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引言
机械自动化,主要指在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程,加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展,是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准,不仅影响整个机械制造业的发展,而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。
一、机械自动化的产生
机械自动化技术从上个世纪20年代首先在机械制造冷加工大批量生产过程中开始发展应用,上世纪60年代后为适应市场的需求和变化,为增强机械制造业对市场灵活快速反应的能力,开始建立可变性自动化生产系统,即围绕计算机技术的柔性自动化。它是在制造系统不变或变化较小的情况下,机器设备或生产管理过程通过自动检测、信息处理、分析判断自动地实现预期的操作或某种过程,并能够自动地从制造一种零件转换到制造另一种不同的零件。社会实践证明,这种定义下的制造系统自动化与当代大多数企业的实际不相容。目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。
二、我国机械自动化的现状
机械自动化技术从上个世纪20年代开始发展应用以来,已经得到了迅速的发展,特别是近年来计算机的高度集成化,开始采用了计算机集成制造系统,大大加快了机械自动化的发展,但我国仍处于初级操作阶段的自动化。目前,世界各国的机械自动化水准除少数工业发达国家的某些生产部门外,大多数还处于操作阶段的自动化。我国也不例外,我国的产业结构层次低。我国机械制造业目前有11.4万个企业,发展很不平衡,有大量落后于现代水准的产业,大部分企业还比较落后,手工劳动占有相当的比重,我国能独立开发现代机械自动化技术的企业可以说没有;我国机械制造业企业中自动化装备少、水准低,不仅在数量上同世界先进国家有较大差距,而且在品种上、质量上、使用上,同世界先进水准也存在阶段性差距。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程,不可能一蹴而就。需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。当前,我国还处在社会主义初级阶段,经济、财力、生产力水准、国民素质等,与世界主要国家的差距是很大的;我国有丰富的劳动力资源,每年城镇新增就业人口达两千多万,且今后每年的就业人数还会增加。机械自动化最大限度地提高劳动生产率,劳动力的过剩和分工的转移就是一个现实问题。
三、我国机械自动化发展之路探索
(一)结合生产实际发展机械自动化技术
先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术,应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。只有对合适的产品采用与之相适应的自动化方式进行生产,才能收到良好的技术经济效益和社会经济效益。我国发展机械自动化技术,应结合实际,注重实用,即对国民经济产生实际效益。那种盲目搞自动化、搞自动线的做法,全年生产任务只需1~2个月就完成的低负荷率生产也要搞的倾向应当纠正,对国民经济不产生显著促进、效率低下的要缓搞。我们要的是效益,而不单纯是速度。国产造型生产线因产品质量差、可靠性低、实用性差,开工率一般仅在50%~60%。而能在生产中长期服役的主力生产线很少,像第一汽车制造厂的01线、第二汽车制造厂的BMD线等具有全年开工业绩的线更是凤毛麟角。这种现象不属偶然或局部,而是带有普遍性。据调查,我国引进的弧焊机器人,完全正常运转、充分发挥效益的只占1/3;另外1/3处于负荷不满或不能完全正常运转状态;还有1/3不能正常使用,直接影响了用户使用更多机器人的信心。(二)发展投资少、见效快的低成本自动化技术
发展低成本自动化技术,潜力大,前景广,投资省,见效快,提高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的发展需要和国情。美国麻省理工学院提出的精节生产LP模式,就是以最小的投入,取得最大的产出的具体表现。日本丰田公司采用适时生产JIT、全面质量管理TQC和成组技术GT、弹性作业人数和尊重人性为支柱的精节生产方式,使自动化程度不高的工厂取得了良好的效益。芬兰NOKOAData机工厂的组装车间内拥有一条能制造286、386和486微机的灵活生产线,它并不完全由自动化设备组成,中间穿插着借助计算机指导的人工参与,将高新技术与原有工艺基础巧妙灵活地结合在一起,从而使这种生产线的造价较低,同时却具有柔性制造系统的性能。实际上精节生产本身就意味着从国情和企业实际情况出发,借鉴国外发展机械制造业低成本自动化技术的经验是有益的。我国机械制造业各企业有大量的通用设备,在发展现代机械自动化技术时,若以原有的设备为主,合理调整机床布局,添加少量的数控设备,引入CAD/CAM技术,就能充分发挥计算机自动化管理的优势和人的创造性,共同构成一个以人为中心、以信息自动化为先导、树立自主的单元化生产系统,为我国机械制造业自动化技术发展应用提供了一条投资少、见效快、效益高、符合我国国情的机械自动化技术发展应用新途径。
(三)注重配套发展机械自动化技术
现代自动化技术在机械制造中的应用就是在控制理论的指导下,对生产的物流和人的作用进行综合的研究,涉及到机械技术、微电子技术、自动控制理论和计算机技术等。发展机械自动化技术,必须主要地关注电子学、电子计算机技术、零件检测和机床装料自动化,广泛采用程序数控机床,以及研制高效的和可靠的自动化生产线、计算机应用于生产的信息系统和自动化控制系统等。发展应用机械自动化技术,要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和从实际出发的推广应用工作,既要发展主机,也要配套发展自动化元件及控制系统。可编程控制器、微处理机、各种传感器、新型刀具、控制系统及系统软件、电子计算机等,这些都将是今后机械自动化的主要技术基础。
参考文献:
1智能化。在控制理论中,智能化方向主要进行人类智能的模拟,通过对新方法以及新思想的吸收,提高机器的逻辑思维能力以及判断力,并进行自主的动作,从而提高控制效率,推动智能化的进一步发展。
2机电一体化。该项发展是自动化的进一步延伸,通过对机电一体化的研究,并通过充分的实践,可以证明,机械工业的可持续发展,需要机电一体化的应用,从而支撑和推动机械工业的发展。
3模块化。受到生产厂家以及产品的多样性影响,我国单独的进行标准机各类接口的产品单元相对较难,但是该项研究具有重要的意义。例如通过对统一的动力单元的研究,通过集合电动机、智能减速以及集减速等,使得控制单元具有测距识别以及视觉和图像处理功能呢,这样可以进一步扩大新产品的研制规模,有利于新产品的开发,促进机械设计制造企业的发展和进步。
4网络化。20世纪90年代,网络技术飞速发展,机械自动化产品也不断走向网络化。网络技术促进了经济全球化的发展,只要具备良好性能和质量,机械自动化的新产品必将在全球推广应用。目前,基于网络的各种远程控制和监测技术发展迅猛,机械自动化产品在其中发挥着至关重要的作用。例如利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的集成家电系统,使人们不出门便可充分利用各种高科技生活和娱乐,丰富人们的日常生活。
5微型化。20世纪80年代末机械自动化也不断走向微观领域,微机械自动化产品体积小、耗能少、运动灵活,可以大大减少资源的浪费和成本的降低,其在生物医疗、军事、信息等领域优势明显,但其发展的最大阻碍是微机械技术,其产品的加工需运用精细加工技术,难度较高,这一技术的运用和科学开展还需进一步探究。
6绿色化。随着经济社会的不断发展,环境污染不断加剧,资源不断减少,人们呼吁保护资源和生态环境,倡导绿色环保,绿色产品概念应运而生,这一概念是时展的必然,体现了人们对于环保的重视。绿色产品以环境保护和人类健康为出发点,倡导绿色环保理念,旨在减少生态环境的污染,提高资源的利用率。而设计绿色的机械自动化产品,符合社会发展需求,有利于环境保护,产品报废后可以回收利用,节约资源,符合可持续发展理念。
7人格化。在未来,机械自动化已经成为了必然的发展趋势,并且在机械设计制造中会更加注重人机关系,即将自动化的机械进行人格化。由于机械的服务对象为人,因而可以通过对其进行智能、人格以及情感的赋予,提高设备服务的针对性。此外,对机械进行人格化设置还能够使得其进行生物机理的模仿。人格化的发展使得机械设计制造以及机械自动化的发展有了更进一步的扩展。
1.2产品质量得以提高机械制造自动化技术通过对机械设备生产的控制,实现了机械设备生产流水线操作,实现了机械产品的批量生产,同时避免因人工操作而出现的质量瑕疵,有效保障了生产产品的质量,并且机械制造自动化技术可以对设备生产过程中出现的质量问题进行及时的反馈与技术调整,同时也可以实现对生产产品的全程监控,一旦产品质量出现问题,就可以通过自动化系统查找原因。
1.3改善了行业的劳动形式传统的机械制造技术主要以是依据人工操作的模式进行生产,而实现机械制造自动化技术后,机械制造生产实现了机械化、自动化,为此人们就从繁重的体力劳动解脱出来,从而从事具有高技能性、高知识性的脑力劳动中,社会也不再为人们提供机械制造的低端岗位,而是开始朝着培养高端知识技能型人才方向发展,与此同时机械制造的产品也有性能单一、操作简单向技术集约型方向发展,大大提高了产品的科技含量,提高了机械产品的技术,缩短了产品更新换代的周期。
1.4推动社会发展机械制造自动化技术对社会的推动作用主要体现在:①提高了社会生产力,机械制造技术自动化的实现大大满足了社会生产力对机器设备的要求;②人类利用机械设备自动化不断继续技术的创新。随着机械化程度的不断加深,机械制造自动化技术应用到社会领域内的范围越来越广,为此它大大促进了社会科学技术的发展与创新;③机械制造自动化技术降低了对能源的消耗,有利于促进社会的可持续发展。
2我国机械制造技术的发展现状以及自动化技术的应用
2.1我国机械制造技术的发展现状①我国的机械制造设计方案落后于西方先进国家。我国的机械制造技术存在着自动化程度低、尖端技术缺乏等问题,尤其是我国的机械制造模式还主要集中在家庭式作坊模式,虽然一些机械制造行业实现了规模化生产制造,但是其主要集中在低端领域;②行业制度落后,制度落后是我国社会经济发展中不同行业所普遍存在的问题,其反映在机械制造行业,是企业应用计算机系统进行管理的模式还不普及,很多机械制造企业主要采取人工管理模式;③我国机械制造企业应用计算机系统的积极性还不高,很多企业还没有实现自动化、系统化的制造。
2.2机械制造自动化技术的应用结合机械制造业现状,我们要认真分析机械制造业发展现状,加大对机械制造自动化技术的实用性研究,提高自动化技术在我国实际生产中的应用,应用自动化技术的原则就是坚持以企业实际需要为导向,以最小的投入获得最大的经济效益为目的,实现对自动化技术的应用。虽然我国的自动化技术相比一些先进国家存在一定的差距,但是其在实践中应用的实例非常多,涉及的领域也非常广,比如安全自动化技术在汽车制造行业中的应用,在汽车制造业中冲压车间是最危险的工艺,因此安全自动化技术在冲压车间的应用要求最高,通过压机之间的机械自动化装置实现对加工件的自动传递,实现了生产线的安全性,一般压机机械自动化系统会采取各种安全保护功能提高冲压生产线的安全:①紧急停止装置。该装置主要是为了机械设备在控制过程中,防止无意之中的重新启动;②安全门防护装置。它主要是为了防止人员在压机内所遇到的各种危险;③双手控制装置以及安全控制设备。
3机械制造自动化技术的发展趋势
3.1机械制造自动化技术和网络化融合计算机技术的不断发展,网络技术的应用范围越来越广泛,我国加强了对互联网技术的应用,因此机械制造自动化技术与网络的融合是机电设备一体化发展的必然趋势。在网络技术条件下,通过互联网技术的监视技术、远程控制技术可以实现对机械制造业的管理,通过远程控制技术对机械制造产品进行生产控制,同时通过监视技术对生产过程进行管理,实现对机械制造全过程的控制与监管,可以说随着机械制造自动化技术与网络的融合能够大大改变人们的生产方式,人们不再守在机械生产线面前,而是通过网络信息系统监控系统实现对机械制造生产线生产情况的全过程监管,大大降低了人工劳动量。
3.2以智能化为依托,发展实用型机械自动化技术机械制造自动化技术的发展取决于其实际应用性,因此自动化技术的发展应该围绕企业的实际发展和具体条件为导向,并且以使用自动化技术获得更高的经济效益为目的,如果脱离企业实际发展实施自动化技术发展就没有任何意义。同时基于网络技术的发展,机械制造自动化技术朝着智能化发展,智能化机械制造技术对对传统机械制造技术的创新与发展,也是现代技术发展的真实体现,具体体现在机械制造控制中为:运用心理学、生理学以及运筹学等进行人工智能模拟、自动编程以及人机对话等,从而用智能技术取代依靠人脑判断、决策的脑力劳动。
3.3以新材料为支撑,进行绿色化发展随着我国能源的短缺、自然环境的恶化,发展绿色经济是我国改革的主要内容,也是我国经济发展的主要方向,机械制造自动化技术是我国发展绿色经济的真实体现,也是促进我国走向可持续发展之路的必然要求。机械制造自动化技术对传统的机械制造技术提出变革的要求,并且改变了传统的以高能源消耗为主的制造模式。绿色化发展不仅是对制造材料的创新,也是对制造工艺的创新,从产品的设计到生产管理、产品包装、销售等都实行了绿色流程,而且也加大了对产品的回收利用,提高了机械制造产品的可回收率与使用率,实现资源的最大优化配置。
3.4光机电一体化发展光机电一体化就是将计算机技术、微电子技术以及光学技术等实现融合,采取光机电一体化技术能够生产出更具有高附加值的机械产品,同时光机电一体化技术中的激光技术、传感检测技术、光能驱动等等均是机械制造自动化技术发展的主要趋势之一。
在农作物从播种到成熟以及收割这一阶段内,所涉及的方面很多。在播种的初期所要进行的耕地就已经基本上实现了机械自动化。拖拉机的投入使用,大大提高了耕作的效率,目前正在研究的微机或者是电磁操向控制阀,来提高位调节以及力调节的可控制水平,这样可以提高耕作时的作业精度。现如今,这项技术已经在日本普及。而在农作物的收割方面,在一些长势较好以及没有受到自然灾害影响的时间内,基本上已经实现了简单的机械自动化。
1.2从已有的农业机械向无人的自动化操作转变
田间操作机械里主要有两种方式的无人机械自动化操作。一种是利用无线遥控来操纵机械的间接性的无人自动化操作,主要是农药喷雾直升机、割草机、插秧机等。还有一类是直接进行的无人机械自动化操作,例如将耕地、割草、收割集为一体化操作的。而在目前来说,也在积极利用计算机图像处理技术实现无人自动化对土壤干湿状况、土壤肥力状况等等各方面的研究。在固定机械方面的无人自动化操作已经取得了很大成就。例如在农作物收割后,进行全自动烘干技术,以及在对农作物质量所进行的分拣技术。主要是通过光电传感技术、照相机以及X射线等各种方式对农产品的质量进行挑选,从而使农产品根据自身的不同品质卖出不同的价值,换一句话来说,在同一条件满足了不同种类的人的需要,是一箭双雕的办法。
2农业机械自动化的推进模式
在推进农业机械自动化过程中会遇到各种各样的困难,这就需要我们不断总结经验,尝试新的方案并进行总结,争取在尝试不同的方式中取得进步。在推进机械自动化的过程中不仅仅需要考虑到组织方式,还需要考虑到各种其他的因素。例如,当前农业生产的条件,还有生产的技术条件等,这些都是在机械自动化的推进过程中需要考虑的。而只有我们提前进行充分地考虑,才能确保在推进过程中能够顺利进行。
2.1机械自动化模式的选择
首先,要根据当前的技术水平以及农业生产的现实条件,树立正确的理念。提高作业的精度以及作业的效率,在保证安全生产的前提下提高生产质量,节约能源。同时,要正确评价这些模式在推进机械自动化过程中的作用,根据这些作用的大小按先后顺序进行选择来推动机械自动化模式。
2.2机械产品的质量(耐久性、可靠性)的增强
农业与其他行业相比,存在着许许多多的变化,特别是它所面临的自然环境往往是最大的挑战,大多数时候是在自然条件较为恶劣的情况下进行作业,而此时机械的质量(耐用度的问题)往往会对工作效率产生绝对影响。特别是目前机械大多数采用微处理机或者是半导体集成电路,所以提高这些机械的产品质量和售后服务显得尤为重要。
2.3树立正确的机械自动化理念
在推进机械自动化的过程中我们要转变理念,不要仅仅考虑那些大规模的农户,同时还要考虑到那些小规模的农户,毕竟中国大多数还是小规模的个体生产,而这些也是我们在推动机械自动化的过程中所要面临对象,所以在机器的研究过程中开发和投入一些价格相对较低、多功能且是针对小规模的。而在机械的改进上,要根据土壤以及农作物出发,来开发一些适合实际生产且价格相对较低的,不能停留在到对原有机械的改装上。
2我国机械设计制造自动化技术发展的现状分析
机械设计制造以及实现工业生产的自动化需要做很多的准备工作,其中包括要拥有良好的产品设计模块、保证产品的加工具有系统性、对于产品的销售要具有规划和策略,同时对现有机械制造体系进行整体的改造和完善,保证行业能够具有一定的竞争力,在国际竞争市场中可以站稳脚步。机械设计制造以及自动化的实现离不开先进技术的支持,对于发达国家而言该技术已经较为成熟,但我国目前能处于发展阶段,相应的技术体系还需要进一步完善。针对我国目前机械制造及自动化工业发展的实际情况而言,我国一直都在加强对其的研究力度,具体的来说,CIMS技术在我国的应用越来越为广泛,我国目前建有很多关于该技术的实验室,并且通过一定的实际操作对该技术体系不断进行改良和完善,我国先后开展了很多关于CIMS技术的研究项目,对CIMS工程软件不断进行更新,优化。机械设计制造行业与IMS软件有着很大的联系,可以说二者相互影响,相互制约,因为会涉及到企业产品设计自动化的实现,工艺设计自动化的实现。加强对制造业质量技术的改善,建立良好的信息数据库,可以为我国机械制造行业经济的发展增加源源不断的动力。目前我国仍有许多机械制造企业的管理信息系统存在很多缺陷,导致先进的CAD技术不能与企业的机械制造相融合,最总导致企业的自动化生产水平不高,数控机床技术的广泛应用,制造行业的技术和设备也需要进行一场巨大的更新。二十一世纪是信息时代,也是机械制造领域需要大跨步的时代,一方面给我国国名经济的发展带来了巨大的机遇,另一方面也对我国机械制造行业的发展带来了巨大的冲击,因为我国机械制造领域的自动化水平与西方发达国家相比较仍有一定的差距,如果不能够改变成产技术落后,制备工艺落后的现状,则会对我国工业的国际市场竞争力带来极其不良的影响。可以说实现全球化、科学化、自动化等模式是我国机械设计制造领域发展的必然趋势。
3关于机械设计制造及其自动化技术应用环节的多元化分析
3.1机械设计制造及其自动化技术的应用趋势
为了保证我国机械制造企业的长期发展,落实好基础环节的自动化模块是非常必要的,从而进行机械加工体系的健全,进行可编程控制器、工业机器人的有效应用,立足于我国经济的发展情况,进行制造业基础工作体系的健全,实现其内部各个环节的协调,以应对机械设计及其制造的国际化潮流。在当今国际科技应用背景下,进行先进性的制造技术的应用是必要的,这涉及到机械制造自动化技术、信息技术、传感技术等的应用,保证现代系统管理体系的健全,积极做好相关的生产组织管理工作,进行高新技术的普及,让制造及其自动化技术真正实现其系统性、整体性,从而保证我国制造业国际竞争力的提升。这对于机械制造成本提出了更高的要求,其产品开发模块、工艺设计模块、加工制造模块等面临着巨大的挑战。如何做好机械制造体系的整体性应用工作,这是当下制造业发展所必须要解决的问题。机械制造业的市场竞争核心,就是生产率的提升,保证其市场全球化的拓展,进行劳动生产率提升,进行生产成本的控制,保证其制造成本、制造质量等的优化,这离不开对先进机械制造及其自动化技术的更新。
2.虚拟化的应用在机械制造企业利用仿真技术、建立系统模型,能实现自动化技术的虚拟化应用。虚拟化应用综合了信息技术、人工智能、多媒体技术、并行工程、现代机械制造工艺以及计算机图形学的综合利用,是一项系统性技术。在信息技术和计算机仿真技术的共同支撑下,机械制造企业能对生产过程进行模拟和仿真,从而发现其存在的各种问题,切实降低企业生产成本,缩短产品开发周期,确保产品质量,提升机械产品的市场占有额。
二、自动化技术在我国机械制造中的发展前景
我国的经济发展水平以及民族的崛起,在很大程度上受机械制造行业的影响。长期以来,我国自动化水平偏低,所以企业都在寻求快速发展之路,但是要提高我国的自动化水平,必须循序渐进,有计划、有步骤的开展。在发展过程中,我们不能不加选择的照搬国外自动化技术,而要从我国具体国情出发,制定出长期有效的发展规划,逐步提升我国机械制造行业的自动化水平。相较于西方发达国家,我国机械制造业的自动化技术尚处于起步阶段,自动化水平较低,但是随着我国科学技术水平的不断发展和进步,我国自动化技术将会越来越多的应用到机械制造领域。机械制造企业要取得长远发展和进步,就要始终坚持国家的政策导向,时刻以推动国民经济发展为导向,顺应企业发展形势,坚持实事求是,引进并借鉴外国先进技术,为我国机械自动化技术的健康、稳定发展奠定基础,不断提高机械制造领域的经济效益,加快实现机械自动化的伟大目标,提升我国机械自动化技术在国际市场上的竞争力。
(1)提高产品质量。自动化控制系统能够使机械的执行机构按照设计的要求完成作业,使之不受操作者主观因素的影响,使产品质量一致性好,降低产品的不合格率。
(2)提高生产效率。自动化设备能够实现连续生产且故障率低,生产准备时间短,生产效率高。
(3)增加生产的柔性。机械自动化生产加工系统可以随时产需求的变化快速调整生产,换线高效。
(4)降低制造成本。机器自动化生产的节拍很短,可以达到较高的生产率,同时机器可以连续运行,因而在大批量生产的条件下能大幅降低制造成本。
(5)提高产品精度。自动化设备上采用了各种高精度的导向、定位、进给、调整、检测、视觉系统或部件,可以保证产品装配生产的高精度。
(6)缩短制造周期,减少制品数量。自动化使产品的制造周期缩短,能够使企业实现快速交货,提高企业在市场上的竞争力,同时还可以降低原材料及制品的数量,降低流动资金成本。
2实施方式
2.1信息流自动化实施信息流自动化是以计算机技术为基础,把整个生产制造过程作为一个大系统,将产品的市场需求、产品设计、工艺制定、组织生产、原材料供给和库存等信息集成化,生产信息能够顺次、准确送达到指定下一流程地址。生产信息流自动化的主要实施手段是通过计算机集成制造系统(CIMS)集成计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工艺过程设计(CAPP)和计算机辅助制造(CAM)各单元的信息,这就要求产品数据进行标准化、统一化处理。信息流自动化的实施将从根本上解决农业机械制造周期长,信息渠道不畅,彻底改变了手工编制工艺文件的方式问题。有利于加快产品设计,提高工艺编制效率,保证工艺规程的精确性,最终保证制造产品的一致性。
2.2生产自动化实施
(1)生产设备的自动化。生产设备的自动化指对加工速度、进给量、动作姿态等生产信息编辑后,无需人工操作,生产系统根据已设定好的程序应用自动化生产设备完成出产任务。自动化设备的一次投入资金较高,从企业的长期考虑,不管是在作业质量,还是生产效率上都是经济的。生产设备的自动化实施可从以下5个方面考虑:①在农业机械零件铣、锉、钻、铰、攻等机加工中采用数控机床和加工中心,以适应产品变化,保证加工精度,减少人的作业强度;②在焊接生产中应用焊接机器人或专用焊接,增加系统柔性,并可实现多品种、小批量产品生产的快速转换,使焊接效率和质量大幅度提升。焊接辅助设备如翻转机、导轨、气动或电动夹具的应用将方便焊接作业,减少生产准备时间,进而提高焊接作业效率;③板材切割可使用激光或等离子切割机,可以保证切割的精度;④喷涂漆前的抛光打磨可由喷丸机替代,以提升打磨的均匀性和效率,且不漏死角;⑤若生产批量较大,对喷涂漆工作可设置自动化的喷涂车间,喷涂和自动输送链速率可系统控制,可改善人的作业环境,保证喷涂的均匀性。自动化的生产设备应用可有效缓解人的作业强度,一条生产线往往只需要少数人员,极大地节约人力资源,并提高生产的效率,保证产品质量,生产周期容易确定,使排产与生产管理更加准确。数控系统是自动化生产设备的“神经”,使对带有这些控制系统的加工设备实现远程控制和局域化控制成为可能。因此,在选用自动化设备时要考虑合适的控制系统。
(2)生产管理系统的自动化。传统的生产管理,依据年度计划或订单确定主生产计划,制定作业计划,对各种生产要素进行组织。现代的生产管理采用拉式生产,以看板管理为实施手段进行准时化(JIT)生产,对生产要素进行精益化组织,看板管理方法是在同一道工序或者前后工序之间进行物流或信息流的传递。随着计算机技术的发展,可利用网络,进行指令的下达、工序之间的信息沟通,使信息的流程缩短。在看板管理的基础上实施物料需求计划(MRP)系统,以完工时期为时间基准倒排计划,基于产品生成进度计划,组成产品的材料结构表和库存状况,通过计算机计算所需物料的需求量和需求时间。
2.3物流系统自动化实施
(1)运输自动化。机械制造产生产品附加价值,同时需要大批的物料输送到生产前线,因此物料在运输过程的效率高低直接影响机械产品的生产加工。保证机械生产连续性,首先要考虑生产物流的持续高效运输,为整个生产系统节约成本,创造利润。自动化运输可以使整个传输系统高效有序的运转起来,将生产线各工位需要的物料及时有效地运输到指定位置,更加完美地配合自动化机械生产,并做出快速反应,完成半成品和成品的整理及运输任务。对一般地传输系统的自动化而言,包括传输装置自动化、控制装置自动化和单机自动化装置,一些特殊的自动化系统还包含自动分拣、筛选、投递等。
(2)仓储自动化。物流系统中通过对信息流处理,精确地将各个类别的物料存储在自动化立体仓库中,并通过信息的传输由自动物流输送小车等自动化物流设备配送到生产一线。高水平的自动化立体仓储实现了以自动化立体仓库为枢纽的局域地区化物料配送,通过现代信息手段建立局域网络,实现少人化、智能化控制。自动化物流系统使现代管理通过信息传输结合MRP系统,实现数据资源的共享和及时处理及信息的传输和反馈,使管理变得更加的容易,所有的实时信息和数据都能准确快捷地反馈到专家系统,便于专家系统有效地分析并给出正确的指令,使生产更加的精益化,最终配合自动化生产机械生产出高质量的产品,以适应市场需要。自动化物流的建立是生产系统自动化重要的一部分。
3前景展望
(1)生产系统集成化。集成化在农业机械制造中的应用,主要是对信息集成,生产资料集成。信息基础主要是通过计算机集成技术,在农业机械产品在生产管理方面以MRP为核心,运用企业资源计划(ERP)、制造资源计划(MRPII)管理系统,对企业制造的各种资源进行统一的计划和控制;生产制造方面以CIMS为工具对CAD、CAPP和CAM进行数据信息集成,把以往企业相互分离的自动化“孤岛”(MRP-II、CAD/CAM、GT...)和人员通过计算机有机地综合起来,使企业各项业务相互协调地进行。
(2)智能化。智能化技术在生产管理系统中的应用,可以使系统能够对系统中的状况自动地进行快速反应和处理,并采取相应处理措施,而这一切生产活动的关键就是专家系统。可以说专家系统是人工智能与计算机数据库结合,并能比较快速地对系统进行监督和反馈,及时的发现处理系统中发生的问题,能够更好地保证生产的顺利进行。
(3)柔性化。在运营管理中,柔性化使生产系统可以同时生产不同的相似产品通过编程自动化技术,适应不同的环境和需求,具有良好的可操作空间。在这种环境下生产出的产品可以适应各种市场需求,有极强的适应能力,可以满足多数客户需求。
(4)虚拟化。虚拟化就是结合计算机技术、仿真技术,对农业机械产品从设计到生产的全过程进行仿真模拟,以验证其合理性,如在农业机械产品制造中,运用Flexsim、Witness和eM-Plain以对工厂和生产线,分析和优化生产布局、资源利用率、产能和效率、物流和供需链等;运用DELMIA仿真软件对机器人动作路径进行规划,并能验证是否存在干涉。
工程机械化是人类生产文明进步的重要表现,从生产力角度工程机械化是实现生产力提升的直接标志。从广义角度上讲工程机械化就是工程建设施工实现了机械设备替代人力劳动,其是对工程建设施工过程中所有应用机械设备的总称。工程机械制造作为制作用于工程建设的机械设备施工环节,其所制作的机械设备种类众多,例如运输机械、起重机械、矿工冶金机械等等。在国家经济发展过程中,机械制造水平在一定程度上显示了该国家的科技发展水平,也就是说一个国家的机械制造水平很大程度上影响了国民经济发展。目前,我国已经实现了工程机械化发展,但相比于发达国家还有一定的差距,这在一定程度上影响了机械制造业水平的发展与进步,同时也影响了我国国民经济的进一步发展。相对来看,我国在机械制造发展方面还具有相对广阔的发展空间和前景,为此我们应该充分发挥国内机械制造业的潜力,以实现对我国机械制造水平地提升。
1.2机电自动化
机电自动化是一门综合性的机电技术类型,其是机电技术实现科技化发展的重要标志。从机电工程本质上讲,其本身就属于科技化发展产物,而机电自动化则是实现了机电工程全面科技化的发展。从当前的社会发展状态与情况来看,机电自动化发展是现代化生产环节中不可或缺的一部分。在科学技术的发展背景下,各个专业之间相互渗透、交叉越来越频繁,机电自动化就是专业交叉的重要产物,其引领了工程领域中的技术革命。在计算机技术发展迅速的科技背景下,电子技术对工程领域中的工业控制、生产方式革新、企业内部管理与成本控制均产生了重要影响,所以说机电自动化技术的发展是实现人类机械电子设备发展的重要里程碑。
2机电自动化在工程机械制造中的应用分析
机电自动化发展作为科学技术在制造业当中的重要发展标志,其所能够为社会生活带来的不仅是机械设备制造技术上的发展与进步,更是推动社会生产力水平向科技化、高效化发展的重要支持。随着机电自动化在机械系统设计、调试等方面的应用,其对工程机械制造业的发展及效益提升带来了重要推动。文章选择机电自动化在工程机械制造中最常见的集中技术进行分析。
2.1集成自动化技术
集成自动化技术是指机械制造中对各类生产经营、技术功能的集成性发展。在传统技术模式下,实现对机械制造技术的集成化发展是不切实际的,但随着信息技术的逐步完善与应用,集成自动化技术不仅得以实现,还成为了机械制造过程中使用最普遍的技术内容。随着市场经济体制地到来,机械制造业地竞争越来越激烈,为了能够在市场竞争中站稳脚跟,很多机械制造企业开展技术研究与发展,通过将电子计算机辅助设计技术、数控教工技术以及企业管理系统等多种技术与系统内容引入到企业的机械生产制造系统中,得到了非常显著地发展,并成为了机械制造业当中企业的发展潮流,CIMS工程应用的有效保持,在提升机械制造企业的生产能力和市场竞争里的基础上,也实现了集成自动化技术地有效发展。
2.2柔性自动化技术
所谓“柔性自动化技术”是以数控技术为核心,在融合其他先进技术的前提下而建立起的新兴技术类型。从生产与操作过程方面来看,柔性自动化技术能够实现机械制作与生产全自动化发展。在柔性自动化技术当中,包括机械设备的材料准备、制作、生产等一系列生产行为都由计算机来予以控制和操作。相比于传统人力机械生产模式,柔性自动化技术不仅能够在计算机技术的精确控制下,保证机械设备生产、制作过程中的各项生产行为、尺寸的准确性,同时还能大大减少对劳动力的应用,实现了对生产成本的有效控制,并在此基础上实现生产效率地有效提升,在确保机械设备生产秩序的基础上,提高生产效益。无论是从机械制造业未来发展角度考虑,还是制造企业的效益提升角度分析,柔性自动化技术都将成为机械设备自动化生产的主流模式。
2.3智能自动化技术
智能自动化技术即智能华机电自动化技术,其是在计算机技术发展支持下,通过利用计算机智能系统对人类行为地模拟,从而替代人类去进行机械设备的生产操作及相关行为。从表面上看智能自动化技术与柔性自动化技术有一定的共同性,但智能自动化技术要比柔性自动化技术更高级,相比于柔性自动化技术而言,智能自动化技术能够通过对人类行为地模仿,来提高自身的工作能力,并对生产行为产生一定的判断力,这是柔性自动化技术所不具备的优势。智能自动化技术在机械设备制造中的应用,能够更进一步提升机械制造行为的准确性,并保证这一行为能够始终保持在一个高水平状态之上。需要注意的是由于智能自动化技术需要人工操作来作为主观工作支持,因此要经常对智能自动化技术进行维护,以确保智能自动化技术的良好工作状态。
3注意事项
虽然机电自动化在机械制造中展现出了多方面的优势,但针对当前的机电自动化水平来看,其仍存在诸多不足,因此在实际应用过程中,要做好以下几方面的控制:(1)规范应用流程。机电自动化在为机械制造提供支持是建立起机电自动化设备、系统软件的规范安装与应用前提下的,为此企业必须要严格按照机电自动化要求进行工作,避免操作不当而为企业带来不必要的损失;(2)做好质量控制。机电自动化在机械制造当中的应用,确实能够为机械制造带来重要帮助,但企业必须要保证其所制造出来的机械设备质量符合质检与应用要求,否则机电自动化为工程机械制造带来的进步意义都是空谈。
2机械设计制造及其自动化的发展趋势
2.1虚拟化。
通常情况下,机械制造企业要想获得一个新产品的最终设计图纸,必须通过设计、筛选、整合、试验等多道工序,不仅费时费力,还不利于企业实现资金的优化合理配置,阻碍了企业的进一步发展。随着信息时代的到来,计算机技术为人们的工作与生活提供了极大的便利,将计算机技术用于机械制造及其自动化技术中,能通过计算机模拟试验设计方案的可行性,简化了试验环节,节省了机械设计时间、减少了人力劳动量、提升了机械设计效率,为企业获取最大的经济效益奠定了基础。除此之外,网络的普及也为机械制造及其自动化技术的发展做好了铺垫,技术工作人员能通过网络无线传导数据资料,大大节省了设计耗时,帮助设计双方无障碍地沟通合作,为进一步完善设计方案提供了帮助。
2.2人机一体智能化。
智能化是机械制造及其自动化技术未来重要的发展方向。技术人员要构建出一个方便操作的人机一体化智能系统,以实现先进的智能机器与制造领域专家有机结合的人机智能制造技术。该系统不仅能用于简单的人工劳动,如筛选、分析、归纳、整理原始数据资料等,还能取代较为高级的人力脑力劳动,如构思、拟定、决策设计方案等,大大节省了技术人员的工作量,利于企业实现人力、物力、财力资源的优化配置,为机械制造业未来的发展奠定了基础。
2.3节能环保化。
当前全球污染都较为严重,我国更是将建设资源节约型、环境友好型社会当成一项基本国策,试图促进我国经济更好更快地发展。在机械制造及其自动化技术中体现出节能环保的绿色理念,是时展的必然要求,以实现人与自然的和谐共处。对此,机械行业必须充分认识到环保的重要性,并将其充分融入机械生产的各个环节,从设计到回收都要体现出环保绿色理念,使其与客户的生产、生活环境相适应相融合,以科学的发展观为基础,在机械生产中体现全面发展可持续的发展理念,利用可回收重复利用的材料与清洁能源生产机械设备,使机械行业走向更好更快的发展之路。
2.4微型化。
出于机械设备的实用性能考虑,当前机械多向低能耗、小体积、灵活便利等方向发展,大大节省了储存空间、减轻了人力搬运劳动强度。由此可见,微型化将会成为机械设备未来发展的必然趋势。机械生产企业将资金投入于改造大型、笨重、操作灵便较低的机械设备,能减少生产资源的浪费,降低生产、运输、储存费用,还能扩大其运用范围,为机械企业谋求更大的经济利益打下了坚实的基础。机械设备微型化除了为机械制造行业的未来发展提供了新思路外,还为其带来了更大的挑战,因为设备体积缩小、能耗降低,所以在生产时要求更高的技术支持,操作的精确度也较原有设备有所提升。
2.5网络化。
随着网络技术的迅猛发展,我国机械自动化产品也将顺应时代的潮流,逐渐向网络化方向靠拢。机械行业为了拓宽销路,可以充分利用网络资源,将优质、节能、高效的机械设备向全球推售。在设备设计生产环节,还能够利用网络的远程控制与监测管理技术,不断完善机械设计漏洞,为提高设计性能与使用性能提供条件。
一、引言
机械自动化,主要指在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程,加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展,是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准,不仅影响整个机械制造业的发展,而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。如何发展我国的机械自动化技术,应实事求是,一切从我国的具体国情出发,做好各项基础工作,走中国的机械自动化技术发展之路。
二、机械自动化在我国的特点及作用
机械自动化的特点很多:第一,机械自动化是面向21世纪的技术,是具有明确的范畴的新的技术领域;第二,机械自动化技术是面向工业应用的技术,可以提高制造业的综合经济效益和社会效益;第三,机械自动化技术是面向全球竞争的技术,同时是驾驭生产过程的系统工程,是市场竞争核心时间、质量和成本三要素的统一。
在工业生产中,机械自动化的作用很大:第一,机械自动化的应用,可以提高生产过程的安全性;第二,机械自动化可以提高生产效率;第三,机械自动化可以提高产品的质量;第四,机械自动化可以减少,生产过程的原材料和能源损耗。
很多方面机械自动化的特点与作用相辅相成,在工业中起到很大的作用,并且我国处于机械自动化的初期,需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。
三、我国机械自动化的现状
机械自动化技术从上世纪20年代开始发展应用以来,在各行各业都得到了迅速发展和广泛的应用,特别是近年来计算机的高度集成化,开始采用计算机集成制造系统,大大加快了机械自动化的发展,但我国让处于初级操作阶段的自动化。
近年来,我国的制造业不断采用先进制造技术,但与工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
1.管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业拒不采用了计算机辅助管理,多数小型企业仍处于经验管理阶段。
2.设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则,采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术(CAD),大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD技术的比例比较低。
3.制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米、纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。
4.自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS),实现了柔性自动化、只是智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数企业可见。
四、我国机械自动化的发展之路
1.结合中国生产实际进行发展机械自动化技术。先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术,应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。我国发展机械自动化技术,应结合实际,注重实用,即对国民经济产生实际效益。所以我国应结合具体生产实际,逐步实现我国机械自动化发展的全球化,一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈,例如在机械制造业中,国内外已有不少企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争汇总纷纷落败,有的倒闭,有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业,不得不扩展新的市场;另一方面,网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,全球化制造的第一个技术基础是网络化,网络通讯技术是制造的全球化得以实现。
2.发展投资少、见效快的低成本自动化技术。发展低成本自动化技术,潜力大,前景广,投资省,见效快,提高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的而发展需要和国情。这需要我国机械自动化技术向网络化和虚拟化方向发展。网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品小勺都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的额交流、加强产品开发的合作何经营管理的学习,优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间跳读、供应链及物流设计的建模和仿真,推动企业向着既竞争又合作的方向发展。超级秘书网
3.我国在发展机械自动化的同时还应结合我国的具体国情进行分析。在发展机械自动化的同时注意到发展的环境,实现发展机械自动化的绿色化。绿色制造通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿的设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产绿色产品,产品使用网以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制作哦啊能最大限度地减少制造对环境的负面影响,同时是原材料和能源的利用率达到最高。
综上所述,我国要搞好机械自动化,不但要起点高,瞄准世界先进水准,而且必须包括各种灵活的提成本、见效快的技术,坚持提高与普及相结合的方针,同时从我国具体的基本国情出发,使我国的机械自动化技术发挥应有的才能健康地走上高速度、高质量和高效益之路。
参考文献:
[1]马志平.机械自动化的未来与现状[M].北京:机械工业出版社,2003.5.
一、引言
机械自动化,主要指在机械制造业中应用自动化技术,实现加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动生产过程,加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展,是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。机械自动化的技术水准,不仅影响整个机械制造业的发展,而且对国民经济各部门的技术进步有很大的直接影响。如何发展我国的机械自动化技术,应实事求是,一切从我国的具体国情出发,做好各项基础工作,走中国的机械自动化技术发展之路。
二、机械自动化在我国的特点及作用
机械自动化的特点很多:第一,机械自动化是面向21世纪的技术,是具有明确的范畴的新的技术领域;第二,机械自动化技术是面向工业应用的技术,可以提高制造业的综合经济效益和社会效益;第三,机械自动化技术是面向全球竞争的技术,同时是驾驭生产过程的系统工程,是市场竞争核心时间、质量和成本三要素的统一。
在工业生产中,机械自动化的作用很大:第一,机械自动化的应用,可以提高生产过程的安全性;第二,机械自动化可以提高生产效率;第三,机械自动化可以提高产品的质量;第四,机械自动化可以减少,生产过程的原材料和能源损耗。
很多方面机械自动化的特点与作用相辅相成,在工业中起到很大的作用,并且我国处于机械自动化的初期,需要循序渐进,不断努力,创造条件,向自动化的高级理想阶段迈进。
三、我国机械自动化的现状
机械自动化技术从上世纪20年代开始发展应用以来,在各行各业都得到了迅速发展和广泛的应用,特别是近年来计算机的高度集成化,开始采用计算机集成制造系统,大大加快了机械自动化的发展,但我国让处于初级操作阶段的自动化。
近年来,我国的制造业不断采用先进制造技术,但与工业发达国家相比,仍然存在一个阶段性的整体上的差距。
1.管理方面。工业发达国家广泛采用计算机管理,重视组织和管理体制、生产模式的更新发展,推出了准时生产(JIT)、敏捷制造(AM)、精益生产(LP)、并行工程(CE)等新的管理思想和技术。我国只有少数大型企业拒不采用了计算机辅助管理,多数小型企业仍处于经验管理阶段。
2.设计方面。工业发达国家不断更新设计数据和准则,采用新的设计方法,广泛采用计算机辅助设计技术(CAD),大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD技术的比例比较低。
3.制造工艺方面。工业发达国家较广泛的采用高精密加工、精细加工、微细加工、微型机械和微米、纳米技术、激光加工技术、电磁加工技术、超塑加工技术以及复合加工技术等新型加工方法。我国普及率不高,尚在开发、掌握之中。
4.自动化技术方面。工业发达国家普遍采用数控机床、加工中心及柔性制造单元(FMC)、柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS),实现了柔性自动化、只是智能化、集成化。我国尚处在单机自动化、刚性自动化阶段,柔性制造单元和系统仅在少数企业可见。
四、我国机械自动化的发展之路
1.结合中国生产实际进行发展机械自动化技术。先进制造技术的全部真谛在于应用。发展机械自动化技术,应以企业的生产和技术发展的实际需要及具体条件为导向。我国发展机械自动化技术,应结合实际,注重实用,即对国民经济产生实际效益。所以我国应结合具体生产实际,逐步实现我国机械自动化发展的全球化,一方面由于国际和国内市场上的竞争越来越激烈,例如在机械制造业中,国内外已有不少企业,甚至是知名度很高的企业,在这种无情的竞争汇总纷纷落败,有的倒闭,有的被兼并。不少暂时还在国内市场上占有份额的企业,不得不扩展新的市场;另一方面,网络通讯技术的快速发展推动了企业向着既竞争又合作的方向发展,这种发展进一步激化了国际间市场的竞争。这两个原因的相互作用,已成为全球化制造业发展的动力,全球化制造的第一个技术基础是网络化,网络通讯技术是制造的全球化得以实现。
2.发展投资少、见效快的低成本自动化技术。发展低成本自动化技术,潜力大,前景广,投资省,见效快,提高自动化程度,可以收到事半功倍的经济效果,适合我国现阶段的而发展需要和国情。这需要我国机械自动化技术向网络化和虚拟化方向发展。网络通讯技术的迅速发展和普及,给企业的生产和经营带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品小勺都可以异地或跨越国界进行。此外,网络通讯技术的快速发展,加速技术信息的额交流、加强产品开发的合作何经营管理的学习,优化产品的制造工艺、保证产品质量、生产周期和最低成本为目标,进行生产过程计划、组织管理、车间跳读、供应链及物流设计的建模和仿真,推动企业向着既竞争又合作的方向发展。
3.我国在发展机械自动化的同时还应结合我国的具体国情进行分析。在发展机械自动化的同时注意到发展的环境,实现发展机械自动化的绿色化。绿色制造通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿的设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产绿色产品,产品使用网以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制作哦啊能最大限度地减少制造对环境的负面影响,同时是原材料和能源的利用率达到最高。
综上所述,我国要搞好机械自动化,不但要起点高,瞄准世界先进水准,而且必须包括各种灵活的提成本、见效快的技术,坚持提高与普及相结合的方针,同时从我国具体的基本国情出发,使我国的机械自动化技术发挥应有的才能健康地走上高速度、高质量和高效益之路。
参考文献:
[1]马志平.机械自动化的未来与现状[M].北京:机械工业出版社,2003.5.
2转变观念,改革教学模式
转变和更新教育观念,从过去的以课堂为中心、以教师为中心,向课内课外结合、以学生为中心、注重培养工程实践能力、注重学生个性发展和创新意识方向变革,强化素质教育和能力培养。围绕应用型人才培养目标,突破传统课堂灌输式教育模式,提出“以学生兴趣为导向,以创新能力和工程实践能力培养为主线,以各种竞赛为抓手,以‘数控实验室’、‘机械自动化工程实验室’、‘汽车实验室’‘慧鱼创新实验室’‘工程训练中心’为依托,构建一种以校内外实践基地为基础,以创新项目、竞赛项目及企业技改项目为载体,采用集教学、训练和创新活动为一体的新型教学模式,达到工程技能、创新能力综合培养的目的”的人才培养新思路。通过2大教学板块的有机联系和融合,构成机械专业的完整课程教学体系,促进学生的知识、能力和素质的协调发展。走出课堂,以项目研究的方式开展案例教学,项目主要来源于教师的科研、合作企业技术改造及新产品开发、各种机械创新大赛等,强调机械创新设计,学生结合自身的兴趣和能力,自由组合创新队伍,运用所学理论知识,自己构思方案和进行设计,整个过程贯彻创新的原则;教育强调工程基础,采取组建项目团队进行技术研讨和动手制作等形式,将学生置于竞赛状态下去完成实际项目,在实践中培养学生的创新精神和综合能力,形成集教学、训练和创新活动为一体的新教学模式,达到培养创造性人才的目的。项目探索期间,共开展了“自动钢筋弯箍机”、“管道爬行机器人”、“多用途升降课桌”、“自动木琴演奏系统”等20多个课题的项目研究教学活动,取得了较好的教学效果。
3以项目为抓手,强化课外科技实践活动
加强课外科技实践活动,建立创新实践活动小组,以小组为单位开展创新实践的申报、立项、设计制作和指导,通过以项目为载体的研究方式,改革实践教学模式,培养科学思维方法,提高实践动手能力,增强学生团队协作精神。两年来共组织了20多个小组,机械专业60%以上学生积极参与机械系实验中心开展的科技创新实践活动。项目建设期间组织了2届工程技术学院创新设计大赛,在2013年全国大学生机械创新设计竞赛省区选拔赛中,该院机械专业学生获得1个一等奖、2个二等奖、1个三等奖;2014年4月25日至4月27日,在全国大学生机械创新设计大赛(慧鱼组)中,该院机械系肖进超、杨磊等同学设计制作的作品“来去自如课桌”,以独特的安全性设计及良好的实用性得到了专家们的一致认可,获得了大赛一等奖。在2014年第七届“高教杯”全国大学生先进成图技术及产品信息建模创新大赛中,机械专业皮佳文同学获得建模一等奖、全能二等奖,高翔同学获得机械类尺规一等奖、全能二等奖,潘攀同学和熊靖武同学分别获得全能二等奖和建模二等奖,田俊同学获得尺规二等奖。通过这些活动巩固和强化了学校在机械创新设计领域的优势地位和特色。
4以特色课程建设为龙头,加强课程建设
4.1大力加强精品课程建设
以教学研究为基础,以课程内容改革为核心,有目标、有计划、有步骤、分阶段地推进特色课程和精品课程建设,完善课程体系,逐步形成高质量、有特色、符合人才培养目标的课程体系。依据人才培养的需求原则、实用原则和创新原则,设置了如下专业特色课程:《机械制图》、《CAD/CAM》、《机械原理》、《机械设计》、《机械创新设计》、《机械制造技术基础》、《数控技术》、《液压传动等》,并对这些特色课程进行了教学改革,以适应特色课程建设需要。重点建设了《机械制图》、《机械制造技术基础》、《机械设计》、《液压传动》等4门院级精品课程。通过精品课程建设,修订和完善了各门课程的教学条件、教学内容、教学方法与教学手段,提高了教学质量和教学效果。
4.2改革教学方法
探索以能力培养为主的教学模式,必须强化师生之间的互动,大力推进启发式教学,采用探究式、研究性教学等新的教学方法代替传统式的教学方法,积极探索任务驱动式、开放式、现场演示等教学方法,使专业课程教学生动、有效。如“慧鱼创新实践基地”、“机构创新实验室”、“数控实验室”、“工程实训中心”采取开放式教学方法,实行时间开放、内容开放、设备及元器件开放,每个开放领域均配有相关指导教师,学生可以在任何时候到实验室进行创新设计、动手操作及加工制造,以锻炼和提高实践能力。特别是结合机械创新设计竞赛,提出了以项目驱动的集教学、实践和创新于一体的全新的教学模式。
5加强师资队伍建设
采取培养为主、引进为辅的措施,完善专业师资队伍。积极推动专业教师到当地企业开展产学研合作,鼓励教师到企业生产现场开展实践与研究,加强教师与企业的交流与合作,鼓励教师积极参与企业科研项目,积极为企业技术革新、项目研发等提供技术服务。另外,从企业引进高级工程师作为该专业的专任教师,聘请企业工程技术人员和国内知名专家学者来校讲学和现场指导,使学生了解当前机械行业的发展状况,得到工程化训练。通过专业建设,目前基本上形成了一支熟悉社会需求、教学经验丰富,多数教师自有科研,结构合理、素质良好、富有活力的专职专任教师队伍。