合競爭力是很有必要的措施,因此,我們要給與其高度重視。除此以外,我們也需要關(guān)注機(jī)械制造技術(shù)自身創(chuàng)新,這可以豐富先進(jìn)制造技術(shù)、帶動(dòng)相關(guān)制造業(yè)打下堅(jiān)實(shí)
基礎(chǔ)。
3.2 扎實(shí)基礎(chǔ)工作,合理采用先進(jìn)制造
技術(shù)
在機(jī)械制造業(yè)不能盲目的使用先進(jìn)技術(shù),要在各項(xiàng)基礎(chǔ)工作牢靠的前提下,合理采用先進(jìn)制造技術(shù)。總之,先進(jìn)制造技術(shù)要以市場需求為發(fā)展優(yōu)秀,循序漸進(jìn),不能操之過急,因地制宜,協(xié)調(diào)發(fā)展。應(yīng)該具有針對性的挑選出某些重點(diǎn)行業(yè),將其作為試點(diǎn)來建設(shè),不斷總結(jié)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),等技術(shù)使用熟練后,再進(jìn)行大范圍推廣建設(shè),這樣能大大降低制造業(yè)投資風(fēng)險(xiǎn)。
3.3 重視人才素質(zhì)道德建設(shè)
人才是先進(jìn)制造技術(shù)不斷進(jìn)步的決定性因素。他們的素質(zhì)道德高低對制造業(yè)影響最大,因此,要想確保先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新,那么一定要重視人才素質(zhì)道德建設(shè)。通過對制造技術(shù)研究人員開展定期的思想道德教育,并及時(shí)向他們傳播最先進(jìn)的制造技術(shù),在每次培訓(xùn)過后,還應(yīng)該制定嚴(yán)格的考核制度,只有順利通過考核的人員才可以上崗。這樣能培養(yǎng)出一批高素質(zhì)。技術(shù)硬、通管理的制造人才。
3.4 積極汲取國外先進(jìn)制造技術(shù)
我國制造技術(shù)起步滯后于發(fā)達(dá)國家,因此我們要虛心接受它們的先進(jìn)技術(shù),并通過積極的汲取過程不斷豐富我們自身的制造技術(shù)。經(jīng)過我國對制造業(yè)的長期探索,已經(jīng)形成具有中國特色的制造技術(shù),我們在未來的制造技術(shù)發(fā)展中,要積極汲取國外先進(jìn)制造技術(shù),探索出最符合中國的先進(jìn)制造技術(shù)。
4 結(jié)語
總而言之,隨著社會(huì)不斷的進(jìn)步與科技飛速的發(fā)展,先進(jìn)制造技術(shù)仍是提高國家競爭力的重要保障。我們對先進(jìn)制造技術(shù)應(yīng)該有側(cè)重點(diǎn),建設(shè)具有中國社會(huì)主義特色的先進(jìn)制造技術(shù)。不言而喻,隨著我們對制造技術(shù)研究的繼續(xù)深化,不久的將來,它會(huì)有更廣闊的發(fā)展空間,并在世界制造業(yè)激烈的市場經(jīng)濟(jì)中站穩(wěn)腳步。在黨的正確方針引領(lǐng)下,相信我國的制造技術(shù)會(huì)有更長遠(yuǎn)發(fā)展,在世界的大舞臺上會(huì)綻放耀眼光芒。
摘 要:針對先進(jìn)制造技術(shù)課程內(nèi)容廣、更新快、知識交叉等特點(diǎn)以及影響學(xué)生建立應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)意識的教學(xué)目的,提出以自主學(xué)習(xí)為主要教學(xué)方式,通過課程網(wǎng)站學(xué)習(xí)教學(xué)基本內(nèi)容,通過自主講座培養(yǎng)學(xué)生獲取制造技術(shù)最新發(fā)展的意識和能力,鍛煉學(xué)生資料查閱與整理,語言與文字表達(dá)等多方面的綜合素質(zhì)。
關(guān)鍵詞:先進(jìn)制造技術(shù) 教學(xué)內(nèi)容 自主學(xué)習(xí)
先進(jìn)制造技術(shù)是制造業(yè)為了適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)環(huán)境以及市場動(dòng)態(tài)變化,在傳統(tǒng)制造技術(shù)基礎(chǔ)上通過不斷吸收科學(xué)技術(shù)最新成果而逐漸發(fā)展起來的一個(gè)新興技術(shù)群,包括現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)制造工藝技術(shù)、制造系統(tǒng)綜合自動(dòng)化技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)。機(jī)械類本科專業(yè)開設(shè)先進(jìn)制造技術(shù)課程,可以大大拓寬學(xué)生專業(yè)視野,掌握制造技術(shù)最新發(fā)展,以適應(yīng)現(xiàn)代制造企業(yè)對人才的需求,其重要性日趨顯著。然而,由于全球高新技術(shù)的高速發(fā)展以及先進(jìn)技術(shù)的龐大信息量,決定了本課程教學(xué)實(shí)施的難度。傳統(tǒng)的以教師為主、學(xué)生為客的教學(xué)模式,教師要全面了解先進(jìn)制造技術(shù)的最新動(dòng)態(tài),往往心有余而力不足,學(xué)生被動(dòng)接受教學(xué)內(nèi)容,學(xué)習(xí)積極性往往不高。而且,先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展日新月異,培養(yǎng)學(xué)生獲取制造技術(shù)最新發(fā)展的能力顯得更為重要。自主學(xué)習(xí)是與傳統(tǒng)的接受性學(xué)習(xí)相對應(yīng)的一種現(xiàn)代學(xué)習(xí)模式,通過課程網(wǎng)站學(xué)習(xí)先進(jìn)制造技術(shù)課程的教學(xué)基本內(nèi)容,通過自主講座,培養(yǎng)學(xué)生獲取制造技術(shù)最新發(fā)展的能力,為日后推廣先進(jìn)制造技術(shù),提高我國機(jī)械制造技術(shù)水平奠定基礎(chǔ)。
1 先進(jìn)制造技術(shù)課程的特點(diǎn)
(1)內(nèi)容綜合性。先進(jìn)制造技術(shù)是一門交叉學(xué)科,涉及眾多學(xué)科的知識內(nèi)容,授課教師不可能對所有領(lǐng)域都進(jìn)行過深入研究,采用多位教師授課的教學(xué)模式效果會(huì)好一點(diǎn),但一般普通本科院校均不具備這樣的條件。對于不是自己研究方向的內(nèi)容,往往通過資料查閱和整理再灌輸給學(xué)生,這樣教學(xué)效果很難提高。
(2)教材滯后性。先進(jìn)制造技術(shù)是一門前沿科學(xué),教材內(nèi)容與技術(shù)最新進(jìn)展相比存在一定滯后性。因此,授課教師必須及時(shí)檢索、查閱相關(guān)技術(shù)最新研究成果并補(bǔ)充到教學(xué)內(nèi)容中,使學(xué)生能夠掌握制造技術(shù)的最新知識。
(3)理論基礎(chǔ)性。先進(jìn)制造技術(shù)涉及眾多學(xué)科的理論知識,如管理科學(xué)、電子科學(xué)、材料科學(xué)、信息科學(xué)等,這些課程機(jī)械類本科專業(yè)學(xué)生大多都未開設(shè),先進(jìn)制造技術(shù)課程教學(xué)學(xué)時(shí)有限,無法在規(guī)定時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生掌握各種新技術(shù)的內(nèi)涵與應(yīng)用。
(4)技術(shù)先進(jìn)性。先進(jìn)制造技術(shù)作為制造領(lǐng)域的新興技術(shù)群,在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用往往還不廣泛,作為應(yīng)用性人才的普通本科院校學(xué)生,認(rèn)為這些技術(shù)自己今后工作中大多都不會(huì)涉及,影響了學(xué)習(xí)的興趣。
2 先進(jìn)制造技術(shù)課程開展自主學(xué)習(xí)的必要性
自主學(xué)習(xí)是與傳統(tǒng)的接受學(xué)習(xí)相對應(yīng)的一種現(xiàn)代學(xué)習(xí)方式。以學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體,通過學(xué)生獨(dú)立的分析、探索、實(shí)踐、質(zhì)疑、創(chuàng)造等方法來實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)[1]。以自主學(xué)習(xí)作為先進(jìn)制造技術(shù)課程主要教學(xué)模式的必要性是由課程的特點(diǎn)及教學(xué)目的決定的。
(1)先進(jìn)制造技術(shù)覆蓋面廣,王隆太主編的《先進(jìn)制造技術(shù)》教材涵蓋了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、反求工程等6項(xiàng)現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù);材料受迫成形工藝技術(shù)、超精密加工技術(shù)、高速加工技術(shù)等6項(xiàng)先進(jìn)制造工藝技術(shù),其中的材料受迫成形工藝技術(shù)又有10余項(xiàng);制造系統(tǒng)綜合自動(dòng)化技術(shù)包括了機(jī)床數(shù)控技術(shù)、工業(yè)機(jī)器人和柔性制造技術(shù):現(xiàn)代管理技術(shù)包括了物料需求計(jì)劃、制造資源計(jì)劃等6項(xiàng)技術(shù)。這些技術(shù)的基本原理各不相同,許多技術(shù)哲理深?yuàn)W,理解和掌握都比較困難,往往需要單獨(dú)開設(shè)一門課程才能講清楚。以課堂教學(xué)方式,在一門少學(xué)時(shí)課程中要將眾多技術(shù)的基本原理、關(guān)鍵技術(shù)、發(fā)展趨勢等內(nèi)容都講清楚,是不現(xiàn)實(shí)的。
(2)機(jī)械類本科專業(yè)開設(shè)先進(jìn)制造技術(shù)課程的主要目的在于拓寬學(xué)生專業(yè)視野,建立推廣先進(jìn)制造技術(shù)的意識。因此,讓學(xué)生意識到先進(jìn)制造技術(shù)對制造業(yè)的巨大推動(dòng)作用以及知道如何獲取制造技術(shù)最新發(fā)展比讓學(xué)生了解單項(xiàng)技術(shù)的內(nèi)涵與現(xiàn)狀更加重要。由此可見,先進(jìn)制造技術(shù)課程改革的方向不是“怎樣使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)學(xué)到更多知識?”而是“怎樣使學(xué)生感受到先進(jìn)制造技術(shù)的巨大威力,了解獲取制造技術(shù)最新發(fā)展的途徑”。
自主學(xué)習(xí),學(xué)生可以按照自己的實(shí)際需要選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容,突破了時(shí)間和空間的限制,通過自主講座,培養(yǎng)學(xué)生獲取制造技術(shù)最新發(fā)展的能力。因此,開展自主學(xué)習(xí)是先進(jìn)制造技術(shù)課程的改革方向。
3 基于課程網(wǎng)站的自主學(xué)習(xí)
通過課程網(wǎng)站學(xué)習(xí)先進(jìn)制造技術(shù)課程的教學(xué)基本內(nèi)容。課程網(wǎng)站主要包括以下三部分內(nèi)容:
(1)將先進(jìn)制造技術(shù)課程的體系結(jié)構(gòu),各項(xiàng)技術(shù)的基本原理、關(guān)鍵技術(shù)、發(fā)展趨勢等內(nèi)容制成多媒體課件,供學(xué)生通過校園網(wǎng)教學(xué)平臺瀏覽學(xué)習(xí)。課程網(wǎng)站應(yīng)包括大量圖片、動(dòng)畫、電影等多媒體資料,這些資料除了上網(wǎng)查詢外,還可以通過參加相關(guān)學(xué)術(shù)會(huì)議、邀請專家講學(xué)等方式獲取。
(2)結(jié)合科研、生產(chǎn)實(shí)際,建立應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)的典型案例庫。教師結(jié)合本人承擔(dān)的科研項(xiàng)目、為企業(yè)解決的生產(chǎn)難題,進(jìn)行理論剖析,使學(xué)生感到直觀具體,生動(dòng)形象,印象深刻。
(3)建立國內(nèi)外有關(guān)先進(jìn)制造技術(shù)主要網(wǎng)站的鏈接。重點(diǎn)包括先進(jìn)制造技術(shù)教學(xué)、論壇、期刊、公司網(wǎng)站等,方便學(xué)生全面了解和學(xué)習(xí)先進(jìn)制造技術(shù)內(nèi)容。
4 面向自主講座的自主學(xué)習(xí)
給學(xué)生布置課外論文作業(yè),讓學(xué)生在給定范圍內(nèi)自由選題,通過作業(yè)對有關(guān)課題進(jìn)行分析研究,發(fā)現(xiàn)問題并提出解決方案,能充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新性思維。但課外論文是在下課后完成的,學(xué)生撰寫論文時(shí)大多都不太認(rèn)真,甚至抄襲他人,從而達(dá)不到教學(xué)目的。互主教學(xué)法[2]讓學(xué)生參與課程的準(zhǔn)備與講授,調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。因此,我們在布置課外論文作業(yè)后,安排了學(xué)生自主講座教學(xué)環(huán)節(jié)。
面向自主講座自主學(xué)習(xí)的具體方案為:根據(jù)先進(jìn)制造技術(shù)的體系結(jié)構(gòu),把同學(xué)按照學(xué)號分為現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)制造工藝技術(shù)、制造系統(tǒng)綜合自動(dòng)化技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)四組。每位學(xué)生圍繞專題收集資料,撰寫論文,并做成PPT上臺講課,時(shí)間10~15分鐘,講完后老師點(diǎn)評,其他學(xué)生提問。每組學(xué)生講課時(shí)另安排一組學(xué)生給他們實(shí)名打分,分A、B、C、D四級,規(guī)定各級打分比例原則上各占25%,根據(jù)打分結(jié)果確定論文作業(yè)成績。
增加自主講座教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)生普遍加強(qiáng)了論文撰寫的投入,取得良好的教學(xué)效果。考慮到大多數(shù)學(xué)生沒有講課經(jīng)歷,我們預(yù)先給出了講課提綱,讓學(xué)生針對某項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)的基本原理、關(guān)鍵技術(shù)、技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用條件等展開討論,并選出學(xué)生優(yōu)秀PPT課件作為樣例,供下一屆學(xué)生參考。
5 結(jié)語
先進(jìn)制造技術(shù)覆蓋面廣,普通本科院校教學(xué)和實(shí)驗(yàn)資源又比較匱乏,以傳統(tǒng)課堂講授為主的教學(xué)模式,學(xué)生注意力難以持久。為此,我們只選取若干制造技術(shù)進(jìn)行課堂講授,其余教學(xué)內(nèi)容均采用自主學(xué)習(xí)的教學(xué)模式。這樣不但保證了課堂教學(xué)的效果,也培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的能動(dòng)性,達(dá)到較好的教學(xué)效果。