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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。
二、确定专业人才培养目标与规格
21世纪,对人才的需求不仅仅需要专业知识与技能,更需要在此基础上具备信息技术应用能力、实践能力和合作能力等。通过对专业教学改革背景的分析,对机械设计制造及其自动化专业人才培养的目标是:
(1)人才培养规格的定位
对机械设计的基础理论进行系统地学习,同时学习计算机信息技术和微电技术,接受现代机械工程师的训练并具备各种专业基本技能,培养应用型人才。
(2)人才培养目标的定位
人才培养的核心是人才整体素质的培养,除了具备过硬的专业技能,还要具备良好的人文素养和社会实践能力,能有较强的适应能力和分析解决实际问题的能力。市场经济的特点是竞争,专业技术人才要有竞争意识和创新精神,这样才能适应我国新世纪对人才的需求。
三、改革机械设计制造及其自动化专业人才培养模式的建议
(1)制定合适的教学计划,建立科学的课程体系
为了更好地实现专业人才培养的目标,适应社会经济的发展需求,改革人才培养模式,全面提高专业人才的素质,转变更新教育观念,既注重基本技能的训练又要加强对学生综合能力的培养,注重学生的个性发展和创新意识,因材施教,充分调动学生的积极主动性。制定合理的教学计划,对人才培养的专业方向和规格有明确的指导,教学内容要与时俱进,以达到整体教学计划的最优化。建立科学的现代课程体系,注重课程之间的联系,专业课程和非专业课程有机结合。通过系统的理论学习和专业技术基础技能培训的专业课程学习,使学生掌握扎实的专业基础知识,获得各种基础能力的培养。非专业课程包括专业的选修课和学校的公共课,这些课程从横向对学生的知识进行补充,对学生的政治思想、人文素质适应社会的能力等各方面进行培养,学生可根据自己的兴趣爱好和优势,有选择的进行学习。
(2)加强对专业人才培养的环境与条件的建设
良好的教学环境和条件是培养学生的综合素质的基础,不断加强教学管理制度的建设,完善教学条件。学校通过对教学资源进行整合,通过与科研平台的紧密结合,积极调动学生参与科技创新活动,拓展学生的实践能力,培养创新精神。学校多组织一些科技设计大赛和科技宣传活动,既能让学生感受到科技创新和工程文化的氛围,也能让更多的学生又锻炼和展示实践的机会。对学生的评价机制采取多样化方式,不仅考核学生的基础知识,还要注重对综合能力的考核,促进学生的全面发展。
(3)注重实践教学,培养学生的创新能力
实践教学是机械设计专业教学的重要部分,是学生把理论进行应用的关键环节,在加深理论感性认识的同时,更好地培养了学生的实践能力和创新能力等综合能力。所以应该加强实践教学和实践条件的建设,不仅仅要在实验室进行学习,还要把课堂搬到工厂,在教师的指导下,让学生独立的去完成实验项目。同时开展多种多样的课外活动,培养学生的创新意识和创新精神。
二、注重社会环境构建
社会环境对设计者机械制造工艺设计能力有着重要影响,对此,应当注重机械制造工艺设计社会环境的构建,提升机械制造工艺设计人员的实践能力。
(一)提升对机械制造工艺的关注度目前,我国大多数的机械制造工艺能力培养均为对学生的培养,社会对机械制造工艺的关注度直接影响着机械制造工艺设计人才的培养,对此,应当提升对机械制造工艺的社会关注。目前,我国很多高校较为注重机械制造工艺人才的培养,然而社会对机械制造工艺的关注度仍需进一步提升。在社会职业技能培养过程中,应当加强对机械制造工艺能力的宣传,注重机械制造技能的培养,提升机械制造工艺的社会关注度,培养机械制造工艺设计能力。
(二)营造良好的机械制造工艺设计社会环境机械制造工艺能力的发展一定程度上会受到机械制造工艺社会环境的限制,对此,应当营造良好的机械制造工艺设计社会环境。相关部门应当注重机械制造工艺社会环境建设,为机械制造工艺设计人员提供良好的学习环境和实践操作条件,提升机械制造工艺设计人员的专业素质。同时,相关部门也有注重对机械制造工艺相关社会资源的管理,特别是机械制造工艺相关企业资源,确保机械制造工艺相关社会资源的科学、合理利用。此外,企业也应当注重自身机械制造工艺与相关社会资源的有机结合,为机械制造工艺能力的培养提供场所,提升机械制造工艺设计能力培养实效。
(三)注重对企业设计研究的投资管理在培养机械制造工艺设计能力过程中离不开资金的保障,企业在培养机械制造工艺设计能力方面的资金投入和管理直接影响着机械制造工艺设计能力培养成效,对此,应当注重对企业设计研究的投资管理。企业应当加强在机械制造工艺设计能力培养方面的资金投资管理,确保培养资金落实到位,为机械制造工艺能力培养提供经济支持,确保机械制造工艺设计能力培养各项工作的顺利开展,为机械制造工艺设计培养更多优秀人才。同时,企业应当注重对机械制造工的管理力度,注重机械制造工艺管理制度的改革和创新,满足社会对机械制造工艺的需求。
1.2现代机械设计的未来发展与前景分析机械产品在性能方面要更加的优良,因此,在进行机械设计过程中要以提高产品的性能为目标,其中机械产品的优良性主要体现在可靠性技术以及控制技术方面。机械设计要更加适合市场发展,在激烈的市场竞争中能够获得发展空间,产品在形成以后要能够在市场中进行拓展。同时,在经济环境不断变化的情况下,要不断开发新技术,这样能够在机械设计方面应用新技术。新技术要具备一定的竞争优势,主要体现在技术方面的创新,成本方面的降低,智能化设计等。应用新技术来提高机械设计的市场竞争能力,对企业未来的发展更加有利。在机械设计方面,节能环保理念也要进行体现,近年来,人们对环境保护越来越重视,在机械设计过程中,绿色设计成为了主要发展方向。机械设计产品以智能化和绿色化为基础,在对能源进行利用时,能够利用先进的机械设计技术实现能源的利用最大化,对实现资源的循环利用更加有帮助。
2机械制造的技术分析
2.1先进机械制造技术的特点分析先进的机械制造技术要符合当代技术发展要求,在机械设计方面要更加具备当代的特点。传统的机械设计在应用过程中出现了越来越不能满足现代机械产品需求的情况,虽然其在制造技术方面在不断的更新,同时,使用的设备也在不断的更换,但是,在原有基础上要不断的更新技术,对先进的技术进行利用,作为其发展的基础。市场经济不断发展过程中,机械制造技术要做到能够适应经济的发展。工业发展过程中对各方面都提出了新的要求,近年来,工业发展速度非常快,而且在不断的融入新的技术体系。工业生产过程中对计算机技术以及信息技术进行了很好的融合,为了更好的提高生产效率,应该对机械制造技术进行革新。提高生产效率满足客户的需要,能够提高市场占有率。先进的机械制造技术在技术范围上要进行扩大,同时,在生产加工方面要不断的发展。
2.2我国机械制造技术的现状以及发展方向分析机械制造的管理。计算机管理制度对于机械制造业而言,是一种未来发展的方向。组织体制与生产模式的更新发展,营造出最新的JIT、AM、LP以及CE等管理理念。在我国,这种管理机制还是比较匮乏的,只有很少的机械制造企业进行这样的管理。因此,我国应该加强机械制造的管理机制。机械制造的设计。工业发达国家都会采用先进的设计方法,并且不断更新设计数据。尤其是计算机辅助软件的应用-CAD技术的应用,让更多企业开始了无图纸的机械制造。然而,在我国,则缺乏这种先进的计算机软件技术,或者是这样的技术应用并不广泛。因此,在这一技术层面上,我国需要努力与发展。机械制造的工艺分析。机械制造以高精度、高精细加工作为其发展的趋势。最新的技术,如微型加工、纳米加工技术、激光加工技术、电磁加工技术等等。这些技术都属于高端的加工技术,在工业发达的国家,这些技术应用较为广泛。
中图分类号: TU2 文献标识码: A
随着科学技术的不断发展,机械设计也取得了很大进步,人们对于机械设计也提出了更高的要求。在进行机械设计的时候,会涉及到很多因素,人们更加关注于产品的实用性、美观性及绿色环保性,这也是现代机械设计的精髓所在。
1 冶金机械制造设计应注意的问题
1.1 色彩设计
色彩在整个设计中的重要性不言而喻,不同的色彩可以给人们带来不同的感受。人们在关注一个产品的设计时,首先进入人们视觉的就是色彩。机械设计的色彩可以在一定程度上美化周边的环境,对机械设计造型上的缺陷有很大的弥补作用,对机械使用人的心理也会有很大的暗示作用。同时,色彩是在设计过程中很容易把握的一个因素,不受刚度、强度等各种因素的限制。大部分的冶金机械形体都很庞大,形状也很固定,在设计过程中不允许设计师随意变动,通过对色彩进行创新,提高设计的美观,是很多设计师的首选。在对冶金机械进行色彩设计时,应体现冶金机械本身的特点和功能,同时色彩也应给使用者一种舒适的感觉,满足其生理平衡。由此可见,色彩设计在冶金机械设计中是一项相当重要的工作,合理的色彩设计既可以体现机械设备本身的特性,也可以满足使用者的生理需要。
1.2 比例设计
一个比例完美的设计,无疑在很大程度上增加了设计的美感。在确定设计的比例时,应参考多方面的因素,作出合理的协调与安排。这些因素主要包括机械的功能、机械的结构形式、物质技术条件以及人们的审美时尚等等。在比例完美的设计基础上制造出来的机械设备,不仅极具美观感,而且使用舒适,易于操作。设计师在设计过程中,根据实际情况,经常使用以下几种比例:首先是黄金分割比例。这种比例的特点是与人们的视觉特点相吻合,也比较符合人体的内在比例。这种比例既优美又协调,富有变化的同时又有规律可寻,给人们一种安定感;其次使用的是均方根比例,这种比例同样优美协调,在动态感中体现着均衡,应用十分广泛[2]。
1.3 强调造型的均衡感和稳定感
设计在符合人们审美观念的同时,也要符合科学的设计原理,符合力学的要求,因此,设计师在进行冶金机械设计的时候,应保证其均衡性和稳定性,均衡和稳定也是形式美的内在要求。如果冶金机械造型在设计的时候没有体现均衡感和稳定感,那么就很难从形式上体现出其功能,容易让使用者产生紧张不安的感觉。
1.4 强调造型的协调统一
一个完整的冶金设备是由多个零件组成的,与此同时,其配套设备也有多种选择。如果设计师在设计的时候不注意强调造型的协调统一,最终会给人一种自成中心,互相排斥、支离破碎、杂乱无章的感觉。所以,造型师在造型设计的过程中要突出各个部件的个性,同时加强各个零件之间的内在联系,保证其协调统一性。
2 冶金机械的绿色设计与制造
2.1 冶金机械绿色设计与制造的意义
当前,环境污染问题非常突出,我国政府和人民的环保意识日益加强,采取各种绿色行动来保护和改善环境。冶金设备在工作的过程中,会产生各种噪音,排放大量废气,热辐射、泄露等现象也经常发生,对环境造成了很大的污染。同时,这些污染物对工人的身体健康造成了很大的威胁,也在一定程度上加速了设备的腐蚀。在这种大背景下,绿色技术的推行对问题的有效解决发挥着非常大的积极作用,因此,我国国内的企业设计、制造也应紧跟时代的步伐,对各种资源、能源进行合理的利用,走清洁化生产的道路,减少工业生产对环境造成的污染,而绿色设计和制造是“清洁化生产”和“绿色产品”的开端,做好绿色设计和制造工作对“清洁化生产”和“绿色产品”发挥着至关重要的作用。我们所说的绿色设计指的是在产品的整个设计过程中,不仅要考虑其功能、质量、成本以及开发周期这些基本的问题,还要充分考虑其对环境的污染,通过优化各个设计因素,使得产品的制造与适用达到耗材最少,环境污染最轻这一目标。
2.2 冶金机械绿色设计与制造的实质
冶金机械绿色设计与制造的内容主要有以下几个部分:第一,在选择生产冶金机械的材料时,要注重环保,尽量选择那些可以回收、容易分解、能再生并且对环境污染最小的种类;第二,注重工作环境的清洁,减少各种震动和噪音,经常清理灰尘;第三,废水、废气不可随意排放,排放之前要进行净化处理;第四,提高设备维修技术,尽可能的减少维修的次数和时间;第五,提高厂房的密封技术,防止各种废气泄露事件的发生;第六,在外观造型的设计过程中重视环保。总而言之,所谓冶金机械的绿色设计,就是在保证设备本身功能外,减少资源投入,降低环境污染,实现工业发展和环境保护二者之间的协调统一。
2.3 冶金机械绿色设计的特点:
在冶金机械制造的过程中,对于环境的影响是很严重的。在传统的生产施工流程中,冶金机械的制造会产生大量的污染物,工业中的废物和污水也不能得到很好的控制和管理,这就严重制约了企业的产生进程和经济效益,然而,目前绿色设计的应用就充分有效地解决了这些问题,能够有效地降低制造生产给环境带来的影响程度[3]。
一是在绿色设计中是通过封闭环行的方式进行的,这种设计方法可以很大程度地将产品的使用寿命变长,也提高了废物产品的回收利用率,同时加强了企业环境的管理和保护。
二是绿色设计可以有效地保护环境。绿色设计的体系是建立在环境保护的基础上实施的,技术设计人员对产品的流向进行跟踪测量,在计算机的绿色设计系统中输入相关数据,然后进行环境的影响评估过程,将两项进行相互的分析进而充分有效地对环境进行合理的保护。
三是节约资源的使用减少能源的使用可以有效地减少国家能源的开采,通过在冶金机械制造行业充分地应用绿色设计理念,很大程度上解决了以前传统工艺上的资源浪费的问题。在绿色设计中,技术人员通过分析材料的特性,进而控制和管理生产过程中材料的数量,特别值得我们注意的是,一些有害的材料的使用会很大程度地污染生产环境,这样是不利于企业经济效益的提高的,正确的做法应该是通过绿色设计在生产各个环节控制有害材料的利用,将这样的材料替换成其他的绿色能源,同时将企业产品的结构相应的变化,这样对环境的保护是非常重要的,而且可以提高资源的利用率进而降低企业的生产成本。
2.4 绿色设计的发展前景
科技的发展,各种新技术、新材料的出现为冶金机械的绿色设计提供了各种必要的物质条件和技术条件,绿色设计是社会发展的大势所趋,但仍需我国国民的共同努力。大家应认识到环保的重要性,积极行动起来,政府也应该为绿色设计制定相应的评价体系,这样才能给予绿色设计更大的发展空间。
4结语
目前,随着我国科学和经济的迅速发展,绿色设计的方法也深入到了各行各业。因此,对于冶金机械制造这样高污染的行业进行绿色设计是非常必要的。在制造过程中通过应用高新绿色的能源进而保护环境,有利于企业的经济效益的提高。在现在的社会冶金机械制造行业应该跟得上潮流,充分利用绿色设计理念不断地创新和发展自己,使之不断壮大。
参考文献
把握工程教育要面向工程实际的基本原则。对于机械制造装备设计过程,不仅仅关注结构与功能原理的实现,也要从经济性、安全性、环境保护与节能减排等方面将其视为一个系统的工程技术项目来加以考虑,全方位引导学生培养运用所学知识解决实际工程问题的能力,正确认识工程对于客观世界和社会的影响。教师对于学生的要求更多地集中在培养学生的学习主动性、对问题的深入探究和钻研精神以及追求创新的态度和意识。这就对教师本身在知识结构、教育教学技能、教学与管理艺术等方面提出了更高的要求,要不断更新自身教育理念,与时俱进。
2教学内容的改革与优化
课程教学内容要面向机械设计制造及自动化专业工程教育认证目标,以培养行业认可的复合型工程人才为导向,突出学校与学科专业特色,紧随生产与社会的发展,与相关产业与领域的需求相结合。以此为原则,保留原有教学内容中的经典核心部分,删减或剔除与专业认证目标不相符合的内容。针对湖南科技大学机械设计制造及自动化专业面向矿山机械、工程机械及数控机床产品设计制造的专业培养特色,教学内容中适当增加矿山机械装备与工程机械装备的设计方法与过程,对于金属切削机床的设计着重讲解数控机床的主传动系设计、进给传动系设计与典型部件设计,减少普通机床设计相关内容。机床控制系统设计重点介绍数字控制技术原理与设计过程,其它控制方式酌情删减或剔除。同时教师在授课过程中应结合自身研究方向,增补介绍反映本专业前沿发展现状和趋势的有关新材料、新工艺、新技术和新装备的内容,使教学内容做到融经典、基础、实用、前沿于一体。适当淡化教学内容中的深奥理论知识,增强应用与实践,增加实验与实践教育环节时长,以激发学生的学习兴趣。可以更多地与企业生产实际相结合,与企业沟通联系,创造机会让学生深入企业生产一线,直观接触与动手实践,深入理解机械制造装备的设计原理与方法。强调对重点和难点的把握,精心组织,讲深讲透,如金属切削机床的工作原理、几何表面成形原理和机床主传动系设计过程、夹具定位方案的设计与分析等。对于物流系统设计和机械加工生产线的总体设计,则可以采取学术讲座的形式加以介绍。
3教学方法的突破与创新
面向工程教育专业认证需求,教师要实现教学方法与手段的不断突破与创新,以提高教学质量。教学方法要针对工程实际,可以更多地采用案例分析、综合设计、小组学习、项目训练等方式,培养学生主动学习和团队合作能力,提高工程意识和设计技能。教师也要深入研究当前国内外工程教育的发展形势,将国际上最新的科学思想和科学成果传递给学生。在教学过程中教师要有效利用多媒体教学资源,使知识直观化、形象化,激发学生学习兴趣,调动主观学习积极性。如为使学生对于装备制造业有清晰的认知,激发学生对于机械制造装备设计课程学习的热情,在绪论中详细介绍制造业与装备制造业的内涵,多方搜集资料,以详实的图片、文字、视频和数据资料深入透析装备制造业的地位与作用、我国装备制造业迄今所取得的成就以及面临的机遇与挑战,鼓励学生为我国装备制造业的发展与进步贡献自己的力量。为训练学生的独立分析与思考能力,教师也在课堂上提出问题或布置课后作业,启发学生去思考并分组讨论,教师再进行归纳总结和点评,让学生能够主动参与学习。在机械制造装备设计课程教学中可根据教学难点与重点,有针对性地开展专题讨论与专题作业。讨论与作业的形式也需多样化,以便于活跃学生思维,增强创新意识。
4考核评价机制的多元化
为检验课程教学效果,考核评价必不可少。在常用的平时考勤、课堂作业与期末考试成绩的考核评价机制基础上进行多元化拓展,以助于提高学生的学习积极性,培养创新态度和意识。针对机械制造装备设计课程教学特点,采取“日常课堂教学考核+创新实践考核+期末闭卷考试”模式。日常课堂教学考核从考勤、课堂讨论、课堂作业等方面进行综合评定,重点考查学生的学习态度、学习纪律性与主观能动性等;创新实践考核结合实验教学进行,考察学生的创新思维和创新能力、实践动手能力等;期末闭卷考试适当增加主观题和应用型试题比重。通过考核评价机制的多元化拓展,全面准确地反映学生学习效果。
二、机械制造装备设计课程教学的问题
随着经济发展,相关课程设置也出现相应的问题,具体变现如下:第一,目前主要的相关课程内容并不是凭空产生的,它是建立在原有的课程内容基础之上的,沿用了传统的教学理念与教学内容,随着时间的推移,对课程内容的改动也很少,所涉及到的新方法与新技术在课程中提出较少。此外,教材的内容大多是理论知识,在实际应用与具体实例方面介绍有明显欠缺。第二,目前开设的课程实验多表现为验证性,即在原来理论基础之上,通过实验验证来完成,这种方式难以培养学生的实际动手能力,更难以培养学生在面对实际问题时的处理能力。第三,现行的教学受到了国家现有的教学大纲限制,导致教学模式的死板、不灵活,更不能满足学生创新能力的培养需求。第四,课程模式在实体知识传授过程当中与实践脱离,在教授时,一般采用传统模式,即课堂讲授,但是教师占主导地位的教授方式,理论的学习与实践能力的培养存在明显差异,这种教学模式脱离了时代的需求,更严重阻碍了相关领域的更新发展。最后,在课程所用的硬性教材内容老化严重,跟不上国际先进科技的步伐与前沿技术的更新,导致学生在学校内学会的知识到社会上一无用处,造成了人才的浪费与教学资源的浪费。
三、机械制造装备设计课程教学的改革
因此,综合现阶段我国在该专业教育模式与理念上出现的偏差等问题,本文提出以下各个路径:第一,要建构新的教学理念与教学模式,将理论教学与实践教学有机的结合在一起,实现在新时代下对新科技人才培养的传略目标转移。机械制造装备设计是机械工程类专业的重要课程,也是必修课程,它的主要内容在于解释机械制造中的相关装备的工作原理及其作用等。其课程的设置最终目的是,实现学生在相关技术领域方面获得最基本的知识技能,以在将来社会进化与工业进步的进程当中做出贡献。第二,这门课程涉及的实践内容较多,其中包括机床设计与应用、零部件构造与生产、常用构件的设计以及生产装备流水线运作流程等方面内容,虽然此类内容在之前的学习过程当中都有相关涉猎,但是,作为一个专业型人才所需掌握的知识,只通过前期学习是不够的,在如何操作也分析等方面的知识也有明显欠缺。因此,通过该课程的学习来培养专业知识是必要的,但是只局限于在课堂当中通过教师当面的将讲授,或通过多媒体等方式展示图片,都不能使学生很好的掌握这些知识。所以,在教学不仅要开展理论教学的多样化,还要注重对实际操作的培养,开展实践课,让学生真实面对机械部件,细致、生动的了解真实构件的结构与生产。第三,教学过程不能只注重学生的对知识的掌握,更要注重学生在面对问题时的处理能力培养。对于机械工程类专业学生来讲,机械专业问题是在今后日程工作中所必须面对的,如何解决才是真正所要学习的知识点。在知识教授过程当中,教师时常设立问题,借助互联网找出前沿问题,与学生共同探讨解决方法,让学生在思考当中学会,并掌握解决问题的技巧与相关理论知识。最后,理论教学绝对不是简单的只关注课本知识,而且还注重对前沿科技知识的把握,在教学过程当中,要利用网络资源,下载或浏览相关前沿科技,如我国在精密仪器制造商最新成果,以及国外最新成果,通过类似举措,不断的扩充学生与老师的知识量与对相关知识的把握,这样才能更好的跟随时代进步的步伐。
社会对高职院校培养人才的基本要求是能胜任生产一线岗位的技术应用型人才。根据课程的总体目标,对现有的教材内容进行合理的增删,以满足社会对人才的需求。更新教学内容既要满足制造专业的理论教学要求,同时又要补充培养学生实践动手能力的内容。这样势必带来在理论教学学时、实践教学学时和教学任务等方面的矛盾。为解决上述矛盾必须重新整合和构建机械制造专业课程的基础理论和实践技能框架,同时建立起和其他专业课程之间的联系。不能单独从形式上进行课程内容简单组合,必须把具有实际特点的工程材料性能、热加工方法、机械加工工艺拟定、机床与刀具基础等章节的内容融入到实践教学之中,从而为理论与实践教学相结合奠定良好的基础。在技能教学上,一方面要求教师本身具备熟练的实践操作技能,另一方面要求学生在教师的指导下,运用所学的专业知识发现问题并解决问题,培养其独立思考和处理问题的能力。加大在实践教学中对学生能力的培养力度,使学生能够养成一种自行深入生产实践,在实践中加强学习的良好习惯。采取这种形式的课程内容改革,充分体现了高职院校的特色,避免了与普通高校本科学历教育雷同的教学模式和办学理念,显示了不同的人才培养途径,体现出了高职院校教育对人才培养的职业性、技能型、实用性等特点。同时更加明确了《机械制造基础》在机械专业人才培养上的基础性地位和作用。
(二)以新的科学技术知识为中心,对原有的课程内容进行改革。
在当今的机械制造行业中,出现了那些最有价值的新知识呢?高等工科院校中机类、近机类专业的学生在机械制造基础这门课中应当掌握哪些新知识呢?目前,数控加工技术、快速成型技术、纳米材料等新材料,新技术,新工艺在行业中占据了重要地位,并已进入了实际应用。高职院校所培养的学生,如果不具备这方面的相关知识,当他走上社会时,就无法满足本行业的要求,这会给他们再就业以及今后的工作造成困难。对于高职院校的相关课程而言,如果落后于时代,不能满足社会需求,就会失去了生命力。因此,《机械制造基础》课程的内容应该也必须选取本学科中较成熟的新材料、新技术、新设备的相关知识。从这一需要出发,近年来,各高校修改了机械制造基础教程的教学大纲。在新的教学大纲中,加入了纳米材料和数控机床知识及操作。例如,新的教学大纲要求:了解数控机床的工作原理、加工特点及应用范围;基本掌握数控车床数控铣床的程序编制方法。在教材的编写和选用方面,编著者也注意了这方面的问题。在新的国家规划教材中,金属材料篇内加入了纳米材料的内容;焊接篇中,加入了焊接机器人、光电跟踪切割、激光焊接与切割等内容;切削加工篇中,增加了数控机床和自动机床、柔性制造系统和智能制造、快速成型制造技术等。现用的教材也都包含有各种加工的先进技术介绍的内容。
二、机械制造基础课程内容的设置应面向学生,适应学生的特点
在机械制造基础课程的教学中,不少教师和学生认为,这门课包罗了金属材料、热处理、铸造、锻造、焊接以及金属切削加工等内容,学习者一般都是大一、大二学生,以前从未接触过这些机械加工知识,所以“死记硬背”的现象普遍存在。殊不知,这种学习方法对学生牢固掌握知识,学好这门课程不但不会有多大帮助,相反会养成一些不好的学习习惯,更不利于学生的全面发展。在机械制造基础课程的内容安排和教学过程中,应该紧密衔接各各部分内容和知识。例如,我们的学生在学习这门课程这前,都进行过“金工实习”这一机械制造的实践课,在实习中有自己动手操作并制造简单的工件的感性知识。讲授机械制造基础课的教师,授课前应当了解学生金工实习的过程和实际操作的内容。在理论课讲到相关知识时,要紧密联系金工实习中的操作知识,做到理论联系实际,使学生在理解的基础上掌握理论知识,这样就可以做到“融会贯通”,扬弃“死记硬背”。再例如,机械制造基础课中的各篇章如果各自孤立讲解,将涉及到五个专业的知识内容,繁杂而不易讲好也不利于学生掌握。所以各项内容孤立设置和讲解是失败的教学方式。笔者认为,课程中所包含的多种加工过程,加工的对象主要是针对铁碳合金,而在铁碳合金中,碳元素对其热处理工艺,铸造性能,可锻性,可焊性以及切削加工性都有举足轻重的影响。所以在各种加工方法的教学内容设置和讲授中,可以此把看起来互不相干的内容联系起来。这样就改善了课程各部分知识之间的衔接。
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
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主要课程:工程力学、机械设计基础、电工与电子技术、微型计算机原理应用、机械工程材料、制造技术基础。主要实践性教学环节:包括军训,金工、电工、电子实习,认识实习,生产实习,社会实践,课程设计,毕业设计(论文)等,一般应安排40周以上。
主要专业实验:现代制造技术综合实验、测试与信息处理实验。
专业选修课:机械动力学、软件工程、网络技术、多媒体技术及应用、数据库原理及应用、机械创新设计、工业机器人基础、机械故障诊断学、文献检索、专业外语、有限元方法、机械优化设计、工艺过程自动化、先进制造技术、特种加工、成组技术与CAPP、智能机械概论、微小机械概论、虚拟样机技术、市场营销学、在线检测与控制、实用控制系统设计、数控机床与编程。
机械设计制造及自动化专业就业前景如何