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關(guān)鍵詞:機(jī)械工程;設(shè)計(jì);可靠性;新技術(shù)
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,人們不僅需要多功能的產(chǎn)品,而且還需要產(chǎn)品能夠可靠地實(shí)現(xiàn)其所具有的功能。因此,以產(chǎn)品可靠性為目的的可靠性設(shè)計(jì)應(yīng)運(yùn)而生,并得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。
1可靠性設(shè)計(jì)及其發(fā)展
為了了解可靠性設(shè)計(jì)技術(shù),我們必須首先了解什么是產(chǎn)品的可靠性。可靠性的經(jīng)典定義是“:產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi),完成規(guī)定功能的能力?!倍x中的“產(chǎn)品”是作為單位研究和分別試驗(yàn)對象的任何元件、器件、設(shè)備或系統(tǒng),甚至可以把人的作用也包括進(jìn)去。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,應(yīng)用可靠性的理論和技術(shù)、根據(jù)需要和可能、優(yōu)先考慮可靠性要求。在滿足性能、費(fèi)用、時間等條件下,使設(shè)計(jì)的產(chǎn)品具有滿意的可靠性要求,這就是產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)??煽啃栽O(shè)計(jì)不僅涉及傳統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù),而且還與系統(tǒng)工程、價值工程、環(huán)境工程、工程心理學(xué)、質(zhì)量控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等密切相關(guān)。因此,它是一個多學(xué)科、多技術(shù)相融合的新興技術(shù)。它不但應(yīng)用于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程,而且還廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品的制造生產(chǎn)、試驗(yàn)、使用、維護(hù)、管理等各個環(huán)節(jié)。因此,這項(xiàng)新興技術(shù)在軍工、航空、航天、電子、機(jī)械等工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
1.1可靠性的發(fā)展史
人類從開始研究可靠性技術(shù)至今,大約經(jīng)歷了60余年的歷史。研究其發(fā)展過程,可歸納為初期研究、形成發(fā)展和進(jìn)一步國際化三個階段。
(1)初期研究階段(20 世紀(jì) 30~40 年代):二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)后,美國參戰(zhàn)的飛機(jī)、軍艦等重要軍事裝備常因故障貽誤戰(zhàn)機(jī),為此軍事裝備的可靠性問題逐漸引起了人們的關(guān)注,開始著手研究如何避免和減少這些“意外”事故的發(fā)生并最早提出了產(chǎn)品的定量可靠性問題。接著美國、德國的專家針對飛機(jī)、V-Ⅱ火箭誘導(dǎo)裝置的可靠性又提出了相應(yīng)的指標(biāo)。1942 年美國麻省理工學(xué)院的一個研究室對真空管的可靠性進(jìn)行了相當(dāng)深入的研究。所有這些都表明可靠性研究已進(jìn)入了定量研究的初期階段。
(2)形成發(fā)展階段(20 世紀(jì) 50~60 年代):在這一時期,世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)的國家,如美國、前蘇聯(lián)、原西德、日本等對可靠性開始了有組織的研究工作,并取得了許多重要成果,基本上確定了可靠性研究的理論基礎(chǔ)和研究方向,使可靠性研究進(jìn)入了一個新的發(fā)展階段。這一時期,研究范圍不斷擴(kuò)大,從電子產(chǎn)品擴(kuò)展到機(jī)械產(chǎn)品,從軍工產(chǎn)品擴(kuò)展到民用產(chǎn)品,可靠性技術(shù)進(jìn)一步完善,理論研究不斷深入,為可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)一步國際化奠定了基礎(chǔ)。
(3)國際化階段(20 世紀(jì) 70 年代后):隨著可靠性技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛應(yīng)用,其優(yōu)越性越來越受到世界各國的高度重視,并相繼投入了大量的人力物力開展這項(xiàng)研究工作。各種國際學(xué)術(shù)會議的召開、國際可靠性和可維護(hù)性技術(shù)委員會的成立,標(biāo)志著可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入了國際化時代。
1.2我國可靠性研究現(xiàn)狀
我國對可靠性的研究起步較晚,直到 20 世紀(jì) 80年代才得到了較快發(fā)展,個別行業(yè)還成立了可靠性學(xué)術(shù)組織,開展了對可靠性技術(shù)人才的培養(yǎng),制定了一系列的可靠性標(biāo)準(zhǔn)。但從總體來看,理論研究較多,實(shí)際應(yīng)用較少,與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還有較大差距。
2可靠性設(shè)計(jì)在機(jī)械中的應(yīng)用
產(chǎn)品的可靠性貫穿于其整個壽命周期,目前機(jī)械工程設(shè)計(jì)中的可靠性設(shè)計(jì)主要應(yīng)用在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、使用和維修等方面。
2.1 機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)
機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)包括整機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其零部件設(shè)計(jì)。對整機(jī)產(chǎn)品可將其作為一個系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)的方式主要有以下兩種:第一種方式是根據(jù)零部件的可靠性預(yù)測結(jié)果,計(jì)算產(chǎn)品系統(tǒng)的可靠性指標(biāo),這就是系統(tǒng)的可靠性預(yù)測,其結(jié)果只要滿足指標(biāo)要求即可,如果不能滿足要求就要按第二種方式進(jìn)行設(shè)計(jì);第二種方式是對零部件進(jìn)行可靠性分配,即把系統(tǒng)指標(biāo)分配到各個零部件上,可靠性分配方法主要有等分配法、再分配法、比例分配法和綜合評分分配法四種。零部件設(shè)計(jì)時,應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件或質(zhì)量成熟的零件,一般零部件可按類比法設(shè)計(jì),重要的零件按概率法設(shè)計(jì),對一些關(guān)鍵零部件還應(yīng)進(jìn)行可靠性試驗(yàn)。對產(chǎn)品的可靠性應(yīng)進(jìn)行評審、修改、再評審、再修改,直到滿足指標(biāo)要求為止。另外,還要進(jìn)行人機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),這方面主要包括操作性和適應(yīng)性設(shè)計(jì)。
2.2 制造過程可靠性設(shè)計(jì)
制造過程的可靠性設(shè)計(jì)是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵,除了要選用可靠性好的先進(jìn)加工設(shè)備和工藝裝備外,重點(diǎn)是對工藝方案和工藝流程的設(shè)計(jì)。產(chǎn)品的工藝流程相當(dāng)于一個系統(tǒng),每一個工藝方案或工序相當(dāng)于一個子系統(tǒng)。每一個子系統(tǒng)的可靠度設(shè)計(jì)都要綜合考慮設(shè)備、工藝裝備、工藝材料及操作人員的素質(zhì)等因素,確定出合理的子系統(tǒng)可靠度指標(biāo),然后按子系統(tǒng)之間的關(guān)系(串聯(lián)、并聯(lián)或混聯(lián))得出系統(tǒng)的預(yù)測可靠度(如自動線、流水線等的設(shè)計(jì))。
2.3使用維修的可靠性設(shè)計(jì)
產(chǎn)品以可靠性為中心維修應(yīng)采用邏輯分析決斷法,科學(xué)地制定維修內(nèi)容和優(yōu)選維修方式,合理確定使用期,以控制機(jī)械設(shè)備使用的可靠性。
機(jī)械產(chǎn)品的可維修性與可靠性一樣,其是機(jī)械設(shè)備本身的一個可靠性指標(biāo)。在對產(chǎn)品進(jìn)行可靠性設(shè)計(jì)時就要考慮其維修性,使設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在使用過程中做到故障易發(fā)現(xiàn)、易檢查、易修復(fù),力求防患于未然。
對產(chǎn)品進(jìn)行維修性設(shè)計(jì)時要以最低的費(fèi)用來維護(hù)和提高設(shè)備的可靠性水平,盡量減少排除故障所用的維修時間。因此,要在可靠性理論的基礎(chǔ)上制定合理、經(jīng)濟(jì)的維修規(guī)則,采用先進(jìn)的故障診斷技術(shù)和合理的維修方式(如視情維修方法、監(jiān)控事后維修方法),使用標(biāo)準(zhǔn)的維修工具及設(shè)備,提高維修人員的技術(shù)水平,使機(jī)械維修工作進(jìn)一步走向科學(xué)化和現(xiàn)代化。
3 結(jié)語
常規(guī)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法在設(shè)計(jì)中沒有考慮可靠性指標(biāo),因此不能反映產(chǎn)品運(yùn)行的真實(shí)情況;而可靠性設(shè)計(jì)方法在設(shè)計(jì)中不考慮成本、重量、體積等指標(biāo)。對某些設(shè)計(jì)問題,僅采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法或僅采用可靠性設(shè)計(jì)方法,都很難得到理想的設(shè)計(jì)結(jié)果,而可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法將優(yōu)化技術(shù)與可靠性設(shè)計(jì)理論有機(jī)地結(jié)合在一起,彌補(bǔ)了各自的不足。
隨著機(jī)械產(chǎn)品的日益大型化、復(fù)雜化,可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)方法在機(jī)械工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用將會越來越廣泛。
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針對當(dāng)前《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)的教學(xué)現(xiàn)狀,分析其不足,并基于OBE工程教育理念,對《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)的教學(xué)模式改革進(jìn)行了探討并付諸實(shí)踐?!稒C(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)是機(jī)械類各專業(yè)學(xué)生在學(xué)習(xí)《機(jī)械原理》課程后進(jìn)行的一個重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),其模式的改革為適應(yīng)新形勢下對機(jī)械類學(xué)生機(jī)構(gòu)選型、機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案設(shè)計(jì)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)提供了良好的平臺和借鑒,具有重要意義。
關(guān)鍵詞:
OBE;工程教育;《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)
為了推進(jìn)工程教育改革,促進(jìn)中國工程教育的國際互認(rèn),培養(yǎng)與國際接軌的中國工程師,由專門的職業(yè)或行業(yè)協(xié)會(聯(lián)合會)、專業(yè)學(xué)會針對高等教育機(jī)構(gòu)開設(shè)了工程類專業(yè)實(shí)施專門性認(rèn)證,工程教育認(rèn)證強(qiáng)調(diào)工科專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量達(dá)到行業(yè)提出的基本質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求,是一種合格性評價[1,2]。工程教育專業(yè)認(rèn)證強(qiáng)調(diào)的三個核心理念:產(chǎn)出導(dǎo)向(Outcomebasededu-cation,簡稱OBE)、學(xué)生為中心、持續(xù)改進(jìn),這些理念代表了工程教育改革的方向,是一種先進(jìn)的教育理念[3]。我國若要成為《華盛頓協(xié)議》正式簽約組織,就必須基于OBE理念,深化我國的工程教育改革和工程教育認(rèn)證體制?!稒C(jī)械原理》是機(jī)械類專業(yè)必修的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課,它是研究機(jī)械的工作原理、構(gòu)成原理、設(shè)計(jì)原理與方法的一門學(xué)科,而《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)是緊隨《機(jī)械原理》課程之后的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié),是《機(jī)械原理》課程的延伸[4]?;贠BE工程教育認(rèn)證的12條畢業(yè)能力要求及課程規(guī)劃,《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)需培養(yǎng)的主要能力包括:1)掌握工程基礎(chǔ)理論知識并能將其應(yīng)用于工程問題(畢業(yè)要求1);2)具有分析和解釋數(shù)據(jù),得到合理、有效結(jié)論的能力(畢業(yè)要求2);3)具有綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)理論和技術(shù)手段設(shè)計(jì)復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)、部件和過程的能力(畢業(yè)要求3)。本文基于OBE工程教育理念對《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)課程能力的上述四條要求,結(jié)合近年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),闡述我?!稒C(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)改革模式,并為其《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)改革提供參考。
一、機(jī)械傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力
《機(jī)械原理》內(nèi)容包括兩部分,其一是對現(xiàn)有機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí),包括構(gòu)型分析、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的學(xué)習(xí);其二是針對具體任務(wù),利用所學(xué)機(jī)構(gòu)學(xué)知識,設(shè)計(jì)傳動方案。前者稱為分析,后者稱為型綜合,《機(jī)械原理》學(xué)習(xí)的最終目的,就是要達(dá)到型綜合的高度,《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)正是鍛煉綜合能力的實(shí)踐教學(xué)。遺憾的是,傳統(tǒng)的《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì),體現(xiàn)不出OBE所要求的設(shè)計(jì)系統(tǒng)的能力,復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)更無從談起,因此,改革勢在必行?;贠BE教學(xué)理念的課程設(shè)計(jì)改革使設(shè)計(jì)題目多樣化,調(diào)動學(xué)生設(shè)計(jì)的積極性而不限制其思維,并且課程設(shè)計(jì)只提出最終要求而不限制方法,為了讓學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù),題目不宜太深太復(fù)雜,其原則為:題目具有綜合性,以運(yùn)動方案設(shè)計(jì)為主;題目要覆蓋《機(jī)械原理》課程的主要內(nèi)容;題目應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,是學(xué)生在日常生活、生產(chǎn)實(shí)踐中所熟悉的;題目的設(shè)計(jì)結(jié)果應(yīng)包括兩到三種基本機(jī)構(gòu),也允許選用其他常用機(jī)構(gòu)或組合機(jī)構(gòu);題目要有一定的靈活性和創(chuàng)新性,有利于發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力。在設(shè)計(jì)題目確定后,需對已選題目提出三種運(yùn)動方案,并經(jīng)反復(fù)論證,確定一種最佳運(yùn)動方案進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析。這種自由選題的模式可大大提高同學(xué)的興趣。設(shè)計(jì)方案由學(xué)生獨(dú)立提出,經(jīng)獨(dú)立地分析、比較后確定最佳方案,以發(fā)揮其主觀性、創(chuàng)造力,使學(xué)生受到一次真實(shí)的設(shè)計(jì)訓(xùn)練,進(jìn)而提升其機(jī)械傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力。此外,改革后的課程設(shè)計(jì),學(xué)生們可以自由組合,每個小組自由選擇設(shè)計(jì)題目,小組成員分工協(xié)作,共同完成設(shè)計(jì)任務(wù)。從選題、論證、設(shè)計(jì)到最后提交設(shè)計(jì)成果,共同討論、研究,各自發(fā)揮自己的長處,不僅培養(yǎng)了創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,也使他們體會到團(tuán)隊(duì)合作的作用。這也符合OBE培養(yǎng)大綱中工程畢業(yè)生個人能力和人際團(tuán)隊(duì)能力培養(yǎng)的要求。
二、工程基礎(chǔ)理論知識應(yīng)用能力
傳統(tǒng)的《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)中,方案確定之后,其相關(guān)運(yùn)動參數(shù)也隨之給定,每個學(xué)生需要做的就是繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖,利用圖解法和解析法對所選機(jī)構(gòu)的位移、速度、加速度及力進(jìn)行分析,并繪制機(jī)構(gòu)運(yùn)動線圖和作誤差分析,最后編寫課程設(shè)計(jì)說明書。從本質(zhì)上來說,這樣的設(shè)計(jì)僅能算一次作業(yè),效果并不理想。盡管學(xué)生都能按部就班地完成設(shè)計(jì)任務(wù),但卻調(diào)動不了學(xué)生的設(shè)計(jì)興趣,對工程基礎(chǔ)理論知識的應(yīng)用缺乏深刻理解,談不上對學(xué)生的畢業(yè)能力的培養(yǎng)。基于OBE教學(xué)理念的課程設(shè)計(jì)改革使設(shè)計(jì)題目多樣化,只提出最終要求而不限制方法,學(xué)生可以充分地利用所學(xué)的理論知識去解決實(shí)際的問題??紤]到《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)時間較短,教師在《機(jī)械原理》課程教學(xué)中,需提前做出安排,如現(xiàn)代工具的使用、軟件的學(xué)習(xí)、各種方法的比較、綜合性作業(yè)安排等。任務(wù)的不確定性導(dǎo)致解決方法的多樣性。學(xué)生需要根據(jù)所選擇任務(wù),基于所學(xué)的機(jī)構(gòu)學(xué)知識,甚至查閱相關(guān)文獻(xiàn)去設(shè)計(jì)解決方案,當(dāng)多個設(shè)計(jì)方案確定后,需要比較各方案的優(yōu)缺點(diǎn),必然會深入了解每個所設(shè)計(jì)的傳動方案,最終方案確定后,需對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)、運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析,因有了方案設(shè)計(jì)的深刻理解,設(shè)計(jì)的目的已非常清楚,在相應(yīng)分析時,對方法的選擇和掌握自然水到渠成,加深了對所學(xué)理論知識的認(rèn)識,明確了理論知識的實(shí)際應(yīng)用,從而不至感覺學(xué)無所用。
三、分析和解釋數(shù)據(jù)能力
在我國的工程教育認(rèn)證中,第二條畢業(yè)要求學(xué)生能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理,識別、表達(dá)并通過文獻(xiàn)研究分析復(fù)雜工程問題,以獲得有效結(jié)論[5]。傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)整個傳動方案為教師所指定,分析方法固定,無需學(xué)生深入了解,只需按部就班完成畫圖和分析即可,可見,傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)在第二條畢業(yè)能力要求上基本沒起到培養(yǎng)作用。改革后的課程設(shè)計(jì),從設(shè)計(jì)任務(wù)到設(shè)計(jì)方案的確定,均需要學(xué)生根據(jù)具體情況進(jìn)行分析,然后根據(jù)所學(xué)知識,自己設(shè)計(jì)傳動方案,并需要通過多方案的比較而得出可行方案。在方案確定后,詳細(xì)設(shè)計(jì)傳動系統(tǒng)時,需要根據(jù)實(shí)際任務(wù)確定各參數(shù),最后對機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析,并對數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差分析。為了更真實(shí)地讓學(xué)生理解數(shù)據(jù)的意義和正確性,要求學(xué)生對所設(shè)計(jì)的傳動方案進(jìn)行全部或者部分的搭接實(shí)驗(yàn),通過搭接實(shí)物并測量參數(shù),再與理論分析數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,找出誤差存在原因,從而得出相應(yīng)結(jié)論。
四、考核方式的改進(jìn)
評估學(xué)習(xí)產(chǎn)出是OBE教育模式中十分重要的環(huán)節(jié),如何合理地對各項(xiàng)能力進(jìn)行客觀評價,對課程的改革及持續(xù)改進(jìn)有非常重要的作用,與課程設(shè)計(jì)所培養(yǎng)能力相對應(yīng),《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì)成績分為四部分:選題成績、平時成績、設(shè)計(jì)成績及答辯成績。各部分成績分值及考核依據(jù)如下。選題成績占總成績的30%。主要考查設(shè)計(jì)機(jī)械傳動系統(tǒng)方案能力。每個團(tuán)隊(duì)均需通過PPT形式,結(jié)合參考文獻(xiàn)查閱或調(diào)研情況,對自己團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行說明,根據(jù)所定任務(wù)設(shè)計(jì)兩到三種機(jī)械傳動方案,每個方案中必須包含兩至三種典型傳動機(jī)構(gòu),并且必須包含四桿以上連桿機(jī)構(gòu)。根據(jù)傳動方案是否合理、考慮是否周全、有無創(chuàng)新點(diǎn)、是否實(shí)用進(jìn)行綜合考核。平時成績占總成績的10%,主要依據(jù)設(shè)計(jì)階段的出勤情況和態(tài)度評定,這是設(shè)計(jì)正常進(jìn)行的基本保證,也是初步對畢業(yè)要求9中個人與團(tuán)隊(duì)能力的培養(yǎng)。設(shè)計(jì)成績占總成績的40%,主要評估工程基礎(chǔ)理論知識應(yīng)用能力與分析和解釋數(shù)據(jù)能力,根據(jù)所選擇分析方法、數(shù)據(jù)分析的正確性、模型建立、運(yùn)動仿真、簡圖繪制等進(jìn)行評價。答辯成績占總成績的20%,各組將集中設(shè)計(jì)階段的工作及成果以PPT形式作匯報,主要介紹組員分工及完成情況,組員自評分,搭接視頻等,并回答提問,據(jù)此評判答辯成績。通過此類考核方式,對畢業(yè)生的能力9(個人與團(tuán)隊(duì))和10(溝通,包括撰寫報告和陳述發(fā)言、清晰表達(dá)或回應(yīng)指令)也起到初步培養(yǎng)的效果。此外,上述基于OBE工程教育理念的考核方式對教師的教學(xué)投入提出很高要求。例如:教師需要投入較多的精力和心血研究繁瑣的教學(xué)目標(biāo)分解和教學(xué)方法選擇,要求其自身具有扎實(shí)的專業(yè)理論知識、較廣博的基礎(chǔ)知識面、較強(qiáng)的動手能力及計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力。對設(shè)計(jì)中可能出現(xiàn)的各種方案及其特點(diǎn)要有充分認(rèn)識,能夠正確引導(dǎo)學(xué)生,使他們經(jīng)過認(rèn)真思考和分析比較后,可以選擇一個適當(dāng)?shù)姆桨?。這樣才能適應(yīng)當(dāng)前實(shí)踐教學(xué)改革和發(fā)展的需要,從而有效引導(dǎo)學(xué)生積極思考,培養(yǎng)他們的創(chuàng)新能力。
五、結(jié)束語
經(jīng)過近兩年的實(shí)踐,發(fā)現(xiàn)根據(jù)OBE教學(xué)理念改革后的《機(jī)械原理》課程設(shè)計(jì),為學(xué)生機(jī)械傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力、工程基礎(chǔ)理論知識應(yīng)用能力、分析問題和解決問題的能力以及團(tuán)隊(duì)合作和工程實(shí)踐能力的鍛煉和提高提供了很好的平臺,并確實(shí)取得了較好的效果。然而,OBE工程教學(xué)模式是一個系統(tǒng)的工程,無論是在設(shè)計(jì)內(nèi)容,還是在設(shè)計(jì)方法和評估方式上,還有很多需要完善之處,需要進(jìn)一步的改革和探索,持續(xù)改進(jìn),以更好地培養(yǎng)學(xué)生相應(yīng)的畢業(yè)能力,實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)與國際接軌的中國工程師的目標(biāo)。
作者:曾達(dá)幸 李飛 侯雨雷 宜亞麗 鄭立娟 張芳芳 單位:燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:工作過程 機(jī)械制圖與CAD 學(xué)習(xí)領(lǐng)域
基于工作過程導(dǎo)向的課程設(shè)計(jì)是近年來高等職業(yè)教育課程改革的一個重要內(nèi)容,同時也越來越受到各高等職業(yè)院校的高度重視。在職業(yè)教育中要實(shí)現(xiàn)工作過程導(dǎo)向的課程開發(fā),則是指按工作過程來序化知識,即以工作過程為參照系,將陳述性知識與過程性知識整合、理論知識與實(shí)踐知識整合。目前基于工作過程導(dǎo)向的課程改革較為流行的是學(xué)習(xí)領(lǐng)域(Lernfield)課程模式,學(xué)習(xí)領(lǐng)域是一種理論與實(shí)踐教學(xué)一體化的現(xiàn)代職業(yè)教育課程模式,是以職業(yè)任務(wù)和行動過程為導(dǎo)向,由能力描述的學(xué)習(xí)目標(biāo)、任務(wù)陳述的學(xué)習(xí)內(nèi)容和基準(zhǔn)學(xué)時所構(gòu)成的課題單元。
該文以機(jī)電一體化專業(yè)的“機(jī)械制圖與CAD”學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程為例,從課程定位、教學(xué)設(shè)計(jì)理念和思路、教學(xué)內(nèi)容、載體選定、學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)、課時安排、教學(xué)進(jìn)程表設(shè)計(jì)、教學(xué)組織形式、考核方案設(shè)計(jì)及教材選用等方面來談基于工作過程導(dǎo)向的機(jī)械制圖課程設(shè)計(jì)方案,該方案經(jīng)過一段時間的教學(xué)實(shí)踐取得良好的教學(xué)效果。
一、課程定位
“機(jī)械制圖與CAD”主要是介紹如何繪制和識讀灌裝機(jī)械圖樣的原理和方法,以及如何使用CAD軟件繪制灌裝機(jī)械工程圖的一門學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程。該學(xué)習(xí)領(lǐng)域是機(jī)電一體化專業(yè)根據(jù)從業(yè)崗位所確定的多個學(xué)習(xí)領(lǐng)域中的一個,它屬于機(jī)電一體專業(yè)崗位的基本領(lǐng)域,也是機(jī)電一體化學(xué)生必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一,與其他領(lǐng)域一起構(gòu)成學(xué)生在機(jī)電一體化專業(yè)崗位所需的知識和技能,為培養(yǎng)高素質(zhì)的技能型人才打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
本課程的前期學(xué)習(xí)課程有《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》,為本課程中的計(jì)算機(jī)繪圖學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。后續(xù)課程有《機(jī)械設(shè)計(jì)》《機(jī)械基礎(chǔ)》《傳動零部件及機(jī)械分析實(shí)訓(xùn)》以及畢業(yè)設(shè)計(jì),本課程是這些專業(yè)領(lǐng)域的基礎(chǔ)。通過本課程學(xué)習(xí)可為后續(xù)的專業(yè)主干課和今后的就業(yè)崗位起到重要的鋪墊作用。
二、課程教學(xué)設(shè)計(jì)理念和思路
1.以機(jī)電一體化崗位為出發(fā)點(diǎn)
通過對機(jī)電一體化相關(guān)企業(yè)的調(diào)研和對畢業(yè)生的追蹤,確定機(jī)電一體化專業(yè)崗位所需的典型工作任務(wù)是:零件的識圖、測繪與繪圖,計(jì)算機(jī)軟件繪制零件圖、零件的公差要求標(biāo)注和識讀、機(jī)械圖樣的三維造型、裝配圖的識讀與繪制,以這些典型工作任務(wù)為依據(jù)選取教學(xué)內(nèi)容。
2.以能力培養(yǎng)為主
教學(xué)培養(yǎng)目標(biāo)打破傳統(tǒng)的以知識目標(biāo)為唯一目標(biāo),建立以能力培養(yǎng)為主要目標(biāo)。教學(xué)模式由學(xué)科型為主要特征的教學(xué)模式,轉(zhuǎn)變?yōu)椤盎趦?yōu)化項(xiàng)目,以任務(wù)驅(qū)動”的教學(xué)模式。讓學(xué)生在完成具體項(xiàng)目的過程中學(xué)會自己查閱資訊,通過討論定出工作計(jì)劃,通過思考合作完成相應(yīng)工作任務(wù),并構(gòu)建相關(guān)理論知識,掌握一定的專業(yè)能力,發(fā)展其一定的社會能力和方法能力。
3.典型工作任務(wù)為載體
本學(xué)習(xí)領(lǐng)域在教學(xué)方法上,采用以測繪典型部件減速器為載體,實(shí)行引導(dǎo)文教學(xué)法、項(xiàng)目教學(xué)法、討論教學(xué)法、頭腦風(fēng)暴教學(xué)法、激勵教學(xué)法,調(diào)動學(xué)生的積極性;鼓勵學(xué)生參加社會實(shí)踐和課外科技活動;充分利用現(xiàn)代教育手段,提高教學(xué)質(zhì)量和效益,促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革進(jìn)一步深化。
4.以測繪工作過程為導(dǎo)向
本學(xué)習(xí)領(lǐng)域以測繪減速器的工作過程為導(dǎo)向,把教學(xué)和工作過程結(jié)合,建設(shè)“邊教邊學(xué)邊做”的教學(xué)情境,重組學(xué)生的基礎(chǔ)知識結(jié)構(gòu)。在知識、能力和素質(zhì)三方面,構(gòu)建理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)為一體的培養(yǎng)方案。
5.實(shí)現(xiàn)職業(yè)資格考證與教學(xué)一體化
將中、高級制圖員職業(yè)資格考核標(biāo)準(zhǔn)納入教學(xué)內(nèi)容中,實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)資格證考試與教學(xué)一體化。改革考核方法和內(nèi)容,注重學(xué)生的工作過程和結(jié)果的考核,加強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用知識解決問題的能力考核。
三、課程教學(xué)內(nèi)容
教學(xué)內(nèi)容分為五大知識模塊。
1.制圖基本知識和技能模塊:制圖基本知識和技能、投影法、基本立體投影、截交線與相貫線、組合體視圖、機(jī)件表達(dá)方法
2.制圖應(yīng)用模塊:標(biāo)準(zhǔn)件和常用件、零件圖、裝配圖
3.CAD繪圖:AUTOCAD二維繪圖、AUTOCAD三維繪圖
4.基本技能訓(xùn):線型練習(xí)、平面圖形分析、組合體三視圖測繪、機(jī)件表達(dá)方案綜合運(yùn)用、螺栓和螺柱連接、圓柱齒輪嚙合、零件測繪、由裝配圖拆畫零件圖、由零件圖拼畫裝配圖
5.綜合測繪訓(xùn)練:部件測繪
四、載體的選定
學(xué)習(xí)領(lǐng)域采用以測繪典型部件減速器為載體。原因有二:一是減速器結(jié)構(gòu)典型,且包含了軸類零件、盤蓋類零件和箱體零件,常用件和標(biāo)準(zhǔn)件等幾乎所有機(jī)械制圖涉及的零件,零件類型較齊全。二是測繪減速器的最終目的是畫裝配圖和畫零件圖,而要畫好裝配圖和零件圖則需要一定的制圖知識和繪圖技能。如:畫零件圖要求掌握投影法、點(diǎn)線面的投影和機(jī)件表達(dá)方法、尺寸標(biāo)注和技術(shù)要求等知識點(diǎn)。畫裝配圖要求掌握標(biāo)準(zhǔn)件和常用件的畫法和裝配圖的畫法等知識點(diǎn)。
五、學(xué)習(xí)情境設(shè)計(jì)
在教學(xué)內(nèi)容的組織上,在考慮項(xiàng)目的實(shí)用性、趣味性、可拓展性及可操作性等因素,以減速器的測繪過程為主線設(shè)置4個主教學(xué)情境,分別是拆裝減速器、零件測繪(分三個子教學(xué)情境:軸類零件測繪、盤類零件測繪和箱體測繪)、計(jì)算機(jī)繪制零件圖及三維建模、畫減速器裝配圖。在主教學(xué)情境下又可設(shè)置若干個子教學(xué)情境(在子教學(xué)情境中又可分為不同的教學(xué)設(shè)計(jì)),在教學(xué)領(lǐng)域的教學(xué)過程中采用各種不同的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué),使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體,學(xué)生是“演員”角色,教師在課堂上起主導(dǎo)作用,是“導(dǎo)演”。在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力、社會能力和方法能力。
六、教學(xué)課時安排
七、教學(xué)進(jìn)程表設(shè)計(jì)
教學(xué)進(jìn)程表如下:
八、教學(xué)組織形式
本學(xué)習(xí)領(lǐng)域采用基于工作過程的教學(xué)模式,把教學(xué)和工作過程結(jié)合在一起,建設(shè)“教、學(xué)、做”合一的教學(xué)環(huán)境,開發(fā)理論與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)情境。
在學(xué)習(xí)情境的教學(xué)過程中,采用行動導(dǎo)向教學(xué)法。實(shí)施按照一個實(shí)際工作完整的“六步法”來進(jìn)行,即獲取資訊、制訂計(jì)劃、做出決策、實(shí)施、檢查(控制)、評估。
九、考核方案設(shè)計(jì)
在考試方法上改變傳統(tǒng)的重視期末鑒定性考試,輕視平時形成性考試的思想,加大了平時形成性考試占的比重。各項(xiàng)學(xué)習(xí)情境評價占80%,期末考核占20%。
考試與行業(yè)認(rèn)證相結(jié)合,為了提高學(xué)生的實(shí)踐能力和就業(yè)機(jī)會,改變傳統(tǒng)的考核方法,計(jì)算機(jī)繪圖期末考試采取中級繪圖員認(rèn)證考試題目。
十、教材
高等職業(yè)教育的教材建設(shè)不同于本科教材,絕對不能套用本科教材的思路。高等職業(yè)教育的教材建設(shè)要突出高等職業(yè)教育的特點(diǎn),要理論和生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合,突出動手能力的培養(yǎng),要適應(yīng)新的教育技術(shù)和教育思想的發(fā)展需要,要從多個方向、多個角度和多個層面上開展教材建設(shè)。
為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)工學(xué)結(jié)合的教學(xué)改革,我們還希望能與企業(yè)技術(shù)人員合作開發(fā)真正適合機(jī)電一體化專業(yè)的工學(xué)結(jié)合的教材。
基于工作過程為導(dǎo)向的課程設(shè)計(jì),先確定其學(xué)習(xí)領(lǐng)域內(nèi)容,以適當(dāng)?shù)娜蝿?wù)為載體,通過學(xué)生自主的行動和教師有效的組織、合理引導(dǎo)實(shí)施教學(xué)進(jìn)程,這是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐技能和學(xué)習(xí)能力的重要手段,是能力本位教育模式的體現(xiàn)。本課程的設(shè)計(jì)經(jīng)過一學(xué)年的實(shí)踐取得了很好的效果。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞 遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)服務(wù)系統(tǒng);;B/S計(jì)算模式
中圖分類號:TD4 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1671-7597(2014)13-0050-02
作為一個重型機(jī)械的設(shè)計(jì)師的角度來講,在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中會經(jīng)常碰到諸如機(jī)械強(qiáng)度、負(fù)載以及機(jī)械設(shè)計(jì)分析等方面的問題,而通過人工查找設(shè)計(jì)手冊來進(jìn)行計(jì)算的話,效率低下,且規(guī)模巨大。因此,基于Web技術(shù)對礦山加工機(jī)床的遠(yuǎn)程應(yīng)用系統(tǒng)中,通過機(jī)械設(shè)計(jì)Web數(shù)據(jù)庫來實(shí)現(xiàn)Internet的存儲,當(dāng)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中遇到問題時,可以提交已知參數(shù)給數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)來達(dá)到數(shù)據(jù)分析的目的,這樣大大節(jié)約了產(chǎn)品研發(fā)的成本,也有效的解決了復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析查詢?nèi)蝿?wù)。
1 Web的遠(yuǎn)程機(jī)械設(shè)計(jì)的概念
遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)指的是設(shè)計(jì)者在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)過程中,通過在客戶端輸入相關(guān)的設(shè)計(jì)參數(shù),然后利用服務(wù)器的自動計(jì)算得到相關(guān)數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)者可以對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇分析,從中得到符合設(shè)計(jì)要求的相關(guān)結(jié)果。遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)通過運(yùn)用現(xiàn)代化的網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)技術(shù),有效的縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)的周期,降低了設(shè)計(jì)者的工作量,提高了設(shè)計(jì)工效率。
基于Web技術(shù)為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)通過實(shí)行,JSP、B/S、SQL等網(wǎng)絡(luò)技術(shù),從而達(dá)到對設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查詢的目的;基于Web的遠(yuǎn)程機(jī)械設(shè)計(jì)通過相應(yīng)的程序編輯工作來實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)資源的貢獻(xiàn),有效的完成了計(jì)算分析由人工到網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)移任務(wù),從而實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)與分析。同時,設(shè)計(jì)者通過對機(jī)械設(shè)計(jì)過程中的相關(guān)共享信息進(jìn)行互相分析探討,對機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展具有一定的促進(jìn)意義。
基于Web的礦山加工機(jī)床遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)服務(wù)系統(tǒng)為礦山企業(yè)的機(jī)械設(shè)計(jì)提供了相關(guān)設(shè)計(jì)服務(wù),并具備了相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢:
1.1 服務(wù)范圍廣
由于遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)服務(wù)系統(tǒng)是基于互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ),因此不同地區(qū)不同國家的企業(yè)或個人只要有系統(tǒng)的注冊就能夠隨時隨地的在互聯(lián)網(wǎng)上獲得相關(guān)服務(wù)權(quán)限。
1.2 使用簡單、方便
系統(tǒng)用戶依據(jù)本身的需求來進(jìn)行相應(yīng)Web功能的選擇,然后輸入自己所選定的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算,系統(tǒng)在計(jì)算完之后能夠自動對結(jié)果進(jìn)行分析,并傳遞給用戶。
2 機(jī)械設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
2.1 B/S計(jì)算模式
隨著互聯(lián)網(wǎng)等相關(guān)技術(shù)的迅速發(fā)展,瀏覽器/服務(wù)器(B/S)的計(jì)算模式已經(jīng)成為主流的應(yīng)用。B/S計(jì)算模式從原先的兩層C/S模式的技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來,B/S模式的實(shí)質(zhì)就是對原本的C/S模式的相應(yīng)服務(wù)器端進(jìn)行技術(shù)上的深化作用,將其分解為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器兩個部分,同時對C/S模式的相關(guān)客戶端進(jìn)行了極大的簡化作業(yè),將原本位于客戶端的計(jì)算功能轉(zhuǎn)移的Web服務(wù)器上,而本身只保存顯示功能,從而將原本的兩層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為了用戶表示層、功能層和數(shù)據(jù)層。
圖1 B/S計(jì)算模式圖
2.2 與
作為當(dāng)前主流的Web應(yīng)用程序開發(fā)技術(shù),與以往的ASP技術(shù)來說,在結(jié)構(gòu)上發(fā)生了相對改變,同時對原本使用的ASP開發(fā)應(yīng)用程序的可能產(chǎn)生的限制進(jìn)行了有效的改進(jìn)措施,可采用、C++等語言程序,使其具備了語言的獨(dú)立功能;同時,程序代碼與用戶界面之間進(jìn)行區(qū)分,使得結(jié)構(gòu)上更為清晰,執(zhí)行效率也得到了大幅度的提高。使得系統(tǒng)具有更高的安全可靠性。
而中采用的來實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的存取工作。作為當(dāng)前權(quán)威的.NET數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用解決方案,提供了高性能、高兼容性、一致性的數(shù)據(jù)訪問結(jié)構(gòu),保證了能對各類Web數(shù)據(jù)庫的訪問。不管數(shù)據(jù)源的類型如何,都可以采用來進(jìn)行存取。
2.3 JSP訪問數(shù)據(jù)庫技術(shù)
數(shù)據(jù)庫一般位于遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的第三層,作為開發(fā)網(wǎng)站的重要組成部分,同時也是提供遠(yuǎn)程服務(wù)的基礎(chǔ)技術(shù),包括系統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)的資源庫、用戶信息數(shù)據(jù)庫的建立都需Web數(shù)據(jù)庫來提供支持。JSP因其自身所特有的安全高效性以及組建方便、平臺應(yīng)用廣的特點(diǎn)成為了現(xiàn)今最為實(shí)用的網(wǎng)絡(luò)編程語言。
JDBC作為連接數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)與JSPD的橋梁,主要由一組采用Java語言來進(jìn)行編寫的接口組成,用來實(shí)現(xiàn)SQL語言的Java應(yīng)用程序接口對數(shù)據(jù)庫的訪問支持。用戶向服務(wù)器發(fā)出查詢信息的請求時,相關(guān)服務(wù)器端的JSP程序執(zhí)行命令,啟動對應(yīng)的JDBC驅(qū)動程序,從而與數(shù)據(jù)庫之間建立連接,連接后的相關(guān)執(zhí)行程序中的SQL語句進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)信息的調(diào)用工作,然后將調(diào)用的信息進(jìn)行Web服務(wù)器返回,最終來達(dá)到響應(yīng)客戶端請求的目的。
圖2 JSP程序訪問數(shù)據(jù)庫模塊流程
2.4 Web服務(wù)器集成技術(shù)
基于Web的遠(yuǎn)程機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)對靜態(tài)網(wǎng)頁內(nèi)容以及動態(tài)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)容的依賴性較大。而針對服務(wù)器層的開發(fā)制定的相關(guān)策略對系統(tǒng)的整個性能影響極大。因此,基于目前的服務(wù)器來講,大都是采用Apache和Tomcat二者的功能集成來實(shí)現(xiàn)相關(guān)的應(yīng)用功能,這是因?yàn)椋瑔为?dú)的Apache服務(wù)器在為網(wǎng)絡(luò)管理員提供豐富的Web管理功能的同時,并不能提供相關(guān)的Servlet/JSP容器。而單獨(dú)的Tomcat可以單獨(dú)的作為一個服務(wù)器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)和檢測,但在靜態(tài)網(wǎng)絡(luò)的處理速度較慢,且沒有豐富的功能來滿足設(shè)計(jì)開發(fā)。
3 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
基于Web的礦山機(jī)械加工車車遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)服務(wù)作為一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的多學(xué)科技術(shù)產(chǎn)品,涉及到了機(jī)械設(shè)計(jì)、控制工程、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理等各個領(lǐng)域。其數(shù)據(jù)格式相對復(fù)雜、所應(yīng)用的設(shè)計(jì)資源也較為豐富,因此,對于機(jī)械設(shè)計(jì)系統(tǒng)來講,遠(yuǎn)比一般網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)要復(fù)雜。要開發(fā)相應(yīng)的遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)服務(wù)系統(tǒng),首先必須有針對性的對遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)的各項(xiàng)目進(jìn)行具體情況的分析,系統(tǒng)的對各設(shè)計(jì)資源進(jìn)行需求分析。然后采取模塊化的設(shè)計(jì)理念,功能與模塊之間相互對應(yīng),在此基礎(chǔ)上來構(gòu)建整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架,最后可以采用相關(guān)編程軟件來對實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行處理,以達(dá)到具體設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)和資源的查詢調(diào)用。
3.1 系統(tǒng)開發(fā)的原則
1)系統(tǒng)的開發(fā)過程中,應(yīng)該執(zhí)行“以人為本”的原則,要保證界面的友好流暢,并且能夠提供相關(guān)的提示。
2)系統(tǒng)應(yīng)該允許用戶進(jìn)行必要設(shè)計(jì)參數(shù)的輸入,以及在設(shè)計(jì)資源庫中實(shí)現(xiàn)有關(guān)數(shù)據(jù)圖標(biāo)的查詢工作,然后可以進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算,形成需要的文檔資料。
3)系統(tǒng)的所應(yīng)用的模塊或者子系統(tǒng)要能夠同時具備集成運(yùn)行與獨(dú)立運(yùn)行的功能。
4)系統(tǒng)不應(yīng)完全開放,要根據(jù)不同的用戶來設(shè)定不同分權(quán)限,更具用戶類別的不同,提供快速便捷的服務(wù)。
5)系統(tǒng)應(yīng)該盡量減小網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸次數(shù)、傳輸量,以確保網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的要求。
6)要確保遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)系統(tǒng)在應(yīng)用和維護(hù)上的方便。
3.2 應(yīng)用程序的部署
在系統(tǒng)的軟件開發(fā)完成之后,需要對各個文件已經(jīng)相關(guān)軟件進(jìn)行部署以便提供完善的遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)服務(wù)。因此,首先需要將相關(guān)圖形文件以及aspx文件、html文件進(jìn)行組合,在IIS對應(yīng)功能目錄下簡歷對應(yīng)的Web站點(diǎn),進(jìn)行站點(diǎn)Web.config文件的配置工作;其次,對于遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)系統(tǒng)中可能需要使用的相關(guān)數(shù)據(jù)表都應(yīng)該在SQL數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中進(jìn)行創(chuàng)建,進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)源的配制工作;最后,對遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)系統(tǒng)啟動、調(diào)試,從而保證形態(tài)的正常運(yùn)行工作。
基于Web的礦山機(jī)械加工車床遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)服務(wù)系統(tǒng)的總體分布一般都用個各自獨(dú)體的方式通過采用典型的B/S模式的三層結(jié)構(gòu)的模式,以互聯(lián)網(wǎng)作為基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)跨地域范圍的數(shù)據(jù)傳遞,可以分別對款式機(jī)械加工基礎(chǔ)的各個部件進(jìn)行在線設(shè)計(jì)分析,并得到正確結(jié)果。
4 結(jié)束語
基于Web的礦山機(jī)械加工車床遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)服務(wù)系統(tǒng),通過利用相關(guān)的B/S技術(shù)、Web服務(wù)器集成技術(shù)以及JSP、SQL等相關(guān)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)對礦山機(jī)械加工車床的網(wǎng)上設(shè)計(jì)、以及參數(shù)查詢和相關(guān)的監(jiān)控,提供給遠(yuǎn)程用戶一個在線的設(shè)計(jì)分析環(huán)境。在一定程度上加強(qiáng)了各科研單位的協(xié)同合作,避免了重復(fù)性的設(shè)計(jì)工作。極大的提高了我國遠(yuǎn)程機(jī)械設(shè)計(jì)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:人因工程,采煤機(jī)械,優(yōu)化
【分類號】TD421.6
1.引言
隨著社會的不斷進(jìn)步,經(jīng)濟(jì)全球化不可逆轉(zhuǎn),相應(yīng)的采礦技術(shù)也在不斷向前進(jìn)步,機(jī)械化作業(yè)在煤礦企業(yè)的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都得到了廣泛的運(yùn)用。如今的煤礦企業(yè)正朝著自動化、智能化方向邁進(jìn)。機(jī)械化采煤機(jī)械的普及,大大提高了煤炭的生產(chǎn)效率。然而,隨著社會對煤炭資源需求量的持續(xù)增大,各企業(yè)必須加大采礦生產(chǎn)的數(shù)量,機(jī)械設(shè)備同時面臨著超負(fù)荷作業(yè)狀態(tài)。運(yùn)用人因工程學(xué)對采煤設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),必須借助于心理學(xué)、生理學(xué)等多項(xiàng)科研理論,全面均衡,最后設(shè)計(jì)出人性化的采煤機(jī)械。這不僅可以提升煤礦生產(chǎn)的效率,同時使采煤機(jī)械的操作環(huán)境更加安全、穩(wěn)定。
2.現(xiàn)有采煤機(jī)械設(shè)備存在的問題
2.1 操作者作業(yè)強(qiáng)度繁重
在人-機(jī)-環(huán)境這個生產(chǎn)系統(tǒng)中,人是人因工程學(xué)研究的核心目標(biāo)。隨著采煤設(shè)備形態(tài)的日趨多樣化,機(jī)械的功率和運(yùn)行速度也在不斷的提高,操作者的工作強(qiáng)度越來越繁重而復(fù)雜,僅憑現(xiàn)在的采煤設(shè)備已經(jīng)不能滿足采煤作業(yè)的需要,對作業(yè)條件的改善也變得越來越迫切,這就突出了運(yùn)用人因工程學(xué)對采煤機(jī)械進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要性。
2.2采煤機(jī)械的使用條件惡劣
在采煤機(jī)械超負(fù)荷運(yùn)行時,同時要保證采煤設(shè)備的作業(yè)安全性,這必定會增加作業(yè)工人生理和心理上的負(fù)擔(dān)。在井下曲折且不平的地表上作業(yè),也會加重操作者的工作難度,它一方面易使操作者感到疲勞,降低工作效率以致引起事故;另一方面,可能危害到作業(yè)工人的身心健康,導(dǎo)致一些職業(yè)病。在各種不同的環(huán)境條件下,采運(yùn)設(shè)備如果直接受到寒冷、悶熱、礦塵等的侵襲,也會使操作工人遭到惡劣環(huán)境因素的傷害。另外,長時間的噪聲會損害操作者的聽力,嚴(yán)重時還會造成操作工人聽力下降甚至損傷,或引發(fā)其它職業(yè)疾病。
3. 人因工程指導(dǎo)采煤機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)的流程
3.1 選定功能
功能模塊是實(shí)現(xiàn)人因工程學(xué)價值的標(biāo)志。在設(shè)計(jì)采煤設(shè)備時應(yīng)考慮人因工程所具有的功能和特點(diǎn),然后研究采煤設(shè)備能否滿足生產(chǎn)的作業(yè)需要。加大設(shè)備功能與操作者之間的配合程度,保證作業(yè)者操作機(jī)器時在心理上感到良好的舒適度和適應(yīng)性。
3.2 系統(tǒng)分配
人因工程研究的系統(tǒng)十分復(fù)雜,采煤設(shè)備的初步設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)做好系統(tǒng)分配工作。通常情況下,人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)分配需要根據(jù)3大因素的具體特點(diǎn),從整體到局部來完善采煤機(jī)械整體的運(yùn)行性能。同時,分配系統(tǒng)功能還要以人為中心,不能太過于依賴設(shè)備的機(jī)械化。
3.3 設(shè)置參數(shù)
參數(shù)是人機(jī)操作系統(tǒng)的硬性指標(biāo),參數(shù)設(shè)置的大小需根據(jù)采礦設(shè)備的工作情況,以及機(jī)械在實(shí)際工作流程中發(fā)揮的相關(guān)功能而定。通常用人因工程學(xué)理論進(jìn)行設(shè)計(jì)采煤設(shè)備時,先要設(shè)置 “人機(jī)界面”。具體參數(shù)有:一是尺寸參數(shù),需要結(jié)合人體的特征,使設(shè)計(jì)的尺寸,能夠保證操作者有足夠的操作空間;二是設(shè)備參數(shù),設(shè)置的顯示器、控制器等參數(shù),應(yīng)保證系統(tǒng)操作的合理性。
4. 采煤機(jī)械設(shè)計(jì)的評價方法
人因工程學(xué)是研究人、機(jī)、環(huán)境三者組成的系統(tǒng)之間相互配合的學(xué)科。它通過統(tǒng)籌系統(tǒng)諸要素之間的相互關(guān)系,來確保整個系統(tǒng)效能的最優(yōu)化。那么,怎樣來評價用人因工程學(xué)指導(dǎo)設(shè)計(jì)的采煤機(jī)械是否符合宜人、安全、高效的設(shè)計(jì)原則呢?我們可以通過下述的方面來評價:
(1)產(chǎn)品的尺寸與人體的尺寸及作業(yè)方式是否適應(yīng);
(2)產(chǎn)品是否可以防止工人操作時造成意外傷害和危險,以及是否設(shè)有保障機(jī)制;
(3)機(jī)械各操作單元是否簡單實(shí)用,安裝的元件能否快速的被作業(yè)者辨識;
(4)產(chǎn)品是否便于清潔、保養(yǎng)及維護(hù)。
從這4項(xiàng)設(shè)計(jì)基本原則可以看出,采煤機(jī)械的設(shè)計(jì)要以正確面向操作者、適應(yīng)操作者、尊重作業(yè)者為基本點(diǎn)。只有在造型尺寸設(shè)計(jì)方面符合作業(yè)者的生理和心理需要,才能真正體現(xiàn)出該設(shè)計(jì)產(chǎn)品對人的尊重和關(guān)心。
當(dāng)然,對于一名設(shè)計(jì)師來說,他所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品還要符合人們的審美需要。他對美的理解和感悟應(yīng)是相當(dāng)深刻的,我們可以把它簡單地分為視覺上、聽覺上、觸覺上和感覺上四個方面。視覺設(shè)計(jì)體現(xiàn)在采煤設(shè)備的造型和顏色等方面,它是作業(yè)者對產(chǎn)品最直觀、最簡單的了解方法。聽覺設(shè)計(jì)主要是指聲音,設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)脑O(shè)備可能會產(chǎn)生持續(xù)的噪聲,它能分散工人的注意力,損害井下人員的聽力,嚴(yán)重時還會造成操作工人聽力下降甚至損傷,或引發(fā)其它職業(yè)疾病。觸覺設(shè)計(jì)主要包括機(jī)械材料的應(yīng)用、質(zhì)地好壞等。最后就是通過上述三個方面綜合起來給作業(yè)者的整體感覺,它從整體上對采煤機(jī)械提出了要求,這不僅包括設(shè)備在外觀上能令人賞心悅目,更能適應(yīng)人生理和心理的要求,給作業(yè)人員帶來歸屬感。
5.結(jié)語
隨著采煤設(shè)備機(jī)械化程度的提高, 井下作業(yè)環(huán)境也日趨復(fù)雜, 對作業(yè)者操縱控制設(shè)備的能力提出了挑戰(zhàn)。 同時,許多采煤設(shè)備在研制時沒有全面考慮操作人員的人體因素,使設(shè)備的功能不能完全發(fā)揮出來。因此,有必要用人因工程學(xué)的理論來研究采煤機(jī)械的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。從人因工程學(xué)角度出發(fā), 對煤礦企業(yè)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行合理的改進(jìn)設(shè)計(jì), 使操作者處于最佳的工作狀態(tài), 一方面可以減少煤礦安全事故, 另一方面可以提高生產(chǎn)效率。
參考文獻(xiàn)
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課堂教學(xué)是中國文化傳承的主要方式,一個有超前性、計(jì)劃性和創(chuàng)造性的課堂設(shè)計(jì)是知識傳承和能力培養(yǎng)的實(shí)用而有效的途徑。如何學(xué)好“工程力學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”這門課,42學(xué)時的課堂教學(xué)是關(guān)鍵,因而必須針對少學(xué)時多內(nèi)容的課程進(jìn)行有效的設(shè)計(jì),達(dá)到調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情、提高理論學(xué)習(xí)效率和解決工程問題能力的效果。
1.1引導(dǎo)學(xué)生積極動腦
先提出有關(guān)教學(xué)問題,創(chuàng)設(shè)一個工程應(yīng)用環(huán)境。如講扭轉(zhuǎn)時,可以先將汽車傳動軸的實(shí)例提出,讓學(xué)生回答如何對軸的強(qiáng)度及大小進(jìn)行校核計(jì)算,從材料選擇到空實(shí)心軸的計(jì)算說起。然后,由教師總結(jié),通過圖片、動畫、視頻等將結(jié)構(gòu)形狀和構(gòu)件的相互關(guān)系生動地展示在學(xué)生面前,再對軸進(jìn)行受力分析、理論推導(dǎo)和計(jì)算。針對重要的概念和公式,布置課外作業(yè)加深。這樣可使教學(xué)客觀化,晦澀的問題簡單化,枯燥的書本理論與工程聯(lián)系應(yīng)用化,增強(qiáng)了工程實(shí)踐知識,活躍了課堂氣氛。
1.2推動學(xué)生積極動口
傳統(tǒng)的教學(xué)模式是以課堂、教材、教師為中心的,形成了教師單向灌輸、學(xué)生被動接受的局面,這在客觀上限制了學(xué)生的思維空間?,F(xiàn)代教學(xué)目標(biāo)應(yīng)以學(xué)生為主體,學(xué)生是認(rèn)識的主體,一切教學(xué)措施的安排最終都要落實(shí)到學(xué)生身上,充分調(diào)動學(xué)生的思維能力、創(chuàng)新能力。課堂教學(xué)主要采用任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法,從第一次課開始,就指導(dǎo)學(xué)生帶著2-3個工程實(shí)際問題,先預(yù)習(xí)教材,力爭找到解決問題的方法,第二次課回到課堂討論。課堂上接近一半的時間為學(xué)生發(fā)言討論,余下時間教師總結(jié)??偨Y(jié)內(nèi)容:概念清晰化、結(jié)構(gòu)明朗化、公式深刻化。方式以推動學(xué)生口述為主。通過任務(wù)驅(qū)動,學(xué)生在探索中學(xué)習(xí),在學(xué)習(xí)中不斷獲得成就感,調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時也鍛煉了學(xué)生的語言表達(dá)能力、溝通能力和獨(dú)立解決實(shí)際工程問題的能力。
1.3鼓勵學(xué)生勤于動手
教師在平時的課堂教學(xué)中,只對重點(diǎn)知識講解,重要公式的應(yīng)用舉一反三,給學(xué)生留有自學(xué)和思考的余地,給學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出各種各樣問題的空間。通過創(chuàng)設(shè)學(xué)生自身知識的不足和學(xué)習(xí)問題的情景,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能動性,鼓勵學(xué)生深層次探索。如:輪系課完畢,就布置學(xué)生課外作業(yè):設(shè)計(jì)一個輪系,用最少的齒輪實(shí)現(xiàn)同軸反轉(zhuǎn),且速比i=2。在講完理論力學(xué)時,課外作業(yè)為:設(shè)計(jì)一個最簡單廉價的200L油桶平地搬運(yùn)工具(完全人工作業(yè))。充分相信學(xué)生的解決實(shí)際問題的能力,并加以鼓勵引導(dǎo)?;氐秸n堂師生點(diǎn)評,確定ABCD最佳方案。通過這種理論聯(lián)系實(shí)際的任務(wù)驅(qū)動和自我探索,學(xué)生不僅加強(qiáng)了對所學(xué)知識的理解,同時提升了解決實(shí)際工程問題的創(chuàng)新能力。
2積極引導(dǎo)課外學(xué)習(xí)與實(shí)踐
課外學(xué)習(xí)與實(shí)踐能較快地拓展學(xué)生相關(guān)知識結(jié)構(gòu)和解決實(shí)際問題的能力提升。教師要有意識地設(shè)計(jì)一些課外作業(yè),引導(dǎo)學(xué)生課外學(xué)習(xí)與實(shí)踐,一是擴(kuò)大學(xué)生視野,加深對課程內(nèi)容的理解,二是節(jié)約有限的課堂時間,充實(shí)課堂內(nèi)容,時間用在刀刃上。
2.1引導(dǎo)學(xué)生文獻(xiàn)檢索開闊視野
通過文獻(xiàn)檢索,歸納總結(jié),解決工程實(shí)際問題,是工科學(xué)生應(yīng)該具備的基本技能。結(jié)合課程理論知識,由教師選題,讓學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料,寫出文獻(xiàn)小節(jié)報告。例如,軸承課結(jié)束,布置課外作業(yè):無油軸承技術(shù)現(xiàn)狀、大推力滑動軸承技術(shù)進(jìn)展等,要求學(xué)生查閱相關(guān)文獻(xiàn),并進(jìn)行文獻(xiàn)分類整理,最后通過分析文獻(xiàn),提出自己的設(shè)想或建議。通過對課程所涉及的文獻(xiàn)進(jìn)行廣泛的閱讀和理解,對該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、新水平、新動態(tài)、新發(fā)現(xiàn)等內(nèi)容進(jìn)行綜合分析,寫出500~1000字的文獻(xiàn)小節(jié)。通過這一過程的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,課堂知識得到了提煉,相關(guān)的學(xué)科知識及應(yīng)用得到了拓展。
2.2強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),提高學(xué)習(xí)興趣
實(shí)踐出真知,實(shí)踐教學(xué)是鞏固理論知識和加深對理論悟性的有效環(huán)節(jié),是培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的高素質(zhì)工程技術(shù)人員的重要途徑。例如,減速器拆裝實(shí)驗(yàn),可以幫助學(xué)生了解減速器各部分的結(jié)構(gòu),考慮好拆裝順序,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和動手能力。碳鋼材料的拉伸應(yīng)力應(yīng)變實(shí)驗(yàn),可以使學(xué)生對應(yīng)力形成過程、材料的比例極限σp、屈服極限σs、抗拉強(qiáng)度σb等有一個直觀的認(rèn)識,掌握許用應(yīng)力基本概念及使用方法,加深對桿拉伸狀態(tài)下基本幾何尺寸的計(jì)算。通過實(shí)踐環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí),培養(yǎng)了學(xué)生仔細(xì)認(rèn)真的工作態(tài)度,加深了對理論知識的認(rèn)知程度,激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
2.3增加探索性問題,提高創(chuàng)新能力
傳統(tǒng)教學(xué)作業(yè)是以課后作業(yè)為主,都是些常規(guī)練習(xí),內(nèi)容簡單,答案唯一。這樣雖有利于“基本功”的訓(xùn)練,但“多學(xué)少悟”的培養(yǎng)不利于學(xué)生創(chuàng)造力的發(fā)揮。針對工程問題的復(fù)雜性,實(shí)際問題是沒有標(biāo)準(zhǔn)答案的。因此,在課外作業(yè)中,適當(dāng)?shù)卦黾右恍┨剿餍詥栴},能夠激發(fā)學(xué)生主動思考的能力。例如,在學(xué)習(xí)應(yīng)力時,對裂紋的危害及防護(hù)措施進(jìn)行舉例說明。通過查文獻(xiàn),獨(dú)立思考,學(xué)生對力學(xué)分支———斷裂力學(xué)有了一定的理解,意識到工程上的許多災(zāi)難是由裂紋引起的。這樣的主動探索反過來提高了對書本理論知識的理解。一個學(xué)期進(jìn)行幾次這樣的作業(yè)后,對提高學(xué)生的創(chuàng)新意識和研究實(shí)際問題的能力有明顯的幫助,增強(qiáng)了學(xué)生對工程概念的感悟。
3改革課程考評方式的實(shí)踐
傳統(tǒng)的考評方式多為閉卷考試,由于本課程內(nèi)容多、實(shí)踐性強(qiáng)的特殊性,僅憑期末閉卷考試成績不能全面反映學(xué)生掌握知識和運(yùn)用知識的能力。為此,對考核內(nèi)容進(jìn)行了改革實(shí)踐。改革前,只采用期末考試作為學(xué)生的最終課程成績。改革后采用期末考試成績和平時成績相結(jié)合的方式對學(xué)生進(jìn)行評價。學(xué)生成績考評內(nèi)容,一是考查理論知識的掌握情況,通過期末閉卷考試成績呈現(xiàn)。二是檢驗(yàn)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力,通過平時課堂討論、課外作業(yè)成績體現(xiàn)。改革后,這種多元化的考核方式對學(xué)生知識的獲得、能力的培養(yǎng)和素質(zhì)的提高有明顯的效果。
4結(jié)論
一、當(dāng)前我國工程機(jī)械的設(shè)計(jì)與制造的現(xiàn)狀和特點(diǎn)
1、我國雖然是發(fā)展中國家
但是我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度非???,當(dāng)前我國的工程機(jī)械銷售量和銷售額已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越美國、日本、德國位居世界第一位。工程機(jī)械的飛速發(fā)展不是一朝一夕就能實(shí)現(xiàn)的,我國在重工業(yè)發(fā)展行業(yè)投入大量了人力物力和財(cái)力才使工程機(jī)械行業(yè)獲得今天的成就。另外,我國的工程機(jī)械自給率也從“十五”期間的70%左右,提高到80%以上,我國已經(jīng)不是當(dāng)初那個僅僅靠借鑒其他國家技術(shù)來進(jìn)行制造工程機(jī)械的中國了,我國已經(jīng)開始了自主的研發(fā)與創(chuàng)造,成為了真正的世界工程機(jī)械制造大國。
2、綠色設(shè)計(jì)和綠色制造是當(dāng)前任何一個行業(yè)都在學(xué)習(xí)和考慮的全新開發(fā)理念。
新產(chǎn)品和新技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)造將帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益。那么什么是綠色設(shè)計(jì)和制造呢?就是指該產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造、包裝、使用到報廢處理的整個產(chǎn)品生命周期中,能夠?qū)Νh(huán)境的負(fù)面影響最小,與此同時還能保證獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益,保障企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和效益的協(xié)調(diào)優(yōu)化。主要特點(diǎn)有:
(1)工程機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)。綠色設(shè)計(jì)具體就是指在機(jī)械的設(shè)計(jì)之初就充分考慮產(chǎn)品生命周期的各個環(huán)節(jié)(比如機(jī)械產(chǎn)品的可回收性、可維護(hù)性、循環(huán)利用性等)。綠色設(shè)計(jì)的方法是非常復(fù)雜的,工程機(jī)械的設(shè)計(jì)制造者需要擁有非常強(qiáng)烈的綠色設(shè)計(jì)理念以及制造技術(shù),同時還要充分考慮到產(chǎn)品被使用全過程的所有可能發(fā)生的意外事件,其中包括工程機(jī)械產(chǎn)品使用過程中的質(zhì)量問題以及用戶要求等。
(2)在進(jìn)行工程機(jī)械制造時,使用綠色環(huán)保的制造材料。當(dāng)前社會越來越多的行業(yè)已經(jīng)加入到了開發(fā)和制造綠色健康環(huán)保的產(chǎn)品行列中,那么工程機(jī)械制造行業(yè)自然也不能落后于其他產(chǎn)業(yè)。綠色環(huán)保材料主要是指在進(jìn)行機(jī)械制造時選用無污染易回收的綠色可循環(huán)利用的環(huán)保材料。但是還要注意在進(jìn)行工程機(jī)械綠色制造的材料選擇時要確保經(jīng)濟(jì)效益與工程機(jī)械制造的質(zhì)量相協(xié)調(diào)。
(4)后期工程機(jī)械的廢物回收以及綠色環(huán)保處理。科學(xué)合理的廢物回收再利用能夠大大降低廢棄物對環(huán)境的污染,有效促進(jìn)工程機(jī)械產(chǎn)業(yè)的綠色健康發(fā)展,為社會帶來更大的經(jīng)濟(jì)利益。
二、工程機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)與制造的重要性
1、工程機(jī)械在制造產(chǎn)品的過程中
會產(chǎn)生大量的工業(yè)廢液以及固體廢氣物等污染物。另外,隨著當(dāng)前人們環(huán)境保護(hù)意識的提高以及對生活水平的要求也逐漸提高,不環(huán)保的工程機(jī)械制造模式已經(jīng)不能滿足人們對生活環(huán)境的要求了,這也就使整個工程機(jī)械行業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因此,只有相關(guān)工程機(jī)械的設(shè)計(jì)和制造者能夠積極研發(fā)符合環(huán)保要求的低污染綠色工程機(jī)械,采取相應(yīng)的綠色設(shè)計(jì)和制造,才能更好更快的適應(yīng)社會發(fā)展的要求,促進(jìn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益共同提高的健康環(huán)保模式逐漸遍布整個工程機(jī)械制造行。
2、超低消耗的綠色設(shè)計(jì):
只有從根本上找到解決方法,才能大大減少原材料的消耗,。因此,工程機(jī)械行業(yè)應(yīng)當(dāng)聘請秉承綠色設(shè)計(jì)和制造理念的設(shè)計(jì)者對工程機(jī)械進(jìn)行綠色設(shè)計(jì)和監(jiān)督制造。并且由相關(guān)工程機(jī)械制造企業(yè)提供所需的綠色環(huán)保材料,進(jìn)一步大大降低對不環(huán)保材料的使用。與此同時,也應(yīng)當(dāng)積極推廣減少資源消耗的綠色技術(shù)。當(dāng)前的環(huán)境污染源正在逐步增多,工業(yè)廢氣廢棄物的排放等都使環(huán)境受到日益嚴(yán)重的破壞,綠色材料的使用能夠大大減少廢棄物,綠色材料在工程機(jī)械制造過程中也不會產(chǎn)生大量的廢氣廢液等的排放,非常有利于生態(tài)環(huán)境的改善和產(chǎn)品的回收利用。
三、如何更加高效的進(jìn)行工程機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)與制造
1、在工程機(jī)械的設(shè)計(jì)方面進(jìn)行全新理念的可循環(huán)利用的綠色設(shè)計(jì)方案
將工程機(jī)械產(chǎn)品的后期市場開發(fā)出最大的潛力,大大提高產(chǎn)品的使用效益。工程機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)是非常復(fù)雜的。工程機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)還應(yīng)當(dāng)一步一步通過實(shí)際操作應(yīng)用到真正的工程機(jī)械制造中,并且將工程機(jī)械的功能發(fā)揮到最大程度,同時還要保障工程機(jī)械高效的環(huán)保效益。
2、在綠色設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上大大提高綠色制造的技術(shù)。
工程機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)也就是無污染、可循環(huán)的生態(tài)設(shè)計(jì),只有最大程度上的保證整體設(shè)計(jì)能夠使產(chǎn)品在保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上進(jìn)行運(yùn)行,并且也能保證達(dá)到和滿足人們對工程機(jī)械的需求就可以,這樣就已經(jīng)達(dá)到了工程機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)理念。另外,還應(yīng)當(dāng)實(shí)施以緩解甚至解決環(huán)境問題的創(chuàng)新式設(shè)計(jì),當(dāng)前越來越多的產(chǎn)品已經(jīng)意識到在保護(hù)環(huán)境的基礎(chǔ)上進(jìn)行研發(fā)和制造新產(chǎn)品,與此同時也還能將產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最大,這種全新的工程機(jī)械的綠色設(shè)計(jì)方法是當(dāng)前綠色設(shè)計(jì)者所想要達(dá)成的目標(biāo)。綠色設(shè)計(jì)是工程機(jī)械綠色制造的核心,當(dāng)前我國的工程機(jī)械在綠色設(shè)計(jì)方面的主要內(nèi)容:在進(jìn)行工程機(jī)械的設(shè)計(jì)時,根據(jù)綠色環(huán)保的理念進(jìn)行設(shè)計(jì),并且要明確在即將進(jìn)行的產(chǎn)品制造中所指定需要的綠色材料和制造材料。另外,如果企業(yè)條件比較優(yōu)越,可以使用自我研發(fā)的綠色健康材料進(jìn)行工程機(jī)械的制造,企業(yè)可以自己設(shè)計(jì)和研發(fā)綠色健康的工程機(jī)械制造所需的零部件以及相關(guān)設(shè)備,這樣能夠最大程度上保證工程機(jī)械的綠色環(huán)保功能正常運(yùn)行和實(shí)施,其中,在進(jìn)行綠色健康零部件的制造和實(shí)施中,也應(yīng)當(dāng)采用節(jié)能、節(jié)水、省料等的最優(yōu)化綠色環(huán)保產(chǎn)品。
3、對工程機(jī)械進(jìn)行綠色包裝和后期的綠色維護(hù)以及回收處理。
綠色環(huán)保的包裝能夠有效吸引消費(fèi)者的眼球,當(dāng)前人們的生活水平越來越高,更加追求健康環(huán)保,因此,綠色環(huán)保的包裝能夠擁有更多的消費(fèi)者。另外,工程機(jī)械產(chǎn)品的后期維修是非常重要的環(huán)節(jié),如果不能正確及時的處理,就會給環(huán)境帶來負(fù)面影響,只有通過正確的方式及時進(jìn)行后期的工程機(jī)械的管理和維修,才能有效提高工程機(jī)械的使用壽命,并且大大提高產(chǎn)品的使用效率。
總結(jié)
關(guān)鍵詞: 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 課程改革 內(nèi)容設(shè)計(jì) 教學(xué)方法與手段 評估考核
1.前言
《機(jī)械設(shè)計(jì)》是機(jī)械(機(jī)電)類專業(yè)的主要技術(shù)基礎(chǔ)課,同時也是這類專業(yè)學(xué)生的職業(yè)技能課程,該課程的理論性、實(shí)踐性、綜合性、靈活性較強(qiáng),且與其他技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課銜接緊密,是學(xué)生進(jìn)行職業(yè)技能訓(xùn)練、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、和參加工作所必需的機(jī)械設(shè)計(jì)知識的技術(shù)基礎(chǔ)。其教學(xué)質(zhì)量和效果直接決定了學(xué)生在后續(xù)課程學(xué)習(xí)中的動手實(shí)踐能力,以及理論理解的深度。
2.課程描述
機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程是兼顧理論教學(xué)和實(shí)踐技能為一體的課程,它既是一門機(jī)械學(xué)科用于思維體系建立的專業(yè)基礎(chǔ)課,同時又是面向生產(chǎn)實(shí)際,能夠應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的應(yīng)用技術(shù)課。因本課涉及機(jī)構(gòu)和零件較多,要用到較多的理論基礎(chǔ)。學(xué)習(xí)者如用習(xí)慣的基礎(chǔ)課系統(tǒng)性來看待本課,確實(shí)會產(chǎn)生“不系統(tǒng)”、“沒有統(tǒng)一研究規(guī)律”的錯覺。實(shí)際上,本課程的全部內(nèi)容可歸結(jié)為兩個問題:一是“機(jī)構(gòu)怎樣才能實(shí)現(xiàn)人們需要的、理想的運(yùn)動”,二是“零件怎樣才能正常工作”。為了使學(xué)生學(xué)習(xí)中把握這兩個思路,更好地發(fā)揮這門課程在培養(yǎng)機(jī)械類高技能人才所必需的基礎(chǔ)知識、基本能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu)中的作用,根據(jù)培養(yǎng)服務(wù)于生產(chǎn)第一線的高職高專層次的專門人才的定位,我們以建立學(xué)生機(jī)械產(chǎn)品的基本思維體系為理論知識要點(diǎn),以掌握機(jī)構(gòu)分析、故障診斷、零部件設(shè)計(jì)、設(shè)備調(diào)試、維修和高效率的操作使用為技能培養(yǎng)目標(biāo),對原課程體系和結(jié)構(gòu)作了全面調(diào)整,進(jìn)行了基于工作過程的改革探索。
3.課程內(nèi)容設(shè)計(jì)
在課程內(nèi)容設(shè)計(jì)上,圍繞解決某一項(xiàng)目問題所必需的知識與技能,重構(gòu)課程體系。首先對畢業(yè)生進(jìn)行了跟蹤調(diào)查,82.2%的畢業(yè)生認(rèn)為,在實(shí)際工作中《機(jī)械設(shè)計(jì)》是實(shí)用價值最大和使用頻率最高的課程之一,同時采訪了株化、株冶、南車等幾家知名企業(yè),了解他們對機(jī)械設(shè)計(jì)知識、技能方面的實(shí)際需求后,對課程內(nèi)容進(jìn)行了重組。思路是以職業(yè)能力培養(yǎng)為主線、以崗位需求為依據(jù)、以工作過程為導(dǎo)向、以勝任企業(yè)工作崗位為目標(biāo),根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際對機(jī)械設(shè)計(jì)知識的需求,在汲取國內(nèi)傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)教材知識精華的基礎(chǔ)上,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐中的實(shí)際案例,對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了整合,將授課內(nèi)容分為兩個大項(xiàng)目。
項(xiàng)目一:牛頭刨床機(jī)械系統(tǒng)分析
項(xiàng)目二:帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置設(shè)置
項(xiàng)目一以牛頭刨床為切入口,在牛頭刨傳動系統(tǒng)中,包含了帶傳動、齒輪傳動、導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)和棘輪機(jī)構(gòu)等組成傳動系統(tǒng);刀架和工作臺組成的執(zhí)行裝置;電動機(jī)的運(yùn)動和動力經(jīng)變換和傳遞,一方面使滑枕和刀架作往復(fù)直線移動,進(jìn)行刨削,另一方面使工作臺橫向移動,完成進(jìn)給。刀架、工作臺的速度和位置靠操縱機(jī)構(gòu)來控制。牛頭刨床中的機(jī)構(gòu)基本上涵蓋了一般機(jī)器設(shè)備中的機(jī)構(gòu),具有典型性和普遍性,學(xué)生通過對這些機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析,掌握各種機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)及工作原理,來解決本課程學(xué)習(xí)的第一個問題,即“機(jī)構(gòu)怎樣才能實(shí)現(xiàn)人們所需要的、理想的運(yùn)動”。
項(xiàng)目二以帶式運(yùn)輸機(jī)傳動裝置設(shè)計(jì)為切入口,通過計(jì)算帶式運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)動和動力參數(shù)、設(shè)計(jì)帶傳動、齒輪傳動、軸系結(jié)構(gòu)、減速器結(jié)構(gòu)來了解機(jī)械設(shè)計(jì)的全過程,在教學(xué)中將課程知識與設(shè)計(jì)內(nèi)容有機(jī)的融合起來,這樣可解決本課程學(xué)習(xí)的第二個問題,即“零件怎樣才能正常工作”。
項(xiàng)目一學(xué)生學(xué)完后必須完成牛頭刨床機(jī)械系統(tǒng)分析報告,項(xiàng)目二學(xué)生學(xué)完后要編制帶式輸送機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)說明書、設(shè)計(jì)減速器裝配圖、零件圖。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的第一感受是所學(xué)即所用,學(xué)習(xí)的目的性強(qiáng),學(xué)習(xí)興趣也大大提高,學(xué)習(xí)效果很好。
4.教學(xué)方法與手段的改革
經(jīng)過企業(yè)調(diào)研及多年的教研實(shí)踐積累,結(jié)合《機(jī)械設(shè)計(jì)》的特點(diǎn),我對本課程的教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)方法、教學(xué)手段等方面進(jìn)行了精心的調(diào)整和改進(jìn)。采用傳統(tǒng)教學(xué)方法與現(xiàn)代教育技術(shù)相結(jié)合的“多元合一”(課題教學(xué)、現(xiàn)場教學(xué)、虛擬機(jī)構(gòu)運(yùn)動演示、真實(shí)零部件測繪、設(shè)計(jì)等多種教學(xué)方法融合使用)的教學(xué)方法,較好地培養(yǎng)了學(xué)生的分析機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)零部件的能力及綜合運(yùn)用知識和實(shí)際動手能力。
(1)采用合作學(xué)習(xí),使學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主體。
合理組建學(xué)習(xí)小組,按照班級人數(shù)均勻分組,每班一般不超過8組,每組4―6人。每組有一個班干部或團(tuán)干部,學(xué)習(xí)能力強(qiáng)弱的學(xué)生要搭配,注意計(jì)算、繪圖、計(jì)算機(jī)、英語等特長搭配。通過小組成員合作,巧妙地運(yùn)用同學(xué)之間的互動,把一些課堂時間留給學(xué)生,讓他們有機(jī)會進(jìn)行相互交流,共同提高。這樣一來,許多原先由教師完成的工作就可以由學(xué)習(xí)小組來完成,教師成了學(xué)生學(xué)習(xí)過程的咨詢者、促進(jìn)者、參與者。學(xué)生由于主體性得到了體現(xiàn),自然會產(chǎn)生求知和探究的欲望,會把學(xué)習(xí)當(dāng)作樂事,最終進(jìn)入學(xué)會、會學(xué)和樂學(xué)的境地。教學(xué)的良性循環(huán)也會因此而建立起來,促進(jìn)整個教學(xué)過程的發(fā)展,使學(xué)生與新知之間的矛盾得到解決。如項(xiàng)目一學(xué)習(xí)中,有幾個階段安排了機(jī)構(gòu)分析匯報,要求學(xué)生制作PPT,這就要求學(xué)生小組成員合作,有的設(shè)計(jì)PPT模板,有的網(wǎng)上查詢圖片、材料,有的組織匯報內(nèi)容。通過這樣的活動,學(xué)生提高了知識概括能力、團(tuán)隊(duì)合作能力,為今后工作打下了良好的基礎(chǔ)。
(2)發(fā)揮教師情感的積極作用,建立和諧的師生關(guān)系。
《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程是一門不含情感因素的課程,怎樣使學(xué)生對這門課程產(chǎn)生興趣,培養(yǎng)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)動機(jī)呢?這就要求教師應(yīng)博學(xué)多才,且對教學(xué)工作充滿熱情,為原來沒有情感因素的課程注入情感的因素,讓學(xué)生帶著感情來學(xué)。另外,教師應(yīng)該多接觸學(xué)生,多了解學(xué)生,平易近人,這樣就可以深入了解學(xué)生情況,使教學(xué)效果得到及時反饋,從而不斷改進(jìn)教學(xué)工作。例如,學(xué)生在制作PPT匯報文件時,會出現(xiàn)許多問題,我們一般要求學(xué)生提前幾天將PPT發(fā)到老師郵箱,老師發(fā)現(xiàn)問題后及時用QQ聊天的方式與學(xué)生溝通,這樣既解決了學(xué)習(xí)上的問題,又加深了教師與學(xué)生的感情。教師講的話、提的要求就更容易被學(xué)生接受。堅(jiān)持在了解中教育,在教育中了解,這樣師生關(guān)系融洽了,學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣自然會提高。
(3)嘗試體驗(yàn)式教學(xué)法。
在教學(xué)過程中,對某些難度不是太大的課程部分,讓學(xué)生代表親自體驗(yàn)當(dāng)老師,每個學(xué)習(xí)小組在教師的指導(dǎo)下組織材料、備課、做課件等,然后采取優(yōu)秀小組上講臺講課或采用抽簽的方式確定某小組上臺講課;教師對學(xué)習(xí)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)提出問題,各小組進(jìn)行討論,這種學(xué)與做的結(jié)合,受到了學(xué)生普遍的歡迎。另外幾次PPT匯報,首先是學(xué)生推薦或自薦一個主持人,各小組除了代表陳述外,還要接受教師提問、其他小組同學(xué)提問,教師和各小組長作為評委對各組情況進(jìn)行評分。每次匯報氣氛都非常熱烈,同學(xué)們熱情非常高,各小組都不甘示弱,匯報材料準(zhǔn)備充分,回答問題爭先恐后,團(tuán)隊(duì)精神得到充分的體現(xiàn),學(xué)習(xí)效果也非常好。
(4)身邊教學(xué)法。
本課程除了以兩種典型機(jī)械(牛頭刨床、帶式輸送機(jī))為載體進(jìn)行學(xué)習(xí)外,為了使學(xué)生增加親切感、提高學(xué)習(xí)興趣,還采用了“身邊教學(xué)法”,即鼓勵學(xué)生將身邊熟視無睹的桌椅、門窗、文具、其他生活用品等物體中意料之外卻又是情理之中的工程問題拍成照片或視頻。如補(bǔ)鞋機(jī)的機(jī)構(gòu)系統(tǒng),自動鉛筆的凸輪機(jī)構(gòu),手表中的輪系,雨傘中的連桿機(jī)構(gòu),天窗的六桿機(jī)構(gòu),拖把上的四桿機(jī)構(gòu),麻將機(jī)里的齒輪傳動和鏈傳動,校園里挖掘機(jī)上的連桿機(jī)構(gòu),等等。在課堂上引用為實(shí)例,激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究熱情,啟發(fā)他們細(xì)心觀察、勤于思考、善于分析、用課程知識解決實(shí)際問題,學(xué)生學(xué)習(xí)熱情高漲,課堂教學(xué)效益明顯提高。
(5)其他教學(xué)手段和方法。
各種教學(xué)方法綜合運(yùn)用,如采用現(xiàn)代化教學(xué)手段,制作多媒體教學(xué)課件,并鼓勵學(xué)生課后利用互聯(lián)網(wǎng)搜集課程資料、了解課程信息,使教師和學(xué)生的溝通更為順暢;建立了精品課程網(wǎng)站,教學(xué)資源全部上網(wǎng),方便學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí);課堂理論教學(xué)和實(shí)訓(xùn)相結(jié)合;采用因材施教、雙邊互動、自主探索式、啟發(fā)式、討論式和研究式等各種教學(xué)方法在教學(xué)中得到了充分的運(yùn)用,大大增強(qiáng)了教學(xué)效果。
5.評估考核
(1)評估內(nèi)容。
評估內(nèi)容有專業(yè)能力(含知識與技能)、方法能力和社會能力。其權(quán)重分別為70%、15%、15%。專業(yè)能力是每次課要達(dá)到的知識目標(biāo)和技能目標(biāo),而社會能力包括承擔(dān)工作的飽滿性,是否富有挑戰(zhàn)性;參與學(xué)習(xí)活動和公益活動熱情,不計(jì)較得失;待人謙虛有禮,團(tuán)隊(duì)合作意識強(qiáng),服從安排,能正確對待批評與不同意見;衣著整潔,注重小節(jié),講究社會公德等。方法能力則包括善用網(wǎng)絡(luò)資源和圖書館資料;勤于摘錄,靈活取舍,善于總結(jié),注重積累;善于獨(dú)立思考,提出與發(fā)現(xiàn)問題頻次高;有良好的學(xué)習(xí)作息時間,按時按質(zhì)完成規(guī)定的任務(wù);有適合自己的學(xué)習(xí)方法,學(xué)習(xí)效率高,等等。
(2)評估方法。
評估方法有自評、互評和師評,其權(quán)重分別為20%、20%、60%。自評或互評分?jǐn)?shù)明顯不客觀時,以教師評分為準(zhǔn)。
一般情況下,專業(yè)能力在小組之間交錯展開。以每個班分為8組為例,代號分別為A、B、C、D、E、F、G、H組,由教師隨機(jī)組合考評組和被考評組進(jìn)行互評,例如:
第一輪隨機(jī)組合為:A-B、C-E、D-F、G-H,前面的為考評組,后者為被考評組。
第二輪組合可為:E-A、B-C、H-D、F-G,前面的為考評組,后者為被考評組。
方法能力和社會能力“互評”通常在組內(nèi)通過討論,對照評估內(nèi)涵客觀評價,成員之間必須拉開分?jǐn)?shù)。
6.教學(xué)效果
通過兩年的探索,《機(jī)械設(shè)計(jì)》課程教學(xué)取得了明顯的效果,學(xué)生對這門課程的教學(xué)方式進(jìn)行了肯定,對這門課程的學(xué)習(xí)產(chǎn)生了濃厚的興趣,感覺到真正學(xué)到了不少知識。裝備0912班的方萌同學(xué)感慨地說:“很榮幸大學(xué)里能用這種新穎獨(dú)特的學(xué)習(xí)方式學(xué)到這么有用的課程,我會永遠(yuǎn)記住您和您所教的課程的?!爆F(xiàn)在該課程主要針對化工裝備技術(shù)專業(yè)學(xué)生進(jìn)行試點(diǎn)改革教學(xué),今后我將不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),擴(kuò)大改革范圍,讓更多的學(xué)生由被動學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃訉W(xué)習(xí),真正掌握知識、訓(xùn)練技能并形成良好的團(tuán)隊(duì)合作意識,真正成為新時代高素質(zhì)型技能型人才。
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關(guān)鍵詞:公路工程 機(jī)械 設(shè)備 配置 維護(hù)
中圖分類號:U415.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)01(a)-0089-02
隨著我國公路建設(shè)的飛躍發(fā)展,公路工程機(jī)械在道路施工中擔(dān)當(dāng)著極其關(guān)鍵的角色,工程機(jī)械在道路施工中的推廣運(yùn)用,不但為施工企業(yè)帶來了很大的經(jīng)濟(jì)效益,而且于增強(qiáng)施工質(zhì)量、減少工期、杜絕人力資源的浪費(fèi)等諸多方面也起著不可取代的功效。可是,因?yàn)楣饭こ虣C(jī)械的施工條件往往比較惡劣,加之施工強(qiáng)度導(dǎo)致的磨損嚴(yán)重,容易使公路工程機(jī)械發(fā)生故障,而故障的出現(xiàn)便會影響施工進(jìn)度與質(zhì)量,加大了工程成本。[1]隨著公路工程依賴機(jī)械設(shè)備變的的愈來愈強(qiáng),搞好公路工程的機(jī)械設(shè)備的科學(xué)配套與維護(hù),有效預(yù)防機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)故障的工作就變的愈來愈重要。
1 公路工程機(jī)械設(shè)備的配置要經(jīng)濟(jì)化
強(qiáng)化公路工程機(jī)械設(shè)備的優(yōu)化配置,能夠加速工程施工進(jìn)展程度,增強(qiáng)工程質(zhì)量減少工期和緩解勞動強(qiáng)度,進(jìn)而達(dá)到節(jié)約勞動力,增強(qiáng)勞動生產(chǎn)率,縮減工程造價,取得更好的經(jīng)濟(jì)效益的目的。
(1)優(yōu)化選擇施工機(jī)械設(shè)備。
公路施工方案的經(jīng)濟(jì)性能夠于不盡相同的方案之間實(shí)施優(yōu)化選擇,結(jié)合工程量的大小程度和工期的長短來選擇機(jī)械設(shè)備之規(guī)格、型號、數(shù)量及進(jìn)入退出場地時間,以實(shí)現(xiàn)工程進(jìn)展程度與設(shè)備高效利用的協(xié)同和控制。對于施工機(jī)械的選擇,不同類型的機(jī)械與同一類型的機(jī)械之不盡相同的型號,均有本身最佳的作業(yè)范圍。若是超越了此范圍,不是出現(xiàn)機(jī)械資源浪費(fèi)現(xiàn)象,就是出現(xiàn)工期浪費(fèi),施工質(zhì)量不能保障等現(xiàn)象。因此,在施工時,要依據(jù)機(jī)械設(shè)備本身之性能特點(diǎn)。同時,根據(jù)施工的條件、手段以及經(jīng)濟(jì)效益方面,實(shí)施對機(jī)械的種類、型號的科學(xué)選擇,以促使機(jī)械施工實(shí)現(xiàn)效益最大化。施工機(jī)械設(shè)備之配套機(jī)械化施工,不但存在單機(jī)操作,而且愈加重要的是存在配合作業(yè)。所以,除了對施工機(jī)械設(shè)備正確選型之外,還應(yīng)結(jié)合施工工藝、組織實(shí)施科學(xué)搭配,組成單項(xiàng)工程機(jī)械化。[2]例如公路施工量過大時要選擇使用大型機(jī)械設(shè)備,而施工量比較小時則要選擇使用中小型機(jī)械設(shè)備??纱瞬⒎墙^對的,應(yīng)當(dāng)做到具體狀況具體分析。對于公路土方施工,應(yīng)尤其注重掘挖機(jī)與運(yùn)輸車輛、推土機(jī)等重要設(shè)備之優(yōu)化選擇;對于路面施工,應(yīng)尤其注重瀝青混凝土拌和設(shè)備與攤鋪機(jī)、運(yùn)輸車輛等重要設(shè)備之優(yōu)化選擇,若是拌和設(shè)備生產(chǎn)抑或運(yùn)輸?shù)哪芰Ρ葦備佋O(shè)備能力小,必定會給施工的連續(xù)性帶來影響,如若處理不當(dāng),則會給路面平整度帶來影響,及至給工程質(zhì)量進(jìn)度帶來影響。
(2)選配機(jī)械設(shè)備應(yīng)注重效率。
所謂機(jī)械設(shè)備的條件,從一方面來講即機(jī)械設(shè)備本身設(shè)計(jì)制造時的條件,也就是機(jī)械設(shè)備的科技含量大小與性能強(qiáng)弱。此便要求應(yīng)用者在使用時要選擇適宜企業(yè)本身發(fā)展以及公路施工發(fā)展趨勢之設(shè)備,不僅應(yīng)具備公路工程機(jī)械之管理超前理念,而且應(yīng)當(dāng)防止盲目性。從另一方面來講即運(yùn)用期間的本身?xiàng)l件,主要指機(jī)械設(shè)備之完好率、工作效率之發(fā)揮等。而正確的操作及時的維護(hù),則可以從根本上化解問題,防止因機(jī)械設(shè)備的技術(shù)水平差抑或維修率高而給工程的質(zhì)量與工期帶來影響。公路工程施工單位要處理好機(jī)械設(shè)備科學(xué)合理配套關(guān)系,具體主要包括如下三方面的內(nèi)容。
①以機(jī)械設(shè)備配套中主要機(jī)械設(shè)備為基準(zhǔn),其余配套機(jī)械設(shè)備以保證主要機(jī)械設(shè)備有效發(fā)揮效率作為選擇配置標(biāo)準(zhǔn)。
②以機(jī)械設(shè)備配套數(shù)量達(dá)到最小為原則,也就是盡量選擇部分綜合型設(shè)備,以縮小配套環(huán)節(jié),提升機(jī)械設(shè)備配套運(yùn)行之可靠性。
③次要機(jī)械設(shè)備并列原則,也就是在可行狀況下盡可能注重配套中之薄弱環(huán)節(jié),達(dá)到局部施工機(jī)械設(shè)備之并列實(shí)施。
2 公路工程機(jī)械設(shè)備的維護(hù)要科學(xué)化
施工機(jī)械設(shè)備在施工應(yīng)用期間難免會產(chǎn)生故障,其中部分故障給機(jī)械設(shè)備帶來的影響是較為嚴(yán)重的,可這部分嚴(yán)重的機(jī)械故障通常是因忽略對那些小故障的及時處理而導(dǎo)致發(fā)生的。所以,在機(jī)械設(shè)備維護(hù)方面,必須對小故障要及時處置,不能因故障很小耽誤機(jī)械設(shè)備使用,而使機(jī)械設(shè)備帶病工作,結(jié)果釀成大的故障,導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備不能再利用。此不僅會耽延工期和工程進(jìn)度,有時或許能導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備的報廢,給建設(shè)企業(yè)帶來重大財(cái)產(chǎn)損失。具體應(yīng)注重以下幾個方面的工作。
2.1 對機(jī)械設(shè)備檢查要做到日?;?/p>
實(shí)踐表明,機(jī)械設(shè)備之大部分故障若能在平時檢查中做到早發(fā)現(xiàn)同時采取處置措施,則可以及時地避免故障的出現(xiàn)。因此應(yīng)搞好機(jī)械設(shè)備之預(yù)防檢查,可通過日常維護(hù)與巡檢兩部分進(jìn)行,日常維護(hù)通過機(jī)械設(shè)備操作者來進(jìn)行,就是將“十字作業(yè)法”切實(shí)履行機(jī)械設(shè)備的全部運(yùn)行過程,直至停機(jī)。[3]巡檢工作則由負(fù)責(zé)檢修的員工來進(jìn)行。應(yīng)依據(jù)施工場地的實(shí)際狀況,將所運(yùn)行的機(jī)械設(shè)備管理責(zé)任落實(shí)至每一個人的身上,建立機(jī)械設(shè)備綜合檢查日志,同時把對所有機(jī)械設(shè)備的巡檢狀況與當(dāng)月此機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行及維修狀況予以對比,在經(jīng)濟(jì)方面構(gòu)建機(jī)械設(shè)備維修人員獎懲機(jī)制。
2.2 科學(xué)合理維護(hù)機(jī)械設(shè)備
對機(jī)械設(shè)備實(shí)施科學(xué)合理維護(hù)是其正常使用、工作之基本保障。對機(jī)械設(shè)備維護(hù)要嚴(yán)格依據(jù)機(jī)械設(shè)備使用說明的規(guī)定科學(xué)實(shí)施,防止盲目維護(hù)產(chǎn)生的危害。[4]例如在公路施工場地為機(jī)械設(shè)備換劑時不依據(jù)牌號、不依據(jù)周期等不合理的方法換劑,盡管其后果沒有即刻顯現(xiàn),可卻給機(jī)械設(shè)備的有效利用壽命帶來一定的影響,也為機(jī)械設(shè)備突發(fā)性故障落下了隱患。因此,必須合理選擇劑維護(hù)機(jī)械設(shè)備。
2.3 定期對機(jī)械設(shè)備實(shí)施檢修
對機(jī)械設(shè)備維護(hù)要堅(jiān)持以預(yù)防為主,保養(yǎng)檢修并重的原則。結(jié)合零件與機(jī)械損壞規(guī)律,定期對機(jī)械設(shè)備采取強(qiáng)制性維修;同時還要實(shí)施預(yù)防性維修,也就是依據(jù)維修對象之實(shí)際安排情況來掌控維修模式,如此可防止強(qiáng)制維修導(dǎo)致的浪費(fèi)現(xiàn)象。要對機(jī)械設(shè)備嚴(yán)格履行機(jī)械維護(hù)制度實(shí)施定期保養(yǎng),讓機(jī)械始終維持良好的工作姿態(tài)。特別是部分利用率高同時極易發(fā)生故障的設(shè)備要搞好跟蹤診斷,如是發(fā)現(xiàn)異?,F(xiàn)象要馬上停止機(jī)械運(yùn)行,同時快速組織維修人員實(shí)施檢查與現(xiàn)場搶修。機(jī)械設(shè)備的定期檢修是維護(hù)計(jì)劃的一個主要構(gòu)成部分之一。目前,機(jī)械設(shè)備施工產(chǎn)生的故障大多是依賴維修工依據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷,即實(shí)施解體――替換配件――再組裝之工藝流程,此種作業(yè)方法不僅達(dá)到及時、方便、同時也導(dǎo)致故障判斷失誤率提升,返修率較高等缺點(diǎn)。在維修期間更多的運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)的無需解體檢修,同時強(qiáng)化工程修理應(yīng)急車的運(yùn)用,以及時對故障機(jī)械設(shè)備進(jìn)行隨時隨刻的維修,有效減低了維修時間與費(fèi)用,相應(yīng)地提升了機(jī)械設(shè)備之應(yīng)用效率。要借助必需的儀器設(shè)備來檢驗(yàn)機(jī)械設(shè)備的技術(shù)狀況、明確機(jī)械設(shè)備之性能,及其對其檢修的內(nèi)容、時間等。[5]特別是目前施工中機(jī)械設(shè)備的配套等狀況愈來愈多,專業(yè)性的定期檢修則愈發(fā)顯得重要起來。
3 結(jié)語
總之,針對公路機(jī)械設(shè)備的施工特征對機(jī)械設(shè)備實(shí)施科學(xué)合理的配置,同時定期實(shí)施科學(xué)的維護(hù),對機(jī)械設(shè)備故障隱患做到及時發(fā)現(xiàn)及時排除,有效提升機(jī)械設(shè)備的工作效率,減低工程成本,確保工程質(zhì)量與進(jìn)度等方面均有現(xiàn)實(shí)的意義。公路工程機(jī)械利用單位只有在運(yùn)用機(jī)械設(shè)備期間,不斷地探索和認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn),才能更好推動公路工程機(jī)械設(shè)備的配置與維護(hù)工作朝著更加科學(xué)的方向發(fā)展。
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