發(fā)布時間：2023-06-29 16:31:57
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的機械工程分析樣本，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。
隨著我國自動化技術水平的快速提高,自動化技術應用與機械工程的各個領域,不但提高了生產(chǎn)效率,而且加快了工業(yè)化的發(fā)展速度。但是,我國的機械制造工業(yè)在不斷的發(fā)展過程中雖然嘗試著使用先進的自動化技術,但是機械自動化水平還處于初級階段。因此,為了使自動化技術在各個領域得到更科學的應用,加強自動化技術的研究成為重中之重。
二、自動化技術出現(xiàn)的歷史背景
機械制冷加工生產(chǎn)中,于二十世紀的八十年代開始出現(xiàn)最早的機械自動化,該技術的使用對冷加工中大批量的生產(chǎn)過程起到至關重要的作用。而在此后,為了適應當時市場的變化和需求,開始對該技術進行修改補充,以增強我國的機械制造業(yè)對當時高速靈活的市場的適應能力,最突出的就是建立一種可變的自動化式生產(chǎn)系統(tǒng),也就是通過計算機來實現(xiàn)制造技術的高度柔性自動化。這種可變的自動生產(chǎn)系統(tǒng)進行工作的前提是制造系統(tǒng)不改變或者是變化的可能性很小,只有在這種情況下,才能使機器設備以及生產(chǎn)管理的過程中實現(xiàn)自動檢測和信息的處理,并能進行合理的分析判斷,然后自動進行預定的操作其中的某一過程,同時,從制造某一零件能夠自動轉換到制造其他的不同的零件。經(jīng)過實踐分析發(fā)現(xiàn),在這一時期定義的自動化制造系統(tǒng)和現(xiàn)在大多數(shù)實際運用中的企業(yè)存在很多不相融合的地方?，F(xiàn)在,除了少數(shù)工業(yè)比較發(fā)達的國家中一些生產(chǎn)部門使用的機械自動化水平較高外,其他的大多數(shù)國家機械自動化的水平還處在操作的初級階段,我國也處在其中,因此,需要對該技術進行不斷的研究探索,循序漸進,經(jīng)過不懈的努力和創(chuàng)造來實現(xiàn)自動化最理想的高級階段。
三、自動化技術在機械工程中應用的重要意義
1.自動化技術本身是一種高新技術,融入到機械工程當中能夠使企業(yè)的生產(chǎn)工藝發(fā)生很大的變化,可提高企業(yè)生產(chǎn)的整體運行效率。
2.在機械工程中,生產(chǎn)加工是重要的操作環(huán)節(jié),而自動化技術主要就是給生產(chǎn)加工提供便捷,給企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟效益。
3.增強企業(yè)的市場競爭力。在機械工程中,應用自動化技術調(diào)控整個生產(chǎn)流程,能夠很好地保證生產(chǎn)成本和質(zhì)量,從而在很大程度上縮短生產(chǎn)周期。目前,自動化技術在機械工程中的應用已經(jīng)取得了明顯的效果,隨著社會的不斷進步,其必然會普及到各行各業(yè)當中。
四、自動化技術在機械工程中的實際應用效果
下面以SCADA系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)為例,說明自動化技術在機械工程中的實際應用效果。
1.SCADA系統(tǒng)是以計算機技術為基礎的對生產(chǎn)過程進行調(diào)控的自動化系統(tǒng),能夠?qū)ΜF(xiàn)場設備進行監(jiān)測和控制。在煤礦機械自動控制系統(tǒng)中,主要通過以下方式產(chǎn)生實際的應用效果:在電壓自動控制系統(tǒng)中要采用數(shù)字濾波的形式,將系統(tǒng)中電壓以及無功的干擾排出,減少控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的誤動。在運行前,要注意將濾波時間、顯示方式、檢測周期等提前設置好。在電容器運行期間,工作人員要主動記錄投切變動后電壓的變化,不能在運行過后再記錄這些數(shù)據(jù)。由于電壓的無功補償量在運行中受到的損失不等于其額定容量,且工作人員不能清楚地知道所需的電壓變化量,所以通過記錄可以為系統(tǒng)的控制提供更好的憑據(jù)。在使用設備時,要注意不引起設備短路或者由于其他原因?qū)е略O備壽命減短,因此在使用電容器時要循環(huán)投切,而母線上的開關要在電容器上統(tǒng)一投切。在設備的可控狀態(tài)下,要對其進行檢修,以免出現(xiàn)問題。通過這種方式,就可以實現(xiàn)對煤礦電壓自動控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。
2.PLC是機電一體化的重要組成部分。在安裝設備時,由于PLC模塊體積很小,而且很輕,所以特別容易安裝,在連接器件時操作也十分方便。建立PLC控制系統(tǒng)所消耗的時間并不是很長,而且其操作界面上簡單明了地給了用戶指示,這為使用者的操作帶來了很大方便。同時,在PLC系統(tǒng)中每個模塊都安裝了故障檢測系統(tǒng),通過監(jiān)視器可以準確地判斷故障的位置,當其中某個模塊存在問題時,可以利用其他模塊代替發(fā)生故障的模塊繼續(xù)工作,從而使系統(tǒng)快速地恢復正常,不影響系統(tǒng)的整體運行。所以通過PLC技術能夠提高機械工程系統(tǒng)的運行效率。
在機械工程中應用自動化技術可以使生產(chǎn)效率明顯得到提升。首先,在工程建設和生產(chǎn)中應用自動化技術,能夠提高建設和生產(chǎn)的安全可靠性,保證生產(chǎn)的正常穩(wěn)定運行。其次,在實際操作中應用自動化技術能夠縮短生產(chǎn)周期,提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。最后,自動化技術在機械工程中的應用能夠節(jié)約能源,減少原材料的浪費,對節(jié)能減排有著非常重要的作用,不僅可為環(huán)境保護做貢獻,而且還能夠降低企業(yè)的運營成本。所以自動化技術和機械工程的有機結合,在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大的作用。目前,我國機械自動化水平還處于初始階段,所以要不斷地加強對機械自動化技術的研究和創(chuàng)新
五、自動化技術在機械工程中的應用前景
在我國社會經(jīng)濟高速發(fā)展的新世紀,我國機械制造技術逐步實現(xiàn)了以自動化為主的新趨勢,也逐漸朝著高度密集化、智能化和虛擬化發(fā)展。這種發(fā)展技術的應用為機械制造業(yè)的綜合、全面發(fā)展提供了廣闊的空間,也促使了與之相關的計算機技術、集成制造技術和輔助管理技術的優(yōu)化與個性,為機械制造業(yè)的發(fā)展指明了新方向。
1.集成化
集成化已成為目前機械制造自動化技術發(fā)展的主要方向,也是新世紀機械制造產(chǎn)業(yè)進行工作和生產(chǎn)的核心理念之一。在當前工作中,隨著信息時代的到來與信息概念的普及,信息自動化集成系統(tǒng)也越來越受到人們的關注與重視,逐漸成為一個有若干個相互關聯(lián)的子系統(tǒng)構成的綜合性整體。這種工作整體在通常情況下都是按照工程系統(tǒng)化和信息項目的分層設計為主,對于保證生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)品的可靠性有著極為關鍵的作用與意義。
2.智能化
智能化的發(fā)展與應用是提高機械生產(chǎn)制造的關鍵,是提高機械生產(chǎn)力的核心手段。在目前的機械制造工作中,引入智能化已成為機械制造工作的核心重點,在工作中我們可以將其理解機械制造工作中以智能化機械和機械工程專家共同構成的一種綜合性機械制造理論和體系模式,也實現(xiàn)了工作的深入、系統(tǒng)、全面管理和控制流程。這種工作模式和工作觀念的應用對于實現(xiàn)機械設備和制造的綜合性要求至關重要。在智能化系統(tǒng)中“機械智能”主要體現(xiàn)在該系統(tǒng)具有良好的工作界面,在生產(chǎn)制造過程中能夠進行充分的人機交流互動。在機械設計和生產(chǎn)過程中,采用模塊化方法,使之具有較大的可協(xié)調(diào)性和適應性能。
關鍵字：機械工程自動化技術 機械工程 綠色制造自動化
1.引言：
隨著我國裝備制造業(yè)的與時俱進，機械加工制造工程也開始蓬勃發(fā)展，應用在機械工程中的自動化技術也正在經(jīng)歷著蛻變，有以往的簡單化向如今的集成化、智能化、復雜化、多功能化發(fā)展的規(guī)模和超大規(guī)模的模式發(fā)展。，如此便在機械加工、設計、生產(chǎn)效率上較以往有了翻天覆地的變化，如今的機械加工制造業(yè)可謂日新月異。當自動化技術有了長足快速的發(fā)展后帶動了機械工程產(chǎn)業(yè)翻天覆地的變化。接下來我們對自動化技術在機械工程中的應用做一簡要地分析與闡述，并且對其未來大發(fā)展進行相應的探討。
2.機械工程自動化技術
作為全世界最大且發(fā)展最快的發(fā)展中國家，我國裝備制造業(yè)的全部技術都必須建立在這樣一個基本前提之下，即發(fā)展這樣一門產(chǎn)業(yè)是否與我國的基本國情相匹配，是否能夠?qū)⑽覈慕?jīng)濟迅速的帶動起來、是否能夠加快促進我國傳統(tǒng)工業(yè)的發(fā)展及轉型，并且不會造成無論是對人來本身還是對整個生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴重的后遺癥，因此，針對上述問題，我們必須對我國裝備制造業(yè)的基本情況有一個明確地認識，即現(xiàn)階段我國裝備制造業(yè)所面臨的基本國情是，我國是要通過不斷的對國外的柔性制造系統(tǒng)中的優(yōu)良成果進行快速的消化吸收來完成對本國裝備制造工業(yè)發(fā)展的成熟壯大，這是我國裝備制造業(yè)所面臨的一個最基本的事實，同時也是最關鍵的，而針對此種情況我們提出的解決方法就是，以國外的先進技術為依托，結合當前我國裝備制造業(yè)的實際情況，通過引進、學習、消化、仿制、研制、改進、開發(fā)以及推廣出適合我國裝備制造業(yè)發(fā)展的現(xiàn)代機械加工自動化制造技術。
3.自動化技術在機械工程中的應用
3.1.柔性自動化技術的應用
柔性自動化技術是伴隨著計算機技術的產(chǎn)生而出現(xiàn)的，所謂柔性自動化技術，其功能已不僅僅是能夠自動進行技術性的操作的一項傳統(tǒng)意義上的自動制造技術，而是以最終機械加工要求為引導對機械零部件進行自動化加工的技術。將這種自動化技術運用到機械部件的加工制造上面，不僅能夠節(jié)約成本減少勞動力的輸出，而且對于機械加工的生產(chǎn)效率而言更是起到了巨大的推動作用，進而促進整個裝備制造業(yè)的發(fā)展。就當下來看，柔性自動化生產(chǎn)加工技術機械加工制造業(yè)中已變得不可替代，占有十分重要的位置。現(xiàn)代柔性制造自動化技術是以數(shù)字控制技術為核心，以高端的計算機設備為依托、借助于先進的信息處理科技手段最終將這些技術運用到機械生產(chǎn)加工領域中對機械工業(yè)制造的發(fā)展注入強大的動力。將柔性加工自動化技術應用到機械加工制造工程中對于裝備制造業(yè)的發(fā)展來說有著深遠的意義。
3.2.集成自動化技術簡介
集成自動化技術的基本含義就是對現(xiàn)有的信息技術加以改進推廣，使整個機械制造過程更加具體化、高效化和易操作化的同時，將整個與機械加工制造生產(chǎn)流程中有關的多種技術、相關的生產(chǎn)信息及其控制反饋信息進行有效的集成，最終實現(xiàn)以擴大機械生產(chǎn)、提高機械加工效率和零件加工精度為目標的一種自動化加工技術。鑒于以上優(yōu)勢，目前集成自動化技術在我國機械加工制造行業(yè)中已被廣泛認可，并且在計算機集成系統(tǒng)技術日新月異不斷改進和不斷的完善的條件下，集成自動化技術對于諸如質(zhì)量系統(tǒng)工程、數(shù)據(jù)庫信息集成以及一些比較復雜的工業(yè)系統(tǒng)設計的涵蓋面越來越廣越來越深。就目前集成自動化技術的市場發(fā)展來看，該項技術的應用所取得的成果是最為顯著也是最為直接的。
3.3.機械工程自動化技術的發(fā)展.
因為機械產(chǎn)品的加工制造的根本目的就是為了產(chǎn)品日后的高效利用，而最終目的就是獲取最大的經(jīng)濟效益；因此，就以整個裝備在造業(yè)的大前提而言，憑借自動化技術而快速發(fā)展的機械加工制造工程的進一步發(fā)展是要以企業(yè)的生產(chǎn)需要以及利益需求為最根本條件的。假如機械生產(chǎn)只注重于眼前所帶來的經(jīng)濟效益而非整個機械加工的整體質(zhì)量，那么機械工程中的自動化技術就已經(jīng)不能夠滿足一個國家的國民經(jīng)濟的發(fā)展和進步，同樣受其影響制造行業(yè)的發(fā)展將受到前所未有的威脅。因此對于現(xiàn)代機械加工制造業(yè)而言，就應該放慢自動化發(fā)展的進程，避免過于追求速度來追求經(jīng)濟效益的最大化而忽視了產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，本著以加快我國自動化技術在機械加工制造工程中能夠更好的應用為前提，各大企業(yè)應該對原有的技術設施進行不斷的改進與完善，防止因為技術落后而被行業(yè)所淘汰，為日后的企業(yè)發(fā)展創(chuàng)造更為有利的條件。但這并無非是為了順應先進科技的發(fā)展來紛紛加快了產(chǎn)品的生產(chǎn)速度而對對人們賴以生存的環(huán)境造成嚴重破壞為前提的，如此本末倒置的行徑是萬不可取的。
4.機械工程與自動化技術的關系及其發(fā)展策略
4.1.應用現(xiàn)狀我國有關自動化在機械工程的應用方面還很有限，在管理和生產(chǎn)方面還采用傳統(tǒng)的方式，人才管理機制模式方面大多數(shù)企業(yè)也是直接由外國引進，這種管理模式表現(xiàn)在理論性強，人員專業(yè)素質(zhì)高，但實用性不高，因為沒有形成適合企業(yè)自身與中國國情的人才模式，使得其在本土不適用。從機械設計方面來說，現(xiàn)階段大多設計部分都是照搬照抄，而且設計水平較為低下，且設計常常不能有效轉化為具體科技成果。從工藝技術水平方面來說，目前加工初級階段如精細加工等已經(jīng)得到較為廣泛的應用，但是復合加工還有待加強。
我國自動化在機械工程方面盡管已經(jīng)等到了廣泛應用，但是仍然存在一些問題：（1）缺乏實用型人才。最近一段應用過程中，企業(yè)大多過分重視理論人才和研究的培養(yǎng)，使得在實際工程應用中，技術應用程度低下。（2）實踐經(jīng)驗不足。目前我國主要注重理論知識的培養(yǎng)，而實踐經(jīng)驗不足，當然在理論知識和實踐經(jīng)驗的培養(yǎng)中，應不斷培養(yǎng)創(chuàng)新精神，這樣才能不斷在實際中提高機械自動化技術。
4.2.兩者之間的關系機械工程與自動化技術中存在非常密切的關系，機械工業(yè)采用自動化的生產(chǎn)方式，使得生產(chǎn)技術自動化、機械工業(yè)產(chǎn)品得到大力發(fā)展。零件的機械加工中引入數(shù)控、程控、自動化的生產(chǎn)工藝及工程的思想全面引進系統(tǒng)節(jié)省了人力物力及提高了經(jīng)濟效益。自動化機械裝置的一體化及微型便利化進程使得生產(chǎn)過程維護方便、可靠性高、設備的自鎖功能使得其無需工作人員的監(jiān)視和維護。機械工程自動化過程中電子計算機技術、各類自動化裝置的應用極大的提高了勞動生產(chǎn)率，并且保障了機械工程質(zhì)量、降低消耗成本、資金的積累，促進了經(jīng)濟的發(fā)展。機械工程自動化的引進使人們不需花費大量的精力在復雜、繁重的體力勞動中，也可以一定程度的減輕腦力勞動。所以，自動化技術促進了機械工業(yè)的發(fā)展，而機械工業(yè)也在一定程度上提供了自動化迅速發(fā)展的平臺。
【關鍵詞】機械工程設計；CAD技術；應用分析
CAD 技術是Computer Aided Design d 的簡稱，也叫做計算機輔助設計技術， 具體指的是在進行設計的時候，工程師將計算機作為設計的工具的計算機技術的總稱。各種設計技術、計算技術、設計工具乃至新材料、新工藝在機械設計與制造中的應用，使機械工程設計過程中單調(diào)機械的工作大幅度持續(xù)減少，設計人員的創(chuàng)造性思維得到前所未有的解放。與此同時，傳統(tǒng)的理論體系、方法體系也受到強烈的沖擊。CAD 技術是先進制造技術的重要組成部分，是計算機技術在工程設計、機械制造等領域中最有影響的一項高新應用技術。CAD技術作為現(xiàn)代設計方法的一種，為設計人員解開了諸多束縛，創(chuàng)造了一個便利快捷的設計平臺。人們的思維得到了解放，設計工作的強度也降低了不少，這對于機械工程設計行業(yè)發(fā)展而言具有極其重要的意義。
1. CDA技術應用于機械工程設計中的主要優(yōu)勢
1.1促進機械設計的數(shù)字化升級
隨著科技水平的不斷提高，計算機輔助設計軟件的系統(tǒng)也在不斷地進行優(yōu)化升級，由于計算機輔助設計軟件的數(shù)字化工程比較明顯，所以機械制造業(yè)的機械設備的生產(chǎn)裝置也慢慢地實現(xiàn)了數(shù)字化的控制和設計。因此，計算機輔助設計技術促進了機械設計的數(shù)字化發(fā)展。
1.2有利于縮短機械工程設計時間
機械設計是一個需要大量時間的工作，自從引用了CAD 技術，機械設計周期就大大減少了。因為，CAD 三維機械設計有利于解決復雜的幾何造型問題。它可以由簡單幾何實體通過布爾運算等功能組合出各種復雜的幾何實體，并能自動生成相貫線和截交線，大大減輕了設計工作量，縮短機械設計周期近一半以上，大幅度地提高了設計和生產(chǎn)效率。在使用三維CAD 系統(tǒng)進行新機械的開發(fā)設計時，只需對其中部分零部件進行重新設計和制造，而大部分零部件的設計都將繼承以往的信息，使機械設計的效率提高了好幾倍。同時，三維CAD系統(tǒng)具有高度變型設計能力，能夠通過快速重構，得到一種全新的機械產(chǎn)品。
1.3有利于確保機械產(chǎn)品質(zhì)量
在機械設計當中，計算機輔助技術系統(tǒng)中通過一些軟件系統(tǒng)， 使機械設計當中的機械產(chǎn)品的參數(shù)實現(xiàn)了精確化和精準化，除此之外，計算機輔助設計軟件系統(tǒng)當中的系統(tǒng)模型的體系都是計算機軟件進行精確設計的，此外，計算機輔助設計軟件系統(tǒng)融合了力學體系和結構優(yōu)化系統(tǒng)等內(nèi)容，使設計出來的機械產(chǎn)品既具有精確的設計，而且承受力的程度也能夠得到科學的保證，因此，利用計算機輔助設計系統(tǒng)，機械產(chǎn)品的質(zhì)量得到了保證。
2. CDA技術應用于機械工程設計中的具體體現(xiàn)
2.1計算機輔助繪圖
計算機輔助繪圖是CAD技術在機械工程設計中最早的應用，也是最基本的功能。傳統(tǒng)的手工繪圖工作量大，且圖紙的質(zhì)量受到諸多外界因素的影響，其準確性和美觀性都難以得到保證。而利用CAD軟件中自帶的豐富的圖形庫和繪圖命令，可以輕易畫出高質(zhì)量的工程圖。且打印出來的圖紙整潔清晰，易于保存。計算機輔助繪圖使得廣大繪圖人員可以不再需要長時間伏案繪圖，減輕了繪圖工作的勞動強度。同時，充分利用CAD軟件中的圖形庫和功能完備的繪圖命令，可以大大提高工程圖繪制的效率。
2.2 CAE機械軟件
CA E 在機械工程設計當中的軟件系統(tǒng)的實際功能主要包括：結構優(yōu)化設計、工程數(shù)值分析、運動學/動力學仿真、強度壽命預估與設計評價等等。在設計的過程中，CA E系統(tǒng)軟件要在等CAD 技術解決完機械產(chǎn)品的造型問題之后，方可進行產(chǎn)品剛度、強度、材料、壽命、合理性、運動特性以及結構等方面的動態(tài)特性問題和其他問題的設計。
2.3應用于機械工程設計建模
建模工作是機械設計工作當中最關鍵的部分。在計算機輔助設計軟件當中， 三維建模技術是使用最為廣泛的技術，在三維模型當中，線框模型、表面模型以及實體模型是三個使用特別廣泛的建模技術。三維設計的最主要的設計理念就是對建模設計實現(xiàn)參數(shù)化和變量化的設計，傳統(tǒng)的機械設計技術當中，很難實現(xiàn)對建模技術的三維化處理，然而計算機輔助設計軟件通過一些最基本的技術體系的建設， 實現(xiàn)了對機械設計建模技術的三維模型處理。在計算機輔助設計系統(tǒng)當中一共擁有六種建模體系，分別是立方體、球體、圓柱體以及圓錐體，除此之外還包括環(huán)狀體和楔形體。機械設計工程師按照設計的需要，通過將一些不同的體系進行相應的分解和組裝，來完成機械的模型設計工作。然而，在機械設計當中，如果遇到一些設計比較復雜的零件，就需要機械設計工程師先畫出零件的二維圖像， 在此基礎上，機械設計工程師再將這些二維圖像利用計算機輔助技術軟件進行三維的處理，最終構建出零件的三維模型。借助于計算機輔助技術軟件，機械設計的工程師可以實現(xiàn)機械設計當中參數(shù)的精確化和準確化， 使設計出來的模型更接近于實際生活當中的需求，從而最終將機械設計當中的誤差降到最低。
2.4集成制造CAD/CAM模具
隨著CAD技術的不斷應用和更新，機械制造業(yè)的生產(chǎn)設備也從過去的普通機床逐步的向著數(shù)控機床進行轉變，通過運用CAD設計技術，能夠?qū)⒛＞咧圃煜蛑鴶?shù)字化、集成化的方向發(fā)展。CAD/CAM技術的功能主要包括：圖形編輯、三維繪圖、仿真模擬、曲面造型有限元分析、數(shù)控加工以及動態(tài)顯示等等。
結 語
中國制造業(yè)不斷發(fā)展強大，在未來的社會發(fā)展中，信息化、自動化、智能化必將成為
社會各行各業(yè)發(fā)展的主要趨勢，在機械工程設計當中應用CA D技術是非常必要的，也是順應當前整個社會大環(huán)境發(fā)展的要求。機械企業(yè)要大力引進和推廣CA D技術，積極地擴大它在機械設計領域內(nèi)的應用范圍，促進機械制造行業(yè)的現(xiàn)代化、智能化發(fā)展。
參考文獻
隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的機械制造工程技術已經(jīng)無法滿足人們的生活需求。機械制造技術在使用的過程中，除了提高人們生產(chǎn)效率外，還在很大程度上節(jié)省了大量的人力、物力，因而在我國社會發(fā)展的過程中有著極其重要的作用。在21世紀科學技術迅速發(fā)展的時代，計算機網(wǎng)絡的運用，在推動社會發(fā)展的同時，還推動了機械制造工程技術的發(fā)展。在此，本文從現(xiàn)代機械制造工程的技術特點以及我國機械制造技術的發(fā)展方向兩個方面出發(fā)，針對機械制造工程技術中存在的相關問題，做以下論述：
一、先進制造技術的特點
隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的機械制造技術已無法滿足人們的生活需求，先進制造技術的運用，能夠在原有的制造技術上彌補傳統(tǒng)制造技術中存在的不足，在提高生產(chǎn)效率的同時，還能節(jié)省生產(chǎn)成本。針對先進制造技術的特點，具體分析如下：首先，先進的制造業(yè)技術其實就是整個制造技術所在發(fā)展階段水平層次最高的，它是由傳統(tǒng)舊制造業(yè)技術改革生成的，它不僅保持了原先制造業(yè)技術里的有利之處，還不斷地進行改革、創(chuàng)新，吸收新科技、新技術，并發(fā)展到各行各業(yè)的生產(chǎn)中去。將機械制造業(yè)中的先進技術跟當代的高科技結合在一起，組成技術團體，將之作為面向未來、面向世界的工程技術。其次，先進的機械制造工程技術可不僅局限于整個制造生產(chǎn)的過程，它還涵括了產(chǎn)品銷售前的市場調(diào)研活動、產(chǎn)品的開發(fā)工藝設計、籌劃、加工制造、批量生產(chǎn)、銷售以及售后服務等整體企業(yè)的具體工程項目，并將之結合為一個有機統(tǒng)一的群體。再次，先進的機械制造工程技術能夠無限制地創(chuàng)新、吸收一切先進科技成果，使最新最科技的制造工程技術能夠成為一個可駕馭企業(yè)生產(chǎn)整個過程的生產(chǎn)產(chǎn)品流、能量信息流的系統(tǒng)性綜合性工程項目。最后，目前經(jīng)濟社會逐漸趨于全球化、國際化，工業(yè)企業(yè)市場的競爭也演變得愈加激烈，而先進的機械制造工程技術好像就是了化解這場“戰(zhàn)爭”而存在的。由此可見，一個國家所擁有的機械制造工程技術，最好要領先于時代的先進技術水平，只有這種程度才能在機械制造業(yè)企業(yè)市場中占有一席之地。
二、我國機械制造技術的發(fā)展方向
在21世紀科學技術迅速發(fā)展的時代，機械制造技術的發(fā)展除了符合社會發(fā)展趨勢外，還應在原有的基礎上滿足人們的生活需求。針對我國機械制造技術的發(fā)展方向，具體分析如下：首先，機械制造業(yè)技術中精密成形的優(yōu)勢。成形通常包括了鑄造環(huán)節(jié)、焊接步驟、塑形加工處理等一些較為復雜的過程。而精密性質(zhì)的成形則包括了精密的鑄造環(huán)節(jié)：對外部濕膜進行精密鑄造、精密鑄造剛型、高標準精度的造芯環(huán)節(jié)，精密性質(zhì)的鍛壓步驟：冷濕雙性的精密成形、沖裁的精密技術、精密性的進行焊接與切割過程等。其次，機械制造業(yè)中對無切削液的加工處理技術。它主要就是應用于機械制造的加工環(huán)節(jié)，這類工藝加工形式可以簡化制造的工藝步驟，能在一定程度上降低成本，避免因消除冷卻液而帶來的不利影響，就比如說：工業(yè)廢液的排放問題、廢棄鋼鐵的回收問題等。再次，機械制造技術中快速成形的優(yōu)點。這項技術在設計上直接突破了以往加工處理技術不可避免的去除材料的最大限制，合理地應用添加環(huán)節(jié)、累積過程的原技術理。代表性的快速成形技術是分層次的實體制造技術以及先熔化再沉積的制造技術等。最后，機械制造趨向于綠色、環(huán)保發(fā)展。綠色環(huán)保型的機械制造技術就包括了綠色的生產(chǎn)加工、綠色環(huán)保設計、使用環(huán)?？山到獾牟牧?、機械設備無污染、工藝帶有環(huán)保意義、綠色衛(wèi)生的產(chǎn)品包裝等一切和安全掛鉤的制造技術。這一環(huán)保技術在一定程度上能夠降低污染，消除制造業(yè)對自然環(huán)境的脅迫，從而提高自然資源的利用率，讓整個制造業(yè)工程項目能夠節(jié)約能耗，進而提高員工環(huán)保的意識。
【關鍵詞】機械工程；自動化技術；應用分析
引言
我國市場經(jīng)濟的迅速發(fā)展，給生產(chǎn)水平帶來了更高的標準，為滿足現(xiàn)代化發(fā)展的要求，縮短勞動時間，提高勞動生產(chǎn)率，自動化技術在我國機械制造業(yè)中的應用更應廣泛而有效。當前我國機械工程中的自動化技術存在模式單一、人才缺乏、效率低下等問題，但集成自動化、柔性自動化和智能自動化技術在機械工程的普遍應用加之科技對其的不斷改善可逐漸消除以上問題。
一、機械工程自動化技術存在的問題
機械工程自動化技術在實際的運用中存在一系列問題，主要包括：缺乏技術型人才、自動化技術落后、自動化應用范圍狹窄等問題。因此總的來說，目前機械工程中的自動化技術主要面臨著人才匱乏、專業(yè)技術落后等問題，從而使得自動化技術在機械工程的整體發(fā)展中沒有實質(zhì)性的運用價值。并且由于自動化技術人才的整體水平較低，且缺乏對機械工程的正確認識和了解，導致機械工程自動化的運用不僅面臨著技術挑戰(zhàn)和面臨著市場挑戰(zhàn)。此外由于缺乏創(chuàng)新意識和長遠見識且沒有將理論和實踐相結合，所以往往自動化技術在機械工程中的應用無法發(fā)揮實際價值。并且我國大多數(shù)機械工程單位缺乏自動化技術的投資，從而嚴重制約了自動化技術的長遠發(fā)展。因此必須要結合試驗和理論基礎，不斷地的融入創(chuàng)新的理念，并與現(xiàn)代社會的發(fā)展要求和市場的發(fā)展節(jié)奏相結合，才能拓寬自動化技術的應用領域，從而為自動化技術更好地在機械工程中的運用奠定基礎。
二、我國機械工程中自動化技術的應用現(xiàn)狀
機械工程自動化技術以發(fā)展速度作為標準，可分為初級發(fā)展、中級發(fā)展和高級發(fā)展三個階段。我國作為發(fā)展中國家，于其他發(fā)展中國家而言，機械工程的自動化技術已遠遠超過其他國家的自動化水平，但相比較于自動化技術發(fā)展水平較高的發(fā)達國家，我國機械工程中自動化技術仍處于底層，發(fā)展空間大，因此可判斷我國處在自動化發(fā)展三個階段中的初級發(fā)展階段。其主要現(xiàn)狀表現(xiàn)在以下幾個方面：
1、生產(chǎn)粗放，模式單一
在機械工程中，由于自動化技術尚未得到廣泛的應用，使工程普遍存在生產(chǎn)粗放的問題，大多企業(yè)追求短期經(jīng)濟效益的提高，忽視長足的發(fā)展。隨著市場經(jīng)濟所帶來的資源配置和優(yōu)勝劣汰，競爭越來越激烈，忽視自動化技術，直接影響便使粗放型生產(chǎn)的企業(yè)面臨衰敗的局面。除此之外，生產(chǎn)模式還存在單一片面的問題，部分機械工程企業(yè)采取單一的生產(chǎn)模式，缺乏可進行交替的生產(chǎn)方式，直接導致機械工程在運行的過程中生產(chǎn)鏈容易出現(xiàn)斷裂的問題，使機械制造的生產(chǎn)率過于低下。
2、缺乏人才，管理欠缺
人才是機械工程發(fā)展的關鍵，人才作為能力和素質(zhì)都較高的勞動者，對于工程中自動化技術的研究尤其重要。我國目前機械工程自動化技術的使用中普遍存在人才斷層現(xiàn)象，由于人才管理晉升機制不夠完善，舊人才因未得到足夠重視而大量流失，新人才因缺乏理論與實踐經(jīng)驗而尚不能獨挑大梁，因此在人才接力上出現(xiàn)青黃不接的局面。直接導致自動化技術發(fā)展停滯，缺乏足夠的人才去研究技術自動化。管理階層同樣出現(xiàn)交叉現(xiàn)象，素質(zhì)良莠不齊，缺乏自動化技術的管理策略。部分管理者理論知識高于實踐能力，有的管理者具備實踐能力卻缺乏將其轉換為理論知識的能力，導致我國自動化技術應用無法與機械工程緊密結合。
3、工藝粗糙，效率低下
我國對機械工程中自動化技術的投資相對較少，缺乏創(chuàng)新因素，專業(yè)技術較為落后。這使得機械工程中自動化技術的工藝較為粗糙，缺乏精密的技術設計，自動化的運用挑戰(zhàn)頗大。由于自動化技術工藝粗糙，使得機械工程效率低下。原本短時間內(nèi)可完成的工程操作，由于技術原因，并不能在較短的時間內(nèi)順利結束，若工程需反復操作，則用時越長，效率越低。
三、我國機械自動化技術的應用
1、機械自動化技術在質(zhì)量檢測上的運用
科技在不斷地進步，社會在不斷地發(fā)展，人們對一些技術含量高的、新型的材料的應用也越來越廣泛。在設備的機械化生產(chǎn)的同時對精密器件精密度的要求越來越高，并且需求也越來越多，過去依靠人工的檢測方法對高精度原件進行檢測的方式已經(jīng)無法滿足人們的要求了，故只能采用新型的機械自動化技術。機械自動化技術可以通過“高技術方式”檢測到人們無法用感官檢測出的器件的損傷，同時對其檢測原件的精密程度也達到了人們的要求。由此可見，在元器件檢測上，機械自動化技術的作用不只是提高效率，而是其精確度是無法被人所代替的，所以機械自動化技術在元器件檢測上大大提高了檢測的“質(zhì)量”。
2、機械自動化技術在工程施工上的運用
機械自動化在工程施工方面，特別是在對建筑材料的辨別、資源尋找等方面起到了重要作用。利用機械自動化技術，對材料的“可用度”進行識別。還可通過無線電波傳遞信息，實現(xiàn)無人焊接、無人探測等高難度技術要求，不僅操作安全，而且還節(jié)省資源。工程施工大多是在地形復雜的環(huán)境條件中進行，這就可以利用機械自動化技術中的自動識別系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有識別位置的能力，使其嚴格地按照系統(tǒng)規(guī)定的線路移動，并且在脫離線路時可以實現(xiàn)自動復位，自己獨立工作，不與其他設備發(fā)生碰撞，所以現(xiàn)在的施工現(xiàn)場往往是多種機械在同時工作。同時安裝了安全管理系統(tǒng)的機械還能夠識別沙土、石塊等不同材料，同時對作業(yè)對象有敏銳的感知，這主要是通過超聲波傳感技術實現(xiàn)的。綜合來看，機械自動化技術在工程中的應用不僅提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量，保證了工作人員的安全，而且還節(jié)省資源，使施工工作快速安全、協(xié)調(diào)有序進行。
3、機械自動化技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的運用
機械自動化技術在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟中的應用主要涉及到農(nóng)產(chǎn)品的儲存、加工和運輸?shù)?，隨著人們生活水平的提高，人們對農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量的要求也越來越高，并且也越來越得到人們的重視，這就意味著必須靠機械自動化技術來滿足人們的需求。一方面，在耕作、灌溉、收割等方面機械裝置的自動化或無人操作自動控制的應用，不僅提高了生產(chǎn)效率，也大大提高了生產(chǎn)精度和生產(chǎn)質(zhì)量，還可以使工作人員得到解放，使駕駛員操作更加舒適。并且機械自動化技術中的無人操作自動控制可以實現(xiàn)無人運轉，從而節(jié)約了成本和資源。另一方面，可以利用精準的機械自動化技術對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行控制，比如利用GPS定位技術、數(shù)據(jù)控制技術等對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)做到精細控制，對大棚農(nóng)業(yè)產(chǎn)品智能化控制，從而降低了成本，提高了產(chǎn)量，最終提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。
結束語
總的說來，隨著國家經(jīng)濟的發(fā)展，機械自動化技術在我國國民經(jīng)濟各個部門中得到了廣泛應用，它帶動了科技的創(chuàng)新，促進了國民經(jīng)濟的發(fā)展，在現(xiàn)階段，機械自動化技術的發(fā)展必須堅持提高與普及相結合的方針，發(fā)展新技術，了解機械自動化技術的應用現(xiàn)狀，把握其發(fā)展趨勢，發(fā)展低成本、高效益的機械自動化技術，堅持走中國自己的機械自動化技術發(fā)展道路，敢于創(chuàng)新，敢于運用，只有這樣才能實現(xiàn)低成本、高效益的機械自動化道路，爭取早日達到世界先進水準。
參考文獻
[1]李琰琰.機械工程中自動化技術的運用[J].硅谷，2014，（12）：17-16.
[關鍵詞]機械工程 研究生 有限元分析 實踐能力 教學實踐
[中圖分類號] G643 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2015）08-0160-02
一、引言
機械工程研究生的培養(yǎng)，是機械工程學科人才培養(yǎng)的主要方面，在國內(nèi)相關的科研院所、企業(yè)主要技術管理崗位，畢業(yè)研究生已經(jīng)成為主力軍。機械工程的碩士研究生除需要系統(tǒng)知識以外，更要求有一定的動手實踐能力。根據(jù)文獻調(diào)查，目前機械工程研究生培養(yǎng)主要存在兩個問題[1] [2] [3]：理論方法和虛擬仿真水平較高，動手設計研發(fā)能力差；與工程實踐嚴重脫節(jié)，不重視實驗驗證，在工作崗位上力不從心。為克服上述問題，需要在研究生培養(yǎng)環(huán)節(jié)重視該方面能力的鍛煉，增加研究生在實踐方面的研究和經(jīng)歷，并借助一些要求動手實踐能力強的課程進行針對性的因材施教。有限元分析（FEA）是機械工程研究生的必修課，是進行機械工程領域的機械系統(tǒng)的仿真、結構和零件力學計算問題分析、機械系統(tǒng)或結構動力性能分析、振動分析以及加工過程仿真的必不可少的工具。因此提高機械工程研究生的有限元分析實踐能力是提高其動手能力和解決實際問題能力的重要方面之一。
二、機械工程有限元分析工程實踐能力培養(yǎng)的現(xiàn)狀
從2000年以來，有不少學者和高校進行了許多非常有益的教學改革和嘗試，獲得了較好的成果，如清華大學[4]對有限元分析課程的內(nèi)容增加了先進軟件的應用與工程實踐相結合的教學方法，收到了良好的效果。浙江大學專門為機械工程碩士開放有限元學位課程。劉義[5]對有限元方法的教學提出增加通用軟件訓練和程序編寫的內(nèi)容，并在教學方面進行機械有限元工程實踐能力的培養(yǎng)。雖然國內(nèi)各個高校[3] [4] [5] [6]開始重視在機械工程領域開展有限元分析方面的實踐訓練和學習，但是和國外著名高校（如MIT的工程師學位教育[2] [7]）相比，對該方面的實踐訓練和教學仍然需要加強和提高。南京航空航天大學機電學院較早開設此課程，不但有理論課程的學習，同時增設了實踐環(huán)節(jié)。通過幾個學期的教學，我院取得了教學改革的良好效果，在此和讀者分享。
三、對機械工程有限元分析實踐能力培養(yǎng)特點的認識和理解
機械工程有限元分析課程與其他機械設計課程相似，都具有經(jīng)驗性和工程性很強的特點，一個不懂機械和力學的人，也可以建立很漂亮的模型，外人幾乎無法看出其破綻與問題。但是這樣的模型不能解決設計中出現(xiàn)的問題，有許多重要的經(jīng)驗與方法需要在真實的結構建模中才能領悟到。
機械工程有限元分析實踐能力培養(yǎng)特點之一是有限元模型幾何形狀變化差異很大，需要按具體力學要求進行處理。不同的位置形狀對網(wǎng)格形狀的要求也不同。特點之二是不同的力學行為和關注的失效形式對建模的要求也不同。比如靜力學問題，要求網(wǎng)格很細，而動力學問題則可以粗略。特點之三是邊界條件復雜繁多，最難處理。這就需要對力學問題有深入全面的理解，并簡化凝練，通過數(shù)學方法來描述復雜的邊界條件，學會使用不同的時域、頻域以及空間場等多種方式描述邊界條件。特點之四是計算仿真結果的解讀和評價，需要結合實際工程問題以及不同工況結果給出解讀和評價。特點之五是隨著計算機硬件和軟件的發(fā)展，有限元分析方法也在軟件方面出現(xiàn)了既適合多樣性問題的大型通用分析軟件（如NASTRAN，ANSYS），又有專用的針對某一類問題的軟件（如汽車碰撞仿真的專用軟件LSDYNA3D），研究生需要了解所研究的對象并能選用合適的軟件。
四、提高研究生有限元分析實踐應用能力的教學實踐嘗試
近年來，我校針對機械工程機械設計方向研究生在課程學習結束的基礎上開設了有限元分析為主的實驗課。該課程內(nèi)容精心設計，有以下明顯的特點：1.要求使用3D軟件[如creo（proE），UG，CATIA]對實際問題進行三維建模，可以進行較為復雜的機械結構建模。通過這樣的訓練，使研究生在這樣的階段得到較深入的認識，對復雜工程問題建模不再懼怕。2.要求使用Hypermesh專業(yè)有限元網(wǎng)格劃分軟件對較復雜的結構進行色彩、特性等的分組，很容易實現(xiàn)復雜模型的管理。3.對各樣的力學問題，從靜力學、接觸問題、動力學模態(tài)和響應計算以及非線性問題都進行從簡到繁的訓練。4.為了克服有限元仿真是虛擬的，經(jīng)常脫離工程實際結果，我們所使用的例子增加了解析解和實驗測試的問題，使得這樣的訓練更真實。比如在靜力學方面我們安排了懸臂梁彎曲變形的例子，對典型齒輪齒根彎曲應力進行分析，以及對一對齒輪的接觸分析進行計算，因為這些實例都有較準確的解析結果或經(jīng)驗公式。在動力學方面安排了兩個典型例子，一個是螺栓連接框架結構的模態(tài)分析，另一個是典型航天輕型接觸結構的自由模態(tài)分析和隨機振動分析，這兩個例子都具有試驗的測試結果。5.為增加對有限元分析結果的評價和認識，對一些例子嘗試使用量化的比較方法進行更進一步的練習。比如用螺栓連接框架結構對計算與實驗的模態(tài)振型置信度MAC指標進行量化的比較，這樣的評價更為客觀，使有限元分析能夠做到有的放矢，不至偏離太遠。6.引入有限元模型修正的方法。有限元模型修正技術是為了提高仿真計算的精度，在結構動力學領域漸漸發(fā)展起來的一項二次改進開發(fā)的技術，通過修正有誤差的參數(shù)使有限元分析的模態(tài)參數(shù)或頻率響應或時域響應與實驗的響應更加吻合。我們使用較簡單的框架結構，由于其連接結構剛度不確定，使用彈簧單元來描述其連接剛度，選取四階主要的結構模態(tài)振型和頻率作為目標，使用手工調(diào)整和MATLAB編程的形式來修正連接參數(shù)，通過這樣的實踐練習可以使研究生對結構模態(tài)、靈敏度和建模的認識更加清楚，為將來的建模提供原則性的指導。7.結合工程實踐，凝練工程實例，從工程實踐出發(fā)，指導學生自主建模和分析。近幾年我們在橫向科研活動中積累了不同領域具有代表性的工程結構有限元分析實例，通過整理，選取一些實例作為研究生的工程實踐訓練。這些實例包括：某型挖掘機的回轉支承軸承動力分析；大型磨機（含基礎）振動分析；大型傳動系統(tǒng)的扭振分析；某型航天電子設備機箱的環(huán)境振動與強度校核；典型動車整車的系統(tǒng)等效建模與模態(tài)分析；車輛駕駛室的大變形落物和側翻變形安全分析；含機器人的整體框架動強度校核；液壓圓錐破碎機動力學分析與強度校核。這些工程實例多數(shù)都有現(xiàn)場的動態(tài)響應實驗為檢驗，通過選擇上述仿真算例研究，研究生可以使研究生得到直接的訓練。在老師的指導下，研究生可以對工程結構有限元分析有更為真實的經(jīng)驗，同時也提高了研究生在這些方面的興趣。
五、總結與討論
通過精心設計有限元分析實踐應用能力的實驗課程與教學實踐，通過復雜有限元建模，在先進3D軟件、建模軟件和分析軟件的應用、結果評價、誤差參數(shù)校準修正以及與工程結構緊密結合等方面，對提高機械工程研究生的動手能力和解決實際復雜機械系統(tǒng)設計計算問題的能力有了較大的幫助。但綜合提高研究生的各項業(yè)務能力是個系統(tǒng)工程，需要更加全面的按照機械工程人才培養(yǎng)的客觀規(guī)律，借鑒國內(nèi)外高等教育的先進經(jīng)驗，結合現(xiàn)階段我國人才經(jīng)濟發(fā)展需要，逐步改善和勇于探索，為祖國機械工業(yè)培養(yǎng)更多更高素質(zhì)的人才。
[ 注 釋 ]
[1] 朱劍英.機械工程與制造業(yè)的全球展望與中國機械工程研究生教育改革[J].機械制造與自動化，2009（1）：6-14.
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[3] 鐘良.教學模式：西南科技大學機械工程類研究生培養(yǎng)模式探索[J].教育教學論壇，2012（2）：92-93.
[4] 曾攀.重視傳統(tǒng)課程的教改，培養(yǎng)高素質(zhì)人才――談研究生學位課《有限元分析及應用》的教改體會[J].學位與研究生教育，2000（1）：31-34.
[5] 劉義，薛玉君.機械工程研究生“有限單元法”課程教學探討[J].中國電力教育，2012（6）：40-41.
關鍵詞：慕課；互聯(lián)網(wǎng)；機械控制工程基礎；教學改革
0引言
近年來，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下新一代大學生的成長，傳統(tǒng)高等教育的授課模式已經(jīng)不能引起新時代大學生的學習興趣。而以互聯(lián)網(wǎng)為載體的慕課教學模式，可提高學生的學習興趣和教學效率?！皺C械控制工程基礎”是機械工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎課，是機械、控制和信息領域的交叉學科［1］，其理論性強，涉及大量數(shù)理知識，并且比較抽象，具有一定的深度和難度，往往使得學生學習興趣較差，學習的主動性不強。應用互聯(lián)網(wǎng)載體創(chuàng)建一個“機械控制工程基礎”慕課教學平臺，使學生不再局限于傳統(tǒng)的課堂，在可以使用互聯(lián)網(wǎng)的任何地點和時間，借助任何通信手段參與到虛擬課堂的教學活動中來，以此來提高學生的學習興趣和教師的教學質(zhì)量。
1慕課的發(fā)展及特點
慕課（MassiveOpenOnlineCourse，MOOCs）意為“大規(guī)模在線開放課程”，由戴夫•科米爾與布賴恩•亞歷山大［2］聯(lián)合提出，慕課首先在美國崛起，《紐約時報》發(fā)文將2012年稱為慕課元年。美國先后出現(xiàn)了Coursera，Udacity，edX等線上課程慕課平臺，歐盟推出了“教育平臺”（OpenupEd），法國政府推出了“法國數(shù)學大全”（FranceUniversityNumerique），印度有“卡特教育”（EduKart），日本則有“學?！保⊿chool），2013年，清華大學推出“學堂在線”，是中國本土的首個慕課網(wǎng)站，也是全球首個中文版慕課平臺［3］。慕課是一種教師和學習者通過教與學聯(lián)系起來的大規(guī)模線上虛擬教學方式，不受時間和空間限制。具體來說其特點可以概括如下。
1.1規(guī)模大
學生可能來自世界各地，同時數(shù)量也不受限制［4］，可以為許多在職和全日制學生提供學習的機會，使教育資源擴大化。
1.2教學模式為互動教學
與線上學習相匹配的是論壇或者學習交流社區(qū)，老師和同學們可以在其中自由地交流關于學習的問題。
1.3授課形式多樣，成本低廉
學習方式除了視頻學習外，老師會提供相應的動畫和測試等，提高學生的學習興趣。只要擁有電腦和網(wǎng)絡，學習者就可通過注冊進行學習。慕課由于其特點及優(yōu)勢，在某些課程教學方面已經(jīng)有了相關的應用［5］，能對“機械控制工程基礎”的教學改革發(fā)展有所幫助。
2“機械控制工程基礎”課程的特點及存在的問題
“機械控制工程基礎”是機械工程專業(yè)一門專業(yè)基礎課，是適應機電一體化的技術需要，針對機械對象的控制，基于經(jīng)典控制理論形成的課程。該課程主要突出講解控制系統(tǒng)的基本組成及其概念、系統(tǒng)的數(shù)學模型、系統(tǒng)時域和頻域分析方法、系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其誤差分析、控制系統(tǒng)的綜合與校正。目前該課程的教學模式還是傳統(tǒng)的老師課堂講授為主、課下作業(yè)與實驗為輔，是一種有限互動式教學模式。而且作為一門專業(yè)基礎課，學校通常會安排以大班制教學進行，導致學生與教師之間的交流減少，學生對課程的反饋不足；另外實驗也多為集成式模塊實驗，學生只是在模塊實驗平臺上接線，無法掌握實驗本質(zhì)，達不到實驗的目的。再者，該課程是一門基于數(shù)學的專業(yè)基礎課，涉及有關高等數(shù)學與復變函數(shù)等多方面的數(shù)理知識，在有限的課時內(nèi)要求機械工程專業(yè)學生掌握機械系統(tǒng)數(shù)學模型建立、其時域和頻域分析方法、穩(wěn)定性分析等相關重點與難點是十分困難的。這往往使得學生在學習的過程中，感到難學、乏味，對所學內(nèi)容難以消化、吸收和鞏固，尤其對一些難點、重點內(nèi)容，要掌握好就更不容易。無疑，這樣最終使得一部分學生學習的主動性變差，產(chǎn)生厭學情緒，從而影響到該課程的教學質(zhì)量，這樣會導致學生整體機械知識體系鏈出現(xiàn)斷鏈，制約其整個知識結構的和諧建立［6］。
3基于慕課的“機械控制工程基礎”課程教學設計
針對“機械控制工程基礎”課程的特點，慕課課程從內(nèi)容上可分為兩部分，如圖1所示：線上內(nèi)容和線下交流［7］。線上內(nèi)容由教師負責準備制作的部分和學習者參與構建的部分組成的。而線下交流比較常見的形式有3種：面對面線下答疑，只能面向?qū)W校附近的少數(shù)學習者，不可能覆蓋到所有學習者；學習社區(qū)是由某些網(wǎng)站牽頭組成的，或者由學習者自主成立的，是學習者們互幫互助的場所，也是慕課課程傳播口碑的重要途徑；翻轉課堂是指學生在看完視頻、完成小題之后，到教室參加教師主導的討論課，也算線下內(nèi)容。慕課內(nèi)容建立的關鍵在于教師對“機械控制工程基礎”課程教學體系的熟練掌握，對整個教學環(huán)節(jié)非常熟悉，以及對相關網(wǎng)絡化新技術的熟練開發(fā)等。
3.1通過慕課建立課程知識群
針對“機械控制工程基礎”課程的特點，建立相應的上下游課程聯(lián)動慕課教學知識群?！皺C械控制工程基礎”課程向上涉及“高等數(shù)學”“積分變換及復變函數(shù)”“大學物理”“工程力學”等基礎課程，向下涉及“機械設計”“電力拖動”“機械工程測試”“機電一體化”“畢業(yè)設計”等專業(yè)課程。根據(jù)“機械控制工程基礎”課程知識體系，將總體知識分為控制理論的基本概念、系統(tǒng)數(shù)學建模、時間響應分析、頻率特性分析、系統(tǒng)穩(wěn)定性分析及系統(tǒng)性能校正五大知識群［8］，并且合并上下游課程涉及的知識內(nèi)容，然后再依次細化成相應的教學知識點，詳細講解。此基于慕課教學知識群建立的關鍵在于教師對“機械控制工程基礎”課程系統(tǒng)的整體掌握，對機械控制工程涉及的課程內(nèi)容的重點和難點都有非常清楚的認知，以此非常突出地建立基于慕課的教學知識群。
3.2通過慕課建立以“學”為本的教學模式
慕課反映的是以“學”為本的教學價值取向，進而調(diào)動了學生學習的積極性。倡導學生探究式學習，教師要在教學中創(chuàng)設一種類似于開辟學術研究的情境和氛圍。通過學生自主、獨立地發(fā)現(xiàn)問題，獲得知識、技能，特別是探索精神和創(chuàng)新能力的提高。在慕課中，“機械控制工程基礎”課程被分割成若干相聯(lián)系的知識點，慕課視頻課程被切割成10分鐘甚至更小的“微課程”，在其中嵌入隨堂測試，滿足學生隨時隨地的學習需求。通過慕課平臺的論壇、交流社區(qū)等途徑，學習者就自身存在的關于知識的盲點和教師進行探討，同時也可以向教師反映教師在教授過程中存在的不足，達到師生共同進步的目的。
3.3通過慕課增加與課程相關的創(chuàng)新項目
教師從日常生活、生產(chǎn)實踐中挖掘出與課程章節(jié)相關的創(chuàng)新項目，例如針對“機械控制工程基礎”課程的特點，基于慕課平臺，為提升學生創(chuàng)新性和獨立學習能力，建立基于MATLAB創(chuàng)新項目設置等。將它們到“機械控制工程基礎”課程的慕課平臺，學生可以根據(jù)自身的學習情況和興趣愛好進行選題，與教師進行網(wǎng)絡交流。教師對項目進行從始到終的全程指導，并不斷進行項目進度跟蹤：從項目開始到結束，教師可以查看學生提交到慕課平臺的項目進度、數(shù)學模型、其相關性能分析及系統(tǒng)校正各個環(huán)節(jié)的材料。教師進行項目設置環(huán)節(jié)的關鍵在于要選取大量的相應知識水平的機械控制工程實際例子，適當超前于本科生水平，以此來提升學生自我學習能力，并且教師應投入相應的精力進行全程指導。
3.4通過慕課進行互動式課程教學評價
學習成績是學習者關心的問題，也是引導學習者們不斷努力學習的動力。慕課由于是網(wǎng)絡平臺，虛擬不可見，對于教學效果評價則與以往有所不同。因此，在慕課教學效果評價過程中，應倡導開放的評價原則，采用線上學習評價系統(tǒng)，如隨堂測驗、考試等。慕課平臺可以將過程性評價與終結性評價相結合。通過慕課平臺，對學生學習的全過程進行跟蹤與評價，評價內(nèi)容包括網(wǎng)絡學習任務、創(chuàng)新項目設計、分階段考試、課堂練習等環(huán)節(jié)，通過過程性評價引導學生自主學習，最終在期末階段對學生的學習狀況進行終結性評價。由于慕課平臺能將過程性評價與終結性評價相結合，進行全程的互動式課程教學評價，使“機械控制工程基礎”課程的成績評定更加合理。
4基于慕課的“機械控制工程基礎”課程教學實施
針對“機械控制工程基礎”課程的特點，慕課的具體教學實施如下［9］。
4.1微課程的建立
將“機械控制工程基礎”課程分割成若干相聯(lián)系的知識點，將每個知識點錄制成10分鐘左右的微視頻，將微視頻放在慕課平臺上。4.2微視頻對應練習題慕課平臺一個很重要的環(huán)節(jié)就是學生學習完教師錄制微視頻后，必須完成相應的練習題，才能夠進行下一個階段的學習。
4.3教師與學生互動式教學，學生學習相應的視頻，并完成相應的練習
教師通過慕課平臺可以獲取每個學生的學習進展以及學習教學視頻的反饋情況，能夠及時進行互動式教學。
4.4創(chuàng)新設計項目設置及跟蹤
教師從日常生活、生產(chǎn)實踐中挖掘與課程章節(jié)相關的創(chuàng)新項目，到機械控制工程基礎課程的慕課平臺，教師和學生可通過慕課平臺互動完成創(chuàng)新項目的具體設計內(nèi)容。教師可以查看學生提交到慕課平臺的項目進度、數(shù)學模型、其相關性能分析及系統(tǒng)校正各個環(huán)節(jié)的材料，對設計項目進行跟蹤。
4.5過程性評價與終結性評價相結合
通過慕課平臺，對學生學習的全過程進行跟蹤與評價，評價內(nèi)容包括網(wǎng)絡學習任務、創(chuàng)新項目設計、分階段考試、課堂練習等環(huán)節(jié)，通過過程性評價引導學生自主學習，最終在期末階段對學生的學習狀況進行終結性評價，通過慕課平臺能夠?qū)⑦^程性評價與終結性評價相結合。
5結語
基于互聯(lián)網(wǎng)的慕課是一種新興的在線課程模式和創(chuàng)新平臺，具有傳統(tǒng)教學所不具備的優(yōu)勢。而“機械控制工程基礎”是機械專業(yè)重要的一門專業(yè)基礎課，應用慕課嘗試對該課程進行教學改革探索適應了“互聯(lián)網(wǎng)+”的教學模式，有助于多元化的教學模式的發(fā)展，有助于提高學生的學習興趣。
參考文獻
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關鍵詞:工程機械發(fā)展前景；未來市場；挖掘機
0引言
隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展以及工程建設的不斷完善,現(xiàn)有的工程機械領域已經(jīng)不能快速的滿足社會的需要和發(fā)展，所以要不斷的拓展自我的發(fā)展領域。近些年來我國基礎建設不斷完善,國內(nèi)的建設模式更是隨著市場的發(fā)展趨勢開始轉型.主要是由快速向上發(fā)展前進到非常精美極致的機械領域轉型。筆者了解到小型工程機械設備的發(fā)展空間很強大。小城建設中越來越多的機械應用在發(fā)生著巨大的變化加之我國越來越重視工程建筑，所以很多園林發(fā)展以及農(nóng)田建設也越來越多。這就全面的促進了工量在不斷的增加,小型工程機械業(yè)在社會舞臺上不斷地發(fā)展。
1中國小型工程機械股買群體不斷擴大,購買目的性不斷增加
根據(jù)筆者調(diào)查我們可以看到.在我國未來購買小型工程機械群體主要分為幾個類型：未來購買小型工.現(xiàn)在中國在經(jīng)濟發(fā)展領域不斷擴大,加上中國新農(nóng)村的建設也在快速深入,一些小型設備在發(fā)展市中個到了快速的占領.主要有兩種群體愿意購買小型工程機械設備.,一種是很多公司采取租賃的方式，這些租賃公司不需要自己去購買這些工程設備，只需要采用租賃就可以滿足自我的需要。還有一種群體就工程的個體承包者為了更好的去接受一些工程，并且將這些工程長時間的進行下去，所以自己去購買一些這些設備。這樣的群體比較多，并且在工程機械這樣的領域中占有大多數(shù)，筆者了解到這樣的群體非常多，他將會成為工程機械租賃商的主力軍。同時，隨著小型工程機械的高速發(fā)展，購買這類商品的工程機械人員也在不斷的成熟，這就導致了客戶會跟隨者社會的發(fā)展來不斷的提高自我的購買能力。對機械產(chǎn)品的嚴格度不斷的提高。其中筆者看到對商品的售后也越來受到重視。中國本土工程機械價格上相對地已與國際供應商的同類產(chǎn)品,所以還是具有比較強大的優(yōu)勢,也擁有前景比較廣闊的市場,出口量會日益增大.隨著我國目前擁有的企業(yè)在海外市場的不斷加大,一直都在阻礙本土工程機械出口的海外銷售和服務網(wǎng)點的建設,這些都是本土機械產(chǎn)品體提高的基礎與根本。
2從機械商品的產(chǎn)品結構上可以認知到
小型挖掘機一直處于高度增長的地位，挖掘機以及一些裝載機的發(fā)展空間以及發(fā)展?jié)摿Ρ容^大，其中機械類的滑移裝載機比較平穩(wěn)。當前筆者了解到。我國挖掘機中的裝載機始終處于每年行業(yè)的1000臺左右。進出口量也是相對于比較種的。但是最近幾年的社會發(fā)展趨勢我們可以看出我國未來的挖掘機的發(fā)展趨勢還是很有前景的。根據(jù)筆者的調(diào)查與發(fā)現(xiàn)來看,年銷售達到將近5000臺,根據(jù)專家預測和發(fā)展來看,中國挖掘機裝載機市場已經(jīng)處于關鍵行業(yè).發(fā)展?jié)摿Ψ浅５拇?在以后的幾年里,其市場增幅也在百分之二十左右.隨著工程建設項目的發(fā)展,在3-5年以后,挖掘裝載機將會進入快速成長期.中國的滑移裝載機表現(xiàn)得不是很積極,銷售一直都是處于比較薄弱的狀態(tài)當中。
3小型挖掘機市場還有很多問題需要大家的重視
筆者做了一份調(diào)查報告,在報告中可以得出結論當前我國國內(nèi)小型挖掘機主要是一些比較現(xiàn)代的知名品牌為主要的占有部分。我國的一些小型挖掘機經(jīng)過很多供應商的努力的占有市場,經(jīng)過大家多年的努力。我國現(xiàn)有的小型挖掘機的企業(yè)占有的整體市場的份額大約在百分之三十左右。但是面臨的問題也隨之也來。筆者進行了分析和總結看主要有以下幾個方面,技術水平,質(zhì)量以及可靠性都不是很齊全,只有少數(shù)的企業(yè)在這一方面相對比較先進,這主要是國內(nèi)企業(yè)的體系建設相對落后所導致的.但是筆者看到了另外一個方面的困惑.筆者認為將這些問題全面的解決了才能更好的去發(fā)展主要有以下幾種：
（1）在結構的選擇上是選擇工程機械類還是農(nóng)業(yè)機械類。當前，我國的小型工程機械類主要是指小型裝載機，一些小型的挖掘機還有一些小型的挖掘裝載機，其中大中品牌占有了主要的地位。一些國際的大品牌占有了高端市場，國產(chǎn)品牌占有的市場大部分都是相對比較低端的小市場，筆者看到這類占有低端市場的機械類一般都使用在農(nóng)村。產(chǎn)品的相對的配置也比較低。這常常用來區(qū)分傳統(tǒng)的工程機械。這類工程問題的嚴格度沒有很大的劃分而行業(yè)的劃分也應該是與時俱進的。當前很多認為這類工程的問題并沒有完全的劃分開，很多人認為在農(nóng)村實用的工程機械就是農(nóng)村工程機械，這類想法是錯誤的，不能因為這類工程機械在農(nóng)村使用就是農(nóng)用機械類，而實際上就應該將其歸類為工程機械類的范疇當中。這樣的只不過是現(xiàn)階段所面臨的農(nóng)村市場的小型工程機械類的轉型。這只不過是小型工程機械類的錯誤歸類。這種歸類應該得到改正。
（2）從歸類上看機械工作的所在地是在農(nóng)村還是在城市?筆者調(diào)查了解到在比較發(fā)達的歐美國家,小型工程機械應用最普遍的是市政維護,屬于維護作用設備范疇.農(nóng)村市場之所以青睞這類產(chǎn)品是由于以下的原因:大量青壯請青年都外出打工導致農(nóng)村來動力的缺乏;勞動力成本增高,所以綜合這類產(chǎn)品在農(nóng)村用戶眼中,不僅用著好,而其消費能力處于自己的承受范圍之內(nèi).總之,小型機械類歸根到底是屬于工程機械類還是農(nóng)業(yè)機械類還是三者的結合。一直是大家追求的問題，那么本來都有很熟悉的渠道，現(xiàn)在都在不斷現(xiàn)在卻在不斷的銷售和生產(chǎn)同樣的產(chǎn)品,這樣導致企業(yè)在產(chǎn)品的渠道中.也受到很大的阻礙。
綜上所述,工程機械在未來的發(fā)展還是很讓人感到有前景的.科技高速發(fā)展的同時我國工程機械也在不斷的發(fā)展,為了能占據(jù)更大的市場,機械工程設計者們積極走近市場,找到更加能適應生產(chǎn)前景的方向和銷售空間,在城市與農(nóng)村生產(chǎn)對比之下,兩者的發(fā)展空間都是很讓人感受到前所未有的發(fā)展.所以工程機械發(fā)展前景樂觀.
參考文獻：
[1]王相兵.工程機械臂系統(tǒng)結構動力學及特性研究[D].浙江大學,2014.
