时间:2023-06-07 09:11:29
开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机械制造装备设计,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。
该课程在理工科类课程当中具备独特的性质,它具有很强的综合性、知识含量的广泛性、实践性等,因此决定在对该课程的教授上要采用切合实际,实践性的方法。
二、机械制造装备设计课程教学的问题
随着经济发展,相关课程设置也出现相应的问题,具体变现如下:第一,目前主要的相关课程内容并不是凭空产生的,它是建立在原有的课程内容基础之上的,沿用了传统的教学理念与教学内容,随着时间的推移,对课程内容的改动也很少,所涉及到的新方法与新技术在课程中提出较少。此外,教材的内容大多是理论知识,在实际应用与具体实例方面介绍有明显欠缺。第二,目前开设的课程实验多表现为验证性,即在原来理论基础之上,通过实验验证来完成,这种方式难以培养学生的实际动手能力,更难以培养学生在面对实际问题时的处理能力。第三,现行的教学受到了国家现有的教学大纲限制,导致教学模式的死板、不灵活,更不能满足学生创新能力的培养需求。第四,课程模式在实体知识传授过程当中与实践脱离,在教授时,一般采用传统模式,即课堂讲授,但是教师占主导地位的教授方式,理论的学习与实践能力的培养存在明显差异,这种教学模式脱离了时代的需求,更严重阻碍了相关领域的更新发展。最后,在课程所用的硬性教材内容老化严重,跟不上国际先进科技的步伐与前沿技术的更新,导致学生在学校内学会的知识到社会上一无用处,造成了人才的浪费与教学资源的浪费。
三、机械制造装备设计课程教学的改革
因此,综合现阶段我国在该专业教育模式与理念上出现的偏差等问题,本文提出以下各个路径:第一,要建构新的教学理念与教学模式,将理论教学与实践教学有机的结合在一起,实现在新时代下对新科技人才培养的传略目标转移。机械制造装备设计是机械工程类专业的重要课程,也是必修课程,它的主要内容在于解释机械制造中的相关装备的工作原理及其作用等。其课程的设置最终目的是,实现学生在相关技术领域方面获得最基本的知识技能,以在将来社会进化与工业进步的进程当中做出贡献。第二,这门课程涉及的实践内容较多,其中包括机床设计与应用、零部件构造与生产、常用构件的设计以及生产装备流水线运作流程等方面内容,虽然此类内容在之前的学习过程当中都有相关涉猎,但是,作为一个专业型人才所需掌握的知识,只通过前期学习是不够的,在如何操作也分析等方面的知识也有明显欠缺。因此,通过该课程的学习来培养专业知识是必要的,但是只局限于在课堂当中通过教师当面的将讲授,或通过多媒体等方式展示图片,都不能使学生很好的掌握这些知识。所以,在教学不仅要开展理论教学的多样化,还要注重对实际操作的培养,开展实践课,让学生真实面对机械部件,细致、生动的了解真实构件的结构与生产。第三,教学过程不能只注重学生的对知识的掌握,更要注重学生在面对问题时的处理能力培养。对于机械工程类专业学生来讲,机械专业问题是在今后日程工作中所必须面对的,如何解决才是真正所要学习的知识点。在知识教授过程当中,教师时常设立问题,借助互联网找出前沿问题,与学生共同探讨解决方法,让学生在思考当中学会,并掌握解决问题的技巧与相关理论知识。最后,理论教学绝对不是简单的只关注课本知识,而且还注重对前沿科技知识的把握,在教学过程当中,要利用网络资源,下载或浏览相关前沿科技,如我国在精密仪器制造商最新成果,以及国外最新成果,通过类似举措,不断的扩充学生与老师的知识量与对相关知识的把握,这样才能更好的跟随时代进步的步伐。
四、结论
综上所述,国家经济的发展离不开科技的进步,科技革新离不开教育对人才的培养,反过来,人才的培养更离不开科技发展的支撑,因此,要在新时代背景下,不断的在陈旧的教育理念基础之上创新,与时俱进,持续的培养新科技人才。
作者:李永春 单位:霍州煤电集团职工培训教育中心
关键词 机械制造;自动化;现状;发展方向
中图分类号:TH16 文献标识码:A 文章编号:1671—7597(2013)041-001-01
在装备制造业的发展过程中,机械制造及自动化是重要的技术之一,不但为装备制造业提供了有力的技术支撑,同时也提高了装备制造业的整体技术水平,提高了生产效率,降低了劳动强度,保证了装备制造业能够持续稳定快速的发展。从机械制造及自动化技术本身的发展来看,这一技术是机械制造与自动控制技术的融合,在二者原有的基础上进行了整合与发展,技术水平有了较大的提高,为此,我们要对机械制造及自动化的现状及发展方向有准确的了解,为机械制造及自动化的快速发展提供重要保证。
1 机械制造及自动化技术的优势分析
通过了解发现,机械制造及自动化技术的优势主要表现在以下几个方面。
1.1 生产能力和工作质量得以大幅提高
应用机械自动化生产出的产品在信息自动处理和控制方面有着突出的优点,其控制和检测的灵敏度、精度和范围都有较大幅度提高,通过自动控制系统可以精确的保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定动作。
1.2 产品的安全性和可靠性更高
机械自动化产品一般都具有自动监视、报警。诊断和自动保护的功能,在工作的时候一旦遇到过载、过压和短路等故障时能够采取自我保护的措施,有效保护操作者和设备的安全,由此可见,使用机械制造及自动化技术对产品的安全性和可靠性有非常大的提升。
1.3 提高了产品科技含量,提升了产品的具体功能
机械自动化产品在安装调试时,可通过改变控制程序来实现工作方式的改变,以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机械自动化产品的控制系统中,使产品更具科技含量。
1.4 提高了生产效率,降低了劳动强度
机械自动化产品的自动化程度较高,属于知识密集型和技术密集型产品,是将人们从繁重的体力劳动中解放出来的重要途径,可以加速工厂自动化、办公自动化和农业自动化及交通自动化,另外,机械制造及自动化技术还有效提高了生产效率,降低了劳动强度。
2 机械制造及自动化的现状
随着近些年机械制造及自动化技术的快速发展,目前机械制造及自动化技术已经相对成熟,在装备制造业中发挥的作用日益突出。
2.1 机械制造及自动化技术已经成为了装备制造业中的主要技术
由于机械制造及自动化技术在产品制造和技术水平上有突出的优势,对提高装备制造业的产品质量,丰富产品体系,提升产品技术水平有着明显的促进,因此,机械制造及自动化技术已经成为了装备制造业的主要技术之一,对装备制造业的发展有着重要作用。
2.2 机械制造及自动化技术满足了装备制造业发展的需要
随着装备制造业竞争日趋激烈,只有对产品进行不断升级,提高产品综合性能,才能满足装备企业的发展需要。基于机械制造及自动化技术的诸多优势,机械制造及自动化技术有效满足了装备制造业的发展需要,提高了装备制造业的发展质量。
2.3 机械制造及自动化技术提升了装备制造业的整体水平
应用了机械制造及自动化技术以后,传统的装备制造技术手段逐渐得到了替代,目前装备制造业已经形成了完整的机械制造及自动化生产体系,为提高产品质量和提升产品整体制造水平,提供了有力的支持。所以,我们应认识到机械制造及自动化技术对装备制造业发展的促进。
3 机械制造及自动化的发展方向
从目前机械制造及自动化技术在装备制造业中的应用情况来看,机械制造及自动化在未来会朝着以下几个方向发展。
3.1 机械制造及自动化将朝着机电一体化的方向发展
随着机械制造及自动化二者融合的日益深入,在产品形式上将会朝着融合二者特点的机电一体化方向发展,从目前机械产品的种类来看,机电一体化产品成为了重要的产品形式,为机械制造及自动化的发展指明了新的发展方向,保证了装备制造业的整体发展质量。
3.2 机械制造及自动化将朝着智能化的方向发展
自动化技术的运用,诞生了越来越多的智能化设备。机械制造及自动化技术结合了机械技术和自动化技术的优点,为智能化产品的发展奠定了基础,丰富了装备制造业产品的种类,完善了产品结构。基于市场对智能化设备的现实需要,从目前装备制造业发展来看,机械制造及自动化将会朝着智能化的方向快速发展。
3.3 机械制造及自动化将朝着模块化的方向发展
从目前机械产品的功能可以看出,许多大型智能化设备都是模块化功能的集中体现,模块化的成熟标志着机械产品的发展进入了新的阶段。由此可见,在机械制造及自动化技术的发展过程中,模块化将成为重要的发展方向,为装备制造业的发展提供持续的发展动力。
4 结论
通过本文的分析可知,机械制造及自动化技术已经成为了装备制造业发展的重要推动力,不但为装备制造业提供了新的技术,同时也满足了装备制造业产品升级和产品创新的需要,为提高装备制造业发展质量提供了有力的支持和保证。
参考文献
[1]刘红,王贤宽.论机械自动化技术的发展趋势[J].企业技术开发,2011(12).
[2]贾振权.机电一体化带来全新的世界[J].电子科技,2010(S1).
[3]周洋.浅谈我国机械自动化技术应用现状与发展趋势[J].企业导报,2011(11).
[4]郭启明.对我国机械自动化技术发展的思考[J].机电信息,2011(21).
关键词:机械装备制造设计;课程改革;专业特色
我国是以工业为主的发展中国家,装备制造业更是国家工业的坚实基础,因而机械制造类人才的培养成为国家工业发展的关键因素。目前在机械设计制造及其自动化专业中,机械制造装备设计是该专业本科学生必修的一门专业主干课。该课程具有涉猎内容广、实用性和针对性强的特点,其课程内容在机械专业学生后续的学习、设计、就业中至关重要。尤其是在地方本科高校转型发展时期,如何能够更加突出该门课程与应用型相符合的专业特色,高效地培养出满足地方经济建设所需要的工程技术应用型人才将成为该课程的改革与建设的主要内容。
1课程改革背景
我校早在2004年就开设了机械制造装备设计课程。在2008年对机械设计制造及其自动化专业人才培养方案系统论证中,根据人才培养目标的调整,将机械制造装备设计课程改为机械装备制造设计课程。在2010年,我校开展了校级教研课题“机械设计制造及其自动化专业本科应用型人才培养模式改革、建设的研究与实践”的研究工作,对该专业的人才培养目标进行重新定位,对教学计划进行了重新修订。对此围绕新的人才培养目标,以基于专业特色,突出面向和能力培养为目标进行该课程的改革与建设成为实现人才培养目标的有力保障。
2课程现状及存在的问题
机械制造装备设计是机械设计制造及其自动化专业本科学生必修的一门专业课程。该课程主要讲授机械制造及装备设计方法、金属切削机床及其典型部件设计、工业机器人设计、机床夹具设计、物流系统设计和机械加工生产线总体设计。目前针对机械制造装备设计课程建设和教学改革方面的研究还没有足够的重视,相关方面研究还很不足。已开展的课程建设和教学改革主要集中在调整教学内容、重视实践教学、创新思维培养、实践能力培养等方面〔1-4〕。而对于我校来说,自重新确定专业特色和人才培养目标以来,机械装备制造设计课程大纲虽然已制定,但该大纲仍然以机械制造装备为主要内容,未能全面体现机械装备概念范围和突出专业特色,与培养目标缺少符合度;还不能完全适应我校的人才培养目标,主要不足之处如下:
1)教学内容不系统,特色不突出,教材内容相对滞后的问题。现行的教学体系大都采用传统的教学理念,很少涉及到新的技术、方法和理念,知识过于古老和陈旧,未能与时俱进,致使学到的理论知识与实际应用之间不能很好的衔接。
2)教学资源单一,授课效果不好。虽然网络资源已非常丰富,但是与机械装备制造相关的教学资源却仍然十分匮乏,导致学生学习兴趣不高,教学效果不尽人意。
3)传统教学模式所包含信息量较少,教学效率不高。
4)仍然采用传统的考评机制,即期末以试卷形式,考核理论知识为主,这种考核方式过于死板和教条,无法适应工程技术应用型人才的培养目标。
5)教学与科研脱离,师资队伍发展迟缓。脱离实际的教学内容是空洞的,因此应该把教学内容与科研相结合,建立一支科研与教学能够相辅相成的教学团队。综上,现有的这些方面将导致学生没有实践经验和动手能力差,只掌握了死记硬背的理论知识,学生缺乏积极主动性,学习兴趣不高,甚至出现厌学情绪。因此,为了突出“培养面向冶金行业和地方装备制造业的生产工程师和服务工程师”这一专业特色,为地方经济建设输送更多的工程技术应用型人才,机械装备制造设计课程的改革与建设势在必行。
3课程改革思路
1)教学内容系统、先进、突出专业特点的课程体系的建立
把围绕专业特色和人才培养目标作为定位,以面向共性知识、面向领域特色和面向工程应用为指导思想,以培养工程技术应用能力为出发点,根据专业人才培养方案课程设置的实际情况来规划教学内容。同时,根据设计理论与技术、机械装备的发展和企业的所需,对教学内容进行更新与优化,保持授课内容的实用性,先进性、更能体现专业特色。
2)课程教学资源的建设
由于本课程所具有的特点,机械装备设计的新技术和新产品不断产生,为了跟踪教学内容的最新发展状况,体现教学内容的先进性,应将重视教材建设转变为重视教学资源建设,建设教材、新技术专题资料和新产品的样本、图片、录像等相结合的课程优质教学资源。
3)教学模式与教学方法的改革
为了有效地培养学生自我学习能力、工程技术应用能力、团队协作能力和创新思维,大力开展教学模式与教学方法的改革,实现教学模式与方法多样化,如采用启发式、讨论式等行之有效的教学方法,采用模拟仿真技术、多媒体技术等现代教学技术手段,充分利用flash、录像、模型等资源将声音、图像、文本、实物等有机组合。同时,针对不同的教学内容,使用与其相适应的教学模式与方法,如在讲述某类机械装备设计理论与方法的内容时,可以采用学生团队自主学习、互动学习、师生合作教学的工程实践项目形式开展教学。
4)课程考核方式的改革
本课程以往的考核方式是在期末以试卷测试理论知识为主进行考核。这种方式无法适应培养工程技术应用能力的教学目标,往往造成高分低能的现象。对此应在课程讲授过程中,结合课程内容特点,采取相应的考核方式对学生应用该部分课程知识的技能水平进行考核,从而在整个课程过程中建立了一种以考核应用技术能力为主的形成性考核方式。
5)把课程建设与科研工作、大创项目相整合,提升教师的学术与教学水平
以机械装备研发类科研项目和大学生创新创业训练计划项目为突破点,进行项目导向式课程体系建设,实现以课程建设带动科研工作,将科研结果用于课程建设,使教研相辅相成,同时提高了教师的科研与教学能力。
4结束语
本文以体现专业特色和适应人才培养为目标,针对机械装备制造设计课程中存在的不足之处,提出了在课程体系、课程资源、教学模式与方法、考核机制及与科研相结合等方面的看法和建议,使该门课程与实际应用更好的衔接,切实的改善教学质量,提高同学的综合设计应用的能力,为我国机械装备行业培养更多的优秀人才。
参考文献
〔1〕危卫华,连小莹.机械制造装备设计建设与教学改革研讨〔J〕.价值工程,2013,(27):258-259.
〔2〕王卫兵,魏敏.“机械制造装备设计”课程教学方法改革与实践〔J〕.中国科教创新导刊,2012,(14):205.
〔3〕赵海霞.关于机械制造装备设计课程教学的改革研讨〔J〕.价值工程,2012,(33):264-265.
关键词:低碳经济;机械制造;发展
中图分类号:F4 文献标识码:A 文章编号:1672-3198(2011)04-0090-01
1、前 言
低碳经济已经成为时尚流行语,它是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式。从低碳经济概念上来看,低碳经济与机械制造业似乎没有什么必然联系,但是机械制造业的产品遍及人类生产生活的方方面面,它们与低碳经济有着千丝万缕的联系。机械制造业是现代工业的主体,它为国民经济各产业与国防建设提供技术装备、为人民生活提供耐用消费品的国民经济支柱产业。
我国已经建成门类比较齐全、具有较大规模的制造体系,但是主要机械产品中能达到当代世界先进水平的产品品种较少,高新技术产品和重大技术装备成套供应能力不能满足市场需求,还需依赖进口;中低档机械产品出现结构性过剩,积压严重。
在全球都在高喊发展低碳经济的大背景下,“如何才能真正实现低碳经济”成为值得深刻思考的关键问题,而大力发展低碳产业成为其中至关重要的一环。对机械制造业来说,就是要保证从设计到制造、使用、回收整个环节的低碳,以最大限度地减少对环境的负面影响,并获得最大意义上的经济效益。
2、低碳设计
对机械制造业来说,设计是制造的前提。低碳设计应在传统设计理念基础上,从设计之初就综合考虑能源消耗和环境影响,使得设计的产品在其整个生命周期内能够达到预定功能、良好的性能、具有足够的寿命、安全可靠,同时还满足环境目标:能源消耗低、环境污染少。
2.1低碳选材
选材是制造的前提,材料选取要考虑零件的使用性能、加工工艺性和经济性,还要考虑材料的环境污染性。优先选用可再生材料、可回收材料,这样可减少环境污染、实现资源可持续发展。
2.2推广节能环保产品
低碳经济时代,很多产品的技术标准必然会提高,以出口额不断增加的工程机械为例,以排放标准为首的贸易壁垒必然会逐渐提高,这就要求我国机械制造业尽快提高节能环保等适应低碳经济发展要求的高新技术,以避免措手不及。
机械制造的成果应杜绝成为能源消耗“大户”,因为即便机械制造业本身的能源消耗比例很小,但生产的产品在其生命周期内能耗量大,同样有违低碳要求。
3、低碳制造
3.1低碳制造工艺
各种机械制造的方法和过程的总和称为机械制造工艺。机械制造工艺体现在由工件、刀具、机床、夹具所构成的机械加工工艺系统中,低碳制造工艺关键在于能否优质、高效并且低消耗地生产出产品。采用先进的冷、热加工技术和特种技术、可靠的加工工艺系统,以减少材料消耗,保证产品的精度、寿命与经济性;选择合理的工艺方法和装备,运用科学的生产组织和管理方法保证加工的高效性。
3.2树立节能观念
企业制订规范的加工操作规程,要求严格遵守,以降低污染、避免资源的浪费;加强熟练工人的培训,以保证加工质量,避免废品。
3.3加强废品回收利用
随着现代加工技术的不断发展,水平不断提高,产品质量能有效得到保证,但仍不能避免出现废品,如果废品能重新再用于加工过程,将大大减少原材料的浪费。
对于报废设备也涉及到回收再利用问题,这种回收主要考虑的是零部件尽量重复利用,这就需要在产品设计阶段考虑零部件的可拆卸性,以便于在报废阶段将有用零部件拆卸下来回收再利用。
4、低碳使用
产品加工出来后的包装,需要考虑包装材料的回收利用及废弃后对环境的污染影响。
在产品使用过程中,严格遵循操作说明,可确保产品的使用寿命。
5、结 语
在全球都在畅谈低碳经济的今天,机械制造企业只有通过自主创新,从设计、制造到使用、回收整个闭环环节不断提高技术水平,努力把握世界经济发展新形势,主动迎接国际市场新挑战。
参考文献:
[1]李乐心,我国机械制造业中低碳模式探讨[J],现代商贸工业,2010
[关键词] 机械制造业 区域经济 竞争力
加入WTO,中国制造业生产和贸易正以两位数的速度快速增长,成为继美国、日本和德国之后的世界第四大制造国,“世界工厂”的轮廓在中国更加清晰化。随着山东胶东半岛制造业基地建设计划的全面启动,这个位于中国北方的沿海经济大省也加入打造“世界工厂”的行列。经过一年多的建设,胶东半岛制造业基地的建设取得了巨大成就。
一、振兴机械制造业对于区域经济发展的意义
社会生产力发展到今天,一个国家机械制造业的发展水平,成为该国科技水平、工业水平的综合体现,成为国家经济实力和竞争力的集中代表。应该说,区域经济水平的提升与加快重点机械制造领域发展应该会形成一种有机的互动关系。发展机械制造业已经成为这些地区提升区域工业和经济的内涵以及质量,并持续保持竞争优势的重要前提。
1.振兴机械制造业,可以有效促进区域经济增长方式的转变。粗放型的增长方式,以高消耗、高污染、低效益为特征,其根本原因在于机械制造业落后。如果能够采用当代最先进的机械制造技术,就能把消耗和污染降到最低水平,并能把废弃物变为资源,从而大大提高经济效益、社会效益和生态效益。因此,改变粗放型增长方式,必须从发展机械制造业做起。
2.振兴机械制造业,可以实现产业结构优化的升级。机械制造业是技术密集、知识密集型产业,科技含量高,消耗资源少,污染比较低;同时,发展机械制造业,能够使目前大量闲置的机械制造能力得到充分发挥。所以,发展机械制造业,是产业升级的方向,是以同样的能源、资源消耗生产出更多的商品价值的重要出路。
3.振兴机械制造业,可以带动全社会科技水平的提高。通过重大技术机械的研制,把多学科多专业的科研力量组织起来,把研究、设计、制造、使用单位联合起来,能够带动相关技术的研究开发,使各个领域的技术成果得以系统集成,技术开发队伍得以锻炼和提高。
二、振兴机械制造业是山东经济持续发展的必然要求
从全国来看,一方面,中国改革开放已经近三十年,经济社会发展取得巨大成就,经济实力、综合国力和国际地位显著提高;另一方面,发展中的新矛盾逐渐凸显:粗放型经济增长方式没有根本转变,产业结构需要优化升级,自主创新的体制架构尚未形成,资源环境依然是发展的瓶颈制约。而中国产品市场竞争力与综合国力的进一步提高及这些制约发展的矛盾的解决,就必然要有一个准确的“切入点”――机械制造业的水平提升与核心技术的突破。
从山东自身来看,按其所处的经济发展阶段,要实现工业化、建设经济强省,仍然要靠制造业唱主角。山东是全国机械制造业的重要基地之一,国家在山东布局了很多大的制造业项目,新型纺织机械、电冰箱及空调压缩机、微型汽车、豪华大客车等产品已形成一定规模,现在已形成通用和专业设备、国防、航空、航天、汽车制造、输变电设备、工程机械、数控机床等门类比较齐全的制造业体系。
三、山东振兴机械制造业的对策选择
1.加快形成一批能够提供重大技术机械总承包服务的企业集团。机械制造业的发展是一个复杂的系统工程,需要研究单位、设计单位、制造企业、安装企业和用户的密切配合。因此,地方政府要加强引导,在现有设备制造企业或设计院的基础上,发展一批能够提供系统服务的工程公司和成套公司。这些公司又能够集中一批专业人才,不断积累技术成果和经验,成为机械制造业的主体。
2.对机械制造业采取市场化的运作方式。对于加快机械制造业的发展,国家已经推出相应的鼓励和支持措施,但像过去那种更多靠行政手段推动的做法势必弱化。在这种情况下,市场作用将被强调。那么,“丛林模式”以及能够从中总结、提炼出来的内容,无疑是非常有价值的。这一模式,可以成为山东现阶段发展机械制造业的有益借鉴,即重大技术改造要有制造、研发和使用单位联合参与,使得各主体利益相关、服务对象明确,形成以企业为主体、产学研结合的技术创新体系。
3.通过政府引导实现企业对核心技术的突破。在机械制造业中,数控系统、发动机和关键部件是山东机械制造业突出的薄弱环节。为了解除制约山东机械制造业发展的瓶颈,政府应该设立机械制造业专项发展基金,用于重要技术研究开发、共性技术研究开发、参与官、产、学合作开发项目补助,对国家重点技术领域和重大研究开发项目、技术改造项目以及高精尖产品生产环节的流动资金贷款贴息。同时,山东可以充分利用自己的技术优势和智力资源,在努力发展高新技术的进程中,高度重视利用高新技术改造、提升机械制造工业,有重点、分步骤地将高新技术运用到机械制造工业的重点领域、重大项目中,实现技术跨越,使两者优势互补,相得益彰,让高新技术的高水平、高效益在机械制造工业的规模经济上发挥作用。
参考文献:
[1]郑新立:我国装备制造业的现状与发展对策[N].解放日报.2006~04~11
[2]倪鹏飞:中国城市竞争力No.2(定位:让中国城市共赢)[M].北京:社会科学文献出版社.2004
【关键词】石油机械;制造;技术改造;方法
中图分类号: C35 文献标识码: A
引言
随着技术进步和技术改造是企业不断上升的基础,机械制造企业出现了财务营销比较困难,相当一部分机械制造企业自负盈亏,负债生产,只能顾及到自身的温饱,更难以顾及技术革新,至少在技术改造和技术进步上不会有太多的支出,多年下来,工艺落后,设备陈旧,技术含量不高,产品单一。机械制造企业出现了财务营销比较困难,相当一部分机械制造企业自负盈亏,负债生产,只能顾及到自身的温饱,更难以顾及技术革新,因此,加强机械制造企业技术改造迫在眉睫。
1.实施大石油机械制造发展战略
对其进行重组改制,抓住调整产品结构和实施技术改造的有利时机。石油机械制造(含修理)企业应按照建立专业化公司的要求,以主要产品为依托,实行强强联合,建立若干具有一定规模的专业制造公司。在此基础上瞄准国际先进水平,研究石油勘探开发的具体需要,对企业技术改造进行全面部署,系统安排。把技术改造当做振兴企业的关键,集中资金,统一调配。要抓住机遇,积极争取,妥善安排,尽快实施。通过重组、调整和改造,使石油机械制造企业走上良性循环的发展道路。企业主管部门要增强紧迫感,正确把握技术改造的方向,避免盲目、重复、低效投资问题的发生。石油机械制造企业通过调整和技术改造,一定能够摆脱困境,重铸辉煌。
2.技术改造的方法
2.1引入和采用现代制造技术
随着科学技术的进步,现代制造技术已越来越多地应用在机械制造业,精益生产、敏捷制造、智能制造、虚拟制造、集成制造等新概念相继出现。现代制造技术的特点是实现了五个转变,即从以技术为中心向以人为中心转变;从金字塔式的多层次生产管理结构向扁平的网络结构转变;从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变;从按功能划分部门的固定组织形式向动态的、自主管理的工作小组转变;从质量第一的竞争策略向快速响应市场的策略转变。
2.1.1以提高经济效益为中心
目前石油机械制造企业的困难,很大程度上源于计划经济时代的低水平重复建设所致,企业建设采取大而全、小而全的模式,技术改造资金没有保障,造成高附加值的先进设备无法引进,低端产品的生产能力又严重过剩,经济效益低下,竞争异常激烈。新一轮的技术改造必须以提高经济效益为目的。开发高附加值的新产品,实施设备的更新和工艺的改造。要计算投入产出比,做好升级改造的前期论证、效益评估,对项目改造的经济效益做出详细的分析论证,决不能轻率决定。技术改造的效益原则应是短期效益和长期效益的统一,眼前利益和今后利益的一致。为了保证技术改造成功,要选准项目,分步进行,初步改造见到了效益后,再实施其它项目,滚动投入,滚动发展。这样避免一次性投入过大、决策失误等问题出现。
2.1.2避免重复建设
为了防止重复建设,要加强行业管理,杜绝投资的盲目性和随意性,不能只考虑局部利益。企业主管部门要站在全局的高度,正确把握技术改造的方向统筹考虑,舍得丢掉坛坛罐罐,舍得丢掉不良资产,集中力量发挥自己的优势。通过创新管理和技术改造,建立结构合理的石油机械制造体系,发挥集团公司主管部门的宏观调控和指导作用,统筹规划,防止各自为政,自行其是。
2.1.3坚持量力而行和技术先进的原则
技术改造是投资的目的性强,一定要结合实际,量力而行。坚持新工艺改造旧工艺,新技术代替旧技术,有市场、有效益的新产品代替无市场、效益差的老产品的原则;坚持量力而行和技术先进相统一的原则,通过技术改造,使企业的技术水平上台阶,管理水平上档次,能够适应为石油勘探开发提供优质装备的要求,满足国际、国内大市场竞争的要求。
3.技术改造的方向
3.1勘探技术发展对装备的要求
石油开采行业是资源型企业,后备资源始终是上游企业关注的焦点,要保持储采平衡, 须不断寻找新的储量。勘探装备是寻找资源的重要武器,对勘探成果起到决定性作用。当前,勘探装备发展方向是高效率、高精确度,勘探装备制造企业的技术升级要充分了解勘探技术需要,尤其是国内勘探装备的制造水平与国外产品的差距。在了解需求的基础上,瞄准国际先进水平进行技术改造,建立研发能力强的勘探装备生产企业。
3.2开发大型先进的钻井装备
钻井装备的发展应是高效率、适应性强。近年来顶驱和电动钻机已不断投放市场,国内一些较有实力的钻机厂也开始生产,然而还没有一家企业的产品质量符合使用要求,电动钻机关键部分仍然依赖进口。国际先进企业生产的电动顶驱钻机赢得广泛青睐(电动顶驱既可使用直流电,又可使用交流电,性能优于液压顶驱),欠平衡钻井技术也在飞速发展。机械制造厂在技术改造时,应追赶国际钻井技术,以国产化为目标,努力向机电液一体化发展。
3.3发展高效节能的开发装备
开发装备应充分考虑产品的性能和能耗,油田的开发成本是影响经济效益的重要因素。据笔者粗略统计,如果一台抽油机节能20%,则一个中型油田每年可节约7000万元(按2000口井计算)。各种泵、风机、抽油设备等节能增效的潜力非常大。高效的油气混输及适应多相液体的大型泵、自动化程度较高的修井作业设备、各类特种作设备、污水处理设备、油管生产设备、井下油水分离设备等,都是机械制造企业技术改造重点。
3.3.1装备更新
石油机械制造企业系统的技术改造一般在80年代中期完成,近年来技术改造投资偏少,经过近二十年的发展,装备已经比较落后,有不设备属于报废在用。装备新度系数普遍较低,不升级改造难以生产出高质量的产品,所以技术改造的首选是更新装备。
3.3.2技术更新
技术落后是目前石油机械制造企业的一个突出矛盾,要使石油机械制造企业赶上发达国家的制造水平,必须围绕技术更新进行升级改造。技术更新着重从设计、研究、制造和管理等方面进行更新,使石油机械制造企业的技术水平满足石油勘探开发的需求。
3.3.3工艺更新
工艺落后是制约石油机械制造企业经济效益提高的重要因素。多年来,不少企业仍采用传统工艺组织生产,生产效率低,产品质量无法满足用户要求,由于投入少,先进的制造技术和先进的制造工艺得不到应用和推广,企业生存状况堪忧。企业在技术改造时,必须实现工艺更新,把工艺更新当作技术改造的重点。
总结
石油机械制造企业的技术改造方向是瞄准国际先进水平 ,建立适应石油勘探需要的勘探装备生产企业 ;开发效率高、适应性强的大型、先进、成套的钻井装备 ;发展高效、节能的开发装备。技术改造的内容是更新装备 ,更新技术 ,更新工艺。技术改造的方法是引入和应用现代制造技术 ;拓宽服务视野 ;引进国外先进技术或同国外企业合资合作 ,并与产品结构调整及技术创新结合起来。需要注意的问题是 ,技术改造必须以提高经济效益为中心 ;要加强行业管理 ,杜绝重复建设 ;要坚持量力而行和技术先进相统一的原则 ;要结合集团公司的重组改制 ,实施大石油机械制造发展战略 ,保证企业在为石油勘探开发提供优良装备的同时 ,走上良性发展的道路。
【关键词】制造工艺 模块化 实践教学
【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810(2014)20-0066-02
一 认清制造工艺现状,加快工艺知识普及
机械制造工艺学是一门系统性和实践性较强,内容广泛、课时较少的课程,它是机械类专业的一门专业技术课,同时制造工艺课也是机械专业、车辆工程专业、热力专业的必修专业课。如何在有限学时内,充分调动学生的积极性,使他们能够尽快地掌握高技能人才必备的机械制造的基本知识、基本理论和基本技能,为后续课程的学习和将来从事的工作打下坚实的基础,是我们应重点考虑的问题。有统计表明,在现代工业产品的开发生产过程中,70%的错误在设计开发阶段已经产生,而80%的错误往往是在生产阶段或是更后续的阶段才被发现并进行修正。特别是《国家中长期科学和技术发展规划纲要》的有关规定提出,“大多数制造企业着重提高装备设计、制造和集成能力”,“重点突破极端制造、系统集成和协同技术、智能制造与应用技术、成套装备与系统的设计验证技术、基于高可靠性的大型复杂系统和装备的系统设计技术,其目的在保证产品质量的前提下,实现产品生产的高效率和良好经济性”,大幅度提升我国制造工业的核心竞争力。没有制造业,就没有工业;而没有机械制造业,就没有独立的工业,即使制造业再大、再多、再好,也受制于人,也就是说行业的发展对人才的需求十分迫切。
随着高新技术的不断发展及市场需求日益个性化与多样化,世界各国都把机械制造技术的研究和开发作为国家的关键技术进行优先发展,将其他学科的高技术成果引入机械制造业中。我国制造科学技术呈现日新月异的变化和发展迅速,但与先进的国家相比仍有一定差距,为了迎接21世纪的挑战,必须认清制造技术的发展趋势,缩短与先进国家的差距,使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平。而人才是制造加工技术应用的关键,提高机械制造技术人才的培养水平,为企业提供高素质的人才,才能促进机械制造技术的良性发展。对于我们机械类专业来说,迫切的任务就是要掌握机械制造工艺发展的方向,掌握机械制造类企业对工艺人员的需求,明确工艺人员的特征。尤其是必须具备的软性职业能力,然后进行制造工艺课程体系和课程内容的研究,来适应机械制造工艺的发展对人才的需求,彻底解决当前机械制造工艺人员应具备哪些专业知识和实践能力的问题。提高制造工艺水平,必须拥有一批高素质的工艺人员。工艺水平包括工艺技术水平、检测水平、装配水平、操作水平和工艺管理水平,还包括推行成组技术、计算机辅助工艺等现代化管理手段水平。而大学本科毕业生,由于所学的知识或专业并不和从事的工艺工作对口,因而对工艺理论也相当生疏,实践水平也较低。刚从学校毕业出来的大学生,并没有经过一段时期很好的实习,他们虽然有一定的工艺理论知识和工程技术能力,但实践知识普遍不足,加上有些毕业生的理论知识本来就没学透,一知半解,一下子很难真正适应工艺技术工作。他们设计的工艺装备很不实用,甚至连图面上的工艺错误也很多,编制的工艺过程采用率很低。
二 改革理论教学内容,推行模块化教学
随着科技的进步,高新技术设备的普及使用以及新知识、新技术、新工艺、新方法的不断涌现,人才培养的方式和时间周期也发生了很大的变化,原有的课程体系、结构和内容已跟不上社会、企业对人才提出的培养目标,不能适应教学改革要求。模块化教学是一种系统化、规范化、科学化的教学组织形式,它围绕一个能力和素质的反馈变成模块的反
馈,在教法上强调知能一体。传统教学中,教师过于注重书本知识、方法、方案的同步一体化的教与传授,而忽视学生应用能力的培养。模块化教学的关键在于模块的确立。模块实质上就是一种微观课程的形态、内容,综合运用各种教学方式、手段培养学生的与未来所从事职业相适应的能力。它自成一个独立的知能体系。
我校主要在机械专业、材料成型专业、车辆专业、热力专业讲授机械制造工艺这门课程,只是侧重点不一样。如何把这些课程统一起来,在有限的时间内让学生掌握相关的工艺理论知识?面对现有的课程体系和教学模式显现出的不足,尝试实施模块化教学。根据专业的实际需要,把制造工艺课程分成典型零件的制造工艺模块、先进制造技术模块、常规工艺规程制定(夹具)、装配工艺模块、结构设计与制造模块和其他综合模块(如车辆专业车身制造),针对不同专业讲授不同工艺内容。通过这种模式尝试,注重教学内容的整体布局,强调教学内容的体系化,促进理论知识与应用能力的有机结合,帮助学生克服了枯燥难学的困难,提高了专业教学效率和学生的学习兴趣。同时教学得到最大限度的优化,共享优质教学资源,使有限的教学资源发挥最大效能。
三 分析产品制造特点,重视制造质量
在笔者调研的生产厂家中,都认为企业要注重制造技术和工艺的开发。虽然有些企业的生产机器不是当今最先进的,但他们普遍重视新产品开发的同时,同样注重生产技术和工艺的开发和创新,从而确保产品的质量。企业让自己的产品在市场上保持领先地位;产品设计重复率,制造过程的复杂性,检测技术先进,这些是从事装备制造业的每个设计者必须正视的问题。零件的制造很小很小的细节也要一丝不苟地执行。我们常说“这个差不多、马马虎虎”,其实差得多,在价值的体现上也差得多。要提高机械产品的附加值,我们更要注重一些小的环节,小至一个气孔、一个毛刺、一个刀痕及外观状况都对我们的零件加工或产品的价值产生影响。比如讲授典型零件加工这个模块,对于车辆专业主要讲解发动机各零部件的制造技术,机体毛坯制造方法有哪些,如何检测毛坯质量,毛坯图纸绘制,不同国家的视图,尺寸标注完整性,技术要求,热处理工艺,尺寸控制方法等,与实际企业生产要求接轨。同时让学生到企业参与生产过程与加工方法的研究,了解工艺参数、工艺流程与产品设计、生产计划与管理以及项目评估与决策等,对学生在实践过程中进行全面的质量管理教育与敬业精神与责任心教育。总之,要培养既懂得产品的设计开发,又懂产品生产制造工艺,又懂市场消费,能将创新的设计理念、创新的制造方法、创新的生产流程与创新的市场手段相结合,能看懂图、能理解工艺、能优化性能、能推介新产品的创新型实用人才。培养学生在设计制造产品上的创新思维,实现由“中国制造”向“中国创造”跨越式的发展。
四 加强学生实践训练,提高学生工艺水平
我校工科专业学生在大三下学期安排2~3周时间进行机械制造认识实习,为后续的专业基础课和专业课学习提供感性认识,实习的地点是生产企业,实习内容跟机械制造工艺学紧密相关。老师在指导认识实习过程中,紧密结合金工实习和机械加工工艺的有关知识,编制详细的实习指导书。由浅入深以问题的形式将有关知识点列出,引导学生带着问题在工厂寻求答案。结合现场完整的典型零件加工工艺过程,装配工艺和焊接工艺等内容,注重实际加工工艺的现场剖析,引导学生分析加工工艺的重点、难点、关键点,为今后的课程学习提供直观的工程知识,提前和工艺学课程教学内容接触。在进行课程实践环节教学时,学生就不会感到陌生抽象,很多夹具在实习现场都接触过,了解实际应用的方法、场合,在分析定位、夹紧原理时就不会感到抽象。学生在实习过程结合我国机械产品在质量、品种、效率等方面的现状以及今后制造业发展的现实需要,面向企业的产品和生产现场,以制造工艺为主线,了解产品质量、加工效率与经济性三者之间的协调关系,系统理解工艺系统的刀具、机床、夹具、工件等各要素在生产现场的具体功能和应用。同时校内实验室及实训中心对学生全天开放。鼓励学生参加大学生工程训练比赛、机械创新、科研产品制作,通过设计、零件制作,进一步体会零件制造的全过程和一个合格零件从选材到制造出来的艰辛。我们构建了完善的实践教学环节体系,形成理论教学――实验――实习――参观――课程设计――理论教学的链式教学模式,注重对学生的理论知识应用与基本工程能力的培养,促进先进制造技术领域的知识普及。
五 普及先进制造技术,应用制造软件
先进制造技术是传统制造业不断地吸收机械、材料、计算机及管理技术等方面最新的成果,应用于产品开发与设计、制造、检测、管理及售后服务的制造全过程。在一个国家的企业生产力构成中,制造技术的作用一般占60%左右。各个国家经济的竞争,主要是制造技术的竞争。其竞争能力最终体现在所生产产品的市场占有率。随着经济技术的高速发展、买方需求和市场环境的不断变化,竞争日趋激烈,所以各国政府都非常重视对先进制造技术的研究。面向制造系统的制造模式和管理方法,如计算机集成制造系统(CIMS)、敏捷制造(AM)、绿色制造(GM)、并行工程(CE)、成组技术(GT)等。面向工程设计领域的先进制造技术,如CAD、CAE、CAT、CAPP、CAM和反求工程等。面向物流处理的先进制造技术,如数加工技术(NC/CNC/DNC),柔性制造技术(FM),快速原型/零件制造技术(Rapid Prototype,Part Manufacturing-RPM),工业机器人技术(Robot),超精密、超高速加工技术等。随着社会的发展,人们对产品的个性化需求和不确定的市场环境,制造资源的柔性和可重构性,将成为21世纪企业装备的显著特点。先进的制造工艺、智能化的软件和柔性的自动化设备、企业的柔性发展战略,构成未来企业竞争的软、硬件资源。因此,加强三维数字化设计制造技术的普及,培训大学生对3D软件和专业软件的使用,将为大学生迅速对接企业提供有力的保障。
六 结束语
根据人才培养要求,我们深入分析了制造工艺的发展趋势,积极探索和实践制造工艺的课程教学,在教学内容方面,突出先进性、系统性和工程化;围绕课程的主要教学内容进行创新。机械制造工艺课程实践教学改革是一项长期的工作,无论是在内容、教学方法,还是教学管理等方面,还有许多改革的空间。
参考文献
机械自动化指的是在将自动化技术应用到机械制造业当中去,在产品的生产过程中能够使之实现自动化连续生产,从而达到节省劳动力并提高效率的效果。机械自动化对于机械制造业的发展进步起着至关重要的作用,是整个机械制造业的发展趋势所在。与过去相比,我国的机械自动化技术已经有了很大的进步,但是与西方发达国家相比,仍处于起步阶段。我国机械自动化的设计与制造依然存在着一系列的问题,需要我们去发现并找到有效解决的办法。
1.机械自动化的产生及在工业中的应用
20世纪20年代,在机械制造的冷加工中最早出现机械自动化技术来进行大批量生产。随着市场需求的增加以及人们对于机械制造产品的要求的增多,逐渐形成了机械自动化生产系统,被称为柔性自动化。在该系统控制下,可以实现零件的自动加工、检测等一系列工序。目前,除极少数工业比较发达的国家外,包括我国在内的很多国家仍旧处在过度摸索阶段。
不管是机械自动化的现有规模还是其发展空间以及目前的发展速度,都决定了其在工业生产中不可撼动的重要地位。机械自动化作为机械制造业中的一个新技术领域,被广泛应用于工业生产中,大大提高了机械制造业的经济效益,并成为全球市场竞争中的重要因素。
2.机械自动化设计与制造存在的问题
近些年来,机械自动化在我国发展很快,但是还是处在自动化的操作阶段,离理想中的自动化还有很长的路要走。我国机械自动化的产业层次比较低,存在着一系列的问题,主要包括以下两点:一是我国的机械制造业发展不平衡,缺乏能够独自开发机械自动化技术的企业,相当一部分企业的技术十分落后,主要依靠人力;二是我国机械制造企业的自动化装备落后,这不仅表现在数量上同工业发达的国家相比有着很大的差距,还表现在装备的种类、加工精度等方面也大大落后于西方发达国家。机械自动化技术的提高是一个长期而缓慢的过程,我国需要对此引起重视,不断努力创新,争取逐渐赶上甚至超越世界先进国家。
3.机械自动化设计与制造中的改进方法
3.1实现机械自动化技术现代化
机械自动化是一个由简单到复杂,、由人工操作逐渐向自动化操作过度的过程。机械自动化的发展是人类社会发展的进步,它节省人力劳动,提高生产效率。机械自动化是衡量一个国家综合实力的标准,只有建立健全的机械自动化,才能提高生产效率,达到理想的自动化阶段。目前我国机械自动化技术存在很多不足,虽然有很多大规模企业,但设备相对落后,自动化水平低,自动化还处于人工操作阶段。要早日实现现代化,需要不断努力,不断创新,重视教育,加大科研力度,引进国外先机械制造技术,向自动化技术现代化阶段迈进,实现机械加工自动化、计算机控制自动化、数字加工自动化。
3.2全面发展核心产业
机械制造业是我国工业实力的重要标志,是国民经济的基础,是实现现代化的动力源泉。目前我国机械制造企业在发展自动化技术时,应将原有生产设备为基础,逐步增设自动化设备,以点概面,充分发挥自动化设备价值,实现以自动化为主线,基础设备相并行的自动化生产线。
在全面发展核心产业的同时,也要充分考虑能源利用和环境保护。虽然我国的资源比较丰富,但是人均占有量并不高。因此,在产品的生产制造中,应考虑到能源节约的问题,争取以较少的能源尽可能创造更大的利润,降低成本,这就要求我们在设计制造时,要加大科研创新,发展节能环保型设备,实现能源的可持续利用。在对机械自动化技术进行发展的过程中,应该着重于自主创新研发,创造出属于我们自己的技术,并与国外先进技术相结合,摸索出符合我国发展状况的自己的发展道路。
3.3机械自动化设计的发展要结合国情
随着自动化控制逐渐取代机械操作,机械制造的生产方式将会转变为机械控制自动化、数字控制自动化、计算机控制自动化。由于我国自动化技术相对落后,与世界先进技术存在很大差距,我们要从实际出发,要适应我国基本国情。目前我国机械自动化设计普遍采用计算机集成设计系统,其特点是技术要求不高、不需太多前期经验、所需资金少,较容易形成生产工艺,满足大规模生产。
目前,我国在机械加工生产中,机械自动化机床主要有半自动、自动、组合等种类,针对这一现象,大批量生产中采用刚性自动化设备,中等批量生产中采用组合机床和复合机床,小批量或单件生产中采用数字机床或加工中心。
3.4机械自动化设计并行发展,培养高素质人才
加快发展机械自动化设计,首先要做好前期准备,理论与实践相结合,主机与配套自动化元件并行发展。随着控制理论的深入发展,机械技术已不能单独的完成系统要求,还要考虑系统结构,零件刚度、质量、体积等物理特性在机械自动化设计中的影响。机械自动化技术要充分利用先进技术,如传感器技术、计算机控制系统、可编控制器、新型刀具、系统仿真软件等都是机械自动化的应用基础。
在机械自动化设计发展中,要不断学习其他学科的新理论、新概念,将其与机械自动化设计结合起来,改进更新现有产品,形成一个良性的产业链。同时,要培养高素质、多方位的人才,随着机械制造逐渐转向为自动化制造,科学技术将在机械自动化中发挥重要作用。提高工作人员的技术水平,使工人向技术人员转型,这就要求所有机械制造业的人员都要不断的学习各种新理论、新知识、新方法,应用到机械自动化设计中。
4.结束语
随着社会的发展和科技的不断进步,机械自动化在机械制造业中的作用也越来越显著,已成为制造业发展的必然趋势。我国在机械自动化这条路上还面I临着各种各样的挑战,我们应找出机械自动化在设计与制造中目前存在的问题并加以改进,争取早日让我国的机械制造业站在世界的前列。
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【关键词】数控技术 机械制造业影响 策略
中图分类号:TH16 文献标识码:A 文章编号:
随着科学技术的发展,机械产品逐渐成为机、电、液、气、光等的统一体,相应的机械制造业也快速向精度、效率、智能、网络集成等方向发展。机械制造业作为我国的主要工业之一,其发展已进入了以数控技术为主流的阶段。为适应产品批量、周期、复杂度、质量等多元化要求,以及生产过程管理与控制需要,数控技术正迅速发展,并在国内机械制造业广泛应用,形成了深远影响,因此有必要认清数控技术对机械制造业的重要意义。
数控技术对机械制造业中的发展过程
机械制造业是国民经济的支柱产业。据统计,美国68%的社会财富来源于制造业,日本国民总产值的49%是由机械制造业提供的,我国的机械制造业在工业总产值中也占 40%。可以说,没有发达的机械制造业,就不可能有国家的真正繁荣的富强。而机械制造业的发展规模和水平,则是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志之一。提高加工效率、降低生产成本、提高加工质量、快速更新产品,是机械制造业竞争和发展的基础,也是机械制造业技术水平的标志。
20世纪50年代初第一台数控机床的出现,使机械制造技术的发展出现了日新月异的局面,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的应用技术和最基本的装备。而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国机械制造业广泛采用数控技术,以提高制造能力和水平,提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术,已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。
数控技术对机械制造业的影响
数控技术普及给机械制造企业的管理带来了新的思路和要求。数控技术普及给机械制造业所带来的不仅仅是生产模式的改变与生产效率的提高,更为重要的是机械制造企业的管理带来了新的思路和要求。数控技术相比与传统技术更为先进,尤其是实现了机械制造业生产的远程控制管理之后,机械制造企业的管理必须由原来的管理模式转变为以数控机床为核心的新兴管理模式,以适应当代机械制造业发展新趋势。从一定程度上讲,数控机床是为了满足管理的自动化,因此,数控机床与管理实际是相辅相成的。所以,机械制造业应该改变传统管理观念,做到管理的科学化、有效化。
数控技术普及带动了相关产业发展。在科技日益发达的今天,各产业的发展总是纵横交错、息息相关的。数控机床的优势要充分发挥出来,离不开相关产业的密切配合,反之,也会促进这些产业的发展。①在数控机床大力推进的背景下,作为数控机床的重要附件,刀具、工具系统这些年也得到蓬勃发展,市场发展很快,产品供不应求;②数控机床作为制造装备的装备,其市场前景离不开国际国内机械制造业的巨大需求空间,机械制造业要大力发展客观上也需要制造母机――数控机床的升级换代,二者相辅相成,形成了良性循环;③在机械制造过程中,大量耗材,如钢铁、有色金属、电器元件、木材等的需求量大增,给相关企业提供了发展的良机。
数控技术普及大大促进了机械制造企业技术进步。数控技术是机械制造业发展的关键与核心,在一定程度上决定着机械制造业发展水平与趋势。数控技术对机械制造业的主要影响之一就是数控技术普及大大促进了机械制造企业技术进步。从历史的角度来讲,我国机械制造业基础差底子薄,与国外发达国家中相比存在着较大的差距,数控技术在机械制造业中的流通与普及,大大改变了我国机械制造业落后局面,为我国机械制造业的进一步发展提供了新技术,提供了新的生产组织与生产工艺。我国机械制造业生产模式由原来的一个工人只能掌控一台机器发展到一个工人可以任意地掌握几台机器,机械制造业生产效率有了极大的提高。
机械制造业应对数控技术所采取的措施探析
逐渐转变企业管理理念和手段。由于受传统机械制造企业管理观念的影响,我国传统机械制造企业因为管理不科学出现各种各样的问题。新时代新背景下,数控技术掌控的机械制造企业管理当中,应该改变传统的企业管理理念和手段,适应数控技术管理要求进行理念和手段更新。改变原先机械制造业以对人的管理为主的管理模式,转变为对人对物的管理相结合的新型管理模式。逐渐转变企业管理理念和手段,是现代机械制造业适应新时展所采取的重要措施。
有针对性的开展技术改造。数控技术水平的优劣高低是一家机械制造业的重要标志,因此,有针对性地开展技术改造早已成为机械制造业适应新时代新形势所做出的必要努力。然而,在实际的技术改造过程中,机械制造业应该注重技术改造要以赢得市场先机为目的,任何行业的技术改造无非是为了获得更大的市场份额。另外,机械制造业还要注意加强与数控机床相关的附件和软件的开发工作,逐步完善与数控设备相关的附属设备改造。还有就是要加强品牌宣传,选取技术设备的主流品牌系统。
注重相关人才的培养和储备。数控机床是精密机械与计算机、自动控制、自动检测等技术相结合的机电一体化产品。与普通机床相比,其具有自动化程度高、加工精度高、生产效率高、产品质量稳定和胜任复杂曲面加工的特点,因此在机械制造业中的地位日益重要。也正是缘于其高技术含量的特点,为使其充分发挥效率,企业必须加强与之相关的维修、工艺、操作人才的培养。国内的机械制造业,普遍重设计轻工艺,工艺人员不足;普通机床操作工人多,业务素质低;维修力量有限, 能力不足以应对数控机床,造成数控机床利用率低, 这也成为生产环节的瓶颈之一。在这方面沿海地区比内地做得要好,基本实现了维修、编程和操作的人员集于一体,而内地企业的维修力量最为薄弱,与欧美国家相比差距更大。面对此现状,企业可以下几方面加强对数控人才的培养:加大从业者人数, 注重梯次建设, 规避人才流失带来的负面影响;提高从业者素质,让大学生来搞加工和维修,可从政策、职称等方面加以倾斜;提高从业者经济待遇,激发其主动性和创造性, 更好的为企业服务。
组建适合企业的生产模式, 企业生产的最终目的是为了赢利。我国机械制造业的发展程度与规模存在着巨大的差距,数控技术的采用不仅没有缩短他们之间的差距,而且还在一定程度上拉大了机械制造业的差距,造成了机械制造业的两极分化现象。组建适合企业的生产模式,可以减少甚至杜绝这种现象,毕竟企业生产的最终目的是为了赢利,探讨企业的生产新模式才能在绝望中寻找希望,才能在激烈的的市场竞争中处于不败之地。
总结
数控技术正向智能化、自动化、高精密的方向发展,在工业技术、汽车行业和煤矿机械以及各个机械制造行业中,有很重要的位置,对我国的机械制造业的发展具有重要的作用。数控技术的应用,可以推进我国机械制造行业的快速发展,是我国通向工业经济大国的必经之路,使我国工业经济迈向世界大国行列,使我国在世界市场上占据更重要的位置。
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中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2017)04(a)-0176-02
1 简介
《机械制造工程基础》是一门理论性和实践性都很强的专业技术基础课。涉及的知识面广、内容繁杂,以传统的以“知识为本位”的教学方法很难适合课程教学。对教学方法进行创新才是保证教学质量的重要途径,才能为国家提供人才支撑,国家大力提倡创新是引领发展的第一动力,要实施科技创新和人才强国战略,大力推进大众创业万众创新。高校在转型的大环境下,必须时刻以创新为导向,做到与时俱进,开展案例式教学已经成为了各个高校,进行教学改革的前沿阵地。《机械制造工程基础》课程的案例式教学对于机械专业来说显得尤为重要,因此建立最基础也是最重要的案例式教学,是提升教学质量,提高学生素质的重要环节。
2 案例式教学重要性与可行性
案例式教学法创始于哈佛大学,并首先在法律教学中得到应用,之后在其他学科领域得到发展。选自与本学科高度相关联的真实案例,通过对案例的具体分析,把教学知识点融会贯通与案例当中,在这种教学方法中完成对知识点的授课方法。由于案例真实贴切性,学生极易接受,教学氛围活跃,学生与教师之间更容易产生互动,比照本宣科式的教学,更具有吸引力。教学内容灵活多变,不受教材的约束,是知识与学生之间搭造的一座重要的“桥梁”,因此案例式教学是非常重要的。
《机械制造工程基础》是机械专业一门重要的专业课程,机械装备也是国家重点发展领域之一。装备制造业是经济社会发展的支柱性、基础性产业,实现新型工业化的重要基础条件,是衡量一个国家综合国力和技术水平的重要指标。因此案例式教学在《机械制造工程基础》这门课程的应用是十分重要和必要的。《机械制造工程基础》案例式教学将采用如下步骤进行教学:(1)经典影像资料引入;(2)依据案例建立良好课堂互动;(3)对案例进行分析扩展和补充;(4)有目的的布置课堂任务;(5)下次课的进行完善总结。通过这种模式,在案例式教学中完成对知识点的讲授过程。
3 案例与教学内容的结合
案例选自《大国重器》、《中国的超级工程》等极具代表性的影像资料,《大国重器》以独特的视角记录了中国装备制造业创新发展历史。以普通的产业工人和装备制造业企业转型升级创新中的关键人物,通过人物故事和制造细节,讲述中国智慧的机器制造故事,再现中国装备制造业从无到有,赶超世界先进水平的艰辛历程,展望中国装备制造业迈向高端制造的未来美好前景。《中国的超级工程》是以《港珠澳大桥》、《上海中心大厦》、《北京地铁网络》、《海上巨型风机》和《超级LNG船》为故事背景,讲述不同的超级工程从计划、设计、实施、完工的整个过程。视频中可以找出很多关于焊接、切削加工、铸造、塑性加工等案例,很多案例就是具体应用零件的加工,或者是身边的熟悉企业的生产加工过程,把这些案例搬进课堂,极大的增加了学生兴趣,增长了学生见识,提高了学生上课的积极性,对专业知识的了解与认识都是很大地提高。
4 案例式教学的实践与成效
案例式教学在《机械创新设计》、《金属工艺学》等课程中的应用,取得了很好的效果,学生反应良好,课堂的氛围更加活跃,视频教学更容易被学生理解与接受,为《机械制造工程基础》课程的应用打下了良好的实践基础。在《机械制造工程基础》案例式教学过程中一些难以理解的问题,在视频的播放过程中,被直观的呈现出来,提高了教学效率,并以此为案例开展教学互动,极大的激发了学生的兴趣与理解深度。如《大国重器》、《中国的超级工程》等记录片中的焊接,精密加工等案例不仅提高了学生的认识视野,也为更好地理解教学内容打下了坚实的基础。
关键词:机械制造;设计;节能方法
我国机械制造业充分体现了综合国力,是国民整体生产水平、整体素质提升的重要基础。提高机械制造业对节能低消耗的意识,能有效优化我国经济结构,提升技术装备。本文将对当前机械制造耗能高的原因及节能方法进行分析与阐述。
1.机械制造能耗高的原因
1.1生产设备相对落后
当前,我国机械制造工厂的现状为:缺乏核心研究技术、设备陈旧落后,远远落后于国际先进水平十年,甚至十五年。我国与发达国家相比的重要差距表现为高新技术产业发展、核心竞争力及自主科技创新能力的滞后,当前我国机械制造工厂的新产品研发率极低,仅占发达国家工业的十分之一左右。
1.2劳动效率低下
我国机械制造工厂的发展受到国际产业转移的影响。从全球发展来看,机械制造业的主要国家集中在日本、美国、德国等,我国在生产数量上则排列世界第四位。但同时也应认识到我国机械制造与发达国家先进水平存在的差距:一是产品普遍低端化,附加值较低,其增加值率约为26%,相对日本、美国、德国等仍处于低水平状态;二是我国劳动生产率较低、污染严重、能源消耗量大,例如制造业的能源消耗量占全国一次能耗约63%,单位产品的能耗量则比国际水平高出约20%-30%。
1.3效益回报差
能耗高的机械行业,在制造工厂的建立之初其技术与资金投入都比较少,因此普遍出现低水平、重复建设等问题,很难形成经济规模。很多企业的专业化生产水平低、生产装备的技术水平差,造成产品的质量不稳定、能源消耗率高、经济回报率低。
2.机械制造工厂设计的节能方法
2.1节能措施的设计
根据能源审计的数据要求,具体分析机械制造耗能的原因,有些是生产过程中的能源浪费、有些是人为浪费。如果是人为产生的浪费,就需要加大节能的宣传,树立节能意识,强调能源使用的优化管理。而如果是在生产过程中的浪费,就要对具体情况进行分析,不断改善生产工艺,提高生产效率,进而达到节能的目标。例如降低毛坯粗糙度、选择节水工艺的干式切削、高速切削技术、提高热处理等都是很好的方法。在机械制造工厂的生产过程中,直接能耗量并不高,但是涉及到大量的钢材等原材料的消耗,而生产钢材也需要较多的能源,机械业作为高耗材产业,实际上节材即节能。另外,再制造工艺的节能减排效果更为明显,再制造产品相对新产品达到节能率60%,且其中约70%的部件都可以再利用,在制造过程中极大节约了能源的消耗,成本价格也远低于新产品,节约率可达一半以上,毛利率大大高于新品。
2.2管理器具的节能设计
在机械制造工厂设计中,能源计量和节能监测、能源利用、能源统计、能源审计等状况分析是企业能源管理与节能的基础,而能源计量则是基础的基础。如果一个企业缺乏合理的能源计量器具,能源管理部门就无法获得准确可靠的计量数据,对一个工厂的节能监测、能源利用、能源统计、能源审计等状况不能及时掌握并进行科学分析,更不能为企业的能源管理与节能工作提供更准确、更可靠的指导方向,进而造成能源的严重浪费,提高机械制造工厂的生产成本。随着我国经济的迅速发展,国家已经提出了节能降耗工作的更高、更新要求,企业的能源计量工作也更加重要,要求与国家的节能、环保要求适应。机械制造工厂通过对能源计量器具的设计,能够调节能源消耗的合理性,减少消耗能源率,有效降低成本。
2.3机械制造的燃油经济性
机械发动机的燃油特性,是评价产品主要节能性能的重要指标,而燃油的经济性则很大程度上取决于发动机与传动系间的匹配情况。当发动机工作处于最高功率点时,生产的效率为最高,同时耗油量也处于最高。当发动机处于最佳耗油点时,其燃油的经济性能也达到最好状态。但是如果某机械循环作业,机器处于最高功率状态的时间比重关系并不大。因此,应进行发动机-传动系间的合理匹配分析。在静液压的传动过程中,根据工程的机械低速、重载等工作特点,考虑到动力和速度的要求,应在液压马达、液压泵、发动机三者之间,采取微机与负荷传感技术,根据事先设定的工作模式实现流量、压力及功率的节能控制,以确保液压系统与发动机间的匹配,保证实际工作的顺利开展,并处于高节能点与高效率点,获得最合理的燃油经济性。液力机械传动中主要缺点为效率低,其变矩器平均传动效率仅为60%左右,而采取液力变矩器与多档变速器,再结合自动变速控制技术,既能保证牵引力,又能将变速器保持在高效范围工作。
3.能量效率应用实例
本实例研究主要针对ISO22单极液压油(多用于冬季)及ISO46单级液压油(多用于夏季),与整个季节的多级液压油进行比较。得出的研究成果表明,在提高机械保护的同时,应按照使用季节的区别,更换能够全年工作的多级油,减少燃料的消耗、节约成本。
油液的粘度是随着温度的变化特性即油液的粘温特性,以粘度指数(VI)表示,年度指数越高,则温度增加的粘度降低量较小,粘温的特性较好。一般要求液压油的粘度指数为90以上,当液压系统中工作温度的范围变化相对较大时,则应该选择粘度指数更大的液压油。具备高粘度指数的原油及添加剂的多级液压油,多应用于适应性强较强的单级液压油温度范围中。多级液压油相对同等粘性等级的单级液压油温度低于40℃。也就是说,该种液压油在低温状态的流量更快,能有效提高机械的工作效率。当温度增加时,多级液压油的粘性比单级降低的更少,在高温时能提供有保障的容积效率,对具备高粘性指数的液压油更具备良好性能。因此,有关柴油机燃料节约的计算是基于一定工作量为前提所消耗的燃料。如表1:
夏 季 冬 季
可节约能量(kw・h) 1147.2 4864.2
柴油机的燃料消耗(加仑/ kw・h) 0.0573 0.0691
可节约燃料(加仑) 79.3 336.3
每年总共可节省燃料(加仑) 415.6
在上表中,假设柴油机的燃料价格是$1.72/加仑,那么每台机械的年节约费用为$715。假设一个100台机械的工作组,即有200个泵,在开展同数量的工作时就可节约费用$143000元/年。若考虑到环境因素的影响,那么100台机械每年可以节约83120加仑的柴油机燃料,同时极大减少了二氧化碳排放物。经研究表明,通过选择适合的多级液压油,在液压泵完成一定数量工作的时候,能更大幅度地减少柴油机的燃料用量,进而减少运行费用,达到节能的目标。
参考文献:
[1]谢明.节能设计在机械制造行业中的应用[J].机械工程师.2010(7)
[2]章崇任.工程机械节能降耗新途径[J].建筑机械.2010(7)
[3]徐斌.工程机械的节能技术[J].工程机械与维修.2006(7)
关键词:机械工程;研究进展;展望
机械工程科学的主要研究内容是机械系统以及产品的性能、设计和制造方面的理论与技术的科学,其主要包含机械学和机械制造科学两个领域。机械学主要是研究机械结构和系统性能、设计理论、设计方法的科学,主要包含机械系统相关的机构学、动力学、传动学、强度学、摩擦学、设计学等相关方面的知识。制造科学是研究制造过程和机械系统的科学,主要有产品设计、成形制造、加工设计以及制造系统运作管理等科学。
1.我国机械工程领域研究进展
机械工程科学研究为先进制造技术提供了源源动力。先进的制造技术是推动我国制造业自主发展的主要驱动力,自主创新技术为我国航天和国防先进装备提供了重要的技术支撑,自主创新技术在航空、家电、车辆、轻工业、石化、微电子、工程机械等众多制造业中都得到了广泛的应用,自主品牌也随之越来越多。
1.1.机械动力学领域
南京航空航天大学提出了含时滞控制系统动力学、含弹性约束的振动控制系统分叉机理和控制方法、含迟滞阻尼振动控制系统的建模和控制方法。西南交通大学发展了机车车辆一轨道系统祸合动力学模型,研制了自主知识产权的机车车辆轨道祸合动力学仿真系统和安全性现场测试评估体系。
1.2.摩擦学领域
摩擦学成为我国机械工程学科在国际学术界最具影响的学科之一。中国科学院兰州化学物理研究所摩擦、磨损与实验室,所将研究发明的纳米固体技术用于我国航空航天工程。清华大学在纳米摩擦学及其技术研究领域也取得了重要进展,在计算机硬盘基片表面超精化学机械抛光(CMP)研究中,提出了超精表面纳米粒子的行为机制,并发现了化学与机械作用均衡规律,探索出硬盘基片超精表面新型CMP技术及先进的抛光工艺,使抛光后表面波纹度和粗糙度均低于0.1nm。西南交通大学结合了高速铁路中的轮轨关系问题进行研究,首次在试验中再现了轮轨波磨现象,并从理论和试验两个层面上深入分析了轮轨波磨的形成机制。
1.3.仿生机械和生物制造领域
仿生机械和生物制造是一个创新性和挑战性并存的前沿领域。吉林大学在仿生柔性动态减阻、仿生电渗脱附理论研究中已经取得了重要进展,并创建和发展了机械仿生学科,发明了一系列地面机械脱附减阻仿生技术,并成功将其应用于农业机械和国防工程。西安交通大学在人工骨仿生制造研究中建立了骨组织的模型,提出了骨缺损的复合结构修复方法,采用快速成型法制造了人工骨的结构框架,并在动物骨缺损修补中获得成功。
2.我国机械工程领域的发展趋势
由于机械工程领域设计到国家的核心利益,因此在未来我国将大力推进拥有自主知识产权的仪器、设备的发展,因此,在自主创新的高新技术领域的仪器与设备的设计制造等方面的基础研究将会成为机械领域研究的重点,此外由于我国资源与环境等方面面临着严峻的挑战,这就要求机械制造领域要更重视环保与节能,在未来绿色机械也将为成为我国机械领域研发的重点领域。
2.1.机械学领域发展展望
2.1.1.机构学是机械工程学重要内容之一。机构学研究既要注重理论知识的研究,从而确保我国在该领域研究的绝对优势,同时又要注重制造与控制相交叉学科的研究,从而在理论与技术两方面同时取得进步,以开发出性能优良的新装备。
2.1.2.擦学领域也有了长足进步,其基本经验是与生物、纳米、计算机以及一些相关交叉学科的结合,从而衍生出纳米摩擦学、分子动力学模拟、生物摩擦学等相关学科。中国摩擦学领域的青年学者应当在国际学术界进一步加强自身影响力,争取在国际学术界占有更重要的位置"
2.1.3.研究领域中,复杂机电系统动力学分析、非线性动力学以及机械系统故障监测等领域都取得了较大的进步。但目前我国在大型复杂机电系统动力方面的仿真设计、微纳米系统动力学等研究领域均面临着较大的问题。目前我国机械制造行业中的高端技术装备绝大多数均是需要进口,这严重制约着我国经济的自主发展,因此我国急需在机械动力领域进行深入研究,以突破国外的技术封锁。
2.2.科技领域发展展望
机械制造领域发展的总趋势将会是朝着基于环保与节能基础上的远程遥控、智能化、精确化等方面发展,在未来一段时间我国在机械制造领域将主要向如下几个方面发展:
2.2.1.行器或是深海潜水机械领域将取得较大进步;飞机方面将向着更大、更快、更轻、更舒适、更安全的方向发展;同时在微小制导、超真空、超低温、等极端条件下的机械技术将会成为研究重点。
2.2.2.在未来机械制造领域将仍然是重点研究方向,未来若干年内量子通信技术、纳米技术、网络光通讯技术、商业基因计算机等技术将会成为现实边以产品的形式出现,来影响人们的日常生活。同时卫星通讯技术、基于网络的虚拟制造技术、基因计算机芯片等技术也会有较大的发展。总之未来在通信领域的机械技术将会向着智能、精细化等方向发展。
2.2.3.造技术将成为机械制造领域的永恒话题,由于化石能源的逐渐枯竭,因此人们不得不转向其他的渠道来获取能源,而其他的能源,如核能、热能、风能、潮汐能等清洁能源的开发需要有雄厚的技术资本来支撑,因此在未来人们势必在这些清洁能源领域的机械技术取得较大突破。
3.结语
目前,我国在机械领域已取得长足的进步,但与西方发达国家还存在着较大的差距。因此我们必须具有长远的眼光,加强对机械相关研究领域的资金投入,创新人才培养模式,支持自主创新,确保我国在机械高新技术方面拥有一席之地,并努力将科技成果转化为生产力,实现我国机械制造领域相关产品走向全世界。
参考文献:
[1]金学松等.曲线钢轨初始波磨形成的机理分析.机械工程学报,2008,44(3).
[2]黄田等.可重构PKM模块的选择原则)理论与实践.机械工程学报,2005,41(8).