绿色制造技术的论文范文

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篇2

在人类社会的发展中,制造技术不断发展。从人类使用天然工具到制造工具,从简单的手工制造到简易机床的出现,人们一直为搜寻更有效更迅捷的制造技术而努力。机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。随着社会的发展,人们对产品的要求也发生了很大变化,要满足人们越来越高的要求,就必须采用先进的机械制造技术。

一、先进制造技术的特点

（一）是面向21世纪的技术

先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由传统的制造技术发展起来的，既保持了过去制造技术中的有效要素，又要不断吸收各种高新技术成果，并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。先进制造技术与现代高新技术相结合而产生了一个完整的技术群，它是具有明确范畴的新的技术领域，是面向21世纪的技术。

（二）是面向工业应用的技术

先进制造技术并不限于制造过程本身，它涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容，并将它们结合成一个有机的整体。先进制造技术的应用特别注意产生最好的实际效果，其目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。目的是要提高制造业的综合经济效益和社会效益。

（三）是驾驭生产过程的系统工程

先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合，使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。

（四）是面向全球竞争的技术

20世纪80年代以来，市场的全球化有了进一步的发展，发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场，倾销产品，输出资本。随着全球市场的形成，使得市场竞争变得越来越激烈，先进制造技术正是为适应这种激烈的市场竞争而出现的。因此，一个国家的先进制造技术，它的主体应该具有世界先进水平，应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。

（五）是市场竞争三要素的统一

在20世纪70年代以前，产品的技术相对比较简单，一个新产品上市，很快就会有相同功能的产品跟着上市。因此，市场竞争的核心是如何提高生产率。到了20世纪80年代以后，制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来，使三者达到了统一。

二、先进机械制造技术的发展现状

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。

（一）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局部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。

（二）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/CAM)，大型企业开始无图纸的设计和生产。我国采用CAD/CAM技术的比例较低。

（三）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。

（四）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、知识智能化、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使用。

三、我国先进机械制造技术的发展趋势

（一）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，在这种无情的竞争中纷纷落败，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，网络通讯技术使制造的全球化得以实现。（二）网络化。网络通讯技术的迅速发展和普及，给企业的生产和经营活动带来了革命性的变革。产品设计、物料选择、零件制造、市场开拓与产品销售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，加速技术信息的交流、加强产品开发的合作和经营管理的学习，推动了企业向着既竞争又合作的方向发展。

（三）虚拟化。制造过程中的虚拟技术是指面向产品生产过程的模拟和检验。检验产品的可加工性、加工方法和工艺的合理性，以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、车间调度、供应链及物流设计的建模和仿真。虚拟化的核心是计算机仿真，通过仿真软件来模拟真实系统，以保证产品设计和产品工艺的合理性，保证产品制造的成功和生产周期，发现设计、生产中不可避免的缺陷和错误。

（四）自动化。自动化是一个动态概念，目前它的研究主要表现在制造系统中的集成技术和系统技术、人机一体化制造系统、制造单元技术、制造过程的计划和调度、柔性制造技术和适应现化生产模式的制造环境等方面。制造自动化技术的发展趋势是制造全球化、制造敏捷化、制造网络化、制造虚拟化、制造智能化和制造绿色化。

（五）绿色化。绿色制造则通过绿色生产过程、绿色设计、绿色材料、绿色设备、绿色工艺、绿色包装、绿色管理等生产出绿色产品，产品使用完以后再通过绿色处理后加以回收利用。采用绿色制造能最大限度地减少制造对环境的负面影响，同时使原材料和能源的利用效率达到最高。

四、结语

制造技术不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也是国际间科技竞争的重点。我国正处于经济发展的关键时期,制造技术是我们的薄弱环节。只有跟上发展先进制造技术的世界潮流,将其放在战略优先地位,并以足够的力度予以实施,才能尽快缩小与发达国家的差距,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。总之,在我国研究和发展先进制造技术势在必行。

参考文献：

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长期以来，人类对自己采用较为粗放的、大规模工业发展模式及由此而引起的资源枯竭、环境恶化等问题一直进行反思。如何选择一条适合本国国情的可持续发展道路，实现人与自然的和谐相处，成为世界大多数国家的共识。因此，随着社会的发展,资源、环境和人口三大问题对人类社会生存与发展显得越来越重要，人们开始更加注重产品的“绿色”指数。绿色设计又称生态设计、面向环境的设计等，是指借助于产品相关的各类信息，使设计出的产品具有先进的技术性、良好的环境协调性以及合理的经济性的一种系统设计方法。绿色的设计应该是利用整体系统的观点，将环境、安全性、能源、资源等因素集成到产品的设计活动之中，从而获得真正的绿色产品。

1.机械产品绿色设计的基本步骤

为实现绿色产品生命周期设计的总体目标，应从产品的概念设计就以“绿色化”为主线贯串整个设计全过程，从而实现机械产品整个生命周期的“绿色化”。在实践中，机械产品绿色设计首先要对用户的要求进行分析，确定主要功能和次要功能，分析满足主要功能的技术可行性，对满足主要功能的技术进行调研、分析，然后根据这些可行性的技术设计出相应的产品方案。其次要对各个产品方案的潜在环境影响进行分析、研究，确定环境影响要求，如废物产品、水污染、能量消耗等，开发“绿色产品”。最后要检查“绿色产品”是否满足功能要求。

2.机械产品绿色设计的基本特征

根据绿色设计“节约能源、利用资源、减少污染，有利于环境保护”的指导思想，绿色产品应具备以下特征：最大限度地节约能源；最大限度地利用材料资源：绿色产品应尽可能减少材料的使用量和使用材料的种类；尽量简化设备结构,合理使用材料，并可最大限度地实现设备材料的再利用。最大限度地减少污染、保护环境：绿色产品从开发设计、生产制造到使用维护乃至报废后回收处理的各个过程中均应对环境无负面影响或污染甚小。免费论文参考网。

3.机械产品绿色设计的内容

绿色设计不同于传统设计，绿色设计包含产品从概念形成到生产制造、使用乃至废弃后的回收，即涉及产品整个周期。免费论文参考网。机械产品的绿色设计是把产品的生命周期进行扩展，除设计、制造、使用外，还包括废弃后的回收重用及处理等。因此，如果要从根本上防止环境污染，节约资源和能源，首先取决于设计。免费论文参考网。绿色设计主要包括产品的结构设计、产品材料选择、制造环境设计、绿色工艺设计、包装设计和回收处理设计等个方面。如下图所示：

机械产品绿色设计图

在机械设计过程中我们要充分考虑到产品及工艺对环境产生的负作用，并将其控制在最小范围内或最终消除，同时还要充分考虑产品生命循环周期各个环节中资源和能源的合理利用、环境保护和劳动保护等问题。

4.机械产品绿色设计的意义

4.1使人们生活方式“绿色化”。

人类社会生活中的高能耗、高物耗及产生的大量废弃物，严重地破坏了生态平衡，破坏了人类自身的生存环境。绿色设计的理念及产品，使得人们在生活当中不但要追求物质文明，而且要追求生态文明，也就是具有一种“绿色的生活方式”，是走可持续发展道路的重要方面。如曲业华等人设计的一款环保型汽车；他的设计灵感来源于百米运动员的起跑瞬间，将瞬间的动态凝结起来，使得设计更加具有动感，他们的设计将绿色环保设计理念应用于产品设计中。应用材料具有良好的环境兼容性，可再生、可回收，并且对环境污染小、低能耗。这种新型绿色环保材料的应用，大大提高了资源的利用率，实现了工业产品设计的可持续发展。

4.2促进技术进步与技创新。

长期以来，我们在评价技术是否进步的根据主要是考虑它所带来的经济效益，而对环境和生态效应考虑得较少。绿色设计要求同时兼顾社会、经济和生态效益，要达到三者的协调和统一。机械产品的绿色设计可将生态环境与经济社会联结为一个协调发展的有机整体，使环境和资源既能满足为当前经济发展的需要，又能满足人类长远生存的需要。这就对产品的设计提出了更高的要求，从而推动技术的进步与创新，满足人类社会经济可持续发展的需求，从而保证了环境效益和可持续发展效益。

4.3适应国际贸易的要求。

绿色产品具有节约能源，不使用有害化学物质，有合理的包装，产品使用后易子分解等特性。绿色设计可以大大提高企业的市场竞争能力和可持续发展能力。在国际贸易中不符合环境标准的商品被禁止进出口已成为一项国际准则。运用绿色设计的思想所制造出的产品可以更好地适应国际标准，使我国的绿色产品能进人更广阔的国际市场，增强产品的竞争力。

综上，机械产品采用绿色设计技术之后所拥有的一系列优势表明，产品的绿色设计具有良好的应用前景。

【参考文献】

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1机械设计制造及其自动化理论概述

最开始人们接触机械自动化的时候，都是先想着用机器代替人手，用机械完成一些重复操作的劳动。随着科学技术的发展，自动化的技术水平较以往有了极大的提升，不再局限于单一的重复机械动作上，而是进行相关程序的设定，逐渐拥有了自主思考的内核，我们也将其称之为机械的大脑，能够精准地完成规定的任务，还能够在系统出现问题的时候，及时地进行自我诊断，现阶段的机械设计更加智能化。机械设计制造领域的自动化技术的应用伊始，可追溯到20世纪60年代，由于电子计算机技术的不断发展壮大，人们也开始将电子计算机技术融入到机械控制中，通过各领域专家的研究和尝试，最终成功地将电子计算机及其控制技术成功地结合在一起，又经过长时间的磨合与创造，最终形成了今天我们所看到的、所使用的机械设计制造及其自动化。机械设计制造及其自动化也和大多数事物一样，经历了由无到有、由简单到复杂的发展过程。现如今，机械设计制造及其自动化在社会生活中发挥的作用也越来越重要。

2机械设计制造及其自动化的应用现状分析

我国改革开放以来，将更多的精力投入到了科学技术的研究和开发中，科学技术是第一生产力，这是我们所有科研工作者都熟知的道理，而我国的科学技术也以极其迅速的速度发展着，在科学技术领域也取得了非常可人的成绩。但是从全球的角度来看，与发达国家的科技手段相比较，我国的机械设计制造及其自动化技术还是相对比较落后的，出现这种情况的主要原因是我国发展科学技术的时间较短，起步也比较晚，还有很多地方都是学习其他先进国家的技术。而在很多工业发展领先的国家，都已经将纳米技术、激光技术等先进技术融入到了机械的设计和制造中，而我国在高新技术融入这一点上，还与国外发达国家存在着非常大的差距。由于我国机械设计制造及其自动化技术水平的限制，使得我国机械设计制造自动化的应用范围也受到了这一限制的影响。目前，我国大部分的机械制造厂虽然已经将机械自动化的理念引入到了产品的生产当中，但是真正将自动化融入到整个机械制造工程的生产过程中的，基本上没有。很多制造工厂由于技术水平、资金等多方面因素的限制，生产出来的产品都是非常粗糙的，达不到预定标准，而且还花费了大量的生产成本，这样的工厂在经济市场环境下逐渐会失去竞争能力，久而久之，一部分制造工厂就会因技术限制而破产，从这一点我们能够非常明显地发现，对工厂来说，机械自动化的意义是非常重大的。而纵观我国的机械制造产业，为什么我国的机械设计制造及其自动化技术水平比较落后，究其原因，除了科学技术的不足以外，高新技术人才的缺乏也是一个非常大的影响因子。目前在工厂中，有经验的技术人员都是老一辈的技术工作者，这一部分工作人员并没有接受过专业的理论知识和技术培训，而新入职的工作人员基本上都是刚刚毕业的大学生，这些学生虽然有扎实的理论基础，但是却没有实践方面的经验，这样就使得整个机械设计制造产业的自动化技术水平出现了青黄不接的情况。

3机械设计制造及其自动化的应用研究

为了能够尽快与国际社会机械设计接轨，我们要积极向国外先进机械化自动化技术学习。自从我国加入世界贸易组织，越来越多的外国企业进驻中国，使得我国的市场竞争日益激烈，大多数国有企业逐渐失去了先天的主导地位，由于没有很好的经营，再加上保守、不创新，最终被淹没在了市场经济的大潮中。为了能够挽救我国机械制造企业，大部分本土企业开始与国外企业建立长期的合作关系，本土企业在吸收国外先进生产技术的同时，逐渐提高了自身的产品质量，有效降低了生产成本，外国企业也利用我国的市场建立了庞大的经济体系，二者实现了双赢。随着越来越多中外合资企业的出现，机械设计制造及其自动化技术也逐渐融入到了我国各个行业中，怎样更好地提升机械制造自动化水平，也逐渐被越来越多的企业提到了日程当中。计算机网络技术的普及也极大地提高了机械制造自动化技术的发展水平，我们利用计算机软件技术，及时发现了机械设计中存在的漏洞，并在第一时间进行了维护，通过对网络技术的研究，也实现了企业与企业之间的远程沟通。虽然我国的机械设计制造及其自动化发展取得了非常显著的成绩，但是在工业迅速发展的同时，环境问题逐渐显现在人们面前，工业污水、工业废料都排放到了大自然中，导致我们赖以生存的环境出现了极大的恶性变化，也让我们在发展工业的同时，深刻意识到环境保护的重要性。机械制造及自动化实现了全球化之后，怎样降低生产过程中对环境的污染也就成为了机械设计制造领域要面对的难题，我们如何利用绿色能源进行工业生产，合理转化工业生产的废料，减少有害环境的原材料，实现机械设计制造的绿色发展，这也是机械设计制造及自动化未来的发展方向。

4我国机械设计制造及其自动化的发展趋势

我国机械设计制造及其自动化技术已经日趋完善，各个行业也都体会到了机械设计制造及其自动化所带来的各项优势，机械设计制造及其自动化是一门集多种技术于一体的学科，随着新技术的不断研发与引进，机械设计制造及其自动化的发展也将会是一片大好。在机械设计制造及自动化的发展中，大部分的机械设计制造都将设计、制造、生产和管理进行独立运行，而这些独立运行的部分又与机械设计制造及其自动化的发展集成是相对应的，这样也满足了我国工业生产的实际需求。我国机械设计制造及其自动化还会向着节能化的方向发展，当我国的工业生产达到一定水平的时候，我们考虑的重点不再是运转效率和产出的关系，而是让工业发展与环境保护和谐共存。机械制造材料需要承载节能原料来进行生产，我们要最大限度地运用原材料，减少生产过程中的污染物排放，多使用可再生能源，这样也能减轻对环境的危害。

5结语

机械设计制造及其自动化的应用可以极大地提升生产效率，有效降低生产成本，让机械设计制造企业能够在激烈的市场竞争中脱颖而出。不断改进我国机械设计制造及其自动化水平落后的现状，对我国工业领域的生产具有非常重要的作用。

作者:陈积铭 单位:哈尔滨市总工会职工技术协作服务中心

参考文献：

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机械制造技术基础是机械类专业的一门重要的专业课，课程的主要内容包含了切削加工的基本要素、切削过程的基本规律、机械加工工艺规程的制定、典型零件的机械加工、机械加工精度、机械加工表面质量、装配工艺规程的制定、机械制造技术的发展［1］。该课程内容丰富、逻辑性差、理论性强、实践性强、综合性强［2－3］。目前的机械制造技术基础课程的教学模式仍然以传统的课堂讲授的灌输式教学方式为主，虽然能够快速地传授给学生大量的理论知识，巩固学生的基本知识，但是学生不能意识到所学知识的实用性，降低了学生的学习积极性，更不能够培养学生的创新能力和独立解决问题的能力［4］。以科学研究为基础的学术探讨教学模式的实施不仅能够激发学生的学习积极性，更能够培养学生的创新能力和独立思考能力，为社会培养创新性人才。本文对机械制造技术基础课程的学术探讨教学模式进行了探索。

1机械制造技术基础的教学现状

1．1教学特征与效果

随着时代的发展，对于学生的培养不但要提高其利用理论知识解决实际问题的能力，更加应该注重培养学生的创新能力、独立思考的能力和一定的科研精神，为学生进一步的学习打下基础。目前机械制造技术基础的教学目标是要求学生掌握机械制造方面的基本理论、基本知识和基本技能，为从事机械制造的现场技术工作及科学研究工作打下坚实基础。机械制造技术基础内容丰富、逻辑性差、理论性强、实践性强、综合性强，教材中的很多知识需要在实践中不断学习和贯通。长期以来，“填鸭式”课堂讲授的方法虽然使学生具有较为扎实的基础知识，但是学生产生了较强的依赖心理，缺乏独立思考能力和创新能力，阻碍了学生的进一步学习深造［5］。机械制造技术基础课程内容理论性较强、实践性强、综合性强。比如刀具角度的功用，这部分需要学生掌握刀具角度的概念和对切削加工的影响规律，能够真正运用到实际生产实践中，并能够利用辩证法去分析实际加工过程中的切削性能随着刀具角度的变化规律。然而，由于学生缺乏实际的切削加工经验，并不能够真切地感受和理解刀具角度的功用，学生从心理上不能接受和理解这部分内容，导致学生只是机械化地记忆所学内容，缺乏对所学知识必要的思考和综合分析。虽然很多高校教师提出产学研协同模式、授课+实践模式、先实践后理论模式等来提高学生的实践经验，但是对于大多数的地方高校来说，受到课时、经费和硬件设施等方面的限制，实施起来有一定的困难，而且培养出来的学生不能够接触到现在的前沿科技和科学研究工作，缺乏一定的独立思考能力和创新精神，不利于学生的进一步深造［6］。

1．2学生的学习现状

机械制造技术基础课程以闭卷考试的考核形式为主，平时成绩和实验成绩占30%，卷面成绩占70%。随着时代的发展，学生的自主能力得到发展，其学习兴趣来源于以实践为基础的应用型知识的获得，机械制造技术基础课程较强的实践性和课堂灌输式教学模式的局限性使得学生不能够真正认识到该课程相关知识的实用性，学生的学习动力主要来源于学分的获得，大部分学生以考试前的突击学习、机械记忆等方式来应付考试，使得机械制造技术基础的整体教学效果欠佳，学生的学习效果差，不能够达到教学大纲的要求。金工实习作为机械制造技术基础课程的前置课程，能够提高学生的实际生产实践知识，但是地方高校出于学生的安全、课时量和硬件设施等角度的考虑，学生动手操作的机会较少。机械制造技术的发展历史源远流长，机械制造技术基础课程所讲述知识点较为传统，但是机械制造业作为制造业的最主要的组成部分，机械制造基础技术、超精密及细微加工技术、自动化制造技术、绿色制造技术等前言科技和科学研究工作的发展均属于机械制造技术的内容。然而机械制造技术基础课程相关的前沿技术较为隐蔽，对于缺乏专业数据库查阅和文献检索能力的本科生来说，利用网络技术和学校购买的专业数据库学习机械制造技术基础的前言知识具有一定的困难，特别是对于自主学习能力差的学生来说，面对诱惑较大的大学环境，学生的自控能力和管理时间的能力欠缺。综合机械制造技术基础课程特点和学生的学习现状，探讨适合于地方高校的机械制造技术基础课程的教学模式具有一定的必要性。

2学术探讨教学模式的理论背景

大学是进行学问研究的机构，科学研究作为大学教师必须要进行的主要任务之一，导致大学中教师与学生的关系和中小学教师与学生的关系有较大差异，大学的教师并不仅是因学生的存在而存在的，教师和学生还是因对学问的研究工作而存在的［7］。大学中的科学研究工作又导致大学区别于一般职业培训学校，大学中的科学研究以基础理论性研究为基础，以创新性知识的生产、传播和应用为中心，以产出高水平的科研成果和培养高层次的精英人才为目标，在社会发展、经济发展、科学进步等方面发挥着重要的作用［8］。人才培养、科学研究和服务社会成为当代高等学校的三大职能，高校教师的主要工作除了教书育人之外，科学研究成为高校教师重要的工作。以传统课堂讲授的灌输式教学方式主要发挥了教师的主导作用和对课堂教学的组织、管理，但是忽视了对学生的主动性和创造性的开发。机械制造技术基础教材的内容较多、逻辑性差，只是编写了机械领域最基本的内容，很少涉及机械领域前沿的研究进展，内容更为古板。例如切削过程中切削力随着切削参数的变化规律，教材上仅指出其变化规律的单调递增或递减性，但是在新型材料加工过程中切削力随着切削参数的变化规律较为复杂，需要教师根据新型材料的切削加工的实际情况给学生分析其变化规律及机理。因此科学研究不仅能够推动学科理论研究的深入进行，取得原创性的研究成果，服务于社会，也能够使教学更有广度，提高教学质量，激发学生的学习兴趣，增强学生的创新能力和独立解决问题的能力［9］。为了适应现代社会对机械专业技术人才创新能力的新要求，培养学生既有解决生产实际问题的能力，又有创新能力和一定的理论深度素养，科研型大学成为各个高等学校发展的主要方向，也是一流高水平高校的重要标志［10］。

3学术探讨教学模式探索

3．1学术探讨教学内容准备

基于学术探讨教学模式的课堂教学除了讲授知识，最重要的是根据最新科研成果讲述所学知识的重要性和实用性，激发学生的学习积极性，培养和提高学生的独立思考能力和创新能力，为实际生产实践和科学研究作准备。在新的教学模式下，教材中很难理解、重点的内容，在基本知识讲解的基础上，可以通过学术探讨的方式，增加学生的学习兴趣，引导学生课后阅读相关学术论文，让学生理解所学知识的实用性和科学性;对于教材中较简单的阐述较全面的知识点，可以安排学生自学。教学手段改革的关键要求教师必须对刀具、零件加工和装备等内容十分熟悉，机械制造技术基础是从事材料精密加工研究的教师必须精通的一门课程［11］。切削加工的基本要素、切削过程的基本规律和机械加工表面质量是从事材料切削加工机理研究的教师必须进行的研究内容，机械加工工艺规程的制定和典型零件的机械加工是从事绿色制造领域的研究者必须熟知的知识点，这几部分与高效精密加工研究密切相关的知识点恰好正是机械制造技术基础课程的难点与重点内容。对于缺乏实践经验的本科生来说，理解和掌握这些内容十分困难，为了应付考试学生只能死记硬背所学知识点，降低了学生的学习积极性，更不用说提高其独立思考能力和创新精神。对于从事机械加工研究的高校教师来说，在教学准备阶段，应大量阅读与课程内容相关的科学论文，特别是较为前沿的文献资料，结合自己的科研成果，以相关科研结论来讲述相关知识点的重要性及实用性，以问题的形式启发学生独立思考相关科学实验及数值模拟结论的合理性及可行性，从而激发学生的学习兴趣，培养学生的独立思考能力和创新能力，并使其具有一定的科研素养。

3．2学术探讨课程教学方法和手段

现代教育提倡多样式的教学方法，如讨论式、启发式、问题引导式、案例式等来激发学生的学习积极性［12］。机械制造技术基础课堂教学在每次讲授知识点时，先引用相关的科研论文或者自己的科研成果来诠释知识点的实用性和重要性，提高学生的学习积极性，然后进行教材基本知识点的讲述，最后为了能够提高学生的独立思考能力、创新能力和综合分析问题的能力，可以相关的科研论文或科研成果为基础提出问题，引导学生以教材的基本知识点为基础探讨相关的科研成果，从而提高学生的科研素养。合理布置课后作业对巩固课堂理论知识和激发学生的学习兴趣具有一定的帮助作用。学术探讨教学模式的课后作业要追求一定的丰富性、多样性，改变传统的练习题模式，避免学生的抄袭现象，提高学生的科学素养。教师可以寻找与课堂内容相关的科研论文或者让学生自己检索相关的科研论文，对科研论文进行阅读，结合教材基本知识写出大概100～200字的思考体会。

3．3学术探讨课程设计和毕业设计

课程设计是机械制造技术基础教学中重要的实践环节，可以加深学生对所学知识的理解能力。目前机械制造技术基础课程设计的选题常为机械典型零件的加工工艺规程设计。在明确设计任务的前提下，可以要求学生选用多种工艺方案和工艺路线，引导学生利用绿色制造等前言科技来分析多种工艺方案和工艺路线的利弊，让学生更为直观地体会合理选择零件工艺方案和工艺路线的重要性以及了解绿色制造技术前沿科技的概念及实用性［13］。毕业设计是普通高等院校各专业教学计划中的重要组成部分，是对学生本科阶段所学专业知识的综合、深化和升华，着重锻炼学生利用各种资源来检索所需知识并解决实际问题的综合能力［14－15］。目前大多数地方高校的毕业设计选题多为机械典型零件的加工工艺及夹具设计、数控机床部件的设计、机械加工模具的设计等，其中机械典型零件的加工工艺及夹具设计与机械制造技术基础课程设计、机械设计制造及自动化综合课程设计的内容有较多重复的地方。为了能够进一步提高本科生的创新精神、独立思考能力和科研能力，地方高校应该打破机械设计制造及自动化专业毕业设计题目的限制，高校教师依据自己的研究方向给学生拟定毕业设计题目，让学生进行新材料或传统金属材料的切削加工试验研究、基于绿色制造合理工艺路线的选择和有限元仿真切削加工性能研究，使得学生能够对机械制造技术基础中相关理论知识有更深层次的认识，也提高了他们的科学研究能力、从事工程试验和对试验数据分析处理解释的能力。

篇6

随着我国加入WTO,我国的制造业也将面临全球范围内的市场竞争。与此同时,消费者的价值观也在发生结构性变化,呈现出多样化和个性化的发展。在未来消费者导向的时代,如何对市场环境的急剧变化做出快速反应,即掌握用户需求,有效地生产和提供令用户满意的产品和服务,是摆在新时代制造业面前的挑战。工业设计将在其中发挥它前所未有的作用。

工业设计是一门技术与艺术相结合的新兴交叉学科,以工业产品计理论和艺术设计为基础,应用计算机造型、设计,实现工业产品结构、性能、加工、外形等的设计和优化。随着我国加入世贸组织、申奥成功,工业设计对企业技术创新、提高产品市场竞争力的作用愈加突出。

1产品创新设计

当今新技术、新工艺不断出现,传统的产品设计呈现智能化、小型化的发展趋势,功能和结构对产品外观的影响越来越小,市场竞争对工业设计的要求越来越高。走产品创新之路,就是要走在市场的前面,不断推陈出新,引导消费,这样才能在国际竞争中站稳脚跟。

工业设计的目的不仅是设计生产出外形更加美观的产品、给人以美的享受,还在于符合功能需要,考虑人—产品—环境系统中更好地发挥人的核心作用,更加适合实用性要求;另外,工业设计还要依据当今的科技水平,大胆创新,采用新材料、新工艺、新技术,开发新的功能,创造新的消费需求。随着市场演变和经济的发展,消费者不仅要求购置高质量、低成本和高性能的产品,而且希望产品能够满足其对产品的独特感受。研究产品创新,目的在于开发出更能满足市场需要的产品,促进经济的发展。

科技成果和技术发明要尽快转化为生产力,转化为物质力量,只有通过设计使其产品化,一方面更新品种,优化结构;另一方面促进由新产品系列而带来的生产领域、管理体系、消费结构的变化,创造更新、更科学、更安全、更舒适、更健康的生活方式,而这已成为全社会共同向往和追求的一种价值观念。

2产品快速开发

21世纪的市场环境要求产品开发周期缩短、上市时间更快,这也是赢得竞争的关键。从美国制造业策略的变化也可以明显的看出这一点。20世纪50年代美国制造业的策略是“规模效益第一”,70年代是“价格竞争第一”,80年代是“质量竞争第一”,90年代以后策略逐渐变化为“市场速度第一”。而现代工业设计方法和先进制造技术的采用是产品快速设计的前提。

随着科学技术的不断发展,更多新的设计与制造技术手段被大量的采用,如:CAD/CAE/CAD/CAM一体化、快速成形制造(RP&M)、快速反求工程(RE)等。图1是基于上述技术提出的新的产品开发模式[1]。

另外,基于CAD基础上的多媒体技术和多种传感技术而发展起来的虚拟现实技术(VirtualReality—VR)也已在产品设计过程中被应用。该技术的虚拟产品具有真实产品所具有的特征。通过对产品实时性仿真,设计者和客户可以体验到使用真实产品的感觉。

快速产品开发设计的实质是先进的技术手段和科学的工业设计思想的结合。当传统的工业设计程序因为表达手法不能完全传递设计者的构思,造成产品开发速度难以满足市场要求的时候,应用了计算机技术的产品快速开发模式将大有用武之地。随着计算机的普及和功能日趋强大,这种模式还将继续发展。

3人性化设计

在现代市场上,更高的市场目标将满足“市场需要”改为“创造市场”,使工业设计参与并影响人类的生活方式,改善并提高人的生活和环境质量,让人们生活得更方便、舒适、健康、安全,并获得美的享受。

所谓人性化设计,就是确定以人为本的设计观念。这个“人”可以是某一个具体的人,也可以是某一类使用人群。设计者必须站在使用者的角度上,考虑他们的切身利益和体会,尺度上要符合人体要求,外观符合消费者的审美需求,显示、操作能够适应功能。以人为本的“人”还可以是指全人类,设计生产过程中都必须考虑环保,还要想到产品的售后维修以及回收利用。

人们常说的绿色设计,是维护人类地球绿色环境的设计。绿色设计的目的是系统有序地探索人类产业发展与社会文明的关系,有效地避免高科技工业化社会与生态环境的冲突。绿色设计要求必须从生态伦理学出发,在新产品中尽可能节约物质资源;随着产品日趋多样化,绿色设计赋予产品“生命与意义”的语义,以取代传统的产品“机能与外型”的关系。绿色设计还要求突出自然、环境的命题,在造型、功能、色彩、选材等方面,进行创新[2]。

人性化设计还反映在生产过程中的管理,保障安全,消除隐患,降低疲劳,创造出一个良好的生产氛围,才能提高生产效率。

4设计管理

在现代产品生产过程中,需要确立一种系统设计的观念,设计的思想贯穿于市场决策、设计、生产、销售的全过程。这就要求设计者要懂管理,管理者要懂设计,才不会出现内行领导外行或者外行领导内行的问题。正如图2所示现代产品生产流通过程中,围绕人性化设计和设计创新,制定决策、执行开发、规划生产、指导营销,直至对用户的服务。

所谓设计管理,就是“以使用者为着眼点,进行资源的开发、组织、规划与控制,以创制出有效的产品,沟通与环境”。设计管理自90年代在发达国家兴起,已成为影响我国企业发展的重要课题。

企业发展的成效,从某种意义上讲取决于新产品开发设计的成功与否。而设计方面的成败又完全取决于设计部门的管理。包括设计管理水平、人员素质和工作效率。设计管理如何更合理、更有效地、更科学地调动人员的积极性与聪明才智,创造更新更科学的生产方式是极其重要的。[3]

为了提高市场占有率,产品应该具备赢得竞争的四种基本能力:一是时间竞争能力(Time),二是质量竞争能力(Quality),三是价格竞争能力(Cost),四是创新竞争能力。这四种能力缺一不可,其中最重要的是创新能力。企业的创新不仅仅是指产品设计和材料工艺环节上的创新,还要包括制造观念的更新,组织和经营的重构,资源、技术和过程的重组。充分发挥工业设计在现代生产制造系统中的作用,将能更好地满足消费者需要,提高产品在市场中的竞争力,为我国制造业的发展和腾飞给予强有力的支持。

篇7

随着我国加入WTO，我国的制造业也将面临全球范围内的市场竞争。与此同时，消费者的价值观也在发生结构性变化，呈现出多样化和个性化的发展。在未来消费者导向的时代，如何对市场环境的急剧变化做出快速反应，即掌握用户需求，有效地生产和提供令用户满意的产品和服务，是摆在新时代制造业面前的挑战。工业设计将在其中发挥它前所未有的作用。

工业设计是一门技术与艺术相结合的新兴交叉学科，以工业产品计理论和艺术设计为基础，应用计算机造型、设计，实现工业产品结构、性能、加工、外形等的设计和优化。随着我国加入世贸组织、申奥成功，工业设计对企业技术创新、提高产品市场竞争力的作用愈加突出。

1　产品创新设计

当今新技术、新工艺不断出现，传统的产品设计呈现智能化、小型化的发展趋势，功能和结构对产品外观的影响越来越小，市场竞争对工业设计的要求越来越高。走产品创新之路，就是要走在市场的前面，不断推陈出新，引导消费，这样才能在国际竞争中站稳脚跟。

工业设计的目的不仅是设计生产出外形更加美观的产品、给人以美的享受，还在于符合功能需要，考虑人—产品—环境系统中更好地发挥人的核心作用，更加适合实用性要求;另外，工业设计还要依据当今的科技水平，大胆创新，采用新材料、新工艺、新技术，开发新的功能，创造新的消费需求。随着市场演变和经济的发展，消费者不仅要求购置高质量、低成本和高性能的产品，而且希望产品能够满足其对产品的独特感受。研究产品创新，目的在于开发出更能满足市场需要的产品，促进经济的发展。

科技成果和技术发明要尽快转化为生产力，转化为物质力量，只有通过设计使其产品化，一方面更新品种，优化结构;另一方面促进由新产品系列而带来的生产领域、管理体系、消费结构的变化，创造更新、更科学、更安全、更舒适、更健康的生活方式，而这已成为全社会共同向往和追求的一种价值观念。

2　产品快速开发

21世纪的市场环境要求产品开发周期缩短、上市时间更快，这也是赢得竞争的关键。从美国制造业策略的变化也可以明显的看出这一点。20世纪50年代美国制造业的策略是“规模效益第一”，70年代是“价格竞争第一”，80年代是“质量竞争第一”，90年代以后策略逐渐变化为“市场速度第一”。而现代工业设计方法和先进制造技术的采用是产品快速设计的前提。

随着科学技术的不断发展，更多新的设计与制造技术手段被大量的采用，如: CAD/CAE/CAD/CAM一体化、快速成形制造(RP&M)、快速反求工程(RE)等。图1是基于上述技术提出的新的产品开发模式[1]。

另外，基于CAD基础上的多媒体技术和多种传感技术而发展起来的虚拟现实技术(VirtualReality—VR)也已在产品设计过程中被应用。该技术的虚拟产品具有真实产品所具有的特征。通过对产品实时性仿真，设计者和客户可以体验到使用真实产品的感觉。

快速产品开发设计的实质是先进的技术手段和科学的工业设计思想的结合。当传统的工业设计程序因为表达手法不能完全传递设计者的构思，造成产品开发速度难以满足市场要求的时候，应用了计算机技术的产品快速开发模式将大有用武之地。随着计算机的普及和功能日趋强大，这种模式还将继续发展。

3　人性化设计

在现代市场上，更高的市场目标将满足“市场需要”改为“创造市场”，使工业设计参与并影响人类的生活方式，改善并提高人的生活和环境质量，让人们生活得更方便、舒适、健康、安全，并获得美的享受。

所谓人性化设计，就是确定以人为本的设计观念。这个“人”可以是某一个具体的人，也可以是某一类使用人群。设计者必须站在使用者的角度上，考虑他们的切身利益和体会，尺度上要符合人体要求，外观符合消费者的审美需求，显示、操作能够适应功能。以人为本的“人”还可以是指全人类，设计生产过程中都必须考虑环保，还要想到产品的售后维修以及回收利用。

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人们常说的绿色设计，是维护人类地球绿色环境的设计。绿色设计的目的是系统有序地探索人类产业发展与社会文明的关系，有效地避免高科技工业化社会与生态环境的冲突。绿色设计要求必须从生态伦理学出发，在新产品中尽可能节约物质资源;随着产品日趋多样化，绿色设计赋予产品“生命与意义”的语义，以取代传统的产品“机能与外型”的关系。绿色设计还要求突出自然、环境的命题，在造型、功能、色彩、选材等方面，进行创新[2]。

人性化设计还反映在生产过程中的管理，保障安全，消除隐患，降低疲劳，创造出一个良好的生产氛围，才能提高生产效率。

4　设计管理

在现代产品生产过程中，需要确立一种系统设计的观念，设计的思想贯穿于市场决策、设计、生产、销售的全过程。这就要求设计者要懂管理，管理者要懂设计，才不会出现内行领导外行或者外行领导内行的问题。正如图2所示现代产品生产流通过程中，围绕人性化设计和设计创新，制定决策、执行开发、规划生产、指导营销，直至对用户的服务。

所谓设计管理，就是“以使用者为着眼点，进行资源的开发、组织、规划与控制，以创制出有效的产品，沟通与环境”。设计管理自90年代在发达国家兴起，已成为影响我国企业发展的重要课题。

企业发展的成效，从某种意义上讲取决于新产品开发设计的成功与否。而设计方面的成败又完全取决于设计部门的管理。包括设计管理水平、人员素质和工作效率。设计管理如何更合理、更有效地、更科学地调动人员的积极性与聪明才智，创造更新更科学的生产方式是极其重要的。[3]

为了提高市场占有率，产品应该具备赢得竞争的四种基本能力:一是时间竞争能力(Time)，二是质量竞争能力(Quality)，三是价格竞争能力(Cost)，四是创新竞争能力。这四种能力缺一不可，其中最重要的是创新能力。企业的创新不仅仅是指产品设计和材料工艺环节上的创新，还要包括制造观念的更新，组织和经营的重构，资源、技术和过程的重组。充分发挥工业设计在现代生产制造系统中的作用，将能更好地满足消费者需要，提高产品在市场中的竞争力，为我国制造业的发展和腾飞给予强有力的支持。

篇8

关键词：集成；系统；技术构成

一、现代集成制造系统的含义与定位

现代集成制造系统(ContemporaryIntegratedManufacutringSystem)是计算机集成制造系统新的发展阶段，在继承计算机集成制造系统优秀成果的基础上，它不断吸收先进制造技术中相关思想的精华，从信息集成、过程集成向企业集成方向迅速发展，在先进制造技术中处于核心地位。具体地说，它将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机地结合，通过计算机技术使企业产品在全生命周期中有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行。在企业产品全生命周期中实现信息化、智能化、集成优化，达到产品上市快、服务好、质量优、成本低的目的，进而提高企业的柔性、健壮性和敏捷性，使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。

二、现代集成制造系统的技术构成

先进制造技术(AMTAdvancedManufacturingTechnology)作为一个专有名词目前还没有准确的定义。通过对其内涵和特征的研究，目前共同的认识是：先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果，并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产，并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。其具有如下一些特点：

1、从以技术为中心向以人为中心转变，使技术的发展更加符合人类社会的需要；

2、从强调专业化分工向模糊分工、一专多能转变，使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥；

3、从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变，减少层次和中间环节；

4、从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变，缩短工作周期，提高工作质量；

5、从按照功能划分部门的固定组织形式向动态的自主管理的小组工作方式转变。

通过对先进制造技术的定义和特点的分析发现，现代集成制造系统拥有先进制造技术的绝大部分特点，只不过先进制造技术所涉及的范围要比现代集成制造系统大，现代集成制造系统在吸收计算机集成制造系统的优秀成果的基础上，继续推动并行工程、虚拟制造、敏捷制造和动态联盟的研究工作，并不断吸收先进制造技术中的成功经验和先进思想，将它们进行推广应用，由此使现代集成制造系统成为先进制造技术的核心。

（1）并行工程(CEConcurrentEngineering)并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)的系统方法。它要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求。为了达到并行的目的，必须建立高度集成的主模型，通过它来实现不同部门人员的协同工作；为了达到产品的一次设计成功，减少反复，它在许多部分应用了仿真技术；主模型的建立、局部仿真的应用等都包含在虚拟制造技术中，可以说并行工程的发展为虚拟制造技术的诞生创造了条件，虚拟制造技术将是以并行工程为基础的，并行工程的进一步发展就是虚拟制造技术。同时，并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技术支持下，将原来分别进行的工作在时间和空间上交叉、重迭，充分利用了原有技术，并吸收了当前迅速发展的计算机技术、网络技术的优秀成果，使其成为先进制造技术的基础。

（2）虚拟制造(VMVirtualManufacturing)虚拟制造利用信息技术、仿真技术、计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真，以发现制造中可能出现的问题，在产品实际生产前就采取预防措施，从而使产品一次性制造成功，达到降低成本、缩短产品开发周期，增强产品竞争力的目的。

篇9

工业设计，这个名词正在被越来越多的人所认识和接受。但工业设计目前在我国还不十分流行，仅仅处在一个模仿的阶段，创新设计的新产品更是少之又少。这在国际上处于落后阶段。工业设计的核心就是产品创新设计，它是一切企业活动的核心和出发点，是企业赖以生存和发展的基础。在今天市场竞争愈趋激烈，所以我们不能一味的去模仿，要由“中国制造”走向“中国创造”真正实现自主设计。

我们认为产品设计是实施品牌战略的首要任务。产品设计是有目标地创造工业产品和计划的过程，它对产品的先进性和竞争能力起着决定性的作用，并往往决定制造成本和营销服务成本。所以，产品设计是现代工业文明的最重要支柱，是产品创新的核心环节。

产品是以物的形态存在于人们的生活当中的。如果设计师在设计产品的过程当中，在产品中融入设计的情感因素时，产品就将不再是单纯的物，就具有了情感产生了一定亲和力，很容易引起人们对产品的兴趣，使人们通过产品进行交流。交流本身也是设计的过程，设计是在不断交流的过程中完成的。产品在设计师的情感化设计过程中应当让更加易于人们的情感交流。将人们的多种情感因素设计在我们的产品当中，达到物与人情感交流顺畅的目的。让人们首先从心理感受上接受产品，实现情感世界的产品设计。

设计对人们最大的影响就是改变了人们的生活。用设计的有效手段来引导和改变人们的生活方式，通过情感产品的设计拉近了人们之间的距离，改善了人们的生活环境及质量，使其达到美化效果。实现情感化设计，让人们在交流时产生愉悦的心情。而设计生产那种没有情感可言的“机械化”产品，就不会给人们的交流带来愉快，也不可能拉进人们之间的遥远感情距离。

设计的本质任务是服务人们的生活。而产品的非物质因素是产品设计中要考虑的关键。实现产品设计的情感化，以产品这一物的形态来实现人们的沟通，营造良好的社会生活环境，让产品成为情感的依托，这应当作为当代产品设计师所追求的目标。

同时也要做到人性化，人性化设计就是要充分尊重人的尊严，满足人的物质和精神的多层次的需求，发掘人的内在潜能。经典的诺基亚移动电话总是人性化的。它必须与心灵、感觉、情感有着千丝万缕的联系。技术的根本是人性，让技术按照人们自然的生活方式工作，这是诺基亚倡导的人性化技术的精髓。想像一种无限灵活的技术，它结合了不可抗拒的美学魅力、经典的设计、符合人体工程学的极度舒适，让诺基亚移动电话像天然的皮肤一样无间完美地契合消费者的生活，为消费者传情达意。

所以我们要遵循“以人为本 ”的设计理念，同时也要在这些设计中融入我们中国的元素，有我们中国的特色。企业要不断强化工业设计创新意识和自觉性，更多地运用工业设计提高产品自主创新的能力以便更好的创造我们自己的品牌，做到中国制造。此外，要加强普及工作，提高公众的工业设计意识。企业要高度重视工业设计的作用，为设计行业提供更多的机会，留驻更多的设计人才。

说到人才，我们也要充分利用我们国家人口多的优势来实施工业设计人才战略，构建一支高素质、国际化、多层次的设计人才体系。人才是我国的强国之邦，设计人才则是提高我国工业设计之本。

但是与此同时工业设计为人类创造了现代生活方式和生活环境的同时，也加速了资源，能源的消耗，并对地球的生态平衡造成了极大的破坏。所以设计师们要重新思考自身职责和作用，来实现我们要走的一条绿色设计的道路。

由此可见，只有创新，才能令中国企业走上自强之路，才能令“中国制造”提升产品的价值。再重视创新的同时也要考虑到环境问题和走可持续发展的道路，以人为本做好绿色设计。总之，我国产品创新应从多方面来考虑，设计和制造出有中华民族特点的现代工业产品，开创具有中国特色的工业设计体系。

参考文献

[1]戴力农.当代设计研究理念[M].上海交通大学出版社，2007.

篇10

[中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）04-0044-02

绿色化学，也被称为环境友好化学，清洁化学或无污染化学，主要是指在化学品的设计、制造和使用过程中，利用一系列的原则来减少、甚至消除有毒有害物质的使用或在过程中的生成的化学。绿色化学的核心是“原子经济性”，基本原理是公认的十二原则。绿色化学是更高层次的环境友好化学，与环境保护不同，绿色化学不是被动地治理环境污染，而是主动地防止化学污染，是从物质产生的源头控制废物的产生，减少对环境的污染。所以绿色化学对环境保护及社会的可持续发展具有重要的指导意义， 这与现代化工工业发展趋势相吻合。

一、绿色化学课程教学的意义

大学生是我国科学技术未来的生力军，在大学课程中开设绿色化学课程，通过相关的教学活动培养大学生的环境保护意识，有利于从根本上防止污染，有利于实现社会可持续发展。作为化学教育工作者，我们有责任和义务将绿色化学及相关知识引入高等教育知识体系中，并系统传授给学生。

随着对绿色化学科学研究的不断深入，绿色化学的思想和观念逐步为人们接受，并被引入高校教W活动中，很多高校都开设了绿色化学课程。绿色化学作为一门新的课程，具有涉及知识面广、综合性强的特点。与化学其他课程不同，绿色化学没有完善的知识体系和教学大纲，因此如何结合时代特点和专业知识，为大学生讲授绿色化学课程，是任课教师在教学过程中面临的主要问题。作者从2009年开始在江苏师范大学为环境工程专业学生讲授绿色化学课程，在教学过程中积累了一些经验，进行了一些有益的尝试。

二、绿色化学课程教学方法的探索

针对绿色化学的课程特点，我们对其教学方法进行了以下探索。

（一）精选教学内容 启发学生的兴趣

绿色化学是一门新兴的学科，发展很快，但没有较为成熟的教材，需要教师根据教学目标选取教学内容。这也为教师提供了一定的自由空间，教师可以结合自己的科研方向和学术思想、提供最新的学术动态。另一方面，绿色化学课程的教学内容与有机化学联系紧密，涉及很多有机合成反应的方法和条件，如果只进行抽象的讲解，学生容易感到枯燥乏味。因此在教学过程中，应适时地结合实际生活，用生动的实例充实课堂教学，展现绿色化学在现代生活中的重要作用，进而激发学生对这门课程的学习兴趣。例如，介绍“白色污染”及解决措施，这样学生就会对绿色化学有更加充分的了解，也能够加深学生对绿色化学在日常生活中的实用性和重要性的认识。

绿色化学是一门交叉学科，发展速度很快，而且涉及很多化学相关领域， 因此我们在满足教学基本要求的前提下， 采用灵活多样的教学形式，并经常对教学内容进行更新。比如在课堂教学中，根据学生的接受情况，将一些相关的具有应用价值的最新研究成果添加到教学内容中。另外，也可以利用学校的网络数据库资源来提供关于绿色化学的最新科研成果的链接，以便学生随时阅览、学习，让学生了解绿色化学的研究动态及最新进展，提高学生对该门课程的学习兴趣，增强他们对新问题的求知欲望，使学生获取更多的知识。

（二）多种教学方法结合使用，启发学生思考

传统的课堂教学主要是“讲解―接受型”教学模式，教师是教学信息的主动发出者，学生则是被动地接受知识，这种教学中师生的互动交流少，教学气氛沉闷，也阻碍了学生主动学习的积极性和创新能力的培养。相比之下，研究性教学是深受广大师生欢迎的教学方式，可以将课程的内容转变成生活、生产或科学中的实际问题，以学生为中心，在教师的引导下按照科学研究的模式来分析、解决这些问题，最终达到学生获取知识、提高能力的一种教学过程。

在研究性课堂教学中，教师作为指导者，在设定的问题情境中要引导学生主动思考问题， 帮助学生找到解决问题的办法，这种教学方式有助于培养学生的创新意识。如在讲授绿色溶剂技术这个章节时，我们让学生在课前查阅相关的文献资料，了解有关的科学前沿内容。在该章节的课堂教学过程中， 可以将这节课的10～15 分钟左右的时间留给学生介绍自己的学习体会，以及对绿色溶剂技术的理解，分组进行讨论，以提高他们的学习主动性，强化学生的科学思维方式。这种自主学习可以让学生体会到学习的乐趣，同时也锻炼了学生文献查阅和使用网络资源的能力。课堂教学和学生自主学习的有机结合可以有效地提高教学效果，有利于培养创新性人才。

作为一门专业课，绿色化学每节课要传递的信息量非常大，多媒体教学技术的运用大大提高了绿色化学课程的学习效率。但是，多媒体教学的缺点是容易导致学生一直处于抄笔记的状态，没有时间去消化和思考教师讲授内容，不能和教师互动，只能被动接受课堂内容。所以要改善教学效果，就应该结合本课程的特点以及学生的实际情况，合理地使用多媒体教学手段，注意不同教学手段间的配合使用。

课堂教学是学生学习绿色化学的主要场所，但丰富多彩和形式多样的课外活动是对课堂教学的良好补充，将二者有效结合起来，能够起到事半功倍的效果。为全面提高学生的绿色化学素质，我们一方面组织学生到学校的实习基地，有合作的化工厂或制药公司参观调查并进行交流。另一方面，通过课外实验教学来配合课堂教学进行绿色化学教育，让学生在具体的实验过程中进一步强化绿色化学观念，如在环境工程专业学生的研究设计性实验中分别采用有机溶剂和离子液体为反应介质合成一些有机化合物，让学生对两种合成方法进行比较。这样不仅能锻炼学生的动手能力，而且能使他们用理论联系实际，真正感受到环境污染带来的危害性，增加他们迫切保护环境的积极性。另外在毕业设计和课程设计中有意识按绿色化学要求进行，开展专题讲座，环保展览宣传等，让绿色化学融入人才培养全过程，增强学生的环保意识。

（三）建立合理的考核机制，注意与学生的互动和反馈

在教学过程中，我们发现一些学生上课听讲不认真，主动学习积极性低，部分学生为了获得更高的平时成绩，抄袭别人的作业。因此，提高学生的学习兴趣，优化考核体系显得尤为重要。

绿色化学课程的最终成绩包括课程论文成绩和平时成绩两部分。在每学期的授课中，我们通常在完成课堂教学任务前给出课程论文的具体要求，要求学生根据绿色化学课程的学习内容，结合课程论文的具体要求，查找和阅读有关的文献，综合运用所学知识，整理和撰写课程论文。考虑到学生的实际情况，在这个环节通常也会给出一些相关指导，如每个数据库的使用教程和视频等，课程论文的完成很好地培养了学生检索文献、阅读文献、分析问题和解决问题的能力，也为环境工程专业学生的毕业论文设计打下了良好的基础。

绿色化学的平时成绩一般由出勤率，作业和课堂表现构成。不同于其他化学类课程的考核方式，在绿色化学课程的考核中，我们将学生在课堂教学中的表现以及课后心得体会也计入平时成绩。如在某些章节的课堂教学前，对学生进行分组，给每组学生布置一些题目，课堂教学中，每组可派出代表对相关问题给出解答，组与组之间可以互相提问。学生通过这个环节的学习可以更好地了解相关教学内容的背景知识，更深刻地掌握教学知识点。教师根据每组学生的表现进行打分，并将这部分成绩计入平时成绩中。课程结束后，每个参与的学生都要总结该课程的学习心得体会，对课程进行简单的评价并给出自己的意见和建议，这部分内容也作为平时成绩的一部分。以上教学活动的开展，一方面可以提高学生的学习积极性，另一方面学生给出的意见和建议可以督促任课教师改进教学方法，提高教学水平。在这门课程中，部分评价意见如下：1.绿色化学这门课跟我们的生活关系密切，感觉很有用；2.课堂上老师举的例子很生动，学到了很多东西，扩展了知识面；3.通过准备课程论文，感觉自己查阅文献的能力提高了；4.喜欢老师的讲课，内容吸引人，但是有部分反应有机化学里没学过，能否多讲一些。

总的来看，学生对这门课程的关注程度高，总体满意程度也比较高。

三、结语

绿色化学是一门面向21 世o的高层次化学，它体现了化学、科学技术、社会之间的相互影响和联系。在绿色化学教学中，教师采用研究性教学的方式，能帮助学生获得相关的知识、技能和能力，有助于学生培养创造性思维，从而更好地理解人与自然、人与社会、人与人之间的相互依存关系， 激发其社会责任感。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 胡常伟，李贤均.绿色化学原理和应用[M].北京：中国石化出版社，2006.

[2] 张礼和.化学学科进展[M].北京：化学工业出版社，2005.

[3] 沈玉龙，王克诚.国外大学的绿色化学教育[J].化学教育， 2006（10）：63-64.

篇11

前言

机械加工是将半成品的原材料、零部件等通过组装、拼接，制作成一个完整的机械设备或产品。在制作过程中，不可避免会产生许多废弃的部件边料，造成能源损耗、资源浪费和噪音、光化学烟雾等物理性污染。所以绿色制造的机械加工工艺有其研究和实践的必要性和现实意义。绿色制造的机械加工工艺不仅减少了机械制造阶段的环境污染和能源损耗，提升了产品质量和安全性能，而且节约了生产成本。对废弃材料进行技术改进和回收利用，对我国构建资源节约型社会有重要意义。

一、机械加工工艺规划制造技术

现代企业在生产加工零件时，必须遵循减少能源损耗、提高生产效率、保证质量安全的要求，因此要让生产部门和相关加工人员学习和掌握一定的机械加工制造的基本理论和经验方法。实际生产作业中，要根据不同企业的生产规模和生产能力进行适当调整，切忌盲目照搬或完全按照经验进行加工作业。为了更好地完成机械加工和制造过程，需要进行工艺规划，主要包括工序规划和具体的作业流程规划。首先是对加工制造工艺进行综述，明确加工过程中的重点难点和容易出现失误的地方，然后对每一个细节进行把控，包括操作时的注意事项和具体参数。机械加工工艺规划制造技术应引起现代生产企业的足够重视，它为现场生产提供了详尽的操作依据和技术支持，是企业产品质量安全的一大保证。

二、制造技术体系结构概述

绿色制造技术会影响到产品生产的整个生命周期，有时还可能会是多生命周期。产品的生命周期，包括选择材料、设计产品、加工制造、对产品的包装装配以及产品的使用和管理回收再制造等。绿色制造则要考虑这全部的生命周期，特别是要考虑环境和资源消耗的影响，也要兼顾效益与技术因素，使企业的经济效益与外在社会效益达到最优化。

绿色制造的关键在于“4R”，即在产品整个生命周期过程中怎么实现重用（Reuse）、减量化（Reduce）、再制造（Remanufacturing）以及再生循环 （Recycle）。 面向机械加工的制造体系主要包括三项具体内容，两大制造目标，还有两个层次过程的控制。旨在给人们提供机械加工与绿色制造的全面视图与模型，实现外在社会效益与经济效益的统一协调和优化，最大可能的降低资源消耗、优化配置， 让资源利用率达到最高，对环境的影响降到最低。

三、绿色制造在机械加工制造体系的应用

绿色制造关系到机械加工制造体系的多个方面。大体可以分成三个部分，应用到的技术包括污染预防技术、面向环境设计技术等。这些技术的研究方面主要是基于产品的生命周期、产品技术以及生产过程技术。根据对面向机械加工工艺规划的研究，建立起以时间、成本、质量、资源、环境为参量的具有绿色制造特性的机械加工工艺体系。可把生产过程中的问题初步分化成三类：资源能耗类，即根据资源的使用，细化成能量消耗和原材料消耗的极小化问题；环境排放类，即废气废液废渣等各种废品极小化，以及电辐射、噪声排放的极小化问题；面向环境影响及资源整体决策类，即在实施过程中发生的决策性问题，例如，机床的选择、 切削液的选择、夹具刀具的选择决策等。机械加工制造问题系统则是在上述问题的细化下形成的。

四、优化绿色制造工艺过程规划

优化参数，在过程规划中，工艺参数是其中的关键技术。要实现能源与物料的最低化，就必须对零件加工的工艺参数进行优化。通常来说，参数优化主要是针对制造工艺的采用过程，让加工过程可以更好的进行。在加工过程中，影响能量消耗、加工质量、环境污染的因素有很多，例如，刀具的种类，切削液的类型等等， 优化参数则是选择最适的加工工具。优化制造工艺路线，工艺路线的确定，是制造工艺过程中最难最重要的环节，在提高产品质量、较少成本、节约资源方面都有重要作用。优化工艺路线，是在明确传统工艺方法的基础上，根据对环保、资源利用以及成本的充分分析，做出最有利实用的加工路线。优化节能型机床工件， 对于当前已拥有的设备资源进行优化配置， 利用不同型号规格机床的不同作用， 优化机床与工件的组合方式，实现多机床多工件的同时加工，在安排调度过程中，注意考虑不同组合方式对环境以及资源消耗的影响， 实现总体能量消耗的最低化。

五、国内外绿色加工工艺规划技术的发展现状

从本质上来说，绿色加工工艺是一种决策问题，属于绿色制造的一部分。是以传统工艺为基础，结合了包括控制技术、材料应用技术、表面技术等多种新科技在内的现代工艺规划。环境影响与资源消耗是绿色工艺规划考虑的主要问题，通过对加工制造方案、规划设计过程进行优化选择，制定绿色环保的实施方案，并以此来提高原材料的利用率，降低能源与物料的消耗，减少废气污染物的产生。

其中，产品加工过程中的废物流和由其带来的环境问题受到了国际各方面的高度重视。在国外，由加利福尼亚大学在内的几所高校设立了有关此方面的研究课题， 并制订了各研究阶段的目标。此课题着眼于机床系统，通过控制机床系统的各项参数，分析数据，量化输出参数，总结获得的实验结果。还研究了与此相关的机床加工切屑形态学、动力机理以及加工系统的废物流特性等。为了支持课题的研究， 美国有关部门还设立了专门的部门以管理环境意识制造专题。

在国内，一些高校与科研机构也跟进形势，对绿色制造的工艺规划问题进行了初步的探索。例如，重庆大学在研究绿色制造工艺规划方法以及实用技术的课题中， 通过对压力加工，铸造焊接，特种加工等工艺类型的大量实验与分析，初步建立起数据知识库的原型系统。近年来，随着大量有关论文杂志的发表或出版，研究体系也逐步完善。

六、机械加工制造评价方法

通常评价传统的机械加工工艺采用最低成本、最高生产率及最高利润等要素为依据。然而伴随着制造业可持续发展不断提高的要求，机械加工以往企业追求的内在经济效益的单一目标模式，开始向追求社会效益、经济效益和环境效益协调发展的多目标模式。面向绿色制造的机械加工工艺方案评价目标体系选择了5个主要因素，即质量（Q）、时间（T）、成本（C）、环境影响（E）、资源利用率（R），形成了一套科学合理的机械加工制造评价方法。

结语

机械加工和制作技术应形成一个高效化、系统化、综合化的生产管理流程和体系，绿色制造技术是对这一体系进行优化、评价和检测的最佳选择。机械加工和制造首先要转变固有的生产加工模式，逐渐放弃劳动力密集型的重工业生产模式，减少人工作业在制造过程中的参与，提升工作效率的同时保证产品质量。在面向机械加工工艺规划制造技术的系统研究过程中，绿色制造的优化和评价作用涉及各个方面：机械的设计和制造问题、能源损耗和环境污染问题、生产效率和产品安全问题。我国的绿色制造技术还在不断发展和完善过程中，在未来的机械加工工艺规划和制作领域会有更广泛的用途。

篇12

机械制造技术是研究产品设计、生产、加工制造、销售使用、维修服务乃至回收再生的整个过程的工程学科,是以提高质量、效益、竞争力为目标,包含物质流、信息流和能量流的完整的系统工程。

20世纪70年代以前,产品的技术相对比较简单,一个新产品上市,很快就会有相同功能的产品跟着上市。20世纪80年代以后,随着市场全球化的进一步发展,市场竞争变得越来越激烈。

20世纪90年代初,随着CIMS技术的大力推广应用,包括有CIMS实验工程中心和7个开放实验室的研究环境已建成。在全国范围内,部署了CIMS的若干研究项目,诸如CIMS软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略,CIMS总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等均取得了丰硕成果,获得不同程度的进展。但因大部分大型机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要限于CAD和管理信息系统,底层基础自动化还十分薄弱,数控机床由于编程复杂,还没有真正发挥作用。因此,与工业发达国家相比,我国的制造业仍然存在一个阶段性的整体上的差距。

目前,我国已加入WTO,机械制造业面临着巨大的挑战与新的机遇。因此,我国机械制造业不能单纯的沿着20世纪凸轮及其机构为基础采用专用机床、专用夹具、专用刀具组成的流水式生产线——刚性自动化发展。而是要全面拓展,面向五化发展,即全球化、网络化、虚拟化、自动化、绿色化。

二、机械制造技术的特点

做好基础自动化的工作仍是我国制造企业一项十分紧迫而艰巨的任务。但加工中心无论是数量还是利用率都很低。可编程控制器的使用并不普及,工业机器人的应用还很有限。因此,我们要立足于我国的实际情况,在看到国际上制造业发展趋势的同时扎扎实实地做好基础工作。

1.机械制造技术是一个系统工程

先进制造技术特别强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它要不断吸收各种高新技术成果与传统制造技术相结合,使制造技术成为能驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流的系统工程。

2.机械制造技术是一个综合性技术

先进制造技术应用的目标是为了提高企业竞争和促进国家经济和综合实力的增长。因此,它并不限于制造过程本身,它涉及产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容,并将它们结合成一个有机的整体。以便提高制造业的综合经济效益和社会效益。

3.机械制造技术是市场竞争要素的统一体

市场竞争的核心是如何提高生产率。随着市场全球化的进一步发展,20世纪80年代以后,制造业要赢得市场竞争的主要矛盾已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的矛盾。先进制造技术把这三个矛盾有机结合起来,使三者达到了统一。

4.机械制造技术是一个世界性技术

  20世纪80年代以来,随着全球市场的形成,发达国家通过金融、经济、科技手段争夺市场,倾销产品,输出资本,使得市场竞争变得越来越激烈,为适应这种激烈的市场竞争,一个国家的先进制造技术应具有世界先进水平,应能支持该国制造业在全球市场的竞争力。同时,机械制造技术是面向21世纪的技术,应与现代高新技术相结合,应是有明确范畴的新的技术领域。 免费论文下载中心

三、我国机械制造技术的发展方向

先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展起来的,既保持了过去制造技术中的有效要素,又要不断吸收各种高新技术成果,并渗透到产品生产的所有领域及其全部过程。

20世纪80年代,随着扫描显微镜的发明和使用,人类认识世界和改造世界的能力进入纳米尺度,纳米技术是指实现纳米级精度,是一种在纳米尺度上研究原子和分子结构,物质特性及相互作用与运动,并运用这种技术为人类服务的高新技术,纳米技术对制造业产生了很大的影响,其应用范围将非常广泛,包括纳米材料技术、纳米加工技术、纳米装配技术和纳米测量技术等。

超精密加工的加工精度在2000年已达到纳米级,在21世纪初开发的分子束生长技术、离子注入技术和材料合成、扫描隧道工程(STE)可使加工精度达到0.0003~0.0001μm,现在精密工程 正向其终极目标——原子级精度的加工逼近,也就是说,可以做到移动原子级别的加工。

现代机械制造技术的发展主要表现在两个方向上:一是精密工程技术,以超精密加工的前沿部分、微细加工、纳米技术为代表,将进入微型机械电子技术和微型机器人的时代;二是机械制造的高度自动化,以CIMS和敏捷制造等的进一步发展为代表。

1.精密成形技术成形制造技术包括铸造、焊接、塑性加工等。精密成形技术包括:精密铸造(湿膜精密成形铸造、刚型精密成形铸造、高精度造芯)、精密锻压(冷湿精密成形、精密冲裁)、精密热塑性成形、精密焊接与切割等。

2.无切削液加工无切削液加工的主要应用领域是机械加工行业,无切削液加工简化了工艺、减少了成本并消除了冷却液带来的一系列问题,如废液排放和回收等等。

3.快速成形技术快速原型零件制造技术(RPM),其设计突破了传统加工技术所采用的材料去除的原则,而采用添加、累积的原理。其代表性技术有分层实体制造(LOM),熔化沉积制造(FDM)等等。