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1.機械工程測試技術在教學過程中存在的不足
1.1教學方式沒有實現多樣化
教學手段落后,以課堂教學為主,學生被動接受,缺乏必要的互動。雖說現在多媒體教學已經普及,但基本上還停留在投影代替粉筆的初級階段,對現代化教學手段的充分利用還遠遠不夠,對教學手段的改進也期待進一步探索所以可以看出,傳統教學模式的弊病會造成學生被動吸收知識,難以充分調動學生學習的積極性和主觀能動性,不利于培養學生的創新思維和創新能力。
1.2課程的不合理安排導致基礎薄弱
機械工程測試技術需要前期學習的課程主要有高等數學和概率論與數理統計。高等數學和概率論與數理統計這兩門課程一般安排在大學一、二年級開課,機械程測試技術一般安排在大學三年級開課,中間間隔的時間比較長,學生對基礎知識的遺忘比較嚴重。而比較普遍的現象是學生在學習這門課程時進人狀態較慢。該課程一方面要求學生全面回憶起高等數學、數學分析的內容,另一方面要求學生不斷吸收全新測試技術知識。假如不能充分利用已學過的基礎知識并做到與新知識融會貫通,則相當長一段時間都會處于茫茫然的學習階段,學習興趣銳減,積極性受挫。
1.3學生得不到足夠的實踐機會
機械工程測試技術課程的實驗教學中主要存在兩個問題:一是由于實驗條件有限,難以完成一些較復雜的實驗,而且某些簡單實驗完成的效果也不太好,造成了學生在學習這門課時,感性認識與理性認識相脫節的現象,學生理解這門課程存在一定的困難。二是實驗教學中一般要求學生按照實驗指導書的步驟操作,有些學生不思考就按部就班完成實驗,最終仍然不明白為什么該實驗要有這幾個中間步驟,知其然而不知其所以然。眾所周知,機械工程測試技術是一門實踐性很強的學科,所以實驗教學對于學習本門課程非常重要。但是由于存在一些這樣那樣的問題,導致了實驗教學不能正常開展,學生動手操作機會少,演示教學多,案例教學較少,實際應用測試結果分析問題的能力不足。
1.4學生接受知識相對比較被動
傳統的教學模式主要以教師為中心,上課大多采用灌輸式的教學方法,這種模式的優點是有利于教師發揮主導作用,利于教師組織、監控整個教學活動進程,便于教師向學生傳授系統的科學知識。但是通過長期的觀察,由于,教學手段落后,以課堂教學為主,學生被動接受,缺必要的互動。在以前的教學模式中機械工程測試技術實驗教學基本是沿襲傳統的教學模式。做實驗之前教師將每一個實驗從實驗目的、實驗原理、實驗儀器、實驗內容到實驗步驟、數據處理等都做了詳盡的交待,學生只要按固定步驟操作即可這種傳統教學模式,雖然能使學生較快地掌握教材內容,但卻影響了學生創新思維的培養,激發不了學生求知的欲望。
2.對于機械工程測試技術改革的幾點看法與研究
2.1改變傳統的單一枯燥的灌輸式教學模式
通過引入多媒體教學,提高課堂教學效果 在測試技術課程學時壓縮,測試技術內容不斷增加的情況下,把多媒體教學引入測試技術教學,可以改變傳統的教學模式采用單純的黑板、粉筆式課堂教學,缺乏形象、直觀生動的特點,使圖、文、影、音等多種信息結合在一起。合理的運用多媒體教學可以彌補傳統教學的不足,使課程內容化難為易,化繁為簡,便于學生對知識的記憶與掌握。而且教師應該改掉灌輸式的教學模式改為啟發式。啟發式教學不僅是教學方法,更是一種教學思想,是教學原則和教觀。所謂啟發式教學是教師在教學過程中,根據教學目的、內容、學生的知識水平和知識規律,運用各種教學手段調動學生的主觀能動性,引導學生開動腦筋、積極思維、主動實踐,以達到掌握知識和技能,增強能力的目的。
2.2采用案例和基礎知識相結合的教學模式
在教學中我們采用案例教學法,結合工程實例,把各個模塊的知識有機的結合起來,使學生對模塊化知識在實際測試中的具體應用有一個宏觀上的認識,加強測試系統系統設計的觀念。比如講解大型鋼結構橋梁時,首先讓學生分析危險截面所在之處,繼而促使學生思考如何貼應變片以測量危險截面處的彎矩,并引導學生思考整個測試系統頻率響應函數的建立方法。另外,在分析功率譜時,多數學生誤將其峰值視為具有最大振蕩幅值所對應的信號,實則不然,功率譜中峰值處對應的信號只能說明其平均能量最大,但其振蕩峰值卻未必最高,這可以通過講解測量射流中心速度的方法而使問題明晰。顯然,通過工程案例的講解,不僅加深了學生對電阻應變式傳感器、橋電路、A/D轉換器和微處理器等的理解,而且有助于其掌握測試系統設計的基本過程,培養綜合運用知識的能力。
2.3中心向學生動手實踐傾斜
機械工程測試技術課程內容比較抽象,實驗在課程教學中占重要的地位。為了加強學生對于課本理論知識的理解,需要安排大量的實驗教學。實驗應從培養學生的動手能力出發,發揮其能動性,讓他們自我解決實際問題眾所周知,工程實際中,機械工程師明確了測試任務后,一般的工作順序是:在互聯網上或企業內查詢,選用適當的傳感器和相關儀器;設計適當的試驗方案,組建測試系統;完成測試要求。因此應開設具有實際應用背景的常用物理量(位移、力、壓力、振動、噪聲和溫度等)測量的綜合性實驗,每個實驗相當于完成一項工程測試任務。
2.4優化教學知識結構
教學內容是學習知識和技能的載體。由于機械工程測試技術涉及的知識面比較寬,知識點多而繁瑣,針對這一特點,我們在教學過程中把相對離散的知識模塊化,把知識點分為信號認知模塊、信號分析模塊、信號調理模塊、傳感器基本知識模塊以及測試裝置性能測試模塊等,使每個模塊的知識系統化,讓學生能夠分模塊的掌握有關的知識。在把知識模塊化的同時,我們根據突出重點,注重實用的原則,在滿足教學要求的條件下精選授課內容。當然,要達到上述要求應做好兩方面工作:一是確定教學內容是什么,二是怎樣將這些教學內容組織成一個合理且實用的有機整體。
3.結語
機械工程測試技術相對于其他的課程最大的特點之一便是其實踐性。而且多年的教學經驗也顯露出老師難教,學生難學的特點。我們應該應用形象、直觀、生動的形式充分調動學生的積極性和學習熱情。再但前的發展形勢下,提高學生綜合素質,特別是培養學生創新意識和能力,任重而道遠。希望通過以上學改革,相信能夠在一定程度上提高機械工程測試技術課程的教學質量。 [科]
【參考文獻】
1.1設備外觀檢查
項目經理應十分注意工程設備的外部質量,設備外觀給驗收人員的第一印象對驗收工作至關重要。注意的重點是:(1)設備及周邊環境清潔;(2)設備布置與設計圖紙完全一致、數量齊全;(3)設備已正確并牢固地安裝;(4)鋼結構中無影響強度、剛度和性能的明顯變形;(5)電氣設備的電纜、導線的接頭牢固、標記準確;(6)電氣與控制設備柜布置整齊、布線規范美觀,資料袋內資料齊全;(7)表面涂裝均勻,無漏涂、裂紋及脫落等。
1.2設備特性和安全標記的檢查
(1)表明單臺設備特性的銘牌應齊全;(2)舞臺設備使用的安全標記,如表明吊桿在不同載荷(均布載荷或集中載荷)條件下允許承載能力的標牌(通常設置在主舞臺側墻易于觀察的地方)、各種有關安全的警示牌等的檢查;(3)有關安全的警示信號(光、聲、標志牌等)的檢查。
1.3設備性能檢測
設備性能檢測包括設備安全性能和安全設施檢查、設備技術參數(如載荷、速度、行程、停位及精度、運動模式、同步及精度、連鎖、特殊設備的特殊要求等)檢查和控制系統性能檢查。通過各項具體的技術參數測試,確認設備(含控制)的能力、運動及精度等,進而確認設備的性能。
1.3.1安全性能檢查和安全設施檢查
舞臺機械設備及其控制系統的安全功能,是舞臺機械長期、穩定和安全運轉的基本保證,安全設施的測試是對舞臺機械安全功能確認的前提,必須對設備的所有安全設施進行逐項測試。安全性能檢查首先要對單臺設備的安全設施進行檢查和測試,確保動作安全可靠。檢查的項目為安全開關和安全回路,其中包括:工作行程開關和超行程開關;防剪切開關;卷揚系統的松繩開關;卷揚系統的疊繩開關(如有);車臺運行障礙檢測裝置或防擠壓開關(如有);升降臺等設備的鎖定裝置及其工作開關;超載保護回路;安全防護裝置(防護門、安全欄桿、防護網等)及其與主機的連鎖開關;設備內部聯鎖開關;管路破裂安全閥;溢流閥、壓力繼電器;超速保護回路;超載保護回路;緊急停機控制元件;控制電氣的安全回路;不同操作點控制操作的連鎖;有關安全的警示信號。對于設備組要增加以下檢查:同步運動誤差控制回路;速度誤差控制回路;設備組聯鎖開關;緊急停機控制元件;控制電氣的安全回路;有關安全的警示信號。檢查和測試應在不同載荷與不同速度條件下進行,須觸發安全保護開關并確認開關的動作。對升降臺防剪切開關的測試,應涵蓋運動與靜止、相向運動、同向追越運動等情況,測試用的速度應為相對速度。
1.3.2技術參數測試
技術參數測試包括單臺設備運動參數和精度檢測(載荷、速度、停位精度等),以及設備組運行和精度檢測。設備組運行及精度檢測應按不同的成組模式(自由型組、鎖定型組即同步型組、連鎖型組)進行:有同步要求的設備要進行同步精度測試和同步運動誤差控制測試;有速度要求的設備要進行速度精度測試和速度運動誤差控制測試;連鎖型組的設備要進行連鎖條件測試。技術參數的測試也應在不同載荷條件與不同速度條件下進行。測試的項目有載荷測試、速度測試、停位精度測試、同步精度測試、設備連鎖運動測試等。(1)載荷測試①懸吊設備和升降臺等升降設備的載荷測試測試載荷為額定載荷的1.25倍,在額定速度下進行全行程載荷試驗,以確認設備在測試載荷條件下的升降能力和以下機件的有效運行:驅動機械及傳動裝置(測試并記錄電動機電流);制動器或載荷保持裝置(為確認制動器的載荷保持能力,要對制動器的制動力矩進行單獨調試);離合器的結合與分離;液壓、氣動和電氣系統元件。使用曳引滑輪的驅動裝置,應以安全工作載荷的1.3倍和在額定載荷工作時的平衡重,在全行程中進行測試。②移動和旋轉設備(特指車臺和轉臺)的載荷測試移動和旋轉設備的載荷測試,是對驅動裝置和制動器的能力進行驗證,承載鋼結構不需要進行載荷測試,以設計計算證明。③超載保護開關的測試以額定載荷的1.2倍、額定速度進行超載保護開關的測試,在任何情況下,設備不能運轉。(2)速度測試速度測試包括額定速度、調速設備的調速比和低速運動穩定性測試。①測定設備的運動速度,與額定速度相比,確定誤差是否在設計規定的允許范圍內。在設計未作具體規定時,允許誤差應小于額定速度的8%。②按設計規定的調速比進行調速性能測試。③進行調速設備的低速運轉性能測試,確認設備在最低速度運行時平穩運轉。在確認控制操作臺的顯示值與實際值一致的前提下,速度值可以在控制操作臺的儀表上直接讀取。(3)停位精度測試在額定載荷與額定速度條件下,設定不同行程進行單臺設備的停位精度測試。停位精度值應在現場進行測量,并與控制操作臺上的顯示值進行比較,只有在確認兩者的一致性后才可在控制操作臺上直接讀取數據。(4)同步精度測試設定不同行程進行同步精度測試,以設備運動的最大絕對差值作為同步精度誤差,該誤差應在設計規定值的范圍內。(5)設備連鎖運動測試對連鎖型編組運動的設備,要進行連鎖條件下的設備運動測試。在設備正常連鎖條件下,設備組能按指令運動;在人為的模擬事故狀態、破壞連鎖條件時,設備組停止運動。
1.4控制及操作系統功能檢查
控制及操作系統功能檢查的主要項目包括:(1)操作模式:自動、手動和設定、編程、場景序列等模式逐項確認;(2)操作系統優先順序:操作系統優先順序確認;(3)操作設備:不同操作設備如主操作臺、移動操作臺、便攜式操作盤以及其他形式操作器對不同設備的操作確認(包含進行排他性測試);(4)操作安全管理系統中的密碼管理、操作權限管理、操作記錄功能的確認;(5)各種操作臺(盤)上設備參數設定及設備動作確認;(6)設備編組運行;(7)場景物理參數的確認;(8)自由型編組中設備的選擇與忽略(即在已有的設備編組中臨時選擇某設備或忽略某設備)功能的確認;(9)設備各種運行方式(單臺設備運動、設備編組運動等)的手動介入(即在單臺設備運動前改變設備運行參數;在編程或場景序列模式下運行的設備,在設備運行前改變編組組成或改變組內設備運行參數等)功能的確認;(10)緊急停機功能及其顯示功能的確認;(11)不間斷電源(UPS)性能的確認;(12)警示系統(光、聲等)的狀態確認;(13)打印及檔案管理系統的確認,特別是故障報警歷史記錄等的確認;(14)操作控制系統的測試中,預選設備、參數設定、編組運行、狀態顯示、緊急停機、安全回路、自動與手動、警示等功能在設備性能檢測中已經進行。
1.5防火幕的手動釋放功能測試
應對防火幕的手動釋放功能進行測試,以確認其在無動力條件下的總關閉時間、減速緩沖關閉時間、定位減速和緩沖性能符合有關標準。
1.6噪聲測試
通常在觀眾廳按約定的條件和方法進行單臺設備的噪聲測試。如沒有約定,通常的條件是:大幕打開,按舞臺布置掛三分之一的幕布,側舞臺和后舞臺的隔離幕關閉,在觀眾席第一排中間1.5m高度處,使被測設備在額定速度下運行。測試方法為GB/T17248.1-2000《聲學機器和設備發射的噪聲測定工作位置和其他指定位置發射聲壓級的基礎標準使用導則》以及GB/T17248.2~GB/T17248.5系列標準所規定的相關方法。在有特殊要求時,進行設備的機旁噪聲測試。
1.7舞臺臺板水平間隙和高差的測量
測量運動設備臺板間、運動設備與固定舞臺臺板間的水平間隙和高差。該測量在舞臺平面進行,水平間隙值和高差應符合設計文件的規定。
2備品備件
應提交備品備件清單及實物到貨檢查結果記錄。
3培訓工作實施情況
應提交培訓教材、培訓工作實施情況及結果記錄。
虛擬工程技術實際上是建立在虛擬模式下,通過使用計算機進行相應的分析。依據相關模型,工作人員可以適當的建立一定的虛擬裝配。在進行裝配的時候,能夠及時發現其中的錯誤,及時進行糾正,從而保證具有一定的精確性,此外,還可以利用計算機來改正零件存在的錯誤,具有操作簡單,方便等特點,而且在利用計算機改正以后,可以自動出現新的模型[1]。虛擬工程技術可以在一定程度上改變零件由于出現錯誤導致的質量問題,全面實現裝配、設計、檢驗的協調方式,可以有效的增加產品質量,保證企業具有一定的競爭優勢。
1.2虛擬工程技術應用過程
利用虛擬工程技術進行設計的時候,基本上都是依據產品的生命周期進行分析的。所以,在設計的時候,需要依據客戶提出的相關建議和需求進行分析,明確產品的主要性能和實際使用功能,然后在利用虛擬工程技術進行相關的設計,利用虛擬加工進行產品的生產,如果能夠符合客戶實際需要,就可以進行實際生產,一旦出現問題或者不符合客戶的要求,需要進行及時修改模型,然后進行相關理論計算、實踐推理以及循環修改等,保證能夠符合實際規范和要求,然后利用計算機進行優化設計。在設計相關零件的時候,應該具有一定的專家系統,依據不同的設計規范和特點得到不同的數據特征,從而建立符合實際情況的模型,形成相應的零件元模型[2]。然后在模型的設計前提下,進行分級和分類,利用一定的理論和推理得到相應的產品。在進行虛擬工程設計的時候最主要的就是設計產品模型,在設計的時候出現不同的領域,所以,應該依據不同的類型建立不同產品模型,保證產品虛擬模型具有一定的意義和作用。
2虛擬工程技術的機械虛擬樣機技術在機工程設計中的應用
在上世紀八十年代出現了一種新的機械工程設計技術,虛擬樣機技術,是利用計算機技術逐漸發展和更新的一種輔助計算機機械工程技術,虛擬樣機技術也可以被叫做機械系統動態仿真技術。相關設計人員在計算機上設計一定的模型,然后合理的進行一定的動態分析,不斷改進技術和設計方案,利用數字化模式來合理代替物理樣機。使用這種虛擬樣機技術可以很好的降低成本,有效增加產品的性能以及產品質量,得到最符合實際的設計方案,所以,在技術剛剛發展起來的時候,就已經得到各界的關注和重視,很多大型企業也開始逐漸使用這種技術,對于企業提高社會效益和經濟效益具有一定的意義。在設計機械工程的時候,適當的使用計算機仿真技術,可以有效的建立各種模型,包括加工零件的方式、加工零件的順序、選用的工裝以及參數、連接件具有的連接性以及運動性。數字化虛擬樣機實際上是一種全新的管理和設計方式[3]。機械虛擬樣機是一種在三維CAD基礎上發展起來的技術,三維CAD是一種可以進行自底向上、自頂向下的造型模擬設計方式,能夠進行仿真裝配,結構分析以及仿真運動等很多比較困難的過程,保證設計更加合理。這種方式可以更加方便的聯系CAE系統,適當進行合理的仿真,為設計提供一定的數據信息。依據UG、SolidEdge等作為基本設計平臺,從而建立一定全參數三維模型。適當的分析零件的有限元和模擬整體的運動性,利用虛擬化機械技術完善和實施,建立一套符合企業自身發展的三維CAD機制,從而可以有效的轉變設計模式,提高產品的質量和效率[4]。
3虛擬樣機技術在機械工程設計中的優勢
在機械工程設計的時候,虛擬樣機技術具有一定的通用性,可以有效的解決設計中出現的困難問題。虛擬樣機技術實際上是在動力學和力學前提下發展和創新的,是簡化處理困難問題的有效方式。大部分的虛擬樣機基本上都是利用代數混合方式建立的,可以簡化復雜問題。虛擬樣機可以由很多六個自由度來建立結構域,并且互相約束,具有一定的通用性,為建立不同種類的模型提供依據和條件。此外,虛擬樣機還可以在一定程度上方便進行系統維護和建設,保證軟件具有更高的后期處理作用。依據運動情況進行傳統的機械分析,需要建立一定的模型,雖然沒有多少步驟,但是由于會涉及很多方面的數據和運算,導致過程比較復雜,經常會出現錯誤,從而浪費大量的物力、人力以及財力,才可以保證具有一定的精確度[5]。使用虛擬樣機技術,可以有效的降低人力、財力等的使用,有效的增加工作效率。在建立一定模型之前,可以利用計算機來完成數據的計算和求解,具有操作方便、精確度高的特點,提高了相關設計人員的創新能力,保證機械設計能夠得到一定發展。傳統技術會出現很多數據信息,需要具有一定的經驗。而虛擬樣機技術具有更加方便的計算優勢,可以直觀的展現計算結果和機械性能,保障具有很高的技術和水平。
中圖分類號:G642.3 文獻標識碼:A 文章編號:1674-9324(2012)05-0174-02
一、前言
“機械工程基礎”課程是非機械類專業大學生了解機械工程知識的重要課程之一,隨著全世界對機械工業的重新認識,該課程得到了全國范圍內各大院校的重視。但是,由于該課程涉及面非常廣,如有機械識圖、機械制圖、工程材料、材料熱處理、冷加工和熱加工等內容,且受課程學時限制,課程內容設計比較難于讓學生接受。經過相關的調研,該課程的內容設計存在的如下的不足:(1)課程內容模塊化劃分不夠明顯。該課程內容涉及的知識點內容繁多,目前的課程實施情況是沒有對各個知識點內容進行有效的分解,結果給學生造成了課程內容繁雜和難以接受的現象,也就難以在42學時內完成相關的教學任務。例如課程包括的機械識圖和機械制圖,工程材料和熱處理等,都沒有進行有效的劃分,這些問題都一定程度上影響到了學生對課程的興趣和學習積極性。(2)課程每塊內容內部沒有進行有效地梳理。例如工程材料部分內容知識,金屬材料宏觀、微觀結構和鐵碳相圖等知識點更是相互交錯,沒有明顯的主線;例如熱處理部分內容知識,等溫冷卻轉變曲線和過冷冷卻轉變曲線等,更是無法清晰的描述。因此,對本課程內容進行有效地梳理是非常有必要的。(3)課程的核心知識點不夠明確。沒有對核心知識點的明確,就會給學生形成一個錯誤的引導,從而又會導致學生更加的抵制本課程。因此,課程的核心知識點明確也是非常重要的。本文針對目前本課程內容設計存在的不足,提出一種基于每個內容模塊核心知識點的“機械工程基礎”課程內容設計方案,通過近三年的實際教學應用,得到了大學分學生的認可。
二、具體教學內容設計實施方案
具體教學內容設計方案,采用理論講授、實踐演練和相關知識點視頻相結合的形式,以“卓越工程師培養計劃”的目標為準繩,探索一套能提高學生機械工程實踐能力的課程內容設計方案。具體實施方案包括:課程內容模塊劃分、模塊內容內部知識點梳理、核心知識點明確和強化三部分。
1.課程內容的模塊化劃分。針對本課程內容囊括機械識圖、機械制圖、工程材料、材料熱處理、冷加工和熱加工等諸多內容,可以將課程內容模塊化劃分為機械制圖模塊、工程材料及熱處理模塊和冷熱加工模塊。(1)緒論。該部分說明學習本課程的必要性和重要性。(2)機械識圖與制圖。該部分說明機械工程圖紙的具體過程。(3)工程材料及熱處理。該部分說明機械工程材料的性能優化方法及過程。(4)冷加工和熱加工。該部分說明獲得具體機械產品的方法及過程。
2.課程模塊內容內部的知識點梳理。針對課程內容的模塊化設計,具體44學時的課程模塊內部內容的知識點梳理如圖1所示。第一部分“緒論”,主要講述機械工程學科知識的涉及范圍以及相關的實際應用意義,共2學時;第二部分“機械識圖和機械制圖”,主要講述機械結構零部件圖紙的繪制基礎知識,平面圖紙的識圖看圖方法,12學時,CAD計算機制圖基礎知識,3學時,該部分共15學時;第三部分“工程材料及熱處理”,主要講述金屬材料的晶體結構和結晶過程等微觀結構3學時,金屬材料宏觀力學性能及結構3學時,鐵碳相圖6學時和奧氏體轉變圖6學時,共18學時;第四部分“冷加工和熱加工”,主要講述相關的壓力成型加工方法及設備3學時,鑄造方法及相關設備3學時、焊接方法及設備3學時,共時。
3.課程核心知識點的明確和強化。有了課程內容的具體梳理,課程內容核心知識點還必須有所突出,以保證學生對本課程的重點了解。(1)核心知識點一:機械識圖。該知識點主要培養學生的看圖和圖紙設計表達能力,即便是對經濟管理類等非機械類學生來說,也是非常實用的。它既可以拓寬學生的工程識圖及制圖方面的知識面,又可以為學生提供機械工程專業的專業背景知識,從而提高不同專業學生的綜合素質。(2)核心知識點二:三條曲線。該知識點由應力應變曲線、鐵碳相圖和熱處理C曲線組成。這三條曲線覆蓋了整個工程材料及熱處理課程內容,既可以拓寬學生的工程材料方面的知識面,又可以為學生提供工程材料專業的專業背景知識,從而提高不同專業學生的綜合素質。
三、教學模式改革后的效果
經過近三年的實際應用,以本人承擔的教學班級(80名學生)為例,實際得到的課程評價效果如下:(1)課程內容設計實施第一學期,課程教師的學生學評教成績提高30%;第二學期以后,課程教師的學生學評教成績穩定在學院前10%;(2)64%的學生認為課程內容,特別是機械識圖和制圖部分,對自己的今后發展是有用的;(3)78%的學生認為課程內容拓寬了自己的知識視野,認為課程是有意義的;(4)52%的學生對機械工程專業有了新的認識;(5)82%的學生會自發來上課。
本文提出了基于每個內容模塊核心知識點的“機械工程基礎”課程內容設計方案。該課程內容設計經過近三年的實際應用,得到了大部分學生的認可。
參考文獻:
[1]全小平,潘玉良.機械工程基[M].杭州:浙江大學出版社,2005.
[2]包海濤.應用型本科院校“機械工程基礎”教學改革的研究[J].機械管理開發,2008,2:170-173.
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【關鍵詞】
化工機械;工程管理;弊端問題;優化策略
在市場競爭體制中,需要不斷提高企業的競爭力與綜合能力,在化工工程中化工機械設備質量是工程管理中重要部分,對企業有著直接的影響。為提高化工企業的市場競爭力,保障工程質量,需要不斷對化工機械工程管理工作進行完善,建立健全化工機械工程管理制度,對傳統的機械管理模式進行改革[1]。從當前實際施工中發現,部分機械設備造成過度磨損,使用壽命較短,導致化工機械設備無法正常使用,主要原因是由于化工機械管理工作沒有有效落實,從而導致企業的經濟效益受損。為促進化工企業的長足發展與持續發展,保障企業的經濟效益,需要對化工機械工程管理工作的優化策略進行分析。
1化工機械工程管理中存在的問題
1.1管理意識淡薄,專業管理人員數量較少
在化學工程領域中,施工操作人員較多,施工時間長,機械使用頻繁,但化工企業的管理人員缺乏化工機械的管理意識,且在企業中為控制勞動力成本,對于化工機械設備工程管理人員的數量進行嚴格控制,甚至由施工人員進行代替,因此對于化工機械設備的專業管理人員數量較少,專業化程度不高,導致化工機械工程管理工作沒有有效落實,部分企業對于化工機械的數量及內容缺乏了解,出現無人管理現象,在施工中容易造成機械設備磨損,影響機械設備的使用壽命,導致企業出現經濟損失。
1.2缺乏完善的化工機械工程管理制度
化工機械工程管理水平不高,工作效率差主要原因是缺乏完善的工程管理制度,工作缺乏規范性與制度化,對于化工機械的管理流于形式,影響工程質量。在對化工機械工程管理工作中其管理內容較多,且管理周期長,管理工作人員需要具備較強的專業素質及專業知識,對化工機械設備進行逐臺登記,建立機械設備記錄,并定期對化工機械進行維護與保養工作,對施工操作人員進行監督,保障化工機械的完好,減少機械受損現象,保障化工機械設備的使用壽命。加強化工機械工程管理制度,促進化工機械工程管理工作的有序展開,有利于提高工程質量及工作效率,促進化工企業的持續發展。
1.3機械維修保養工作沒有有效落實
化工機械管理工作中重要內容是對機械進行定期維修保養工作,保障工程質量與工程進度,但由于當前化工企業中缺乏專業的化工機械工程管理人員,導致管理工作的效率低下,影響工程進度[2]。其中主要的原因是由于企業在機械管理方面的投入資金較少了,不能滿足化工機械的維修保養工作需求,管理人員為節約成本,對化工機械的維修保養工作沒有有效落實,一般會延遲機械設備的維修保養,從而導致機械設備的使用壽命受到影響,機械設備遭到損壞,從而造成企業的經濟效益受損。
1.4設備陳舊,機械設備沒有及時更新
化工機械的投入成本較高,化工企業對化工機械的定期更新工作難以保障,從而造成工程的施工質量及施工周期不能有效保障。由于化工企業的工程量較大,使用效率提高,在化工機械維修保養工作沒有有效落實,造成化工機械設備會提前老化或損壞,嚴重影響施工進度[3]。除此之外,化工企業中對于機械設備的專業管理人員沒有及時引進,對工程管理工作重視程度不足,并對化工機械設備沒有進行定期維護與保養,從而影響化工工程的施工質量與工程進度。
2化工機械工程管理的優化策略
2.1培養專業化工機械管理優秀人才
化工機械管理工作不能進行有效落實,工作效率不能整體提高,主要原因是缺乏專業的化工機械工程管理的優秀人才,為保障工程質量與工程進度,需要加強專業化工程機械管理人員的人才培養,提高管理人員的專業水平與綜合素質,加強管理人員的技術水平,化工企業對管理人員進行定期培訓,加強工作人員的相關專業知識,讓工作人員的行為,技術與綜合素質得到提升,對施工人員的知識體系進行更新,完善施工隊伍的文化建設與素質建設,提高管理水平,保障化工機械工程管理工作的工作效率,促進化工企業的長足發展,實施可持續發展戰略思想。
2.2建立健全化工機械工程管理制度與責任體系
化工機械管理工作不能有效落實的另一個重要方面是缺乏完善的管理制度與責任體系。因此加強化工機械工程管理工作,提高管理水平重要的是要建立健全化工機械工程的管理制度與責任體系,建立專門的管理部門,針對施工操作人員建立完善的崗位責任體系,讓施工人員能正確的對化工機械進行使用,防止化工機械設備遭到損壞,崗位責任體系需要對每一位工作人員的工作責任權限與工作內容進行明確,對施工現場的化工機械設備使用需要進行登記記錄,對化工機械設備設置編號,并登記檔案留存[4]。針對在施工中嚴格遵守規章制度的操作人員進行表揚,對違反工作制度并造成重大損失的操作人員給予懲罰,對獎懲制度進行明確,從而保障化工機械設備的使用壽命,提高管理水平與工作效率,并有效保障工程的施工質量。
3結語
總而言之,化工機械工程管理是化工項目工程中重要的組成部分,只有加強對化工機械工程的管理工作,提高管理水平,才能從根本上保障工程的施工質量與工程進度,減小因化工機械設備遭到破壞帶來的經濟損失,保障企業的經濟效益,提高化工企業的市場競爭能力,促進企業長足發展,貫徹落實可持續發展戰略思想[5]。
作者:劉亞龍 高南林 單位:成都理工大學核技術與自動化工程學院
參考文獻:
[1]門玉琢,王華,高金剛.我國機械工程項目管理人才需求預測模型分析[J].長春工程學院學報(社會科學版),2013(02):1~3.
[2]李永鵬.探索和思考工程機械管理與維修策略[J].商,2015(10):11.
改革開放以來,國內的經濟已經獲得了前所未有的發展機遇,并表現出了十分旺盛的生命活力。特別是國內的制造行業,發展速度和規模相當可觀。提升經濟水平的基礎是工業經濟,同時,在工業市場競爭如此激烈的情況下,機械工程經濟更起著相當關鍵的作用,在市場經濟中有著不可忽視的影響力。現代化的機械工程是一門將自然學科理論和制造實踐過程里的經驗結合在一起的專業,其目的是主要處理和分析有關設計生產和裝配應用修理環節中出現的問題。改善機械工程技術是國家經濟水平提升的關鍵措施,機械工程是一個國家經濟賴以發展的基礎行業,是其它工程領域順利開展的根本。
1機械工程技術進行創新的意義
在對機械工程技術進行創新的過程中,不但需要技術人員有充足、牢靠的相關專業基礎知識和實踐經驗,還需要其擁有自主創新意識和創新能力。為了提高機械工程有關技術創新的工作效率,就有必要培訓相應的創新型團隊,所以,機械工程技術的創新,在一定意義上就是對團隊的創新培養。特別是對于當前全球經濟一體化的大環境下,國內機械工程行業的開展面臨著不小的競爭壓力,為了得到更多的發展機會,就需要正視這些問題,強化技術創新,不斷吸收創新型團隊,并對企業內部人員進行創新能力與意識的訓練,從而把機械工程和智能化技術實現合理整合,全面推動國內機械工程行業的競爭能力,同時在技術創新的過程中得到更多的企業運營收益。
2機械工程技術創新的類型
(1)協作創新。聯合不同企業,各個高校和相關的科研機構共同進行機械工程技術的創新,目前這種形式普遍應用到了各種新興與高新技術的研發過程中。數據信息同享與工作效率保障是使用協作創新的關鍵基礎,同時還需要更一步確定協作目的和有關規定,并且在機械工程技術創新探索中,每個參與方都必須要互相協作,積極溝通,遇到問題需主動協商,共同參加到技術創新的過程中,同時還應當采取恰當的措施來擔負技術創新過程中潛在的風險。機械工程企業、高校與科研機構的協作創新形式,無論在國內還是在國際上,都是展開機械工程技術創新活動的關鍵形式。(2)借鑒創新。借鑒創新形式指的是經過對既有的機械工程技術實現仿制與革新的創新行為,即是對某些較早投入市場的機械制造品實現科學改造和創新。在機械工程技術的創新環節里,第一步需要針對借鑒對象的生產流程和工藝進行研究,對其中的技術實現正確剖析與把握,繼而根據這些工作,加入原創性的改造,從而使原先產品的技術層次上升一個高度,讓創新過的機械工程技術具備更強大的行業競爭能力。借鑒創新形式的使用不但能夠節省一定程度的開發和有關的投資成本,還可以在很大程度上減少投資風險,然而借鑒創新形式也有著較大的技術依賴性。并且由于國內對知識產權保護程度的不斷深化,和對有關權利保護制度的持續健全,想要利用借鑒創新形式來實現機械工程技術的創新,其難度愈來愈大。(3)獨立創新。想要真正實現機械工程技術的創新,就必須要具有獨立創新的精神和能力。而要進行機械工程技術的獨立創新,需要有關行業內部不斷進行技術研究與技術難關沖破,經過展開不依賴于外部技術的研究探索行為來得到具備完全自主知識產權的創新型技術,而該過程得到的技術研究成果通常都是有較高關注度的科學理論與技術發明,其有著相當巨大的影響力,并且也表示著其研究成果的作用在機械工程行業中是至關重要的。利用獨立創新模式不但能夠順利脫離不斷模仿、吸收外部技術的跟隨性,還可以在很大程度上把握機械工程技術領域的主動權。
3機械工程技術創新應用
(1)機械工程仿真技術。伴隨著國家科技水平的提升和計算機技術的快速發展,機械工程技術創新也需要跟上時代步伐,正確引進計算機技術,善于利用網絡技術和仿真技術,這可以給完成機械工程虛擬化提供根本保證。在利用機械工程仿真技術的過程中,需要對虛擬仿真軟件的科學使用給予足夠重視,這對于強化機械工程技術的創新有著重要影響。仿真技術的使用不但能夠給機械設計環節里出現的某些問題提供合理的處理方案,還可以適當的縮減制造品的生產期限。(2)機械工程集成技術。想要全面提升國內機械工程行業的生產水平,有關機構就必須加強對集成技術的研發和創新,經過融合與使用數據信息處理技術來輔助企業完成發展目標。在目標實現過程里,集成化技術關鍵是應用有關的科學方式來對企業制造要素進行重新組合,從而把其整改成另一個整體,且利用從宏觀角度提升其經濟收益來持續強化企業產品生產的實用性。(3)機械工程自動化技術。在機械工程技術創新環節里,需要關注科學技術和自動智能技術的科學結合,從而逐漸代替手工操控,推動機械工程創新自動化的順利發展。并且自動化的使用還可以讓機械操控更加準確和及時,在機械工程技術創新環節里遇到的某些突發性難題也可以被恰當地處理,減少事故的發生。
4結束語
我國的機械工程行業在國際上已經名列前位,然而其中的含金量并不樂觀,需要從根本上對機械工程技術進行研究和創新,以此提升國內機械工程行業的真正水平。機械工程技術水平能夠體現一個國家的經濟發展的真正實力,然而只能說我國是第一機械工程大國,卻談不上強國。強化機械工程技術創新能力,不斷調整產業結構,提高機械工程行業的核心競爭能力與品牌效益,是國內機械工程行業發展的當務之急。
作者:張利 單位:廣東理工學院工業自動化系
參考文獻:
[1]周威.中國工程機械產業國際競爭力研究[D].吉林大學,2014.
[2]商小虎.我國裝備制造業技術創新模式研究[D].上海社會科學院,2013.
中國作為一個發展中的國家,全部的技術都必須建立在一個基本前提上,那就是是否與我國的基本國情相匹配,是否能夠帶動我國經濟、工業的發展,而不會造成嚴重的后遺癥,所以,針對這些問題,我們看到,我國的當前的國情是,我國是通過不斷消化吸收國外的柔性制造系統完成自身工業發展的不斷成熟壯大,這是一個最基本的國情,而需要解決的方法就是,根據國外的先進技術,結合當前的實際情況,研制、開發和推廣適合我國國情的技術。
我們國家目前應該在消化吸收、融匯貫通國際上的自動化技術理論的基礎上,努力做到從我們國家機械制造業的實際情況出發,發展創新,形成有國情特征的發展自動化技術理論和學說,進行圍繞計算機技術的柔性自動化技術開發研究。
針對我國目前的發展的整體情況,相關人士認為應當先發展低成本自動化技術,因為該項技術發展的潛力巨大,前景非常廣闊,投資小而且見效迅速,對于目前中國的工業情況而言,是非常實用的技術,有利于提高生產的自動化程度,可以收到事半功倍的經濟效果。
二、機械工程自動化的發展
以微電子技術、軟件技術、計算機技術以及通信技術為核心而引發的數字化、網絡化、綜合化、個性化信息技術革命,不僅能深刻地影響著全球的軍事、社會、經濟和科技的發展,而且也深刻影響著機械自動化的發展趨勢。
光機電化方向
機械工程自動化的發展有一個極為重要的發展發展就是光機電化發展方向,因為在這一方向上,我們可以把整個進行有效的組合,在光機電化系統中,整個系統是由傳感系統、信息處理系統、動力系統、能源、機械結構等部件組成,最重要系統則是光學感應系統,在機械自動化的發展中,通過引進光學技術,利用光學技術的先天優勢,就能有效地改進機械自動化的傳感系統、能源系統和信息處理系統。光機電化技術可省過去靠機械傳動鏈連接的各個相關動作部分,改用幾臺電機分別驅動,或用電力電子器件,或用電子電控裝置進行相關動作控制來實現。光機電化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規定操作程序或節拍頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式,能以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序。
智能化方向
智能制造是20世紀80年展起來的一門新興學科,具有很重要的前景,智能制造的涵義,有眾多說法,可以認為智能制造是指將專家系統、模糊推理、人工神經網絡和遺傳基因等人工智能技術應用到控制中,解決多種復雜的決策問題,提高制造系統的水平和實用性,人工智能的作用是要代替熟練工人的技藝,具有學習工程技術人員實踐經驗和知識的能力,并能在生產實際中長期發揮作用。
全球信息化方向
隨著全球信息化的程度不斷加深,機械自動化也在往全球信息化方向發展著,據我們所知,在跨國的并購和國際產業轉移的過程當中,全球化的另外兩個特征:全球采購與配套、全球設計與制造,相應形成。眾所周知,經濟全球化的快速發展,拉動了信息化和信息技術的全面發展,信息化、信息技術的發展又推動了全球化的進程,如果沒有全球的信息網絡做為運行環境的支撐,我們根本無法想象,全球的工業、生產制造業是否還能繼續維持下去。全世界的制造與設計,由于有了更廣闊的信息與網絡,不僅得到實現,并且能在24小時不間斷地工作,全球采購與配套,只有借助了信息技術才能有效地進行。
三、機械工程自動化的進步
精密機械
精密機械是高科技制造業的基礎,兩者互動密切,相輔相成。機密機械工業的推動,可加速高科技產業升級,全面調整經濟結構;高科技產業的發展,又可相對擴大對精密機械的市場需求,帶動機械成長茁壯。精密機械技術包含了NG工具機,超精密加工技術,納米加工技術,新精密機械技術等領域。
工具機技術
未來工具機產業將以發展高速切削、硬切削技術為主,而高速切削加工機之主要發展項目應以高速主軸及高速進給技術為主。在進給系統高速化方面,未來線性馬達之應用應會普及化,故硬加速協助業者進行高速切削工具機相關技術之研發。
半導體制程設備技術
二、環境技術的發展概況
在上世紀80年代,環境技術開始融入到我國機械工程中,當時由于產品噪音大嚴重影響了出口,使用中群眾投訴也特別多,這引起了對噪音控制技術的改進。此后十幾年間,噪音控制技術從消聲控制、隔音裝置、吸聲裝置逐漸發展到設備本身的噪聲控制,從控制設備機械噪音到控制電磁噪音和流體噪音等。噪音的檢測技術也有了發展,對于高噪聲的產品如水泵、電壓機、車床等的噪聲控制技術取得了很大進步。此外,對于煙霧、粉塵的控制技術也取得了很大進步,通過借鑒國外的先進技術,發展節能降污染技術,改善燃燒質量,減少有害氣體的產生,控制污染氣體的排放。增加鍋爐的除塵、節能設備,減小有害氣體排放量。
三、環境機械設備的發展
機械工業在國民經濟發展中負責為國家建設提供機械設備,在新時期,開發環保的機械適應了時展的需求。我國的環保機械技術以市場為導向發展快速,在“七五”、“八五”期間環保機械的市場占有率達到90%左右,在技術更新上也保持著很好的勢頭,目前已經形成了比較完備環保機械制造體系。主要包括:空氣污染控制設備、水污染控制設備、固體廢棄物控制和處理設備、噪音控制設備以及除塵節能設備等。在應用技術和產品制造上都取得很大發展,一些重點技術領域已經達到世界前列水準。一些規模企業已經建立了自己的產品技術研發團隊,產品的選型和設計也開始采用CAD技術,產品質量在生產應用中得到了很好驗證,在國家工程建設中得到廣泛應用。
四、可持續發展戰略下的機械工程技術
隨著我國改革開放的不斷深入,社會各項事業發展迅速,市場領域逐步拓展,國家的經濟建設為機械工程技術發展提供了前所未有的機遇,同時也對機械工程技術提出了新的要求,十七大以來,我國堅持走可持續發展戰略,這是由我國的國情決定的,目前我國國民經濟整體水平比較低、產業結構不合理、產品的技術含量低、能源消耗量大,為了緩解經濟增長帶來的能源消耗、環境污染等方面的壓力,必須開辟可持續發展的道路,加快高新技術產業的發展,用科學、環保、高效的新技術代替原來粗放型的經濟增長模式,逐步實現國內經濟、環境、人口和社會的全面協調發展。在可持續發展戰略下機械工程環境技術的涉及領域愈發廣闊,在農業高光效肥料生產、秸稈微生物處理、城市垃圾處理技術、城市污水處理設備、煉鋼爐的煤塵凈化、環境污染的預警監測、石油類污染處理、海水凈化、可再生能源等領域都需要機械工程提供相應的設備。
本書共分4卷,每卷分不同章。第1卷 材料和工程力學,含28章:1.碳和合金鋼;2.不銹鋼;3.鋁合金;4.銅和銅合金;5.對設計中選擇鈦合金的指導;6.鎳和鎳合金;7.錳和錳合金;8.對設計中選擇高溫合金(Superalloys)的指導;9.熱塑性塑料、熱固塑料和橡膠―說明和性質;10.復合材料;11.智能材料;12.陶瓷材料的概述,設計和應用;13.電子材料和封裝;14.材料數據的資料源;15.材料選擇的定量方法;16.應力分析;17.力的測量;18.電阻式應變測量儀;19.有限元方法引論;20.失效模型:21.金屬的性能和服務要求;22.塑料的失效分析;23.失效模型:陶瓷的性能和服務要求;24.粘性的測量;25.摩擦性能的測量;26.振動與沖擊;27.聲學;28.聲學測量。
第2卷,設計、儀表和控制,含25章:1.計算機輔助設計;2.制造和裝配的產品設計;3.環境過程和工具的設計;4.設計優化:綜述;5.機械系統設計中的總的質量管理;6.機械設計過程中的可信度;7.考慮可持續性的產品設計和制造過程;8.使用壽命設計;9.可維持性設計;10.再制造過程(Remanufacturing Processes)的設計;11.塑料的制造和裝配的設計;12.Six Sigma的設計:競爭力的授權;13.虛擬現實的工程應用;14.物理工效學(Physical Ergonomics);15.電路;16.測量;17.信號處理;18.數據采集和顯示系統;19.系統工程分析,設計以及分析和設計的信息處理;20.動力物理系統的數學模型;21.基本控制系統的設計;22.控制裝置的一般目的;23.反饋控制系統中的神經網絡;24.機電一體化;25.微電子機械系統引論:設計和應用。
第3卷:制造和管理,含28章:1.制造系統的組織、管理和改進;2.良性環境中的制造;3.生產計劃;4.生產過程和裝備;5.制造系統的評估;6.金屬的成型和鑄造;7.噴鍍和表面工程:蒸汽的物理沉積;8.機械的緊固件;9.密封技術;10.滿意的質量控制;11.計算機整合制造;12.創新方法;13.用STEP做數據交換;14.采用新的過程技術達到企業的目的;15.無損檢驗;16.材料管理系統的設計;17.材料管理系統的智能控制;18.采用工程和技術管理人們;19.工程經濟;20.估價和選擇基于技術的項目;21.精益管理;22.機械工程師的總的質量管理;23.注冊、認證和獎賞;24.安全工程;25.工程師需要法律做什么;26.專利;27.機械工程師的在線信息資源;28.機械工程信息資源。
2機械工程自動化技術的現狀及制約因素
從我國機械工程自動化技術應用的現狀來看,其還處于剛性自動化、單自動化的階段,但國外一些工業發達國家已經實現了機械自動化技術的集成化、智能化、柔性化發展。在機械自動化生產的管理方面,我國一些企業仍舊是采用傳統的管理模式,而發達國家已實現了計算機全程控制管理,而且在機械生產模式、工業組織與管理方面也在不斷升級與創新。由此可見,我國機械自動化的發展仍然存在諸多的不足之處,而制約我國機械工程自動化技術進一步發展的因素,主要為:缺乏相關技術人才、自動化技術應用范圍不夠寬廣、自動化技術相對落后、缺乏自動化技術的科研投入、機械自動化技術的管理不夠完善等。
3加強機械工程自動化技術的建議
3.1加強配套機械自動化技術的發展
所謂配套機械自動化技術,是指機械自動化技術既要發展主要機械設備的自動化,又要發展配套元件及控制系統的自動化。充分應用電子學、零件檢查與機床裝料自動化技術、電子計算機技術,大力推廣程序數控機床,研究發展可靠、高效的自動化生產線、自動化控制系統、生產信息系統等。通過配套機械自動化技術的大力發展,使機械工程行業從生產制造開始到結束均能實現自動化生產,從而大力提高生產效率,促進生產效益
3.2重視低成本機械自動化技術的發展
根據形勢分析來看,我國暫時還無法投入大量資金發展太多高科技、高成本的機械自動化技術,這種形勢下,便應該先從投資少、見效快、成本低、前景廣、潛力大、適合我國發展需要和國情的自動化技術著手,打好基礎,慢慢向上發展。例如芬蘭NOKOAData機工廠組裝車間內擁有的一條可制造286/386/486微機的靈活生產線,該生產線在自動化設備應用的同時融入人工參與,將自動化技術與傳統工藝完美結合,使其在保證造價較低的同時,具有柔性制造系統的性能。國外這種低成本、見效快的自動化技術我們均可借鑒參考,并結合我國基本國情,研發出適合國內機械工程發展的低成本自動化技術。
3.3重視機械工程自動化人才的培養
我國機械自動化技術之所以發展緩慢,與這方面人才的缺失有很大關系,因此,為促進機械工程及自動化技術的進一步發展,便要重視對機械工程自動化人才的培養。第一,需大力引進國外先進的機械自動化技術,同時加強對機械工程自動化教育活動的開展,使我國的科研實力逐漸增強。第二,機械工程自動化專業人才必須具備機械工程的研究、設計、制造以及自動化技術基礎知識、基礎理論、基本技術與應用的能力,能夠在機械工程生產第一線從事材料加工機械、機械制造及自動化等方面工作。
4機械工程及自動化技術的發展前景
在科技的快速發展下,我國的機械工程及自動化技術也在不斷朝前發展,但其在發展的同時,也突顯出資源浪費、環境污染、產品開發及利用率低等問題。為促進機械工程及自動化技術的可持續發展,機械工程自動化技術朝著綠色環保、經濟性、實用性等方面發展也是必然趨勢。
(1)綠色環保的發展前景。機械工程行業在自動化技術的廣泛應用下,雖然大幅度地提高了生產效率,但給生態環境也帶來了嚴重破壞,因此,自動化技術的應用與發展應該以減少環境污染和資源浪費,倡導綠色生產戰略為原則。
(2)經濟性發展前景。我國很多企業在自動化技術的應用與發展中還較為落后,由此也導致了企業經濟發展的緩慢,因此,為保證自動化技術能創造出更為可觀的經濟效益,各企業對現有技術設施不斷改進與優化,在提高生產效率的同時使經濟的發展得以滿足,才能真正發揮機械工程自動化生產的作用。
1.2現代設計在設計原則、價值分析法則、設計思想、造型設計等方面和傳統設計相一致,但由于先進技術和思想的注入,使設計的每個階段都融入了最新的科技成果,并運用最新的設計觀念。現代設計技術中除了擁有傳統設計,還應該融入模塊化設計、有限元分析、反震技術、優化設計、動態試驗和計算機信息交換等門類,這樣才能使現代設計的功能更加完善。
1.3隨著市場競爭的增強和用戶要求的提高,機械工程設計必須要不斷提高產品質量,同時縮減產品的生產成本,盡量縮短產品研發的周期,這樣才能滿足現代機械設計的要求。在這個過程中,各類技術對機械產品的改造和對設計技術的革新都提供了一定的幫助。由以上內容可以看出,現代設計技術具有以下幾項特點:智能化特點,大型機械工程設計中包括分析、分解和綜合幾個主要環節,需要進行運用創造性思維,并開展智能活動;經濟性特點,市場和客戶對機械產品的經濟性要求增加;并行性特點,在設計過程中必須考慮設計的后續工作,需要實現DFA和DFM,這樣才能減小庫存的消耗,以實現經濟性特點;集成化特點,需要樹立人、機械一體化,機械、電力一體化,軟件、硬件一體化,在設計過程中需要綜合分析數據和評價,并利用先進的科技成果;精確性特點,是機械產品復雜化和綜合性發展的趨勢,現代技術的應用使精確性特點更加突出;動態性特點,設計對象和設計組織都應該具有動態性。
2、CAD技術在機械工程設計中的發展和應用
2.1在機械工程設計的所有技術手段中,CAD技術是一種最具活力的技術,其主要應用在機械工程設計中的幾何建模、輔助繪圖、設計審查、工程分析、數據庫建立、信息處理和信息檢索等方面。在機械設計過程中,設計者需要根據工程的設計要求對設計進行反復改進,并同時進行分析和評價,這一過程主要具備以下幾個特點:(1)創造性,設計者需要根據市場需求或者客戶意見來設計出有創意的產品模型;(2)多解性,設計結果會由于用戶對象、標準、材料和設計指標的不同而產生差異;(3)近似性,要對機械設計進行簡化近似。機械設計的工作一般都集中在設計的初期,機械工程的設計思路和設計目標會對后期工作的進行產生深遠影響。為了在機械工程設計之初就將設計人員從傳統的方式中解放出來,保證設計人員的創造性能夠充分發揮,并運用以往的設計經驗和設計成果來進行設計,就需要將大量的計算和各種數據的判斷交給計算機來完成。所以說,CAD技術不僅要向高科技、智能化發展,還應該實現信息集成化、交換口標準化和技術一體化。隨著人工智能、信息集成、數據庫技術的發展,CAD技術也在不斷向更高科技的水平發展。
2.2CAD在向智能化發展的過程中,人工智能起到了關鍵性的作用,在研究人工智能和CAD技術想結合的過程中,主要是為了提高CAD系統的創造力。在運用推理技術時,能夠促進CAD技術的發展,人工智能中的專家系統主要以方案綜合和設計評價兩種形式存在。隨著人工智能的優化發展,不斷產生了能夠處理設計條件不充分的設計方案的系統,并且能夠進行模糊設計和判斷的方法。
2.3信息集成一般是指管理信息系統、決策支持系統、計算機集成制造系統的之間的數據共享以及數據的完整性和一致性的維護。隨著機械工程設計規模的擴大、設計周期的縮短以及先進設計模式的引入,更需要實現各個系統之間的信息共享。但由于實現信息共享存在一定的特殊性,這就需要借助數據庫對其進行有效管理。在現階段的機械工程設計中,有多媒體數據庫的實用,但在實用階段還存在一定的問題,這些問題是機械工程發展中必須要解決的問題。多媒體信息所涵蓋的數據量較大,工程數據庫采用分布式,并具有一定的信息管理能力和事物處理能力,為了有效的減少網絡負擔,就需要將多庫智能問題合理解決,并使多媒體中的信息傳輸和播放保持同步。