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论文题目:浅谈我国机械制造发展现状和前景趋势
摘要机械制造的技术水平是衡量国家的现代化发展进度的有效指标之一,是每一个国家国民经济的重要组成部分。随着全球经济一体化的不断发展,各行业间的竞争也在不断加剧,国际市场竞争现象越演越烈,如何将高科技融入机械制造中,增强企业的市场竞争力成为了我国机械制造业面临的巨大挑战。
关键词机械制造技术;特点;现状;趋势
1机械制造技术的特点
1.1机械制造的系统性
机械制造技术主要包括了计算机技术、自动化技术、感应技术、信息管理技术以及新开发材料技术的运用,特别是对产品的设计,销售网络、组织管理等等方面已经具有相当成熟的现代技术运用。机械制造技术需要将传统的制造加工技术与现代科技技术进行有机结合,从而将制造技术贯穿于整个生产制造过程。
1.2机械制造的综合性
机械制造技术不仅局限于机械加工制造的本身过程,它的产品面向整个市场,并且涉及到产品设计、开发、加工、销售以及售后的各个环节,并形成一个完整的体系。机械制造的终极追求是产品投放进市场后的应用情况,先进的机械制造技术可以提高企业的行业竞争力,提升企业的经济效益,并能够推动一个国家的经济发展,从而实现社会效益与经济效益的双赢。
1.3现代机械制造技术体现了市场竞争要素
市场竞争力的核心就是产品生产率,随着经济市场化的不断发展,全球经济一体化的发展速度也越来越快,制造业的市场竞争矛盾已经逐渐向质量、时间和成本三者综合考虑的矛盾。先进的制造业技术可以将三者进行有效结合,从而提升制造企业的核心市场竞争力。
2我国机械自动化技术发展的现状
2.1管理模式落后
在工业发达的国家,管理模式已经逐渐实现计算机系统代替人为管理,并且尤其重视对体制的改革和生产流水线模式的更新。已经全面提出了精益生产、高效生产、准时生产的管理思想,但由于我国进入信息时代时间较短,对于先进管理模式还处于正在发展的阶段,对计算机管理模式的运用并不广泛,还是以人为管理为主的管理模式。
2.2自动化技术落后
与国外的先进制造技术相比较,我国还存在着许多不足之处,首先,我国还没有掌握自动化的核心技术,设计的产品方案相对较为落后,仅仅是简单利用自动化技术,目前还无法真正做到将机电进行有机结合;其次,我国使用的机械自动化还是传统的加工方式,并且,已有的自动化的设备数量太少,导致我国自动化整体水平较低;第三,我国的计算机应用技术还相对较为落后,还不能有效利用计算机技术,机械自动化发展进度较为缓慢;最后,我国的机械种类选择的局限性比较大,质量也无法达到国际普遍执行的标准,使用的范围也不够普遍、广泛。因此,我国的机械自动化还处在初级阶段,随着中国制造2025的不断推进,发展潜力巨大。
3机械制造自动化技术的发展前景与趋势
3.1机械制造自动化技术和网络化融合
随着互联网技术的不断发展,市场环境也发生了相应的转变。将机械制造自动化技术融入网络化是工业机电设备一体化发展的主要趋势。网络技术普及的市场大环境下,监视技术与远程控制技术也得到了迅猛发展,远程控制的终端设备就是机械制造的产品,因此,将机械自动化融入网络化发展是势在必行的,这有利于提升企业的市场竞争力。除此之外,局域网络技术还将运用到大量的家电设备中,逐步渗入人们的生活,人们利用计算机技术就可以实现足不出户的生活模式,正常与外界进行交流和沟通,给人们的生活带来了很大的便利,同时,这也是机械制造自动化技术的主要发展趋势之一。
3.2以智能化为依托,发展实用型机械自动化技术
人类的社会进步一直伴随对智能的开发,机械制造自动化技术的发展也会随着人类社会进步的脚步进行智能化发展。智能化的机械制造自动化技术是与传统机械制造自动化最大的区别,也是工业一体化发展的主要方向。具体体现在控制论的基础上运用生理学、运筹学、心理学以及计算机科学进行人工智能模拟、自动编程、人机接口和对话,在加工过程中对所涉及的问题进行分析、判断、决策,从而取代部分人类脑力劳动,对人类的职能进行收集,从而达到更高的控制目标。机械制造自动化技术向智能化层次的发展是未来机械制造业的发展趋势之一。我国的智能化机械自动化技术应当以企业的生产和发展实际需要作为导向,采取与之相应的自动化方式进行生产,只有将企业发展需求作为核心原则进行机械自动化技术发展,才能将机械自动化技术产生的利益最大化,从而取得高效地经济效益和社会效益。
3.3以新材料为支撑,进行绿色化发展
随着社会环境受到各方的关注,绿色化发展是工业改革的必经之路。传统工业发展需要耗费大量的资源,依靠掠夺环境资源进行自我发展,但地球上的能源有限,不能满足人类持续发展的需求,因此,工业发展必须走绿色发展道路,从而改变高投入低收入的局面,必须高效利用有限的资源走可持续的绿色发展道路,是机械自动化技术发展面临和迫切需要解决的问题。我国的机械制造业给我国生态环境带来了巨大影响,所以,必须保持生态环境与机械制造发展的平衡,才能走可持续发展道路。
3.4光机电一体化发展
2机械制造企业成本控制的特点
(1)机械制造企业成本控制可选择性,这是与其他企业相比得出的特点,机械制造业的成本控制对象有很多种的可能性,所以企业在进行成本控制时可以利用不同的方式来进行控制,从而满足企业各种发展的需求。
(2)机械制造企业成本控制具有全面性,全面性是指机械制造的整个过程都有成本控制在其中。而这种成本控制的对象主要针对的是企业生产过程中所涉及的各项资金款项,所以想要实现成本有效控制,企业人员就要掌握各个款项支出情况。
(3)和其他行业的企业成本控制相比,机械制造企业要具备连续性的特点,机械制造企业的成本与产品有直接关系,如果市场对产品价格一定规定,那么企业想要提高自身经济利益就要控制成本,减少成本投入。实现这样的目标就要从生产产品的各个阶段着手,让成本控制涉及企业经营生产的方方面面。
3生产管理中成本控制存在的问题
3.1生产成本管理理念问题
产品的质量是企业立足行业之本,所以机械制造企业十分重视产品的质量以及数量,却忽视了产品成本控制的重要,导致企业不断发展,但是经济利益却不得提高的尴尬境地。虽然不少企业注意到成本控制的重要性,但是也仅仅局限在企业内部的成本控制,对产生生产期间出现的成本没有关注与控制,出现这些情况都与企业的成本管理意识不强造成的。
3.2成本管理方法手段滞后
新时代是信息化的时代,信息技术在企业各方面得到广泛应用,并且在控制成本方面取得不小的成就,但是机械制造业自身的特点造成信息管理存在局限,而机械操作人员的电算化程度基本都不高,让其成本管理方法与手段和世界脱轨,造成滞后现象。
3.3信息化问题严重
机械制造企业需要有大量信息的传递,其传递的主要内容涉及诸多方面,包括产生的生产与供应、销售等等,而传统机械企业传递信息的方法是利用人工传递信息的手段,这样的传递方法会导致信息有可能失真,准确度偏低等问题,从而影响到整个企业对生产成本管理的有效控制。
3.4成本核算不及时
成本控制的重要组成部分之一就是成本核算,这个组成部分在对实际成本控制中拥有举足轻重的地位,但是受到机械制造企业独有特点的影响,成本控制无法拥有先进信息化手段来进行管理,所以导致成本进行核算时不够及时,导致企业对成本掌握不全面。
4机械制造企业加强成本控制的对策措施
4.1树立正确成本管理理念,完善成本管理制度
树立正确的成本管理理念十分重要,这也是机械制造企业提高成本控制的关键之所在。所以企业要将成本管理作为企业发展过程中不可缺少的一部分进行详细分析与研究,用健全与正确的成本管理理念作为指导思想,来实现成本事前、事中与事后的计划、控制和分析。另外在树立成本管理理念的同事还要加强完善成本管理制度,包括企业内部管理制度、奖惩制度在内的众多管理制度,在制定这项制度的时候要尽可能的详细描述,明确每个人的责任与任务,加强可操作性,从而将成本管理的任务与责任灌输到每一个部门中的每一个工作人员,让全部职工都积极自觉的参与到成本控制管理工作中,并且在实行这项制度时,不断总结分析,进行修改与完善,这样才能够适应企业不断发展与社会经济形式的诸多变化。
4.2降低材料成本,控制人工费用
机械制造企业想要提高自身经济利润,降低材料成本是重要手段之一。在进行材料采购过程中,采购人员要货比三家,充分掌握市场信息,在经过多方面实地考察取材之后,对质量与价格进行比较再选择采购。采购时选择材料的影响因素有价格低、质量好,交货准时、信誉度好这几点,特别是采购人员要与信誉度良好的商家建立长久稳定的合作关系。如果采购的材料十分大量,企业可以采取招标的形式,将采购任务交与中标供应商,这样不仅能够获得优质的供应商还能够提高采购效率。在采购过程中要建立完整的材料入库、存储、结算处理等规程,企业各部门更要严格按照规程做事。企业间消耗材料要制定定额,控制对各部门领取材料,尽可能地减少材料的浪费。企业成本控制还要对人工成本进行管理控制,尽量减少生产过程中浪费劳动力的情况,实现人工成本控制可以先制定一定的标准制度,事先设定一个标准值,再对生产过程中劳动力的配置进行记录与分析,再进行有效的调整,尽可能的让劳动力充分发挥其作用,挖掘劳动潜力,带来经济效益。而降低人工成本手段之一就是实行奖惩制度,不仅能够提高人员生产的积极性,还能够淘汰消极工作人员,从而减少劳动力的无效投入。
4.3增强现场控制,提高经济核算
增强现场控制主要控制产品生产过程的质量,避免次产品的出现与数量,以及产品不合作出现的返修工作量,减少交货时间,资源消耗,从而使整个成本得到下降。另外提高工作人员的劳动生产率,还能够让人员在节约下来的时间内创造更多附加资源。而且在劳动生产率提升时,生产产品的人工成本就会降低。同时利用清洁、清扫等五种有效管理手段,让工作人员及时对生产车间进行清扫整顿,从而提高工作人员的工作素养。可以将工作流程实现公开化,从而减少生产环节出现的积压与浪费,减少管理不到位产生的损失,进一步降低产品生产成本。
通过上表零件加工的工作过程可以知道,图纸和工作者之间有着十分密切的关系,在工作过程的36个步骤中,有24个步骤与图纸有直接的关系,其余步骤也有间接的关系。通过对上述过程的分析,我们可以得出以下结论:
(1)图纸的作用贯穿于整个零件加工工作过程之中;
(2)图纸产生在工作过程之前;
(3)图纸是下达工作任务的依据;
(4)图纸在工作过程中处于指导性地位;
(5)工作者的工作过程自始至终是理解图纸内涵、服从图纸指令、遵循图纸规定、执行图纸要求、实现图纸设计思想的过程。
上述调查和分析充分体现了工作过程、工作者、图样三者之间的关系,也给高职《机械制图》的改革指明了方向。
2“工作本位学习”的基本内涵
从20世纪末开始,工作本位学习(workbarninglearning)以一种新的学习形式在全世界范围得以迅速的发展与普及,它是一种以满足学习者的需要,把学习和工作结合起来,实现在工作现场创造新的学习机会的大学层次课程的学习计划。“工作本位学习”本质上是一项在工作现场进行的、以工作任务为单位组织,通过工作任务的完成来建构与职业相关的知识和技能。在这一过程中,强调“学”而非“教”,强调学习者的主动参与实践。因此是一种合作教育计划。
3高职《机械制图》课程改革的思考
3.1正确进行课程目标定位
高等职业教育人才培养目标的定位是以培养生产、建设、服务、管理第一线的高等职业技术应用型和技能操作型人才为根本任务,来适应经济建设的需求。对机械类而言,就是为机械制造企业培养机械制造、生产、加工一线的高等应用型和技能操作型人才。作为机械类专业的主要基础课程的《机械制图》,同样必须服从和服务于培养生产一线所需要的机械生产、加工岗位人才的目标。根据前文的机械零件加工过程调查可知,其工作过程的主要任务是“识读”图样,通过“识读”,正确理解图样内涵,忠实执行图样要求,准确实现图样设计目标,而不是设计绘制图样。因此,高职《机械制图》课程的主要任务是,为机械生产、加工一线职业岗位人员培养识图能力,而不是图样绘制能力。所以课程名称建议改成《机械图学》,一方面名称涵盖更加广泛,另一方面体现课程目标任务的更改,弱化了图形绘制这一特定的概念。
3.2努力实现教学中心转移
按照高职教育教学规律的要求,要实现三个中心的转移,即以教材为中心向以职业岗位需求为中心转移;以教师为中心向以学生为中心转移;以课堂为中心向以工作过程和工作现场为中心转移。只有理清了高等职业教育的这些新思路和新观念,才能都搞好《机械制图》教学改革。高职图学课程必须紧紧围绕“识图”这一目标,着力构建以“基本体识读――组合体识读――零件图识读――装配图识读”为核心内容的机械图识读体系,立足学生图样识读能力的培养,其他相关内容只能服务于“图样识读”这一主题,凡是与图样识读能力相关的内容,例如零件图知识、国标知识等都要强化,而与制图能力相关的内容都应该弱化,对理论性过强、过于抽象的内容应该删除。
3.3培养综合应用分析能力
(1)总体识读分析能力:对机械图样进行总体识读,对加工件的名称、材料、大小、重量、图物比例等进行全面了解分析,对工作任务形成总体印象;
(2)图学知识分析能力:每个图的名称、图与图之间的关系、使用了什么表达方法、特殊画法、简化画法等心中有数;
(3)形体识读分析能力:运用形体分析方法对零件的形状、结构进行正确的分析认定;
(4)尺寸识读分析能力:对照图样能准确识别尺寸基准,从功能上对全部尺寸进行分类,能分辨哪些是本工序加工尺寸、哪些是非加工尺寸;
(5)公差识读分析能力:能对图样上的尺寸公差、形状公差、位置公差进行准确的识读和理解;
(6)技术条件分析能力:,按照图样标注的要求,确定加工件的表面加工要求和其他技术、工艺要求;
(7)加工工艺分析能力:按照图样表达的工件特征,确定本岗位加工的任务范围,编制合理的加工程序;
(8)设备工具分析能力:按照图样表达的工件特征,和加工位置及加工尺寸等要求,正确分析选择加工设备和相关的工具;
(9)定位装夹分析能力:按照图样表达的工件特征,选定合理的定位形式和装夹方法;
(10)技术测量分析能力:按照图样标注的尺寸及公差的特点,正确分析和选择量具及测量方法。
从上述能力结构可以得知,这种图样识读体系中,一方面注重从图学知识角度的读图能力的应用和延伸,另一方面,更加注重工作现场读图的特点,强调图学知识和其他学科知识的互相渗透、互相融合、互相补充,注重多学科综合应用能力的形成和培养,养成多角度读图和多工种身份读图,使图样识读的过程由浅入深、由表及里、由被动到主动。
3.4适应工作现场应用需要
高职教学内容的选取,应该服从和服务于职业岗位的需要。从前述工作过程调查可知,工作者从接受工作任务以后,识读图样几乎伴随整个工作过程,而画图的机会非常少,使用尺、规、图板作图的情况,在工作现场几乎不可能发生,因此,在《机械图学》的教学中,应该减少和弱化传统的尺规作图内容。但是这并不意味不需要画图教学的内容,在工作现场工作者之间的交流是十分频繁的,根据工作现场的实际需要,培养和强化工作者的徒手画图能力是十分必要的,特别是徒手画立体图和零件草图,这方面教学内容的安排和作业训练应该引起教师的重视。
3.5提供职业应用发展平台
高职教育是人生职业生涯中的一个阶段,它既要前面的教育提供基础,又要为后续学习和发展提供平台,因此,《机械图学》课程同样要承担这样的任务,为此,在确保高职阶段以图样识读为主要内容的前提下,在教学安排上可以作两方面考虑:
其一,引入选学机制,设置画法几何、绘图方法和技巧、展开图、焊接图等选学模块为有制图职业志向的学生和多岗位发展的学生提供空间。
其二,计算机的发展与普及是科技现代化的时代特征,增加计算机绘图内容,让学生了解计算机绘图的基本方法,为学生未来发展构筑平台。
摘要:“工作本位学习”是适合高职教育特点的学习形式,通过对工作过程的调查分析,确定高职机械制图改革的主要任务和改革的基本思路。正确进行课程目标定位,努力实现教学中心转移,培养综合应用分析能力,适应工作现场应用需要,提供职业应用发展平台。
关键词:工作;学习;高职;机械制图;改革
参考文献
[1]何铭新,钱可强.机械制图[M].北京:高等教育出版社,1999.
2模糊换档控制器的建立
模糊控制器的设计是指确定模糊控制器的输入变量和输出变量.通常将模糊控制器输入变量个数称为模糊控制器的维数.模糊控制器的维数越高,控制越精细.但是维数过高,模糊控制规则就会变得很复杂,实现控制算法相对困难.所以本文设计的是二维模糊控制器.自动换档模糊控制器是整个控制系统的核心,它由模糊化、模糊推理、反模糊化等多个知识库模块组成,其工作原理是:由模糊控制器采集车辆的各种信号,如油门开度、发动机转速、涡轮转速、档位等,通过对各参数的分析,控制器可判别系统的工作状况,根据换档规律决定是否换档,从而保证传动系统效率最高、性能最优.本文选择发动机转速nB,变速箱输出轴转速n2作为输入变量,取变速箱档位i为输出变量。
2.1输入、输出变量论域的确定
输入量的真实论域(即变化范围)要变换到模糊控制器的内部论域.将泵轮转速分别变换到内部论域为:{0,1,2,3,4,…,11,13},变速箱输出轴转速内部论域{0,1,2,3,4,…,14,15},档位内部论域{0,1,2,3,4}.根据某高原型装载机的实际运行情况,取泵轮转速、变速箱输出轴转速的变化范围分别为:[800,2400],[0,2000],可得量化因子k1=1/200,k2=1/133.
2.2模糊化
在这个部分中,系统精确的输入量被转化成模糊量.将输入参数泵轮转速nB划分为5个模糊集合,变速箱输出轴转速n2划分为7个模糊集合.对于输入nB,有极小(VS)、小(S)、中(M)、大(B)、极大(VB)5个隶属函数;对于输入n2,有极小(VS)、小(S)、中小(MS)、中(M)、中大(MB)、大(B)、极大(VB)7个隶属函数.输出量档位y以单点表示,其取值为:1档(1),2档(2),3档(3),4档(4).
2.3定义语言变量的隶属度函数
隶属函数在模糊控制系统中所起的作用是将普通的清晰量转化为模糊量,以便进行模糊逻辑运算和推理,并将模糊推理合成出的结果逆模糊化为普通的清晰量,以便驱动执行器达到控制目的.隶属函数应覆盖整个取值范围,并在整个取值范围内均匀分布.隶属函数曲线形状较尖的模糊子集分辨率较高,控制灵敏度也较高.相反,隶属函数曲线较缓,控制特性和系统特性也较平缓,系统稳定性较好.某个取值范围需要敏感一些,则相应的隶属函数可取“密”一些.另外,各模糊子集之间也有相互影响,即隶属函数之间有重叠.一般重叠的隶属度值μ为0.4~0.8,μ值过大易造成2个模糊子集难以区分,使控制的灵敏度显著降低;μ值过小则会使系统变得过于复杂.发动机怠速转速为800r/min,当发动机转速低于怠速转速时,不满足工作要求,故VSSigmoid型隶属度函数比较接近实际.其他的函数采用高斯函数。根据装载机效率换档规律的换档曲线,对变速箱输出轴转速取前4个隶属函数密一些,后3个隶属函数稍稀一些.变速箱输出轴转速n2的各模糊子集的隶属函数曲线.档位的隶属度函数取单点分布.对输出档位y各子集(1,2,3,4)的隶属函数。
2.4模糊控制规则的建立
模糊控制器的控制规则是基于手动控制策略,而对于车辆的换档过程,手动控制策略就是驾驶员操作经验的积累.为保证液力变矩器高效性,本文采用二输入一输出的控制器,输入参数泵轮转速nB取5个语言值,变速箱输出轴转速n2取7个语言值,则控制规则数为5×7=35个.这样,控制的知识库可以描述成35个If-Then形式的规则。
3仿真结果分析
为了验证上述换档规律的正确性,根据某高原型装载机动力传动系统数学模型及效率换档规律,建立了基于模糊控制的效率换档规律Matlab/simulink仿真模型。仿真初始条件如下:泵轮和变速箱输出轴的初始转速nB=2200r/min,n2=2900r/min;油门取100%;仿真时间为200s.仿真结果如图10所示.随着负载力矩的增加,变矩器逐渐进入低效区,变速箱自动进行降档,由4档降至3档,在3档停留一段时间后降至2档,在2档停留一定时间后降至1档,以保证液力变矩器在高效区工作.然后,随着负载力矩的减小,变矩器又逐渐进入低效区,变速箱也自动进行升档,以保证液力变矩器在高效区工作.仿真结果证明了模糊控制器能够控制变速箱换档来保证液力变矩器在高效区工作。