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東莞處于珠江三角洲經濟發達地區,被政府定位要建設成為“國際制造業名城”,且與港、澳和國際交往密切,新產品、新設備、新技術引進快、更新快,東莞理工學院是東莞地方性本科院校,具有得天獨厚的產業優勢。機械電f工程是該院機械設計制造及其自動化專業的主要專業方向之一,研究機械電子工程的辦學特色具有亟大意義。
1.機械電子工程辦學模式及特點
國外的高等工科教育,十分重視微電子技術與機械工程的結合,在高等院校中正式建立機械電子專業的大致有兩種類型,一種以機械制造過程機電一體化為方向,如日本的豐橋技術科技入學生產系統工程系和英國勃萊德福的制造系統工程系;另一種以產品機電一體化為方向,如日本的靜崗大學光電機械學科。日本名古屋大學電子機械工程系的學者認為:過去是機械工程和電子工程分別作為兩個獨立的領域,今后,社會和發展形勢迫切需要能夠掌握機械工程和電子工程兩個領域的人才。這個系設有電子機械基礎理論、電子機械應用設計、超精密加工、電子機械測量、集成機械工程等5個教研室。日本東京大學機械工程系設計與制造系統專業(相當于我們現在的機械設計與制造專業)的課程設計考慮了培養機電一體化人才的需要。他們認為在機電一體化產品中有關傳感技術,數據轉換、傳遞與處理技術,接口技術和計算機的操作與控制技術,以及應用軟件等知識,已成為現代機械工程師必須具備的基本知識。因此他們在專業教學中增設了以下一些課程:機械工程學、機構與信息、信息化生產系統、CAD/CAM、自動化、先進制造技術、信號與圖象處理、系統管理、機電一體化、系統動力學、機械動力學、工業綜述、工業系統以及應用軟件技術等。
我國高校機械電子工程專業的設置始于20世紀80年代。最初機電工程專業是依據各校歸口行業應急的需要,對原有相關專業進行調整而設置的,教學計劃的制定明顯帶有“機靠電”或“電靠機”的傾向。而課程設置,尤其是體現機電一體化新技術的專業課程設置遠跟不上技術發展的速度。盡管如此,由于微電子技術、計算機技術的率先滲透,這一時期系統性教育結合進修性教育培養出的機電一體化人才,在生產實踐中,對改造企業的老產品、舊設備和生產線,提高自動化水平和經濟效益起到了一定的推動作用。進入20世紀90年代以后,機電一體化人才的培養為了適應經濟體制逐步轉軌以及學科迅猛發展所帶來的變化,許多高校對機械電子工程的專業結構、課程設置、教學內容均進行了大幅度的調整。
上海交通大學精密儀器專業立足于原有專業的改造,徹底更新原有的課程設置體系。該專業教改從優化專業課程設置入手,以“精密機械設計”“傳感器”“微機及接口技術”等核心課程為結合點,鏈接反映學科新興技術應用的相關課程。如在精密機械設計分支中,增設了“精密機械CAD、儀器CAD”等課程;在傳感器分支中,增設了與提高產品質量休戚相關的“儀器可靠性設計”和為加強電路系統設計能力的“精密儀器電路”等課程。與此同時,考慮到近年來光機電一體化系統的研究已經步入產品化階段,出于光、機、電、智能伺服系統綜合設計能力培養的需要,又增設了“儀器光學基礎”“自動控制系統”等課程。優化后的課程體系,總體分布趨于合理,較充分地體現了先進性、及時性、實用性的特點,形成了機、電、計算機技術“三足鼎立”之勢。
哈爾濱工業大學機械電子工程專業的教學改革自始至終是與學校211工程發展規劃以及教改立項研究結合在一起的。為了挖掘內部潛力、調動積極因素、發揮綜合優勢,哈工大將校內原“精密機械及儀器制造工程”專業、“機電控制及自動化”專業以及機器人研究所、現代生產技術中心合并,重新組合成立了機械電子工程專業。這種集科研、教學、工程實踐于一體的教學體系,不僅在師資力量、教學設施上為專業教改奠定了基礎,而且合一化機制自身所具有的自動反饋功能,更為及時調整教學環節、更新教學內容提供了保證。重新制定的教學計劃中,專業課程的設置具有學時少、針對性強的特點,經適當搭配后,與統設專業基礎課組織,不僅形成了“機電控制和自動化”、“機電一體化產品設計和制造”兩個專業方向(這與當前機電工程專業機械產品機電一體化和機械制造過程機電一體化分別設置的發展新趨勢相吻合),同時,突出了知識傳授與工程實際需要的緊密結合。
綜上所述,機械電子工程辦學模式的共同特點是:
(1)基于機械電子學從理論到實踐的不斷延伸和擴展,基于機械電子工程綜合性人才培養的需要,遵循“寬口徑、廣適應”的原則,專業方向以機械產品機電一體化和機械制造過程機電一體化兩個大方向來劃分。
(2)站在市場經濟對專業知識結構的總體高度上來權衡課程設置、教學內容與教學時數,摒棄以往單純強調課程自身完整性的作法。對專業基礎課,要削枝強干、精心搭配;對專業課,要反應現代科技水平,突出新、簡明、實用。
(3)加強實踐性教學環節,探索適應經濟新機制的管理方法。提倡三結合,gfl:理論與實踐相結合,教學實踐與生產實踐相結合,實踐環節要體現機與電的結合。
2.機械電子工程課程設置
借鑒國內外髙校設置機械電子工程取得的經驗和成果,結合我院自身特點及地理優勢,總結我院第一屆機械電子工程辦學經驗,在“保證基礎、突出主干、注重能力、增強適應性”培養原則的基礎上,修改機械電子工程教學計劃。建議課程設置如下:
(1)保留通識教育課程。
(2)修改學科基礎課程設置。保留機械制圖、理論力學、材料力學、機械原理、機械設計、機電傳動與控制、測試傳感技術、液壓與氣動,將互換性與技術測量、工程材料及成型技術與機械制造工程原理整合為一門課,壓縮學時:加強電工與電子技術課程,具體將電子技術改為模擬電子技術和數字電子技術,并增加電工部分的電路分析;加強微機原理與接口技術課程,增設計算機輔助設計與制造課程。
(3)修改專業課程設置。保留控制工程基礎、機電一體化系統設計;將數控技術與制造系統的計算機控制整合為一,改設為計算機控制技術并增加學時,增設數控機床與編程,增設機器人技術。
(4)合理設置選修課。對任選課可按照“寬而淺”的原則設置課程,組織教學內容,一般每門任選課以20~30學時為宜;對于跨專業的任選課可采用講座方式,一般每門課程的講座時間10?15學時為宜,以拓寬知識面、增加信息量、擴大視野、促進能力與素質的培養提高為目的。
3.機械電子工程實踐教學環節
為了在大學的有限時間內,有效地培養學生的綜合能力和創新能力,提高學生的素質,除了課堂教學部分的課程設置、教學內容以及教學方法應圍繞上述培養目標進行改革外,還應重視實驗教學及工程實踐教學在人才培養中的重要性。這是因為在實驗教學及工程實踐教學的過程中,學生將所學的知識用于解決工程實際問題,從而產生從感性認識到理性認識的6躍;通過實驗及實踐教學,學生提高了學習興趣,貼近了工程實際,進一步明確了學習目的。尤為重要的是還為提高學生的綜合能力和素質,培養學生的創新精神提供了一個合適的環境。基于上述原因,我們對機械電子工程實踐教育體系的建設進行了探討研究。
3.1 機械電子工程實踐教學體系
以本科培養方案和教學大綱為依據、以評估要求為標準,建議我院機械電子工程實踐分為3個階段,貫穿于大學四年教學全過程,且每個階段都有一定的目的與要求,各階段的基本內容下:第一階段為實踐認知階段,本階段教學主要沿工程設計的實際過程展開,使學生通過參觀、調研、資料查詢檢索、采購與經濟核算、動手拆裝、模型制作、計算機繪圖大作業的實踐,得到一個真實的較完整的工程經歷,強化學生的工程意識,加深對機電結構的感性認知,并結合有關的機電工程導論課使學生對機械電子工程有一個比較全面的了解。
第二階段是基礎實踐階段,使學生通過金工實習、電工電子實習,機械原理與機械設計、機電傳動與控制、測試傳感技術、液壓與氣動、微機原理等課程的實驗、課程設計和大作業等環節,了解制造與控制的基本工程知識與設計過程,訓練學生逐步樹立工程觀念,提高解決工程實際問題的能力,培養學生的創新意識。
第三階段是綜合實踐階段,把工程設計與機電課程結合起來,進行機械設計與機電控制相結合的綜合設計。在這一階段學生結合專業方向課程的學習,首先通過機電系統綜合實驗的yii練,然后通過專業課程設計、生產實習、畢業設計,使學生綜合解決工程實際問題的初步能力得到系統的培養與鍛煉。
在實踐時間安排上,除了在學期末安排一段集中時間實施外,基礎實驗采用單獨設課的形式;專業綜合實驗采用比較靈活的方式,只給學生布置一定的實驗任務與最終要求,而完成實驗任務的過程則由學生自己確定;在實驗進度安排上,只要求學生在規定的某…段時間內(如一個學期內)完成,實驗室在規定的時間內對學生完全開放,學生完成實驗有較大的靈活性,從而為學生的個性發展與創造性的發揮創建一個適宜的環境。
3.2 機械電子工程綜合實驗課程設置
針對機械電子工程的特點,建設機電系統綜合性實驗平臺。設計符合新形勢下的科學合理的實驗教學體系方案,充分突出綜合性實驗的主體作用,提高共享性、開放程度和效率。
機電系統綜合實驗是機械電子工程的綜合性實驗課程,其主要目的是培養學生綜合運用已學的力學、機械原理和機械設汁、控制工程、測試技術、微機原理、計算機控制技術等課程知識來提高解決實際工程問題的能力。該課程通過學生親自、獨立完成一系列較有針對性的小設計小制作,使學生在獨立工作能力、實驗實踐以及專業技術知識與技能的綜合應用等方面得到比較實在的鍛煉和培養。具體題目是從教學、科研、生產實際課題中提煉而出,每種題目由一至兩名教師負責輔導,各班學生分為4?5種不同類型、不同內容的題目。如機械電子的具體綜合實驗題目可以設為:①單片機實驗系統一應用硬件及軟件的設計與研制;②爬樓輪椅的設計和實驗模型的設計、制作;③單片機控制電梯教學模型;④帶閉環控制功能的單相交流伺服電動機調速系統;⑤單相調速電動機控制的機械手;⑥單片機直流電動機控制系統。
在專業綜合實驗的內容和時間安排上,采用比較靈活的方式,只給學生布置一定的實驗任務與最終要求,而完成實驗任務與過程則由學生自己確定;在時間安排上,只要求學生在規定的某一段時間內(如一個學期內)完成,實驗室在規定的時間內對學生完全開放,學生完成實驗有較大的靈活性,為學生的個性發展與創造性的發揮創建一個適宜的環境。同時又可以較好地解決了實驗室的設備在集中實驗時不夠用,空時又閑置著的矛盾,較好地發揮實驗設備的效能。
3.3 機械電子工程畢業設計
進入21世紀后,我國社會主義現代化建設進入了更高層次、更快速度的發展時期,需要大量不僅有較深的專業知識,而且知識面更寬、素質全面的高等工程技術人才。機械電子工程要求學生具有較強的工程素質和工程技術綜合應用能力,畢業后能勝任機械電子工程方面的設計、制造、研究開發、維護與使用、生產及經營管理等方面的工作。學生畢業后能否適應多項技術工作的需要,是否具有一定的開拓和創新能力,在很大程度上取決畢業設計的效果。為此,畢業設計要著眼于市場,選擇科學研究與新產品開發相結合的“實戰”題目,將新技術運用融入技能培養之中,同時讓同學們接觸市場經濟知識,使他們在實戰演練中不僅增長技術才干,而且感受到市場競爭的嚴峻。
建議從三年級下學期開始實行導師制,學生可以選擇畢業設計的方向和指導教師,結合導師的科研項目,提前進入畢業設計,為保證畢業設計質量打下基礎。堅持選擇科研項目和有生產應用背景的題目,真題真做,使學生受到嚴格的工程實踐和科研訓練。已經簽定就業協議的,畢業設計的題目可以征求用人單位的意見,將畢業設計題目與企業生產中的實際問題和教師科研成果聯系起來。少數學生的畢業設計可以在用人單位做,由學校和企業的工程技術人員聯合指導。學生不僅可以綜合應用所學知識,而且可以親生經歷企業實際的工程訓練過程,對現實社會有直接的了解,為今后上崗工作奠定基礎。
總之,實踐性教學體系的改革是專業總體改革的重要組成部分,始終遵循“來源于實際,還原于實際”的指導思想。
4.結語
機械電子工程培養的是復合型應用人才,是從事機電一體化產品設計、制造、運行、試驗、開發研究的高級技術人才。要求他們既具有扎實的機械、電子、信息等方面的理論基礎,又具有較強的動手能力、工程設計和綜合調試能力,從而能綜合運用系統理論、機械技術、電子和計算機技術及其現代技術,實現硬件技術和軟件技術的巧妙結合,形成優化設計方案,研制出高功能、高質量、高可靠性、低成本的機電產品和系統。要實現上述培養目標,必須從各方面采取措施:
(1)課程設置做適當調整,學生在學習機械類知識的同時,必須加強電類知識、計算機應用和機電接口技術、自動化技術的學習。
(2)加強實踐環節,建設機電系統綜合實驗平臺。
(3)畢業設計要著眼于市場,選擇科研項目和有生產應用背景的題目,使學生受到嚴格的工程實踐和科研訓練。
關鍵詞:斜坡工程地質區;不穩定斜坡;變形破壞
中圖分類號:TU413.6+2 文獻標識碼: A 文章編號:
1. 不穩定斜坡分類概述
斜坡系指地殼表部一切具有側向臨面的地質體,分為自然斜坡和人工邊坡兩種。不穩定斜坡包含有:土質斜坡、巖體斜坡和土質巖質二元結構斜坡。
土質斜坡在人類活動地域的自然地質環境中是最普遍出現的不穩定斜坡
土質巖質二元結構斜坡,山區斜坡工程地質區中最普遍的是這一類的斜坡。
2. 不穩定斜坡變形破壞的類型和方式
2.1斜坡碎屑流
包括碎屑流和土滑。地質剝蝕力(重力、凍脹力、風力、體積力等)將斜坡塊體由基巖拆離開來,這些巖塊、土石體在重力作用下落滑,在斜坡中部、凹型坡體部形成體積大小不一、高度較大的倒石錐或土流體。這些松散堆積的碎塊石倒石錐體,極不穩定。
2.2斜坡塊體運動(崩塊或滾石)
包括滾石和塊體崩落,斜坡地質作用力(水平分力、垂直分力)將斜坡塊體由基巖拆離開來,這些巖塊、土石體在重力作用下沿著斜坡快速崩落、崩滑,表現為巖落、巖滑、碎屑落、碎屑滑。危害表現為有的位于人類活動場所地斜坡的中上部形成威脅。
2.3崩塌
崩塌是指陡峻山坡上巖土體在自重作用下,向臨空面突然崩落的現象。山地斜坡工程地質區崩塌現象是普遍存在的,斜坡崩塌變形體數量約占斜坡變形體總數的90%以上。山地斜坡地形復雜,溝谷縱橫,分布崩塌點密度高。
2.4滑坡
滑坡斜坡土體或巖體在重力作用下失去原有的穩定狀態,沿著斜坡內一個或多個破裂滑動面整體向下滑動的過程與現象。這些滑坡變形體有著形成周期慢、現狀欠穩定或較穩定和隱蔽性強的特點。
①滑坡變形體:滑坡體整體特征不明顯,滑坡平面形態呈條狀形態。滑體巖性為含碎石粘土、碎石土。由于不均勻滑動,滑體上鼓脹(地表上鼓)、縱張裂縫形成,泉水或濕地出現等。
②山地斜坡工程地質區的滑坡以部分滑體崩滑、溜滑地質作用因素為主。后緣的弧形拉張裂隙、下錯階梯狀陡坎(一級或多級)出現、滑體兩側出現平行的羽狀張裂隙(斜列式)。
2.5次生沉積物流(泥石流)
次生沉積物流(泥石流)是斜坡上或溝谷中松散碎屑物質被暴雨或積雪、冰川消融水所飽和,在重力作用下,沿斜坡或溝谷流動的一種特殊洪流。特點是爆發突然,歷時短暫,來勢兇猛和巨大的破壞力。泥石流預警是與降雨強度明顯相關,特別是陣雨強度是預測泥石流發生的基本要素。
3. 影響不穩定斜坡變形破壞的因素
3.1坡體形態
坡體形態不同,應力分布是不一樣的。陡坡腳處產生應力集中,坡頂出現拉應力。另外,斜坡形成和發展中,隨著坡體形態的逐漸或快速的變化,應力分布場也是變化的。
不穩定斜坡形態的形成、發展乃至破壞是一個逐漸變化、發展的過程。隨著坡頂殘積物逐漸下移和下部坡體的蠕變,坡體的應力狀態逐漸轉移和變化。
3.2巖性和巖體結構
軟弱巖體和粘聚力很低的松散土體斜坡較堅硬巖石和固結高粘聚力土體明顯不穩定;此外,就表現在斜坡巖體結構上的各種形式結構面上,這種結構面有時表現在力學差異分布的力學結構面上,結構面使得巖土體不均一和不連續,就形成了沿結構面周邊出現應力集中或應力阻滯現象,構成斜坡變形與破壞的控制性條件。坡體易沿結構面發生剪切滑移,同時出現折線型蠕滑裂隙系統;尤其在結構面相互交匯處或轉折處,形成高壓應力和拉應力集中,變形破壞劇烈。
3.3水體的作用
在斜坡工程地質區在經歷不同程度降水或水體入滲至斜坡體,由于斜坡體水體的滲入,引起以下幾種斜坡體工程地質性質的驟變:
①動水壓力的增加;②靜水壓力的增加;③增加滑動體的重度;④粘聚力的降低;⑤改變巖土體的性質和結構:由于坡體中水體的加入,一些單層結構的巖土體就可能轉變為雙層結構或多層結構斜坡體;水體還改變巖土體性質,表現在塑性增強和膨脹力、崩解性質上,這些在斜坡破壞變形是普遍存在的。
3.4外動力作用
①荷載的增加
斜坡體中、上部,有時分布著建筑物或公路道路等工程設施,和民居地,這些一方面增加不穩定斜坡的下滑力;一方面增加水體的入滲斜坡體的現象。
②地震力作用
地震力(瞬時水平分力、垂直分力、“巖土體似地震液化”和地震波效應)將斜坡塊體由基巖拆離開來;地震力對斜坡的變形破壞表現為致使原有斜坡地質變形體滑動、成災和地震過程產生新的斜坡地質變形體。
3.5地質構造和新構造運動的影響作用
一方面使得斜坡巖土體破碎和移動,以及斜坡體高度的加大;另一方面斜坡體應力分布的增高和應力場分布的改變。
4. 不穩定斜坡變形破壞的特點
4.1淺表性滑移
山地斜坡工程地質區,外動力水營生作用較弱,以風力和冷凍作用為主,所形成風化殼較薄,強風化帶厚度較小。表現在過程變形體淺表性的多次變形完成或滑落的過程。①變形體變形后,表現有后緣有多條拉張裂縫,裂縫平行于變形圈椅邊界線,中部錯裂縫明顯,裂縫延伸長,可見深度大,位移明顯;變形體兩翼剪裂縫呈雁行式排列,裂縫延伸較長;變形后緣壁明顯,較高~高。②部分斜坡變形體還具有繼續變形的趨勢上,高或較高的后緣壁危巖體,由于應力松弛帶的形成,極易崩落;較厚的變形體前緣,逐漸形成斜坡變形體下滑,在暴雨或持續降雨過程中,部分破壞變形了的變形體,隨時下滑強變形或突然變形的可能。
4.2外部水體增加期(雨季為主)斜坡變形破壞
山地斜坡工程地質區多數不穩定斜坡的變形過程:①隨著斜坡松散土石體下落,不穩定斜坡的逐漸加大,變形體極限平衡的接近;②變形體后緣拉張裂隙發育,雨季或水體滲入期,降雨直接入滲至變形體后緣發育的拉張裂縫和松散狀態坡體土,至滑帶(滑面),降低滑帶土的抗剪強度;增加孔隙水靜水壓力和動水壓力;入滲至坡體的水體增加了滑體自重,上述條件促使斜坡不穩定變形體變形,乃至崩滑、滑移和強烈變形。③這些不穩定斜坡產生的巨大松散巖土體堆積在谷坡斜地上,為次生泥石流的發生提供了充足的物源,導致泥石流災害發生。
綜上所述,雨季來臨前不穩定斜坡多呈現蠕滑狀態,變形緩慢;暴雨或持續降雨時,土體飽和,斜坡變形體突然劇烈變形。降雨條件下,不穩定斜坡位移加速度與相應的位移速度的平方成正比[6]。
式中,A、α為常數,α=1.5~2.2;
V—滑動速度;
t—初始時間;
tr—斜坡破壞時間。
結論
總體來說,不穩定斜坡變形發展過程多呈漸變的、緩慢的、蠕滑的特點。不穩定斜坡隨著變形體體積的增長、厚度加大,斜坡地應力的聚集,向不穩定斜坡或臨界趨勢發展。
參考文獻:
[1]崔政權、李寧.邊坡工程理論與實踐最新進展[M].中國水利電力出版社,1999.
[2] 張彬、王釗、彭亞明等.三峽庫區某滑坡的穩定性分析與評價[J],2003.
【關鍵詞】機械自動化技術;特點;現狀問題;改善措施
一、自動化技術在機械工程運用中的特點
1、集成自動化技術特點。集成自動化技術是我國主要的機械自動化技術。集成自動化技術是信息技術在原來的基礎上進行的一定改進,使得機械工程的全部制造過程可以變得更完善。集成自動化技術最大的特征是將原來的IT技術進行改進,也可以聯合自動化和生產相關的信息,進而擴大機械化工程的生產和開發。隨著科學技術的進一步發展,集成自動化技術也是一直在不斷的發展,所以采用集成自動化技術可以協助企業進一步的提高機械管理程度,進而不斷的提高企業的經濟效益。
2、使用靈活的自動化技術特點。柔性自動化技術是現在發展先進的技術之一,柔性自動化技術是基于在計算機基礎上,所以最顯著的特點是能夠靈活的使用自動化技術,機械工程生產目標智能化運營管理。因此,采用靈活的自動化技術,能夠有效地改善科學和智能的機械工程,進而提升企業的機械化的效率。柔性自動化技術,現在經營范圍被廣泛使用,并得到了廣大企業的信任和認可。
3、智能自動化技術的特點。智能自動化技術是升級版的柔性自動化技術,自動化技術的功能,一定要在網絡的基礎上創建的,因此,智能自動化技術可以是機械工程仿真與控制的過程。智能技術可以作為機械數據的科學解析,也可以收集數據或信息,所以智能自動化技術,能有效的提升機械效率,不斷擴大應用的智能自動化技術的范圍。因此自動化技術的功能,最大的特點可以替代人工管理,進而節省了部分的企業的人力資源成本。所以,自動化技術的功能,將成為機械工程的將來發展方向,有必要進一步的加強,以更好地提高生產效率和經濟效益,完善智能自動化技術的開發和利用。
二、機械工程自動化技術的現狀問題分析
對于自動化技術在機械工程的發展,我國尚處在初級階段,在機械工程自動化生產經營中,很多企業還是采用傳統的管理和經營模式。人才管理,我們的人才管理機制是不實際的,仍采用國外的人才管理方式,并沒有形成適合自身的人才格局,主要集中高素質的專業員工隊伍,雄厚的理論,但實際的技術低。在技術方面,精密機械加工和其他初級階段的水平來看,雖然得到廣泛應用,但在復合加工仍處于追趕階段。在機械設計,沒有即時有效的將科技成果轉化,更多的設計文案設計水平不高。
機械工程自動化技術在我國也有一些問題:缺少實際應用的專業技術人員。在發展進程中,過于強調理論,都忽略了現實培養人才,造成實際機械工程自動化中,技術化程度較低。大多數人只知道理論,但在技術上卻沒有實踐經驗,只有不斷的研究和創新,以提升實現機械工程自動化技術,但自動化技術仍然是傳統封閉式體系結構。對于機械工程自動化應用,技術的實際廣度,缺少專業的關注和準確的科研投入,并沒有具體的管理策略,以此來發展自動化技術。
三.機械工程自動化技術的改善措施
1、采用先進的機械加工自動化技術。在制造業領域中,與發達國家還存在著一定的差別。沒有達到高度自動化程度,計算機集成制造系統的應用并不廣泛,基礎技術儲備不充分,應該盡量消化和吸收國外技術和成熟經驗,根據自身的特點,通過技術突破壁壘,達成知識產權。現在在機械加工生產進程中,產生相對大量的部件,并且需要組裝,以半自動為主。對于成品應該引入先進的設備,采用先進的機器設備,以實現高度自動化的加工,降低資源浪費,提高良好的經濟性。對于單件小批量生產,應提倡成組技術人才,采取數控機床或加工中心的應用程序的正常發展。此外,自動化的應用不是不同的產品在不同行業中的簡單復制,應該集重在于差異化和優化。技術信息、新材料等進一步的發展,將為我們帶來更廣闊的空間,以追趕和發揮的空間。新一代自動化技術在PC和開放式體系結構的發展,驅動裝置朝向交流、數字化方向的發展。通信數字網絡的發展,自動化系統的控制性能朝著智能化的方向發展。隨著推進工業自動化進程,智能化將占據工業生產十分重要的地位。
2、以信息技術改進機械工程自動化技術。以工業自動化為基礎,在一定程度上根據信息技術的發展。信息化促進機械工程自動化的發展,體現在工業設計、制造和管理等方面,加速傳統產業的發展,調整產業結構的轉變,完善制造業的硬實力和軟實力。機械工程自動化的發展是不容易的,是經過循序漸進,步步為營,從簡單到復雜的進程,在整個進程中,自動化逐漸取代手工操作,這是一個重要的技術開發應用程序性能的做法。我們根據對自動化水平較低的機械工程的實際情況,以發展機械工程自動化技術,有必要引進和學習國外先進的機械制造理論和技術,從教育出發,注重教育部門,根據企業生產和發展的實際需要和市場需求作為根本導向,制定相關的專業技術教育,重視應用科學和技術創新,擴大科技投入,優化自動化產業鏈。要從實際出發,效率和質量相結合,充分認識到市場經濟中信息技術的重要性。
3、重視高技術人才培養。堅持以機械工程自動化技術發展的道路上,我們一定要提高機械自動化教育體系的發展,打破應試教育的限制,完善校企合作,努力培養人才。現在我國的技術人員,尤其是缺少高技能人才,已成為中國經濟持續健康發展的瓶頸,造成嚴重影響。
四、結束語
采用自動化技術能夠有效的推動機械工業的發展水平。要立足于機械工程的特點,有針對性的綜合自動化技術和學習,以確保機械工程的自動化技術能力的可持續發展。自動化技術對科學技術的需求高,現在我國的機械化工程發展不高,有必要制定一個長遠的發展規劃,以奠定在機械工程可持續發展基礎。
參考文獻:
[關鍵詞]機械工程技術;運用;影響
中圖分類號:TH16 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2015)41-0222-01
1 機械工程技術的運用
1.1 建模、仿真、設計優化技術
隨著計算機技術、感知技術、通信技術等技術的進一步融合,機械中比較復雜的機電系統則呈現網絡化、智能化與嵌入式、分布式等特征。而就目前的技術水平來看,運用機械工程技術需要具備一個前提條件,就是在復雜的機電設計中融入客戶的情感與文化方面的需求。當然,在加工精密儀器等復雜機電系統時,需要對相關材料進行創意、建模、仿真以及設計等操作,為了完善機械工程設計技術的運用,需要通過計算機技術對其進行輔助設計、制造、管理等。值得一提的是,建模、仿真和優化設計技術的普及離不開CPS(信息―物理系統融合)技術的發展。
1.2 零件精確成形技術
所謂零件精確成形技術,是指通過先進的成形工藝、內在質量控制技術以及嚴格規范的幾何尺寸等技術的運用,實現高精度的幾何尺寸、高內在質量的零件或者零件毛坯、先進的產品的成形。而該項技術在我國機械工程技術方面的運用,有利于節約材料和能源,有利于實現成形后續加工環節的免除和減少,有利于促進零件內在質量的提高。要知道,眾多工業較為發達的國家都給予此項技術以充足的重視和關注,重視其在機械工程設計中的運用和發展。
1.3 大型構件成形技術
作為機械產品生產和制造的重要環節,大型構件成形同樣是機械工程技術中不可或缺的組成部分,因此,此類技術的運用和發展受到越來越多人的關注。由于大型構件具備受力繁重、工況特殊的特點,因此在安全性和技術方面的要求都比較高。而隨著社會主義市場經濟的不斷發展,能源、航空航天、冶金等行業會日益增加對大型構件需求量,這樣的發展形勢勢必會促進大型構件技術的運用和發展,而與逐漸拓寬的技術運用空間相對的,是對于該項技術要求的逐步增高。
1.4 高速精密加工技術
在高速精密加工技術的運用領域中,航空航天領域和汽車領域是最為典型的。而作為機械工程技術中高技術含量的技術之一,高速精密加工技術具備較高的生產效率、加工精度和表面質量以及較低的生產成本等優點。如果在宏觀尺度或者部分微細零件加工中運用高速精密加工技術,能夠有效提高加工速度,降低零件表面的粗糙程度,增強各部件配合的準確性和合理性,同時延長機械的使用壽命,實現機械能耗與運行費用的降低。
1.5 智能化、集成化的傳動技術
近年來,隨著機械工程技術的迅速發展,智能化、集成化的傳動技術應運而生。具體來說,智能化集成化傳動技術是指“在機械生產過程中,將傳統的動力傳動技術與網絡、信息、數字、總線等先進技術進行融合,實現傳動件在線實時監測、實時控制、自我診斷和修復以及多種元件與功能的集成技術。”而智能化、集成化的傳動技術在機械工程中的運用不僅能夠實現產品性能的提高,簡化機械系統,還可以實現系統柔性的提高,提升傳動效率。另外,智能化、集成化傳動技術在機械工程的運用方面,具備以下幾個特點:一是可以實現在線監測,具有自我診斷和修復的功能;二是可以通過在線進行遠程實時控制;三是作為多種元器件和功能的集成;四是即插即用的特點。
1.6 數字化工廠技術
近年來,隨著機械領域的不斷發展,數字化工廠技術產生并發展起來,成為一種高新的機械工程技術。實際上,數字化工廠技術通過對數字化技術,特別是網絡技術的利用,對工廠內外的數據和信息進行隨時隨地的獲取,并融合和集中設計人員和制造人員智慧與知識,實現產品的設計、生產和管理、銷售等方面的現代化。數字化工廠技術模式具有集成化、透明化和智慧化的特征,在國際上具有廣泛的運用,甚至一些發達國家通過數字化技術的運用,對全球協同設計和制造的工程進行支持,以加強機械工程技術的不斷發展。
2 機械工程技術的影響和發展趨勢
面臨著機械領域深度調整增長模式的巨大壓力,在機械工程中運用新型節能環保技術成為必然趨勢,并引導機械產品走向綠色化。同時,不斷交叉與融合的各個學科,將會為技術系統帶來新的變革和突破,引發新一輪的技術革命,推動機械工業走向智能化、綠色化和服務化。
另外,越來越完善的科研、制造、設計體系,將提高我國有色機械工程技術水平,實現其引進、吸收與自我完善等功能的不斷增強。具體地,機械工程技術的不斷發展則表現為:機械設備組合功能的不斷提升和加強,使得機械設備的功效和產率獲得顯著提高;機械設備的在線檢測和適應功能的不斷增強,使得機械設備在不停機的前提下,實現自我檢測、調整和適應;組塊式備件的在線功能的實現則可以在保證生產效率的基礎上,實現設備防護和檢修水平的提高,進而保證機械產品生產的穩定性和持續性。
3 結語
總之,作為機械產品生產和制造過程重要的組成部分,機械工程技術不僅對于我國的技術文明有著重要的意義,而且在中國的物質文化和社會經濟方面發揮著促進作用。近年來,機械工程技術在我國的運用主要表現在:建模、仿真、設計優化技術,零件精確成形技術,大型構件成形技術,高速精密加工技術,智能化、集成化傳動技術以及數字化工廠技術的運用。而隨著社會經濟的不斷發展和科學技術的不斷進步,我國的機械工程技術將會朝著綠色化、智能化和集成化的趨勢發展,并進一步實現機械設備組合功能、自我檢測和適應等方面功能的增強,進而實現機械工程技術水平的不斷提升。
參考文獻
[摘 要]文章從教學內容、教學方法和考核方法三方面對機械工程控制基礎課程進行了教學改革研究探索。針對專業要求和課程特點對教學內容進行優化、改進和整合;以機械工程控制系統為中心主線,應用多媒體技術并增加Mat-lab仿真環節提出了新的教學方法;在現有考核方法基礎上增加系統實例分析考核環節。通過教學改革加深了學生對課程內容的理解,增強了學生理論結合實際的能力,為后續專業課程和畢業設計打下堅實的基礎。
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關鍵詞 ]機械工程控制基礎;課程;教學改革
中圖分類號:G642.4 文獻標識碼:A文章編號:1671-0568(2014)35-0056-02
作者簡介:尚志武,男,博士后,教授,主要研究方向為智能診斷與動態測控、機電一體化技術。
機械工程控制基礎是機械制造及其自動化、機械電子工程等機械類專業重要的一門專業基礎課程和核心課程。本課程將高等數學、大學物理、力學、電工學、信號與系統、控制學等多學科知識融合在一起,使學生能夠通過學習系統地運用控制原理解決機械領域的諸多實際問題。是機電一體化,數控技術、機電系統仿真等眾多專業課的基礎課程。通過該課程的學習,學生可以用動態、系統的觀點分析機械工程系統,應用控制論來解決分析機械工程中的實際問題。
近年來,隨著信息技術、光機電一體化等科學技術的快速發展,一些新理論、新方法的快速涌現,高校專業課程需要與時俱進進行改革和變化,適應社會的需求。隨之而來,機械工程控制基礎課程也對應地需要進行教學改革探索。
一、課程特點和教學現況
機械工程控制基礎課程是一門基于復變函數、微積分、力學、電工學定律等諸多數理知識、存在許多理論推導和計算公式的專業基礎課程。課程理論性強,系統性強,抽象難懂。
本課程課時少,根據專業的不同,只有30-45學時,但課程覆蓋面非常廣,內容繁多,教學內容很難深入,部分前期基礎課程沒有開設,缺乏支撐,教與學都十分困難。
教學內容涉及眾多的控制數理公式的推導、相對實際問題存在著很多簡化,與實際問題有時差異大,造成學生學習興趣不夠,對本課程的重要性認識不夠,難以激發學生的學習熱情,影響教學效果。
該課程理論性強,怎么樣與實踐緊密結合,使學生更好更深入掌握本課程的教學內容,一直是本課程教學中重點需要考慮的問題。課程教學改革前我們一直采用傳統的課堂教學加一、兩次實驗課的方式進行,怎樣在此基礎上對實踐環節進行調整,更好地加深學生對課程內容的理解,提高學生解決實際問題的能力,是課程教學改革的重點之一。
基于機械工程控制基礎課程的教學現況和特點,我們嘗試從教學內容改革、教學方法改革和考核模式三方面進行課程改革,取得了預期的教學效果。
二、教學內容改革
現在使用教材是楊叔子主編的《機械工程控制基礎》,教材內容系統性強、內容詳實,但本學院該課程課時相對少,且本院機械類專業以應用型專業為主,所以必須結合專業特點,與機械工程領域實際問題緊密結合,對教學內容進行優化、簡化和整合。將復變函數和拉普拉斯變換等課程需要的主要數理內容整合到教學內容中,簡化了部分原理和公式的詳細敘述和推導,并刪除了拓展性的可自學的狀態空間模型、高階系統的時間響應分析、非線性系統初步、線性離散系統初步和系統辨識初步部分,收集補充拓展了應用實例的內容以及關聯領域最新研究進展。
根據課程和專業特點,重新設計了機械工程控制基礎課程以下五個方面的教學內容:
1.機械工程控制基礎概述,主要介紹機械工程控制論、機械控制系統分類、模型、特點、要求、由來和發展、發展趨勢以及與機械制造及其自動化和機械電子工程專業的結合及應用。
2.機械工程控制系統的數學模型,主要講述拉普拉斯變換、系統的微分方程數學模型、系統的傳遞函數和方框圖及其在實際機械工程實際問題中的應用。
3.機械工程控制系統的時間響應分析。主要講述時間相應及其組成、典型輸入信號、一階系統和二階系統時間響應分析及其在實際機械工程實際問題中的應用。
4.機械工程控制系統的頻率特性分析。主要講述頻率特性組成及圖示方法、頻率特性的特征量、頻率特性分析及其在實際機械工程實際問題中的應用。
5.機械工程控制系統的穩定性。主要講述系統穩定性特性、Routh穩定判據、Nyquist穩定判據、Bode穩定判據及其在實際機械工程實際問題中的應用。
在每一章節中,我們都增加了機械工程領域內實際的控制問題實例,并使用Madab軟件進行仿真,擴充教學信息,提高學生的學習興趣。
三、教學方法改革
在教學方法上,我們圍繞應用型機械工程專業的特點,重視實踐活動,理論緊密聯系實踐環節,提出了新的教學方法和教學模式。
1.以機械工程控制系統為中心主線,運用實例引出教學內容。整個課程教學以一個典型的復雜機械工程控制系統實例為主線,導出講述系統的數學模型建立、傳遞函數、時間響應分析、頻率響應分析等內容,理論與實踐相結合,可以使教學過程思路清晰,學生理解直觀具體,有助于提升學生的學習興趣。
2.多媒體技術廣泛應用。重新制作多媒體課件,增加具體實例控制系統的視頻、動畫等多媒體資源,可使課堂教學更為生動;在課件中增加自學課堂部分,包含課程背景知識、前面刪除的課堂不進行的教材拓展內容、基礎數理知識和例題解析,學生可以自主學習;課件增加自我測試部分,學生可以自主測試,診斷學習中的問題并改進。
3.增加Madab仿真環節。將Matlab及其提供的Simulink仿真軟件應用到教學中去,可以使公式推導、概念講述更為生動。仿真平臺可更改系統的各項參數進行演示,可對實驗環節進行有效補充。既可降低教學成本,又可讓學生自己進行實驗設計奠定基礎。
4.實驗環節教學方法改革。實驗環節由教師演示向學生自主設計實驗環節轉變,增加學生自主設計開放實驗環節,教師對學生選題進行指導,選擇實際的機械工程控制系統問題作為實驗主題,由學生獨立提前設計方案,實驗課上進行實驗驗證和修正的方式來進行。
四、考核方法改革
在考核方法上,為了提高學生的實際應用能力和加深對課程的實際理解,考核時應增加考查學生對實際問題的分析能力和解決問題的能力部分,增加了課后控制系統實例分析大作業的環節。教師制作多個機械工程控制系統實例分析的題目,讓學生在課程結束前對一個典型機械工程控制系統進行建立數學模型、時間響應分析、頻率響應分析、Madab仿真、參數計算和分析等,涵蓋課程的基本內容,可以幫助學生梳理課程主線和內容,鞏固和加深學生對課程的理解,提高學生的實際應用能力,發揮學生的主觀能動性。
課程考核采用了機械工程控制系統實例分析占比20%,實驗環節占比20%,試卷成績占比60%的形式。
關鍵詞:機械工程;自動化技術;機械行業;機械加工領域;人才流失;自動化管理 文獻標識碼:A
中圖分類號:TH391 文章編號:1009-2374(2015)22-0034-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.22.017
機械工程自動化是機械加工領域最常用的技術,主要是用機器來提高原材料加工速度。機械工程自動化技術在提高勞動生產率和改進生產模式方面發揮著重要的作用,在發展過程中也是對機械工程自動化技術本身的一種完善。隨著機械工程自動化技術的推廣應用,機械工程自動化技術在機器加工領域已經占據了非常重要的位置,但是機械工程自動化技術的應用發展中存在的問題也成了機器加工領域的發展障礙。
1 機械工程自動化技術應用中存在的問題
1.1 人才資源的缺失
我國機械工程自動化技術的發展雖然已經取得了比較好的成就,但是和西方發達國家相比較尚有很多不足之處。這種不足之處最主要的表現就是在實際的企業生產經營過程中,傳統落后的經營和管理方式還占據著主要位置,而導致這種現象最主要的原因就是機械工程自動化技術人才的缺乏。對于機械工程自動化技術人才的缺乏,既缺乏技術人才,同時也缺乏管理人才,兩方面資源的缺失是造成我國機械工程自動化技術應用發展緩慢的直接因素。針對我國機械工程自動化技術發展的現狀來說,技術人才的缺乏是基本性的缺乏,技術人才是機械工程自動化技術正常發展的保證,只有較強的技術人才隊伍,機械工程才會在工程的發展歷程中立于不敗之地。而管理人才的缺乏是機械工程自動化技術長遠發展的限制和障礙,制約了我國機械工程自動化技術的發展。在筆者看來,對于技術人才的培養不應該僅僅局限在專業的理論知識上,光靠理論來探究技術知識對于機械工程來說就是紙上談兵,理論源于實踐,只有實踐后才會得出最可靠的結果,技術人才的技術實踐經驗對于機械工程自動化技術的發展來說同樣發揮著非常重要的作用。從機械工程自動化領域的發展來說,我國機械化工程在其自動應用方面雖然一直進行分析與鉆研,卻始終沒有取得明顯的進步,機械工程自動化沒有取得突破發展,也影響了我國技術人員技術水平的提高。
1.2 對機械自動化管理工作的不重視
在機械自動化生產過程中,主要依靠機械的方法進一步實現自動控制的一種新型技術稱之為機械自動化技術。當代,我國各地區無論是在石油化工、輕工業方面,還是電子信息、儀表數控產業,都普遍應用機械自動化技術,因其通過利用集中控制以及電氣儀表自動化體系,使得連續生產時間加快并且持久,生產效率得到明顯提升,從一定程度上節約了人力、物力等相關勞動成本。且這一行業未來發展方向和發展目標十分明確,但是從管理應用形式上來分析和研究,還是存在很多問題。在國外應用管理過程中,機械自動化技術占據著一定的關鍵地位,這樣就迫使技術需不斷進行創新,其最終所取得的應用效果也非常讓人們滿意。在我國,很多機械工程企業并不重視自動化技術的發展,這樣就使技術應用沒有任何進展,在管理過程中,更加缺少科學性和系統性。雖然機械自動化具有較高的效率,同時節省了人力與物力,然而機械自動化卻占據了相應的投入成本,很多自動化技術只是處于剛性自動化階段中,不但沒有創新自動化技術,而且也從多方面限制了生產發展。我國自動化技術與國外自動化技術相比較,我國自動化管理缺失創新精神,從而使整個機械自動化技術發展過于緩慢。
2 機械工程自動化技術改進的具體方法
2.1 先進機械加工自動化技術的運用
目前,從我國機械工程應用自動化技術的具體狀況上來講,不但很多方面存在滯后現象,而且其發展狀況與其他國外一些發達國家進行比較,相對來講是比較落后的。在不斷實踐探索過程中,我們需要以自身發展特點為根本,對國外豐富經驗以及一些模式要加以借鑒,在實現技術創新和突破技術的基礎上,不斷推進我國機械工程發展。當代,在機械生產過程中,有很多零件加工所采取的作業流水模式仍然是比較傳統的加工方式,是以半自動化為主要模式。從各方面上來講,提高生產效率是直接影響著企業經濟效益的,所以我國需要進一步促進機械工程應用技術的發展,更好地推動自動化技術的更新。我們要想在機械工程方面長遠發展,就應該不斷更新材料以及技術信息,這樣才會超越競爭對手同時取得長遠的利益。
對于產品的生產加工,我們是以技術成熟的數控機床的操作人員作為基礎而實現自動化技術應用的。就自動化技術來說,它不是一個單一復制的過程,在自動化技術應用過程中,必須針對不同的產品特點,選擇合適的側重點,從而以優秀技術作為支撐,實現產品的優化生產。在信息化時代的今天,多種新材料在日常生產中使用頻率的增加使得自動化技術的發展迎來了前所未有的美好機遇。就當前來說,數字化技術逐漸取代了傳統單一發展模式,轉變為如今立體式,全方位的開放式發展模式,其基本驅動裝置也逐漸由數字化系統所代替。全方位數字化、智能化是全新一代自動化系統和通信方式所要發展的基本方向。現如今,我國正處在一個工業迅速發展的新時代,而機械化技術要想實現全面化推廣就必須在現有技術基礎之上實現自動化和智能化。
2.2 對于高技術人才的培養
只有加強對于高技術專業人才的培養,才能夠真正實現機械工程自動化。而對于人才培養首先要從教育入手,因為人才都是通過適當教育才會產生,因此,加大對于教育投入力度才能夠極大地提升對于高技術專業人才的培養力度。另外,我們要改變傳統對于技術型人才的培養模式,要加強實踐,讓學生將所學到的理論知識和實踐工作進行有效結合,努力做到“工學結合”,讓學生在接受基本機械化理論教育的同時必須對機械化自動化技術實踐工作有一定了解,并通過適當練習以達到熟練掌握機械操作技術的目的,最終培養出德育兼備的全能型技術人才。就當前社會發展的實際情況來說,對于高技能技術型人才的需求還是比較大,而相關的教育系統要針對社會對人才類型的需求,開展相應的專業和課程,并且以科學管理為宗旨,在人才培養過程中還要加強觀察,充分挖掘學生自身所蘊含的潛能,進行適當引導,從而推動我國機械自動化技術革新。
以控制理論為主要依據,全面分析與研究相關生產物流,其所包含的多方面領域,這就要求科研工作者具有較強能力,對新技術進行開發,將新思路、新技術應用到各行各業發展中,同時,彌補機械制造業中存在的不足,并對傳統制造業進行變革。所以,在人力資源方面,就要求其具有淵博的知識以及豐富的工作經驗。同時,要求產業工人也要不斷對新知識新技術進行學習,相關產業也應該對工人進行必要的培訓,以適應產業的不斷變化。對于管理階層的人來講,要求其經驗豐富、能夠促進產業在未來順利發展,同時使得經濟效益得到明顯提升。企業人才隊伍得到全面強化,機械自動化技術才會得到全面推廣與應用,我國機械制造水平才能得到提升。
2.3 明確戰略發展方向
機械制造自動化的實現是一個漫長的過程,不能操之過急。何為自動化,即以機械自己對于實際生產的控制取代了人對于生產控制的行為,在這一過程中,必須保證目標和發展方向明確化,對于不同實際情況要做出適當的應對措施。與此同時,要加強對于國外先進技術的學習,以彌補自己在機械制造和生產過程中所存在的缺陷,加強創新意識培養,不斷豐富自己的理論知識。在實際教育過程中要加大機械自動化技術的宣傳力度,進一步優化市場和行業的發展方向。政府相關部門也要對機械自動化的發展進行政策和資金上的支持,以促進機械自動化技術產業鏈的形成。另外,機械自動化技術的發展離不開最新信息支撐,所以在發展機械自動化技術的同時要注意加入信息化技術的因素,從而提升機械工程的經營管理效率,進一步提升產業鏈的完整。
3 機械工程自動化技術的發展趨勢
如今,我國正處于科技飛速前進以及機械工程界不斷更新的環境下,所涉及到的各種行業中,自動化技術將會占據越來越重要的地位。機械工程自動化會在發展過程中進行飛速更新,并逐步實現機械智能化的目標。同時,受“中國夢”目標的引導,自動化技術在發展過程中將秉承節能環保、經濟實用的目標,實現機械工程自動化技術走可持續發展的道路。另外,由于當今網絡技術日新月異,機械工程自動化在發展中也要抓住網絡這一有利契機,對其進行科學更新。這樣,自動化技術在應用過程中就會打破地域條件,拓寬其發展的前景以及道路。所以,日后在應用機械工程自動化技術時,應有效結合網絡信息技術以及管理制造技術于一體,這樣機械工程自動化技術才會更加完善。
4 結語
我們只有將機械化自動化技術在實際使用中所產生的問題加以有效解決,才可能推動我國制造業進一步發展,對于機械化的專業人士要加強教育,提升他們的機械自動化意識,讓所有人員在實踐生產過程中積累機械化發展經驗,進行技術革新,從而提升工作效率。另外,應當積極學習國外在機械工程自動化方面的先進技術,提升機械工程自動化生產的數字化和智能化,努力提升機械制造效率。
參考文獻
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關鍵詞:自動化技術;應用;發展
引言:科學技術的發展帶動著自動化技術的進步與更新,隨著資源優化發展在各行業普及,自動化技術得到了更加廣泛的應用。機械工程和電力工程是自動化技術應用最為廣泛的領域。自動化技術的應用,對于優化產業結構、改善市場環境和規范運行方式都起到了良好的作用,能夠更好的滿足社會對各產業的要求,自動化技術的發展,推動著國內各產業機構的優化升級,通過在各大領域內的應用實踐,為自動化技術的發展積累了寶貴的經驗,使自動化技術能在不斷應用中把握發展方向。
一、自動化技術概述
作為現代技術發展的主導方向,自動化技術融入了自動控制技術和計算機技術等多領域技術,在實際應用中主要表現出智能化和自動化的特點。自動化技術在綜合環境中的應用,使自動化技術逐漸滲透到企業運行的各個方面,不斷優化行業運行,給企業帶來巨大的應用效益。因此,在企業發展的過程中,提高自動化技術水平發展和應用水平都是十分重要的。
自動化技術在發展和應用的過程中,其主要特點可以被概括為以下幾個方面:
①自動化技術在各行業的控制和監督領域內都致力于提供最為專業的服務,其專業性可以得到最基本的保障,不會對行業產生不利影響。
②自動化技術在行業內的應用可以有效的提高各行業的工作能力和運行效率,使整個行業處于高效運行的狀態,同時保證整體運行環境的質量水平。
③自動化技術的應用可以實現在自動化環境內對各項信息的優化,以最準確的運行方式來控制信息的變動,確保自動化技術的應用的可靠性,這也是自動化技術在各行業應用中表現出的最為積極的特點。
二、自動化技術的應用
2.1自動化技術在機械工程中的應用
2.1.1集成自動化技術
集成自動化技術是機械工程自動化技術中最重要的內容之一,集成自動化技術應用是建立在原有信息技術的技術上的,通過對原有信息技術的改進,不斷優化和人完善機械制造過程,以適應當前機械工程的生產和發展狀況。集成自動化技術不僅是對原有信息技術的改進,該技術應用還能將機械生產中的關鍵信息與自動化技術關聯起來,推進機械集成工程的發展。集成自動化技術的應用于計算機技術的的發展密切相關,在我國機械工程制造行業也得到了廣泛的認可。集成自動化技術在機械工程中的應用,不僅可以幫助企業更好的管理各項機械工程,還能幫助企業實現更高的經濟效益。
2.1.2柔性自動化技術
作為一種新興的自動化技術,柔性自動化技術的應用能夠有效提高機械工程生產的自動化程度,還能實現機械工程生產的智能操作。柔性自動化技術的發展建立在計算機信息技術的基礎上,隨著該技術在機械工程生產應用的不斷深入,柔性自動化技術的發展和應用水平都得到的極大的提升,已經成為機械工程生產和發展中的最關鍵的技術之一,柔性自動化技術作為高新技術的代表,推動著我國的機械制造工業不斷發展和進步。
2.1.3智能自動化技術
智能自動化技術同時應用了人工智能技術和神經網絡技術,可以再機械工程領域內對某個過程進行模擬和控制,使機械工程的控制和操作系統能夠實現與人腦相似的功能,及時進行信息和數據的采集和分析。智能自動化技術首次將人工智能技術與機械制造過程相結合,該技術的實現大大減少了機械工程生產中的成本投入,從根本上提高了企業的生產效率和經濟效益,對企業生產過程的控制十分有利。
2.2自動化技術在電力系統中的應用
2.2.1變電站自動化技術
變電站是實現電網配電和中轉電能的主要部分,主要是實現對電能的調節和分配功能。當前人們對電能供應需求日益增大,對電能質量的要求也越來越高,變電站自動化技術的發展對于優化電能傳輸和分配過程有著十分重要的意義。
變電站自動化技術是在原有的設備基礎上融入了現代化技術,包括通信技術、網絡技術、微電子技術等,這些技術的應用方不僅可以實現對變電站設備的實時監控,還能進一步優化高負荷變電站的設計,從而提高輸電質量和供電穩定性。
2.2.3電力調度自動化技術
隨著國民經濟的發展,人們的用電需求也在不斷增加,電力系統的供電負擔加重,在電力系統運行過程中,對系統運行的實時監控和及時的數據信息采集越來越重要。近年來,各種自動化設備和技術被應用于電網調度中,從原有的遙測和遙信設備到現在的無人值班監控系統以及各種智能化和自動化軟件的應用,電力系統調度自動化取得了極大的發展。各種先進技術的應用不僅有效降低了事故發生的概率,延長了設備的使用壽命,還提高了電網調節和控制的準確度,避免大規模停電事故的發生。
三、自動化技術的發展
3.1自動化技術在機械工程中的發展
隨著科學技術的發展和機械生產水平的不斷提高,自動化技術在機械工程中的應用將逐漸走向智能化和高科技化的方向發展,自動化技術在機械工程中的應用領域將會不斷擴大,新型自動化技術中將會融入更加先進的控制技術。除此之外,為了與我國可持續發展的目標相適應,自動化技術的發展應當重視綠色技術和環保設備的應用,推動我國機械制造業又好又快發展。
3.2自動化技術在電力工程中的發展
自動化技術在電力工程中的發展應當更加致力于減少人員的參與度,推動電力工程向更加智能化和自動化的方向發展,比如完善無人值班綜合監控系統,實現電力系統運行狀態的實時監控、狀態分析和狀態預估工作的遠程調控,進一步提高工作效率。
國民經濟的飛速發展使電力系統的負荷不斷增加,只有保持智能化和數字化的發展方向,對電力系統運行進行更加精細和全面的管理,才是未來自動化技術在電力工程中的發展目標和方向。
參考文獻
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關鍵詞:現代設計技術;農業機械工程設計;應用分析
中圖分類號:S220.2 文獻標識碼:A
傳統農業機械工程的設計周期比較長,工作量也比較大,很容易產生一些遺漏問題,影響到農業生產的正常進行,進而影響到農民的經濟收入。伴隨著信息技術和計算機技術的不斷發展,農業機械工程設計已經十分廣泛的應用了CAD等計算機的輔助技術,這大大的提升了農業機械工程設計的效率和質量,但目前大多僅僅是采取的二維技術、三維技術和模擬方針技術沒有得到廣泛的普及,應用的范圍不夠廣泛,這使得農業機械工程的發展較為緩慢。現代設計技術已經對傳統的設計范疇和手段進行拓展,提升了農業機械工程設計的質量。本文就現代技術的方法進行了分析,以便可以更好的掌握和運用現代設計技術開展農業機械工程的設計工作,提升農業機械的普及程度,促進了農村地區的農業生產效率有效提升。
1 現代技術的一些基本特點
1.1 多學科的知識融合與交叉
現代設計技術是現代設計方法學和計算機輔助設計技術等多種學科的融合和交叉。比如計算機的輔助設計就可以被看作是數學建模、計算機硬件技術和軟件技術的有效融合,能夠依據設計對象和任務的不同,采取適宜、有效的技術,解決在設計過程中所出現的各種復雜問題,多學科知識的交叉和融合是現代技術的重要特點。
1.2 設計的手段更加精確
目前計算機技術已經在工程設計中被廣泛的應用,并且逐漸代替了傳統的手工設計,這使得設計手段得到了全面的革新,設計的效率和精準度也得到了很好的改善。伴隨著網絡技術的發展和計算機軟硬件的快速更新,設計的質量得到了很好的發展,設計的進程也在不斷加快,設計所應用的范圍也更加的廣泛。設計手段的不斷進步和發展,不僅僅有效的增強了產品的質量和設計的效果,同時所設計出的產品也更加的符合實際需要的情況,這大大的提升了設計的精準程度,設計手段的精確化是目前現代技術的一個顯著特點。
1.3 對多種設計實驗技術進行綜合的應用
在開展農業機械產品的設計過程中,應當依據不同的產品的特點和需求,通過一定的動態實驗和物理模型實驗以及產品性能實驗等,獲取相關的數據和參數,從而更好的為幾種方案的比較提供重要的依據,另外也能夠為新產品的開發提供一定的參考,使得開發新產品的研發更有針對性,效果更加明顯,多種設計實驗技術綜合應用是目前設計領域的重要發展趨勢,同時多種設計實驗技術可以得到很好的應用也是目前現代技術應用的重要體現。
2 幾種現代設計思想在農業機械中的應用探討
2.1 綠色設計理念
綠色設計的思想是指在整個產品的生命周期之內,主要考慮產品的環境屬性,并將其作為一種重要的設計方法,在滿足目標要求的情況,能夠很好的保障產品所應當具備的一些基本工作,如產品使用的質量和生命周期等。綠色設計的過程中要求在進行產品設計的過程中必須要依據環境保護的指標進行原材料的選用,在進行使用的過程中要最大限度的降低能耗,減少其他的毒副作用,產品應用的過程中要容易回收和拆卸,回收的材料要能夠應用到再生產,這樣才能夠達到節約環保,提升效率的目的。
2.2 系統設計的理念
農業機械有著十分繁多的種類,其結構也變得越來越復雜。但是從農業機械的基本功能來看,主要包含了傳動系統、動力系統以及操作系統等幾個方面。每個子系統又可以依據需要進行更小的子系統的進行分解。在開展農業機械系統設計的過程中一般主要包含了以下幾個重要的步驟,首先明確要解決的一些規范和問題即要明確設計的要求和目標,其次要對問題進行認真的分析,確定因素的不同類型,比如可控因素和不可控因素等,另外通過適當的方式來確定因素和描述問題之間的關系,進而使用恰當的方式對模型進行求解。
2.3 全過程的優化設計探討
優化設計是盡可能設計方案中選擇最優的方案,從而最大限度的滿足設計所提出的各項目標。開展農業機械工程的設計工作,可以依據機械設計的理論和方法,采取數學規劃的方法進行求解,進而獲得最為優化的結果進行評價,為農業機械工程的設計提供最佳的方案。工程優化設計的實踐涉及到信息技術、控制技術等多種方法和多種技術,如果運用恰當,將會大大提升農業機械工程設計的效率,優化設計的方案科學、合理,因而這也是日后農業工程優化設計發展的重要方向。
3 結語
總的來講,農業機械工程采取現金的現代設計技術,能夠很好的提升農業機械的科技含量和各種綜合性能高,另外還能夠有效的節約資源,有效的保護生態環境,更好的創造人類可持續發展的環境,促進農業的健康發展。農業機械在農業經濟和農業的發展中始終處于十分重要的地位,將現代設計技術引入農業機械行業是改變傳統農業機械生產方式,用新技術改造傳統農業,支持新興農業技術,提高農業競爭力的重要手段。
參考文獻
[1] 陳焱.基于圖模板的小型農機產品配置方法研究及應用[D].浙江:浙江工業大學,2008.
“機械控制工程基礎”課程是機械工程類學生一門重要的專業技術基礎課,是控制論與機械工程技術理論之間的邊緣學科,研究以機械工程技術為對象的控制論問題[1-2]。由于該課程所研究的問題具有普遍性、概括性,而使該課程涉及的知識面非常廣,理論性極強,且非常抽象,造成學生在學習該課程時感到“對所學內容不易消化吸收―― 比較難學、且針對性不強―― 乏味”等不良現象出現。這無疑最終使得相當一部分學生學習的主動性變差,產生厭學情緒,影響該課程的整體教學質量,也導致這部分學生知識體系鏈出現斷鏈,制約其整體知識結構的全面建立。為了使學生樹立起對這門課程的學習興趣,為后續課程提供理論基礎和設計分析方法,并為運用機械工程控制理分析和解決該領域實際問題奠定基礎,本人根據這門課的教學經驗有以下幾點注記。
1 教學幾點注記
1.1 教學方法應理論―實踐―再理論
本課程所討論的基本問題是在工程實踐的基礎上提升和抽象出來的內容,是分析和設計控制系統的共性問題,而具有高度的概括性、理論性。為了使學生較好的掌握和領會該課程的本質特性和其在研發前沿機械工程技術的重要性,首要的任務就是必須加強基本理論教學,這是這門課程的根。例如,對于“拉普拉斯變換的定義、性質和定理”這部分內容應該詳細、重點的介紹,而不應該一筆帶過。縱觀現在的教材,有相當一部分把這部分內容并入“數學模型”這一章節,顯然降低了該部分內容在這門課程中基礎性和重要性。
在掌握一些基本理論的基礎上,也一定要與實際結合起來,才能顯示這門課的工程應用價值。在教學中多舉一些機械工程應用實例,并詳細地講解如何用“機械工程控制理論”指導機械工程領域設計問題,諸如由“機床―夾具―刀具”工藝系統設計時的控制論問題、由“輪胎―車架―車體”組成車輛懸掛系統設計時的控制論問題等。
在教學中,既注重課程的理論性,又加強與工程實際的聯系。這樣,既克服機械工程控制理論的抽象性,又堅定了該理論來源于實踐并再次指導實踐。使學生的學習目的明確,能調動學習,從而很好地促進理論教學效果。
1.2 教學內容應提煉、重點應突出
“機械工程控制基礎”的理論體系非常龐雜,在大綱要求有限的學時內不可能講授完全部內容;況且對高等教育本身的培養性質來說,也不必把教材中的全部內容都進行介紹。因此,在教學中,應根據機械工程領域的應用實際,仔細分析研究教學內容,深刻理解教材的知識結構體系,對教學面進行精心提煉。既要保證學生對該課程的發展現狀有全面的了解,又要保證教學中重點突出機械工程控制論特點。如:在教學中對于分析控制系統的性能特性時,應詳細講述機械工程領域應用廣泛的時域分析法和頻域分析法,而對于根軌跡法就不予詳細講解。
該課程理論的普遍性、通用性等特性,造成該課程的一些基本概念、定義及定理等具有深刻的內涵,如拉普拉斯變換的定義、傳遞函數的概念、頻率響應的定義、系統的穩定性概念等。因而,在教學中,應注重強調對這些基本概念、定義、定理等的理解和應用;對于他們的推演過程,應適當的簡化(只要推演過程精確即可、不必追求推演的嚴密性[3]),其目的是幫助學生的理解、記憶及靈活應用。
在教學中要分清主次,對于重點內容要突出講、深入講,如:典型環節、二階振蕩環節、頻率特性、Bode圖、穩定程度判斷等。只有這樣,才能使學生領會該課程的本質,進而應用該課程理論解決機械工程領域實際問題。
1.3 教學方式應多樣化
對于教學方式應當多樣化,如:板書教學與多媒體結合、實踐實驗教學與仿真教學結合等。這樣可使抽象的概念具體化、形象化,激發和調動學生學習的主觀能動性,提高教學質量。
1.4 加強學生應用能力培養
學習的最終目的是為了應用,用理論去解決工程問題。在教學應加強培養學生用機械工程控制理論解決實際工程問題的能力。
首先,在理論教學環節,加強控制理論與工程應用的結合。在教學過程中,結合機械工程實例,使學生的學習目標明確,提高學生理論應用實際意識。
其次,注重實驗實踐教學環節建設。課程應設置一些諸如典型環節的模擬分析、時域和頻域的相應實驗以及穩態誤差的研究等驗證性實驗,也應設置相應的設計性、創新性實驗,讓學生應用控制工程理論解決機械工程領域的結構設計問題。
最后,著力培養學生應用仿真軟件進行模擬分析應用能力。通過應用仿真軟件模擬分析真實的機械工程控制系統的性能特性,可以提高了學生綜合分析解決問題的能力,培養學生科研能力,為他們后期的專業學習以及將來工作和深造打下堅實的基礎。