導(dǎo)語：如何才能寫好一篇機(jī)械設(shè)計工程師總結(jié)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關(guān)鍵詞：現(xiàn)代學(xué)徒制；機(jī)械設(shè)計；課程設(shè)計

2014年8月教育部提出在高職院校中開展“現(xiàn)代學(xué)徒制”的教學(xué)改革，深化產(chǎn)教融合、校企合作，進(jìn)一步完善校企合作育人機(jī)制，創(chuàng)新技術(shù)技能人才培養(yǎng)模式。[1]“學(xué)徒制”指以師傅帶徒工為主要形式，以某行業(yè)或職業(yè)的知識技能學(xué)習(xí)為內(nèi)容，徒工可因勞動獲得某種形式回報的職業(yè)教育形態(tài),[2]是企業(yè)本位、基于工作進(jìn)行學(xué)習(xí)的職業(yè)教育制度,它綜合了學(xué)歷職業(yè)教育和在職職業(yè)培訓(xùn)的優(yōu)點,是一種理想的職業(yè)教育形式。[3]該?！稒C(jī)械設(shè)計》教學(xué)團(tuán)隊在這方面做了積極的探索，并進(jìn)行了初步的應(yīng)用。

1“現(xiàn)代學(xué)徒制”在《機(jī)械設(shè)計》課程設(shè)計的研究和探索

該校經(jīng)過充分的調(diào)研提出了“崗位教學(xué)”的模式，該模式是指學(xué)生在進(jìn)行課程設(shè)計階段時，按照設(shè)計工程師的崗位職責(zé)將整個課程設(shè)計分為3個階段：方案論證、樣機(jī)設(shè)計、試制。方案論證階段：《機(jī)械設(shè)計》教學(xué)團(tuán)隊聘請合作企業(yè)的設(shè)計工程師一起進(jìn)行指導(dǎo)。在設(shè)計開始前，學(xué)校的教師和來自企業(yè)的設(shè)計工程師，一起同學(xué)生開展討論會議，幫助學(xué)生了解目前市場對某些產(chǎn)品的需求，引入“頭腦風(fēng)暴”展開充分討論，對其設(shè)計難度進(jìn)行整體把握。引導(dǎo)學(xué)生自己提出合理的、可實行的設(shè)計目標(biāo)，并初步確定設(shè)計方案，學(xué)生提交方案設(shè)計文稿。樣機(jī)設(shè)計階段：在上一段階段所確定的設(shè)計方案基礎(chǔ)上，根據(jù)校內(nèi)教師和來自企業(yè)的設(shè)計工程師的特點，對指導(dǎo)的內(nèi)容進(jìn)行分工。校內(nèi)教師指導(dǎo)學(xué)生資料準(zhǔn)備、資料查詢和理論計算方面的內(nèi)容，來自企業(yè)的設(shè)計工程師因其對市場的了解和豐富的設(shè)計經(jīng)驗，主要指導(dǎo)學(xué)生在設(shè)計過程中的標(biāo)準(zhǔn)件、緊固件選型以及對設(shè)計方案中零、部件的結(jié)構(gòu)工藝性優(yōu)化等方面的內(nèi)容。學(xué)生在校內(nèi)教師和設(shè)計工程師的指導(dǎo)下根據(jù)實際設(shè)計情況，調(diào)整和完善設(shè)計方案并完成設(shè)計，提交三維設(shè)計模型、平面加工CAD圖紙和設(shè)計計算書三項資料。試制階段：在該階段充分利用學(xué)校的“逆向工程實驗室”的3D打印機(jī)-FDM成型機(jī)，根據(jù)三維模型在校內(nèi)教師的指導(dǎo)下對上階段所建立的三維模型進(jìn)行打印制造，為后續(xù)裝配做好準(zhǔn)備。設(shè)計工程師在裝配環(huán)節(jié)中充分指導(dǎo)學(xué)生對產(chǎn)品進(jìn)行裝配，并對在裝配過程中出現(xiàn)的各種問題，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行手工修銼或者重新制造，直至完成整個產(chǎn)品裝配。校內(nèi)教師和設(shè)計工程師一起指導(dǎo)學(xué)生檢驗該設(shè)計方案是否達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)，并提出后續(xù)改進(jìn)的意見和建議。完成該階段內(nèi)容后學(xué)生需提交完整的產(chǎn)品、產(chǎn)品設(shè)計圖（三維模型和平面加工圖）、使用說明書、后續(xù)改進(jìn)方案和總結(jié)報告5項資料。

2“現(xiàn)代學(xué)徒制”在《機(jī)械設(shè)計》課程設(shè)計中的應(yīng)用

根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》教學(xué)團(tuán)隊所提出的“崗位教學(xué)”模式，在該學(xué)期“機(jī)制專業(yè)”的《機(jī)械設(shè)計》課程設(shè)計中應(yīng)用了該模式，制定出了適合于“崗位教學(xué)”模式的教學(xué)課時分配。按照上述課時分配，教學(xué)團(tuán)隊根據(jù)此次全國創(chuàng)新設(shè)計大賽的題目，提出了“手持式封口膠帶裝置”“多功能手機(jī)保護(hù)殼”等題目供實訓(xùn)學(xué)生參考，并指導(dǎo)學(xué)生查閱資料。分析現(xiàn)有類似產(chǎn)品的優(yōu)、缺點，學(xué)生提出對該產(chǎn)品的理解和分析。針對學(xué)生的理解和分析，提出產(chǎn)品功能性想法和設(shè)計方案。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生手繪總體方案草圖，然后利用SOLIDWORKS、CATIA或UG等三維造型軟件對零件進(jìn)行建模、裝配和投影平面圖，利用AUTOCAD軟件繪制加工用平面圖，并與指導(dǎo)教師一起進(jìn)行交叉校核、圖紙標(biāo)準(zhǔn)化檢查和審查。學(xué)生設(shè)計過程中的零件如圖1所示。通過檢查的設(shè)計方案，將其三維模型導(dǎo)出為STL文件格式后，利用3D打印設(shè)備，打印零件，并進(jìn)行裝配。

3結(jié)語

通過現(xiàn)代學(xué)徒制的“崗位教學(xué)”模式，在整個課程設(shè)計過程中，充分借助了來自企業(yè)的人力資源和經(jīng)驗，調(diào)動起學(xué)生的積極性和主動性。使學(xué)生親身經(jīng)歷整個設(shè)計過程，給學(xué)生留下深刻印象，并幫助學(xué)生將理論知識和實際操作進(jìn)行良好的銜接。取得了較好的教學(xué)效果和學(xué)生的好評，同時對現(xiàn)代學(xué)徒制在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中進(jìn)行了初步的探索和應(yīng)用。

作者:李慶 劉之舟 張進(jìn)春 單位:重慶電子工程職業(yè)學(xué)院

參考文獻(xiàn)：

[1]教育部關(guān)于開展現(xiàn)代學(xué)徒制試點工作的意見[EB/OL].教育部網(wǎng)站，2014.

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關(guān)鍵詞：卓越計劃；課程設(shè)計；校企合作；系統(tǒng)化設(shè)計

課程設(shè)計是教學(xué)中非常重要的實踐環(huán)節(jié)，它不僅僅是培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，提高實踐創(chuàng)新的能力 [1 ]，而且是學(xué)生將所學(xué)的專業(yè)理論知識應(yīng)用于實際的最佳途徑 [2 ]。然而，目前針對課程設(shè)計進(jìn)行改革實踐的研究并不多，大多集中在畢業(yè)設(shè)計改革上。課程設(shè)計是實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中最為關(guān)鍵的教學(xué)環(huán)節(jié)之一，在整個實踐教學(xué)中起到了承上啟下的作用，既是專業(yè)課程的綜合應(yīng)用，又是畢業(yè)設(shè)計的基礎(chǔ)和鋪墊。因此，課程設(shè)計要具有綜合性強(qiáng)和接近工程實際的特點，通過課程設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力及團(tuán)隊合作精神，實現(xiàn)符合產(chǎn)業(yè)需要的高素質(zhì)應(yīng)用型人才培養(yǎng)要求。因此，課程設(shè)計工程化改革已勢在必行，使其具有綜合性強(qiáng)和接近工程實際的特點。

一、 “卓越工程師”教育培養(yǎng)計劃

教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”是貫徹落實《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項目，也是促進(jìn)我國由工程教育大國邁向工程教育強(qiáng)國的重大舉措。該計劃旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才，為國家走新型工業(yè)化發(fā)展道路、建設(shè)創(chuàng)新型國家和人才強(qiáng)國戰(zhàn)略服務(wù) [3 ]?！白吭接媱潯本哂腥齻€特點： 一是行業(yè)企業(yè)深度參與培養(yǎng)過程；二是學(xué)校按通用標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程人才；三是強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。

在中國從制造大國向制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，工科院校創(chuàng)建以培養(yǎng)機(jī)械類卓越工程師為導(dǎo)向的教育模式，更加強(qiáng)化了學(xué)生的服務(wù)企業(yè)的工程意識及工程素質(zhì) [4 ]。

二、教育理念的深刻變革

結(jié)合學(xué)校辦學(xué)定位和人才培養(yǎng)目標(biāo)定位，我校在實踐中凝煉出“大德育、大工程、大實踐”（簡稱“三大”）教育理念，其中，“大德育”是先導(dǎo)，體現(xiàn)做人的素質(zhì)，“大工程”是背景，體現(xiàn)社會需求，“大實踐”是核心，體現(xiàn)做事的能力 [5，6 ]。

“三大”教育理念要在課程設(shè)計中加以落實，使卓越工程師培養(yǎng)與課程設(shè)計更好地結(jié)合，是應(yīng)用型本科院校不可忽視的重要問題。課程設(shè)計要面向社會需求，核心是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新和工程實踐能力，確保知識、能力、素質(zhì)的綜合發(fā)展，把學(xué)生能力培養(yǎng)貫穿到課程設(shè)計的全過程中。

三、課程設(shè)計依托校企合作

目前多數(shù)學(xué)校都在一定規(guī)模進(jìn)行校企合作，且多集中在畢業(yè)設(shè)計階段。在近幾年畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)過程中，我們發(fā)現(xiàn)多數(shù)學(xué)生的機(jī)械專業(yè)基礎(chǔ)知識還比較扎實，但工程素質(zhì)較差，對性能指標(biāo)的要求、成本控制等沒有概念，僅僅局限于要求功能的實現(xiàn)，這是不滿足“卓越工程師”培養(yǎng)計劃要求的。

我校作為黑龍江省唯一一所以礦業(yè)工程為特色的本科院校，立足“大礦業(yè)”特色，根據(jù)專業(yè)特色加強(qiáng)與煤礦企業(yè)的聯(lián)系，與黑龍江省四大礦業(yè)集團(tuán)都建立了多方位的人才培養(yǎng)基地。通過與雞西煤礦機(jī)械有限公司合作，成功申報了國家級工程實踐教育基地。工程實踐教育基地的建設(shè)和發(fā)展為實踐教學(xué)改革提供有力的保障。在制定課程設(shè)計規(guī)范和要求時，聘請企業(yè)的專家和技術(shù)人員共同擬定符合社會需求的，體現(xiàn)應(yīng)用性和創(chuàng)新性的課程設(shè)計文件規(guī)范。

選擇和適當(dāng)簡化企業(yè)的真實項目，引入課程設(shè)計，開發(fā)出一系列與生產(chǎn)實際緊密相關(guān)的課程設(shè)計題目，實現(xiàn)實踐教學(xué)與企業(yè)接軌，要求學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)全面的調(diào)研和分析，確定設(shè)計方案。

四、系統(tǒng)化的設(shè)計原則

課程設(shè)計采取小組分工形式，組內(nèi)成員分別調(diào)研后討論，確定總體設(shè)計方案，再由組長根據(jù)組內(nèi)成員的特長進(jìn)行局部計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計等的分工，每個小組成員之間的工作都是相互關(guān)聯(lián)的，這樣達(dá)到互相監(jiān)督、共同進(jìn)步的目的。同時也培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊合作意識和互幫互助的工作作風(fēng)。

對于礦山機(jī)械課程設(shè)計，分為提升運輸機(jī)械設(shè)計、采掘機(jī)械設(shè)計和礦井通風(fēng)機(jī)械設(shè)計三部分，學(xué)生根據(jù)個人興趣和就業(yè)意向選擇其中的一部分進(jìn)行設(shè)計。例如進(jìn)行礦井提升設(shè)備選型時，要求學(xué)生對當(dāng)前礦井所用的提升設(shè)備進(jìn)行調(diào)查，吸取實踐經(jīng)驗以改進(jìn)設(shè)計工作。做設(shè)計要有發(fā)展的觀點，既要考慮到當(dāng)前，也要考慮到長遠(yuǎn)。對于主提升設(shè)備，一般對第一水平要留有20%左右的富余能力。另外在選型設(shè)計時往往要提出幾個方案進(jìn)行比較。再如順槽帶式輸送機(jī)的選型設(shè)計，首先應(yīng)清楚順槽運輸多為幾臺帶式輸送機(jī)搭接運輸，所以必須根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，即按要求的輸送能力并考慮各臺設(shè)備之間搭接轉(zhuǎn)載運輸時結(jié)構(gòu)及尺寸上的要求，合理地確定每臺帶式輸送機(jī)的形式及鋪設(shè)長度。原則是設(shè)備投資及運轉(zhuǎn)費用最少，即最經(jīng)濟(jì)同時也要便于管理。井下電機(jī)車運輸選型設(shè)計，應(yīng)考慮運輸量、采煤方法，裝煤點集中、貯煤量大和運距較長時，應(yīng)選用較大噸位的機(jī)車，否則選用小噸位機(jī)車。另外還考慮運輸人員、材料和線路維修等業(yè)務(wù)配備小噸位機(jī)車。本課程設(shè)計包括選型計算和繪圖兩部分，學(xué)生可按設(shè)計任務(wù)書中給定的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。繪圖部分，如提升機(jī)房布置圖、機(jī)房布置形式及帶式輸送機(jī)裝置圖可參考相關(guān)手冊選用，并結(jié)合調(diào)研情況進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計。設(shè)計及計算步驟力爭完整、清晰、簡潔，圖紙繪制符合制圖標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)要求。

對于液壓傳動課程設(shè)計，考慮學(xué)時及設(shè)計工作量，將典型液壓系統(tǒng)的設(shè)計分解為總體設(shè)計和典型的液壓元件的選型和設(shè)計。將學(xué)生分成幾個小組，組內(nèi)成員協(xié)作完成整個課程設(shè)計內(nèi)容。其中液壓缸是液壓傳動中的典型的應(yīng)用最廣泛的元件，因此每組內(nèi)都要求有液壓缸的設(shè)計計算和繪圖。液壓缸是液壓傳動的執(zhí)行元件，它與主機(jī)及主機(jī)的工作結(jié)構(gòu)有著直接的聯(lián)系。不同的機(jī)型和工作機(jī)構(gòu)對液壓缸則有不同的工作要求。因此在設(shè)計液壓缸之前，首先應(yīng)了解主機(jī)的用途和工作條件、工作機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點、負(fù)載值、速度、行程大小和動作要求、液壓系統(tǒng)所選定的工作壓力和流量等作為設(shè)計原始依據(jù)的主要內(nèi)容，這就要求學(xué)生在設(shè)計前充分到企業(yè)和生產(chǎn)實際中了解和分析總結(jié)。

五、課程設(shè)計改革實踐效果

經(jīng)過對我校機(jī)械工程學(xué)院兩屆學(xué)生進(jìn)行課程設(shè)計改革試點，發(fā)現(xiàn)多數(shù)同學(xué)能夠按照指導(dǎo)教師要求深入企業(yè)，詳細(xì)調(diào)研，全面分析，確定出合理的設(shè)計方案。計算內(nèi)容完整，圖紙繪制規(guī)范。這期間，企業(yè)教師的指導(dǎo)起到了非常關(guān)鍵的作用，他們將設(shè)計經(jīng)驗無私地告訴學(xué)生，使學(xué)生少走了許多彎路。學(xué)生由循序漸進(jìn)地完成一個系統(tǒng)設(shè)計，掌握了系統(tǒng)設(shè)計思路，大大提高學(xué)生綜合設(shè)計能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹賀，孫月華，趙存友等. 機(jī)械設(shè)計專業(yè)創(chuàng)新訓(xùn)練體系的構(gòu)建與實踐[J].實驗技術(shù)與管理，2011，7：171～173.

[2]劉波粒，劉澤軍. 淺析本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）質(zhì)量滑坡的原因及其對策[J].中國高教研究，2007，7：89～90.

[3]教育部啟動實施“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃” ――面向工業(yè)界、面向世界、面向未來，培養(yǎng)卓越工程師后備人才[J].中國大學(xué)教學(xué)，2010，7：4～5.

[4]吳雪峰，薛銅龍. 基于卓越工程師培養(yǎng)計劃的“機(jī)械設(shè)計”課程設(shè)計改革[J]. 中國電力教育，2013，13：107～108.

篇3

【關(guān)鍵詞】機(jī)械設(shè)計；設(shè)計創(chuàng)新；創(chuàng)新方法

引言

科技的發(fā)展和進(jìn)步離不開創(chuàng)新精神，在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域同樣如此。文章對現(xiàn)代機(jī)械的特點進(jìn)行了介紹，并對國內(nèi)機(jī)械設(shè)計的創(chuàng)新方法進(jìn)行了深入細(xì)致的分析和探討，希望能夠起到一定的參考借鑒作用。

一、機(jī)械自動化的定義

對于現(xiàn)代機(jī)械的定義，因為研討的視點不一樣，進(jìn)而給出不一樣的定義。例如美國機(jī)械工程師協(xié)會，在1984 年將其定義為：“現(xiàn)代機(jī)械就是經(jīng)過計算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)和諧與控制的機(jī)械和（或）機(jī)電部件彼此聯(lián)系的體系，該體系可以完結(jié)機(jī)械力、運動和能量流等動力學(xué)任務(wù)”。而世界機(jī)器與組織理論聯(lián)合會將現(xiàn)代機(jī)械定義為：機(jī)電一體化是精細(xì)機(jī)械工程、電子控制和體系思維在產(chǎn)品設(shè)計和制造過程中的協(xié)同聯(lián)系。

二、現(xiàn)代機(jī)械特點

1、性能較高結(jié)構(gòu)簡單

與傳統(tǒng)機(jī)械不同的是，現(xiàn)代機(jī)械具有較高的性能，其結(jié)構(gòu)也越來越簡單，功能變更更加容易、方便。隨著技術(shù)的發(fā)展，設(shè)計方法變得多樣化，作為設(shè)計人員，可以將多種技術(shù)進(jìn)行融合，最終實現(xiàn)現(xiàn)代機(jī)械的綜合利用。并通過不同的角度和切入點，使現(xiàn)代機(jī)械具有更加科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)，順應(yīng)時展的需求。

2、成本降低效率提高

現(xiàn)代機(jī)械的成本大幅度降低，因此能夠獲得更多的效益，節(jié)省人力、物力、財力。同時現(xiàn)代機(jī)械的效率也獲得提高，縮短了工作時間。對于工作成果的展示更加清晰和明確，使現(xiàn)代機(jī)械使用人員對于工作成果可以進(jìn)行較為直觀的理解和感受。在產(chǎn)品質(zhì)量上也獲得提高，工作整體質(zhì)量得以提升。

三、現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計方法概論

1、現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新理論

現(xiàn)代機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計是一種實踐活動，以理論知識和實踐知識為基礎(chǔ)，充分發(fā)揮設(shè)計者的想象力和創(chuàng)造力，合理運用已有的科技成果和技術(shù)手段，使得設(shè)計出來的產(chǎn)品更加具有實用性、創(chuàng)造性。現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計已成為一個龐大的學(xué)科，種類和結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，功能更加多樣化。機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新理論是指在機(jī)械設(shè)計學(xué)理論的基礎(chǔ)上，聯(lián)系并緊密結(jié)合認(rèn)識哲學(xué)、認(rèn)識科學(xué)、思維科學(xué)、設(shè)計方法學(xué)、發(fā)明學(xué)、創(chuàng)造學(xué)等相關(guān)學(xué)科中的有益成分，凝結(jié)設(shè)計人員的聰明才智，并且運用系統(tǒng)科學(xué)、信息科學(xué)、計算機(jī)技術(shù)等技術(shù)手段，融合美學(xué)原理，設(shè)計出對國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步有價值的產(chǎn)品。

2、機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新內(nèi)涵

機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新可以通過多種方式實現(xiàn)，較為常用的是提高機(jī)械產(chǎn)品的性能以及優(yōu)化產(chǎn)品的技術(shù)特性，如適應(yīng)性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性等指標(biāo)。此外，也可以設(shè)計全新的機(jī)械產(chǎn)品來實現(xiàn)創(chuàng)新。隨著社會的發(fā)展，科技的進(jìn)步，舊的設(shè)計思維和設(shè)計方式已不能適應(yīng)現(xiàn)代設(shè)計的需求，機(jī)械設(shè)計需要具有獨創(chuàng)性、實用性、突破性和聯(lián)動性。獨創(chuàng)性，即打破傳統(tǒng)的設(shè)計模式和設(shè)計理念，采用科學(xué)合理的全新的方案和組合。實用性，即機(jī)械設(shè)計的創(chuàng)新應(yīng)具有針對性，滿足市場的需求，具有合理的功能，易于生產(chǎn)，使用方便。突破性，即轉(zhuǎn)變原有的思維方式，不局限于機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域自身，而是擴(kuò)展到其他領(lǐng)域，并從中獲取靈感，為機(jī)械設(shè)計提出新的原理，開拓新的局面。

3、開展現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新的意義

現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新的研究成果，運用到生產(chǎn)實際將帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，同時其具有的學(xué)術(shù)價值更是不容忽視的，對于機(jī)械設(shè)計行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的意義，是其發(fā)展的根本動力。機(jī)械設(shè)計產(chǎn)品所體現(xiàn)出來的并不僅僅是科學(xué)技術(shù)的運用與實現(xiàn)，更是設(shè)計者思維方式的反映。設(shè)計者在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計的過程中，其思維方式也不斷地獲得提高。同樣設(shè)計者的思維方式融入到產(chǎn)品的設(shè)計中，使產(chǎn)品更加具有人性化的特征。在兩者的相互作用下，使得機(jī)械設(shè)計作品更具實用性和可操作性，向著集約化、自動化、智能化的方向發(fā)展?，F(xiàn)代化的創(chuàng)新力量不斷涌入，必將促進(jìn)機(jī)械設(shè)計的發(fā)展，使機(jī)械產(chǎn)品更加充滿生機(jī)和活力。

四、國內(nèi)外機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新的方法研究

1、國內(nèi)機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新方法

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，對于機(jī)械產(chǎn)品無論從質(zhì)量上還是從精度上都有了更高的要求，機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域也產(chǎn)生了重大的突破，取得了令人矚目的成果。先進(jìn)的設(shè)計理論和設(shè)計方法不斷涌現(xiàn)，在傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計方法的基礎(chǔ)上獲得了進(jìn)展。機(jī)械設(shè)計是十分復(fù)雜的過程，涉及到的知識和理論也非常復(fù)雜，在設(shè)計過程中會遇到各種各樣的問題，然而在我國的科研工作者和機(jī)械設(shè)計人員堅持不懈的努力下，豐富了機(jī)械設(shè)計的理論，積累了寶貴的實踐經(jīng)驗，對于機(jī)械設(shè)計中出現(xiàn)的問題，已經(jīng)能夠很好地進(jìn)行解決。高科技及先進(jìn)理論的引進(jìn)使設(shè)計過程得以簡化，為機(jī)械設(shè)計的發(fā)展作出重要的貢獻(xiàn)。當(dāng)前，計算機(jī)輔助設(shè)計、系統(tǒng)化設(shè)計、局部或全局性設(shè)計等創(chuàng)新方法已獲得廣泛的應(yīng)用。

2、國外機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新方法

相對于國內(nèi)的機(jī)械設(shè)計創(chuàng)新，國外的創(chuàng)新研究開始的較早，并取得了一定的研究成果，目前應(yīng)用得較為廣泛有以下三種。普適設(shè)計理論是在傳統(tǒng)設(shè)計方法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，起源于德國，通過將現(xiàn)有設(shè)計方法進(jìn)行總結(jié)和規(guī)范，形成具體的設(shè)計規(guī)則模型，根據(jù)既有的經(jīng)驗，設(shè)計和構(gòu)建能量的輸出和輸入環(huán)節(jié)，進(jìn)而將機(jī)械設(shè)計的功能結(jié)構(gòu)具體化。公理化設(shè)計理論方法則是在決策的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，起源于美國，使科學(xué)決策和系統(tǒng)理論相結(jié)合，與普世理論相同的是，功利化設(shè)計方法同樣注重于經(jīng)驗的積累，最終形成以法律公則和科學(xué)方法為基礎(chǔ)的創(chuàng)新方法。公理化設(shè)計理論的優(yōu)勢在于能夠優(yōu)化和完善較為復(fù)雜的機(jī)械設(shè)計，其設(shè)計效果也比較令人滿意。三次設(shè)計法理論主要包括系統(tǒng)設(shè)計、參數(shù)設(shè)計、容差設(shè)計幾個方面，起源于日本，近幾年獲得了較為廣泛的應(yīng)用。這種方法是目前較為先進(jìn)的設(shè)計方法，準(zhǔn)確率和效率都有所提高，機(jī)械設(shè)計的整個過程可以很快的完成，充分體現(xiàn)了高質(zhì)、高效、方便、快捷的特性。

3、培養(yǎng)機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計思維

在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計的過程中，創(chuàng)新思維方式的培養(yǎng)非常重要。這是因為機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計是極具創(chuàng)造性的工作，作為設(shè)計人員，在提高自身知識水平和能力的同時，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神的思維方式尤為重要。對于機(jī)械設(shè)計工作應(yīng)以全新的視角來看待，突破傳統(tǒng)的設(shè)計方法和思維模式，廣開新思路，探索新方法、新技巧，運用先進(jìn)設(shè)計手段，使原有的設(shè)計更加完善或者創(chuàng)造出全新的設(shè)計作品。

結(jié)束語

與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計相比，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計具有自身設(shè)計新理念和新思路。而現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計離不開創(chuàng)新思維，創(chuàng)新思維是社會發(fā)展的源泉，是現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計中重要的組成部分。機(jī)械設(shè)計人員只有樹立創(chuàng)新思維的理念，并結(jié)合自身豐富的實踐經(jīng)驗和扎實的理論知識，同時充分利用現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)的優(yōu)勢，發(fā)揮主觀能動性，才能夠設(shè)計出滿足人們對于產(chǎn)品越來越高的要求，從而促進(jìn)我國現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]許鴻艷.討論現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計的方法及研究進(jìn)展[J].湖南農(nóng)機(jī)，2013，40（5）：55-57.

篇4

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計；傳統(tǒng)技術(shù)；現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)；可靠性設(shè)計

中圖分類號：F407.42 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

機(jī)械設(shè)計是根據(jù)使用要求對機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、方法等進(jìn)行構(gòu)思、分析和計算,并將其轉(zhuǎn)化為具體的描述以人為制造依據(jù)的工作過程。機(jī)械設(shè)計是機(jī)械工程的重要組成部分,是決定機(jī)械性能的最主要的因素。設(shè)計工作的質(zhì)量,直接關(guān)系到機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量性能、研究周期和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益等。常規(guī)設(shè)計技術(shù)是以經(jīng)驗總結(jié)為基礎(chǔ),運用力學(xué)和數(shù)學(xué)形成的公式、圖表、手冊等作為設(shè)計的依據(jù),通過經(jīng)驗公式、近似系數(shù)或類比等方法進(jìn)行設(shè)計,是一種直覺設(shè)計、經(jīng)驗設(shè)計和靜態(tài)設(shè)計,它目前已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足產(chǎn)品的功能和市場需求?，F(xiàn)代設(shè)計技術(shù)是以電子計算機(jī)為手段,以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),建立在現(xiàn)代管理技術(shù)之上,運用工程設(shè)計的新理論和新方法,實現(xiàn)計算結(jié)果最優(yōu)化,設(shè)計過程高效化和自動化的設(shè)計技術(shù)，是一種定量的、動態(tài)的和科學(xué)的設(shè)計技術(shù)。

1 常規(guī)設(shè)計技術(shù)及應(yīng)用

《機(jī)械原理》及《機(jī)械設(shè)計》教材主要講述的是常規(guī)設(shè)計技術(shù)，是學(xué)習(xí)、應(yīng)用、發(fā)展現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的基礎(chǔ)。

1.1 理論設(shè)計

根據(jù)長期總結(jié)出來的設(shè)計理論和實驗數(shù)據(jù)所進(jìn)行的設(shè)計稱為理論設(shè)計?，F(xiàn)以簡單受拉桿件的強(qiáng)度設(shè)計為例來討論理論設(shè)計的概念。設(shè)計強(qiáng)度計算式為 R≤RlimS或 FA≤RlimS

式中:F ——作用于拉桿上的外載荷；

A——拉桿橫截面面積;

Rlim——拉桿材料的極限應(yīng)力；

S——設(shè)計安全系數(shù)。

可以利用上面公式直接求解桿件必須的橫截面積，也可以按其他方法先初步設(shè)計桿件的橫截面尺寸，然后用強(qiáng)度計算公式去校核。由于實際情況復(fù)雜多變，若安全系數(shù)選擇過大，則產(chǎn)品傻、大、粗；若安全系數(shù)過小，則很難保證安全性。

1.2 經(jīng)驗設(shè)計

根據(jù)對某類零件已有的設(shè)計與使用實踐而歸納出的經(jīng)驗關(guān)系式，或根據(jù)設(shè)計者個人的工作經(jīng)驗用類比的辦法所進(jìn)行的設(shè)計叫經(jīng)驗設(shè)計。這對那些使用要求不大變動而結(jié)構(gòu)形狀已典型化的零件，是很有效的設(shè)計方法。例如箱體、機(jī)架、傳動零件的各結(jié)構(gòu)要素等。隨著設(shè)計產(chǎn)品的技術(shù)系統(tǒng)越來越復(fù)雜，技術(shù)含量不斷提高，產(chǎn)品更新發(fā)展速度加快，經(jīng)驗類比的設(shè)計方法已不能滿足市場需要。

1.3 模型實驗設(shè)計

對于一些尺寸巨大而結(jié)構(gòu)又很復(fù)雜的重要零件，尤其是一些重型整體機(jī)械零件，為了提高設(shè)計質(zhì)量，可采用模型實驗設(shè)計的方法。即把初步設(shè)計的零、部件或機(jī)器做成小模型或小尺寸樣機(jī)，經(jīng)過實驗的手段對其各方面的特性進(jìn)行檢驗，根據(jù)實驗結(jié)果對設(shè)計進(jìn)行逐步的修改，從而達(dá)到完善。這個設(shè)計方法費時、昂貴，因此一般用于特別重要的設(shè)計中。

2 現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)

2.1 最優(yōu)化設(shè)計

最優(yōu)化設(shè)計是機(jī)械設(shè)計中的一種嶄新的現(xiàn)代化設(shè)計方法，它將機(jī)械設(shè)計問題抽象成為一個最優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型，即根據(jù)機(jī)械設(shè)計理論建立起滿足設(shè)計有求的數(shù)學(xué)表達(dá)式，利用率數(shù)學(xué)中的最優(yōu)化方法，對這個數(shù)學(xué)模型求解，即選用適當(dāng)?shù)淖顑?yōu)化方法利用電子計算機(jī)自動尋找最優(yōu)方案。

2.2 有限元設(shè)計 FED

有限元分析技術(shù)是最重要的工程分析之一，是 20 世紀(jì) 60年展起來的新的數(shù)值計算方法。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，有限元設(shè)計在各個工程領(lǐng)域中不斷得到深入的應(yīng)用。它不僅能用于工程中復(fù)雜的非線行問題、非穩(wěn)態(tài)問題的求解，而且還可用于工程設(shè)計中進(jìn)行復(fù)雜結(jié)構(gòu)的靜態(tài)和動力分析，并能準(zhǔn)確地計算形狀復(fù)雜零件的應(yīng)力分布和變形，成為復(fù)雜零件強(qiáng)度和剛度計算的有力分析工具。有限元法的基本思想是將結(jié)構(gòu)離散化，用有限個容易分析的單元來表示，單元之間通過有限個節(jié)點相互連接，然后根據(jù)變形協(xié)調(diào)條件綜合求解。由于單元的數(shù)目是有限的，節(jié)點的數(shù)目也是有限的，所以稱為有限元法。這種方法靈活性很大，只要改變單元的數(shù)目，就可以使解的精確度改變，得到與真實情況無限接近的解。有限元法的基本理論要用到工程數(shù)學(xué)，力學(xué)等方面的知識。它不僅能用于工程中復(fù)雜的非線性問題、非穩(wěn)態(tài)問題的求解，而且還可用在工程設(shè)計中進(jìn)行復(fù)雜結(jié)構(gòu)的靜態(tài)和動力分析。對于一個應(yīng)用工程師來說，他的目的是應(yīng)用有限元法去求解各種工程問題，國內(nèi)外已研制了許多成熟的大型有限元分析軟件，如:SAP、AD INA、ANSYS、Ideas等。這些軟件使用極其方便，不需要對有限元法進(jìn)行很深入的了解，便可應(yīng)用這些軟件求解實際工程問題。有限元法在機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用，使產(chǎn)品設(shè)計產(chǎn)生革命性的變化，理論設(shè)計代替了經(jīng)驗類比設(shè)計。

2.3 可靠性設(shè)計

可靠性設(shè)計是近幾十年發(fā)展起來的一門新興學(xué)科，從 20世紀(jì) 60 年代以來逐漸進(jìn)入機(jī)械工程領(lǐng)域。零件的可靠性設(shè)計是指在規(guī)定的時間內(nèi)，規(guī)定的條件下，完成規(guī)定功能的能力。可靠性設(shè)計（Reliability Design）是以概率論和數(shù)理統(tǒng)計為理論基礎(chǔ)，以失效分析、失效預(yù)測及各種可靠性試驗為依據(jù)，以保證產(chǎn)品的可靠性為目標(biāo)的現(xiàn)代設(shè)計方法。

2.4 模糊設(shè)計

模糊設(shè)計師將模糊數(shù)學(xué)知識應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計中的一張方法。隨著科技的深入發(fā)展，需要設(shè)計的結(jié)構(gòu)越來越大、也越來越復(fù)雜，設(shè)計中涉及的變量越來越多且變量間的關(guān)系也越來越復(fù)雜，這些變量中存在大量的模糊現(xiàn)象，許多情況下并不能精確描述所設(shè)計的產(chǎn)品。在設(shè)計中除了識別“非此即彼”的精確現(xiàn)象，還能識別“亦彼亦此”的模糊現(xiàn)象。如希望設(shè)計出的機(jī)械產(chǎn)品“使用壽命較長”“、承載能力較強(qiáng)”就屬于模糊現(xiàn)象。這就要求采用模糊數(shù)學(xué)的方法來解決這些問題。在機(jī)械設(shè)計中，一般將模糊技術(shù)與其他設(shè)計方法向結(jié)合，對機(jī)構(gòu)進(jìn)行研究。如利用模糊綜合評判進(jìn)行接卸制造、機(jī)械設(shè)計參數(shù)、傳動方案等的優(yōu)化選擇；將模糊技術(shù)與可靠性技術(shù)相結(jié)合，形成了模糊可靠性、模糊優(yōu)化設(shè)計、模糊可靠性優(yōu)化等方法。

3 機(jī)械設(shè)計技術(shù)的發(fā)展趨勢

隨著科技的飛速發(fā)展，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，產(chǎn)品的科技含量和性價比不斷提高，世界范圍內(nèi)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)實力的競爭日益激烈，企業(yè)要在不斷變化的產(chǎn)品需求和激烈的市場競爭中立于不敗之地，就要不斷地改進(jìn)設(shè)計理念，使用先進(jìn)設(shè)計制造技術(shù)，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，提高生產(chǎn)率，生產(chǎn)出符合用戶需求的高科技產(chǎn)品，這也是現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的發(fā)展方向。

具體來說現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)的發(fā)展趨勢主要有：

（1）設(shè)計將從產(chǎn)品質(zhì)量成本第一的競爭策略轉(zhuǎn)向快速響應(yīng)市場的競爭策略；

（2）設(shè)計將從滿足產(chǎn)品功能屬性向同時滿足生態(tài)與環(huán)境屬性發(fā)展;

（3）設(shè)計將從需求的同時面向制造和經(jīng)營管理發(fā)展；

（4）設(shè)計將從傳統(tǒng)的串行向并行工作模式、協(xié)同工作方式發(fā)展；

（5）設(shè)計將使人們從設(shè)計過程數(shù)字化中逐步確立主動地位，激發(fā)主動創(chuàng)造性。順應(yīng)此趨勢，目前主要研究和應(yīng)用的現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)有:設(shè)計方法學(xué)、優(yōu)化設(shè)計、可靠性設(shè)計、有限元設(shè)計、動態(tài)設(shè)計、計算機(jī)輔助設(shè)計、工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計、摩擦學(xué)設(shè)計、模型試驗設(shè)計、創(chuàng)新設(shè)計、模塊化設(shè)計、三次設(shè)計、反求工程設(shè)計、價值工程設(shè)計、智能工程設(shè)計、并行工程等。

4 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、計算機(jī)的廣泛應(yīng)用，設(shè)計方法和手段發(fā)生了很大變化，科學(xué)的新成就不斷豐富、充實著機(jī)械設(shè)計的思想、理論、方法和手段，促進(jìn)了機(jī)械設(shè)計的變革、創(chuàng)新和發(fā)展，使現(xiàn)代化設(shè)計技術(shù)面貌一新。廣大工程技術(shù)人員應(yīng)不斷更新設(shè)計思維，采用現(xiàn)代設(shè)計技術(shù)，真正提高產(chǎn)品的設(shè)計水平和市場競爭力。

參考文獻(xiàn)：

[1] 覃文潔，程 穎.現(xiàn)代設(shè)計方法概論[M ].北京：北京理工大學(xué)出版社，2007.

篇5

1.機(jī)械自動化產(chǎn)生及定義

在1971年日本的《機(jī)械設(shè)計》雜志副刊上刊登了機(jī)電一體化這一名詞，隨著機(jī)電一體化的發(fā)展而被廣泛的應(yīng)用。美國機(jī)械工程師協(xié)會于1984年為現(xiàn)代機(jī)械下了如下定義：“由計算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)與控制的，用于完成包括機(jī)械力、運動和能量流等動力學(xué)任務(wù)的機(jī)械和（或）機(jī)電部件相互聯(lián)系的系統(tǒng)”。20世紀(jì)90年代國際機(jī)器與機(jī)構(gòu)理論聯(lián)合會，給出了這樣的定義，機(jī)電一體化是精密機(jī)械工程、電子控制和系統(tǒng)思想在產(chǎn)品設(shè)計、制造過程中的協(xié)同結(jié)合。

2.機(jī)械自動化在生產(chǎn)制造中的應(yīng)用現(xiàn)狀

機(jī)械自動化技術(shù)實現(xiàn)機(jī)械自動化的理論基礎(chǔ)是控制理論。控制理論是解決當(dāng)今具有挑戰(zhàn)性的社會生產(chǎn)與科技研究問題發(fā)揮了重要作用，是實現(xiàn)自動化控制的理論基礎(chǔ)，其發(fā)展及應(yīng)用將徹底改變?nèi)祟悅鹘y(tǒng)生產(chǎn)、生存、生活和管理模式。機(jī)械自動化生產(chǎn)應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下方面。

2.1.生產(chǎn)自動化自動化的機(jī)械制造加工系統(tǒng)，可以自動持續(xù)進(jìn)行重復(fù)工序的循環(huán)，同時還可以自動裝卸機(jī)械組件。

2.2.信息自動化包括計算機(jī)輔助設(shè)計、輔助制造以及產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理等。計算機(jī)輔助設(shè)計是指通過計算機(jī)的圖形設(shè)計軟件及設(shè)備，輔助工程師進(jìn)行機(jī)械部件及構(gòu)造的設(shè)計工作；產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)管理是對計算機(jī)設(shè)計、生產(chǎn)制造過程中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行系統(tǒng)化管理。

2.3.設(shè)備裝配自動化設(shè)備裝配自動化是將特定規(guī)格、形狀的機(jī)械零配件按照設(shè)計預(yù)定的技術(shù)要求，通過搬運、組裝、調(diào)試、試驗、驗收等步驟，自動組裝為一套能夠進(jìn)行生產(chǎn)制造的工藝流水線。

2.4.物資供輸自動化物資供輸自動化管理可將機(jī)械制造系統(tǒng)中所需的各種原材料或成品輸送到預(yù)定的相應(yīng)位置。

2.5.檢測自動化隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展和提高，各種新型材料和部件以及有特殊功能要求的新型復(fù)雜加工設(shè)備不斷被應(yīng)用到機(jī)械制造業(yè)中，使產(chǎn)品的檢測技術(shù)和工作難度也不斷增大，自動化檢測技術(shù)必然被引入到機(jī)械制造中，現(xiàn)在應(yīng)用相對較多的技術(shù)主要包括基于時序、電流信號、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對刀具、組件磨損狀態(tài)的識別檢測以及多判斷系統(tǒng)的智能設(shè)備診斷技術(shù)等。

3.機(jī)械自動化的優(yōu)點和效益

隨著機(jī)械自動化技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)械自動化產(chǎn)品有逐步取代傳統(tǒng)機(jī)電產(chǎn)品趨勢。與傳統(tǒng)機(jī)電產(chǎn)品相比，機(jī)械自動化產(chǎn)品具有高的功能水平和附加值，它將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來社會和經(jīng)濟(jì)效益。

3.1.改善勞動條件，有利于自動化生產(chǎn)

機(jī)械自動化產(chǎn)品自動化程度高，是知識密集型和技術(shù)密集型產(chǎn)品，是將人們從繁重的體力勞動中解放出來的重要途徑，可以加速工廠自動化、辦公自動化、農(nóng)業(yè)自動化、交通自動化甚至是家庭自動化，從而可促進(jìn)我國四個現(xiàn)代化的實現(xiàn)。

3.2.生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量的提升

機(jī)械自動化產(chǎn)品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動化控制系統(tǒng)可精確地保證機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計的要求完成預(yù)定的動作，使之不受機(jī)械操作者主觀因素的影響，從而實現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和較高的產(chǎn)品合格率。同時，由于機(jī)械自動化產(chǎn)品實現(xiàn)了工作自動化，所以生產(chǎn)力大大提高。此外，由于機(jī)械自動化工作方式具有可通過調(diào)整軟件來適應(yīng)需求的良好柔性，特別適合于多品種、小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)，是縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、加速更新?lián)Q代的重要途徑。

3.3.使用安全性和可靠性提高

機(jī)械自動化產(chǎn)品一般都具有自動監(jiān)視、報警、自動診斷等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護(hù)措施，避免和減少人身與設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性。機(jī)械自動化產(chǎn)品由于采用電子元器件，減少了機(jī)械產(chǎn)品中的可動構(gòu)件和磨損部件，從而使其具有較高的靈敏度和可靠性，故障率降低，壽命得到了延長。

3.4.節(jié)約能源，減少耗材

節(jié)約能源是國家的戰(zhàn)略目標(biāo)，也是用戶十分關(guān)心的問題。機(jī)械自動化產(chǎn)品通過采用低能耗驅(qū)動機(jī)構(gòu)，最佳的調(diào)節(jié)控制，以提高設(shè)備的能源利用率，可達(dá)到明顯的節(jié)能效果。由于多種學(xué)科的交叉融合，機(jī)械自動化系統(tǒng)的許多功能一方面從機(jī)械系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到微電子、計算機(jī)系統(tǒng)，另一方面從硬件系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到軟件系統(tǒng)，從而使得機(jī)械自動化產(chǎn)品系統(tǒng)朝著輕小型方向發(fā)展，減少了材料消耗。

4.機(jī)械自動化的發(fā)展方向

近30多年我國研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)雖對機(jī)械自動化發(fā)展方向這方面進(jìn)行了大量研究，對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量工作，并取得了一定的成果。但與日本等先進(jìn)國家相比，仍有相當(dāng)差距。機(jī)械自動化在技術(shù)、工程系統(tǒng)方面已有很大的發(fā)展，但基礎(chǔ)理論方面尚在發(fā)展中，還很不完備。今后的發(fā)展方向有如下幾個方面。

4.1_機(jī)電一體化

機(jī)電一體化就是機(jī)械自動化的發(fā)展和延伸，傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品只有向機(jī)電一體化方向發(fā)展，才是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的唯一出路。

4.2.具有復(fù)合功能，適用面廣

機(jī)械自動化產(chǎn)品跳出了機(jī)電產(chǎn)品單技術(shù)、單功能的限制，具有復(fù)合功能和復(fù)合技術(shù)，使產(chǎn)品的功能水平和自動化程度大大提高。機(jī)械自動化產(chǎn)品一般具有自動化控制、自動補(bǔ)償、自動校驗、自動調(diào)整等功能。

4.3.智能化

智能化是21世紀(jì)機(jī)械自動化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。這里所說的“智能化”是對機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上吸收人工智能。

5.總結(jié)

機(jī)械自動化在設(shè)計和制造上具有多功能、高質(zhì)量、高可靠性，低能耗的意義，所以機(jī)械的設(shè)計、制造都是圍繞著機(jī)械自動化來進(jìn)行的。機(jī)械自動化技術(shù)所面臨的共性關(guān)健技術(shù)是傳感檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、自動化控制技術(shù)、接口技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)等。所以說，機(jī)械自動化系統(tǒng)就是機(jī)電一體化系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王瑩機(jī)械自動化技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展前景[J]科技傳播，20lO

[2]馮辛安《機(jī)械制造裝備設(shè)計》[M].第二版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009

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關(guān)鍵詞：多繩摩擦提升 歐拉公式

1 假設(shè)

應(yīng)用歐拉公式需要如下假設(shè)：假設(shè)1：摩擦輪為剛體，鋼絲繩為柔體，在沖遇點a受拉力T1，在奔離點b受拉力T2，且T1>T2，見圖1；假設(shè)2：忽略鋼絲繩的自重及慣性力；假設(shè)3：鋼絲繩在a、b兩點的張力及與襯墊之間的摩擦力共同作用下，處于將滑動而未滑動的臨界狀態(tài)；假設(shè)4：沿圍包弧ab運行的鋼絲繩上的拉力是遞減的，且拉力產(chǎn)生的變形為彈性變形，但由于拉力產(chǎn)生的鋼絲繩長度變化忽略不計；假設(shè)5：鋼絲繩和摩擦襯墊之間的摩擦系數(shù)為一常數(shù)。

對于假設(shè)1，首先明確柔體的概念，施加外力物體變形，外力撤除，物體不會恢復(fù)原狀的物理模型叫作柔體。與柔體相反，在外力作用下，物體的形狀和大?。ǔ叽纾┍３植蛔儯覂?nèi)部各部分相對位置保持恒定（沒有形變），這種理想物理模型稱之為剛體。提升過程中，鋼絲繩經(jīng)過旋轉(zhuǎn)摩擦輪必然要發(fā)生變形，顯然摩擦輪是剛體，鋼絲繩是柔體。此外，T1、T2分別為a、b兩點鋼絲繩上的張力，這其中既包括靜張力又包括動張力。由于鋼絲繩打滑方向可能和速度方向相同，也可能相反，所以為推導(dǎo)方便，提前假定T1>T2，相當(dāng)于提前假定滑動方向與速度方向相反。對于假設(shè)2，其目的是忽略一些對系統(tǒng)影響較小的力，使力學(xué)模型更加簡單。對于假設(shè)3，鋼絲繩和摩擦襯墊之間的摩擦可近似認(rèn)為是一般滑動摩擦，已知靜摩擦系數(shù)值，為了應(yīng)用庫侖定律，所以要使兩滑動物體處于將要滑動、但尚未滑動的臨界狀態(tài)。對于假設(shè)4，目的是符合應(yīng)用彈性力學(xué)公式的條件。對于假設(shè)5，是推導(dǎo)歐拉公式的必要條件。

2 推導(dǎo)

結(jié)合圖1、圖2，在圍包弧ab上截取微段鋼絲繩，將 坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)置于微段中心，根據(jù)靜力平衡原理有：

式中：T——微段所受拉力；dT——微段所受拉力增量；dN——微段所受法向反力；dθ——微段在摩擦輪上的圍包角；a——鋼絲繩在摩擦輪上的圍包角；f——襯墊摩擦系數(shù)；e——自然對數(shù)的底；C1——任意常數(shù)；C2——任意常數(shù)；C——任意常數(shù)。

3 結(jié)論

多繩摩擦提升設(shè)計使用歐拉公式有一定的前提條件，否則計算結(jié)果將存在偏差。而實際工作狀況與假設(shè)條件之間存在出入，比如鋼絲繩由繩股捻制而成，具有一定的抗彎剛度；又比如襯墊摩擦系數(shù)為變量等等。因此，許多學(xué)者從不同角度對歐拉公式進(jìn)行了修正，使計算更接近實際，但修正方法尚未在規(guī)程規(guī)范中明確。GB 50215-2005《煤炭工業(yè)礦井設(shè)計規(guī)范》中采用的歐拉公式，其它如《煤炭安全規(guī)程》（2011年版）、MT5021-1997《煤礦地面多繩摩擦式提升系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》雖然沒有明確采用的歐拉公式，但規(guī)定了摩擦系數(shù)為常數(shù)等原則。

綜上，作者認(rèn)為從設(shè)計計算的角度，應(yīng)嚴(yán)格遵守規(guī)程規(guī)范的要求；而從現(xiàn)場使用的角度，需根據(jù)實測對提升系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)核計算。本文如有不當(dāng)之處，敬請指正。

參考文獻(xiàn)：

[1]席昭明.論多繩摩擦提升鋼絲繩的滑動極限[J].西安礦業(yè)學(xué)院學(xué)報，1982年12月.

[2]葛世榮.摩擦提升歐拉公式的修正[J].礦山機(jī)械，1989年11月.

[3]曹助家，顧占山.歐拉公式在機(jī)械設(shè)計中的應(yīng)用[J].機(jī)械制造，1994年第2期.

[4]于勵民，忤自連.礦山固定設(shè)備選型使用手冊[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2006.

[5]李玉瑾.多繩摩擦提升系統(tǒng)動力學(xué)研究與工程設(shè)計[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2008.

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【關(guān)鍵詞】塔式起重機(jī)專家系統(tǒng)安全評判 DevelopmentofExpertSystemforSafety

AssessmentofTowerCrane

HuangHongzhongYaoXinsheng

(SchoolofMechanicalEngineering,SouthwestJiaotongUniversity)

ChenXiaoanLiRunfangQinDatong

(StateKeyLab.ofMechanicalTransmission,ChongqingUniversity)

AbstractAsanimportantfacility,thetowercraneplaysanimportantroleinconstructionindustry.Thoughitssafetyproblemhasbeenconcernedworldwidely,theaccidentfrequencyhasbeenhigh.Itssafetyisstillapuzzleinthisindustry.AfterbuildingaDependRelationFigure(DRF),anexpertsystemforsafetyassessmentoftowercrane(TQES)isdevelopedinVisualC++environment,usingtheexpertsystemframetechnologybasedonmoderndesignmethodology.TheTQEShasbeenverifiedsuccessfully,andcouldbeusedtoassessthesafetyofgeneraltowercrane.

Keywords：TowercraneExpertsystemSafetyassessment

1引言

塔式起重機(jī)（簡稱塔機(jī)）的安全問題，一直是塔機(jī)及其應(yīng)用行業(yè)的主要憂患之一，受到各國政府、制造廠商和使用單位以及科研部門的高度重視。現(xiàn)有的解決塔機(jī)安全問題的方法，一般立足于生產(chǎn)管理、使用管理和安全檢查上。但是，由于人為管理的脆弱性，塔機(jī)安全問題依然嚴(yán)重。為此，筆者通過對塔機(jī)安全問題的調(diào)查以及對塔機(jī)的安全檢查、評判的研究，開發(fā)了塔機(jī)安全評判專家系統(tǒng)，便于對塔機(jī)的安全狀況進(jìn)行經(jīng)常性的安全評判，從而提高塔機(jī)的安全性。

2基本理論

2.1塔機(jī)安全的依賴關(guān)系圖

在萬物復(fù)雜變化的世界中，許多事物所處的狀況或狀態(tài)都是由一定的因素造成的，而這些事物的狀態(tài)同時又是影響其他事物的狀態(tài)的因素。這種相互依存、相互影響的關(guān)系就叫做依賴關(guān)系。這樣的依賴關(guān)系在現(xiàn)實世界中隨處可見。如：“他生病了”與“他感到不舒服”；“塔機(jī)超載”與“塔機(jī)不安全”等。

專家系統(tǒng)是一個基于推理、分析的系統(tǒng)，它的工作就是利用知識庫的資源進(jìn)行推理和分析，根據(jù)知識的相互依賴關(guān)系去尋求結(jié)論。因此，在建立專家系統(tǒng)前，整理知識并建立知識之間的依賴關(guān)系是基本的和必要的。

在相關(guān)知識領(lǐng)域中，由基本因素到復(fù)雜因素進(jìn)行分析，從而形成了一種復(fù)雜的依賴關(guān)系，用圖形表示就是依賴關(guān)系圖。依賴關(guān)系圖有助于對領(lǐng)域知識系統(tǒng)體系進(jìn)行更加直觀的整理，有助于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計和知識庫的建立。

塔機(jī)安全的依賴關(guān)系圖顯示了塔機(jī)由于其自身因素和外界因素造成安全或不安全的依賴關(guān)系，在對塔機(jī)的事故和安全問題進(jìn)行調(diào)查、分析、總結(jié)后，筆者給出了塔機(jī)的安全依賴關(guān)系圖，如圖1所示。

由于引起塔機(jī)不安全的因素的復(fù)雜性，塔機(jī)的安全依賴關(guān)系很復(fù)雜，這個依賴關(guān)系圖只簡單表明了塔機(jī)不安全的某些原因的某些主要發(fā)生點，具體的塔機(jī)的安全依賴關(guān)系將在專家系統(tǒng)知識庫構(gòu)造時全部裝入系統(tǒng)。

2.2基于現(xiàn)代設(shè)計方法學(xué)的專家系統(tǒng)構(gòu)造技術(shù)

專家系統(tǒng)的構(gòu)造技術(shù)可以認(rèn)為是一門高度智能化的邊緣學(xué)科，把當(dāng)代的相關(guān)科學(xué)領(lǐng)域的新的設(shè)計方法應(yīng)用到專家系統(tǒng)的構(gòu)造中，就形成了專家系統(tǒng)的新的構(gòu)造技術(shù)即基于現(xiàn)代設(shè)計方法學(xué)的專家系統(tǒng)構(gòu)造技術(shù)。

現(xiàn)代設(shè)計方法學(xué)是一門新興的學(xué)科，其研究對象不是某個領(lǐng)域，而是某個領(lǐng)域的研究方法。其研究的主要內(nèi)容是對現(xiàn)有的方法進(jìn)行分析和總結(jié)，進(jìn)而去發(fā)掘和創(chuàng)造新的方法，并把新的方法應(yīng)用于相應(yīng)的科學(xué)領(lǐng)域。在許多行業(yè)領(lǐng)域都有其特殊的科研隊伍，其中較強(qiáng)大的一支是進(jìn)行方法和策略的研究，其實是從事現(xiàn)代設(shè)計方法學(xué)的具體應(yīng)用。在商業(yè)界，此類隊伍已造就了許多商業(yè)奇跡，眾多有效的銷售方法的推出均是這些策劃人員的杰作。在計算機(jī)軟件行業(yè)，這樣的隊伍也已非常龐大，針對網(wǎng)絡(luò)的許多新理論、新技術(shù)，對互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)以及局域網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展均起到了巨大的推動作用。在機(jī)械等其他工業(yè)行業(yè)也不例外，模糊機(jī)械分析設(shè)計方法學(xué)的提出，無疑讓機(jī)械設(shè)計水平躍上了一個新的臺階［1］。

在專家系統(tǒng)的構(gòu)造方面，其構(gòu)造技術(shù)也在不停地發(fā)展，但較其他軟件行業(yè)就顯得緩慢，主要原因就是設(shè)計新方法的發(fā)展和應(yīng)用不夠。專家系統(tǒng)的構(gòu)造也應(yīng)該吸收當(dāng)今的現(xiàn)代設(shè)計新方法、新理論、新工具，以提高其構(gòu)造的速度和質(zhì)量?；诂F(xiàn)代設(shè)計方法學(xué)的專家系統(tǒng)構(gòu)造技術(shù)強(qiáng)調(diào)：基于面向?qū)ο蟮哪Ｐ蜆?gòu)造、基于用戶的功能設(shè)計和基于模糊技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的知識處理以及基于現(xiàn)代設(shè)計工具的實現(xiàn)等。

2.3可行性分析

塔機(jī)安全評判是解決塔機(jī)安全問題、提高塔機(jī)安全重要性的一種方法和手段。作為對塔機(jī)安全的評判，它具有一定的特點和作業(yè)流程。塔機(jī)安全評判人員，一般由一組塔機(jī)安全工程師和塔機(jī)專家組成，通過對塔機(jī)的狀態(tài)的系統(tǒng)評定，根據(jù)專家的經(jīng)驗和有關(guān)規(guī)章制度進(jìn)行評判，最后根據(jù)各個專家的評判結(jié)果進(jìn)行綜合，得到塔機(jī)的安全結(jié)論。檢查塔機(jī)安全評判的流程，可大致描述為圖2的形式。因此，塔機(jī)的安全評判具有以下特點：

1）評判人員應(yīng)為塔機(jī)安全工程師和塔機(jī)專家；

2）評判應(yīng)依據(jù)專家的經(jīng)驗和有關(guān)的規(guī)章制度實現(xiàn)；

3）評判過程多是專家進(jìn)行分析，具體的物理活動少；

4）評判活動很難用傳統(tǒng)的軟件技術(shù)解決。

塔機(jī)安全問題的重要性在前面已有所敘述，而塔機(jī)專家是有限的，不可能對每一臺塔機(jī)都配備專業(yè)的塔機(jī)專家進(jìn)行實時監(jiān)控，因此努力尋找新的方法來協(xié)助解決這一問題就十分必要。開發(fā)一個對應(yīng)的塔機(jī)安全評判專家系統(tǒng)，能夠?qū)λC(jī)隨時進(jìn)行安全評判，就是協(xié)助解決塔機(jī)安全問題的一種新方法的嘗試。

塔機(jī)安全評判的專家系統(tǒng)的構(gòu)造不僅是必要的而且是可行的，其理由有四：

1）塔機(jī)安全評判適宜于開發(fā)專家系統(tǒng)，根據(jù)前面提到的塔機(jī)安全評判的領(lǐng)域特點，其活動多為專家的推理活動，而評判的依據(jù)為專家群體知識，正好符合專家系統(tǒng)的開發(fā)要求；

2）塔機(jī)安全評判的知識存在并且可以獲取，這些知識一部分來源于有關(guān)的規(guī)章制度，另外的來源于專家的經(jīng)驗，這兩方面的知識獲取都是可行的；

3）構(gòu)造專家系統(tǒng)的技術(shù)比較成熟，專家系統(tǒng)也易于構(gòu)造；

4）設(shè)計人員有開發(fā)專家系統(tǒng)的能力。

3系統(tǒng)模型設(shè)計

考慮到塔機(jī)安全評判的專家系統(tǒng)是一個基于規(guī)則的評判類專家系統(tǒng)。因此，在建立系統(tǒng)之初，就考慮了系統(tǒng)的擴(kuò)充性，即：建立的專家系統(tǒng)應(yīng)該適用于塔機(jī)的安全評判，同時也可作為一個一般的專家系統(tǒng)工具來使用，在系統(tǒng)啟動使用后，能夠通過簡單的重新構(gòu)造系統(tǒng)的知識庫再構(gòu)造為其他的專家系統(tǒng)。根據(jù)這樣的設(shè)計考慮，塔機(jī)安全評判的專家系統(tǒng)的知識庫、知識庫的建立、知識的獲取應(yīng)該是重要的，而且是用戶可重新定義使用的部分。因此，該系統(tǒng)是一個基于規(guī)則的評判類專家系統(tǒng)和工具，為了方便和說明系統(tǒng)的功能，以后都把該系統(tǒng)簡稱為TQES系統(tǒng)。

根據(jù)前面對專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的理論介紹和要求，TQES系統(tǒng)總體上的結(jié)構(gòu)采用基于規(guī)則的一般結(jié)構(gòu)，包括以下幾部分：基本數(shù)據(jù)庫，初始證據(jù)庫，規(guī)則庫，知識獲取，推理機(jī)，解釋機(jī)制，人機(jī)接口，綜合數(shù)據(jù)庫，最終數(shù)據(jù)庫。其相互關(guān)系如圖3所示。下面介紹其組成部分和功能。

圖3TQES專家系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖

（1）庫文件

TQES系統(tǒng)包括5個庫文件，其實就是通常的知識庫和綜合數(shù)據(jù)庫的具體形式體現(xiàn)。

規(guī)則庫，即知識庫，在基于規(guī)則的專家系統(tǒng)中，知識的表示是一組按照一定順序排列的規(guī)則，這些規(guī)則一起組成規(guī)則庫，規(guī)則庫是知識的存放處。TQES的規(guī)則庫包括了TQES專家系統(tǒng)用的所有知識。

基本數(shù)據(jù)庫為系統(tǒng)的初始化數(shù)據(jù)文件，它為規(guī)則庫的建立提供統(tǒng)一格式的數(shù)據(jù)。在TQES中，使用的最基本的推理單位為節(jié)點，節(jié)點包含有某種數(shù)據(jù)值、值的可靠度、數(shù)據(jù)的標(biāo)識符等參數(shù)?；緮?shù)據(jù)庫由節(jié)點構(gòu)成。

中間數(shù)據(jù)庫也叫綜合數(shù)據(jù)庫，該庫是在推理中用的臨時數(shù)據(jù)庫，它也由節(jié)點組成。該庫只有在TQES推理時存在，為動態(tài)庫文件。

最終數(shù)據(jù)庫是TQES推理結(jié)束并且成功后的數(shù)據(jù)庫，該庫存放推理的成功數(shù)據(jù)，它也由節(jié)點組成。該庫只有在TQES推理成功后才產(chǎn)生，為動態(tài)庫，但是可以進(jìn)行存儲和多種方式的輸出。

推理機(jī)是TQES的主要的進(jìn)行推理工作的模塊，它根據(jù)用戶的環(huán)境設(shè)定而進(jìn)行推理。其主要功能實現(xiàn)如圖4所示。

圖4TQES專家系統(tǒng)總體流程圖

（2）推理機(jī)

（3）解釋機(jī)制

對推理的結(jié)論和推理的過程進(jìn)行解釋，增加推理的透明性。

（4）人機(jī)接口

人機(jī)接口模塊是TQES的特色部分，它負(fù)責(zé)處理操作人員和系統(tǒng)的信息交換。包括對用戶的輸入信息轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的形式，把系統(tǒng)的輸出信息轉(zhuǎn)化為自然化語言，動態(tài)顯示推理進(jìn)程、閱覽檢查、打印各個庫文件和數(shù)據(jù)的模糊化處理等。

（5）知識獲取

負(fù)責(zé)獲取知識，具體來講就是構(gòu)造基本數(shù)據(jù)庫文件和知識庫文件。TQES通過可視化環(huán)境獲取數(shù)據(jù)，動態(tài)編輯、顯示，自動格式化存儲，并具有安全、不失真特性。

4程序?qū)崿F(xiàn)

按照TQES結(jié)構(gòu)模型，利用基于現(xiàn)代設(shè)計方法學(xué)專家系統(tǒng)構(gòu)造技術(shù)進(jìn)行了程序設(shè)計。所有的程序都在VISUALC++環(huán)境下設(shè)計并調(diào)試通過，符合C++規(guī)范。由于源程序較多（500多頁，近20000行代碼、40萬字符），在此就不列出源代碼。同時，由于TQES是一個真正Windows下的面向?qū)ο蟮某绦?，因此其功能部分和界面部分是綜合的。下面列出主要源程序的作用。

Item.cpp節(jié)點定義功能實現(xiàn)

ItemBase.cpp節(jié)點庫實現(xiàn)文件

ItemNameManager.cpp建立基本節(jié)點庫

ItemInit.cpp初始化基本節(jié)點庫

ItemBasePrint.cpp打印節(jié)點庫

ItemInitDate獲取初始化數(shù)據(jù)

MyTree.cpp以樹形顯示節(jié)點庫

MyList.cpp以列表形式顯示節(jié)點庫

Rule.cpp規(guī)則定義功能實現(xiàn)

RuleBase.cpp規(guī)則庫實現(xiàn)

RuleManager.cpp建立和管理規(guī)則

RuleBasemanger.cpp建立和管理規(guī)則庫

RuleAddItem.cpp為規(guī)則增加前提或結(jié)論

RuleDisplay.cpp規(guī)則以自然語言顯示在屏幕上

RuleEqualEdit.cpp規(guī)則的前提和結(jié)論之間計算關(guān)系的公式編輯器

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5結(jié)論

TQES系統(tǒng)經(jīng)過調(diào)試后全部達(dá)到功能指標(biāo)，并對一些已經(jīng)存在的塔機(jī)安全事故進(jìn)行分析，結(jié)果正確、可靠，是一個值得信賴的塔機(jī)安全評判軟件，可以對塔機(jī)的安全管理起到一定的協(xié)助作用。同時，考慮到軟件開發(fā)的難度和塔機(jī)專業(yè)的局限性，在TQES開發(fā)之初就考慮到其功能和應(yīng)用領(lǐng)域的不協(xié)調(diào)性。因此TQES在主文件不加修改的前提下，通過相應(yīng)的庫文件的重新構(gòu)造或修改，就可應(yīng)用到其他類似的評判類、推理類、故障診斷類專家系統(tǒng)中，TQES又是一個廣義上的專家系統(tǒng)開發(fā)工具，它具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域和光輝前景。

*國家自然科學(xué)基金、四川省跨世紀(jì)杰出青年學(xué)科帶頭人培養(yǎng)基金資助項目

作者簡介：黃洪鐘1963年6月生，重慶市長壽縣人。博士，教授?，F(xiàn)任紐約科學(xué)院會員，日本機(jī)械工程師學(xué)會會員，中國現(xiàn)代設(shè)計法研究會可靠性學(xué)會理事，中國機(jī)械工程學(xué)會可靠性工程分會理事，中國機(jī)械工程學(xué)會機(jī)械設(shè)計分會理事?！稒C(jī)械設(shè)計》雜志編委，國際著名雜志ReliabilityEngineeringandSystemSafety,FuzzySetsandSystems,MicroelectronicsandReliability等論文特約評閱人。主要從事可靠性與安全性工程、CAD、智能優(yōu)化設(shè)計、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊技術(shù)的研究工作。主持或參加國家級和省部級科研項目14項，獲國家級和省部級科技獎3項，獲國家專利1項，出版學(xué)術(shù)著作4部，在國內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物上120余篇。

姚新勝1969年12月出生，山西晉城人。1993年7月畢業(yè)于西南交通大學(xué)，獲學(xué)士學(xué)位。1993年8月至1996年8月在山西長治北機(jī)務(wù)段工作。1999年6月畢業(yè)于西南交通大學(xué)，獲碩士學(xué)位。現(xiàn)正在西南交通大學(xué)攻讀博士學(xué)位，研究方向為安全工程、智能CAD與專家系統(tǒng)。主持并研究國家級和省部級項目3項，發(fā)表學(xué)術(shù)論文4篇。

作者單位：黃洪鐘姚新勝（西南交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院）

陳小安李潤方秦大同（重慶大學(xué)機(jī)械傳動國家重點實驗室）

作者地址：四川省成都市；西南交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院；郵編：610031

參考文獻(xiàn)“”版權(quán)所有

1黃洪鐘．機(jī)械設(shè)計模糊優(yōu)化原理及應(yīng)用．北京：科學(xué)出版社，1996.

2陳新標(biāo)．淺析塔機(jī)使用方面的危險因素及防范措施．建筑安全，1997，（10）：6～8.

3程映雪等．社會主義市場經(jīng)濟(jì)條件下我國勞動安全衛(wèi)生策略研究（5）．勞動保護(hù)科學(xué)技術(shù)，1995,15（5）：23～24.

篇8

關(guān)鍵詞：機(jī)械產(chǎn)品；方案設(shè)計方法；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，尤其是機(jī)械產(chǎn)品方案的設(shè)計手段，則顯得力不從心，跟不上時展的需要。目前，計算機(jī)輔助產(chǎn)品的設(shè)計繪圖、設(shè)計計算、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)初期方案的計算機(jī)輔助設(shè)計卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足設(shè)計的需要。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)計學(xué)者進(jìn)行方案設(shè)計時采用的方法，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)計計算機(jī)實現(xiàn)的發(fā)展趨勢。

根據(jù)目前國內(nèi)外設(shè)計學(xué)者進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品方案設(shè)計所用方法的主要特征，可以將方案的現(xiàn)代設(shè)計方法概括為下述四大類型。

1、系統(tǒng)化設(shè)計方法

系統(tǒng)化設(shè)計方法的主要特點是：將設(shè)計看成由若干個設(shè)計要素組成的一個系統(tǒng)，每個設(shè)計要素具有獨立性，各個要素間存在著有機(jī)的聯(lián)系，并具有層次性，所有的設(shè)計要素結(jié)合后，即可實現(xiàn)設(shè)計系統(tǒng)所需完成的任務(wù)。

系統(tǒng)化設(shè)計思想于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)計的一般模式，倡導(dǎo)設(shè)計工作應(yīng)具備條理性。德國工程師協(xié)會在這一設(shè)計思想的基礎(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)計方法。

制定的機(jī)械產(chǎn)品方案設(shè)計進(jìn)程模式，基本上沿用了德國標(biāo)準(zhǔn)VDI2221的設(shè)計方式。除此之外，我國許多設(shè)計學(xué)者在進(jìn)行產(chǎn)品方案設(shè)計時還借鑒和引用了其他發(fā)達(dá)國家的系統(tǒng)化設(shè)計思想，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)計和零件設(shè)計、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)計過程劃分成功能需求層次、實現(xiàn)功能要求的概念層次和產(chǎn)品的具體設(shè)計層次。同時采用了生命系統(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)計中系統(tǒng)科學(xué)的應(yīng)用歸納為兩個基本問題：一是把要設(shè)計的產(chǎn)品作為一個系統(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)計過程看成一個系統(tǒng)，根據(jù)設(shè)計目標(biāo)，正確、合理地確定設(shè)計中各個方面的工作和各個不同的設(shè)計階段。

由于每個設(shè)計者研究問題的角度以及考慮問題的側(cè)重點不同，進(jìn)行方案設(shè)計時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)計方法。

1.1設(shè)計元素法

用五個設(shè)計元素(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)為一個產(chǎn)品的五個設(shè)計元素值確定之后，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)計劃分成輔助方法和信息交換兩個方面，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、可以實現(xiàn)關(guān)系間的任意結(jié)合等特點，將設(shè)計方法解與信息技術(shù)進(jìn)行集成，實現(xiàn)了設(shè)計過程中不同抽象層間信息關(guān)系的圖形化建模。

文獻(xiàn)［11］將語義設(shè)計網(wǎng)作為設(shè)計工具，在其開發(fā)的活性語義設(shè)計網(wǎng)ASK中，采用結(jié)點和線條組成的網(wǎng)絡(luò)描述設(shè)計，結(jié)點表示元件化的單元(如設(shè)計任務(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)點間不同的語義關(guān)系，由此為設(shè)計過程中的所有活動和結(jié)果預(yù)先建立模型，使早期設(shè)計要求的定義到每一個結(jié)構(gòu)的具體描述均可由關(guān)系間的定義表達(dá)，實現(xiàn)了計算機(jī)輔助設(shè)計過程由抽象到具體的飛躍。

1.3“構(gòu)思”—“設(shè)計”法

將產(chǎn)品的方案設(shè)計分成“構(gòu)思”和“設(shè)計”兩個階段?！皹?gòu)思”階段的任務(wù)是尋求、選擇和組合滿足設(shè)計任務(wù)要求的原理解。“設(shè)計”階段的工作則是具體實現(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)械運動簡圖)。方案的“設(shè)計”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)計專家憑直覺設(shè)計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”階段。

從設(shè)計方法學(xué)的觀點出發(fā)，將明確了設(shè)計任務(wù)后的設(shè)計工作分為三步：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)計者創(chuàng)建的規(guī)則)關(guān)聯(lián)，單獨考慮功能(通常與設(shè)計任務(wù)相關(guān))。此時，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，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)計法

在方案設(shè)計過程中采用“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)計解集，形成不同的設(shè)計方案。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)計的基礎(chǔ)，把機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計空間分解為功能子空間，每個子空間只表示方案設(shè)計的一個模塊，在抽象階段的高層，每個設(shè)計模塊用運動轉(zhuǎn)換矩陣和一個可進(jìn)行操作的約束矢量表示；在抽象階段的低層，每個設(shè)計模塊被表示為參數(shù)矩陣和一個運動方程。

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)生多個設(shè)計方案的方法。

2、結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計方法

從規(guī)劃產(chǎn)品的角度提出：定義設(shè)計任務(wù)時以功能化的產(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)計任務(wù)，即分解任務(wù)時就考慮每個分任務(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)計任務(wù)中可能存在的矛盾，早期預(yù)測生產(chǎn)能力、費用，以及開發(fā)設(shè)計過程中計劃的可調(diào)整性，由此提高設(shè)計效率和設(shè)計的可靠性，同時也降低新產(chǎn)品的成本。Feldmann將描述設(shè)計任務(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。同時研制出適合于產(chǎn)品開發(fā)早期和設(shè)計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)計中采用功能化的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，對于評價專用機(jī)械的設(shè)計、制造風(fēng)險十分有利。

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或幾個模塊化的基本結(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)計與組合設(shè)計相結(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)計目錄。并在解集設(shè)計目錄中列出評論每一個解的附加信息，非常有利于設(shè)計工程師選擇解元素。

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“?；背潭仁枪δ芘c機(jī)構(gòu)型式的一一對應(yīng)?！敖Y(jié)構(gòu)建立”模塊則作為功能解的選擇對象以便于實現(xiàn)映射算法。

3、基于產(chǎn)品特征知識的設(shè)計方法

基于產(chǎn)品特征知識設(shè)計方法的主要特點是：用計算機(jī)能夠識別的語言描述產(chǎn)品的特征及其設(shè)計領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗，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)制實現(xiàn)計算機(jī)輔助產(chǎn)品的方案設(shè)計。

機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計主要是依據(jù)產(chǎn)品所具有的特征，以及設(shè)計領(lǐng)域?qū)＜业闹R和經(jīng)驗進(jìn)行推量和決策，完成機(jī)構(gòu)的型、數(shù)綜合。欲實現(xiàn)這一階段的計算機(jī)輔助設(shè)計，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)計學(xué)者針對機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計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)計中，運用網(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)化為個體染色體的二進(jìn)制數(shù)串，并根據(jù)設(shè)計要求編制適應(yīng)值，運用生物進(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)個體，以極快的進(jìn)化過程得到適應(yīng)性最優(yōu)的個體，即最符合設(shè)計要求的機(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，采用混合型的知識表達(dá)方式描述設(shè)計中的各類知識尤為適合，這一點已得到我國許多設(shè)計學(xué)者的共識。

在研制復(fù)雜產(chǎn)品方案設(shè)計智能決策支持系統(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)計智能系統(tǒng)GBCDIS”和“變速箱結(jié)構(gòu)設(shè)計專家系統(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?，?chuàng)建了面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法數(shù)據(jù)庫，為設(shè)計者進(jìn)行聯(lián)軸器的方案設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計提供了廣泛且可靠的設(shè)計方法譜。則利用NEXPERT描述直線導(dǎo)軌設(shè)計中需要基于知識進(jìn)行設(shè)計的內(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)計專家系統(tǒng)。

3.4設(shè)計目錄法

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)計目錄，并將這三級遞進(jìn)式設(shè)計目錄作為機(jī)械傳動原理方案智能設(shè)計系統(tǒng)的知識庫和開發(fā)設(shè)計的輔助工具。

3.5基于實例的方法

在研制設(shè)計型專家系統(tǒng)的知識庫中，采用基本謂詞描述設(shè)計要求、設(shè)計條件和選取的方案，用框架結(jié)構(gòu)描述“工程實例”和各種“概念實體”，通過基于實例的推理技術(shù)產(chǎn)生候選解來配匹產(chǎn)品的設(shè)計要求。

4、智能化設(shè)計方法

智能化設(shè)計方法的主要特點是：根據(jù)設(shè)計方法學(xué)理論，借助于三維圖形軟件、智能化設(shè)計軟件和虛擬現(xiàn)實技術(shù)，以及多媒體、超媒體工具進(jìn)行產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計、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，考慮了系統(tǒng)工程理論、產(chǎn)品設(shè)計技術(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)計時，把產(chǎn)品的整個開發(fā)過程概括為“產(chǎn)品規(guī)劃”、“開發(fā)”和“生產(chǎn)規(guī)劃”三個階段，并且充分利用了現(xiàn)有的CAD尖端技術(shù)——虛擬現(xiàn)實技術(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)計變量的依據(jù)，同時還是開發(fā)過程中各類分析的基礎(chǔ)。2)開發(fā)—設(shè)計產(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)的三個階段，可以使設(shè)計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)實技術(shù)進(jìn)行設(shè)計還處于剛剛起步階段。利用面向?qū)ο蟮募夹g(shù)，重點研究了按時序合成的機(jī)構(gòu)組合方案設(shè)計專家系統(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)境中從各個角度對專家系統(tǒng)設(shè)計出的方案進(jìn)行觀察，如運動中機(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)用于各個階段求解過程需要的場合)結(jié)合應(yīng)用。指出隨著計算機(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)計聯(lián)接件時所需的立體結(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、裝配設(shè)計和零件設(shè)計，并以變量設(shè)計技術(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。

5、各類設(shè)計方法評述及發(fā)展趨勢

綜上所述，系統(tǒng)化設(shè)計方法將設(shè)計任務(wù)由抽象到具體(由設(shè)計的任務(wù)要求到實現(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，使整個設(shè)計過程系統(tǒng)化，使設(shè)計有規(guī)律可循，有方法可依，易于設(shè)計過程的計算機(jī)輔助實現(xiàn)。

結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計方法視具有某種功能的實現(xiàn)為一個結(jié)構(gòu)模塊，通過結(jié)構(gòu)模塊的組合，實現(xiàn)產(chǎn)品的方案設(shè)計。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)計較為合適。由于實體與功能之間并非是一一對應(yīng)的關(guān)系，一個實體通?？梢詫崿F(xiàn)若干種功能，一個功能往往又可通過若干種實體予以實現(xiàn)。因此，若將結(jié)構(gòu)模塊化設(shè)計方法用于一般意義的產(chǎn)品方案設(shè)計，結(jié)構(gòu)模塊的劃分和選用都比較困難，而且要求設(shè)計人員具有相當(dāng)豐富的設(shè)計經(jīng)驗和廣博的多學(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)計專家的知識和經(jīng)驗進(jìn)行推理和決策。因此，欲實現(xiàn)計算機(jī)輔助產(chǎn)品的方案設(shè)計，必須解決計算機(jī)存儲和運用產(chǎn)品設(shè)計知識和專家設(shè)計決策等有關(guān)方面的問題，由此形成基于產(chǎn)品特征知識的設(shè)計方法。

目前，智能化設(shè)計方法主要是利用三維圖形軟件和虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)行設(shè)計，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)驗的設(shè)計者參與。

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)計方法中，劃分結(jié)構(gòu)模塊時就蘊含有系統(tǒng)化思想，建立產(chǎn)品特征及設(shè)計方法知識庫和推理機(jī)時，通常也需運用系統(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)計同時又是方案智能化設(shè)計的基礎(chǔ)之一。在機(jī)械產(chǎn)品方案設(shè)計中，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)計有關(guān)層次的具體設(shè)計中，即將結(jié)構(gòu)模塊化方法融于系統(tǒng)化設(shè)計方法中，不僅可以保證設(shè)計的規(guī)范化，而且可以簡化設(shè)計過程，提高設(shè)計效率和質(zhì)量，降低設(shè)計成本。

篇9

我于XX年3月1日進(jìn)入的我們公司，最開始我在車間實習(xí)了一個月，我知道實踐才是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，在實習(xí)期間，我努力地融入我實習(xí)的各個工作崗位，與生產(chǎn)工人盡心地交流。對公司的企業(yè)文化，運行機(jī)制等都有了一定的了解。同時，在此期間，我對公司的設(shè)備，產(chǎn)品，加工流程等也有了一定的認(rèn)識。這為我之后的工藝工作打下了一定的基礎(chǔ)。

實習(xí)完之后，我回到了技術(shù)中心，成了一名工藝員。在此之前，我從事的是機(jī)械設(shè)計工作，從來沒有接觸過工藝工作，雖說經(jīng)常和工藝人員接觸，但對具體明確的工藝職責(zé)和工藝任務(wù)，我心里也沒有底。經(jīng)過幾個月的工作，我主要負(fù)責(zé)的工作有以下幾個方面：

1.工藝文件的編制。我主要負(fù)責(zé)編制了新產(chǎn)品袋裝粉料拆包機(jī)、干混砂漿移動筒倉及部分老產(chǎn)品的工藝編制及改進(jìn)?，F(xiàn)在拆包機(jī)已經(jīng)試制成功，移動筒也正緊鑼密鼓的生產(chǎn)中。并且，我起草編制了工裝編碼規(guī)則，用以規(guī)范公司工裝的圖號編制。

2.工裝的設(shè)計。我負(fù)責(zé)設(shè)計了幾個新式工裝，例如；皮帶機(jī)尾部張緊裝置焊接工裝、從動滾筒的同心度檢測工裝等。同時也將公司以前設(shè)計正在使用工裝重新測繪整理出圖成了標(biāo)準(zhǔn)圖紙。

3.在管理提升工作方面，我負(fù)責(zé)起草了與工藝相關(guān)的崗位職責(zé)。并且從四月底開始，和其他工藝工程師一起進(jìn)行了每周兩次的工藝紀(jì)律檢查。對工藝文件也進(jìn)行了系統(tǒng)的整理。

4.在工藝培訓(xùn)工作方面，我們工藝人員利用晚上休息時間進(jìn)行了三次工藝培訓(xùn)，我主要負(fù)責(zé)了機(jī)械識圖方面，針對車間員工的培訓(xùn)，反響良好。

5.在進(jìn)行工藝工作的同時，也協(xié)助技術(shù)人員進(jìn)行了部分設(shè)計工作。例如：協(xié)助鄭芮設(shè)計了部分拆包機(jī)部件、設(shè)計了幾種新老產(chǎn)品的油漆方案及銘牌、協(xié)助何浩設(shè)計了部分皮帶機(jī)部件等。

通過這四個來月的工作，使我在工作能力，思想方面都有了很大的進(jìn)步，同時，也存在一些不足。比如，移動筒的制作工藝還不能跟上我們的發(fā)貨及制作數(shù)量，工藝有待進(jìn)一步改進(jìn)。又比如，工藝檢查及反饋執(zhí)行情況還不太理想。這些都是我在今后的工作中需要改善的。因此，我計劃在下半年的工作中，我主要從以下幾方面入手，改善現(xiàn)階段的工作：

1.將部門職責(zé)細(xì)化重組，分配并落實到各個相應(yīng)的職能單位；完善針對部門質(zhì)量目標(biāo)達(dá)成情況的統(tǒng)計辦法，使工作目標(biāo)達(dá)成情況真實有效并能得到有效的分析控制。

2.持續(xù)改善工藝文件，加強(qiáng)工藝文件對現(xiàn)場制作的指導(dǎo)作用。開展工藝研究，針對生產(chǎn)關(guān)鍵環(huán)節(jié)和質(zhì)量薄弱環(huán)節(jié)，探索工藝規(guī)律，改進(jìn)工藝條件，優(yōu)化每一個工位使之形成指導(dǎo)性文件并指導(dǎo)生產(chǎn)一線員工作業(yè)。

3.加強(qiáng)工藝檢查。通過工藝檢查，發(fā)現(xiàn)問題，采取措施，及時解決；工藝檢查將按照各工位的作業(yè)指導(dǎo)文件每周對生產(chǎn)工藝進(jìn)行測查。同時監(jiān)督檢查后的問題跟蹤及反饋。

4.多下車間與一線工人溝通，吸取廣大群從的智慧，收集他們提出的意見，建議。經(jīng)甄別篩選后對現(xiàn)行工作進(jìn)行改進(jìn)。

篇10

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新；人才；實踐教學(xué)；物流工程

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）16-0055-03

為推動我國物流業(yè)健康發(fā)展，高質(zhì)量的物流人才成為其核心動力。近年來，國家提出培養(yǎng)創(chuàng)新型人才中長期計劃以增強(qiáng)人才競爭實力，國家教委亦在《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》中提出“加強(qiáng)實驗室、校內(nèi)外實習(xí)基地、課程教材等教學(xué)基本建設(shè)”的要求。從人才市場看，企業(yè)缺失具備較強(qiáng)實踐能力和創(chuàng)新能力的物流人才。因此，立足于市場需求，結(jié)合創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)要求，建立科學(xué)的創(chuàng)新型物流人才培養(yǎng)實踐教學(xué)體系，成為目前我國物流人才培養(yǎng)及物流行業(yè)發(fā)展亟待解決的問題。

一、國內(nèi)外研究與發(fā)展現(xiàn)狀

1.國內(nèi)。國內(nèi)關(guān)于實踐教學(xué)的研究主要集中在兩方面。一方面，研究如何從不同角度與層次構(gòu)建實踐教學(xué)體系。徐玲玲從基礎(chǔ)實踐、專業(yè)實踐、綜合實踐、畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計（論文）等方面構(gòu)建實踐教學(xué)體系[1]。劉丹通過對物流人才市場需求分析，從課程教學(xué)改革、校內(nèi)實踐基地建設(shè)、產(chǎn)學(xué)合作教育等方面入手，構(gòu)建實踐教學(xué)體系[2]。趙曉丹等以教學(xué)、科研、生產(chǎn)相結(jié)合，教師、學(xué)生、專家相結(jié)合，課堂教學(xué)、實驗研究、基地實習(xí)相結(jié)合的原則構(gòu)建實踐教學(xué)體系[3]。盧海燕針對構(gòu)建的實踐教學(xué)體系，提出了其管理體系、保障體系及評價機(jī)制[4]。孫慧以實習(xí)、實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)，構(gòu)建科學(xué)的實踐教學(xué)體系[5]。馬樂等以物流工程創(chuàng)新實踐型人才能力結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，對物流人才培養(yǎng)體系進(jìn)行探討[6]。另一方面，研究如何對現(xiàn)有實踐教學(xué)體系進(jìn)行改革。張運以滿足市場需求的物流人才為前提，提出了理論知識、自學(xué)能力、實踐能力、創(chuàng)新能力等“四位一體”的培養(yǎng)模式[7]。林B嬪等在分析我國高校物流人才培養(yǎng)現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，構(gòu)筑了注重應(yīng)用性和實用性的物流實踐教學(xué)體系[8]。周泰等總結(jié)了我國物流工程專業(yè)學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新能力現(xiàn)狀，提出了加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的一系列措施[9]。孫衛(wèi)華，王成林結(jié)合北京物資學(xué)院的物流專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，探討了物流教學(xué)改革的思路和物流工程專業(yè)實踐教學(xué)的內(nèi)容[10]。

2.國外。國外的物流教學(xué)體系主要包括大學(xué)物流教育、物流職業(yè)教育、培訓(xùn)及從業(yè)資格認(rèn)證。其物流實踐教學(xué)有三個典型模式：①德國。其特點是“雙元制”培養(yǎng)體系。學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識體系的同時進(jìn)行物流實踐活動，理論結(jié)合實際，大大縮短了與企業(yè)人才需求的距離；②日本。其特點是涉獵廣泛、不拘一格。日本的大學(xué)專業(yè)課課程設(shè)置不僅強(qiáng)調(diào)多元化，而且突出特色，可以適應(yīng)物流領(lǐng)域的多方位需求。另外，企業(yè)和物流協(xié)會也非常注重物流人才培養(yǎng)與培訓(xùn)。在學(xué)校和社會共同努力下，形成了完整的物流教育和培訓(xùn)體系；③美國。其特點是兼顧學(xué)位教育與職業(yè)教育的多層次全方位教育體系。美國既重視正式的物流人才學(xué)歷教育，又重視在職人員的職業(yè)教育。物流從業(yè)人員從業(yè)前必須接受職業(yè)教育。在美國供應(yīng)鏈管理協(xié)會的倡導(dǎo)下，美國建立了職業(yè)資格認(rèn)證制度，如倉儲工程師、配送工程師等職業(yè)資格。

綜上所述，國內(nèi)外主要從培養(yǎng)目標(biāo)分析、教學(xué)體系構(gòu)建、教學(xué)體系評價等幾方面進(jìn)行研究。研究以培養(yǎng)目標(biāo)與市場需求分析為指導(dǎo)，從不同視角出發(fā)構(gòu)建人才培養(yǎng)實踐教學(xué)體系；或針對我國目前人才培養(yǎng)存在的主要問題，對實踐教學(xué)體系提出改進(jìn)建議。本文以市場需求為目標(biāo)，分析物流創(chuàng)新型人才應(yīng)具備的特征?；诖藰?gòu)建創(chuàng)新型物流人才的實踐教學(xué)體系，最后提出保障實踐教學(xué)體系實施的保障體系。

二、創(chuàng)新型物流人才特征分析及其對實踐教學(xué)體系的要求

1.創(chuàng)新型物流人才的特征。專業(yè)物流人才應(yīng)具備以下能力：熟悉物流流程，精通供應(yīng)鏈管理，具備創(chuàng)新物流方案、提高物流服務(wù)水平的管理能力；能熟練運用規(guī)劃方法和優(yōu)化理論，對物流工程項目進(jìn)行合理規(guī)劃和有效管理；在各個行業(yè)領(lǐng)域能有效結(jié)合物流與本行業(yè)、企業(yè)的經(jīng)營特點，為企業(yè)創(chuàng)造價值。綜上，創(chuàng)新型物流人才應(yīng)具備的特征有：首先，具備扎實的專業(yè)理論基礎(chǔ)，并能對基礎(chǔ)理論融會貫通與靈活應(yīng)用；其次，具有突出的創(chuàng)新思維、實踐能力與創(chuàng)新能力。學(xué)生應(yīng)具備在物流環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計和創(chuàng)新的能力、設(shè)計和優(yōu)化物流系統(tǒng)、分析和解決物流系統(tǒng)實際問題；此外，還應(yīng)具有較強(qiáng)的研究能力和可持續(xù)發(fā)展能力，具有很好的專業(yè)知識自學(xué)能力和很強(qiáng)的適應(yīng)性，在工作中能科學(xué)將物流結(jié)合行業(yè)或企業(yè)的特點，創(chuàng)造性的解決具體問題。

2.創(chuàng)新型物流人才培養(yǎng)對實踐教學(xué)體系的要求。結(jié)合創(chuàng)新型物流人才的特征與學(xué)生的學(xué)習(xí)成長規(guī)律，構(gòu)建逐級培養(yǎng)學(xué)生能力的實踐教學(xué)體系，要特別注意培養(yǎng)學(xué)生理論結(jié)合實際的實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合運用能力。應(yīng)特別重視基礎(chǔ)性實踐課程、實踐環(huán)節(jié)和課外實踐活動設(shè)置。首先，基礎(chǔ)實踐可以幫助學(xué)生將所學(xué)知識聯(lián)系起來，加深對理論知識的理解，這一環(huán)節(jié)使學(xué)生具備扎實的理論基礎(chǔ)和基礎(chǔ)實踐能力。其次，在實踐環(huán)節(jié)，實踐課程設(shè)置應(yīng)重視對學(xué)科知識綜合應(yīng)用的綜合類課程設(shè)計，如物流信息技術(shù)與數(shù)據(jù)庫課程設(shè)計、供應(yīng)鏈一體化設(shè)計和優(yōu)化設(shè)計，鍛煉學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新能力。最后，課外實踐環(huán)節(jié)設(shè)置的競賽活動和科研活動可以鍛煉學(xué)生研究能力和持續(xù)發(fā)展能力。在專業(yè)老師的指導(dǎo)下，學(xué)生可以逐漸強(qiáng)化創(chuàng)造性解決問題的能力。

三、創(chuàng)新型物流人才實踐教學(xué)體系構(gòu)建

基于培養(yǎng)創(chuàng)新型物流人才對實踐教學(xué)體系提出的要求，借鑒國內(nèi)物流工程本科專業(yè)現(xiàn)有實踐教學(xué)體系，構(gòu)建實踐教學(xué)體系結(jié)構(gòu)如下。

1.基礎(chǔ)性實踐課程。實踐課程是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力重要的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。與理論課程同步的基礎(chǔ)性實踐課程可采用⒎⑹劍鼓勵學(xué)生互動討論、嘗試創(chuàng)新，成為主動學(xué)習(xí)的人。該部分包括基礎(chǔ)實習(xí)、實驗和設(shè)計性課程設(shè)計?；A(chǔ)實習(xí)可開設(shè)金工實習(xí)、物流技術(shù)裝備實習(xí)、供應(yīng)鏈認(rèn)知實習(xí)、國際貨運實訓(xùn)等，基礎(chǔ)實驗開設(shè)基礎(chǔ)機(jī)械實驗、電子電工實驗、上機(jī)實驗（計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)、C語言程序設(shè)計、VB程序設(shè)計、數(shù)據(jù)庫技術(shù)及應(yīng)用等）。設(shè)計性課程設(shè)計主要由機(jī)械設(shè)計、物流裝備設(shè)計等組成。其中，物流技術(shù)裝備實習(xí)在老師的帶領(lǐng)下參觀物流裝備實驗室或物流場站、港口等地，了解各種現(xiàn)有裝備的基本性能和使用條件。國際貨運實訓(xùn)是在學(xué)習(xí)了國際物流學(xué)之后，采用參觀實習(xí)的方式，幫助學(xué)生通過實際操作熟悉國際貨代的基本工作與責(zé)任。機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計是將機(jī)械理論知識運用于實際的過程，包括減速器設(shè)計等。物流設(shè)施規(guī)劃課程設(shè)計是結(jié)合設(shè)施規(guī)劃理論與題目數(shù)據(jù)相結(jié)合，進(jìn)行廠房總平面設(shè)計工作。物流裝備設(shè)計課程設(shè)計是結(jié)合機(jī)械設(shè)計原理和給定題目的實際情況進(jìn)行物流設(shè)備設(shè)計，如帶式輸送機(jī)設(shè)計。

2.實踐環(huán)節(jié)。實踐環(huán)節(jié)課程應(yīng)以學(xué)生培養(yǎng)分析問題、解決問題的實踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)。其包括綜合性課程設(shè)計、物流生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計（論文）。綜合性課程設(shè)計可以開設(shè)供應(yīng)鏈優(yōu)化設(shè)計、Matlab仿真設(shè)計、物流信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計、物流系統(tǒng)建模與算法設(shè)計、物流工程仿真課程設(shè)計等。生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)應(yīng)在校外實習(xí)基地進(jìn)行。同時提倡學(xué)生在企業(yè)實習(xí)期間尋找研究課題和項目，為畢業(yè)論文撰寫打好基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計（論文）是本科生對所學(xué)知識綜合運用的成果體現(xiàn)，可以鍛煉學(xué)生綜合運用多學(xué)科的理論知識和技能。保證一定比例的學(xué)生進(jìn)行工程設(shè)計類畢業(yè)設(shè)計（論文），培養(yǎng)學(xué)生查閱資料、實驗研究、工程設(shè)計、分析問題和解決問題以及書寫科學(xué)技術(shù)報告的能力。

3.課外實踐活動。課外實踐活動是物流人才提升創(chuàng)新能力的重要途徑。在活動中學(xué)生結(jié)合工作及參賽需求和專業(yè)知識創(chuàng)造性解決問題，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力和持續(xù)自主學(xué)習(xí)能力。課外實踐活動有學(xué)科競賽、大學(xué)生創(chuàng)新科研項目、教師科研項目等組成。

鼓勵和組織學(xué)生參加學(xué)科競賽，專業(yè)指導(dǎo)老師對大學(xué)生競賽項目加以引導(dǎo)。主要包括全國數(shù)學(xué)建模大賽和物流設(shè)計大賽。該專業(yè)對全國大學(xué)生物流設(shè)計大賽較為重視，每屆都通過校內(nèi)選拔，選派優(yōu)秀學(xué)生與老師積極參與，并已取得全國一等獎、二等獎的優(yōu)異成績。專業(yè)老師引導(dǎo)學(xué)生參加創(chuàng)新科研項目，并指導(dǎo)學(xué)生申報參加各級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，效果良好。有助于培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的可持續(xù)發(fā)展能力和研究能力，提升創(chuàng)新能力。在專業(yè)老師鼓勵和引導(dǎo)下，組成研究團(tuán)隊，使學(xué)生參與老師的科研項目，將所學(xué)知識應(yīng)用于實踐，有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

四、創(chuàng)新型本科人才實踐教學(xué)體系實施保障

實施保障是保證教學(xué)體系有效實現(xiàn)的重要環(huán)節(jié)，因此保障措施也是創(chuàng)新型人才培養(yǎng)落實的關(guān)鍵。

1.實習(xí)基地建設(shè)。①校內(nèi)實習(xí)基地建設(shè)，校內(nèi)實習(xí)基地是實踐教學(xué)的首要條件，同時也是培養(yǎng)學(xué)生實踐技能的重要保證。國內(nèi)高校應(yīng)建設(shè)物流工程仿真實驗室、物流工程模型實驗室等，提高實驗室利用率，通過參觀與實踐提升教學(xué)效果。此外，高校應(yīng)將科研基地等優(yōu)勢資源向本科生開放，為本科生開設(shè)科學(xué)探究類課程和實驗課程，指導(dǎo)本科生在基地開展創(chuàng)新研究、畢業(yè)設(shè)計訓(xùn)練等活動，接收高年級本科生進(jìn)入研究團(tuán)隊進(jìn)行課題研究。②校外實習(xí)基地，校外生產(chǎn)實習(xí)能培養(yǎng)學(xué)生的實際實踐能力，是學(xué)生理論聯(lián)系實際的最好途徑。學(xué)校應(yīng)積極聯(lián)系，與樂于接受和培養(yǎng)高校實習(xí)生的實習(xí)單位建立好的合作機(jī)制，重視校外實習(xí)基地建設(shè)，使學(xué)生參與到企業(yè)生產(chǎn)中，發(fā)現(xiàn)和解決企業(yè)運營中的物流問題，為學(xué)生創(chuàng)造性解決問題提供條件。

2.師資隊伍建設(shè)。①雙師型”專業(yè)教師培養(yǎng)，“雙師型”專業(yè)教師對于創(chuàng)新型物流工程人才的培養(yǎng)起到至關(guān)重要的作用。學(xué)?？梢酝ㄟ^校企聯(lián)合為教師提供到物流企業(yè)學(xué)習(xí)、調(diào)研的機(jī)會，培養(yǎng)一批既懂物流基本理論又了解物流企業(yè)的運作規(guī)律的師資隊伍，為培養(yǎng)實踐創(chuàng)新型物流工程人才提供保障。②專家和優(yōu)秀企業(yè)家走進(jìn)課堂，學(xué)?？善刚埿袠I(yè)專家與物流企業(yè)經(jīng)驗豐富的企業(yè)家和學(xué)生座談交流，這種零距離的交流形式，可以幫助學(xué)生了解當(dāng)下企業(yè)人才需求與物流行業(yè)發(fā)展趨勢，讓學(xué)生更加明確未來的發(fā)展方向，及早進(jìn)行有意識的知識儲備。

3.制度保障。在制度保障方面，應(yīng)建立科學(xué)的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)評價體系。改革以往對學(xué)生只注重知識的單一考核制度，還應(yīng)重視學(xué)生平時上課與完成作業(yè)的情況。另一方面，建立更客觀、系統(tǒng)的教師評價系統(tǒng)，在對知識的傳授結(jié)果考核的同時，還應(yīng)考核授課的態(tài)度、方式與手段等。

創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)需要結(jié)合行業(yè)發(fā)展趨勢與時俱進(jìn)，不斷發(fā)展，培養(yǎng)出滿足當(dāng)今人才市場需要的創(chuàng)新型人才。本文根據(jù)創(chuàng)新型物流人才特征分析及其對于實踐教學(xué)體系的要求，構(gòu)建了符合市場需求和人才成長規(guī)律的三維實踐教學(xué)體系，并針對建立的實踐教學(xué)體系提出保障措施。該體系能為高校培養(yǎng)創(chuàng)新型物流人才起到一定的指導(dǎo)作用，有效縮短高校培養(yǎng)人才與市場需求的差距，在一定層面上解決高校物流人才就業(yè)難，企業(yè)物流人才短缺的問題。本文τ詒U咸逑笛芯坎還蝗面，著重強(qiáng)調(diào)了實踐環(huán)境、師資隊伍和制度激勵的建設(shè)，對學(xué)生主體考慮的較少，希望能在今后的研究中彌補(bǔ)不足。

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