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中圖分類號:F273.1 文獻標識碼:A
1先進制造技術概述
先進制造技術(Advanced Manufacturing Technology,簡稱AMT)是指在制造過程和制造系統中融合電子、信息、材料、能源等現代科學技術,使材料轉換為產品的過程更為優質、高效、低耗、清潔、精益、敏捷、靈活,取得理想的技術經濟和社會效益的制造技術的總稱。
先進制造技術是一個多學科體系,包容了從市場需求、創新設計、工藝設計到生產過程組織與市場信息反饋在內的工程系統,主要以先進制造工藝、計算機應用技術為核心,輔以支撐技術和制造技術基礎設施(管理技術)。如支撐技術包含有信息技術、傳感器和控制技術等,管理技術著重在產品品質管理及人員組織培訓等。因此,先進制造技術就是人、技術、組織三者的協調融合統一。
2先進制造技術的發展模式
先進制造生產模式是從傳統的制造生產模式中發展、深化和逐步創新的過程而來。工業化時代的福特大批量生產模式是以提供廉價的產品為主要目的;信息化時代的柔性生產模式、精益生產模式、敏捷制造模式等是以快速滿足顧客的多樣化需求為主要目的;未來發展趨勢是知識化時代的綠色制造生產模式,它是以產品的整個生命周期中有利于環境保護減少能源消耗為主要目的。
2.1柔性生產
柔性生產模式由英國莫林斯公司首次提出的,在20世紀70年代末得到推廣應用。該模式主要依靠有高度柔性的以計算機數控機床為主的制造設備來實現多品種小批量的生產,以增強制造業的靈活性和應變能力,可縮短產品生產周期,提高設備使用效率和員工勞動生產率且改進產品質量。
2.2精益生產
精益生產模式是由1990年美國麻省理工學院在總結第二次世界大戰后以豐田汽車為代表的日本制造工業的經驗時提出的。這種模式以改革企業生產管理為特點,其基本要求是企業在生產過程中要同時獲得極高的生產率、最好的產品質量和極大的生產柔性,使所生產出的產品具有精益特點。
精益生產就是及時制造,消滅故障,消除一切浪費,向零缺陷、零庫存進軍。因此有些管理專家也稱精益生產方式為JIT生產方式、準時制生產方式、適時生產方式或看板生產方式。其核心思想包括:
(1)追求零庫存。精益生產是一種追求無庫存生產,或使庫存達到極小的生產系統,為此而開發了包括“看板”在內的一系列具體方式,并逐漸形成了一套獨具特色的生產經營體系。
(2)追求快速反應,即快速應對市場的變化。為了快速應對市場的變化,精益生產者開發出了細胞生產、固定變動生產等布局及生產編程方法。
(3)企業內外環境的和諧統一。精益生產方式成功的關鍵是把企業的內部活動和外部的市場(顧客)需求和諧地統一于企業的發展目標。
(4)人本位主義。精益生產強調人力資源的重要性,把員工的智慧和創造力視為企業的寶貴財富和未來發展的原動力,包含了充分尊重員工;重視培訓;共同協作等。
(5)庫存是“禍害”。高庫存是大量生產方式的特征之一。由于設備運行的不穩定、工序安排的不合理、較高的廢品率和生產的不均衡等原因,常常出現供貨不及時的現象,庫存被看作是必不可少的“緩沖劑”。但精益生產則認為庫存是企業的“禍害”,其主要理由是庫存提高了經營的成本以及庫存掩蓋了企業的問題這兩個方面。
2.3敏捷制造
敏捷制造模式產生于20世紀80年代后期,該模式是將柔性制造的先進技術、熟練掌握的生產技能、有素質的勞動力,以及促進企業內部和企業之間的靈活管理三者集成在一起,利用信息技術對千變萬化的市場機遇做出快速響應,最大限度地滿足顧客的要求。
2.4虛擬制造
虛擬制造生產模式是利用制造過程計算機模擬和仿真來實現產品的設計和研制的模式,即在計算機中實現的制造技術。在產品真正制造出來之前,首先在虛擬制造環境中完成軟產品原型代替傳統的硬樣品進行試驗,對其性能進行了預測和評估,從而大大縮短產品設計與制造周期、降低產品開發成本,提高其快速響應市場變化的能力,以便更可靠地決策產品研制,更經濟地投入、更有效地組織生產,從而實現制造系統全面最優的制造生產模式。
2.5綠色制造
綠色制造模式是綜合運用生物技術、“綠色化學”、信息技術和環境科學等方面的成果,使制造過程中沒有或極少產生廢料和污染物的工藝或制造系統的綜合集成生態型制造技術。綠色制造模式是實現制造業可持續長遠發展的制造模式。
3結語
制造業是國家經濟和綜合國力的基礎,被稱為“立國之本”。先進制造技術是現代制造業的關鍵技術,已經成為一個國家綜合實力和科技發展的重要標志,為提高一個國家的國際地位起著舉足輕重的作用。未來的發展趨勢使制造技術成為一個以市場為導向,數據化控制和研發為依托,綠色技術為制造主體,系統化管理為輔助系統的更加靈活而高效的低污染技術模式,同時也直接帶動了國際間的信息交流和技術互動。
參考文獻
[1] 馬曉春.我國現代機械制造技術的發展趨勢[J].森林工程,2002(3).
關鍵詞:先進制造技術 綠色制造 干切削 切削液
中圖分類號:TG506.9 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)11(b)-0046-01
制造是人類社會發展的基石,制造業具有永恒性,任何時代都離不開它,在許多國家它是國民經濟的支柱產業,國家經濟的發展在很大程度上受到制造業發展的影響。先進制造技術是制造業為了提高競爭力以適應時代的要求而形成的一個高新技術群,是一個多學科體系,它包容了市場需求、創新設計、工藝技術、生產過程的組織與監控、市場信息的反饋等。其概念遠遠超越了傳統制造技術界限。綠色制造技術是以傳統制造技術為基礎,結合表面技術、材料科學、控制技術等新技術的先進制造工藝技術。其目的是為了降低成本,合理利用資源和減少對環境的嚴重污染。如何實現生產中的綠色制造,是機械行業中值得研究的問題。
1 傳統切削的不利影響
1.1 造成環境污染
在傳統的切削加工中,通常使用的切削液分為油基和水基兩種,含有多種化學成份。使用切削液的危害主要是其廢液對環境的污染,切削液中所含的礦物油生物降解性差,會長期滯留在土壤和水中。研究表明,油的含量達到一定程度會破壞水生生物正常的生態,甚至導致水生生物死亡。同時,切削液中添加劑對環境的污染更是多方面的。另外,切削液中的有毒有害成分在切屑再生利用時也會對環境造成危害。
1.2 生產成本增加
切削用量的不斷增大,使切削液的用量不斷增加,據國內外統計資料表明,切削液的使用和切削廢液的處理占總制造成本的16%,而刀具的成本僅占制造成本的4%。這個統計數據足以引起人們的高度重視,當今市場競爭日益激烈,降低產品的成本和價格,已成為企業生存與發展必須考慮的問題。
1.3 危害工人的健康
首先,切削液會對呼吸器官造成危害。油基切削液在重載或高速切削條件下,由于高溫產生化學反應,釋放出有害氣體和油霧。其次,為改善切削性能水基切削液加入了各種添加劑,如:極壓劑、防霉劑、防銹劑等,切削液中的添加劑具有一定的毒性。最后,氯化物和甲醛類化合物會刺激皮膚和眼睛,對皮膚和眼睛造成危害。同時,美國GeneralMoter汽車公司專門的綜合調查,也驗證了直接接觸切削液的操作工患呼吸系統疾病的概率大于其他人群。
2 干切削技術的提出
為適應全球日益高漲的環保要求和可持續發展戰略,干切削技術是1995年后發展起來的一項綠色切削加工技術。隨著各國環保法規的日益嚴格和全球生態環境的惡化,切削液在傳統的濕切削加工中對工人健康的危害和環境的污染已引起了廣泛的重視。隨著切削用量的不斷增大,切削液的使用量也不斷增加,切削液的使用帶來了許多負面問題,機械制造業面臨了很大的環保壓力,迫使人們必須采用環保型的生產工藝。1995年干切削的科學意義被正式確立。德國Aachen工業大學的F.Klocke教授在1997年的國際生產工程研究會(CIRP)年會上,作了有關干切削的主題報告。如今干切削技術已經在許多工業發達國家的學術界和工業界引起了廣泛的重視,并成功應用到生產領域,取得了很好的經濟效益。
3 干切削刀具
刀具是干切削加工技術能夠順利實現的關鍵因素,是進行干切削加工最大的技術難題,刀具在切削過程中承受的壓力很大,在無切削液的情況下,切削時會加大刀具、切屑、工件之間的摩擦,使刀具切削刃上溫度很高、壓力很大,從而刀具和會迅速磨損。因此,需要選用超硬刀具材料、對刀具表面進行涂層處理、對刀具的幾何參數進行優化、采用合適的切削用量來降低切削溫度和減小切削力。干切削刀具材料應具備很高的耐熱性、熱韌性和耐磨性,良好的抗粘結性和耐熱沖擊性。常用的干切削刀具材料有立方氮化硼,聚晶金剛石,涂層硬質合金和陶瓷及金屬陶瓷等。
隨著耐高溫刀具材料的不斷發展,干切削技術也得到了不斷發展。它不僅有利于節約能量資源、減小環境污染,而且切屑清潔、易回收再利用,是一種非常理想的綠色加工方法。
4 干切削機床
設計干切削機床主要考慮的問題是切削熱的迅速散發和切屑、灰塵的快速排出。干切削時在機床切削加工區會產生很大的熱量,如不能及時從機床中排出去,機床就會產生熱變形,從而影響機床的工作可靠性和工件的加工精度。對于無法排出的熱量,可采取隔熱措施。為了排屑方便,干切削機床可盡量采用傾斜式床身和立式主軸。可用絕熱材料制造工作臺上的傾斜蓋板,大量熱切屑可直接送入螺旋排屑槽。為了提高機床工藝系統的熱穩定性可采用內置循環冷氣系統。為了監控機床溫度場的變化情況,可在關鍵部位設置溫度傳感器,必要時可通過數控系統進行精確的誤差補償。另外還可采用吸氣系統幫助排屑,采用過濾系統濾去塵埃顆粒。
5 結語
制造技術的先進程度不僅是衡量一個國家科技發展水平的重要標志,也逐漸成為國際間科技競爭的焦點。因此,對先進制造技術的研究顯得尤為重要。加之人們的環保意識不斷增強,可持續發展思想不斷深入,制造業中環境污染和資源浪費的問題亟待解決。綠色制造正是解決這一問題的有效途徑,它將成為21世紀制造業的重要特征之一。
在切削加工過程中,干切削消除了切削液的不利影響,用干切削代替濕切削,是機械制造業可持續發展的方向。研究干切削加工技術,探明各種不同工件材料所適合的干切削加工工藝,最終實現干切削加工,對保護生態環境,提高制造業的生產水平,有著非常重要的意義。
參考文獻
[1] 謝國如.綠色制造中干切削的研究[J].現代機械,2004(6):57-58.
關鍵詞 先進制造技術;職業教育;實驗室設備引進;實訓室建設
中圖分類號TH166 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)72-0166-02
0 引言
先進制造技術(Advanced Manufacturing Technology,簡稱為AMT)是制造業為了適應現代生產環境及市場的動態變化,在傳統制造技術基礎上通過不斷吸收科學技術的最新成果而逐漸發展起來的,是傳統制造技術、微電子技術、自動化技術、計算機技術、信息技術與管理科學等多學科先進技術的綜合,并應用于制造工程之中所形成的學科體系。AMT是制造業企業取得競爭優勢的必要條件之一,其優勢還有賴于生產制造各環節的組織管理和人力資源的有機協調。因此,與傳統制造技術相比,先進制造技術對人才提出了更高的要求。作為為制造業培養一線工程技術人員的中、高等職業院校更應認真做好市場調研,積極采取應對措施,以便使培養出的人才有效適應和利用先進制造技術,為先進制造技術的發展奠定堅實的基礎。
1 先進制造技術對技能人才的要求
人力資源是未來企業競爭的核心要素,傳統制造業視工作者僅僅為勞動力,未來,隨著制造技術的發達性和制造業市場的動態多變性則要求企業聘用更多具有較高職業能力和創新激情的工作人員,員工在整個工作過程將涉及到多個專業領域,他們被賦予一定的自主決策權力,來處理單元不確定事件。同時要求員工不斷的學習先進的技術和管理理念,借以保障在動態重組過程中沉著應對并能夠保障鮮活的競爭力。所以適應先進制造技術發展要求所需要的人才應當是高素質且掌握多種技術能力的復合型人才。雖然高職院校主要的培養對象是面向生產一線的操作人員,但由于先進制造技術對知識量、信息量的要求增加,使得人才的培養將從以往的技能型向復合型轉變。
2 職業教育實驗、實訓建設的現狀與存在的問題
隨著我國的制造業的蓬勃發展,先進制造領域對人才能力及素質的培養要求越來越高,作為承載此重任的一些高等職業院校在很大程度上對先進制造技術的發展認識不足,導致其在專業及課程設置、教學及管理模式、教學方法及手段等方面存在很多不合理的現象。而實訓的條件差,師資短缺,應該說是主要的原因,尤其是實訓條件,職業教育的根本任務是培養高技能應用型人才,實際的訓練是培養這種能力的關鍵的環節,但是目前大多數的學校實訓條件仍不能滿足人才培養的要求,主要有三方面的原因:第一方面:實訓基地建設與維護需要大量的資金投入,特別是工科專業,需要投入的經費比較高,而一般的學校的財力很難承受。第二方面:許多的學校在辦學指導思想上仍然不明確,教育理念不能與時俱進。同時,由于大多數教師只熟悉課本上的理論知識而缺乏企業實踐經驗,致使他們很難駕馭實驗實習和綜合實訓的各個環節,包括先進技術運用和管理理念的灌輸。第三方面:綜合實習、實訓條件較差,體現在學生平時在技能訓練方面,訓練內容只針對于某一領域或某一學科,比如學機械的不懂電,學強電的不熟悉弱電等等,但在實際應用中,這些專業是相互貫通,綜合利用的。知識間的和知識與技能間的相互脫節造成學生在面對龐大的生產設備時不知所措。
3 先進制造技術促進職教實驗、實訓建設的改革
為滿足日益發展的先進制造業對技能型人才培養的需求,加強實訓、實習基地建設是高等職業院校改善辦學條件,提高教學質量的重要保證.實訓基地建設應遵循科學規劃、分類建設、集中管理、資源共享的原則。首先,為完善實驗室的使用和管理,高職院校應該充分利用現代化信息技術,建設校園網將實驗室的各項規章制度、實驗、實習安排、師生信息乃至值日輪流表等都放到網上,可方便學生隨時隨地查詢,極大地方便了學生對各項信息的準確把握;建立網絡教學平臺,在網上設置教學大綱、電子教案、布置作業和進行在線答疑,即時的與學生進行交流和溝通;另外也可以建立一套合理、實用的開放性實驗室管理方案,以此滿足學生課余時間的學習要求,在這樣寬松、靈活的環境中,學生能親自體驗到各種先進的技術給學習和工作過程帶來的便利,更能激發他們對所學知識的濃厚興趣。其次,在加強實驗室的建設中,實驗室師資隊伍建設至關重要。因此,要大力加強高職院校實驗室隊伍建設,建設一支集思想覺悟、業務水平、管理水平全面發展的師資隊伍。再次,要加強實訓教材的開發與建設,教學過程中盡量選用教、學、做一體化教材,涉及的內容要難易適中,對各環節的教學、實踐指導要本著先易后難,循序漸進的原則,各學校也可根據校內自身的教學大綱和實驗實訓條件組織經驗豐富的教師自編教材,確保實驗教材內容能夠反映出學科的新知識、新內容,根據各學科的發展態勢和生產實踐的需要適時更新實驗項目和實驗教學內容,將當前的新思想、新技術、新方法納入進實驗教學中來。最后應建立實驗室教學及管理的考核機制,強化教風建設。制定實驗、實訓室教職工行為規范、評學、評教等制度;實施多項加強學風、教風建設的措施:加強對外交流合作,開拓視野,聘請具有一定影響力的國家級或省級名師作指導,不斷提高業務水平。每學期召開學生座談會,教師座談會,促進教師之間,師生之間的交流互動,對出現的問題及時解決。
4 對實驗室建設及引進綜合實訓設備的幾點建議
在建設實習、實訓場所或引進實訓設備時務必要考慮到各學科的關聯性、綜合性,在學生學完所有的專業課后能夠為學生提供典型的綜合實訓環境,使學生將學過的諸多單科專業知識在這里得到全面認識、綜合訓練和相互提升。因此在引進實訓設備時應從以下幾點全面考慮:第一,所引進的綜合實訓設備應根據企業應用的特點,對各類工作過程和相關的技術進行研究,對工業現場設備進行提煉和濃縮,并針對實訓教學活動進行專門設計,融多學科于一體,將諸多技術領域構成一個完整的多級控制系統。第二,為便于教學,系統應將結構模塊化,使系統可以完成各類單項技能訓練和綜合性項目訓練,提高設備的利用率。例如,當系統拆分開來學習時,可保證初學者容易入門和足夠的學習空間,而將各單元聯在一起集成為系統后,能為學員提供一個學習復雜和大型控制系統的學習平臺。第三,系統應采用統一標準接口,具有較高的兼容和擴展性,隨著工業現場技術的快速發展,系統可以緊跟現場技術升級擴展,隨時滿足實訓環節的需要。系統有關的設備都應該按易于與工業控制系統形成一個整體,易于擴展其功能的原則而設計。
5 結論
當前,在以知識為基礎、以創新為動力的新經濟體系中,制造業正面臨著嚴峻的機遇與挑戰。同時,人才是制造業振興的希望,也是國際先進制造技術的決勝點。人才,特別是高素質的理論創新型人才和實踐技能型人才的希缺已成為制約我國先進制造技術可持續發展的“瓶頸”因素。實訓室建設在以技能人才培養為核心的職業教育發展中起著關鍵的作用,現今社會越來越需要德才兼備、具有高水平、高技能,有著實踐經驗的職業技能人才充實到社會各個行業的生產一線中去,為企業帶來新技術、新活力和新效益。針對上述問題,作為技能型人才培養搖籃的高職院校應該改革現有的教育體制,完善現有的實驗實訓條件,以此造就大批適應時展的高素質的技術人才,使他們在先進制造業中大顯身手、游刃有余,并不斷推動先進制造業的發展。
參考文獻
[1]李夢群,等.先進制造技術導論[M].國防工業出版社,2010.
[2]徐國慶.實踐導向職業教育課程研究:技術學范式 [M].上海教育出版社,2005.
【關鍵詞】先進制造技術;特點;發展趨勢
隨著計算機技術、自動化控制技術和現代科學技術的高速發展及交叉融合,產生了要求高精度、高速度、多功能、復合型、安全環保、智能化的先進制造技術理念,與傳統的機械制造技術相比,先進制造技術是綜合了機械制造技術、計算機技術、電子技術、智能技術、網絡技術等先進技術的總稱。
一、先進制造技術的特點
1.先進制造技術涉及到產品從市場調研、產品開發及工藝設計、生產準備、加工制造、售后服務等產品壽命周期的所有內容,它的目的是提高制造業的綜合經濟效益和社會效益,是面向工業應用的技術。
2.先進制造技術強調計算機技術、信息技術、傳感技術、自動化技術、新材料技術和現代系統管理技術在產品設計、制造和生產組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它駕馭生產過程的物質流、能量流和信息流,是生產過程的系統工程。
3.80年代以來,隨著全球市場競爭越來越激烈,先進制造技術要求具有世界先進水平,它的競爭已經從提高勞動生產率轉變為以時間為核心的時間、成本和質量的三要素的競爭,因此它是面向全球競爭的技術。
4.先進制造技術的最新發展階段保持了過去制造技術的有效要素,同時吸收各種高新技術成果,滲透到產品生產的所有領域及其全部過程,從而形成了一個完整的技術群,具有面向21世紀新的技術領域。
二、先進制造技術發展方向
近年來,計算機技術、自動控制理論、數控技術、機器人、CAD/CAM技術、CIM技術以及網絡通信技術等在內的信息自動化技術的迅猛發展,為先進制造技術的發展和應用提供了日益增多的高效能手段。
(一)工業應用的技術,機械、電子、信息、材料及能源技術成果,綜合應用于制造過程。
1.數控技術(Numerical Control),簡稱數控(NC),是用數字量及字符作為加工的指令,實現自動控制的技術。目前數控一般采用通用或專用計算機實現數字程序控制,因此也稱為計算機數控技術(Computer Numerical Control),簡稱CNC,數控技術在國外一般都稱為CNC。數控技術的核心是數字控制技術,用計算機來對輸入的指令進行存儲、譯碼、計算、邏輯運算,并將處理的信息轉換為相應的控制信號,控制運動精度較高的驅動元件,使之按編程人員設定的運動軌跡來高效加工,從而徹底克服了傳統機械加工的缺點。
2.計算機輔助設計與制造(CAD/CAM),是計算機輔助設計(Computer Aided Design)簡稱CAD,與計算機輔助制造(Computer Aided Manufacturing)簡稱CAM相結合而組成的系統,依托強大軟件來完成產品設計中的建模、解算、分析、虛擬模擬、加工模擬、制圖、數控編程、編制工藝文件等工作。
3.特種加工技術,傳統機械切削加工的本質為:刀具材料比工件更硬,用機械能把工件上多余的材料切除,零件的形狀由機床的成型運動產生。但是,隨著生產發展和科學實驗的需要,很多工業部門,要求尖端科學技術產品向高精度、高速度、耐高溫、小型化和結構復雜化等方向發展。尺寸精度、表面粗糙度和某些特殊要求越來越高,工件材料越來越硬,加工表面越來越復雜,傳統的加工方法已不能滿足生產的需要,人們探索利用電、磁、聲、光、化學等能量或將多種能量組合施加在工件的被加工部位,實現材料去除、變形、改變性能或被鍍覆等非傳統加工方法,這些方法統稱為特種加工。
(二)制造業綜合自動化,信息技術、自動化技術、現代企業管理技術的有機結合。
1.機器人技術,計算機控制的可再編程的多功能操作器,又稱工業機器人。它能在三維空間內完成多種操作。機器人技術綜合了計算機、控制論、機構學、信息、傳感技術、人工智能和仿生學等多學科而形成的高新技術。
目前機器人大致分為兩大種,工業機器人(或稱機械手)是機器人的一種,它是由關節元件、末端執行器、機身和控制裝置所組成,具有類似人的動作的功能;另一種由于安裝有感覺元件和遙感元件,分析計算機及行走裝置,具有感覺、觸覺、分析、判斷、決策和行走的功能而稱為智能機器人。
2.成組技術,人們用大批量生產的組織形式以高效的生產設備、高效的工藝技術去制造單件小批的零件,降低生產成本,成組技術(Group Technology簡稱GT)就應運而生。成組技術就是應用相似性原理,在多品種產品的生產中將相似零件組織在一起進行生產,使組內零件近似為原來的單一品種的大批量,或者變單件、小批生產為批量生產,按照批量生產的生產組織、管理技術來進行生產。
3.柔性制造系統(FMS-Flexible Manufacturing System),是以計算機為控制中心實現自動完成工件的加工、裝卸、運輸、管理的系統。它具有在線編程、在線監測、修復、自動轉換加工產品品種的功能。一個柔性制造系統概括為以下三部分組成,即:加工系統、物料儲運系統和計算機控制的信息流系統。
柔性制造系統具有:高柔性,在線編程使計算機響應進行控制高自動化設備工作;高效率,合理控制設備的切削用量實現高效加工,減小輔助時間和準備、終結時間;高度自動化,工件的加工、裝配、檢驗、搬運、倉庫存取完全由自動化程度高的設備來完成;柔性化生產大大減少操作人員、機床數目,提高機床利用率,縮短生產周期、降低產品成本、降低庫存、減少流動資金、縮短資金流動周期,因此可取得較高的綜合經濟效益。
三、系統管理技術,制造業綜合自動化、過程工業綜合自動化、系統技術等綜合應用于制造全過程,實現優質、高效、低耗、清潔、靈活生產,獲得理想技術經濟效果
1.并行工程(Concurrent Engineering),簡稱(CE)是對產品及其設計過程和制造過程進行并行、集成設計的一種系統化工作模式,這種模式使產品開發人員從一開始就考慮到從概念形成到產品報廢的全生產周期中的所有因素,包括加工的質量、成本、進度和產品的技術性能及使用性能需求等,減少加工制造中可能出現的問題,加速產品開發過程,縮短開發周期。并行工程的最大特點是利用計算機的仿真技術,用上、下游共同決策方式,在計算機上進行產品整個生命周期各個階段的設計。
2.虛擬制造(Virtual Manufacturing),簡稱(VM)利用計算機技術、建模技術、信息處理技術、仿真技術對現實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真模擬,以發現設計或制造中出現的問題,在產品實際生產前就改進完成,省略了產品的開發研制階段,達到降低設計和生產成本,縮短產品開發周期,增強產品競爭力的目的。
3.計算機集成制造系統(Computer Integrated Manufacturing Systen),簡稱(CIMS)是在自動化技術、信息技術及制造技術的基礎之上,通過計算機網絡及數據庫,將分散的自動化系統有機的集成起來,完成從原材料采購到產品銷售的一系列生產過程的高效益、高柔性的先進制造系統。系統包含技術應用系統:工程設計與制造系統、管理信息系統、制造自動化系統、質量保證系統和支撐系統:數據庫系統、通訊網絡保障系統。
現階段我國先進制造技術與先進國家相比還有一定的差距,但隨著國家對先進制造技術加大扶持力度,我國制造技術會更加進步。
參考文獻
[1]韓秋實.機械制造技術基礎[M].機械工業出版社,2006
【關鍵詞】先進制造技術;教學改革;創新性應用型人才;啟發式教學;互動式教學
德州學院為了實現“創新性應用型人才”培養的教學目標,實現教育由應試向綜合素質強化轉化,培養創新精神和創新能力,提高實踐能力,創建了一個能全面提高學生創新能力和綜合素質的教學體系-創新性應用型人才培養體系[1]。依托該培養體系,對交通運輸專業的重要課程《先進制造技術》進行改革探索,從課程內容體系、教學手段等方面進行教學改革,以提高課程的實用性,滿足現代汽車制造產業的發展需要[2]。
一、根據培養要求優化教學內容
結合我院交通運輸專業特色和用人單位對畢業生的要求,對課程重新定位。《先進制造技術》課程,在教學計劃中屬于專業必修課,需要注重與專業特色以及相關領域實際的結合,制定教學大綱時,既要要求學生掌握一定的理論基礎,同時也要注重與實際設備的聯系,以實現知識、能力、素質協調發展和綜合提高。
另外,在內容方面,對于教材中偏離專業人才培養目標要求的內容進行刪減,例如,壓縮在實踐中應用較少的公式推導、分析和計算等內容,增加與交通運輸實際生產緊密相關的實例以及前沿制造技術。通過科學選取,優化組合,使得教學內容既豐富又實用,滿足了培養創新性應用型人才的需要[3]。
二、根據培養要求改進教學方法和教學手段
為了滿足“厚基礎、強實踐、求創新、高素養、重責任”的培養要求,對教學方法和教學手段進行改進和創新。
(一)教學方法的改進
1.采用啟發式教學方法。在《先進制造技術》這門課程中,由于許多新加工技術與方法學生從未接觸過,這就需要根據教學任務,尊重學習的客觀規律,從學生的實際出發,啟發學生的思維,充分調動學生的積極性。一方面可以通過模型進行演示啟發,例如可以將要學習的零件同以前學過的零件進行類比啟發學生;另一方面,可以將科研中遇到的問題提出來,進行啟發式提問、分析和講解,以利于提高學生的創新思維能力,同時也激發了學生參與項目研究的熱情,提高實踐能力[4]。
2.互動式教學方法。互動式教學是指為了激發教學雙方的主動性,開拓創造性思維,在課堂上教師與學生不斷地進行交流與溝通,通過講解、辯論[5],形成良好互動,將課堂還給學生,讓學生成為課堂的主人,改善和活躍課堂氣氛,培養學生的自學能力、表現能力和創造能力,反響良好。
(二)教學手段的改革
1.使用多媒體教學改善教學效果。在《先進制造技術》這門課程中,涉及到各種先進的加工工藝及設備,由于不可能將各種設備搬到教室,因此合理運用計算機技術,將新技術新產業以多種媒體信息作用于學生,進行全方位、多視角和多層次的演示,從而達到最優的教學效果[6]。既激發了學生的學習興趣,同時又有利于突破教學難點,提高教學效率。
2.建立網絡主頁,進行有效師生互動。通過制作的網絡平臺,將教學課件、參考資料等掛到網絡主頁上,并隨著前沿技術的發展及時更新內容。學生亦可以通過平臺進行預習與復習,并可以提交作業,同時就一些問題進行討論與研究,還可以反饋給老師問題,教師同時可根據平臺所反映的情況修改教學計劃與方法,改善教學效果。實踐證明,充分利用信息技術,對教學有良好的促進作用。
(三)實踐教學的改革
實踐教學對于培養應用型人才的大學來說至關重要[7]。德州學院歷來重視培養學生的創新意識、創新思維和創新能力,以此為切入點,并根據學院推出的“四層次、八模塊”的實踐教學內容結構,結合我院實際情況,對實踐教學方式進行多元化改革。
1.對實驗內容、實驗方法進行改革
重點把傳統的示范性、驗證性實驗改為綜合性設計實驗。在對基礎理論知識和設計方法掌握的基礎的同時也能進一步掌握機械產品的一般設計過程;增加實驗學時所占的比重,增加學生參與實踐的時間;實驗結束后及時進行講評或討論,注重實驗效果;促進實驗室全面對學生開放,創造學生利用實驗室創新研究的機會。
2.對科技創新訓練進行強化
通過創立科技部,以讓學生獨立承擔各種小型科研課題;組織學生參加各類大學生科技創新競賽,如全國大學生智能車競賽、機電產品創新大賽等,充分發揮學生的創新思維,激發了學生的學習興趣,提高學生的創新能力。
3.強化科研訓練
通過組織學生參與教師科研等方式,對學生進行有效的科學研究訓練,培養學生創新精神與動手能力。
4.積極創建校內外實踐教學基地,推進校企合作
校企之間建立良好的合作關系對于實踐教學水平的提高具有重要的推動作用[8]。汽車工程學院非常重視實習基地建設,設有汽車與交通工程實驗中心,包括新能源汽車實驗中心、汽車檢測中心、汽車專業基礎實驗中心等。現有實驗室面積7640平方米,主要設備有:新能源汽車直流驅動電機控制實驗臺、油電混合動力汽車燃油動力-電動力實驗裝置、電動汽車驅動電機-控制器實驗臺等設備。按照德州學院“基礎實踐+專業實踐+綜合實踐”三個層次構建新的實踐教學課程體系要求,加強校企合作,制訂相應的實驗、實習及畢業設計(論文)等教學計劃;同時校企雙方進一步鞏固加強實習基地建設。目前我院已分別與寶雅新能源汽車有限公司、福田雷沃重工等多家企業簽署了合作共建協議,進行頂崗實習,為將來從事交通運輸工作打下了堅實基礎。聘請企業中有經驗的工程師到我院參與實驗教學,同時選派優秀教師到企業參與項目開發,提高業務水平。
三、結束語
依據德州學院創新性應用型人才培養要求,對《先進制造技術》課程從教學內容、教學方法及手段、實踐教學進行了改革探索;通過理論與實踐相結合,激發了學生的學習積極性、主動性,開拓了思維,為社會培養了創新性應用型復合型人才,滿足了汽車行業對人才的需求。
參考文獻
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