發(fā)布時間：2023-09-04 16:40:27
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篇的熱能工程及其自動化樣本，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。
關(guān)鍵詞：熱能動力 電氣自動化 設(shè)計程序 規(guī)范設(shè)計
中圖分類號：TM76 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）02（a）-0122-01
熱能動力工程主要指在施工的過程中將熱能安全、高效地轉(zhuǎn)化為其他能量形式的方式，是我國能源建設(shè)的重中之重。該方式可以為我國建設(shè)生產(chǎn)提供原動力，增強能源應(yīng)用效益。熱能動力電氣自動化可以改善熱能動力監(jiān)控及調(diào)整效果，對能源轉(zhuǎn)換過程中的各項內(nèi)容進行全面控制，促進了熱能動力發(fā)展進程。
1 對熱能動力電氣自動化的規(guī)劃設(shè)計
在對熱能動力電氣自動化實施規(guī)劃設(shè)計的過程中，相關(guān)人員要對用戶需求進行全方位了解和深入挖掘，依照上述內(nèi)容形成大體規(guī)劃設(shè)計方案，分析初步方案的可行性。設(shè)計人員要根據(jù)電氣自動化構(gòu)建規(guī)范及熱能動力高效建設(shè)目標(biāo)逐漸改善方案的質(zhì)量，形成完整熱能動力電氣自動化體系。
1.1 用戶需求的全方位分析
用戶需求是熱能動力電氣自動化建設(shè)的第一位。相關(guān)人員要充分了解對方需求及自身技術(shù)水平，對熱能動力電氣自動化體系工作內(nèi)容進行定位，形成初步建設(shè)方向。相關(guān)人員可以通過談話、討論、分析等方式完成信息收集，了解用戶所需要的熱能動力電氣自動化構(gòu)建內(nèi)容。在上述交流的過程中，相關(guān)人員要對用戶曾經(jīng)出現(xiàn)的熱能動力電氣自動化系統(tǒng)難點、問題等詢問，依照上述內(nèi)容制定自身系統(tǒng)目標(biāo)，最大限度滿足用戶需求。信息獲取完成后要對性能、功能、費用等方面內(nèi)容進行評價，對熱能動力電氣自動化系統(tǒng)最終目標(biāo)進行明確。
1.2 初步設(shè)計方案構(gòu)建
初步設(shè)計方案構(gòu)建主要是依照用戶需求完成。設(shè)計人員要嚴(yán)格依照用戶需求明確熱能動力電氣自動化系統(tǒng)中熱能動力狀況、結(jié)構(gòu)構(gòu)成成分、子系統(tǒng)規(guī)模、子系統(tǒng)之間描述指標(biāo)、選取構(gòu)建技術(shù)、實現(xiàn)途徑、系統(tǒng)設(shè)計實施規(guī)劃、系統(tǒng)設(shè)計預(yù)算等。設(shè)計人員可以選取文字、圖標(biāo)、圖形等方式，對熱能動力電氣自動化設(shè)置內(nèi)容進行完善，增強設(shè)計的可理解性，降低建設(shè)難度。
1.3 可行性分析
可行性分析主要是從技術(shù)、經(jīng)濟、建設(shè)三方面對熱能動力電氣自動化系統(tǒng)進行評價。相關(guān)人員要依照科學(xué)技術(shù)手段，分析熱能動力電氣自動化系統(tǒng)應(yīng)用成效，判斷熱能動力電氣自動化系統(tǒng)是否有建設(shè)的必要、是否具有高度經(jīng)濟效益、是否具有先進技術(shù)性。當(dāng)該系統(tǒng)能夠明顯優(yōu)于其他系統(tǒng)、系統(tǒng)技術(shù)與應(yīng)用相適應(yīng)、折舊費及維修費總和小于系統(tǒng)使用中獲得的經(jīng)濟效益時方可以投入設(shè)計、使用。
2 熱能動力電氣自動化系統(tǒng)構(gòu)建
2.1 熱能動力電氣自動化總體構(gòu)建
在總體構(gòu)建的過程中，相關(guān)人員要對熱能動力電氣自動化系統(tǒng)進行宏觀把握，對電氣自動化監(jiān)控內(nèi)容進行明確。要依照電氣自動化專業(yè)知識及實踐經(jīng)驗，深入分析熱能動力系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)，對系統(tǒng)設(shè)計中的邏輯設(shè)計、應(yīng)用設(shè)計、協(xié)調(diào)設(shè)計、自動控制進行完善，形成系統(tǒng)化、高集成化的控制內(nèi)容?？傮w構(gòu)建的過程中，設(shè)計人員要具體比較、分析各種技術(shù)及手段，從上述技術(shù)及手段中選取最實用、最可靠的自動化控制建設(shè)方式，提高系統(tǒng)適應(yīng)性、可靠性。
2.2 熱能動力電氣自動化詳細(xì)構(gòu)建
詳細(xì)構(gòu)建主要指對熱能動力電氣自動化系統(tǒng)的施工設(shè)計，是對技術(shù)設(shè)計及平面圖設(shè)計的綜合。在上述設(shè)計的過程中，相關(guān)人員要加強對施工圖設(shè)計的控制，最大限度提升電氣自動化體系控制規(guī)范，改善熱能動力轉(zhuǎn)化效益。系統(tǒng)施工圖設(shè)計時要細(xì)化工程施工圖設(shè)計及內(nèi)容，對圖紙目錄、施工具體說明、子系統(tǒng)系統(tǒng)圖、系統(tǒng)電氣管線平面圖、系統(tǒng)配線段及端接圖等。
詳細(xì)構(gòu)建的過程中，相關(guān)人員要對熱能動力電氣自動化工程參數(shù)進行計算，將各項數(shù)據(jù)標(biāo)注在熱能動力電氣自動化平面圖紙相應(yīng)位置上，確保后續(xù)施工過程中能夠有據(jù)可依。設(shè)計的工程參數(shù)要滿足自動化控制精度，尤其是在系統(tǒng)安全設(shè)計過程中，人員要對安裝中的布線設(shè)置、配電裝置設(shè)計、開關(guān)設(shè)置等位置進行細(xì)化，提升系統(tǒng)構(gòu)建的有效性及可靠性。
工程施工圖除需在對常規(guī)設(shè)計中的土建施工內(nèi)容進行明確外，還需要分析電氣自動化系統(tǒng)配線方式、布線要求、系統(tǒng)設(shè)備編號及方式、現(xiàn)場控制裝置及控制點、中央控制室等內(nèi)容，依照熱能動力實際狀況，完成電氣自動化系統(tǒng)設(shè)置。
2.3 完善熱能動力電氣自動化構(gòu)建
熱能動力電氣自動化構(gòu)建完善時需要對設(shè)計、施工、安裝、調(diào)試、評估四項內(nèi)容進行明確，形成完善熱能動力控制體系。施工人員要依照設(shè)計內(nèi)容完成各項工作，安裝自動化控制線路及設(shè)備，對熱能動力轉(zhuǎn)化實時監(jiān)控及調(diào)整。施工人員要嚴(yán)格依照電氣自動化安裝規(guī)范，嚴(yán)格依照設(shè)計圖紙要求及數(shù)據(jù)標(biāo)注，完成系統(tǒng)施工。施工完成后，施工人員要對熱能動力電氣自動化系統(tǒng)中各項功能進行調(diào)試，觀察電氣自動化系統(tǒng)是否能夠滿足各項運轉(zhuǎn)要求、性能要求。一旦發(fā)現(xiàn)性能指標(biāo)無法滿足用戶需求后，相關(guān)人員要及時依照系統(tǒng)整體設(shè)計規(guī)范，對系統(tǒng)內(nèi)部實施改進。在改進時人員要嚴(yán)格控制系統(tǒng)內(nèi)容，最大限度降低改進面積，減少改進操作，防止改進對其他部分產(chǎn)生影響，造成電氣自動化控制效果大打折扣。調(diào)試后發(fā)現(xiàn)熱能動力電氣自動化系統(tǒng)不存在任何問題后，人員要對系統(tǒng)指標(biāo)進行評估，對自動化建設(shè)效果及能源轉(zhuǎn)換效果進行明確，觀察各項控制水平及轉(zhuǎn)化水平。人員要隨著熱能動力發(fā)展逐漸對控制系統(tǒng)內(nèi)容進行拓展，依照實際需求拔高系統(tǒng)構(gòu)建，確保熱能動力電氣自動化系統(tǒng)能夠與當(dāng)前熱能動力發(fā)展緊密結(jié)合。
3 結(jié)語
熱能動力中電氣自動化體系已經(jīng)應(yīng)用到當(dāng)前水利、電力等工程中，對我國經(jīng)濟建設(shè)具有非常積極的作用。在實施熱能動力中電氣自動化體系構(gòu)建時，相關(guān)人員要嚴(yán)格參照熱能動力設(shè)計規(guī)劃，對電氣自動化要求進行全面分析，只有在上述規(guī)范上完善設(shè)計流程，實施系統(tǒng)構(gòu)建，才能夠從根本上改善我國熱能動力系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r，為企業(yè)及社會生產(chǎn)提供良好的原動力。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：能源動力；專業(yè)特色；人才培養(yǎng)
作者簡介：李嘉薇（1979-），女，安徽蕭縣人，中國礦業(yè)大學(xué)電力工程學(xué)院，講師。（江蘇 徐州 221116）
基金項目：本文系江蘇省“青藍工程”項目、國家自然科學(xué)基金項目（項目編號：50504014）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）22-0073-02
隨著改革開放的推進，我國國民經(jīng)濟體制發(fā)生很大的變化，社會對人才的培養(yǎng)提出了新的要求。為適應(yīng)這種要求，1993年7月國家教委頒布的普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄，將之前能源動力類幾十個小專業(yè)壓縮為9個專業(yè)。1998年教育部頒布的新專業(yè)目錄進一步將以上9個專業(yè)合并為1個，即熱能與動力工程專業(yè)。2003年，隨著能源動力科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和新問題的提出，浙江大學(xué)率先將熱能與動力工程專業(yè)改造成能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)。2004年，清華大學(xué)將熱能與動力工程專業(yè)改造成能源動力系統(tǒng)及自動化專業(yè)。西安交通大學(xué)也將熱能與動力工程專業(yè)改成能源與動力工程專業(yè)。
為適應(yīng)時展要求，經(jīng)過教育改革，本專業(yè)人才培養(yǎng)口徑大大拓寬，學(xué)生基本知識面得到拓展，對市場需求的適應(yīng)性大大加強。目前設(shè)置本專業(yè)的重點高校51所，普通本科63所，三本及民辦本科15所，但因?qū)I(yè)定位、地域分布、歷史傳承和社會和國家需求等具體情況不同，本專業(yè)形成了各高校間課程設(shè)置、專業(yè)重點各有特色和培養(yǎng)模式多樣化的態(tài)勢。[1，2]
一、各高校能源動力類專業(yè)特色
1.華北電力大學(xué)
動力工程和工程熱物理是華北電力大學(xué)的優(yōu)勢學(xué)科，主要側(cè)重于發(fā)電側(cè)的研究。[3]開展的研究方向主要有：節(jié)能理論技術(shù)及熱經(jīng)濟學(xué)；新能源和新能量轉(zhuǎn)換方式；節(jié)能技術(shù)；脫硫脫氮技術(shù)；燃料電池；大機組設(shè)備安全性及可靠性評估；大機組調(diào)峰特性及壽命管理；機電一體化；流體機械；大型汽輪發(fā)電機組軸系振動；電站鍋爐燃燒技術(shù)與仿真；納米及表面技術(shù)；設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與設(shè)備維修等。
2.西安交通大學(xué)
西安交通大學(xué)的動力工程專業(yè)是一個寬口徑大類專業(yè)，其專業(yè)地位與綜合實力不僅在全國處于領(lǐng)先地位，而且在國際上也具有較高聲譽。在2007年國家一級學(xué)科評估中，西安交通大學(xué)“動力工程及工程熱物理”一級學(xué)科最終評分位列全國第一，同時被認(rèn)定為首批一級學(xué)科國家重點學(xué)科。培養(yǎng)具備扎實的熱工理論基礎(chǔ)和能源動力工程知識、計算機應(yīng)用及開發(fā)能力，并且能夠從事常規(guī)能源及新能源開發(fā)、能源的轉(zhuǎn)換與利用、電力自動化生產(chǎn)、內(nèi)燃機動力系統(tǒng)以及汽車工程、流體機械、制冷低溫工程等研究、設(shè)計及管理的復(fù)合型人才是西安交通大學(xué)的動力工程專業(yè)主要培養(yǎng)目標(biāo)。
3.浙江大學(xué)
該校本專業(yè)稱為能源與環(huán)境系統(tǒng)工程，分兩個專業(yè)方向：能源與環(huán)境工程及自動化、制冷與人工環(huán)境。能源與環(huán)境工程及自動化方向依托熱能工程、熱工與動力系統(tǒng)研究所，建有能源清潔利用國家重點實驗室、國家水煤漿工程中心燃燒技術(shù)研究所，是我國能源高效和清潔利用、能源環(huán)境控制工程等領(lǐng)域的重要研究和人才培養(yǎng)基地之一。制冷與人工環(huán)境方向依托浙江大學(xué)制冷與低溫研究所，是我國高等院校中最早創(chuàng)辦的制冷與低溫專業(yè)之一，是國家重點學(xué)科，在全國學(xué)科評估中連續(xù)多年名列前三名，為我國制冷、低溫、空調(diào)、低溫生物等領(lǐng)域培養(yǎng)了大批的高級專門人才。另外單獨設(shè)有新能源科學(xué)與工程專業(yè)，學(xué)生主要學(xué)習(xí)新能源、能源低碳利用、新能源利用過程中節(jié)能減排的基本理論和技術(shù)，涵蓋內(nèi)容包括太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能以及低碳能源利用等方面。
4.東南大學(xué)
該專業(yè)包含電廠熱能動力及其自動化、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、新能源與新發(fā)電技術(shù)三個專業(yè)方向。電廠熱能動力及其自動化方向著重培養(yǎng)集現(xiàn)代信息技術(shù)和熱能動力工程知識為一體的高級工程技術(shù)人才和管理人才。制冷與低溫技術(shù)方向培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)地掌握現(xiàn)代制冷與低溫技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識、計算機應(yīng)用技能。新能源與新發(fā)電技術(shù)方向是教育部批準(zhǔn)設(shè)立的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)相關(guān)本科專業(yè)方向。培養(yǎng)學(xué)生掌握新能源與新發(fā)電技術(shù)方面的基礎(chǔ)理論和專業(yè)應(yīng)用知識，使學(xué)生具有開發(fā)利用核能、太陽能、生物質(zhì)能、風(fēng)能等新型綠色能源和可再生能源方面研究、規(guī)劃、設(shè)計、監(jiān)測、管理和運行等綜合能力，為國家新能源利用領(lǐng)域輸送急需的高級工程技術(shù)和管理人才。
5.華中科技大學(xué)
該專業(yè)著重培養(yǎng)集能源與動力工程知識與現(xiàn)代信息技術(shù)為一體的高級專門技術(shù)人才和管理人才。畢業(yè)生在電力系統(tǒng)、制冷低溫系統(tǒng)、空調(diào)調(diào)節(jié)、汽車、船舶、電子信息、冶金、流體機械、鐵路、醫(yī)藥、化工等部門從事能源動力工程及自動化和相關(guān)方面的教學(xué)、研究、設(shè)計、開發(fā)、營銷和管理等工作。以能源、環(huán)境、動力為工程背景，以熱流體科學(xué)為基礎(chǔ)，兼顧裝備制造、過程控制和信息技術(shù)，體現(xiàn)出集熱、機、電為一體的培養(yǎng)特色。
二、能源動力類專業(yè)的發(fā)展趨勢
現(xiàn)今，能源及環(huán)境問題是世界各國所面臨的重大的社會問題。我國現(xiàn)有能源利用效率很低，尤其是在能源綜合高效利用以及環(huán)境保護方面，與發(fā)達國家存在著較大的差距。在對環(huán)境要求越來越高的大形勢下，實施能源的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，必將對能源發(fā)展提出更高的要求。[4]長期以來，在能源發(fā)展方面，我國一直走的是粗放型的增長方式，日益加劇了能源發(fā)展與保護環(huán)境、資源之間的矛盾。能源動力行業(yè)發(fā)展趨勢如下。
1.發(fā)展新能源和可再生能源
我國能源發(fā)展的布局主要有兩個重點：一是節(jié)能減排，二是發(fā)展新能源和可再生能源。相對來說，節(jié)能減排技術(shù)較為成熟，而在發(fā)展新能源和可再生能源這方面，很多技術(shù)、政策以及市場尚都處于研究摸索階段，不夠成熟。所以在人才培養(yǎng)方面，高校應(yīng)加強研究生的培養(yǎng)與教育，在管理型人才、高端研究型人才（如政策和戰(zhàn)略研究、項目管理、國際合作等方面）的培養(yǎng)與輸送上多做工作。[3]
2.專業(yè)發(fā)展與環(huán)境的密切相關(guān)性
只有對能源動力生產(chǎn)過程中的環(huán)境問題進行完善控制和處理，才能保證人類的生存和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。如今環(huán)境問題已經(jīng)成為能源動力技術(shù)研究中的重要組成部分，在專業(yè)課程的教學(xué)中必須有所體現(xiàn)。正是基于該原因，浙江大學(xué)將原來的熱能與動力工程專業(yè)改名為現(xiàn)在的能源與環(huán)境系統(tǒng)工程專業(yè)。
3.不同學(xué)科間的高度交叉性
能源動力學(xué)科的專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)技術(shù)課程涉及到眾多學(xué)科領(lǐng)域的知識，如力學(xué)、熱學(xué)、自動控制及計算機、機械制造、化學(xué)等學(xué)科。為適應(yīng)21世紀(jì)我國能源學(xué)科發(fā)展的需要，在各專業(yè)課程的設(shè)置中，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)安排有關(guān)學(xué)科的知識。
4.核電的大力發(fā)展
核能工程專業(yè)取得了長足的發(fā)展。在20世紀(jì)70-80年代，國家在核能發(fā)電上投資的新建項目少之又少，使得我國各高校招收不到足夠的學(xué)生。隨著國家開始大力發(fā)展核電，情況發(fā)生了巨大的變化，以至于需要核能專業(yè)畢業(yè)生的數(shù)目超過了可分配畢業(yè)生的人數(shù)。
5.綠色能源意識的培養(yǎng)
節(jié)能是我國能源發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，關(guān)于節(jié)能的知識不僅能源動力學(xué)科的學(xué)生應(yīng)當(dāng)掌握，也是幾乎所有工科學(xué)生應(yīng)當(dāng)掌握的內(nèi)容。這就要求高校不僅要做好本學(xué)科專業(yè)人才的培養(yǎng)，而且也要承擔(dān)起向所有工程專業(yè)的學(xué)生進行節(jié)能技術(shù)教學(xué)的任務(wù)。教師要注重對學(xué)生進行“節(jié)能減排”思想的灌輸和熏陶，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的節(jié)能素養(yǎng)和新能源觀念。[5]
三、結(jié)束語
為適應(yīng)國家經(jīng)濟、科技、社會發(fā)展對高素質(zhì)人才的需求，各高校的能源動力類專業(yè)根據(jù)自己辦學(xué)定位和發(fā)展目標(biāo)、自身優(yōu)勢，形成了各自的專業(yè)特色。通過優(yōu)化專業(yè)結(jié)構(gòu)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，辦出專業(yè)水平和特色，為國家培養(yǎng)更多能源與動力領(lǐng)域的優(yōu)秀人才。
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為了適應(yīng)電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)學(xué)生的教學(xué)，在課程改革過程中，根據(jù)新能源發(fā)電行業(yè)現(xiàn)狀和電氣工程對新能源發(fā)電技術(shù)課程知識體系的需求，結(jié)合電力工程及其自動化專業(yè)的特點，精選教學(xué)內(nèi)容，重新構(gòu)建了新的課程知識體系，加強與電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)之間的聯(lián)系。根據(jù)新能源發(fā)電站接入電網(wǎng)的影響不同，將這些新能源技術(shù)分為兩類：穩(wěn)定性能源發(fā)電技術(shù)和間歇性能源發(fā)電技術(shù)。
一些新能源技術(shù)（如生物質(zhì)能、地?zé)崮芎统Ｒ?guī)水電）在接入電力系統(tǒng)方面和常規(guī)電力技術(shù)一樣容易，除了一次能源的形式不同，轉(zhuǎn)換成電能環(huán)節(jié)基本相同，都采用同步發(fā)電機進行發(fā)電，對電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定不會造成影響。因此，這部分新能源知識重點講解各種新能源發(fā)電技術(shù)的基本原理，最新的發(fā)電技術(shù)的現(xiàn)狀和動向，及在利用過程中對改善環(huán)境帶來的好處，培養(yǎng)學(xué)生新的能源觀念和意識。同時結(jié)合電網(wǎng)發(fā)展的最近進展，這些發(fā)電技術(shù)作為分布式電源接入電網(wǎng)時，如何規(guī)劃電網(wǎng)，接入電網(wǎng)對電網(wǎng)的影響等方面進行適當(dāng)?shù)闹v解，加強與電力系統(tǒng)知識的聯(lián)系，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，由于受到季節(jié)、氣象和地域等條件的影響，另一些新能源技術(shù)具有隨機性、波動性和間歇性的特點，如風(fēng)能和太陽能發(fā)電等新能源發(fā)電技術(shù)，在接入電力系統(tǒng)方面需要克服更多的挑戰(zhàn)，其電力大規(guī)模并入常規(guī)電網(wǎng)會對電網(wǎng)調(diào)峰和系統(tǒng)安全運行帶來顯著影響。這部分內(nèi)容重點講解與電力系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)，涉及到電機學(xué)、電力電子技術(shù)和電力系統(tǒng)相關(guān)的知識點。在間歇性能源并網(wǎng)過程中，電力儲能技術(shù)可以補償負(fù)荷波動，解決風(fēng)能和太陽能等間歇式新能源發(fā)電直接并網(wǎng)對電網(wǎng)的沖擊，調(diào)節(jié)電能質(zhì)量，使大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電能夠方便可靠地并入常規(guī)電網(wǎng)。隨著可再生新能源發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，電力儲能技術(shù)也是電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)學(xué)生必須掌握的知識，所以儲能技術(shù)也是該課程知識體系的重要部分。
本文提出的課程知識體系目前還沒有相關(guān)教材，為此，筆者較為系統(tǒng)地構(gòu)建并編寫適合電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)的“新能源發(fā)電技術(shù)”課程講義，使之更符合電力系統(tǒng)及其自動化專業(yè)的教學(xué)。從兩學(xué)期的試用情況來看，學(xué)生認(rèn)同感增強，明確該課程是本專業(yè)不可或缺的重要選修課，重視程度顯著提升，在教學(xué)過程中取得了良好的效果。
二、教學(xué)模式改革
選擇合適的教學(xué)方法，能夠提高課堂效率。教學(xué)內(nèi)容的不同，授課的教學(xué)方法也需要相應(yīng)的改進，為此筆者對教學(xué)方法也進行了改革，使之與課程知識體系相適應(yīng)。
1.采用學(xué)術(shù)專題講座的教學(xué)方式“新能源發(fā)電技術(shù)”課程知識體系要求運用新的教學(xué)方法。每種新能源發(fā)電技術(shù)各自成章，自成系統(tǒng)，各部分內(nèi)容均有很多前沿的技術(shù)，僅靠書本知識已經(jīng)不能適應(yīng)科技的進步。因此需要任課教師補充相關(guān)發(fā)展的新動向和新技術(shù)，以學(xué)術(shù)講座的形式進行講授與課程相關(guān)知識點。講解過程中，以具體的行業(yè)問題為背景，采取啟發(fā)式的講解方式，層層剖析問題，可以讓學(xué)生在有限的學(xué)時內(nèi)，掌握發(fā)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)電原理、利用方式、開發(fā)存在的問題和研究現(xiàn)狀及動向。如地?zé)岚l(fā)電、海洋能發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電、太陽能熱發(fā)電技術(shù)，都可以采用講座的方式進行講解。同時在講座過程中，增加學(xué)生提問環(huán)節(jié)，讓學(xué)生可以積極參與，引導(dǎo)學(xué)生自主思考。為了強化實踐，在每一個專題授課結(jié)束后，教師通過布置與該專題相關(guān)的設(shè)計題目，讓學(xué)生學(xué)以致用。比如讓學(xué)生設(shè)計太陽能熱電站，利用波浪能發(fā)電原理設(shè)計相應(yīng)的波浪能電站，設(shè)計新農(nóng)村綜合利用生物質(zhì)能的方案，設(shè)計垃圾發(fā)電站工藝流程等，作為分布式電源接入電網(wǎng)時，結(jié)合不同能源開發(fā)利用的特點對該地區(qū)新能源開發(fā)和電網(wǎng)結(jié)構(gòu)做出合理規(guī)劃，并給出理由。通過這些綜合性設(shè)計作業(yè)，可以增強大家的創(chuàng)新意識和實踐能力，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，訓(xùn)練了學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力，起到了非常好的效果。
2.基于問題的探究式教學(xué)方式傳統(tǒng)的講授方式，可以系統(tǒng)地講解，課堂容量大。風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電技術(shù)涉及知識點多，知識點零散，因此需要教師合理組織教學(xué)內(nèi)容，使其與所學(xué)專業(yè)知識相結(jié)合。為此筆者精心設(shè)計每一個教學(xué)環(huán)節(jié)，精講多練。但傳統(tǒng)的授課方式，學(xué)生被動接受，學(xué)習(xí)積極性不高。為此，筆者采用基于問題的探究式教學(xué)方式，在教學(xué)的過程中，教師起引導(dǎo)作用，對課程中的知識點進行分析，提出基于問題的討論題目；并分析學(xué)生需要掌握的知識要點，為學(xué)生提供必要的參考文獻，讓學(xué)生課后自己查閱資料，引導(dǎo)他們學(xué)會自己總結(jié)知識點，利用所學(xué)知識分析實際問題。而學(xué)生在課后根據(jù)自己的興趣自愿選題，并分小組進行研討，研討后，該小組總結(jié)討論結(jié)果。在課堂討論中，每個小組推薦一名學(xué)生做交流發(fā)言，將自己的研究內(nèi)容做簡要匯報。學(xué)生互相提問展開討論，老師進行有針對性的點評，肯定了學(xué)生們?nèi)〉玫某煽儯瑢﹀e誤的地方進行了補充和糾正。為了達到分組討論學(xué)習(xí)預(yù)期效果，要求每個小組在上交的文獻報告中，明確每個學(xué)生所做的工作和參加小組討論的發(fā)言內(nèi)容，督促每個學(xué)生都參與討論學(xué)習(xí)。通過這種教學(xué)方式，充分調(diào)動了學(xué)生的積極性和主動性，也很好地完成了教學(xué)目標(biāo)，促進了教學(xué)質(zhì)量的提高，達到“授人以漁”的目的。
3.改進多媒體教學(xué)方式由于該課程設(shè)計的專業(yè)知識具有跨學(xué)科的特點，有些知識點學(xué)生難以掌握，有些原理較為抽象。如風(fēng)機的偏航過程、變槳過程、風(fēng)機的失速原理、斯特林發(fā)動機的發(fā)電過程等都比較抽象，在沒有實物演示的前提下，學(xué)生經(jīng)常不容易理解。因此在講這些課程內(nèi)容時，采用多媒體動畫演示的方法，幫助學(xué)生理解基本概念和知識，讓學(xué)生更快更易地理解和掌握這些內(nèi)容。
三、考試方法的改革
雖然在教學(xué)內(nèi)容和方法上進行了改革，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，但仍有不少學(xué)生選課和學(xué)習(xí)動機不端正。他們不是為了完善自己的知識結(jié)構(gòu)，提高自己的綜合素質(zhì)，只是為了湊滿學(xué)分，對選修課缺乏足夠的重視。傳統(tǒng)的閉卷考核方式不能全面地反映真實的教學(xué)情況。撰寫課程論文，成績只與論文寫得好不好有關(guān)，有的同學(xué)東拼西湊，也能獲得一個理想的成績。這些方式都難以督促學(xué)生平常的學(xué)習(xí)，因此仍需完善課程的考核方式。根據(jù)“新能源發(fā)電技術(shù)”課程的特點，筆者對該課程的考試方式做了合理的改革，促進學(xué)生學(xué)習(xí)，公正地反映了學(xué)生的成績。主要采取了以下一些措施：
1.注重對學(xué)生平時的考查增加課堂隨機考查的次數(shù)。通過提問、課堂測驗等方式，讓學(xué)生在上課時能集中精力聽講，防止學(xué)生上課“開小差”。回答問題和課堂測驗計入平時成績。
2.增加撰寫文獻報告和大作業(yè)基于問題的探究式教學(xué)方式中，撰寫文獻報告和小組討論環(huán)節(jié)能夠有效培養(yǎng)了學(xué)生查閱文獻、撰寫論文、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、獨立思考的能力，因此能夠較為科學(xué)評價學(xué)生平時的努力程度。因此，課堂討論和小組討論中，根據(jù)學(xué)生在該環(huán)節(jié)中的貢獻不同給學(xué)生不同成績，這樣能起到督促學(xué)生學(xué)習(xí)和檢驗學(xué)生學(xué)習(xí)效果的作用。作業(yè)是課堂教學(xué)的有效補充和延伸，是教學(xué)中必不可少的環(huán)節(jié)。大作業(yè)一般具有綜合性的特點，能夠有效鍛煉學(xué)生的綜合能力，鞏固平時所學(xué)的知識，是反饋教學(xué)效果的有效手段。因此增加大作業(yè)和撰寫文獻報告在平時成績中的比重也是考查學(xué)生平時學(xué)習(xí)的有效手段。
3.增加平時成績的權(quán)重平時考核成績權(quán)重由原來的30%提高到目前的50%，有效地避免了學(xué)生平時不學(xué)習(xí)，考試時突擊學(xué)習(xí)也能取得不錯成績的弊端，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和自覺性。通過上述措施的實施，經(jīng)調(diào)查表明多數(shù)學(xué)生都認(rèn)可這種成績考核方法較合理、公正，能夠真實反映學(xué)生的成績，受到了多數(shù)學(xué)生的歡迎。
四、結(jié)束語
摘要：采用正交組合回歸設(shè)計試驗方法研究了亞溫淬火條件下，淬火溫度和回火溫度對45鋼強度及硬度的影響規(guī)律，并分析了該鋼亞溫淬火后的組織與性能。結(jié)果表明，在740～800 ℃范圍內(nèi)，隨淬火溫度升高， 45鋼的強度及硬度升高，淬火組織中鐵素體量逐步減少，其分布形態(tài)也發(fā)生明顯變化， 800 ℃淬火后的力學(xué)性能接近于常規(guī)的840 ℃淬火。在試驗的基礎(chǔ)上，提出了45鋼活塞（780 ±10） ℃淬火+ （550 ±10） ℃回火的調(diào)質(zhì)處理新工藝。
關(guān)鍵詞：調(diào)質(zhì)處理 抗拉強度 顯微組織
1 金屬熱處理的實在意義
金屬熱處理是將金屬工件放在一定的介質(zhì)中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時間后，又以不同速度冷卻的一種工藝。金屬熱處理是材料生產(chǎn)中的最重要的工藝之一，與其他加工工藝相比，熱處理一般不改變工件的形狀和整體化學(xué)成分，而是通過改變工件的內(nèi)部的顯微組織，或改變工件的表面的化學(xué)成分，賦予或改善工件的使用性能。其特點是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能觀察到的。金屬熱處理中的“四把火”指退火、正火、淬火（固溶）和回火（時效）。
退火是指將工件加熱到適當(dāng)溫度，根據(jù)材料的和工件的尺寸采用不同的保溫時間，然后進行緩慢冷卻，其目的主要是降低材料的硬度，提高塑性，以利于后續(xù)加工，減少殘余應(yīng)力，提高組織和成分的均勻化。退火根據(jù)目的不同分為再結(jié)晶退火、去應(yīng)力退火球化退火、完全退火等。正火是將工件加熱到適宜的溫度后在空氣中冷卻，正火的效果同退火相似，只是得到的組織更細(xì)，常用于改善材料的切削性能，有時也用于對一些要求不高的零件的最終熱處理。淬火是將工件加熱保溫后，在水、油或其他無機鹽、有機水溶液淬冷介質(zhì)中快速冷卻。淬火后材料為不平衡組織，通常很硬很脆，需要在高于室溫的某一溫度進行長時間的保溫，再進行冷 卻，這種工藝叫回火（時效）。
2 成型處理方法的研究
從以上定義可以看出，不論是退火、正火、淬火還是回火，熱處理過程中都要對工件進行加熱、保溫和冷卻。所以金屬熱處理中，加熱速度，保溫時間和冷卻速度成為熱處理工藝中最重要的工藝參數(shù)。
“四把火”中，淬火和回火（時效）關(guān)系最為密切，常常配合使用，二者缺一不可。但在實際生產(chǎn)中，為了節(jié)約成本，提高生產(chǎn)效率，對于性能要求低的產(chǎn)品，往往用在線淬火代替淬火爐淬火，用自然時效代替回火。
3 熱處理和材料成型結(jié)合驗證
在微觀設(shè)計活動的語境下，材料、成型、形態(tài)三者有著相互作用的關(guān)系，不僅僅是選擇和被選擇或是選擇和接受的一般關(guān)系。材料和成型——材料是微觀設(shè)計活動中所涉及到的材料（包括天然材料和人造材料），成型是材料基于其物理和化學(xué)特性上的成型 ；成型是材料在物理上和化學(xué)上變化后的結(jié)果或以化學(xué)變化為手段產(chǎn)生的物理上的形態(tài)結(jié)果。如 ：鋁材在鑄造的過程中，利用其化學(xué)特性使之在特定條件下改變材料特性，又因特定外部條件的作用恢復(fù)鑄造之前的特性，但此時的物理形態(tài)已經(jīng)發(fā)生了較大的變化，達到設(shè)計師的設(shè)計需求。材料決定成型，也就是說，在材料既定的前提下，成型是材料的特性（物理、化學(xué)特性）規(guī)定的；超出材料特性（物理、化學(xué)特性）的成型方式，在現(xiàn)實的微觀設(shè)計活動中存在的幾率很小，或只能通過材料和材料的復(fù)合使用才能達到 ；即使在CAD軟體中可以近似模擬，在微觀設(shè)計活動中可能成本很高失去實用價值或存在本身并不合理。如：一個由塑料制成的箱子和一個由木材制成的箱子，由于他們應(yīng)用的材料不同，使得在實踐加工之后產(chǎn)生的形態(tài)結(jié)果迥然不同。在為廣大受眾服務(wù)的批量化生產(chǎn)條件下，塑料的箱子以注塑成型的方式制成，材料的物理和化學(xué)特性，如上文所介紹的，其轉(zhuǎn)角和過度的部位應(yīng)呈現(xiàn)r半徑轉(zhuǎn)角的形態(tài)，以方便液態(tài)的塑料在模腔中的均勻流動和分布，減少生產(chǎn)缺陷 ；而換一種加工方式，塑料箱子的形態(tài)也可能是清棱清角的形態(tài)，但其結(jié)果理想程度不如前者。
4 熱能動力工程的研究方向
熱動主要研究熱能與動力方面，是跨熱能與動力工程、機械工程等學(xué)科領(lǐng)域的工程應(yīng)用型專業(yè)。目前我國有120多所院校開設(shè)有該專業(yè)，它由舊本科的九個相關(guān)專業(yè)合并而成，包括了原來的熱力發(fā)動機（080311）、熱能工程（080501）、流體機械及流體工程（080313）、熱能工程與動力機械（080319W）、制冷與低溫技術(shù)（080502）、能源工程（080506W）、工程熱物理（080507W）、水利水電動力工程（080903）、冷凍冷藏工程（081409）專業(yè)。
熱動主要學(xué)習(xí)機械工程、熱能動力工程和工程熱物理的基礎(chǔ)理論，學(xué)習(xí)各種能量轉(zhuǎn)換及有效利用的理論和技術(shù)。專業(yè)通過理論力學(xué)、材料力學(xué)、工程制圖、機械設(shè)計、電工與電子技術(shù)、工程熱力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱學(xué)、控制理論、熱工測試技術(shù)以及專業(yè)方向課程的學(xué)習(xí)，使我們具備工程熱力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱學(xué)和熱工測試技術(shù)等熱能與動力工程領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、實驗技能和基本專業(yè)知識，掌握制冷空調(diào)設(shè)備、制冷裝置、動力機械與動力工程、流體機械等設(shè)計、制造和實驗研究的基本技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，它是一個寬口徑的專業(yè)，拓展空間很大，就業(yè)方向很廣，有電廠熱能工程及其自動化方向、工程熱物理過程及其自動控制方向、流體機械及其自動控制方向、空調(diào)制冷方向等。同時，熱動還是現(xiàn)代動力工程師的基本訓(xùn)練，可見熱動是現(xiàn)代動力工程的基礎(chǔ)。
5 金屬熱處理在成型技術(shù)中的應(yīng)用
由于材料的特性決定這樣的缺陷明顯——應(yīng)力的分布沒有注塑成型的形態(tài)分布均勻，在粘接處應(yīng)力集中，容易變形或損壞。并且，從生產(chǎn)的角度考慮，由于粘接成型加工特點的限制，這樣的成型方式在大多情況下要由手工完成，很難適應(yīng)服務(wù)廣義大眾的批量化生產(chǎn)。成型和形態(tài)不一定是一一對應(yīng)的方式，相同的成型方式由于所應(yīng)用的材料不同而產(chǎn)生不同的加工形態(tài) ；不同材料之間的相似性決定了不同材料，在不同的外部環(huán)境下（如溫度不同、壓力不同、應(yīng)用于材料中的添加劑不同等），可以應(yīng)用同一種或是原理相同的成型方式 ；而材料之間的差異性使材料在應(yīng)用了相同的成型工藝之后產(chǎn)生的形態(tài)不盡相同。兩種材料在工藝成型上，采用了相似的方式，卻產(chǎn)生了不盡相同的形態(tài)和外觀 ；導(dǎo)致在微觀設(shè)計活動中，設(shè)計師在最終形態(tài)上的要求改變。相同的形態(tài)可以由不同的成型方式來實現(xiàn) ；相同的形態(tài)在結(jié)構(gòu)上不一定相同，即同樣的產(chǎn)品形態(tài)可以由不同的結(jié)構(gòu)方式結(jié)合而成，不同的材料在實現(xiàn)同一個形態(tài)時采用的方式不盡相同。
參考文獻：
論文摘要：從辦學(xué)思路、教材設(shè)置、師資結(jié)構(gòu)等方面討論了目前高校建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)中出現(xiàn)的問題和應(yīng)改革的內(nèi)容;結(jié)合中南大學(xué)建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)教學(xué)實踐,提出了明確辦學(xué)思路、強調(diào)專業(yè)特色、加強實踐環(huán)節(jié)等方面的專業(yè)教學(xué)體系改革的思路。
科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力,是推動社會進步的巨大動力。人是從事科學(xué)技術(shù)的主體,因此當(dāng)今社會的競爭就是人才的競爭。而人才核心競爭力的培養(yǎng),主要來源于大學(xué)教育。為了適應(yīng)社會的發(fā)展,教育部在上世紀(jì)末對大學(xué)很多專業(yè)都進行了調(diào)整,包括建筑環(huán)境與設(shè)備專業(yè)。論文百事通建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)是根據(jù)教育部1998年頒布的全國普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄,將“供熱通風(fēng)與空調(diào)工程”和“燃?xì)夤こ獭眱蓪I(yè)合并,調(diào)整、拓寬組建而成的新專業(yè)[1]。該專業(yè)以培養(yǎng)從事工業(yè)與民用建筑室內(nèi)環(huán)境及建筑設(shè)備、公共設(shè)施、建筑熱能供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計和建筑自動化與能源管理工作的人才為目標(biāo)。這次調(diào)整,不是簡單的合并,而是產(chǎn)生了一個面向21世紀(jì)新的專業(yè)學(xué)科。近年來,該專業(yè)如雨后春筍般在全國范圍91所各類眾多高校中涌現(xiàn)出來,問題也隨之凸現(xiàn)。筆者認(rèn)為有必要進行深入的、切實可行的教學(xué)改革。
一、主要凸現(xiàn)的問題
(一)辦學(xué)思路不清晰
雖然很多學(xué)校秉承了“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的辦學(xué)思想,在教學(xué)內(nèi)容上增加了建筑環(huán)境、建筑熱能供應(yīng)以及建筑自動化等方面的知識,并把建筑環(huán)境學(xué)列為了專業(yè)的平臺,搭建了新的本科專業(yè)的框架體系。但是“厚而寬”不是“大而全”。知識口徑的拓寬不是各種知識的堆積和羅列。專業(yè)的辦學(xué)首先要服從于所在大學(xué)的辦學(xué)思路,即學(xué)校的定位。一般院校和重點院校不同,創(chuàng)新型大學(xué)與研究型大學(xué)和綜合型大學(xué)也不同。如果全國九十一所建筑環(huán)境與設(shè)備專業(yè)的教學(xué)體系都參照某一兩個名牌大學(xué)的教學(xué)體系,那么這樣的后果是顯而易見的:一,專業(yè)建設(shè)沒有或者散失了原有專業(yè)的特色;二,專業(yè)培養(yǎng)出來的人才也沒有特色。
(二)教材建設(shè)的質(zhì)量不容樂觀
目前圍繞建筑環(huán)境與設(shè)備專業(yè)的教材種類繁多,質(zhì)量參差不一。教材是教學(xué)內(nèi)容的具體體現(xiàn),教學(xué)體系中的教材應(yīng)該具有知識的系統(tǒng)性、延續(xù)性和完整性。而不是各個知識塊之間簡單的粘貼或移動的關(guān)系。以《暖通空調(diào)》為例,集結(jié)了原來供熱、供燃?xì)饧巴L(fēng)空調(diào)工程專業(yè)的主要專業(yè)課:《空氣調(diào)節(jié)》、《工業(yè)通風(fēng)》以及《供熱工程》的主要內(nèi)容。剔出了三門課管網(wǎng)輸配的交叉部分,而另設(shè)了一門課:《流體輸配管網(wǎng)》。但就這兩門課程的教材來看,共同的缺點是把原來空調(diào)、通風(fēng)和供熱三門課的三個系統(tǒng)簡單地歸類總結(jié),系統(tǒng)總結(jié)有余,闡述不足。使得在具體教學(xué)過程中,出現(xiàn)老師覺得不好講,學(xué)生不易接受的情況。
(三)配套的師資隊伍結(jié)構(gòu)有待改善
由于建筑環(huán)境與設(shè)備專業(yè)由原來的暖通空調(diào)專業(yè)或燃?xì)鈱I(yè)演變而來,因此師資基本上是暖通空調(diào)或燃?xì)鈱I(yè)的。但是專業(yè)的領(lǐng)域已經(jīng)擴充到建筑室內(nèi)環(huán)境、建筑設(shè)備、公用設(shè)備和智能建筑等方面。專業(yè)的內(nèi)涵已經(jīng)由原來的設(shè)備或系統(tǒng)擴充到既包括設(shè)備、系統(tǒng),也包括智能建筑。其中的弱勢部分是智能建筑。因為智能建筑技術(shù)也是一門交叉學(xué)科,而大部分搞自動控制的人才是自動化專業(yè)、電氣工程及其自動化專業(yè)或計算機專業(yè)的人員。對智能建筑、智能化系統(tǒng)及設(shè)備缺乏全面的了解和掌握,缺乏建筑結(jié)構(gòu)、建筑設(shè)備、供熱空調(diào)等方面的專業(yè)知識和理解。另一方面,搞設(shè)備的人才又缺少對建筑自動化、BAS功能科學(xué)要求的理解,缺少有效的上層控制管理邏輯與算法。兩方面人才又缺少“接口”,從而制約了智能建筑技術(shù)的發(fā)展[2]。因此合理搭配師資,在教學(xué)安排方面與其它專業(yè)知識交叉融合,才能培養(yǎng)出新時代的建筑環(huán)境與設(shè)備復(fù)合型人才。
二、改革的內(nèi)容
(一)明確辦學(xué)思路,辦出專業(yè)特色[3]
明確辦學(xué)思路是確定專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)體系的前提和基礎(chǔ)。是以科研人才為主,還是以工程技術(shù)人員為主,不僅與專業(yè)本身的內(nèi)涵有關(guān),更重要的是與專業(yè)所在大學(xué)的性質(zhì)有關(guān)。這樣才能形成專業(yè)建設(shè)和發(fā)展的良性競爭。辦學(xué)思路還與專業(yè)特色有著密切聯(lián)系。專業(yè)特色與專業(yè)在多年的建設(shè)發(fā)展過程中的教學(xué)和科研歷史有關(guān),如有的學(xué)校在暖通空調(diào)的系統(tǒng)工程方面是強項,而有的學(xué)校在制冷空調(diào)設(shè)備的研究與開發(fā)方面是強項。那么在培養(yǎng)人才方面,這些特色就應(yīng)該很好的繼承和發(fā)揮,在課程設(shè)置和訓(xùn)練中要體現(xiàn)出來。
(二)穩(wěn)固基礎(chǔ)知識,拓寬專業(yè)口徑
建筑環(huán)境與設(shè)備專業(yè)是一門跨學(xué)科的工科專業(yè),學(xué)生基礎(chǔ)知識應(yīng)包括數(shù)理方面、工程熱物理方面、流體機械方面、建筑熱物理方面和自動化控制的知識。只有牢固的基礎(chǔ)知識,學(xué)生才能深刻地理解專業(yè)課程,拓寬本專業(yè)的服務(wù)領(lǐng)域。當(dāng)然,正如前面強調(diào)的,專業(yè)辦學(xué)的前提是要繼承和發(fā)揚本專業(yè)的特色。這些基礎(chǔ)知識本身就是屬于很多領(lǐng)域,要與專業(yè)在建設(shè)和發(fā)展過程中的特色結(jié)合起來,構(gòu)造和穩(wěn)固所必需的專業(yè)基礎(chǔ)知識。
專業(yè)知識的拓寬,是構(gòu)架新時代建筑環(huán)境與設(shè)備專業(yè)教學(xué)體系的重要部分。專業(yè)教學(xué)體系不僅僅局限于暖通空調(diào),或是供熱供燃?xì)?或是把這兩方面的課程全部籠統(tǒng)地包括進去,或是把建筑環(huán)境、公用設(shè)備和智能建筑方面的知識硬塞進去。在專業(yè)學(xué)時有限的條件下,很有可能會造成各種知識的七拼八湊。因此,要有側(cè)重點地把某些方面作為原本專業(yè)特色的延伸和發(fā)展,切忌一口吃成一個胖子的思想,盲目地貪大。
(三)編制優(yōu)秀的教材,配備合理的師資隊伍
正如前面所說,由于原有專業(yè)教學(xué)體系架構(gòu)的割斷和組合,使得最近幾年采用的教材在編制上都有這樣或那樣的問題,因此在教材的建設(shè)方面還必需投入更多的精力。而選用合適的優(yōu)秀教材的基礎(chǔ)正是現(xiàn)在的教學(xué)體系的完善,必需從根本上理解和制定本專業(yè)的教學(xué)體系和知識模塊。
師資的知識結(jié)構(gòu)要分布合理,除了保留原來專業(yè)特色的知識結(jié)構(gòu)以外,還要補充新的知識,如智能建筑和建筑環(huán)境方面的知識結(jié)構(gòu)。師資的梯隊建設(shè)也很重要。教學(xué)梯隊的形成有利于知識傳授的傳承和不斷更新。每個專業(yè)知識模塊,也就是我們所說的課群下面,形成以教授為龍頭,教授副教授主講,青年教師為重要組成的教學(xué)梯隊。
三、我校建筑環(huán)境與設(shè)備專業(yè)教學(xué)體系改革的幾點思路
中南大學(xué)建筑環(huán)境與設(shè)備工程專業(yè)主要源于長沙鐵道學(xué)院的制冷空調(diào)學(xué)科。長沙鐵道學(xué)院從上世紀(jì)70年代起,就開展了制冷空調(diào)及冷藏運輸方面的研究工作,1985年在機車車輛系成立制冷空調(diào)教研室,并開始招收制冷空調(diào)專業(yè)?？茖W(xué)生;1989年開始招收供熱通風(fēng)與空調(diào)專業(yè)本科學(xué)生;1998年根據(jù)教育部文件調(diào)整為建筑環(huán)境與設(shè)備專業(yè)。因此,在二十多年的建設(shè)中,形成了制冷與暖調(diào)、系統(tǒng)與設(shè)備并重的特色。我專業(yè)在調(diào)整后修訂了教學(xué)計劃,增加了供燃?xì)?、建筑環(huán)境和建筑自動化方面的知識模塊,保留了原來的制冷方面的知識模塊,包括有制冷原理、制冷壓縮機和鐵路車輛制冷、制冷裝置自動化等課程。
目前已擬定完2008級新的教學(xué)體系和教學(xué)計劃,主要的思路有如下幾點。
(一)明確辦學(xué)思路,與學(xué)校的定位一致。
我專業(yè)隸屬于以本科生、研究生教育為主的高層次綜合性大學(xué)——中南大學(xué),學(xué)校的定位是立足湖南,面向全國,放眼世界,努力建設(shè)國內(nèi)一流、國際上有重要影響的高水平、綜合性、研究型、創(chuàng)新型大學(xué)[4]。因此,我專業(yè)的辦學(xué)思路是以創(chuàng)新素質(zhì)教育為核心,堅持全面發(fā)展的人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn),面向社會主義市場經(jīng)濟的人才需求,培養(yǎng)出具有實踐能力、創(chuàng)新能力,既懂技術(shù)又懂管理的復(fù)合型人才。
(二)繼承和發(fā)揚專業(yè)特色,整合知識架構(gòu)。
充分利用能源知識的平臺。從2008年開始本專業(yè)與同屬能源科學(xué)與工程學(xué)院的熱能專業(yè)進行能源與動力大類招生,使學(xué)生在低年級的時候的基礎(chǔ)知識面廣,起到“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的作用。
繼續(xù)保留專業(yè)的特色之一:制冷模塊。從畢業(yè)生就業(yè)的反饋來看,用人單位對既懂制冷,又懂暖通,既了解系統(tǒng),又了解設(shè)備的人才非常歡迎。
加強暖通和建筑環(huán)境的優(yōu)勢。把空調(diào)、供熱、通風(fēng)和建筑環(huán)境的節(jié)能、環(huán)保、熱舒適與空氣品質(zhì)結(jié)合起來,也是當(dāng)前時展的需求。
減弱供燃?xì)夂腿紵K。從本系教師多年從事的科研工作來看,燃?xì)夂腿紵K并沒有形成特色,因此可以適當(dāng)減少其份額,作為選修課程開設(shè)。
加強智能建筑模塊。智能建筑是樓宇發(fā)展的重要方向。本系在制冷和空調(diào)系統(tǒng)的自動化控制方面有著多年的研究和實踐經(jīng)驗?？梢栽诖嘶A(chǔ)上進一步擴充相關(guān)領(lǐng)域的知識內(nèi)容。新晨
(四)加強實踐環(huán)節(jié),培養(yǎng)創(chuàng)新人才
實踐環(huán)節(jié)包括實習(xí)、課程設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計。實踐環(huán)節(jié)應(yīng)受到更多的重視。既保證實踐環(huán)節(jié)的“量”,又要保證實踐環(huán)節(jié)的“質(zhì)”。即:實踐環(huán)節(jié)的課時量必需嚴(yán)格保證,同時要求學(xué)生在實踐環(huán)節(jié)動手、動腦,培養(yǎng)其綜合運用所學(xué)知識和創(chuàng)新能力。
畢業(yè)設(shè)計從選題開始抓起,選題來源于教師的科研課題或工程實際,具有很強的實際意義和理論研究價值,有利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。
嚴(yán)格把握好實踐環(huán)節(jié)的考核。本系在近兩年所有的專業(yè)實踐環(huán)節(jié)考核中都涵蓋有答辯部分的考核,既鍛煉了學(xué)生的膽量、自信和表達能力,又能很客觀地反映實際的情況。
參考文獻:
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【關(guān)鍵詞】 校企合作；太陽能行業(yè)；卓越人才；“5+1+2”；人才培養(yǎng)方案
從持續(xù)發(fā)展的角度來看，作為可替代性能源的一種，太陽能行業(yè)目前在全球每年以近40%的速度保持增長，年收入高達300億美元，產(chǎn)業(yè)今后的前景將更加廣闊。
一、太陽能行業(yè)人才教育現(xiàn)狀
我國太陽能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)走過了初步發(fā)展期，隨著近幾年國家對新能源支持力度的加大，太陽能已從“草根”經(jīng)濟上升到正規(guī)行業(yè)，目前國內(nèi)共有6000余家各類太陽能生產(chǎn)廠家，年推廣量占世界太陽能熱水器推廣量的76%，太陽能行業(yè)從業(yè)人員多達數(shù)十萬人，每年至少還有近二十萬的人才缺口！可是龐大的待就業(yè)人群中，卻不能提供一位經(jīng)過太陽能專業(yè)技術(shù)教育的設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)制造、銷售和管理人才[1-2] 。
由于缺少太陽能相關(guān)專業(yè)的師資力量等教學(xué)資源，目前，國內(nèi)高校開設(shè)的太陽能專業(yè)才剛剛起步，中山大學(xué)、南昌大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)、南開大學(xué)、四川大學(xué)、上海電力學(xué)院等學(xué)校相繼開設(shè)了光伏專業(yè)，大多側(cè)重于培養(yǎng)研究生層次人才；一些高職高專院校也已經(jīng)開始進行這方面的探索，如新余學(xué)院、余姚職業(yè)技術(shù)學(xué)院、無錫尚德職業(yè)技術(shù)學(xué)院、江西新余高等?？茖W(xué)等開設(shè)了光伏材料加工與應(yīng)用技術(shù)專業(yè)，側(cè)重于培養(yǎng)技能型人才[3] 。顯然，在行業(yè)內(nèi)部培養(yǎng)不夠、外部供給不足的情況下，校企合作培養(yǎng)太陽能專業(yè)復(fù)合型、應(yīng)用型人才應(yīng)該成為高校和企業(yè)的共識。
二、校企合作培養(yǎng)太陽能行業(yè)卓越人才的實踐
具有“中國太陽城”美譽的山東省德州市是我國太陽能產(chǎn)業(yè)起步較早、發(fā)展迅速的地區(qū)之一，全市共有太陽能及相關(guān)企業(yè)100余家，從業(yè)人員4萬多人，已形成以太陽能熱水器為主，真空集熱管、太陽能電池組件、光伏發(fā)電系統(tǒng)、太陽能照明系統(tǒng)等綜合開發(fā)、較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈，是我國最大的太陽能產(chǎn)業(yè)基地。為密切配合區(qū)域產(chǎn)業(yè)、行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的步伐，德州學(xué)院結(jié)合本地實際，立足地方經(jīng)濟發(fā)展，與皇明太陽能集團密切合作，以機械設(shè)計制造及其自動化、熱能與動力工程、自動化三個專業(yè)的學(xué)生為主，按照自愿報名，擇優(yōu)錄取的方式成立了“太陽能利用卓越人才培養(yǎng)試點班”，充分利用學(xué)校、企業(yè)的資源和優(yōu)勢，為培養(yǎng)太陽能行業(yè)創(chuàng)新人才做出了積極的探索。
1、建立機構(gòu)，健全制度，保證校企合作順利實施
為了更好的實現(xiàn)人才培養(yǎng)與企業(yè)需求的對接，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，保證“太陽能利用卓越人才培養(yǎng)試點班”的成功辦學(xué)，學(xué)校成立了“太陽能利用卓越人才培養(yǎng)指導(dǎo)委員會”，院長任主任，分管教學(xué)副院長和皇明太陽能集團董事長分別任副主任?！疤柲芾米吭饺瞬排囵B(yǎng)指導(dǎo)委員會”全程參與“試點班”的培養(yǎng)目標(biāo)確定、教學(xué)計劃制定、教學(xué)過程的管理、實習(xí)實訓(xùn)建設(shè)、師資培養(yǎng)等方面指導(dǎo)工作。同時，學(xué)校先后出臺了《德州學(xué)院實踐教學(xué)管理辦法》、《德州學(xué)院企校共建管理辦法》和《德州學(xué)院實踐教學(xué)基地管理辦法》等文件，組織機構(gòu)的設(shè)立和一系列政策的出臺為“試點班”的順利辦學(xué)提供了強有力的制度和機制保障[4] 。
2、全力合作，制定實施“5+1+2”人才培養(yǎng)方案
為培養(yǎng)“下得去，用得上，留得住”的高素質(zhì)太陽能行業(yè)卓越人才，德州學(xué)院與皇明太陽能集團按照“厚基礎(chǔ)、強能力、高素質(zhì)”的人才培養(yǎng)總體要求、促進產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基本規(guī)律，確定了“5+1+2”的人才培養(yǎng)模式，也就是“試點班”學(xué)生在入學(xué)后的前5個學(xué)期，完全按照所學(xué)專業(yè)進行基礎(chǔ)知識和專業(yè)基礎(chǔ)理論知識學(xué)習(xí)。在第三學(xué)年的第二個學(xué)期開始，有一個學(xué)期是按照皇明太陽能集團的人才培養(yǎng)需要，學(xué)習(xí)太陽能熱利用等專業(yè)理論知識。在第四學(xué)年，“試點班”成員直接進行企業(yè)進行頂崗實習(xí)，由集團根據(jù)企業(yè)實際，將他們分別安排到研發(fā)、銷售、管理、技術(shù)等部門工作，并在企業(yè)高級工程師和學(xué)校教師的共同指導(dǎo)下開展畢業(yè)設(shè)計工作。
從人才培養(yǎng)方案的制定，到學(xué)生日常管理的每個環(huán)節(jié)，都是由學(xué)院和皇明太陽能集團共同進行商討確定。在課程體系的建立過程中，雙方就各門課程的設(shè)置、教學(xué)大綱的制定、實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的具體實施等都要認(rèn)真的研討，達成一致。對于太陽能熱利用等專業(yè)課程的教學(xué)、學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)和考核評估，全部由皇明集團的研發(fā)、管理、技術(shù)等部門的高級工程師和學(xué)院的專業(yè)老師共同承擔(dān)。對于學(xué)生的日常管理工作和第二課堂活動，雙方都要各自安排專門的老師和企業(yè)管理人員具體負(fù)責(zé)。積極探索出了一條校企雙方共同制定專業(yè)人才培養(yǎng)方案，共同承擔(dān)教學(xué)任務(wù)，共同參與教育教學(xué)管理，共同監(jiān)控教育教學(xué)質(zhì)量的校企合作培養(yǎng)太陽能行業(yè)卓越人才之路。
3、精心設(shè)置課程體系，體現(xiàn)人才培養(yǎng)特色
由于“試點班”學(xué)生主要是由相關(guān)近似專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化、熱能與動力工程、自動化三個專業(yè)中根據(jù)意向擇優(yōu)組建的，在前五個學(xué)期，基礎(chǔ)課和大部分專業(yè)基礎(chǔ)課程已經(jīng)完成，因此，從第六個學(xué)期開始以后的課程設(shè)置按照企業(yè)培養(yǎng)需求，以實用理論知識和實踐實習(xí)為主，確定了太陽能行業(yè)和企業(yè)需要的專業(yè)技能、職業(yè)素養(yǎng)教育和實踐實習(xí)三個模塊。專業(yè)技能模塊主要包括新能源技術(shù)、太陽能熱利用技術(shù)、熱水器系統(tǒng)設(shè)計與構(gòu)造、真空管制造與工藝、太陽能熱利用與建筑結(jié)合、太陽能熱利用系統(tǒng)測試及標(biāo)準(zhǔn)、太陽能工程產(chǎn)品與系統(tǒng)設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計過程控制、光伏系統(tǒng)概論等理論及應(yīng)用知識，這部分課程全部由皇明太陽能集團的高級工程師負(fù)責(zé)講授。職業(yè)素養(yǎng)教育模塊在學(xué)生頂崗實習(xí)過程中進行，主要包括企業(yè)管理、質(zhì)量管理和企業(yè)文化等課程，這個模塊的教學(xué)，由企業(yè)管理人員從工程案例進行分析講解，培養(yǎng)了學(xué)生強烈的企業(yè)文化認(rèn)同感。實踐實習(xí)模塊包括頂崗實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)，全部在企業(yè)完成。
豐富的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，較強的動手能力和創(chuàng)新能力的訓(xùn)練和培養(yǎng)，對企業(yè)文化的認(rèn)同感，體現(xiàn)了太陽能行業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色。
三、校企合作培養(yǎng)太陽能行業(yè)卓越人才的幾點體會
1、優(yōu)勢互補，實現(xiàn)了學(xué)生到企業(yè)員工的“零過渡”
通過“太陽能利用卓越人才培養(yǎng)試點班”的運行，學(xué)校利用專業(yè)優(yōu)勢，在教學(xué)設(shè)施、實驗設(shè)備、圖書資料、職工培訓(xùn)等方面為集團提供服務(wù)。學(xué)校在皇明集團建立了實習(xí)實訓(xùn)教育基地，集團利用產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢為學(xué)校提供實習(xí)崗位、場所、設(shè)備和資金資助。學(xué)校把實踐教學(xué)搬進企業(yè)，利用企業(yè)工作現(xiàn)場的職業(yè)環(huán)境和最新的生產(chǎn)技術(shù)，在工作崗位上對學(xué)生進行實際訓(xùn)練，使學(xué)生熟悉了現(xiàn)代化生產(chǎn)工藝，學(xué)會了運用先進的技術(shù)和設(shè)備，積累了實際操作經(jīng)驗，學(xué)生一畢業(yè)就能上崗工作，大大縮短了上崗適應(yīng)期，形成了“第一線、應(yīng)用性、高素質(zhì)、技能型、零距離”的實踐教學(xué)特色，實現(xiàn)了從學(xué)校學(xué)生與企業(yè)員工“零過渡”和“無縫對接”為皇明太陽能集團培養(yǎng)了一批符合“企業(yè)好用”標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)秀員工。迄今為止，德州學(xué)院已經(jīng)培養(yǎng)了四批學(xué)生，其中畢業(yè)的兩屆學(xué)生，共計成員77人，都分布在皇明集團的研發(fā)、銷售、管理、技術(shù)等各個重要崗位，在太陽能利用領(lǐng)域從事產(chǎn)品的生產(chǎn)、營銷和服務(wù)或工程項目的施工、運行和維護等工作。
2、合作深化，實現(xiàn)了校企互惠雙贏
為了使“試點班”的學(xué)生培養(yǎng)和專業(yè)建設(shè)具有可持續(xù)發(fā)展動力，專業(yè)教師能更好的了解企業(yè)的新工藝、新技術(shù)、新方法及企業(yè)文化，學(xué)校組織教師進入企業(yè)進行實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的培訓(xùn)：一是參與企業(yè)的生產(chǎn)，掌握新設(shè)備、新工藝、新技術(shù)，及時更新教學(xué)內(nèi)容，同時通過積累實踐經(jīng)驗，提高“雙師型”教師的培養(yǎng)水平和促進教師的專業(yè)化成長。二是進行市場調(diào)研，了解市場人才需求情況，為人才培養(yǎng)模式改革提供決策依據(jù)，使人才培養(yǎng)更具針對性。三是承擔(dān)研究項目，進行產(chǎn)品研發(fā)。在聯(lián)合培養(yǎng)人才的基礎(chǔ)上，德州學(xué)院與皇明太陽能集團合作成立了“可再生能源研發(fā)中心”，聯(lián)合申報各級縱向和橫向課題，其研究成果已取得了良好的市場經(jīng)濟效益。
“試點班”的成功開設(shè)，為皇明太陽能集團提供了堅實的人才后備力量，也為學(xué)校和企業(yè)單位提供了人才培養(yǎng)的借鑒模板，目前，德州學(xué)院已經(jīng)先后與東營光伏太陽能有限公司、景津壓濾機集團等多家企業(yè)合作成立“試點班”，通過制定詳細(xì)的合作培養(yǎng)計劃，不僅使這些學(xué)生在上學(xué)期間，就接觸到企業(yè)真實的職業(yè)環(huán)境和最新的生產(chǎn)技術(shù)，經(jīng)過實際訓(xùn)練，學(xué)生一畢業(yè)就能上崗工作，而且，企業(yè)還在學(xué)校設(shè)立了專門的獎、助學(xué)金，為某些家庭經(jīng)濟困難的學(xué)生帶來了實惠，達到了學(xué)校、企業(yè)、學(xué)生三方受益，提升了學(xué)校的綜合辦學(xué)實力。
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[關(guān)鍵詞]：機械工程 自動化 智能化 虛擬化 集成化
引言
在機械制造業(yè)的發(fā)展過程中，不可避免需要自動化技術(shù)作為保障，科學(xué)技術(shù)的不斷向前發(fā)展可以極大地推動機械工程的進步，目前，我們強調(diào)將機械工程與自動化技術(shù)相結(jié)合，就是為了能夠進一步促進我國機械制造業(yè)的發(fā)展，而且也有利于實現(xiàn)對機械工程及自動化的創(chuàng)新實踐開發(fā)，創(chuàng)新是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力，同樣也能夠作用于我國的工業(yè)化發(fā)展，因此，想要實現(xiàn)機械工程及自動化技術(shù)的發(fā)展，我們就必須要進行創(chuàng)新實踐改革。
一、機械工程及自動化創(chuàng)新實踐開發(fā)的重要性分析
1、有利于促進對創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)
在機械工程及自動化的創(chuàng)新實踐開發(fā)過程中，具有創(chuàng)新精神與創(chuàng)新能力的高素質(zhì)人才是活動實施不可缺少的重要內(nèi)容，只有具備了專業(yè)知識技能的人才才會促進機械工程及自動化的創(chuàng)新發(fā)展。那么，在對其進行創(chuàng)新實踐開發(fā)的過程中就必然會需要大量的高素質(zhì)人才，從而有關(guān)部門會加強對這些人才的相關(guān)知識水平進行培訓(xùn)，同時，在當(dāng)今逐漸知識化了的時代下，我們更離不開對知識的學(xué)習(xí)。因此，對機械工程及自動化的創(chuàng)新實踐開發(fā)可以極大程度上促進對創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，而且，也能夠使這些人才在實踐的過程中鍛煉自己應(yīng)用知識的能力，從而使得自己不斷進步，并服務(wù)于機械工程及自動化的創(chuàng)新實踐開發(fā)活動。
2、有利于提高我國機械制造業(yè)的競爭力，為其帶來良好的經(jīng)濟效益
隨著經(jīng)濟全球化的不斷發(fā)展，我國的市場也在不斷面向國際化，這就需要我國在將機械工程與自動化技術(shù)結(jié)合在一起的前提上來追求較高的國際市場競爭力。首先，機械工程的發(fā)展也就是為了創(chuàng)造產(chǎn)品，產(chǎn)品的創(chuàng)造自然也就離不開對科學(xué)技術(shù)的使用，通過將機械工程與自動化技術(shù)相結(jié)合可以利用先進的科學(xué)技術(shù)知識創(chuàng)造人們所需求的高質(zhì)量產(chǎn)品。對于機械制造業(yè)這個企業(yè)來講，在將機械工程與自動化技術(shù)結(jié)合在一起的過程中、在追求機械工程及自動化的創(chuàng)新實踐開發(fā)的過程中，不僅有利于企業(yè)在國內(nèi)與國際市場上具有較高的市場競爭力，而且能夠直接為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益，促進企業(yè)自身的進步。
二、對機械工程及自動化的理解
機械工程及自動化就是將自動化的先進技術(shù)應(yīng)用到機械制造業(yè)當(dāng)中，通過自動化技術(shù)的應(yīng)用來加快對材料的加工、生產(chǎn)，也提高機械制造業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量。在18世紀(jì)之前的機械制造業(yè)發(fā)展過程中，人們一般都是自己在摸索中進行生產(chǎn)，很少運用到先進的技術(shù)作為指導(dǎo)，從瓦特蒸汽機的發(fā)明到后來一系列機械的出現(xiàn)，人們才開始運用科學(xué)技術(shù)來指導(dǎo)機械工程的發(fā)展。一些需要使用到機械設(shè)備與工具、需要用到材料的生產(chǎn)項目都需要應(yīng)用機械工程及自動化技術(shù)，例如，在將電能、熱能、潮汐能、風(fēng)能、原子能等能量轉(zhuǎn)化為機械使用的動力能量的過程中要用到自動化的技術(shù)；在運用機械工程及自動化的過程中，我們強調(diào)對其進行創(chuàng)新開發(fā)，這是因為在創(chuàng)新的發(fā)展當(dāng)中有利于對先進技術(shù)的更新使用，在創(chuàng)新的指導(dǎo)下有利于企業(yè)改變以往傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式，在提高產(chǎn)品的勞動生產(chǎn)效率的前提上將會促進機械工程及自動化技術(shù)的不斷發(fā)展。由于我國機械制造業(yè)的發(fā)展速度較慢，自動化技術(shù)水平也不高，因此，我們就要在以創(chuàng)新理念為指導(dǎo)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對機械工程及自動化的創(chuàng)新開發(fā)。
三、機械工程及自動化創(chuàng)新實踐開發(fā)的實現(xiàn)
目前我國機械工程及自動化在發(fā)展的過程中已在逐漸實現(xiàn)對其的創(chuàng)新實踐發(fā)展，對機械工程及自動化的應(yīng)用也在促進企業(yè)自身發(fā)展的前提下為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益。在對機械工程及自動化創(chuàng)新實踐開發(fā)的過程中有一些具體的應(yīng)用，在創(chuàng)新思想的指導(dǎo)下，這些應(yīng)用將直接促進機械制造業(yè)的發(fā)展、促進自動化技術(shù)的不斷進步。
1、機械工程的智能化應(yīng)用
通過將機械制造的先進技術(shù)與人工智能結(jié)合在一起，同時將人工智能很好地融合到機械制造的過程當(dāng)中，以此運用智能化的生產(chǎn)來代替人工操作，這是對機械制造的智能化創(chuàng)新開發(fā)。在實現(xiàn)智能化的過程中，一些操作的系統(tǒng)將通過智能活動實現(xiàn)自動工作，并對一些突發(fā)問題進行及時的解決處理，這不僅可以節(jié)省大量的勞動力，而且智能化的操作下有利于提高機械產(chǎn)品的合格率，減少次品情況的出現(xiàn)，以此將提高企業(yè)自身的經(jīng)濟效益。
2、機械工程的柔性化應(yīng)用
在機械工程及自動化的創(chuàng)新實踐開發(fā)過程中，對柔性自動化系統(tǒng)的應(yīng)用將在保證生產(chǎn)柔性的前提下完善自動化系統(tǒng)，從而在運用計算機技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)揮其管理作用。柔性化的應(yīng)用在機械工程領(lǐng)域具有較強的適應(yīng)能力，這一創(chuàng)新發(fā)展會在健全自動化系統(tǒng)的基礎(chǔ)上使得先進的科學(xué)技術(shù)能夠進一步滿足市場經(jīng)濟對產(chǎn)品的需求、滿足人們?nèi)粘９ぷ?、生活對機械制造業(yè)的使用。
3、機械工程的虛擬化應(yīng)用
虛擬化技術(shù)是運用信息技術(shù)與計算機仿真技術(shù)來實現(xiàn)對機械制造過程的模仿，在運用虛擬化的制造技術(shù)時，需要使用到機械制造先進技術(shù)、人工智能、多媒體、信息技術(shù)、計算機圖形學(xué)等高科技，同時要以虛擬仿真技術(shù)為前提，以此構(gòu)建多科技的綜合技術(shù)系統(tǒng)來實現(xiàn)機械工程的虛擬化。在對機械工程的制造過程進行模仿的時候?qū)⒂欣诮鉀Q制造當(dāng)中存在的問題，還能夠在一定程度上縮短企業(yè)的制造工期，從而降低企業(yè)的成本、增強企業(yè)產(chǎn)品的競爭力。
4、機械工程的集成化應(yīng)用
集成化應(yīng)用也就是通過對先進的信息技術(shù)的使用來改進企業(yè)整體的制造水平。在集成化的發(fā)展當(dāng)中將以工程理論為指導(dǎo)，通過對過程實施重組的手段來強化對自動化技術(shù)的應(yīng)用，在將企業(yè)的生產(chǎn)要素以及經(jīng)營活動集合成有機整體的過程中也可以使得制造企業(yè)在產(chǎn)品質(zhì)量、實踐開發(fā)、服務(wù)態(tài)度、生產(chǎn)成本、自動化技術(shù)的應(yīng)用等方面取得良好的效果。
結(jié)束語
本文主要分析了實現(xiàn)機械工程及自動化創(chuàng)新開發(fā)的重要性，對機械工程及自動化的相關(guān)問題進行了說明，并且重點探討了機械工程及自動化創(chuàng)新實踐開發(fā)的應(yīng)用，通過對以上內(nèi)容進行分析可以看出，在我國制造業(yè)的發(fā)展過程中，需要創(chuàng)新手段來不斷增強企業(yè)自身的競爭力，在創(chuàng)新思想的指導(dǎo)下，通過對高素質(zhì)人才的培養(yǎng)也將作用于我國機械工程與自動化技術(shù)的進一步結(jié)合，在機械工程中運用好創(chuàng)新性的自動化技術(shù)將極大地提高機械工程的生產(chǎn)效率，從而影響著整個機械制造業(yè)的發(fā)展水平、影響著國民經(jīng)濟的進步，因此我們應(yīng)加強對機械工程及自動化的創(chuàng)新開發(fā)，以此來促進我國制造領(lǐng)域的發(fā)展進步。
[關(guān)鍵詞]超聲波焊接；光學(xué)防抖；激光焊接；手機模塊
中圖分類號：TG4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）02-0000-01
Ultrasonic plastic welding applications in optical anti shake system
Li Chang Yi
（Dongguan Nancheng Xinkecidian Products Co Ltd Guangdong Dongguan Nancheng District Hongyuan Industrial Zone Xinkecidian products factory 523087）
[Abstract]Ultrasonic welding is now used in industry more and more widely，this paper introduces the principle of ultrasonic welding，and combined with concrete examples，study the application of ultrasonic welding system in optical anti shake.
[Key words]Ultrasonic welding；Optical anti shake； Laser welding，phone module
1 前言
超聲波焊接是一種快捷，干凈，有效的裝配工藝，用來裝配處理熱塑性塑料配件的方法。目前超聲波焊接被運用在塑膠制品與之間的粘結(jié)，塑膠制品與金屬配件的粘結(jié)及其它非塑膠材料之間的粘結(jié)。它已經(jīng)取代了溶劑粘膠機械堅固及其它的粘接工藝，例如用502膠水，成為一種先進的裝配技術(shù)。超聲波熔接不但有連接裝配功能，而且具有防潮、防水的密封效果。超聲波焊接的優(yōu)點：1.超聲波熔接不會產(chǎn)生如化學(xué)藥劑之毒性，屬于安全的熔接加工，符合節(jié)能環(huán)保；2.無需裝備散煙散熱的通風(fēng)裝置 3.不消耗大量熱源，成本低，效率高 4.容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)5.無須添加任何粘劑，操作簡單快捷，焊接速度快，焊接強度高，粘接牢固6.焊點美觀，產(chǎn)品表面無傷痕，可實現(xiàn)無縫焊接，焊接效果好，防潮防水，氣密性好。
2. 超聲波焊接的原理
2.1 超聲波焊接裝置
超聲波是與頻率（聲音的振動）有關(guān)，是超出人的聽覺以外的，高頻振動，是超出人類聽覺范圍（20HZ-20000HZ）的音波。超聲波焊接裝置是通過一個電晶體功能設(shè)備將當(dāng)前50/60Hz的電頻轉(zhuǎn)變成20KHz或40KHz的電能高頻電能，供應(yīng)給轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器將電能轉(zhuǎn)換成用于超聲波的機械振動能，調(diào)壓裝置負(fù)責(zé)傳輸轉(zhuǎn)變后的機械能至超聲波熔接機的焊頭。焊頭是將機械振動能直接傳輸至需壓合產(chǎn)品的一種聲學(xué)裝置。振動通過焊接工作件把振動頻率傳給塑膠組件，通過20000次/秒的高頻振動，高速熱磨擦產(chǎn)生熱能使塑膠和金屬熔融而結(jié)合， 振動會在熔融狀態(tài)物質(zhì)到達其介面時停止，短暫保持壓力可以使熔化物在粘合面固化時產(chǎn)生個強分子鍵，整個周期通常是不到一秒鐘便完成，但是其焊接強度卻接近是一塊連著的材料。
從超聲波的工作原理我們可以知道，超聲波的實際功率并不大，工作時間短，通常范圍（0.05-1）秒，所以產(chǎn)生的熱量有限，所以一般只適用于一些熔點較低（400℃ 以下）的材料，主要以熱塑性的聚合物即塑料為主。超聲波焊接材料的改性會影響超聲波焊接質(zhì)量，纖維等填料的加入能夠提高高分子材料的硬度，有利于超聲波的傳遞，在適宜的工藝條件下填料加入可以提高超聲波焊接接頭強度。
2.2 影響超聲波熔接的能量的因素
影響超聲波熔接的能量的因素如下：
* 1.氣壓 我們可以通過調(diào)壓閥來調(diào)整，一般來說氣壓越大，能量越大；
* 2.下降速度 超聲波熔接機上有相應(yīng)的旋鈕，一般來說，下降速度越大，能量越大
* 3.頻率 超聲波熔接機器都有固定的頻率，頻率越大，能量越大；
* 4.振幅 振幅的變化因素比較多，就一般來說，振幅的調(diào)整可以通過調(diào)幅器和焊頭的設(shè)計來達到；
* 5.時間 我們可以調(diào)整焊接機的焊接時間，時間越長，焊接的能量越大；
* 6.保壓時間 保壓時間是在塑料熔化之后的保持氣壓的時間，時間越長，形成的焊點越穩(wěn)定，變形越小；
2.3 焊接過程
如下圖1所示，振動能量從焊頭傳遞到工件，工件之間的摩擦產(chǎn)生的熱量將工件熔接面熔化，從而焊接成一體。
2.4 焊接原理
超聲波從焊頭放出，超聲波從焊頭傳送塑膠件，超聲波傳送到熔接面，分子之間因摩擦生熱，熔接塑膠件。
2.5 焊接頭的原理
焊接頭其實是一件半波長的金屬，使其傳遞超聲波時，產(chǎn)生共振，將振動能量傳遞到工件上。焊接頭的材料：鈦合金，鋁合金，合金鋼。
2.6 超聲波焊接機的工作原理圖
電源主要作用是將工頻50HZ的電源利用電子線路轉(zhuǎn)化成高頻（例如20KHZ）的高壓電波。
換能器（TRANSDUCER）：電流經(jīng)過換能器，令換能器內(nèi)產(chǎn)生電磁振蕩，再經(jīng)過壓電陶瓷片，令壓電陶瓷片產(chǎn)生振動，振動經(jīng)過金屬頭，傳到調(diào)幅器。換能器主要作用是將電信號轉(zhuǎn)換成機械振動信號。
調(diào)幅器（Booster）主要作用是放大振幅并耦合負(fù)載，將換能器傳遞過來的振幅進行放大，達到加工塑料件所需能量振幅，相當(dāng)于加熱的溫度。
焊頭（HORN）：焊頭的作用是對于特定的塑料件制作，符合塑料件的形狀、加工范圍等要求。
3. 光學(xué)防抖
3.1 光學(xué)防抖原理
光學(xué)防抖是過鏡頭的浮動透鏡來糾正“光軸偏移”。其原理是通過鏡頭內(nèi)的陀螺儀偵測到微小的移動，然后將信號傳至微處理器，處理器立即計算需要補償?shù)奈灰屏?，然后通過補償鏡片組，根據(jù)鏡頭的抖動方向及位移量加以補償，從而有效地克服因相機的振動產(chǎn)生的影像模糊。
3.2 Module的結(jié)構(gòu)
現(xiàn)在在很多手機里面具備光學(xué)防抖功能，在防抖系統(tǒng)里面的Module結(jié)構(gòu)需要用到超聲波塑料焊接技術(shù)。
現(xiàn)在從超聲波焊接和激光焊接的效果對比，看哪一種焊接更適合塑料和金屬的焊接。
手機Module的結(jié)構(gòu)組成：
現(xiàn)在我們要求是把B-spring和Bottom焊接在一起。B-spring是0.05mm后的銅片，要通過Bottom上的PIN固定到Bottom上，示意圖如下：
激光焊接是利用激光束優(yōu)異的方向性和高功么密度等特點進行工作。通過光學(xué)系統(tǒng)將激光束聚焦在很小的區(qū)域內(nèi)，在極短的時間內(nèi)使被焊處形成一個能量高度集中的熱源區(qū)，從而使被焊物熔化并形成牢固的焊點和焊縫。激光焊接是將高強度的激光束輻射至金屬表面，通過激光與金屬的相互作用，金屬吸收激光轉(zhuǎn)化為熱能使金屬熔化后冷卻結(jié)晶形成焊接。
從上圖可以看出，效果不明顯，PIN已經(jīng)燒焦了，影響外觀和產(chǎn)品性能，因此激光焊接在這種焊接不可行。因此我們采用超聲波焊接。
我們從設(shè)計開始：
具體尺寸
Total Boss height=CMT+1.38X
Boss Dia=X
CMT==Spring=0.05MM
X=0.25mm
Finished Height=0.375X=0.375X0.25=0.09MM
Finished Diameter=2X=0.5MM
Total Boss Height= CMT+1.38X=0.40mm.
用超聲波焊接的效果很好，形狀達到要求，沒有變形，而且可以壓緊彈片。
4. 結(jié)束語：
通過對比超聲波焊接和激光焊接的效果，得出超聲波更適合應(yīng)用在塑膠和金屬的焊接，解決了彈片與塑膠件裝配的難題。
超聲波焊接是熔接熱塑性塑料制品的高科技技術(shù)，各種熱塑性膠件均可使用超熔接處理，而不需加溶劑，粘接劑或其它輔助品。其優(yōu)點是增加多倍生產(chǎn)率，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量及安全生產(chǎn)。超聲波焊接以其獨有的優(yōu)點，越來越受到焊接工業(yè)的喜愛。超聲波焊接可以應(yīng)用于塑料和金屬的焊接，尤其是現(xiàn)在的塑料制品，大多采用超聲波焊接，可以省去螺釘結(jié)構(gòu)，讓外觀很完美，而且還有防水防塵的功能。隨著超聲波焊接研究的逐步深入，相信在不久的將來，將得到更充分的應(yīng)用.
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