發(fā)布時間：2022-05-02 11:43:18
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了1篇的機械工程類論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
目前常見的機械工程測試裝置僅僅能夠?qū)C構(gòu)系統(tǒng)或是加載液壓系統(tǒng)等單一系統(tǒng)進行測試和分析,還很難對多個系統(tǒng)的參數(shù)進行綜合性、系統(tǒng)性的測量和分析,因此在實際應(yīng)用中的效果和價值難以令人滿意。創(chuàng)新機械工程測試裝置的設(shè)計,目的在于將多領(lǐng)域多學科知識進行綜合性、系統(tǒng)化的實踐運用,使各領(lǐng)域知識之間產(chǎn)生更為深刻而緊密的聯(lián)系,并更好的服務(wù)于實際應(yīng)用。本文中的機械工程測試裝置,創(chuàng)新性的集合了機構(gòu)系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)等多個系統(tǒng),能夠?qū)Χ喾N參數(shù)實現(xiàn)高效的測試與準確的分析,在獲得數(shù)據(jù)變化情況的同時獲得分布曲線,以供論證和分析。
1、機械工程測試裝置的創(chuàng)新設(shè)計
1.1總體結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計
文中所引的機械工程測試裝置設(shè)計原理為:在啟動變速電機開關(guān)后,變速電機立刻開始轉(zhuǎn)動進入正常運行狀態(tài),該變速電機可調(diào)速范圍在120轉(zhuǎn)/分到1200轉(zhuǎn)/分之間,可借助變速電機調(diào)速控制按鈕對變速電機進行調(diào)速控制,通過光電轉(zhuǎn)速傳感器實時測量變速電機的轉(zhuǎn)速,由數(shù)據(jù)輸出接口將采集到的數(shù)據(jù)傳送到計算機進行數(shù)據(jù)存儲、處理、評定以及描述;按下急停開關(guān)后系統(tǒng)退出工作狀態(tài),以確保工作人員安全;電動機帶動機構(gòu)變速箱和軸承變速箱,機構(gòu)變速箱為二級變速,由直齒和圓錐齒組成,借助皮帶帶動機構(gòu)搖桿轉(zhuǎn)動,手柄右傾時是空擋,左傾時機構(gòu)搖桿轉(zhuǎn)速保持電機轉(zhuǎn)速的1/12,調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速可間接控制機構(gòu)搖桿轉(zhuǎn)速在0-600轉(zhuǎn)/分之間,軸承變速箱為三級變速,借助聯(lián)軸器連接軸承箱,手柄右傾時是空擋,處于中間時軸承與電機保持相同轉(zhuǎn)速,左傾時軸承轉(zhuǎn)速保持電機轉(zhuǎn)速的1/6,調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速可間接控制機構(gòu)搖桿轉(zhuǎn)速在0-1200轉(zhuǎn)/分之間;軸承施壓加載依靠可視液壓回路系統(tǒng)實現(xiàn),加載壓力顯示由加載壓力表實現(xiàn),按下液壓泵電機開關(guān)后,從液壓箱油箱中吸油,通過調(diào)節(jié)先導(dǎo)溢流閥來控制系統(tǒng)壓力,或借助遠程調(diào)壓來調(diào)整系統(tǒng)壓力,由調(diào)壓閥壓力表顯示調(diào)壓閥壓力,對電磁鐵2DT開關(guān)通電后可借助遠程調(diào)壓閥控制系統(tǒng)壓力,對電磁鐵1DT開關(guān)通電后可保持卸荷狀態(tài)。
整套機械工程測試裝置既可以進行綜合性測試,也可以單獨測量,或是相互測量。單獨對機構(gòu)系統(tǒng)測量時將滑動軸承變速箱保持空擋,使液壓泵電機開關(guān)斷開,并使機構(gòu)變速箱手柄左傾即可實現(xiàn);單獨對液壓系統(tǒng)測量時將液壓泵電機開關(guān)閉合,并斷開變速電機開關(guān)即可;如果需要同時對液壓系統(tǒng)和動壓滑動軸承測量,只需閉合變速電機開關(guān)和液壓泵電機開關(guān),使機構(gòu)變速箱保持空擋,并調(diào)整軸承變速箱手柄即可實現(xiàn);如果需要同時對機構(gòu)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)測量,只需閉合變速電機開關(guān)和液壓泵電機開關(guān),使動壓滑動軸承變速箱保持空擋即可;如果需要同時對液壓系統(tǒng)、機構(gòu)系統(tǒng)以及動壓滑動軸承測量,只需閉合變速電機開關(guān)和液壓泵電機開關(guān),軸承變速箱和機構(gòu)變速箱不處于空擋即可實現(xiàn)。
①軸承箱;②軸承變速箱;③機構(gòu)變速箱;④機構(gòu);⑤信號輸出接口;⑥變速電機開關(guān);⑦液壓泵電機開關(guān);⑧變速電機調(diào)速控制按扭;⑨急停開關(guān);⑩變速電機;以下按次序為液壓箱、液壓泵電機、可視液壓回路、電磁鐵2DT開關(guān)、電磁鐵 IDT開關(guān)、調(diào)壓閥、先導(dǎo)溢流閥、加載壓力表、調(diào)壓閥壓力表。
1.2 機構(gòu)系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計
機構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計的目的在于對機構(gòu)運動學進行深層次的解讀,本文引用的機械工程測試裝置中的機構(gòu)系統(tǒng)選擇的是可組可卸式。以四桿機構(gòu)向六桿機構(gòu)的轉(zhuǎn)化為例,原四桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)組成較為簡單,其中連桿的輸出軌跡構(gòu)成軌跡曲線,最終組成新的六桿機構(gòu),分析六桿機構(gòu)的輸出軌跡可以得知六桿機構(gòu)輸出構(gòu)建上點的軌跡與對應(yīng)的原四桿機構(gòu)連桿上點的軌跡相同,是通過曲線移動來實現(xiàn)四桿機構(gòu)向六桿機構(gòu)轉(zhuǎn)化的。在這一過程中,機構(gòu)連桿的位移、角速度等參數(shù)可以借助傳感器進行測量。
1.3 液壓系統(tǒng)的創(chuàng)新設(shè)計
文中所用的機械工程測試裝置中的液壓系統(tǒng)設(shè)計為:液壓系統(tǒng)與軸承箱連接,通過先導(dǎo)溢流閥對液壓系統(tǒng)壓力進行調(diào)節(jié),由動壓滑動軸承為液壓系統(tǒng)提供所需強度的壓力,旋轉(zhuǎn)動壓滑動軸承即可使壓力彈簧發(fā)生一定程度的形變,從而產(chǎn)生適合的壓力。與此同時,先導(dǎo)溢流閥與遠程調(diào)壓閥借助遙控口實現(xiàn)連接,可以借助遠程調(diào)壓閥對液壓系統(tǒng)壓力進行遠程調(diào)控,使壓力保持在合適的壓力范圍內(nèi)。如果將先導(dǎo)溢流閥壓力加到最大,對電磁鐵1DT開關(guān)通電,連接遠程調(diào)壓閥與先導(dǎo)溢流閥,即可通過調(diào)節(jié)手柄來控制液壓系統(tǒng)壓力;如果斷開電磁鐵1DT開關(guān),對電磁鐵2DT開關(guān)通電,那么液壓系統(tǒng)將處于卸荷狀態(tài),壓力近乎為零。另外,為了對有關(guān)參數(shù)進行準確實施的采集和監(jiān)測,在該液壓系統(tǒng)的設(shè)計中對先導(dǎo)溢流閥出口處設(shè)有紅外測溫儀以及流量傳感器,而且軸承系統(tǒng)的載荷根據(jù)液壓系統(tǒng)壓力進行調(diào)整。
1.4 動壓滑動軸承的創(chuàng)新設(shè)計
整個機械工程測試裝置共配備有若干個傳感器對外載荷、油膜壓力等實驗數(shù)據(jù)進行監(jiān)測和采集工作,直接將計算機系統(tǒng)連接到實驗臺測試控制系統(tǒng)上,從而進行數(shù)據(jù)匯總、處理、顯示等操作。動壓滑動軸承的設(shè)計,將軸承空套在主軸上,軸中間橫剖面均勻分布測壓孔,每個測壓孔分別與壓力傳感器連接,油液溫度數(shù)據(jù)選用紅外測溫儀監(jiān)測采集,摩擦力數(shù)據(jù)選用摩擦力傳感器監(jiān)測采集,由液壓系統(tǒng)對軸承加載壓力進行調(diào)控,軸承載荷隨液壓油壓力提高而增加,通過外載荷傳感器對軸承加載壓力進行測量和顯示,因而十分穩(wěn)定和方便。利用接口技術(shù)將壓力傳感器與計算機系統(tǒng)連接,利用計算機軟件對采集到的壓力數(shù)據(jù)進行處理后可得到壓力分布曲線,從而計算出動壓滑動軸承的壓力分布情況和平均壓強。
2、機械工程測試裝置的功能分析
從上文介紹可知,該機械工程測試裝置可以對機構(gòu)、液壓等系統(tǒng)進行單獨測量或相互測量,或是進行多系統(tǒng)的綜合測量,是一個綜合性很強的測試平臺,能夠?qū)Ω飨到y(tǒng)參數(shù)進行實時測量和準確分析,功能十分強大。為了更好的保證該機械工程測試裝置的測量精確性,需要避免裝置工作狀態(tài)下的振動和噪聲。因此,在該機械工程測試裝置設(shè)計時,對工作臺和傳動裝置等部位設(shè)有專門監(jiān)測振動和噪聲的傳感器,借助傳感器對振動與聲波的測量來準確的掌握振動、噪聲情況,從而對其進行有效控制。在壓力傳感器等其他傳感器的配合下,該裝置能夠?qū)毫?、摩擦力、流量、位移、轉(zhuǎn)速、溫度等測試內(nèi)容進行實施準確的測量,為測試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析提供信息,能夠滿足測試人員對參數(shù)數(shù)據(jù)的需求。
3、結(jié)語
綜上所述,本文借助傳感器、虛擬平臺、機構(gòu)、測試等多方面技術(shù)和理論知識,創(chuàng)新性的設(shè)計了一個綜合性的機械工程測試裝置,與以往的測試裝置相比可以對多個系統(tǒng)的參數(shù)進行測量和分析,很好的體現(xiàn)了現(xiàn)代測試技術(shù)的智能性、信息化和經(jīng)濟性特征,滿足了測試儀器與系統(tǒng)測量分析工作融為一體的需求。
隨著機電產(chǎn)品一體化和生產(chǎn)過程自動化程度的不斷提高,機械工程的測試系統(tǒng)越來越復(fù)雜。它已成為整個機械設(shè)備研制、開發(fā)、應(yīng)用和教學過程中不可或缺的組成部分。機械工程測試系統(tǒng)的基本任務(wù)是從測試對象獲取反映其變化規(guī)律的動態(tài)信息,一個功能完善的機械工程測試系統(tǒng)由傳感器、信號轉(zhuǎn)換裝置、信號分析處理裝置和顯示與記錄等功能模塊組成,無疑,討論和設(shè)計機械工程測試系統(tǒng)及其構(gòu)成要素,是十分有意義的。本文主要分析了虛擬儀器技術(shù)在機械工程測試中的應(yīng)用狀況,望大家參考。
一、機械工程測試系統(tǒng)基本狀況分析
測試是測量與試驗的簡稱,測試中最基本的是測量。測量是利用各種裝置對可觀測量(或稱被測參數(shù))進行定性和定量的過程。測試的基本任務(wù)是獲取信息。測試是發(fā)展和檢驗自然科學理論的實踐基礎(chǔ)。在工程技術(shù)領(lǐng)域,由于實際研究對象的復(fù)雜性,很多問題難以進行完善的理論分析、推導(dǎo)和計算,所以必須通過試驗來獲得研究對象的狀態(tài),變化和特征等,這正是通過測試來實現(xiàn)的。測試技術(shù)正是研究有關(guān)測試方法、測試手段和測試理論的科學,它應(yīng)用于不同的領(lǐng)域并在各個自然科學研究領(lǐng)域起著重要作用。特別是現(xiàn)在機械工程測試技術(shù)引起了大型工業(yè)企業(yè)和高等院校極大的重視。
測試系統(tǒng)的第一個環(huán)節(jié)是信號的傳感,即是將被測量的量或被觀察的量通過一個被測量傳感器或敏感元件轉(zhuǎn)換成一個電的、液壓的、氣動的或其他形式的物理量,被測的或被觀察的量與被轉(zhuǎn)換的輸出量之間根據(jù)可利用的物理定律應(yīng)該具有一種明確的關(guān)系。傳感器就是用來完成這種轉(zhuǎn)換的裝置。
第二個環(huán)節(jié)為信號的轉(zhuǎn)換和調(diào)理。被測物理量經(jīng)傳感環(huán)節(jié)被轉(zhuǎn)換為電阻、電容、電感或者電壓、電流、電荷等電參量的變化,由于在測試過程中不可避免地遭受各種內(nèi)、外干擾因素的影響,且為了用被測信號驅(qū)動顯示、記錄和控制等儀器或進一步將信號輸入計算機進行數(shù)據(jù)處理。因此經(jīng)傳感后的信號尚需進過調(diào)理、放大、濾波、運算分析等一系列加工處理,以抑制干擾噪聲、提高信噪比,便于進一步傳輸和后續(xù)環(huán)節(jié)中的處理。
第三個環(huán)節(jié)是是對這些信號進行分析處理以及顯示記錄,包括信號的時域分析、頻域分析、相關(guān)分析等。原始波形顯示、處理后波形顯示等。從而還可以分析出機械運轉(zhuǎn)的工況等。 機械工程測試系統(tǒng)有測量、監(jiān)控、試驗分析機械設(shè)備運行過程中的參數(shù)功能,但前序步驟必經(jīng)信號的采集、分析才能得出。所以,本系統(tǒng)對于機械的后續(xù)分析作用意義重大。
二、虛擬儀器技術(shù)在機械工程測試系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀
科學技術(shù)的日益發(fā)展,對現(xiàn)在的機械工程測試系統(tǒng)影響很大,特別是相對于傳統(tǒng)的測試系統(tǒng)來講。以前要用特定的儀器對信號進行分析,但是利用虛擬儀器組建的機械工程測試系統(tǒng)卻不用專用的儀器,而是利用計算機作為連接虛擬儀器軟硬件的平臺,信號源通過調(diào)理后數(shù)據(jù)采集卡就可以獲取數(shù)據(jù)進行分析處理?，F(xiàn)代計算機技術(shù)對機械工程測試技術(shù)和儀器的發(fā)展產(chǎn)生了革命性的影響。
測試系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了模擬測試儀器、計算機測試系統(tǒng)(智能儀器)及虛擬儀器三個階段?，F(xiàn)代機械工程測試技術(shù)以計算機為中心,計算機的發(fā)展必然促進測試技術(shù)和儀器的發(fā)展。在此背景下,虛擬儀器的產(chǎn)生也就水到渠成。
在虛擬儀器中,軟件是虛擬儀器系統(tǒng)的關(guān)鍵,目前國內(nèi)外這種軟件主要有美國DSP公司的DADISP軟件,以實驗后數(shù)據(jù)處理分析和表示見長美國NI公司的系列虛擬儀器開發(fā)平臺(LabVIEW、LabWindows/CVI、Virtual Bench和Component Works)、美國QUATECH公司的DASLab軟件包和惠普公司的VEE軟件平臺都是可以搭建虛擬測試系統(tǒng)的軟件平臺,以圖形化編程和界面靈活見長。華中理工大學的V198虛擬儀器系統(tǒng)和哈爾濱工業(yè)大學的儀器王以虛擬的單個儀器或儀器庫見長。其中,美國NI公司的LabVIEW軟件功能最為完善,LabVIEW軟件以簡單、直觀的圖形化編程方式、強大的圖形顯示和數(shù)據(jù)處理能力見長,運行速度快、開發(fā)周期短、界面靈活是其又一大優(yōu)勢,最能體現(xiàn)虛擬儀器的風格,所以基于LabVIEW的虛擬儀器應(yīng)用相當廣泛。
由于Pc的功能變得越來越強大,速度快,價格低,在標準PC上連接一個或多個儀
器模塊構(gòu)成測試儀器成為一種趨勢。這種儀器即為虛擬儀器。虛擬儀器的軟件開發(fā)平臺LabVIEW中,“所見即所得”的可視化技術(shù)是應(yīng)用于測試領(lǐng)域的雛形。虛擬儀器注重測試人員在進行工作中的感覺。用仿真的面板給人以真實儀器的感覺,用豐富的曲線圖像向測試人員傳遞信息,是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機械工程測試領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用趨勢。
幾個測試站點連成一個大的測試網(wǎng)絡(luò),互通數(shù)據(jù)和信息,聯(lián)合分析測試結(jié)果,實現(xiàn)
數(shù)據(jù)和信息共享的網(wǎng)絡(luò)化測試是機械工程測試系統(tǒng)的一個發(fā)展趨勢。虛擬儀器技術(shù)是現(xiàn)代機械工程測試系統(tǒng)的發(fā)展趨勢,在豐富的虛擬儀器軟硬件產(chǎn)品支持下,尤其是在被譽為“科學家和工程師的語言”LabVIEW的支持下,組建一個機械工程測試系統(tǒng)正變得越來越容易。在技術(shù)發(fā)展日新月異的今天,為了讓測試系統(tǒng)就有開放性、兼容性和不斷更新的可能,利用虛擬儀器的概念組建測試系統(tǒng)不失為一種好的選擇。
在機械工程測試系統(tǒng)中,應(yīng)用虛擬儀器編的越來越普遍,因為很多傳統(tǒng)的硬件設(shè)備在虛擬儀器中都可以用軟件代替,從而降低了大量的設(shè)備浪費,降低了成本,并且還可以直觀化的顯示其結(jié)果,將多種的傳統(tǒng)儀器合并到一套虛擬儀器測試系統(tǒng)中,有利于編程,也有利于增強測試系統(tǒng)的準確度。
三、結(jié)論
總之,虛擬儀器技術(shù)在全球范圍內(nèi)的應(yīng)用越來越普遍,在我國主要應(yīng)用到了企業(yè)生產(chǎn)中。我們要對虛擬儀器技術(shù)加大研究力度,力爭促使該技術(shù)應(yīng)用于更廣泛的領(lǐng)域,趕上世界水平,為我國的機械工程的發(fā)展做出貢獻。
1 引言
機械工程材料是機械及近機類專業(yè)一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。本課程以材料的成分、加工工藝、組織結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系為主線,重點介紹材料的本質(zhì),提出有關(guān)的理論和描述,說明材料結(jié)構(gòu)是如何與其成分、加工工藝、性能以及行為相聯(lián)系的。作為高等農(nóng)業(yè)院校的機械設(shè)計以及農(nóng)業(yè)機械化等專業(yè)的學生,學習本課程的目的,主要是使學生獲得常用工程材料的種類、成分、組織、性能和熱處理改性方法的基本知識。了解工程材料在機械工業(yè)特別是農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用,通過對基礎(chǔ)科學和知識的綜合運用,使學生掌握常用機械工程材料的種類、成分、組織、性能以及改性方法等,初步具備根據(jù)零件的服役條件合理選材和妥善安排工藝路線的能力,為學習后續(xù)專業(yè)課程和從事機械設(shè)計及制造工作奠定基礎(chǔ)。根據(jù)專業(yè)大綱安排,西北農(nóng)林科技大學的機械工程材料課程在大學二年級第一學期進行。這一學期,學生所學的課程大部分還是數(shù)學、英語、物理等公共基礎(chǔ)課,機械工程材料屬于學生剛剛接觸到跟自己專業(yè)相關(guān)的少數(shù)幾門課程之一。
2 機械工程材料課程性質(zhì)及教學現(xiàn)狀
理論性強,微觀概念多 機械工程材料課程,不像物理、力學等有著嚴密的邏輯推導(dǎo)和計算過程,也不像工程制圖等相關(guān)課程,比較直觀生動。機械工程材料課程總的特點是理論性非常強,涉及的原子、分子水平的微觀概念很多。特別是與金屬學相關(guān)的部分,如晶體結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、位錯運動以及凝固結(jié)晶、相的概念、組織轉(zhuǎn)變等,這些概念都是微觀和抽象的,學生無法通過推導(dǎo)計算獲得,更無法通過肉眼直接觀察和親身體驗到,有時候需要通過一定的空間想象力來理解它們。這樣就導(dǎo)致教師講授起來有一定困難,而學生學習起來感到難以理解,從而感覺枯燥、乏味,失去學習的興趣。
課程涵蓋內(nèi)容廣 機械工程材料課程包含了材料科學專業(yè)中的力學、金屬學、熱處理原理、熱處理工藝、金屬材料、非金屬材料以及失效分析等多門學科的專業(yè)知識,內(nèi)容廣而分散。而在“寬口徑、厚基礎(chǔ)、強能力、高素質(zhì)”的人才培養(yǎng)模式引導(dǎo)下,專業(yè)課程的學時數(shù)在不斷壓縮,而要求學生了解的內(nèi)容卻越來越多。這樣就形成了一種矛盾,即教師上課的課時數(shù)減少了,而學生需要學到的知識卻增加了。這就要求任課教師能夠統(tǒng)籌安排上課課時,充分利用現(xiàn)代化的教學手段,精簡課堂講授內(nèi)容,突出重點的同時拓寬知識面。
現(xiàn)有課本內(nèi)容知識陳舊 大學教材內(nèi)容陳舊,知識老化,這些是在我國高等教育中各門課程都有可能會遇到的,也是現(xiàn)在我國高等教育中普遍存在的問題。出版一本教材的過程是相當復(fù)雜的,要經(jīng)過編寫、審核、校對、出版、發(fā)行等多個環(huán)節(jié),因此,當書真正出版出來以后,有些知識可能已經(jīng)更新。而對于教師來講,頻繁更換教材,也不利于熟悉教案,積極備課?！稒C械工程材料》課本內(nèi)容主要以金屬材料為主,而近年來,隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展,各種新材料、新工藝在不斷涌現(xiàn)。全球性的能源危機以及環(huán)境污染問題,對現(xiàn)代的新材料除了在性能、工藝和成本等方面的傳統(tǒng)要求外,更提出了與環(huán)境協(xié)調(diào)、綠色環(huán)保、可循環(huán)再生等更高的要求。為了保證該課程的教學質(zhì)量,并使學生能夠盡量了解到本領(lǐng)域的發(fā)展動向,就迫切需要教師改變傳統(tǒng)的以課本為主的教學方式,探索更加有效的教學模式,使學生理解并掌握課本基礎(chǔ)知識的同時,能更多地了解和把握本領(lǐng)域的研究與發(fā)展動向。
3 教學改革探索
充分利用網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù) 多媒體技術(shù)是現(xiàn)代化教學的非常有效的輔助工具,教師要注重利用并充分發(fā)揮多媒體的特點,制作形象生動的多媒體課件。對那些學生難以理解、教師又難以講解的比較抽象的內(nèi)容,比如晶體結(jié)構(gòu)原理、合金結(jié)晶過程、位錯類型及運動過程等,通過收集以及自己動手制作一些簡單的動畫,生動形象地來演示復(fù)雜的變化過程。這樣不僅加深了學生對相關(guān)知識的理解掌握,同時還活躍了課堂氣氛,激發(fā)了學生的學習興趣。如對鋼鐵材料的熱處理工藝等,注意并積極收集工程訓練實習以及工廠企業(yè)的熱處理工藝過程的錄像資料,在講解課本內(nèi)容的同時輔助播放實際熱處理過程錄像,注重理論與實際相結(jié)合,使課程內(nèi)容具有真實感,更利于學生理解和掌握。
充分利用學校的網(wǎng)絡(luò)教學平臺,隨時充實并完善課程信息,課堂講授的重點、難點以及教學用課件及時上傳至平臺,便于學生隨時下載并復(fù)習掌握當堂內(nèi)容;利用網(wǎng)上作業(yè)提交和批改功能,可以快速有效地發(fā)現(xiàn)學生學習中的問題,了解學生對知識的掌握情況,并能及時得到反饋;通過網(wǎng)上答疑,增加了教師和學生的課后互動,改變了以往只有上課時才能見到教師,學生有問題得不到及時解決的現(xiàn)象;充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)平臺信息量大的特點,注重將生活及科研中接觸到的與課程內(nèi)容相關(guān)的新聞報道、最新科研成果等,收集并上傳至教學資源,供學生掌握基礎(chǔ)知識的同時,更多地來了解社會發(fā)展在所學領(lǐng)域的需求,激發(fā)學生自我提高的熱情和積極性?？傊?網(wǎng)絡(luò)平臺讓教學更加真實具體,更加強了教師與學生的互動。
精 簡課堂教學內(nèi)容 結(jié)合學校的優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)項目,充分利用網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù),精簡課堂教學內(nèi)容,做到夠用就行。按照專業(yè)培養(yǎng)方案,機械類專業(yè)的學生學習機械工程材料的主要目的是掌握成分—結(jié)構(gòu)—性能之間的內(nèi)在聯(lián)系,并能在零部件設(shè)計中合理地進行材料選擇,因此,在課堂講授中刪減了那些理論較深的內(nèi)容。如課本第二章材料的結(jié)構(gòu),其中晶面與晶向部分,對于非材料專業(yè)的學生不需要掌握;還有位錯的理論,學生只需要知道位錯是由于原子的錯排造成的,不需要了解更多關(guān)于位錯的形成機制等。再如鐵碳相圖的部分,因為高溫包晶反應(yīng)在生產(chǎn)中很少會用到,所以把包晶反應(yīng)區(qū)省略,將相圖簡化,重點講解共析和共晶反應(yīng)部分。在工業(yè)用鋼部分,因目前金屬材料仍然占據(jù)工程材料中大約70%的市場,課堂教授主要內(nèi)容仍然以金屬材料中的碳鋼和合金鋼為主。對于課堂上不能詳細講解的知識,或者僅作為了解性的一些內(nèi)容,如陶瓷、高分子的晶體結(jié)構(gòu)、熱處理新技術(shù),以及非金屬材料、復(fù)合材料等,將其上傳至網(wǎng)絡(luò)課程平臺,作為學生自學內(nèi)容,拓寬他們的知識面。
靈活選用教學材料 選用十二五規(guī)劃教材作為教學用教材,基礎(chǔ)內(nèi)容深入講解,包括材料的結(jié)構(gòu)、鐵碳相圖、鋼的熱處理等。但在授課中,不僅僅局限于所選中文教材內(nèi)容,還結(jié)合英文原版教材FOUNDAMENTALS OF MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING,更多地提供中英文對應(yīng)專業(yè)詞匯,并摘錄一些章節(jié),課堂上詳細講解,讓學生學習到專業(yè)知識的同時,又能接觸到純正流利的英文表達方式。將某些章節(jié)相關(guān)的典型的中英文科研論文及掌握的最新的研究成果等介紹給學生,供學有余力以及對材料研究感興趣的學生開闊眼界,并能使他們更加了解材料研究對社會發(fā)展的重要意義。
還在最后一章材料選擇中,增加材料與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。對于一名合格的工程技術(shù)人員,在選材中除了考慮傳統(tǒng)的性能、工藝、成本等因素外,更要考慮材料的開發(fā)、服役、回收等環(huán)節(jié)可能造成的環(huán)境負荷。盡量選擇環(huán)境友好材料,做到廢棄零部件材料能夠回收再利用或能生物降解,將對環(huán)境的影響降到最低。
4 結(jié)束語
總之,機械工程材料課程是機械類和近機類專業(yè)學生必修的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程,內(nèi)容多且比較抽象。隨著科學技術(shù)的發(fā)展和各種新材料的不斷涌現(xiàn),需要不斷地對該課程的教學體系、教學內(nèi)容、教學手段和方法等進行改革和實踐,以充分調(diào)動學生學習的積極性和主動性,不斷提高教學質(zhì)量,加強基礎(chǔ)知識的同時,增加輔助教學材料,為學生學習后續(xù)專業(yè)課程和畢業(yè)后從事機械設(shè)計及制造工作奠定堅實的基礎(chǔ)。
1 安裝準備階段
安裝準備工作主要包括了解設(shè)備基礎(chǔ)的交付時間;調(diào)查設(shè)備及材料的供應(yīng)情況;了解安裝現(xiàn)場的條件及安裝技術(shù)的復(fù)雜程度;了解人力、機具的部署情況等。具體而言,此階段應(yīng)注意以下幾個環(huán)節(jié)。
(1)設(shè)備及材料的訂貨情況,貨到安裝現(xiàn)場的時間安排。
(2)設(shè)備的檢查和材料的檢驗:
清點設(shè)備的零件、附件是否短缺,檢查設(shè)備的外觀及零附件是否有損壞和銹蝕的現(xiàn)象。做好開箱記錄,檢查說明書、出廠合格證是否齊全;主要材料進場時,必須有出廠合格證及檢驗報告。若出現(xiàn)材料代用,必須取得設(shè)計或有關(guān)部門的認可后,方能投入使用。
(3)設(shè)備安裝前,要按照圖紙及施工驗收規(guī)范進行基礎(chǔ)中心線標高、幾何尺寸的驗收。設(shè)備基礎(chǔ)的尺寸極限偏差和水平度、鉛垂度公差應(yīng)符合施工驗收規(guī)范的規(guī)定。此外,需對設(shè)備基礎(chǔ)、預(yù)埋件、預(yù)留孔等進行交接驗收,并復(fù)核坐標位置、標高、外形尺寸等是否符合要求。
(4)驗收預(yù)埋螺栓的高度、規(guī)格、螺紋、長度及表面的清潔度等,對預(yù)埋地腳螺栓還要檢查根部中心位置、不垂直度和頂部標高。另外,預(yù)埋地腳螺栓的螺紋和螺母應(yīng)防護完好。
2 機械設(shè)備安裝階段
2.1設(shè)備就位
在安裝設(shè)備前,先安裝好車間的橋式吊車,再利用橋式吊車來安裝其他設(shè)備。在吊運設(shè)備時,繩索應(yīng)栓在設(shè)備適應(yīng)受力的位置上,在繩索與設(shè)備表面接觸部位應(yīng)墊上木墊板,以防損壞其油漆表面或已經(jīng)加工過的表面。
2.2設(shè)備找正
指設(shè)備的縱橫中心線與基礎(chǔ)上的中心線對正。在設(shè)備未安裝之前,首先根據(jù)設(shè)計、安裝和將來對設(shè)備進行檢修的需要并結(jié)合本區(qū)設(shè)備布置圖,繪制永久中心標板和永久基準點布置圖,在圖中標明永久中心標板和永久基準點的編號、設(shè)置位置。埋設(shè)永久性中心標板和永久基準點,以供設(shè)備安裝調(diào)整使用,同時為了觀測設(shè)備基礎(chǔ)的沉降情況,還要在整個機組的基礎(chǔ)和主要設(shè)備附近埋設(shè)基礎(chǔ)沉降觀測點。埋設(shè)時注意要在同一塊基礎(chǔ)的四周至少埋設(shè)四個基準點,以檢查同一塊基礎(chǔ)的沉降情況。設(shè)備的定位基準一般在設(shè)計規(guī)范或說明書中都有規(guī)定。若無規(guī)定時,可采用幾何作圖法在設(shè)備的加工面上確定設(shè)備的中心點。
2.3設(shè)備的定位及調(diào)整
2.3.1設(shè)備的平面定位
為了保證設(shè)備在基礎(chǔ)上準確就位,設(shè)備吊裝就位后應(yīng)根據(jù)已設(shè)置的中心標板,掛設(shè)基準線。基準線的掛設(shè)應(yīng)根據(jù)設(shè)備安裝精度要求和掛設(shè)跨距選用直徑為0. 3mm。0.75mm的整根鋼線,其拉緊力一般為鋼線破斷拉力的40%,80%,水平或傾斜掛設(shè)的跨距不宜超過40m?；鶞示€應(yīng)掛設(shè)在便于調(diào)整的線架上,用線錘對正中心點,當對正中心后用調(diào)整螺母鎖定鋼線,使其鋼線在使用時不發(fā)生位移,但使用期間應(yīng)定期進行復(fù)檢。
2.3.2設(shè)備的標高調(diào)整設(shè)備的安裝標高應(yīng)選擇設(shè)備的主要工作面作為測量基準,如軋機底座的上平面。由于永久性基準點一般離設(shè)備較遠,因此應(yīng)用精密水準儀,根據(jù)永久性基準點,投設(shè)在設(shè)備附近一個輔助基準點上,以便于設(shè)備在安裝過程中的標高調(diào)整。對于較重要設(shè)備,最終還要用精密水準儀進行復(fù)測。
2.3.3設(shè)備的水平度調(diào)整
設(shè)備水平度調(diào)整方法分整體設(shè)備、分體設(shè)備。一般整體設(shè)備在設(shè)備的工作表面或組裝結(jié)合部表面直接用水平儀測量,根據(jù)設(shè)備的安裝精度可選用不同精度的水平儀。分體設(shè)備安裝時可分別對各分體部件進行找平。如卷取機底座,先將兩底座分別找正、找平,然后將長平尺放在兩底座上,把水平放在平尺上進行測量。
2.3.4設(shè)備的清洗
清洗設(shè)備各零部件加工表面上的油脂、污垢及其他雜物,并使其表面具有防銹能力。設(shè)備表面如果有干油可用煤油清洗,若有防銹漆則可用香蕉水或丙酮清洗。設(shè)備清洗后,用棉紗擦凈并涂以潤滑油。設(shè)備無油漆的部分均應(yīng)涂上有機油防銹。
2.3.5設(shè)備的潤滑
設(shè)備內(nèi)外各部清洗干凈后,才可進行加油潤滑。潤滑油必須經(jīng)過化驗,確定符合要求后才可以使用。加入設(shè)備前潤滑油必須過濾,所加油應(yīng)達到規(guī)定油標位置;所有潤滑部分及油孔應(yīng)加滿潤滑油。使用潤滑脂密封簡單,不易臟污,減少損失,不必常加換潤滑脂。特別是對高速電機、自動裝置及不易加油的設(shè)備潤滑實用意義很大。同時,潤滑脂受溫度影響不大,對荷載性質(zhì)、運動速度的變化有較大適應(yīng)范圍,在垂直潤滑面上不易流失。在潤滑脂中加入適量石墨粉,能形成更堅韌的油膜,能在往復(fù)運動機構(gòu)中起緩動作用,避免爬行,消除震動。潤滑脂由于流動性差,導(dǎo)熱系數(shù)小,因此不能作循環(huán)潤滑劑使用。
3 機械設(shè)備試運轉(zhuǎn)階段
試運轉(zhuǎn)的目的是進一步檢查設(shè)備存在的缺陷,并進行使用前最后的修理和調(diào)整,使設(shè)備的運行特性符合生產(chǎn)的需要。試運轉(zhuǎn)的步驟是:先空載、后負荷;先單機,后聯(lián)動。必須在上一步驟檢查合格后,才能進行下一步驟的運轉(zhuǎn)。試運轉(zhuǎn)中應(yīng)注意以下幾點。
(1)設(shè)備正常運轉(zhuǎn)時聲音時均勻、平穩(wěn)的,反之會發(fā)出各種雜音。
(2)需要測量的溫度主要有摩擦部位的溫度及油溫、冷卻水溫,對空氣壓縮機還需測量其出口溫度。
(3)在考核設(shè)備運轉(zhuǎn)情況的同時,更要注意考核系統(tǒng)的整體效果。
4 設(shè)備安裝驗收階段
驗收是機械設(shè)備安裝施工過程中的重要環(huán)節(jié),必須嚴格執(zhí)行標準,認真驗收,為機械設(shè)備的安全運行打好基礎(chǔ)。驗收的主要依據(jù)包括:設(shè)計文件;機械設(shè)備安裝工程施工及驗收規(guī)范;主要材料的出廠合格證及檢驗報告;設(shè)備資料(說明書、合格證等) ;隱蔽工程記錄和各工序的檢驗記錄等。需要注意的是,安裝所產(chǎn)生的誤差是不可避免的。而且隨著設(shè)備的運行,各活動件都會產(chǎn)生磨損,一般初期磨損較快,以后磨損會漸漸減緩,由于磨損,一些原來校好的精度也會變動,我們安裝工作總的目標是使設(shè)備在很長的穩(wěn)定使用期內(nèi)保持理想的精度,這就要求安裝人員必須有一定的制造工藝知識,把制造廠形成的設(shè)備精度與安裝允差結(jié)合起來考慮,使偏差向有利的方向發(fā)展,以最終確保設(shè)備使用性能。
結(jié)語:
隨著冶金工程技術(shù)的不斷深入發(fā)展,高科技、現(xiàn)代化的冶金設(shè)備不斷涌現(xiàn),對設(shè)備的安裝精度要求也越來越高。機械設(shè)備安裝工程的質(zhì)量是依靠安裝施工人員在每一道工序中認真負責的工作來保證的,這就對機械設(shè)備安裝工程的施工人員提出了更高的要求。隨著機械設(shè)備安裝工程規(guī)范的進一步完善和發(fā)展,從業(yè)人員的技術(shù)水平和管理水平的提高,機械設(shè)備安裝工程質(zhì)量一定能得到切實有效的保障和提高。
一、機械工程中材料消耗的現(xiàn)狀
（一）在機械產(chǎn)品成本中，原材料費用過高。
根據(jù)國家有關(guān)部門對機械系統(tǒng)近萬個企業(yè)進行的統(tǒng)計結(jié)果表明：每年消耗鋼材1000萬噸，占全國的15％-20％。原材料費用平均占機械產(chǎn)品成本的60％以上。
（二）鋼材利用率低。
據(jù)統(tǒng)計，我國機械工業(yè)鋼材利用率權(quán)為60％左右，與發(fā)達國家相比，有10％-15％的差距。每提高一個百分點就意味著可節(jié)約10萬噸鋼材。我國機械工業(yè)的鑄、鍛件綜合廢品率偏高，造成原材料和能源的浪費，有人調(diào)查過部分企業(yè)，鑄鐵件廢品率為12％-14％，鑄鋼件廢品率為10％-11％，有些廠甚至高達20％，而國外一般低于5％。另外我國重要的基礎(chǔ)件的壽命短，如模具僅為發(fā)達國家的1／3。與國家有關(guān)機械系統(tǒng)節(jié)約材料技術(shù)政策中的要求相差甚遠。
二、機械工程中節(jié)材的途徑
機械工業(yè)節(jié)約材料的重點是鋼材等金屬材料，同時也要注意節(jié)約其他原材料。從技術(shù)經(jīng)濟角度來看，機械工業(yè)節(jié)材必須考慮以下四個方面：降低產(chǎn)品的材料消耗；減少制造過程中的材料消耗量；提高產(chǎn)品質(zhì)量；
（一）采用先進技術(shù)，提高利用率。
采用先進制造技術(shù)，提高鑄件精度，推廣精密性成形技術(shù)，在金屬件生產(chǎn)中擴大中精鍛件比例，使模鍛、精鍛件比例提高60％以上；繼續(xù)推行集中下料、科學套材、改進下料工藝和裝備，推廣各種精密，自動、數(shù)控編排的切割技術(shù)，采用帶鋸床、中溫剪切等下料新設(shè)備；大力采用先進焊接技術(shù)，減少焊條用量；采用先進的熱處理技術(shù)，提高零部件壽命；推廣可控氣氛，少、無氧化熱處理工藝和鍛造用保護氣氛加熱工藝和裝備，減少金屬氧化損失；采用材料表面處理技術(shù)，提高材料表面性能，實現(xiàn)節(jié)材低耗；對于關(guān)鍵基礎(chǔ)體（軸承、齒輪、彈簧、液壓氣動元件、模具等），擴大采用精煉鋼和脫氧鋼，以及行之有效的熱處理和表面熱處理新技術(shù)，顯著延長其使用壽命。如上海某公司采用切削活塞，其材料利用率為43.5％，改用冷擠壓后可達92％。某大型軸承廠采用高速鐓鍛生產(chǎn)線，使直徑在50mm以下的套圈材料利用率從9.9％提高到42％，—年節(jié)鋼1800噸。
（二）采用先進的防腐蝕技術(shù)，延長設(shè)備的使用壽命。
在國民經(jīng)濟中不論哪個部門都毫無例外地存在著腐蝕問題。腐蝕給人們造成的危害是很大的，它一方面造成設(shè)備、零件等材料的直接損失，另一方面還造成影響正常生產(chǎn)，惡化操作環(huán)境，影響產(chǎn)品質(zhì)量，新工藝不能上馬，設(shè)計保守，以及發(fā)生人身安全事故等一系列重大的損失。據(jù)有關(guān)資料介紹，估計全世界每年腐蝕損失100億英鎊（折合人民幣約590.8億元）。全世界每年金屬的腐蝕損失約為全年總產(chǎn)量的20％，也就是說全世界每年約有1億噸金屬因腐蝕而損失掉。由此可見，腐蝕是自然界的浪費之一。因此，防腐蝕也是機械工程中節(jié)材的又一重大技術(shù)課題。隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，新的防腐蝕材料和方法的不斷涌現(xiàn)，防腐蝕技術(shù)也在不斷提高。例如：我軍裝備維修表面工程研究中心在海軍獵潛艇上推廣新型電弧噴涂防腐技術(shù)，可使獵潛艇鋼結(jié)構(gòu)的防腐壽命從5年延長到15年。
（三）擴大應(yīng)用新材料，改善用材結(jié)構(gòu)。
擴大應(yīng)用新材料，改善用材結(jié)構(gòu)，提高用材水平，積極推廣各種高強度低合金鋼、冷成形鋼、冷拔鋼管等高效鋼，使用切削鋼、新型模具鋼、感應(yīng)淬火鋼等節(jié)能節(jié)材新材料；擴大硬質(zhì)合金材料的使用，以及節(jié)約高速鋼和模具鋼等，擴大粉末冶金材料在汽車、拖拉機和家用電器等方面的應(yīng)用；在汽車、農(nóng)機和交通運輸設(shè)備中，開發(fā)應(yīng)用工程塑料和復(fù)合材料。比如用高強度低合金鋼代替普通碳鋼制作一般承載構(gòu)件，重量可以減輕10％-30％的。
（四）提高產(chǎn)品設(shè)計水平，充分發(fā)揮材料潛力。
提高產(chǎn)品設(shè)計水平，充分發(fā)揮材料潛力，降低材料消耗以輕量化為目標，大力推廣計算機輔助設(shè)計，優(yōu)化設(shè)計，有限壽命設(shè)計、防腐蝕設(shè)計和價值工程方法，使產(chǎn)品既可靠安全又結(jié)構(gòu)緊湊，用材合理；適當提高材料使用強度等級，充分發(fā)揮材料性能潛力，降低材料消耗。如對eq-]40汽車橋殼進行疲勞研究和優(yōu)化設(shè)計后，每臺減少5千克，新設(shè)計的經(jīng)濟型數(shù)控車床與普通塔車床相比，采用數(shù)控伺服機構(gòu)后，省去刀架和溜板等，零件數(shù)目減少2／5。
（五）大力推廣再制造工程的研究及應(yīng)用。
再制造工程是正在發(fā)展中的一個新興研究領(lǐng)域和新興產(chǎn)業(yè)，在國外也僅有十幾年的歷史，國內(nèi)有許多單位正在進行再制造領(lǐng)域的研究。全軍裝備維修表面工程研究中心、西安交通大學等單位使用表面工程技術(shù)進行設(shè)備零部件的再制造研究和應(yīng)用；裝甲兵工程學院、空軍第一研究所、空軍工程大學和海軍工程大學對裝甲車輛、軍用飛機，艦艇的延壽作了大量的試驗和研究工作。20世紀90年代初以來，國內(nèi)的一些部門對修復(fù)熱處理已經(jīng)做了嘗試工作，如對長期服役過的發(fā)電設(shè)備上的某些重要零件進行修復(fù)熱處理。應(yīng)用等離子噴涂技術(shù)對重載坦克車輛零件進行再制造修復(fù)和強化，實車考核證明用再制造技術(shù)修復(fù)和強化的零部件比新品的相對耐磨性提高1.9-8.3倍，壽命提高2-3倍。對首鋼從比利時購進的二手連鑄設(shè)備中的三百多件大型軸承座和軋輥，經(jīng)再制造修復(fù)后，已使用數(shù)年。目前一些單位已經(jīng)開始了汽車、計算機、空調(diào)、電冰箱、摩托車等產(chǎn)品零部件再制造的研究工作。再制造工程技術(shù)不僅能恢復(fù)原產(chǎn)品的技術(shù)性能，而且能及時引進新技術(shù)、新工藝和新材料，改進提高產(chǎn)品的技術(shù)性能和可靠性，從而延長產(chǎn)品的使用壽命。再制造產(chǎn)品的費用僅為新品價格40％-60％，達到廢物利用，變廢為寶的目的，為降低材料消耗，節(jié)約原材料開辟了一條新的途徑。
三、對節(jié)材途徑的展望
（一）面臨進入wto新技術(shù)發(fā)展的機遇和挑戰(zhàn)，發(fā)展再制造業(yè)是應(yīng)付這種挑戰(zhàn)的一種有效手段，使用再制造產(chǎn)品將再制造業(yè)降低成本，節(jié)約資源，減少污染。
（二）將節(jié)約原材料貫穿于原材料生產(chǎn)、產(chǎn)品設(shè)計制造及使用的全過程，其中在制造過程中節(jié)材是潛力最大、最易見效的—個環(huán)節(jié)。因此要大力開發(fā)和使用先進技術(shù)、工藝和裝備，大幅度提高國產(chǎn)技術(shù)裝備水平，加速傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級。
（三）基于以上論述，我建議在上世紀90年代出臺的有關(guān)節(jié)約材料技術(shù)政策的基礎(chǔ)上，力爭在行業(yè)平均鋼材利用率達80％，鑄造綜合體廢品率下降5％以下，重點骨干企業(yè)下降到3％以下，并將關(guān)鍵基礎(chǔ)件的平均使用壽命延長到30％以上。
四、結(jié)語
隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，資源、能源及環(huán)境保護的問題日益突出。因此，材料的工程應(yīng)用必須對之有所考慮，特別是對于大批量生產(chǎn)的零件，所用材料應(yīng)該來源豐富，顧及國內(nèi)的資源及市場供給情況，并應(yīng)盡量選用生產(chǎn)過程耗能低的材料。節(jié)材與節(jié)能的結(jié)果必然減少了環(huán)境的污染，有利于保護生態(tài)環(huán)境。從人類可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略高度出發(fā)，節(jié)約原材料，代用稀缺物資應(yīng)是現(xiàn)代機械制造工程必須繼續(xù)探討的重要內(nèi)容之一。
機械工程產(chǎn)品在工業(yè)生產(chǎn)中作用大,因此,在進行機械工程設(shè)計的時候一定要不斷應(yīng)用創(chuàng)新思維,這樣才能更好的提高設(shè)計質(zhì)量。同時也要在機械工程產(chǎn)品模塊化發(fā)展中取得更好的成果在機械工程設(shè)計中,相似性理論的作用是非常大的,因此,在設(shè)計過程中一定要對相似性思維進行重視。
1 創(chuàng)新設(shè)計與創(chuàng)新思維
在進行機械工工程設(shè)計的時候,設(shè)計是否能得到成功是和設(shè)計中是否進行創(chuàng)新有很大關(guān)系,在機械工程設(shè)計中創(chuàng)新不是簡單的構(gòu)想,是要在知識和經(jīng)驗的積累上進行創(chuàng)新設(shè)計,因此,在進行設(shè)計的時候要有很強烈的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新思維能力。無論在哪個領(lǐng)域知識都是非常有限的,但是想象力卻是無限的,因此,在一定程度上想象力比知識更加重要。想象力能夠更好的推動世界,同時也能更好的實現(xiàn)社會進步,想象力是知識進化而來的,因此,在進行科學研究中,想象力是非常重要的。創(chuàng)新思維不是邏輯上循序漸進得到的,而是通過形象化構(gòu)思和想象得到的思維形式,在一定方面上要能夠更好的對事物的本質(zhì)進行掌握。創(chuàng)新思維要依據(jù)經(jīng)驗的積累,同時也要不斷的超出經(jīng)驗,這樣才能更好的形成直覺方面的思維。
創(chuàng)新思維是一種有意識努力和潛意識努力的結(jié)合,在一定程度上能夠更好的形成人們的智能。潛意識通常都是非常的模糊的,同時也是非常的無意識的,但是在人腦中這種思維模式確實非常的頻繁的,同時在人腦中也是要依賴知識、方法和經(jīng)驗的積累的。人們在學習和工作中只有知識積累非常豐富,信息儲備非常多,才能在無意識的情況下進行思考,同時能夠更好的將知識進行結(jié)合,這樣才能產(chǎn)生很好的設(shè)想,出現(xiàn)靈感。潛意識的出現(xiàn)是無法離開人們的有意識,因此,潛意識通常會在人們對一個問題長期思考的過程中形成,而且對問題的解決是非常有幫助的。在通常情況下,潛意識經(jīng)常會處于一種游離的狀態(tài),在某個不經(jīng)意的瞬間就會出現(xiàn)一些靈感,因此,在一定程度上,潛意識能夠更好的打開人們的思路,同時也能將出現(xiàn)的問題進行解決。創(chuàng)新思維是創(chuàng)新設(shè)計的靈魂,同時也是人們豐富經(jīng)驗和知識的積累,但是在一定程度上創(chuàng)新思維并不是知識加上經(jīng)驗。
2 機械工程創(chuàng)新設(shè)計的研究對象
在機械工程設(shè)計方面進行創(chuàng)新設(shè)計不僅要提高學術(shù)水平,而是為了獲得更好的經(jīng)濟效益和社會效益。在機械工程設(shè)計創(chuàng)新設(shè)計方面進行研究是為了更好的在發(fā)明創(chuàng)造新機器和新機械方面提供理論依據(jù)和方法,同時也是為了更好的實現(xiàn)機械工程智能化發(fā)展,實現(xiàn)真正意義上的專家系統(tǒng)。這樣能夠促進機械工程設(shè)計水平向自動化、智能化以及集約化方向發(fā)展,同時在產(chǎn)品設(shè)計方面也能更好的提高同類產(chǎn)品的競爭能力。在專利產(chǎn)品技術(shù)不斷實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的時候,能夠更好的實現(xiàn)經(jīng)濟效益和社會效益,同時在進行機械工程設(shè)計時不但培養(yǎng)設(shè)計人員的創(chuàng)造性思維也能更好的提高設(shè)計人員的創(chuàng)新能力,同時也能提高人們在創(chuàng)新設(shè)計方面的自覺性以及技術(shù)上的可操作性。機械工程設(shè)計方面的創(chuàng)新將成為一種新的工具和手段,在新產(chǎn)品更新?lián)Q代方面也能取得更好的效果,能夠為社會創(chuàng)造更多的財富。
在進行機械工程創(chuàng)新設(shè)計時一定要發(fā)揮設(shè)計者的創(chuàng)造力,同時在設(shè)計方面要不斷的進行新穎性和實用性方面的改造,這樣能夠更好的保證機械產(chǎn)品在未來的使用效果。在對機械產(chǎn)品進行改造時可以對生產(chǎn)情況進行必要的改造,同時也要對機械產(chǎn)品的性能以及可靠性、經(jīng)濟性和實用性進行提高,同時在進行新機器和新產(chǎn)品設(shè)計的時候一定要保證其在生產(chǎn)中得到有效的應(yīng)用,避免出現(xiàn)實用性不理想的產(chǎn)品。同時在機械工程創(chuàng)新設(shè)計方面要不斷對其他方面知識進行掌握,這樣在進行設(shè)計時能夠更好的在設(shè)計技術(shù)和方法上進行提高。
3 相似性思維對技術(shù)創(chuàng)新的作用
工程技術(shù)在種類上是非常多的,同時在學科方面也是非常多的,但是在發(fā)展過程中也是存在著相似性,只是相似程度會存在著一定的不同。隨著技術(shù)的發(fā)展,在相似程度上也出現(xiàn)了不斷的轉(zhuǎn)換,這樣就使得很多事物在發(fā)展過程中出現(xiàn)了不是絕對存在的情況,這樣也使得很多事物存在著劃分越來越模糊的情況。
在對事物進行研究的時候,抓住事物之間的相似性能夠更好對事物的本質(zhì)進行了解。在工程技術(shù)領(lǐng)域中,在工程設(shè)備、工程系統(tǒng)以及工程建設(shè)之間都是存在著一定的相似性的。在進行工程設(shè)備研究的時候,要對其功能進行劃分,這樣就能得到設(shè)備的基礎(chǔ)部分,動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及執(zhí)行系統(tǒng)等,這些系統(tǒng)在工程設(shè)備中都是必備的系統(tǒng),同時在本質(zhì)上也有一定的相似性。很多的設(shè)備在構(gòu)造原理和方法上是比較相似的,但是也存在著一定的差異,在科學技術(shù)不斷發(fā)展過程中,技術(shù)也在不斷提高,這樣就使得設(shè)備在功能方面也出現(xiàn)了一定的變化。在對工程技術(shù)問題進行研究時,一定要對設(shè)備的相似規(guī)律進行掌握,這樣才能更好的從工程相似論中進行設(shè)備設(shè)計。
在先進制造技術(shù)領(lǐng)域中,新技術(shù)在日新月異地發(fā)展,新術(shù)語和新概念層出不窮,著實讓人眼花繚亂,如計算機集成制造、精益生產(chǎn)、并行工程、敏捷制造、全球化制造、分散網(wǎng)絡(luò)化生產(chǎn)系統(tǒng)、大量定制化生產(chǎn)等等。通過考察不難發(fā)現(xiàn),它們都具有本質(zhì)相似性,即提高生產(chǎn)率以縮短制造周期、降低成本和提高質(zhì)量,這是它們共同的根本任務(wù),只是在不同時代背景和社會條件下措施不同。這種相似性思維在工程技術(shù)和創(chuàng)新中屢見不鮮。例如,在控制工程中,可以用具有相似數(shù)學模型的電系統(tǒng)來模擬一個機械系統(tǒng),從而產(chǎn)生了物理系統(tǒng)的模擬技術(shù)。隨著電子學與計算機科學的發(fā)展,這種物理量的模擬技術(shù)又發(fā)展成為數(shù)字化的仿真技術(shù),并進一步發(fā)展成虛擬現(xiàn)實技術(shù)。在制造領(lǐng)域中,可以采用這些技術(shù),通過相似性思維過程時行再創(chuàng)造,發(fā)展出產(chǎn)品設(shè)計擬實技術(shù)和制造擬實技術(shù),有人稱之為:虛擬設(shè)計和虛擬制造。善于創(chuàng)新的人與一般人的區(qū)別,就在于他能不斷發(fā)掘現(xiàn)存事物中需要的變異,并將它與相關(guān)事物和相關(guān)技術(shù)進行相似性匹配,從而觸發(fā)創(chuàng)新靈感,達到創(chuàng)新的目的。這就是從相似性思維達到創(chuàng)新的全過程。
4 相似性分類是創(chuàng)新研究的關(guān)鍵
按事物的相似性進行科學分類,是創(chuàng)新研究的第一步。在工程技術(shù)中,不僅要對結(jié)構(gòu)相似、運動相似、功能相似、工藝相似的系統(tǒng)或部件進行分類,還要在分類的基礎(chǔ)上進行分析分解,按層次找出相似的單元,最后進行綜合和優(yōu)化,根據(jù)客觀需要對分類后的相關(guān)單元進行優(yōu)化組合和融入新技術(shù),形成新事物或新的技術(shù)過程。例如,在制造工程中,前蘇聯(lián)學者米洛凡諾夫?qū)⒘慵雌浣Y(jié)構(gòu)相似性進行分類后創(chuàng)立了成組加工,使原來只能用生產(chǎn)效率極低的單件生產(chǎn)方式加工的零件,通過分類并組,并根據(jù)各類零件的共性改進加工設(shè)備和工裝,使之能采用類似大批量生產(chǎn)方式加工同類零件,大大提高了生產(chǎn)率和經(jīng)濟效益。
5 結(jié)束語
在機械工程設(shè)計中進行創(chuàng)新能夠更好的提高機械的生產(chǎn)率,同時也能為經(jīng)濟發(fā)展做出貢獻。機械工程設(shè)計進行創(chuàng)新一定要在設(shè)計中具有創(chuàng)新思維,要想獲得創(chuàng)新思維,人們一定要對知識和經(jīng)驗進行積累,這樣才能更好的實現(xiàn)思維創(chuàng)新。
當今的社會是一個智能化的社會,智能手機、智能電視、智能移動網(wǎng)絡(luò)終端等一系列智能化設(shè)備的問世掀起了智能化時代的高潮?？萍妓降陌l(fā)展為智能化的發(fā)展提供了必要的技術(shù)支撐,經(jīng)濟的發(fā)展為智能化的大規(guī)模運用提供了必要的經(jīng)濟基礎(chǔ),智能化技術(shù)漸漸被應(yīng)用到社會各領(lǐng)域。機械工程在社會發(fā)展中扮演著十分重要的角色,它為人們的生存提供了必要的生產(chǎn)資料。為了社會發(fā)展的需要,機械工程的智能化已是大勢所趨,機械工程智能化的發(fā)展已成為研究的一個重要課題。在此大背景下,本文針對于此做出簡要的分析。
一、機械工程與智能化
1、機械工程
機械工程是一門以自然科學和技術(shù)科學作為理論根據(jù),通過研究各種機械的開發(fā)設(shè)計、制造安裝、使用維護并對機械中存在的問題進行維修的應(yīng)用性學科。從社會發(fā)展的角度看,社會發(fā)展離不開社會生產(chǎn),但是社會生產(chǎn)十分依賴機械設(shè)備,機械設(shè)備具有大規(guī)模生產(chǎn)的作用,離開了機械設(shè)備,社會生產(chǎn)只能滿足極小的生產(chǎn)需求。機械工程為社會發(fā)展進行大規(guī)模、大范圍的生產(chǎn)活動提供了必要的條件,對于促進社會經(jīng)濟的發(fā)展十分重要。
2、智能化
智能化是當今世界發(fā)展的主要方向,其涵義較為復(fù)雜,涵蓋的知識領(lǐng)域十分廣闊,被應(yīng)用的范圍也較大。隨著科技水平的不斷創(chuàng)新,在技術(shù)的支持下,智能化的發(fā)展也不斷取得進步,使得智能化的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣,漸漸不止應(yīng)用于如今我們所知道的智能手機、智能電腦等移動設(shè)備領(lǐng)域,同時也被應(yīng)用到工程建設(shè)等諸多方面。而科學技術(shù)的不斷創(chuàng)新也為智能化提供了源源不斷的動力,對于深化智能化的發(fā)展方向十分有利。另外,在變革的時代,智能化是大勢所趨。
二、我國機械工程智能化的現(xiàn)狀及其重要性
1、我國機械工程智能化的現(xiàn)狀
上世紀科學技術(shù)的快速發(fā)展為現(xiàn)階段機械工程的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ),目前,機械工程的知識體系日趨成熟。而智能化是研究者根據(jù)人類大腦的構(gòu)造與功能研究出來的,機械工程的智能化主要目的在于結(jié)合人腦的特點實現(xiàn)用機械替代部分的人工勞動?，F(xiàn)階段,我國的機械工程發(fā)展趨勢較為明朗,多管齊下,既有引進外國先進技術(shù)水平,又有自身的探索與研發(fā),還有政府的政策扶持,機械工程的發(fā)展處在十分有利的環(huán)境下,發(fā)展十分迅速。
智能化在機械工程的發(fā)展中十分重要。目前,我國的眾多企業(yè)已經(jīng)開始研發(fā)智能化應(yīng)用于機械工程的可能性,盡管企業(yè)的運作方式上還存在一些不足,但是企業(yè)在管理模式、生產(chǎn)制造等方面有所變革,更多的公司越來越重視對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。但是現(xiàn)階段我國的機械工程智能化發(fā)展仍存在諸多的困難:科技水平雖然有了長足的進步,但與世界頂級水平還存在差距;智能化雖然有了一定的成果,但創(chuàng)新能力不夠;信息管理系統(tǒng)雖然建立,但還有待于進一步完善;企業(yè)的發(fā)展較為迅速,但是智能化的程度不高等。但是,這些困難都只是暫時,機械工程智能化發(fā)展方向是大勢所趨,隨著我國經(jīng)濟、科技等方面的深度發(fā)展,將為機械工程智能化提供更強大的支撐。
2、機械工程智能化的重要性
機械工程為人類提供大量的生產(chǎn)資料,維護著機械設(shè)備的正常運轉(zhuǎn),機械工程包括社會生產(chǎn)的多個方面,將機械工程與智能化相結(jié)合,能夠為社會生產(chǎn)提供更為人性化的服務(wù),機械工程智能化不僅能提高生產(chǎn)效率,不斷滿足人們多方面的需求,還能以對環(huán)境造成的最小化代價換回經(jīng)濟效益,機械工程智能化發(fā)展方式能實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境的和諧發(fā)展。
三、機械工程智能化的發(fā)展方向
1、生產(chǎn)產(chǎn)品智能化
產(chǎn)品是促進企業(yè)進行正常經(jīng)營活動與持續(xù)發(fā)展的基本,也是企業(yè)實現(xiàn)經(jīng)濟效益的手段,尤其是機械設(shè)備直接生產(chǎn)出來的產(chǎn)品,不僅要保證產(chǎn)品生產(chǎn)出來的質(zhì)量,同時也要保證生產(chǎn)效率,滿足市場及消費者的需求。智能化的生產(chǎn)方式不僅能保證機械設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品在質(zhì)量上精益求精,還能兼顧提高生產(chǎn)效率。除此之外,對于消費者越來越高的產(chǎn)品要求與多元化的產(chǎn)品需求,智能化的生產(chǎn)方式能根據(jù)消費者特殊的要求生產(chǎn)特色的產(chǎn)品。如實現(xiàn)電腦與手機的無線連接以達到傳輸文件的目的;手機的無線充電模式等都是產(chǎn)品智能化的體現(xiàn)。
2、管理方式的智能化
智能化管理方式在機械工程管理中的應(yīng)用逐漸深入,勢必會給機械工程企業(yè)所固有的管理方式造成沖擊,促使企業(yè)管理方式發(fā)生變革,由原來交叉粗放的管理方式轉(zhuǎn)變?yōu)榧毣絺€人的管理模式,保證決策的實效性;由原來的人力管理轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C系統(tǒng)管理。智能化的管理方式能確保機械工程企業(yè)的生產(chǎn)、銷售、產(chǎn)品維護、市場開發(fā)等方面都得到及時的跟進與補充,實現(xiàn)一體化的服務(wù)模式,并且能給及時反饋運行的結(jié)果,方便后續(xù)的生產(chǎn)經(jīng)營活動。智能化的管理方式,不僅能有效節(jié)約管理成本,還能有效提高管理的質(zhì)量與效率。
智能化管理方式的創(chuàng)新能促進機械工程企業(yè)的整體發(fā)展,隨著此種管理方式的深入,能有效提高機械工程企業(yè)對市場環(huán)境的風險防范意識,同時對于市場的變化有及時的反饋,不斷適應(yīng)市場變化的發(fā)展要求。因此,智能化管理方式在機械工程企業(yè)的應(yīng)用發(fā)展前景很可觀。
3、機械工程設(shè)備的智能化
在現(xiàn)階段,伴隨著科學技術(shù)水平的不斷突破創(chuàng)新,機器設(shè)備也在朝著智能化、自動化的方向發(fā)展。機械工程智能化不止是生產(chǎn)產(chǎn)品的智能化、管理方式的智能化,同時也是機械工程設(shè)備的智能化,這種智能化的機器生產(chǎn)能有效提高生產(chǎn)效率,還能協(xié)助設(shè)備管理人員對機器設(shè)備進行智能化的管理,降低管理成本,通過機器管理機器,達到智能化管理機器性能與運行狀態(tài)的目的,如當機器在生產(chǎn)過程中發(fā)生故障時,監(jiān)管設(shè)備就會發(fā)出警報,停止該問題設(shè)備的運轉(zhuǎn),保證機器不會發(fā)生二次故障的情況。
機械工程設(shè)備的運行狀況是機械工程生產(chǎn)效率的基礎(chǔ),在生產(chǎn)過程中至關(guān)重要。由于不同的機器設(shè)備存在設(shè)計、構(gòu)造、性能、安裝等方面的差異,機械工程的生產(chǎn)效率與生產(chǎn)目標也存在不同,智能化的機械工程設(shè)備能根據(jù)各機器的不同功能進行合理化的運作。
4、科技的智能化
科技智能化是實現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品智能化、管理方式智能化以及機械工程智能化的前提條件?？萍贾悄芑軓V泛應(yīng)用在機械工程生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié),如感應(yīng)技術(shù)、聯(lián)動控制技術(shù)、遠程控制技術(shù)等。因此現(xiàn)代機械工程企業(yè)要密切關(guān)注科技發(fā)展趨勢,緊跟科技發(fā)展步伐,與時俱進,將新型的科技應(yīng)用到生產(chǎn)中。
創(chuàng)新科技的智能化,不僅能提高機械工程企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營效益,也是改善企業(yè)員工工作方式、提高企業(yè)生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵所在。需要注意的是,對于不同領(lǐng)域的產(chǎn)品,生產(chǎn)規(guī)范、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、 生產(chǎn)方式上各有不同,不能采取“一刀切”的方式簡單粗暴的進行生產(chǎn),需要根據(jù)實際的需求進行相應(yīng)的設(shè)備、技術(shù)選擇,使機械工程智能化生產(chǎn)的產(chǎn)品在保證質(zhì)量的同時滿足消費者的不同需求。
結(jié)束語:
總而言之,機械工程對于社會經(jīng)濟的發(fā)展十分關(guān)鍵,智能化是社會發(fā)展大勢所趨。現(xiàn)階段,雖然我國機械工程智能化發(fā)展面臨一些問題,但是困難只是暫時的,隨著科技與經(jīng)濟的繼續(xù)深入發(fā)展,其發(fā)展前景十分明朗。
機械制造技術(shù)是一門非常重要的專業(yè)課,它包括金屬切削機床、金切原理與刀具、機床夾具、機械制造工藝、數(shù)控加工工藝等內(nèi)容。本課程的目的是使學生掌握機械制造技術(shù)的基本理論知識,同時通過生產(chǎn)實習、課程設(shè)計等實踐環(huán)節(jié)使學生具備分析和解決機械加工技術(shù)問題的能力,學習機械制造的新工藝、新技術(shù)及發(fā)展方向,為學生走向工作崗位、從事生產(chǎn)實踐打下堅實的基礎(chǔ)。教師應(yīng)認真研究教材,積極研究教學理論和教學方法,努力提高教學水平。
1. 教書育人,德育為本
教師是“人類靈魂的工程師”,不僅教授學生專業(yè)知識,更要對學生進行德育教育。教學中,應(yīng)結(jié)合學生將來可能從事的技術(shù)與管理工作的性質(zhì),從本專業(yè)對人才培養(yǎng)等方面,對學生進行生動深刻的講授,使他們了解本課程的重要性,激發(fā)其學習的興趣。在教學中,必須把思想品德教育、職業(yè)道德與專業(yè)技術(shù)教育有機地結(jié)合起來,使他們成為德才兼?zhèn)涞挠杏萌瞬?。教師?yīng)身體力行,為人師表,做好表率,使學生不僅學到知識,而且學會怎樣做人。
2. 注重內(nèi)在聯(lián)系
專業(yè)教育的目的是要使學生用全面和發(fā)展的眼光看問題。從教材前、后內(nèi)容的聯(lián)系上,從本課程與其他課程的關(guān)系,從機械制造技術(shù)與其他學科之間的聯(lián)系,從理論與實踐的聯(lián)系上全面了解和掌握專業(yè)知識和技能。
教材是按著一定的順序編寫的,但前、后內(nèi)容有著緊密的聯(lián)系。比如,教師在講授“機械加工工藝規(guī)程”和“機械加工精度”等基本概念時,經(jīng)常要用教材中的例子和生產(chǎn)中的實例來說明,而“典型零件加工”的內(nèi)容又與前面機械制造基本理論有重要聯(lián)系,就應(yīng)引導(dǎo)學生尋找各部分內(nèi)容的內(nèi)在聯(lián)系,這樣更容易系統(tǒng)深刻地理解教材。
機械制造專業(yè)的各門課程是一個有機的整體,密不可分。機制制造技術(shù)與“機械制圖”、“機械原理與設(shè)計”、“數(shù)控加工與編程”等其它專業(yè)課和基礎(chǔ)科有密切的內(nèi)在聯(lián)系。例如在介紹機床夾具的內(nèi)容時,夾緊力可以由機械、液壓或氣動裝置提供,夾具的結(jié)構(gòu)就有變化[1]。教學中,要把機械原理、機械零件、氣動和液壓傳動等課程的知識聯(lián)系起來,使學生全面掌握要點,提高專業(yè)水平。
3. 教學互動,激發(fā)學生的學習興趣
在機械制造技術(shù)的學習中,不少學生感到每節(jié)課的知識過多,不能及時理解消化,為了解決這一問題,可以使用多變的教學方法并提高教學藝術(shù)性。對教學內(nèi)容要有的放矢,詳略得當。對于易理解的內(nèi)容,要求學生先預(yù)習,講課一帶而過;較抽象的內(nèi)容除布置學生預(yù)習,還應(yīng)認真講解;理論性和實踐性較強的知識重點講解,理論聯(lián)系實際。
教學中可采用討論式教學方法,即學生按照教師布置的思考題在課前進行預(yù)習。課堂上先提出問題,再讓學生略加思索之后回答。學生各抒己見,在充分地討論之后,教師做總結(jié),指出要點。例如在學習曲軸加工的內(nèi)容時,曲軸與一般的軸不同,它由主軸軸頸、連桿軸頸和連接板組成,結(jié)構(gòu)細長,多曲拐,剛性差,其加工過程很有特點[4]。組織學生參觀曲軸加工現(xiàn)場并翻閱技術(shù)資料,自己根據(jù)零件加工特點,提出加工的方法并相互討論,在此基礎(chǔ)上,教師總結(jié)曲軸加工的工藝難點和解決方案。這樣以學生主動思考、積極討論為主,教師提示、答疑為輔,能夠充分調(diào)動和發(fā)揮學生的主觀能動性,將被動學習變?yōu)橹鲃訉W習,可以收到很好的教學效果,便于培養(yǎng)學生自學能力,促使學生動腦筋想問題,使其思維能力和表達能力都得到鍛煉,提高他們分析和解決問題的能力,有利于培養(yǎng)創(chuàng)造性人才。
4. 利用教具、實物等進行直觀教學
機械制造技術(shù)的實踐性和綜合性較強,各部分教學應(yīng)注意與生產(chǎn)實際相結(jié)合,可以利用各種教具、掛圖、實物、模型、錄像、多媒體等直觀教學手段增強學生的感性認識。例如講解各種刀具時就可以把常用車刀、數(shù)控刀具和刀柄、麻花鉆、深孔鉆頭、浮動鏜刀、珩磨頭等帶到課堂上,適時拿出來介紹。在介紹機制工藝規(guī)程制定的內(nèi)容時,可通過觀看錄像讓學生直觀了解工廠生產(chǎn)的過程,包括生產(chǎn)技術(shù)準備、毛坯制造、零件的各種加工過程等。較大的典型零件如車床主軸箱:床身等可能用木材和紙板做成簡易模型,較復(fù)雜的工裝、機床結(jié)構(gòu)也可做成模型,必要時還可以帶學生到工廠參觀,進行現(xiàn)場教學。對于工步、走刀、工序等較難掌握且容易混淆的概念,可以組織學生觀看車削、銑削的加工錄像,有針對性地講解和區(qū)分。講解數(shù)控加工工藝時,可利用數(shù)控加工仿真軟件介紹數(shù)控車、銑和加工中心的對刀、設(shè)置刀具補償、工件的定位和裝夾、刀具運動軌跡等內(nèi)容,帶領(lǐng)學生深入工廠觀看數(shù)控機床加工現(xiàn)場,都可收到很好的效果。
5. 搞好現(xiàn)場教學
根據(jù)不同的教學內(nèi)容、不同的情況采用多種形式的現(xiàn)場教學。對于各種加工方法、各種機床、夾具、刀具和量具,可組織學生去實驗室、工廠機加工車間參觀實習。針對某一典型零件的加工,可組織專題現(xiàn)場教學,要詳細了解圖紙和工藝條件,學習工藝過程,了解其典型設(shè)備、工藝裝備的機構(gòu)特點和使用方法。對重點零件的加工,要求學生仔細觀察、運用所學的理論知識,改進不合理的工藝方法;對生產(chǎn)中遇到的質(zhì)量或其他技術(shù)問題,應(yīng)指導(dǎo)學生分析并解決,必要時,向工廠的技術(shù)人員和工人請教。在實習中,把典型的工藝方法、夾具、專用刀具都記錄下來,與所學的理論進行比較,來鞏固理論知識和提高解決技術(shù)問題的能力。當然,課堂與現(xiàn)場要相結(jié)合,教師應(yīng)根據(jù)工廠的情況編寫出實習教案,精心組織實習的內(nèi)容,首先在課上介紹零件圖紙和技術(shù)要求,然后帶領(lǐng)學生深入現(xiàn)場,最后回到課堂組織學生討論分析,教師匯總,指出要點。
總之,機械制造技術(shù)是一門綜合性、實踐性都很強
的課程。任課教師認真研究教學方法,不斷提高知識水平,真正做到理論聯(lián)系實踐,必然能教好這門課,取得理想的效果。
隨著機械制造步伐的逐步加快,機械工程中自動化技術(shù)的應(yīng)用也得到了全面的發(fā)展。在過去,自動化技術(shù)的應(yīng)用通常是局部、單機形式的自動化,而如今,自動化技術(shù)不僅綜合了集成技術(shù),還囊括了一系列先進的智能設(shè)備,因而大大提高了生產(chǎn)效率,使得機械工程領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大的變化。隨著自動化技術(shù)在機械工程中應(yīng)用范圍的不斷擴大,自動化技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀、應(yīng)用策略以及發(fā)展趨勢等問題也就成為當前熱議的話題。
1、我國自動化技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用現(xiàn)狀分析
我國自動化技術(shù)在機械工程方面的應(yīng)用情況仍處于單子及剛性自動化階段,同國外發(fā)達國家相比差距仍相對較大,因為國外發(fā)達國家自動化技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)實現(xiàn)了普遍的柔性化、集成化及其智能化。
對于我國的多數(shù)企業(yè)而言,在機械工程的生產(chǎn)管理的自動化方面采用的仍是傳統(tǒng)落后的管理模式,發(fā)達國家早已實現(xiàn)了信息化管理,且對于工業(yè)管理、組織以及生產(chǎn)模式等方面仍在逐步升級和創(chuàng)新。對于人才管理來說,我國缺乏一個科學有效的管理機制,且所謂的人才多為理論型人才,真正的理論實踐型的全面人才遠遠不夠。此外,對于機械設(shè)計方面而言,我國無法做到及時地更新,在設(shè)計能力方面也并無大幅度的提升。對于工藝水平而言,數(shù)控加工等相關(guān)技術(shù)仍停留于初級的精細加工階段,還未真正掌握復(fù)合加工等先進手段。
對我國機械工程中自動化技術(shù)的應(yīng)用情況進行分析可知,我國在此方面存在著不少問題,較為突出的問題是機械自動化技術(shù)全面人才的缺乏、自動化技術(shù)較為落后,且應(yīng)用范圍較為狹窄等。作為機械自動化技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ),相關(guān)技術(shù)人才的培養(yǎng)相當關(guān)鍵,由于我國在此方面的技術(shù)人員多數(shù)僅僅空有理論知識,而缺乏實踐經(jīng)驗,因此,進行人才的培養(yǎng)過程中必須注意理論同實踐的聯(lián)系,這樣方可真正實現(xiàn)自動化技術(shù)能力的不斷提高,進而推動現(xiàn)代機械工程領(lǐng)域的不斷進步。此外,我國還應(yīng)改變數(shù)控系統(tǒng)中傳統(tǒng)的封閉體系結(jié)構(gòu),不斷提高自動化技術(shù)的管理策略及其科研投入,拓寬自動化技術(shù)在機械工程領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。
2、機械工程中自動化技術(shù)的應(yīng)用分析
2.1柔性自動化技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用分析
對于柔性自動化技術(shù)而言,其主要是隨著計算機信息技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的,因而是一種新興技術(shù),此技術(shù)不僅可以實現(xiàn)技術(shù)性操作的自動化進行,還可以在明確加工目標的情況下進行智能操作。因此,將柔性自動化技術(shù)應(yīng)用于機械工程中可以實現(xiàn)生產(chǎn)效率的提高,從而實現(xiàn)機械領(lǐng)域的工業(yè)化發(fā)展目標。如今,柔性技術(shù)已經(jīng)成為機械工程中不可缺少的一部分,其將數(shù)控技術(shù)為核心,同時結(jié)合先進的計算機信息化設(shè)備、信息科技技術(shù)及現(xiàn)代機械生產(chǎn)技術(shù)三個方面,推動了機械制造工業(yè)的不斷發(fā)展和進步。由此可知,柔性自動化技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用,對于整個工業(yè)發(fā)展而言具有相當深遠的意義,不僅能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)數(shù)量及其生產(chǎn)效率的大幅提高,減輕勞動人員的工作強度,還大大提高了生產(chǎn)的質(zhì)量,實現(xiàn)了生產(chǎn)成本的大幅降低以及產(chǎn)品效益的不斷擴大。由此可見,柔性技術(shù)在機械制造行業(yè)的應(yīng)用具有全球化趨勢。
2.2集成自動化技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用分析
集成自動化技術(shù)主要指的是對目前現(xiàn)有信息技術(shù)不斷進行改進,以確保機械制造過程更為具體化,此外,還負責將機械制造生產(chǎn)過程中相關(guān)的各種技術(shù)及其生產(chǎn)信息進行高效集成,以實現(xiàn)機械生產(chǎn)的不斷擴大,最終實現(xiàn)集成能力的不斷增強。正是由于具有如此多的優(yōu)勢,因此,如今集成技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用已受到了十分普遍的認可,且在信息集成系統(tǒng)不斷發(fā)展和完善的過程中,集成自動化技術(shù)也得到了不斷的發(fā)展。集成技術(shù)涵蓋了眾多方面,如數(shù)據(jù)庫集成、質(zhì)量系統(tǒng)工程以及一些復(fù)雜程度較高的工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計。就如今的發(fā)展情況而言,集成自動化技術(shù)在機械工程領(lǐng)域的應(yīng)用,無論對于產(chǎn)品研發(fā),還是生產(chǎn)和控制都可以取得相當好的效益。
2.3智能自動化技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用分析
智能自動化技術(shù)指的是通過人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)對某過程進行模擬,促使系統(tǒng)能夠像人腦一樣進行數(shù)據(jù)的分析或信息的采集,進而實現(xiàn)系統(tǒng)的自動化。此技術(shù)在實現(xiàn)機械智能化的同時,還通過集成化技術(shù)實現(xiàn)了控制的自動化,因而可以說是一門集智能技術(shù)和集成技術(shù)于一體的自動化綜合技術(shù)。此技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用有效實現(xiàn)了人工智能技術(shù)以及機械制造過程的高效融合,不僅對生產(chǎn)過程的監(jiān)控十分有利,有效降低了人力資源成本的投入,還實現(xiàn)了生產(chǎn)效率的大幅提高。此外,此技術(shù)通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息的識別,因而使得機械系統(tǒng)運行時具有相對較強的自主適應(yīng)能力,這對于生產(chǎn)過程中突發(fā)事件的快速響應(yīng)及其解決十分有利。
3、自動化技術(shù)在機械工程中的未來發(fā)展情況分析
3.1自動化技術(shù)在機械工程中發(fā)展方向
機械工程中自動化技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展過程中必須以我國國情為依據(jù),從簡單技術(shù)入手,逐步朝著復(fù)雜技術(shù)進行發(fā)展,進而建立起一套我國特色的機械自動化系統(tǒng)。如今,雖然我國在機械工程領(lǐng)域已經(jīng)得到了一定程度的發(fā)展,但同國外先進國家相比差距仍相當大,在自動化技術(shù)在機械工程的應(yīng)用過程中先進技術(shù)及其相關(guān)經(jīng)驗仍相對缺乏,這就要求我國實現(xiàn)機械領(lǐng)域自動化的過程仍有相當長的一段路要走。因此,就我國而言,為了實現(xiàn)機械工程自動化技術(shù)的更好發(fā)展,必須以我國具體國情為依據(jù),不斷進行自動化技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗的積累,同時注重吸收外國在這一方面的先進技術(shù)水平,逐步推動機械工程中自動化應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展。
3.2機械自動化技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展
對于自動化技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用而言,其主要目的還是為了投入生產(chǎn),因此必然要在相關(guān)企業(yè)中進行應(yīng)用和發(fā)展,此時必須以實際情況為依據(jù),確保機械自動化技術(shù)的應(yīng)用能夠有效推動企業(yè)的發(fā)展。對于機械相關(guān)企業(yè)而言,在進行自動化技術(shù)的引入過程中必須先要對企業(yè)的實際情況進行考慮,無論是企業(yè)的經(jīng)濟能力還是未來發(fā)展都要進行認真考慮,以確保機械自動化技術(shù)能夠產(chǎn)生長遠的效益。
3.3自動化技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用過程中應(yīng)注意的問題
進行機械工程自動化技術(shù)的應(yīng)用過程中,必須注意穩(wěn)固的抓好此項技術(shù)的應(yīng)用過程,對此項技術(shù)的基礎(chǔ)應(yīng)用工作進行大力地推廣。一面進行主機的發(fā)展,同時還要進行配套控制系統(tǒng)及機械自動化元件等的發(fā)展。此外,還要確保各種傳感器、編程控制器、控制系統(tǒng)、系統(tǒng)及計算機軟件和微處理機等方面技術(shù)的不斷發(fā)展,以便為將來的進一步發(fā)展打下基礎(chǔ)。除此以外,還應(yīng)不斷進行性能優(yōu)良且應(yīng)用水平高的自動化機電產(chǎn)品的研究。自動化技術(shù)在生產(chǎn)中進行應(yīng)用的過程中很容易受到系統(tǒng)質(zhì)量、結(jié)構(gòu)、剛性等方面要求的影響,因此必須不斷對其進行更新,以滿足機械自動化技術(shù)應(yīng)用方面的需求。
結(jié)語
綜上所述,自動化技術(shù)在機械工程中的應(yīng)用已逐步成為機械制造領(lǐng)域相當重要的組成部分,機械工程中自動化技 術(shù)的應(yīng)用不僅可以實現(xiàn)原料成本的大幅降低及生產(chǎn)效率的大幅提高,還是避免人力資源浪費的最為有效的途徑,因此必須對其給予足夠的重視。
引言
在基于內(nèi)容的視覺信息檢索技術(shù)與計算機信息管理技術(shù)探究中獲得的科研成果給處置這個問題帶來了有用的參考,讓迅速查尋所需要的設(shè)計圖紙變成可能。鑒于此,本文對機械工程圖圖形檢索技術(shù)進行分析與探究具有較為深遠的意義。
1.機械工程圖檢索技術(shù)的分類
基于文本的圖紙檢索還有基于成組技術(shù)的圖紙檢索出現(xiàn)了很多的問題,尋找原因會發(fā)現(xiàn)問題的形成和舉出這類方法的時候,人們對圖形的認知水準還有處理問題的考慮點存在較大關(guān)聯(lián),所以這類問題是方法自身所特有的[1],只借助改變技術(shù)細節(jié)很難解決,必須通過不同的角度思考這類問題才會可能全部處理發(fā)生的困難。伴隨基于內(nèi)容的圖像檢索技術(shù)的進一步發(fā)展,國內(nèi)外已經(jīng)有某些研究人員將在基于內(nèi)容的圖像檢索范圍所獲得的科研結(jié)果加入至CAD領(lǐng)域,通過圖形特點的記敘方式完成CAD圖形檢索。系統(tǒng)首先必須提取到圖紙的幾何特征數(shù)據(jù)還有其空間關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù),關(guān)于圖紙的特點數(shù)據(jù)存儲至圖紙?zhí)卣鲙炖?客戶在完成新設(shè)計的時候,只需要給系統(tǒng)提供具有某種特點的圖形,系統(tǒng)就能夠在擁有的計算機圖庫里檢索到與所提供的圖形擁有類似的幾何特點或者部件相互擁有類似空間關(guān)聯(lián)的圖紙,這樣用戶就能夠用檢索出的結(jié)果當成參照,根據(jù)新的設(shè)計需求進行設(shè)計。本文所論述的主要是基于內(nèi)容的圖紙檢索系統(tǒng)的完成問題。
2.機械工程圖大致圖形的敘述
第一,簡單圖形
包含了矩形、圓與三角形這三類圖形。
第二,鏈式圖形
通過直線、圓弧相互連接形成的圖形,構(gòu)成這些圖形的直線或者圓弧首尾是相接的,圖線相互不存在交互關(guān)系,所圍區(qū)域都是單連通域,在其圍成的區(qū)域里不包含其他的圖形因素。
第三,復(fù)合圖形
通過鏈式圖形與簡單圖形利用鄰接關(guān)聯(lián)形成的圖形,在這些圖形中輪廓線以里的每個區(qū)域中都不存在單獨存在的簡單圖形或者鏈式圖形。圖形分解的重要步驟敘述如下:
步驟一:分隔單獨出現(xiàn)的圖形
單獨出現(xiàn)的定義指的是在這個圖形的每個部分和輪廓的其他組成成分不存在相交、重合與連接關(guān)聯(lián),圖形單獨的出現(xiàn)在總體輪廓之間。這類圖形假如是簡單圖形,則跳轉(zhuǎn)至第4步,假如是鏈式圖形,則必需跳轉(zhuǎn)至第3步,不然其就是復(fù)合圖形,跳轉(zhuǎn)至第2步完成;
步驟二:復(fù)合圖形分解
把復(fù)合圖形根據(jù)其組成分解成為相互鄰接的閉合圖形[2],這類圖形可能是鏈式圖形或者是簡單圖形這兩類狀況,判別圖形的形式,假如圖形是簡單圖形,則跳轉(zhuǎn)至第4步接著完成處置;
步驟三:把鏈式圖形分解成為簡單圖形的組合
把鏈式圖形分解成為簡單圖形,包含了圖形分解還有判定所得的各類簡單圖形相互的存在關(guān)系這兩類問題,也就是先完成分解,再判別各個簡單形體相互的空間運算關(guān)聯(lián)是并、差還是沒有空間運算關(guān)聯(lián);
步驟四:存儲處理結(jié)果
到這里整個的圖形就已經(jīng)被分解成了圓、長方形與三角形這三類簡單圖形的拼接形式。把圖形的構(gòu)成數(shù)據(jù)還有每個步驟獲得的圖形之間的空間運算關(guān)系存儲至數(shù)據(jù)文件里。詳細情況參照下圖2-1所示。
3.機械工程圖圖形檢索數(shù)據(jù)的組織和檢索的完成
復(fù)雜機械工程圖中的圖形輪廓最后能夠分解成三類幾何圖形的組合情況,這個分解的過程總共包含了三個階段,在分解的第一階段與第二階段里,復(fù)雜圖形被分解成了一些封閉的圖形,這類圖形相互之間是存在鄰接或者互相包含的關(guān)聯(lián),封閉圖形間的組合形式展現(xiàn)出了輪廓的整體構(gòu)成結(jié)構(gòu);在分解的第三個階段,那些不屬于規(guī)定的幾種簡單圖形的封閉圖形被再一次的完成分解,最后通過長方形、圓與三角形這三類簡單圖形的拼接形式來代表它們,分解獲得的簡單圖形的數(shù)量與相互關(guān)聯(lián)代表了繁雜的封閉圖形[3]。
在基于內(nèi)容的圖形檢索當中,判斷檢索圖形與其他圖形相互的匹配程度是檢索的重要步驟之一。過去數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的查詢往往是基于精準文字匹配的,但是在圖形、圖像這樣的數(shù)據(jù)檢索當中,關(guān)于給圖形、圖像的內(nèi)容用語義敘述沒辦法完成全部精準,因此必須要通過相似性匹配來權(quán)衡評定檢索結(jié)果的相符情況[4]。這個相似性情況是通過數(shù)值形式來完成表示的。相似性測量是某個模式領(lǐng)域當中關(guān)于模式的知識表述,可以度量該領(lǐng)域里對象間的感覺相似性的相應(yīng)程度。在用戶根據(jù)圖形特點檢索的時候,獲取到的圖形特征是關(guān)于圖形實體的一類全面的表述,當使用相似性檢索的時候要牽扯到兩類重要的問題:一個是圖形特征的相似性度量,另一個則是基于相似性的查詢方法。
4.結(jié)語
通過本文探究,認識到機械工程圖檢索技術(shù)的分類,因此對機械工程圖圖形檢索數(shù)據(jù)的組織和檢索的完成進行加強便顯得極為重要。然而,這是一項較為系統(tǒng)的工作,不能一蹴而就,需要從多方面完善,比如復(fù)雜圖形被分解成為一些封閉圖形。進一步為我國機械工程圖圖形檢索的發(fā)展奠定尤為堅實的基礎(chǔ)。
一、前言
在我國經(jīng)濟中,制造業(yè)是國家的支柱行業(yè),占據(jù)國有經(jīng)濟的重要地位。隨著制造業(yè)的快速發(fā)展,機械工程技術(shù)也迎來了新的發(fā)展形勢。從目前機械工程技術(shù)的發(fā)展來看,在產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)制造中,機械工程技術(shù)正在縮小與國外發(fā)達國家的差距,在某些產(chǎn)品領(lǐng)域已經(jīng)達到了世界領(lǐng)先水平。之所以取得這樣的成績,主要原因在于機械工程教育中引入了信息化的理念,不但提高了機械工程的教育效果,也促進了機械工程教育的發(fā)展,所以,我們應(yīng)對機械工程教育信息化發(fā)展有全面正確的認識。
二、機械工程技術(shù)的特點分析
1、機械工程技術(shù)的先進性特點
(1)靈活(2)高效率(3)能源消耗低(4)無污染(5)產(chǎn)品性價比較高。
2、綜合考慮設(shè)計與工藝的特點
在機械工程技術(shù)方面,設(shè)計與工藝緊密結(jié)合十分重要,在實際生產(chǎn)過程中,需要結(jié)合現(xiàn)場的工藝進行合理的設(shè)計,使設(shè)計一次性成功,這就是經(jīng)常所說的并行工程。
3、全面考慮工業(yè)應(yīng)用的特點
對于機械工程技術(shù)來說,最終的目的就是提高制造行業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。這就要求在設(shè)計之前詳細了解市場,針對工業(yè)應(yīng)用情況進行設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)、銷售等等,使該技術(shù)能夠達到理想中的效果,這樣的機械工程技術(shù)才算是成功的。
三、機械工程教育信息化發(fā)展現(xiàn)狀
考慮到機械工程的特點,在機械工程教育開展的過程中,引入信息化手段是十分必要的。從目前機械工程教育信息化發(fā)展現(xiàn)狀來看,主要表現(xiàn)為以下幾個方面:
1、機械工程教育信息化手段已經(jīng)得到了充分的運用
出于提高機械工程教育質(zhì)量的目的,在機械工程教育開展過程中,及時的引入了教育信息化的手段,主要包括CAD教學、網(wǎng)絡(luò)化教學等,通過教育信息化手段的運用,機械工程引進了國外技術(shù)的先進理念,形成了對國外先進技術(shù)的消化吸收,保證了機械工程能夠持續(xù)快速的發(fā)展。從目前機械工程教育的開展來看,信息化手段的運用范圍越來越廣,已經(jīng)成為了機械工程教育的主要手段之一,為機械工程教育的發(fā)展提供了有力的支持。隨著教育信息化手段的不斷發(fā)展和提高,相信在未來機械工程教育信息化手段的應(yīng)用范圍更廣,應(yīng)用效果更加突出。
2、機械工程教育信息化采用了網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的模式
計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,為機械工程教育提供了強有力的支持,不但提升了機械工程教育信息化發(fā)展的質(zhì)量,還提高了機械工程教育的整體效果,改變了傳統(tǒng)教育模式的束縛,為機械工程教育的發(fā)展提供了新的參考。從目前機械工程教育信息化的發(fā)展來看,網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展模式為其帶來了資源共享的便利,豐富了現(xiàn)有的教育內(nèi)容,提高了教學實效性,為機械工程教育的發(fā)展注入了生機和活力。從這一角度來看,機械工程教育信息化發(fā)展成為了機械工程技術(shù)發(fā)展的必然趨勢,為了機械工程技術(shù)的提高奠定了堅實的基礎(chǔ),保證了機械工程技術(shù)的發(fā)展質(zhì)量。
3、機械工程教育信息化改變了傳統(tǒng)教育理念
在傳統(tǒng)教育理念中,機械工程的教育應(yīng)尊重書本內(nèi)容,應(yīng)以現(xiàn)有技術(shù)為基礎(chǔ)進行技術(shù)研發(fā)和技術(shù)教育,對先進技術(shù)的引入缺乏必要的手段?？紤]到機械工程傳統(tǒng)教育理念的缺點,以及計算機信息化的高速發(fā)展,在機械工程教育中引入信息化手段已經(jīng)成為了必然的選擇,對機械工程的發(fā)展產(chǎn)生了重要影響?；谶@一判斷,機械工程教育信息化改變了傳統(tǒng)的教育理念,開始朝著新技術(shù)引入和新技術(shù)應(yīng)用的方向發(fā)展,極大的提高了機械工程教育的實效性,滿足了機械工程發(fā)展的現(xiàn)實需要,提高了機械工程發(fā)展的整體質(zhì)量,為機械工程發(fā)展提供了新的參考。
4、機械工程教育信息化提高了教育效果和技術(shù)的先進性
通過采用教育信息化手段,機械工程的教育效果得到了持續(xù)的提高,為機械工程技術(shù)的發(fā)展提供了有力的支撐,保證了機械工程技術(shù)的發(fā)展質(zhì)量。同時,教育信息化手段的采用,保證了機械工程技術(shù)的先進性,使機械工程技術(shù)能夠及時的引入并借鑒國外的先進經(jīng)驗和成熟的技術(shù),為我國機械工程技術(shù)的發(fā)展提供有力的支持。從目前機械工程教育的實際發(fā)展來看,機械工程教育信息化提高了教育效果和技術(shù)的先進性,為機械工程的發(fā)展提供了有力的支持。因此,從促進我國機械工程技術(shù)發(fā)展的角度出發(fā),我們應(yīng)對機械工程教育信息化手段有深入的了解。
四、結(jié)論
通過本文的分析可知,在我國機械工程技術(shù)的發(fā)展過程中,教育信息化手段起到了積極作用。教育信息化手段不但提高了機械工程教育的整體效果,還對機械工程技術(shù)的發(fā)展提供了有力的支持,滿足了機械工程技術(shù)發(fā)展的要求。因此,我們要對機械工程教育信息化手段有全面正確的認識,要認真分析機械工程教育信息化發(fā)展現(xiàn)狀,不斷提高機械工程教育信息化的發(fā)展質(zhì)量。
引言:工程的本質(zhì)在于創(chuàng)造,工程創(chuàng)造的內(nèi)涵就是科學知識和技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用。工程正是通過對辯學知識技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用,創(chuàng)造世界上原先沒有人工產(chǎn)品或系統(tǒng)來滿足社會現(xiàn)實可能的需要。工程是一種創(chuàng)造力的專業(yè),與社會生活中的其他專業(yè)有著不同的分工,以創(chuàng)造為自己的使命,這正是工程教育的本質(zhì)特征和光榮任務(wù)?，F(xiàn)代工程的定義具有鮮明的時代特征。2l世紀,世界將進入知識經(jīng)濟的時代,一切創(chuàng)新都依賴于高素質(zhì)創(chuàng)造型人才,承擔培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)造型人才和發(fā)展科學文化雙重任務(wù)的高等教育,必將成為國家創(chuàng)新體系的支柱和基礎(chǔ),寓有創(chuàng)造本質(zhì)特征的工程教育應(yīng)當更加突出創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)等。
一、機械工程及其自動化專業(yè)創(chuàng)新實驗開發(fā)研究的意義
隨著世界經(jīng)濟一體化趨勢不斷增強,我國市場經(jīng)濟不斷發(fā)展與完善,對現(xiàn)代工程的概念也產(chǎn)生了一種新的理論,即“工程是關(guān)于科學知識和技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用,以使在物質(zhì)、經(jīng)濟、人力、政治、法律和文化限制內(nèi)滿足社會需要的一種創(chuàng)造性專業(yè)”。從中我們可以看出,工程的本質(zhì)在于創(chuàng)造,而創(chuàng)造的本質(zhì)就是對科學知識和技術(shù)的開發(fā)與運用。從這個意義上理解,工程就可以理解為通過科學知識和技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用,通過創(chuàng)造出當前沒有的產(chǎn)品或者是系統(tǒng),以此來滿足經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要。從某種意義上說,工程與其他的專業(yè)有著很大的區(qū)別,最為主要的就是工程專業(yè)可以理解為創(chuàng)造力專業(yè),這也是工程教育的本質(zhì)特征。當前,知識經(jīng)濟時代的到來,使得知識成為了人類社會進步的源動力,一切的經(jīng)濟活動和社會活動也都要依賴于知識的開發(fā)與運用,而高素質(zhì)的創(chuàng)造型人才正是對知識的開發(fā)與運用的實施者,培養(yǎng)創(chuàng)造型人才也成為了當前我國教育事業(yè)的根本任務(wù),對工程教育進行創(chuàng)新與改革也是當前高等教學改革的一個必然方向。
二、機械工程及其自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗的開發(fā)研究
通過對高校理工科專業(yè)教學體系的分析可以看出,實驗教學被安排的位置是在理論教學之后,其實驗的目的就在于為學生提供應(yīng)用理論知識進行實踐和應(yīng)用的機會。工程能力也可以稱之為創(chuàng)造能力,這是對于理工科學生基本的素質(zhì)要求之一,因此可以說,創(chuàng)新實驗教學的開發(fā)和研究,是為學生提供應(yīng)用理論進行創(chuàng)造的平臺,也是培養(yǎng)學生工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的主要途徑。綜合創(chuàng)新實驗的開發(fā)與研究是一項復(fù)雜的、系統(tǒng)的工程,需要以現(xiàn)代教育思想作為根本的指導(dǎo)思想,科學的處理實驗教學與理論教學的關(guān)系。筆者認為,綜合創(chuàng)新實驗應(yīng)當根據(jù)專業(yè)特點,同時結(jié)合學校教學的實際情況,在現(xiàn)有的實驗設(shè)備的基礎(chǔ)上,進行改進和研發(fā),而不需要投入大量的資金進行新設(shè)備的購置,通過對現(xiàn)有的實驗設(shè)備進行優(yōu)化和整合,引入計算機技術(shù)和智能化技術(shù),則能夠?qū)崿F(xiàn)對綜合創(chuàng)新實驗的整體優(yōu)化,達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和實踐能力的目標。綜合創(chuàng)新實驗的教學目的很明確,就是為了給學生提供一個工程應(yīng)用教學環(huán)境,使學生通過實驗來加強對理論知識的理解和掌握,并且學會用知識分析問題和解決問題,進而培養(yǎng)學生的綜合能力。實施綜合創(chuàng)新實驗通常是在理論課教學結(jié)束之后,綜合創(chuàng)新實驗打破了學科之間的界限,其實驗內(nèi)容的設(shè)計以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力作為指導(dǎo)思想。學生在完成一項創(chuàng)新實驗的過程中,要對各種實驗的設(shè)備進行熟練的掌握,也需要借助多個學科知識的綜合運用,才能夠完成實驗。
機械工程及其自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗Ι
1、實驗設(shè)備:細紗機,計算機,測試系統(tǒng),機構(gòu)測繪工具。
2、實驗內(nèi)容:(1)測繪細紗機鋼領(lǐng)板運動機構(gòu);(2)應(yīng)用測試系統(tǒng)檢測鋼領(lǐng)板運動規(guī)律;(3)根據(jù)檢測的鋼領(lǐng)板運動規(guī)律,反求設(shè)計控制凸輪機構(gòu);(4)對細紗機鋼領(lǐng)板運動機構(gòu)進行綜合分析,提出新的設(shè)計方案;(5)在計算機上實現(xiàn)新設(shè)計方案的仿真設(shè)計或者虛擬設(shè)計。
機械工程及其自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗Ⅱ
1、實驗設(shè)備:機器動力學實驗臺,計算機,測試系統(tǒng)。
2、實驗內(nèi)容:(1)應(yīng)用測試系統(tǒng)檢測機器動力學實驗臺,當載荷一定時,在安裝飛輪和不安裝輪飛兩種狀態(tài)下主軸轉(zhuǎn)速的變化情況;(2)建立實驗臺等效主軸的運動方程,分析飛輪的調(diào)速作用;(3)按新給定的主軸運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)反求設(shè)計飛輪;(4)在計算機上實現(xiàn)不同主軸運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)條件下飛輪的仿真設(shè)計或者虛擬設(shè)計。
機械工程及其自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗Ⅲ
1、實驗設(shè)備:1511織布機,計算機,測試系統(tǒng),機構(gòu)測繪工具。
2、實驗內(nèi)容:(1)測繪1511織布機打緯機構(gòu)和棕框機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖;(2)應(yīng)用測試系統(tǒng)檢測檢驗棕框機構(gòu)運動規(guī)律;(3)根據(jù)檢測的棕框機構(gòu)運動規(guī)律,反求設(shè)計棕框共軛凸輪機構(gòu);(4)對1511織布機打緯機構(gòu)和棕框機構(gòu)的運動進行綜合分析,提出新的設(shè)計方案;(5)在計算機上實現(xiàn)新設(shè)計方案的仿真設(shè)計或者虛擬設(shè)計。
三、“機械工程及其自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗"的實施
系列“機械工程及其自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗”一般安排與課程設(shè)計同步進行。學生在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下完成基本實驗內(nèi)容,然后獨立完成計算分析、創(chuàng)新設(shè)計以及在計算機上實現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)計方案的仿真設(shè)計或虛擬設(shè)計等項內(nèi)容,最后寫出實驗報告。系列“機械工程及其自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗”不僅重視學生動手能力的培養(yǎng),更重要的是加強了學生綜合應(yīng)用所學知識分析問題、解決問題和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。系列“機械工程及自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗”是按照學生掌握知識由淺人深,認識問題由感性認識到理性認識過程設(shè)計的,它重視了學生綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng),形成了鮮明的特色。
明確培養(yǎng)目標制定具有工程特色的教學計劃。隨著科技進步,以計算機信息技術(shù)為標志的高新技術(shù)在機械制造領(lǐng)域的滲透、融合、應(yīng)用,使得機械工程學科本身的內(nèi)涵、外延同傳統(tǒng)的觀念相比有了質(zhì)的變化, 企業(yè)要求該專業(yè)的畢業(yè)生不僅具備機械設(shè)計制造及其自動化方面的基礎(chǔ)理論知識和應(yīng)用能力,還應(yīng)具備在工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機械制造領(lǐng)域內(nèi)的科技開發(fā)、設(shè)計制造、應(yīng)用研究、運行管理和經(jīng)營銷售的能力,為了適應(yīng)社會需求,就應(yīng)在現(xiàn)代教育思想、教育理念的指導(dǎo)下,以培養(yǎng)具有工程素質(zhì)的應(yīng)用人才為目標,構(gòu)建起新時期對該專業(yè)人才要求相適應(yīng)的、與現(xiàn)代高新技術(shù)相融合的、與經(jīng)濟發(fā)展環(huán)境和資源條件相協(xié)調(diào)的教學計劃體系,按照公共教育、專業(yè)教育、實踐訓練的培養(yǎng)策略,突出工程特色,既要有共性要求,又兼顧個性培養(yǎng)。公共教育部分要培養(yǎng)學生良好的人文素質(zhì), 人文與社會科學與自然科學從來就不是分割的, 很多科學技術(shù)中的突破來自于人文知識的靈感, 創(chuàng)新思維和創(chuàng)新精神的培養(yǎng),也絕不是單純的專業(yè)知識教育問題,通過對學生寬廣的通識基礎(chǔ)和深厚的自然科學理論基礎(chǔ)的塑造,輔以工程哲學的教育,可以為工程素質(zhì)培養(yǎng)奠定良好的基礎(chǔ)。專業(yè)教育部分要系統(tǒng)學習專業(yè)基礎(chǔ)課程和核心課程,重視堅實的專業(yè)技能的培養(yǎng),培養(yǎng)工程師的基本素質(zhì)。在條件允許的情況下,可以為學生提供專業(yè)技能認證課程。實踐訓練部分則著重進行上手快、后勁足的實踐能力與創(chuàng)新能力的訓練,任何一個學年均有不同的實踐教學環(huán)節(jié),保證工程實踐訓練4年不斷線,倡導(dǎo)以科研項目、工程現(xiàn)場、實驗室研究為背景,進行系統(tǒng)的動手實踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。除了上述共性教育,還要對學生進行個性培養(yǎng),如鼓勵學生參加輔修專業(yè)的學習,選修感興趣的其他專業(yè),通過學習,擴大學生的知識面,以此加強跨專業(yè)、跨學科的復(fù)合型工程人才的培養(yǎng)。
一、前言
本體在經(jīng)歷了10多年的發(fā)展之后，已經(jīng)實現(xiàn)了語言、環(huán)境構(gòu)建和方法論，現(xiàn)已經(jīng)構(gòu)建了理論框架和技術(shù)體系，在各行業(yè)中廣泛應(yīng)用。
二、本體的基本概念
在信息科學中，作為一種知識表示方法，本體（ontology）包括了研究領(lǐng)域內(nèi)對象的名稱、對象屬性和相互關(guān)系的邏輯描述，提供了領(lǐng)域內(nèi)知識表示和交流的詞匯集合和集合中各個對象的關(guān)系集合。采用這種方法表示知識的本體，是基于一定的目的人為設(shè)計的規(guī)范說明，這與它所建模的世界有著明顯的區(qū)別。本體發(fā)展至今，其應(yīng)用范圍已經(jīng)遠遠超出了傳統(tǒng)人工智能和知識工程的范圍，這主要是由于本體具有以下顯著的優(yōu)點：
1、異構(gòu)系統(tǒng)互操作，在異構(gòu)主體之間對交流的結(jié)構(gòu)化信息達成共識，這是本體開發(fā)的一個主要目標；
2、通過本體復(fù)用、映射和集成等方式實現(xiàn)領(lǐng)域知識復(fù)用，這是本體研究的主要動力之一；
3、明確的領(lǐng)域認定，利用本體表示方法描述領(lǐng)域認定，當領(lǐng)域發(fā)生變化時，對應(yīng)的領(lǐng)域認定的改變也相對比較容易；
4、分析領(lǐng)域知識，建立領(lǐng)域本體，實現(xiàn)領(lǐng)域知識的應(yīng)用和管理；
5、將領(lǐng)域知識與操作性知識相分離。
三、知識工程中本體的含義
在知識工程領(lǐng)域，研究人員給出了面向人工智能的明確的本體定義，其中，最重要的一個是Gru-her在1993年采用人工智能界公認的概念模型為基礎(chǔ)給出的：本體是概念模型的明確的規(guī)范說明。隨后Studer在參考了Gruber和Borst的定義的基礎(chǔ)上提出了本體是共享概念模型的明確的形式化規(guī)范說明。本體定義的核心內(nèi)容本文由論文聯(lián)盟//收集整理是概念模型，即研究領(lǐng)域內(nèi)存在的對象、概念及其他實體以及它們之間的關(guān)系是研究領(lǐng)域的一個抽象的、簡化的視圖，每一個知識庫、知識庫系統(tǒng)或知識水平的主體，都或明確或隱含的依托于某些概念模型。分類法（taxonomy）是對科學分類的普遍規(guī)律的研究，是按照一定的思想觀點，以科學分類為基礎(chǔ)，結(jié)合領(lǐng)域內(nèi)容和特點，將領(lǐng)域知識分門別類以術(shù)語的形式組成分類表。本體與分類法相比，主要有兩個區(qū)別：本體具有更為豐富的內(nèi)部結(jié)構(gòu)并且反映了某種程度的共識。
理論上，可以通過5種類型的構(gòu)件來形式化描述一個本體：概念、關(guān)系、函數(shù)、公理和實例。這里的概念可泛指論述的任何事物，如任務(wù)、功能、行為、策略和推理過程等等，有時為敘述方便，概念也稱為類。關(guān)系用來表示領(lǐng)域中概念之間的相互作用，元關(guān)系形式化定義為個集合的笛卡兒乘積的子集：R：C×C×…×C。函數(shù)是一類特殊的關(guān)系，在這種關(guān)系中，前n一1個元素可以惟一決定第n個元素，函數(shù)的形式化定義為：F：C×C2×…×G一一C。公理用來表示領(lǐng)域中永真的陳述，實例表示領(lǐng)域中的具體元素即對象。
四、本體構(gòu)建的規(guī)則
本體構(gòu)建方法概述出于對各自問題領(lǐng)域和具體工程的考慮，構(gòu)造本體的過程各不相同。目前沒有一個標準的本體構(gòu)造方法，最有影響的是Gruber在1995年提出的5條規(guī)則：
1、清晰：本體必須有效地說明所定義的術(shù)語的含義。定義應(yīng)該是客觀的，與背景獨立的。當定義可以用邏輯公理表達時，它應(yīng)該是形式化的，應(yīng)該盡力用邏輯公理表達。定義應(yīng)該盡可能的完整。所有定義應(yīng)該用自然語言加以說明。
2、一致：本體應(yīng)該是前后一致的，也就是說，它應(yīng)該支持與其定義相一致的推理。它所定義的公理以及用自然語言進行說明的文檔都應(yīng)該具有一致性。如果從一組公理中推導(dǎo)出來的一個句子與一個非形式化的定義或者實例矛盾，則這個本體是不一致的。
3、可擴展性：本體的可擴展性是指，本體提供一個共享的詞匯，這個共享的詞匯應(yīng)該為可預(yù)料到的任務(wù)提供概念基礎(chǔ)。它應(yīng)該可以支持在已有的概念基礎(chǔ)上定義新的術(shù)語，以滿足特殊的需求，而無須修改已有的概念定義。也就是說，人們應(yīng)該能夠在不改變原有定義的前提下，以這組存在的詞匯為基礎(chǔ)定義新的術(shù)語。
4、編碼偏好程度最?。∕inimalencodingbias）：本體應(yīng)該處于知識的層次，而與特定的符號級編碼無關(guān)。本體的表示形式的選擇不應(yīng)該只考慮表示上或者實現(xiàn)上的方便。概念的描述不應(yīng)該依賴于某一種特殊的符號層的表示方法，不能依賴于某種確定的語言，因為實際的系統(tǒng)可能采用不同的知識表示方法。
5、本體承諾最小，（Minimalontologicalcommitment）：本體承諾應(yīng)該最小，只要能夠滿足特定的知識共享需求即可。也就是說，本體應(yīng)該對所模擬的事物產(chǎn)生盡可能少的推斷，而讓共享者自由地按照他們的需要去專門化和實例化這個本體。Gruber還指出，由于本體承諾是以詞匯的使用為基礎(chǔ)的，因此可以通過定義承諾最弱的公理以及只定義應(yīng)用所需的基本詞匯來保證。
五、基于本體的產(chǎn)品信息模型
來自華盛頓大學的Sudarsan和CMU的Fenves作為美國國家標準與技術(shù)研究院（theNationalInsti—tuteofStandardsandTechnology，NIST）的訪問學者，與NIST的Sriram等人一起，為支持產(chǎn)品生命周期管理（ProductLifecycleManagement，PLM）各個方面的信息需求，以本體為表示工具，開發(fā)了一種產(chǎn)品信息模型框架口。該框架以NIST的核心產(chǎn)品模型（theNISTCoreProductModel，CPM）及其3個擴展版本：開放式裝配模型（OpenAssemblyMod—el，OAM）、設(shè)計分析集成模型（DesigeAnalyticIn—tergratedModel，DAIM）和產(chǎn)品族進化模型PFEM作為基礎(chǔ)。OAM定義了系統(tǒng)級的概念模型和相關(guān)的層次化裝配關(guān)系；DAIM定義了產(chǎn)品的主模型以及一系列抽象功能模型和兩個主模型與功能模型之間的變換，每一個功能模型對應(yīng)于產(chǎn)品的某一個領(lǐng)域特性，兩個變換分別為理想化和映射；PFEM表示產(chǎn)品族及其組件，與產(chǎn)品族進化相關(guān)聯(lián)的設(shè)計原理。
開發(fā)產(chǎn)品信息模型框架的目的在于：①從產(chǎn)品的概念設(shè)計階段開始，在其全生命周期的整個過程中捕捉產(chǎn)品、設(shè)計原理、裝配、公差等信息；②便于下一代CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的語義互操作；③捕捉產(chǎn)品和產(chǎn)品族的進化。該框架提供了產(chǎn)品信息和設(shè)計原理的細粒度描述，因而PLM系統(tǒng)可以方便地直接訪問框架中的數(shù)據(jù)。
產(chǎn)品信息模型框架作為產(chǎn)品在設(shè)計過程各個方面的信息庫，能夠為PLM及其輔助系統(tǒng)提供一種單一的、一致的信息交換協(xié)議，支持CAx及其他相關(guān)系統(tǒng)之間直接互操作和無縫的信息集成。該框架具有以下特點：
1、以形式化語義為基礎(chǔ)，通過采用合適的本體就能進行自動推理；
2、具有概括性，它描述的是概念實體（制品和特征），而不是針對具體的某種產(chǎn)品（發(fā)動機、泵等）；
3、提供了產(chǎn)品全方位的豐富信息；
4、致力于促進新的應(yīng)用和過程的開發(fā)，避免由于環(huán)境中信息的不齊備阻礙新應(yīng)用的實現(xiàn)；
5、框架中結(jié)合了明確表示的設(shè)計原理，作為描述產(chǎn)品本身的重要內(nèi)容；
6、作為產(chǎn)品級上不同系統(tǒng)間互操作的轉(zhuǎn)換與接口。
六、結(jié)束語
總之，盡管當前，本體技術(shù)已經(jīng)得到了發(fā)展，但是還是存在一定局限性，不能僅局限在對事實知識的表示，還應(yīng)用對過程性的知識以及有效方法進行探索，這也是該技術(shù)今后的發(fā)展方向。