智能制造工程技術(shù)范文

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第1篇

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；智能建筑；成本控制；工程造價

1引言

隨著國家對智慧城市的重視，智能建筑也進(jìn)入了高速發(fā)展時期，智能建筑在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下對增強(qiáng)安防措施、改善居住體驗(yàn)、節(jié)約能耗等方面進(jìn)行改善。物聯(lián)網(wǎng)是通過多種信息傳感器實(shí)時采集各類信息，在終端設(shè)備、邊緣域或云中心通過機(jī)器學(xué)習(xí)對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。智能建筑可以利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對建筑內(nèi)暖通空調(diào)、供水、發(fā)電、照明系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)等通過人工智能處理器對于建筑的整體分析和優(yōu)化，可以大大節(jié)省運(yùn)營成本，提高投資回報率。智能建筑的核心是5A系統(tǒng)：建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)（BA）、通訊自動化系統(tǒng)（CA）、辦公室自動化系統(tǒng)（OA）、火災(zāi)報警與消防連動自動化系統(tǒng)（FA）、安全防范自動化系統(tǒng)（SA），通過5A系統(tǒng)使建筑具有安全、便捷、高效、節(jié)能的特點(diǎn)。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2019年我國物聯(lián)網(wǎng)連接量在45.7億，到2025年將增至199億，市場空間非常廣闊，對于智能建筑在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下成本控制和造價分析，將成為行業(yè)關(guān)注的熱點(diǎn)。

2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對智能建筑的成本控制

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對智能建筑進(jìn)行工程預(yù)算是一種新型的技術(shù)手段，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)通過智能系統(tǒng)提高成本控制的準(zhǔn)確性，對于智能建筑項(xiàng)目進(jìn)行成本預(yù)算和控制有十分重要的作用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用是智能建筑的基本特點(diǎn)，一般通過開環(huán)控制和閉環(huán)控制的結(jié)合，以及定性控制與定量控制的結(jié)合的采用多模態(tài)控制方式，這種方式可以幫人們處理大量的系統(tǒng)問題，通過大數(shù)據(jù)收集資料和人工智能的科學(xué)推理，可以對人類的行為和思維進(jìn)行感知模擬，對智能建筑中5A系統(tǒng)的精準(zhǔn)控制。物聯(lián)網(wǎng)通常使用射頻設(shè)備、定位系統(tǒng)、激光掃描設(shè)備和紅外感應(yīng)器設(shè)備等信息通訊傳感器，通過網(wǎng)絡(luò)把所有設(shè)備都連接起來，來使信息互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能識別、智能定位、智能跟蹤、智能監(jiān)控的管理體系，可以對智能建筑中的各種設(shè)備進(jìn)行有效管理，讓設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行信息互通和遠(yuǎn)程共享，通過收集大量的數(shù)據(jù)信息可以構(gòu)建一個參量體系，通過參量系統(tǒng)優(yōu)化智能建筑使用成本，給人們提供綠色環(huán)保、舒適健康的生活環(huán)境。

3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑工程造價

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和參量體系可以得到大量信息，通過信息的處理計算得到成本數(shù)據(jù)和工程量，根據(jù)國家規(guī)定定額標(biāo)準(zhǔn)得到工程造價的目標(biāo)函數(shù)。運(yùn)用BIM智能建筑模型，合理的博弈控制函數(shù)設(shè)計進(jìn)行智能建筑的造價預(yù)測。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑的工程造價分析模型主要有三種，（1）通過對建筑的主要參數(shù)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上構(gòu)建模型。（2）通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)模糊控制和邏輯控制來構(gòu)建模型。（3）通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下擬自然隨機(jī)最小二乘擬合來構(gòu)建模型。這種方法由于計算量較大，計算復(fù)雜程度較高，無法保證計算的準(zhǔn)確性。為了提高計算的準(zhǔn)確性，本文提出一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)約束參量和工程造價預(yù)測模型的方法來提高智能建筑成本控制進(jìn)度和工程造價預(yù)測準(zhǔn)確性。

4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行成本控制參量體系

在智能建筑中工程造價是指工程建設(shè)中所需要投入的資金，主要包括前期的投資估算、項(xiàng)目過程中的工程結(jié)算、完工后的竣工決算。在智能建筑施工過程中，可以運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對項(xiàng)目成本和工程造價進(jìn)行有效控制。第一，合理分析智能建筑工程造價的約束函數(shù)和參量體系；第二，為了構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑參量體系和約束模型，需要對建筑規(guī)劃、消防、交通、環(huán)保等實(shí)現(xiàn)工程造價合理評估和預(yù)測。通過參量體系和約束模型進(jìn)行智能管理控制，保證智能建筑項(xiàng)目施工進(jìn)度和施工品質(zhì)。通過構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)參數(shù)模型，保證了智能建筑材料合理選擇和建筑施工成本的精準(zhǔn)預(yù)測。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)智能建筑成本控制預(yù)算中，往往忽視交叉因子對成本的影響。智能建筑在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下實(shí)現(xiàn)自動網(wǎng)絡(luò)控制，利用智能建筑自動控制網(wǎng)絡(luò)中的三種通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)效益評估，可以有效地計算出智能建筑控制成本，在構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑的成本控制參量體系中，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對工程造價模型設(shè)計，實(shí)現(xiàn)對智能建筑工程造價成本有效控制和精準(zhǔn)預(yù)測。由此可見，在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下構(gòu)建智能建筑參量體系是實(shí)現(xiàn)成本控制的重要途徑。

5智能建筑目標(biāo)模型構(gòu)建及設(shè)計優(yōu)化

利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)建立智能建筑目標(biāo)模型，通常是采用均衡博弈的計算方法來分析智能建筑的工程和造價，這種方法是用預(yù)測函數(shù)以及最小方差來進(jìn)行成本的預(yù)測和造價控制，可以有效地控制智能建筑造價計算精度。但是由于需要收集大量的數(shù)據(jù)，在沒有足夠數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)的情況下，智能建筑工程造價預(yù)測精度是不準(zhǔn)確的。本文為了提高控制精度采用了一種在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑成本約束參量。通過約束參量貢獻(xiàn)度加權(quán)的方法建立工程造價預(yù)測和成本控制模型，在參量分析基礎(chǔ)上設(shè)計工程造價預(yù)測和成本控制模型，構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)下成本控制系統(tǒng)得到最佳的博弈函數(shù)，得到工程造價施工優(yōu)化參數(shù)。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)智能建筑施工過程中，不但要考慮在施工成本，還需要對管理成本等多方面進(jìn)行綜合考量，通過智能建筑成本分析建立工程成本預(yù)測模型。為了合理地評估智能建筑的性能，可以采用一種分?jǐn)?shù)階差分函數(shù)的公式對評價進(jìn)行有效分析，用函數(shù)公式得出智能建筑成本和建筑質(zhì)量的關(guān)系。在智能建筑模型構(gòu)建時，利用分析方法實(shí)現(xiàn)成本投入的時間序列的采集，通過智能建筑施工中的各方面因素進(jìn)行線性二乘擬合計算構(gòu)建約束關(guān)系模型，可以實(shí)現(xiàn)智能建筑工程造價的量化評價參數(shù)模型。在實(shí)際施工過程中，包括固定成本和非固定成本，非固定成本是由很多不確定因素造成的，為了實(shí)現(xiàn)有效的成本控制，應(yīng)該對不確定因素進(jìn)行有效控制。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建量化控制模型，可以有效地對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑工程項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)效益最大化。在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑的控制必須滿足非線性方程的連續(xù)性條件，通過連續(xù)性條件構(gòu)建一個模型，由此可以得出物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑施工過程中生產(chǎn)效益最大化，并且在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下實(shí)現(xiàn)成本與效益最優(yōu)匹配，通過以上決策，智能建筑工程造價的效益值和帶量值可以有效均衡。此外，為了保證施工效率和質(zhì)量構(gòu)建模型，通過累計方差的公式對建筑成本的參量貢獻(xiàn)度進(jìn)行自適應(yīng)加權(quán)處理。通過上述介紹的參數(shù)模型，可以在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下對施工成本、施工效率和施工質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化，不但提高了施工質(zhì)量還降低了施工成本。

6物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下仿真實(shí)驗(yàn)和分析

為了對上述模型和參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)，以及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑成本控制和工程造價分析的可行性，通常需要采用一種仿真軟件進(jìn)行分析和研究，根據(jù)國家預(yù)算定額可以設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑成本參量數(shù)據(jù)表。通過成本參量數(shù)據(jù)表進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下智能建筑成本控制和工程造價仿真建模，對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下預(yù)測數(shù)值仿真，通過仿真可以得到不同的成本控制數(shù)據(jù)，為了要論證結(jié)果，可以把物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)智能建筑仿真結(jié)果和傳統(tǒng)模型計算結(jié)果進(jìn)行對比。從仿真結(jié)果可以看出，采用本文所使用的方法有效地降低了項(xiàng)目建設(shè)成本，成功的對智能建筑成本控制進(jìn)行了優(yōu)化。由此可見，通過仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)M進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)果是有科學(xué)性和可行性的。

7物聯(lián)網(wǎng)下智能建筑展望

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在建筑業(yè)、工業(yè)、電子行業(yè)、交通行業(yè)、汽車行業(yè)都有了深入的應(yīng)用。隨著科技的不斷進(jìn)步，智能建筑在物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展下將結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)、服務(wù)、管理跟用戶需求進(jìn)行優(yōu)化組合。智能建筑不僅可以提高舒適的環(huán)境，還可以提高工作效率，降低建筑成本，已經(jīng)成為智慧城市發(fā)展的必然趨勢。目前智能建筑主要體現(xiàn)在系統(tǒng)設(shè)備自動化和通信系統(tǒng)信息化，隨著科技的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)下的智能建筑會采用系統(tǒng)信息綜合管理，對智能建筑內(nèi)所有的設(shè)備信息進(jìn)行收集、傳輸和處理，在物聯(lián)網(wǎng)下智能建筑可以實(shí)現(xiàn)人與物的連接，物與物的連接，通過云計算收集處理和人工智能邏輯分析決策，朝著智能化方向發(fā)展。

第2篇

關(guān)鍵詞：機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)；精品課程建設(shè)；工程能力培養(yǎng)；教學(xué)改革

作者簡介：王（1966-），女，河南鄭州人，北京信息科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，教授；張懷存（1956-），男，陜西延安人，北京信息科技大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，副教授。（北京 100192）

基金項(xiàng)目：本文系北京信息科技大學(xué)市級精品課程建設(shè)項(xiàng)目、北京信息科技大學(xué)2010教學(xué)改革項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：2010JG06）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）01-0087-03

一、“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”精品課程建設(shè)的背景

隨著高等教育改革的不斷深入和發(fā)展，課程作為高等學(xué)校培養(yǎng)計劃的基本組成單元，是實(shí)現(xiàn)高等學(xué)校教育目標(biāo)的基本保證。課程體系、內(nèi)容的合適與否影響著培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。教育部在2003 年正式啟動國家精品課程建設(shè)項(xiàng)目并在《教育部關(guān)于啟動高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程精品課程建設(shè)工作的通知》中指出“國家精品課程是具有一流教師隊(duì)伍、一流教學(xué)內(nèi)容、一流教學(xué)方法、一流教材、一流教學(xué)管理等特點(diǎn)的示范性課程”。[1]即精品課程應(yīng)該具有體系的整體性、內(nèi)容的先進(jìn)性、資源的開放性和師生之間的互動性并具有強(qiáng)烈的示范作用。要求精品課程以多媒體信息技術(shù)為實(shí)現(xiàn)手段，基于互聯(lián)網(wǎng)，包括課程的歷史沿革、網(wǎng)上教學(xué)資源如大綱、電子教案、多媒體課件、教材和課堂錄像、教育理念、師資隊(duì)伍、教學(xué)方法手段與教學(xué)改革、學(xué)生和專家的評價考核等建設(shè)要素。[2]精品課程不單純是教學(xué)方法和教學(xué)模式的改革，更是一個包含教師、學(xué)生、教材、教學(xué)技術(shù)手段、教學(xué)制度等多種要素的系統(tǒng)工程。精品課程建設(shè)一般分為內(nèi)容建設(shè)、隊(duì)伍建設(shè)、教學(xué)方法和手段建設(shè)、教材建設(shè)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容建設(shè)及機(jī)制建設(shè)等六個方面。[3]

1997年國家教委工科處委托制圖與機(jī)械基礎(chǔ)兩課委員會組織全國重點(diǎn)工科高校就工程材料和機(jī)械制造基礎(chǔ)課程召開會議，對原金工系列課程改革的必要性和基本思路進(jìn)行了探討，會議通過了《高等工科院校金工系列課程改革指南》。提出根據(jù)“以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為核心，以CAD/CAM為主線，拓寬基礎(chǔ)，重視實(shí)踐”的總體改革思路；重新規(guī)劃了機(jī)械制造系列課程的內(nèi)容體系。按照其改革方案而設(shè)置的“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程是機(jī)械制造基礎(chǔ)系列課程中的一門主要專業(yè)基礎(chǔ)課程。1998年配合北京信息科技大學(xué)拓寬專業(yè)口徑和人才培養(yǎng)模式改革，進(jìn)行專業(yè)改革，將原機(jī)械制造及其自動化、機(jī)械設(shè)計和機(jī)械電子等專業(yè)合并為機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)。為了適應(yīng)擴(kuò)寬機(jī)械類專業(yè)人才培養(yǎng)模式的需要，將“機(jī)械制造工藝學(xué)”、“金屬切削原理與刀具”、“金屬切削機(jī)床”和“機(jī)床夾具設(shè)計”四門課程按照重基礎(chǔ)、少學(xué)時、新知識、寬面向的原則整合優(yōu)化合并為“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”。[4]“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”不僅是機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，也是工業(yè)工程、車輛工程等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。目前北京信息科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計制造及其自動化、工業(yè)工程、車輛工程等專業(yè)均設(shè)置該門課程。機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)計劃80學(xué)時、工業(yè)工程專業(yè)計劃72 學(xué)時，其中實(shí)驗(yàn)8學(xué)時；車輛工程專業(yè)計劃40 學(xué)時，其中實(shí)驗(yàn)6學(xué)時。

北京信息科技大學(xué)一直以來非常重視精品課程建設(shè)。為了適應(yīng)當(dāng)今社會對機(jī)械專業(yè)人才需求，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)應(yīng)用型人才專業(yè)核心能力的要求，[5]學(xué)生既要具有必備的理論基礎(chǔ)，又要具有快速適應(yīng)工作崗位的工程能力。2006年“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”被列為北京信息科技大學(xué)重點(diǎn)建設(shè)課程、2007年被評為校精品建設(shè)課程。經(jīng)過多年的建設(shè)和完善，2009年被評為北京市精品課程。在精品課程建設(shè)過程中進(jìn)行了深入思考，特別注重教學(xué)內(nèi)容的與時俱進(jìn)；注重教學(xué)方法和教學(xué)模式的改革；構(gòu)建了公益勞動、金工實(shí)習(xí)、課程內(nèi)實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、綜合實(shí)驗(yàn)周、課程設(shè)計、制造綜合能力學(xué)科競賽的基于工程的實(shí)踐教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)對學(xué)生工程能力的培養(yǎng)。

二、與時俱進(jìn)優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容，適應(yīng)學(xué)科最新發(fā)展

“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程內(nèi)容涉及知識面寬、知識點(diǎn)多、綜合性強(qiáng)，與實(shí)際工程結(jié)合緊密，圖多、層次多?？茖W(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展不斷促進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展，新材料新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。要實(shí)現(xiàn)與工業(yè)企業(yè)的無縫連接，教師需密切關(guān)注學(xué)科發(fā)展，與時俱進(jìn)優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容，協(xié)調(diào)傳統(tǒng)內(nèi)容與先進(jìn)性。

課程的內(nèi)容圍繞產(chǎn)品的加工制造，以機(jī)械加工工藝為主線，以優(yōu)質(zhì)、高效、低成本、節(jié)能減排為宗旨，將涉及到的機(jī)床設(shè)備、金屬切削原理與刀具、工藝裝備等有關(guān)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合起來，并根據(jù)這條主線的需求作為取舍的原則，強(qiáng)調(diào)以產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性、可持續(xù)發(fā)展為中心融入節(jié)約能源和綠色制造的理念。從培養(yǎng)學(xué)生的綜合工程素質(zhì)出發(fā)，使學(xué)生熟悉和掌握基本理論和專業(yè)知識，具有能夠在理論上進(jìn)行分析、在實(shí)踐上具有解決一般技術(shù)問題能力。補(bǔ)充新知識，增加現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域采用的新刀具材料、新加工方法、數(shù)控機(jī)床的基本介紹、數(shù)控加工工藝的特點(diǎn)、計算機(jī)輔助工藝設(shè)計、綠色制造等內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容能夠充分反映現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展。

目前，“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”教學(xué)內(nèi)容多課時少，在教學(xué)內(nèi)容的講授上既要加強(qiáng)基礎(chǔ)，又要拓寬知識面；既要保持經(jīng)典，又要體現(xiàn)先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展；既要掌握基本理論，又要加強(qiáng)工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。在教學(xué)內(nèi)容上以少、精、寬、新為原則，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行必要的調(diào)整，如減少車床進(jìn)給和螺紋加工運(yùn)動傳動鏈的講授，而將這部分內(nèi)容放在實(shí)驗(yàn)課中，學(xué)生在現(xiàn)場對著實(shí)物進(jìn)行感性觀察，學(xué)得更快、記得更牢。對于機(jī)械加工工藝擬定、加工精度部分等重點(diǎn)內(nèi)容仍進(jìn)行重點(diǎn)講解，但是更加注重對實(shí)際工程問題的分析和理解，強(qiáng)化學(xué)生在實(shí)際工程中應(yīng)用所學(xué)知識解決問題的能力。

高水平教材的建設(shè)是課程建設(shè)的基本，本課程選用韓秋實(shí)和王主編《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)（第3版）》作為教材。該教材是普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材和北京市精品教材立項(xiàng)，該教材還獲得中國機(jī)械工業(yè)科技進(jìn)步三等獎。編寫出版與之配套的《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)習(xí)題集》，分為學(xué)習(xí)指導(dǎo)和習(xí)題（包括填空題、選擇題、判斷題、簡答題、分析題、計算題和參考答案）。編寫《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》和實(shí)驗(yàn)報告，用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)。編寫《綜合實(shí)驗(yàn)周大綱》和《綜合實(shí)驗(yàn)周指導(dǎo)書》用于指導(dǎo)學(xué)生完成綜合實(shí)驗(yàn)周的學(xué)習(xí)。建設(shè)了“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”的課程教學(xué)網(wǎng)絡(luò)化平臺。制作了網(wǎng)絡(luò)課件、編寫了多媒體教案，網(wǎng)上提供教學(xué)大綱、教案、電子講義等資料，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的共享。開設(shè)網(wǎng)上答疑和交流通道。學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)資源鞏固課本知識的同時，進(jìn)一步拓寬知識面，增強(qiáng)理論學(xué)習(xí)的深入性，使課堂教學(xué)得到擴(kuò)展。

三、以工程能力培養(yǎng)為中心，構(gòu)建層次式的實(shí)踐教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)和創(chuàng)新實(shí)踐活動的有機(jī)融合

深入企業(yè)調(diào)研，分析整合和提煉典型生產(chǎn)流程所需的知識、技能、核心能力和態(tài)度，構(gòu)建專業(yè)認(rèn)知與實(shí)踐－金工實(shí)習(xí)－課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)－生產(chǎn)實(shí)習(xí)－課程設(shè)計-綜合實(shí)驗(yàn)周－制造綜合能力-數(shù)控加工學(xué)科競賽“多元結(jié)合”的實(shí)踐教學(xué)體系。在實(shí)踐性教學(xué)體系構(gòu)建的過程中，特別注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，努力實(shí)現(xiàn)從模擬型向?qū)崙?zhàn)型轉(zhuǎn)變，由限制性向自主性轉(zhuǎn)變，由驗(yàn)證性向綜合性轉(zhuǎn)變，由理論性向應(yīng)用性轉(zhuǎn)變。注重讓學(xué)生建立起工程的系統(tǒng)概念，了解工藝設(shè)計、制造、檢驗(yàn)等過程。從機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)—先進(jìn)制造技術(shù)—數(shù)控編程—實(shí)際加工操作，注重層次化、從設(shè)計、仿真到實(shí)際零件加工的動手能力培養(yǎng)，體現(xiàn)漸進(jìn)性教學(xué)方式。

金工實(shí)習(xí)使學(xué)生了解基本的機(jī)械制造知識和方法；生產(chǎn)實(shí)習(xí)使之了解機(jī)械產(chǎn)品加工與裝配工藝過程和工藝裝備，將所學(xué)理論知識與生產(chǎn)實(shí)際緊密聯(lián)系起來；課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)將科研成果引入教學(xué)，教師運(yùn)用現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)手段開出綜合性、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自動手，提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)際動手能力；課程設(shè)計選自實(shí)際生產(chǎn)課題，要求學(xué)生獨(dú)立完成，同時注意發(fā)揮團(tuán)隊(duì)作用。重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生制訂零件機(jī)械加工工藝規(guī)程和分析工藝問題的能力；綜合實(shí)驗(yàn)課使學(xué)生受到一次接近實(shí)際的工程訓(xùn)練，全面實(shí)踐和了解產(chǎn)品從設(shè)計、分析、制造、裝配的全過程，提高學(xué)生綜合分析能力、解決工程實(shí)際問題能力、協(xié)同工作能力和系統(tǒng)集成能力。制造綜合能力-數(shù)控加工學(xué)科競賽滿足學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新的需求，進(jìn)一步融合理論與實(shí)踐，使學(xué)生的工程能力得到進(jìn)一步提升。

在課程建設(shè)過程中，本校進(jìn)一步強(qiáng)化和加強(qiáng)生產(chǎn)實(shí)習(xí)組織、指導(dǎo)教師隊(duì)伍的建設(shè)，設(shè)立長春一汽生產(chǎn)實(shí)習(xí)基地，使生產(chǎn)實(shí)習(xí)取得實(shí)效。綜合實(shí)驗(yàn)周通過學(xué)生對產(chǎn)品的設(shè)計建模，進(jìn)行工藝設(shè)計、數(shù)控編程和在機(jī)床上加工出產(chǎn)品，使學(xué)生綜合運(yùn)用知識解決問題的能力大大提高。

實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師在實(shí)驗(yàn)中只講述實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)、應(yīng)注意的事項(xiàng)，而實(shí)驗(yàn)原理、儀器的工作原理和使用方法由學(xué)生自己在實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)中完成。另外，安排學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)，使學(xué)生對機(jī)械制造工藝及設(shè)備有一個切身的感性認(rèn)識，每年還鼓勵學(xué)生參加各種比賽和見習(xí)工程師考試，取得了較好的效果。

在專業(yè)課程設(shè)計中融入現(xiàn)代計算機(jī)工程軟件的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)與先進(jìn)制造技術(shù)和信息技術(shù)的融合。從計算機(jī)輔助設(shè)計進(jìn)行產(chǎn)品的建模分析，然后基于計算機(jī)輔助制造軟件進(jìn)行零件的數(shù)控編程，通過DNC系統(tǒng)將程序傳到數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工，得到零件。通過實(shí)驗(yàn)為學(xué)生建立起制造系統(tǒng)的概念。專業(yè)課程設(shè)計過程中教師的指導(dǎo)和討論環(huán)節(jié)規(guī)范化，使學(xué)生的課程設(shè)計真正取得實(shí)效。

面向工程實(shí)際，為學(xué)生營造現(xiàn)代工業(yè)背景的工程大環(huán)境。利用北京市的相關(guān)資源為學(xué)生提供實(shí)踐機(jī)會。與機(jī)床協(xié)會密切合作，每年組織學(xué)生參觀機(jī)床展覽會并進(jìn)行討論和研討。邀請相關(guān)企業(yè)的技術(shù)工程師到校講座、聯(lián)系北汽福田、現(xiàn)代等現(xiàn)代化企業(yè)組織學(xué)生進(jìn)行參觀，為學(xué)生創(chuàng)造機(jī)會接觸了解先進(jìn)制造技術(shù)的最新發(fā)展動向和行業(yè)發(fā)展趨勢，增加對現(xiàn)代化企業(yè)實(shí)際的感性認(rèn)識。學(xué)校購置了各種教學(xué)模型、高檔加工中心、數(shù)控車床、FMS系統(tǒng)、機(jī)床靜剛度測試儀、主軸動態(tài)特性測試試驗(yàn)臺等實(shí)驗(yàn)設(shè)備，設(shè)有專門的制造實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生構(gòu)建了實(shí)際的工程環(huán)境，使從未接觸過工程實(shí)際的學(xué)生建立應(yīng)用的整體概念，突出實(shí)驗(yàn)的演示性、設(shè)計性和綜合性，追求實(shí)驗(yàn)手段的先進(jìn)性。

為了適應(yīng)應(yīng)用型高級人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)體系研究和實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的建設(shè)，學(xué)校開設(shè)綜合性和設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)平臺，編寫實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和任務(wù)書；編寫相關(guān)的課程設(shè)計指導(dǎo)書。開設(shè)綜合性和設(shè)計性實(shí)驗(yàn)，初步設(shè)想設(shè)定加工某零件要求達(dá)到的精度目標(biāo)，讓學(xué)生自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和方案，并獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。利用綜合實(shí)驗(yàn)周的時間開設(shè)計算機(jī)輔助工藝設(shè)計和先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)驗(yàn)等。主要安排反映制造工程領(lǐng)域技術(shù)先進(jìn)性和技術(shù)發(fā)展動向的實(shí)驗(yàn)，包括數(shù)控機(jī)床加工操作、計算機(jī)輔助工藝設(shè)計、計算機(jī)輔助制造等實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生了解先進(jìn)制造技術(shù)的研究發(fā)展和基本技術(shù)方法，建立現(xiàn)代制造工業(yè)先進(jìn)技術(shù)的實(shí)際概念，完成先進(jìn)技術(shù)設(shè)備實(shí)際操作的基礎(chǔ)訓(xùn)練。

四、實(shí)施工程意識培養(yǎng)和實(shí)踐能力提高的基于項(xiàng)目的教學(xué)改革

1.以建構(gòu)主義理論為指導(dǎo)，以工程應(yīng)用為主線，研究基于項(xiàng)目的教學(xué)模式，注重工程能力的培養(yǎng)

針對目前普遍存在的教學(xué)與科研相脫節(jié)，課堂教學(xué)內(nèi)容缺乏現(xiàn)實(shí)感，學(xué)生缺乏對先進(jìn)制造技術(shù)的認(rèn)識和專業(yè)學(xué)習(xí)積極性；課堂教學(xué)與企業(yè)的實(shí)踐操作彼此割裂，學(xué)生運(yùn)用學(xué)科理論與方法解決工程實(shí)際問題的能力得不到培養(yǎng)和鍛煉；校園生活與工業(yè)實(shí)際彼此分離等問題，以建構(gòu)主義理論為指導(dǎo)，在機(jī)械制造及其自動化專業(yè)方向?qū)嵤┗陧?xiàng)目的教學(xué)模式改革的實(shí)踐，整個過程貫穿學(xué)習(xí)—實(shí)踐—再學(xué)習(xí)—再實(shí)踐，以項(xiàng)目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動、教學(xué)做一體化課程教學(xué)模式設(shè)計和組織教學(xué)內(nèi)容。

從“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程的第一節(jié)課，提出基于項(xiàng)目研究的學(xué)習(xí)。給每個同學(xué)發(fā)一份項(xiàng)目研究任務(wù)書，一個“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程”項(xiàng)目研究活動一覽表。學(xué)生自愿組合，1～3人為一個小組，以小組為單位開展研究。隨著教學(xué)內(nèi)容的開展，基于項(xiàng)目的要求，在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生通過課堂學(xué)習(xí)、下課到圖書館查閱相關(guān)資料，遇到問題請教教師，循序漸進(jìn)地完成項(xiàng)目的研究。學(xué)生成為學(xué)習(xí)主體，充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，將教師的教學(xué)與學(xué)生的學(xué)習(xí)活動融為一體。學(xué)生以小組為單位通過解決實(shí)際問題而學(xué)習(xí)，通過討論與小組其他成員進(jìn)行積極的良性互動，相互交流想法、相互鼓勵和溝通，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識和工程能力。實(shí)行新的教學(xué)模式后，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動性提高，解決工程實(shí)際問題的能力得到了鍛煉和提高。

2.課堂討論法

在課程講授過程中常注意提出一些思考問題啟發(fā)學(xué)生積極主動思考。結(jié)合課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)，設(shè)計課堂討論題目，通過討論、質(zhì)疑和總結(jié)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和課堂活力，使學(xué)生對知識易于理解和掌握。對于習(xí)題中的錯誤，教師設(shè)計題目，供同學(xué)們討論。比如對于機(jī)械加工關(guān)鍵工序的工序尺寸的擬訂，如何判斷封閉環(huán)是關(guān)鍵，教師給出一個實(shí)例，給同學(xué)們討論，然后通過正確和不正確方法的比較，和同學(xué)們一起總結(jié)出“尺寸鏈很重要，基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換用得著；先看封閉環(huán)，再判增和減，極值和概率法幫計算；多尺寸計算，圖表法最有效” 等朗朗上口的口訣，便于學(xué)生記憶。注重結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，講課過程中還經(jīng)常結(jié)合科研項(xiàng)目中的問題與學(xué)生進(jìn)行課堂討論得出解決方案。

3.案例教學(xué)法

本課程主講教師近年承擔(dān)國家高檔數(shù)控機(jī)床科技重大專項(xiàng)、國家和北京市自然基金、北京市科技計劃等多項(xiàng)科研項(xiàng)目，得到科研經(jīng)費(fèi)上千萬，獲得省部級科技獎勵7項(xiàng)。在高端數(shù)控裝備的研制和開發(fā)上取得多項(xiàng)科研成果。在教學(xué)過程中，將科研成果作為案例介紹給學(xué)生，從實(shí)際需求、方案的構(gòu)思、方案的設(shè)計和實(shí)施方式，使學(xué)生較真實(shí)地接觸工程實(shí)際，將其中的科學(xué)規(guī)律與教學(xué)內(nèi)容有機(jī)地結(jié)合起來，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思考問題的工程能力。比如在講到提高生產(chǎn)效率的時候，將研制的復(fù)合機(jī)床作為實(shí)例，使學(xué)生深刻理解提高效率的各種不同途徑。在講到機(jī)床傳動鏈時，介紹傳動鏈的長短的優(yōu)點(diǎn)和不足。在介紹數(shù)控機(jī)床時，以研究的電主軸為例，提出電主軸概念的來源，在于縮短傳動鏈，揭示機(jī)械制造科學(xué)技術(shù)進(jìn)步內(nèi)在規(guī)律，開闊了學(xué)生的學(xué)術(shù)眼界。其次，鼓勵學(xué)生參與科研，積極拓展第二課堂，吸收學(xué)生參與教師科研項(xiàng)目，依托科研項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)、實(shí)際解決問題的能力和創(chuàng)新能力。

在“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”精品課程建設(shè)中，基于工程能力培養(yǎng)的精品課程的建設(shè)是一個長期的工作，需要不斷凝練課程特色、持續(xù)完善課程體系和優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容、在教學(xué)模式和教學(xué)方法的改革等方面不斷探索實(shí)踐改進(jìn)，才能將“機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程建設(shè)成真正意義上的精品課程。

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第3篇

湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院曹楚君

2020年8月17日-21日。我有幸參加了由一帶一路暨金磚國家技能發(fā)展國際聯(lián)盟舉辦的俄羅斯未來技術(shù)技能遠(yuǎn)程國際訓(xùn)練營項(xiàng)目，選取了數(shù)字工廠為培訓(xùn)項(xiàng)目。該項(xiàng)目以人文交流理念為指導(dǎo)，以基地建設(shè)為任務(wù)內(nèi)容，旨在促進(jìn)人才培養(yǎng)和國際交流合作，致力于培養(yǎng)掌握未來技術(shù)技能、具有良好人文素養(yǎng)和對外人文交流能力的國際應(yīng)用型人才。

此次培訓(xùn)首先對培訓(xùn)的具體安排做了部署；介紹未來技術(shù)技能與人文交流人才國際訓(xùn)練基地的基本情況、運(yùn)作方式；也談到各國對于世界技能大賽的組織情況，世界技能大賽是最高層級的世界性職業(yè)技能賽事。然后集中分享數(shù)字工廠的作用、意義，以及需要安裝的軟件、具備的知識技能等；利用Siemens公司一系列的軟件進(jìn)行實(shí)例教學(xué)。通過本次培訓(xùn)學(xué)習(xí)，我學(xué)習(xí)到了如下知識：

1）學(xué)會使用Siemens NX軟件，在培訓(xùn)中，我對該軟件十分感興趣，培訓(xùn)后，通過自我學(xué)習(xí)，已經(jīng)掌握了該軟件的使用方法和部分技巧。

2）學(xué)會安裝使用Siemens公司的博途軟件，包括S7-PLCSIM、TIA_Portal_STEP7系列軟件、Siemens.Tecnomatix.Plant.Simulation軟件、SINAMICS Startdrive等。

3）利用Plant.Simulation軟件搭建了自己的第一個數(shù)字工廠仿真模型，成功進(jìn)行了仿真。