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导语:在制造业自动化的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
目前,在我国经济发展进入新常态的背景下,机械制造业也在整体转型升级,而随着现代科技的迅速发展,自动化技术正在并将广泛应用于机械制造行业。机械自动化技术融合了信息技术、计算机技术、系统工程等诸多方面的理论,其在机械制造业中的应用,不仅极大减少了企业生产的成本费用,提高了机械制造的生产效率,而且使机械制造整个行业的生产模式发生了巨大转变,极大地提高了企业的市场核心竞争力。
1自动化技术概述
自动化技术是一项综合性技术,其涉及的范围比较广,主要包括系统工程、信息论、控制理论、计算机技术、自动控制以及电子学等,其中以控制理论与计算机技术为主。自动化技术的发展趋势主要体现在以下几方面:机电一体化、机械功能多元化、结构设计标准化以及控制智能化。历经多年的发展与完善,现阶段的自动化技术,融合了信息处理技术以及计算机管理技术,相比于传统的自动化技术,新时期的自动化技术的应用更好的提高了机械制造行业的生产效率。在现阶段机械制造业转型升级的新常态下,自动化技术应用的优势主要体现在以下几个方面:(1)自动化技术可以更好地代替人工工作,进而逐渐替代人脑工作部分,确保工作结果的精准性;(2)自动化技术可以实现机械制造系统的自动化、流程化;(3)自动化技术可以使机械制造业的生产过程变得更加具体。
2自动化技术在机械制造业中的具体应用
2.1柔性化应用
柔性化应用即指机械制造企业需要根据市场的需求变化,不断的自身的生产过程进行合理调整,以保证机械生产能够符合当下市场的实际需求。为此,在实际生产的过程中,企业必须精确把握机械制造、机械设计以及市场三者之间的关系,并利用计算机技术使其有效统一起来。机械自动化柔性化技术的应用,极大的提高了企业生产效率与产品性能,同时也提高了机械制造企业生产与市场实际需求之间的适应性。此外,柔性制造在降低了企业人工成本的同时,也提高了生产的安全性,减少了意外的人身伤害。与此同时,自动化技术的柔性化也在很大程度上提高了资源利用率,在顺应了时展趋势的同时,进一步推动了我国机械制造业的自动化发展进程。需要注意的是,企业应该善用计算机管理技术对制造、设计与市场三者间的关系进行管理。计算机技术的应用,不仅可以增强信息处理水平,同时还可以打破空间与时间上的限制,显著降低信息处理成本,帮助企业实现多样化生产,进而增强企业对市场需求的适应能力。但是,不可否认的是,我国机械制造业目前的柔性制造仍然受到许多因素的限制。例如,信息系统的安全性、市场反应的灵活性以及市场灵敏度等。所以,在其推广过程中,相关人员需要进行更加深入的改进与完善。
2.2集成化应用
集成化应用即指企业利用计算机集成思想,站在企业生产的整个过程中,对现有的原料、信息以及生产技术进行集成与优化,进而促使技术功能与经营活动的有效集成,并通过技术与经营的集成推动企业发展,提高企业的经济收益。而计算机集成思想指的是利用信息技术,优化企业整个生产制造过程的一种思想。现阶段,机械企业的集成需要以其内部的动态集成作为首要目标,以此来推动自身企业的全球化、国际化发展。目前,高度集成化的芯片以及专用集成电路以及在机械制造行业得到了广泛应用,极大的提高了机械制造数控系统的集成性,以及系统软硬件的运行速度;而LED平板计数的应用,则极大的增强了显示器的性能;在机械制造中的互连技术以及封装技术中,也融合了表面安装技术与半导体;同时,通过缩短互连长度、减少互连数量、增强集成电路密度等措施,有效降低了产品价格,并且极大的改进了产品性能,是组件的尺寸变小,进而增强了系统的可靠性。
2.3智能化应用
智能化应用即指企业根据制造整个过程的需求与实际情况,适当的应用人工智能技术,以此来缩小人工生产与机械化生产二者间的距离,进而使机械化生产逐步取代人工生产,降低企业的人力资源费用。智能化的机械制造系统,不仅将智能性完美的体现了出来,同时还极大的提高了系统的外部适应能力,以及系统对突发事件的应变处理能力,从某种角度上看,智能化制造技术将机械制造系统维系在一个相对完善的状态之内。相比于传统的机械制造系统,智能化制造系统的优势更加明显,不需要学习提升或是组织适应的过程,不仅降低了人工成本,同时也提高了生产的效率以及质量。此外,智能化制造体系还能够对市场变化进行一定程度的预测,进而对生产进行科学规划,合理管理材料,控制机械生产过程。现如今,我国已经研发出了CAD、CAPP等新型智能技术,极大促进了我国机械制造业的发展。
3结论
本文简要介绍了自动化技术的基本情况,在此基础上,对自动化技术在机械制造行业中的应用进行了深入探究:柔性化应用、集成化应用以及智能化应用。总而言之,自动化、信息技术与传统机械制造技术三者的有机统一,是机械制造行业未来的主要发展趋势。因此,相关企业或者生产技术人员必须将机械生产技术进行有效的整合、优化与完善,进而借助机械自动化技术来实现机械产品生产的柔性化、集成化以及智能化,为产品的生产质量以及企业的经济效益提供保障,从而显著增强企业的市场竞争力,使其在日益激烈的市场竞争中占据有利位置。
参考文献
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[4]夏中坚,李坤.机械自动化技术在机械制造业中的应用[J].国防制造技术,2016(03):80-82.
机械自动化是新时期全新生产力的代表性技术之一,主要指企业利用相关的自动化技术,使企业处于不间断生产的营运中。随着科学技术的日益发展,机械自动化技术得到迅速地发展,在各行各业发挥着重要的作用,因此受到社会各界的广泛关注[1]。在机械制造企业中,运用机械自动化技术不仅可以提高企业的工作效率,而且可以提高企业各项工作的精准度,提高机械制造业产品的质量,因此,在机械制造企业中,机械自动化技术得到广泛地应用。近几年来,我国机械制造业的机械自动化技术虽然得到迅速地发展,但与国外发达国家相比,我国机械制造业的机械自动化技术水平还比较低,如何加快机械自动化技术的进展,提升其内在的空间,是机械制造企业的当务之急。
2.机械自动化技术在机械制造业中的应用
2.1柔性的自动化
竞争日益激烈的市场要求各大制造企业的应变能力要强,必须要能根据市场的需求进行及时调整自身产品的种类。市场所产生的每一个变化都有可能是一种新的商机,因此笔者认为现阶段的柔性自动化,敏捷制造是其今后的发展趋势。其的主线就是生产高度柔性化产品。MFS的应用研究结果显示,MFS是一种中批量的多品种的生产模式,其在提高企业生产率、确保交货期、提高信息完整可靠以及产品质量等方面均有较好的经济效益[2]。随着实践的不断深入,以往无人化的全自动化的概念逐渐被更新,在自动化的系统之中,人的作用受到越来越多的关注,机械自动化日益向小型化以及多样化的方向转移,因人的作用日益增强,所以对人的素质以及技能方面的要求也在不断提高,企业在发展机械自动化技术的过程中,同时要重视培养员工的机械自动化知识。
2.2集成化
计算机的集成制造是由若干个紧密联系的分系统来组成,可分为制造自动化的分系统:包括加工中心、计算机数控、自动装配等;工程技术信息的分系统:计算机的辅助设计、计算机工艺的辅助设计、数控程序的编制等;质量信息的分系统:包括计算机辅助质控、三坐标的测量机等;管理信息的分系统:包括物料、经营、财务、人事管理等方面的管理。
2.3有关智能制造的应用
伴随着现代科技的飞速发展,商品制造技术不再是简单的对商品进行设计以及制造,它已经从最原始的商品概念设计发展为一系列商品的集成活动,所以在另一个层面上来说制造技术是一个把信息处理与功能体系结合起来的多功能技术,也可以称为智能制造技术,这个是一种融合了自动化技术、人工智能、制造技术的先进技术,他不仅具备了某一部分专家的智能功能,还能对自身的运作状态进行监视,能够及时地对故障进行预测并且在出现故障后马上做出应对措施[3]。相较于传统的制造系统,智能制造技术最先进的一点则是它有着自主组织、适应、学习能力,是以往每一种制造技术所不能具备的。目前,已经取得一定成果的智能技术有:智能机器人、智能式故障诊断以及维护系统、制造单元控制系统、智能式CAD以及智能式CAPP,这些研究在全球范围内都引起了一定的反响。智能制造系统的运用从最原始的市场分析、产品设计制造以及加工过程控制、产品生产计划及其材料处理、企业信息管理、设备维护等技术自动化方面,延伸到其自主组织能力与制造环境的集成化层面。总而言之,智能制造系统能给制造技术带来质的飞跃,并且其前景广阔,因此,在制造过程中有必要将其融入自身机械制造环境中。
2.4虚拟化的应用
虚拟化的技术通常包括当代制造工艺、计算机的图形学、人工智能、信息与多媒体技术等方面,其中主要以计算机的系统建模及仿真技术为根本,而构成的一种综合多门学科知识的系统技术[4]。虚拟制造通过运用计算机仿真与信息技术,以全面仿真实际活动中的制造过程、信息以及人事物等,便于发现问题以及选取相应的预防对策,进而实现产品的一次成功制造,缩短生产周期,降低生产成本,提高市场竞争力的目标。
机械设计制造及其自动化专业的学生们将来可以从事科技研发、运行管理、应用研究、销售等机械制造领域的一些职位。
就业方向
本专业毕业生可在机电装备制造业,从事机械制图与计算机绘图,机械制造工艺与现场实施,机械加工与检测,机电设备安装、调试与维护,CAD/CAM技术运用等岗位工作。
从事行业
1机械/设备/重工
2仪器仪表/工业自动化
3新能源
4电子技术/半导体/集成电路
5汽车及零配件
6其他行业
7计算机软件
自动化农业机械装备是农业机械发展的一大趋势,并朝着以信息技术为核心的智能化方向发展。目前,我国农业机械制造自动化的水平距离发达国家尚存在差距。2015年,我国正式提出了《中国制造2025》宏大计划,将农机装备列入10大重点发展领域。这一战略为我国农机装备制造发展带来了新的契机,也为推动我国农业机械制造自动化增加了新的动力。
1 机械自动化技术在农业机械制造上的应用现状
机械自动化技术是工业生产过程中的有力工具,对于提高制造业的综合效益、提高机械制造业自动化水平具有重要作用。农业机械制造自动化需要广泛应用相关技术,主要包括计算机辅助设计技术、高精密加工技术、计算机集成制造系统、激光加工技术、数控机床加工技术、电磁加工技术等。我国目前机械制造自动化技术应用仍然处于初级发展阶段,对机械自动化技术的应用还需要进一步研发。
按照机械自动化制造规模来分,机械自动化制造分为自动化制造单元、自动化制造系统、自动化制造线、自动化制造工厂四个阶段。就农业机械制造领域而言,我国已经普及应用了自动化制造单元、自动化制造系统,但在自动化制造线和自动化制造工厂方面,我国与发达国家的差距较大,远未实现工厂自动化。而在农业机械自动化制造的关键技术应用方面,我国在计算机辅助设计、数控机床加工技术、激光加工技术、数控等离子加工技术等应用较为普及,但在模糊控制技术、人工智能、人工神经网络技术等方面的应用则较为落后。
2 农业机械制造自动化发展存在的问题
经过一个时期的发展,我国农业机械自动化取得了一定的成绩,在多种农机装备上已经实现了部分自动化。例如在农用拖拉机上广泛使用了机械油压式三点联结调节系统,在播种机上实现了种子播量自动控制、谷物干燥机实现自动切断燃料供给等。在精准农业方面的应用较为成熟,依靠网络化管理系统等信息系统,对农业生产进行精准化自动控制,使农业生产进入了信息化和数字化时代。但是目前我国农业机械装备制造自动化仍然存在很多问题,主要包括以下几个方面:
一是农机制造业的发展水平有待于进一步提高。虽然我国农机制造业呈现出蓬勃发展的态势,但与发达国家制造业相比,仍然处于发展水平不高、核心技术不成熟的阶段。尤其是在农业机械自动化方面,以对农机进行改进或增添智能设备为主,缺乏自主品牌和高水平、全面的自动化制造能力,农业机械自动化程度低、结构复杂、价格高昂,阻碍了农业机械自动化产品的推广与应用。
二是农机制造自动化的自主创新能力薄弱。受多种因素影响,农业机械制造企业在智能制造和数字化制造方面的创新能力严重不足,农机制造数控装备较少,大部分处于初级阶段或研发阶段。加之农机制造业在上述制造技术方面没有掌握核心技术,未能投入大量资金进行研发与合作,很多智能化制造设备仍需要进口,或与国外企业合作,制约了农业机械制造自动化的发展。
3 农业机械制造自动化的发展方向与路径
《中国制造2025》把农机装备产业列入了10大重点发展领域,提出了广泛采用现代制造技术,推动产业升级,通过突破高端产品技术,显著改善产品结构。并针对农业机械装备,提出要加快发展大型拖拉机及其复式作业机具、大型高效联合收割机等高端农业装备及关键核心零部件。《中国制造2025》为我国农机装备制造业的发展描绘出了明确的蓝图,即农机装备要向着自动化、智能化、信息化的方向发展。
[关键词] 农业机械制造 自动化 礼泉县
[中图分类号] S23 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2016)12-0208-01
以陕西礼泉县为例,礼泉县是我国优质苹果的主要生产基地之一被誉为“中国苹果第一大县”。 但是在生产方面还存在着效率和产品数量、质量不足的问题,而自动化技术能够有效的提高生产效率、稳定产品质量、明确生产周期、节约成本等优点将成为农业机械制造的最终目的。
1 自动化技术在当今农业机械化生产中的积极作用
自动化技术区别与机械化的不同在于自动化既节省了人的体力劳动,又取代了部分工作对人脑作业的要求。具体的还有以下六点长处:
1.1 使产品产生了质的飞跃。自动化控制系统让机械严格按照设计要求进行施工,排除了控制者由于自己主观能动性对产品造成的不利影响,能够提高产品单位质量,减少产品的次品率。
1.2 由于自动化设备进行着持续不断的生产同时满足较低的失误率,使之生产过程短生产效率高。
1.3 自动化生产加工系统可以根据具体数量的需要,快速调整生产线,不延误产品效率。
1.4 自动化生产的节奏短、频率快,这样能够大幅提升生产效率,同时在达到不间断、高产出的情况下,能够较大的降低了生产产品所需要的成本。
1.5 自动化设备由于使用了先进的技术,能够全面具体的对产品进行生产加工,这些都是现代科技包括导向、调整、改进、检测以及视觉体系带来的优势。确保了产品在生产方面的万无一失。
1.6 自动化的生产很大程度上缩短以往的生产周期,减少次品数量,使企业单位提高了交货速度,交货速度的提升大大加强了企业对市场的掌控力,能够根据市场所需生产出相应的产品数量,而不是以往的生产过多,从而减少流动资金的异常。
2 自动化技术在农业机械制造中还存在一些问题以及礼泉县的特殊化
2.1 关于农业机械制造业的发展程度较低,与一些发达国家的生产制造业相比不能望其项背,缺乏自己的核心技术,特别是在自动化这个方面,少有自主的品牌,而且水平都偏低,自动化机械制造能力偏低,农业机械化普及率更低,复杂的架构,昂贵的价格,这些都是自动化技术进行实施和普及的绊脚石。
2.2 自主创新能力的低下,大大减慢了农业机械制造自动化的步伐,大多数农业机械制造企业在当今智能化和数字化遍布全球的今天,依旧薄弱不堪,很多高精尖的生产设备还在萌芽和探索之中,一部分的应用也是依靠国外进口或者与外企合作。
2.3 关于礼泉县所面临的问题。很多果农思想比较守旧,接受新事物太难;技术网络不健全,缺少发展自动化技术宣传和发展的网点,很多人都是中专毕业,能够进行大学学业且学习农业技术的人才太少,思想落后;苹果产品结构不合理,容易造成产品滞销。
3 针对自动化在如今农业机械生产中的巨大作用我们采取以下措施
3.1 就是所谓的信息流自动化。计算机技术是信息流自动化的前提,在计算机系统的掌握下,包括产品的原材料供给、产品设计、产品工艺、如何生a和整体库存的把握甚至信息集成化都一应俱全,关于生产的任何相关信息都能够按照要求,准确快速的进行每一步事先安排好的流程。实现信息流自动化的主要方式是:计算机集成制造系统(CIMS)集成计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工艺过程设计(CAPP)和计算机辅助制造(CAM)各单元的信息,这些都对产品数据进行了统一化标准化的加工。信息流自动化的采用能够从核心上针对以往农业机械生产周期长和信息沟通闭塞,从根本上解决了过去生产工艺落后的弊端,对产品设计和编制效率的提高起到了至关重要的作用,从而确保了生产效率的进一步提高和产品工艺的进一步完善。
3.2 关于生产作业自动化。生产机械的自动化包括加工过程自动化、物料存储和输送自动化、产品检验自动化、装配自动化和产品设计及生产管理信息处理的自动化等,无需人工进行操作。自动化设备需要较高的资金投入,但就是企业单位来说产品质量和工作效率都得到了保障,一本万利。
3.3 物流系统自动化。物流自动化包括运输自动化、仓储自动化。关于运输自动化,无论前期生产所需要的原材料、工具,还是后期的制成品都需要一个完善的运输线路和运输工具,在运输这些物品的过程中,运输的效率直接关系到机械产品的生产和加工。而运输自动化满足了能够让整个运输体系高效的运行,让整个流水线能够快速反应,迅速作业。无论是原材料的调配还是半成品和成品的运输都不会得到延误。将生产流水线所需要的一切有效地运输到特定地点。包括运输设备自动化、控制装置自动化和单机自动化装置一些特殊的自动化系统还包含自动分拣、筛选、投递等;关于仓储自动化,建设了运输和储存为一的体系。能够更加快捷的调动生产以快速创造企业值,进行资金的回流,以便做出下一步的经济和生产决策。
就礼泉县出现的问题,有以下几点策略;对果农进行有效的培训,加快技术网络的基础设施建设,做好自动化技术的宣传和推动,政府发挥宏观职能,给予大学生返乡提供良好的政策并鼓励发展农业技术人才,更好的去实现自动化在农业机械中的应用。加大对农村的资金和技术人员的投入。
结语
自动化技术的应用能够更好的适应礼泉县农业机械制造的发展,使苹果第一县更早的进入现代农业的行列之中,降低生产成本,提高生产效率,促使礼泉县的苹果高质高销,促使经济产业的发展和快速升级。
参考文献
主要研究汽车制造企业柔性自动化装配生产线,对汽车装配生产线的国内发展情况和柔性生产线在国内推广的弱势情况进行了阐述,并对柔性自动化生产线进行了一个简单介绍,最后对柔性汽车装配自动化生产线的主要构成进行了分析。
【关键词】柔性生产线 汽车 装配
柔性自动化装配生产线主要负责完成大批量、多品种、多车型、多颜色混线的汽车装配。这套系统应用了自动化机器人,转接重读定位的精度在0.6mm以内,能够完成9种车型、20多种汽车产品的混线生产,并实现有效的生产管理。柔性自动化装配生产线有着极高的生产效率,每小时能够完成65辆以上车辆的装配,而目前国内现有装配线最大产能是每小时44辆车,产能提高了47.6%。这种产能已经和国际先进水平十分接近,可以不再依赖进口。
1 国内发展现状
柔性自动化装配生产线系统主要有车身存储、内饰装配、底盘装配、轮胎储运、座椅储运、分装车门、动力集成、整车装配和线间相互转挂机器人等设备,应用了包括自动识别、跟踪、在线监测、自动存储、工业现场等技术,系统不仅能够进行汽车装配操作,还能够实现对装配过程的生产调度、质量管理和柔性装配控制等功能,提高了汽车装配过程的自动化和信息化水平。
一些部门对世界汽车工业的未来格局进行了预测,认为,在2025年以后,汽车工业的产销将逐渐转移到亚洲市场,中国汽车销量将占到世界总销量的30%。汽车装配生产线的柔性自动化技术是重要的核心关键技术,实现了装备的本土化,为我国汽车生产工业提供了先进并且自主知识产权的生产设备,对我国装备制造业有着重大的意义。该系统能够改变汽车制造生产线依赖进口的情况,基础技术等还能够出口和向相关领域扩散。
但是,即便柔性自动化汽车装配生产线有着非常大的优势,但是在国内的汽车装配制造厂家中应用的仍然多为刚性生产线,应用柔性装配生产线仍然属于少数,年产在10-30万台的大型汽车总装厂的生产流水线基本上都是进口设备,目前我国的一些技术实力较强的企业如华远,开始研发柔性自动化汽车装配生产线成套设备,争取行业高端。
2 柔性自动化生产线
柔性生产线是联结多台能够调整的机床,配合自动化装置组成的生产线,有着很高的自动化和信息化水平,能够通过计算机进行管理和操作,还能够结合多种生产模式同时进行,有效的节省了生产成本,并且极大的提高了生产效率。
汽车装配柔性生产线的基本组成主要有自动加工、物流系统、信息系统、软件系统等几部分。柔性生产线技术复杂,自动化程度非常高,结合了微电子学、计算机和系统工程等技术,有着更高的设备利用率,编入柔性生产线的机床会比单机作业产量高出数倍。柔性生产的产能比较稳定,系统中往往存在几台机床同时工作,出现故障会调整降级运转,物料传送系统可以自行绕过故障机床。在柔性生产线中,零件结构过程装卸一次即可完成,加工精度高,并且形式稳定。
3 生产线组成
柔性生产线按照范围可划分为产品生产线和零部件生产线,按照生产节奏快慢能够划分为流水线和非流水线两种,按照自动化程度则有自动化和非自动化生产线两种。
汽车装配柔性生产线主要有车身存储、内饰、底盘装配、轮胎座椅、最终装配、整车检测、车门分装、发动机前桥分装、仪表等相互独立但相互关联的机床模块组成。
3.1 智能化控制
利用计算机技术和网络技术实现智能化控制。借助计算机、网络和PLC总线网络以及无线LAN网络和射频识别系统以及光电接近开关、机器视觉传感器和执行器等部分组成,对系统的智能化控制按照集中管理、分散控制的形式进行。
电控系统主要三层结构,分别为监控层、控制层、设备层,不同层次均由不同的网络结构和不同的软硬件层进行控制,实现诸如自动识别、跟踪、在线监测和柔性装配等智能化操作。
3.2 自动化执行
自动化执行是智能化控制的执行层面,由智能感知系统获得实时准确的现场信息,智能化管理以及控制系统,在网络环境中控制滑橇滚床系统、滑板系统、摩擦系统、自行单轨车系统和机器人执行指令,通过执行系统完成汽车的整个装配操作过程。
3.3 控制系统
集中管理方式需要有一个有力的管理核心。系统主要通过管理计算机、工业以太网和冗余光纤网连接现场分系统PLC,实现现场信息的采集,进而进行整个装配生产线的柔性管理。上位管理计算机借助工业以太网对现场控制器上传的有效信息进行接受,并建立管理数据库,用于系统的开发和更改,并建立交互界面,管理、监控、记录工件物流状态、质量信息和运行状态,打印报表。
3.4 螺纹柔性装配系统
螺纹联接装配方式经历了手动、半自动、全自动三个发展阶段,目前已经进入了柔性装配阶段。柔性螺纹装配系统能够进行整车螺纹联接的高精度自动化装配,这种技术中应用了伺驱动、机械传动、电力电子、智能控制、传感检测、网络通信等技术,有效的提高了螺纹联接的精度,实现了螺纹联接的自动化、集成化、网络化。
4 结束语
柔性自动化系统能够完成非常复杂的汽车装配操作流程,具有多品种、准时化和高产能的优势,能够同时完成大批量、多品种、多车型和多颜色同时进行的装配生产任务,可以作为各种车型的总装车间。这种生产线除了能够进行装配之外,还能够在适当的改造改建之后用做生产企业的涂装、焊装或者其他分类、储存的柔性系统。柔性装配生产线在汽车装配中的应用能够大程度的提高汽车装配车间的生产效率,提高了装配工作的智能化和自动化水平,提高了生产效率和生产质量,并且还能够节省能耗。汽车制造柔性自动化装配生产线融合了机器人、计算机、自动规划、软件、网络、机械等多个领域的诸多技术,在研发整合之后形成了这套柔性自动化装配生产线,为我国“掌握核心科技”,从制造大国到技术大国的转变做出了微小的贡献。
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关键词:专业实训 职业技能 实践技能 教学方法
注:本文为黑龙江职业教育协会“十二五”规划课题《机械制造与自动化专业实训课程整体改革实验研究》阶段性成果。
黑龙江省“十二五”规划纲要提出,要在“十二五”期间基本建成国家重大装备制造基地、国家战略性新兴产业基地,而机械制造是装备制造业的核心,在装备制造业中,有60%~80%的零部件,都要依靠机械制造方式加工而成。迫切需要有精湛技艺和创新能力的机械制造与自动化专业优秀高端技能型专门人才。
我省高等职业教育肩负着培养高端技能型专门人才的使命, ,高职学生为适应社会需求,要具有较强的技术应用能力和操作技能,实践教学则是整体提高高职机械制造与自动化专业教学的重要环节,培养学生分析和解决专业问题的能力和动手创新能力,更好地提高学生的职业技能,我校争取做到“校内基地生产化、校外基地教学化”。
一、创设教学做一体化教学环境
通过对行业岗位调研分析,结合机械制造与自动化专业突出实践教学的特色,以真实零件为载体,遵循机械产品设计与加工生产过程,将理论知识与实践进行整合,使学生的实践技能递进提高。以教学做一体化实训室、生产车间为教学实施地点进行课程教学。在专业老师的指导下完成生产加工、机床维护、工艺标准制定、产品质量检测等工作,在真实企业的环境中获得知识和技能,实现实践技能和技术知识相融合。通过校内一体化教学,使学生操作技能有很大提高,然后到校外实训基地教学,毕业后就能够很快适应企业的环境和工作岗位。并在实训教学中注重培养学生职业意识和职业精神,促进学生知识、技能、职业素养的协调发展。
二、实训课程教学方法的改革
1.采用工学结合式的教学情境
机械设计与制造专业是一种复合型机械加工技术专业,打破传统的实验验证为主、演示参观为主、走马观花为主的教学形式,应融入工作岗位(群)课程设计、校内外实训教学。以课程标准建设为指导,以专业理论技术为基础,以胜任岗位要求为目地,构建以”教、学、做”一体化的教学模式。在教学过程中运用了大量的现场教学,结合工厂的产品组织教学。针对各个典型工作任务,设计工学结合式的教学情境,在学习过程中,学生首先要获得的是关于职业内容和工作环境的感性认识,进而获得与工作岗位和工作过程相关的专业知识和技能。加强系统化训练从认知实践、金工实习到课程设计形成一个循序渐进、由浅入深的具有较强综合性的完整的教学体系。1
实训课程情境化增强了课程的灵活性,融合了实践行动中的新知识、新技能,学生按着实训教学情境、探索地、愉快地完成教学任务,满足了学生好奇、求知的个性发展需要,进一步激发了学生学习动力,并提高了教学效果。
2. 以学生为主导, 教师引导为辅的教学模式
在传统教学模式向以综合职业能力培养为导向的教学模式转变的过程中,无论学生还是教师各方面要进行相应的调整。
在传统教学中,教师认真地备课,给予学生更清楚和更广泛的信息,使他们更容易理解和掌握他们已经学过的内容。作为课程教学的主导者,这种填鸭式教学方法,使学生受益很少。
我认为应建立以学生为主导, 教师引导为辅的教学模式。为了圆满完成实训教学任务,使每一名学生都能够掌握有效实用的专业技能,首先应在课前作好实训动员工作,要让学生明确学习目标, 在教师指导下,独立拟定实践环节方案,激发学生的学习兴趣,充分调动和发挥学生的主动性和积极性。同时也要让学生了解“双证书”制度,取得职业技能等级证书不仅是每个高职院校学生毕业的基本要求,也对其今后的就业和工作都有重要意义。2
在实训教学中,你会深切地感受到学生的学习热情高涨,原来沉闷的课堂变得生动活泼,连平时表现较差的学生都变得积极思考,踊跃参与,个个动手,每个学生的潜能得到充分的发挥,取得了很好的教学效果。同时培养了学生的竞争意识,创新意识和个性意识,促进他们在人格、意志、身心、体魄等方面健康发展,为踏入社会参加工作打下坚实的专业基础。
3. 注重实训内容总结,提高学生分析和解决问题的能力
在实训教学中,我会根据实训内容把握好每一个教学环节。从实训教案的准备、教学情境的设置、教学设备的检查、教学中的示范性指导、学生实训操作的技能指导等环节,同时也会更加注重实训内容总结这一教学环节,达到验证理论知识,提高学生分析和解决问题的能力。
每次实训结束,我都要求学生完成实训报告和实训总结。首先学生根据实训目的、要求、内容、操作步骤、总结完成实训报告。其次根据实训项目完成实训总结。主要包含以下三个方面:(1)实训中使用的设备及工具的功能及操作方法;(2)实训操作中应注意的问题;(3)实训的改进措施。这样使学生完成由实践到理论、再由理论到实践,进一步加深了对专业知识的掌握。
坚持实践环节内容应面向生产实际,可以由企业技术人员和老师共同参与指导。使学生既能完成相关的理论学习,又能提前了解、体会到企业生产实际的工作任务。
三、加强教育技术手段建设
随着现代教育技术的不断发展,多媒体教学课件、仿真教学软件、网络教学平台、电子图书等各种现代教学技术手段。3很大程度地增加教学信息量,提高教学效率。例如用动画模拟加工过程,图文并茂,形象逼真,更容易调动学生的感官功能,增强学生的理解和记忆,最大限度地调动了学生的学习积极性和学习兴趣,使学生易于理解,有助学生课后自主学习、探索研究,调动学习积极性和学习兴趣,是非常有效的教学工具。
积极支持教师开发和应用网上教学资源,建立专业相关的教学资源放在网站内,包含课程简介、教学管理、教学资源、实践教学、师生交流,网络课程等内容,建设网络课程和在线答疑系统,实现教师和学生在网络上的及时交流沟通。学生学习不受课堂时间、空间的限制,便于随时学习、理解和掌握。
经过对实训教学方法的探索和实践,我校机械制造与自动化专业的实训教学体系更加完善。为不断提升教师的实训素质,定期到企业进行实践锻炼,补充大量的工程应用实例,增强实践教学案例,结合来源于生产实际的项目进行教学。并通过剖析工程实际问题,使学生学会分析问题的产生原因、选择优化解决方案,培养实际工程意识,提高职业技能,教学效果比较显著,学生掌握的知识和技能基本达到了预期目的,学习的积极性和主观能动性也得到进一步提高,促进了学生专业知识与技术应用能力的同步发展。学生毕业后很快能适应工作岗位,成为技术骨干。这就坚定了我们以培养职业素质和技术应用能力为主线,以胜任岗位要求为目地,构建以”教、学、做”一体化的教学模式。同时,企业生产实际也为这部分学生的理论课程、实验教学、课程设计、毕业实习等教学环节提供了鲜活的素材,为开展教学改革提供实践基地。
在实训教学中也存在不足之处,有待于今后改善和提高。比如,相关实训室是否应在课余时间向学生开放,为学生进行深入探究提供平台;在应用现代教育技术的深度和广度方面还需要进一步充实,使现代信息技术与教学进程密切整合,建构出一种较理想的学习环境,可以支持真实的情境创设、快速灵活的信息获取、丰富多样的交互方式,会更有利于培养学生的主动性与创造性。
参考文献
[1] 赵宏平.高职高专《机械制造技术》课程的教学改革.苏州市职业大学学报,2007(2)89~90
[2] 敖道.浅谈高职机械制造专业钳工实训课程教学的方法. 《中国电力教育》2008年第19期
关键词:工业;自动化;智能制造;技术
中图分类号:TH164 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2011)22-0102-01
自动化生产是新时期工业经济的先进理念,机电一体化、机械制造自动化等均是工业自动化的具体表现。积极推广智能制造技术是未来企业发展的必经之路。
1 传统制造模式的缺陷
不可否认,传统手工制作对当时的工业进步起到了推动作用,但在倡导科技创新的今天,传统制造技术却显现了多方面的缺陷。
①生产质量低。我国工业包括重工业、轻工业等两大类别,重工业指的是采掘业、原材料加工等,轻工业则指化工等行业。传统的工业制造生产依赖于手工操作,许多产品的质量无法保证,如:机械制造行业靠手工打造金属物件,产品的尺寸、形状等指标很难达到高水平。
②生产时间长。传统工业制造因缺乏先进的工艺流程,制造人员几乎凭借个人经验制造产品。对于一些先进的制造工艺未能及时采用,如:采煤行业中煤矿开采工艺落后,造成矿工每天的煤矿开采量量少,且矿工需持续工作12 h以上才能保证足够的产量,作业时间超出预期范围。
③生产效益少。企业投入了大量的成本投入工业制造,但由于生产产品质量不达标,成批产品无法走向市场销售,这造成企业出现货物囤积现象。此外,由于质量问题引起的各种补偿问题均给企业经营造成很大的阻碍。早期我国工业呈现出生产投资大,回收效益少的状况。
④生产设备缺。根据我国工业发展历程可知,早期工业产品的制造生产70%以上均依赖于手工操作。这不仅是国内工业技术落后的表现,也是工业生产设备不足的象征。由于缺乏机械设备从事相关生产,手工制造才会一直占据工业产品加工的主流,制约了工业自动化进程的加快。
2 智能制造技术的工业运用
改革开放之后,国家对工业经济的发展给予了高度关注,全国各地开始积极开展工业技术创新活动。经过近30年的技术改革,我国的工业制造生产已经掌握了自动化、一体化、智能化等多项技术。有了先进技术为支撑,我国的工业经济效益开始翻倍增长,智能制造技术在工业中的运用更加普遍。工业生产自动化中引进智能制造技术的优点如下:
①人机操作。智能制造技术的最大特点是实现了“人机操作”,企业在制造高精度、高要求、高质量的产品时,必须要使用智能化操控系统保证自动化生产的质量。如:机械制造行业中,对于金属产品的精度要求十分严格,若依旧安排人工制造加工时无法达到精度指标的。企业可利用计算机与数控设备建立连接,用计算机编程后输入程序指令,机械自动化生产可保证产品精度符合要求。
②自动设计。智能机器具有强大的推理、预测、判断等功能,制造设备可参照接收到的数字信号或程序代码设计工业产品。产品研发人员把某个产品的重点参数及程序代码输入智能机器中,则可通过自动设计将产品模型显示在计算机上,让企业根据产品的实际情况选择最佳方案投入生产。如:许多企业采用CAD、proE UG等自动化设计软件,获得的产品模型更加精准。
③虚拟生产。虚拟技术依旧以计算机为核心控制,并结合信号处理、动画技术、智能推理、数据预测、模拟仿真等功能,对工业产品的生产流程进行模拟。虚拟化模拟生产可及时发现设计产品存在的问题,对生产制造工艺做进一步改学原料比例调整提供依据。
3 结 语
总之,随着工业经济效益持续增长,企业致力于扩大生产规模,制造产品的数量相比之前更多。面对这种状况若依旧采用传统的生产制造模式,则难以满足生产效率指标的要求。
参考文献:
[1] 孟俊焕,孙汝军,姚俊红,张秀英.智能制造系统的现状与展望[J].机械工程与自动化,2005,(4).
据数据统计,我国截至2009年,开设本科院校(不含民办)720所,其中有440所院校开设机械设计制造及自动化专业(以下简称机自动化专业),在校本科生约16万人,是我国目前普通高等学校中开设规模最大的本科专业之一。作为机械产业的重要支柱专业,近年来,机自动化专业和其他工科专业一样存在师资队伍、教学方法等薄弱环节:课程之间内容互为交叉而设置又缺少联系,教学人员对专业课程的培养目标定位不明确,影响培养质量,传统的课程设计与社会的迅猛发展脱节。本文从专业课程的设计,教师与学生自身方面加以探讨,以对机自动化专业出现的问题解决有所帮助。
二、机械制造及自动化专业构建
1.准确把握专业培养目标。
教高[2006]16号《教育部关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》指出,加强素质教育,强化职业道德,明确培养目标。在经济社会飞速发展的今天,机自动化专业应以经济需求为导向,优化专业教学内容,加强师资队伍与教学实践基地的建设,形成以能力培养为宗旨的高职办学模式。通过教学一体、工学结合的教学,培养学生职业道德,掌握职业技能,具备创新研发能力,掌握现代工业技术,拥有高学历层次的一线应用型人才。
2.构建相应的课程体系与适应培养目标。
机自动化专业课程体系的构建应以工作岗位对学生能力的要求为基础,以学生为主体,注重专业能力,突出专业特点。信息技术的发展极大地带动了传统制造技术,机自动化专业课程的设置体系中应包含制造技术与信息技术相融合的课程,除用“机械制造技术基础”整合了“机械制造工艺学”、“金属切削原理与刀具”、“金属切削机床概论”等几门课程[1],另开设有关信息技术的课程,如数控、网络制造等。因机械专业课程实践性较强,在完成该课程后,教师应安排一定的时间,让学生运用计算机辅助理论知识进行课题设计,综合运用所学专业知识,运用计算机分析一般零件的工艺设计问题与某一工序的专用夹具。
(1)构建以数控机床为主轴的课程体系。数控技术是机械专业学生的必修课,应用之取代原来的“机床设计”,按照机电相融合的思路,对学生进行综合设计训练。通过此课程体系,学生能熟练运用“数控技术”,“机电一体化”等所含的相关知识,掌握数控机床设计方案的拟定、分析与必要的计算,掌握零部件的计算方法与结构设计,增强收集资料、编写技术文件的能力,提高解决机电一体化问题的效率。
(2)开设综合课程设计。在学习了“机械制造技术基础”、“数控技术”、“生产过程信息技术”等课程后,教师应对学生进行为期一周左右的实践锻炼,使其了解机械基本理论,网络设计的原理,以及零件从CAD到数控加工的全过程。主要内容是让学生运用所学知识,在计算机上用Pro/Engineer软件设计自己感兴趣零件的三维模型,训练用计算机设计的能力,之后拟定该零件的加工过程,计算加工参数等并在计算机上加以演练,根据零部件的具体情况进行数控加工仿真并进行后置处理,最后通过网络传送该程序至数控机床加工所设计的零件并撰写设计说明书。整个过程是先进制造技术与信息技术相结合的较完整过程,完全符合机械类专业人才培养目标,可极大地提高学生们从事现代制造技术的兴趣[2]。
3.打造一支过硬的师资队伍。
高职教育不同于一般的大学教育,有其自身的特点,教师不仅要有扎实的理论知识,丰富的实践经验也必不可少,才能将实践中的生产管理知识内化并传授于学生。学校应建设一批高教学水平兼以强实践能力的“双师型”师资队伍。教师的舞台不局限于学校,学校应坚持“走出去,请进来”的原则。“走出去”,让教师到企业参观学习,增强实践经验,更新专业知识;“请进来”,聘请企业中经验丰富的工程师、技师参与指导教学和实践基地建设,培养一支真正意义上的“双师”队伍。
机械设计制造领域的高级工程技术人才是机自动化专业的培养目标,任何一个层次的教育目标都可分为三个部分,即知识、能力、道德。显性知识以记忆为主,而高等教育中大部分为显性知识,即要求掌握的实践技能与解决问题的能力,这是无法用文字表达的,但恰恰对于机械人才的培养目标至关重要。能力是整个教育活动的关键,知识靠教师传授加以自学完成,能力靠实践锻炼形成,而道德目标的实现则是一个逐步完善的过程,需要教师在教学过程中,从整体上把握教学内容、方法与目标之间的关系,提高教学效果和培养人才的质量。
4.增强学生的学习兴趣,培养独立自主的学习能力。
当今处于知识爆炸的时代,知识更新迅速加快。学校教育的完成不是一个终点,终身教育才是根本发展途径。在学习理论的过程中,学生通过自学解答遇到的问题,能学会经常思考,如何思考,理清思路,在寻求答案的过程中,巩固基础理论知识,体验成功的喜悦。机自动化专业实践性强,学生在掌握理论知识的基础上,应充分利用学校安排的实践机会,带着问题去企业实习,运用所学知识解决实际问题。
三、结语
古语云:“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行。”时展日新月异,知识更新速度加快,机械专业密切联系现实经济发展,课程设计的改革,必将引起教学内容方法的相应改革,高职院校应抓紧建设“双师”队伍,增强学生自主学习能力,形成机自动化专业的特色,培养符合岗位需求的高技能型人才。
参考文献: