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中图分类号:F273.1 文献标识码:A
1先进制造技术概述
先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology,简称AMT)是指在制造过程和制造系统中融合电子、信息、材料、能源等现代科学技术,使材料转换为产品的过程更为优质、高效、低耗、清洁、精益、敏捷、灵活,取得理想的技术经济和社会效益的制造技术的总称。
先进制造技术是一个多学科体系,包容了从市场需求、创新设计、工艺设计到生产过程组织与市场信息反馈在内的工程系统,主要以先进制造工艺、计算机应用技术为核心,辅以支撑技术和制造技术基础设施(管理技术)。如支撑技术包含有信息技术、传感器和控制技术等,管理技术着重在产品品质管理及人员组织培训等。因此,先进制造技术就是人、技术、组织三者的协调融合统一。
2先进制造技术的发展模式
先进制造生产模式是从传统的制造生产模式中发展、深化和逐步创新的过程而来。工业化时代的福特大批量生产模式是以提供廉价的产品为主要目的;信息化时代的柔性生产模式、精益生产模式、敏捷制造模式等是以快速满足顾客的多样化需求为主要目的;未来发展趋势是知识化时代的绿色制造生产模式,它是以产品的整个生命周期中有利于环境保护减少能源消耗为主要目的。
2.1柔性生产
柔性生产模式由英国莫林斯公司首次提出的,在20世纪70年代末得到推广应用。该模式主要依靠有高度柔性的以计算机数控机床为主的制造设备来实现多品种小批量的生产,以增强制造业的灵活性和应变能力,可缩短产品生产周期,提高设备使用效率和员工劳动生产率且改进产品质量。
2.2精益生产
精益生产模式是由1990年美国麻省理工学院在总结第二次世界大战后以丰田汽车为代表的日本制造工业的经验时提出的。这种模式以改革企业生产管理为特点,其基本要求是企业在生产过程中要同时获得极高的生产率、最好的产品质量和极大的生产柔性,使所生产出的产品具有精益特点。
精益生产就是及时制造,消灭故障,消除一切浪费,向零缺陷、零库存进军。因此有些管理专家也称精益生产方式为JIT生产方式、准时制生产方式、适时生产方式或看板生产方式。其核心思想包括:
(1)追求零库存。精益生产是一种追求无库存生产,或使库存达到极小的生产系统,为此而开发了包括“看板”在内的一系列具体方式,并逐渐形成了一套独具特色的生产经营体系。
(2)追求快速反应,即快速应对市场的变化。为了快速应对市场的变化,精益生产者开发出了细胞生产、固定变动生产等布局及生产编程方法。
(3)企业内外环境的和谐统一。精益生产方式成功的关键是把企业的内部活动和外部的市场(顾客)需求和谐地统一于企业的发展目标。
(4)人本位主义。精益生产强调人力资源的重要性,把员工的智慧和创造力视为企业的宝贵财富和未来发展的原动力,包含了充分尊重员工;重视培训;共同协作等。
(5)库存是“祸害”。高库存是大量生产方式的特征之一。由于设备运行的不稳定、工序安排的不合理、较高的废品率和生产的不均衡等原因,常常出现供货不及时的现象,库存被看作是必不可少的“缓冲剂”。但精益生产则认为库存是企业的“祸害”,其主要理由是库存提高了经营的成本以及库存掩盖了企业的问题这两个方面。
2.3敏捷制造
敏捷制造模式产生于20世纪80年代后期,该模式是将柔性制造的先进技术、熟练掌握的生产技能、有素质的劳动力,以及促进企业内部和企业之间的灵活管理三者集成在一起,利用信息技术对千变万化的市场机遇做出快速响应,最大限度地满足顾客的要求。
2.4虚拟制造
虚拟制造生产模式是利用制造过程计算机模拟和仿真来实现产品的设计和研制的模式,即在计算机中实现的制造技术。在产品真正制造出来之前,首先在虚拟制造环境中完成软产品原型代替传统的硬样品进行试验,对其性能进行了预测和评估,从而大大缩短产品设计与制造周期、降低产品开发成本,提高其快速响应市场变化的能力,以便更可靠地决策产品研制,更经济地投入、更有效地组织生产,从而实现制造系统全面最优的制造生产模式。
2.5绿色制造
绿色制造模式是综合运用生物技术、“绿色化学”、信息技术和环境科学等方面的成果,使制造过程中没有或极少产生废料和污染物的工艺或制造系统的综合集成生态型制造技术。绿色制造模式是实现制造业可持续长远发展的制造模式。
3结语
制造业是国家经济和综合国力的基础,被称为“立国之本”。先进制造技术是现代制造业的关键技术,已经成为一个国家综合实力和科技发展的重要标志,为提高一个国家的国际地位起着举足轻重的作用。未来的发展趋势使制造技术成为一个以市场为导向,数据化控制和研发为依托,绿色技术为制造主体,系统化管理为辅助系统的更加灵活而高效的低污染技术模式,同时也直接带动了国际间的信息交流和技术互动。
参考文献
[1] 马晓春.我国现代机械制造技术的发展趋势[J].森林工程,2002(3).
关键词:先进制造技术 绿色制造 干切削 切削液
中图分类号:TG506.9 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)11(b)-0046-01
制造是人类社会发展的基石,制造业具有永恒性,任何时代都离不开它,在许多国家它是国民经济的支柱产业,国家经济的发展在很大程度上受到制造业发展的影响。先进制造技术是制造业为了提高竞争力以适应时代的要求而形成的一个高新技术群,是一个多学科体系,它包容了市场需求、创新设计、工艺技术、生产过程的组织与监控、市场信息的反馈等。其概念远远超越了传统制造技术界限。绿色制造技术是以传统制造技术为基础,结合表面技术、材料科学、控制技术等新技术的先进制造工艺技术。其目的是为了降低成本,合理利用资源和减少对环境的严重污染。如何实现生产中的绿色制造,是机械行业中值得研究的问题。
1 传统切削的不利影响
1.1 造成环境污染
在传统的切削加工中,通常使用的切削液分为油基和水基两种,含有多种化学成份。使用切削液的危害主要是其废液对环境的污染,切削液中所含的矿物油生物降解性差,会长期滞留在土壤和水中。研究表明,油的含量达到一定程度会破坏水生生物正常的生态,甚至导致水生生物死亡。同时,切削液中添加剂对环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时也会对环境造成危害。
1.2 生产成本增加
切削用量的不断增大,使切削液的用量不断增加,据国内外统计资料表明,切削液的使用和切削废液的处理占总制造成本的16%,而刀具的成本仅占制造成本的4%。这个统计数据足以引起人们的高度重视,当今市场竞争日益激烈,降低产品的成本和价格,已成为企业生存与发展必须考虑的问题。
1.3 危害工人的健康
首先,切削液会对呼吸器官造成危害。油基切削液在重载或高速切削条件下,由于高温产生化学反应,释放出有害气体和油雾。其次,为改善切削性能水基切削液加入了各种添加剂,如:极压剂、防霉剂、防锈剂等,切削液中的添加剂具有一定的毒性。最后,氯化物和甲醛类化合物会刺激皮肤和眼睛,对皮肤和眼睛造成危害。同时,美国GeneralMoter汽车公司专门的综合调查,也验证了直接接触切削液的操作工患呼吸系统疾病的概率大于其他人群。
2 干切削技术的提出
为适应全球日益高涨的环保要求和可持续发展战略,干切削技术是1995年后发展起来的一项绿色切削加工技术。随着各国环保法规的日益严格和全球生态环境的恶化,切削液在传统的湿切削加工中对工人健康的危害和环境的污染已引起了广泛的重视。随着切削用量的不断增大,切削液的使用量也不断增加,切削液的使用带来了许多负面问题,机械制造业面临了很大的环保压力,迫使人们必须采用环保型的生产工艺。1995年干切削的科学意义被正式确立。德国Aachen工业大学的F.Klocke教授在1997年的国际生产工程研究会(CIRP)年会上,作了有关干切削的主题报告。如今干切削技术已经在许多工业发达国家的学术界和工业界引起了广泛的重视,并成功应用到生产领域,取得了很好的经济效益。
3 干切削刀具
刀具是干切削加工技术能够顺利实现的关键因素,是进行干切削加工最大的技术难题,刀具在切削过程中承受的压力很大,在无切削液的情况下,切削时会加大刀具、切屑、工件之间的摩擦,使刀具切削刃上温度很高、压力很大,从而刀具和会迅速磨损。因此,需要选用超硬刀具材料、对刀具表面进行涂层处理、对刀具的几何参数进行优化、采用合适的切削用量来降低切削温度和减小切削力。干切削刀具材料应具备很高的耐热性、热韧性和耐磨性,良好的抗粘结性和耐热冲击性。常用的干切削刀具材料有立方氮化硼,聚晶金刚石,涂层硬质合金和陶瓷及金属陶瓷等。
随着耐高温刀具材料的不断发展,干切削技术也得到了不断发展。它不仅有利于节约能量资源、减小环境污染,而且切屑清洁、易回收再利用,是一种非常理想的绿色加工方法。
4 干切削机床
设计干切削机床主要考虑的问题是切削热的迅速散发和切屑、灰尘的快速排出。干切削时在机床切削加工区会产生很大的热量,如不能及时从机床中排出去,机床就会产生热变形,从而影响机床的工作可靠性和工件的加工精度。对于无法排出的热量,可采取隔热措施。为了排屑方便,干切削机床可尽量采用倾斜式床身和立式主轴。可用绝热材料制造工作台上的倾斜盖板,大量热切屑可直接送入螺旋排屑槽。为了提高机床工艺系统的热稳定性可采用内置循环冷气系统。为了监控机床温度场的变化情况,可在关键部位设置温度传感器,必要时可通过数控系统进行精确的误差补偿。另外还可采用吸气系统帮助排屑,采用过滤系统滤去尘埃颗粒。
5 结语
制造技术的先进程度不仅是衡量一个国家科技发展水平的重要标志,也逐渐成为国际间科技竞争的焦点。因此,对先进制造技术的研究显得尤为重要。加之人们的环保意识不断增强,可持续发展思想不断深入,制造业中环境污染和资源浪费的问题亟待解决。绿色制造正是解决这一问题的有效途径,它将成为21世纪制造业的重要特征之一。
在切削加工过程中,干切削消除了切削液的不利影响,用干切削代替湿切削,是机械制造业可持续发展的方向。研究干切削加工技术,探明各种不同工件材料所适合的干切削加工工艺,最终实现干切削加工,对保护生态环境,提高制造业的生产水平,有着非常重要的意义。
参考文献
[1] 谢国如.绿色制造中干切削的研究[J].现代机械,2004(6):57-58.
关键词 先进制造技术;职业教育;实验室设备引进;实训室建设
中图分类号TH166 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)72-0166-02
0 引言
先进制造技术(Advanced Manufacturing Technology,简称为AMT)是制造业为了适应现代生产环境及市场的动态变化,在传统制造技术基础上通过不断吸收科学技术的最新成果而逐渐发展起来的,是传统制造技术、微电子技术、自动化技术、计算机技术、信息技术与管理科学等多学科先进技术的综合,并应用于制造工程之中所形成的学科体系。AMT是制造业企业取得竞争优势的必要条件之一,其优势还有赖于生产制造各环节的组织管理和人力资源的有机协调。因此,与传统制造技术相比,先进制造技术对人才提出了更高的要求。作为为制造业培养一线工程技术人员的中、高等职业院校更应认真做好市场调研,积极采取应对措施,以便使培养出的人才有效适应和利用先进制造技术,为先进制造技术的发展奠定坚实的基础。
1 先进制造技术对技能人才的要求
人力资源是未来企业竞争的核心要素,传统制造业视工作者仅仅为劳动力,未来,随着制造技术的发达性和制造业市场的动态多变性则要求企业聘用更多具有较高职业能力和创新激情的工作人员,员工在整个工作过程将涉及到多个专业领域,他们被赋予一定的自主决策权力,来处理单元不确定事件。同时要求员工不断的学习先进的技术和管理理念,借以保障在动态重组过程中沉着应对并能够保障鲜活的竞争力。所以适应先进制造技术发展要求所需要的人才应当是高素质且掌握多种技术能力的复合型人才。虽然高职院校主要的培养对象是面向生产一线的操作人员,但由于先进制造技术对知识量、信息量的要求增加,使得人才的培养将从以往的技能型向复合型转变。
2 职业教育实验、实训建设的现状与存在的问题
随着我国的制造业的蓬勃发展,先进制造领域对人才能力及素质的培养要求越来越高,作为承载此重任的一些高等职业院校在很大程度上对先进制造技术的发展认识不足,导致其在专业及课程设置、教学及管理模式、教学方法及手段等方面存在很多不合理的现象。而实训的条件差,师资短缺,应该说是主要的原因,尤其是实训条件,职业教育的根本任务是培养高技能应用型人才,实际的训练是培养这种能力的关键的环节,但是目前大多数的学校实训条件仍不能满足人才培养的要求,主要有三方面的原因:第一方面:实训基地建设与维护需要大量的资金投入,特别是工科专业,需要投入的经费比较高,而一般的学校的财力很难承受。第二方面:许多的学校在办学指导思想上仍然不明确,教育理念不能与时俱进。同时,由于大多数教师只熟悉课本上的理论知识而缺乏企业实践经验,致使他们很难驾驭实验实习和综合实训的各个环节,包括先进技术运用和管理理念的灌输。第三方面:综合实习、实训条件较差,体现在学生平时在技能训练方面,训练内容只针对于某一领域或某一学科,比如学机械的不懂电,学强电的不熟悉弱电等等,但在实际应用中,这些专业是相互贯通,综合利用的。知识间的和知识与技能间的相互脱节造成学生在面对庞大的生产设备时不知所措。
3 先进制造技术促进职教实验、实训建设的改革
为满足日益发展的先进制造业对技能型人才培养的需求,加强实训、实习基地建设是高等职业院校改善办学条件,提高教学质量的重要保证.实训基地建设应遵循科学规划、分类建设、集中管理、资源共享的原则。首先,为完善实验室的使用和管理,高职院校应该充分利用现代化信息技术,建设校园网将实验室的各项规章制度、实验、实习安排、师生信息乃至值日轮流表等都放到网上,可方便学生随时随地查询,极大地方便了学生对各项信息的准确把握;建立网络教学平台,在网上设置教学大纲、电子教案、布置作业和进行在线答疑,即时的与学生进行交流和沟通;另外也可以建立一套合理、实用的开放性实验室管理方案,以此满足学生课余时间的学习要求,在这样宽松、灵活的环境中,学生能亲自体验到各种先进的技术给学习和工作过程带来的便利,更能激发他们对所学知识的浓厚兴趣。其次,在加强实验室的建设中,实验室师资队伍建设至关重要。因此,要大力加强高职院校实验室队伍建设,建设一支集思想觉悟、业务水平、管理水平全面发展的师资队伍。再次,要加强实训教材的开发与建设,教学过程中尽量选用教、学、做一体化教材,涉及的内容要难易适中,对各环节的教学、实践指导要本着先易后难,循序渐进的原则,各学校也可根据校内自身的教学大纲和实验实训条件组织经验丰富的教师自编教材,确保实验教材内容能够反映出学科的新知识、新内容,根据各学科的发展态势和生产实践的需要适时更新实验项目和实验教学内容,将当前的新思想、新技术、新方法纳入进实验教学中来。最后应建立实验室教学及管理的考核机制,强化教风建设。制定实验、实训室教职工行为规范、评学、评教等制度;实施多项加强学风、教风建设的措施:加强对外交流合作,开拓视野,聘请具有一定影响力的国家级或省级名师作指导,不断提高业务水平。每学期召开学生座谈会,教师座谈会,促进教师之间,师生之间的交流互动,对出现的问题及时解决。
4 对实验室建设及引进综合实训设备的几点建议
在建设实习、实训场所或引进实训设备时务必要考虑到各学科的关联性、综合性,在学生学完所有的专业课后能够为学生提供典型的综合实训环境,使学生将学过的诸多单科专业知识在这里得到全面认识、综合训练和相互提升。因此在引进实训设备时应从以下几点全面考虑:第一,所引进的综合实训设备应根据企业应用的特点,对各类工作过程和相关的技术进行研究,对工业现场设备进行提炼和浓缩,并针对实训教学活动进行专门设计,融多学科于一体,将诸多技术领域构成一个完整的多级控制系统。第二,为便于教学,系统应将结构模块化,使系统可以完成各类单项技能训练和综合性项目训练,提高设备的利用率。例如,当系统拆分开来学习时,可保证初学者容易入门和足够的学习空间,而将各单元联在一起集成为系统后,能为学员提供一个学习复杂和大型控制系统的学习平台。第三,系统应采用统一标准接口,具有较高的兼容和扩展性,随着工业现场技术的快速发展,系统可以紧跟现场技术升级扩展,随时满足实训环节的需要。系统有关的设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。
5 结论
当前,在以知识为基础、以创新为动力的新经济体系中,制造业正面临着严峻的机遇与挑战。同时,人才是制造业振兴的希望,也是国际先进制造技术的决胜点。人才,特别是高素质的理论创新型人才和实践技能型人才的希缺已成为制约我国先进制造技术可持续发展的“瓶颈”因素。实训室建设在以技能人才培养为核心的职业教育发展中起着关键的作用,现今社会越来越需要德才兼备、具有高水平、高技能,有着实践经验的职业技能人才充实到社会各个行业的生产一线中去,为企业带来新技术、新活力和新效益。针对上述问题,作为技能型人才培养摇篮的高职院校应该改革现有的教育体制,完善现有的实验实训条件,以此造就大批适应时展的高素质的技术人才,使他们在先进制造业中大显身手、游刃有余,并不断推动先进制造业的发展。
参考文献
[1]李梦群,等.先进制造技术导论[M].国防工业出版社,2010.
[2]徐国庆.实践导向职业教育课程研究:技术学范式 [M].上海教育出版社,2005.
【关键词】先进制造技术;特点;发展趋势
随着计算机技术、自动化控制技术和现代科学技术的高速发展及交叉融合,产生了要求高精度、高速度、多功能、复合型、安全环保、智能化的先进制造技术理念,与传统的机械制造技术相比,先进制造技术是综合了机械制造技术、计算机技术、电子技术、智能技术、网络技术等先进技术的总称。
一、先进制造技术的特点
1.先进制造技术涉及到产品从市场调研、产品开发及工艺设计、生产准备、加工制造、售后服务等产品寿命周期的所有内容,它的目的是提高制造业的综合经济效益和社会效益,是面向工业应用的技术。
2.先进制造技术强调计算机技术、信息技术、传感技术、自动化技术、新材料技术和现代系统管理技术在产品设计、制造和生产组织管理、销售及售后服务等方面的应用。它驾驭生产过程的物质流、能量流和信息流,是生产过程的系统工程。
3.80年代以来,随着全球市场竞争越来越激烈,先进制造技术要求具有世界先进水平,它的竞争已经从提高劳动生产率转变为以时间为核心的时间、成本和质量的三要素的竞争,因此它是面向全球竞争的技术。
4.先进制造技术的最新发展阶段保持了过去制造技术的有效要素,同时吸收各种高新技术成果,渗透到产品生产的所有领域及其全部过程,从而形成了一个完整的技术群,具有面向21世纪新的技术领域。
二、先进制造技术发展方向
近年来,计算机技术、自动控制理论、数控技术、机器人、CAD/CAM技术、CIM技术以及网络通信技术等在内的信息自动化技术的迅猛发展,为先进制造技术的发展和应用提供了日益增多的高效能手段。
(一)工业应用的技术,机械、电子、信息、材料及能源技术成果,综合应用于制造过程。
1.数控技术(Numerical Control),简称数控(NC),是用数字量及字符作为加工的指令,实现自动控制的技术。目前数控一般采用通用或专用计算机实现数字程序控制,因此也称为计算机数控技术(Computer Numerical Control),简称CNC,数控技术在国外一般都称为CNC。数控技术的核心是数字控制技术,用计算机来对输入的指令进行存储、译码、计算、逻辑运算,并将处理的信息转换为相应的控制信号,控制运动精度较高的驱动元件,使之按编程人员设定的运动轨迹来高效加工,从而彻底克服了传统机械加工的缺点。
2.计算机辅助设计与制造(CAD/CAM),是计算机辅助设计(Computer Aided Design)简称CAD,与计算机辅助制造(Computer Aided Manufacturing)简称CAM相结合而组成的系统,依托强大软件来完成产品设计中的建模、解算、分析、虚拟模拟、加工模拟、制图、数控编程、编制工艺文件等工作。
3.特种加工技术,传统机械切削加工的本质为:刀具材料比工件更硬,用机械能把工件上多余的材料切除,零件的形状由机床的成型运动产生。但是,随着生产发展和科学实验的需要,很多工业部门,要求尖端科学技术产品向高精度、高速度、耐高温、小型化和结构复杂化等方向发展。尺寸精度、表面粗糙度和某些特殊要求越来越高,工件材料越来越硬,加工表面越来越复杂,传统的加工方法已不能满足生产的需要,人们探索利用电、磁、声、光、化学等能量或将多种能量组合施加在工件的被加工部位,实现材料去除、变形、改变性能或被镀覆等非传统加工方法,这些方法统称为特种加工。
(二)制造业综合自动化,信息技术、自动化技术、现代企业管理技术的有机结合。
1.机器人技术,计算机控制的可再编程的多功能操作器,又称工业机器人。它能在三维空间内完成多种操作。机器人技术综合了计算机、控制论、机构学、信息、传感技术、人工智能和仿生学等多学科而形成的高新技术。
目前机器人大致分为两大种,工业机器人(或称机械手)是机器人的一种,它是由关节元件、末端执行器、机身和控制装置所组成,具有类似人的动作的功能;另一种由于安装有感觉元件和遥感元件,分析计算机及行走装置,具有感觉、触觉、分析、判断、决策和行走的功能而称为智能机器人。
2.成组技术,人们用大批量生产的组织形式以高效的生产设备、高效的工艺技术去制造单件小批的零件,降低生产成本,成组技术(Group Technology简称GT)就应运而生。成组技术就是应用相似性原理,在多品种产品的生产中将相似零件组织在一起进行生产,使组内零件近似为原来的单一品种的大批量,或者变单件、小批生产为批量生产,按照批量生产的生产组织、管理技术来进行生产。
3.柔性制造系统(FMS-Flexible Manufacturing System),是以计算机为控制中心实现自动完成工件的加工、装卸、运输、管理的系统。它具有在线编程、在线监测、修复、自动转换加工产品品种的功能。一个柔性制造系统概括为以下三部分组成,即:加工系统、物料储运系统和计算机控制的信息流系统。
柔性制造系统具有:高柔性,在线编程使计算机响应进行控制高自动化设备工作;高效率,合理控制设备的切削用量实现高效加工,减小辅助时间和准备、终结时间;高度自动化,工件的加工、装配、检验、搬运、仓库存取完全由自动化程度高的设备来完成;柔性化生产大大减少操作人员、机床数目,提高机床利用率,缩短生产周期、降低产品成本、降低库存、减少流动资金、缩短资金流动周期,因此可取得较高的综合经济效益。
三、系统管理技术,制造业综合自动化、过程工业综合自动化、系统技术等综合应用于制造全过程,实现优质、高效、低耗、清洁、灵活生产,获得理想技术经济效果
1.并行工程(Concurrent Engineering),简称(CE)是对产品及其设计过程和制造过程进行并行、集成设计的一种系统化工作模式,这种模式使产品开发人员从一开始就考虑到从概念形成到产品报废的全生产周期中的所有因素,包括加工的质量、成本、进度和产品的技术性能及使用性能需求等,减少加工制造中可能出现的问题,加速产品开发过程,缩短开发周期。并行工程的最大特点是利用计算机的仿真技术,用上、下游共同决策方式,在计算机上进行产品整个生命周期各个阶段的设计。
2.虚拟制造(Virtual Manufacturing),简称(VM)利用计算机技术、建模技术、信息处理技术、仿真技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真模拟,以发现设计或制造中出现的问题,在产品实际生产前就改进完成,省略了产品的开发研制阶段,达到降低设计和生产成本,缩短产品开发周期,增强产品竞争力的目的。
3.计算机集成制造系统(Computer Integrated Manufacturing Systen),简称(CIMS)是在自动化技术、信息技术及制造技术的基础之上,通过计算机网络及数据库,将分散的自动化系统有机的集成起来,完成从原材料采购到产品销售的一系列生产过程的高效益、高柔性的先进制造系统。系统包含技术应用系统:工程设计与制造系统、管理信息系统、制造自动化系统、质量保证系统和支撑系统:数据库系统、通讯网络保障系统。
现阶段我国先进制造技术与先进国家相比还有一定的差距,但随着国家对先进制造技术加大扶持力度,我国制造技术会更加进步。
参考文献
[1]韩秋实.机械制造技术基础[M].机械工业出版社,2006
【关键词】先进制造技术;教学改革;创新性应用型人才;启发式教学;互动式教学
德州学院为了实现“创新性应用型人才”培养的教学目标,实现教育由应试向综合素质强化转化,培养创新精神和创新能力,提高实践能力,创建了一个能全面提高学生创新能力和综合素质的教学体系-创新性应用型人才培养体系[1]。依托该培养体系,对交通运输专业的重要课程《先进制造技术》进行改革探索,从课程内容体系、教学手段等方面进行教学改革,以提高课程的实用性,满足现代汽车制造产业的发展需要[2]。
一、根据培养要求优化教学内容
结合我院交通运输专业特色和用人单位对毕业生的要求,对课程重新定位。《先进制造技术》课程,在教学计划中属于专业必修课,需要注重与专业特色以及相关领域实际的结合,制定教学大纲时,既要要求学生掌握一定的理论基础,同时也要注重与实际设备的联系,以实现知识、能力、素质协调发展和综合提高。
另外,在内容方面,对于教材中偏离专业人才培养目标要求的内容进行删减,例如,压缩在实践中应用较少的公式推导、分析和计算等内容,增加与交通运输实际生产紧密相关的实例以及前沿制造技术。通过科学选取,优化组合,使得教学内容既丰富又实用,满足了培养创新性应用型人才的需要[3]。
二、根据培养要求改进教学方法和教学手段
为了满足“厚基础、强实践、求创新、高素养、重责任”的培养要求,对教学方法和教学手段进行改进和创新。
(一)教学方法的改进
1.采用启发式教学方法。在《先进制造技术》这门课程中,由于许多新加工技术与方法学生从未接触过,这就需要根据教学任务,尊重学习的客观规律,从学生的实际出发,启发学生的思维,充分调动学生的积极性。一方面可以通过模型进行演示启发,例如可以将要学习的零件同以前学过的零件进行类比启发学生;另一方面,可以将科研中遇到的问题提出来,进行启发式提问、分析和讲解,以利于提高学生的创新思维能力,同时也激发了学生参与项目研究的热情,提高实践能力[4]。
2.互动式教学方法。互动式教学是指为了激发教学双方的主动性,开拓创造性思维,在课堂上教师与学生不断地进行交流与沟通,通过讲解、辩论[5],形成良好互动,将课堂还给学生,让学生成为课堂的主人,改善和活跃课堂气氛,培养学生的自学能力、表现能力和创造能力,反响良好。
(二)教学手段的改革
1.使用多媒体教学改善教学效果。在《先进制造技术》这门课程中,涉及到各种先进的加工工艺及设备,由于不可能将各种设备搬到教室,因此合理运用计算机技术,将新技术新产业以多种媒体信息作用于学生,进行全方位、多视角和多层次的演示,从而达到最优的教学效果[6]。既激发了学生的学习兴趣,同时又有利于突破教学难点,提高教学效率。
2.建立网络主页,进行有效师生互动。通过制作的网络平台,将教学课件、参考资料等挂到网络主页上,并随着前沿技术的发展及时更新内容。学生亦可以通过平台进行预习与复习,并可以提交作业,同时就一些问题进行讨论与研究,还可以反馈给老师问题,教师同时可根据平台所反映的情况修改教学计划与方法,改善教学效果。实践证明,充分利用信息技术,对教学有良好的促进作用。
(三)实践教学的改革
实践教学对于培养应用型人才的大学来说至关重要[7]。德州学院历来重视培养学生的创新意识、创新思维和创新能力,以此为切入点,并根据学院推出的“四层次、八模块”的实践教学内容结构,结合我院实际情况,对实践教学方式进行多元化改革。
1.对实验内容、实验方法进行改革
重点把传统的示范性、验证性实验改为综合性设计实验。在对基础理论知识和设计方法掌握的基础的同时也能进一步掌握机械产品的一般设计过程;增加实验学时所占的比重,增加学生参与实践的时间;实验结束后及时进行讲评或讨论,注重实验效果;促进实验室全面对学生开放,创造学生利用实验室创新研究的机会。
2.对科技创新训练进行强化
通过创立科技部,以让学生独立承担各种小型科研课题;组织学生参加各类大学生科技创新竞赛,如全国大学生智能车竞赛、机电产品创新大赛等,充分发挥学生的创新思维,激发了学生的学习兴趣,提高学生的创新能力。
3.强化科研训练
通过组织学生参与教师科研等方式,对学生进行有效的科学研究训练,培养学生创新精神与动手能力。
4.积极创建校内外实践教学基地,推进校企合作
校企之间建立良好的合作关系对于实践教学水平的提高具有重要的推动作用[8]。汽车工程学院非常重视实习基地建设,设有汽车与交通工程实验中心,包括新能源汽车实验中心、汽车检测中心、汽车专业基础实验中心等。现有实验室面积7640平方米,主要设备有:新能源汽车直流驱动电机控制实验台、油电混合动力汽车燃油动力-电动力实验装置、电动汽车驱动电机-控制器实验台等设备。按照德州学院“基础实践+专业实践+综合实践”三个层次构建新的实践教学课程体系要求,加强校企合作,制订相应的实验、实习及毕业设计(论文)等教学计划;同时校企双方进一步巩固加强实习基地建设。目前我院已分别与宝雅新能源汽车有限公司、福田雷沃重工等多家企业签署了合作共建协议,进行顶岗实习,为将来从事交通运输工作打下了坚实基础。聘请企业中有经验的工程师到我院参与实验教学,同时选派优秀教师到企业参与项目开发,提高业务水平。
三、结束语
依据德州学院创新性应用型人才培养要求,对《先进制造技术》课程从教学内容、教学方法及手段、实践教学进行了改革探索;通过理论与实践相结合,激发了学生的学习积极性、主动性,开拓了思维,为社会培养了创新性应用型复合型人才,满足了汽车行业对人才的需求。
参考文献
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