现代制造技术基础(6篇)

现代制造技术基础篇1

现如今，《机械制造技术基础》课程是各个高校机械专业的学生必修的基础课程，也是最核心的课程。通过此课程的学习，学生可以掌握和了解一些关于零件成形、加工等基本知识，提高了学生工艺分析能力。另外，也可以熟知相关的机械制造资料、技术和当前的发展趋势，同时也为学习其它与之相关的课程打下了牢固基础。所以，《机械制造技术基础》在个高等课程教育中地位是非常高的。近几年，随着信息技术等的快速发展，使很多现代化教育技术手段被广泛应用到课程教学中。本文主要围绕《机械制造技术基础》课程的内容，对现代教育技术在《机械制造技术基础》教学中的应用进行了深入的探讨和分析。

1.计算机模拟仿真技术的应用

1.1AnyCasting的应用

在《机械制造技术基础》教学中，大多数高校都利用AnyCasting软件模拟了砂型注铸造场景，同时借助动画的形式演示给学生，这样一来，学生便可以清晰的了解砂型铸造的整个过程，并深一步分析了缩孔与缩松的形成原理。

1.2DEFORM的应用

在《机械制造技术基础》课程教学过程中，利用DEFORM软件能够模拟金属塑性成形工艺，结合动画展示给学生金属塑性成形的机理，便于学生对所学知识的理解。例如：利用DEFORM软件模拟模锻，依然用动画形式展示给学生，这样一来，学生更容易理解金属材料的充型情况与锻造流线的分布情况。

1.3ANSYS的应用

现如今，在《机械制造技术基础》课程教学过程中，利用ANSYS软件来模拟整个的熔焊与切削过程。在演示模拟熔焊过程时，学生可以清晰的看到整个模拟焊缝区的形成过程，在模拟形成过程时，也会得到焊缝区、融合区等的温度和应力分布情况，与此同时，学生也会清晰的看到焊接变形情况，上述这些情况都是以动画的形式输出，这样一来，教师便将非常抽象、难懂的内容用非常形象、生动的形式展现给学生，便于学生理解，在头脑中留下深刻的印象。在模拟切削时，利用ANSYS软件模拟切削过程，同时也会得到削热和切削应力的分布情况，最终都是以动画的形式演示给学生。可以说ANSYS功能较多，到目前为止还有很多功能可以应用在《机械制造技术基础》课程中，比如：模拟金属塑性成形工艺。在今后，进一步对此软件进行深入挖掘，充分发挥出ANSYS软件在《机械制造基础》教学中发挥出巨大作用。

1.4Flash的应用

在《机械制造技术基础》教学过程中，有很多施工工艺都是学生没有见过的，缺少一定的感性认识，只借助书中的文字与图片很难表达出所讲述的内容，学生接收知识有一定的难度。但是，如果利用Flash软件将所要讲述的内容用动画的形式展现给学生，便会收到非常好的教学效果。比如：教师在讲解油封外夹圈的冲压案例时，此项工作主要有四个工序，即落料、拉伸、冲孔、翻边。由于这几项工序都非常抽象，因此，可以充分利用Flash，软件重现这四个工序，这样一来，学生更容易理解所学知识，并对此课程学习产生了浓厚的兴趣。事实上，这样的实例还有很多，而且也都获得了非常好的教学效果。

1.53DMAX的应用

教师在讲解《机械制造技术基础》课程时，其零件的加工过程利用二维动画也很难表现清楚，因此，必须利用三维动画才可以完全表现出来，所以，3DMAX软件发挥了巨大优势。比如：接盘加工过程，有数十道工序，而且每道工序都非常复杂，那么我们可以借助3DMAX软件来演示零件的加工过程，在激发学生学习此课程兴趣的同时又提高了学生对知识的理解能力。

2.多媒体CAI的应用

现如今，多媒体CAI课件主要应用在课堂教学过程中，其中含有的文字较少，主要以视频、动画为主，帮助教师讲解难以理解的知识。另外，多媒体助学版CAI课件多用于辅助学生学习，为了便于学生理解其内容，所以，附带较多的文字，包含教师课件中所讲授的内容，而且还含有一些相关的课外学习资料。

3.课程网站的应用

我们生活在信息高速发展的时代，因此，网络教学成为了当今教学一个非常重要的手段。结合理论和实践紧密结合的教学理念，建立了相应的课程网站。事实上，课程网站是为教师和学生建立一个互动的平台，借助此平台，教师和学生可以相互共享资料，而且教师和学生也能够随时进行沟通，一旦发现有不懂的问题存在，可以立即向教师请教，这样一来，扩大了教与学的空间，收到了非常好的效果。

4.网络图书馆的应用

根据《机械制造技术基础》课程网站的建立，进而我们又设立了网络图书馆。此工程是一个网络数字化平台，是普通图书馆在空间维度的延伸，既有普通图书馆的共同点，而且也含有工程这一特性，网络工程图书馆的教学理念是教师起主导作用，学生教学的主体。这对提高学生的实践能力有十分重要的意义。

5.小结

现代制造技术基础篇2

目前，我国制造业已有较好基础，并已成为世界制造大国，工业增加值居世界第四位，约为美国的1/4、日本的1／2，与德国接近。产量居世界第—的有80多种产品。然而，我国制造的多是高消耗、低附加值产品，大量产品处于技术链和价值链的低端。在代表制造业发展方向和技术水平的装备制造业，我国的落后状况尤其明显，大多数装备生产企业没有核心技术和自主知识产权。同时，我国制造业劳动生产率水平偏低，许多部门的劳动生产率仅及美国、日本和德国的1／10，甚至低于马来西亚和印度尼西亚。这一差距，尤其明显地表现在资本密集型和知识密集型产业上。在此条件—卜，我国制造业不能继续在技术链低端延伸，不能依靠高消耗获得更多低附加值产品，必须用科学发展观指导制造业运行，转变制造业增长方式。

二、转变制造业增长方式必须发展现代制造技术

产品技术链，没有一个固化的定式，但总是由低端向高端发展。近年，它正伴随着现代制造技术的进步不断向高端延伸。目前，制造业技术链高端几乎被现代技术垄断，处于技术链高端的产品几乎都是由现代技术制造出来的。所以，要转变我国制造业增长方式，必须抓紧发展现代制造技术，通过现代技术促使制造业及其产品向技术链高端延伸，以便降低技术链低端产品的比重，相应提高技术链高端产品的比重。

在知识经济时代到来之际，微电子技术、光电子技术、生物技术、高分子化学工程技术、新型材料技术、原子能利用技术、航空航天技术和海洋开发工程技术等高新技术迅猛发展。以计算机广泛应用为基础的自动化技术和信息技术，与高新技术及传统制造方法结合起来，便产生了现代制造技术。

现代制造技术，保留和继承了传统制造技术的产品创新要求，如增加现有产品的功能，扩大现行产品的效用：增多现有产品的品种、款式和规格：缩小原产品的体积，减轻原产品的重量：简化产品结构，使产品零部件标准化、系列化、通用化：提高现有产品的功效，使之节能省耗等。但是，现代制造技术，在制造范畴的内涵与外延、制造工艺、制造系统和制造模式等方面，与传统制造技术均有重人差别。

在现代制造技术视野中，制造不是单纯把原料加工为成品的生产过程，它包括产品从构思设计到最终退出市场的整个生命周期，涉及产品的构思、构思方案筛选、确定产品概念、效益分析、设计制造和鉴定样品、市场试销、正式投产，以及产品的售前和售后服务等环节。

在现代制造技术视野中，制造不是单纯使用机械加工方法的生产过程，它除了机械加工方法外，还运用光电子加工方法、电子束加工方法、离子束加I：方法、硅微加工方法、电化学加工方法等，往往形成光、机、电一体化的工艺流程和加工系统。

三、发展现代制造技术的重点方向

现代制造技术正在朝着自动化、智能化、柔性化、集成化、精密化、微型化、清洁化、艺术化、个性化、高效化方向发展。为了转变制造业增长方式，促使制造业向技术链高端延伸，我国宜着重发展以下现代制造技术。

(一)以纳米技术为基础的微型系统制造技术

“纳米”是英文nan。meter的译名，是一种度量单位，是十亿分之一米，约相当于45个原子串起来那么长。纳米技术，表现为在纳米尺度(0．1nm到100nm之间)内研究物质的相互作用和运动规律，以及把它应用于实际的技术。其基本含义是在纳米尺寸范围认识和改造自然，通过直接操作和安排原子、分子创造新的物质。纳米技术以混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学等现代科学为理论基础，以计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术等现代技术为操作手段，是现代科学与现代技术相结合的产物。

纳米技术主要包括：纳米材料学(nanomaterials)、纳米动力学(nanodynamics)、纳内米电子学(nanoclectronics)、纳米生物学(nanobi010gy)和纳米药物学(nan。pharmics)。就制造技术角度来说，它主要含有纳米设计技术、纳米加工技术、纳米装配技术、纳米测量技术、纳米材料技术、纳米机械技术等。以纳米技术为基础，在纳米尺度上把机械技术与电子技术有机融合起来，便产生了微型系统制造技术。

自从硅微型压力传感器，作为第一个微型系统制造产品问世以来，相继研制成功微型齿轮、微型齿轮泵、微型气动涡轮及联接件、硅微型静电电机、微型加速度计等一系列这方面的产品。美国航空航天局运用微型系统制造技术，推出的一款微型卫星，其体积只相当于一枚25美分的硬币。

微型系统制造技术，对制造业的发展产生了巨大影响，已在航天航空、国防安全、医疗、生物等领域崭露头角，并在不断扩大应用范围。

(二)以电子束和离子束等加工为特色的超精密加工技术

超精密加工技术，一般表现为被加工对象的尺寸和形位精度达到零点几微米，表面粗糙度优于百分之几微米的加工技术。

这项技术包括超精密切削、超精密磨削、研磨和抛光、超精密微细加工等内容，主要用于超精密光学零件、超精密异形零件、超精密偶件和微机电产品等加工。

电广束、离子束、激光束等加工技术，通常出现在超精密微细加上领域，用来制造为集成电路配套的微小型传感器、执行器等新兴微机电产品，以及硅光刻技术和其他微细加工技术的生产设备、检测设备等。20世纪80年代以来，超精密加工技术，在超精密加工机床等设备、超精密加工刀具与加工工艺、超精密加工测量和控制，以及超精密加工所需要的恒温、隔热、洁净之类环境控制等方面，取得了一系列突破性进展。超精密加工技术投资大、风险高，但增值额和回报率也高得惊人。近来，发达国家把它作为提升国力的尖端技术竞相发展，前景非常好。

(三)以节约资源和保护环境为前提的省耗绿色制造技术

制造业在创造社会财富的同时，产生出大量废液、废气、固体废弃物等污染，会直接影响人类的生存环境，不利于社会的可持续发展。所以，需要探索符合环保要求的节能、省耗、少污染的生产方法，即绿色制造技术。绿色制造技术，立足于尽量减少制造业对环境带来的负面影响，促进产品制造与生存环境的协调发展，在提高企业效益的同时增进社会福祉。

这项技术的核心内容是，产品设计上，尽量提高可拆卸性、可回收性和可再制造性：生产工艺和设备选用上，尽量做到低物耗、低能耗、少废弃物、少污染。这项技术的其他内容，还包括绿色制造数据库和知识库、绿色制造过程建模、绿色制造集成技术、绿色制造评价方法等。

现代制造技术基础篇3

关键词：现代制造技术；课程建设；教学改革

中图分类号：G423

文献标志码：A

文章编号：1002－0845(2006)07－0018－02

一、现代制造技术的发展趋势

机械制造业的生产发展规模经历了从少品种、小批量到多品种大批量的转变，资源配置从过去的劳动密集和设备密集向技术密集和知识密集的方向发展，生产方式也沿着手工、机械化、单机自动化、刚性流水自动化、柔性自动化、智能自动化的轨迹不断进化。制造技术的发展增强了企业的生产能力和市场适应性，产品结构也走向多元化，产品性能大幅度提高。

当前，我国的经济逐渐与国际接轨，国内企业大量采用现代制造技术参与国际竞争，因此形成了对掌握先进制造技术人才的巨大需求。随着现代科学技术的进步，特别是随着微电子技术、计算机技术、信息技术、现代管理技术、制造技术与机械制造技术的不断融合，机械制造工业的面貌发生了很大的变化，相继出现了数控机床、加工中心、柔性制造系统、集成制造系统、虚拟制造、敏捷制造、并行工程等许多先进的制造方法和生产模式，形成了现代制造技术体系。现代制造技术是传统制造业不断吸收机械、电子、信息、材料、能源及现代管理等技术成果，并将其综合应用于制造全过程，以实现优质、高效、低消耗、清洁、灵活生产，从而取得较理想的技术与经济效果的制造技术的总称。先进的制造技术是制造业的技术支柱，是一个国家科技水平、综合国力的重要体现，制造技术的发展是经济持续增长的根本动力。

二、现代制造技术发展的特点

1.贯穿制造全过程

传统制造技术一般指加工制造的工艺方法，实际上只是制造全过程的一部分；而现代制造技术则贯穿了从市场预测、产品设计、采购、生产经营管理、制造装配、质量保证、市场销售、售后服务、报废处理甚至回收再利用等整个制造过程，使整个制造过程成为一个大系统。

2.技术、管理、人员三者结合

现代制造技术已不是一个单纯的技术问题，已发展为由技术支撑转变为技术、管理、人员三者的有机集成，它强调更加灵活的组织管理模式，以使制造全过程达到优化运行。例如，一家企业要建立计算机集成制造系统，就必须首先对所有员工进行培训，改变传统的思维模式。而精良生产理论提出的市场驱动、需求牵引理念，强调用户是核心，快速响应市场需求。

3.多学科交叉融合

传统制造技术的专业、学科单一，不同专业之间界限分明；而现代制造技术的专业、学科之间不断渗透、交叉、融合，其界限逐渐淡化甚至消失，这使得现代制造技术趋于系统化和集成化，并发展成为集机械、电子、材料和管理等技术于一体的新兴交叉技术。如快速成型技术就是机械工程、CAD、数控、激光以及材料等技术交叉优化集成的结果。

4.支持可持续发展

资源、环境与人口是当今社会面临的三大主要问题。现代制造技术强调优质、高效、低耗、清洁、灵活生产，它所倡导的绿色制造、清洁制造、生态工厂等新概念、新哲理，是支持可持续发展战略的有力武器。

5.制造过程是个系统工程

机械制造过程是一种离散的生产过程，制造过程中的各个环节之间可以彼此关联或不关联。用系统论的观点来分析和研究制造过程，就出现了制造系统的概念，并形成了现代制造系统工程学。制造系统由物质流系统、能量流系统和信息流系统三个基本要素组成。计算机技术、数控技术、微电子技术、传感技术等的发展，促进了制造系统的形成和发展。

三、现代制造技术对教学改革的要求

由于现代制造技术不是指某项技术，而是一个综合的系统技术，这对当前的教学内容、培养体系以及专业和学科间的交叉渗透提出了新的挑战。拓宽专业、培养通才，是面向21世纪教学改革的一个重要内容。而教学计划受学时数的限制，许多新的制造技术却无法一一单独安排，学生也难以自由选择专业和课程，因此导致他们的知识面狭窄。

现代制造技术要求从业人员在掌握坚实的自然科学知识和宽广的人文社会科学知识的基础上，具有广泛收集与处理信息的能力、获取新知识的能力、分析与解决问题的能力、组织管理能力、综合协调能力、表达沟通能力和社会活动能力等，尤其是要求不断增加创新能力和工程实践能力。因此，急需加强教育与产业部门间的密切交流与合作。从某种意义上说，产学研结合的教育模式已成为提高教育质量、培养应用型人才的重要途径。

目前，制造业产业结构调整的频率和产品更新的周期不断加快，知识失效的速度也明显加快，工科毕业生知识的半衰期只有六年左右。因此传统的一次性教育模式已不能适应新的时代要求，这对当前的培养模式与教育手段提出了新的要求。

为培养适应现代制造技术发展的高层次工程技术应用人才，必须适时调整机械制造技术类课程的体系结构和教学内容，使学生初步建立起与现代制造技术相适应的知识体系。学生除了具备机械制造技术基础知识、专门知识和相关的职业技能外，还应该拓宽知识面，注重培养创新应用能力和综合素质，提高毕业后对工作环境的专业适应性。

四、现代制造技术课程建设的基本思路

为适应机械制造及自动化和机电一体化专业课程设置调整的需要，通过对先进制造技术的主要内容进行综合提炼，我们开设了现代制造技术这门课程，用以简要地介绍现代制造领域的设计、制造、加工自动化和生产管理等技术，并展望了现代制造技术今后的发展趋势。课程设置的目的是为了拓宽学生的知识面，培养他们对新技术的跟踪适应能力，提高机械类各专业学生的就业能力。

现代制造技术课程建设的基本思路是：以现代制造技术的前沿性、综合性、交叉性和适用性为原则，注重国内外新成果和新技术的采用，对与我国、特别是本地机械制造行业关系密切的关键技术作重点介绍，注重学科之间的交叉融合，从系统的角度介绍现代制造技术的内涵、特征、技术发展前沿和关键技术等内容。根据这个目标制定了以下四项具体目标：

(1)将各类相关课程之间进行最佳组合，实现课程设置科学化；(2)调整课程内容，实现课程知识结构的综合化、教学内容的现代化；(3)改进教学方法和手段，实现教学手段的现代化，提高教学效果和质量；(4)拓宽学生的知识面，培养学生的创新意识，实现人才素质的优化。

五、现代制造技术课程体系建设的改革

现代制造技术包括三大主题技术群：主体技术群、支撑技术群和制造技术环境。这三大主题技术群不是彼此孤立的，它们之间有信息交换。传统的课程体系生硬地将实际相互关联的整体内容人为地分割切块，这对于各门课程的学习而言，在保证知识的系统性、完整性、条理性、透彻性等许多方面，是有积极意义的。但现代制造技术的一个重要特征是学科间的内容不断渗透、交叉、融合，界限逐渐淡化，技术也更趋于系统化和集成化，因此，现有体系造成了学生所掌握的知识是零碎散乱的，因而直接导致了学生综合应用能力的欠缺。

为了应对现代制造技术迅猛发展带来的挑战，必须用先进的制造技术改造传统学科，淡化专业划分，加强素质教育。在教学计划的安排上，提出了“努力保持传统制造技术内涵，大力拓展现代制造技术外延”的总体设想，对旧的教学体系进行大刀阔斧的改革，在课程设置和内容上逐年调整，使传统制造技术和现代制造技术两条课程主线相互补充、相辅相成，使本专业毕业生既能较快地适应传统制造业的需求，也能很好地跟踪先进技术发展的趋势，保持可持续发展的潜力。近几年，机械制造各专业针对周边地区机械行业发展的需要，不断对传统课程进行整合，大幅度压缩学时，先后开出了机械CAD原理与应用、有限元法应用、机电一体化基础、数控加工技术、测试技术、现代制造技术等系列课程。在教学内容和体系上逐步突破传统的CAD和制造工艺教学，构建先进制造技术的知识体系。

虽然过去的教学体系改革中对许多单门课程的教学内容进行了局部优化，适时增加了相关的现代制造技术的一些零碎内容，但整个课程体系的整体框架并没有结构性的变化。我们本着课程体系建设要与社会需求和工程技术发展水平相适应的原则，对现代制造技术进行了综合与整合，制订了新的教学计划，拟定了新的教学大纲，将各种互相渗透和融合的相关技术集成为现代制造技术内容，安排40学时进行教学，

将众多的现代制造技术整合成一门课，其难度是相当大的。为了将各项内容有机、有序地整合在一起，使学生具备先进制造技术的基础知识，我们采用了宏观整合和微观整合的措施，使课程内容较好地反映本课程的宗旨。

宏观整合是在总体结构上进行整合，解决相关章节的取舍和编排问题。我们把众多的先进制造技术按照内容分类，进行整合，确定了按现代设计技术、现代制造工艺技术、制造自动化技术和系统管理技术等几个方面分别介绍的总体结构。在内容的取舍上，我们主要考虑的是与现有课程的衔接，凡已有单独安排的内容如数控技术、计算机辅助设计技术、有限元技术等不再讲述，以避免重复。

现代制造技术基础篇4

一、机械制造技术的发展历程

机械制造业是国民经济最重要的基础产业，而机械制造技术的不断创新则是机械工业发展的技术基础和动力。机械制造业发展至今，按其生产方式的变化可划分为：

（一）设备密集型生产方式。这是一种随着运输机械、施工机械和机床等大规模工业化生产的出现而产生的生产方式。汽车、拖拉机、轴承等大批量生产中的刚性生产流水线均属于这种生产方式。

（二）劳动密集型生产方式。手工制作及早期的工业生产均属于这种方式。

（三）知识密集型生产方式。这种生产方式是制造理念的飞跃，把单向的产品制造链组成为有机的制造系统，其中的物流系统、信息流系统、能量流系统等相互依赖、相互作用、相互协调。这种制造系统不单能与人进行信息交流，而且本身具有专家系统、数据库等必要的解决问题的知识，使其能在获取较少信息的情况下完成加工要求。

（四）信息密集型生产方式。从20世纪初期开始出现了数控机床、加工中心等新型机电一体化加工设备。它实现了人与机器设备之间的信息交流，机器设备可通过获得的信息，快速、准确地实现加工，继而产生了使用这些典型设备的生产方式。

二、现代机械制造技术的现状

（一）国内情况

我国机械制造技术水平与发达国家相比还非常低，大约落后20年。近十几年来，我国大力推广应用CIMS技术，20世纪90年代初期已建成研究环境，包括有CIMS实验工程中心和7个开放实验室。在全国范围内，部署了CIMS的若干研究项目，诸如CIMS软件工程与标准化、开放式系统结构与发展战略，CIMS总体与集成技术、产品设计自动化、工艺设计自动化、柔性制造技术、管理与决策信息系统、质量保证技术、网络与数据库技术以及系统理论和方法等专题。各项研究均取得了丰硕成果，获得不同程度的进展。但大部分大型机械制造企业和绝大部分中小型机械制造企业主要限于CAD和管理信息系统，因底层（车间层）基础自动化还十分薄弱，数控机床由于编程复杂，还没有真正发挥作用。加工中心无论是数量还是利用率都很低。可编程控制器的使用并不普及，工业机器人的应用还很有限。因此，做好基础自动化的工作仍是我国制造企业一项十分紧迫而艰巨的任务。我们在看到国际上制造业发展趋势的同时，还要立足于我国的实际情况，扎扎实实地把基础自动化工作搞上去，才能在稳步前进的基础上开展制造业自动化系统的研究与应用。

（二）国外情况

在制造业自动化发展方面，发达国家机械制造技术已经达到相当水平，实现了机械制造系统自动化。产品设计普遍采用计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助产品工程（CAE）和计算机仿真等手段，企业管理采用了科学的规范化的管理方法和手段，在加工技术方面也已实现了底层的自动化，包括广泛地采用加工中心、自动引导小车等。因此，多年来，发达国家主要从具有全新制造理念的制造系统自动化方面寻找出路，提出了一系列新的制造系统，如计算机集成制造系统、智能制造系统、敏捷制造、并行工程等。

1、计算机集成制造系统。它是在自动化技术、信息技术和制造技术的基础上，通过计算机及软件，将制造厂全部生产活动有关的各种分散的自动化系统有机地集成起来，并适合于多品种、中小批量生产的总体高效率、高柔性的制造系统。计算机集成制造系统在概念上，主要强调两点：首先在功能上，它包含了一个工厂的全部生产经营活动，即从市场预测、产品设计、加工工艺、制造、管理至售后服务以及报废处理的全部活动。因此它比传统的工厂自动化的范围要大得多，是一个复杂的大系统，是工厂自动化的发展方向。其次，在集成上，它涉及的自动化不是工厂各个环节的自动化的简单叠加，而是在计算机网络和分布式数据库支持下的有机集成。这种集成主要体现在以信息和功能为特征的技术集成，即信息集成和功能集成，以便缩短产品开发周期、提高质量、降低成本。计算机集成制造是一种概念、一种哲理，是指导制造业应用计算机技术、信息技术走向更高阶段的一种思想方法、技术途径和生产模式，它代表了当代制造技术的最高水平。

2、智能制造系统。是指将专家系统、模糊推理、人工神经网络等人工智能技术应用到制造系统中，以解决复杂的决策问题，提高制造系统的水平和实用性。人工智能的作用是要代替熟练工人的技艺，学习工程技术人员的实践经验和知识，并用于解决生产中的实际问题，从而将工人、工程技术人员多年来积累起来的丰富而又宝贵的实践经验保存下来，在实际的生产中长期发挥作用。智能制造系统的核心技术是具有人工智能，柔性制造―集成制造―智能制造是现代制造技术发展的三个阶段。

3、并行工程。又称同步工程或同期工程，是针对传统的产品串行开发过程而提出的一个概念、一种哲理和方法。并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关各种过程的系统方法，该方法要求开发人员在设计开始就考虑产品整个生命周期中，从概念的形成到产品报废处理的所有因素，包括质量、成本、进度计划和用户要求。并行工程通过组成多学科的产品开发群组协同工作，利用各种计算机辅助工具等手段，使产品开发的各个阶段，既有一定的时序又能并行，同时采用上、下游的各种因素共同决策产品开发各阶段工作的方式，使产品开发的早期就能及时发现产品开发全过程中的问题，从而缩短产品开发周期，提高产品质量，降低成本，增加企业竞争能力，并行工程强调在集成环境下的并行工作，因此，它是CIMS进一步发展的方向。

4、敏捷制造。又称灵捷制造、迅速制造和灵活制造等，它是将柔性生产技术、熟练掌握生产技能和有知识的劳动力与促进企业内部和企业之间相互合作的灵活管理集成在一起，通过所建立的共同基础结构，对迅速改变或无法预见的消费者需求和市场时机作出快速响应。市场的快速响应是敏捷制造的核心。敏捷制造的基本原理是采用标准化和专业化的计算机网络和信息集成基础结构，以分布式结构连接各类企业，构成虚拟制造环境，以竞争合作为原则，在虚拟制造环境内动态选择合作伙伴，并通过组成虚拟企业来适应持续多变、无法预料的市场变化。

（作者单位：黑龙江八一农垦大学工程学院）

现代制造技术基础篇5

关键词：高职；机电一体化；课程体系

机电一体化技术是建立在机械技术、电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、传感器与测试技术、电力电子技术、伺服驱动技术、系统总体技术等现代高新技术群体基础之上的一种高新技术。而高职教育的培养目标是培养与我国社会主义现代化建设要求相适应的，掌握本专业必备的基础理论和专门知识，具有从事本专业实际工作的全面素质和综合职业能力，在生产、建设、管理、服务第一线工作的高级技术应用性人才。以学术为中心的学科课程理论来构建高职机电一体化专业的课程体系不符合高职教育的培养目标；“以机为主，机电结合”、“以电为主，机电结合”或“机械课程和电子课程的堆砌”的课程体系，也不能满足社会对高职机电一体化专业培养规格的要求。为此，探索高职教育教学规律，创新高职机电一体化专业的课程体系，创新机电一体化专业的实践教学模式，对提高办学质量，提升学生职业技术能力具有重要意义。

一、机电一体化专业课程体系存在的不足

通过对重庆部分学校高职机电一体化专业课程体系考察，发现现行高职机电一体化专业课程体系存在以下不足：

（1）一些反映当今新技术的课程没有纳入高职机电一体化专业课程体系，不够突出使用与课程相关的应用软件的能力培养，特别是有些公共基础课和专业基础课，如数学软件和CAE软件等，课程结构还需要进一步完善，使培养出来的学生知识结构更加完整。

（2）课程交叉内容多，特别是专业课，例如《数控加工工艺》与《制造技术基础》、《数控机床》和《数控技术》、《数控机床维修》和《电气控制与电机拖动》有大量内容重复，课程体系不够精练，从而使学生的学习效率不高。

（3）高职机电一体化课程体系，有强调操作而排斥知识的重要性的倾向，学生的学习潜能没能充分发挥，基本功不够扎实，技术实践能力较差。现行课程体系力求在培养操作工，而不利于培养高级机电一体化应用性人才。

（4）实践教学环节脱离工厂真实环境，一些实践性强的实验、实训设备由于缺乏技能型教师和真实的工厂生产环境，没有充分发挥其培养学生技术实践能力的作用。

二、高职机电一体化专业课程体系构建的基本思路

高职机电一体化专业课程体系构建的基本原则是：以课程理论为指导，借鉴国内外职业教育课程模式，突出“新、精、实用、高效”的特点，以能力为中心，创建一个知识结构完整，具有应用性、实用性和岗位针对性的课程体系。所谓课程体系的新就是指要反映职业教育的新理念、反映机电一体化专业新技术；课程体系的精指课程设置简捷而无冗余；实用指课程设置能满足职业岗位的要求；高效指要求学生学习本专业效率要高。其思路如下：

第一，高职机电一体化专业课程体系应注重基础，强化基础课程的应用。随着科学技

术的发展，给产业工人和技术人员的工作性质带来了很大的变化，主要表现为：知识型工作大量增大，工作的完成更多的依赖个体的知识、判断力、问题的解决能力，以及对工作的积极态度，而不是机械、重复的动作技能；固定工作减少，部分时间制工作增加，工作流动加快，更换职业成了非常普通的事情；技术革新造成许多工作合并，使得工作范围拓宽，在现代工作生活中，同一岗位上的个体相对以前来说要做更多的工作；技术更新速度加快，导致工作类型和工作内容更新速度加快；现代的工作更多地是一种团队组织的工作，要依靠群体合作来完成，而不是靠个体来完成。工作性质的这些变化要求高职机电一体化专业课程体系的知识结构要新、要完整，有利于再学习能力、转岗能力培养和满足学生可持续发展的需要，为此对现行课程作以下调整：“注重基础，强化应用”，英语和数学由两学期增加到三学期，增加专业英语、复变函数和积分变换、现代设计方法和现代控制理论课程，强调数学软件（如MATLAB）的应用；AutoCAD与机械制图融合，通过AutoCAD为工具进行机械制图的教学，这样就不用把AutoCAD单独设置为一门课程；工程力学和机械设计基础课程应增加软件的应用内容（如ANSYS和ADAMS的应用）。

第二，高职机电一体化专业课程体系应突出学生技术实践能力培养。在构建高职机电

一体化课程体系时，存在把能力本位理解为操作本位和把强调实践能力的培养理解为反复操作训练的误区。学生见习的多，实习的少，重复的操作训练多，综合的技术实践少。什么是“技术”？技术是一个历史的范畴。技术最初被看作是劳动者的技巧、技能和操作方法，即人类在生产经验基础上获得的主观能力，这种看法反映了手工工具时代技术的形象。近代科学兴起后，技术主要表现为，依据自然规律，运用一定的手段、方法，特别是以机器的使用为中介，对物料、能量、信息进行转换或加工，以满足人类需要的实践活动。在当代，人们通常把技术定义为：“人类为了满足社会需要，利用自然规律，在改造和控制自然的实践中所创造的劳动手段、工艺方法和技术体系的总和”。技术实践指的是人们的技术活动，技术实践能力不仅包括操作能力，还包括技术设计的能力等，关于机电一体化技术不仅包括设备的操作与维修，还应包括设备的机械设计、控制设计以及设备制造技术。所以高职机电一体化专业不能仅仅强调操作技能的培养，应该突出技术实践能力的培养，以充分发挥学生的学习潜能和满足社会对应用性人才的需要。

第三，改进实验、实训的投资方式，充分发挥其培养学生技术实践能力的作用。实践教学环节企业化，以学校企业双赢的方式，将学校实践性很强的实验实训投资与企业的技术改造相结合，将有些实验室、实训基地建立在企业。如果是这样的话，一则为学生创建一个真实的实践环境，二则促进地方经济的发展，三则盘活学校的实验投资，四则巩固了“校企结合”的共同利益基础。

第三，以“基础+项目”的模式够建高职机电一体化专业课程体系。“三段式课程模式”

通常把职业教育课程划分为公共基础课、专业基础课和专业课三类，其中公共基础课指语文、数学、外语等通用课程；专业基础课主要是一些由抽象程度较高的专业原理性知识所构成的课程；专业课是由一些较为具体、适用的单项技术的理论知识构成的课程。现行高职机电一体化专业课程体系的结构由公共基础课、专业基础课、专业课和操作训练四部分组成，本质上是弱化了基础，强化了操作的“三段式课程模式”。该课程体系结构除了削弱了基础外，课程交叉内容多，专业课程内容空泛、针对性不强。鉴此，我们通过强化基础，取消专业课，提出了高职机电一体化专业“基础+项目”的课程模式。基础课旨在培养学生的基本职业素养和基本的专业技术基础，项目（训练）旨在培养学生的职业技能和岗位工作能力。基础课以课堂教学加实验的形式授课，项目（训练）是以工作任务为引领，根据岗位的要求开发训练项目，由学生根据择业意向和兴趣选择他（她）所需的项目，从而保证按学生和社会的需要设计教学。项目的选择以能力为主线，项目的主要来源是职业岗位，一个项目的内容应该涵盖一个工作岗位所需的基本技术、基本技能要求，如旨在培养数控车工的数控车削加工项目应在数控车床结构认知、数控车床的维修、车削工艺、车削刀具、夹具、量具和数控编程与操作等方面都得到训练。再如机床设计项目要涵盖机床制造厂设计岗位的基本技能和技术内容。项目以工作为本位（指在工作现场进行学习）的形式实施，由技师、工程师、专业老师担任指导教师。

三、高职机电一体化专业课程体系的内容

（1）基础（学时：共4学期）：基础英语，专业英语，高等数学（上、下），线性代数，复变函数及积分变换，法律基础，小平理论，计算机基础，机械制图，工程力学，公差配合，工程材料及热处理，液压传动，机械设计基础，机械制造基础，现代设计方法，电工基础，电子技术基础，电力电子技术，汇编语言，微机原理与接口技术，传感器与检测技术，电气控制与PLC技术，数控原理与系统，现代控制理论。

（2）项目（学时：共2学期）:数控车削加工，机床设计，数控机床的电气控制设计，刀具设计，机电一体化产品设计，模具设计等。

培养出基础扎实、技术过硬的应用性人才，是社会对高等职业教育的客观要求，为了构建“新、精、实用、高效”，以技术实践能力为中心，知识结构完整，具有应用性、实用性和岗位针对性的高职机电一体化专业课程体系，“基础+项目”的课程模式是一个较好的解决方案。

作者单位：重庆三峡学院应用技术学院

参考文献：

[1]钟启泉.现代课程论[M].上海：上海教育出版社，1989.129-132.

[2]徐小钦.现代科学技术哲学概论[M].重庆:重庆大学出版社，2000.87-92.

[3]赵卿敏.课程论基础[M].武汉:华中科技大学出版社,2004.122-124.

现代制造技术基础篇6

工业工程(IndustrialEngineering，简称IE)是一门工程技术、经济管理和人文科学相结合的交叉学科，也是一门实践性很强的应用性学科，兼具工程技术和管理技术的双重属性，要求工业工程学生不但要具有扎实的理论基础，而且应有较强的实践能力、沟通能力、创新能力、管理能力。实验或实践环节是高校工业工程专业实现培养目标的必修环节。在我国近200所开设工业工程专业的高校中，各个学校的办学历史、优势学科、行业背景等各不相同，工业工程专业培养模式多样化，专业实验室建设模式也各不相同。就目前而言，大部分高校的实践环境并不理想，教学实践环节落后于课堂理论教学，使得IE教学实践难成体系。如何建设一个能够满足教学实践要求，实现培养目标的工业工程专业实验室已经成为开设本专业的学校不断研究和探索的课题。

2.工业工程专业的培养模式

工业工程专业设立的归属不同，人才培养的模式也不同，实验室建设的方向和模式也就不同。

2.1国内高校本专业的培养模式

目前国内高校工业工程的培养模式主要可分为：（1）设立于机械学院，授予工学学士学位：以机械工程技术为背景增加管理知识，强调制造工程相关技术和理论在工业领域内的应用。（2）设立于管理学院，授予管理学学士学位：以管理科学为背景增加机电基础知识，突出经济管理与工程技术相结合的系统方法和理论的应用。

2.2我校工业工程专业的定位和培养模式

三峡大学工业工程专业开设在机械与材料学院，2004年开始筹备，2005年获准开设，2006年正式招生，2010年培养出第一届毕业生，同时开展工业工程专业学位硕士培养。机械与材料学院是三峡大学最早开办的学院之一，开设有：机械设计制造及其自动化专业、输电线路工程专业、金属材料专业、材料成型专业，机械设计制造及其自动化专业是湖北省品牌专业、国家特色专业，具有一定的学科优势，与周边地区的机械制造企业建立了长期的科研合作关系，教学科研力量雄厚。三峡大学在2004年筹备工业工程专业时就充分考虑了工业工程学科特点及校企互补、产学研相结合培养人才的目标，将专业设置在机械与材料学院，专业定位于近机类专业，明确了毕业生授予工学学士学位，培养方向定位为主要为机械制造企业培养复合型高级工程技术人才。工业工程依托机械优势学科开展专业建设，因此专业建设强调制造工程相关技术和理论在工业领域内的应用，应体现以机械制造技术为基础，以生产系统管理基本理论为核心，以计算机信息技术为手段，强化实践性教学环节的思路。我校机械学院在工业工程专业的规划与建设中，基于机械大类教学平台，注重依托本学院的湖北省重点学科、国家特色专业－机械设计制造及其自动化以及湖北省重点实验室－水电机械设备设计与维护实验室，充分利用该学科较强的师资力量及制造实验室大环境，使工业工程专业成为学院现代制造系统大平台下的一个重要组成部分，共享教学实验资源。我校工业工程专业的培养目标主要是面向生产制造业，培养的学生毕业后能从事工厂规划设计和改善、产品制造工艺设计、生产制造过程管理等方面的技术和管理工作，具备经典工业工程的应用能力和现代工业工程的创新能力。

3.工业工程专业实验室建设的基本思路

3.1工业工程专业实验室建设思路

当前工业工程实验室建设呈现两大方向：基础IE实验室和现代IE实验室。基础IE是工业工程发展的起点，也是现代IE的基础和组成部分，在工业工程应用中最为普遍，加强基础IE课程及其实验教学是非常重要的。目前，已开办IE专业的高校基本上都建立了以工作研究与人因工程为研究重点的基础IE实验平台。现代IE是传统工业工程由工业技术及相关学科的发展不断注入新内容而演变的结果。现代IE涉及范围广泛，内容不断充实和深化，兼收并蓄了越来越多的学科知识和高新技术，其中包括信息科学、自动化技术、计算机技术、优化理论和仿真技术等。目前，部分已开办IE专业的高校正分步骤、分阶段地进行现代IE实验室建设。因为现代IE实验涵盖知识较广、内容较多，同时受到投资经费的限制，各个高校现代IE实验建设侧重点不一、层次也不齐。

3.2我校工业工程专业实验室建设思路

工业工程教学实验室建设的指导思想是:加强学生IE基础理论知识,基本技术手段和基本意识的培养；加强学生现代IE系统分析，规划，设计，优化，控制，评价能力的培养；突出现代IE中信息化和集成化的特点。基于上述指导思想,工业工程实验室建设的总体要求是建设一个综合的、集成的现代工业系统模拟环境，给学生提供一个现代制造系统背景下的工业工程教学实验环境，在满足专业实验教学的同时,还能成为学生自主创新设计开发的平台。工业工程学科是一门综合运用工程技术、管理技术，采用系统化、专业化和科学化的方法，综合多种学科的知识和技术，对由人员、物料、设备、能源和信息组成的集成系统进行设计、规划、评价、创新和决策的系统工程学科，在规划和设计IE实验室和设计实验内容时，必须强调现代IE的系统工程特点，必须注意知识的系统性、连贯性以及综合运用所学知识和技能来解决复杂问题的能力的培养。在专业培养目标和培养模式的指引下，我校在参考著名高校工业工程实验室的基础上，确立了：基础IE实验室+现代IE实验室的工业工程专业综合实验室建设大方向，将基础IE实验平台与现代IE实验平台有机地融合在一套实验平台中。我校工业工程实验室建设思路：营造一个类似真实的自动化制造系统生产运作环境，为学生提供一个全面的、创新的、密切联系工业实际的实验教学平台，能满足主要专业课程教学实验需要，保证实验内容的系统性、完整性、连续性，以达到锻炼和提高学生对制造系统的认知和操作能力以及生产运作与管理水平、系统分析和设计能力的目的。作为实验体系的核心部分，综合实验室中教学实验课程的设置，不应是相互独立的单项实验，而应根据IE专业的课程与知识体系，运用系统原理，设计一套相对独立又相互联系，覆盖多门专业课程与知识领域的实验形式多样的教学实验体系，它能够提供验证理论知识和综合应用相关技术的环境，模拟真实生产系统的场所和开发应用工业工程知识的条件。

4.工业工程专业实验室建设的规划与实践

在模拟真实的自动化制造系统生产运作环境的建设思想下，我校工业工程综合实验室建设的总体目标是：在实验室里建立一个微型工厂（Mini-factory），营造一个类似真实的生产环境，主要从事制造系统规划设计研究、设施规划及物流分析研究、时间分析与作业研究、人因工程实验研究、生产计划与控制的实验与研究等，以加强学生对基础工业工程的知识和技能、现代工业工程的技术和方法的掌握，同时支持机械工程学科的相关课程实验。要求：实验体系模块化，可扩展性、可重构；不仅可以满足教学要求，而且应当为科研和培训提供服务。我校工业工程综合实验室的微型工厂基本配置规划为一套功能设备较为完备的模块化的自动化制造系统FMS，包括:环形可扩展生产流水线，微型化、教学型的生产设备（至少一台立式，一台卧式数控加工中心），一台教学型工业机器人，一套RGV系统，堆垛机及微型化立体仓库、相关控制系统等。在此基础上，根据实验教学需要，适当添加工业摄像机、电子看板及其他数据采集及分析处理设备。微型工厂化配置是我校实验室建设的定位，也是相当一部分高校工业工程实验室规划的一种趋势。这是一个大的系统工程，需要总体规划，分步实施。在进行实验室规划过程中，我院充分考虑到院、系现有的以及待建的实验资源共享问题，以避免重复性建设。为此，学院一方面利用机械工程学科现有实验资源，另一方面投入大量人力物力，购置设备，建立和完善专业实验室。工业工程综合实验室主要功能模块包括：基础工业工程实验模块、自动化制造系统实验模块、人因工程实验模块、设施规划与物流分析实验模块、生产计划与控制实验模块等。主要进行以下实验：

(1)基础工业工程模块：进行流程分析、操作分析(包括双手操作分析和人机操作分析)、动作分析、时间研究(秒表法)、MOD法研究的实验以及这些实验的综合实验和生产节拍及效率的测定等。这些实验主要是完成《基础工业工程》的实验教学要求，让学生掌握工业工程的经典方法和技术手段,培养学生工业工程的基本意识。

(2)人因工程模块：可以进行噪声实验、照明实验、人的认知实验、人的操作反应实验等。这些实验主要是完成《人因工程》的实验教学要求，让学生了解掌握人、机、环境的相互作用关系。

(3)设施规划与物流分析模块：可以进行物流系统的分析，控制，优化与设计及设施布置规划等实验,主要是完成《生产系统设施规划与物流分析》的实验教学要求，使学生了解掌握现代制造企业物流系统的结构、原理、控制方法及设施布置规划方法。

(4)自动化制造系统模块：可以进行自动化制造系统的分析、总体设计、各分系统的设计规划（包括仓储、物流部分）等实验，主要是完成《生产自动化与制造系统》、《工业机器人》等的实验教学要求，是学生了解自动化制造系统的组成、总体结构及设计方法、各分系统的规划设计方法。

(5)生产计划与控制模块：可以进行生产库存管理的模拟实验，主要是完成《生产计划与控制》的实验教学要求，使学生了解掌握现代制造企业生产库存控制的基本方法。

目前已经建设好并投入实验教学的是基础工业工程实验模块、自动化制造系统中的仓储与物流分析实验模块、人因工程实验模块。该实验室主要针对工业工程专业相关课程实验教学需要，同时与机械工程学科资源共享，提供机械设计制造及其自动化专业的先进制造技术、机械制造装备、机电传动控制、机电系统设计、企业生产管理、工业机器人等课程的教学实验。下一阶段，计划在2011~2015年间，进行专业实验室其他设备的购买、安装、调试，基本完成工业工程专业综合实验室的建设。