時(shí)間：2022-10-27 09:27:49
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機(jī)械設(shè)計(jì)工程師總結(jié)，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
關(guān)鍵詞：工程師；培養(yǎng)模式；畢業(yè)設(shè)計(jì)；教學(xué)改革
畢業(yè)設(shè)計(jì)是高等工科院校教學(xué)計(jì)劃的重要組成部分，是學(xué)生從學(xué)校走向社會的最后一個(gè)實(shí)踐性、綜合性的教學(xué)環(huán)節(jié)，相對其他教學(xué)環(huán)節(jié)而言，它對進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，全面提高畢業(yè)生素質(zhì)，使之盡快適應(yīng)社會需要起著更為重要的作用。
然而如何搞好畢業(yè)設(shè)計(jì)，各學(xué)校由于操作方法不同，結(jié)果也有很大差異。我校在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化06級畢業(yè)設(shè)計(jì)中，本著面向工程師培養(yǎng)模式的教學(xué)目標(biāo)，采用了模擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)的教學(xué)改革方案，取得了較好的效果和經(jīng)驗(yàn)，并從中探討和研究了工程教育培養(yǎng)的目標(biāo)、要求和方法等問題，對開展工程師培養(yǎng)模式的教學(xué)研究與實(shí)踐起到了積極的推動作用。
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)方案的探索
我校是從2002年開始招收工科專業(yè)本科生的，作為專業(yè)課教師，從學(xué)生一入學(xué)就開始考慮如何開展畢業(yè)設(shè)計(jì)了。由于筆者和幾位教師正在研究和設(shè)計(jì)一種稱作支盤成形機(jī)的建筑地基施工機(jī)械，為此曾多篇，出版專著一部。在設(shè)計(jì)和研究的過程中，我們深深體會到作為一位機(jī)械工程師應(yīng)具備的基本素質(zhì)和能力，聯(lián)想到教學(xué)中的畢業(yè)設(shè)計(jì)，如果讓大學(xué)畢業(yè)生達(dá)到或基本達(dá)到能夠開展類似產(chǎn)品設(shè)計(jì)的程度和能力，將會對提高學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生在就業(yè)中的競爭能力一定會有突出的收獲和效果。但是要完成這樣的設(shè)計(jì)，從教學(xué)計(jì)劃的時(shí)間上看是不可能的。于是，就考慮吸引部分機(jī)械設(shè)計(jì)愛好者，利用業(yè)余時(shí)間，開展第二課堂，進(jìn)行模擬產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。
這樣的教改思路與教研組教師和系領(lǐng)導(dǎo)通報(bào)之后，立即得到大家的肯定和支持，于是決定在06級學(xué)生中開展一次探索性的、非正規(guī)的教學(xué)改革：由學(xué)生自愿報(bào)名，利用業(yè)余時(shí)間，開展這項(xiàng)模擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)的教學(xué)活動。
由于各方面工作都組織得比較好，設(shè)計(jì)工作進(jìn)展順利，同學(xué)們很快就喜歡上了這項(xiàng)活動。并經(jīng)教研組和系里研究決定，即以此業(yè)余教學(xué)活動為起步，延續(xù)到利用畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間，進(jìn)行一次面向工程師培養(yǎng)模式的教學(xué)改革項(xiàng)目，設(shè)計(jì)題目確定為《ZPCXJ－×××／××××型支盤成形機(jī)結(jié)構(gòu)及機(jī)加工工藝設(shè)計(jì)》。
二、設(shè)計(jì)課題的選擇及設(shè)計(jì)任務(wù)的確定
1．設(shè)計(jì)課題選擇的依據(jù)
(1)作者近年來一直進(jìn)行此方面的科技研究和開發(fā)設(shè)計(jì)工作，手頭有這方面的研究資料和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，能夠方便地指導(dǎo)學(xué)生開展這項(xiàng)活動，這是能夠開展此項(xiàng)教改工作的外部條件。
(2)項(xiàng)目組主要成員在開展“支盤成形機(jī)”的設(shè)計(jì)研究過程中，充分體會到作為一個(gè)機(jī)械工程師，當(dāng)他走上工作崗位后所面臨的主要問題和應(yīng)具備哪些基本素質(zhì)和能力。為此對學(xué)校的教學(xué)過程和方法進(jìn)行反思，促進(jìn)了開展教學(xué)改革和研究的創(chuàng)新，這是能夠開展此項(xiàng)教改工作的內(nèi)部動力。
(3)這個(gè)課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容比較全面。其結(jié)構(gòu)為一個(gè)涉及連桿機(jī)構(gòu)、液壓裝置等的中等復(fù)雜程度的機(jī)械產(chǎn)品；其制造涉及車、銑、刨、鏜、鉆和磨削等各種冷加工技術(shù)，鑄、鍛、焊等各種熱加工技術(shù)和各種復(fù)雜的熱處理技術(shù)；其內(nèi)容既包括機(jī)械設(shè)計(jì)，又包括加II藝設(shè)計(jì)。這不僅培養(yǎng)了機(jī)械工程師的整體能力和全面素質(zhì)，更重要的是實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)。
(4)這是一個(gè)新產(chǎn)品，一個(gè)正在研究和開發(fā)的未定型產(chǎn)品。開展這樣的設(shè)計(jì)，不僅局限在機(jī)械設(shè)計(jì)的理念上，而且更具有產(chǎn)品開發(fā)的意義，這又激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造意識。
(5)這不僅是一個(gè)傳統(tǒng)的學(xué)科，而且還可以和其他學(xué)科緊密結(jié)合形成一門新的邊緣學(xué)科。因?yàn)閷W(xué)生必須在了解工程地質(zhì)、地基基礎(chǔ)和建筑施工等方面的基本知識后，方可進(jìn)行設(shè)計(jì)。這是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代教育思想，培養(yǎng)新世紀(jì)寬基礎(chǔ)、跨學(xué)科人才的重要手段，也是開展此項(xiàng)教改工作的更高層次的目標(biāo)。
2．設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求
(1)關(guān)于設(shè)計(jì)題目
設(shè)計(jì)題目雖然只有一個(gè)，但原始數(shù)據(jù)每人一組，設(shè)計(jì)的結(jié)果在方案上可以是相同的，但其計(jì)算結(jié)果、圖形結(jié)構(gòu)形狀和尺寸等是完全不同的，這樣不僅保證學(xué)生的設(shè)計(jì)必須要由自己親自完成，同時(shí)還將這個(gè)產(chǎn)品開發(fā)為一個(gè)系列化產(chǎn)品。這樣有利于學(xué)生在設(shè)計(jì)過程中互相協(xié)作、交流和溝通，充分發(fā)揮其主觀能動性，去分析、研究并最終找到一個(gè)共同的解決方案。當(dāng)然，也有不能達(dá)成一致意見的，或由指導(dǎo)教師確定，或者干脆就保留幾種不同的方案，形成明顯的對比，更有利于學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)揮和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。
(2)關(guān)于設(shè)計(jì)任務(wù)
按照項(xiàng)目組的教學(xué)實(shí)施計(jì)劃，本次設(shè)計(jì)要求每位同學(xué)完成如下任務(wù)：
①設(shè)計(jì)任務(wù)的內(nèi)容。對“支盤成形”設(shè)備的總體設(shè)計(jì)和其兩個(gè)主要部件――“工臂工作機(jī)構(gòu)”和“推力液壓缸”，從幾何參數(shù)計(jì)算、結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)尺寸和強(qiáng)度等設(shè)計(jì)、裝配圖設(shè)計(jì)、全部60多個(gè)零件及精度設(shè)計(jì)、大部分零件加工工藝設(shè)計(jì)、復(fù)雜零件的數(shù)控加工編程等進(jìn)行全面設(shè)計(jì)。
②設(shè)計(jì)成果的形式。設(shè)計(jì)成果要求同學(xué)完成《支盤成形機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算說明書》、“設(shè)備工作系統(tǒng)示意圖”、“總體設(shè)計(jì)外形圖”、“各主要部件裝配圖”、“主要部件全部零件圖”、“大部分零件加工工藝卡”、“個(gè)別復(fù)雜零件數(shù)控加工程序”等。
三、設(shè)計(jì)過程中的知識運(yùn)用和能力培養(yǎng)
1．知識準(zhǔn)備和課題調(diào)研
首先是由同學(xué)自學(xué)《擠擴(kuò)支盤樁及其成形設(shè)備――技術(shù)與應(yīng)用》等書籍；查閱有關(guān)資料，了解本設(shè)計(jì)課題的服務(wù)對象、應(yīng)用價(jià)值和國內(nèi)外最新動態(tài)等。這是一個(gè)知識準(zhǔn)備過程，同時(shí)也是一個(gè)自學(xué)能力和資料檢索能力的培養(yǎng)過程，更是一個(gè)有目的、自覺的課題調(diào)研過程。
之后，帶領(lǐng)學(xué)生深入地基施工現(xiàn)場，進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研和方案構(gòu)思或方案設(shè)計(jì)。這個(gè)過程非常重要，是學(xué)生進(jìn)行理論聯(lián)系實(shí)際的重要方式，是激發(fā)學(xué)生應(yīng)用自然科學(xué)知識，發(fā)揮自己的主觀能動性，認(rèn)識和改造世界，開展創(chuàng)新的良好切入點(diǎn)。
2．設(shè)備總體設(shè)計(jì)方案的確立
首先要考慮設(shè)備的作用是什么?設(shè)計(jì)要解決的主要問題是什么?在合理規(guī)劃設(shè)備的工作過程和基本要求、設(shè)備工作機(jī)構(gòu)的工況特點(diǎn)和動作要求等的基礎(chǔ)上，還應(yīng)考慮設(shè)備工作過程中可能出現(xiàn)的其他問題等。分析和研究之后，即可擬定出“支盤成形機(jī)”工作機(jī)構(gòu)的工作原理圖、設(shè)備配套裝置及工作系統(tǒng)圖和整個(gè)設(shè)備的機(jī)械傳動系統(tǒng)及液壓傳動系統(tǒng)圖。
這個(gè)設(shè)計(jì)過程是十分復(fù)雜的，需要機(jī)械專業(yè)方面的基本知識，還需要設(shè)備服務(wù)對象的基本知識。學(xué)生把在大腦中的形象思維轉(zhuǎn)變成產(chǎn)品模型的初步設(shè)計(jì)方案的過程中，常常會出現(xiàn)多種設(shè)計(jì)方案，需要進(jìn)行比較和優(yōu)化，經(jīng)過多次修改或迭代，最終確定合理方案。
3．設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)及技術(shù)參數(shù)的確定
一些設(shè)計(jì)只有其原始數(shù)據(jù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，必須經(jīng)過進(jìn)
一步的分析和計(jì)算確定一些其他必要的技術(shù)參數(shù)，方可進(jìn)行下一步設(shè)計(jì)。這些參數(shù)的確定，常常要運(yùn)用數(shù)學(xué)和力學(xué)等理論知識進(jìn)行詳細(xì)精確的分析和計(jì)算，確保設(shè)計(jì)能夠科學(xué)合理，這是對學(xué)生開展技術(shù)設(shè)計(jì)的思想意識、從事技術(shù)工作的負(fù)責(zé)精神和精益求精的科學(xué)態(tài)度的考驗(yàn)和培養(yǎng)。
4．部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算
機(jī)身及推力液壓缸連接裝置的設(shè)計(jì)及校驗(yàn)計(jì)算，機(jī)身及工臂工作機(jī)構(gòu)主要結(jié)構(gòu)尺寸及其各連接結(jié)構(gòu)件的設(shè)計(jì)和校驗(yàn)，零件圖設(shè)計(jì)等。推力液壓缸各缸體內(nèi)、外徑的設(shè)計(jì)計(jì)算，推力液壓缸推、拉力的計(jì)算，推力液壓缸的主要結(jié)構(gòu)件尺寸及其各連接結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)和校驗(yàn)。最后完成機(jī)身及工臂工作機(jī)構(gòu)和推力液壓缸的裝配圖設(shè)計(jì)和全部零件圖設(shè)計(jì)等。
設(shè)計(jì)計(jì)算的知識涉及機(jī)械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、液壓傳動與控制等專門知識。這是檢閱學(xué)生基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)扎實(shí)與否的重要環(huán)節(jié)，是對學(xué)生進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)基本功的強(qiáng)化訓(xùn)練，是學(xué)生能否成為一個(gè)合格工程師的必然途徑。
5．零件及其精度設(shè)計(jì)
零件精度設(shè)計(jì)是一項(xiàng)看似容易，實(shí)際復(fù)雜的工作。它是機(jī)械設(shè)計(jì)與機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)有機(jī)聯(lián)系的紐帶，是機(jī)械工程師必須具備的關(guān)鍵技能。機(jī)械設(shè)計(jì)是否合理，能否達(dá)到設(shè)計(jì)的要求和理想目的，零件能否加工制造，產(chǎn)品成本是否科學(xué)合理等一系列指標(biāo)，都與零件的精度設(shè)計(jì)有關(guān)。計(jì)算和經(jīng)驗(yàn)雖然在零件精度設(shè)計(jì)中非常重要，但通過產(chǎn)品的試驗(yàn)和試生產(chǎn)，發(fā)現(xiàn)缺陷與不足，進(jìn)而加以適當(dāng)?shù)母脑觳攀歉匾囊画h(huán)。
6．部分或全部零件的加工工藝設(shè)計(jì)
機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)所涉及的知識包括公差配合、機(jī)械制造工藝學(xué)、金屬切削機(jī)床與刀具、裝備設(shè)計(jì)、數(shù)控技術(shù)和CAM等一系列相關(guān)專業(yè)課。
機(jī)械加工工藝過程由若干個(gè)工序組成。機(jī)械加工中的每一個(gè)工序又可依次細(xì)分為安裝、工位、工步和走刀。不管什么樣的生產(chǎn)類型都要求有較為細(xì)致的組織分工及合理的機(jī)械加II藝規(guī)程。作為一個(gè)現(xiàn)代化的機(jī)械設(shè)計(jì)制造工程師，必須具備快速并且合理的設(shè)計(jì)工藝路線和填寫工藝卡片的能力。此外，對一些高精度零件，還進(jìn)行了數(shù)控加工程序設(shè)計(jì)，培養(yǎng)和強(qiáng)化了學(xué)生數(shù)控編程的實(shí)際工作能力。
7．技術(shù)文件的編制
技術(shù)文件主要是畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書及其相關(guān)附件等。這些文件是對整個(gè)設(shè)計(jì)過程的全面記錄和總結(jié)，是體現(xiàn)設(shè)計(jì)者的思想、意志和行為的書面文件，是完成設(shè)計(jì)任務(wù)的重要標(biāo)志，是設(shè)計(jì)者介紹設(shè)計(jì)成果、產(chǎn)品價(jià)值和使用說明等的重要手段。編制這些技術(shù)文件時(shí)，學(xué)生需熟練掌握各種計(jì)算機(jī)辦公軟件的使用，從而成為一個(gè)現(xiàn)代化辦公技術(shù)應(yīng)用和信息技術(shù)應(yīng)用的行家里手。
四、教改成果
1．知識應(yīng)用比較寬闊。學(xué)生在進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，不僅對其所學(xué)的專業(yè)知識進(jìn)行了一次比較全面、細(xì)致的應(yīng)用，而且還解決設(shè)計(jì)中的實(shí)際問題，特別是機(jī)械與建筑的有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生的知識面得以拓寬，這是培養(yǎng)多學(xué)科、跨專業(yè)的現(xiàn)代化復(fù)合型人才的有益探討和有效途徑。
2．能力培養(yǎng)十分全面。這樣的畢業(yè)設(shè)計(jì)對學(xué)生的能力培養(yǎng)是多方面的。比如分析問題和解決問題的能力，跨學(xué)科、跨專業(yè)綜合分析問題的能力，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和辦公軟件的應(yīng)用能力，產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開發(fā)的基本能力，機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械制造的基本能力，科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新的初步能力，自學(xué)能力和資料檢索能力，論文的撰寫能力等。
3．學(xué)生素質(zhì)得以提高。在培養(yǎng)學(xué)生能力的過程中，學(xué)生的素質(zhì)也得以大幅度提高，主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：理論聯(lián)系實(shí)際、改造世界的創(chuàng)新精神和創(chuàng)造意識，新產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)的意識、創(chuàng)業(yè)意識和市場意識，團(tuán)隊(duì)精神和協(xié)作意識，精益求精的工作態(tài)度，認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作精神，用于科學(xué)工程技術(shù)描述和論證的文學(xué)素養(yǎng)等。
4．教師能力有所強(qiáng)化。通過這樣的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使教師的科研能力和教學(xué)水平得到有效強(qiáng)化，顯然，這也是培養(yǎng)具有較強(qiáng)實(shí)踐工作能力、教學(xué)科研能力和創(chuàng)造能力的，符合時(shí)代特色和要求的合格教師的有效途徑，是加強(qiáng)大學(xué)師資隊(duì)伍建設(shè)的有效手段。
5．教學(xué)質(zhì)量得到保證。由于這種教學(xué)模式科學(xué)合理，教師在指導(dǎo)中方法得當(dāng)、孜孜不倦，學(xué)生在設(shè)計(jì)中克服困難、全力以赴、興趣盎然，因此取得了良好的效果，教學(xué)質(zhì)量得到保證。
五、存在的主要問題
1.教學(xué)目的，指導(dǎo)思想
不同學(xué)校的不同專業(yè)其專業(yè)性質(zhì)，培養(yǎng)目標(biāo)不盡相同，針對機(jī)械專業(yè)的學(xué)生，教授時(shí)應(yīng)對內(nèi)容進(jìn)行必要的側(cè)重和取舍，同時(shí)要求學(xué)生結(jié)合實(shí)驗(yàn)和金工實(shí)習(xí)進(jìn)行自學(xué)、理解。機(jī)械類專業(yè)同學(xué)的工作主要去向是產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造工作，由于材料品種很多，所以合理正確的選擇材料是一項(xiàng)重要工作。在對材料知識的掌握上，機(jī)械設(shè)計(jì)工程師與材料工程師是有明顯差異的，材料工程師側(cè)重對新任務(wù)的進(jìn)行開發(fā)及對材料性能進(jìn)行挖掘，故要求他們對材料內(nèi)部組織變化規(guī)律及性能特點(diǎn)有深入了解。而機(jī)械設(shè)計(jì)師側(cè)重合理的選擇材料和使用材料，同時(shí)要考慮材料對工作環(huán)境的適應(yīng)性、加工工藝路線及方法的等，這就要求他們必須將機(jī)械設(shè)計(jì)制造和相關(guān)材料知識緊密連接在一起。隨著當(dāng)前教學(xué)改革的深入，在對高校人才培養(yǎng)的方案上進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力，而《工程材料》作為一門機(jī)械專業(yè)基礎(chǔ)課程，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行更好的改革規(guī)劃，探索新的教學(xué)方法，進(jìn)一步完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)及考核方式，以此更好的適應(yīng)人才培養(yǎng)需要，是課程改革的指導(dǎo)思想。
2.重視教學(xué)改革內(nèi)容
教學(xué)內(nèi)容直接關(guān)系到教學(xué)質(zhì)量和效率，如何根據(jù)人才培養(yǎng)方案對學(xué)生的綜合能力進(jìn)行提升，增加學(xué)生的應(yīng)用能力及動手能力，對于教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革勢在必行。由于以往的教材與日新月異涌現(xiàn)的新材料、新工藝、新技術(shù)的發(fā)展越來越脫節(jié)，部分陳舊的課本內(nèi)容已無法和時(shí)代相順應(yīng)，所以首先需要對課本內(nèi)容進(jìn)行整改。將傳統(tǒng)內(nèi)容和現(xiàn)代內(nèi)容很好的結(jié)合起來，增強(qiáng)教材的實(shí)用性，可引入一些較新的與材料類相關(guān)教材加以輔助。同時(shí)在制定教學(xué)改革時(shí)，對教學(xué)課時(shí)也應(yīng)加以調(diào)整。由于主要是針對機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行講授。重點(diǎn)應(yīng)放置在鐵碳合金和合金鋼章節(jié)，其次是鋼的熱處理，講授時(shí)金屬材料部分重點(diǎn)講解，復(fù)合材料部分次重點(diǎn)講解，合金鋼部分可側(cè)重介紹幾種典型合金鋼的牌號、特點(diǎn)及應(yīng)用，熱處理部分可著重介紹幾種常見熱處理的方法、特點(diǎn)及應(yīng)用，鑄鐵與有色金屬部分以介紹相關(guān)材料的類型、牌號、特點(diǎn)及應(yīng)用。
3.改革考核方式
大部分對學(xué)生成績的評定方法方法，主要是采取期末考試這樣一錘定音的方式，很顯然這是不全面的，如果采用這種方式那么考核的只是學(xué)生對內(nèi)容的記憶，而考核的目的是了解學(xué)生對基礎(chǔ)知識、概念的掌握以及實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力等綜合能力的考查。工程材料概念多，內(nèi)容繁雜涉及面廣，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中往往感到困難復(fù)雜不好學(xué)，進(jìn)而導(dǎo)致厭學(xué)的情緒。想要扭轉(zhuǎn)這種不好的局面，讓學(xué)生對學(xué)習(xí)的熱情變被動為主動，除了從教學(xué)方式方法上進(jìn)行改革，在學(xué)生的考核成績測評上也非常有必要改革。對于考核方法的改革，在這里筆者通過平時(shí)成績(考勤、作業(yè)、課上表現(xiàn)等)10﹪，階段小測試10﹪，實(shí)驗(yàn)20﹪，小論文10﹪，期末考試50﹪的方式進(jìn)行綜合評定。與以往的教學(xué)相比，實(shí)驗(yàn)成績的比重增加了10﹪，其次新增了小論文撰寫測評。工程材料本身是建立在科學(xué)及生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)上的一門科學(xué)，堅(jiān)持理論聯(lián)系實(shí)際，將課堂理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)有機(jī)的結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識解決實(shí)際問題的能力，實(shí)現(xiàn)“知識－能力－方法”的同步提高。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們安排了“金屬材料試樣制備及組織分析”、“金相材料熱處理”、“硬度計(jì)操作培訓(xùn)及材料表面硬度研究”、焊接及砂型鑄造。要求學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)前充分預(yù)習(xí)了解實(shí)驗(yàn)，給出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，在實(shí)驗(yàn)過程中認(rèn)真完成實(shí)驗(yàn)，將課程理論與實(shí)際實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來，在實(shí)驗(yàn)完成后總結(jié)實(shí)驗(yàn)，分析實(shí)驗(yàn)過程、數(shù)據(jù)。而增加論文考核內(nèi)容，可以提高學(xué)生的自學(xué)及寫作能力，在給出高質(zhì)量的論文前，學(xué)生必須大量閱讀文獻(xiàn)及查閱相關(guān)書籍，并且自行樹立論文觀點(diǎn)，增加了學(xué)生自學(xué)的能力和創(chuàng)新精神。
4.結(jié)束語
課程改革的工作任重而道遠(yuǎn)，通過對教學(xué)目的、內(nèi)容、考核方式等教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行的改革與探索，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，取得了較好的課程效果，但我們還需要再接再厲，在今后的教學(xué)實(shí)踐中不斷探索，為提高教學(xué)質(zhì)量而努力專研!
作者：羅錦潔 單位：重慶三峽學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院
關(guān)鍵詞：UG軟件 機(jī)械設(shè)計(jì) 應(yīng)用
UG作為五大主流產(chǎn)品(Parasolid、iMAN、UG、SolidEdge、ProductVision)之一，它經(jīng)過20多年的發(fā)展，并融入了美國航空工業(yè)及汽車工業(yè)的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展到今天已經(jīng)成為世界上最先進(jìn)和緊密集成的面向制造業(yè)的高端三維軟件。UG（Unigraphics NX）是由Siemens PLM Software公司所生產(chǎn)的用來解決工程問題的軟件，它不僅可以為用戶提供專業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，也可以為用戶提供數(shù)字化產(chǎn)品的造型，這樣就可以滿足用戶對虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)的需要，從而為用戶提供一些經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證的解決方案，該軟件已經(jīng)在航空、航天、汽車、通用機(jī)械、模具和家用電器等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
1、UG主要的功能模塊
1.1 內(nèi)置CAD模塊
UG的CAD模塊大體上可分為以下幾種，實(shí)體建模、特征建模、自由曲面建模、工程制度、裝配建模等。
（1）關(guān)于UG的實(shí)體建模
該模塊可以實(shí)現(xiàn)特征建模和幾何模型方法之間的無縫連接，這樣就便于用戶傳統(tǒng)的點(diǎn)、線、面、實(shí)體造型集成起來，也可以很容易地建立二維和三維線框模型、掃描以及旋轉(zhuǎn)實(shí)體等。
（2）關(guān)于UG的特征建模
特征模塊比實(shí)體建模模塊高一個(gè)層次，用戶的設(shè)計(jì)信息可以根據(jù)工程特征的術(shù)語進(jìn)行定義，它不僅可實(shí)現(xiàn)孔、槽、型腔、塊體、凸臺、錐體、柱體、管狀體、球體、桿、倒圓和倒角等實(shí)體的快速建模，也可以建立薄壁件。
（3）關(guān)于UG的自由曲面建模
自由曲面建模不僅可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的曲面造型，同時(shí)它也可以把實(shí)體建模和表面建模的兩項(xiàng)技術(shù)巧妙地合并，從而建成一個(gè)功能強(qiáng)大的建模工具組，其中沿曲線的通用掃描法、按比例地建立外形以及標(biāo)準(zhǔn)二次曲線的方法都是該項(xiàng)技術(shù)的內(nèi)容。該模塊還提供計(jì)算復(fù)雜模型的形狀、尺寸和曲率的易于使用的工具。
（4）關(guān)于UG的工程制圖
該模塊可以使設(shè)計(jì)者、工程師和繪圖員從三維實(shí)體模型得到完全相關(guān)的二維的工程圖。
（5）關(guān)于UG的裝配建模
UG的裝配建模可以提供自上而下的、并行的產(chǎn)品開放方法，可以在整個(gè)裝配過程中進(jìn)行設(shè)計(jì)與編輯。
1.2 UG的CAM模塊
UG的CAM模塊能夠?yàn)楫a(chǎn)品的加工提供有力的保障，UG的CAM模塊可以根據(jù)用戶的需要來觀察刀具的移動，通過對圖形進(jìn)行編輯的方法，實(shí)現(xiàn)刀軌與執(zhí)行圖形的變化。UG的CAM模塊點(diǎn)到點(diǎn)的子程序，如鉆孔、攻絲以及鏜孔在內(nèi)的子程序，用戶可以根據(jù)自己的需要來修改對話框以及建立被改編到它們的專用菜單，這樣就使得用戶化可以非常方便地進(jìn)行個(gè)性化操作，如精密加工、精加工、粗加工等，這些操作通過頻繁使用的參數(shù)和方法被標(biāo)準(zhǔn)化。
1.3 UG的CAE模塊
UG中的CAE模塊作為眾多分析軟件之一，它可以實(shí)現(xiàn)靜態(tài)結(jié)構(gòu)的分析和動態(tài)的分析；也可以對線性及非線性問題進(jìn)行分析；還可以對固體結(jié)構(gòu)、流場、物理場等進(jìn)行分析。利用CAE進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)有以下優(yōu)點(diǎn):
（1）可以利用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)分析計(jì)算的優(yōu)勢，利用CAE可以實(shí)現(xiàn)樣機(jī)的模擬，從而保證了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的合理性，這就避免了設(shè)計(jì)的不合理而造成的資源浪費(fèi)，虛擬樣機(jī)作用能預(yù)測產(chǎn)品在整個(gè)生命周期內(nèi)的可靠性；
（2）對設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行最優(yōu)化處理，可以找到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的最佳方案，從而降低了成本；
（3）可以通過對各種試驗(yàn)方案進(jìn)行模擬，就可以使產(chǎn)品制造或工程施工前就提前發(fā)現(xiàn)潛在的問題，從而減少試驗(yàn)時(shí)間和經(jīng)費(fèi)；
（4）一旦機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，通過UG軟件可以進(jìn)行事故分析，查找事故原因。
2、基于UG/CAD參數(shù)設(shè)計(jì)的應(yīng)用
我們通常把設(shè)計(jì)對象比較定型的結(jié)構(gòu)形狀，使用一組參數(shù)來對產(chǎn)品的尺寸進(jìn)行約束，即為參數(shù)設(shè)計(jì)。在實(shí)際產(chǎn)品的生產(chǎn)中常常用到系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)理念。參數(shù)設(shè)計(jì)也可以對一些需要修改尺寸的產(chǎn)品進(jìn)行參數(shù)尺寸的修改，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品尺寸和形狀的變化。參數(shù)設(shè)計(jì)主要適用于產(chǎn)品的初始化設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品的修改，這樣就可以滿足產(chǎn)品的設(shè)計(jì)圖紙隨參數(shù)結(jié)構(gòu)尺寸的變化而變化，但是在進(jìn)行產(chǎn)品參數(shù)修改時(shí)要考慮產(chǎn)品的約束問題，我們常常基于UG的來進(jìn)行產(chǎn)品的參數(shù)化設(shè)計(jì)主要有以下三種方法。
2.1 采用草圖方法對產(chǎn)品零件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)
采用草圖方法對產(chǎn)品進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，是在UG模型中建立參數(shù)化模型的一個(gè)非常重要的方法。由于草圖曲線本身就是參數(shù)化曲線，因此可使用草圖曲線繪制產(chǎn)品建模的大體輪廓。當(dāng)繪制好產(chǎn)品大體輪廓以后，要對繪制好的草圖添加幾何約束和尺寸約束，以便確保產(chǎn)品精確的形狀。然后使用拉伸或者旋轉(zhuǎn)等命令將這些精確的輪廓曲線轉(zhuǎn)換成符合該產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求的零件的三維參數(shù)化模型。如果要對零件進(jìn)行修改，只需要對草繪圖的尺寸進(jìn)行修改，這樣就使草繪建立的三維模型也相應(yīng)地發(fā)生了變化。
2.2 采用表達(dá)式對產(chǎn)品零件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)
由于參數(shù)化設(shè)計(jì)的一個(gè)重要工具就是利用表達(dá)式，而利用表達(dá)式對產(chǎn)品零件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)也是十分方便快捷的。通過表達(dá)式不僅可以快捷地對零件進(jìn)行建模，也可以對零件進(jìn)行定義或者對零件尺寸進(jìn)行控制，例如利用表達(dá)式就可以實(shí)現(xiàn)齒輪零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)。根據(jù)零件的一些基本特征和關(guān)系就可以建立條件表達(dá)式和算術(shù)表達(dá)式，根據(jù)建立的表達(dá)式可以對一個(gè)零件特征之間的尺寸和位置關(guān)系進(jìn)行控制，同時(shí)也可以對若干草圖之間的相互關(guān)系尺寸進(jìn)行控制，使他們之間產(chǎn)生相關(guān)性。通過關(guān)系式很容易對零件進(jìn)行修改，這樣就可以使零件的系列化生產(chǎn)變得可能。也可以通過修改表達(dá)式中任意一參數(shù)，來實(shí)現(xiàn)零件的三維模型形狀的改變。
2.3 采用形狀約束來對零件進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)
通常也可以對零件的形狀進(jìn)行約束，建立截面與界面之間相對應(yīng)的關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品零件的參數(shù)化設(shè)計(jì)。在對一些比較復(fù)雜的曲面進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，按照通常的方法是要建立各截面的形狀，然后可根據(jù)各界面的形狀求出指定平面與實(shí)體、表面、平面以及曲線之間的交線或交點(diǎn)，然后利用零件之間幾何形狀的約束條件建立與零件截面之間的相關(guān)關(guān)系，這樣就可以使各個(gè)截面之間彼此建立起相對應(yīng)的參數(shù)化關(guān)系。如果需要對產(chǎn)品進(jìn)行修改時(shí)，只需要對零件中的某一個(gè)截面進(jìn)行修改，就可以實(shí)現(xiàn)三維模型的改變，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品形狀和尺寸的變換。
3、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
綜上所述，根據(jù)多年在機(jī)械設(shè)計(jì)中應(yīng)用UG軟件的經(jīng)驗(yàn)可知，UG功能的強(qiáng)大已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們的想象，它完全可以為機(jī)械設(shè)計(jì)者提供最優(yōu)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案，從而為我們開發(fā)新產(chǎn)品節(jié)約了寶貴的時(shí)間。隨著UG軟件不斷地完善，它的優(yōu)點(diǎn)必將受到更多人的關(guān)注，也必將成為更多機(jī)械設(shè)計(jì)者首先選擇的機(jī)械設(shè)計(jì)與分析軟件。可以預(yù)見，UG軟件將來得到越來越廣泛地應(yīng)用。
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【關(guān)鍵詞】機(jī)電設(shè)備；安裝；調(diào)試
一、引言
機(jī)電設(shè)備準(zhǔn)確的安裝與調(diào)試工作是確保控制設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)。大型機(jī)電通常體積龐大、配套機(jī)組和附屬設(shè)備多，而且技術(shù)難度高，安裝和調(diào)試步驟也較復(fù)雜。筆者以多年來在公司擔(dān)任機(jī)械設(shè)計(jì)工程師的工作經(jīng)歷為例，淺析做好安裝調(diào)試工作需要完成的幾方面的工作。
二、安裝調(diào)試費(fèi)用的預(yù)算
機(jī)電設(shè)備的安裝和調(diào)試過程都會產(chǎn)生相應(yīng)的費(fèi)用，在機(jī)電設(shè)備的安裝和調(diào)試工作開展前做好費(fèi)用的預(yù)算是安裝和調(diào)試工作的前提條件也是必要條件。以筆者2007年在參與完成巖谷氣具（珠海）有限公司燃?xì)庾詣踊O(shè)備為例，安裝調(diào)試費(fèi)的預(yù)算用主要包括：安裝費(fèi)、調(diào)試費(fèi)、和其它費(fèi)用的預(yù)算，其中安裝費(fèi)是整個(gè)安裝調(diào)試費(fèi)用的重要組成部分。
1、安裝費(fèi)
木材、鐵絲、鐵件、水泥、青磚、中砂、片石等都是砌筑上料臺所需要的材料，安裝基座、吊裝設(shè)備、小型機(jī)具和人工使用量等這些都是機(jī)電設(shè)備在安裝時(shí)會產(chǎn)生費(fèi)用的因素。在進(jìn)行安裝費(fèi)用預(yù)算的時(shí)候應(yīng)結(jié)合待裝機(jī)的實(shí)際情況和上述因素，參照工程預(yù)算額定的基價(jià)，計(jì)算其費(fèi)用。
2、調(diào)試費(fèi)
機(jī)電設(shè)備能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，相關(guān)的調(diào)試工作也是不可或缺的。調(diào)試的過程中也會有相應(yīng)的費(fèi)用產(chǎn)生：機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的動力燃料費(fèi)，提供加工的工程材料費(fèi)，配套機(jī)械費(fèi)，人工費(fèi)，管理費(fèi)等。除此，對除此使用的進(jìn)口機(jī)電設(shè)備，一定時(shí)間空載、負(fù)載和連續(xù)、間斷的生產(chǎn)考核是必須經(jīng)過，工程材料更要注意準(zhǔn)備充足，工程燃料費(fèi)需納入預(yù)算費(fèi)用。各項(xiàng)費(fèi)用要按照各自的單價(jià)和用量計(jì)取。
3、運(yùn)輸費(fèi)
除了安裝費(fèi)和調(diào)試費(fèi)以外，運(yùn)輸費(fèi)也在整個(gè)費(fèi)用支出中占有一定比例。機(jī)務(wù)部門應(yīng)根據(jù)大型機(jī)電設(shè)備的體積、解體裝運(yùn)對象的數(shù)量和質(zhì)量，安排不同運(yùn)輸能力的車輛，并確定各種運(yùn)輸車輛的車次。然后，按相應(yīng)運(yùn)輸車輛的噸公里運(yùn)費(fèi)、被運(yùn)物的搬運(yùn)歷程計(jì)算運(yùn)輸費(fèi)用。也可根據(jù)運(yùn)輸車輛的臺班費(fèi)定額和使用臺班計(jì)算運(yùn)費(fèi)。在預(yù)算運(yùn)費(fèi)時(shí)，還要考慮計(jì)算裝卸、捆扎等人工費(fèi)用。
4、其它費(fèi)用
主要包括設(shè)備初到時(shí)的看管費(fèi)、管理費(fèi)等。這些費(fèi)用的預(yù)算應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行。
三、機(jī)電設(shè)備的安裝
機(jī)電設(shè)備的安裝是一個(gè)相對寬泛的概念，涉及到工業(yè)、民用、公用工程的各類設(shè)備、電氣、采暖、消防、通風(fēng)、給排水、通信和自動化控制等系統(tǒng)的安裝。安裝過程中，常采用新技術(shù)、新設(shè)備、新工藝、新材料等新興技術(shù)。大型機(jī)電設(shè)備對吊裝、檢測技術(shù)、裝配的要求越來越高，因此現(xiàn)今的安裝技術(shù)和設(shè)備也在不斷革新、提高。機(jī)電安裝工程常作為整個(gè)建設(shè)工程的一個(gè)部分來進(jìn)行，因此，機(jī)電設(shè)備的安裝質(zhì)量直接影響到整個(gè)工程的質(zhì)量。因此機(jī)電設(shè)備的安裝具有很高的重要性，需要提高機(jī)械設(shè)備安裝的重視程度，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，完成機(jī)電設(shè)備的安裝工作。
就筆者工作經(jīng)歷而言，曾于2006年參與完成泰科電子深圳有限公司繼電器自動化生產(chǎn)流水線設(shè)備的開發(fā)設(shè)計(jì)和加工制作工作，當(dāng)時(shí)的機(jī)電設(shè)備的安裝工作共分為三個(gè)大的部分：基座安裝、安裝前的準(zhǔn)備工作、安裝施工。
1、基座安裝階段
機(jī)電設(shè)備的機(jī)電安裝時(shí)，先要合理設(shè)置設(shè)備安裝的位置和周圍的布局，布局好相關(guān)的機(jī)械配置及車輛通道、上料臺等設(shè)施，適時(shí)地進(jìn)行調(diào)整。機(jī)電設(shè)備的組合配件往往復(fù)雜而且數(shù)量很大，需要進(jìn)行放線并嚴(yán)格按照施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)行安裝才能保證設(shè)備的順利安裝和運(yùn)行。
2、安裝準(zhǔn)備階段
機(jī)電設(shè)備安裝進(jìn)入準(zhǔn)備階段后，工程管理人員負(fù)責(zé)按照顧客要求和實(shí)際情況確定開工和竣工時(shí)間，根據(jù)工程量及施工設(shè)備情況配備工作人員，制定安裝網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃。在設(shè)備安裝前，要對設(shè)備及其外觀的質(zhì)量進(jìn)行檢查，比如焊接件之間有無裂縫，螺母、螺栓等有無松動、管道接頭之間是否牢固是否安全等情況。另外，工程管理人員應(yīng)劃定安裝人員的工作區(qū)域，做好安全保衛(wèi)工作，制定安全技術(shù)措施，向施工人員進(jìn)行安全技術(shù)交底等工作。還有，施工單位應(yīng)加強(qiáng)對技術(shù)、設(shè)備、材料等方面的管理工作的重視。
3、安裝階段
這是保證機(jī)電設(shè)備安裝質(zhì)量的重要階段，其中施工設(shè)備、材料、施工方法、施工人員、外界環(huán)境等都是影響安裝質(zhì)量的因素。因此，需要綜合多方面的因素進(jìn)行全面分析，制定有效的安裝措施進(jìn)行設(shè)備的安裝。（1）隨時(shí)檢查設(shè)備質(zhì)量， 例如燃潤油及水、氣的儲量及管道接頭是否牢固，有無漏氣，電路布線是否整齊，絕緣性能是否良好，測量工具是否精確，在工藝文件中編制關(guān)鍵工序控制點(diǎn)表，列出重要的控制參數(shù)和控制內(nèi)容。（2）做好安全防衛(wèi)工作，安裝現(xiàn)場派專門人員負(fù)責(zé)，采取必要的安全措施，工作人員要帶好安全帽，安裝工作要循序漸進(jìn)，按設(shè)計(jì)順序進(jìn)行，確保工作人員的生命安全。（3）人員分工和協(xié)作要進(jìn)行合理安排，以便于提高安裝效率。安裝完成后需要對機(jī)電設(shè)備的完整性和安全性進(jìn)行全面檢查，并及時(shí)進(jìn)行處理和完善。
四、機(jī)電設(shè)備的調(diào)試和驗(yàn)收
機(jī)電設(shè)備的的調(diào)試和驗(yàn)收是確保控制設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，其重要性不言而喻。筆者曾于2005年7月至今，長期擔(dān)任機(jī)械設(shè)計(jì)工程師，從事機(jī)電自動化設(shè)備設(shè)計(jì)，并負(fù)責(zé)機(jī)電設(shè)備調(diào)試和驗(yàn)收相關(guān)工作，對機(jī)電設(shè)備調(diào)試和驗(yàn)收的必要性深有感觸。
1、機(jī)電設(shè)備的調(diào)試過程
安裝完成的大型機(jī)電設(shè)備還需要進(jìn)行調(diào)試，原因是機(jī)電設(shè)備在出廠時(shí)一般都無法進(jìn)行總裝和負(fù)荷試驗(yàn)，有的使用過的機(jī)電設(shè)備，在拆卸、搬運(yùn)、再安裝后改變了原始的安裝面貌，因此都需要進(jìn)行及時(shí)的調(diào)試。除了初次使用的大型機(jī)電設(shè)備在解體裝運(yùn)安裝完成后需要進(jìn)行調(diào)試，所有更新、改造、新增、大型或中型的機(jī)電設(shè)備在投入使用之前，調(diào)試都是必不可少的。調(diào)試前，首先檢查機(jī)電設(shè)備安裝是否完整，是否合理，是否安全、是否有滲漏痕跡等等方面。這樣能確保調(diào)試工作能夠順利、安全地進(jìn)行。機(jī)電設(shè)備的工作質(zhì)量、可靠性能、操作性能、經(jīng)濟(jì)性能是調(diào)試工作的主要內(nèi)容。考核時(shí)，為了能直觀準(zhǔn)確地檢驗(yàn)機(jī)電設(shè)備是否能達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)條件的要求，我們應(yīng)該在施工現(xiàn)場進(jìn)行空負(fù)荷和負(fù)荷試驗(yàn)。參加調(diào)試的機(jī)械技術(shù)人員和隨機(jī)操作人員在調(diào)試工作過程中應(yīng)主動了解設(shè)備的現(xiàn)實(shí)技術(shù)狀況、操作控制方法、調(diào)試的程序，做到時(shí)時(shí)到位，切實(shí)負(fù)責(zé)。調(diào)試過程必須由機(jī)械技術(shù)人員現(xiàn)場進(jìn)行筆錄，切實(shí)保存原始記錄，在日后撰寫技術(shù)報(bào)告、操作機(jī)電設(shè)備、解決留問題中能夠起到提供重要的依據(jù)。
2、撰寫安裝調(diào)試技術(shù)報(bào)告
撰寫安裝調(diào)試技術(shù)報(bào)告是一項(xiàng)必不可少的工作，這份報(bào)告的作用是：是大型機(jī)電設(shè)備初次安裝調(diào)試后進(jìn)行技術(shù)、資產(chǎn)及財(cái)務(wù)驗(yàn)收的重要依據(jù)，是設(shè)備運(yùn)行后檢查機(jī)電設(shè)備的依據(jù)。技術(shù)報(bào)告應(yīng)能夠達(dá)到還原技術(shù)人員安裝、調(diào)試現(xiàn)場的真實(shí)性，報(bào)告和實(shí)際得出的結(jié)果也應(yīng)一致。機(jī)電設(shè)備安裝調(diào)試報(bào)告屬于科技文件，內(nèi)容精、深、專、細(xì)，是十分重要的文件。在撰寫報(bào)告時(shí)，也有相應(yīng)的要求，不同于一般的論文，需做到有主有次、層次分明、詳略得當(dāng)。在技術(shù)報(bào)告的結(jié)尾處，需向安裝調(diào)試工作的以及支持、幫助或者知道的人員和部門致謝，這樣同時(shí)也是對安裝、調(diào)試過程中的相關(guān)人員和部門的工作和成績的如實(shí)記錄。
3、技術(shù)驗(yàn)收
機(jī)電設(shè)備安裝調(diào)試結(jié)束后要進(jìn)行技術(shù)驗(yàn)收和總結(jié)。大型機(jī)電設(shè)備安裝調(diào)試完成、生產(chǎn)考核合格，經(jīng)濟(jì)和技術(shù)性能符合訂貨合同的規(guī)定指標(biāo)，并且具備工業(yè)化生產(chǎn)條件，符合這些條件才是機(jī)電設(shè)備安裝調(diào)試成功的標(biāo)志。技術(shù)驗(yàn)收和總結(jié)的主要內(nèi)容是：對安裝調(diào)試技術(shù)報(bào)告、設(shè)備有關(guān)文件、單證、資料的審查和現(xiàn)場進(jìn)行考查后，決定是否通過技術(shù)驗(yàn)收。通過后，才能辦理資產(chǎn)、財(cái)務(wù)手續(xù)，交付使用。否則，無法入賬和投入使用。要認(rèn)真總結(jié)機(jī)電設(shè)備安裝、調(diào)試過程中出現(xiàn)的失誤，并認(rèn)真總結(jié)。及時(shí)處理存在的問題，責(zé)任分明。在有效期內(nèi)妥善解決相關(guān)的索賠事宜。
五、結(jié)語
就筆者多年來一直擔(dān)任機(jī)械設(shè)計(jì)工程師負(fù)責(zé)機(jī)電設(shè)備安裝調(diào)試管理來說，隨著生活水平的提高和技術(shù)的不斷提高，機(jī)電設(shè)備的安裝要求也越來越高，在機(jī)電設(shè)備從安裝到調(diào)試到最后的投入使用都必須由一個(gè)健全完善的管理體系，對設(shè)備的安裝、調(diào)試到最后的技術(shù)報(bào)告，交付使用進(jìn)行全程管理和控制。機(jī)電設(shè)備技術(shù)安裝過程是一個(gè)多工序、多系統(tǒng)的復(fù)雜過程，我們應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)章和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行每一環(huán)節(jié)的操作和實(shí)施，確保機(jī)電設(shè)備的順利安裝完成投入使用，在工作中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，不斷進(jìn)步總結(jié)，并致力于機(jī)電設(shè)備技術(shù)安裝工程的逐步完善的工作中。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞： 機(jī)械類本科教育 機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì) 能力培養(yǎng)
引言
機(jī)械工業(yè)是一個(gè)國家制造業(yè)發(fā)展的重要領(lǐng)域，機(jī)械類工程設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)能力對國家制造業(yè)的發(fā)展起到了關(guān)鍵作用。我國機(jī)械工業(yè)工程師的受教育層次和規(guī)模數(shù)量都已達(dá)到了很高的層次，但對機(jī)械工程設(shè)計(jì)人員創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，還處于摸索階段。因此，探索一套現(xiàn)實(shí)可行的學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)方法，是形成工程創(chuàng)新能力的重要基礎(chǔ)[1][2][3]。
根據(jù)我國普通高等學(xué)校機(jī)械類本科教育的現(xiàn)狀和特點(diǎn)，總結(jié)出我國目前學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)方法存在的不足，制定一套符合我國高等教育實(shí)際情況的學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)方法，在普通機(jī)械類本科教育教學(xué)活動中具有非常重要的意義[4][5]。
1.學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力方面的主要問題
1.1創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論教學(xué)深度嚴(yán)重不足
目前，大學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論教學(xué)主要依靠課堂教學(xué)完成，由于機(jī)械創(chuàng)新能力的培養(yǎng)需要堅(jiān)實(shí)而豐富的理論基礎(chǔ)，因此，與機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)理論相關(guān)課程的課堂教學(xué)活動就顯得尤為重要。機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)相關(guān)的課程主要包括：《機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)》、《機(jī)械原理》、《機(jī)械設(shè)計(jì)》、《機(jī)械工程三維設(shè)計(jì)》等。這些課程目前的計(jì)劃學(xué)時(shí)較少，因此，學(xué)生在課堂教學(xué)中只能學(xué)到最簡單的基礎(chǔ)知識，而深層次的理論知識卻沒有掌握，使得學(xué)生在進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐活動時(shí)缺乏足夠的理論支撐。
1.2創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)平臺和實(shí)踐環(huán)境建設(shè)不足
學(xué)生進(jìn)行機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動的最終成果是創(chuàng)新設(shè)計(jì)作品，而這些作品的制作需要學(xué)生通過大量的設(shè)計(jì)、制造、裝配、調(diào)試、修改活動才能完成。作品的制造、裝配、調(diào)試需要相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)備、加工設(shè)備、調(diào)試環(huán)境作為支撐，否則，無論多么完美的設(shè)計(jì)，都無法轉(zhuǎn)化為實(shí)際的創(chuàng)新設(shè)計(jì)作品。
而目前國內(nèi)普通高等本科院校機(jī)械類專業(yè)的創(chuàng)新類實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺普遍不足，很多構(gòu)思類機(jī)械創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)無法開展。
1.3創(chuàng)新設(shè)計(jì)軟件培養(yǎng)不足
學(xué)生的機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)作品需要通過計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)軟件完成設(shè)計(jì)、理論分析、強(qiáng)度校核、完善修改后，才進(jìn)入實(shí)際生產(chǎn)制造階段。在作品的整個(gè)設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試、修改過程中，三維設(shè)計(jì)軟件起到了關(guān)鍵作用，因此需要強(qiáng)化對學(xué)生的計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)方法培訓(xùn)，讓學(xué)生能夠熟練掌握現(xiàn)代計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件的使用，從而高水平地完成設(shè)計(jì)作品。
1.4缺乏企業(yè)工程實(shí)例教學(xué)過程
機(jī)械工程方面的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，必須緊密結(jié)合企業(yè)實(shí)際的工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)、制造、裝配、試驗(yàn)等過程。如果沒有相應(yīng)的工程實(shí)例教學(xué)，學(xué)生就無法把所學(xué)到的理論知識和工程實(shí)際相結(jié)合，就不會對理論知識有更直觀、深層次的理解。
1.5創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)沒有與畢業(yè)設(shè)計(jì)、就業(yè)相結(jié)合
培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的最終目標(biāo)是使其在工作以后能夠更好地完成相關(guān)的工程設(shè)計(jì)工作，只有把創(chuàng)新能力培養(yǎng)和畢業(yè)設(shè)計(jì)、學(xué)生就業(yè)相結(jié)合，才能最大限度地發(fā)揮學(xué)校教育的作用，使學(xué)生更快、更好地適應(yīng)今后的工作環(huán)境。
2.創(chuàng)新能力培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)途徑
2.1學(xué)習(xí)其他高校的主要經(jīng)驗(yàn)
目前的大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)類比賽主要有全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、全國大學(xué)生3D設(shè)計(jì)大賽、全國大學(xué)生機(jī)器人大賽等，另外，還有與之對應(yīng)的省級比賽。可以在參加各類比賽的過程中，通過交流溝通、學(xué)術(shù)論壇等活動，學(xué)習(xí)其他高校在培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力方面的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，從而完善我校的培養(yǎng)方法。
2.2通過參訪國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家工程中心等機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)培養(yǎng)經(jīng)驗(yàn)
在機(jī)械工程領(lǐng)域有很多國際知名的國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國家工程中心，通過對這些國家級科技創(chuàng)新機(jī)構(gòu)進(jìn)行學(xué)習(xí)訪問，了解他們在培養(yǎng)人才機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力方面的方法和手段，從而完善我校在這方面的培養(yǎng)方法。
2.3通過教師在職培訓(xùn)引進(jìn)經(jīng)驗(yàn)
教師攻讀博士研究生、已有博士學(xué)位的教師進(jìn)入博士后工作站、流動站學(xué)習(xí)深造，可以大大開闊我校教師的視野，提高教師的科研水平。同時(shí)，也可以引入國內(nèi)外先進(jìn)的科研方向和創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法、體制，從而完善我院的學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)方法。
2.4分析企業(yè)在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力方面的經(jīng)驗(yàn)
可以通過走訪周邊知名企業(yè)調(diào)研其在培養(yǎng)員工創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力方面的主要經(jīng)驗(yàn)；通過學(xué)生就業(yè)洽談等機(jī)會了解企業(yè)對學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的要求；通過畢業(yè)生回訪了解已經(jīng)畢業(yè)的學(xué)生對母校培養(yǎng)方法的意見。
2.5基于各種學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)類大賽學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)
在指導(dǎo)方法上把各種學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽和理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合；學(xué)生培養(yǎng)過程中強(qiáng)調(diào)用理論指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)實(shí)例，用工程設(shè)計(jì)實(shí)例牽引學(xué)生理論學(xué)習(xí)；在創(chuàng)新方法上強(qiáng)調(diào)靈活運(yùn)用各類工程設(shè)計(jì)軟件。
3.建立學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)體系
3.1總體培養(yǎng)體系分析
可以從學(xué)校層面對學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)進(jìn)行制度建設(shè)，建立一整套符合本校實(shí)際情況的培養(yǎng)制度，主要包括：教師輔導(dǎo)、激勵(lì)制度；學(xué)生組織、激勵(lì)制度。
3.2教師輔導(dǎo)、激勵(lì)制度的建立
學(xué)生獲取知識主要來源是教師，教師在學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)中起到了非常重要的作用，只有教師對學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)實(shí)現(xiàn)制度化和規(guī)范化，才能穩(wěn)定持續(xù)地實(shí)施學(xué)生的創(chuàng)新能力培養(yǎng)。教師輔導(dǎo)制度的建立，需要在培養(yǎng)方案制訂、教師大綱修改、授課計(jì)劃實(shí)施等方面入手。首先，只有培養(yǎng)方案中包含了與學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)相關(guān)的內(nèi)容，才能使教師有的放矢，帶著目標(biāo)進(jìn)行輔導(dǎo)工作；其次，在教學(xué)大綱的修改方面，要做到與時(shí)俱進(jìn)，及時(shí)更新相關(guān)領(lǐng)域的最新成果，從而為學(xué)生奠定最新的創(chuàng)新設(shè)計(jì)思維基礎(chǔ)；最后，授課計(jì)劃的實(shí)施也起到關(guān)鍵作用，教師只有靈活掌握授課計(jì)劃的實(shí)施過程，才能根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)、創(chuàng)新、設(shè)計(jì)過程進(jìn)行跟蹤教學(xué)，從而實(shí)現(xiàn)因材施教。教師激勵(lì)制度的建立，需要從經(jīng)濟(jì)獎勵(lì)、科研獎勵(lì)等方面入手，首先，要對教師輔導(dǎo)成果進(jìn)行考評，根據(jù)考評對教師進(jìn)行合理經(jīng)濟(jì)獎勵(lì)，從而激發(fā)教師參與學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的動力；其次，可以對參與輔導(dǎo)學(xué)生的教師進(jìn)行科研方面的獎勵(lì)，給予一定的優(yōu)惠政策。
3.3學(xué)生組織、激勵(lì)制度的建立
學(xué)生是機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動的主題，因此，學(xué)生在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的各個(gè)環(huán)節(jié)中發(fā)揮主體作用，只有把學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動及其相關(guān)規(guī)則實(shí)現(xiàn)制度化和規(guī)范化，才能穩(wěn)定持續(xù)地實(shí)施學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。學(xué)生組織制度的建立，需要從學(xué)生動員、學(xué)生啟發(fā)、學(xué)生分組實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)等方面入手。首先，在對學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)之前，需要充分對學(xué)生進(jìn)行思想動員，讓學(xué)生了解機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)的興趣所在，從而自發(fā)地參與其中；其次，在學(xué)生產(chǎn)生興趣后，需要通過創(chuàng)新方面的教學(xué)，對學(xué)生進(jìn)行思維啟發(fā)，從而激發(fā)學(xué)生的潛在創(chuàng)造力；最后，讓學(xué)生自由組隊(duì)，按照課題小組長負(fù)責(zé)制的原則，使學(xué)生能夠通過團(tuán)隊(duì)協(xié)作的方法完成自己的創(chuàng)新設(shè)計(jì)作品。學(xué)生激勵(lì)制度的建立，需要在經(jīng)濟(jì)獎勵(lì)、榮譽(yù)獎勵(lì)方面入手，首先，要對學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)成果進(jìn)行考評，根據(jù)考評對學(xué)生進(jìn)行合理經(jīng)濟(jì)獎勵(lì)，從而激發(fā)學(xué)生參與機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)的動力；其次，可以對參與的學(xué)生進(jìn)行榮譽(yù)方面的獎勵(lì)，讓學(xué)生感到從事機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)活動的光榮性，給予一定的優(yōu)惠政策。
4.創(chuàng)新能力培養(yǎng)“雙結(jié)合”理念
把“雙結(jié)合理念”，即創(chuàng)新理論與創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)例相結(jié)合；學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐與創(chuàng)新工具、手段相結(jié)合作為理論知識和教學(xué)目標(biāo)之間的“橋梁”，通過“雙結(jié)合理念”把理論知識轉(zhuǎn)化為實(shí)際創(chuàng)新能力，按照產(chǎn)生興趣初步了解理解概念深入思考靈活運(yùn)用的順序建立培養(yǎng)方法，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)欲望。在此基礎(chǔ)上建立起一套符合實(shí)際情況的學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新能力培養(yǎng)體制。
5.結(jié)語
通過學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)體系的建立，建立能夠同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生“創(chuàng)新意識”和“創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力”的培養(yǎng)方法、相關(guān)制度，完善學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的相關(guān)制度，提高普通高等教育的學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)水平。
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關(guān)鍵詞：城市軌道；車輛工程；課程設(shè)計(jì)
作者簡介：師蔚（1981-），女，新疆伊寧人，上海工程技術(shù)大學(xué)城市軌道交通學(xué)院，講師；鄭樹彬（1979-），男，廣東揭陽人，上海工程技術(shù)大學(xué)城市軌道交通學(xué)院，副教授。（上海 201620）
基金項(xiàng)目：本文系2012年上海高校本科重點(diǎn)教學(xué)改革項(xiàng)目（批準(zhǔn)號：滬教委高〔2012〕49號）、上海工程技術(shù)大學(xué)城市軌道交通車輛工程“卓越工程師”培養(yǎng)平臺建設(shè)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：11XK10）的研究成果。
中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）19-0117-02
作為教育部首批“卓越工程師”教育培養(yǎng)計(jì)劃試點(diǎn)專業(yè)，上海工程技術(shù)大學(xué)城市軌道車輛工程專業(yè)培養(yǎng)方案重視知識、能力與工程實(shí)踐的融合，理論聯(lián)系實(shí)際，著力提高學(xué)生的工程意識、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力。[1]城市軌道學(xué)院車輛工程系教師不斷探索，總結(jié)該專業(yè)在培養(yǎng)過程中的經(jīng)驗(yàn)，并對本專業(yè)的發(fā)展方向、培養(yǎng)過程中出現(xiàn)的問題不斷研究、改進(jìn)，從而完善和優(yōu)化了本專業(yè)的課程體系。其中，重要的改進(jìn)部分為在新的培養(yǎng)計(jì)劃中添加了系列綜合課程設(shè)計(jì)，注重課程設(shè)計(jì)選題的綜合應(yīng)用性、工程實(shí)踐性及多樣性，旨在著力培養(yǎng)城市軌道交通車輛工程專業(yè)學(xué)生在城市軌道車輛方面的綜合設(shè)計(jì)、工程實(shí)際應(yīng)用能力及創(chuàng)新能力。并通過前期研究及一系列規(guī)劃及籌備，達(dá)到了開設(shè)條件，取得了一定的成果。
一、系列綜合課程設(shè)計(jì)設(shè)置依據(jù)
城市軌道車輛工程專業(yè)課程體系設(shè)置原則主要是緊貼本專業(yè)“卓越工程師”培養(yǎng)目標(biāo)，在系列綜合課程設(shè)計(jì)中著重考慮了其在工程素質(zhì)和能力培養(yǎng)需求方面的作用，并與課程體系中其他課程保持良好的相互銜接，進(jìn)一步提升理論及實(shí)踐教學(xué)效果。
1.城市軌道車輛工程專業(yè)培養(yǎng)需求
上海工程技術(shù)大學(xué)城市軌道交通車輛工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)為：以城市軌道交通車輛工程為背景，培養(yǎng)具有城市軌道交通車輛工程基礎(chǔ)知識與應(yīng)用能力，能面向工程實(shí)際，從事城市軌道交通車輛運(yùn)行保障及維護(hù)、故障診斷及維修并可延伸至整個(gè)軌道交通領(lǐng)域等方面工作的高級工程技術(shù)人才。[2]在培養(yǎng)目標(biāo)中，本專業(yè)注重與工程實(shí)際的結(jié)合，因此設(shè)置具有工程實(shí)踐特點(diǎn)的系列綜合課程設(shè)計(jì)正是滿足本專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的需要。
2.銜接專業(yè)課程群需求
城市軌道車輛工程專業(yè)課程群設(shè)置主要包括學(xué)科基礎(chǔ)課程群、專業(yè)課程群及集中實(shí)踐環(huán)節(jié)課程群三大部分。其中學(xué)科基礎(chǔ)課程群主要包括機(jī)械、電力電子、測試控制等相關(guān)課程。通過對該部分課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握扎實(shí)的機(jī)械、電力電子及測試控制方面的基本知識，具備獨(dú)立分析課程相關(guān)內(nèi)容的能力，為后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下良好的理論和技能基礎(chǔ)，為從事專業(yè)技術(shù)工作做好基本培養(yǎng)和鍛煉。
專業(yè)課程群則包括城市軌道車輛結(jié)構(gòu)與原理、城市軌道車輛電力牽引與控制、城市軌道故障診斷技術(shù)等專業(yè)課程。該部分的課程則使學(xué)生系統(tǒng)掌握城市軌道交通車輛結(jié)構(gòu)、控制、檢測、維護(hù)保障等方面的知識。通過這些課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握城市軌道交通車輛機(jī)械結(jié)構(gòu)、電力牽引、電氣設(shè)備等相關(guān)城市軌道車輛的組成和原理，以及其故障診斷、檢修方法及手段。
專業(yè)課程中的集中實(shí)踐環(huán)節(jié)課程群則包括企業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)和系列綜合課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。該部分課程中的企業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的主要目的是提高學(xué)生工程實(shí)踐能力，使理論聯(lián)系實(shí)際，增強(qiáng)理論教學(xué)效果。而系列綜合課程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)則是學(xué)科基礎(chǔ)課程群、專業(yè)課程群及企業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的綜合應(yīng)用，通過在設(shè)計(jì)應(yīng)用過程中使用各課程群中的知識點(diǎn)，不僅彌補(bǔ)了專業(yè)基礎(chǔ)課程抽象不易理解，理論教學(xué)效果不理想的不足，又解決了專業(yè)課程涉及知識領(lǐng)域廣、實(shí)踐性強(qiáng)、不易掌握的問題。并且讓學(xué)生將學(xué)校的“所學(xué)”與企業(yè)實(shí)踐的“所見”充分結(jié)合，使知識體系得以融會。系列綜合課程設(shè)計(jì)正是起到了銜接及促進(jìn)各專業(yè)課程群效果的作用。
二、內(nèi)容設(shè)置
城市軌道車輛工程專業(yè)系列綜合課程設(shè)計(jì)包括：城市軌道交通車輛結(jié)構(gòu)與原理課程設(shè)計(jì)、檢測與傳感技術(shù)課程設(shè)計(jì)、城市軌道交通車輛電氣設(shè)備課程設(shè)計(jì)。在內(nèi)容設(shè)置方面?zhèn)鹘y(tǒng)課程設(shè)計(jì)僅隸屬于某一門課程，并不注重課程體系其他課程的內(nèi)容銜接，難以達(dá)到訓(xùn)練學(xué)生較全面知識體系的目的，而改革后則避免了這一缺點(diǎn)。在系列綜合課程設(shè)計(jì)中主要體現(xiàn)以下特點(diǎn)：
1.綜合應(yīng)用性
首先在設(shè)計(jì)選題時(shí)，教師考慮其綜合應(yīng)用性，將分散的多門課程串聯(lián)起來并系統(tǒng)化，使學(xué)生得到綜合性的應(yīng)用訓(xùn)練。具體做法是各綜合課程設(shè)計(jì)教師首先開設(shè)多個(gè)選題，供學(xué)生選擇，并考慮其具體特點(diǎn)，即在城市軌道交通車輛結(jié)構(gòu)與原理課程設(shè)計(jì)中，將機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程力學(xué)、城市軌道交通車輛結(jié)構(gòu)與原理等課程聯(lián)系起來；檢測與傳感技術(shù)課程設(shè)計(jì)將檢測與傳感技術(shù)、城市軌道車輛故障診斷技術(shù)等課程聯(lián)系起來；而城市軌道交通車輛電氣設(shè)備課程設(shè)計(jì)則將電子技術(shù)、電力電子技術(shù)、電力牽引、控制理論等課程聯(lián)系起來，在綜合課程設(shè)計(jì)的任務(wù)書中就體現(xiàn)出各選題的綜合應(yīng)用性。
2.工程實(shí)踐性
在考慮選題時(shí)，所有的選題都應(yīng)與城市軌道車輛工程應(yīng)用有關(guān)，使學(xué)生具有實(shí)際應(yīng)用的前提，有利于提高課程設(shè)計(jì)的興趣，調(diào)動學(xué)生的積極性，有利于發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性和創(chuàng)造性，也增強(qiáng)了學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，做到理論與實(shí)踐相結(jié)合。
3.多樣性
即選題多樣性。選題有的來自于企業(yè)的需求，即需要解決的問題，做創(chuàng)新性的開發(fā)；有的來自于國內(nèi)外文獻(xiàn)資料，學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐重新設(shè)計(jì)，實(shí)際復(fù)現(xiàn)；有的課題來自于教師科研課題中成熟的研究成果轉(zhuǎn)化，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行前瞻性的設(shè)計(jì)。總之，學(xué)生可以根據(jù)自己自身的特點(diǎn)及能力，選擇適合自己的設(shè)計(jì)選題，達(dá)到提高綜合能力的目標(biāo)。
4.開放性
在系列課程設(shè)計(jì)中，借鑒開放式課程設(shè)計(jì)模式，以綜合課程設(shè)計(jì)選題為主線，在管理上首先實(shí)施開放性管理，指導(dǎo)教師以階段成果作為考核設(shè)計(jì)進(jìn)程標(biāo)準(zhǔn)，給學(xué)生開放的課程設(shè)計(jì)空間，使他們有更多自學(xué)和研究的機(jī)會。同時(shí)配有開放的教學(xué)實(shí)驗(yàn)室為基地，滿足學(xué)生開放式實(shí)踐機(jī)會。[3，4]
三、組織實(shí)施
根據(jù)上述系列綜合課程設(shè)計(jì)設(shè)置的內(nèi)容及特點(diǎn)，需要指導(dǎo)教師具有較強(qiáng)的城市軌道車輛綜合應(yīng)用能力及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，因此在組織實(shí)施該教學(xué)內(nèi)容時(shí)主要通過本專業(yè)專職教師的培養(yǎng)、企業(yè)導(dǎo)師的參與，同時(shí)積極構(gòu)建課程設(shè)計(jì)平臺，并針對系列課程設(shè)計(jì)在院內(nèi)立項(xiàng)研究，從硬件、軟件上得以為系列課程設(shè)計(jì)的實(shí)施提供有利的保障。
1.系列課程設(shè)計(jì)教師培養(yǎng)
在系列課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)教師配備上使用雙導(dǎo)師制，即同時(shí)配備學(xué)校專職教師與企業(yè)導(dǎo)師共同指導(dǎo)系列課程設(shè)計(jì)。由于有企業(yè)導(dǎo)師的介入，使系列課程設(shè)計(jì)的選題可以更加實(shí)用，設(shè)計(jì)過程更加接近工程實(shí)際。而學(xué)校專職教師則可以在課程設(shè)計(jì)中把握學(xué)生對新技術(shù)的應(yīng)用，引導(dǎo)創(chuàng)新設(shè)計(jì)思路，并管控課程設(shè)計(jì)過程，使系列綜合課程設(shè)計(jì)在實(shí)施過程中滿足學(xué)校培養(yǎng)體系的要求及規(guī)范。
在學(xué)校專職教師培養(yǎng)過程中，注重企業(yè)掛職鍛煉環(huán)節(jié)，使掛職鍛煉成為專業(yè)課程教師的必修環(huán)節(jié)。通過企業(yè)的掛職鍛煉，讓教師充分了解本專業(yè)領(lǐng)域的工程實(shí)踐相關(guān)知識，促進(jìn)教師提高解決實(shí)際問題和進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的能力。并促使教師不斷學(xué)習(xí)，不斷更新知識和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，使教學(xué)內(nèi)容與本專業(yè)需求保持緊密的聯(lián)系。對于企業(yè)兼職導(dǎo)師，則需要他們具有碩士以上學(xué)歷，在企業(yè)有豐富的現(xiàn)場及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，彌補(bǔ)專職教師在培養(yǎng)學(xué)生過程中出現(xiàn)知識、技能和視野以及對新技術(shù)應(yīng)用方面的不足。
2.系列課程設(shè)計(jì)平臺搭建
為保證系列課程設(shè)計(jì)的正常進(jìn)行，除了在指導(dǎo)教師配備及培養(yǎng)方面進(jìn)行努力外，還進(jìn)行了系列課程設(shè)計(jì)的硬件平臺的搭建。主要包括設(shè)置系列綜合課程設(shè)計(jì)用教室，提供基本計(jì)算機(jī)，仿真設(shè)計(jì)軟件，實(shí)驗(yàn)平臺。同時(shí)還充分利用實(shí)驗(yàn)室等其他平臺，具體如下：
（1）充分利用專業(yè)實(shí)驗(yàn)室。在系列課程設(shè)計(jì)場所的選用中，通過開放性管理，充分利用城市軌道交通學(xué)院已有的實(shí)驗(yàn)室，如城市軌道交通列車結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室、城市軌道車輛自動駕駛實(shí)驗(yàn)室、城市軌道車輛檢測實(shí)驗(yàn)室等場所及相應(yīng)實(shí)驗(yàn)平成部分實(shí)驗(yàn)，使專業(yè)實(shí)驗(yàn)室得到充分利用。
（2）利用科研平臺。當(dāng)學(xué)生的課程設(shè)計(jì)選題為教師科研成果轉(zhuǎn)化的題目時(shí)，學(xué)生則可利用專業(yè)教師的科研平臺進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)等相關(guān)內(nèi)容。
（3）利用學(xué)生創(chuàng)新工作平臺。通過學(xué)院已經(jīng)搭建的大學(xué)城創(chuàng)新工作室及相關(guān)設(shè)備，部分學(xué)生選題接近時(shí)，可以進(jìn)入這些工作室進(jìn)行相應(yīng)的課程設(shè)計(jì)工作。
3.系列課程設(shè)計(jì)立項(xiàng)研究
在系列綜合課程設(shè)計(jì)的總體設(shè)計(jì)方案落實(shí)的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步對各綜合課程設(shè)計(jì)進(jìn)行細(xì)化，如選題論證、設(shè)計(jì)步驟規(guī)范、設(shè)計(jì)工作量的核算、設(shè)計(jì)指導(dǎo)書的編制等工作，通過院內(nèi)立項(xiàng)研究，做到選題必須具有工程實(shí)踐性，設(shè)計(jì)內(nèi)容必須具有先進(jìn)性。對選題進(jìn)行學(xué)生試做，充分驗(yàn)證其課程設(shè)計(jì)的工作量是否合理，難度是否適中。通過試做學(xué)生反饋進(jìn)行調(diào)整，為正式執(zhí)行教學(xué)計(jì)劃打下基礎(chǔ)。
四、結(jié)論
在城市軌道車輛專業(yè)課程體系中，增加系列綜合課程設(shè)計(jì)是卓越工程師培養(yǎng)目標(biāo)的需求，同時(shí)也是銜接課程體系各課程的重要內(nèi)容。通過對指導(dǎo)教師的培養(yǎng)、企業(yè)導(dǎo)師的介入，并搭建了系列課程設(shè)計(jì)平臺，在軟件及硬件上進(jìn)行建設(shè)，并通過立項(xiàng)研究選題，把握其綜合性、工程應(yīng)用性、多樣性等特點(diǎn)，取得了一定成果。
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞: 機(jī)械工程類畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)改革
畢業(yè)設(shè)計(jì)是高校實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)、造就合格人才、培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行科學(xué)研究與工程設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練、培養(yǎng)創(chuàng)新思維與工程實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是本科生在校期間的最后一個(gè)綜合性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),是人才培養(yǎng)過程中一個(gè)重要階段,是畢業(yè)前對所學(xué)知識和自身素質(zhì)的全面檢驗(yàn),也是對高等學(xué)校的培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)質(zhì)量的評價(jià)。對于機(jī)械工程類學(xué)生來說,畢業(yè)設(shè)計(jì)是鞏固、聯(lián)系、充實(shí)、深化、擴(kuò)大所學(xué)的基礎(chǔ)理論及專業(yè)知識,提高面向工程實(shí)際提出問題、分析問題、解決問題的能力,培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識解決機(jī)械工程領(lǐng)域問題的實(shí)踐能力的重要手段,因此學(xué)生要初步掌握專業(yè)設(shè)計(jì)工作的流程和方法,熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)等工具提高工作效率及質(zhì)量,培養(yǎng)認(rèn)真踏實(shí)、刻苦鉆研的科研態(tài)度及團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新意識。因此,畢業(yè)設(shè)計(jì)是對學(xué)生基礎(chǔ)知識、專業(yè)知識和獨(dú)立工作能力與創(chuàng)新能力的綜合檢驗(yàn),其質(zhì)量直接反映高校教學(xué)質(zhì)量的總體水平。加強(qiáng)畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的管理,確保畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量,對培養(yǎng)學(xué)生的基本素質(zhì)和工程能力非常重要。下面筆者結(jié)合機(jī)械工程類的畢業(yè)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀,分析主要影響因素,提出一些質(zhì)量控制的措施。
1.畢業(yè)設(shè)計(jì)中存在的問題
1.1基礎(chǔ)知識和綜合設(shè)計(jì)能力的缺陷。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜而艱巨的系統(tǒng)工程,是對學(xué)生進(jìn)行一次工程師基本技能綜合訓(xùn)練的過程,學(xué)生需要投入大量的人力、財(cái)力和物力,包括:對技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性的分析能力,對畢業(yè)設(shè)計(jì)的理解能力,查閱、分析各種文獻(xiàn)資料的能力,掌握使用工程技術(shù)規(guī)范、手冊、圖表、專業(yè)外語等技術(shù)資料的查閱能力,計(jì)算和設(shè)計(jì)能力,數(shù)據(jù)處理能力,計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力,繪圖和設(shè)計(jì)說明書的撰寫等方面的能力。機(jī)械工程類本科畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及機(jī)械制圖、金屬工藝學(xué)、互換性原理與測量技術(shù)、工程力學(xué)、機(jī)械基礎(chǔ)等基礎(chǔ)理論課程和不同設(shè)計(jì)方向所應(yīng)用的專業(yè)知識。學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)之前所學(xué)的課本沒有教會他們怎么進(jìn)行完整設(shè)計(jì),怎樣把書本知識與工程實(shí)際緊密結(jié)合,怎樣把理論和實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合起來,進(jìn)行創(chuàng)造性思維,而畢業(yè)設(shè)計(jì)則給了學(xué)生這個(gè)連接書本與實(shí)踐的機(jī)會。部分學(xué)生忽視這些基礎(chǔ)知識的環(huán)節(jié)和步驟,在無充分思想、理論、資料和必要的條件準(zhǔn)備情況下,倉促上陣,加上基本功不扎實(shí),設(shè)計(jì)過程就顯得很慌亂,自然就難以完成高質(zhì)量的畢業(yè)設(shè)計(jì)[1]。
1.2對就業(yè)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的矛盾心態(tài)。
學(xué)生在校的最后一學(xué)期是畢業(yè)設(shè)計(jì)的階段,也是畢業(yè)生擇業(yè)的關(guān)鍵時(shí)期,由于高校擴(kuò)招、經(jīng)濟(jì)發(fā)展等因素,就業(yè)崗位總量不足,學(xué)生具有較大的就業(yè)壓力,二者的重合很大程度上沖擊了學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間和精力。就業(yè)與畢業(yè)設(shè)計(jì)在學(xué)生心目中的比重發(fā)生了較大的變化,已落實(shí)工作崗位的部分學(xué)生認(rèn)為工作單位已定,從事的工作崗位和畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的關(guān)聯(lián)程度不大,搞畢業(yè)設(shè)計(jì)已不重要;畢業(yè)設(shè)計(jì)期間是考研落選學(xué)生和尚未落實(shí)工作單位學(xué)生積極落實(shí)就業(yè)時(shí)期,這無形中增加了學(xué)生的就業(yè)壓力,為了能在有限的時(shí)間內(nèi)找到工作,他們無心畢業(yè)設(shè)計(jì),將畢業(yè)設(shè)計(jì)放在從屬地位。
1.3對畢業(yè)設(shè)計(jì)的認(rèn)識誤差。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是研究性學(xué)習(xí)和工程訓(xùn)練,是解決工程技術(shù)問題的具體實(shí)踐,是鍛煉學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題、提高綜合素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。部分學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的理解存在偏差,認(rèn)為經(jīng)過幾年的學(xué)習(xí)已經(jīng)系統(tǒng)地掌握了本學(xué)科的基本知識結(jié)構(gòu),畢業(yè)設(shè)計(jì)只不過是一種形式,加之用人單位在選聘畢業(yè)生時(shí)很少對畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量提出要求,畢業(yè)設(shè)計(jì)對個(gè)人未來發(fā)展影響因素較小。甚至有少數(shù)學(xué)生抱著僥幸心理,認(rèn)為抄襲畢業(yè)設(shè)計(jì)也能過關(guān),無形之中降低了對畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。
1.4指導(dǎo)老師選題、投入與畢業(yè)設(shè)計(jì)要求存在距離。
指導(dǎo)老師從擬定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目、方案到設(shè)計(jì)的全部完成,其自身水平及精力投入程度直接影響畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。目前許多高校的教師已經(jīng)承擔(dān)了大量繁重的教學(xué)任務(wù),授課之余還要進(jìn)行教研、科研、社會工作、自我充實(shí),精力有限,這部分教師對畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)明顯感到心有余而力不足,用于指導(dǎo)、答疑畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間自然不足。課題選擇具有局限性,常規(guī)題目偏多,畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容和就業(yè)單位的實(shí)際生產(chǎn)技術(shù)狀況脫鉤,沒有起到培養(yǎng)學(xué)生基本技能和綜合能力的作用,此外也存在畢業(yè)設(shè)計(jì)選題過難、過深、過寬,學(xué)生難以完成、難以調(diào)動積極性的問題。畢業(yè)設(shè)計(jì)的組織管理有漏洞,表現(xiàn)在各級教學(xué)管理部門重視程度不一,缺少嚴(yán)格的管理辦法,指導(dǎo)老師的要求不一致,因而有的畢業(yè)設(shè)計(jì)成果形式存在較大差異等現(xiàn)象[2]。
1.5開題工作的誤區(qū)。
學(xué)生參與畢業(yè)設(shè)計(jì)的第一個(gè)環(huán)節(jié)是開題,是學(xué)生第一次完全獨(dú)立地查閱相關(guān)資料、確定設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、擬解決的問題、課題總體方案、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、解決方案、預(yù)期效果、進(jìn)度安排等。這是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié),開題工作的質(zhì)量將直接影響接下來的整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)。“萬事開頭難”,很多學(xué)生不知從何下手,有些學(xué)生在拿到設(shè)計(jì)任務(wù)書后,沒有做好充分的準(zhǔn)備,沒搞清具體要求就匆忙下筆;有些學(xué)生沒有認(rèn)識到開題的重要性而敷衍了事,結(jié)果交到教師手里的開題報(bào)告只是將一些原理、算法拼湊在一起,對擬設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、解決的問題、解決方案、預(yù)期效果、進(jìn)度安排等沒有深入研究,沒有比較和方案選定,沒有計(jì)劃和統(tǒng)一安排,給指導(dǎo)老師的感覺好像是在寫理論總結(jié)而不是在做設(shè)計(jì);還有部分學(xué)生上網(wǎng)查了些圖片、內(nèi)容,再加上一些說明,整體沒有邏輯、含糊不清、抓不住要點(diǎn)、沒有實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
1.6學(xué)生的創(chuàng)新意識及創(chuàng)新能力薄弱,缺乏工程意識。
機(jī)械工程類畢業(yè)設(shè)計(jì)涉及機(jī)械、控制、電子及計(jì)算機(jī)等多方面知識歸納、總結(jié)和綜合運(yùn)用,是一次綜合運(yùn)用多學(xué)科知識的實(shí)踐過程。但在師生互動選擇課題時(shí),存在學(xué)生的創(chuàng)新意識表現(xiàn)得不夠強(qiáng)烈的問題。大部分學(xué)生更愿意選擇自己熟悉方向的課題,而對于一些涉及新知識領(lǐng)域的課題產(chǎn)生恐懼心理,對自己的能力表示懷疑。學(xué)生是畢業(yè)設(shè)計(jì)的主體,指導(dǎo)老師只起輔導(dǎo)作用,在設(shè)計(jì)中難免會面臨新的知識或問題,有的學(xué)生考慮的不是如何利用現(xiàn)有資源分析和解決問題,而是所有問題均請教指導(dǎo)老師;有些學(xué)生遇到一些困難,就希望教師能把現(xiàn)成的資料拿來參考,缺乏獨(dú)立思考、分析與解決問題的能力,對教師有很強(qiáng)的依賴性,只會被動地按照教師設(shè)計(jì)的模式和思路工作,使得畢業(yè)設(shè)計(jì)缺乏創(chuàng)新性,這就需要學(xué)生具備不斷學(xué)習(xí)和創(chuàng)新的能力;有些學(xué)生拿到設(shè)計(jì)題目不是按照機(jī)械設(shè)計(jì)的程序踏踏實(shí)實(shí)、一步一個(gè)腳印地查閱資料,研究設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)方案,而是開始不知如何下手,進(jìn)入角色后恨不得一個(gè)月就把課題做完;有些學(xué)生在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束后都沒有查過《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》,零部件的選取只憑自己想當(dāng)然;有些學(xué)生在答辯前工程圖上還有舊國標(biāo),這種現(xiàn)象使得學(xué)生到了工作單位很難迅速適應(yīng),達(dá)不到鍛煉的目的,達(dá)不到預(yù)期效果。
2.畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)改革探索
2.1根據(jù)培養(yǎng)目標(biāo),實(shí)行科學(xué)化選題。
選題質(zhì)量關(guān)系到畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量,影響到學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動性,而畢業(yè)設(shè)計(jì)題目的方向、內(nèi)容、工作量安排等適宜是提高學(xué)生技術(shù)能力培訓(xùn)的重要因素。在選題工作中,師生應(yīng)結(jié)合培養(yǎng)目標(biāo),題目的選擇、分配及審核等方面達(dá)到相關(guān)要求:須符合培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)要求,使學(xué)生能綜合運(yùn)用所學(xué)知識,得到比較全面的鍛煉;根據(jù)專業(yè)需要,盡可能地選擇與生產(chǎn)、技術(shù)改造或科研任務(wù)相結(jié)合的題目,題目應(yīng)難易適度,工作量適中,有一定的水平,又要使學(xué)生在規(guī)定期限內(nèi)經(jīng)過努力能夠按時(shí)完成;選題需要具有一定的先進(jìn)性、新穎性,逐年更新課題;創(chuàng)造條件,引導(dǎo)學(xué)生積極參與選題,互動選擇設(shè)計(jì)課題,學(xué)生對自己所做的題目內(nèi)容是否感興趣,直接關(guān)系到畢業(yè)設(shè)計(jì)工作是否投入和學(xué)習(xí)效果的好壞,因此,要增加學(xué)生的學(xué)習(xí)主體意識,促進(jìn)學(xué)生個(gè)性發(fā)展;嚴(yán)格執(zhí)行選題申報(bào)、審批制度,題目審核工作是保證選題質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié),在組織選題工作中,需要充分發(fā)揮二級學(xué)院、專業(yè)系的課題審核職能,嚴(yán)格執(zhí)行選題的逐級申報(bào)和審批程序,確保畢業(yè)設(shè)計(jì)課題質(zhì)量[3]。
2.2正確認(rèn)識畢業(yè)設(shè)計(jì)的地位。
當(dāng)今西方發(fā)達(dá)國家大部分機(jī)構(gòu)在接收新畢業(yè)的大學(xué)生時(shí)均要安排他們接受相應(yīng)的專業(yè)技能訓(xùn)練,而我國目前用人單位則與之不同,要求到工作崗位后經(jīng)過短期見習(xí)便讓其獨(dú)立承擔(dān)相關(guān)技術(shù)工作,不進(jìn)行系統(tǒng)的工程培訓(xùn),這使得剛畢業(yè)的大學(xué)生往往難以勝任工作。機(jī)械工程類本科生的培養(yǎng)目標(biāo)規(guī)定,學(xué)生在校期間便要獲得工程師的基本訓(xùn)練,在畢業(yè)設(shè)計(jì)之前的大部分時(shí)間用于理論知識學(xué)習(xí),而且是以單一學(xué)科的課堂教學(xué)形式,考試側(cè)重于考查學(xué)生掌握知識的理解力、記憶力,畢業(yè)設(shè)計(jì)不同于單一學(xué)科考試,畢業(yè)設(shè)計(jì)側(cè)重考查學(xué)生解決實(shí)際技術(shù)問題能力、創(chuàng)造性思維能力、自學(xué)能力、應(yīng)變能力和進(jìn)取精神等,內(nèi)容一般是書本上難以找到的,需要學(xué)生探索,從而找出解決問題的方法、措施,使得學(xué)生不再是課堂的“觀眾”,而是“主演”。學(xué)生只有在系統(tǒng)地獲得并積累必要的知識后,才能具備較好的思維能力與創(chuàng)造能力,然而無論多好的課堂教學(xué)也難以替代學(xué)生的實(shí)踐活動。我們培養(yǎng)的學(xué)生是能夠運(yùn)用所學(xué)的知識解決實(shí)際工程技術(shù)問題的科技人才,因此,必須通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的嚴(yán)格訓(xùn)練,使學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐中能全面地運(yùn)用所學(xué)知識,加深理解,融會貫通,培養(yǎng)他們分析問題、解決問題的能力。畢業(yè)設(shè)計(jì)這一綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)是學(xué)生從學(xué)校走向工作崗位必不可少的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。因此,學(xué)生將整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)保質(zhì)保量地完成之后,他們的技術(shù)技能將會產(chǎn)生一次質(zhì)的飛躍[4]。
2.3加大畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)力度、指導(dǎo)深度。
在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間,教師和學(xué)生都有很大的空間。要使學(xué)生全身心地投入畢業(yè)設(shè)計(jì),教師在指導(dǎo)過程中必須具備高度的責(zé)任感,加大畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)力度。“二十一世紀(jì)是創(chuàng)造教育的世紀(jì)”,創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)呼喚創(chuàng)新教育。在大學(xué)階段,教師是學(xué)生走向社會、走上工作崗位的第一門戶,要嚴(yán)格把關(guān)。教師應(yīng)該對畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行及時(shí)檢查、嚴(yán)格管理,要求學(xué)生樹立嚴(yán)肅、嚴(yán)密、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng),教會學(xué)生合理使用《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》等相關(guān)參考資料,使學(xué)生學(xué)會上網(wǎng)查閱各種信息,了解最新的科技動態(tài)。對同一設(shè)計(jì)要求,提倡學(xué)生采用不同的方案和工具。
2.4創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
2.4.1畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和能力,從畢業(yè)實(shí)習(xí)開始。
按時(shí)發(fā)放設(shè)計(jì)任務(wù)書,使學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目類型有一定的了解,對設(shè)計(jì)課題經(jīng)過分析后明確:在實(shí)習(xí)期間需要收集的資料、文獻(xiàn),看什么圖樣,帶著問題有針對性地實(shí)習(xí),通過其獨(dú)立思考培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立工作能力。在實(shí)習(xí)中可以請工礦企業(yè)單位的工程技術(shù)人員介紹一些產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)流程、發(fā)展?fàn)顩r,教師還可以通過網(wǎng)絡(luò)了解本專業(yè)的發(fā)展動態(tài)和前沿科學(xué)技術(shù),講授設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題,進(jìn)而拓寬學(xué)生的設(shè)計(jì)思路。條件許可的高校可以讓學(xué)生參觀本專業(yè)的新設(shè)備、新材料、新工藝,拓寬學(xué)生的知識面。實(shí)習(xí)結(jié)束后要求學(xué)生寫出實(shí)結(jié),通過對問題的分析、整理、歸納,培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納事物的能力,最后評定畢業(yè)實(shí)習(xí)成績。
2.4.2鼓勵(lì)學(xué)生打破常規(guī)思考,喚醒學(xué)生創(chuàng)新意識。
在設(shè)計(jì)過程中需要注重調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。設(shè)計(jì)之初指導(dǎo)教師需要適當(dāng)引導(dǎo)學(xué)生的設(shè)計(jì)思路,不能因循守舊,用以前的設(shè)計(jì)范例或指明幾種設(shè)計(jì)方案讓學(xué)生選擇,這將限制學(xué)生的獨(dú)立思考和創(chuàng)新精神,應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生廣開思路考慮設(shè)計(jì)方案,而對學(xué)生打破常規(guī)的思路則要予以鼓勵(lì),可幫助學(xué)生分析新思路的優(yōu)缺點(diǎn),充分調(diào)動學(xué)生設(shè)計(jì)的積極性,使設(shè)計(jì)充滿生機(jī)。
2.4.3鼓勵(lì)學(xué)生獨(dú)立思考,培養(yǎng)獨(dú)立設(shè)計(jì)和工作能力。
指導(dǎo)老師要做好引導(dǎo),放手讓學(xué)生去獨(dú)立思考。教師在輔導(dǎo)答疑時(shí)并非要有問必答,而要讓學(xué)生自己查閱有關(guān)書籍、設(shè)計(jì)資料去尋找答案。對學(xué)生難以解決的難點(diǎn),教師可以幫助分析,與學(xué)生共同探討解決方法,有意識地培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和自學(xué)能力,減少學(xué)生的依賴性,促進(jìn)學(xué)生思考,增強(qiáng)學(xué)生的獨(dú)立工作能力。在設(shè)計(jì)中應(yīng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生對工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)規(guī)范、設(shè)計(jì)手冊、標(biāo)準(zhǔn)圖集等的熟練使用。此外,學(xué)生需要了解與本專業(yè)密切相關(guān)的其它專業(yè)的設(shè)計(jì)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)手冊,以提高畢業(yè)后對工作的適應(yīng)能力。
2.4.4因材施教,提高整體設(shè)計(jì)能力。
在設(shè)計(jì)中應(yīng)充分挖掘它的實(shí)踐指導(dǎo)意義。學(xué)生在學(xué)習(xí)能力上存在著差異,需要抓好兩頭:對能力較強(qiáng)者,設(shè)計(jì)進(jìn)度較快,給予特殊培養(yǎng),在完成任務(wù)后,尚有時(shí)間和余力去做與其設(shè)計(jì)任務(wù)相關(guān)的小專題,指導(dǎo)老師可根據(jù)不同情況布置新任務(wù),讓他們對某些專題進(jìn)行較深入的研究;對能力較弱者,教師需要付出更多的精力,不能對他們降低標(biāo)準(zhǔn),而要通過多輔導(dǎo)、多督促等外因條件使其達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)他們有微小進(jìn)步或新的想法時(shí),指導(dǎo)老師應(yīng)給予熱情肯定或鼓勵(lì),增強(qiáng)他們的自信和獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)的勇氣,盡可能地調(diào)動他們的積極性。
2.4.5激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)綜合運(yùn)用知識的能力。
在設(shè)計(jì)過程中學(xué)生可能需要用到多門學(xué)科知識,指導(dǎo)老師可讓學(xué)生自己想辦法,根據(jù)自己已掌握的知識,經(jīng)過分析、合成、加工獲取自己所需的知識,尋找解決問題的途徑和方法。設(shè)計(jì)中可以加大計(jì)算機(jī)應(yīng)用的比例,除進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算外,在設(shè)計(jì)草圖的基礎(chǔ)上可以要求學(xué)生使用計(jì)算機(jī)繪圖,但設(shè)計(jì)圖樣中必須有采用傳統(tǒng)手工繪制的圖樣,訓(xùn)練手工繪圖的技能。上述手段可使學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力得到增強(qiáng)。
2.5加強(qiáng)目標(biāo)管理,建立規(guī)范的質(zhì)量監(jiān)控機(jī)制。
畢業(yè)設(shè)計(jì)期間也是學(xué)生急于落實(shí)工作單位、奔波于人才市場的時(shí)候,因此,畢業(yè)設(shè)計(jì)與就業(yè)二者往往會發(fā)生沖突,尤其是在即將完成學(xué)業(yè)前期,接觸社會、參與社會的渴望與行為日漸增加,外界環(huán)境對學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)具有很大的沖擊。同時(shí)因畢業(yè)設(shè)計(jì)本身教學(xué)方式靈活,學(xué)生在學(xué)習(xí)地點(diǎn)和時(shí)間上有較大的自由度,自主性很強(qiáng),這會使得一些自我約束力差的學(xué)生浪費(fèi)時(shí)間,給畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)工作帶來一定的困難,影響指導(dǎo)質(zhì)量。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)管理中,我校逐漸建立并完善了三種管理機(jī)制保證畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)質(zhì)量。
2.5.1校級教學(xué)管理與監(jiān)控機(jī)制。
由校職能部門制定畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量檢查指標(biāo),組成畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量檢查組,按教學(xué)進(jìn)度組織教學(xué)檢查工作。一般是在畢業(yè)設(shè)計(jì)中期和后期進(jìn)行兩次教學(xué)檢查,加強(qiáng)對畢業(yè)設(shè)計(jì)的宏觀管理與監(jiān)控。同時(shí)建立畢業(yè)設(shè)計(jì)的評估與激勵(lì)機(jī)制,進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)質(zhì)量評估、優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)評閱等相關(guān)工作。通過評選出一批優(yōu)秀指導(dǎo)教師、專業(yè)教研室和優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)等,達(dá)到鼓勵(lì)先進(jìn)、樹立榜樣、加強(qiáng)交流與提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的目的。
2.5.2以學(xué)校督導(dǎo)組為主體的監(jiān)控機(jī)制。
學(xué)校督導(dǎo)組從畢業(yè)設(shè)計(jì)工作開始,每周安排一定時(shí)間深入到各二級學(xué)院實(shí)驗(yàn)室、機(jī)房、設(shè)計(jì)教室等畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)現(xiàn)場,對畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)的全過程進(jìn)行監(jiān)督、檢查,并及時(shí)向?qū)W校和二級學(xué)院反饋相關(guān)檢查信息。
2.5.3以二級學(xué)院、專業(yè)系為主的質(zhì)量管理和監(jiān)控機(jī)制。
各二級學(xué)院、專業(yè)系直接工作在指導(dǎo)第一線,是保證畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵,通過建立二級學(xué)院、專業(yè)系對畢業(yè)設(shè)計(jì)的定期檢查制度,并逐漸形成規(guī)范化,有效地強(qiáng)化教學(xué)一線的管理工作,嚴(yán)肅教學(xué)氣氛,確保各教學(xué)環(huán)節(jié)保質(zhì)保量地完成任務(wù)[5]。
2.6根據(jù)質(zhì)量要求,建立成績評價(jià)體系。
機(jī)械工程類畢業(yè)設(shè)計(jì)成果性材料質(zhì)量主要分為繪圖質(zhì)量和文檔質(zhì)量。繪圖質(zhì)量指設(shè)計(jì)類課題要求每個(gè)學(xué)生應(yīng)完成的繪圖總量,圖面表達(dá)符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);文檔質(zhì)量指設(shè)計(jì)說明書、實(shí)習(xí)報(bào)告、開題報(bào)告、文獻(xiàn)資料等文檔的質(zhì)量,設(shè)計(jì)說明書字?jǐn)?shù)不少于1萬字,要求層次分明,結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn),內(nèi)容正確,重點(diǎn)突出;為了檢驗(yàn)和提高學(xué)生的外語水平,在設(shè)計(jì)過程中學(xué)生必須閱讀并翻譯4000字以上的外文參考文獻(xiàn),且說明書須有中英文摘要、關(guān)鍵詞等。
在實(shí)際教學(xué)中,為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正學(xué)生成果性材料存在的問題,我院采用預(yù)答辯方式,在正式答辯前兩周舉行,要求學(xué)生準(zhǔn)備設(shè)計(jì)的圖樣、說明書、中英文翻譯、相關(guān)附件。在預(yù)答辯過程中,學(xué)生只作簡短的設(shè)計(jì)介紹,預(yù)答辯小組主要檢查學(xué)生成果性材料,指出需要修改的地方,填寫整改通知單,學(xué)生根據(jù)整改通知單,逐一整改,對于整改后仍然存在較重問題的學(xué)生,讓其緩答辯,較好地控制學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量。
畢業(yè)設(shè)計(jì)的成績評價(jià)體系的建立,對提高畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量具有很大作用。評閱、答辯及成績評定是對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的綜合評價(jià),須做到公開、公平和公正。指導(dǎo)老師在設(shè)計(jì)圖樣上審核簽字,根據(jù)學(xué)生工作態(tài)度、查閱文獻(xiàn)和綜合運(yùn)用能力、獨(dú)立思考和解決問題的能力及計(jì)算機(jī)操作能力予以評定,給出評語和成績(占30%);然后由專業(yè)系安排教師交叉評閱,評閱教師可在全校范圍內(nèi)聘請,也可在社會上聘請相關(guān)專家和工程技術(shù)人員擔(dān)任,根據(jù)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的正確性、方案的可行性、論證的嚴(yán)密性和創(chuàng)造性、分析解決問題能力、設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量、文字表達(dá)能力等評定成績(占30%);答辯成績由答辯委員會根據(jù)學(xué)生的語言組織能力、表達(dá)能力、應(yīng)變能力及其對相關(guān)基礎(chǔ)知識的掌握情況評定成績(占40%)。成績評定由平時(shí)成績、評閱成績和答辯成績?nèi)糠纸M成,再匯總成績,評選優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì),對畢業(yè)設(shè)計(jì)成績非常差、未達(dá)到設(shè)計(jì)要求的學(xué)生,堅(jiān)決要求整改或重做,以保證畢業(yè)設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量,同時(shí)這對下一屆學(xué)生也是重要的警示。
3.結(jié)語
畢業(yè)設(shè)計(jì)是一種學(xué)習(xí)、實(shí)踐、探索和創(chuàng)新相結(jié)合的綜合教學(xué),是高校培養(yǎng)人才的重要教育教學(xué)環(huán)節(jié),本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)中所存在的問題不容忽視。針對目前高等教育的形式和機(jī)械工程類專業(yè)社會需求的狀況,畢業(yè)設(shè)計(jì)的改革應(yīng)緊緊圍繞培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及綜合素質(zhì)來進(jìn)行,協(xié)調(diào)好企業(yè)、高校、教師、學(xué)生各個(gè)環(huán)節(jié)之間的關(guān)系。參與畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)生應(yīng)高度重視畢業(yè)設(shè)計(jì),并以積極主動、科學(xué)認(rèn)真、嚴(yán)謹(jǐn)踏實(shí)的態(tài)度投入到畢業(yè)設(shè)計(jì)中,這樣才能有效保證畢業(yè)設(shè)計(jì)的質(zhì)量,從而促進(jìn)自身能力的提高,同時(shí)也可以推動高校教學(xué)質(zhì)量水平的提升。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞：機(jī)械產(chǎn)品；方案設(shè)計(jì)方法；發(fā)展趨勢
引言
科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品功能要求的日益增多，復(fù)雜性增加，壽命期縮短，更新?lián)Q代速度加快。然而，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，尤其是機(jī)械產(chǎn)品方案的設(shè)計(jì)手段，則顯得力不從心，跟不上時(shí)展的需要。目前，計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品的設(shè)計(jì)繪圖、設(shè)計(jì)計(jì)算、加工制造、生產(chǎn)規(guī)劃已得到了比較廣泛和深入的研究，并初見成效，而產(chǎn)品開發(fā)初期方案的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計(jì)的需要。為此，作者在閱讀了大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，概括總結(jié)了國內(nèi)外設(shè)計(jì)學(xué)者進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)采用的方法，并討論了各種方法之間的有機(jī)聯(lián)系和機(jī)械產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的發(fā)展趨勢。
根據(jù)目前國內(nèi)外設(shè)計(jì)學(xué)者進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)所用方法的主要特征，可以將方案的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法概括為下述四大類型。
一、系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法
系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn)是：將設(shè)計(jì)看成由若干個(gè)設(shè)計(jì)要素組成的一個(gè)系統(tǒng)，每個(gè)設(shè)計(jì)要素具有獨(dú)立性，各個(gè)要素間存在著有機(jī)的聯(lián)系，并具有層次性，所有的設(shè)計(jì)要素結(jié)合后，即可實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)系統(tǒng)所需完成的任務(wù)。
系統(tǒng)化設(shè)計(jì)思想于70年代由德國學(xué)者Pahl和Beitz教授提出，他們以系統(tǒng)理論為基礎(chǔ)，制訂了設(shè)計(jì)的一般模式，倡導(dǎo)設(shè)計(jì)工作應(yīng)具備條理性。德國工程師協(xié)會在這一設(shè)計(jì)思想的基礎(chǔ)上，制訂出標(biāo)準(zhǔn)VDI2221“技術(shù)系統(tǒng)和產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)方法。
制定的機(jī)械產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)進(jìn)程模式，基本上沿用了德國標(biāo)準(zhǔn)VDI2221的設(shè)計(jì)方式。除此之外，我國許多設(shè)計(jì)學(xué)者在進(jìn)行產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)時(shí)還借鑒和引用了其他發(fā)達(dá)國家的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)思想，其中具有代表性的是：
(1)將用戶需求作為產(chǎn)品功能特征構(gòu)思、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、作業(yè)控制等的基礎(chǔ)，從產(chǎn)品開發(fā)的宏觀過程出發(fā)，利用質(zhì)量功能布置方法，系統(tǒng)地將用戶需求信息合理而有效地轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品開發(fā)各階段的技術(shù)目標(biāo)和作業(yè)控制規(guī)程的方法。
(2)將產(chǎn)品看作有機(jī)體層次上的生命系統(tǒng)，并借助于生命系統(tǒng)理論，把產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程劃分成功能需求層次、實(shí)現(xiàn)功能要求的概念層次和產(chǎn)品的具體設(shè)計(jì)層次。同時(shí)采用了生命系統(tǒng)圖符抽象地表達(dá)產(chǎn)品的功能要求，形成產(chǎn)品功能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
(3)將機(jī)械設(shè)計(jì)中系統(tǒng)科學(xué)的應(yīng)用歸納為兩個(gè)基本問題：一是把要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品作為一個(gè)系統(tǒng)處理，最佳地確定其組成部分(單元)及其相互關(guān)系；二是將產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程看成一個(gè)系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)，正確、合理地確定設(shè)計(jì)中各個(gè)方面的工作和各個(gè)不同的設(shè)計(jì)階段。
由于每個(gè)設(shè)計(jì)者研究問題的角度以及考慮問題的側(cè)重點(diǎn)不同，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)采用的具體研究方法亦存在差異。下面介紹一些具有代表性的系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法。
1.1設(shè)計(jì)元素法
用五個(gè)設(shè)計(jì)元素(功能、效應(yīng)、效應(yīng)載體、形狀元素和表面參數(shù))描述“產(chǎn)品解”，認(rèn)為一個(gè)產(chǎn)品的五個(gè)設(shè)計(jì)元素值確定之后，產(chǎn)品的所有特征和特征值即已確定。我國亦有設(shè)計(jì)學(xué)者采用了類似方法描述產(chǎn)品的原理解。
1.2圖形建模法
研制的“設(shè)計(jì)分析和引導(dǎo)系統(tǒng)”KALEIT，用層次清楚的圖形描述出產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu)及其相關(guān)的抽象信息，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能關(guān)系的圖形化建模，以及功能層之間的聯(lián)接。
將設(shè)計(jì)劃分成輔助方法和信息交換兩個(gè)方面，利用Nijssen信息分析方法可以采用圖形符號、具有內(nèi)容豐富的語義模型結(jié)構(gòu)、可以描述集成條件、可以劃分約束類型、可以實(shí)現(xiàn)關(guān)系間的任意結(jié)合等特點(diǎn)，將設(shè)計(jì)方法解與信息技術(shù)進(jìn)行集成，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)過程中不同抽象層間信息關(guān)系的圖形化建模。
文獻(xiàn)將語義設(shè)計(jì)網(wǎng)作為設(shè)計(jì)工具，在其開發(fā)的活性語義設(shè)計(jì)網(wǎng)ASK中，采用結(jié)點(diǎn)和線條組成的網(wǎng)絡(luò)描述設(shè)計(jì)，結(jié)點(diǎn)表示元件化的單元(如設(shè)計(jì)任務(wù)、功能、構(gòu)件或加工設(shè)備等)，線條用以調(diào)整和定義結(jié)點(diǎn)間不同的語義關(guān)系，由此為設(shè)計(jì)過程中的所有活動和結(jié)果預(yù)先建立模型，使早期設(shè)計(jì)要求的定義到每一個(gè)結(jié)構(gòu)的具體描述均可由關(guān)系間的定義表達(dá)，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過程由抽象到具體的飛躍。
1.3“構(gòu)思”—“設(shè)計(jì)”法
將產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)分成“構(gòu)思”和“設(shè)計(jì)”兩個(gè)階段。“構(gòu)思”階段的任務(wù)是尋求、選擇和組合滿足設(shè)計(jì)任務(wù)要求的原理解。“設(shè)計(jì)”階段的工作則是具體實(shí)現(xiàn)構(gòu)思階段的原理解。
將方案的“構(gòu)思”具體描述為：根據(jù)合適的功能結(jié)構(gòu)，尋求滿足設(shè)計(jì)任務(wù)要求的原理解。即功能結(jié)構(gòu)中的分功能由“結(jié)構(gòu)元素”實(shí)現(xiàn)，并將“結(jié)構(gòu)元素”間的物理聯(lián)接定義為“功能載體”，“功能載體”和“結(jié)構(gòu)元素”間的相互作用又形成了功能示意圖(機(jī)械運(yùn)動簡圖)。方案的“設(shè)計(jì)”是根據(jù)功能示意圖，先定性地描述所有的“功能載體”和“結(jié)構(gòu)元素”，再定量地描述所有“結(jié)構(gòu)元素”和聯(lián)接件(“功能載體”)的形狀及位置，得到結(jié)構(gòu)示意圖。Roper，H.利用圖論理論，借助于由他定義的“總設(shè)計(jì)單元(GE)”、“結(jié)構(gòu)元素(KE)”、“功能結(jié)構(gòu)元素(FKE)”、“聯(lián)接結(jié)構(gòu)元素(VKE)”、“結(jié)構(gòu)零件(KT)”、“結(jié)構(gòu)元素零件(KET)”等概念，以及描述結(jié)構(gòu)元素尺寸、位置和傳動參數(shù)間相互關(guān)系的若干種簡圖，把設(shè)計(jì)專家憑直覺設(shè)計(jì)的方法做了形式化的描述，形成了有效地應(yīng)用現(xiàn)有知識的方法，并將其應(yīng)用于“構(gòu)思”和“設(shè)計(jì)”階段。
從設(shè)計(jì)方法學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)，將明確了設(shè)計(jì)任務(wù)后的設(shè)計(jì)工作分為三步：1)獲取功能和功能結(jié)構(gòu)(簡稱為“功能”)；2)尋找效應(yīng)(簡稱為“效應(yīng)”)；3)尋找結(jié)構(gòu)(簡稱為“構(gòu)形規(guī)則”)。并用下述四種策略描述機(jī)械產(chǎn)品構(gòu)思階段的工作流程：策略1：分別考慮“功能”、“效應(yīng)”和“構(gòu)形規(guī)則”。因此，可以在各個(gè)工作步驟中分別創(chuàng)建變型方案，由此產(chǎn)生廣泛的原理解譜。策略2：“效應(yīng)”與“構(gòu)形規(guī)則”(包括設(shè)計(jì)者創(chuàng)建的規(guī)則)關(guān)聯(lián)，單獨(dú)考慮功能(通常與設(shè)計(jì)任務(wù)相關(guān))。此時(shí)，辨別典型的構(gòu)形規(guī)則及其所屬效應(yīng)需要有豐富的經(jīng)驗(yàn)，產(chǎn)生的方案譜遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于策略1的方案譜。策略3：“功能”、“效應(yīng)”、“構(gòu)形規(guī)則”三者密切相關(guān)。適用于功能、效應(yīng)和構(gòu)形規(guī)則間沒有選擇余地、具有特殊要求的領(lǐng)域，如超小型機(jī)械、特大型機(jī)械、價(jià)值高的功能零件，以及有特殊功能要求的零部件等等。策略4：針對設(shè)計(jì)要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)化求解。該策略從已有的零件出發(fā)，通過零件間不同的排序和連接，獲得預(yù)期功能。
1.4矩陣設(shè)計(jì)法
在方案設(shè)計(jì)過程中采用“要求—功能”邏輯樹(“與或”樹)描述要求、功能之間的相互關(guān)系，得到滿足要求的功能設(shè)計(jì)解集，形成不同的設(shè)計(jì)方案。再根據(jù)“要求—功能”邏輯樹建立“要求—功能”關(guān)聯(lián)矩陣，以描述滿足要求所需功能之間的復(fù)雜關(guān)系，表示出要求與功能間一一對應(yīng)的關(guān)系。
Kotaetal將矩陣作為機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，把機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)空間分解為功能子空間，每個(gè)子空間只表示方案設(shè)計(jì)的一個(gè)模塊，在抽象階段的高層，每個(gè)設(shè)計(jì)模塊用運(yùn)動轉(zhuǎn)換矩陣和一個(gè)可進(jìn)行操作的約束矢量表示；在抽象階段的低層，每個(gè)設(shè)計(jì)模塊被表示為參數(shù)矩陣和一個(gè)運(yùn)動方程。
1.5鍵合圖法
將組成系統(tǒng)元件的功能分成產(chǎn)生能量、消耗能量、轉(zhuǎn)變能量形式、傳遞能量等各種類型，并借用鍵合圖表達(dá)元件的功能解，希望將基于功能的模型與鍵合圖結(jié)合，實(shí)現(xiàn)功能結(jié)構(gòu)的自動生成和功能結(jié)構(gòu)與鍵合圖之間的自動轉(zhuǎn)換，尋求由鍵合圖產(chǎn)生多個(gè)設(shè)計(jì)方案的方法。
二、結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)方法
從規(guī)劃產(chǎn)品的角度提出：定義設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)以功能化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，引用已有的產(chǎn)品解(如通用零件部件等)描述設(shè)計(jì)任務(wù)，即分解任務(wù)時(shí)就考慮每個(gè)分任務(wù)是否存在對應(yīng)的產(chǎn)品解，這樣，能夠在產(chǎn)品規(guī)劃階段就消除設(shè)計(jì)任務(wù)中可能存在的矛盾，早期預(yù)測生產(chǎn)能力、費(fèi)用，以及開發(fā)設(shè)計(jì)過程中計(jì)劃的可調(diào)整性，由此提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)的可靠性，同時(shí)也降低新產(chǎn)品的成本。Feldmann將描述設(shè)計(jì)任務(wù)的功能化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分為四層，(1)產(chǎn)品(2)功能組成(3)主要功能組件(4)功能元件。并采用面向應(yīng)用的結(jié)構(gòu)化特征目錄，對功能元件進(jìn)行更為具體的定性和定量描述。同時(shí)研制出適合于產(chǎn)品開發(fā)早期和設(shè)計(jì)初期使用的工具軟件STRAT。
認(rèn)為專用機(jī)械中多數(shù)功能可以采用已有的產(chǎn)品解，而具有新型解的專用功能只是少數(shù)，因此，在專用機(jī)械設(shè)計(jì)中采用功能化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對于評價(jià)專用機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造風(fēng)險(xiǎn)十分有利。
提倡在產(chǎn)品功能分析的基礎(chǔ)上，將產(chǎn)品分解成具有某種功能的一個(gè)或幾個(gè)模塊化的基本結(jié)構(gòu)，通過選擇和組合這些模塊化基本結(jié)構(gòu)組建成不同的產(chǎn)品。這些基本結(jié)構(gòu)可以是零件、部件，甚至是一個(gè)系統(tǒng)。理想的模塊化基本結(jié)構(gòu)應(yīng)該具有標(biāo)準(zhǔn)化的接口(聯(lián)接和配合部)，并且是系列化、通用化、集成化、層次化、靈便化、經(jīng)濟(jì)化，具有互換性、相容性和相關(guān)性。我國結(jié)合軟件構(gòu)件技術(shù)和CAD技術(shù)，將變形設(shè)計(jì)與組合設(shè)計(jì)相結(jié)合，根據(jù)分級模塊化原理，將加工中心機(jī)床由大到小分為產(chǎn)品級、部件級、組件級和元件級，并利用專家知識和CAD技術(shù)將它們組合成不同品種、不同規(guī)格的功能模塊，再由這些功能模塊組合成不同的加工中心總體方案。
以設(shè)計(jì)為目錄作為選擇變異機(jī)械結(jié)構(gòu)的工具，提出將設(shè)計(jì)的解元素進(jìn)行完整的、結(jié)構(gòu)化的編排，形成解集設(shè)計(jì)目錄。并在解集設(shè)計(jì)目錄中列出評論每一個(gè)解的附加信息，非常有利于設(shè)計(jì)工程師選擇解元素。
根據(jù)機(jī)械零部件的聯(lián)接特征，將其歸納成四種類型：1)元件間直接定位，并具有自調(diào)整性的部件；2)結(jié)構(gòu)上具有共性的組合件；3)具有嵌套式結(jié)構(gòu)及嵌套式元件的聯(lián)接；4)具有模塊化結(jié)構(gòu)和模塊化元件的聯(lián)接。并采用準(zhǔn)符號表示典型元件和元件間的連接規(guī)則，由此實(shí)現(xiàn)元件間聯(lián)接的算法化和概念的可視化。
在進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)中，用“功能建立”模塊對功能進(jìn)行分解，并規(guī)定功能分解的最佳“粒化”程度是功能與機(jī)構(gòu)型式的一一對應(yīng)。“結(jié)構(gòu)建立”模塊則作為功能解的選擇對象以便于實(shí)現(xiàn)映射算法。
三、基于產(chǎn)品特征知識的設(shè)計(jì)方法
基于產(chǎn)品特征知識設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn)是：用計(jì)算機(jī)能夠識別的語言描述產(chǎn)品的特征及其設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗(yàn)，建立相應(yīng)的知識庫及推理機(jī)，再利用已存儲的領(lǐng)域知識和建立的推理機(jī)制實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)。
機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)主要是依據(jù)產(chǎn)品所具有的特征，以及設(shè)計(jì)領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推量和決策，完成機(jī)構(gòu)的型、數(shù)綜合。欲實(shí)現(xiàn)這一階段的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，必須研究知識的自動獲取、表達(dá)、集成、協(xié)調(diào)、管理和使用。為此，國內(nèi)外設(shè)計(jì)學(xué)者針對機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)知識的自動化處理做了大量的研究工作，采用的方法可歸納為下述幾種。
3.1編碼法
根據(jù)“運(yùn)動轉(zhuǎn)換”功能(簡稱功能元)將機(jī)構(gòu)進(jìn)行分類，并利用代碼描述功能元和機(jī)構(gòu)類別，由此建立起“機(jī)構(gòu)系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)”知識庫。在此基礎(chǔ)上，將二元邏輯推理與模糊綜合評判原理相結(jié)合，建立了該“專家系統(tǒng)”的推理機(jī)制，并用于四工位專用機(jī)床的方案設(shè)計(jì)中。
利用生物進(jìn)化理論，通過自然選擇和有性繁殖使生物體得以演化的原理，在機(jī)構(gòu)方案設(shè)計(jì)中，運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)圖論方法將機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)表達(dá)為拓?fù)鋱D，再通過編碼技術(shù)，把機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和性能轉(zhuǎn)化為個(gè)體染色體的二進(jìn)制數(shù)串，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求編制適應(yīng)值，運(yùn)用生物進(jìn)化理論控制繁殖機(jī)制，通過選擇、交叉、突然變異等手段，淘汰適應(yīng)值低的不適應(yīng)個(gè)體，以極快的進(jìn)化過程得到適應(yīng)性最優(yōu)的個(gè)體，即最符合設(shè)計(jì)要求的機(jī)構(gòu)方案。
3.2知識的混合型表達(dá)法
針對復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，采用混合型的知識表達(dá)方式描述設(shè)計(jì)中的各類知識尤為適合，這一點(diǎn)已得到我國許多設(shè)計(jì)學(xué)者的共識。
在研制復(fù)雜產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)智能決策支持系統(tǒng)DMDSS中，將規(guī)則、框架、過程和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等知識表示方法有機(jī)地結(jié)合在一起，以適應(yīng)設(shè)計(jì)中不同類型知識的描述。將多種單一的知識表達(dá)方法(規(guī)則、框架和過程)，按面向?qū)ο蟮木幊淘瓌t，用框架的槽表示對象的屬性，用規(guī)則表示對象的動態(tài)特征，用過程表示知識的處理，組成一種混合型的知識表達(dá)型式，并成功地研制出“面向?qū)ο蟮臄?shù)控龍門銑床變速箱方案設(shè)計(jì)智能系統(tǒng)GBCDIS”和“變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)GBSDES”。
3.3利用基于知識的開發(fā)工具
在聯(lián)軸器的CAD系統(tǒng)中，利用基于知識的開發(fā)工具NEXPERT-OBJECT，借助于面向?qū)ο蟮姆椒ǎ瑒?chuàng)建了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法數(shù)據(jù)庫，為設(shè)計(jì)者進(jìn)行聯(lián)軸器的方案設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了廣泛且可靠的設(shè)計(jì)方法譜。則利用NEXPERT描述直線導(dǎo)軌設(shè)計(jì)中需要基于知識進(jìn)行設(shè)計(jì)的內(nèi)容，由此尋求出基于知識的解，并開發(fā)出直線導(dǎo)軌設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)。
3.4設(shè)計(jì)目錄法
構(gòu)造了“功能模塊”、“功能元解”和“機(jī)構(gòu)組”三級遞進(jìn)式設(shè)計(jì)目錄，并將這三級遞進(jìn)式設(shè)計(jì)目錄作為機(jī)械傳動原理方案智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的知識庫和開發(fā)設(shè)計(jì)的輔助工具。
3.5基于實(shí)例的方法
在研制設(shè)計(jì)型專家系統(tǒng)的知識庫中，采用基本謂詞描述設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)條件和選取的方案，用框架結(jié)構(gòu)描述“工程實(shí)例”和各種“概念實(shí)體”，通過基于實(shí)例的推理技術(shù)產(chǎn)生候選解來配匹產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求。
四、智能化設(shè)計(jì)方法
智能化設(shè)計(jì)方法的主要特點(diǎn)是：根據(jù)設(shè)計(jì)方法學(xué)理論，借助于三維圖形軟件、智能化設(shè)計(jì)軟件和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，以及多媒體、超媒體工具進(jìn)行產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)、表達(dá)產(chǎn)品的構(gòu)思、描述產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)。
在利用數(shù)學(xué)系統(tǒng)理論的同時(shí)，考慮了系統(tǒng)工程理論、產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)和系統(tǒng)開發(fā)方法學(xué)VDI2221，研制出適合于產(chǎn)品設(shè)計(jì)初期使用的多媒體開發(fā)系統(tǒng)軟件MUSE。
在進(jìn)行自動取款機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，把產(chǎn)品的整個(gè)開發(fā)過程概括為“產(chǎn)品規(guī)劃”、“開發(fā)”和“生產(chǎn)規(guī)劃”三個(gè)階段，并且充分利用了現(xiàn)有的CAD尖端技術(shù)——虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。1)產(chǎn)品規(guī)劃—構(gòu)思產(chǎn)品。其任務(wù)是確定產(chǎn)品的外部特性，如色彩、形狀、表面質(zhì)量、人機(jī)工程等等，并將最初的設(shè)想用CAD立體模型表示出，建立能夠體現(xiàn)整個(gè)產(chǎn)品外形的簡單模型，該模型可以在虛擬環(huán)境中建立，借助于數(shù)據(jù)帽和三維鼠標(biāo)，用戶還可在一定程度上參與到這一環(huán)境中，并且能夠迅速地生成不同的造型和色彩。立體模型是檢測外部形狀效果的依據(jù)，也是幾何圖形顯示設(shè)計(jì)變量的依據(jù)，同時(shí)還是開發(fā)過程中各類分析的基礎(chǔ)。2)開發(fā)—設(shè)計(jì)產(chǎn)品。該階段主要根據(jù)“系統(tǒng)合成”原理，在立體模型上配置和集成解元素，解元素根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo)的不同有不同的含義：可以是基本元素，如螺栓、軸或輪轂聯(lián)接等；也可以是復(fù)合元素，如機(jī)、電、電子部件、控制技術(shù)或軟件組成的傳動系統(tǒng)；還可以是要求、特性、形狀等等。將實(shí)現(xiàn)功能的關(guān)鍵性解元素配置到立體模型上之后，即可對產(chǎn)品的配置(設(shè)計(jì)模型中解元素間的關(guān)系)進(jìn)行分析，產(chǎn)品配置分析是綜合“產(chǎn)品規(guī)劃”和“開發(fā)”結(jié)果的重要手段。3)生產(chǎn)規(guī)劃—加工和裝配產(chǎn)品。在這一階段中，主要論述了裝配過程中CAD技術(shù)的應(yīng)用，提出用計(jì)算機(jī)圖像顯示解元素在相應(yīng)位置的裝配過程，即通過虛擬裝配模型揭示造形和裝配間的關(guān)系，由此發(fā)現(xiàn)難點(diǎn)和問題，并找出解決問題的方法，并認(rèn)為將CAD技術(shù)綜合應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)的三個(gè)階段，可以使設(shè)計(jì)過程的綜合與分析在“產(chǎn)品規(guī)劃”、“開發(fā)”和“生產(chǎn)規(guī)劃”中連續(xù)地交替進(jìn)行。因此，可以較早地發(fā)現(xiàn)各個(gè)階段中存在的問題，使產(chǎn)品在開發(fā)進(jìn)程中不斷地細(xì)化和完善。
我國利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)還處于剛剛起步階段。利用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，重點(diǎn)研究了按時(shí)序合成的機(jī)構(gòu)組合方案設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)，并借助于具有高性能圖形和交換處理能力的OpenGL技術(shù)，在三維環(huán)境中從各個(gè)角度對專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)出的方案進(jìn)行觀察，如運(yùn)動中機(jī)構(gòu)間的銜接狀況是否產(chǎn)生沖突等等。
將構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)模塊、產(chǎn)品整體構(gòu)造及其制造工藝和使用說明的擬訂(見圖1)稱之為快速成型技術(shù)。建議在產(chǎn)品開發(fā)過程中將快速成型技術(shù)、多媒體技術(shù)以及虛擬表達(dá)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(應(yīng)用于各個(gè)階段求解過程需要的場合)結(jié)合應(yīng)用。指出隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件的不斷完善，應(yīng)盡可能地將多媒體圖形處理技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品開發(fā)中，例如三維圖形(立體模型)代替裝配、拆卸和設(shè)計(jì)聯(lián)接件時(shí)所需的立體結(jié)構(gòu)想象力等等。
利用智能型CAD系統(tǒng)SIGRAPH-DESIGN作為開發(fā)平臺，將產(chǎn)品的開發(fā)過程分為概念設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)，并以變量設(shè)計(jì)技術(shù)為基礎(chǔ)，建立了膠印機(jī)凸輪連桿機(jī)構(gòu)的概念模型。從文獻(xiàn)介紹的研究工作看，其概念模型是在確定了機(jī)構(gòu)型、數(shù)綜合的基礎(chǔ)上，借助于軟件SIGRAPH-DESIGN提供的變量設(shè)計(jì)功能，使原理圖隨著機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)變化而變化，并將概念模型的參數(shù)傳遞給下一級的裝配模型、零件設(shè)計(jì)。
五、各類設(shè)計(jì)方法評述及發(fā)展趨勢
綜上所述，系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法將設(shè)計(jì)任務(wù)由抽象到具體(由設(shè)計(jì)的任務(wù)要求到實(shí)現(xiàn)該任務(wù)的方案或結(jié)構(gòu))進(jìn)行層次劃分，擬定出每一層欲實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)和方法，由淺入深、由抽象至具體地將各層有機(jī)地聯(lián)系在一起，使整個(gè)設(shè)計(jì)過程系統(tǒng)化，使設(shè)計(jì)有規(guī)律可循，有方法可依，易于設(shè)計(jì)過程的計(jì)算機(jī)輔助實(shí)現(xiàn)。
結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)方法視具有某種功能的實(shí)現(xiàn)為一個(gè)結(jié)構(gòu)模塊，通過結(jié)構(gòu)模塊的組合，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)。對于特定種類的機(jī)械產(chǎn)品，由于其組成部分的功能較為明確且相對穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)模塊的劃分比較容易，因此，采用結(jié)構(gòu)模塊化方法進(jìn)行方案設(shè)計(jì)較為合適。由于實(shí)體與功能之間并非是一一對應(yīng)的關(guān)系，一個(gè)實(shí)體通常可以實(shí)現(xiàn)若干種功能，一個(gè)功能往往又可通過若干種實(shí)體予以實(shí)現(xiàn)。因此，若將結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)方法用于一般意義的產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)模塊的劃分和選用都比較困難，而且要求設(shè)計(jì)人員具有相當(dāng)豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和廣博的多學(xué)科領(lǐng)域知識。
機(jī)械產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)通常無法采用純數(shù)學(xué)演算的方法進(jìn)行，也難以用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行完整的描述，而需根據(jù)產(chǎn)品特征進(jìn)行形式化的描述，借助于設(shè)計(jì)專家的知識和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理和決策。因此，欲實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助產(chǎn)品的方案設(shè)計(jì)，必須解決計(jì)算機(jī)存儲和運(yùn)用產(chǎn)品設(shè)計(jì)知識和專家設(shè)計(jì)決策等有關(guān)方面的問題，由此形成基于產(chǎn)品特征知識的設(shè)計(jì)方法。
目前，智能化設(shè)計(jì)方法主要是利用三維圖形軟件和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，直觀性較好，開發(fā)初期用戶可以在一定程度上直接參與到設(shè)計(jì)中，但系統(tǒng)性較差，且零部件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸、位置的合理確定，要求軟件具有較高的智能化程度，或者有豐富經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)者參與。
值得一提的是：上述各種方法并不是完全孤立的，各類方法之間都存在一定程度上的聯(lián)系，如結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計(jì)方法中，劃分結(jié)構(gòu)模塊時(shí)就蘊(yùn)含有系統(tǒng)化思想，建立產(chǎn)品特征及設(shè)計(jì)方法知識庫和推理機(jī)時(shí)，通常也需運(yùn)用系統(tǒng)化和結(jié)構(gòu)模塊化方法，此外，基于產(chǎn)品特征知識的設(shè)計(jì)同時(shí)又是方案智能化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之一。在機(jī)械產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)中，視能夠?qū)崿F(xiàn)特定功能的通用零件、部件或常用機(jī)構(gòu)為結(jié)構(gòu)模塊，并將其應(yīng)用到系統(tǒng)化設(shè)計(jì)有關(guān)層次的具體設(shè)計(jì)中，即將結(jié)構(gòu)模塊化方法融于系統(tǒng)化設(shè)計(jì)方法中，不僅可以保證設(shè)計(jì)的規(guī)范化，而且可以簡化設(shè)計(jì)過程，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，降低設(shè)計(jì)成本。
關(guān)鍵詞:工作機(jī)構(gòu);運(yùn)動學(xué);動力學(xué)鏟運(yùn)機(jī)
中圖分類號:TH132文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1009-2374(2010)04-0040-03
對鏟運(yùn)機(jī)工作機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析是鏟運(yùn)機(jī)設(shè)計(jì)工作中的重要一環(huán)。鏟運(yùn)機(jī)的構(gòu)件是用來傳遞載荷或能量的,這些部件的強(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性和破壞是設(shè)計(jì)中必須要考慮的。使用現(xiàn)代結(jié)構(gòu)分析方法將鏟運(yùn)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)從規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)向仿真設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變,使設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)階段就能從仿真分析中形象地了解整個(gè)結(jié)構(gòu)在受載后的應(yīng)力、變形以及動力特性,評估設(shè)計(jì)質(zhì)量,尋找最佳設(shè)計(jì)方案,將使鏟運(yùn)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量發(fā)生質(zhì)的飛躍。圖1是三立方米鏟運(yùn)機(jī)工作機(jī)構(gòu)虛擬模型:
一、運(yùn)動學(xué)及動力學(xué)分析
1.動臂的受力狀況。工作裝置的動臂是整個(gè)工作裝置的承力構(gòu)件和運(yùn)動基礎(chǔ),它的受力狀態(tài)歷來受到設(shè)計(jì)者的高度重視。在裝載過程中轉(zhuǎn)斗油缸及舉升油缸運(yùn)動特性如圖2和圖3所示。動臂與鏟斗、舉升油缸活塞桿、前車架三個(gè)鉸銷處鉸銷的受力仿真結(jié)果比較如圖4至圖6所示:
仿真結(jié)果表明:(1)動臂與前車架、舉升油缸活塞桿、鏟斗三鉸點(diǎn)所受到的最大峰值載荷均出現(xiàn)在動臂舉升到最高處物料卸載前的瞬間,此時(shí)動臂與鏟斗鉸銷處峰值載荷為2.30×106 N,鏟斗與動臂鉸銷處所受峰值應(yīng)力為3.64×108 Pa;動臂與前車架鉸銷的峰值載荷為2.92×106 N,動臂與前車架鉸銷的峰值應(yīng)力為3.11×108 Pa;動臂與舉升油缸活塞桿鉸銷處的峰值載荷為5.74×106 N,該處的峰值應(yīng)力為9.00×108 Pa;(2)動臂與前車架、舉升油缸活塞桿、鏟斗三鉸點(diǎn)受力變化規(guī)律基本一致,出現(xiàn)的三個(gè)峰值的時(shí)間完全一樣,分別為轉(zhuǎn)斗的瞬間、鏟斗處于最高的卸載位置、鏟斗前傾物料即將卸載前的瞬間;(3)在地下鏟運(yùn)機(jī)工作裝置的整個(gè)工作過程中,動臂與舉升缸鉸點(diǎn)處的受力變化波動幅度最大,而動臂與鏟斗鉸點(diǎn)受力變化波動幅度最小。
2.拉桿。拉桿與鏟斗鉸銷的受力仿真結(jié)果如圖7所示, 拉桿與搖臂鉸銷的受力變化如圖8所示:
仿真結(jié)果表明:拉桿的受力狀況比較復(fù)雜,出現(xiàn)四個(gè)較大的峰值區(qū)即轉(zhuǎn)斗的瞬間、轉(zhuǎn)斗結(jié)束的瞬間、鏟斗處于最高的卸載位置處、物料卸載區(qū);特別是物料卸載時(shí),連桿的受力最為惡劣。連桿與鏟斗鉸接處鉸銷最大受力為2.30×106 N,3.66×108 Pa;而拉桿桿與搖臂鉸銷所受的力為2.30×106 N,其峰值應(yīng)力為3.62×108 Pa。
3.轉(zhuǎn)斗油缸活塞桿。轉(zhuǎn)斗油缸是鏟斗實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)斗動作必可少的一個(gè)部件,轉(zhuǎn)斗油缸活塞桿的受力及應(yīng)力變化仿真結(jié)果如圖9所示:
仿真結(jié)果表明:轉(zhuǎn)斗油缸活塞桿的最大受力發(fā)生在鏟斗卸載前的瞬間,其峰值載荷為2.87×106 N,其峰值應(yīng)力為4.50×108 Pa。
4.轉(zhuǎn)斗油缸缸體與前車架鉸銷處的受力狀況。轉(zhuǎn)斗油缸與前車架的受力變化如圖10所示。仿真結(jié)果表明:轉(zhuǎn)斗油缸缸體與前車架鉸銷處的最大受力發(fā)生在鏟斗卸載前的瞬間,其峰值載荷為2.87×106 N,該處最大應(yīng)力為4.50×108 Pa。
5.舉升油缸。舉升油缸是工作裝置實(shí)現(xiàn)從裝載位置到最高卸載位置運(yùn)動必不可少的部件,它的受力狀況仿真結(jié)果如圖11所示:
仿真結(jié)果表明:舉升油缸受力變化也出現(xiàn)了三個(gè)較大的峰值,即轉(zhuǎn)斗的瞬間、鏟斗處于最高卸載位置、鏟斗中物料卸載前的瞬間。其最大受力發(fā)生在動臂處于最高的卸載位置鏟斗中物料卸載前的瞬間,所受到的最大外力為5.71×106 N,其峰值應(yīng)力為9.00×108 Pa。
6.舉升油缸與前車架鉸銷。舉升油缸與前車架鉸的受力與應(yīng)力變化情況仿真結(jié)果如圖12所示:
仿真結(jié)果表明:舉升油缸最大受力發(fā)生在動臂處于最高的卸載位置鏟斗中物料卸載前的瞬間,所受到的最大外力為5.71×106 N,其峰值應(yīng)力為9.00×108 Pa。
7.搖臂與動臂鉸銷。搖臂與動臂鉸銷受力及應(yīng)力變化情況仿真結(jié)果如圖13所示:
仿真結(jié)果表明:舉升油缸最大受力發(fā)生在動臂處于最高的卸載位置鏟斗中物料卸載前的瞬間,所受到的最大外力為5.18×106 N,其峰值應(yīng)力為6.60×108 Pa。
二、解決方案
從上面的力學(xué)分析來看,各銷軸的受力情況都在設(shè)計(jì)安全范圍之內(nèi)。但是在實(shí)際的運(yùn)動過程中,大臂與前車架及鏟斗與大臂處鉸銷經(jīng)常發(fā)生咬死,經(jīng)分析是由于不充分所致,銷軸與套的配合以前用的是H8/f7,現(xiàn)在改為了H8/e7,使銷軸與套間隙增大,并在油出口處加工了一道油槽,使更加充分。結(jié)構(gòu)改進(jìn)后從為發(fā)生過咬死的情況。圖14與圖15分別是改進(jìn)前的銷軸結(jié)構(gòu)及改進(jìn)后的銷軸結(jié)構(gòu)。
三、結(jié)論
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,人們對一些復(fù)雜運(yùn)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)分析及動力學(xué)分析顯得越來越迫切,對鏟運(yùn)機(jī)工作機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動學(xué)分析及動力學(xué)分析,能得到各鉸銷的峰值載荷發(fā)生的瞬間及載荷的大小,給工程設(shè)計(jì)提供了數(shù)據(jù)支持,并得到了大臂與前車架及鏟斗與大臂處鉸銷咬死的原因是由于鉸銷設(shè)計(jì)不合理,導(dǎo)致了不夠充分。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞： 綠色回收設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)原則 性能評價(jià)
【分類號】：TG333.7
1 綠色回收設(shè)計(jì)的特點(diǎn)
減少環(huán)境污染和節(jié)約自然資源是綠色設(shè)計(jì)的根本目標(biāo)，合理的回收再生方法會產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。然而，目前全球的平均再生產(chǎn)率在75%～80%左右，大大低于其應(yīng)達(dá)到的目標(biāo)。造成回收困難的原因之一是缺少更有效有再生技術(shù)，另一個(gè)主要的原因就是產(chǎn)品設(shè)計(jì)沒有考慮其廢棄后的回收和再生。如果能夠在設(shè)計(jì)時(shí)就同時(shí)考慮回收和再生，就可大限度的提高廢棄品的再生率，這樣就產(chǎn)生了回收設(shè)計(jì)（Design for Recycling&Recovering）。回收設(shè)計(jì)就是在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，充分考慮產(chǎn)品零部件及材料的回收可能性、回收價(jià)值大小、回收處理方法、回收處理結(jié)構(gòu)工藝性等與可回收性有關(guān)的一系列問題，以達(dá)到零部件及材料資源和能源的充分有效利用，并在回收過程中對環(huán)境污染為最小的一種設(shè)計(jì)思想和方法。
回收設(shè)計(jì)可使材料資源得到最大限度地利用同時(shí)還可減少環(huán)境污染、保護(hù)生態(tài)環(huán)境；回收設(shè)計(jì)符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的目的；產(chǎn)品的回收再利用是個(gè)勞動密集型產(chǎn)業(yè)，所以回收設(shè)計(jì)還可擴(kuò)大就業(yè)門路；產(chǎn)品回收過程本身是清潔生產(chǎn)，應(yīng)該對環(huán)境無害，不造成對環(huán)境的二次污染；回收設(shè)計(jì)中某一種產(chǎn)品的廢棄物就是另外一種產(chǎn)品的原材料，所以又具有物流的閉合性；同時(shí)產(chǎn)品回收是一個(gè)社會化綜合過程。
2綠色回收設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則
綠色回收設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)原則：延長產(chǎn)品的壽命周期，減少對材料的使用，減少產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度，從而達(dá)到節(jié)約資源的目的；可重用零部件材料要易于識別分類；盡量使用容易分離的不同材料組合，便于以后的回收工作；在保證與現(xiàn)有產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能不變的條件下，應(yīng)減少產(chǎn)品中所用材料的種類，同時(shí)這些材料在當(dāng)時(shí)條件下要易于回收處理；在不影響產(chǎn)品功能及加工工藝的情況下，盡可能合并零件，若合并零件有困難，也可考慮將零部件分解，將拆卸復(fù)雜、難于回收的零部件分解成幾個(gè)簡單零件；盡量采用可以直接拆卸并且可以重新使用的零部件，這樣可充分利用資源，節(jié)約生產(chǎn)費(fèi)用，降低生產(chǎn)成本，保護(hù)生態(tài)環(huán)境；對重用有可能產(chǎn)生性能退化的材料或有毒有害材料進(jìn)行標(biāo)記，為回收時(shí)的材料識別及分類提供便利。
3回收的形式、分類、性能評價(jià)指標(biāo)
在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，需要充分考慮產(chǎn)品零部件及材料回收可能性、回收價(jià)值大小、回收處理方法、回收處理結(jié)構(gòu)工藝性等與可回收性有關(guān)的一系列問題，以達(dá)到零部件及材料、資源和能源的充分利用，并在回收過程中對環(huán)境污染最小。
對于回收來講，有3種類型的零部件是回收的主要對象：有價(jià)值的零部件――回收利益的主要來源；含有毒害材料的零件――保護(hù)環(huán)境；含有不同種材料的零部件――提高材料回收的純度。在確定產(chǎn)品的回收對象時(shí)，可利用分析評價(jià)工具計(jì)算各零部件的回收利潤，通過改變各零部件的回收層次，最終選定具有高回收價(jià)值的零部件作為回收的對象。一般的回收原理包括系統(tǒng)性原理、最優(yōu)化原理、能量守恒原理、物料平衡原理、物料流循環(huán)原理等。
為了提高資源的利用率，需要增強(qiáng)產(chǎn)品零部件的通用化設(shè)計(jì)。產(chǎn)品設(shè)計(jì)中使用零部件的數(shù)量和比例有時(shí)被作為評價(jià)產(chǎn)品可回收性的一個(gè)指標(biāo)。不同材料的回收再生性能各不相同。為了充分有效地使用材料，在設(shè)計(jì)階段就要考慮材料的回收和處理性能，以便最大程度地利用現(xiàn)有資源。對于產(chǎn)品等級和零部件的回收主要考慮的是產(chǎn)品和零部件的重用性，材料級主要考慮材料的可回收性，能量級和填埋級則考慮減少對環(huán)境的污染。因此，衡量產(chǎn)品的回收性能可以用各層回收的比例（或重量、數(shù)量）作為主要指標(biāo)。具體包括：產(chǎn)品重用部件的比例（或重量）；產(chǎn)品中可重用零件的比例：產(chǎn)品中采用材料的種類數(shù)；產(chǎn)品中可被回收材料的比例；產(chǎn)品中廢棄物焚燒及填埋的比例。
由此可見，有效的回收設(shè)計(jì)也需要技術(shù)和方法的指導(dǎo)，而這些技術(shù)和方法需要不斷地總結(jié)、探索與創(chuàng)新。回收設(shè)計(jì)是一個(gè)產(chǎn)品鏈條，具有高度的綜合性，產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員應(yīng)與材料及零件供應(yīng)商、廢舊產(chǎn)品回收部門相互溝通，搜集獲取有關(guān)產(chǎn)品回收性要求、回收途徑和數(shù)據(jù)，形成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和資料。回收設(shè)計(jì)是一種新的設(shè)計(jì)思想與方法，只有進(jìn)行不斷地實(shí)踐與創(chuàng)新，才能取得完整系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法與信息。產(chǎn)品回收不是孤立的，這就要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員與制造工藝人員、廢舊產(chǎn)品回收人員等共同協(xié)作，研究產(chǎn)品回收的工藝和方法，以便作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)的參考。
4 綠色回收設(shè)計(jì)的發(fā)展前景
目前我國廢舊金屬回收率為50%左右， 而發(fā)達(dá)國家的平均水平在80%以上。 我國的報(bào)廢機(jī)械設(shè)備中， 每年平均約有200～300萬t廢鋼鐵、10～15萬t廢雜有色金屬尚未被合理回收。 因此， 通過高效利用再生資源，可以減少對鐵礦石及其它天然礦物資源的開采， 節(jié)省不可再生能源如煤、 油、 天然氣等， 同時(shí)可以節(jié)約大量淡水， 減少環(huán)境污染， 提高社會綜合經(jīng)濟(jì)效益， 并從根本上解決機(jī)械制造業(yè)發(fā)展與環(huán)境、 資源相矛盾的局面，建立新型的可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)工業(yè)。-
綠色可回收設(shè)計(jì)從設(shè)計(jì)選材，到廢舊品的分解再利用都體現(xiàn)了節(jié)約能源，可持續(xù)發(fā)展的理念。從長遠(yuǎn)利益看有利于企業(yè)和社會發(fā)展。近年來綠色設(shè)計(jì)被國內(nèi)越來越多的企業(yè)所認(rèn)同。 在20世紀(jì)90年代，美國、歐洲、日本等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)就提出采取ELV回收措施，爭取在2010年前后使ELF的回收率達(dá)到90%以上；目前又提出在2025年前后實(shí)現(xiàn)ELV的回收率100%。為了實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，必須在汽車設(shè)計(jì)階段就考慮回收辦法，同時(shí)還應(yīng)引入有效處理和加工技術(shù)的新理念。
5. 小結(jié)
從以上的敘述中可以看出，綠色回收設(shè)計(jì)是現(xiàn)在制造業(yè)的熱點(diǎn)。要想在企業(yè)內(nèi)建立完整的回收設(shè)計(jì)體系，需要各部門的相互協(xié)調(diào)。新型材料的研發(fā)和應(yīng)用是回收設(shè)計(jì)的前提，完整的產(chǎn)品回收體系是必要條件。產(chǎn)品能回收再利用的前提是要便于拆卸，這就要求產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師在設(shè)計(jì)的初級階段就采用便于拆卸的結(jié)構(gòu)。從長遠(yuǎn)來看，一旦企業(yè)的回收設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫建立起來，那么設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品就便于實(shí)現(xiàn)自動拆卸，廢舊品的零件的重用率也必然大大提高。
綠色回收設(shè)計(jì)是未來產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。僅就汽車行業(yè)業(yè)說，綠色汽車技術(shù)的研究正如火如荼。每年在上海舉辦的中國國際綠色汽車技術(shù)及設(shè)計(jì)展覽會都，會展出各公司的新型綠色環(huán)保汽車，促進(jìn)了綠色設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展傳播。
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關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)；模糊評價(jià)；層次分析法
對產(chǎn)品的形態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)，其主要的目的就是要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品檔次的提高、產(chǎn)品精神功能的滿足、產(chǎn)品市場份額的增加等。因此，在產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容中，形態(tài)設(shè)計(jì)是較為重要的設(shè)計(jì)內(nèi)容。隨著科技的發(fā)展，產(chǎn)品的形態(tài)對于功能的依附不斷弱化，而更加注重客戶的精神需求、個(gè)性表現(xiàn)等內(nèi)容。隨著控制系統(tǒng)可靠性的不斷提高，為數(shù)控機(jī)床外形的個(gè)性設(shè)計(jì)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
一、數(shù)控機(jī)床的造型設(shè)計(jì)概述
針對數(shù)控機(jī)床造型方面有較多的研究，其中桑書林主要研究的對象為數(shù)控機(jī)床人機(jī)工程設(shè)計(jì)原則，蔡鴻明以專家系統(tǒng)原理為骨架實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)評價(jià)體系的構(gòu)造，譚振宇研究了數(shù)控機(jī)床造型風(fēng)格一向認(rèn)知，趙道致在數(shù)據(jù)機(jī)床造型在設(shè)計(jì)中應(yīng)用了質(zhì)量功能展開模型與優(yōu)化決策模型，朱上針對人機(jī)工程意向制度評價(jià)進(jìn)行了方法及機(jī)制等方面的研究，趙江洪依據(jù)意向評價(jià)構(gòu)建了數(shù)控機(jī)床造型形象信息模型，張軍依據(jù)認(rèn)知實(shí)驗(yàn)研究方法實(shí)現(xiàn)了機(jī)床設(shè)計(jì)知識的應(yīng)用與轉(zhuǎn)化模型的構(gòu)建。這些研究中，數(shù)控機(jī)床造型的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)方面的研究視角主要為意象感知、網(wǎng)絡(luò)協(xié)同、人機(jī)工程等，評價(jià)策略方面的研究視角主要為語義差異法、質(zhì)量功能屋等。在這些研究中，缺乏數(shù)控機(jī)床綜合評價(jià)體系與評價(jià)方法的研究。
二、模糊評價(jià)模型
（一）模糊層次分析法
美國LAZADEH在1965年發(fā)表了論文――“模糊集合”，在論文中對模糊性現(xiàn)象進(jìn)行了定量的描述，并提出了模糊性現(xiàn)象的分析與運(yùn)算的方法[1]。在模糊評價(jià)法應(yīng)用的過程中，首先應(yīng)對評價(jià)參數(shù)進(jìn)行選擇與明確，不同的評價(jià)參數(shù)在評價(jià)中所發(fā)揮的作用也具有差異性，因此需要對參數(shù)的權(quán)重因子進(jìn)行分別的確定。在評價(jià)參數(shù)及其權(quán)重因子確定之后，依據(jù)參數(shù)的特點(diǎn)進(jìn)行擬合隸屬函數(shù)的確定，按照相關(guān)的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)按照模糊變換的方式得到隸屬度值，最終實(shí)現(xiàn)模糊綜合評價(jià)。
美國ALSAATY教師在20世紀(jì)70年代提出了層次分析法，這種方法屬于系統(tǒng)分析方法，最為顯著的特點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)了定性分析與定量分析的結(jié)合。在層次分析法中，要對因素進(jìn)行兩兩比較，從而確定因素的相對重要性，最終實(shí)現(xiàn)上層要素對下層元素的權(quán)重判斷矩陣，從矩陣中明確元素兩兩之間的相對重要序列。
在參差分析法中主要包括五個(gè)步驟，即“明確問題――建立層次分析結(jié)構(gòu)模型――構(gòu)造判斷矩陣――層次單排序――層次總排序”，通過五個(gè)步驟的計(jì)算之后得到各層構(gòu)成要素對于總目標(biāo)的組合權(quán)重，依據(jù)組合權(quán)重得到不同可行方案的綜合評價(jià)值，從而依據(jù)評價(jià)值選擇最佳方案[2]。AHP在判斷矩陣構(gòu)建的過程中需要進(jìn)行元素的兩兩比較，因此其在一致性的檢驗(yàn)方面存在較大的難度；模糊層次分析法在模糊一致性判斷矩陣的構(gòu)造過程中需要進(jìn)行元素的兩兩比較，再依據(jù)模糊一致矩陣對元素的相對重要性權(quán)重進(jìn)行確定。
（二）模糊評價(jià)模型
在對數(shù)控機(jī)床工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行評價(jià)的過程中，模糊層次分析法的基本流程如圖1所示。
三、建立綜合指標(biāo)評價(jià)體系
（一）分解評價(jià)指標(biāo)
在數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)過程中，涉及到的因素包括人機(jī)因素、形態(tài)因素、色彩因素、裝飾因素等，此外還包括社會評價(jià)因素、經(jīng)濟(jì)評價(jià)因素等，實(shí)現(xiàn)了感性因素與理性因素之間的統(tǒng)一[3]。因此，在對數(shù)據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)進(jìn)行評價(jià)的過程中，要選擇多層次、多目標(biāo)的分類評價(jià)模型。通過對通用造型評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的參照，將評價(jià)指標(biāo)體系的結(jié)構(gòu)確定為三層，通過AHP法對評價(jià)目標(biāo)進(jìn)行細(xì)分與分解，從而得到數(shù)據(jù)機(jī)床造型設(shè)計(jì)方案評價(jià)指標(biāo)體系如圖2所示。
（二）評價(jià)指標(biāo)權(quán)重
專家對N1，N2，……，Nn進(jìn)行兩兩對比從而確定重要性，得到模糊一致矩陣：R=（rij）m×n，有s個(gè)方案需要進(jìn)行評價(jià)指標(biāo)的確定，從而確定s個(gè)方案關(guān)于決策準(zhǔn)則的決策權(quán)重。
1.建立模糊判斷矩陣
通過兩兩比較實(shí)現(xiàn)判斷矩陣的構(gòu)成，利用模糊三角對專家的意見進(jìn)行整合，從而實(shí)現(xiàn)模糊判斷矩陣的構(gòu)建。
2.模糊權(quán)重向量確定
通過列向量幾何評價(jià)法確定R=（rij）m×n的模糊權(quán)重向量：
總結(jié)：
實(shí)現(xiàn)層次分析法與模糊理論之間的相互結(jié)合，通過評價(jià)指標(biāo)的體系分解與權(quán)重計(jì)算實(shí)現(xiàn)評價(jià)矩陣的建立，從而對數(shù)控機(jī)床工業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行評價(jià)，實(shí)現(xiàn)模糊層次分析評價(jià)數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建與應(yīng)用，對企業(yè)設(shè)計(jì)方案的評價(jià)及優(yōu)化有著非常重要的指導(dǎo)意義。
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金秋十月，人們奔走相告，“××”牌數(shù)控重型鏜銑床獲大獎了，其產(chǎn)品以三年來穩(wěn)奪市場較大份額，被國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督總局評定為“中國名牌產(chǎn)品”。昔日的“亞洲明珠”，再放異彩。這一切，離不開××所有員工的努力，更離不開那些為企業(yè)品牌建設(shè)做出默默奉獻(xiàn)的廣大科技工作者。此時(shí)此刻我們剪輯××集團(tuán)公司技術(shù)創(chuàng)新的一部分縮影展示給大家。這就是××集團(tuán)數(shù)控銑床公司的工程技術(shù)人員技術(shù)創(chuàng)新工作紀(jì)實(shí)，以飧讀者。
××數(shù)控銑床公司是××集團(tuán)公司的一個(gè)專門從事數(shù)控龍門銑床、專機(jī)生產(chǎn)制造的子（分）公司，近幾年來，由于狠抓技術(shù)進(jìn)步，促進(jìn)了生產(chǎn)力的長足發(fā)展，2005年該單位生產(chǎn)經(jīng)營取得全面豐收，今年1-10月份又取得較好成績，實(shí)現(xiàn)銷售收入為年計(jì)劃的80%，實(shí)現(xiàn)利潤為年計(jì)劃的121%。取得這樣的好成績，除了該公司廣大干部和職工心齊氣順，更有生產(chǎn)一線的廣大科技人員的辛勤耕耘。所屬的銑床技術(shù)研究所有工程技術(shù)人員37名，承擔(dān)著××三大主導(dǎo)系列產(chǎn)品中的龍門鏜銑床立式滾齒機(jī)等系列以及市場所需專用機(jī)床產(chǎn)品的研發(fā)制造任務(wù)。多年來，他們?yōu)槠髽I(yè)的技術(shù)創(chuàng)新發(fā)揮出了應(yīng)有的作用，緊跟市場的發(fā)展，不斷開發(fā)新產(chǎn)品，為滿足用戶的要求，加快推進(jìn)老產(chǎn)品的更新?lián)Q代，不斷完善龍門鏜銑床和立式滾齒機(jī)系列型普及常規(guī)產(chǎn)品的高形設(shè)計(jì)。2004年重大項(xiàng)目xk2132數(shù)控龍門鏜銑床獲得××市科技進(jìn)步二等獎；2006年，xku2645數(shù)控雙龍門移動鏜銑床已申報(bào)××市科技進(jìn)步一等獎；承擔(dān)了國家863項(xiàng)目——ckx5680重型七軸五聯(lián)動車銑復(fù)合加工機(jī)床關(guān)鍵部件數(shù)控萬能角銑頭的開發(fā)設(shè)計(jì)，目前該數(shù)控萬能角銑頭作為該臺要床上具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)已申報(bào)國家專利；承擔(dān)的××與意大利jobs合作生產(chǎn)的jomax265數(shù)控高速龍門移動鏜銑加工中心項(xiàng)目，引進(jìn)了國外先進(jìn)技術(shù)，將關(guān)鍵部件圖紙國產(chǎn)化，提高了自身的技術(shù)水平，為我國自主設(shè)計(jì)高速、輕型線軌龍門移動鏜銑加工中心做好了準(zhǔn)備。
以滿足用戶需要為已任贏得市場
愛拼才會贏，只有不斷地開發(fā)新的機(jī)床品種，才能順應(yīng)時(shí)展的需求、在市場上站穩(wěn)腳跟。銑床公司研究所的前身是××技術(shù)中心龍門設(shè)計(jì)室。上個(gè)世紀(jì)末，龍門設(shè)計(jì)室的技術(shù)人員就為××研發(fā)了第一臺鋼軌銑床做出了重要貢獻(xiàn)，不僅滿足了用戶的加工要求，而且也為××帶來了比較可觀的經(jīng)濟(jì)效益。至此，鋼軌銑床就一直是××在市場競爭中具有顯著優(yōu)勢的機(jī)床產(chǎn)品。2004年初，龍門鏜銑床相繼獲得省、市科技進(jìn)步一、二等獎。在其影響下，銑床公司的廣大工程技術(shù)人員發(fā)揚(yáng)了××人的優(yōu)良傳統(tǒng)，認(rèn)真研究用戶反饋的信息，不斷學(xué)習(xí)國、內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，毅然決定改進(jìn)設(shè)計(jì)，研究開發(fā)了xku2645數(shù)控龍門移動鏜銑床，它是一臺大型的定、動梁龍門移動鏜銑床，是為了適應(yīng)該公司加工大型的零件而設(shè)計(jì)制造的，目前該設(shè)備已投入××機(jī)加公司的生產(chǎn)中，大大地提高了××的機(jī)加工生產(chǎn)能力，同時(shí)也引起了市場的關(guān)注，xku2645已申報(bào)××市科技進(jìn)步一等獎，正是由于該類產(chǎn)品的成功開發(fā)既為××再添一個(gè)新的系列產(chǎn)品，填補(bǔ)我國在大型龍門移動鏜銑床領(lǐng)域的空白，又使得××機(jī)床的設(shè)計(jì)開發(fā)制造能力向多元化、創(chuàng)新型邁進(jìn)了一大步。2004年底他們承擔(dān)了為寶雞橋梁廠定制的xk9720x400數(shù)控定梁龍門移動鋼軌銑床，合同價(jià)值為1100多萬元，它采用龍門移動形式，在同一臺面上，兩個(gè)銑頭可以同時(shí)完成兩條鋼軌的加工，加工鋼軌長度達(dá)40米，是火車時(shí)速250公里/小時(shí)所需鋼軌、道岔的主要設(shè)備。該設(shè)備為國內(nèi)首創(chuàng)，交用戶已使用一年，為用戶創(chuàng)造了很大的經(jīng)濟(jì)效益。聞訊后，中鐵十二局下屬珠州橋梁廠于2006年9月又向他們訂購一臺鋼軌加工長度達(dá)52米，銑頭功能更強(qiáng)大的xku9720x520型數(shù)控定梁雙龍門移動鋼軌銑床，合同價(jià)值為1900多萬元，它可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)龍門架同時(shí)移動，四個(gè)銑頭同時(shí)加工四根鋼軌，為火車時(shí)速300公里/小時(shí)所需鋼軌、道岔的加工用，這臺設(shè)備的試制完成又將刷新國內(nèi)該類設(shè)備設(shè)計(jì)制造記錄，為我國鐵路事業(yè)的發(fā)展作出新的貢獻(xiàn)。在不到十年的時(shí)間里，鋼軌銑床經(jīng)歷了工作臺面寬度從1.25米到2米，從一個(gè)銑頭加工到兩個(gè)銑頭同時(shí)加工，從工作臺移動到龍門框架移動再到兩個(gè)龍門框架同時(shí)移動四個(gè)銑頭同時(shí)加工，鋼軌加工長度從6米發(fā)展到四五十米的發(fā)展歷程，充分體現(xiàn)了××人敢為天下先，敢拓世間道的拼搏精神，展現(xiàn)了銑床公司設(shè)計(jì)人員緊跟市場，遵從團(tuán)隊(duì)共同愿望的新風(fēng)貌，樹立了××鋼軌銑床產(chǎn)品在市場上無人能比的大好局面。
以提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性為根本鑄就機(jī)床的品質(zhì)
社會在變化，市場在拓寬，重型機(jī)床裝備也在不斷地改進(jìn)。××銑床公司的廣大員工和工程技術(shù)人員沒有固步自封，而是在公司領(lǐng)導(dǎo)的正確指導(dǎo)下，不斷將老產(chǎn)品整改定型后推向市場，使系列型譜不斷得到完善。將xk24系列數(shù)控定梁龍門鏜銑床于2004年10月塑造為“××省名牌產(chǎn)品”，今年，又進(jìn)而把xk21、xk24系列數(shù)控龍門鏜銑床打造為“中國名牌產(chǎn)品”，定名為“××”牌重型數(shù)控鏜銑床。為××人實(shí)現(xiàn)××裝備——裝備中國的宏愿打下一片廣闊的天地。早在爭創(chuàng)“中國名牌產(chǎn)品“的前兩年里，他們就對xk21、xk24系烈數(shù)控鏜銑床產(chǎn)品的圖紙做了四次比較大的整改工作，涵蓋了機(jī)床的所有部件。第一次是在2005年初，結(jié)合上一年產(chǎn)品經(jīng)用戶使用后的反饋，對機(jī)床的外觀細(xì)節(jié)處，附件銑頭的完善上，以及靜壓導(dǎo)軌的油水分離可靠性等方面，對機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大面積的整改，取得了初步成效。第二次是在2005年中與××鋼管廠簽訂了供貨合同后，對xk2140主銑頭拉附件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大的改動，由傳統(tǒng)的t型塊轉(zhuǎn)位結(jié)構(gòu)改為通過拉釘拉緊，齒板定位的結(jié)構(gòu)，這次整改完成了多年來想在主銑頭拉附件結(jié)構(gòu)上作一次改進(jìn)的夙愿，也順應(yīng)了國內(nèi)外銑床在該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用上的趨勢。第三次是在2005年底，即中船臨港兩臺定梁龍門鏜銑床合同簽訂后，針對用戶的要求，增加了主軸內(nèi)冷功能，對主銑頭的性能進(jìn)行了一次提升和突破，這次也是他們下定決心要去做的一件大事，同時(shí)對機(jī)床的布線、布管進(jìn)行了大的改進(jìn)。第四次是2006年中對xk21系列工作臺面寬2米到3米的機(jī)床進(jìn)行了一次大整改，取消了機(jī)床上一些經(jīng)使用證明可以不要的結(jié)構(gòu)如：橫梁液壓平衡等，既簡化了機(jī)床結(jié)構(gòu)、降低成本，又不影響機(jī)床功能；橫梁回油方式原來受結(jié)構(gòu)所限，處理得比較粗糙，影響外觀。現(xiàn)在利用騰出來的空間，并采用新材料新方法將此處多年未解決好的問題一次整改到位；原橫梁升降進(jìn)給箱還是上個(gè)世紀(jì)八、九十年代初的老結(jié)構(gòu)，傳動效率低，橫梁進(jìn)給速度慢，不能滿足市場需要。現(xiàn)在用齒輪箱代替了原來的蝸輪桿箱，整改后不僅傳動效率和橫梁進(jìn)給速度均得到提高，同時(shí)也使xk21系列所有規(guī)格機(jī)床的橫梁進(jìn)給傳動部分結(jié)構(gòu)典型化，提高了通用化率，為批量生產(chǎn)提供了方便。通過這一次次的整改提高，使該公司xk系列產(chǎn)品在設(shè)計(jì)制造上更加成熟可靠，不僅滿足了用戶的需要，而且贏得了市場。下一步他們將為提高大型、精、密、高速數(shù)控裝備和功能部件的水平做出更大的貢獻(xiàn)。
以勇于進(jìn)取的精神為機(jī)業(yè)發(fā)出光和熱
科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。在××銑床公司的工程技術(shù)人員中，有國家級專家1人，市級專家3人，高級工程師12人，工程師9人，助理工程師12人，強(qiáng)大的技術(shù)力量奠定了他們強(qiáng)有力的研發(fā)能力和為該公司完成生產(chǎn)經(jīng)營任務(wù)的堅(jiān)強(qiáng)后盾。在公司的正確領(lǐng)導(dǎo)下，圍繞著生產(chǎn)經(jīng)營和產(chǎn)品研發(fā)任務(wù)，他們有著強(qiáng)烈的事業(yè)心和奉獻(xiàn)精神，工作上大家擰成了一股繩，團(tuán)結(jié)一心，克服困難，在工藝和技術(shù)施工上也不斷創(chuàng)新，為企業(yè)提高生產(chǎn)效率，更快更好地創(chuàng)造生產(chǎn)效益發(fā)揮出重要作用。近年來，他們通過技術(shù)改進(jìn)，模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，加上廣大員工的群策群力，產(chǎn)品裝配周期大大縮短，xk21系列由原來的8-10個(gè)月縮短為2.5個(gè)月；xk24系列縮短為1.5個(gè)月。可以說整個(gè)產(chǎn)品產(chǎn)出時(shí)間較原來縮短了3/4。作為該公司的總經(jīng)理吳正先、技術(shù)帶頭人、公司副總經(jīng)理徐金方，高度重視新產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新整改中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，協(xié)調(diào)和預(yù)防生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的每一個(gè)狀況；設(shè)計(jì)室主任林勤嚴(yán)把圖紙“三性”質(zhì)量關(guān)，將圖紙整改任務(wù)分配到每一個(gè)設(shè)計(jì)員的手中；負(fù)責(zé)“售前”的曾工，把市場調(diào)研的結(jié)果帶回來了；負(fù)責(zé)“售后”的王工及時(shí)反饋整改信息……。他們匯聚在一起，不斷摸索，不斷總結(jié)，提出合理化建議，運(yùn)用于機(jī)床的生產(chǎn)、裝配之中。國家863項(xiàng)目——ckx5680重型數(shù)控七軸五聯(lián)動車銑復(fù)合加工機(jī)床是××與華中科技大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的軍用、民用大型艦艇和船只螺旋漿加工的關(guān)鍵設(shè)備，其中核心功能部件——數(shù)控萬能角銑頭交給了銑床公司研究所，他們翻閱調(diào)研了大量國內(nèi)外機(jī)床技術(shù)資料，通過大量的設(shè)計(jì)計(jì)算，同時(shí)結(jié)合三維建模進(jìn)行強(qiáng)度應(yīng)力分析，并經(jīng)過專家組論證，為了克服國內(nèi)市場上機(jī)電零部件配套不足的困難，買不到的零配件就自己設(shè)計(jì)制造改造，用了一年多的時(shí)間，完成了該項(xiàng)目的研發(fā)設(shè)計(jì)工作。目前該設(shè)備正在進(jìn)行整機(jī)的最后調(diào)試，數(shù)控萬能角銑頭已裝配調(diào)試完畢，各項(xiàng)功能運(yùn)轉(zhuǎn)良好，達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期效果。該功能部件達(dá)到國際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。
紅花還需綠葉配，雖說機(jī)床上看見的全部是機(jī)械零、部件，但每一個(gè)零部件的動作卻全部掌握在電氣設(shè)計(jì)人員的手中，通過他們的手發(fā)出每條指令，來指揮電、氣、液的協(xié)調(diào)動作，也正是通過他們的行動譜寫了一曲曲機(jī)床發(fā)展的動人篇章。從刨改銑，從普通鏜銑床到數(shù)控鏜銑床，處處都是電氣技術(shù)突飛猛進(jìn)的見證，從交流系統(tǒng)到直流系統(tǒng)，再到變頻系統(tǒng)，時(shí)刻都滲透了電氣設(shè)計(jì)人員刻苦學(xué)習(xí)新技術(shù)，大膽運(yùn)用新產(chǎn)品的拼搏精神。他們緊密配合機(jī)械設(shè)計(jì)室的步調(diào)，不斷學(xué)習(xí)運(yùn)用，不斷提高，從而滿足了機(jī)械自動化控制和市場的新要求。
××的產(chǎn)品遍布全國，作為工程技術(shù)人員，他們經(jīng)常出差在外地，做好產(chǎn)品的售前、售后服務(wù)和指導(dǎo)，因而一去就是好幾個(gè)星期，甚至好幾個(gè)月。他們顧大家而舍小家，充分表現(xiàn)出我國新一代知識分子對事業(yè)的摯著和勇于進(jìn)取的精神。他們不僅為××銑床公司、乃至××集團(tuán)公司創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益而辛勤地耕耘，更為我國機(jī)床裝備工業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)著光和熱。
