發(fā)布時間:2023-03-14 15:09:53
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8篇的化工工藝設(shè)計論文樣本,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。
29年前,美國海斯就曾預(yù)言:“價格是當今企業(yè)競爭的手段,質(zhì)量將是明天企業(yè)競爭的手段,設(shè)計是未來企業(yè)競爭的手段。”今天,無數(shù)企業(yè)的發(fā)展事實已經(jīng)驗證了這個預(yù)言的正確性。在新世紀新階段,把我國建設(shè)成為具備創(chuàng)新特征的國家,是歷史的必然選擇。當前,企業(yè)自主創(chuàng)新能力的提高和核心競爭力的打造完全依賴于工業(yè)設(shè)計這個戰(zhàn)略工具,因此世界各國政府越來越高度重視其發(fā)展。分析目前我國設(shè)計創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)狀況,工業(yè)設(shè)計屬于最具發(fā)展?jié)摿Φ模I(yè)設(shè)計的發(fā)展也最迫切。在我國制造規(guī)模巨大的面前,自主創(chuàng)新的重要途徑就應(yīng)該選擇工業(yè)設(shè)計發(fā)展。就國家創(chuàng)造力組成來看,設(shè)計力處于重要地位,工業(yè)設(shè)計發(fā)揮戰(zhàn)略工具功能,在技術(shù)創(chuàng)新水平的彰顯,企業(yè)競爭力的提高上其作用不可替代。在現(xiàn)代社會中,如果產(chǎn)品具備了競爭力,則該產(chǎn)品的設(shè)計必然是優(yōu)良的。設(shè)計創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)屬于創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè),集成了科學(xué)和技術(shù),以及藝術(shù)和文化等為一身,這是令人毋庸置疑的,在我國創(chuàng)新型國家建設(shè)進程的推進中,其作用不可忽視。而我國在工業(yè)設(shè)計發(fā)展上,挑戰(zhàn)與機遇并存,因為以設(shè)計水平的提升為手段,使產(chǎn)品的高附加值增加,該項事業(yè)的前途及其遠大與美好。同時,我國企業(yè)現(xiàn)階段重視發(fā)展設(shè)計,將是打破中國制造局面,轉(zhuǎn)型為中國創(chuàng)造的重中之重環(huán)節(jié)。創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)與工業(yè)設(shè)計是推動人類社會向前不斷發(fā)展的密切相關(guān)因素,而人們認識工業(yè)設(shè)計的過程也是與社會前進同步,而不斷提升的。當今社會創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)為主流,重新界定“工業(yè)設(shè)計”概念極具必要性。在2001年,漢城工業(yè)設(shè)計家重新定義了工業(yè)設(shè)計:“工業(yè)設(shè)計將突破對物質(zhì)幸福創(chuàng)造的約束。工業(yè)設(shè)計概念應(yīng)具備開放性,能夠?qū)ΜF(xiàn)在和未來的需求達到靈活地適應(yīng)?!睋?jù)此,工業(yè)設(shè)計脫離工業(yè)產(chǎn)品就是必然趨勢,逐步蔓延到創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)其他行業(yè),將不斷擴大工業(yè)設(shè)計外延,而且外延越來越模糊,甚至?xí)皇軇?chuàng)意產(chǎn)業(yè)約束,形成與創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)同等地位局面。
二、文化創(chuàng)意與工業(yè)設(shè)計的關(guān)系
工業(yè)設(shè)計的不斷擴張首先是在創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)范圍內(nèi)進行,但其強大的生命力,發(fā)展勢態(tài)的迅猛將突破創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)范圍,力圖對創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的束縛進行擺脫,但由于其本身特性的存在,使其與創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)存在復(fù)雜的“扯不斷,理還亂”關(guān)系是不可改變的。二者由于具有不同的行業(yè)特性,導(dǎo)致形成的矛盾也不同,尤其是迅速發(fā)展的工業(yè)設(shè)計威脅到了創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的地位,而且兩者的互相親近,使了解的欲望被增加,對方的每次進步都對自身發(fā)展產(chǎn)生振動。引發(fā)其思考,成為共同發(fā)展尋求的促進因素,這是從總體上所描述的二者關(guān)系。以下為具體論述:
1工業(yè)設(shè)計的發(fā)展對創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有存進功能
就當今全球知識產(chǎn)業(yè)來看,在密集型和服務(wù)型產(chǎn)業(yè)中設(shè)計發(fā)展得最快。工業(yè)設(shè)計綜合了科學(xué)性與藝術(shù)性,在對資源和環(huán)境經(jīng)濟等問題的解決方面發(fā)揮重要作用,成為人類生產(chǎn)與社會發(fā)展的推動力量。創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)包括工業(yè)設(shè)計,因此說工業(yè)設(shè)計的發(fā)展也可視為發(fā)展創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)了,同時發(fā)展工業(yè)設(shè)計對其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)也可發(fā)揮促進發(fā)展功能,最終促進發(fā)展整個創(chuàng)意產(chǎn)業(yè),因此說發(fā)展工業(yè)設(shè)計實質(zhì)就是對創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)進行發(fā)展。工業(yè)設(shè)計對于創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)來說,發(fā)揮的支撐作用極為重要,也就是說,今天創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)所形成的影響力是建立在工業(yè)設(shè)計基礎(chǔ)上的。在全球競爭日益加劇的今天,工業(yè)設(shè)計被視為重要利器,國家和企業(yè)對其所產(chǎn)生的高附加值的關(guān)注程度也呈現(xiàn)上升趨勢。大賀典雄為索尼公司董事長,他認為:“在市場上分開產(chǎn)品的唯一標準就是設(shè)計?!睆暮芏鄧液推髽I(yè)的案例中已經(jīng)充分的證明了工業(yè)設(shè)計推動創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的作用,例如保守和落后以及貧窮曾是韓國的特征,在亞洲危機中曾萎靡不振。1998年,“設(shè)計韓國”戰(zhàn)略被韓國政府提出后,工業(yè)設(shè)計成為政府大力推動與支持的對象,得到高速發(fā)展,工業(yè)設(shè)計使韓國走出金融危機泥潭,而且像三星等一大批世界著名品牌得以誕生。工業(yè)設(shè)計成為韓國向世界邁進的推動力量,是制造國家成功轉(zhuǎn)型為創(chuàng)意設(shè)計國家的有力武器,工業(yè)設(shè)計對創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)具有巨大的推動作用,這從韓國巨大的工業(yè)設(shè)計成功中得到充分的證實。
2創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的發(fā)展促進工業(yè)設(shè)計的發(fā)展
在沒有明確提出創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)前,工業(yè)設(shè)計處于緩慢發(fā)展時期,對于其在發(fā)展中所發(fā)揮作用的重要性,人們的意識并不清楚,把裝飾和美化產(chǎn)品視為工業(yè)設(shè)計師功能,沒有發(fā)現(xiàn)其對經(jīng)濟效益的直接作用,對其成為國民經(jīng)濟支柱性產(chǎn)業(yè)更是無從想象。當創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)從其他產(chǎn)業(yè)脫穎而出,帶來出色的經(jīng)濟效益,把自己的產(chǎn)業(yè)體系形成后,人們對創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)開始關(guān)注,同時對其中重要組成部分工業(yè)設(shè)計的存在開始重視。這樣工業(yè)設(shè)計就從小丑地位轉(zhuǎn)變?yōu)橹鹘?。發(fā)展工業(yè)設(shè)計是需要基于創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)背景的,創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有利于把良好的環(huán)境為工業(yè)設(shè)計營造出來,成為更多、更好設(shè)計產(chǎn)生的促進因素。創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)能夠把寬松的設(shè)計氛圍和合理的設(shè)計評價體系等等提供給工業(yè)設(shè)計。另外,各地的創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)組織對創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)博覽會等各種活動的經(jīng)常舉辦,能夠把很好的學(xué)習(xí)機會提供給工業(yè)設(shè)計者,他們可以吸取服裝和繪畫等方面的營養(yǎng),為靈感的尋找?guī)肀憷?。并把更多的展示工業(yè)設(shè)計的機會創(chuàng)造出來,從而能夠使更多的人對其給予了解和認可,為國家給予重視和扶持創(chuàng)造條件。總之,工業(yè)設(shè)計的發(fā)展對于創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來說,勢必成為促進因素,創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)投資力度的加大勢必對工業(yè)設(shè)計的長足發(fā)展發(fā)揮促進作用,兩者相輔相成,共同促進,共同發(fā)展?;趧?chuàng)意產(chǎn)業(yè)格局,我國出臺的工業(yè)設(shè)計發(fā)展策略就應(yīng)該充分的考慮其政治文化和經(jīng)濟發(fā)展歷程的特殊性,因此我國在發(fā)展工業(yè)設(shè)計中,盲目照搬國外對策是堅決行不通的。我們在結(jié)合我國國情,充分的分析我國工業(yè)設(shè)計發(fā)展狀況,研究創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的運行模式后,把工業(yè)設(shè)計的發(fā)展對策確定為文化創(chuàng)意和產(chǎn)業(yè)化,而且還需要充分的結(jié)合二者。
目前,我國必須把良好的創(chuàng)業(yè)環(huán)境創(chuàng)造出來,構(gòu)建高效的政策支持機制和高技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)施,使產(chǎn)業(yè)鏈條具備相互接駁特征,構(gòu)建的交易平臺具備高度市場化,這是我國創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)大力發(fā)展需要的條件與背景,并把工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計產(chǎn)業(yè)體系確定為基礎(chǔ)和核心,把平面和環(huán)境藝術(shù)設(shè)計等相關(guān)行業(yè)涵蓋在橫向聯(lián)系范圍內(nèi);產(chǎn)品的宣傳和營銷等環(huán)節(jié)為縱向聯(lián)結(jié)擴大的范圍。對于我國經(jīng)濟發(fā)展而言,工業(yè)設(shè)計發(fā)揮增進強大競爭力功能,在我國獲得全球市場競爭優(yōu)勢,從“中國制造”轉(zhuǎn)變?yōu)椤爸袊鴦?chuàng)造”,打造充滿活力的國際形象中,其作用的重要性將是不言而喻的。我國政府在綜合國力增強過程中,如果想走以高新技術(shù)產(chǎn)品附加值提高之路,重視工業(yè)設(shè)計就是必要之舉,需要把政府管理部門和行業(yè)協(xié)會專門設(shè)立起來,并且在資金上大力扶持。此外,需要加大重視設(shè)計教育力度,就工業(yè)設(shè)計而言,其質(zhì)量和競爭實力直接決定于設(shè)計人才。我國目前的設(shè)計師具有世界影響的幾乎沒有,而且在補給新鮮血液方面也能力有限。多元化應(yīng)是設(shè)計人才應(yīng)具備的特點,而且其背景也需要擁有跨行業(yè)和國際化等特征。因此創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)集群也極有必要形成,致使文化生態(tài)具備多元化特征,形成創(chuàng)意服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈。以城市創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)集聚效應(yīng)為依托為產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化創(chuàng)新,打造載體和發(fā)展空間。同時需要強調(diào)的是,發(fā)展工業(yè)設(shè)計需要跨區(qū)域,實現(xiàn)國際化互動,不能局限在個人和單個企業(yè)或單個城市上,應(yīng)具有地理性集聚特征。工業(yè)設(shè)計創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)把創(chuàng)意設(shè)計向產(chǎn)品進行轉(zhuǎn)化依靠技術(shù)支持平臺來實現(xiàn),設(shè)施的研發(fā)和對創(chuàng)意人才的轉(zhuǎn)讓與吸引等為主要的社會和生活環(huán)境內(nèi)容。另外,企業(yè)和政府還要從外部條件方面不斷進行完善,為工業(yè)設(shè)計創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)商品價值的發(fā)揮打下堅實基礎(chǔ)。如培訓(xùn)教育具備專業(yè)化特點,人才市場要具備靈活性,市場需求實現(xiàn)多樣化,相關(guān)產(chǎn)業(yè)要給予支撐,信息流和人才流以國際化為基礎(chǔ),同時,社會環(huán)境和政策環(huán)境也要極力做到寬松。
三、結(jié)語
1.1縮短交貨周期,提高市場的反應(yīng)速度
如果設(shè)計和工藝分離,產(chǎn)品設(shè)計人員一般注重考慮產(chǎn)品的性能需求,由于工藝經(jīng)驗不足,對產(chǎn)品的設(shè)計工藝性考慮不夠,在產(chǎn)品設(shè)計中往往存在工藝性不好的情況,等到產(chǎn)品已經(jīng)投入到生產(chǎn)加工線上才發(fā)現(xiàn)設(shè)計的產(chǎn)品沒有可加工性,再返回重新修改產(chǎn)品設(shè)計,將嚴重影響生產(chǎn)加工和交貨周期,如果產(chǎn)品設(shè)計的同時了解工藝加工,設(shè)計的產(chǎn)品具有加工工藝性,產(chǎn)品設(shè)計后就能直接生產(chǎn)出來,而不存在反復(fù)設(shè)計的現(xiàn)象,可以縮短設(shè)計周期,提高市場的反映速度。
1.2節(jié)約成本,提升產(chǎn)品加工質(zhì)量
只有了解工藝設(shè)計與工藝加工方面的知識,才能在設(shè)計過程中考慮產(chǎn)品能否按最少的工藝步驟、加工方式和盡量利用現(xiàn)有工裝加工出合格的產(chǎn)品,下面從牙輪鉆頭設(shè)計和加工方面的實例進行分析:
1.2.1鋼齒牙輪保徑齒的設(shè)計
在以前的設(shè)計過程中,經(jīng)常存在設(shè)計的空間太小,即兩顆排之間空間太小。焊齒時敷焊厚度不容易控制,導(dǎo)致兩顆齒之間寬度變窄,而且齒的根部容易留下焊渣,焊渣主要是含碳化鎢的超硬材料,鉆鉸保徑齒孔時,鉆鉸刀只要碰到焊渣,就會導(dǎo)致刀具崩刃或造成產(chǎn)品廢品,當焊渣太多,刀具崩刃太嚴重時,必須先手工打磨焊渣,這樣不僅增加了操作工的工作量,也影響加工效率,如果在設(shè)計時考慮工藝加工,在不改變產(chǎn)品性能的同時,通過改變銑削深度、角度等參數(shù)設(shè)計,就能有效避免打刀問題的發(fā)生。
1.2.2產(chǎn)品設(shè)計與工藝工裝相結(jié)合
在不影響產(chǎn)品性能的前提下,如果設(shè)計產(chǎn)品時盡量考慮選用現(xiàn)有工裝加工,能有效減少新工裝的設(shè)計和制造,不僅能節(jié)約工裝設(shè)計的時間和制造周期,而且能夠節(jié)約生產(chǎn)成本。當然,這需要產(chǎn)品設(shè)計者了解工藝設(shè)計,掌握產(chǎn)品加工時關(guān)鍵參數(shù)如何控制和檢測,才能判斷是否可以利用現(xiàn)有工裝。
2實現(xiàn)產(chǎn)品、工藝設(shè)計一體化的構(gòu)想
實現(xiàn)產(chǎn)品、工藝設(shè)計一體化,需要從“硬件”和“軟件”等方面著手,需要提升機床的加工能力、公司領(lǐng)導(dǎo)自上而下的重視、注重人才的培養(yǎng)以及選擇合適的設(shè)計軟件等。
2.1提升機床加工能力
先進的機床是提升產(chǎn)品加工能力的有力保障,如果機床加工能力有限,有的產(chǎn)品可能無法加工,即使能加工,也可能需要設(shè)計復(fù)雜的工裝,工裝的設(shè)計和制造周期長,嚴重影響產(chǎn)品交貨周期。隨著加工中心等先進機床的出現(xiàn),很多外形復(fù)雜的產(chǎn)品都能通過機床轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)和編制程序來實現(xiàn)加工,產(chǎn)品加工對工裝的依賴性也越來越小,設(shè)計的專用工裝也相對較少。
2.2自上而下的重視
實現(xiàn)產(chǎn)品、工藝設(shè)計一體化與公司和部門領(lǐng)導(dǎo)的大力支持是分不開的,因為制造行業(yè)存在一些“重設(shè)計、輕工藝”的現(xiàn)象,很多人都希望從事產(chǎn)品設(shè)計的工作而不愿意主動承擔工藝設(shè)計工作,這將存在人員結(jié)構(gòu)的不合理現(xiàn)象,而這顯然對企業(yè)的發(fā)展不利,要想成為制造業(yè)的龍頭企業(yè),需要改變這一觀點,需要自上而下的重視工藝設(shè)計,從管理模式的改變到人力資源的調(diào)整,都需要領(lǐng)導(dǎo)的大力支持。
2.3注意人才的培養(yǎng)
企業(yè)要想從市場服務(wù)、產(chǎn)品設(shè)計、工藝設(shè)計和加工制造等各方面水平得到提升,則需要這些方面的綜合性人才的培養(yǎng)。從市場對產(chǎn)品的需求和選用到產(chǎn)品設(shè)計,從工藝設(shè)計到工藝加工都掌握好了的人才,不僅能夠快速地為市場做出反映,為用戶推薦合適的產(chǎn)品,也能及時處理制造現(xiàn)場加工出的不合格品,能準確判斷不合格品是否滿足產(chǎn)品性能,對影響產(chǎn)品性能的不合格品判定報廢,對不影響產(chǎn)品性能的不合格品做一些相應(yīng)的放行處理,做到既不影響產(chǎn)品質(zhì)量,也不影響生產(chǎn)加工,還能為公司節(jié)約成本。
2.4選擇合適的軟件作為設(shè)計平臺
選擇合適的設(shè)計平臺至關(guān)重要,不僅關(guān)系到設(shè)計效率,而且關(guān)系到設(shè)計質(zhì)量,在當今信息化高速發(fā)展的時代,一般引入產(chǎn)品全生命周期管理系統(tǒng)(PLM系統(tǒng)),基于PLM系統(tǒng),定制開發(fā)牙輪鉆頭產(chǎn)品與工藝設(shè)計軟件,設(shè)計人員按照標準化設(shè)計流程就能完成不是很復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計和工藝文件的編制,也能根據(jù)系統(tǒng)中提供的工裝加工信息,快速判斷設(shè)計的產(chǎn)品是否需要設(shè)計新的工裝夾具。
3一體化實施后的注意事項
3.1改變觀念,突破認識
隨著PLM系統(tǒng)等設(shè)計平臺的搭建,產(chǎn)品設(shè)計和工藝設(shè)計更加標準化,從而也會隱藏另外的問題,可能有的設(shè)計人員對產(chǎn)品設(shè)計和工藝設(shè)計都停留在軟件的使用上,沒有更深入了理解產(chǎn)品設(shè)計原理;工藝設(shè)計也可能只是停留在工藝文件的編寫上,如果對工藝設(shè)計和加工理解不透徹,即使編寫的工藝文件有錯誤也不能發(fā)現(xiàn),錯誤的工藝文件用于產(chǎn)品加工,可能給公司造成不可估量的損失,因此,不僅要掌握工藝設(shè)計的原理,而且需要了解機床加工和編程方面的知識,只有了解工件的加工方式和方法,才能更好地設(shè)計出可加工的產(chǎn)品。
3.2增強各部門橫向聯(lián)系與配合
設(shè)計、工藝及加工制造部門應(yīng)該緊密結(jié)合,有的產(chǎn)品可能會根據(jù)市場需求做出一些更改,產(chǎn)品更改后,數(shù)控程序、下發(fā)到制造部門的工藝文件等都需要更改,有時候存在產(chǎn)品設(shè)計更改后沒有及時通知制造車間更改工藝文件的現(xiàn)象,而完整的工藝文件是奠定產(chǎn)品制造質(zhì)量的基礎(chǔ),如果工藝文件沒能及時更新和替換,實際加工工藝與工藝文件不符,容易造成加工質(zhì)量事故。因此,需要加強各部門的橫向聯(lián)系與配合,新工藝或產(chǎn)品設(shè)計如有更改,都需要立刻更新制造車間工藝文件和程序等。
4結(jié)語
隨著CAD/CAM/CAE以及計算機信息和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,歐美各航空制造大國均已全面采用三維數(shù)字化設(shè)計和制造技術(shù),全面采用三維數(shù)字化產(chǎn)品定義和仿真技術(shù),從根本上改變了傳統(tǒng)的飛機設(shè)計與制造方式,大幅度地提高了飛機設(shè)計制造技術(shù)水平。波音公司在波音777飛機的研制過程中,由于全面采用了該項新技術(shù),使研制周期縮短50%,出錯返工率減少75%,成本降低25%,其研制過程是數(shù)字化設(shè)計制造技術(shù)在飛機研制中應(yīng)用的重大突破。近幾年在美國波音787、F-35、歐洲A400M及A350的研制中,數(shù)字化設(shè)計及裝配技術(shù)有了更為深入的應(yīng)用[1]。近幾年,國家加強了對航空業(yè)的扶持力度,我國的航空制造業(yè)迎來了高速發(fā)展時期。當前一些新型號的研制已全面采用了基于MBD的全三維產(chǎn)品設(shè)計,飛機產(chǎn)品設(shè)計已全面實現(xiàn)三維無紙化設(shè)計,取得了產(chǎn)品從二維模擬量到全三維數(shù)字量的革命性突破,也為進一步實施數(shù)字化制造打好了堅實的基礎(chǔ)。目前零件制造部門使用MBD數(shù)據(jù)已較為順利,大大減少了因工人對圖紙理解偏差導(dǎo)致的質(zhì)量問題;然而裝配工藝設(shè)計部門依然按照傳統(tǒng)方式進行裝配工藝的規(guī)劃和設(shè)計,導(dǎo)致三維數(shù)字化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)在裝配工藝設(shè)計階段出現(xiàn)斷層,使得三維數(shù)字化的產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)無法準確順利地往下一級流動,需要大量的人員手工參與,數(shù)據(jù)的準確性、連續(xù)性被破壞,裝配指令(即AO)的編制完全采用文字或者插入少量圖片的方式進行表達,工人現(xiàn)場使用時還需參照大量設(shè)計技術(shù)文件以及各類工藝性文件,可讀性和操作性極差,一線操作者意見很大,普遍存在師傅干什么徒弟干什么的情況,無法起到指導(dǎo)現(xiàn)場操作的作用。因此裝配工藝設(shè)計部門需要適應(yīng)全三維數(shù)字化設(shè)計的新形勢,采用基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)進行裝配工藝的設(shè)計和規(guī)劃,利用設(shè)計部門在VPM協(xié)同設(shè)計系統(tǒng)中設(shè)計并發(fā)放的產(chǎn)品三維數(shù)模,通過數(shù)據(jù)接口將產(chǎn)品數(shù)據(jù)導(dǎo)入裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)中,并將產(chǎn)品三維數(shù)模的路徑關(guān)聯(lián)到每個零件上,在三維可視環(huán)境下進行產(chǎn)品的裝配工藝規(guī)劃及工藝設(shè)計,直觀地反映裝配狀態(tài),最后生成現(xiàn)場使用的三維可視化裝配指令指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn)。
2基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝的設(shè)計過程
基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計不僅僅是指編制三維裝配指令,而是貫穿飛機設(shè)計的整個過程,在整個過程中不同階段有不同的側(cè)重點。這個過程主要包含以下三個階段:第一階段:工藝系統(tǒng)接收產(chǎn)品初步設(shè)計數(shù)據(jù),分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點,與設(shè)計人員協(xié)商初步確定工藝分離面并制定初步的裝配方案,然后在三維仿真軟件內(nèi)進行裝配方案可行性的初步分析,制定總體裝配方案,分析可能的裝配難點和重點。第二階段:工藝系統(tǒng)接收產(chǎn)品較高成熟度的MBD設(shè)計數(shù)據(jù),在三維仿真軟件內(nèi)對重點部位(必要時對全部)結(jié)構(gòu)件、管路、自動化裝配設(shè)備等進行裝配過程和人機功效的詳細仿真分析,發(fā)現(xiàn)并解決產(chǎn)品、工裝以及工藝方面的問題并給出解決方案,如圖1~圖3所示;這個階段的工藝工作主要包括:裝配順序的創(chuàng)建和優(yōu)化;裝配路徑設(shè)計和優(yōu)化;裝配工藝過程仿真模擬、人機功效模擬、自動化定位及制孔設(shè)備等的工作仿真。利用三維數(shù)字化仿真軟件對產(chǎn)品的組件或部件進行裝配過程規(guī)劃,確定組件或部件內(nèi)零組件的裝配順序;按照工廠現(xiàn)有裝配條件和裝配單元工作內(nèi)容,進行裝配路徑的仿真和優(yōu)化;最后在數(shù)字化裝配仿真系統(tǒng)中進行零組件或自動化設(shè)備的裝配過程及人機功效的仿真模擬,分析裝配工藝過程的可操作性和合理性,發(fā)現(xiàn)并解決數(shù)字化產(chǎn)品模型裝配過程中所遇到的產(chǎn)品、工裝以及工藝設(shè)計中的各類問題,同時也可以進行工具等的選型工作[2]。第三階段:接收設(shè)計部門的最終三維MBD設(shè)計數(shù)據(jù),創(chuàng)建頂層MBOM以及PBOM等工藝數(shù)據(jù),在數(shù)字化工藝設(shè)計系統(tǒng)中進行裝配工藝的詳細規(guī)劃和細節(jié)設(shè)計以及資源庫的創(chuàng)建,在三維可視化的環(huán)境下進行零組件以及標準件的劃分,在全三維的環(huán)境下對裝配指令進行工步級的細節(jié)編輯,最終生成現(xiàn)場使用的三維可視化工藝指令。
3三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)的架構(gòu)和工作模式
3.1三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)的架構(gòu)
本文所述的裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)是基于達索公司的DELMIA軟件平臺進行開發(fā)的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng),DELMIA軟件平臺分DPE和DPM兩個工作環(huán)境,DPE側(cè)重數(shù)據(jù)管理和工藝規(guī)劃,DPM則提供一個三維可視化的環(huán)境便于產(chǎn)品數(shù)據(jù)的劃分和裝配仿真等工作。由于DELMIA只是提供了一個平臺且目前MBD設(shè)計標準不統(tǒng)一,故需要在原有基礎(chǔ)上進行客戶化定制和開發(fā),本系開發(fā)了多種輔助工藝設(shè)計工具以便工藝設(shè)計人員只需極少的文字輸入即可完成工藝設(shè)計,所有關(guān)鍵數(shù)據(jù)均直接繼承自產(chǎn)品MBD數(shù)模,保證了工藝信息的完整和準確;此系統(tǒng)中最為復(fù)雜難度最大是MBD數(shù)模中標準件的處理和劃分,由于大型飛機標準件數(shù)量都在數(shù)十萬甚至上百萬件以上,采用實體建模將會產(chǎn)生天量的數(shù)據(jù),因此目前飛機標準件設(shè)計大都采用點線等元素進行簡化表達,無法使用DELMIA中標準功能進行標準件的工藝規(guī)劃,因此系統(tǒng)開發(fā)了一套專門處理標準件模型的工具,本系統(tǒng)也是國內(nèi)目前唯一實現(xiàn)了對以點線表達的標準件識別和劃分的系統(tǒng),如圖9所示。本系統(tǒng)依托VPM協(xié)同設(shè)計平臺提供MBD產(chǎn)品數(shù)據(jù),在DELMIA中完成PBOM的創(chuàng)建、頂層MBOM的劃分、三維裝配指令的設(shè)計并向協(xié)同平臺提供底層MBOM以及三維裝配指令等數(shù)據(jù),由系統(tǒng)平臺進行管理和發(fā)放。三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)的流程及架構(gòu)如圖4所示,整個三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)始終保持設(shè)計數(shù)據(jù)的一致性,保證數(shù)據(jù)的準確性及完整性,同時本系統(tǒng)可給生產(chǎn)管控系統(tǒng)(MES)以及ERP系統(tǒng)設(shè)置數(shù)據(jù)接口[3]。
3.2三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)的工作流程
三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)主要由需要工藝管理部門和各車間工藝設(shè)計部門使用和管理,工藝管理部門和各車間工藝設(shè)計部門必須緊密協(xié)同才能順利開展三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計,同時工藝管理部門需要給予車間一級足夠的權(quán)限,畢竟車間一級工藝人員對產(chǎn)品設(shè)計特點有更深入的了解。工藝管理部門主要負責三維裝配設(shè)計系統(tǒng)數(shù)據(jù)的頂層設(shè)計,其利用DELMIA中的DPE環(huán)境下的數(shù)據(jù)接口進行EBOM導(dǎo)入,通過對EBOM的重組增加工藝組件和路線定義等形成PBOM;在PBOM的基礎(chǔ)上構(gòu)建頂層MBOM;根據(jù)各廠際分工要求進行大部件級的頂層工藝組件的劃分,如圖5所示。各車間工藝技術(shù)主管接收工藝管理部門下發(fā)的數(shù)據(jù),進行各車間內(nèi)部工藝面的進一步劃分并將之分派給具體每個工藝員;工藝員接收工藝主管分發(fā)的具體某個裝配單元的數(shù)據(jù),進行本裝配單元裝配工藝的層次劃分以及具體工步的分解,在DPM三維可視化的環(huán)境中中進行零組件及標準件的劃分,然后在DPE環(huán)境下進一步進行裝配可視化修飾等細節(jié)編輯,但對于裝配工藝所需飛機裝配技術(shù)條件、材料、工藝規(guī)范文件等全部采用專門開發(fā)的工藝設(shè)計工具進行創(chuàng)建以保證編制數(shù)據(jù)的準確和完整。最后直接在DPE中輸出結(jié)構(gòu)化和標準化的三維裝配指令并提交審批,經(jīng)過審批的裝配指令發(fā)送到協(xié)同平臺進行統(tǒng)一進行發(fā)放及管理,以上過程見下圖6~圖14所示。三維裝配指令審批發(fā)送到系統(tǒng)平臺后由工藝管理部門統(tǒng)一管理,不屬于裝配工藝設(shè)計的范疇,本文不再贅述。
4基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計的優(yōu)勢及要求
4.1基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計的優(yōu)勢
1)采用基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計,徹底解決了制約裝配工藝設(shè)計過程中涉及的數(shù)據(jù)準確性、完整性的問題,整個裝配工藝的設(shè)計完全基于設(shè)計的MBD數(shù)模,保證了與設(shè)計數(shù)據(jù)的一致性;2)工藝人員在三維可視化的環(huán)境下進行裝配工藝的規(guī)劃、仿真和設(shè)計,使得裝配工藝設(shè)計更加直觀更有操作性,通過裝配路徑仿真、人機功效仿真以及自動化設(shè)備工作仿真等可提前發(fā)現(xiàn)存在的設(shè)計、工裝及工藝規(guī)劃包含的問題并提前予以解決,大幅減少現(xiàn)場實際生產(chǎn)時的各類問題,提高生產(chǎn)效率并大幅降低生產(chǎn)成本;三維可視化裝配指令設(shè)計系統(tǒng)使工藝人員完全從枯燥的文字編輯以及事后數(shù)據(jù)校對中解放出來,工藝人員只需關(guān)注裝配工藝的可行性和合理性,無需花大量精力進行數(shù)據(jù)準確性和完整性的檢查;3)在三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)中輸出的三維裝配指令徹底顛覆了傳統(tǒng)文字化的裝配指令,工人只需在系統(tǒng)輸出的三維可視化裝配指令中進行簡單操作即可,無需查找大量的圖紙、設(shè)計技術(shù)文件以及其他工藝性文件,做到了可見即所得、所得即所需的效果,同時工人還可在裝配指令的三維視圖中對輕量化的設(shè)計數(shù)模進行各類尺寸的直觀測量,便于工人現(xiàn)場操作的進一步了解;4)三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)可輸出裝配部門準確完整的底層MBOM,有利于ERP以及MES系統(tǒng)的實施和管理;5)三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)可以與裝配知識庫系統(tǒng)緊密集成,使得公司積累的知識在裝配工藝設(shè)計時順利地的共享和調(diào)用;6)工藝管理部門可利用DELMIA軟件平臺中DPE模塊對整個裝配數(shù)據(jù)進行有效的管理,保證下游數(shù)據(jù)的完整性和準確性,利于工藝設(shè)計部門編制完整準確的裝配指令。
4.2基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計的要求
1)基于MBD的三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計要求有準確、完整及規(guī)范的且嚴格執(zhí)行的MBD數(shù)模,產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)是所有下游數(shù)據(jù)的源頭,設(shè)計數(shù)據(jù)是否準確、完整及規(guī)范是決定三維裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)是否順暢和準確最關(guān)鍵的要素。因此產(chǎn)品設(shè)計部門必須要有科學(xué)合理的與制造部門協(xié)商過的MBD設(shè)計標準和規(guī)范且必須嚴格執(zhí)行,否則必定會導(dǎo)致整個下游其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的混亂和實施困難[4]。2)工程制造部門也須有嚴格的與設(shè)計部門MBD設(shè)計標準和規(guī)范相協(xié)調(diào)的各類工藝規(guī)范且必須嚴格執(zhí)行,用以支撐三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計。本文所述的裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)在開發(fā)過程中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計標準很大程度上體現(xiàn)的是傳統(tǒng)二維設(shè)計模式的思想,不能很好的適應(yīng)當前基于MBD的三維數(shù)字化設(shè)計要求,而且設(shè)計人員沒有嚴格執(zhí)行現(xiàn)有標準化要求,特別是以點線表達的標準件模型存在大量的格式錯誤等不規(guī)范設(shè)計,導(dǎo)致系統(tǒng)開發(fā)比較緩慢,僅為了解決標準件數(shù)模處理和劃分就占了近三分之一的時間。因此產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)開發(fā)專用的標準化設(shè)計工具和數(shù)據(jù)庫用以支撐基于MBD的產(chǎn)品設(shè)計,同時需要借助專業(yè)化的軟件工具對MBD產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行標準化等項目的批量檢查,最大限度地減少因人為因素導(dǎo)致的產(chǎn)品數(shù)據(jù)錯誤。3)工藝設(shè)計人員必須具備相當?shù)墓こ探?jīng)驗,熟練理解并掌握三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)所涉及的理念和軟件使用要求,三維數(shù)字化裝配工藝設(shè)計系統(tǒng)對工程技術(shù)人員來說只是工具,它本身無法識別工藝設(shè)計和規(guī)劃的合理性和可行性,這些都必須由工藝設(shè)計人員依靠經(jīng)驗和知識確定。
5結(jié)束語
一、開展“兩防一體化”建設(shè)是經(jīng)濟社會發(fā)展對人防工作提出的新要求
人類社會發(fā)展史,特別是一些發(fā)達目家的經(jīng)濟發(fā)展已經(jīng)證明,社會的現(xiàn)代化程度越此文來源于文秘站網(wǎng)高,人們的物質(zhì)文化生活水平越此文來源于文秘站網(wǎng)高,政府對社會提供的保障服務(wù)也隨之不斷提高和完善。密切關(guān)注社會生產(chǎn)的安全和人民生活的安全,不斷提高社會運作和人民生活的質(zhì)量,是政府的一項重要職責。在我國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)進程不斷加快,人民物質(zhì)文化生活水平不斷提高,社會物質(zhì)財富不斷豐富的同時,各種災(zāi)害事故隱患也逐漸增加,人民群眾的生產(chǎn)、生活安全和生存環(huán)境,已成為實施經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略不可忽視的一個重大問題。我國是世界上災(zāi)害最嚴重的國家之一。有關(guān)資料顯示,建國五十年來,全國平均每年因各種災(zāi)害而死亡的人數(shù)多達數(shù)萬,所造成的經(jīng)濟損失約占國民生產(chǎn)總值的3—6%,大大高于發(fā)達國家0.3—0.5%的比率。且不說震災(zāi)、水患等自然災(zāi)害,生產(chǎn)、生活中的災(zāi)害事故亦頻頻發(fā)生,在一些領(lǐng)域甚至呈上升趨勢。如化工事故,據(jù)統(tǒng)計,1969年至1981年,全國登記在案的為102起,到1987年已增至3617起,不僅上升趨勢很快,而且造成的人員傷亡和經(jīng)濟損失也越此文來源于文秘站網(wǎng)來越此文來源于文秘站網(wǎng)大。僅黃島油庫、深圳清水河化學(xué)品倉庫兩起爆炸事件,就造成20多人死亡、100余人受傷,疏散轉(zhuǎn)移居民13萬余人,經(jīng)濟損失達3億多元。這些災(zāi)害事故,不僅給城市建設(shè)和人民生命財產(chǎn)造成了嚴重威脅和損失,而且影響和制約了我國經(jīng)濟的發(fā)展。在經(jīng)濟社會發(fā)展中,全面加強社會保障機制建設(shè),保障人民群眾生產(chǎn)和生命財產(chǎn)安全,組織人民群眾對自然災(zāi)害和各種突發(fā)事故進行有效的防護與救援,預(yù)防和減少災(zāi)害損失,維護社會穩(wěn)定,已成為各級政府的緊迫任務(wù)。
目前,我國的防災(zāi)和搶險救災(zāi)組織體制和運行機制還比較松散,沒有從總體上建立起一套統(tǒng)一的社會救援組織體制和自如高效的運行機制,各種災(zāi)害救援力量分散于不同行業(yè),隸屬于不同部門。這種組織體制,固然有專業(yè)性較強的特點,但又有綜合性不足以及條條管理、自成相對封閉體系,不便統(tǒng)籌救災(zāi)準備工作和協(xié)調(diào)使用各種救災(zāi)力量等嚴重缺陷,特別是現(xiàn)在,“復(fù)合型”災(zāi)害越此文來源于文秘站網(wǎng)來越此文來源于文秘站網(wǎng)多,這種救援工作體制更顯得與現(xiàn)實需要不相適應(yīng),直接影響著防護和救援效果,也難以使防災(zāi)救災(zāi)工作走上制度化、規(guī)范化軌道。預(yù)此文來源于文秘站網(wǎng)防災(zāi)害事故的計劃性、災(zāi)害事故的突發(fā)性和搶險救災(zāi)行動的綜合性,迫切需要建立一個綜合管理開展災(zāi)害事故風險評估和研究制定防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案,統(tǒng)一組織指揮和協(xié)調(diào)使用各種防災(zāi)救災(zāi)力量的組織機構(gòu),以便有效組織調(diào)度有關(guān)部門、單位,制定防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案,在出現(xiàn)災(zāi)害事故時,根據(jù)需要采取協(xié)調(diào)一致的行動,形成防災(zāi)和搶險救災(zāi)合力,預(yù)防和最大限度地減煞災(zāi)害事故造成的損失。就目前政府機構(gòu)設(shè)置及其職責分工情況看,人防部門承擔防災(zāi)救災(zāi)職能,具有其他部門不可比擬的優(yōu)勢和條件。一是人防部門軍地共管的領(lǐng)導(dǎo)體制和業(yè)已形成的軍地密切協(xié)作的運行機制,便于協(xié)調(diào)軍地兩方面的力量參加重大災(zāi)害事故的應(yīng)急救援;二是人防部門已經(jīng)建立起較為完善的組織指揮體系和通信警報系統(tǒng),具有實施搶險救災(zāi)指揮調(diào)度的便利條件和迅速有效的災(zāi)情報知手段;三是人防部門既有的組織指揮專業(yè)人才隊伍,熟悉組織指揮的內(nèi)容、方法和程序。由于組織實施人民防空與防災(zāi)救援行動特點相近、方法通用,人防部門的干部隊伍完全有能力承擔從災(zāi)害事故風險評估、防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案準備到組織實施防災(zāi)救災(zāi)行動等一整套防災(zāi)救援任務(wù);四是人防部門已經(jīng)組建和訓(xùn)練了一支包括七種專業(yè)技術(shù)力量的人防專業(yè)隊伍,可基本適應(yīng)遂行各種搶險救援任務(wù)的需要。戰(zhàn)時組織人民防空和平時組織防災(zāi)救援總體要求和目的的一致性,敵空襲后果和災(zāi)害事故后果的相似性,消除空襲后果和消除災(zāi)害事故后果在組織指揮方法、程序和力量使用上的共同點,說明人防部門承擔綜合管理防災(zāi)救災(zāi)的職能,既是經(jīng)濟社會發(fā)展的迫切需要,也是合理配置政府職能的最佳選擇。
二、“兩防一體化”是促進人防平戰(zhàn)結(jié)合向更高層次發(fā)展,推動人防向民防轉(zhuǎn)變的必由之路,也是加強人防建設(shè)的重大舉措
在人防平戰(zhàn)結(jié)合進程中,人防工程等設(shè)施的開發(fā)利用,推動了人防建設(shè)由封閉到開放,由消耗型向增值型發(fā)展的歷史性跨越此文來源于文秘站網(wǎng),是人防工作為經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)的一項重大成果?!皟煞酪惑w化”勢必有力推動人防工作在更寬廣的領(lǐng)域服務(wù)和保障經(jīng)濟社會發(fā)展,更具體地體現(xiàn)其“保護人民的生命和財產(chǎn)安全,.保障社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的順利進行”的宗旨,加快我國人防與國際民防接軌的步伐,這既符合優(yōu)化配置資源的市場經(jīng)濟規(guī)律,也符合國際民防的發(fā)展規(guī)律;既是維護國家和人民根本利益的需要,也是人防建設(shè)新的生機、活力之源。
從國際上看,國外“民防”最早也是以“防空”的概念提出來。隨著戰(zhàn)爭形態(tài)的變化和經(jīng)濟社會發(fā)展的客觀需要,“民防”這一概念的內(nèi)涵不斷擴大,不僅包括了防空襲,而且包括了保護居民在戰(zhàn)爭中免受各種傷害,進而延伸到平時保護居民生命和財產(chǎn)安全。當前,在國際上,民防已發(fā)展成為戰(zhàn)時和平時保國保民的一項重要的防御國策,其職責已從保護平民生命財產(chǎn)少受戰(zhàn)爭和災(zāi)害事故的威脅與破壞,一直延伸到各種人道主義救援;從保存國家戰(zhàn)爭潛力拓展到平時搶險救災(zāi),甚至保護生態(tài)環(huán)境和人類文明遺址??梢妵H“民防”已經(jīng)是一個全方位、多層次、綜合性的概念,其職能已囊括戰(zhàn)時和平時經(jīng)濟社會生活的諸多方面,研究和落實的是生存與發(fā)展這兩個事關(guān)國家安全利益和長遠利益的最基本的問題,是一種體制和機制上的高層次的平戰(zhàn)結(jié)合。我國已于1992年加入國際民防組織,又是一個擁有13億人口的發(fā)展中大國,面對與國際民防的差距,應(yīng)當深入研究國際民防的發(fā)展規(guī)律,借鑒其先進經(jīng)驗和做法。要通過實施“兩防一體化”,推動人防平戰(zhàn)結(jié)合向更深程度和更高層次發(fā)展,把人防戰(zhàn)時防空救災(zāi)的職能延伸到平時的防災(zāi)救災(zāi),把兩者在體制的層面上結(jié)合起來,并切實體現(xiàn)在國家經(jīng)濟社會發(fā)展的機制中和藍圖上,使人防建設(shè)不僅能夠筑牢空天防護的“盾牌”,而且能夠為經(jīng)濟社會發(fā)展系上一條“安全帶”。
就人防事業(yè)本身的發(fā)展而言,空襲與反空襲、防空襲已成為現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭的主要作戰(zhàn)形式,“ 矛”與“盾”的較量空前尖銳、劇烈,人民防空的建設(shè)水平和御敵能力,直接關(guān)系戰(zhàn)爭勝負及國家和人民生命財產(chǎn)安全。同時,現(xiàn)代高技術(shù)戰(zhàn)爭,敵空襲的隱蔽性增強、突然性增大,目標破壞集中,毀傷程度嚴重,消除空襲后果任務(wù)艱巨,因此,也需要通過平時的防災(zāi)救災(zāi)行動,鍛煉提高處置各種突發(fā)性事故的能力,不斷增強人民防空隊伍的戰(zhàn)斗力,為贏得防空襲斗爭勝利奠定堅實的基礎(chǔ)。目前,人防系統(tǒng)雖然建立了比較完善的組織指揮、人口疏散、通信警報和掩蔽工程體系,組建了人民防空專業(yè)隊伍,但實戰(zhàn)能力尚未經(jīng)過檢驗,尤其是人民防空的組織指揮系統(tǒng)和專業(yè)隊伍,由于缺少類似實戰(zhàn)的鍛煉,戰(zhàn)時能否有效發(fā)揮作用_,能否確?!按蜈A”,目前尚不好完全做出肯定性的回答,亟需通過參加平時的搶險救災(zāi),大力推進“兩防一體化”工作,使人防隊伍得到應(yīng)有的鍛煉,從而不斷檢驗和提高其戰(zhàn)斗力。由此可見,加強“兩防一體化”工作,不僅是經(jīng)濟社會發(fā)展的需要,而且也是關(guān)乎人防建設(shè)質(zhì)量和人防事業(yè)生存、發(fā)展的一件大事。
三、省級人防部門在“兩防一體化”工作中應(yīng)抓好的幾個方面的問題
對于如何搞好“兩防一體化”工作,近年來,一些省、市已經(jīng)進行了有效的探索和實踐,積累了一些經(jīng)驗。1999年,我省按照“以承擔化學(xué)事故應(yīng)急救援為重點,兼顧其他與人民防空關(guān)系緊密的救援,組織協(xié)調(diào)社會有關(guān)方面力量,消除事故(災(zāi)害)后果,推進人民防空與應(yīng)急救援一體化”的思路,在石家莊等五個城市開展了化學(xué)事故應(yīng)急救援試點,在取得初步經(jīng)驗后,從20__年開始將此作為人防工作改革的一項重要任務(wù),向全省各市人防部門做出部署,縣級人防部門的專業(yè)隊伍,正在按照“兩防一體化”的要求組建。目前,滄州市已在人防辦成立化學(xué)事故應(yīng)急救援指揮中心,邯鄲市邯山區(qū)人防辦已承擔防汛和抗洪救災(zāi)職能,其他各市也在結(jié)合實際,積極研究開展“兩防一體化”工作的措施和辦法。從試點至今,已有五個市共接警處警30多次,邁出了實施“兩防一體化”的第一步。但從我省乃至全國范圍看,“兩防一體化”工作還處于探索起步階段,尤其是各省、自治區(qū),所轄各城市情況差別較大,防救重點不盡相同,領(lǐng)導(dǎo)層對這項工作的認識程度也不盡一致。如何把這項工作開展起來,堅持下去,有待研究解決的問題還很多。我們認為,推動“兩防一體化”工作,并使之走上制度化、規(guī)范化軌道,省人防部門應(yīng)著力抓好以下幾個方面的工作。
一是政策推動。開展“兩防一體化”,是一項涉及面廣、政策性強的工作,是人防平戰(zhàn)結(jié)合和經(jīng)濟社會發(fā)展中的一件新生事物,要在一省范圍內(nèi)展開,需要有明確的政策措施。在這項工作中,省人防部門的主要任務(wù)是宏觀指導(dǎo),總體調(diào)度,出臺政策,推動各市以政府行為抓好落實。應(yīng)把“兩防一體化”工作作為人防工作改革和更好地服務(wù)經(jīng)濟社會發(fā)展的重大課題,深入研究,精心謀劃,主動與省直有關(guān)部門和各市政府、軍事機關(guān)溝通協(xié)調(diào),闡明利害;積極為省政府、省軍區(qū)當好參謀,站在落實“三個代表”要求的高度,著眼全省經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展和深化人防工作改革,大力提高人民防空建設(shè)水平和戰(zhàn)時、平時的服務(wù)保障能力,提出實施“兩防一體化”的意見建議,以省政府、省軍區(qū)或省國防動員委員會的名義出臺開展“兩防一體化”的政策措施,確保其高起點開頭、舉步。
二是制訂規(guī)范。圍繞“兩個適應(yīng)”、平戰(zhàn)兩個需要和遂行防災(zāi)救援任務(wù),對“兩防一體化”工作的領(lǐng)導(dǎo)體制、運行機制和機構(gòu)設(shè)置,人防部門與其他有關(guān)部門的防護職責界定和任務(wù)分工,建立社會救援網(wǎng)絡(luò)等方面的問題,提出明確要求;對事故災(zāi)害風險評估、分門別類制訂防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案和各項保障計劃、完善指揮通信手段、整組專業(yè)隊伍以及器械裝備配備等明確標準,做出規(guī)范,并督導(dǎo)各市抓好落實,確保“兩防一體化”工作沿著規(guī)范化軌道發(fā)展。
【Abstract】The chemical industry is closely connected with people's lives, whether from the angle of material life, or from the perspective of the spiritual life, all need chemical products for the service. In chemical production process, chemical mechanical equipment occupy an important position, including the work efficiency of related mechanical equipment, and the choice of material are play an important role for chemical industry eventually economic benefits. The choice of the material is one of the most key content of the chemical machinery design, its quality is directly related to the quality of chemical mechanical design work. Based on this, this article mainly discusses on how to choose good material in the process of chemical mechanical design work.
【P鍵詞】化工機械;設(shè)計;材料
【Keywords】chemical machinery; design; material
【中圖分類號】TH122 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069(2017)04-0139-02
1 引言
隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展,化學(xué)工業(yè)的生產(chǎn)進入到一個全面發(fā)展時期,新的技術(shù)與手段層出不窮,使得化學(xué)工業(yè)得到更大規(guī)模的生產(chǎn)和發(fā)展,為人們的生活和社會的發(fā)展增添了大量的物質(zhì)財富,加快了社會發(fā)展進程。在化工機械設(shè)計過程中,選擇優(yōu)質(zhì)且合適的材料至關(guān)重要。做好這一項工作,不僅有利于促進化工生產(chǎn)的發(fā)展,提高設(shè)備工作效率,而且也有利于提高整體的經(jīng)濟效應(yīng),促進發(fā)展。
2 在化工機械的設(shè)計過程中材料的選擇探討
在我國經(jīng)濟快速發(fā)展這一背景之下,資源的需求以及利用趨勢日益上升,目前大多數(shù)用于機械設(shè)計的相關(guān)材料已經(jīng)被大量開采,甚至于有些材料已經(jīng)成為稀缺資源,因此,在化工機械設(shè)計過程中對于材料的選擇方面更要慎重。在此討論在化工解析設(shè)計過程中哪些材料是適合機械設(shè)備設(shè)計過程的,以此為后續(xù)的材料應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
2.1 對于載荷型材料的選擇
在化工機械的設(shè)計過程中,一般來講,對于材料的選擇方面需要考慮材料的載荷性能,而從材料的載荷性能考慮的話,又可以分為兩個方面。
一是在外載荷力的作用下,零部件出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的情況時,應(yīng)力大多集中在材料的表層,這就表明,材料的表面性能直接決定著零部件的控制效果。因此,在材料的選擇方面,假若機械材料需要承受載荷力,就可以選擇低碳鋼滲碳或者是中碳鋼調(diào)質(zhì)的方式對材料進行加工,通過以上方法來確保機械產(chǎn)品的質(zhì)量[1]。
二是對于一些能夠承受壓縮或者是拉伸作用的材料,載荷力一般是作用在零件的橫切面,可以使得橫截面的應(yīng)力均衡受力,這就需要在化工材料的選擇方面選擇一些性能分布均勻的材料,以此來保障在機械設(shè)計的加工、生產(chǎn)等環(huán)節(jié)對材料進行高效作業(yè),促進化工工業(yè)的發(fā)展。
2.2 對于碳素鋼與合金鋼型材料的選擇
在化工機械的設(shè)計過程中,碳素鋼是一種比較常用的材料,究其原因,正是因為碳素鋼這一材料在價格方面比較實惠、加工的工藝也比較便利,從而被廣泛使用。盡管碳素鋼這一材料存在多個方面的優(yōu)勢,但是也存在碳素的韌性和強度比較差這一缺點,這就使得中等以上的材料不能被完全形成,正是由于這一缺點的存在促使碳素鋼這一材料不能被廣泛使用在化工機械設(shè)計過程中。
隨著科技的進步與發(fā)展,可以在碳素鋼中加入合金,從而形成一種新的材料,即為合金鋼[2]。這一材料在淬透性、韌性、強度等方面都得到了較大的提高,并且由于合金的加入也提高了這一材料的耐磨性。
因此,在化工機械的設(shè)計過程中,為了充分利用材料,當遇到零部件橫截面積大、材料外在荷力大以及需要對材料進行淬透時就可以使用合金鋼這一材料,而其他情況則使用碳素鋼就可以得到解決。
3 在化工機械的設(shè)計過程中材料的應(yīng)用探討
在了解化工機械的設(shè)計過程中所需要使用的材料之后,如何將所選擇好的材料應(yīng)用于化工機械中呢?為此,論文就針對于此,提出以下幾個方面的探討和研究。
3.1 經(jīng)濟性與實用性相結(jié)合,合理應(yīng)用機械材料
針對化工機械設(shè)計材料的運用,首先要遵循經(jīng)濟性與實用性相結(jié)合的原則,為化工機械的設(shè)計奠定基礎(chǔ)。材料運用的經(jīng)濟性與實用性的統(tǒng)一,需要充分考慮到兩個方面的內(nèi)容。
一是應(yīng)用于機械設(shè)計中的材料要按照零部件的加工工藝標準,機械加工過程中所要使用的工藝技術(shù)也有多個種類,如切削工藝、鑄造工藝、焊接工藝等,不同的工藝技術(shù)對材料的運用要求也是不同的,比如說切削工藝要求材料的應(yīng)用符合切削工藝可操作性特征,因此,在材料的應(yīng)用過程中要在工藝技術(shù)不同要求的基礎(chǔ)上合理使用。
二是需要強調(diào)材料應(yīng)用中的經(jīng)濟性,在化工機械設(shè)計^程中,在保障各項材料符合工藝要求的前提之下,科學(xué)合理地對材料加工成本進行有效的控制,從而為后續(xù)工作的順利開展奠定基礎(chǔ)[3]。
3.2 環(huán)保性與節(jié)能性相結(jié)合,減少機械材料的損耗
針對化工機械設(shè)計材料的運用,需要在使用的過程中遵循環(huán)保性與節(jié)能性相結(jié)合的原則,從而有效提高資源利用率。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,不斷增長的經(jīng)濟與不斷消耗的資源成為主要的一組矛盾,如果一味地追求經(jīng)濟效益,勢必會給社會的發(fā)展帶來不利的結(jié)果,因此,對于化工機械設(shè)計材料的選擇,不僅要考慮到對環(huán)境的保護,也要考慮到成本的輸出。在化工機械的設(shè)計過程中,做到環(huán)保性與節(jié)能性的統(tǒng)一,有利于促進我國生態(tài)環(huán)境社會的發(fā)展和建設(shè),也是可持續(xù)發(fā)展對化工機械設(shè)計工作所提出的新要求。比如說,在機械設(shè)計鑄件的環(huán)節(jié)中,就需要充分考慮這一環(huán)節(jié)所使用到的材料在環(huán)保方面的問題,在環(huán)保觀念下盡可能地合理使用材料,在最大程度上節(jié)約原材料和成本,減少不必要的能源消耗,從而做好化工機械設(shè)計工作。
4 結(jié)語
機械設(shè)備是化工生產(chǎn)正常且穩(wěn)定運行的一個先決條件,而在機械設(shè)計過程中對材料的選擇和應(yīng)用是機械設(shè)備設(shè)計中關(guān)鍵性的一個環(huán)節(jié),也已經(jīng)成為一個深受社會大眾關(guān)注的問題,由此可見,做好化工機械設(shè)計中材料的選擇,并且在此基礎(chǔ)上進行合理的運用至關(guān)重要。為此,論文就以此為主要的討論方向,針對在化工機械設(shè)計過程中如何做好材料的選擇工作,并且在此基礎(chǔ)上進行合理地運用,促進化工機械設(shè)計工作得到順利開展,從而提高化工機械設(shè)備的工作效率,進一步提高化工生產(chǎn)的質(zhì)量。
【參考文獻】
【1】趙忠國.機械設(shè)計中的材料的選擇和應(yīng)用[J].科技風,2011(17):58.
非國有企業(yè)專業(yè)技術(shù)人員。
二、評審級別
助理工程師(初級)、工程師(中級)、高級工程師(副高級)。
三、評審方法
采取“直通車”的辦法,不受每年職稱評審一次例會的限制,根據(jù)申報情況隨時組織評審。
四、評審申報材料
1、高級工程師審核表一式三份(中級以下不需填);
2、遼寧省專業(yè)技術(shù)資格評定表一式三份(帖上照片);
3、遼寧省專業(yè)技術(shù)資格報評推薦表一式三份;
4、反映個人學(xué)歷、資歷、的相關(guān)證件(原件、復(fù)印件);
5、主要業(yè)務(wù)成果(獲獎證書及有關(guān)業(yè)績證明復(fù)印件);
6、論文、著作(原件、復(fù)印件);
7、一寸照片四張。
五、評審的工作內(nèi)容
1、計算機職稱考試考前輔導(dǎo);
2、職稱指導(dǎo)與推薦;
3、工程師報卷資料指導(dǎo);
4、高級工程師答辯培訓(xùn)與指導(dǎo)。
六、評審條件
1、學(xué)歷、資歷要求
高級工程師:博士畢業(yè)滿2年;本科滿5年。工程師:博士畢業(yè);碩士、雙學(xué)士學(xué)位滿2年;本科、??茲M4年。
2、業(yè)績成果要求
高級工程師須具備下列條件之一:①國家級自然科學(xué)獎、發(fā)明獎、科技進步獎、星火獎;②?。ú浚┘壈l(fā)明獎、科技進步獎、星火獎;③市、省直廳局科技進步一等獎一項或二等獎兩項以上;④科技成果被列為市、省直廳局級以上重點推廣項目,取得了明顯的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益,并獲得有關(guān)方面的獎勵;⑤市、省直廳局以上先進科技工作者;⑥省(部)級重大科技情況(信息)成果二等獎。工程師須具備下列條件之一:①省級以上自然科學(xué)獎、發(fā)明獎、科技進步獎、星火獎;②市、省直廳局科技進步三等獎;③科研成果通過技術(shù)鑒定,并有一定推廣價值(須附“技術(shù)鑒定證書”);④市、省直廳局級重大科技情報(信息)成果獎;⑤科研成果被列為市、省直廳局級推廣項目。
3、論文、著作要求
在企業(yè)從事專業(yè)技術(shù)工作的人員參加相應(yīng)級別的專業(yè)技術(shù)資格評審時,對論文數(shù)量不做限制性要求。經(jīng)本(行業(yè))企業(yè)采用的技術(shù)創(chuàng)新報告、發(fā)明專利、研發(fā)項目、工藝方案、技術(shù)鑒定報告、可行性方案、行業(yè)標準等可替代論文。
4、直接申報
(1)助理工程師:本科畢業(yè)1年、大專畢業(yè)3年、中專畢業(yè)5年;
(2)工程師:碩士畢業(yè)2年、本科畢業(yè)5年、大專畢業(yè)7年;
(3)高級工程師:博士畢業(yè)2年、碩士畢業(yè)7年、本科畢業(yè)10年。其工作業(yè)績、技術(shù)水平和貢獻以近五年內(nèi)取得的成果和業(yè)績?yōu)橐罁?jù)。工作業(yè)績、論文(著作)、外語及計算機能力水平按現(xiàn)行評審條件掌握。
[論文摘 要] 石油化工裝置是以石油裂解加工為主體生產(chǎn)各種燃油和化工原料的生產(chǎn)裝置。裝置內(nèi)的各種工藝介質(zhì)多為易燃、易爆和有毒性的物質(zhì)。因此,在石油化工裝置施工過程中,各類工藝管道的安裝質(zhì)量必須嚴格控制,嚴禁其泄漏,否則將造成嚴重后果。本文旨是根據(jù)石油化工裝置工藝技術(shù)的危險因素,安全設(shè)計方面進行深入的探討。
目前我國石油的生產(chǎn)是越來越大,可是石油化工裝置是以石油裂解加工為主體生產(chǎn)各種燃油,以及是以化工原料為主體的生產(chǎn)裝置的,裝置內(nèi)存在著各種工藝介質(zhì)很多都是有毒性的物質(zhì),易燃、易爆的物質(zhì)和。也就是說,在石油化工裝置施工過程中,各類工藝管道的安裝質(zhì)量必須嚴格控制,嚴禁其泄漏,否則將造成嚴重后果。工藝管線安裝過程中,為檢驗焊縫的質(zhì)量及法蘭連接處的密閉性,管線的試壓工作是十分重要和必不可少的一道關(guān)鍵工序。
實際上,從標本兼治的理念來看,設(shè)計成品的質(zhì)量對安全生產(chǎn)有著不可忽視的影響。石油化工裝置設(shè)計安全是預(yù)防火災(zāi)爆炸事故發(fā)生,實現(xiàn)安全生產(chǎn)的一項重要工作。那么要如何保證裝置設(shè)計安全呢,當然就要嚴格、正確地執(zhí)行相關(guān)法規(guī)、標準規(guī)范,特別是強制性標準。
一.石油化工裝置管線試壓工藝技術(shù)研究
1.技術(shù)準備。大型石油化工裝置工藝管線系統(tǒng)多,走向錯綜復(fù)雜,為了使試壓工作正常進行,必須預(yù)先做好充分的技術(shù)準備。試壓前,應(yīng)根據(jù)工藝流程圖編制試壓方案,理清試壓流程,按要求確定試壓介質(zhì)、方法、步驟及試壓各項安全技術(shù)措施等。
2.管線的完整性檢查。管線的完整性檢查是管線試壓前的必要工作,沒有經(jīng)過完整性檢查確認合格的系統(tǒng)一律不得進行試壓試驗。完整性檢查的依據(jù)是管道系統(tǒng)圖、管道平面圖、管道剖面圖、管道支架圖、管道簡易試壓系統(tǒng)圖等技術(shù)文件。完整性檢查的方法一是施工班組對自己施工的管線按設(shè)計圖紙自行檢查,二是施工技術(shù)人員對試壓的系統(tǒng)每根管線逐條復(fù)檢,三是試壓系統(tǒng)中所有管線按設(shè)計圖紙均檢查合格后,申報質(zhì)監(jiān)、業(yè)主進行審檢、質(zhì)檢。完整性檢查的內(nèi)容分硬件和軟件兩部分。
3.物資準備。管線試壓介質(zhì)一般分為兩類:一類是氣體,一類是液體。氣體一般采用空氣、干燥無油空氣和氮氣等。液體一般采用水、潔凈水和純水等。因此,如果管線沒有特殊的要求,試壓介質(zhì)一般多采用水。試壓工作是一種比較危險的工作。因此,在此項工作開始前應(yīng)進行充分的物資準備工作。主要包括試壓設(shè)備的維護保養(yǎng)、安全檢查和進場布設(shè);各種試壓用儀器、儀表的校驗、檢查和安裝;試壓臨時管線及配件的安裝布置;試壓用盲板、螺栓、螺母、墊片等材料的準備;設(shè)備、儀表、閥門、管件、安全閥、流量計等隔離措施的實施;試壓中各種安全技術(shù)措施所需物資的供應(yīng)及現(xiàn)場的布置等工作。
4.壓力試驗。承受內(nèi)壓管線的試驗壓力為管線設(shè)計壓力的1.5倍;當管道的設(shè)計溫度高于試驗溫度時,試驗壓力應(yīng)符合下式ps=1.5δ1/δ2δ1/δ2>6.5時,取6.5值;當ps在試驗溫度下,產(chǎn)生超過屈服強度應(yīng)力時,應(yīng)應(yīng)將試驗壓力降至管道壓力不超過屈服強度時的最高試驗壓力。氣壓試驗管道的試驗壓力為設(shè)計。對于氣壓作強度試驗的管線,當強度試驗合格后,直接將試驗壓力降至氣密性試驗的壓力,穩(wěn)壓30分鐘,以無泄漏、無壓降為合格。檢驗采用在焊口、發(fā)蘭、密封處刷檢漏液的方法。
5.試壓安全技術(shù)規(guī)定。管線試壓是非常危險的,應(yīng)做好各項安全技術(shù)措施。液壓試驗管段長度一般不應(yīng)超過1000米,試驗用的臨時加固措施應(yīng)經(jīng)檢查確認安全可靠,并做好標識。試驗用壓力表應(yīng)在檢定合格期內(nèi),精度不低于1.5級,量程是被測壓力的1.5~2倍,試壓系統(tǒng)中的壓力表不得少于2塊。液壓試驗系統(tǒng)注水時,應(yīng)將空氣排盡,宜在環(huán)境溫度5℃以上進行,否則須有防凍措施。合金鋼管道系統(tǒng),液體溫度不得低于5℃。試驗過程中,如遇泄漏,不得帶壓修理,缺陷消除后,應(yīng)重新試壓。試壓合格后應(yīng)及時卸壓,液體試壓時應(yīng)及時將管內(nèi)液體排盡。系統(tǒng)試驗完畢后,應(yīng)及時拆除所有臨時盲板,填寫試壓記錄。試壓過程中,試壓區(qū)域要設(shè)置警戒線,無關(guān)人員不得入內(nèi),操作人員必須聽從指揮,不得隨意開關(guān)閥門。
二.石油化工裝置管道工藝技術(shù)
1.塔和容器的管線設(shè)計
依據(jù)工藝原理合理布置。分餾塔與汽提塔之間的管線布置。通常分餾塔到汽提塔有調(diào)節(jié)閥組,調(diào)節(jié)閥組應(yīng)靠近汽提塔安裝,以保證調(diào)節(jié)閥前有足夠離的液柱。分餾塔與回餾罐之間的管線布置。當分餾塔的塔頂壓力用熱旁路控制時,熱旁路應(yīng)盡量短且不得出現(xiàn)袋形,調(diào)節(jié)閥應(yīng)設(shè)在回流罐的上部。汽液兩相流的管道布置時,管道上的調(diào)節(jié)閥應(yīng)盡量靠近接收介質(zhì)的容器布置,減少管道壓降,避免管道震動。如圖3所示。由此可見,管線不可隨意布放。
2.泵的管線設(shè)計
泵入口偏心異徑管的使用。泵吸人管道設(shè)計是確保泵經(jīng)常處于正常工作狀態(tài)的關(guān)鍵。當泵人口管系統(tǒng)有變徑時,要采用偏心大小頭以防變徑處氣體積聚,偏心異徑管的安裝方式如下:一般采用項平安裝,當異徑管與向上彎的彎頭直連的情況下可以采用底平安裝。這種安裝方式可以省去低點排液。
布置泵的人口管線時要考慮到幾個方面的因素:
①泵的人口管支架的設(shè)置。如泵的進口在一側(cè),則泵的入口管支架應(yīng)是可調(diào)式,且人口管及閥門位置在泵的側(cè)前方。
②氣阻。進泵管線不得有氣阻,這一點很容易被忽視,某些布置雖符合工藝流程圖,但在局部會產(chǎn)生氣阻現(xiàn)象,從而嚴重影響泵的運行。
③管道柔性。泵是同轉(zhuǎn)機械,管道推力作用在管嘴上會使轉(zhuǎn)軸的定位偏移,因此管道設(shè)計要保證泵嘴受力在允許數(shù)值內(nèi)。塔底進泵的高溫管線尤其需要考慮熱補償。
3.冷換設(shè)備的管線設(shè)計逆流換熱
①冷換設(shè)備冷水走管程由下部進入,上部排出。這樣供水發(fā)生故障時,換熱器內(nèi)有存水,不致排空。如作為加熱器時用蒸汽加熱,蒸汽從上部引入,凝結(jié)水由下部排出。
②安裝凈距。為了方便檢修,換熱器進出口管線及閥門法蘭。均應(yīng)與設(shè)備封頭蓋法蘭保持一定距離,為方便拆卸螺栓凈距一般為300mm。
③熱應(yīng)力。換熱器的固定點一般是在管箱端,凡連接封頭端管嘴的管道必須考慮因換熱器熱脹而位移的影響。重沸器返回線各段管線長度的分配要恰當,可以防止設(shè)備管嘴受力過大?;鼐€各段管線長度的分配要恰當,可以防止設(shè)備管嘴受力過大。
三.總結(jié)
設(shè)計方法和手段的不斷進步能有效地提高設(shè)計質(zhì)量。作為設(shè)計者,會受生理和心理等因素的影響,容易出現(xiàn)偏差,技術(shù)的進步,極大地補償了人的缺陷。當前,計算機輔助設(shè)計cad正在廣泛應(yīng)用,它使設(shè)計工作更高效、更優(yōu)質(zhì),使一些易出差錯的環(huán)節(jié)不復(fù)存在。掌握cad設(shè)計手段是現(xiàn)階段設(shè)計者的基本要求,也是設(shè)計者知識水平不斷更新提高的體現(xiàn)。
參 考 文 獻
[1]懷義.石油化工管道安裝設(shè)計[m].北京:中國石化出版社.
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關(guān)鍵詞:工程教育專業(yè)認證;制藥工程;實踐教學(xué)
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和工業(yè)國際化的趨勢,為提高高等學(xué)校工程教育質(zhì)量,過去的十年里,工程教育專業(yè)認證在我國已經(jīng)引起了各高校的廣泛重視。我國工程教育專業(yè)認證始于1992年,開始進行建筑學(xué)、土木工程等6個工科專業(yè)評估,同時探索工程教育專業(yè)認證工作[1,2]。2006年我國成為“華盛頓協(xié)議”簽約國,正式開始工程教育專業(yè)認證工作,2016年的國際工程聯(lián)盟大會上,我國成為《華盛頓協(xié)議》正式會員,工程教育認證同時在我國全面開展[3]。全國高校制藥工程專業(yè)的工程教育認證開始于2012年,華東理工大學(xué)和合肥工業(yè)大學(xué)的制藥工程專業(yè)通過了工程教育專業(yè)認證,到2016年已有12所高校的制藥工程專業(yè)通過了工程教育專業(yè)認證。工程教育專業(yè)認證的核心內(nèi)涵就是建構(gòu)“以學(xué)生為中心,產(chǎn)出導(dǎo)向”的人才培養(yǎng)體系,并突出過程的持續(xù)改進。
制藥工程專業(yè)是一門涉及藥學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、工程學(xué)和管理學(xué)的交叉學(xué)科,涵蓋了中藥制藥、化學(xué)制藥、生物制藥和藥物制劑與工程等內(nèi)容。旨在培養(yǎng)從事產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、營銷、維護和工程項目施工、管理、運行和服務(wù)等工作的高級應(yīng)用型專門人才[4]。制藥工程的專業(yè)特點是實踐性強、專業(yè)性強,其中實踐教學(xué)是制藥工程專業(yè)教學(xué)的重要內(nèi)容,對于培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力、創(chuàng)新思維、對理論知識的理解和分析解決復(fù)雜工程問題的能力起著非常重要的作用[5,6]。本文將結(jié)合傳統(tǒng)實踐教學(xué)過程中出現(xiàn)的問題及工程教育專業(yè)認證背景下的要求,探討制藥工程專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的改革。
一、改革實驗課程體系,培養(yǎng)系統(tǒng)性思維和創(chuàng)新思維
制藥工程專業(yè)實踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要包括專業(yè)實驗、課程設(shè)計、認識實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(論文)等。專業(yè)實驗的課程設(shè)置中,內(nèi)容涵蓋藥物合成、中藥提取、藥理學(xué)、制藥設(shè)備、化學(xué)與儀器或設(shè)備的分析以及工程基礎(chǔ)實驗等。首先,實驗內(nèi)容均為認知性和驗證性實驗,大部分實驗都是按照實驗教材進行重復(fù)性實驗,并且由教師逐個步驟進行指導(dǎo),學(xué)生得到的數(shù)據(jù)與結(jié)果基本相同,出現(xiàn)的問題也大同小異,不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和探索精神。其次,課程內(nèi)容相對獨立,每門課程根據(jù)課程情況設(shè)置實驗內(nèi)容,各學(xué)科之間關(guān)聯(lián)性小,不利于學(xué)生系統(tǒng)知識的培養(yǎng),不能夠使學(xué)生充分認識制藥過程的復(fù)雜性、完整性和綜合性[7,8]。最后,實驗教學(xué)過程中,對工程教育認證的畢業(yè)要求中設(shè)計、開發(fā)解決方案的安全和環(huán)境因素未列入教學(xué)內(nèi)容中?;谝陨蠁栴},實驗教學(xué)改革中應(yīng)設(shè)計藥學(xué)綜合性實驗,內(nèi)容涉及化學(xué)藥物(同一品種)的合成或中藥的提取純化、工藝設(shè)計、質(zhì)量控制、藥理學(xué)實驗、藥物制劑及制藥設(shè)備或儀器實驗,使學(xué)生鞏固藥學(xué)理論知識,培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)性和知識結(jié)構(gòu)體系的完整性。設(shè)計創(chuàng)新性實驗,學(xué)生以小組為單位進行題目的自選或根據(jù)教師成熟的科研結(jié)果,從查閱文獻、實驗方案的設(shè)計、操作實驗、分析結(jié)果和結(jié)論、提出問題并加以討論,培養(yǎng)學(xué)生獨立思考能力和創(chuàng)新思維,符合工程教育專業(yè)認證中分析和解決復(fù)雜工程問題的培養(yǎng)目標。除在理論課程體系中加入《制藥安全工程概論》等課程外,實驗課程教師要在課程的教學(xué)設(shè)計中加入實驗安全教育和三廢處理方法等內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生在學(xué)習(xí)工作中的安全和環(huán)保意識,同時也符合畢業(yè)要求中具有良好的環(huán)境保護和職業(yè)安全意識。
二、建立完善穩(wěn)定的生產(chǎn)實習(xí)基地,提升學(xué)生的實踐能力
在制藥工程專業(yè)人才的培養(yǎng)過程中,生產(chǎn)實習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的重要部分,能夠加強學(xué)生獨立工作能力[9]。生產(chǎn)實習(xí)主要以參觀、認識和參與生產(chǎn)的形式為主,由于學(xué)生人數(shù)多、生產(chǎn)周期、工廠檢修和安全衛(wèi)生等問題,存在實習(xí)單位落實難、學(xué)生動手機會少、參觀走馬觀花及學(xué)生理論知識不扎實等現(xiàn)象,學(xué)生在生產(chǎn)實習(xí)期間對所學(xué)知識的實際應(yīng)用和對制藥過程的整體、全面的了解受到限制[10]。因此,學(xué)校應(yīng)加強校企合作的人才培養(yǎng)模式,積極建設(shè)完整穩(wěn)定的校外實習(xí)基地,同時隨著計算機在藥物領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,建設(shè)校內(nèi)仿真實習(xí)基地對學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)也具有非常重要的作用,通過仿真操作使學(xué)生對制藥過程的生產(chǎn)原理、生產(chǎn)工藝、操作規(guī)程以及安全和環(huán)保問題有充分的認識和理解。在生產(chǎn)實習(xí)之前,由指導(dǎo)教師和企業(yè)技術(shù)人員對制藥過程中的生產(chǎn)工藝流程、工程學(xué)基礎(chǔ)知識、設(shè)備原理及結(jié)構(gòu)、主要工藝參數(shù)、企業(yè)概況、產(chǎn)品工藝規(guī)程及安全環(huán)保問題進行講解,并提出一些問題。做好學(xué)生生產(chǎn)實習(xí)前的準備工作,使學(xué)生在實習(xí)過程中有條理有目的的學(xué)習(xí)。
三、改革教學(xué)模式,深化課程設(shè)計教學(xué)改革
制藥工程專業(yè)課程設(shè)計是本專業(yè)綜合性和實踐性較強的教學(xué)環(huán)節(jié),是學(xué)生運用綜合理論知識分析和解決實際工程問題能力的一次全面考核。通過課程設(shè)計,使學(xué)生掌握工程設(shè)計的基本程序、原則和方法,熟悉查閱技術(shù)資料、國家技術(shù)規(guī)范、正確運用公式和數(shù)據(jù),并運用簡潔的文字、圖形和工程語言正確表達設(shè)計思想和結(jié)果。同時也是為畢業(yè)設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)。以往的教學(xué)存在以下一些缺點:(1)題目設(shè)定上不能發(fā)揮每位學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)新能力。教師給定的題目往往大同小異,并且可能與畢業(yè)設(shè)計或今后的工作關(guān)系不大,同組學(xué)生的設(shè)計內(nèi)容基本相同。(2)課程設(shè)計過程中學(xué)生理論知識的正確運用不能得到保證,設(shè)計過程中存在一些共性問題也不善于與指導(dǎo)教師溝通。設(shè)計過程中,還有部分理論課程沒有進行,學(xué)生對這部分知識還不能夠完全掌握和正確運用,也是導(dǎo)致一些設(shè)計不合理的根本原因。(3)教學(xué)時間不利于保證學(xué)生課程設(shè)計的全覆蓋,課程設(shè)計的時間固定為2周,且大部分與考研時間沖突,因此,導(dǎo)致考研的同學(xué)基本上不參與,同組同學(xué)做了大部分工作。鑒于以上存在的問題,根據(jù)培養(yǎng)目標的要求,需要探索課程設(shè)計教學(xué)模式的改革。首先,運用導(dǎo)入式或啟發(fā)式教學(xué),在課程設(shè)計開始前,由相關(guān)專業(yè)的理論課教師對課程設(shè)計中涉及的工藝流程、工藝計算、設(shè)備或儀器以及制藥環(huán)境保護和安全等問題進行重點講解,使學(xué)生充分理解設(shè)計過程中所涉及的工程學(xué)問題。其次,在每學(xué)期開學(xué)提前進行課程設(shè)計分組,在理論教學(xué)進行過程中,教師和學(xué)生可以共同討論設(shè)計題目的選擇,學(xué)生可以盡早查閱文獻和數(shù)據(jù),開始進行設(shè)計的準備工作,同時,在設(shè)計過程中,每周固定設(shè)置討論教學(xué)環(huán)節(jié),由指導(dǎo)教師與學(xué)生、學(xué)生各組間的討論組成,調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)積極性,發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。最后,對考研學(xué)生,可以進行開放性課程設(shè)計模式,利用考研完成后進行課程設(shè)計,提高這部分學(xué)生的課程設(shè)計質(zhì)量。
四、提升教師工程實踐能力,保證畢業(yè)設(shè)計(論文)質(zhì)量
制藥工程學(xué)作為一門多學(xué)科交叉的新興學(xué)科,制藥工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(論文)是培養(yǎng)學(xué)生科研能力、工程實踐能力和創(chuàng)新思維最重要的教學(xué)環(huán)節(jié)[11,12]。目前,由于教師的科研評價體系和師資結(jié)構(gòu)等問題,大部分教師的畢業(yè)環(huán)節(jié)選題以科研項目為主,具有工程實踐經(jīng)驗的指導(dǎo)教師數(shù)量較少,導(dǎo)致制藥工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(論文)工程設(shè)計的比例較低,質(zhì)量也不高。因此,要加強師資隊伍的建設(shè),對師資隊伍的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,并且在現(xiàn)有師資隊伍結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,可以加大對教師工程學(xué)理論知識的培訓(xùn),同時聘請企業(yè)工程師與校內(nèi)指導(dǎo)教師組成畢業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)的“雙導(dǎo)師”,共同指導(dǎo)學(xué)生完成畢業(yè)設(shè)計(論文),保證畢業(yè)設(shè)計(論文)的質(zhì)量。根據(jù)學(xué)生的就業(yè)方向,建議各指導(dǎo)教師進行導(dǎo)向性畢業(yè)設(shè)計(論文)的選題。對于一些具有考研意向的學(xué)生,指導(dǎo)教師可以選擇以科研項目為主的畢業(yè)論文或設(shè)計,盡早進入實驗室進行系統(tǒng)的科研能力培養(yǎng),從文獻檢索、文獻總結(jié)和實驗方案的設(shè)計、實施、總結(jié)以及論文的撰寫進行系統(tǒng)培養(yǎng)。對于準備進入生產(chǎn)崗位的學(xué)生,可以選擇和工廠相關(guān)的品種進行畢業(yè)論文或設(shè)計,使學(xué)生更好的了解自己的崗位特點,工廠的工藝流程和操作規(guī)程等內(nèi)容。以上畢業(yè)設(shè)計(論文)教學(xué)環(huán)節(jié)的改革符合工程教育專業(yè)認證的成果導(dǎo)向的核心理念。
五、結(jié)語
工程教育專業(yè)認證背景下,高等學(xué)校工程教育需轉(zhuǎn)變?nèi)瞬排囵B(yǎng)的思路,堅持以“學(xué)生為中心、產(chǎn)出導(dǎo)向、持續(xù)改進”的核心理念為指導(dǎo),切實提升工程人才培養(yǎng)的質(zhì)量。實踐教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力、創(chuàng)新思維、對理論知識的理解和分析解決復(fù)雜工程問題的能力具有非常重要的作用。結(jié)合社會及用人單位的人才培養(yǎng)需求,制藥工程專業(yè)的實踐教學(xué)應(yīng)深化對實踐教學(xué)課程體系的改革,建立完善實踐教學(xué)平臺,優(yōu)化實踐教學(xué)資源和師資隊伍。從而使實踐教學(xué)符合工程教育專業(yè)認證的要求,同時也有利于培養(yǎng)符合社會需求的制藥工程人才。
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