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通過對目前機電一體化技術教材的調研,分別分析了機電一體化傳統教材和以項目式教材的內容體系,并指出傳統教材和項目式教材在編寫時應注意的問題。提出通過在教材中開辟“小欄目”的方式增強教材的可讀性、趣味性、實用性,并體現教材特色。最后對傳統教材和項目式教材內容體系進行對比分析,給出項目式機電一體化技術教材內容體系的具體改革措施。
關鍵詞:
機電一體化技術;內容體系;項目式;小欄目;特色
中圖分類號:
G4
文獻標識碼:A
文章編號:1672-3198(2014)04-0148-01
1 機電一體化技術課程性質及培養目標
機電一體化技術是機械設計制造及其自動化專業的專業核心課程。該課程從機械電子結合的角度介紹機電一體化的主要研究內容及應用領域、機電一體化系統的構成、典型產品分析、機電一體化系統的設計等內容。使學生了解和掌握機電一體化的重要實質及機電一體化設計的理論和方法;能綜合這些技術進行機電一體化產品的分析、設計與開發。
2 機電一體化技術傳統教材的內容體系
一個典型的機電一體化系統,應包含以下五大基本要素:機械本體、動力與驅動部分、執行機構、傳感測試部分、控制及信息處理部分。機電一體化是多學科技術領域綜合交叉的技術密集型系統工程,其主要相關技術可以歸納為六個方面,即機械技術、傳感檢測技術、信息處理技術、自動控制技術、伺服驅動技術和系統總體技術。
機電一體化傳統教材正是按照以上機電一體化的五大組成要素或六大關鍵技術而構建內容體系的,其典型內容體系如表1所示。
表2所示的內容體系,全書圍繞機床工作臺的驅動這一大項目,以進給傳動機械系統、工作臺單片機控制系統、數據采集系統、步進電動機的環形分配系統四個分項目分散于對應章節內容的最后一節,通過四個分項目來串接整個教學內容,并在最后一章列舉了其它機電一體化項目教學案例。表2所示的內容體系將子項目和章節內容融為一體、有機結合,既實現了項目式教學模式導向的目標,又不失傳統教材的嚴謹性和完整性。學生在學習各章節并完成相應子項目的過程中均要考慮對總項目“機床工作臺驅動”這一系統的影響,由此使學生形成從“系統”的角度考慮問題的思想,而“系統論”正是“機電一體化”的精髓所在。
在編寫項目式教材的過程中,除了考慮要兼顧知識體系的完整性,還要考慮所選項目的針對性和難易程度。
4 增設“小欄目”體現教材的特色和亮點
小欄目是以“豆腐塊”的形式置于章節的前面、后面或穿插在章節內容中間,并以不同于正文的字體或字號來表達。例如,開辟一些實踐性、經驗性和工程性較強的欄目,如“工程背景”、“選用思維”、“應用點評”、“工程案例”等,以引導學生培養工程意識;也可增加如“知識目標”、“小結”、“延伸閱讀”、“學習方法”等欄目,一方面可以方便學生自學,另一方面可體現相關技術應用的最新成果、研究的前沿熱點等,增強教材的可讀性和趣味性。
5 項目式教材改革舉措
將傳統教材和項目式教材內容體系對比分析如表3所示。
由表3可見,一本理想的機電一體化項目式教材除了要體現項目式教學模式的導向外,還應完整傳達機電一體化的知識體系,所選項目要具備典型性、難易適中,與機電一體化相關技術有機融合。同時,可通過增設的小欄目的方式,以引導學生培養工程意識、增強可讀性、趣味性、方便自學等。
參考文獻
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關鍵詞:船舶與海洋工程專業碩士培養《機電一體化技術》課程教改項目教學法
前言
從2009年起,我國開始培養全日制工程碩士,接受應屆本科生報考。這種新的研究生教育模式,在短時間內得到迅速發展。
船舶與海洋工程作為國家級重點學科,在浙江海洋學院最早開展專業型碩士研究生培養與教育。以培養具有良好的職業素養、能獨立擔負本專業領域技術工作的,創新能力,創業能力和實踐能力強的高層次應用型專門人才為目標,重點培養掌握船舶與海洋工程領域堅實的基礎理論和系統的專業知識,能運用先進技術獨立解決船舶與海洋工程技術實際問題的能力。具體分為:船舶與海洋結構物設計制造,輪機工程,水聲工程,海洋工程和海洋油氣工程5個大方向。
與學術型碩士不同,專業型碩士學歷教育時間短,發展規模迅速壯大,不少單位和導師在培養過程中遇到了諸多問題。
船舶與海洋工程專業型碩士培養存在的問題
1、專業型碩士與學術型碩士的培養模式區別不明顯
應用型人才培養是以能力培養的系統化取代知識培養的系統化。高校探索專業型碩士的培養,也進行了一定的改革,但在具體操作過程中,由于高校“學術至上”的傳統,導致“重科研、輕應用”的現象較為普遍。由于學校應用型導師不足,在課程設置上,缺乏實用性較強的課程。
2、專業型碩士的教育實踐環節落實不到位
專業型碩士的培養,尤其強調實踐環節,大多有至少半年或一年的要求。但由于導師研究任務多、實踐基地建設不足等問題,加上企業對研究生培養沒有相關經驗,往往使得專業型碩士的實踐環節落實不到位。
3、專業型碩士的社會認可度不夠
由于認識不足等原因,部分學校在研究生招生過程中就出現了高分成為學術型碩士,低分成為專業型碩士的現象,導致專業型碩士的“先天不足”。此外,從目前的就業情況來看,專業型碩士的整體就業情況差于學術型碩士,成為不良的反饋刺激,挫傷了專業型碩士的學習積極性。
加強課程建設有助于專業型碩士培養質量的提升
研究生培養質量是一個系統工程,它包括生源質量、課程教學、導師隊伍、教學管理、科研條件等諸多因素,但其中課程教學卻是保證研究生培養質量的基礎,它對研究生知識結構的拓寬、科研能力的提升起著至關重要的作用。因此,如何加強課程建設已成為當前提高研究生教育質量的重要突破口。
教學方法是實現課程目標的主要手段。國外推廣Seminar教學法,加強案例教學,重視啟發式教學。與國外研究生的教學方法相比,我國研究生課程教學方式明顯缺少研究性,灌輸傾向比較嚴重,基本上還屬于“保姆式”、“填鴨式”教學,不能引導學生自主學習,更不能激發學生的探究與發現精神。為了適應現代科學技術的發展和社會的需要,就要求我們樹立新型的思維觀,采用多種形式的教學法,突出研究生的參與主導作用,因此,研究和實踐創新的教學內容與方式將有助于專業型碩士培養質量的提升。
《機電一體化技術》項目教學法的實踐
1、《機電一體化技術》課程介紹
《機電一體化技術》是實用性非常強的課程,對船舶與海洋工程的專業碩士來說具有重要的意義。目前我校把該課程列為專業主干課,32學時,2學分,所用教材是梁景凱主編的《機電一體化技術與系統》(機械工業出版社,2009年)[6]。本課程旨在讓學生熟練掌握機電一體化的基本概念和基本要素以及各部分的作用,了解機電一體化的相關技術和發展趨勢,并結合實例分析機電一體化技術在機電產品中的應用。
2、《機電一體化技術》項目教學法的實踐
在學習“第3章伺服傳動技術”的第4節“步進電動機控制系統”時,我們采用項目教學法,設計了這樣的任務:要求學生自己選用某一種類型的控制器,控制步進電機按三相六拍的方式運行,實現正轉、反轉、加速、減速等功能。具體任務包括:設計控制系統硬件電路、畫出電路原理圖、元器件布線圖、設計控制程序、系統調試、運行,提交設計報告。
項目確定后,接下來便是分組實施,以小組為單位,既體現合作性,又體現獨立性,分組時要注意學生的搭配[7]。全班10人,被分成4個組,每個組選出1名組長負責本組的實施,分組后各組便爭先恐后地開始查資料、自學,甚至向其他老師咨詢,不亦樂乎。在實施過程中,我們注重啟發和引導,讓學生自己去分析發現的問題,使他們在解決問題的過程中學習。
經過1周的團隊合作,4個組都完成了任務,都感到很欣慰。接下來讓學生進行自我評估,并講解、展示各自的成果。最后我們對各組進行點評,首先充分肯定了同學們的成績,點贊各組在實施過程中的靚點。經過這樣一次嘗試,不僅各組完成了規定的任務,在老師的啟發下,學生自己又將這幾種控制方式的優缺點進一步進行了比較,結果如表1所示。
結束語
專業學位研究生教育是我國研究生教育的重要組成部分,為使其更好地應用于社會,服務社會,針對目前普遍存在的培養質量問題,積極探索高效的教學方法,并在實踐中不斷充實和完善具有深遠意義。
以《機電一體化技術》課程為例在我校船舶與海洋工程專業學位研究生中實施項目教學法,激發了學生的興趣,收到了良好的效果,對其他課程的教學改革也具有一定啟發作用。
參考文獻:
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[6]梁景凱.機電一體化技術與系統[M].北京:機械工業出版社,2009年.
【關鍵詞】機電專業;課程整合;課程改革
改革開放以來,我國經濟取得了飛速的發展,科學技術不斷進步,競爭日益激烈,在這樣的一個大的環境下,傳統的課堂教學已經不能滿足時展的要求,尤其是對于機電專業等綜合性以及實踐性都比較強的專業,這就要求要對傳統的課堂教學進行改革,同時,隨著我國教育改革的不斷深入,課程整合開始引起人們的關注,并受到越來越多的重視,其注重于學生與環境的互動教學,在一定程度上矯正了傳統教學的弊端。因此,本文從課程整合的角度來對機電專業課程改革進行研究具有一定的理論意義和實踐意義。
1.課程整合的內涵與外延
1.1課程整合的內涵
課程整合的內涵主要包括以下兩個方面的內容:
首先,經驗的整合。在經驗中,學習者可以形成信念,可以形成一定的價值觀,進而獲取有關自己與客觀世界的有關概念。同時,通過反省學習,學習者可以獲得一定的解決問題的能力,整合的學習一方面會將新經驗整合于學習者的意識框架中,另一方面,學習者則可以通過過去經驗的整合更好地適應新的環境。經驗的整合旨在組織課程經驗,旨在組織知識,從而使得學習者的學習更容易,使學習者形成相關的意識框架。
其次,知識的整合。課程整合應該說明知識組織的原理,應該說明知識運用的原理。在實際遇到問題的時候,通常會超越學科的界限來尋求適當地知識以解決問題 ,而不是只是想到某一個領域的知識。所以說,知識的整合是將知識置于對學習者有意義的環境中以與其生活經驗相聯系,與孤立零散的學科知識相比,這種知識的整合更易于學習者進行學習,并有助于學習者獲得更好地分析問題的能力,獲得更好地解決問題的能力。
1.2課程整合的外延
首先,課程組織原則。垂直組織原則和水平組織原則是課程組織的兩個組成部分。前者指的是對課程內容學習先后順序的安排;而后者則是指跨越學科領域的整合,強調的是有意義的學習整體的形成。
其次,組織要素與組織中心。組織要素可以是一項技能,同時,其也可以是一種價值,指的是課程教師選擇下一個主體的基本要素,或者是課程教師選擇下一個單元教學的基本要素。而組織中心則是由在考慮某種組織要素后所安排的某項聯系來構成的,是由在考慮某種組織要素后所設計的某項實驗來構成的。
最后,組織中心的整合方式。第一,以交通、度量衡等各學科內已有的論題作為組織中心;第二,以沖突、環境等社會問題作為組織中心;第三,以系統、變遷等過程取向的概念作為組織中心;第四,以學校生活、與同學相處等學生關注或者是學生本身的問題作為組織中心;第五,以能夠引發學生的學習動機的吸引人的論題作為組織中心。
2.課程整合的策略
2.1課程整合的組織形態
如何切割教學內容是課程教學設計中所要解決的問題,同時,還要保證這些被切割的問題維持他們之間的密切聯系。而課程整合的目的就是要妥善安排這些被切割的內容,從而使得他們之間的密切的關聯得以維持。其中,相關課程、綜合課程、衍生課程、多科整合課程、科際整合課程以及跨科整合課程是課程組合的主要的組織形態。如何切割教學內容,并保證這些被切割內容間維持密切聯系的問題。而課程整合的目的就是要將這些彼此分割的教學內容加以妥善地安排,以取得更密切的關聯。
2.2課程整合模式
通過調查研究,我們發現,課程整合模式主要有以下五種形式:第一,Jacobs的科際整合單元模式,其所注重的是一個主題的探討,注重的是一個問題的探討,其目的則是對眾學科的觀點的結合;第二,Clark的整合教育模式 ,其目的是開發感覺、思考、直覺和感情等人的心智能力,從而在一定程度上促進學生多方面的發展,同時,有助于產生整合有用的學習經驗;第三, Palmer的課程聯系模式 ,該模式則是針對課程專門化的弊端,通過設計環形圖來使各科目之間得以聯系,從而達到課程整合;第四,Miller的全方位模式 ,該模式的發展是基于聯系和互信的概念,避免課程分立,使不同學科之間得以密切聯系;第五,Fogarty的十種整合方式 ,該模式的劃分是按照整合的程度來進行的,單一學科尋求聯系、跨學科尋求聯系、學習者之間的整合以及跨越學習者的網絡模式是該模式的三種主要形式。
2.3課程整合的要求
首先,學科知識間建立相互聯系。課程指的是學習的經歷,課程整合指的則是學習者在經歷中對不同學科的知識之間的聯系的領略,從而完成一個綜合的任務,或者是得到一幅知識的全景,或者是得到一個世界觀。
其次,個人學習經驗和經歷的整合 。作為一種歷程,整合指的是持續的調試,理解的調試,互動的調試,強調的則是在整合的過程中,學生的原始角色。所以,課程整合要給學生提供相應的學習機會,從而讓學生以自己的方式來組織學習和經驗,讓學生以自己的方式來關聯學習和經驗,讓學生以自己的方式來統和學習和經驗。
3.課程整合的實施
首先,確定與范圍課程整合的幅度。
課程整合的幅度指的是課程實施的效能和針對對象,而課程整合內容的廣狹則是課程整合范圍的內容。對于很多課程整合,其實施的幅度是有一定限制的,其實施的范圍是有一定限制的,所以,課程整合得以全面實施的實例比較少。如果要全面實施課程整合,那么,全體學生和教師都應該參與其中;而如果所要實施的是局部課程整合,那么,不需要全體的學生和教師都參與其中,可以是由某些特定的學生和相應的某些特定的教師參與其中。
其次,確定課程整合的合理模式以及主題。
在確定課程整合的模式時可以參考課程整合的理論模式,然而,在實際實施的過程中則要根據實際需求來進行修正。作為教師,在課程整合實施的過程中應該要結合自己學科的觀點來確定課程整合的模式、主題以及教學策略,與此同時,還應該容許將其他學科納入到課程實際中,此外,作為教師,還應該要敢于科目的界限,只有這樣,才能很好地確定課程整合的合理模式和主題。
最后,撰寫教學方案,實施教學活動并進行課程評價。
在撰寫詳細的單元教學計劃時,教師應該要結合課程整合的內容,同時,教師還應該要從廣泛的層面來考慮。在教學活動實施后,則應該相應地進行課程評價,從而了解課程目標所達成的程度情況。
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在電子商務中,一些電子出版物、物品等可以通過網絡以電子的方式直接到達購買者手中,但絕大多數商品仍要通過其他各種方式完成從供應商到購買者的物流過程。
在廣義的電子商務定義中,電子化的對象是整個的交易過程,不僅包括信息流、商流、資金流,而且還包括物流。
1.1現代物流是電子商務的重要組成部分對于電子商務的定義,時至今日也沒有最終的標準定論。在這里,我們總結各種電子商務的定義,將其分為兩大類。
第一類的定義如下:①IBM對電子商務的定義包括三個部分:企業內部網(Intranet)、企業外部網(Extranet)、電子商務(E-Commerce)。②康柏在其電子商務解決方案中,是這樣定義電子商務的“電子商務就是引領客戶、供應商和合作伙伴業務操作的流程聯接”。③電子商務是通過電子方式在網絡上實現物資與人員流程的協調,以實現商業交換活動的過程。④電子商務是一種商務活動的新形式,它通過采用現代信息技術手段實現商品和服務交易以及交易管理等活動的全過程無紙化,并達到高效率、低成本、數字化、網絡化、全球化等目的。
有些專家在定義電子商務時,就注意將國外的定義與中國的現狀相結合,擴大了美國原始電子商務定義的范圍,提出了包括物流電子化過程的第二類電子商務概念:①電子商務是實施整個貿易活動的電子化。②電子商務是一組電子工具在商務活動中的應用。③電子商務是電子化的購物市場。④電子商務是從售前到售后支持的各個環節實現電子化、自動化。
1.2現代物流是電子商務概念模型的基本要素電子商務概念模型是對現實世界中電子商務活動的一般抽象描述,它由電子商務實體、電子市場、交易事務和信息流、商流、資金流、物流等基本要素構成。
在電子商務概念模型中,電子商務實體是指能夠從事電子商務的客觀對象,它可以是企業、政府機構和個人等。電子市場是指電子商務實體從事商品和服務交換的場所,它由各種各樣的商務活動參與者,利用各種通信裝置,通過網絡聯接成一個統一的整體。
電子商務中的任何一筆交易,都包含著幾種基本的“流”,即信息流、商流、資金流、物流。以上的三種流的處理都可以通過計算機和網絡通信設備實現。物流,作為四流中最為特殊的一種,是指物質實體(商品或服務)的流動過程,具體指運輸、儲存、配送、裝卸、保管、物流信息管理等各種活動。
1.3現代物流是實現電子商務的保證
1.3.1物流保障生產所謂的生產物流,以實現生產的流動性;部分余料、可重復利用的物資的回收,就需要所謂的回收物流;廢棄物的處理則需要廢棄物物流。合理化、現代化的物流,通過降低費用從而降低成本、優化庫存結構、減少資金占壓、縮短生產周期,保障了現代化生產的高效進行。
1.3.2物流服務于商流在商流活動中,商品所有權在購銷合同簽定的那一刻起,便由供方轉移到需方,而商品實體并沒有因此而移動。1.3.3物流是實現“以顧客為中心”理念的根本保證物流是電子商務中實現以“以顧客為中心”理念的最終保證,我們必須摒棄原有的“重信息流、商流和資金流的電子化,而忽視物流電子化”的觀念,大力發展現代化物流,以進一步推廣電子商務。
2電子商務物流的特點
2.1電子商務流關系的演變與發展①“以物易物”階段;②“一手交錢,一手交貨”;③物流和資金流開始分離,多種交易方式的產生與發展;④電子商務階段。
2.2電子商務下現代物流的特點電子商務時代的來臨,給全球物流帶來了新的發展,使物流具備了一系列新特點。
2.2.1信息化物流信息化表現為物流信息的商品化、物流信息收集的數據庫化和代碼化、物流信息處理的電子化和計算機化、物流信息傳遞的標準化和實時化、物流信息存儲的數字化等。
2.2.2自動化自動化的基礎是信息化,自動化的核心是機電一體化,自動化的外在表現是無人化,自動化的效果是省力化。
2.2.3網絡化物流領域網絡化的基礎也是信息化。
2.2.4智能化這是物流自動化、信息化的一種高層次應用,物流作業過程大量的運籌和決策。
2.2.5柔性化柔性化的物流正是適應生產、流通與消費的需求而發展起來的一種新型物流模式。
2.2.6集成化電子商務下的物流系統,在物流基礎設施、信息基礎設施、商品包裝的標準化,物流運作模式向社會化、共同化的方向發展,在數據與功能、技術與設備、人員和組織等各個層次上都在向集成化的方向發展。
3電子商務物流業的發展趨勢
現代物流行業需要成為能完整提供物流機能服務,以及運輸配送、倉儲保管、分裝包裝、流通加工、等以收取報償的行業。主要包括倉儲企業、運輸企業、裝卸搬運、配送企業、流通加工業等。信息化、全球化、多功能化和一流的服務水平,已成為電子商務下的物流企業追求的目標。
3.1現代物流業發展的方向:多功能化在電子商務時代,物流發展到集約化階段,一體化的配送中心不單單提供倉儲和運輸服務,還必須開展配貨、配送和各種提高附加值的流通加工服務項目,也可按客戶的需要提供其他服務。
3.2現代物流企業的追求目標:一流的服務如何提供高質量的服務便成了物流企業管理的中心課題。應該看到,配送中心離客戶最近,聯系最密切,商品都是通過它送到客戶手中。
3.3現代物流業的必由之路:信息化在電子商務時代,要提供最佳的服務,物流系統必須要有良好的信息處理和傳輸系統。良好的信息系統能提供極好的信息服務,以贏得客戶的信賴。
在電子商務環境下,由于全球經濟的一體化趨勢,當前的物流業正向全球化、信息化、一體化發展。
3.4現代物流企業競爭的趨勢:全球化全球化戰略的趨勢,使物流企業和生產企業更緊密地聯系在一起,形成了社會大分工。物流企業花費大量時間、精力從事物流服務。物流企業的滿足需求系統比原來更進一步了。
4結束語
【關鍵詞】機電設備;運行風險;成因;管理
機電工程是現代工業化生產的基本保障,借助各類機電設備實現了一體化調控,為高水平生產控制模式提供優越條件。隨著工業產業結構不斷優化調整,企業更加依賴于機械、機電設備參與生產作業,傳統手工、半手工等操作方案逐漸被取代。因此,機電設備在運行階段面臨著諸多的風險隱患,滿載或超載運行等將對設備造成極大的危害性。為了避免風險帶來的各項損失,必須建立科學可行的綜合管理方案。
一、機電設備主要風險
機電工程是現代工程管理學研究的主要對象,其主要針對各種機械、電氣等設備展開的綜合管理活動,為企業提供了更加穩定的設備保障體系。從實際應用情況分析,機電設備可取代人工參與多種生產體系,按照生產標準要求執行多方面的操作任務。隨著工業經濟快速發展,機電設備承受的生產荷載越來越大,影響了機電設備結構功能發揮。其中,機電設備運行風險是比較普遍的現象,主要體現在故障率高、操控難度大、維護成本多等方面,這些都是未來企業設備管理急需解決的問題。
二、機電設備運行風險成因
機電設備是企業生產調度的控制工具,機電設備性能狀態決定著企業生產水平,以及影響著各類項目的盈利狀態。鑒于設備運行風險會帶來一系列的不利影響,必須深入分析機電設備運行風險成因,為后期管理提出科學的指導意見。筆者認為,機電設備運行風險成因包括:
1、體制方面。主要表現在某些管理方面疏于管理或者沒有良好的方法進行管理,導致機電設備運行階段發生異常狀況,影響了設備工作性能的持續發揮。因為對于精密的機電工程來講,很多部件和一些設施都只有特定的技術人員才懂,這樣就形成了某種“壟斷”,企業無法根據實際生產狀況擬定管理體制,影響了設備管理的實際成效。
2、專業方面。安裝機電設備是為了更好地參與生產活動,“重使用,輕管理”是設備運行風險的主觀因素。例如,管理人員很少懂得技術方面的知識,在這些部件和設施是否損壞的時候沒有辦法及時發現和了解,將影響機電設備作業狀態。對于可能發生故障風險的設備,難以從專業角度進行分析,提前做好故障防范措施。
3、材料方面。機電工程在安裝施工過程中,有很多必不可少的材料,包括電線、半導體、輔助施工的一些機械化物品。在現今的機電工程安裝施工當中,有一個嚴重的現狀就是材料不過關,很多工程在施工時,使用的往往是廢舊材料或者廉價材料。材料是組成機電設備的基本要素,材料質量不合標準,必須機會減弱設備的綜合性能。
三、機電設備綜合化管理措施分析
基于工程學理論指導下,我國市場經濟項目結構實現了優化升級,各類工程規劃與管理體制更加成熟,降低了企業經營階段的風險系數。機電工程管理是針對機械及電氣設備開展的管理活動,根據設備日常使用情況建立完整的管理體制,維持設備工作處于最佳狀態。現有設備綜合管理體制中,要注重材料管理、操作管理、按照管理等方面內容。
1、審查材料。管理離不開審查,只有更好的審查才能更有效地進行管理。在預算范圍以內,要嚴把材料的質量問題,必須使用讓人放心安全的材料,從而組建更加優越的機電設備工作狀態。此外,企業要聘用技術過硬的人員,對現場設備材料、零配件等詳細檢查,符合標準后才可投入實際應用。
2、操作進度。現場施工要重視操作流程的規范化管理,需要將施工總計劃中的各個小部分目標和控制點按施工工程分解到每一項、每一天的工程目標中,并嚴格按照計劃編制詳細的日、周、旬、月計劃。項目管理者必須不定時檢查施工進度,督促施工方按照計劃完成相應工作。
3、安全管理。樹立安全作業思想,強化機電工程安全管理意識,創作良好的設備運行環境。例如,做好施工人員的專業技術和安全知識培訓;建立完善的安全保障體系,充分配置安全控制所需要的消防設備,并不定時地全面檢查和更換消防設施、設備;管理者要嚴格按照相關標準進行安全體系建設,做好安全防范。
4、質量控制。無論是哪一類工程建設,都要考慮質量標準優化工作,設備操作人員必須嚴格按照設計圖紙進行施工,并注意施工操作的規范性,不能隨意對作業方式和作業操作范圍進行變更。設備安裝后期的調試階段,應嚴格按照要求對設備、系統進行調試,不能精簡步驟、跳躍式調試。
5、現場驗收。在機電安裝工程項目完成合同及批準的設計文件中所規定的內容,并經相關部門檢查驗收達到設計要求、工業項目能夠生產合格產品以及民用項目可以正常使用系統功能之后,即可辦理移交手續。例如,發電站機電設備安裝結束,又技術人員對設備進行調試與控制,保證設備符合標準狀態后才能正式啟用。
四、機電設備自動化控制管理
我國機電行業科技快速發展,機電工程管理也要采用先進科技委支撐,借助機電一體化平善原有的管理體制。對于企業來說,構建人機界面管理系統是比較實用的方式,大大降低了設備自動化管理難度,減小了各種風險發生的系數。基于人機界面平臺下,機電設備配備了多種高端科技,應選擇更為穩定的技術體系參與機電工程管理。
1、轉換性。人機界面是系統和用戶之間進行交互和信息交換的媒介,它實現信息的內部形式與人類可以接受形式之間的轉換。當前,計算機技術廣泛應用于多個產業領域,自然語言與計算機語言之間相互轉換,改變了傳統機電設備控制模式,建立了更加優越的系統操控平臺。“信號轉換”是人機界面一體化控制的關鍵,自然語言與數字語言之間相互融通,改變了單一控制系統的不足,為機電設備建立了更加完整的作業平臺。
2、人機界面實現了人與機器的自然對話,以軟硬件系統作為中介平臺執行多功能控制,滿足了機電設備的自動化控制。隨著機電技術快速發展,人機界面在機電控制中的應用功能更加顯著,其不僅是機電設備操控的總平臺,也是生產調度人員監督作業的指揮中心。
3、智能性。凡參與人機信息交流的領域都存在著人機界面,這是機電設備智能化發展的基本表現,也是用機器取代人工生產操作的有效方法。人機界面促進了智能機電系統形成,幫助企業建立先進的人、機器等一體化控制中心,按照預定生產方案執行操控計劃,便能達到預定的生產作業目標。智能技術融入機電系統改變了落后的操控局面,推動新型設備模式一體化建設,為機電設備控制提供優越的技術環境。
結論
隨著工業化生產體系逐漸形成,早期設備控制方式與高科技作業模式存在著明顯差距,建立更加多樣性的機電工程管理方案,這是工業企業新時期改革的重點內容。設備材料、安裝施工、功能調試、后期管護等,都是降低機電設備運行風險的有效措施。此外,信息技術是機電工程管理的核心支撐,借助信息科技設定人機界面系統具有可行性價值,為企業現代化管理提供了多方面幫助。
【參考文獻】
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關鍵詞:起重機;抗干擾技術;屏蔽動力電纜;計算機系統
中圖分類號:TH21 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2012)26-0043-03
抗干擾技術關系到起重機的可靠運行,在起重機運行中起到抑制干擾源,切斷或減弱電磁干擾的傳播途徑,提高裝置和系統抗干擾能力,保證系統在電磁環境中免受或減少內外電磁干擾的作用,以此保證起重機的安全運行。
1 抗干擾技術基本內涵
干擾問題是機電一體化系統設計和使用過程中必須考慮的問題,在機械設備工作運行中,存在著電網波動、強電設備啟停、高壓設備和開關電磁輻射的干擾問題,因此需應用抗干擾技術,從源頭保障設備安全運行,防止設備損壞情況的
發生。
1.1 干擾技術形成要素
在機械設備中形成干擾的三個基本要素為產生干擾信號設備的干擾源、干擾信號的傳播途徑、接受載體,消除形成干擾要素的任何一個,都能避免干擾,例如接受載體不能感應干擾信號或弱化干擾信號就會使設備不受干擾影響,以此提高抗干擾的能力。
1.2 干擾技術主要渠道
干擾進入系統的渠道主要是通過電磁波輻射進入,直流穩壓電源供電進入,與主機相連的前向、后向通道及與其他主機的相互通道進入。在形成干擾渠道的空間干擾、供電干擾、過程通道干擾中,主要考慮過程通道干擾,而在過程通道中長線傳輸的干擾是主要因素。為保證長線運輸的可靠性,需應用光電耦合隔離、雙絞線傳輸、阻抗匹配等技術措施加以防范。
1.3 抗干擾設計事項
抗干擾設計需注意的事項為預處理電路的設計、采用濾波方法進行信號干擾仿真的設計、硬件電路自適應算法的設計。預處理電路設計主要采用兩級放大方式,選用頻譜均衡法設計的高抗干擾電源以降低外部電網對電路的影響,利用帶有良好屏蔽功能的信號來降低外部輻射影響。硬件電路自適應法功能在實現過程中,需運用相應的硬件抗干擾措施,加強系統的抗干擾性。
2 抗干擾技術在起重機運行上的應用
抗干擾技術的應用保障起重機在運行中的穩定、安全。起重機具有較大啟動轉矩,在超載試驗等因素的影響下,啟動加速過程中對額定轉矩具有很高的要求,抗干擾技術能調節額定轉矩,使起重機在啟動過程中減少設備性能損耗。起重機的機械制動器是抗干擾技術應用中較為重要的設備,它能保證機械設備平滑切換,不產生溜鉤現象。抗干擾設備中的變頻器信號與機械制動器的動作信號共同控制設備運行的時間順序,使得起重機的電動機電源回饋及處于再生發電狀態,并對沖擊性負載進行平滑控制,保證起重機的正常運行。
2.1 抗干擾技術在起重機上運行的前提條件
抗干擾技術以串模干擾、共模干擾形式的存在為前提。起重機在運行過程中靜電電荷會形成靜電電場,引起電路的點位變化,并通過電容耦合產生干擾;起重機自動化設備容易產生大電流周圍磁場,其對起重機設備回路耦合形成干擾;起重機的器件性能退化、絕緣電阻降低而由漏電流引起干擾;起重機自動化設備電路各部分的公共導線阻抗、地阻抗和電源內阻壓降耦合形成干擾,以上產生干擾的情況均為抗干擾技術應用的前提。
2.2 抗干擾技術在起重機運行中所起的作用
抗干擾技術中的液壓系統各溢流閥,吊臂變幅、伸縮安全裝置,高度限位裝置,支腿鎖定裝置,起重量指示器,起重特性表等設備元件的特性保障起重機的正常運行。液壓系統各溢流閥可抑制回路中的異常高壓,防止油泵損壞;吊臂變幅、伸縮安全裝置能鎖定工作油,使吊臂不下跌,確保安全;高度限位裝置為吊鉤觸碰到限位重錘時切斷吊鉤起升、吊臂伸出等動作的操作;支腿鎖定裝置保證支腿不伸縮、不甩出;起重量指示器能準確地指示起重機吊臂允許的額定起重量;起重特性表設置在起重機的操作室中,并列舉各種臂長和工作幅度下的頂起重量和高度,以便操作時查閱。
3 抗干擾的主要措施
抗干擾技術在起重機的系統控制前提下,采取的主要措施為擴大線路、穩定儲備量、留有一定的負載容度。由于干擾引起的誤動作多為偶發性,在硬件上設置自動監測電路模式,對數據傳輸、存儲器、電路等進行校驗,加強薄弱環節監控,縮小故障范圍,增強整體的可靠性。為保證設備機身、機柜接地的質量安全,需選擇正確的接地方式,并使交流接地點與直流接地點分離,分離模擬電路的接地和數字電路的接地,這樣從安裝和工藝方面采取措施以消除干擾。合理選擇電源對系統的抗干擾也是至關重要的,控制裝置中各類開關的頻繁閉合或斷開,各類電感線圈的瞬時通斷,高頻、中頻電源等系統中開關器件的導通和截止等都會引起干擾,這些干擾幅值占有很寬的頻率,要抑制如此寬頻帶范圍的干擾,必須對交流電源和直流電源同時采取措施,采用壓敏電阻和低通濾波器消除交流電網、電壓緩慢變化對控制系統造成的影響,即采取交流穩壓措施。對于直流電源通常要考慮盡量加大電源功率容限和電壓調整范圍,直流穩壓措施不僅可以進一步抑制來自交流電網的干擾,而且還可以抑制由于負載變化所造成的電路直流工作電壓的波動。
3.1 起重機系統內部抗干擾的主要措施
起重機系統內部干擾主要是由系統內部器件與電路間的相互作用產生的,在起重機系統內部中運用具有隔離性能的設備器件,當故障發生時,隔離設備能穩定系統,減少起重機內部各器件的損耗。
3.2 起重機系統外部抗干擾的主要措施
起重機系統外部主要受電源和信號線的干擾,來自電源的干擾會造成系統故障,此時應立即更換隔離性能更高的電源來消除故障;來自信號線的干擾會造成信號傳輸受阻,設備運行不正常,此時需中斷信號,選擇具有屏蔽功能的信號傳輸設備。
3.3 起重機硬件的抗干擾措施
起重機硬件的抗干擾措施需采用性能優良、隔離性好的電源,保證電網回饋點不中斷。硬件電纜的抗干擾需裝置變頻饋電電纜,在起重機運行過程中,采用屏蔽動力電纜,降低動力線產生的電磁干擾。不同類型的信號分別由不同電纜傳輸,信號電纜應按傳輸信號種類分層敷設,嚴禁用同一電纜的不同導線同時傳送動力電源和信號,避免信號線與動力電纜靠行敷設,以減少電磁干擾。
3.4 起重機軟件的抗干擾措施
圖1 控制軟件抗干擾技術圖
起重機控制系統在軟件操作方面需進行抗干擾技術應用,設計計算機系統,保證其系統內的電液比例液壓控制系統、壓力傳感器、油箱信號、液壓提升器、位置傳感器、油缸和錨具位置信號、承重索具或剛性支架、被提升結構件、高差傳感器、同步高差信號等設備正常運轉,防止起重機在運行中出現故障。控制軟件抗干擾技術圖如圖1所示。
3.5 其他措施
抗干擾技術在起重機正常運行中起著至關重要的作用,為減弱起重機在電磁感應之下的干擾,需對起重機的電磁感應設施進行設置,削弱電源及磁感應的傳播速度,加強機械設備的系統防范能力。由于我國電網內阻大、零點電位漂移大、地電位變化大,起重機在運行中對電磁抗干擾性能的要求也就更高。
4 結語
起重機抗干擾技術是個十分復雜的問題,在抗干擾設計中應綜合考慮各方面的因素,提高抗干擾措施。在起重機運行過程中,除了對起重機外部環境的一些干擾源進行抑制外,更多的則是在內部設法抑制外來干擾的影響,以保證系統可靠地工作。
參考文獻
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長期以來,“城市的準確定位”被認為是城市總體規劃要研究的頭等大事。在我國,大部分規劃教科書上都有這樣的表述:從客觀層面上把握城市發展的定位、定性、定向,這是城市宏觀決策人首先要關注的問題。如果在定位、定性、定向的問題上不花大力氣去深入研究,即使總體規劃做得再細、再具體,也將因目標和結構不合理,給城市發展帶來全局性的問題,犯歷史性的錯誤。這幾乎已經成為無庸置疑的經典結論。我們將為城市尋找準確定位的戰略行為稱之為定位理論。
城市定位理論是假設城市內外環境的變化及不確定性很低,城市自身的產業結構及組織結構都處于穩定狀態。在一個可以持久的、有吸引力和發展前景的環境中有利可圖的準確定位,這就是定位理論追求的均衡狀態。但這種因“準確定位”所獲得的城市競爭力優勢持續的時間,取決于選擇的市場定位多大程度上是穩定不變的。因此,從城市定位與城市競爭力的關系分析,我們不難看出城市定位理論在當今這個時代有一定的局限性,還存在著某些缺陷。
城市定位理論的缺陷之一,就在于由于城市定位的理論注重研究與城市原有主導產業、自然資源相關的外部環境因素,而對城市內部的因素分析僅局限于針對“定位”而展開的協調安排(這不能充分體現城市在后工業時代或知識經濟時代本質意義上的競爭能力)。因此,定位理論雖然能夠明確什么樣的城市定位是有利的,但由于現代的城市外部環境、科學技術及產品(尤其是對以自然資源為原材料的替代用品)更新變化快得讓人眼花繚亂,圍繞既定的產品進行市場分析往往不得要領。消費者的口味變化,朝陽行業的轉移,都會使定位理論苦心經營的城市競爭力失去目標。我們可以設想,如果英國曼徹斯特仍然按照紡織業來定位,美國的圣何塞仍然追求杏子栽培與加工,尤他市、華盛頓市頑固地堅持原來的城市定位,人類社會將會減少出色的經貿中心、硅谷和仿生學集聚的高科技領地。這樣的話,這些地區要么仍然是田園風光,要么早已因貧困潦倒而衰落。尤其值得一提的是,傳統“定位理論”假設制訂和實施城市規劃的專家和官員們能把握未來變化的全部信息,從而準確地讓城市“定位”在未來變化有利的位置上。這在“信息爆炸”、競爭環境迅速變化的時代是不可能的,這里列舉的成功變化城市并不是以出色的規劃定位而成功的。
城市定位理論缺陷之二,是由于大部分城市都在采用類似的分析方法追求幾乎相同的目標定位。其結果是造成各個城市產業嚴重同構、重復建設盛行、大量企業產能過剩、區域城市之間惡性競爭、城市建設千城一面(表1)。
表1九五期間中國部分大城市的功能定位和支柱產業選擇(注:參見:《開放導報》,1997年,第5期,第14頁。)
城市定位第二產業支柱產業
深圳現代化國際性城市計算機及軟件、通信、電子及基礎
元器件、機電一體化、視聽、輕工、
能源
廣州現代化國際大城市汽車、摩托車、電子通信、家電、
石化、醫藥、食品、冶金
哈爾濱國際經貿城機械(含汽車)、電子、儀器醫藥、
化工
長春國際化大都市汽車、食品醫藥、建筑建材、光機
電一體化、生物工程、新材料
沈陽現代化國際性城市機械、汽車、制藥石化、電子信息
業
大連社會主義北方香港機械、電子、石化、(含醫藥)、
汽車及零邯件、冶金、建材
濟南現代化國際性城市經機電儀一體化的機械制造、重型汽
濟強市車、摩托車為龍頭的運輸機械、家
電、化工
青島現代化國際城市機械電子、化工橡膠、飲料食品、
紡織服裝、海洋業、醫藥、新型建
材、家電
杭州現代化國際風景旅游城市大型設備及成套制造、汽車及零部
件、家電、電子通信設備、精細化
工和醫藥、化纖
寧波現代化國際港口城市石化、機械、電子、輕紡、建筑建
材
南京現代化國際性城市計算機及通信設備、家電、汽車摩
托車、石化及精細化工、建筑建材
武漢現代化國際性城市長江中鋼鐵、汽車機械及汽車制造、冶金、
游、華中地區經濟中心食品、醫藥、化工、建筑
成都現代化國際大都市電子及通信設備制造、機械及汽車
制造、冶金、食品、醫藥、化工、
建筑
重慶長江上游經濟中心汽車摩托車、重大機械設備、冶金、
化工建筑建材
西安我國北方西部中心城市汽車、電子、輕工、電力機械制造
國際旅游城市業、制冷設備制造業
廈門現代化國際風景旅游城市機械、電子、化工、電力、建材
北京現代化國際性城市汽車、電子、機械裝備;電子信息、
生物工程、新醫藥、光機電一體化、
新材料;冶金、輕工、建材
天津現代化國際港口大都市機械(汽車、機械裝備),電子(
通信設備計算機),化工(石化、
海洋化工、精細化工)、冶金
上海國際經濟中心城市汽車、通信設備制造業、電站成套
設備及大型機電設備制造業、家電、
石化及精細化工、鋼鐵、集成電路
與計算機、現代生物技術及新醫藥、
新材料城市定位理論缺陷之三,表現為定位理論往往以鄰近的競爭對手城市為參照構思的戰略,可能導致方向性錯誤。在迅速變化的環境中,對現有的城市競爭力的主要威脅,并不僅僅來自已經存在的競爭對手,而是來自于擁有嶄新思維的“創業型城市”。以競爭對手為參照,忽略現代科技創新的特性的結果,往往是與原來的競爭對手一起被“創業型城市”的迅速崛起而取代之。
2城市競爭力的基本概念
競爭是市場經濟的最高權威。國與國、城市與城市之間的競爭成敗,都取決于城市競爭力。世界上許多城市無可奈何地衰落和“莫名其妙”的興起,皆是因城市競爭力的強弱不同所致的。城市競爭力,是以城市發展的質量、效率和潛力來衡量其獲得
外界發展機遇和加快自身發展的能力,強調的是與其他城市的橫向比較,是動態的,是相比較而起伏的,著眼于未來的發展,表達的是城市發展的后勁。
但城市競爭力是一個很難準確界定的概念,在不同的社會發展階段,影響城市競爭力的主導因素是不同的,每個城市所體現的城市競爭力也是不同的。如農業經濟時代的城市競爭力,主要表現在剩余產品交易范圍及數量的大小(這也與是否交通便利及周邊土地肥沃與否有關)、以及對外敵入侵的抗御能力等方面;工業經濟時代的城市競爭力,主要表現為資本、勞動力、工業原料的集聚、加工和交換的能力、交通便利的程度等;知識經濟時代的城市競爭力,則是在競爭和發展過程中,與其他城市相比較所具有的吸引、爭奪、擁有控制轉化人才資源以創造價值和占領市場的能力。一個企業要在激烈的市場競爭中生存發展,必須要有一個核心競爭力。城市同樣也如此。在城市之間的相互競爭中,引進企業核心競爭力(注:核心競爭力戰略理論基礎是基于資源(知識)的理論和企業能力理論,基于資源的理論是對美國多元化的大企業紛紛收縮戰線的現象反思的結果。美國多元化經營的大企業對各種產品市場無孔不入,但是各種產品之間往往沒有內在聯系,產品生產范圍過大曾經使得歐美的大企業在日本企業的攻勢面前節節敗退。與定位戰略研究內部因素時以涉及產品的各種活動為主不同,核心競爭力理論試圖深入到企業內部活動背后的邏輯性,從各種企業能力中尋找凝聚競爭力的藥方。)的概念,可以突出不同城市獨具的競爭力要素以及抓住城市發展的主要矛盾。
3城市核心競爭力理論的內涵
首先,城市核心競爭力理論認為,城市的環境變化較快,相對穩定均衡狀態存在的時間始終有明顯的限制。環境不僅正在經歷著明顯的變化,而且還不時會被劇烈的質變所突破。因此,該理論認為,應通過培養城市的核心競爭力使城市在變化的環境中立于不敗之地。
其次,城市核心競爭力理論的重心在于研究城市內部的因素,力求合理地組織城市內部的各種資源,以形成別的城市不易模仿的獨特的競爭能力。解決競爭力問題的中心策略是“應該培養什么樣的城市競爭力?”進一步的探討,將研究重心置于城市和外部環境之間的界面上,兼顧城市內外各種主要因素,使抓住轉瞬即逝的機會成為可能,成為一個對發展機遇時刻有準備的城市。
最后,城市核心競爭力理論講求的是努力超越自己過去成功的經驗和發展歷程。這對于我國正在經歷體制轉軌的大多數內地城市來說是尤為重要的。因為在傳統計劃經濟下,城市職能被扭曲了,其基本經濟活動主要是為了城市自身的正常運轉和滿足市民的日常需求。而不是為周邊甚至更廣闊的地理空間提供商品交易服務的平臺,城市更多地表述為“生活型”和“生產配套型”的職能。對這樣一些因國家定點而形成的大型生產基地相伴而生的城市,如果不從戰略上超越自身成功的“跑部錢進”項目定位的經歷,無疑會因無法適應市場經濟和全球化的競爭而急劇衰落。
4城市定位理論與城市核心競爭力理論的區別(表2)
表2城市定位理論與核心競爭力理論的比較
城市定位理論城市核心競爭力理論
理論來源城市組織經濟學基于資源(知識)的競爭
力理論
理論假設城市內外環境不確定性低,城市內外環境變化快,偶
組成環境和城市的單元之爾還有質變,不同的單元
間差異性小。單元的變化是異質的,這種異質性可
節奏基本相似同步持續較長時間
中心戰略問題定位在什么發展目標應該培養什么樣的城市組
織應變能力
戰略目標明確定位形成獨特的競爭力
戰略參照物競爭力城市自身(過去成功模式)
戰略步驟識別一個有吸引力的目標;確立一個戰略意愿或藍圖,
選擇一個有利的定位;采積累戰略資源和培養核心
用相應的保護性策略能力;在不同的環境和機
遇情況下,運用獨特的戰
略資源和核心能力進行爭奪
競爭優勢來源獨特而準確的目標定位獨特、不易模仿的戰略資
源和競爭能力
內在風險很難隨環境的變化迅速改培養戰略資源和競爭力對
變目標定位環境變化應有的適應性
5城市核心競爭力與城市綜合競爭力的區別
當前比較流行的稱謂是城市綜合競爭力的提法,與城市核心競爭力相比較,有以下區別:
(1)城市綜合競爭力作為一種概念的提出,體現了新的發展觀:發展不是簡單的經濟增長,它同時應該包括社會的全面進步、人類自身的解放與完善。城市的政治、社會、文化的發展包括精神文明、信息、道德、價值觀等等,都應是發展的應有之義。這些觀念應該說都是正確合理的,但如果我們將城市競爭力的探討與關于“發展”這樣的大課題混同起來,其結果只能使城市競爭力成為“什么都可以往里裝的大籮筐,”內涵過于復雜,體系十分龐雜。自然就難以抓住城市競爭力的主要矛盾。城市核心競爭力的概念并不否定社會、政治、人文等范疇對競爭力的影響,而是將它們的作用抽象歸納到那些對城市未來發展起到決定性作用,以及對城市捕捉發展機遇有直接影響的“人才資源”這樣的子系統之中了。
(2)城市綜合競爭力概念提出,文化的發展不僅為城市競爭力的提升提供精神動力和智力支持,而且也因創造經濟價值、增強城市服務功能和改善城市環境,而成為城市競爭力的重要組成部分。此外,文化還能塑造城市形象,成為體現城市競爭力的外在標志(注:參見:蒯大富:《一流文化塑一流城市》,文匯報,2001年11月12日第5版。)。這些提法無疑是正確的。但文化自身也是一個十分寬泛的概念。如果將其單獨列出來成為對城市競爭力獨立貢獻的分工或單一作用因子,則會造成重復計算。因為,就一個城市而論,其企業的組織方式、產權結構、市民的創新熱情、制度安排以及對人才的吸引能力等等,都無疑已經包含了文化的因素。就像蛋自質是構成人類的食品的基本要素那樣,如果我們在點菜時既點了魚肉,又點了蛋白質只會造成雙重付費而并不能增加營養。
(5)城市綜合競爭力的概念無疑能夠更廣泛地調動社會各界建設城市的積極性,使每個人都感到對增強競爭力做出了有益的貢獻,被認為是有利于形成“合力”。但也難免在實際上造成“競爭力平均主義”的傾向,既然各行各業、各層次的社會團體對城市競爭力的貢獻是“均等的”,就像城市定位理論所設想的“城市是由均質的因子”所組成,內外環境也是固定不變的。這一推論可以使得構成城市的每個子系統都認為自己是對競爭力貢獻的“核心”,當然更難以形成合力了。這恐怕也與計劃經濟的大鍋飯有著天然的聯系。而城市核心競爭力的概念則可以避免這一困境,各行各業圍繞幾項本城市獨具優勢又能適應外部競爭的核心能力團結協作
關鍵詞:現代制造技術;課程建設;教學改革
中圖分類號:G423
文獻標志碼:A
文章編號:1002-0845(2006)07-0018-02
一、現代制造技術的發展趨勢
機械制造業的生產發展規模經歷了從少品種、小批量到多品種大批量的轉變,資源配置從過去的勞動密集和設備密集向技術密集和知識密集的方向發展,生產方式也沿著手工、機械化、單機自動化、剛性流水自動化、柔性自動化、智能自動化的軌跡不斷進化。制造技術的發展增強了企業的生產能力和市場適應性,產品結構也走向多元化,產品性能大幅度提高。
當前,我國的經濟逐漸與國際接軌,國內企業大量采用現代制造技術參與國際競爭,因此形成了對掌握先進制造技術人才的巨大需求。隨著現代科學技術的進步,特別是隨著微電子技術、計算機技術、信息技術、現代管理技術、制造技術與機械制造技術的不斷融合,機械制造工業的面貌發生了很大的變化,相繼出現了數控機床、加工中心、柔性制造系統、集成制造系統、虛擬制造、敏捷制造、并行工程等許多先進的制造方法和生產模式,形成了現代制造技術體系。現代制造技術是傳統制造業不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源及現代管理等技術成果,并將其綜合應用于制造全過程,以實現優質、高效、低消耗、清潔、靈活生產,從而取得較理想的技術與經濟效果的制造技術的總稱。先進的制造技術是制造業的技術支柱,是一個國家科技水平、綜合國力的重要體現,制造技術的發展是經濟持續增長的根本動力。
二、現代制造技術發展的特點
1.貫穿制造全過程
傳統制造技術一般指加工制造的工藝方法,實際上只是制造全過程的一部分;而現代制造技術則貫穿了從市場預測、產品設計、采購、生產經營管理、制造裝配、質量保證、市場銷售、售后服務、報廢處理甚至回收再利用等整個制造過程,使整個制造過程成為一個大系統。
2.技術、管理、人員三者結合
現代制造技術已不是一個單純的技術問題,已發展為由技術支撐轉變為技術、管理、人員三者的有機集成,它強調更加靈活的組織管理模式,以使制造全過程達到優化運行。例如,一家企業要建立計算機集成制造系統,就必須首先對所有員工進行培訓,改變傳統的思維模式。而精良生產理論提出的市場驅動、需求牽引理念,強調用戶是核心,快速響應市場需求。
3.多學科交叉融合
傳統制造技術的專業、學科單一,不同專業之間界限分明;而現代制造技術的專業、學科之間不斷滲透、交叉、融合,其界限逐漸淡化甚至消失,這使得現代制造技術趨于系統化和集成化,并發展成為集機械、電子、材料和管理等技術于一體的新興交叉技術。如快速成型技術就是機械工程、CAD、數控、激光以及材料等技術交叉優化集成的結果。
4.支持可持續發展
資源、環境與人口是當今社會面臨的三大主要問題。現代制造技術強調優質、高效、低耗、清潔、靈活生產,它所倡導的綠色制造、清潔制造、生態工廠等新概念、新哲理,是支持可持續發展戰略的有力武器。
5.制造過程是個系統工程
機械制造過程是一種離散的生產過程,制造過程中的各個環節之間可以彼此關聯或不關聯。用系統論的觀點來分析和研究制造過程,就出現了制造系統的概念,并形成了現代制造系統工程學。制造系統由物質流系統、能量流系統和信息流系統三個基本要素組成。計算機技術、數控技術、微電子技術、傳感技術等的發展,促進了制造系統的形成和發展。
三、現代制造技術對教學改革的要求
由于現代制造技術不是指某項技術,而是一個綜合的系統技術,這對當前的教學內容、培養體系以及專業和學科間的交叉滲透提出了新的挑戰。拓寬專業、培養通才,是面向21世紀教學改革的一個重要內容。而教學計劃受學時數的限制,許多新的制造技術卻無法一一單獨安排,學生也難以自由選擇專業和課程,因此導致他們的知識面狹窄。
現代制造技術要求從業人員在掌握堅實的自然科學知識和寬廣的人文社會科學知識的基礎上,具有廣泛收集與處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析與解決問題的能力、組織管理能力、綜合協調能力、表達溝通能力和社會活動能力等,尤其是要求不斷增加創新能力和工程實踐能力。因此,急需加強教育與產業部門間的密切交流與合作。從某種意義上說,產學研結合的教育模式已成為提高教育質量、培養應用型人才的重要途徑。
目前,制造業產業結構調整的頻率和產品更新的周期不斷加快,知識失效的速度也明顯加快,工科畢業生知識的半衰期只有六年左右。因此傳統的一次性教育模式已不能適應新的時代要求,這對當前的培養模式與教育手段提出了新的要求。
為培養適應現代制造技術發展的高層次工程技術應用人才,必須適時調整機械制造技術類課程的體系結構和教學內容,使學生初步建立起與現代制造技術相適應的知識體系。學生除了具備機械制造技術基礎知識、專門知識和相關的職業技能外,還應該拓寬知識面,注重培養創新應用能力和綜合素質,提高畢業后對工作環境的專業適應性。
四、現代制造技術課程建設的基本思路
為適應機械制造及自動化和機電一體化專業課程設置調整的需要,通過對先進制造技術的主要內容進行綜合提煉,我們開設了現代制造技術這門課程,用以簡要地介紹現代制造領域的設計、制造、加工自動化和生產管理等技術,并展望了現代制造技術今后的發展趨勢。課程設置的目的是為了拓寬學生的知識面,培養他們對新技術的跟蹤適應能力,提高機械類各專業學生的就業能力。
現代制造技術課程建設的基本思路是:以現代制造技術的前沿性、綜合性、交叉性和適用性為原則,注重國內外新成果和新技術的采用,對與我國、特別是本地機械制造行業關系密切的關鍵技術作重點介紹,注重學科之間的交叉融合,從系統的角度介紹現代制造技術的內涵、特征、技術發展前沿和關鍵技術等內容。根據這個目標制定了以下四項具體目標:
(1)將各類相關課程之間進行最佳組合,實現課程設置科學化;(2)調整課程內容,實現課程知識結構的綜合化、教學內容的現代化;(3)改進教學方法和手段,實現教學手段的現代化,提高教學效果和質量;(4)拓寬學生的知識面,培養學生的創新意識,實現人才素質的優化。
五、現代制造技術課程體系建設的改革
現代制造技術包括三大主題技術群:主體技術群、支撐技術群和制造技術環境。這三大主題技術群不是彼此孤立的,它們之間有信息交換。傳統的課程體系生硬地將實際相互關聯的整體內容人為地分割切塊,這對于各門課程的學習而言,在保證知識的系統性、完整性、條理性、透徹性等許多方面,是有積極意義的。但現代制造技術的一個重要特征是學科間的內容不斷滲透、交叉、融合,界限逐漸淡化,技術也更趨于系統化和集成化,因此,現有體系造成了學生所掌握的知識是零碎散亂的,因而直接導致了學生綜合應用能力的欠缺。
為了應對現代制造技術迅猛發展帶來的挑戰,必須用先進的制造技術改造傳統學科,淡化專業劃分,加強素質教育。在教學計劃的安排上,提出了“努力保持傳統制造技術內涵,大力拓展現代制造技術外延”的總體設想,對舊的教學體系進行大刀闊斧的改革,在課程設置和內容上逐年調整,使傳統制造技術和現代制造技術兩條課程主線相互補充、相輔相成,使本專業畢業生既能較快地適應傳統制造業的需求,也能很好地跟蹤先進技術發展的趨勢,保持可持續發展的潛力。近幾年,機械制造各專業針對周邊地區機械行業發展的需要,不斷對傳統課程進行整合,大幅度壓縮學時,先后開出了機械CAD原理與應用、有限元法應用、機電一體化基礎、數控加工技術、測試技術、現代制造技術等系列課程。在教學內容和體系上逐步突破傳統的CAD和制造工藝教學,構建先進制造技術的知識體系。
雖然過去的教學體系改革中對許多單門課程的教學內容進行了局部優化,適時增加了相關的現代制造技術的一些零碎內容,但整個課程體系的整體框架并沒有結構性的變化。我們本著課程體系建設要與社會需求和工程技術發展水平相適應的原則,對現代制造技術進行了綜合與整合,制訂了新的教學計劃,擬定了新的教學大綱,將各種互相滲透和融合的相關技術集成為現代制造技術內容,安排40學時進行教學,
將眾多的現代制造技術整合成一門課,其難度是相當大的。為了將各項內容有機、有序地整合在一起,使學生具備先進制造技術的基礎知識,我們采用了宏觀整合和微觀整合的措施,使課程內容較好地反映本課程的宗旨。
宏觀整合是在總體結構上進行整合,解決相關章節的取舍和編排問題。我們把眾多的先進制造技術按照內容分類,進行整合,確定了按現代設計技術、現代制造工藝技術、制造自動化技術和系統管理技術等幾個方面分別介紹的總體結構。在內容的取舍上,我們主要考慮的是與現有課程的銜接,凡已有單獨安排的內容如數控技術、計算機輔助設計技術、有限元技術等不再講述,以避免重復。
教育思想觀念是人們對教育過程及活動的現象、本質、特點及其規律的理性認識。其表現形式就是各種教育觀點,如教學觀、質量觀、人才觀、教育觀、師生觀等。提升教育思想觀念是辦好高等職業教育的根本要求。社會變革和科技發展日新月異,以傳統的思想觀念來解決今天面臨的新形勢和新問題已經難以適應。同時,提升教育思想觀念是教育改革的前提,只有提升認識才能推進教育事業的發展。提升教育思想觀念不是原有思想觀念的輪回重復,而是要以科學發展觀為指導的變革和升華。近幾年來,唐山職業技術學院的建設和發展取得了歷史性的飛躍,辦學條件明顯改善,管理制度不斷完善,學科建設穩步加強,人才培養質量逐年提高。但是,隨著辦學的深入,也涌現出不少深層次的問題,競爭壓力也愈來愈大。思想是行動的先導,面臨新的形勢和新的壓力,如何提高辦學質量以應對未來發展的挑戰,需要我們廣大教職員工進一步更新高職教育思想觀念,在人才培養模式、教學管理模式、質量管理體系等各個方面探索創新改革之路。
二、提升教育思想觀念的架構
(一)基于社會需求的人才觀
以就業為導向的職業教育培養的是工作于生產、建設、服務和管理一線的高技能人才。職業教育工作者必須樹立滿足社會需求的人才培養觀念,為社會培養亟需的高技能人才。學生的智力類型不同,其成才的目標、方式、途徑也不同。高職院校的培養對象與普通高等院校的培養對象相比,在智能結構與智能類型方面存在著本質的區別。高職教育的培養對象是擅長形象思維的學生,培養的方向是技術型、技能型、技藝型人才。對高職院校學生智能類型的準確定位,有利于深入認識高職教育的特點,有利于增強學生成才的信心,有利于增強教師培養人才的決心。
(二)基于市場需求的專業觀
高職教育的專業不完全等同于普通教育學科,不側重于學科分類的學術性。它是對社會某一類職業群或崗位群所需技能、知識與態度的一種“科學編碼”,因此,高職教育本身就具備滿足社會需求的功能。以就業為導向的職業教育,更加迫切地要求專業設置必須基于市場對人才的需求,不然,無法實現學生就業。一些國家示范性高職院校辦學成功的實踐說明,只有敏銳地瞄準市場走勢,走在潮流的前面,大膽作出預測,早做準備,在專業設置上具有前瞻性,才能真正實現與社會需求合拍。
(三)基于崗位需求的課程觀
課程開發有兩個基本要素:其一是課程內容選擇的標準;其二是課程內容排序的標準。就業導向的職業教育,其課程內容取舍應以崗位需求的過程性知識為主、陳述性知識為輔,即以實際應用的經驗和策略的習得為主、以適度夠用的概念和原理的理解為輔。其課程內容的編排應按專業崗位所對應的典型職業工作順序或職業活動順序進行。
(四)基于能力培養的教學觀
以就業為導向的職業教育,學生作為學習的主體,要以獨立地計劃、獨立地實施與獨立地評估的行動方法,以師生及學生之間互動的合作行動為方式,獲得以專業能力、方法能力、社會能力整合后形成的行動能力。高職教育的教學方法,應采用項目教學法、案例教學法、仿真教學法、角色扮演教學法;教學內容的傳授,應采取理論與實踐整合的方式進行;教學場所應該采用多功能的一體化專業教室,即兼有理論教學、小組討論、實驗驗證和實際操作的教學地點。
(五)基于職業能力的評價觀
以就業為導向的職業教育的評價將發生由功利性向人本性的范式轉變。在評價過程中應注意實踐與理論結合。既要有以考核動作技能為主的操作考試,又要有以測試認知水平的知識考試,同時還要注意仿真與現場結合。既要在模擬的職業環境中考試,又要在真實的職業活動中考試,另外還要注意結果與過程結合。既要有以尺寸合格、功能正常為目的考試,重視結果的正確性;又要有以發現故障、排除故障為目的考試,重視過程的完整性。
三、唐山職業技術學院提升教育思觀念工程的實踐與探索
在國家大力發展職業教育的良好政策環境下,學院提出了創建省級示范性高職院校的戰略目標。實施了以“教育思想觀念提升工程”為引領的“八項工程”。
(一)創新專業設置觀念,依據市場需求靈活設置與調整專業
專業設置是社會需求與高職實際教學工作緊密結合的紐帶。學院按照市場和社會需求,大力深化教育教學改革,努力提高教育質量和辦學效益。面向環渤海區域發展和唐山科學發展示范區建設,創辦全國第一個動車組技術專業,重點建設了動車組技術、機電一體化技術(動車組電力電子技術方向)、生產過程自動化技術、口腔醫學技術等8個優勢專業和專業群,逐步形成了工、醫、農、經、文、管、法等7個專業大類協調發展、各具特色的建設局面。將教室、實習實訓室、生產廠交叉結合,形成網絡化、一體化的教學環境。為了保證教學質量,在實施過程中,主要采取項目教學、案例教學等模式,改革了考評體系,引進了現代教育技術,取得了顯著成效。培養的學生實踐能力強,上手快,能夠實現零距離上崗。
(二)提升課程建設觀念,采取校企合作方式開發核心課程
學院高等職業教育研究所深入系部開展調研工作,與系部領導和骨干教師進行交流,發現我院教師高職教育課程觀念還相對落后,許多教師非常渴望了解新的高職課程理論,但是缺少學習的渠道。為此,高教所先后邀請了我國著名的職業教育課程專家來我院進行課程開發講座,例如趙志群的“基于工作過程的課程開發”、徐國慶的“職業教育項目課程理論與開發”、戴士弘的“高職課程的能力本位項目化改造”和丁德全的“高職國家精品課程的建設和申報”等等。課程專家的講解不僅給學院廣大教師帶來了新的課程理念,強化了各專業的建設,完善了課程改革,更為我院的課程改革指明了方向。按照崗位技能的要求,以學生為主體,以素質教育為核心,各重點專業相繼邀請企業專家開展實踐專家訪談會,按照工作過程開發核心課程,依據職業崗位對知識、技能的要求重構了課程內容,實現了教學內容與工作過程要求的一致性,從而提高了學生崗位的就業能力。
(三)創新人才培養模式,構建高職特色職業能力訓練體系
學院堅持以服務為宗旨,以就業為導向,走產學結合發展道路,不斷深化人才培養模式改革。采取按崗教學、頂崗實習等教學形式,實施工學結合的“訂單式”人才培養,初步形成“校企互通、工學交融、德能俱進”人才培養模式,有效提高了人才培養質量,在唐山市乃至河北省機電、醫療、商貿、農林職業技術人才培養中占有重要地位,口腔醫學技術、護理等專業人才培養質量穩居全省前列。學生在歷年全國、河北省技能比賽中名列前茅,榮獲全國口腔工藝技術展評團體優勝獎、全國大學生英語大賽高職高專組特等獎、全國高校市場營銷大賽總決賽三等獎、首屆全國高職高專物流技能競賽河北賽區第三名、全國大學生數學建模大賽河北省賽區二等獎等省級以上技能競賽獎勵30多項。較高的人才培養質量保證了學院畢業生就業總量、結構和質量的顯著提升。