机械制造与自动化专业描述(通用12篇)
机械设计制造及自动化专业至少包括三个部分:机械设计、机械制造、机械自动化,在行业里分别称为机设、机制、机电。在大学本科阶段一般也就将它细分到此,根据不同的学校的传承,可能还会有矿山机械、建筑机械等细分,以我们学校为例就是将该专业下的班级分为:机设、机制、机电、矿机四部分。
其目标是培养具备机械设计制造基础知识与应用潜力,能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。说明白了就是培养,既有工科基本潜力又有设计制造、管理营销还能吃苦耐劳的技术工人。当然至于在大学期间真正学到什么,还是靠自身。
高职教育以培养高技能人才为根本任务,人才的培养以适应社会发展需求为目标。机械制造与自动化专业主要培养掌握机械工程学科的基础理论和基本知识,获得机械高级技能人才所需的基本训练并具有一定的创新精神和创新能力的、面向应用的高级技能型人才。毕业生应具备基础理论适度、技术应用能力强、知识面较宽、素质高等特点,而课程是为实现这一培养目标服务的,因此,课程内容的设置应以培养学生的基本知识及技能为根本要求,以最大限度地保证企业对应用型人才的根本需求为取向。
二、存在的问题
国内机械制造与自动化专业存在以下几点问题:一是专业课程设置过窄,学生知识结构不合理,有关先进制造技术课程的比重相对较小,不能适应制造技术发展的要求。二是教学手段单一,实践性应用环节弱。教学还是以老师课堂讲授为主,老师讲一本书、学生学一本书、考试考一本书的局面没有根本改变,造成学生自主学习能力差,独立分析问题和解决问题的能力弱。三是实验条件、设施落后,实验、实践环节少。导致学生对所学知识缺乏深层次的认识,理解也不深,动手能力不足。四是计算机教育落后。目前机械制造及自动化专业的计算机类课程教学的深度与广度与实际需求还相差甚远。五是考试问题也是当前的一个改革热点。许多学生仅凭考前的突击复习便能获得高分,而其真正的水平却不高。学生为考试而学习,忽略实践,最终导致与实际脱节,眼高手低。
三、教学改革的探究
作为培养专门人才的高职学校,课程建设是最基本的教学建设。学生掌握专业知识和实践能力,是通过一系列课程的严格学习和训练来实现的。课程是决定教学质量最基本的因素,课程的选择、课程的质量,直接影响培养目标的实现。为了使课程体系更好地适应专业整合与分流的要求,结合黑龙江职业学院对一年级进行公共基础课通修的课程改革方案,针对机械类各专业的特点,在二年级开设专业基础课,然后按专业进行专业限修课和专业选修课的教学。实现课程教学的总体目标:形成良好的学风,打下坚实的基础,注重能力的培育,提供后续所需,培养高素质人才。
机械制造及自动化专业新课程体系的内涵是使学生获得机械工程师素质和技能基本训练,能从事机械工程专业领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面的高等工程技术人才,即培养能将科学技术转化为生产力的机械工程技术人才。教育的核心是培养学生的整体素质和创新能力。要实现这一目标,就必须依据“重基础、宽口径、多方向、强应用”原则建立新的课程体系。“重基础”是指重视学科基础,如高等数学、英语、计算机基础等要加强,只有这些基础夯实了,才能达到高职人才培养的要求,且有利于学生继续深造与知识更新。“宽口径”是由现代工程实践呈现知识的综合性和技术的交叉性所决定。就制造技术领域来看,学科交叉是先进制造技术发展的决定因素。先进制造技术不是指某项具体技术,而是一个综合的系统技术,是传统制造技术与基础科学、管理学、人文社会学和工程技术等领域的最新成果、理论、方法有机结合产生的适应未来制造的前沿技术的总称。它具有综合性、系统性、先进性、创新性、敏捷性、可持续性等特征与丰富内涵,并将发展成为集机械、电子、信息、材料和管理等学科于一体的新兴交叉学科。学科的发展要求现代工程师的知识宽口径。“多方向”是指每个专业有多个以上可供学生选择的专业方向,使学生学有专长,人人都有精于某道的“看家本领”。“强应用”是高职对培养人才的基本要求和特色,要求培养的学生毕业后能在生产一线上手快,解决工程实际问题的能力强。我们主要从以下几个方面对课程建设进行改革。
首先,从三个方面进行调查研究制定机械制造与自动化专业课程体系。一是根据学校的办学定位、人才培养目标以及人才培养模式,制定机械制造与自动化专业课程体系。二是根据学校所在地方周边地区人才市场的供求情况,地方产业对人才的需求情况,制定市场需求的机械制造与自动化专业课程体系。三是对毕业生的择业意向进行问卷调查,针对调查结果进行分析研究,制定机械制造与自动化专业课程体系。
其次,优化教学内容,强化技能教育,科学设计机械制造与自动化专业课程体系,突出高职教育的特点。
第三,加强实践教学环节,重视学生毕业设计、顶岗实习工作,提高学生实践创新能力。
第四,加强现代化教学手段,实行启发式教学、开放式教学。
根据机械制造与自动化专业培养目标和人才培养模式的要求,教学改革应以学生基本素质和技术应用能力培养为主线,更新教学内容,优化课程体系,注重教学内容与教学手段相结合,强化实践教学,充分体现高等职业教育的特点。
参考文献
[1]张承瑞, 等.机械制造及自动化专业教学改革探讨[J].山东工业大学学报, 2000 (6) :90~92.
[2]宋奇慧.高职机械制造专业课程内容与教学方法改革的思考[J].职教研究, 2011 (3) :33~34.
关键词:职业教育;机械制造与自动化专业;校企深度整合随着“人才强国”战略的深入实施,我国高度重视人才建设,职业院校作为培养专业人才的摇篮,必须大力加强学生的专业化建设,只有这样,才能使职业院校人才培养工作取得更好的成效。机械制造与自动化专业具有很强的实践性,要想培养更加优秀的人才,必须使学生适应市场、适应企业需求,而校企深度融合能够在这些方面取得一定突破。对此,要深入研究机械制造与自动化专业“校企深度融合”模式,着力提升人才培养的专业化程度。
一、“校企深度融合”对机械制造与自动化专业教学的重要性
随着我国工业化的快速发展,特别是在“工业制造2025”全面深入实施的历史条件下,对机械制造与自动化专业人才的需求量增多,但当前一些职业院校在培养人才方面缺乏专业化,导致学生毕业后不适应企业需求,而通过“校企深度融合”能够解决这一重要问题。加强“校企深度融合”,还能够解决职业院校实训基地不足的问题,同时也能够解决实训内容不够丰富以及缺乏创新的现状。特别是通过大力加强校企合作,使学生能够较早地接触社会、接触企业、接触专业,进而能够使学生更加了解自身的优势,进行实践操作,为毕业后就业奠定坚实基础,同时也有利于学生在未来开展技术创新活动,提升自身的职业发展能力。
二、“校企深度融合”在机械制造与自动化专业教学中的应用策略
“校企深度融合”对于加强机械制造与自动化专业教学改革和创新、培养更具有专业素质的人才具有十分重要的作用,要想使“校企深度融合”得以顺利实施,应当对“校企合作”模式进行不断完善。结合多年实践经验,笔者认为,在机械制造与自动化专业教学中推进“校企深度融合”,必须在以下几个方面下功夫。
一是开展“订单式”校企合作模式。要想使机械制造与自动化专业教学取得更好的成效,必须高度重视校企合作的战略性以及深层次性,而“订单式”校企合作模式具有很强的战略性,企业根据自身对机械制造与自动化专业人才的需求,以“订单”的形式,加强与职业院校的深入合作,高校按照企业的要求培养所需的专业人才,进而使校企合作步入更高级的阶段。职业院校应当高度重视“订单式”校企合作模式,加强与企业的战略性合作,设立专门的“订单培养班”,使学生毕业即就业。
二是开展“实训式”校企合作模式。这是职业院校与企业进行联合的模式,通过加强与企业的合作,在企业建立机械制造与自动化专业实训基地,解决职业院校实训基地不足的问题,加强实训教学。这就需要高校与企业进行深入合作,既要增加企业的数量,又要与不同的企业建立合作关系,使企业的实训基地在数量和质量上得到加强。比如可以采取“2+1”的模式,学生进行2年的理论学习以及校内实践,第3年则重点在企业进行实训,这样能够使理论与实践紧密结合,特别是能够使学生在企业学到学校学不到的知识。
三是开展“共建式”校企合作模式。所谓“共建式”校企合作模式,就是职业院校与企业共同建立实训基地,将“企业模式”引入职业院校的实训基地,聘请企业人员进行实训,同时还可以根据企业的实际情况,采取更加灵活的共建方式。通过“共建式”校企合作模式,能够充分利用企业的相关资源,解决职业院校实践资源不足的问题。这种“校企深度融合”模式需要职业院校与企业建立“共建、共享”的关系,相互之间要做好利益的分配,如职业院校免费为企业培养人才,企业则提供设备、技术等等,这样能够使职业院校与企业实现“双赢”,在“互利互惠”的基础上,企业的积极性将得到极大的调动,职业院校应当进行积极探索。
综上所述,机械制造与自动化专业具有很强的实践性,必须适应企业对专业人才的需求,否则就会制约学生的就业,这一点需要引起职业院校的高度重视。学校在开展机械制造与自动化专业教学的过程中,必须大力推进“校企深度融合”,着力提升校企合作的科学性和效能性,特别是在开展“订单式”“实训式”“共建式”校企合作模式方面进行积极探索和实践,这样能够使校企合作模式取得新的成效,使机械制造与自动化专业教学质量和水平得到提升,培养更多、更好、更专业的机械制造与自动化专业人才。
参考文献:
[1]朱银锋,閆兴书,杨启耀,雷声,雷经发,陈雪辉.机械专业人才培养模式的探索与实践[J].重庆科技学院学报(社会科学版),2014(2):139-141.
[2]胡运林.机械制造与自动化专业校企共育人才培养模式探讨[J].机械职业教育,2012(10):31-33.
机械制造与自动化专业简历1
姓名
xx
性别
男
出生年月
1981年2月
照片
籍贯
广东梅州市五华县
民族
汉
身体状况
身体健康
政治面貌
团员
身高
178CM
外语程度
良好
所在学院
佛山科学技术学院
学历
本科
曾任职务
生活委员、学校赤想学市场营销部部长
所学专业
机械设计制造及其自动化
特长
沟通与组织能力强、较强的动手能力
毕业时间
20xx年6月
联系电话
13xxxxxxx
家庭住址
广东省广州市xx
邮政编码
511473
个人网站E—mail
[emailprotected]
主修课程
机械设计、制造模具设计、特种加工数控技术、测试技术、电子技术、电工基础、电机传动控制自动控制、液压与气动、可编程程序控制器、PLC单片、微机原理及应用机械、CAD/CAM C程序设计、材料与金属工艺、自动机械与生产线企业管理、计算机基础。
个人简历
1988年9月———1995年7月:唐纯小学
1995年9月———7月:桥江中学
199月———20xx年7月:五华县水寨中学
20xx年9月———20xx年7月:佛山科学技术学院
熟悉软件
AutoCAD、MasterCAM等制图软件。课余学习网页制作,熟悉Photoshop以及一些常用软件。
个人特点
本人性格开朗、活跃,乐观向上,爱好广泛,拥有较强的组织能力和适应能力,并具有良好的身体素质。与同学相处和睦融洽,乐于助人,对工作认真负责。能够积极参加学校及班级组织的活动,并能在活动中充分发挥出自己的作用。
应聘岗位及个人特长和能力
本人能吃苦耐劳,具有较强的动手能力,熟悉电工基础,具有一定的机械设计能力,懂金属加工工艺,会PLC等的编程,有一定的电脑基础。
社会实践经历
本着学以致用,实践结合理论发挥,20xx年我在本校金工车间进行金工实习:20xx年到江苏多棱数控机床股份有限公司、常州柴油机厂、常州齿轮厂参观实习。在大学期间担任生活委员,积极组织各项班集体社会活动:并担任过赤想学社的市场营销部部长,在职期间和神通ANY8公司合作举办神通ANY8佛山市趣味短信创作大赛,参加过各种推销活动,为学校的社团活动做出了自己的努力。
相信您的信任与我的实力将为我们带来共同的成功!希望我能为咱们公司贡献自己的力量!
机械制造与自动化专业简历2
姓名:x先生
年龄:28岁
国籍:中国
目前所在地:xx
户口所在地:xx
身材:162cm52kg
婚姻状况:未婚
求职意向
人才类型:普通求职
应聘职位:机械/设备维修类:机电设备维修、机械工程师、机电工程师:
工作年限:3
求职类型:全职
可到职日期:一个星期
月薪要求:20xx--3500
希望工作地区:广东省
工作经历
公司名称:xx市三水广东精工钢结构有限公司起止年月:20xx-09~20xx-07
公司性质:私营企业所属行业:机械制造与设备
担任职务:设备维修及维护员
工作描述:主要负责焊机、行车、数控切割机、直条切割机、钻床、剪板机、组立机、矫正机和各类小电动工具的电气和机械方面的保养维护、故障维修。
公司名称:xx市南美覆铜板厂有限公司起止年月:20xx-09~20xx-09
公司性质:国有企业所属行业:电器,电子,通信设备
担任职务:设备维修员
工作描述:对车间生产线各种设备进行维修和维护
教育背景
毕业院校:洛阳工业高等专科学校
最高学历:大专
毕业日期:20xx-07-01
所学专业:机械制造工艺与设备
语言能力
外语:英语一般
国语水平:良好
粤语水平:良好
工作能力
对基层生产线的机器都熟悉它的维护和维修步骤
熟练使用msoffice,autocad,photoshop等办公及应用软件
电脑软硬件的普通维护
个人自传
本人工作认真负责,积极主动;为人诚实可信,能吃苦耐劳;有良好的语言沟通能力及团队协作精神.我相信我能胜任公司分配给我的工作。
机械制造与自动化专业简历3
基本信息
姓 名:王XX 性 别:男
婚姻状况:未婚 民 族:汉
户 籍:广东 年 龄:27
现所在地:西安 身 高:182
联系电话:135xxx27528
电子邮箱:
求职意向
希望岗位:机械设计
工作年限:4年 职称:无职称
求职类型:全职 可到职日期:随时
月薪要求:面议
工作经历
xx年3月—至今 xx有限公司,担任机械设计。主要工作是:
1、机械设备的设计,包括结构设计、部件选型、设计图纸输出;
2、参与产品的试制、调试、转产工作;
3、解决产品生产组装过程中的技术问题;
4、编写相关技术文档。
xx年3月—xx年7月 xx有限公司,担任研发部液压技术员。主要工作是:
1、液压设计与维护;
2、运用CAD、Pro/E等制图软件软件进行机械设计;
3、液压《气动》原理及自动化程序控制,PLC硬件了解与软件编程使用;
4、安装、调试液压系统。
教育背景
毕业院校:河北机电职业技术学院
最高学历:大专
毕业日期:20xx-07
所学专业一:机械制造与自动化
所学专业二:机械设计与自动化
语言能力
英语水平:良好
国语水平:优秀
粤语水平:一般
工作能力及其他专长
1、掌握机械制造与自动化相关知识,熟悉机械设备维修工作,液压传动和液压转换原理,机械设备的工作原理及结构性能;能独立解决一些常见的和突发的机械设备故障。
2、具有较强的逻辑分析能力,能够独立分析问题、解决问题;有良好的协调、沟通能力,良好的团队合作精神。熟练使用办公软件(Word、Excel)和AUTOCAD和PRO/E绘图软件等;具备一定的机械专业英语阅读能力。
自我评价
本人为人正直、善良,性格直率、开朗,爱好运动及看书。万事以人为本,人缘较好,易让众人接受。适应能力强,吃苦耐劳,勤于学习与钻研,敢于挑战未知领域,乐于在自身及周围世界寻求突破。
机械制造与自动化专业简历4
姓名:
目前所在:番禺区
年龄:22
户口所在:佛山
国籍:中国
婚姻状况:未婚
民族:
培训认证:未参加
身高:178cm
诚信徽章:未申请
体重:
人才类型:本站
应聘职位:轻工:工程/机械:
工作年限:0
职称:
求职类型:实习
可到职日期:随时
月薪要求:20xx--3500
希望工作地区:广东省,佛山,深圳
工作经历
洛阳一拖
起止年月:20xx-04~20xx-05
公司性质:国有企业
所属行业:机械/机电/设备/重工
担任职位:参观实习生
工作描述:在一拖进行为期3周的生产实习,主要对齿轮,油嘴,车身,装配等车间进行实习。也对附近的著名企业进行了参观,如大阳摩托,洛阳轴承厂,洛阳铜加工厂。
离职原因:
消防志愿者服务
起止年月:20xx-10~20xx-10
担任职位:消防志愿者
工作描述:参加消防演习,宣传消防小知识等任务
教育背景
毕业院校:广东工业大学
最高学历:本科
获得学位:
毕业日期:20xx-06
专业一:机械制造及其自动化
专业二:
起始年月终止年月学校(机构)所学专业获得证书证书编号
语言能力
外语:英语优秀
粤语水平:精通
其它外语能力:
英语已过六级;
正准备学习法语
国语水平:良好
工作能力及其他专长
善于合作,工作认真;喜欢钻研新方法,新途径;吃苦耐劳。
暂无工作经验,20xx年毕业。会用各种CAD/CAE/CAM软件
机械制造与自动化专业简历5
姓名:
国籍:
目前所在地:
民族:汉族
户口所在地:江门
身材:172cmkg
婚姻状况:未婚
年龄:23岁
培训认证:诚信徽章:
求职意向及工作经历
人才类型:应届毕业生
应聘职位:机械/设备维修类:能源水利类、汽车类:
工作年限:0
职称:无职称
求职类型:全职
可到职日期:一个月
月薪要求:20xx--3500
希望工作地区:xx省xxxx
个人工作经历:
公司名称:xxxx酒店
起止年月:20xx-06~20xx-08
公司性质:私营企业
所属行业:饮食,旅游业,宾馆
担任职务:前台
工作描述:负责处理客人入住及退房登记,协助程序员完善客房电子管理系统,兼职翻译接待外国客人
离职原因:
教育背景
毕业院校:华南理工大学广州汽车学院
最高学历:本科获得学位:学士
毕业日期:20xx-06-01
所学专业一:机械工程及自动化
所学专业二:
受教育培训经历:起始年月终止年月学校(机构)专业获得证书证书编号
20xx-09-20xx-06华南理工大学广州汽车学院AutoCAD高级绘图员
语言能力
外语:英语优秀
国语水平:精通
粤语水平:精通
工作能力及其他专长
1.20xx年参加物理创新设计大赛,带领团队由50多支队伍中脱颖而出,筹划由设计到成品的整个过程,并负责总设计方案。最终获团体三等奖
2.AutoCAD高级绘图员证书
3.大学英语六级
4.windowsxp/vista/7的安装及日常维护
5.MSoffice软件
6.曾参加培训学习数控/普通车、铣、磨、钻等操作技能,掌握现代工程技术基础知识、现代机械制造工业的生产方式和工艺过程,对生产线的布局,装配流程,物流路线等有深入了解。
详细个人自传
本人待人诚恳,富有责任心和进取心,能忠于工作,认真地对待和完成工作。
具有一定的组织领导能力、较好的动手实践能力和学习能力,逻辑思维能力强,能够把事物放在其特有的`背景环境下进行分析思考。
注重团队合作,同时不断学习以实现自我增值。
在校期间利用空闲时间阅读了大量IT硬件及汽车领域的资料,爱好听音乐,户外活动及旅游。
机械制造与自动化专业简历6
姓名:
性别:
年龄:
居住地:广州
电话:xxxxxxxx(手机)
E-mail:
最近工作[1年8个月]
公司:XX东风公司
行业:机械制造、机电设备、重工业
职位:机械设计与制造
最高学历
学历:本科
专业:机械设计及其自动化
学校:湖北汽车工业学院
自我评价
我是一个平凡但不平庸的男孩,我乐观、自信、好进心强、爱好广泛、能很好的处理人际关系、有协调、沟通方面的特长,并且有很强的责任心和使命感。现在我即将毕业,面对新的人生选择和挑战,我信心十足!从一开始我就特别注重在认真学好专业课的同时努力培养素质和提高能力,充分利用课余时间拓展知识野、完善知识结构。在竞争日益激烈的今天,我坚信有多层次、全面发展并熟练掌握专业知识的人才,才符合社会发展的需要和用人单位的满意,才能立于不败之地。通过努力学习我获得了奖学金。在学习的同时,我积极参加了学校的各项活动,使德志体美得到均衡发展。在校的学习生活中,我努力进取,乐于助人的作风和表现嬴得了老师和同学的信任和赞赏。
求职意向
到岗时间:一个月之内
工作性质:全职
希望行业:机械制造、机电设备、重工业
目标地点:广州
期望月薪:面议/月
目标职能:机械设计与制造
工作经验
20xx/7—至今:XX东风公司[1年8个月]
所属行业:机械制造、机电设备、重工业
机械(电)/仪表类机械设计与制造
1.曾经在东汽技校进行金工实习。
2.学会车床,铣床,钻床等设备的基本操作。
3.东风设备制造厂(二二厂)装配车间实习。
4.并参与加工中心的装配工作。
5.东风刃量具厂(23厂)东风制动系统公司(六二厂)工艺部门实习。
6.到生产线工作,东风发动机(四九厂)。
20xx/7—20xx/7:XX研发中心[1年8个月]
所属行业:仪器仪表/工业自动化
机械机械工程师
1.主要负责防雷产品与工业自动化产品的结构研发与设计,采用OneSpaceDesign3D软件绘图;
2.产品的子零件BOM清单整理与数据库系统维护;
3.本部门内塑胶产品的MoldFlow分析技术支持,熟练应用AMA辅助塑胶产品的结构设计;
4.产品关键部位零件的设计校核及分析,熟练应用ANSYS10.0进行力学分析。
教育经历
20xx/9—20xx/6湖北汽车工业学院机械设计及其自动化本科
证书
20xx/12大学英语六级
20xx/6大学英语四级
语言能力
民 族 黎 籍 贯 海南白沙
出生日期 1990.11婚姻状况 否
学 历 大专 体重身高 170cm、60kg
专 业 机械制造与自动化 健康情况 健康
求职意向 相关的机械行业工作;相关的机械制图软件操作;人力资源管理;
毕业院校 贵州交通技术学院 邮 编 3370
42联系电话 *** 邮箱 562111736qq@.com
语言能力 国语:精通
主修课程: 机械制图、液压气动技术、电子电工技术、电子感应技术、gu三维设计、专业英语、cad二维设计、电气控制技术、材料力学、公差测量技术
个人技能 1:熟练掌握电子学、cad、ug软件。2:熟练掌握机械设计。
社会实践: 2010年暑假在学校的实训基地培训机加工,2010年9月始在实训基地机加工中心当技术指导员。
兴趣爱好: 学习打球、唱歌、交际、看书 弹吉他
自我评价: 本人性格开朗、为人诚恳、乐观向上、兴趣广泛、拥有较强的动手能力和适应能力、并具有较强的管理策划与组织管理协调能力。
姓
名:张同学
性
别:男 出生日期:19860309 民
族:
毕业院校:安徽职业技术学院
政治面貌:
最高学历:大专
所修专业:机械制造与自动化
人才类型:普通求职
毕业日期:
求职意向
求职类型:全职
应聘职位:机械有关
希望地点:
希望工资:面议
教育培训经历
2006年9月到2009年7月 安徽职业技术学院 大专 机械与自动化专业
获得中级制图员 中级钳工 计算机一级
参加社会实践经历
实践名称: 车床拆装实习
实践简述: 初步了解机床的结构.为以后的工作打夏了夯实的基础
实践名称: 钳工实习
实践简述: 接触并初步了解钳工一些方面的知识,通过自己不断的努力获得的中级钳工证书
实践名称: 金工培训
实践简述: 通过培训使自己初步了解普通车床的操作方法,虽然和工厂的老师相差甚远,我相信我自己在以后的工作中一定会完善自己,早日得到老师的水准。
践名称: 数控车床培训例如先校零、对刀....实践简述实践简述: 在明光深燃天然气有限公司工程部实习—材料管理员 在这期间我巩固了我在学校学习WORD EXCEL软件的操作以出及仓库的材料进、等一些资料的整理,同时也接触现场施工管理。: 初步了解并掌握数控车床一般操作流程,2009年4月到2009年7月在明光深燃实习
所获奖励
无
语言水平
英语 一般
计算机能力
计算机一级 能熟练使用 WORD EXCEL
自我评价
内蒙古自治区国民经济和社会发展规划纲要确定“在发挥现有军工企业优势的同时, 进一步拓展生产领域, 建设包头、呼和浩特机械装备制造业基地”, 这一规划为我院 (包头职业技术学院) 机械制造与自动化专业的全面发展创造了条件, 提供了政策上的保障。但是, 机械制造与自动化专业所培养的毕业生已不能适应新形势、新技术和新工艺对专业人才的需求, 为此, 机械制造与自动化专业通过教学改革发展形成了全新的人才培养模式, “568”型人才培养模式。
1 教学改革基本思路
1.1 以技术应用能力和基本素质培养为主线, 建立机械制造与自动化专业人才的知识、能力和素质结构
在深入行业、企业调研的基础上, 根据机械制造与自动化专业人才岗位的需求和高等职业教育的特点, 以技术应用能力为核心、注重基本素质培养, 按照企业岗位要求重构知识、能力、素质结构, 构建专业课程体系。
1.2 建立与专业培养目标相适应的理论教学体系
为建立与专业培养目标相适应的理论教学体系, 本专业按照“实际、实用、实践”的原则改革教学体系, 以“应用”为主旨和特征, 构建课程体系。把过去的基础课、专业基础课和专业课三段式课程体系改为基础课和专业课的课程体系。基础理论教学内容以应用为目的, 在讲清概念的基础上, 以强化应用为教学重点、以应用性为原则重新构建理论教学体系。专业课教学内容加强针对性和实用性。同时, 对传统课程进行整合或采用现有整合教材。
1.3 建立与专业培养目标相适应的实践教学体系
实践教学的主要目标是培养学生的技术应用能力, 在教学计划中占有相当大的比重。为了培养过硬的岗位技能, 必须改变实践教学过分依附于理论教学的状况, 建立相对独立的实践性教学体系。在本专业的具体改革措施中, 按照理论够用、实践过硬、发展持续、由易到难、少讲多练、边讲边练的原则对实践性教学进行了大幅度的调整。
2 教学改革举措
2.1 人才培养方案的制定
本专业坚持“以职业岗位需求为导向、以职业能力培养为中心”的教育理念, 改革原有的人才培养模式, 全面实施工学结合、校企合作、顶岗实习的“五共同”人才培养模式。通过企业调研, 明确毕业生就业岗位 (群) 应具备的知识与能力结构和专业人才培养目标, 通过专业建设指导委员会、企业专家与专业教师共同研讨, 构建专业课程体系, 开发与设计工学结合的“六阶段、八学期”人才培养方案。
2.2 课程体系与教学内容的改革
本专业坚持以社会需求为导向、以人才培养为目标, 通过深入企业调研、分析人才需求状况, 形成毕业生就业岗位群典型工作任务及应具备的职业能力, 并在企业专家的全程参与下, 不断深化工学结合课程体系与教学内容的改革。
2.2.1 开发以职业能力培养为主线的课程体系
坚持以职业能力与综合素质培养为核心, 构建专业人才的知识、能力和素质结构;以职业岗位 (群) 人才需求为目标, 融合职业资格标准与行业、企业标准, 建立以职业能力培养为主线的工学结合课程体系。利用任务驱动、项目教学等教学方法, 把职业能力和岗位能力培养渗透到课程体系中, 充分发挥“教、学、做”一体化教学平台的教学功能, 做到“做中学, 学中做, 边学、边做、边修正”。
2.2.2 教学内容的改革
本专业按照企业对人才的要求, 适时修订人才培养方案、重构课程体系, 并建设起配套的课程教学标准和实验、实训标准。在教学内容选取和培养要求上, 突出理论够用、实践过硬, 彻底摆脱学科型教育的影子, 重点强调培养学生解决生产实际问题的能力、可持续发展的能力和职业素质的提高。
专业重视教学资源建设, 按照教、学、做一体化要求, 组织编写《机械制造工艺与夹具》、《金属切削加工方法与设备》、《机械CAD/CAM》、《液压与气动技术》、《公差配合与测量技术》等5门核心课程教材, 并能组织自编实验、实训指导书;同时, 优秀电子教案、课件、视频以及多媒体教室的建设已基本满足教学需要。
2.3 教学方法和手段的改革
本专业针对以职业能力培养为主线的课程体系的改革情况, 积极广泛开展教学方法与手段的改革, 按照咨询———决策———计划———实施———检查——评价的工作过程六步法设计课程教学内容, 并在其中灵活的运用各种先进的教学方法, 如项目教学法、案例教学法、现场教学法、小组合作法、讲练结合法、头脑风暴法等, 全面推进课程的开发与实施工作, 实现“教学做一体化“的教学模式。
本次教学改革力度大, 变化多, 操作性强, 但是通过本次教改, 提高了教学水平, 培养了大批专门人次, 学生的技术应用能力也得到了提高。
摘要:文章提出以技术应用能力和基本素质培养为主线, 建立机械制造与自动化专业人才的知识、能力和素质结构;建立与专业培养目标相适应的理论教学体系和实践教学体系。从人才培养方案的制定, 课程体系、教学内容、教学方法和手段等方面阐述了教学改革的举措。
关键词:机械制造与自动化,教学改革,教学体系
参考文献
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[2]洛辉, 赵云龙, 韩明刚, 金莹.高职高专机械制造与自动化特色专业建设的思路[J].装备制造技术, 2013, 05.
摘 要:浙江大学宁波理工学院为了满足区域经济及宁波制造业对人才的需求,适时调整专业定位,形成了“立足先进制造,融合海洋特色,强化实践创新”的专业人才培养模式。通过实验教学体系建设,形成了以“公共基础训练平台、专业训练平台和综合创新训练平台”三大平台为基础的实验教学体系。
关键词:专业建设;创新能力;实践能力;人才培养
独立学院作为应用技术型院校,准确定位是其生存的根本。针对应用技术型院校普遍存在的专业定位及实践能力培养问题,我校机械设计制造及自动化专业以培养方案为切入点,通过构建特色的专业培养方案,实现专业与地方经济的无缝对接,形成自己的专业特色,构建多层次的实践平台,实现学生实践能力的提高。
一、结合区域经济,立足特色求创新,构建具有海洋特色的专业培养方案
大力发展海洋经济已经成为宁波经济转型升级的重要举措之一。浙江省和宁波市明确提出将海洋高技术、新能源、新装备等发展成为支柱产业,因此,装备制造业尤其是海洋机电装备制造业对高层次人才与科技创新的需求极为迫切。我校依托机械类专业自身优势,在原有专业培养方案的基础上充分融入海洋高技术特色,坚持“立足先进制造,服务海洋新能源装备,强化实践创新”的改革思路。在通识课程中强调宽基础,突出思维能力的培养;在专业大类课程和专业课程中夯实专业基础,加强创新应用能力的培养;在课程内容设置和讲授中融入海洋特色,同时设置与海洋高技术装备相关的专业模块课程及专业选
修课程,淡化学科系统性,强化专业应用性;在实践教学环节设置中紧密结合海洋装备的高端制造设计与应用,通过多种形式的实习实训,培养学生实践创新能力。
针对本专业学生特点和培养目标,我校制定的具有海洋特色的教学计划如图1所示。
(1)在通识课程中引入“海洋科学导论”、“海洋工程导论”等海洋技术认知类课程,同时加强数学、物理、英语、计算机及人文素质课程的学习。
(2)在专业大类课程和专业基础课程中,立足先进制造技术基础,加强力学、机械学、电学等课程学习,开设“海洋工程材料”、“海洋水动力学基础”、“海洋环境保护”等海洋技术基础课程,同时在课程教学中融入海洋新能源装备案例教学。
(3)在专业模块课程和专业选修课程中设置“先进制造技术”、“海洋装备设计与集成”、“海洋新能源技术”、“海洋工程装备焊接技术”等选修课程。在专业模块课、专业选修课程设置中突出海洋新能源特色产业特点,逐步开设更多涉海课程供选修。
(4)在综合训练中贯穿教学科研互动,加强涉海技能训练。通过制定和修订教学大纲,开设“海洋装备课程设计”、“海洋试验技术”、“海洋装备实习”等实践课程,并在专业综合课程设计、专业创新实践、认识实习、生产实习、毕业设计等实践环节课程中加强海洋装备特色的建设。
二、构建模块化、层次化实践训练平台,提升学生实践能力
实验教学体系建设是人才培养的重要手段。我校经过多年建设,已形成了以“公共基础训练平台、专业训练平台和综合创新训练平台”三大平台为基础的实验教学体系,取得了良好的教学效果和丰硕的实验教学成果,如图2所示。
实验教学体系由三个层次构成,具有模块化特征:
第一层次平台是公共基础训练平台,包括单独开设的工程训练、力学实验和机械基础实验等课程,在大学第一、二学年内完成。该平台主要针对机械类相关工科专业的培养要求进行基本技能训练。通过该层次的训练,使学生掌握基本的机械加工技能、材料基本力学性能测试方法和应变检测技术及其实验仪器操作、常用机械机构的工作原理及其零部件结构。
第二层次平台是专业训练平台,是在第一层次平台的基础上进行的,涵盖各专业在大二、大三期间开设的专业基础课程。因材施教、个性化培养模式需要对课程体系进行改革,故在第二层次采用模块化培养体系。在基础平台之上,分设海洋新能源装备模块、机械制造基础实验模块、数控加工技术模块、模具设计及制造模块、机电控制系统与测试技术模块和液压气动模块。这些模块既是第一层次的深化和提高,又是一定程度上专业方向的细化。在注重实验先进性的同时,强调单元化和系统性。
第三层次平台是综合创新训练平台,主要是为提升学生综合素质和创新能力而开设的一些设计类、综合类、创新类实验课程。海洋装备综合训练主要是对学生进行拓展训练,强调课程的实际应用,突出实践教学特色。模具技术和数控技术结合宁波模具大赛、数控技能培训展开,全面提升学生的实践能力。实训平台针对海洋新能源装备方向增设了大量的设计性、综合性和创新性实验项目,在实训内容上具有如下特色:
(1)注重基础与前沿、经典与现代相结合,注重与科研、工程和生产实践的紧密联系,并及时融入科技创新和实验教学改革成果。每学年更新实验项目数一般达到实验项目总数的5%。
(2)逐步减少演示性、验证性实验项目数量,增加能够训练和培养学生综合能力和创新能力的综合性和设计性实验项目数量。
(3)在综合性实验课程中,尝试对实验项目进行模块化设计,既有针对所有专业的公共实验模块,又有针对不同专业的选做模块。同时加强设计性实验开设,设计性实验是指给定实验目的要求和实验条件,由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。
三、知识与能力相统一,形成C4+P4相结合的人才培养体系
我校结合宁波海洋新能源装备产业对人才知识、能力及素质方面的要求,构建了以“制图能力不断线、计算机能力不断线、设计能力不断线和制造能力不断线”的C4能力培养体系,在此基础之上构建了“课程实践、专业实践、科研实践及产业实践”的P4实践保障平台,提升了学生的实践能力和工程素质,实现学校人才培养与社会需求的无缝对接,破解人才培养过程中的断层问题。具体措施如下:
(1)构建新的实践教学模式,形成“启发—引导—讨论”和“实现一论证一研究”相结合的实验教学新模式。促进教学理念由重理论、轻实践的应试型向重实践、重能力的素质型人才培养转变,实现实验教学由验证式教学向实验教学与科学研究结合型的模式转变,通过将科研成果渗透于实验教学,提高学生主动参与实验教学的兴趣,启发创新思维,达到提高学生创新实验学习和实践能力的目的。
(2)形成“三位一体两结合”师资队伍管理模式。“三位一体”指专职教师队伍“教学、科研、学科”三位融为一体,实现教学与科研相互结合,基础课师资队伍专业建设、学科建设相互结合,积极倡导教授参与指导本科生的实验教学。这保证了教师在实验教学中的主导地位,促进了科研教师、理论课教师与实验课教师的融通,形成一支以教授、博导为核心,结构合理、科学素养高、业务能力强、科研与教学相长的实验教学队伍。
[基金项目:浙江省2013年高等教育教学教改研究课题“以“C4+ P4”为核心的独立院校机械类人才培养模式研究及应用”(编号:JG2013210)]
一、专业建设的指导思想和目标建设指导思想
以温家宝总理在全国职业教育工作会议上关于大力发展职业教育的讲话精神为指导,以《高等教育法》和党中央国务院《关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》为指针,以《教育部关于加强高职高专教育人才培养工作的意见》为依据,以教育思想和教育观念改革为突破口,根据市场和社会需求设置专业;以培养技术应用能力和基本综合素质为主线设计学生的知识、能力素质结构和培养方案,培养学生成为生产一线需要的、德智体美全面发展的高级技术应用性人才。以“应用”为宗旨设置理论教学体系,以“技能培养”为中心建立实践教学体系,突出实践教学环节。建立以能力和综合素质培养为根本的教学模式。建设目标
结合学院“将我院建成国内知名的民办高职院校”的长远目标,从基础建设入手,以培养高水平的教师队伍为切入点,从培养学生的创新精神、职业技能、创业能力和综合素质出发,突出能力培养,以基本技能和专业特色技能培养为中心,合理构建理论与实践教学体系,体现高职教育特色;坚持以“就业为导向,以教学为中心,以精品建设为指导”,不断进行改革和创新,力争把机械制造与自动化专业建成立足渝西、面向重庆,走向全国,为现代制造培养高技能人才的特色专业。
重视师资队伍建设,抓好“双师型”教师的培养,建设一支具有“双师型”素质、从知识结构、学历结构、年龄结构诸方面优化的专兼职教师队伍;优化教学体系和教学内容;完善教学方法和手段;建立起满足高职教育教学体系要求的,在本行业较先进的现代化实验实训设施和稳定的校外实习基地。
三、机械制造与自动化专业建设思路与计划
(一)坚持高等职业技术教育方向
机械制造与自动化专业的建设本着如下原则:反映地方制造业发展的需求,探索和创建校企结合的办学模式;突破按学科系统划分的高等教育模式,突出职业型、应用型特色;以基本技能和专业特色技能培养为中心,合理构建理论与实践教学体系,体现高职教育特色。
(二)以技术应用能力培养为主线,构建专业人才的知识、能力和素质结构
高等职业教育强调的是以德、智、体、美全面发展为目标的全面性,以实际应用为重点的实践性,以熟悉掌握先进知识和成熟技术为标准的先进性,以适应市场经济和现代化社会交往需要的社会性,即强调人才培养的综合素质与能力。根据当今社会对人才的需求,机械制造与自动化专业的毕业生应具备较高的思想道德素质、身心素质、文化素质、业务素质并具备本专业基本理论知识与专业技能和就业、创业的综合能力。为此设定了政治思想、艺术修养、公共知识和专业知识、技能训练等教学环节。
(三)构建与职业技术应用能力相适应的理论教学体系
根据“必需、够用”的原则,设置理论教学体系,构建了以“基础文化知识—专业基础知识—专业知识—专业扩展知识”为主线的专业阶梯理论知识平台,使学生在学习中逐步提高,获得专业熏陶,得到机械制造与自动化专业所必须的专业知识,同时又能在今后的工作中根据职业的需要进行有目的的扩展。
1、专业基础课的设置是专业课的学习基础,基础知识教学强调“应用为主、够用为度、用有所学、学有所用”,形成纵向专业技术能力发展提高的基础,形成横向扩展能力的多项接口。
2、专业主干课程的设置是实现培养目标的根本。是实用能力的提高与岗位细化的体现。
3、开设选修课程,实行弹性化教学。为了适应学生个性发展需要,体现“以人为本”的教育思想,学生可视自身需要,有选择地学习。
4、在教学内容的安排上,根据具体情况作调整和整合。
目的是突出专业能力培养和主干课程改革。根据调研,对专业知识、专业能力培养进行恰当的定位。专业课教学内容改革的关键是与生产实际相联系,及时反映最新技术的发展;注意从应用的角度选择教学内容,强调针对性、实用性和先进性,大胆删除陈旧过时的、偏多偏深而又不实用的教学内容;强调课程的综合化,努力实现理论与实践、传统技术与高新技术在专业教学中的综合。
5、改革教学方法和考核办法,改善教学手段。
为了达到更好的教学效果,在教学中,尽量利用先进的教学设施和手段,利用现代化教学技术和网络资源。
6、推行以“双证书”为主,“多证书”为辅的毕业标准。学生毕业时除获得毕业证书外,还应获得基本技能证书(如绘图员、机加工或钳工职业资格证书)和专业特色技能证书(如数控机床加工或CAD/CAM)等,使职业教育真正与职业技能相结合。
(四)以“技能训练”为中心建立与专业培养目标相适应的实践教学体系 以专业培养目标为依据,注重学生的技能训练和能力培养构建实践教学体系。实践教学环节包括实验、基本技能实训、专项技能实训、专业综合实训、毕业综合实习、毕业设计等。理论课与实践课的时数比为6:4,对实践教学的具体安排、实践内容、能力考核应详细计划,以体现以能力为本位的职教特色。
1.实验与现场教学:开设实验教学与现场教学,以加深学生对课程理论与知识点的理解与把握,体现高职教育培养技能型人才和侧重工程技术应用的特点。
2.基本技能实训:利用校内实训基地进行专项技能练习,在实训教师指导下完成包括钳工、机工、电工等基本工种的实训,使学生初步认识各种材料,接触各种机械零件和工件毛坯,使用各种工具、量具和工艺装备以及电工仪表,获得各工种的基本操作技能,形成机械制造生产过程的系统概念。
3.专业技能实训:在课程中安排专业技能实训,通过实训,学生可以综合运用所学知识,发挥创造思维,以培养学生分析和解决具有一定复杂程度的工程运算、结构设计、图样表达、工艺规程编制、作业计划编制、数控机床编程操作与加工、CAD/CAM软件应用、等专业课题,使学生掌握本专业岗位群应具备的基本实践技能。
4、专业综合实习:综合实习是机械制造与自动化专业学生完成专业基础与专业课学习后的一次有针对性的专业实习。它注重于让学生将学到的专业理论知识充分融于实践并重新归纳总结,使学生进一步掌握实践技能、适应工厂生产管理、熟悉社会的良好机会,是整个教学过程中的一个重要环节。通过专业综合实习,学生可以将所学专业理论知识与生产实践相结合,进一步培养综合运用所学知识分析、解决生产实际问题的能力;树立实事求是的以发挥个人优势、依据个人特点自主择业、服务市场的新思想,刻苦钻研实践技能,适应市场发展需求。
(五)加强师资队伍建设,建立一支符合高职教育要求的教师队伍。现有师资主要是毕业于机械类及相关专业,知识理论结构满足教学要求,年龄呈梯次结构,相对较合理,职称以中级和初级为主,高级职称以上的教师很少,学历在大本及以上,搭配较适当,双师型教师所占比例较低,教师技术应用能力和知识更新速度与教学尚不能完全满足高职教学要求,多数青年教师不具有研究生学历或硕士学位,课程研究尚不够深入,教师科研能力和科研项目有待于进一步提高。
师资队伍建设走专兼职结合、高校深造和现场锻炼结合之路,建立一
支素质优良,年龄、学科、学历结构合理,理论知识和技能水平并重,能适应发展需要的师资队伍。重视并做好专业带头人及双师型教师队伍建设。师资队伍的培养主要通过以下几种途径来实现:
1、继承我院优良的教育教学传统,发挥老教师的传、帮、带的作用,鼓励教师之间的相互学习、取长补短,提高教师队伍的整体水平。
2、引进高层次人才,学院现制定了相关政策,引进硕士研究生及具有丰富现场工作经验的高级工程师,聘任具有较高学术水平的专家等,以提高专业师资水平和技能水平。
3.建立激励机制,鼓励教师的自我学习与提高,通过制定相关政策鼓励青年教师在职攻读硕士学位及到相关高校、企业学习新知识新技能等。近5年来,先后派出中青年专业教师几人次到深圳、北京、广东、天津、青岛等地的重点高校和企业进行学习和技能培训,以提高其动手能力,增加其知识储备。今后将继续鼓励和选送中青年外出培训或学习,以保证知识与技能的连续性和先进性。
4.实行课程负责人制度,将课程建设做精做细做强,建设精品课程,学院聘任具有高级职称或教学经验丰富、高水平的讲师担任课程负责人,负责课程的改革,授课计划的制订,对应实训内容的确定与优化等。目前正在落实《机械制造技术》、《液压与气压传动》、《机床电气控制技术》、《机械CAD/CAM》、《数控编程与加工》等主干专业课程确定了课程负责人。
5、实行实训项目负责人制度,对理论知识扎实、动手能力强的教师,安排其负责或参与学院的重点实验室、实训室的建设,在建设过程中教师的实践能力能迅速得到提高,尽快培养出一批双师型教师。
6、鼓励教师参加、参与科研课题的研究,学院设立了学院研究课题,使教师有机会参与到课题的研究中去。
(六)重视教材建设,建立完善的教材体系
针对目前高职教材特别是能切实反映岗位技术要求的专业课教材比较缺乏的实际情况,我们主要从两个方面入手加以解决。一是选用现有高质量高职教材;二是专业教师根据本专业学生的培养目标,进行内容的整合,自己编写教材或讲义。
机械制造与自动化专业将根据专业技能要求与学院教学资源,选用或编写出适应专业培养目标的高质量的教材。机械制造与自动化专业教材应具有与生产实际联系紧密的特点,教材的建设要从两方面着手:
1、立体化教材建设和主干课程教材建设;
2、适应本地经济建设需要和与学校教学资源匹配的校本教材建设,部分校本教材将进行重点投入形成特色教材。
(七)加强实验、实训基地建设
1、校内实验实训基础建设
实验室、实训场是机械制造与自动化专业教学必备的实践条件,学生通过实验、实训熟练课堂内容,通过具体实验、实训内容亲自动手操作,掌握一定的实践技能。配合专业建设水平的逐年提升,学院拟将机械制造与自动化实验实训室建成渝西一流的实验实训基地,逐年加大对机械制造与自动化专业实验实训室建设的投入。
专业实验室、实训基地情况见附表。
(2)校外实践教学基地建设
实训基地是教师和学生技术技能培养训练的场所和测试考核中心,是教学、生产和科研一体化建设的载体。将进一步加强与企业联系,建立了多处校外实训基地。以满足教学和学生实践的需要。
四、继续深化教学改革,逐步完善、促进机械制造与自动化专业建设不断深入
1、课程教学模式改革
机械制造与自动化专业课程的教学主要采用以职业岗位能力为中心的“学用一体化”的课程教学模式,强调知识和技能的针对性和实用性。在专业课之前开设基本工种实训,在专业课之后开设专项实训、毕业设计及毕业综合实习。改变“理论—实践—再理论”的做法,遵循“多实践,早实践,三年实践不断线”的原则,在课程教学模式上走“实践—理论—再实践”的路子。
2、分层教学
教育是一种服务,优质的教育应该是使受教育者以其能够理解和接受的方式构建知识体系,提高技术应用能力。在对高职高专机电类专业学生学习情况的专题研究中我们认识到,在学生各科学习成绩存在较大差距的情况下,要使课程内容适应不同类型的学生,进行分层教学是一个现实而有益的举措,所以机械制造与自动化专业在低年级学生所学习的数学、英语、机械制图等课程中进行了尝试,分层教学是为不同层次的学生学习提供优质服务的具体体现。
3、改进教学手段和教学方法
为了达到更好的教学效果,在教学中,尽量利用先进的教学设施和手段,利用现代化教学技术和网络资源。目前,课程配有上海的宇龙仿真模拟加工软件,可以在软件中进行切削参数与刀具的选择、加工轨迹控制与全角度机床加工过程的演示;数控加工工艺与编程课程采用了上海宇龙数控机床仿真操作软件进行仿真教学,可以直观地进行数控编程与数控机床的操作教学;气压回路设计及控制的多媒体演示,学生也可以用它进行模拟回路操作,增强了直观性和感性认识; “机械CAD/CAM”课程配有相应的设计与加工软件(Cimatron、MasterCAM等),在机房中上课,学生边学边练,最大限度地提高学生利用软件进行造型设计与模拟加工的应用能力。
5、改革考核办法
根据课程性质不同采用不同的方法:
(1)对基础类课程如“机械设计基础”,采取全系统考的方式进行。
(2)专业课程以能力考核为主导思想,每门主干课程都建立科学合理、便于实施的考核大纲和实施细则,理论考核中采用笔试、口试、实作等多种方式;
(3)实践性较强的课程以过程考核与结果(作品)考核相结合,以实作能力来确定考核成绩。如:“机械CAD/CAM”课程的期末考试采用了利用Mastercam软件上机考试,杜绝了学生作弊现象,真实的反映出其水平,保证了考试的公正性。
6、学、研一体,促进专业内涵发展
【关键词】机械设计制造 自动化专业 特色
【中图分类号】TH122-4;G712 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)29-0063-01
随着我国科研领域的发展,高校和学生也看到了机械制造的就业远景。因此越来越多的高校学生选择机械制造及自动化专业,以此来实现自己的就业目标和人生价值。机械设计制造及自动化的专业性和综合性较强,学科基础是机械设计和制造,同时涉及的其他科学领域较多。技术来源主要是国际上成熟的经验理论和先进技术,这样机械制造领域的复杂问题就能迎刃而解。教师开展教活动要重视专业特色的发挥,给学生讲完基础理论知识后,要重视学生的实践操作,不断提高教学效果和教学水平。
一、科学设置专业培养目标
随着我国科学技术及生产力水平的提高,在工业生产中,机械的应用已经成为一种必然趋势。但是我国机械应用人才出现短缺的现象。这就对高校教育提出了更高要求。高校是优秀人才的摇篮,对技术性人才培养的重要性要有充分的认识,为机械行业的发展提供优秀的专业化人才。高校对人才的培养需要设定科学的培养目标。
(1)培养适合市场需要的人才。高校对机械人才的培养基于对社会的客观认识,培养的人才要符合市场对人才的需要。因此,通过专业化的课程设置,不仅要让学生掌握基础的理论知识,而且要增强学生的社会实践能力。机械制造具有自动化的优势,因此除了工业领域之外,在社会各个领域得到了广泛应用。在这种大环境下,需要大量的机械自动化应用和研发人才。但是市场上这种人才比较欠缺。因此高校教育要重视实践和应用,培养应用型人才。同时也要为机械行业发展瓶颈期做好人才储备工作。
(2)为机械行业发展储备战略性人才。我国传统的高校的教育理念相对比较保守,主要是以培养学生的基础能力为主。但是现阶段,我国高端型人才比较欠缺,说明我国高校的人才培养目标存在不科学性。这种现状应该得到改变。高校在人才培养方面,既要重视对学生基础能力的提升,又要重视专业能力的提升。专业能力的提升需要学生经历丰富的实践活动,将未来岗位的工作内容和工作要求贯穿于实践中。此外,高校要认真分析战略性人才储备模式,对企业对高端人才的需求有正确的认识。这样就明确了培养方式,学生在毕业以后也能找到适合自己的工作岗位。
二、科学设置专业课程
培养目标确定后,就要根据目标科学设置相关课程,保证学生经过系统化的课程学习都能达到预期的教学目标。
(1)课程设置要有针对性。课程的设置应该以社会背景为前提。我国现阶段的经济主体以农业为主。因此使用机械的目的主要是带动农业的发展,通过农机产品的使用,有助于农村生产力的解放。在这种大背景下,我国机械设计及自动化领域的人才将会出现严重的短缺现象。因此,课程设置的方向主要趋向于农机方面。具体来说,课程设置要针对我国经济发展形势进行,避免不符合市场需求的人才输出。同时,教师队伍建设也非常重要,要保证教师有较强的专业知识储备。因为教育者的水平决定人才培养水平。此外,实践性课程设置也是重要一环,高校可以建设实践基地,通过学生动手操作,提升学生的实践能力。
(2)对课程体系进行优化。课程体系的优化需要打破传统的课程体系。传统的高等教育体系以基础性的理论知识为主,但是机械制造领域的理论教学并不是行业发展的主导因素。因此,教学模式的创新非常必要,教师要给学生更多的实践机会,通过亲自动手,使学生对机械有更深刻的认识。同时,课本理论知识比较抽象。为了加深学生的理解,可以通过道具帮助学生理解教材内容,也可以向学生提问一些发散性问题,提升学生的思维能力。此外,特色教学内容的设置也是非常重要的,教师要把握核心教学内容,以行业专家的身份开展教学活动。
三、专业特色探析
任何专业都有与其他专业的不同之处,每个专业都要根据专业特色进行教学,因此对机械设计制造及自动化专业特色的分析非常必要。
(1)理论与实践的充分结合。让学生坐在课堂上记忆知识的时代已经过去,实践教学时代已经到来。高校需要为学生提供合适的实践基地,让学生在实践基地学习。同时,理论知识的讲述应该以实践为辅助手段,促使学生“活学活用”,这样不仅有利于学生知识的积累,而且还能提升学生的专业能力和操作能力。
(2)突出专业特色。突出专业特色可以摆脱“大而全”的教学弊端。知识体系的全面性有助于学生夯实基础,但是并不符合社会对人才的需求。因此专业特色的设置非常必要。專业设置要有侧重点,让学生都能最大化发挥自己的优势,保证学生的专业能力满足用人单位的需求。此外,现代用人单位非常看重个人的综合素质,因此在优化专业特色的同时,基础知识,职业道德等教育也是必不可少的,这些都对学生的发展有一定的促进意义。
四、总结
综上所述,现代社会机械设计制造及自动化的就业空间较大。因此,高校将其作为重要专业,旨在培养高水平的机械制造人才。由于这一专业的实践性较强,因此在课程设置方面要突出这一专业特色,提升教学水平。文章首先分析专业培养目标,其次分析专业课程的科学设置,最后探析专业特色。希望通过本文的研究对机械设计制造及自动化专业特色的发挥有所帮助。
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一、基于工作过程的课程体系构建原则
1. 以人为本的原则
“以人为本”就是要兼顾个人成长的需求和社会对个人的需求。作为专业建设的主要依据, 课程体系必须面向行业 (不仅是岗位) 、面向持续发展 (不仅是就业) 、面向全面发展的人 (不仅是技术和职业能力) , 更要面向学生的一生 (不仅是在校三年) 。
2. 能力本位的原则
课程体系应突出能力目标, 能力本位主要体现在 (1) 准确界定专业的整体能力目标, 每门课程分担整体能力训练任务, 所有课程的能力目标应覆盖专业的整体能力目标; (2) 精心设计能对学生能力进行有效训练的系列训练项目; (3) 应对学生专业能力和职业能力进行多层次的整体考核; (4) 运用行动导向教学法进行能力训练, 而非逻辑推导教学法进行知识传授; (5) 能力与知识应相互支撑。
3. 课程体系内容的职业活动导向、工作过程导向原则
整个课程体系应建立在人才培养所对应的职业岗位群的工作分析基础上。课程体系内容的开发与设计、组织与实施、评价与考核等均应按照职业岗位工作进行组合, 突出职业活动、工作过程在课程体系框架中的主线地位。与此同时, 还要兼顾学生个体发展和终身发展的需求。
4. 以项目、任务为课程体系的主要载体原则
新的课程体系应以项目和任务为主要载体, 用项目任务训练能力, 在项目中学习知识。用于训练学生能力的教学项目和任务, 应满足 (1) 以职业岗位的工作过程为依据; (2) 以对职业岗位的工作过程认识和工作能力的训练作为整个课程体系的框架; (3) 以企业对毕业生的要求为目标, 以一系列的专业项目为骨干, 构建新的课程体系。
5. 知识、理论、实践一体化的原则
新的课程体系中的所有课程都应避免在时间、地点、内容、教师等方面, 将知识、理论、实践进行分离的安排, 应从整个三年的视角对知识、理论、实践进行一体化教学设计。即教学过程通常由项目任务引入, 工作到一定程度后转换到学习过程, 将间接经验和直接经验紧密、有机融合起来, 然后继续进行项目的工作。
6. 以学生为主体的原则
在新的课程体系中, 所有课程的实施与评价都应以学生为主体。将学生在校的时间和第一、二课堂统一规划, 使第一课堂的学习训练与对第二课堂的个性、兴趣发展有机融合, 为学生创造自主学习和自主实践的条件, 激发学生的学习兴趣和主动性。
二、基于工作过程的机械制造与自动化专业课程体系构建思路
通过市场需求调研, 与专业指导委员会专家研讨, 确定人才培养目标和职业岗位;以机械行业主要职业岗位为依据, 分析岗位典型工作任务;对典型工作任务所需的知识和技能进行归纳分析, 引入行业企业标准和职业资格标准, 系统设计学习领域, 完成基于工作过程的课程体系构建。基于工作过程的课程体系构建思路如图1所示。
三、基于工作过程的机械制造与自动化专业课程体系构建过程
1. 通过市场调研和专家论证, 确定就业岗位和岗位工作任务
通过广泛的市场需求调研, 确定机械制造与自动化专业的代表性就业岗位与岗位工作任务如下:
设备操作与维护:机械加工设备操作、调试、保养与维护。
工艺工装设计与实施:机械制造工艺编制与实施、工装设计与制造、现场工艺技术处理、机械产品质量检测与控制。
管理与营销:生产组织与生产调度管理、技术组织管理、产品销售、售后服务。
2. 分析典型工作任务, 提炼职业岗位能力
以筛选确定的典型目标产品的生产制造过程为导向, 与专业指导委员会的专家一起, 结合本专业的培养目标和代表性岗位工作任务, 将本专业毕业生应具备的岗位能力分解成33项主要工作任务。按照相同或相近原则, 对典型工作任务进行分析、梳理, 总结归纳出要完成典型工作任务所需的职业能力、知识和职业素质要求, 凝练形成岗位基本能力需求、核心能力需求和能力拓展需求模块, 如图2所示。
3. 确定学习领域, 构建以工作过程为导向的专业课程体系
依据岗位基本能力需求、核心能力需求和能力拓展需求, 分别构建公共基础学习领域、专业核心学习领域和专业拓展学习领域。
(1) 公共基础学习领域:包括军事训练、国防概论、就业指导、职业生涯规划、劳动与社会实践、计算机应用基础、实用英语、电工电子技术等。
(2) 专业学习领域:包括机械制图与计算机绘图、公差配合与测量技术、特种材料与热加工技术、机械原理与零件设计、精密切削加工技术、机械加工设备、精密机械制造工艺设计、典型精密零件工装设计、机械制造专业英语、数控编程与加工、机械CAD/CAM应用、机械设备控制系统与维护、工艺设计与论证、实习与顶岗等。
(3) 拓展学习领域:包含专业拓展学习领域、公共拓展学习领域和素质教育拓展学习领域。专业拓展学习领域包括机械产品质量控制、先进制造技术、企业管理 (含企业6S管理) 、机电产品营销、军工特种加工技术、航空航天概论、国防大讲堂等。
新构建的基于工作过程的机械制造与自动化专业课程体系如图3所示。
4. 以职业能力为目标, 重组课程内容, 校企合作共同开发专业课程
突出职业能力培养, 与中航第114厂、兵器第615厂、中船第407厂、兵器第202研究所、中联重科土方机械公司专家共同制定专业课程标准, 以机械加工设备操作与维护、工艺工装设计与实施、管理与营销能力为核心, 整合课程内容。
(1) 公共基础学习领域课程和专业基础学习领域课程:军事训练、国防概论、就业指导、职业生涯规划、劳动与社会实践等公共基础学习领域课程贯穿人才培养始终, 其它公共基础学习领域课程和专业基础学习领域课程以“必需、够用、实用”为原则。
(2) 专业核心学习领域课程:倡导实践主导, 融“教、学、做”一体, 引入行业企业标准, 实现学历证书与职业资格证书内涵融通。依据工作过程系统化的思路, 实现课程内容的选取与排序, 按照“咨询—决策—计划—实施—检验—评价”等六步法开发专业核心学习领域课程, 让学生在比较学习中学会迁移, 保证可持续发展。
(3) 拓展学习领域课程:以激发学生创新思维、个性发展、爱好特长和综合素质提升等内容为主。
四、基于工作过程的课程体系实施保障
1.“双师型”教师团队是保障
采取“请进来”、“送出去”的方式, 培养“双师型”教师团队。通过下企业挂职锻炼, 不断提高教师的工程技术应用能力。通过国内师资培训基地培训和学术交流, 不断提升专业教师基于工作过程的教学设计能力与实施能力。聘任企业兼职教师, 建立兼职教师资源库, 以解决“双师型”教师团队建设薄弱问题。“双师型”教学团队的形成有力地保障了基于工作过程的课程体系的实施。
2. 校内外实训基地建设是基础
基于工作过程的课程体系特别注重培养学生的动手操作能力, 因此, 学院先后建成10多个校内实训基地和理实一体化实训室, 引入一家企业组建校中厂, 可以完成专业基础能力训练、专项技能训练、专项综合能力训练和专项拓展能力训练。同时, 学院先后与中航第114厂共建校企合作工作站, 与西安航空动力控制公司、西安北方工业集团、北方特能西安庆华公司等企业进行合作, 建成40余个校外实训基地, 可以满足实施工学交替、订单培养、顶岗实习等教学模式的需要。
3. 工学结合教材建设是载体
采取校企合作的方式, 学校教师与企业专家合作, 以职业综合能力培养为重点, 引入行业企业标准, 融入职业资格标准, 共同开发符合基于工作过程课程体系的工学结合教材, 以满足专业人才培养的要求。
4. 建立多元化评价体系
在评价主体方面, 引入行业企业评价机制, 建立社会、企业、学校多方参与的评价体系。在评价内容方面, 包括基础知识评价、基本技能评价、应用能力评价以及综合能力评价。每次评价尽可能覆盖多种相关能力要素。在评价方式方面, 将专业教学质量评价与职业资格证书或技术等级证书的考核相融合, 使教学评价更具有职业导向性和实效性, 从而达到学历证书和职业资格证书相融合。
参考文献
[1]欧盟A sia-Link项目“关于课程开发的课程设计”课题组编.职业教育与培训学习领域课程开发手册[M].高等教育出版社, 2007.
[2]戴士弘.职教院校整体教改[M].清华大学出版社, 2012.
[3]周玉蓉, 徐益, 赵平.基于工作过程的模具设计与制造专业课程体系构建与实施[J].教育与职业, 2010, (14) .
课题名称:浅析机电一体化技术的现状及其发展趋势
学生姓名:仝新闻
指导教师:王海彦
(设计)
江南大学网络教育学院
2014 年 8月
目录
浅谈国内机电一体化的现状和发展趋势--------------------------2 一 摘要---------------------2 二 机电一体化概述 机电一体化的定义-------2 2 机电一体化的特点-------2
三 机电一体化的发展状况
国内发展概况-----------3 2 国外发展概况-----------4 2.1 第一阶段------------4 2.2 第二阶段------------4 2.3 第三阶段-------------4 四 机电一体化的发展趋势
智能化------------------5 2 模块化------------------5 3 网络化------------------5 4 微型化------------------5 5 环保化------------------6 6 系统化------------------6 五 新兴机电一体化的发展与应用
数控技术方面-----------6 2 计算机集成制造系统方面-7 3 工业机器人方面---------8 六 结论------------------9 七 谢辞------------------10 八 参考文献----------------11 浅谈国内机电一体化的现状和发展趋势------
机电一体化是机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉融合,它的发展和进步依赖于也促进相关技术的发展和进步。也是现代科学技术发展的必然结果。现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。因此,对机电一体化的现状及未来发展趋势加以研究能更好的了解现阶段我们对机械和电器融为一体的概况,并了解我们现在还要解决哪些难题,要去向什么方向去努力发展,怎样能让我国机电一体化能和国际接轨能超越像日本或欧美发达国家的水平。
一、摘要
我国的工业化发展速度越来越快,以及信息时代各种信息产业的迅速发展导致了目前的电子技术,计算机技术,包括自动化技术都和机电技术相互融合相互叠加,并且形成了目前的机电一体化技术。由于机电一体化技术的先进性,采用这种技术生产出来的产品具有更高的性能和更可靠的质量,目前已经得到了迅速的发展。而以机电一体化技术制造的产品也应用到我们生活的每一个角落。在给我们的生活带来便利的同时也充分享受着高科技技术的智能化。机电一体化技术对我国的机械自动化的发展有极大的促进作用,本文主要从机电一体化的发展现状入手,来详细分析一下未来机电一体化技术的发展趋势。
二、机电一体化概述 1、机电一体化的定义
机电一体化技术是指将光学、机械学、电子学、信息处理和控制及专用软件等当代各种新技术进行综合集成的一种群体技术。机电一体化系统主要有五个组成部分:动力、机构、执行器、计算机和传感器,组成一个功能完善的柔性自动化系统,其中计算机、传感器和计算机软件是机电一体化技术的重要组成要素。
2、机电一体化技术特点:
机电一体化技术与传统的机械结构相比,可以简化结构、提高精度、增强功能、提高稳定性和使用寿命,具体分析如下。2.1 结构简化,操作方便
机电一体化技术改变以往靠机械传动链连接的各个相关动作部分,改用几台电机分别驱动,或用电力电子器件,或用电子电控装置进行相关动作的控制来实现,使得机械结构大大简化,甚至使有些机械结构“脱胎换骨”,产生了质的变化。机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节拍频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式,能够灵活方便地按需控制和改变生产操作程序。任何一台机电一体化装置或系统各个相关传动机构的 2 动作及功能协调关系,可由预设的程序一步一步地由电子控制系统指挥,如数控机床、柔性加工系统(FMS)等。有些机电一体化装置,可实现操作全自动化,如工业机器人、印制电路板数控高速钻床等。有些更高级的机电一体化系统,还可通过被控对象的数学模型以及根据任何时刻外界各种参数的变化情况,随机自寻最佳工作程序、动作程度和快慢以及协调关系,以实现最优化工作及最佳操作,例如微机控制的热连轧机钢板测厚自控系统、电梯群控系统,智能机器人等。2.2 精度提高,功能增强
机电一体化技术由于采用了电力电子技术,反馈控制水平的提高并能进行高速处理,可通过电子自动控制系统精确地按预设量使相应机构动作,因各种干扰因素造成的误差,又可通过自控系统自行诊断、校正、补偿去达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。因而机电一体化产品应用领域宽,适用面广,易于满足各种需要。电子技术的引入,使产品面貌发生巨大变化,电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示,打印工作结果等等。2.3 可靠性、稳定性和使用寿命大大提高
传统的机械装置的运动部分,一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差,而发出由于可动摩擦、撞击、振动等引起的噪声,这显然影响装置的寿命、稳定性和可靠性。而机电一体化技术的应用,可以利用激光加工、激光检测、激光清洗和激光成型,使装置的可动部件减少,磨损也大为减少。因此,装置的寿命提高,故障率降低,从而提高了产品的可靠性和稳定性。有些机电一体化产品甚至做到不需维修或者具有自诊断功能。
三 机电一体化的发展状况 1、国内发展概况
我国从20世纪80年代初开始进行机电一体化的研究和应用,国务院成立了机电一体化领导小组并将其列为“863计划”。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响,许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作。虽然目前国内机电一体化技术与日本、欧美等先进国家相比仍有一定差距[6],但随着新技术革命的迅猛发展,我国加大了机电一体化技术的研究力度,并将其确定为国家高技术重点研究领域,给予优先支持,并取得了一定的成绩。
(1)数控技术方面。我国数控技术起步于1958年,在“九五”末期, 国产数控机床的国内市场占有率达50%, 配国产数控系统(普及型)也达到了10%。纵观我国数控技术近50年的发展历程, 特别是经过4个5年计划的攻关, 总体来看取得了很好成绩。目前, 已具有年产数控系统3000多套、主轴与进给装置5000多套的生产能力。近十年来, 普通级数控机床的加工精度已由10μm 提高到5μm, 精密级加工中心则从3~5μm, 提高到1~1.5μm, 并且超精密加工精度已开始进入纳米级(0.01μm)[7]。
(2)工业机器人方面。我国1986年将机器人的研究开发列入国家科技计划, 现已掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统和软件编程技术、运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人的关键元器件,并进入实用化阶段,开发出弧焊、点焊、喷漆、装配、搬运、注塑、冲压及能前后行走、爬墙、水下作业的多种机器人[8]。目前,国内相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化制造技术,解决了工业机器人控制、驱动系统的设计技术,机器人软件的设计和编程等关键技术,还掌握弧焊、点焊及大型机器人自动生产线(工作站)与周边配套设备的开发和制备技术。现在,我国从事机器人研发的单位有200多家,专门从事机器人产业开发的企业有50家以上,中国市场上总共拥有近万台工业机器人,其中完全国产的工业机器人(行业内规模比较大的前三家工业机器人企业)行业集中度占30% 3 左右。
(3)计算机集成制造系统方面。我国经过多年的理论和技术准备,CIMS已经有了较快发展。目前,已在清华大学建成国家CIMS工程研究中心,在著名高校和研究单位建立了7个CIMS单元技术实验室和8个CIMS培训中心[9]。2000年,全国已有20多个省市、10多个行业、200多家不同规模和类型的企业通过实施CIMS应用示范工程, 取得了巨大的经济效益。当前, CIMS的进一步试点推广应用已经扩展到机械、电子、航空、航天、轻工、纺织、冶金、石油化工等诸多领域, 正得到各行各业越来越多的关注和投入。国外发展概况
机电一体化的发展大体可以分为三个阶段。2.1 第一阶段
第一阶段(又称初级阶段)是 20 世纪 60 年代以前,这一时期人们不自觉地利用电子技术并使之得到比较广泛的承认,1989年在日本东京召开的第一届国际先进机电一体化学术会议,是机电一体化向纵深发展的标志,各国政府也开始有计划地推动和发展机电一体化技术和产品。2.2 第二阶段
第二阶段,机电一体化技术和产品得到了极大发展。
日本和美国在机电一体化产品开发和应用方面处于世界领先地位。美国商务部曾发表过一份关于日本机电一体化的研究报告,对日美两国机电一体化技术的基础研究、超前开发与形成产品等三方面进行了比较,结论是除机器视觉与软件外,日本的基础研究与美国是可以比拟的。当前,他们都将智能传感器、计算机芯片制造技术、具有触觉和人机对话功能的人工智能工业机器人、柔性制造系统等列为高技术领域的重大研究课题,并投入大量资金支持发展相关技术。2.3 第三阶段
第三阶段,各国均开始极大关注和支持机电一体化技术和产品。
20世纪90年代后期,机电一体化进入了深入发展时期。光学、通信技术、微细加工技术等进入了机电一体化,出现了光机电一体化和微机电一体化的新分支。同时对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,以及学科体系和发展趋势都进行了深入研究。人工智能技术、神经网络技术及光纤技术也为机电一体化技术开辟了广阔的发展天地。因此,机电一体化产品得以迅猛发展,主要表现在以下4个方面
(1)机电一体化产品几乎遍及所有制造业领域。在工业发达国家,数控机床占机床总数的30%~40%。工业机器人正向智能化和智能系统的方向发展,数量在未来十年将以25%~30%的速度增长。智能机器人将逐步进入办公、管理、娱乐、家庭等各个领域。
(2)机电一体化从单机向整个制造业的集成化过渡。计算机集成制造系统(CIMS)是当今世界制造业发展的总趋势, 它打破原有部门之间的界线以制造为基干来控制“物流”和“信息流”, 实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。CIMS的实现是全局动态的最优综合。(3)激光技术进入机电一体化领域。光机电一体化是激光技术与机械、电子技术相结合, 不仅大大扩展了机电一体化的应用领域, 而且使一些行业出现重大变革,是当今信息业与制造业的最佳结合点。(4)微细加工技术与设备发展迅猛。微电子技术及其产业的高速发展, 带动了大量高新技术的兴起, 微细加工技术和装备不仅支持了电子产业的发展, 而且对微机械的诞生和发展也起了决定性的作用。
四 机电一体化的发展趋势
机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面 1 智能化
智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能,则是完全可能而且必要的。模块化
模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置等。有了这些标准单元就可迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的,还需要制定各项标准,以便于各部件、单元的匹配。由于利益冲突,近期很难制定出国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业,还是对生产机电一体化产品的企业,模块化将给机电一体化企业带来美好的前程。网络化
20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到、质量可靠,很快就会畅销全球。由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system,CIAS),能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。微型化
微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小,耗能少,运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
5 环保化
工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前景。机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强。一般除RS232外,还有RS485等智能化通信接口。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义:一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性等等,显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化;另一层是模仿生物机理,研制出各种机电一体化产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发而研制出来的。
五 新兴机电一体化的发展与应用 1 数控技术方面
数控技术,简称数控(Numerical Control)即采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。传统的机械制造业在今天正在发生极其深刻的变革,多品种小批量生产的比重越来越大,对产品的交货质量和成本要求越来越高,要求现代制造技术具有较高的柔性,即要求机械制造业对各种外界因素的适应能力或者产品适应市场的变化能力越来越强,于是就要求数控技术将来沿着高速度、高精度、高可靠性和复合化、多轴化、网络化、智能化、柔性化方面发展,为以后的机械制造及生产提供了更为便利的条件。
数控(简称:NC)技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。数控一般是采用通用或专用计算机实现数字程序控制,因此数控也称为计算机数控(Computerized Numerical Control),简称CNC,国外一般都称为CNC。
发展历史应该从1948年,美国帕森斯公司接受美国空军委托,研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检验用样板的加工设备。由于样板形状复杂多样,精度要求高,一般加工设备难以适应,于是提出采用数字脉冲控制机床的设想。1949年,该公司与美国麻省理工学院(MIT)开始共同研究,并于1952年试制成功第一台三坐标数控铣床,当时的数控装置采用电子管元件。1959年,数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板,出现带自动换刀装置的数控机床,称为加工中心(MC Machining Center),使数控装置进入了第二代。1965年,出现了第三代的集成电路数控装置,不仅体积小,功率消耗少,且可靠性提高,价格进一步下降,促进了数控机床品种和产量的发展。
60年代末,先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统(简 称 DNC),又称群控系统;采用小型计算机控制的计算机数控系统(简称 CNC),使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。1974年,研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置(简称 MNC),这是第五代数控系统。20世纪80年代初,随着计算机软、硬件技术的发展,出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置;数控装置愈趋小型化,可以直接安装在机床上;数控机床的自动化程度进一步提高,具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。20世纪90年代后期,出现了PC+CNC智能数控系统,即以PC机为控制系统的硬件部分,在PC机上安装NC软件系统,此种方式系统维护方便,易于实现网络化制造。
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业(IT、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用,因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看,其主要研究热点和发展趋势有以下几个方面:
a、高速、高精加工技术及装备的新趋势,效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率,提高产品的质量和档次,缩短生产周期和提高市场竞争能力。
b、五轴联动加工和复合加工机床快速发展,采用5轴联动对三维曲面零件的加工,可用刀具最佳几何形状进行切削,不仅光洁度高,而且效率也大幅度提高。一般认为,1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床,特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时,5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。但过去因5轴联动数控系统、主机结构复杂等原因,其价格要比3轴联动数控机床高出数倍,加之编程技术难度较大,制约了5轴联动机床的发展。当前由于电主轴的出现,使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化,其制造难度和成本大幅度降低,数控系统的价格差距缩小。因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床(含5面加工机床)的发展。
c、智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势,21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统,智能化的内容包括在数控系统中的各个方面:为追求加工效率和加工质量方面的智能化,如加工过程的自适应控制,工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等;简化编程、简化操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等;还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。
d、重视新技术标准、规范的建立,开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性,美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划,并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定,预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。计算机集成制造系统方面
计算机集成制造——CIMS是通过计算机硬软件,并综合运用现代管理技术、制造技术、信息技术、自动化技术、系统工程技术,将企业生产全部过程中有关的人、技术、经营管理三要素及其信息与物流有机集成并优化运行的复杂的大系统,它综合并发展了与企业生产各 7 个环节有关的计算机辅助技术,即计算机辅助经营管理与决策技术(MIS、OA、MRP),计算机辅助信息集成技术(网络、数据库、标准化、CASE、AI),计算机辅助建模、仿真、实验技术,计算机辅助质量管理与控制等。
发展历史应为1973年CIM被美国人首先提出,后来经过发展,计算机集成制造CIM被定义为作为一种组织、管理与进行企业生产的哲理,他在计算机网络的支撑下,综合运用现代管理、制造信息、自动化和系统工程等领域的技术,将企业生产全部过程中有关人技术经营管理要素及其信息流与物流有机地集成并优化运行,以实现产品高质量低成本上市快,从而企业赢得市场竞争。
计算机集成制造CIM是一种组织现代化生产的哲理,而基于这种这里组成的系统—CIMS,就是哲理的实现,CIMS是基于CIM哲理进行的优化运行的企业制造系统。
CIM和CIMS的应用开发,已经受到各国政府和工业界的高度关注。美国政府在1981年在国家标准局内建立了一个“自动化制造实验基地(AMRF)”主要是进行CIM的体系结构方案研究,提供可靠的系统集成起来的单项技术,并逐步形成CIMS,该项目得到美国许多著名大学的参与和许多企业大量资金的投入。在欧洲共同体国家中,德国英国法国等都有自己的发展计划,而且在共同体内制定了一个称为“欧洲信息技术研究发展战略计划(ESPRIT)”的高技术研究合作计划。CIM是计划中的重要研究内容之一。
为了迎接未来世界范围内技术和经济的竞争,利用高新技术来改造、武装和振兴我国的制造业,加速经济改革的步伐,充分发挥科学技术对生产的推动作用,我国在1986年开始制定了国家高科技术研究发展计划“863”计划,并将CIMS确定为自动化领域的主体研究项目之一。在1992年我国成立了全国范围内的CIMS信息网,积极传播国际上CIMS的最新知识和信息,及时扩展国内有关CIMS的最新研究成果,为发展我国CIMS高技术研究和产业服务。
近年来,计算机在企业的的产品设计、制造和经营观领域中的应用不断深化。为了适应动态的,多品种小批量自动化的生产方式所欲要的柔性,在相关部门和过程中,出现了许多单一的计算机辅助自动化应用,例如计算机辅助设计和制造(CAD|CAM);计算机辅助工艺过程设计(CAPP)、计算机辅助生产管理(CAPM)、计算机辅助质量管理(CAQ)以及柔性制造系统(FMS)等。他们一般都是在企业生产过程中按部门需要逐个建立起来的,从而改进单项功能目标上体现了局部效益。
上世纪八十年代中期,新型多处理机、并行处理技术、高性能工作站和微型机、分布式网络化的计算机网络和分布是数据库等技术的迅速发展且逐渐形成和成熟,计算机硬件性能显著提高,网络标准化有了重要进展。是分布式计算环境具有开放的结构,等等这些在技术和资源上为CIMS的总体规划和分步实施准备了良好的技术保障条件。
计算机集成制造技术合管理设计生产为一体化的最优化生产方式,以信息流和物流为脉络。计算机集成制造目标与企业各个发展阶段的经营战略目标相适应,以CIM本身一些关键技术的发展为基础。它的目标分有几种结构,包括逻辑功能结构,信息结构,阶梯控制结构以及网络体系结构。计算机集成制造系统CIMS是基于CIM哲理组成的系统,他有多种分类,按企业的生产方式,可分为连续型、离散型和混合型,按环节范围可分为局部和全局。
CIMS的体系结构有:面向功能和控制的体系结构;,面向生命周期的体系结构以及面向集成平台的体系结构。
计算机集成制造有很多的系统,工程设计集成分系统,制造自动划分系统,管理信息分系统,质量保证分系统,CIMS数据库分系统。CIMS系统网络分系统。工业机器人方面
工业机器人是机器人的一种,它由操作机,控制器,伺服驱动系统和检测传感器装置构成,是一种仿人操作自动控制,可重复编程,能在三难空间完成各种作业 的机电一体化的自动化生产设备,特别适合于多品种,变批量柔性生产。它对稳定和提高产品质,提高生产效率,改善劳动条件的快速更新换代起着十分重要作用。
工业机器人的历史发展1920年捷克作家卡雷尔·查培克在其剧本《罗萨姆的万能机器人》中最早使用机器人一词,剧中机器人“Robot”这个词的本意是苦力,即剧作家笔下的一个具有人的外表,特征和功能的机器,是一种人造的劳力。它是最早的工业机器人设想 20世纪40年代中后期,机器人的研究与发明得到了更多人的关心与关注。50年代以后,美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手,这是一种主从型控制系统,主机械手的运动。系统中加入力反馈,可使操作者获知施加力的大小,主从机械手之间有防护墙隔开操作者可通过观察窗或闭路电视对从机械手操作机进行有效的监视,主从机械手系统的出现为机器人的产生为近代机器人的设计与制造作了铺垫。
1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念,并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节,利用人手对机器人进行动作示教,机器人能实现作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。1959年第一台工业机器人在美国诞生,开创了机器人发展的新纪元
工业机器人的发展,随着科技的不断进步,工业机器人的发展过程可分为三代,第一代,为示教再现型机器人,它主要由机器手控制器和示教盒组成,可预先引导动作记录下信息重复再现执行,当前工业中应用最多。第二代为感觉型机器人,如有力觉触觉和视觉等,它具有对某些外界信息进行反馈调整的能力,目前已进入应用阶段。第三代为智能型机器人它具有感知和理解外部环境的能力,工作环境改变的情况下,也能够成功地完成任务,它尚处于实验研究阶段。
六 结论
机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。中国是从20世纪80年代初开始进行机电一体化技术方面的研究和应用的。虽然经过20多年的努力取得了一定成果,但与发达国家相比仍有相当差距。为了加快发展、缩小与发达国家的差距,需要我们在产业政策、金融政策和市场导向上,对机电一体化技术和产业予以积极支持,主要包括:国家在政策上对机电一体化技术给予大力支持,特别是涉及基础技术、综合技术等方面,要给予强有力的财政和各种扶助。由于机电一体化技术是各种高新技术的综合和升华,需要多学科、多技术、多种机构协调研发,这也对技术研发机构和产业界的协调能力提出了挑战,因而需要继续发挥主管部门的作用。
要明确机电一体化技术开发和产业化推广的主力军是企业,在这方面,技术和综合实力雄厚的大型企业将发挥举足轻重的作用。有关部门应该在税收、金融和其他方面给予一定的优惠倾斜。
要把发展机电一体化技术作为增强自主创新能力的重要内容,鼓励和促进企业在这个领域有所作为。同时,为缩小与发达国家的差距,可以通过引进、消化、升级来逐步达到提高自主创新能力的目的。有关部门可以通过政府采购、项目设立等措施,达到支持和鼓励自主创新的目标。
综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着 9 科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的发展前景也将越来越光明。
七 谢辞
由于我的学术水平有限,在写作过程中难免会遇到
1、观点表述困难
2、格式问题
3、参考文献选择问题,4、重要的技术参数选定和演示等诸多问题。在面对困难时要多五思考多去查找文献资料,认真和同学线上交流互相学习,实在解决不了及时联系辅导老师,听取老师的建议意见,认真做好修改。严格按照学校要求的格式进行书写,在此,特别感谢老师的辛勤指导,从而学生才能够顺利的完成毕业论文的写作。
对于这次毕业论文的撰写,最需要感谢的是王海彦老师。她在整个写作过程中都给予了我十分的帮助与支持。王海彦老师不仅耐心地为我指出论文中的不足之处,而且还对论文的改进提出宝贵的建议,并且还在我遇到困难时尽心地进行指点与解答。在此借论文完成之际,表示由衷的感谢与敬意。
八 参考文献
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