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通过对目前机电一体化技术教材的调研,分别分析了机电一体化传统教材和以项目式教材的内容体系,并指出传统教材和项目式教材在编写时应注意的问题。提出通过在教材中开辟“小栏目”的方式增强教材的可读性、趣味性、实用性,并体现教材特色。最后对传统教材和项目式教材内容体系进行对比分析,给出项目式机电一体化技术教材内容体系的具体改革措施。
关键词:
机电一体化技术;内容体系;项目式;小栏目;特色
中图分类号:
G4
文献标识码:A
文章编号:1672-3198(2014)04-0148-01
1 机电一体化技术课程性质及培养目标
机电一体化技术是机械设计制造及其自动化专业的专业核心课程。该课程从机械电子结合的角度介绍机电一体化的主要研究内容及应用领域、机电一体化系统的构成、典型产品分析、机电一体化系统的设计等内容。使学生了解和掌握机电一体化的重要实质及机电一体化设计的理论和方法;能综合这些技术进行机电一体化产品的分析、设计与开发。
2 机电一体化技术传统教材的内容体系
一个典型的机电一体化系统,应包含以下五大基本要素:机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。机电一体化是多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程,其主要相关技术可以归纳为六个方面,即机械技术、传感检测技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服驱动技术和系统总体技术。
机电一体化传统教材正是按照以上机电一体化的五大组成要素或六大关键技术而构建内容体系的,其典型内容体系如表1所示。
表2所示的内容体系,全书围绕机床工作台的驱动这一大项目,以进给传动机械系统、工作台单片机控制系统、数据采集系统、步进电动机的环形分配系统四个分项目分散于对应章节内容的最后一节,通过四个分项目来串接整个教学内容,并在最后一章列举了其它机电一体化项目教学案例。表2所示的内容体系将子项目和章节内容融为一体、有机结合,既实现了项目式教学模式导向的目标,又不失传统教材的严谨性和完整性。学生在学习各章节并完成相应子项目的过程中均要考虑对总项目“机床工作台驱动”这一系统的影响,由此使学生形成从“系统”的角度考虑问题的思想,而“系统论”正是“机电一体化”的精髓所在。
在编写项目式教材的过程中,除了考虑要兼顾知识体系的完整性,还要考虑所选项目的针对性和难易程度。
4 增设“小栏目”体现教材的特色和亮点
小栏目是以“豆腐块”的形式置于章节的前面、后面或穿插在章节内容中间,并以不同于正文的字体或字号来表达。例如,开辟一些实践性、经验性和工程性较强的栏目,如“工程背景”、“选用思维”、“应用点评”、“工程案例”等,以引导学生培养工程意识;也可增加如“知识目标”、“小结”、“延伸阅读”、“学习方法”等栏目,一方面可以方便学生自学,另一方面可体现相关技术应用的最新成果、研究的前沿热点等,增强教材的可读性和趣味性。
5 项目式教材改革举措
将传统教材和项目式教材内容体系对比分析如表3所示。
由表3可见,一本理想的机电一体化项目式教材除了要体现项目式教学模式的导向外,还应完整传达机电一体化的知识体系,所选项目要具备典型性、难易适中,与机电一体化相关技术有机融合。同时,可通过增设的小栏目的方式,以引导学生培养工程意识、增强可读性、趣味性、方便自学等。
参考文献
[1]徐航,徐九南.机电一体化技术基础[M].北京:北京理工大学出版社,2010.
[2]吴晓苏,范超毅.机电一体化技术与系统[M].北京:机械工业出版社,2009.
关键词:船舶与海洋工程专业硕士培养《机电一体化技术》课程教改项目教学法
前言
从2009年起,我国开始培养全日制工程硕士,接受应届本科生报考。这种新的研究生教育模式,在短时间内得到迅速发展。
船舶与海洋工程作为国家级重点学科,在浙江海洋学院最早开展专业型硕士研究生培养与教育。以培养具有良好的职业素养、能独立担负本专业领域技术工作的,创新能力,创业能力和实践能力强的高层次应用型专门人才为目标,重点培养掌握船舶与海洋工程领域坚实的基础理论和系统的专业知识,能运用先进技术独立解决船舶与海洋工程技术实际问题的能力。具体分为:船舶与海洋结构物设计制造,轮机工程,水声工程,海洋工程和海洋油气工程5个大方向。
与学术型硕士不同,专业型硕士学历教育时间短,发展规模迅速壮大,不少单位和导师在培养过程中遇到了诸多问题。
船舶与海洋工程专业型硕士培养存在的问题
1、专业型硕士与学术型硕士的培养模式区别不明显
应用型人才培养是以能力培养的系统化取代知识培养的系统化。高校探索专业型硕士的培养,也进行了一定的改革,但在具体操作过程中,由于高校“学术至上”的传统,导致“重科研、轻应用”的现象较为普遍。由于学校应用型导师不足,在课程设置上,缺乏实用性较强的课程。
2、专业型硕士的教育实践环节落实不到位
专业型硕士的培养,尤其强调实践环节,大多有至少半年或一年的要求。但由于导师研究任务多、实践基地建设不足等问题,加上企业对研究生培养没有相关经验,往往使得专业型硕士的实践环节落实不到位。
3、专业型硕士的社会认可度不够
由于认识不足等原因,部分学校在研究生招生过程中就出现了高分成为学术型硕士,低分成为专业型硕士的现象,导致专业型硕士的“先天不足”。此外,从目前的就业情况来看,专业型硕士的整体就业情况差于学术型硕士,成为不良的反馈刺激,挫伤了专业型硕士的学习积极性。
加强课程建设有助于专业型硕士培养质量的提升
研究生培养质量是一个系统工程,它包括生源质量、课程教学、导师队伍、教学管理、科研条件等诸多因素,但其中课程教学却是保证研究生培养质量的基础,它对研究生知识结构的拓宽、科研能力的提升起着至关重要的作用。因此,如何加强课程建设已成为当前提高研究生教育质量的重要突破口。
教学方法是实现课程目标的主要手段。国外推广Seminar教学法,加强案例教学,重视启发式教学。与国外研究生的教学方法相比,我国研究生课程教学方式明显缺少研究性,灌输倾向比较严重,基本上还属于“保姆式”、“填鸭式”教学,不能引导学生自主学习,更不能激发学生的探究与发现精神。为了适应现代科学技术的发展和社会的需要,就要求我们树立新型的思维观,采用多种形式的教学法,突出研究生的参与主导作用,因此,研究和实践创新的教学内容与方式将有助于专业型硕士培养质量的提升。
《机电一体化技术》项目教学法的实践
1、《机电一体化技术》课程介绍
《机电一体化技术》是实用性非常强的课程,对船舶与海洋工程的专业硕士来说具有重要的意义。目前我校把该课程列为专业主干课,32学时,2学分,所用教材是梁景凯主编的《机电一体化技术与系统》(机械工业出版社,2009年)[6]。本课程旨在让学生熟练掌握机电一体化的基本概念和基本要素以及各部分的作用,了解机电一体化的相关技术和发展趋势,并结合实例分析机电一体化技术在机电产品中的应用。
2、《机电一体化技术》项目教学法的实践
在学习“第3章伺服传动技术”的第4节“步进电动机控制系统”时,我们采用项目教学法,设计了这样的任务:要求学生自己选用某一种类型的控制器,控制步进电机按三相六拍的方式运行,实现正转、反转、加速、减速等功能。具体任务包括:设计控制系统硬件电路、画出电路原理图、元器件布线图、设计控制程序、系统调试、运行,提交设计报告。
项目确定后,接下来便是分组实施,以小组为单位,既体现合作性,又体现独立性,分组时要注意学生的搭配[7]。全班10人,被分成4个组,每个组选出1名组长负责本组的实施,分组后各组便争先恐后地开始查资料、自学,甚至向其他老师咨询,不亦乐乎。在实施过程中,我们注重启发和引导,让学生自己去分析发现的问题,使他们在解决问题的过程中学习。
经过1周的团队合作,4个组都完成了任务,都感到很欣慰。接下来让学生进行自我评估,并讲解、展示各自的成果。最后我们对各组进行点评,首先充分肯定了同学们的成绩,点赞各组在实施过程中的靓点。经过这样一次尝试,不仅各组完成了规定的任务,在老师的启发下,学生自己又将这几种控制方式的优缺点进一步进行了比较,结果如表1所示。
结束语
专业学位研究生教育是我国研究生教育的重要组成部分,为使其更好地应用于社会,服务社会,针对目前普遍存在的培养质量问题,积极探索高效的教学方法,并在实践中不断充实和完善具有深远意义。
以《机电一体化技术》课程为例在我校船舶与海洋工程专业学位研究生中实施项目教学法,激发了学生的兴趣,收到了良好的效果,对其他课程的教学改革也具有一定启发作用。
参考文献:
[1]张嵘峰.船海专业产学研结合培养专业硕士研究生的机制探索[J].船海工程,2014,43(1):39-41.
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[3]周宏,蒋志勇,王岳等.基于专业学位硕士的船舶与海洋先进制造技术培养模式研究[J].江苏教育学院学报(自然科学版), 2012,28(6):1-3.
[4]李峥,李锋,张旭.专业学位研究生培养质量保障体系研究――以船舶与海洋工程领域为例[J].江苏科技大学学报(社会科学版),2013,13(1):104-108.
[5]刘永泉.加强研究生课程建设提高研究生培养质量[J].黑龙江教育,2008,62(5):27-28.
[6]梁景凯.机电一体化技术与系统[M].北京:机械工业出版社,2009年.
【关键词】机电专业;课程整合;课程改革
改革开放以来,我国经济取得了飞速的发展,科学技术不断进步,竞争日益激烈,在这样的一个大的环境下,传统的课堂教学已经不能满足时展的要求,尤其是对于机电专业等综合性以及实践性都比较强的专业,这就要求要对传统的课堂教学进行改革,同时,随着我国教育改革的不断深入,课程整合开始引起人们的关注,并受到越来越多的重视,其注重于学生与环境的互动教学,在一定程度上矫正了传统教学的弊端。因此,本文从课程整合的角度来对机电专业课程改革进行研究具有一定的理论意义和实践意义。
1.课程整合的内涵与外延
1.1课程整合的内涵
课程整合的内涵主要包括以下两个方面的内容:
首先,经验的整合。在经验中,学习者可以形成信念,可以形成一定的价值观,进而获取有关自己与客观世界的有关概念。同时,通过反省学习,学习者可以获得一定的解决问题的能力,整合的学习一方面会将新经验整合于学习者的意识框架中,另一方面,学习者则可以通过过去经验的整合更好地适应新的环境。经验的整合旨在组织课程经验,旨在组织知识,从而使得学习者的学习更容易,使学习者形成相关的意识框架。
其次,知识的整合。课程整合应该说明知识组织的原理,应该说明知识运用的原理。在实际遇到问题的时候,通常会超越学科的界限来寻求适当地知识以解决问题 ,而不是只是想到某一个领域的知识。所以说,知识的整合是将知识置于对学习者有意义的环境中以与其生活经验相联系,与孤立零散的学科知识相比,这种知识的整合更易于学习者进行学习,并有助于学习者获得更好地分析问题的能力,获得更好地解决问题的能力。
1.2课程整合的外延
首先,课程组织原则。垂直组织原则和水平组织原则是课程组织的两个组成部分。前者指的是对课程内容学习先后顺序的安排;而后者则是指跨越学科领域的整合,强调的是有意义的学习整体的形成。
其次,组织要素与组织中心。组织要素可以是一项技能,同时,其也可以是一种价值,指的是课程教师选择下一个主体的基本要素,或者是课程教师选择下一个单元教学的基本要素。而组织中心则是由在考虑某种组织要素后所安排的某项联系来构成的,是由在考虑某种组织要素后所设计的某项实验来构成的。
最后,组织中心的整合方式。第一,以交通、度量衡等各学科内已有的论题作为组织中心;第二,以冲突、环境等社会问题作为组织中心;第三,以系统、变迁等过程取向的概念作为组织中心;第四,以学校生活、与同学相处等学生关注或者是学生本身的问题作为组织中心;第五,以能够引发学生的学习动机的吸引人的论题作为组织中心。
2.课程整合的策略
2.1课程整合的组织形态
如何切割教学内容是课程教学设计中所要解决的问题,同时,还要保证这些被切割的问题维持他们之间的密切联系。而课程整合的目的就是要妥善安排这些被切割的内容,从而使得他们之间的密切的关联得以维持。其中,相关课程、综合课程、衍生课程、多科整合课程、科际整合课程以及跨科整合课程是课程组合的主要的组织形态。如何切割教学内容,并保证这些被切割内容间维持密切联系的问题。而课程整合的目的就是要将这些彼此分割的教学内容加以妥善地安排,以取得更密切的关联。
2.2课程整合模式
通过调查研究,我们发现,课程整合模式主要有以下五种形式:第一,Jacobs的科际整合单元模式,其所注重的是一个主题的探讨,注重的是一个问题的探讨,其目的则是对众学科的观点的结合;第二,Clark的整合教育模式 ,其目的是开发感觉、思考、直觉和感情等人的心智能力,从而在一定程度上促进学生多方面的发展,同时,有助于产生整合有用的学习经验;第三, Palmer的课程联系模式 ,该模式则是针对课程专门化的弊端,通过设计环形图来使各科目之间得以联系,从而达到课程整合;第四,Miller的全方位模式 ,该模式的发展是基于联系和互信的概念,避免课程分立,使不同学科之间得以密切联系;第五,Fogarty的十种整合方式 ,该模式的划分是按照整合的程度来进行的,单一学科寻求联系、跨学科寻求联系、学习者之间的整合以及跨越学习者的网络模式是该模式的三种主要形式。
2.3课程整合的要求
首先,学科知识间建立相互联系。课程指的是学习的经历,课程整合指的则是学习者在经历中对不同学科的知识之间的联系的领略,从而完成一个综合的任务,或者是得到一幅知识的全景,或者是得到一个世界观。
其次,个人学习经验和经历的整合 。作为一种历程,整合指的是持续的调试,理解的调试,互动的调试,强调的则是在整合的过程中,学生的原始角色。所以,课程整合要给学生提供相应的学习机会,从而让学生以自己的方式来组织学习和经验,让学生以自己的方式来关联学习和经验,让学生以自己的方式来统和学习和经验。
3.课程整合的实施
首先,确定与范围课程整合的幅度。
课程整合的幅度指的是课程实施的效能和针对对象,而课程整合内容的广狭则是课程整合范围的内容。对于很多课程整合,其实施的幅度是有一定限制的,其实施的范围是有一定限制的,所以,课程整合得以全面实施的实例比较少。如果要全面实施课程整合,那么,全体学生和教师都应该参与其中;而如果所要实施的是局部课程整合,那么,不需要全体的学生和教师都参与其中,可以是由某些特定的学生和相应的某些特定的教师参与其中。
其次,确定课程整合的合理模式以及主题。
在确定课程整合的模式时可以参考课程整合的理论模式,然而,在实际实施的过程中则要根据实际需求来进行修正。作为教师,在课程整合实施的过程中应该要结合自己学科的观点来确定课程整合的模式、主题以及教学策略,与此同时,还应该容许将其他学科纳入到课程实际中,此外,作为教师,还应该要敢于科目的界限,只有这样,才能很好地确定课程整合的合理模式和主题。
最后,撰写教学方案,实施教学活动并进行课程评价。
在撰写详细的单元教学计划时,教师应该要结合课程整合的内容,同时,教师还应该要从广泛的层面来考虑。在教学活动实施后,则应该相应地进行课程评价,从而了解课程目标所达成的程度情况。
【参考文献】
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在电子商务中,一些电子出版物、物品等可以通过网络以电子的方式直接到达购买者手中,但绝大多数商品仍要通过其他各种方式完成从供应商到购买者的物流过程。
在广义的电子商务定义中,电子化的对象是整个的交易过程,不仅包括信息流、商流、资金流,而且还包括物流。
1.1现代物流是电子商务的重要组成部分对于电子商务的定义,时至今日也没有最终的标准定论。在这里,我们总结各种电子商务的定义,将其分为两大类。
第一类的定义如下:①IBM对电子商务的定义包括三个部分:企业内部网(Intranet)、企业外部网(Extranet)、电子商务(E-Commerce)。②康柏在其电子商务解决方案中,是这样定义电子商务的“电子商务就是引领客户、供应商和合作伙伴业务操作的流程联接”。③电子商务是通过电子方式在网络上实现物资与人员流程的协调,以实现商业交换活动的过程。④电子商务是一种商务活动的新形式,它通过采用现代信息技术手段实现商品和服务交易以及交易管理等活动的全过程无纸化,并达到高效率、低成本、数字化、网络化、全球化等目的。
有些专家在定义电子商务时,就注意将国外的定义与中国的现状相结合,扩大了美国原始电子商务定义的范围,提出了包括物流电子化过程的第二类电子商务概念:①电子商务是实施整个贸易活动的电子化。②电子商务是一组电子工具在商务活动中的应用。③电子商务是电子化的购物市场。④电子商务是从售前到售后支持的各个环节实现电子化、自动化。
1.2现代物流是电子商务概念模型的基本要素电子商务概念模型是对现实世界中电子商务活动的一般抽象描述,它由电子商务实体、电子市场、交易事务和信息流、商流、资金流、物流等基本要素构成。
在电子商务概念模型中,电子商务实体是指能够从事电子商务的客观对象,它可以是企业、政府机构和个人等。电子市场是指电子商务实体从事商品和服务交换的场所,它由各种各样的商务活动参与者,利用各种通信装置,通过网络联接成一个统一的整体。
电子商务中的任何一笔交易,都包含着几种基本的“流”,即信息流、商流、资金流、物流。以上的三种流的处理都可以通过计算机和网络通信设备实现。物流,作为四流中最为特殊的一种,是指物质实体(商品或服务)的流动过程,具体指运输、储存、配送、装卸、保管、物流信息管理等各种活动。
1.3现代物流是实现电子商务的保证
1.3.1物流保障生产所谓的生产物流,以实现生产的流动性;部分余料、可重复利用的物资的回收,就需要所谓的回收物流;废弃物的处理则需要废弃物物流。合理化、现代化的物流,通过降低费用从而降低成本、优化库存结构、减少资金占压、缩短生产周期,保障了现代化生产的高效进行。
1.3.2物流服务于商流在商流活动中,商品所有权在购销合同签定的那一刻起,便由供方转移到需方,而商品实体并没有因此而移动。1.3.3物流是实现“以顾客为中心”理念的根本保证物流是电子商务中实现以“以顾客为中心”理念的最终保证,我们必须摒弃原有的“重信息流、商流和资金流的电子化,而忽视物流电子化”的观念,大力发展现代化物流,以进一步推广电子商务。
2电子商务物流的特点
2.1电子商务流关系的演变与发展①“以物易物”阶段;②“一手交钱,一手交货”;③物流和资金流开始分离,多种交易方式的产生与发展;④电子商务阶段。
2.2电子商务下现代物流的特点电子商务时代的来临,给全球物流带来了新的发展,使物流具备了一系列新特点。
2.2.1信息化物流信息化表现为物流信息的商品化、物流信息收集的数据库化和代码化、物流信息处理的电子化和计算机化、物流信息传递的标准化和实时化、物流信息存储的数字化等。
2.2.2自动化自动化的基础是信息化,自动化的核心是机电一体化,自动化的外在表现是无人化,自动化的效果是省力化。
2.2.3网络化物流领域网络化的基础也是信息化。
2.2.4智能化这是物流自动化、信息化的一种高层次应用,物流作业过程大量的运筹和决策。
2.2.5柔性化柔性化的物流正是适应生产、流通与消费的需求而发展起来的一种新型物流模式。
2.2.6集成化电子商务下的物流系统,在物流基础设施、信息基础设施、商品包装的标准化,物流运作模式向社会化、共同化的方向发展,在数据与功能、技术与设备、人员和组织等各个层次上都在向集成化的方向发展。
3电子商务物流业的发展趋势
现代物流行业需要成为能完整提供物流机能服务,以及运输配送、仓储保管、分装包装、流通加工、等以收取报偿的行业。主要包括仓储企业、运输企业、装卸搬运、配送企业、流通加工业等。信息化、全球化、多功能化和一流的服务水平,已成为电子商务下的物流企业追求的目标。
3.1现代物流业发展的方向:多功能化在电子商务时代,物流发展到集约化阶段,一体化的配送中心不单单提供仓储和运输服务,还必须开展配货、配送和各种提高附加值的流通加工服务项目,也可按客户的需要提供其他服务。
3.2现代物流企业的追求目标:一流的服务如何提供高质量的服务便成了物流企业管理的中心课题。应该看到,配送中心离客户最近,联系最密切,商品都是通过它送到客户手中。
3.3现代物流业的必由之路:信息化在电子商务时代,要提供最佳的服务,物流系统必须要有良好的信息处理和传输系统。良好的信息系统能提供极好的信息服务,以赢得客户的信赖。
在电子商务环境下,由于全球经济的一体化趋势,当前的物流业正向全球化、信息化、一体化发展。
3.4现代物流企业竞争的趋势:全球化全球化战略的趋势,使物流企业和生产企业更紧密地联系在一起,形成了社会大分工。物流企业花费大量时间、精力从事物流服务。物流企业的满足需求系统比原来更进一步了。
4结束语
【关键词】机电设备;运行风险;成因;管理
机电工程是现代工业化生产的基本保障,借助各类机电设备实现了一体化调控,为高水平生产控制模式提供优越条件。随着工业产业结构不断优化调整,企业更加依赖于机械、机电设备参与生产作业,传统手工、半手工等操作方案逐渐被取代。因此,机电设备在运行阶段面临着诸多的风险隐患,满载或超载运行等将对设备造成极大的危害性。为了避免风险带来的各项损失,必须建立科学可行的综合管理方案。
一、机电设备主要风险
机电工程是现代工程管理学研究的主要对象,其主要针对各种机械、电气等设备展开的综合管理活动,为企业提供了更加稳定的设备保障体系。从实际应用情况分析,机电设备可取代人工参与多种生产体系,按照生产标准要求执行多方面的操作任务。随着工业经济快速发展,机电设备承受的生产荷载越来越大,影响了机电设备结构功能发挥。其中,机电设备运行风险是比较普遍的现象,主要体现在故障率高、操控难度大、维护成本多等方面,这些都是未来企业设备管理急需解决的问题。
二、机电设备运行风险成因
机电设备是企业生产调度的控制工具,机电设备性能状态决定着企业生产水平,以及影响着各类项目的盈利状态。鉴于设备运行风险会带来一系列的不利影响,必须深入分析机电设备运行风险成因,为后期管理提出科学的指导意见。笔者认为,机电设备运行风险成因包括:
1、体制方面。主要表现在某些管理方面疏于管理或者没有良好的方法进行管理,导致机电设备运行阶段发生异常状况,影响了设备工作性能的持续发挥。因为对于精密的机电工程来讲,很多部件和一些设施都只有特定的技术人员才懂,这样就形成了某种“垄断”,企业无法根据实际生产状况拟定管理体制,影响了设备管理的实际成效。
2、专业方面。安装机电设备是为了更好地参与生产活动,“重使用,轻管理”是设备运行风险的主观因素。例如,管理人员很少懂得技术方面的知识,在这些部件和设施是否损坏的时候没有办法及时发现和了解,将影响机电设备作业状态。对于可能发生故障风险的设备,难以从专业角度进行分析,提前做好故障防范措施。
3、材料方面。机电工程在安装施工过程中,有很多必不可少的材料,包括电线、半导体、辅助施工的一些机械化物品。在现今的机电工程安装施工当中,有一个严重的现状就是材料不过关,很多工程在施工时,使用的往往是废旧材料或者廉价材料。材料是组成机电设备的基本要素,材料质量不合标准,必须机会减弱设备的综合性能。
三、机电设备综合化管理措施分析
基于工程学理论指导下,我国市场经济项目结构实现了优化升级,各类工程规划与管理体制更加成熟,降低了企业经营阶段的风险系数。机电工程管理是针对机械及电气设备开展的管理活动,根据设备日常使用情况建立完整的管理体制,维持设备工作处于最佳状态。现有设备综合管理体制中,要注重材料管理、操作管理、按照管理等方面内容。
1、审查材料。管理离不开审查,只有更好的审查才能更有效地进行管理。在预算范围以内,要严把材料的质量问题,必须使用让人放心安全的材料,从而组建更加优越的机电设备工作状态。此外,企业要聘用技术过硬的人员,对现场设备材料、零配件等详细检查,符合标准后才可投入实际应用。
2、操作进度。现场施工要重视操作流程的规范化管理,需要将施工总计划中的各个小部分目标和控制点按施工工程分解到每一项、每一天的工程目标中,并严格按照计划编制详细的日、周、旬、月计划。项目管理者必须不定时检查施工进度,督促施工方按照计划完成相应工作。
3、安全管理。树立安全作业思想,强化机电工程安全管理意识,创作良好的设备运行环境。例如,做好施工人员的专业技术和安全知识培训;建立完善的安全保障体系,充分配置安全控制所需要的消防设备,并不定时地全面检查和更换消防设施、设备;管理者要严格按照相关标准进行安全体系建设,做好安全防范。
4、质量控制。无论是哪一类工程建设,都要考虑质量标准优化工作,设备操作人员必须严格按照设计图纸进行施工,并注意施工操作的规范性,不能随意对作业方式和作业操作范围进行变更。设备安装后期的调试阶段,应严格按照要求对设备、系统进行调试,不能精简步骤、跳跃式调试。
5、现场验收。在机电安装工程项目完成合同及批准的设计文件中所规定的内容,并经相关部门检查验收达到设计要求、工业项目能够生产合格产品以及民用项目可以正常使用系统功能之后,即可办理移交手续。例如,发电站机电设备安装结束,又技术人员对设备进行调试与控制,保证设备符合标准状态后才能正式启用。
四、机电设备自动化控制管理
我国机电行业科技快速发展,机电工程管理也要采用先进科技委支撑,借助机电一体化平善原有的管理体制。对于企业来说,构建人机界面管理系统是比较实用的方式,大大降低了设备自动化管理难度,减小了各种风险发生的系数。基于人机界面平台下,机电设备配备了多种高端科技,应选择更为稳定的技术体系参与机电工程管理。
1、转换性。人机界面是系统和用户之间进行交互和信息交换的媒介,它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。当前,计算机技术广泛应用于多个产业领域,自然语言与计算机语言之间相互转换,改变了传统机电设备控制模式,建立了更加优越的系统操控平台。“信号转换”是人机界面一体化控制的关键,自然语言与数字语言之间相互融通,改变了单一控制系统的不足,为机电设备建立了更加完整的作业平台。
2、人机界面实现了人与机器的自然对话,以软硬件系统作为中介平台执行多功能控制,满足了机电设备的自动化控制。随着机电技术快速发展,人机界面在机电控制中的应用功能更加显著,其不仅是机电设备操控的总平台,也是生产调度人员监督作业的指挥中心。
3、智能性。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面,这是机电设备智能化发展的基本表现,也是用机器取代人工生产操作的有效方法。人机界面促进了智能机电系统形成,帮助企业建立先进的人、机器等一体化控制中心,按照预定生产方案执行操控计划,便能达到预定的生产作业目标。智能技术融入机电系统改变了落后的操控局面,推动新型设备模式一体化建设,为机电设备控制提供优越的技术环境。
结论
随着工业化生产体系逐渐形成,早期设备控制方式与高科技作业模式存在着明显差距,建立更加多样性的机电工程管理方案,这是工业企业新时期改革的重点内容。设备材料、安装施工、功能调试、后期管护等,都是降低机电设备运行风险的有效措施。此外,信息技术是机电工程管理的核心支撑,借助信息科技设定人机界面系统具有可行性价值,为企业现代化管理提供了多方面帮助。
【参考文献】
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关键词:起重机;抗干扰技术;屏蔽动力电缆;计算机系统
中图分类号:TH21 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2012)26-0043-03
抗干扰技术关系到起重机的可靠运行,在起重机运行中起到抑制干扰源,切断或减弱电磁干扰的传播途径,提高装置和系统抗干扰能力,保证系统在电磁环境中免受或减少内外电磁干扰的作用,以此保证起重机的安全运行。
1 抗干扰技术基本内涵
干扰问题是机电一体化系统设计和使用过程中必须考虑的问题,在机械设备工作运行中,存在着电网波动、强电设备启停、高压设备和开关电磁辐射的干扰问题,因此需应用抗干扰技术,从源头保障设备安全运行,防止设备损坏情况的
发生。
1.1 干扰技术形成要素
在机械设备中形成干扰的三个基本要素为产生干扰信号设备的干扰源、干扰信号的传播途径、接受载体,消除形成干扰要素的任何一个,都能避免干扰,例如接受载体不能感应干扰信号或弱化干扰信号就会使设备不受干扰影响,以此提高抗干扰的能力。
1.2 干扰技术主要渠道
干扰进入系统的渠道主要是通过电磁波辐射进入,直流稳压电源供电进入,与主机相连的前向、后向通道及与其他主机的相互通道进入。在形成干扰渠道的空间干扰、供电干扰、过程通道干扰中,主要考虑过程通道干扰,而在过程通道中长线传输的干扰是主要因素。为保证长线运输的可靠性,需应用光电耦合隔离、双绞线传输、阻抗匹配等技术措施加以防范。
1.3 抗干扰设计事项
抗干扰设计需注意的事项为预处理电路的设计、采用滤波方法进行信号干扰仿真的设计、硬件电路自适应算法的设计。预处理电路设计主要采用两级放大方式,选用频谱均衡法设计的高抗干扰电源以降低外部电网对电路的影响,利用带有良好屏蔽功能的信号来降低外部辐射影响。硬件电路自适应法功能在实现过程中,需运用相应的硬件抗干扰措施,加强系统的抗干扰性。
2 抗干扰技术在起重机运行上的应用
抗干扰技术的应用保障起重机在运行中的稳定、安全。起重机具有较大启动转矩,在超载试验等因素的影响下,启动加速过程中对额定转矩具有很高的要求,抗干扰技术能调节额定转矩,使起重机在启动过程中减少设备性能损耗。起重机的机械制动器是抗干扰技术应用中较为重要的设备,它能保证机械设备平滑切换,不产生溜钩现象。抗干扰设备中的变频器信号与机械制动器的动作信号共同控制设备运行的时间顺序,使得起重机的电动机电源回馈及处于再生发电状态,并对冲击性负载进行平滑控制,保证起重机的正常运行。
2.1 抗干扰技术在起重机上运行的前提条件
抗干扰技术以串模干扰、共模干扰形式的存在为前提。起重机在运行过程中静电电荷会形成静电电场,引起电路的点位变化,并通过电容耦合产生干扰;起重机自动化设备容易产生大电流周围磁场,其对起重机设备回路耦合形成干扰;起重机的器件性能退化、绝缘电阻降低而由漏电流引起干扰;起重机自动化设备电路各部分的公共导线阻抗、地阻抗和电源内阻压降耦合形成干扰,以上产生干扰的情况均为抗干扰技术应用的前提。
2.2 抗干扰技术在起重机运行中所起的作用
抗干扰技术中的液压系统各溢流阀,吊臂变幅、伸缩安全装置,高度限位装置,支腿锁定装置,起重量指示器,起重特性表等设备元件的特性保障起重机的正常运行。液压系统各溢流阀可抑制回路中的异常高压,防止油泵损坏;吊臂变幅、伸缩安全装置能锁定工作油,使吊臂不下跌,确保安全;高度限位装置为吊钩触碰到限位重锤时切断吊钩起升、吊臂伸出等动作的操作;支腿锁定装置保证支腿不伸缩、不甩出;起重量指示器能准确地指示起重机吊臂允许的额定起重量;起重特性表设置在起重机的操作室中,并列举各种臂长和工作幅度下的顶起重量和高度,以便操作时查阅。
3 抗干扰的主要措施
抗干扰技术在起重机的系统控制前提下,采取的主要措施为扩大线路、稳定储备量、留有一定的负载容度。由于干扰引起的误动作多为偶发性,在硬件上设置自动监测电路模式,对数据传输、存储器、电路等进行校验,加强薄弱环节监控,缩小故障范围,增强整体的可靠性。为保证设备机身、机柜接地的质量安全,需选择正确的接地方式,并使交流接地点与直流接地点分离,分离模拟电路的接地和数字电路的接地,这样从安装和工艺方面采取措施以消除干扰。合理选择电源对系统的抗干扰也是至关重要的,控制装置中各类开关的频繁闭合或断开,各类电感线圈的瞬时通断,高频、中频电源等系统中开关器件的导通和截止等都会引起干扰,这些干扰幅值占有很宽的频率,要抑制如此宽频带范围的干扰,必须对交流电源和直流电源同时采取措施,采用压敏电阻和低通滤波器消除交流电网、电压缓慢变化对控制系统造成的影响,即采取交流稳压措施。对于直流电源通常要考虑尽量加大电源功率容限和电压调整范围,直流稳压措施不仅可以进一步抑制来自交流电网的干扰,而且还可以抑制由于负载变化所造成的电路直流工作电压的波动。
3.1 起重机系统内部抗干扰的主要措施
起重机系统内部干扰主要是由系统内部器件与电路间的相互作用产生的,在起重机系统内部中运用具有隔离性能的设备器件,当故障发生时,隔离设备能稳定系统,减少起重机内部各器件的损耗。
3.2 起重机系统外部抗干扰的主要措施
起重机系统外部主要受电源和信号线的干扰,来自电源的干扰会造成系统故障,此时应立即更换隔离性能更高的电源来消除故障;来自信号线的干扰会造成信号传输受阻,设备运行不正常,此时需中断信号,选择具有屏蔽功能的信号传输设备。
3.3 起重机硬件的抗干扰措施
起重机硬件的抗干扰措施需采用性能优良、隔离性好的电源,保证电网回馈点不中断。硬件电缆的抗干扰需装置变频馈电电缆,在起重机运行过程中,采用屏蔽动力电缆,降低动力线产生的电磁干扰。不同类型的信号分别由不同电缆传输,信号电缆应按传输信号种类分层敷设,严禁用同一电缆的不同导线同时传送动力电源和信号,避免信号线与动力电缆靠行敷设,以减少电磁干扰。
3.4 起重机软件的抗干扰措施
图1 控制软件抗干扰技术图
起重机控制系统在软件操作方面需进行抗干扰技术应用,设计计算机系统,保证其系统内的电液比例液压控制系统、压力传感器、油箱信号、液压提升器、位置传感器、油缸和锚具位置信号、承重索具或刚性支架、被提升结构件、高差传感器、同步高差信号等设备正常运转,防止起重机在运行中出现故障。控制软件抗干扰技术图如图1所示。
3.5 其他措施
抗干扰技术在起重机正常运行中起着至关重要的作用,为减弱起重机在电磁感应之下的干扰,需对起重机的电磁感应设施进行设置,削弱电源及磁感应的传播速度,加强机械设备的系统防范能力。由于我国电网内阻大、零点电位漂移大、地电位变化大,起重机在运行中对电磁抗干扰性能的要求也就更高。
4 结语
起重机抗干扰技术是个十分复杂的问题,在抗干扰设计中应综合考虑各方面的因素,提高抗干扰措施。在起重机运行过程中,除了对起重机外部环境的一些干扰源进行抑制外,更多的则是在内部设法抑制外来干扰的影响,以保证系统可靠地工作。
参考文献
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长期以来,“城市的准确定位”被认为是城市总体规划要研究的头等大事。在我国,大部分规划教科书上都有这样的表述:从客观层面上把握城市发展的定位、定性、定向,这是城市宏观决策人首先要关注的问题。如果在定位、定性、定向的问题上不花大力气去深入研究,即使总体规划做得再细、再具体,也将因目标和结构不合理,给城市发展带来全局性的问题,犯历史性的错误。这几乎已经成为无庸置疑的经典结论。我们将为城市寻找准确定位的战略行为称之为定位理论。
城市定位理论是假设城市内外环境的变化及不确定性很低,城市自身的产业结构及组织结构都处于稳定状态。在一个可以持久的、有吸引力和发展前景的环境中有利可图的准确定位,这就是定位理论追求的均衡状态。但这种因“准确定位”所获得的城市竞争力优势持续的时间,取决于选择的市场定位多大程度上是稳定不变的。因此,从城市定位与城市竞争力的关系分析,我们不难看出城市定位理论在当今这个时代有一定的局限性,还存在着某些缺陷。
城市定位理论的缺陷之一,就在于由于城市定位的理论注重研究与城市原有主导产业、自然资源相关的外部环境因素,而对城市内部的因素分析仅局限于针对“定位”而展开的协调安排(这不能充分体现城市在后工业时代或知识经济时代本质意义上的竞争能力)。因此,定位理论虽然能够明确什么样的城市定位是有利的,但由于现代的城市外部环境、科学技术及产品(尤其是对以自然资源为原材料的替代用品)更新变化快得让人眼花缭乱,围绕既定的产品进行市场分析往往不得要领。消费者的口味变化,朝阳行业的转移,都会使定位理论苦心经营的城市竞争力失去目标。我们可以设想,如果英国曼彻斯特仍然按照纺织业来定位,美国的圣何塞仍然追求杏子栽培与加工,尤他市、华盛顿市顽固地坚持原来的城市定位,人类社会将会减少出色的经贸中心、硅谷和仿生学集聚的高科技领地。这样的话,这些地区要么仍然是田园风光,要么早已因贫困潦倒而衰落。尤其值得一提的是,传统“定位理论”假设制订和实施城市规划的专家和官员们能把握未来变化的全部信息,从而准确地让城市“定位”在未来变化有利的位置上。这在“信息爆炸”、竞争环境迅速变化的时代是不可能的,这里列举的成功变化城市并不是以出色的规划定位而成功的。
城市定位理论缺陷之二,是由于大部分城市都在采用类似的分析方法追求几乎相同的目标定位。其结果是造成各个城市产业严重同构、重复建设盛行、大量企业产能过剩、区域城市之间恶性竞争、城市建设千城一面(表1)。
表1九五期间中国部分大城市的功能定位和支柱产业选择(注:参见:《开放导报》,1997年,第5期,第14页。)
城市定位第二产业支柱产业
深圳现代化国际性城市计算机及软件、通信、电子及基础
元器件、机电一体化、视听、轻工、
能源
广州现代化国际大城市汽车、摩托车、电子通信、家电、
石化、医药、食品、冶金
哈尔滨国际经贸城机械(含汽车)、电子、仪器医药、
化工
长春国际化大都市汽车、食品医药、建筑建材、光机
电一体化、生物工程、新材料
沈阳现代化国际性城市机械、汽车、制药石化、电子信息
业
大连社会主义北方香港机械、电子、石化、(含医药)、
汽车及零邯件、冶金、建材
济南现代化国际性城市经机电仪一体化的机械制造、重型汽
济强市车、摩托车为龙头的运输机械、家
电、化工
青岛现代化国际城市机械电子、化工橡胶、饮料食品、
纺织服装、海洋业、医药、新型建
材、家电
杭州现代化国际风景旅游城市大型设备及成套制造、汽车及零部
件、家电、电子通信设备、精细化
工和医药、化纤
宁波现代化国际港口城市石化、机械、电子、轻纺、建筑建
材
南京现代化国际性城市计算机及通信设备、家电、汽车摩
托车、石化及精细化工、建筑建材
武汉现代化国际性城市长江中钢铁、汽车机械及汽车制造、冶金、
游、华中地区经济中心食品、医药、化工、建筑
成都现代化国际大都市电子及通信设备制造、机械及汽车
制造、冶金、食品、医药、化工、
建筑
重庆长江上游经济中心汽车摩托车、重大机械设备、冶金、
化工建筑建材
西安我国北方西部中心城市汽车、电子、轻工、电力机械制造
国际旅游城市业、制冷设备制造业
厦门现代化国际风景旅游城市机械、电子、化工、电力、建材
北京现代化国际性城市汽车、电子、机械装备;电子信息、
生物工程、新医药、光机电一体化、
新材料;冶金、轻工、建材
天津现代化国际港口大都市机械(汽车、机械装备),电子(
通信设备计算机),化工(石化、
海洋化工、精细化工)、冶金
上海国际经济中心城市汽车、通信设备制造业、电站成套
设备及大型机电设备制造业、家电、
石化及精细化工、钢铁、集成电路
与计算机、现代生物技术及新医药、
新材料城市定位理论缺陷之三,表现为定位理论往往以邻近的竞争对手城市为参照构思的战略,可能导致方向性错误。在迅速变化的环境中,对现有的城市竞争力的主要威胁,并不仅仅来自已经存在的竞争对手,而是来自于拥有崭新思维的“创业型城市”。以竞争对手为参照,忽略现代科技创新的特性的结果,往往是与原来的竞争对手一起被“创业型城市”的迅速崛起而取代之。
2城市竞争力的基本概念
竞争是市场经济的最高权威。国与国、城市与城市之间的竞争成败,都取决于城市竞争力。世界上许多城市无可奈何地衰落和“莫名其妙”的兴起,皆是因城市竞争力的强弱不同所致的。城市竞争力,是以城市发展的质量、效率和潜力来衡量其获得
外界发展机遇和加快自身发展的能力,强调的是与其他城市的横向比较,是动态的,是相比较而起伏的,着眼于未来的发展,表达的是城市发展的后劲。
但城市竞争力是一个很难准确界定的概念,在不同的社会发展阶段,影响城市竞争力的主导因素是不同的,每个城市所体现的城市竞争力也是不同的。如农业经济时代的城市竞争力,主要表现在剩余产品交易范围及数量的大小(这也与是否交通便利及周边土地肥沃与否有关)、以及对外敌入侵的抗御能力等方面;工业经济时代的城市竞争力,主要表现为资本、劳动力、工业原料的集聚、加工和交换的能力、交通便利的程度等;知识经济时代的城市竞争力,则是在竞争和发展过程中,与其他城市相比较所具有的吸引、争夺、拥有控制转化人才资源以创造价值和占领市场的能力。一个企业要在激烈的市场竞争中生存发展,必须要有一个核心竞争力。城市同样也如此。在城市之间的相互竞争中,引进企业核心竞争力(注:核心竞争力战略理论基础是基于资源(知识)的理论和企业能力理论,基于资源的理论是对美国多元化的大企业纷纷收缩战线的现象反思的结果。美国多元化经营的大企业对各种产品市场无孔不入,但是各种产品之间往往没有内在联系,产品生产范围过大曾经使得欧美的大企业在日本企业的攻势面前节节败退。与定位战略研究内部因素时以涉及产品的各种活动为主不同,核心竞争力理论试图深入到企业内部活动背后的逻辑性,从各种企业能力中寻找凝聚竞争力的药方。)的概念,可以突出不同城市独具的竞争力要素以及抓住城市发展的主要矛盾。
3城市核心竞争力理论的内涵
首先,城市核心竞争力理论认为,城市的环境变化较快,相对稳定均衡状态存在的时间始终有明显的限制。环境不仅正在经历着明显的变化,而且还不时会被剧烈的质变所突破。因此,该理论认为,应通过培养城市的核心竞争力使城市在变化的环境中立于不败之地。
其次,城市核心竞争力理论的重心在于研究城市内部的因素,力求合理地组织城市内部的各种资源,以形成别的城市不易模仿的独特的竞争能力。解决竞争力问题的中心策略是“应该培养什么样的城市竞争力?”进一步的探讨,将研究重心置于城市和外部环境之间的界面上,兼顾城市内外各种主要因素,使抓住转瞬即逝的机会成为可能,成为一个对发展机遇时刻有准备的城市。
最后,城市核心竞争力理论讲求的是努力超越自己过去成功的经验和发展历程。这对于我国正在经历体制转轨的大多数内地城市来说是尤为重要的。因为在传统计划经济下,城市职能被扭曲了,其基本经济活动主要是为了城市自身的正常运转和满足市民的日常需求。而不是为周边甚至更广阔的地理空间提供商品交易服务的平台,城市更多地表述为“生活型”和“生产配套型”的职能。对这样一些因国家定点而形成的大型生产基地相伴而生的城市,如果不从战略上超越自身成功的“跑部钱进”项目定位的经历,无疑会因无法适应市场经济和全球化的竞争而急剧衰落。
4城市定位理论与城市核心竞争力理论的区别(表2)
表2城市定位理论与核心竞争力理论的比较
城市定位理论城市核心竞争力理论
理论来源城市组织经济学基于资源(知识)的竞争
力理论
理论假设城市内外环境不确定性低,城市内外环境变化快,偶
组成环境和城市的单元之尔还有质变,不同的单元
间差异性小。单元的变化是异质的,这种异质性可
节奏基本相似同步持续较长时间
中心战略问题定位在什么发展目标应该培养什么样的城市组
织应变能力
战略目标明确定位形成独特的竞争力
战略参照物竞争力城市自身(过去成功模式)
战略步骤识别一个有吸引力的目标;确立一个战略意愿或蓝图,
选择一个有利的定位;采积累战略资源和培养核心
用相应的保护性策略能力;在不同的环境和机
遇情况下,运用独特的战
略资源和核心能力进行争夺
竞争优势来源独特而准确的目标定位独特、不易模仿的战略资
源和竞争能力
内在风险很难随环境的变化迅速改培养战略资源和竞争力对
变目标定位环境变化应有的适应性
5城市核心竞争力与城市综合竞争力的区别
当前比较流行的称谓是城市综合竞争力的提法,与城市核心竞争力相比较,有以下区别:
(1)城市综合竞争力作为一种概念的提出,体现了新的发展观:发展不是简单的经济增长,它同时应该包括社会的全面进步、人类自身的解放与完善。城市的政治、社会、文化的发展包括精神文明、信息、道德、价值观等等,都应是发展的应有之义。这些观念应该说都是正确合理的,但如果我们将城市竞争力的探讨与关于“发展”这样的大课题混同起来,其结果只能使城市竞争力成为“什么都可以往里装的大箩筐,”内涵过于复杂,体系十分庞杂。自然就难以抓住城市竞争力的主要矛盾。城市核心竞争力的概念并不否定社会、政治、人文等范畴对竞争力的影响,而是将它们的作用抽象归纳到那些对城市未来发展起到决定性作用,以及对城市捕捉发展机遇有直接影响的“人才资源”这样的子系统之中了。
(2)城市综合竞争力概念提出,文化的发展不仅为城市竞争力的提升提供精神动力和智力支持,而且也因创造经济价值、增强城市服务功能和改善城市环境,而成为城市竞争力的重要组成部分。此外,文化还能塑造城市形象,成为体现城市竞争力的外在标志(注:参见:蒯大富:《一流文化塑一流城市》,文汇报,2001年11月12日第5版。)。这些提法无疑是正确的。但文化自身也是一个十分宽泛的概念。如果将其单独列出来成为对城市竞争力独立贡献的分工或单一作用因子,则会造成重复计算。因为,就一个城市而论,其企业的组织方式、产权结构、市民的创新热情、制度安排以及对人才的吸引能力等等,都无疑已经包含了文化的因素。就像蛋自质是构成人类的食品的基本要素那样,如果我们在点菜时既点了鱼肉,又点了蛋白质只会造成双重付费而并不能增加营养。
(5)城市综合竞争力的概念无疑能够更广泛地调动社会各界建设城市的积极性,使每个人都感到对增强竞争力做出了有益的贡献,被认为是有利于形成“合力”。但也难免在实际上造成“竞争力平均主义”的倾向,既然各行各业、各层次的社会团体对城市竞争力的贡献是“均等的”,就像城市定位理论所设想的“城市是由均质的因子”所组成,内外环境也是固定不变的。这一推论可以使得构成城市的每个子系统都认为自己是对竞争力贡献的“核心”,当然更难以形成合力了。这恐怕也与计划经济的大锅饭有着天然的联系。而城市核心竞争力的概念则可以避免这一困境,各行各业围绕几项本城市独具优势又能适应外部竞争的核心能力团结协作
关键词:现代制造技术;课程建设;教学改革
中图分类号:G423
文献标志码:A
文章编号:1002-0845(2006)07-0018-02
一、现代制造技术的发展趋势
机械制造业的生产发展规模经历了从少品种、小批量到多品种大批量的转变,资源配置从过去的劳动密集和设备密集向技术密集和知识密集的方向发展,生产方式也沿着手工、机械化、单机自动化、刚性流水自动化、柔性自动化、智能自动化的轨迹不断进化。制造技术的发展增强了企业的生产能力和市场适应性,产品结构也走向多元化,产品性能大幅度提高。
当前,我国的经济逐渐与国际接轨,国内企业大量采用现代制造技术参与国际竞争,因此形成了对掌握先进制造技术人才的巨大需求。随着现代科学技术的进步,特别是随着微电子技术、计算机技术、信息技术、现代管理技术、制造技术与机械制造技术的不断融合,机械制造工业的面貌发生了很大的变化,相继出现了数控机床、加工中心、柔性制造系统、集成制造系统、虚拟制造、敏捷制造、并行工程等许多先进的制造方法和生产模式,形成了现代制造技术体系。现代制造技术是传统制造业不断吸收机械、电子、信息、材料、能源及现代管理等技术成果,并将其综合应用于制造全过程,以实现优质、高效、低消耗、清洁、灵活生产,从而取得较理想的技术与经济效果的制造技术的总称。先进的制造技术是制造业的技术支柱,是一个国家科技水平、综合国力的重要体现,制造技术的发展是经济持续增长的根本动力。
二、现代制造技术发展的特点
1.贯穿制造全过程
传统制造技术一般指加工制造的工艺方法,实际上只是制造全过程的一部分;而现代制造技术则贯穿了从市场预测、产品设计、采购、生产经营管理、制造装配、质量保证、市场销售、售后服务、报废处理甚至回收再利用等整个制造过程,使整个制造过程成为一个大系统。
2.技术、管理、人员三者结合
现代制造技术已不是一个单纯的技术问题,已发展为由技术支撑转变为技术、管理、人员三者的有机集成,它强调更加灵活的组织管理模式,以使制造全过程达到优化运行。例如,一家企业要建立计算机集成制造系统,就必须首先对所有员工进行培训,改变传统的思维模式。而精良生产理论提出的市场驱动、需求牵引理念,强调用户是核心,快速响应市场需求。
3.多学科交叉融合
传统制造技术的专业、学科单一,不同专业之间界限分明;而现代制造技术的专业、学科之间不断渗透、交叉、融合,其界限逐渐淡化甚至消失,这使得现代制造技术趋于系统化和集成化,并发展成为集机械、电子、材料和管理等技术于一体的新兴交叉技术。如快速成型技术就是机械工程、CAD、数控、激光以及材料等技术交叉优化集成的结果。
4.支持可持续发展
资源、环境与人口是当今社会面临的三大主要问题。现代制造技术强调优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,它所倡导的绿色制造、清洁制造、生态工厂等新概念、新哲理,是支持可持续发展战略的有力武器。
5.制造过程是个系统工程
机械制造过程是一种离散的生产过程,制造过程中的各个环节之间可以彼此关联或不关联。用系统论的观点来分析和研究制造过程,就出现了制造系统的概念,并形成了现代制造系统工程学。制造系统由物质流系统、能量流系统和信息流系统三个基本要素组成。计算机技术、数控技术、微电子技术、传感技术等的发展,促进了制造系统的形成和发展。
三、现代制造技术对教学改革的要求
由于现代制造技术不是指某项技术,而是一个综合的系统技术,这对当前的教学内容、培养体系以及专业和学科间的交叉渗透提出了新的挑战。拓宽专业、培养通才,是面向21世纪教学改革的一个重要内容。而教学计划受学时数的限制,许多新的制造技术却无法一一单独安排,学生也难以自由选择专业和课程,因此导致他们的知识面狭窄。
现代制造技术要求从业人员在掌握坚实的自然科学知识和宽广的人文社会科学知识的基础上,具有广泛收集与处理信息的能力、获取新知识的能力、分析与解决问题的能力、组织管理能力、综合协调能力、表达沟通能力和社会活动能力等,尤其是要求不断增加创新能力和工程实践能力。因此,急需加强教育与产业部门间的密切交流与合作。从某种意义上说,产学研结合的教育模式已成为提高教育质量、培养应用型人才的重要途径。
目前,制造业产业结构调整的频率和产品更新的周期不断加快,知识失效的速度也明显加快,工科毕业生知识的半衰期只有六年左右。因此传统的一次性教育模式已不能适应新的时代要求,这对当前的培养模式与教育手段提出了新的要求。
为培养适应现代制造技术发展的高层次工程技术应用人才,必须适时调整机械制造技术类课程的体系结构和教学内容,使学生初步建立起与现代制造技术相适应的知识体系。学生除了具备机械制造技术基础知识、专门知识和相关的职业技能外,还应该拓宽知识面,注重培养创新应用能力和综合素质,提高毕业后对工作环境的专业适应性。
四、现代制造技术课程建设的基本思路
为适应机械制造及自动化和机电一体化专业课程设置调整的需要,通过对先进制造技术的主要内容进行综合提炼,我们开设了现代制造技术这门课程,用以简要地介绍现代制造领域的设计、制造、加工自动化和生产管理等技术,并展望了现代制造技术今后的发展趋势。课程设置的目的是为了拓宽学生的知识面,培养他们对新技术的跟踪适应能力,提高机械类各专业学生的就业能力。
现代制造技术课程建设的基本思路是:以现代制造技术的前沿性、综合性、交叉性和适用性为原则,注重国内外新成果和新技术的采用,对与我国、特别是本地机械制造行业关系密切的关键技术作重点介绍,注重学科之间的交叉融合,从系统的角度介绍现代制造技术的内涵、特征、技术发展前沿和关键技术等内容。根据这个目标制定了以下四项具体目标:
(1)将各类相关课程之间进行最佳组合,实现课程设置科学化;(2)调整课程内容,实现课程知识结构的综合化、教学内容的现代化;(3)改进教学方法和手段,实现教学手段的现代化,提高教学效果和质量;(4)拓宽学生的知识面,培养学生的创新意识,实现人才素质的优化。
五、现代制造技术课程体系建设的改革
现代制造技术包括三大主题技术群:主体技术群、支撑技术群和制造技术环境。这三大主题技术群不是彼此孤立的,它们之间有信息交换。传统的课程体系生硬地将实际相互关联的整体内容人为地分割切块,这对于各门课程的学习而言,在保证知识的系统性、完整性、条理性、透彻性等许多方面,是有积极意义的。但现代制造技术的一个重要特征是学科间的内容不断渗透、交叉、融合,界限逐渐淡化,技术也更趋于系统化和集成化,因此,现有体系造成了学生所掌握的知识是零碎散乱的,因而直接导致了学生综合应用能力的欠缺。
为了应对现代制造技术迅猛发展带来的挑战,必须用先进的制造技术改造传统学科,淡化专业划分,加强素质教育。在教学计划的安排上,提出了“努力保持传统制造技术内涵,大力拓展现代制造技术外延”的总体设想,对旧的教学体系进行大刀阔斧的改革,在课程设置和内容上逐年调整,使传统制造技术和现代制造技术两条课程主线相互补充、相辅相成,使本专业毕业生既能较快地适应传统制造业的需求,也能很好地跟踪先进技术发展的趋势,保持可持续发展的潜力。近几年,机械制造各专业针对周边地区机械行业发展的需要,不断对传统课程进行整合,大幅度压缩学时,先后开出了机械CAD原理与应用、有限元法应用、机电一体化基础、数控加工技术、测试技术、现代制造技术等系列课程。在教学内容和体系上逐步突破传统的CAD和制造工艺教学,构建先进制造技术的知识体系。
虽然过去的教学体系改革中对许多单门课程的教学内容进行了局部优化,适时增加了相关的现代制造技术的一些零碎内容,但整个课程体系的整体框架并没有结构性的变化。我们本着课程体系建设要与社会需求和工程技术发展水平相适应的原则,对现代制造技术进行了综合与整合,制订了新的教学计划,拟定了新的教学大纲,将各种互相渗透和融合的相关技术集成为现代制造技术内容,安排40学时进行教学,
将众多的现代制造技术整合成一门课,其难度是相当大的。为了将各项内容有机、有序地整合在一起,使学生具备先进制造技术的基础知识,我们采用了宏观整合和微观整合的措施,使课程内容较好地反映本课程的宗旨。
宏观整合是在总体结构上进行整合,解决相关章节的取舍和编排问题。我们把众多的先进制造技术按照内容分类,进行整合,确定了按现代设计技术、现代制造工艺技术、制造自动化技术和系统管理技术等几个方面分别介绍的总体结构。在内容的取舍上,我们主要考虑的是与现有课程的衔接,凡已有单独安排的内容如数控技术、计算机辅助设计技术、有限元技术等不再讲述,以避免重复。
教育思想观念是人们对教育过程及活动的现象、本质、特点及其规律的理性认识。其表现形式就是各种教育观点,如教学观、质量观、人才观、教育观、师生观等。提升教育思想观念是办好高等职业教育的根本要求。社会变革和科技发展日新月异,以传统的思想观念来解决今天面临的新形势和新问题已经难以适应。同时,提升教育思想观念是教育改革的前提,只有提升认识才能推进教育事业的发展。提升教育思想观念不是原有思想观念的轮回重复,而是要以科学发展观为指导的变革和升华。近几年来,唐山职业技术学院的建设和发展取得了历史性的飞跃,办学条件明显改善,管理制度不断完善,学科建设稳步加强,人才培养质量逐年提高。但是,随着办学的深入,也涌现出不少深层次的问题,竞争压力也愈来愈大。思想是行动的先导,面临新的形势和新的压力,如何提高办学质量以应对未来发展的挑战,需要我们广大教职员工进一步更新高职教育思想观念,在人才培养模式、教学管理模式、质量管理体系等各个方面探索创新改革之路。
二、提升教育思想观念的架构
(一)基于社会需求的人才观
以就业为导向的职业教育培养的是工作于生产、建设、服务和管理一线的高技能人才。职业教育工作者必须树立满足社会需求的人才培养观念,为社会培养亟需的高技能人才。学生的智力类型不同,其成才的目标、方式、途径也不同。高职院校的培养对象与普通高等院校的培养对象相比,在智能结构与智能类型方面存在着本质的区别。高职教育的培养对象是擅长形象思维的学生,培养的方向是技术型、技能型、技艺型人才。对高职院校学生智能类型的准确定位,有利于深入认识高职教育的特点,有利于增强学生成才的信心,有利于增强教师培养人才的决心。
(二)基于市场需求的专业观
高职教育的专业不完全等同于普通教育学科,不侧重于学科分类的学术性。它是对社会某一类职业群或岗位群所需技能、知识与态度的一种“科学编码”,因此,高职教育本身就具备满足社会需求的功能。以就业为导向的职业教育,更加迫切地要求专业设置必须基于市场对人才的需求,不然,无法实现学生就业。一些国家示范性高职院校办学成功的实践说明,只有敏锐地瞄准市场走势,走在潮流的前面,大胆作出预测,早做准备,在专业设置上具有前瞻性,才能真正实现与社会需求合拍。
(三)基于岗位需求的课程观
课程开发有两个基本要素:其一是课程内容选择的标准;其二是课程内容排序的标准。就业导向的职业教育,其课程内容取舍应以岗位需求的过程性知识为主、陈述性知识为辅,即以实际应用的经验和策略的习得为主、以适度够用的概念和原理的理解为辅。其课程内容的编排应按专业岗位所对应的典型职业工作顺序或职业活动顺序进行。
(四)基于能力培养的教学观
以就业为导向的职业教育,学生作为学习的主体,要以独立地计划、独立地实施与独立地评估的行动方法,以师生及学生之间互动的合作行动为方式,获得以专业能力、方法能力、社会能力整合后形成的行动能力。高职教育的教学方法,应采用项目教学法、案例教学法、仿真教学法、角色扮演教学法;教学内容的传授,应采取理论与实践整合的方式进行;教学场所应该采用多功能的一体化专业教室,即兼有理论教学、小组讨论、实验验证和实际操作的教学地点。
(五)基于职业能力的评价观
以就业为导向的职业教育的评价将发生由功利性向人本性的范式转变。在评价过程中应注意实践与理论结合。既要有以考核动作技能为主的操作考试,又要有以测试认知水平的知识考试,同时还要注意仿真与现场结合。既要在模拟的职业环境中考试,又要在真实的职业活动中考试,另外还要注意结果与过程结合。既要有以尺寸合格、功能正常为目的考试,重视结果的正确性;又要有以发现故障、排除故障为目的考试,重视过程的完整性。
三、唐山职业技术学院提升教育思观念工程的实践与探索
在国家大力发展职业教育的良好政策环境下,学院提出了创建省级示范性高职院校的战略目标。实施了以“教育思想观念提升工程”为引领的“八项工程”。
(一)创新专业设置观念,依据市场需求灵活设置与调整专业
专业设置是社会需求与高职实际教学工作紧密结合的纽带。学院按照市场和社会需求,大力深化教育教学改革,努力提高教育质量和办学效益。面向环渤海区域发展和唐山科学发展示范区建设,创办全国第一个动车组技术专业,重点建设了动车组技术、机电一体化技术(动车组电力电子技术方向)、生产过程自动化技术、口腔医学技术等8个优势专业和专业群,逐步形成了工、医、农、经、文、管、法等7个专业大类协调发展、各具特色的建设局面。将教室、实习实训室、生产厂交叉结合,形成网络化、一体化的教学环境。为了保证教学质量,在实施过程中,主要采取项目教学、案例教学等模式,改革了考评体系,引进了现代教育技术,取得了显著成效。培养的学生实践能力强,上手快,能够实现零距离上岗。
(二)提升课程建设观念,采取校企合作方式开发核心课程
学院高等职业教育研究所深入系部开展调研工作,与系部领导和骨干教师进行交流,发现我院教师高职教育课程观念还相对落后,许多教师非常渴望了解新的高职课程理论,但是缺少学习的渠道。为此,高教所先后邀请了我国著名的职业教育课程专家来我院进行课程开发讲座,例如赵志群的“基于工作过程的课程开发”、徐国庆的“职业教育项目课程理论与开发”、戴士弘的“高职课程的能力本位项目化改造”和丁德全的“高职国家精品课程的建设和申报”等等。课程专家的讲解不仅给学院广大教师带来了新的课程理念,强化了各专业的建设,完善了课程改革,更为我院的课程改革指明了方向。按照岗位技能的要求,以学生为主体,以素质教育为核心,各重点专业相继邀请企业专家开展实践专家访谈会,按照工作过程开发核心课程,依据职业岗位对知识、技能的要求重构了课程内容,实现了教学内容与工作过程要求的一致性,从而提高了学生岗位的就业能力。
(三)创新人才培养模式,构建高职特色职业能力训练体系
学院坚持以服务为宗旨,以就业为导向,走产学结合发展道路,不断深化人才培养模式改革。采取按岗教学、顶岗实习等教学形式,实施工学结合的“订单式”人才培养,初步形成“校企互通、工学交融、德能俱进”人才培养模式,有效提高了人才培养质量,在唐山市乃至河北省机电、医疗、商贸、农林职业技术人才培养中占有重要地位,口腔医学技术、护理等专业人才培养质量稳居全省前列。学生在历年全国、河北省技能比赛中名列前茅,荣获全国口腔工艺技术展评团体优胜奖、全国大学生英语大赛高职高专组特等奖、全国高校市场营销大赛总决赛三等奖、首届全国高职高专物流技能竞赛河北赛区第三名、全国大学生数学建模大赛河北省赛区二等奖等省级以上技能竞赛奖励30多项。较高的人才培养质量保证了学院毕业生就业总量、结构和质量的显著提升。