發(fā)布時(shí)間:2023-06-29 16:31:57
序言:寫作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的機(jī)械工程分析樣本,期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā),請(qǐng)盡情閱讀。

隨著我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)水平的快速提高,自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用與機(jī)械工程的各個(gè)領(lǐng)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(guó)的機(jī)械制造工業(yè)在不斷的發(fā)展過(guò)程中雖然嘗試著使用先進(jìn)的自動(dòng)化技術(shù),但是機(jī)械自動(dòng)化水平還處于初級(jí)階段。因此,為了使自動(dòng)化技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域得到更科學(xué)的應(yīng)用,加強(qiáng)自動(dòng)化技術(shù)的研究成為重中之重。
二、自動(dòng)化技術(shù)出現(xiàn)的歷史背景
機(jī)械制冷加工生產(chǎn)中,于二十世紀(jì)的八十年代開(kāi)始出現(xiàn)最早的機(jī)械自動(dòng)化,該技術(shù)的使用對(duì)冷加工中大批量的生產(chǎn)過(guò)程起到至關(guān)重要的作用。而在此后,為了適應(yīng)當(dāng)時(shí)市場(chǎng)的變化和需求,開(kāi)始對(duì)該技術(shù)進(jìn)行修改補(bǔ)充,以增強(qiáng)我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)對(duì)當(dāng)時(shí)高速靈活的市場(chǎng)的適應(yīng)能力,最突出的就是建立一種可變的自動(dòng)化式生產(chǎn)系統(tǒng),也就是通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)制造技術(shù)的高度柔性自動(dòng)化。這種可變的自動(dòng)生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)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(jī)器設(shè)備以及生產(chǎn)管理的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和信息的處理,并能進(jìn)行合理的分析判斷,然后自動(dòng)進(jìn)行預(yù)定的操作其中的某一過(guò)程,同時(shí),從制造某一零件能夠自動(dòng)轉(zhuǎn)換到制造其他的不同的零件。經(jīng)過(guò)實(shí)踐分析發(fā)現(xiàn),在這一時(shí)期定義的自動(dòng)化制造系統(tǒng)和現(xiàn)在大多數(shù)實(shí)際運(yùn)用中的企業(yè)存在很多不相融合的地方。現(xiàn)在,除了少數(shù)工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家中一些生產(chǎn)部門使用的機(jī)械自動(dòng)化水平較高外,其他的大多數(shù)國(guó)家機(jī)械自動(dòng)化的水平還處在操作的初級(jí)階段,我國(guó)也處在其中,因此,需要對(duì)該技術(shù)進(jìn)行不斷的研究探索,循序漸進(jìn),經(jīng)過(guò)不懈的努力和創(chuàng)造來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化最理想的高級(jí)階段。
三、自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程中應(yīng)用的重要意義
1.自動(dòng)化技術(shù)本身是一種高新技術(shù),融入到機(jī)械工程當(dāng)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(yùn)行效率。
2.在機(jī)械工程中,生產(chǎn)加工是重要的操作環(huán)節(jié),而自動(dòng)化技術(shù)主要就是給生產(chǎn)加工提供便捷,給企業(yè)帶來(lái)更多的經(jīng)濟(jì)效益。
3.增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。在機(jī)械工程中,應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)調(diào)控整個(gè)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(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用已經(jīng)取得了明顯的效果,隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步,其必然會(huì)普及到各行各業(yè)當(dāng)中。
四、自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程中的實(shí)際應(yīng)用效果
下面以SCADA系統(tǒng)和PLC控制系統(tǒng)為例,說(shuō)明自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程中的實(shí)際應(yīng)用效果。
1.SCADA系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)控的自動(dòng)化系統(tǒng),能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。在煤礦機(jī)械自動(dòng)控制系統(tǒng)中,主要通過(guò)以下方式產(chǎn)生實(shí)際的應(yīng)用效果:在電壓自動(dòng)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(wú)功的干擾排出,減少控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的誤動(dòng)。在運(yùn)行前,要注意將濾波時(shí)間、顯示方式、檢測(cè)周期等提前設(shè)置好。在電容器運(yùn)行期間,工作人員要主動(dòng)記錄投切變動(dòng)后電壓的變化,不能在運(yùn)行過(guò)后再記錄這些數(shù)據(jù)。由于電壓的無(wú)功補(bǔ)償量在運(yùn)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(guò)記錄可以為系統(tǒng)的控制提供更好的憑據(jù)。在使用設(shè)備時(shí),要注意不引起設(shè)備短路或者由于其他原因?qū)е略O(shè)備壽命減短,因此在使用電容器時(shí)要循環(huán)投切,而母線上的開(kāi)關(guān)要在電容器上統(tǒng)一投切。在設(shè)備的可控狀態(tài)下,要對(duì)其進(jìn)行檢修,以免出現(xiàn)問(wèn)題。通過(guò)這種方式,就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦電壓自動(dòng)控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。
2.PLC是機(jī)電一體化的重要組成部分。在安裝設(shè)備時(shí),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(shí)操作也十分方便。建立PLC控制系統(tǒng)所消耗的時(shí)間并不是很長(zhǎng),而且其操作界面上簡(jiǎn)單明了地給了用戶指示,這為使用者的操作帶來(lái)了很大方便。同時(shí),在PLC系統(tǒng)中每個(gè)模塊都安裝了故障檢測(cè)系統(tǒng),通過(guò)監(jiān)視器可以準(zhǔn)確地判斷故障的位置,當(dāng)其中某個(gè)模塊存在問(wèn)題時(shí),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(fù)正常,不影響系統(tǒng)的整體運(yùn)行。所以通過(guò)PLC技術(shù)能夠提高機(jī)械工程系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
在機(jī)械工程中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)可以使生產(chǎn)效率明顯得到提升。首先,在工程建設(shè)和生產(chǎn)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù),能夠提高建設(shè)和生產(chǎn)的安全可靠性,保證生產(chǎn)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。其次,在實(shí)際操作中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)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(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用能夠節(jié)約能源,減少原材料的浪費(fèi),對(duì)節(jié)能減排有著非常重要的作用,不僅可為環(huán)境保護(hù)做貢獻(xiàn),而且還能夠降低企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。所以自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)械工程的有機(jī)結(jié)合,在工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了巨大的作用。目前,我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化水平還處于初始階段,所以要不斷地加強(qiáng)對(duì)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的研究和創(chuàng)新
五、自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用前景
在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的新世紀(jì),我國(guó)機(jī)械制造技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)了以自動(dòng)化為主的新趨勢(shì),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(shù)的應(yīng)用為機(jī)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(guān)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、集成制造技術(shù)和輔助管理技術(shù)的優(yōu)化與個(gè)性,為機(jī)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(jī)械制造自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的主要方向,也是新世紀(jì)機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)進(jìn)行工作和生產(chǎn)的核心理念之一。在當(dāng)前工作中,隨著信息時(shí)代的到來(lái)與信息概念的普及,信息自動(dòng)化集成系統(tǒng)也越來(lái)越受到人們的關(guān)注與重視,逐漸成為一個(gè)有若干個(gè)相互關(guān)聯(lián)的子系統(tǒng)構(gòu)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(xiàng)目的分層設(shè)計(jì)為主,對(duì)于保證生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)品的可靠性有著極為關(guān)鍵的作用與意義。
2.智能化
智能化的發(fā)展與應(yīng)用是提高機(jī)械生產(chǎn)制造的關(guān)鍵,是提高機(jī)械生產(chǎn)力的核心手段。在目前的機(jī)械制造工作中,引入智能化已成為機(jī)械制造工作的核心重點(diǎn),在工作中我們可以將其理解機(jī)械制造工作中以智能化機(jī)械和機(jī)械工程專家共同構(gòu)成的一種綜合性機(jī)械制造理論和體系模式,也實(shí)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(yīng)用對(duì)于實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備和制造的綜合性要求至關(guān)重要。在智能化系統(tǒng)中“機(jī)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(guò)程中能夠進(jìn)行充分的人機(jī)交流互動(dòng)。在機(jī)械設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)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(yīng)性能。
關(guān)鍵字:機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù) 機(jī)械工程 綠色制造自動(dòng)化
1.引言:
隨著我國(guó)裝備制造業(yè)的與時(shí)俱進(jìn),機(jī)械加工制造工程也開(kāi)始蓬勃發(fā)展,應(yīng)用在機(jī)械工程中的自動(dòng)化技術(shù)也正在經(jīng)歷著蛻變,有以往的簡(jiǎn)單化向如今的集成化、智能化、復(fù)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(jī)械加工、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)效率上較以往有了翻天覆地的變化,如今的機(jī)械加工制造業(yè)可謂日新月異。當(dāng)自動(dòng)化技術(shù)有了長(zhǎng)足快速的發(fā)展后帶動(dòng)了機(jī)械工程產(chǎn)業(yè)翻天覆地的變化。接下來(lái)我們對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用做一簡(jiǎn)要地分析與闡述,并且對(duì)其未來(lái)大發(fā)展進(jìn)行相應(yīng)的探討。
2.機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)
作為全世界最大且發(fā)展最快的發(fā)展中國(guó)家,我國(guó)裝備制造業(yè)的全部技術(shù)都必須建立在這樣一個(gè)基本前提之下,即發(fā)展這樣一門產(chǎn)業(yè)是否與我國(guó)的基本國(guó)情相匹配,是否能夠?qū)⑽覈?guó)的經(jīng)濟(jì)迅速的帶動(dòng)起來(lái)、是否能夠加快促進(jìn)我國(guó)傳統(tǒng)工業(yè)的發(fā)展及轉(zhuǎn)型,并且不會(huì)造成無(wú)論是對(duì)人來(lái)本身還是對(duì)整個(gè)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的后遺癥,因此,針對(duì)上述問(wèn)題,我們必須對(duì)我國(guó)裝備制造業(yè)的基本情況有一個(gè)明確地認(rèn)識(shí),即現(xiàn)階段我國(guó)裝備制造業(yè)所面臨的基本國(guó)情是,我國(guó)是要通過(guò)不斷的對(duì)國(guó)外的柔性制造系統(tǒng)中的優(yōu)良成果進(jìn)行快速的消化吸收來(lái)完成對(duì)本國(guó)裝備制造工業(yè)發(fā)展的成熟壯大,這是我國(guó)裝備制造業(yè)所面臨的一個(gè)最基本的事實(shí),同時(shí)也是最關(guān)鍵的,而針對(duì)此種情況我們提出的解決方法就是,以國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)為依托,結(jié)合當(dāng)前我國(guó)裝備制造業(yè)的實(shí)際情況,通過(guò)引進(jìn)、學(xué)習(xí)、消化、仿制、研制、改進(jìn)、開(kāi)發(fā)以及推廣出適合我國(guó)裝備制造業(yè)發(fā)展的現(xiàn)代機(jī)械加工自動(dòng)化制造技術(shù)。
3.自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用
3.1.柔性自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用
柔性自動(dòng)化技術(shù)是伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)生而出現(xiàn)的,所謂柔性自動(dòng)化技術(shù),其功能已不僅僅是能夠自動(dòng)進(jìn)行技術(shù)性的操作的一項(xiàng)傳統(tǒng)意義上的自動(dòng)制造技術(shù),而是以最終機(jī)械加工要求為引導(dǎo)對(duì)機(jī)械零部件進(jìn)行自動(dòng)化加工的技術(shù)。將這種自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械部件的加工制造上面,不僅能夠節(jié)約成本減少勞動(dòng)力的輸出,而且對(duì)于機(jī)械加工的生產(chǎn)效率而言更是起到了巨大的推動(dòng)作用,進(jìn)而促進(jìn)整個(gè)裝備制造業(yè)的發(fā)展。就當(dāng)下來(lái)看,柔性自動(dòng)化生產(chǎn)加工技術(shù)機(jī)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(dòng)化技術(shù)是以數(shù)字控制技術(shù)為核心,以高端的計(jì)算機(jī)設(shè)備為依托、借助于先進(jìn)的信息處理科技手段最終將這些技術(shù)運(yùn)用到機(jī)械生產(chǎn)加工領(lǐng)域中對(duì)機(jī)械工業(yè)制造的發(fā)展注入強(qiáng)大的動(dòng)力。將柔性加工自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械加工制造工程中對(duì)于裝備制造業(yè)的發(fā)展來(lái)說(shuō)有著深遠(yuǎn)的意義。
3.2.集成自動(dòng)化技術(shù)簡(jiǎn)介
集成自動(dòng)化技術(shù)的基本含義就是對(duì)現(xiàn)有的信息技術(shù)加以改進(jìn)推廣,使整個(gè)機(jī)械制造過(guò)程更加具體化、高效化和易操作化的同時(shí),將整個(gè)與機(jī)械加工制造生產(chǎn)流程中有關(guān)的多種技術(shù)、相關(guān)的生產(chǎn)信息及其控制反饋信息進(jìn)行有效的集成,最終實(shí)現(xiàn)以擴(kuò)大機(jī)械生產(chǎn)、提高機(jī)械加工效率和零件加工精度為目標(biāo)的一種自動(dòng)化加工技術(shù)。鑒于以上優(yōu)勢(shì),目前集成自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)機(jī)械加工制造行業(yè)中已被廣泛認(rèn)可,并且在計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)技術(shù)日新月異不斷改進(jìn)和不斷的完善的條件下,集成自動(dòng)化技術(shù)對(duì)于諸如質(zhì)量系統(tǒng)工程、數(shù)據(jù)庫(kù)信息集成以及一些比較復(fù)雜的工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的涵蓋面越來(lái)越廣越來(lái)越深。就目前集成自動(dòng)化技術(shù)的市場(chǎng)發(fā)展來(lái)看,該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用所取得的成果是最為顯著也是最為直接的。
3.3.機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展.
因?yàn)闄C(jī)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(jì)效益;因此,就以整個(gè)裝備在造業(yè)的大前提而言,憑借自動(dòng)化技術(shù)而快速發(fā)展的機(jī)械加工制造工程的進(jìn)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(jī)械生產(chǎn)只注重于眼前所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益而非整個(gè)機(jī)械加工的整體質(zhì)量,那么機(jī)械工程中的自動(dòng)化技術(shù)就已經(jīng)不能夠滿足一個(gè)國(guó)家的國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)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(duì)于現(xiàn)代機(jī)械加工制造業(yè)而言,就應(yīng)該放慢自動(dòng)化發(fā)展的進(jìn)程,避免過(guò)于追求速度來(lái)追求經(jīng)濟(jì)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(guó)自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械加工制造工程中能夠更好的應(yīng)用為前提,各大企業(yè)應(yīng)該對(duì)原有的技術(shù)設(shè)施進(jìn)行不斷的改進(jìn)與完善,防止因?yàn)榧夹g(shù)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(wú)非是為了順應(yīng)先進(jìn)科技的發(fā)展來(lái)紛紛加快了產(chǎn)品的生產(chǎn)速度而對(duì)對(duì)人們賴以生存的環(huán)境造成嚴(yán)重破壞為前提的,如此本末倒置的行徑是萬(wàn)不可取的。
4.機(jī)械工程與自動(dòng)化技術(shù)的關(guān)系及其發(fā)展策略
4.1.應(yīng)用現(xiàn)狀我國(guó)有關(guān)自動(dòng)化在機(jī)械工程的應(yīng)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(jī)制模式方面大多數(shù)企業(yè)也是直接由外國(guó)引進(jìn),這種管理模式表現(xiàn)在理論性強(qiáng),人員專業(yè)素質(zhì)高,但實(shí)用性不高,因?yàn)闆](méi)有形成適合企業(yè)自身與中國(guó)國(guó)情的人才模式,使得其在本土不適用。從機(jī)械設(shè)計(jì)方面來(lái)說(shuō),現(xiàn)階段大多設(shè)計(jì)部分都是照搬照抄,而且設(shè)計(jì)水平較為低下,且設(shè)計(jì)常常不能有效轉(zhuǎn)化為具體科技成果。從工藝技術(shù)水平方面來(lái)說(shuō),目前加工初級(jí)階段如精細(xì)加工等已經(jīng)得到較為廣泛的應(yīng)用,但是復(fù)合加工還有待加強(qiáng)。
我國(guó)自動(dòng)化在機(jī)械工程方面盡管已經(jīng)等到了廣泛應(yīng)用,但是仍然存在一些問(wèn)題:(1)缺乏實(shí)用型人才。最近一段應(yīng)用過(guò)程中,企業(yè)大多過(guò)分重視理論人才和研究的培養(yǎng),使得在實(shí)際工程應(yīng)用中,技術(shù)應(yīng)用程度低下。(2)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足。目前我國(guó)主要注重理論知識(shí)的培養(yǎng),而實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足,當(dāng)然在理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的培養(yǎng)中,應(yīng)不斷培養(yǎng)創(chuàng)新精神,這樣才能不斷在實(shí)際中提高機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)。
4.2.兩者之間的關(guān)系機(jī)械工程與自動(dòng)化技術(shù)中存在非常密切的關(guān)系,機(jī)械工業(yè)采用自動(dòng)化的生產(chǎn)方式,使得生產(chǎn)技術(shù)自動(dòng)化、機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品得到大力發(fā)展。零件的機(jī)械加工中引入數(shù)控、程控、自動(dòng)化的生產(chǎn)工藝及工程的思想全面引進(jìn)系統(tǒng)節(jié)省了人力物力及提高了經(jīng)濟(jì)效益。自動(dòng)化機(jī)械裝置的一體化及微型便利化進(jìn)程使得生產(chǎn)過(guò)程維護(hù)方便、可靠性高、設(shè)備的自鎖功能使得其無(wú)需工作人員的監(jiān)視和維護(hù)。機(jī)械工程自動(dòng)化過(guò)程中電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、各類自動(dòng)化裝置的應(yīng)用極大的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率,并且保障了機(jī)械工程質(zhì)量、降低消耗成本、資金的積累,促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。機(jī)械工程自動(dòng)化的引進(jìn)使人們不需花費(fèi)大量的精力在復(fù)雜、繁重的體力勞動(dòng)中,也可以一定程度的減輕腦力勞動(dòng)。所以,自動(dòng)化技術(shù)促進(jìn)了機(jī)械工業(yè)的發(fā)展,而機(jī)械工業(yè)也在一定程度上提供了自動(dòng)化迅速發(fā)展的平臺(tái)。
【關(guān)鍵詞】機(jī)械工程設(shè)計(jì);CAD技術(shù);應(yīng)用分析
CAD 技術(shù)是Computer Aided Design d 的簡(jiǎn)稱,也叫做計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù), 具體指的是在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,工程師將計(jì)算機(jī)作為設(shè)計(jì)的工具的計(jì)算機(jī)技術(shù)的總稱。各種設(shè)計(jì)技術(shù)、計(jì)算技術(shù)、設(shè)計(jì)工具乃至新材料、新工藝在機(jī)械設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用,使機(jī)械工程設(shè)計(jì)過(guò)程中單調(diào)機(jī)械的工作大幅度持續(xù)減少,設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造性思維得到前所未有的解放。與此同時(shí),傳統(tǒng)的理論體系、方法體系也受到強(qiáng)烈的沖擊。CAD 技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分,是計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程設(shè)計(jì)、機(jī)械制造等領(lǐng)域中最有影響的一項(xiàng)高新應(yīng)用技術(shù)。CAD技術(shù)作為現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的一種,為設(shè)計(jì)人員解開(kāi)了諸多束縛,創(chuàng)造了一個(gè)便利快捷的設(shè)計(jì)平臺(tái)。人們的思維得到了解放,設(shè)計(jì)工作的強(qiáng)度也降低了不少,這對(duì)于機(jī)械工程設(shè)計(jì)行業(yè)發(fā)展而言具有極其重要的意義。
1. CDA技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的主要優(yōu)勢(shì)
1.1促進(jìn)機(jī)械設(shè)計(jì)的數(shù)字化升級(jí)
隨著科技水平的不斷提高,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的系統(tǒng)也在不斷地進(jìn)行優(yōu)化升級(jí),由于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的數(shù)字化工程比較明顯,所以機(jī)械制造業(yè)的機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)裝置也慢慢地實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化的控制和設(shè)計(jì)。因此,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)促進(jìn)了機(jī)械設(shè)計(jì)的數(shù)字化發(fā)展。
1.2有利于縮短機(jī)械工程設(shè)計(jì)時(shí)間
機(jī)械設(shè)計(jì)是一個(gè)需要大量時(shí)間的工作,自從引用了CAD 技術(shù),機(jī)械設(shè)計(jì)周期就大大減少了。因?yàn)椋珻AD 三維機(jī)械設(shè)計(jì)有利于解決復(fù)雜的幾何造型問(wèn)題。它可以由簡(jiǎn)單幾何實(shí)體通過(guò)布爾運(yùn)算等功能組合出各種復(fù)雜的幾何實(shí)體,并能自動(dòng)生成相貫線和截交線,大大減輕了設(shè)計(jì)工作量,縮短機(jī)械設(shè)計(jì)周期近一半以上,大幅度地提高了設(shè)計(jì)和生產(chǎn)效率。在使用三維CAD 系統(tǒng)進(jìn)行新機(jī)械的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí),只需對(duì)其中部分零部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和制造,而大部分零部件的設(shè)計(jì)都將繼承以往的信息,使機(jī)械設(shè)計(jì)的效率提高了好幾倍。同時(shí),三維CAD系統(tǒng)具有高度變型設(shè)計(jì)能力,能夠通過(guò)快速重構(gòu),得到一種全新的機(jī)械產(chǎn)品。
1.3有利于確保機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量
在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中,計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)系統(tǒng)中通過(guò)一些軟件系統(tǒng), 使機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中的機(jī)械產(chǎn)品的參數(shù)實(shí)現(xiàn)了精確化和精準(zhǔn)化,除此之外,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)當(dāng)中的系統(tǒng)模型的體系都是計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行精確設(shè)計(jì)的,此外,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)融合了力學(xué)體系和結(jié)構(gòu)優(yōu)化系統(tǒng)等內(nèi)容,使設(shè)計(jì)出來(lái)的機(jī)械產(chǎn)品既具有精確的設(shè)計(jì),而且承受力的程度也能夠得到科學(xué)的保證,因此,利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng),機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量得到了保證。
2. CDA技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的具體體現(xiàn)
2.1計(jì)算機(jī)輔助繪圖
計(jì)算機(jī)輔助繪圖是CAD技術(shù)在機(jī)械工程設(shè)計(jì)中最早的應(yīng)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(zhǔn)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(kù)和繪圖命令,可以輕易畫出高質(zhì)量的工程圖。且打印出來(lái)的圖紙整潔清晰,易于保存。計(jì)算機(jī)輔助繪圖使得廣大繪圖人員可以不再需要長(zhǎng)時(shí)間伏案繪圖,減輕了繪圖工作的勞動(dòng)強(qiáng)度。同時(shí),充分利用CAD軟件中的圖形庫(kù)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(jī)械軟件
CA E 在機(jī)械工程設(shè)計(jì)當(dāng)中的軟件系統(tǒng)的實(shí)際功能主要包括:結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、工程數(shù)值分析、運(yùn)動(dòng)學(xué)/動(dòng)力學(xué)仿真、強(qiáng)度壽命預(yù)估與設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)等等。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,CA E系統(tǒng)軟件要在等CAD 技術(shù)解決完機(jī)械產(chǎn)品的造型問(wèn)題之后,方可進(jìn)行產(chǎn)品剛度、強(qiáng)度、材料、壽命、合理性、運(yùn)動(dòng)特性以及結(jié)構(gòu)等方面的動(dòng)態(tài)特性問(wèn)題和其他問(wèn)題的設(shè)計(jì)。
2.3應(yīng)用于機(jī)械工程設(shè)計(jì)建模
建模工作是機(jī)械設(shè)計(jì)工作當(dāng)中最關(guān)鍵的部分。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件當(dāng)中, 三維建模技術(shù)是使用最為廣泛的技術(shù),在三維模型當(dāng)中,線框模型、表面模型以及實(shí)體模型是三個(gè)使用特別廣泛的建模技術(shù)。三維設(shè)計(jì)的最主要的設(shè)計(jì)理念就是對(duì)建模設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)參數(shù)化和變量化的設(shè)計(jì),傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)當(dāng)中,很難實(shí)現(xiàn)對(duì)建模技術(shù)的三維化處理,然而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件通過(guò)一些最基本的技術(shù)體系的建設(shè), 實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)建模技術(shù)的三維模型處理。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)當(dāng)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(jī)械設(shè)計(jì)工程師按照設(shè)計(jì)的需要,通過(guò)將一些不同的體系進(jìn)行相應(yīng)的分解和組裝,來(lái)完成機(jī)械的模型設(shè)計(jì)工作。然而,在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中,如果遇到一些設(shè)計(jì)比較復(fù)雜的零件,就需要機(jī)械設(shè)計(jì)工程師先畫出零件的二維圖像, 在此基礎(chǔ)上,機(jī)械設(shè)計(jì)工程師再將這些二維圖像利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)軟件進(jìn)行三維的處理,最終構(gòu)建出零件的三維模型。借助于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)軟件,機(jī)械設(shè)計(jì)的工程師可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中參數(shù)的精確化和準(zhǔn)確化, 使設(shè)計(jì)出來(lái)的模型更接近于實(shí)際生活當(dāng)中的需求,從而最終將機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中的誤差降到最低。
2.4集成制造CAD/CAM模具
隨著CAD技術(shù)的不斷應(yīng)用和更新,機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備也從過(guò)去的普通機(jī)床逐步的向著數(shù)控機(jī)床進(jìn)行轉(zhuǎn)變,通過(guò)運(yùn)用CAD設(shè)計(jì)技術(shù),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(shù)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(dòng)態(tài)顯示等等。
結(jié) 語(yǔ)
中國(guó)制造業(yè)不斷發(fā)展強(qiáng)大,在未來(lái)的社會(huì)發(fā)展中,信息化、自動(dòng)化、智能化必將成為
社會(huì)各行各業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì),在機(jī)械工程設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)用CA D技術(shù)是非常必要的,也是順應(yīng)當(dāng)前整個(gè)社會(huì)大環(huán)境發(fā)展的要求。機(jī)械企業(yè)要大力引進(jìn)和推廣CA D技術(shù),積極地?cái)U(kuò)大它在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用范圍,促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的現(xiàn)代化、智能化發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
自動(dòng)化操控技術(shù)在汽車控制系統(tǒng)中的應(yīng)用需要很復(fù)雜的操作,首先計(jì)算機(jī)會(huì)發(fā)出一些命令,然后工作站對(duì)這些命令數(shù)據(jù)進(jìn)行分析識(shí)別,最后傳送到局域網(wǎng)中去,這樣就實(shí)現(xiàn)了信息的溝通和交流,能夠?qū)⒆詣?dòng)操控掌握在手中。
2自動(dòng)化技術(shù)在汽車控制系統(tǒng)中的模塊分配
盡管自動(dòng)化操控已經(jīng)成為了汽車控制系統(tǒng)將來(lái)的實(shí)用技術(shù),也得到了人們的認(rèn)可,但是現(xiàn)在的研發(fā)技術(shù)還有限,表現(xiàn)形式比較簡(jiǎn)單,沒(méi)有實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化操控。伴隨著科技的不斷發(fā)展,自動(dòng)化技術(shù)也會(huì)越來(lái)越成熟,在汽車操控中的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越完善,自動(dòng)化技術(shù)會(huì)讓汽車操控越來(lái)越智能化。
2.1傳感器系統(tǒng)模塊
汽車在行駛過(guò)程中需要進(jìn)行實(shí)時(shí)的狀態(tài)檢測(cè),這也是汽車操控系統(tǒng)自動(dòng)化大展身手的地方,這方面的應(yīng)用一定是自動(dòng)化操作的重點(diǎn)區(qū)域。再具體的操作系統(tǒng)中,傳感器可以在任何時(shí)間對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸,將汽車的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送到駕駛員需要的地方,能夠?qū)ζ嚨男旭偺峁┹^為有價(jià)值的信息,有利于行駛安全。
2.2中央控制系統(tǒng)的模塊
自動(dòng)化操控在汽車機(jī)械中的使用是通過(guò)中央控制系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行統(tǒng)一操作的,在不同的區(qū)域會(huì)利用不同的傳輸渠道來(lái)傳輸不通的信息,這樣會(huì)大大提高運(yùn)行效率。而且中央控制系統(tǒng)能夠應(yīng)對(duì)一些突如其來(lái)的情況,對(duì)突況預(yù)警,提供解決方案等等,能夠有效幫助駕駛員解決問(wèn)題。
3自動(dòng)化技術(shù)在汽車控制系統(tǒng)中的具體應(yīng)用
3.1自動(dòng)化技術(shù)在汽車控制系統(tǒng)中設(shè)計(jì)工作
對(duì)于汽車機(jī)械控制的自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì),是一項(xiàng)比較重要的項(xiàng)目,它的關(guān)鍵就是自動(dòng)化裝置的設(shè)計(jì)組合問(wèn)題。這些部分如果能夠處理好的話,對(duì)于汽車的機(jī)械控制是很重要的,這會(huì)讓自動(dòng)化進(jìn)入到一個(gè)新的階段,也會(huì)收到更好的效果。
3.2優(yōu)化配電的設(shè)計(jì)
對(duì)于電源的控制,要綜合考慮汽車的電容量以及安全程度,還要配合自動(dòng)化操控技術(shù)。這些設(shè)計(jì)都要符合汽車機(jī)械控制的標(biāo)準(zhǔn),在電量的各項(xiàng)指標(biāo)上都要達(dá)到設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn),但是還不能影響汽車的操控的安全和穩(wěn)定,整個(gè)汽車的電力供應(yīng)要穩(wěn)定可靠。電源輸送要根據(jù)不同的線路來(lái)進(jìn)行,不能超負(fù)荷供應(yīng),對(duì)于不同的符合要求采取不同的補(bǔ)償裝置。比如,對(duì)于電動(dòng)機(jī)這種消耗比較大的裝置要進(jìn)行動(dòng)態(tài)的補(bǔ)償設(shè)備,這樣才會(huì)更加可靠。對(duì)于電量的節(jié)約要做的更好,減少不必要的消耗,降低用電功率,以便電源能夠?yàn)槠囂釙r(shí)間的能源供應(yīng)。盡管電量供應(yīng)在傳輸?shù)倪^(guò)程中會(huì)有一些難以避免的電量損耗,比如導(dǎo)線本來(lái)就存在電阻,會(huì)增加電量的消耗,這個(gè)問(wèn)題我們可以盡量盡量縮短導(dǎo)線的長(zhǎng)度,采用更細(xì)的導(dǎo)線。還有很多類似的問(wèn)題需要解決,這就需要對(duì)汽車機(jī)械自動(dòng)化設(shè)置進(jìn)行全方位的考慮,盡可能的想到會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題。
3.3提高汽車控制系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率
【關(guān)鍵詞】機(jī)械工程;自動(dòng)化技術(shù);應(yīng)用分析
引言
我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,給生產(chǎn)水平帶來(lái)了更高的標(biāo)準(zhǔn),為滿足現(xiàn)代化發(fā)展的要求,縮短勞動(dòng)時(shí)間,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用更應(yīng)廣泛而有效。當(dāng)前我國(guó)機(jī)械工程中的自動(dòng)化技術(shù)存在模式單一、人才缺乏、效率低下等問(wèn)題,但集成自動(dòng)化、柔性自動(dòng)化和智能自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程的普遍應(yīng)用加之科技對(duì)其的不斷改善可逐漸消除以上問(wèn)題。
一、機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)存在的問(wèn)題
機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)際的運(yùn)用中存在一系列問(wèn)題,主要包括:缺乏技術(shù)型人才、自動(dòng)化技術(shù)落后、自動(dòng)化應(yīng)用范圍狹窄等問(wèn)題。因此總的來(lái)說(shuō),目前機(jī)械工程中的自動(dòng)化技術(shù)主要面臨著人才匱乏、專業(yè)技術(shù)落后等問(wèn)題,從而使得自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程的整體發(fā)展中沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的運(yùn)用價(jià)值。并且由于自動(dòng)化技術(shù)人才的整體水平較低,且缺乏對(duì)機(jī)械工程的正確認(rèn)識(shí)和了解,導(dǎo)致機(jī)械工程自動(dòng)化的運(yùn)用不僅面臨著技術(shù)挑戰(zhàn)和面臨著市場(chǎng)挑戰(zhàn)。此外由于缺乏創(chuàng)新意識(shí)和長(zhǎng)遠(yuǎn)見(jiàn)識(shí)且沒(méi)有將理論和實(shí)踐相結(jié)合,所以往往自動(dòng)化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用無(wú)法發(fā)揮實(shí)際價(jià)值。并且我國(guó)大多數(shù)機(jī)械工程單位缺乏自動(dòng)化技術(shù)的投資,從而嚴(yán)重制約了自動(dòng)化技術(shù)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。因此必須要結(jié)合試驗(yàn)和理論基礎(chǔ),不斷地的融入創(chuàng)新的理念,并與現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展要求和市場(chǎng)的發(fā)展節(jié)奏相結(jié)合,才能拓寬自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域,從而為自動(dòng)化技術(shù)更好地在機(jī)械工程中的運(yùn)用奠定基礎(chǔ)。
二、我國(guó)機(jī)械工程中自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀
機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)以發(fā)展速度作為標(biāo)準(zhǔn),可分為初級(jí)發(fā)展、中級(jí)發(fā)展和高級(jí)發(fā)展三個(gè)階段。我國(guó)作為發(fā)展中國(guó)家,于其他發(fā)展中國(guó)家而言,機(jī)械工程的自動(dòng)化技術(shù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他國(guó)家的自動(dòng)化水平,但相比較于自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展水平較高的發(fā)達(dá)國(guó)家,我國(guó)機(jī)械工程中自動(dòng)化技術(shù)仍處于底層,發(fā)展空間大,因此可判斷我國(guó)處在自動(dòng)化發(fā)展三個(gè)階段中的初級(jí)發(fā)展階段。其主要現(xiàn)狀表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1、生產(chǎn)粗放,模式單一
在機(jī)械工程中,由于自動(dòng)化技術(shù)尚未得到廣泛的應(yīng)用,使工程普遍存在生產(chǎn)粗放的問(wèn)題,大多企業(yè)追求短期經(jīng)濟(jì)效益的提高,忽視長(zhǎng)足的發(fā)展。隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)所帶來(lái)的資源配置和優(yōu)勝劣汰,競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈,忽視自動(dòng)化技術(shù),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(wèn)題,部分機(jī)械工程企業(yè)采取單一的生產(chǎn)模式,缺乏可進(jìn)行交替的生產(chǎn)方式,直接導(dǎo)致機(jī)械工程在運(yùn)行的過(guò)程中生產(chǎn)鏈容易出現(xiàn)斷裂的問(wèn)題,使機(jī)械制造的生產(chǎn)率過(guò)于低下。
2、缺乏人才,管理欠缺
人才是機(jī)械工程發(fā)展的關(guān)鍵,人才作為能力和素質(zhì)都較高的勞動(dòng)者,對(duì)于工程中自動(dòng)化技術(shù)的研究尤其重要。我國(guó)目前機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)的使用中普遍存在人才斷層現(xiàn)象,由于人才管理晉升機(jī)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而尚不能獨(dú)挑大梁,因此在人才接力上出現(xiàn)青黃不接的局面。直接導(dǎo)致自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展停滯,缺乏足夠的人才去研究技術(shù)自動(dòng)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(dòng)化技術(shù)的管理策略。部分管理者理論知識(shí)高于實(shí)踐能力,有的管理者具備實(shí)踐能力卻缺乏將其轉(zhuǎn)換為理論知識(shí)的能力,導(dǎo)致我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用無(wú)法與機(jī)械工程緊密結(jié)合。
3、工藝粗糙,效率低下
我國(guó)對(duì)機(jī)械工程中自動(dòng)化技術(shù)的投資相對(duì)較少,缺乏創(chuàng)新因素,專業(yè)技術(shù)較為落后。這使得機(jī)械工程中自動(dòng)化技術(shù)的工藝較為粗糙,缺乏精密的技術(shù)設(shè)計(jì),自動(dòng)化的運(yùn)用挑戰(zhàn)頗大。由于自動(dòng)化技術(shù)工藝粗糙,使得機(jī)械工程效率低下。原本短時(shí)間內(nèi)可完成的工程操作,由于技術(shù)原因,并不能在較短的時(shí)間內(nèi)順利結(jié)束,若工程需反復(fù)操作,則用時(shí)越長(zhǎng),效率越低。
三、我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用
1、機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在質(zhì)量檢測(cè)上的運(yùn)用
科技在不斷地進(jìn)步,社會(huì)在不斷地發(fā)展,人們對(duì)一些技術(shù)含量高的、新型的材料的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。在設(shè)備的機(jī)械化生產(chǎn)的同時(shí)對(duì)精密器件精密度的要求越來(lái)越高,并且需求也越來(lái)越多,過(guò)去依靠人工的檢測(cè)方法對(duì)高精度原件進(jìn)行檢測(cè)的方式已經(jīng)無(wú)法滿足人們的要求了,故只能采用新型的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)可以通過(guò)“高技術(shù)方式”檢測(cè)到人們無(wú)法用感官檢測(cè)出的器件的損傷,同時(shí)對(duì)其檢測(cè)原件的精密程度也達(dá)到了人們的要求。由此可見(jiàn),在元器件檢測(cè)上,機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的作用不只是提高效率,而是其精確度是無(wú)法被人所代替的,所以機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在元器件檢測(cè)上大大提高了檢測(cè)的“質(zhì)量”。
2、機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在工程施工上的運(yùn)用
機(jī)械自動(dòng)化在工程施工方面,特別是在對(duì)建筑材料的辨別、資源尋找等方面起到了重要作用。利用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù),對(duì)材料的“可用度”進(jìn)行識(shí)別。還可通過(guò)無(wú)線電波傳遞信息,實(shí)現(xiàn)無(wú)人焊接、無(wú)人探測(cè)等高難度技術(shù)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(fù)雜的環(huán)境條件中進(jìn)行,這就可以利用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)中的自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng),該系統(tǒng)具有識(shí)別位置的能力,使其嚴(yán)格地按照系統(tǒng)規(guī)定的線路移動(dòng),并且在脫離線路時(shí)可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)復(fù)位,自己獨(dú)立工作,不與其他設(shè)備發(fā)生碰撞,所以現(xiàn)在的施工現(xiàn)場(chǎng)往往是多種機(jī)械在同時(shí)工作。同時(shí)安裝了安全管理系統(tǒng)的機(jī)械還能夠識(shí)別沙土、石塊等不同材料,同時(shí)對(duì)作業(yè)對(duì)象有敏銳的感知,這主要是通過(guò)超聲波傳感技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。綜合來(lái)看,機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在工程中的應(yīng)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(jìn)行。
3、機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的運(yùn)用
機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用主要涉及到農(nóng)產(chǎn)品的儲(chǔ)存、加工和運(yùn)輸?shù)龋S著人們生活水平的提高,人們對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量的要求也越來(lái)越高,并且也越來(lái)越得到人們的重視,這就意味著必須靠機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)來(lái)滿足人們的需求。一方面,在耕作、灌溉、收割等方面機(jī)械裝置的自動(dòng)化或無(wú)人操作自動(dòng)控制的應(yīng)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(jī)械自動(dòng)化技術(shù)中的無(wú)人操作自動(dòng)控制可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人運(yùn)轉(zhuǎn),從而節(jié)約了成本和資源。另一方面,可以利用精準(zhǔn)的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行控制,比如利用GPS定位技術(shù)、數(shù)據(jù)控制技術(shù)等對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)做到精細(xì)控制,對(duì)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(jié)束語(yǔ)
總的說(shuō)來(lái),隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門中得到了廣泛應(yīng)用,它帶動(dòng)了科技的創(chuàng)新,促進(jìn)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,在現(xiàn)階段,機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展必須堅(jiān)持提高與普及相結(jié)合的方針,發(fā)展新技術(shù),了解機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀,把握其發(fā)展趨勢(shì),發(fā)展低成本、高效益的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù),堅(jiān)持走中國(guó)自己的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展道路,敢于創(chuàng)新,敢于運(yùn)用,只有這樣才能實(shí)現(xiàn)低成本、高效益的機(jī)械自動(dòng)化道路,爭(zhēng)取早日達(dá)到世界先進(jìn)水準(zhǔn)。
參考文獻(xiàn)
[1]李琰琰.機(jī)械工程中自動(dòng)化技術(shù)的運(yùn)用[J].硅谷,2014,(12):17-16.
[關(guān)鍵詞]機(jī)械工程 研究生 有限元分析 實(shí)踐能力 教學(xué)實(shí)踐
[中圖分類號(hào)] G643 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437(2015)08-0160-02
一、引言
機(jī)械工程研究生的培養(yǎng),是機(jī)械工程學(xué)科人才培養(yǎng)的主要方面,在國(guó)內(nèi)相關(guān)的科研院所、企業(yè)主要技術(shù)管理崗位,畢業(yè)研究生已經(jīng)成為主力軍。機(jī)械工程的碩士研究生除需要系統(tǒng)知識(shí)以外,更要求有一定的動(dòng)手實(shí)踐能力。根據(jù)文獻(xiàn)調(diào)查,目前機(jī)械工程研究生培養(yǎng)主要存在兩個(gè)問(wèn)題[1] [2] [3]:理論方法和虛擬仿真水平較高,動(dòng)手設(shè)計(jì)研發(fā)能力差;與工程實(shí)踐嚴(yán)重脫節(jié),不重視實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,在工作崗位上力不從心。為克服上述問(wèn)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(shí)踐方面的研究和經(jīng)歷,并借助一些要求動(dòng)手實(shí)踐能力強(qiáng)的課程進(jìn)行針對(duì)性的因材施教。有限元分析(FEA)是機(jī)械工程研究生的必修課,是進(jìn)行機(jī)械工程領(lǐng)域的機(jī)械系統(tǒng)的仿真、結(jié)構(gòu)和零件力學(xué)計(jì)算問(wèn)題分析、機(jī)械系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能分析、振動(dòng)分析以及加工過(guò)程仿真的必不可少的工具。因此提高機(jī)械工程研究生的有限元分析實(shí)踐能力是提高其動(dòng)手能力和解決實(shí)際問(wèn)題能力的重要方面之一。
二、機(jī)械工程有限元分析工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的現(xiàn)狀
從2000年以來(lái),有不少學(xué)者和高校進(jìn)行了許多非常有益的教學(xué)改革和嘗試,獲得了較好的成果,如清華大學(xué)[4]對(duì)有限元分析課程的內(nèi)容增加了先進(jìn)軟件的應(yīng)用與工程實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方法,收到了良好的效果。浙江大學(xué)專門為機(jī)械工程碩士開(kāi)放有限元學(xué)位課程。劉義[5]對(duì)有限元方法的教學(xué)提出增加通用軟件訓(xùn)練和程序編寫的內(nèi)容,并在教學(xué)方面進(jìn)行機(jī)械有限元工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)。雖然國(guó)內(nèi)各個(gè)高校[3] [4] [5] [6]開(kāi)始重視在機(jī)械工程領(lǐng)域開(kāi)展有限元分析方面的實(shí)踐訓(xùn)練和學(xué)習(xí),但是和國(guó)外著名高校(如MIT的工程師學(xué)位教育[2] [7])相比,對(duì)該方面的實(shí)踐訓(xùn)練和教學(xué)仍然需要加強(qiáng)和提高。南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院較早開(kāi)設(shè)此課程,不但有理論課程的學(xué)習(xí),同時(shí)增設(shè)了實(shí)踐環(huán)節(jié)。通過(guò)幾個(gè)學(xué)期的教學(xué),我院取得了教學(xué)改革的良好效果,在此和讀者分享。
三、對(duì)機(jī)械工程有限元分析實(shí)踐能力培養(yǎng)特點(diǎn)的認(rèn)識(shí)和理解
機(jī)械工程有限元分析課程與其他機(jī)械設(shè)計(jì)課程相似,都具有經(jīng)驗(yàn)性和工程性很強(qiáng)的特點(diǎn),一個(gè)不懂機(jī)械和力學(xué)的人,也可以建立很漂亮的模型,外人幾乎無(wú)法看出其破綻與問(wèn)題。但是這樣的模型不能解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題,有許多重要的經(jīng)驗(yàn)與方法需要在真實(shí)的結(jié)構(gòu)建模中才能領(lǐng)悟到。
機(jī)械工程有限元分析實(shí)踐能力培養(yǎng)特點(diǎn)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(xué)要求進(jìn)行處理。不同的位置形狀對(duì)網(wǎng)格形狀的要求也不同。特點(diǎn)之二是不同的力學(xué)行為和關(guān)注的失效形式對(duì)建模的要求也不同。比如靜力學(xué)問(wèn)題,要求網(wǎng)格很細(xì),而動(dòng)力學(xué)問(wèn)題則可以粗略。特點(diǎn)之三是邊界條件復(fù)雜繁多,最難處理。這就需要對(duì)力學(xué)問(wèn)題有深入全面的理解,并簡(jiǎn)化凝練,通過(guò)數(shù)學(xué)方法來(lái)描述復(fù)雜的邊界條件,學(xué)會(huì)使用不同的時(shí)域、頻域以及空間場(chǎng)等多種方式描述邊界條件。特點(diǎn)之四是計(jì)算仿真結(jié)果的解讀和評(píng)價(jià),需要結(jié)合實(shí)際工程問(wèn)題以及不同工況結(jié)果給出解讀和評(píng)價(jià)。特點(diǎn)之五是隨著計(jì)算機(jī)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(wèn)題的大型通用分析軟件(如NASTRAN,ANSYS),又有專用的針對(duì)某一類問(wèn)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(duì)象并能選用合適的軟件。
四、提高研究生有限元分析實(shí)踐應(yīng)用能力的教學(xué)實(shí)踐嘗試
近年來(lái),我校針對(duì)機(jī)械工程機(jī)械設(shè)計(jì)方向研究生在課程學(xué)習(xí)結(jié)束的基礎(chǔ)上開(kāi)設(shè)了有限元分析為主的實(shí)驗(yàn)課。該課程內(nèi)容精心設(shè)計(jì),有以下明顯的特點(diǎn):1.要求使用3D軟件[如creo(proE),UG,CATIA]對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行三維建模,可以進(jìn)行較為復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)建模。通過(guò)這樣的訓(xùn)練,使研究生在這樣的階段得到較深入的認(rèn)識(shí),對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)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(duì)較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行色彩、特性等的分組,很容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜模型的管理。3.對(duì)各樣的力學(xué)問(wèn)題,從靜力學(xué)、接觸問(wèn)題、動(dòng)力學(xué)模態(tài)和響應(yīng)計(jì)算以及非線性問(wèn)題都進(jìn)行從簡(jiǎn)到繁的訓(xùn)練。4.為了克服有限元仿真是虛擬的,經(jīng)常脫離工程實(shí)際結(jié)果,我們所使用的例子增加了解析解和實(shí)驗(yàn)測(cè)試的問(wèn)題,使得這樣的訓(xùn)練更真實(shí)。比如在靜力學(xué)方面我們安排了懸臂梁彎曲變形的例子,對(duì)典型齒輪齒根彎曲應(yīng)力進(jìn)行分析,以及對(duì)一對(duì)齒輪的接觸分析進(jìn)行計(jì)算,因?yàn)檫@些實(shí)例都有較準(zhǔn)確的解析結(jié)果或經(jīng)驗(yàn)公式。在動(dòng)力學(xué)方面安排了兩個(gè)典型例子,一個(gè)是螺栓連接框架結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析,另一個(gè)是典型航天輕型接觸結(jié)構(gòu)的自由模態(tài)分析和隨機(jī)振動(dòng)分析,這兩個(gè)例子都具有試驗(yàn)的測(cè)試結(jié)果。5.為增加對(duì)有限元分析結(jié)果的評(píng)價(jià)和認(rèn)識(shí),對(duì)一些例子嘗試使用量化的比較方法進(jìn)行更進(jìn)一步的練習(xí)。比如用螺栓連接框架結(jié)構(gòu)對(duì)計(jì)算與實(shí)驗(yàn)的模態(tài)振型置信度MAC指標(biāo)進(jìn)行量化的比較,這樣的評(píng)價(jià)更為客觀,使有限元分析能夠做到有的放矢,不至偏離太遠(yuǎn)。6.引入有限元模型修正的方法。有限元模型修正技術(shù)是為了提高仿真計(jì)算的精度,在結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域漸漸發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)二次改進(jìn)開(kāi)發(fā)的技術(shù),通過(guò)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(yīng)或時(shí)域響應(yīng)與實(shí)驗(yàn)的響應(yīng)更加吻合。我們使用較簡(jiǎn)單的框架結(jié)構(gòu),由于其連接結(jié)構(gòu)剛度不確定,使用彈簧單元來(lái)描述其連接剛度,選取四階主要的結(jié)構(gòu)模態(tài)振型和頻率作為目標(biāo),使用手工調(diào)整和MATLAB編程的形式來(lái)修正連接參數(shù),通過(guò)這樣的實(shí)踐練習(xí)可以使研究生對(duì)結(jié)構(gòu)模態(tài)、靈敏度和建模的認(rèn)識(shí)更加清楚,為將來(lái)的建模提供原則性的指導(dǎo)。7.結(jié)合工程實(shí)踐,凝練工程實(shí)例,從工程實(shí)踐出發(fā),指導(dǎo)學(xué)生自主建模和分析。近幾年我們?cè)跈M向科研活動(dòng)中積累了不同領(lǐng)域具有代表性的工程結(jié)構(gòu)有限元分析實(shí)例,通過(guò)整理,選取一些實(shí)例作為研究生的工程實(shí)踐訓(xùn)練。這些實(shí)例包括:某型挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)支承軸承動(dòng)力分析;大型磨機(jī)(含基礎(chǔ))振動(dòng)分析;大型傳動(dòng)系統(tǒng)的扭振分析;某型航天電子設(shè)備機(jī)箱的環(huán)境振動(dòng)與強(qiáng)度校核;典型動(dòng)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(cè)翻變形安全分析;含機(jī)器人的整體框架動(dòng)強(qiáng)度校核;液壓圓錐破碎機(jī)動(dòng)力學(xué)分析與強(qiáng)度校核。這些工程實(shí)例多數(shù)都有現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)為檢驗(yàn),通過(guò)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(xùn)練。在老師的指導(dǎo)下,研究生可以對(duì)工程結(jié)構(gòu)有限元分析有更為真實(shí)的經(jīng)驗(yàn),同時(shí)也提高了研究生在這些方面的興趣。
五、總結(jié)與討論
通過(guò)精心設(shè)計(jì)有限元分析實(shí)踐應(yīng)用能力的實(shí)驗(yàn)課程與教學(xué)實(shí)踐,通過(guò)復(fù)雜有限元建模,在先進(jìn)3D軟件、建模軟件和分析軟件的應(yīng)用、結(jié)果評(píng)價(jià)、誤差參數(shù)校準(zhǔn)修正以及與工程結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合等方面,對(duì)提高機(jī)械工程研究生的動(dòng)手能力和解決實(shí)際復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算問(wèn)題的能力有了較大的幫助。但綜合提高研究生的各項(xiàng)業(yè)務(wù)能力是個(gè)系統(tǒng)工程,需要更加全面的按照機(jī)械工程人才培養(yǎng)的客觀規(guī)律,借鑒國(guó)內(nèi)外高等教育的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),結(jié)合現(xiàn)階段我國(guó)人才經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,逐步改善和勇于探索,為祖國(guó)機(jī)械工業(yè)培養(yǎng)更多更高素質(zhì)的人才。
[ 注 釋 ]
[1] 朱劍英.機(jī)械工程與制造業(yè)的全球展望與中國(guó)機(jī)械工程研究生教育改革[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化,2009(1):6-14.
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關(guān)鍵詞:慕課;互聯(lián)網(wǎng);機(jī)械控制工程基礎(chǔ);教學(xué)改革
0引言
近年來(lái),伴隨著互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下新一代大學(xué)生的成長(zhǎng),傳統(tǒng)高等教育的授課模式已經(jīng)不能引起新時(shí)代大學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。而以互聯(lián)網(wǎng)為載體的慕課教學(xué)模式,可提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教學(xué)效率。“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”是機(jī)械工程專業(yè)重要的專業(yè)基礎(chǔ)課,是機(jī)械、控制和信息領(lǐng)域的交叉學(xué)科[1],其理論性強(qiáng),涉及大量數(shù)理知識(shí),并且比較抽象,具有一定的深度和難度,往往使得學(xué)生學(xué)習(xí)興趣較差,學(xué)習(xí)的主動(dòng)性不強(qiáng)。應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)載體創(chuàng)建一個(gè)“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”慕課教學(xué)平臺(tái),使學(xué)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(diǎn)和時(shí)間,借助任何通信手段參與到虛擬課堂的教學(xué)活動(dòng)中來(lái),以此來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和教師的教學(xué)質(zhì)量。
1慕課的發(fā)展及特點(diǎn)
慕課(MassiveOpenOnlineCourse,MOOCs)意為“大規(guī)模在線開(kāi)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(guó)崛起,《紐約時(shí)報(bào)》發(fā)文將2012年稱為慕課元年。美國(guó)先后出現(xiàn)了Coursera,Udacity,edX等線上課程慕課平臺(tái),歐盟推出了“教育平臺(tái)”(OpenupEd),法國(guó)政府推出了“法國(guó)數(shù)學(xué)大全”(FranceUniversityNumerique),印度有“卡特教育”(EduKart),日本則有“學(xué)校”(School),2013年,清華大學(xué)推出“學(xué)堂在線”,是中國(guó)本土的首個(gè)慕課網(wǎng)站,也是全球首個(gè)中文版慕課平臺(tái)[3]。慕課是一種教師和學(xué)習(xí)者通過(guò)教與學(xué)聯(lián)系起來(lái)的大規(guī)模線上虛擬教學(xué)方式,不受時(shí)間和空間限制。具體來(lái)說(shuō)其特點(diǎn)可以概括如下。
1.1規(guī)模大
學(xué)生可能來(lái)自世界各地,同時(shí)數(shù)量也不受限制[4],可以為許多在職和全日制學(xué)生提供學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì),使教育資源擴(kuò)大化。
1.2教學(xué)模式為互動(dòng)教學(xué)
與線上學(xué)習(xí)相匹配的是論壇或者學(xué)習(xí)交流社區(qū),老師和同學(xué)們可以在其中自由地交流關(guān)于學(xué)習(xí)的問(wèn)題。
1.3授課形式多樣,成本低廉
學(xué)習(xí)方式除了視頻學(xué)習(xí)外,老師會(huì)提供相應(yīng)的動(dòng)畫和測(cè)試等,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。只要擁有電腦和網(wǎng)絡(luò),學(xué)習(xí)者就可通過(guò)注冊(cè)進(jìn)行學(xué)習(xí)。慕課由于其特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì),在某些課程教學(xué)方面已經(jīng)有了相關(guān)的應(yīng)用[5],能對(duì)“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”的教學(xué)改革發(fā)展有所幫助。
2“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”課程的特點(diǎn)及存在的問(wèn)題
“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”是機(jī)械工程專業(yè)一門專業(yè)基礎(chǔ)課,是適應(yīng)機(jī)電一體化的技術(shù)需要,針對(duì)機(jī)械對(duì)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(xué)模型、系統(tǒng)時(shí)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(xué)模式還是傳統(tǒng)的老師課堂講授為主、課下作業(yè)與實(shí)驗(yàn)為輔,是一種有限互動(dòng)式教學(xué)模式。而且作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課,學(xué)校通常會(huì)安排以大班制教學(xué)進(jìn)行,導(dǎo)致學(xué)生與教師之間的交流減少,學(xué)生對(duì)課程的反饋不足;另外實(shí)驗(yàn)也多為集成式模塊實(shí)驗(yàn),學(xué)生只是在模塊實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上接線,無(wú)法掌握實(shí)驗(yàn)本質(zhì),達(dá)不到實(shí)驗(yàn)的目的。再者,該課程是一門基于數(shù)學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課,涉及有關(guān)高等數(shù)學(xué)與復(fù)變函數(shù)等多方面的數(shù)理知識(shí),在有限的課時(shí)內(nèi)要求機(jī)械工程專業(yè)學(xué)生掌握機(jī)械系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立、其時(shí)域和頻域分析方法、穩(wěn)定性分析等相關(guān)重點(diǎn)與難點(diǎn)是十分困難的。這往往使得學(xué)生在學(xué)習(xí)的過(guò)程中,感到難學(xué)、乏味,對(duì)所學(xué)內(nèi)容難以消化、吸收和鞏固,尤其對(duì)一些難點(diǎn)、重點(diǎn)內(nèi)容,要掌握好就更不容易。無(wú)疑,這樣最終使得一部分學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性變差,產(chǎn)生厭學(xué)情緒,從而影響到該課程的教學(xué)質(zhì)量,這樣會(huì)導(dǎo)致學(xué)生整體機(jī)械知識(shí)體系鏈出現(xiàn)斷鏈,制約其整個(gè)知識(shí)結(jié)構(gòu)的和諧建立[6]。
3基于慕課的“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”課程教學(xué)設(shè)計(jì)
針對(duì)“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”課程的特點(diǎn),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(fù)責(zé)準(zhǔn)備制作的部分和學(xué)習(xí)者參與構(gòu)建的部分組成的。而線下交流比較常見(jiàn)的形式有3種:面對(duì)面線下答疑,只能面向?qū)W校附近的少數(shù)學(xué)習(xí)者,不可能覆蓋到所有學(xué)習(xí)者;學(xué)習(xí)社區(qū)是由某些網(wǎng)站牽頭組成的,或者由學(xué)習(xí)者自主成立的,是學(xué)習(xí)者們互幫互助的場(chǎng)所,也是慕課課程傳播口碑的重要途徑;翻轉(zhuǎn)課堂是指學(xué)生在看完視頻、完成小題之后,到教室參加教師主導(dǎo)的討論課,也算線下內(nèi)容。慕課內(nèi)容建立的關(guān)鍵在于教師對(duì)“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”課程教學(xué)體系的熟練掌握,對(duì)整個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)非常熟悉,以及對(duì)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)化新技術(shù)的熟練開(kāi)發(fā)等。
3.1通過(guò)慕課建立課程知識(shí)群
針對(duì)“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”課程的特點(diǎn),建立相應(yīng)的上下游課程聯(lián)動(dòng)慕課教學(xué)知識(shí)群。“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”課程向上涉及“高等數(shù)學(xué)”“積分變換及復(fù)變函數(shù)”“大學(xué)物理”“工程力學(xué)”等基礎(chǔ)課程,向下涉及“機(jī)械設(shè)計(jì)”“電力拖動(dòng)”“機(jī)械工程測(cè)試”“機(jī)電一體化”“畢業(yè)設(shè)計(jì)”等專業(yè)課程。根據(jù)“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”課程知識(shí)體系,將總體知識(shí)分為控制理論的基本概念、系統(tǒng)數(shù)學(xué)建模、時(shí)間響應(yīng)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(shí)群[8],并且合并上下游課程涉及的知識(shí)內(nèi)容,然后再依次細(xì)化成相應(yīng)的教學(xué)知識(shí)點(diǎn),詳細(xì)講解。此基于慕課教學(xué)知識(shí)群建立的關(guān)鍵在于教師對(duì)“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”課程系統(tǒng)的整體掌握,對(duì)機(jī)械控制工程涉及的課程內(nèi)容的重點(diǎn)和難點(diǎn)都有非常清楚的認(rèn)知,以此非常突出地建立基于慕課的教學(xué)知識(shí)群。
3.2通過(guò)慕課建立以“學(xué)”為本的教學(xué)模式
慕課反映的是以“學(xué)”為本的教學(xué)價(jià)值取向,進(jìn)而調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。倡導(dǎo)學(xué)生探究式學(xué)習(xí),教師要在教學(xué)中創(chuàng)設(shè)一種類似于開(kāi)辟學(xué)術(shù)研究的情境和氛圍。通過(guò)學(xué)生自主、獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,獲得知識(shí)、技能,特別是探索精神和創(chuàng)新能力的提高。在慕課中,“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”課程被分割成若干相聯(lián)系的知識(shí)點(diǎn),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(cè)試,滿足學(xué)生隨時(shí)隨地的學(xué)習(xí)需求。通過(guò)慕課平臺(tái)的論壇、交流社區(qū)等途徑,學(xué)習(xí)者就自身存在的關(guān)于知識(shí)的盲點(diǎn)和教師進(jìn)行探討,同時(shí)也可以向教師反映教師在教授過(guò)程中存在的不足,達(dá)到師生共同進(jìn)步的目的。
3.3通過(guò)慕課增加與課程相關(guān)的創(chuàng)新項(xiàng)目
教師從日常生活、生產(chǎn)實(shí)踐中挖掘出與課程章節(jié)相關(guān)的創(chuàng)新項(xiàng)目,例如針對(duì)“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”課程的特點(diǎn),基于慕課平臺(tái),為提升學(xué)生創(chuàng)新性和獨(dú)立學(xué)習(xí)能力,建立基于MATLAB創(chuàng)新項(xiàng)目設(shè)置等。將它們到“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”課程的慕課平臺(tái),學(xué)生可以根據(jù)自身的學(xué)習(xí)情況和興趣愛(ài)好進(jìn)行選題,與教師進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)交流。教師對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行從始到終的全程指導(dǎo),并不斷進(jìn)行項(xiàng)目進(jìn)度跟蹤:從項(xiàng)目開(kāi)始到結(jié)束,教師可以查看學(xué)生提交到慕課平臺(tái)的項(xiàng)目進(jìn)度、數(shù)學(xué)模型、其相關(guān)性能分析及系統(tǒng)校正各個(gè)環(huán)節(jié)的材料。教師進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)置環(huán)節(jié)的關(guān)鍵在于要選取大量的相應(yīng)知識(shí)水平的機(jī)械控制工程實(shí)際例子,適當(dāng)超前于本科生水平,以此來(lái)提升學(xué)生自我學(xué)習(xí)能力,并且教師應(yīng)投入相應(yīng)的精力進(jìn)行全程指導(dǎo)。
3.4通過(guò)慕課進(jìn)行互動(dòng)式課程教學(xué)評(píng)價(jià)
學(xué)習(xí)成績(jī)是學(xué)習(xí)者關(guān)心的問(wèn)題,也是引導(dǎo)學(xué)習(xí)者們不斷努力學(xué)習(xí)的動(dòng)力。慕課由于是網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),虛擬不可見(jiàn),對(duì)于教學(xué)效果評(píng)價(jià)則與以往有所不同。因此,在慕課教學(xué)效果評(píng)價(jià)過(guò)程中,應(yīng)倡導(dǎo)開(kāi)放的評(píng)價(jià)原則,采用線上學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)系統(tǒng),如隨堂測(cè)驗(yàn)、考試等。慕課平臺(tái)可以將過(guò)程性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合。通過(guò)慕課平臺(tái),對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的全過(guò)程進(jìn)行跟蹤與評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)任務(wù)、創(chuàng)新項(xiàng)目設(shè)計(jì)、分階段考試、課堂練習(xí)等環(huán)節(jié),通過(guò)過(guò)程性評(píng)價(jià)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),最終在期末階段對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行終結(jié)性評(píng)價(jià)。由于慕課平臺(tái)能將過(guò)程性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合,進(jìn)行全程的互動(dòng)式課程教學(xué)評(píng)價(jià),使“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”課程的成績(jī)?cè)u(píng)定更加合理。
4基于慕課的“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”課程教學(xué)實(shí)施
針對(duì)“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”課程的特點(diǎn),慕課的具體教學(xué)實(shí)施如下[9]。
4.1微課程的建立
將“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”課程分割成若干相聯(lián)系的知識(shí)點(diǎn),將每個(gè)知識(shí)點(diǎn)錄制成10分鐘左右的微視頻,將微視頻放在慕課平臺(tái)上。4.2微視頻對(duì)應(yīng)練習(xí)題慕課平臺(tái)一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)就是學(xué)生學(xué)習(xí)完教師錄制微視頻后,必須完成相應(yīng)的練習(xí)題,才能夠進(jìn)行下一個(gè)階段的學(xué)習(xí)。
4.3教師與學(xué)生互動(dòng)式教學(xué),學(xué)生學(xué)習(xí)相應(yīng)的視頻,并完成相應(yīng)的練習(xí)
教師通過(guò)慕課平臺(tái)可以獲取每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展以及學(xué)習(xí)教學(xué)視頻的反饋情況,能夠及時(shí)進(jìn)行互動(dòng)式教學(xué)。
4.4創(chuàng)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目設(shè)置及跟蹤
教師從日常生活、生產(chǎn)實(shí)踐中挖掘與課程章節(jié)相關(guān)的創(chuàng)新項(xiàng)目,到機(jī)械控制工程基礎(chǔ)課程的慕課平臺(tái),教師和學(xué)生可通過(guò)慕課平臺(tái)互動(dòng)完成創(chuàng)新項(xiàng)目的具體設(shè)計(jì)內(nèi)容。教師可以查看學(xué)生提交到慕課平臺(tái)的項(xiàng)目進(jìn)度、數(shù)學(xué)模型、其相關(guān)性能分析及系統(tǒng)校正各個(gè)環(huán)節(jié)的材料,對(duì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目進(jìn)行跟蹤。
4.5過(guò)程性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合
通過(guò)慕課平臺(tái),對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的全過(guò)程進(jìn)行跟蹤與評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)內(nèi)容包括網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)任務(wù)、創(chuàng)新項(xiàng)目設(shè)計(jì)、分階段考試、課堂練習(xí)等環(huán)節(jié),通過(guò)過(guò)程性評(píng)價(jià)引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí),最終在期末階段對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行終結(jié)性評(píng)價(jià),通過(guò)慕課平臺(tái)能夠?qū)⑦^(guò)程性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合。
5結(jié)語(yǔ)
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(tái),具有傳統(tǒng)教學(xué)所不具備的優(yōu)勢(shì)。而“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”是機(jī)械專業(yè)重要的一門專業(yè)基礎(chǔ)課,應(yīng)用慕課嘗試對(duì)該課程進(jìn)行教學(xué)改革探索適應(yīng)了“互聯(lián)網(wǎng)+”的教學(xué)模式,有助于多元化的教學(xué)模式的發(fā)展,有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
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關(guān)鍵詞:工程機(jī)械發(fā)展前景;未來(lái)市場(chǎng);挖掘機(jī)
0引言
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及工程建設(shè)的不斷完善,現(xiàn)有的工程機(jī)械領(lǐng)域已經(jīng)不能快速的滿足社會(huì)的需要和發(fā)展,所以要不斷的拓展自我的發(fā)展領(lǐng)域。近些年來(lái)我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)不斷完善,國(guó)內(nèi)的建設(shè)模式更是隨著市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)開(kāi)始轉(zhuǎn)型.主要是由快速向上發(fā)展前進(jìn)到非常精美極致的機(jī)械領(lǐng)域轉(zhuǎn)型。筆者了解到小型工程機(jī)械設(shè)備的發(fā)展空間很強(qiáng)大。小城建設(shè)中越來(lái)越多的機(jī)械應(yīng)用在發(fā)生著巨大的變化加之我國(guó)越來(lái)越重視工程建筑,所以很多園林發(fā)展以及農(nóng)田建設(shè)也越來(lái)越多。這就全面的促進(jìn)了工量在不斷的增加,小型工程機(jī)械業(yè)在社會(huì)舞臺(tái)上不斷地發(fā)展。
1中國(guó)小型工程機(jī)械股買群體不斷擴(kuò)大,購(gòu)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(guó)未來(lái)購(gòu)買小型工程機(jī)械群體主要分為幾個(gè)類型:未來(lái)購(gòu)買小型工.現(xiàn)在中國(guó)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展領(lǐng)域不斷擴(kuò)大,加上中國(guó)新農(nóng)村的建設(shè)也在快速深入,一些小型設(shè)備在發(fā)展市中個(gè)到了快速的占領(lǐng).主要有兩種群體愿意購(gòu)買小型工程機(jī)械設(shè)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(gòu)買這些工程設(shè)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(gè)體承包者為了更好的去接受一些工程,并且將這些工程長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)行下去,所以自己去購(gòu)買一些這些設(shè)備。這樣的群體比較多,并且在工程機(jī)械這樣的領(lǐng)域中占有大多數(shù),筆者了解到這樣的群體非常多,他將會(huì)成為工程機(jī)械租賃商的主力軍。同時(shí),隨著小型工程機(jī)械的高速發(fā)展,購(gòu)買這類商品的工程機(jī)械人員也在不斷的成熟,這就導(dǎo)致了客戶會(huì)跟隨者社會(huì)的發(fā)展來(lái)不斷的提高自我的購(gòu)買能力。對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的嚴(yán)格度不斷的提高。其中筆者看到對(duì)商品的售后也越來(lái)受到重視。中國(guó)本土工程機(jī)械價(jià)格上相對(duì)地已與國(guó)際供應(yīng)商的同類產(chǎn)品,所以還是具有比較強(qiáng)大的優(yōu)勢(shì),也擁有前景比較廣闊的市場(chǎng),出口量會(huì)日益增大.隨著我國(guó)目前擁有的企業(yè)在海外市場(chǎng)的不斷加大,一直都在阻礙本土工程機(jī)械出口的海外銷售和服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)的建設(shè),這些都是本土機(jī)械產(chǎn)品體提高的基礎(chǔ)與根本。
2從機(jī)械商品的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上可以認(rèn)知到
小型挖掘機(jī)一直處于高度增長(zhǎng)的地位,挖掘機(jī)以及一些裝載機(jī)的發(fā)展空間以及發(fā)展?jié)摿Ρ容^大,其中機(jī)械類的滑移裝載機(jī)比較平穩(wěn)。當(dāng)前筆者了解到。我國(guó)挖掘機(jī)中的裝載機(jī)始終處于每年行業(yè)的1000臺(tái)左右。進(jìn)出口量也是相對(duì)于比較種的。但是最近幾年的社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)我們可以看出我國(guó)未來(lái)的挖掘機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)還是很有前景的。根據(jù)筆者的調(diào)查與發(fā)現(xiàn)來(lái)看,年銷售達(dá)到將近5000臺(tái),根據(jù)專家預(yù)測(cè)和發(fā)展來(lái)看,中國(guó)挖掘機(jī)裝載機(jī)市場(chǎng)已經(jīng)處于關(guān)鍵行業(yè).發(fā)展?jié)摿Ψ浅5拇?在以后的幾年里,其市場(chǎng)增幅也在百分之二十左右.隨著工程建設(shè)項(xiàng)目的發(fā)展,在3-5年以后,挖掘裝載機(jī)將會(huì)進(jìn)入快速成長(zhǎng)期.中國(guó)的滑移裝載機(jī)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(dāng)中。
3小型挖掘機(jī)市場(chǎng)還有很多問(wèn)題需要大家的重視
筆者做了一份調(diào)查報(bào)告,在報(bào)告中可以得出結(jié)論當(dāng)前我國(guó)國(guó)內(nèi)小型挖掘機(jī)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(guó)的一些小型挖掘機(jī)經(jīng)過(guò)很多供應(yīng)商的努力的占有市場(chǎng),經(jīng)過(guò)大家多年的努力。我國(guó)現(xiàn)有的小型挖掘機(jī)的企業(yè)占有的整體市場(chǎng)的份額大約在百分之三十左右。但是面臨的問(wèn)題也隨之也來(lái)。筆者進(jìn)行了分析和總結(jié)看主要有以下幾個(gè)方面,技術(shù)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(duì)比較先進(jìn),這主要是國(guó)內(nèi)企業(yè)的體系建設(shè)相對(duì)落后所導(dǎo)致的.但是筆者看到了另外一個(gè)方面的困惑.筆者認(rèn)為將這些問(wèn)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(jié)構(gòu)的選擇上是選擇工程機(jī)械類還是農(nóng)業(yè)機(jī)械類。當(dāng)前,我國(guó)的小型工程機(jī)械類主要是指小型裝載機(jī),一些小型的挖掘機(jī)還有一些小型的挖掘裝載機(jī),其中大中品牌占有了主要的地位。一些國(guó)際的大品牌占有了高端市場(chǎng),國(guó)產(chǎn)品牌占有的市場(chǎng)大部分都是相對(duì)比較低端的小市場(chǎng),筆者看到這類占有低端市場(chǎng)的機(jī)械類一般都使用在農(nóng)村。產(chǎn)品的相對(duì)的配置也比較低。這常常用來(lái)區(qū)分傳統(tǒng)的工程機(jī)械。這類工程問(wèn)題的嚴(yán)格度沒(méi)有很大的劃分而行業(yè)的劃分也應(yīng)該是與時(shí)俱進(jìn)的。當(dāng)前很多認(rèn)為這類工程的問(wèn)題并沒(méi)有完全的劃分開(kāi),很多人認(rèn)為在農(nóng)村實(shí)用的工程機(jī)械就是農(nóng)村工程機(jī)械,這類想法是錯(cuò)誤的,不能因?yàn)檫@類工程機(jī)械在農(nóng)村使用就是農(nóng)用機(jī)械類,而實(shí)際上就應(yīng)該將其歸類為工程機(jī)械類的范疇當(dāng)中。這樣的只不過(guò)是現(xiàn)階段所面臨的農(nóng)村市場(chǎng)的小型工程機(jī)械類的轉(zhuǎn)型。這只不過(guò)是小型工程機(jī)械類的錯(cuò)誤歸類。這種歸類應(yīng)該得到改正。
(2)從歸類上看機(jī)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(dá)的歐美國(guó)家,小型工程機(jī)械應(yīng)用最普遍的是市政維護(hù),屬于維護(hù)作用設(shè)備范疇.農(nóng)村市場(chǎng)之所以青睞這類產(chǎn)品是由于以下的原因:大量青壯請(qǐng)青年都外出打工導(dǎo)致農(nóng)村來(lái)動(dòng)力的缺乏;勞動(dòng)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(fèi)能力處于自己的承受范圍之內(nèi).總之,小型機(jī)械類歸根到底是屬于工程機(jī)械類還是農(nóng)業(yè)機(jī)械類還是三者的結(jié)合。一直是大家追求的問(wèn)題,那么本來(lái)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(dǎo)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(jī)械在未來(lái)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(shí)我國(guó)工程機(jī)械也在不斷的發(fā)展,為了能占據(jù)更大的市場(chǎng),機(jī)械工程設(shè)計(jì)者們積極走近市場(chǎng),找到更加能適應(yīng)生產(chǎn)前景的方向和銷售空間,在城市與農(nóng)村生產(chǎn)對(duì)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(jī)械發(fā)展前景樂(lè)觀.
參考文獻(xiàn):
[1]王相兵.工程機(jī)械臂系統(tǒng)結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)及特性研究[D].浙江大學(xué),2014.