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现代制造技术基础范文1
关键词:机械制造;加工新工艺;现代机械
伴随着科学技术的不断发展,在进行现代化建设中,为更好的提升生产品质和生产工艺的应用基础,可结合相应的生产环境,以及科学化的生产标准来进行应用生产。在这个过程中,现代化机械制造工业的发展,虽然极大的满足了人们的生产需求,但是在应用过程中,还存在一定的缺陷,需要从多个角度来进行应用分析,下面针对现代化生产的新工艺,进行精密加工技术的应用分析。
1 现代化机械加工制造特点分析
在现代化生产的过程中,机械化生产成为了当下生产力的主流,而在这个过程中,为更好的满足现代化生产的机械加工应用,需要从以下几个特点来进行分析探究。
首先,从系统性来说,现代化的机械制造技术,其使用的基础,在于对现代化科技技术的协调运用,并随着现代科技的不断进步,完成了对机械制造业上的全面应用发展。其中应用了大量的自动化、计算机化的设备,实现对生产基础层面上的生产销售应用。而随着现代科技发展的理论应用,也正在逐步的系统化。
其次,关联性分析,机械制造技术的实际使用,在于自身的先进性技术,通过相互之间的关联操作,从而确保了对整体工艺设计的有效应用。与此同时,在进行销售环节方面的关联使用,并通过相互之间环节方面的纰漏分析,也可以更进一步的完善对整个应用技术生产预料层面的影响分析。而相关人员也可以通过相关的机械生产工艺关联性,完成检测检修。
最后,系统全球化,随着经济全球化的不断推进,机械生产技术的应用,也正在逐步完善。其中对精密加工工艺的应用,在实际的生产中,也都面临着更加严峻的挑战。应用技术的市场,存在着激烈的竞争,稍不注意,就可能在生产技术上落后竞争对手。
2 机械制造工艺的设计分析
在进行现代化的生产过程中,为更好的满足基本的生产使用需求,可结合相应的应用基础,实现工艺构造设计上的应用,并促进在创新工艺流程上的有效应用。而在进行制造生产的过程中,对于不同的生产环境和应用的结构标准等,也可以结合以下几点进行简要的讨论分析。
首先,在机械设计技术方面,机械生产应当包含对结构设计、工艺结构设计和材料设计三个方面。在随着现代生产工艺的应用不断发展过程中,为更好的满足基本的生产需求,并依照现代化的生产流程,实现在机械数控机床方面的用,就可以结合当下的设计生产方法和应用经验理论,完成对基础制造行业的有效设计,并以此来实现对机械信息化结构的有效建设。而在这个过程中,为更好的满足基本的系统生产工程,并依照相应的设计技术发展基础,实现对生产水平方面的设计应用,其作用,对整体的设计技术发展等,也都能更好的满足基本的使用需求。
其次,在机械制造工艺领域内的设计,主要在于高效率、高精度和高柔性方面的应用,其中不同的生产需求,对基本的生产流程,都会产生相应的应用基础,而如何应用合理的生产工艺,对机械生产应用等,都会产生极大的影响。而在进行现代化的工业生产制造中,机械化生产是高效生产模式的代名词。对于基本的制造工艺,应用中,为适应更为繁杂的生产需求,就需要保证机械加工的韧度,按照现代生产需求,加强对工业机器人在数控机床应用层面上的与改善,以此来促进现代制造系统的系统化生产。与此同时,随着现代化生产的逐步推进,在超精密度的应用技术上,也需要进行全面的应用推进。
最后,生产的安全性保护设计,机械生产有别于人工生产需求,需要根据实际的应用基础来完成对机械应用通道在使用过程中的安全应用。针对集成电路的安全使用规范,其实际的使用操作流程,需要结合工业安全生产规范来进行全面的生产加工应用。
3 机械加工工艺的创新领域分析
随着现代信息化时代的不断成熟,在机械加工制造工业中,纳米技术的使用,在很大程度上,促进了现代生产工艺的微型设计。而在这个过程中,超精密研磨技术的出现,以及微细加工技术的应用等,在很大程度上,促进了对科学技术领域应用阶层的安全使用。在进行纳米技术的应用建设中,为更好的满足基本的使用安全作用,顺应科技的不断发展,对于电子应用技术等,也都能更好的促进在技术应用领域上的有效控制。
而在进行现代化生产中,为更好的满足生产需求,就需要加强在精细化加工技术改造方面的有效应用,其中电子行业的积极应用,对后续的发展等,也都能够更好的满足其半导体加工精度方面的应用程度,对超微细粒子加工技术等,都有较好的推动作用。对于微细加工技术的安全应用,在进行科技发展的应用上,结合现代电子的微细颗粒技术,以及半导体的特性,实现机械加工的数控化发展,对后续的社会发展等,都有极大的推动作用。
从现代的生产消耗形式来看,超细微粒子技术的问世,在很大程度上促进了电子元器件体积方面的缩小,而这一形式促进了半导体加工技术的发展,其实际的科学技术,对整体的社会发展应用等,都有着极大的促进作用,从我国经济的发展形式来看,这一领域,应当作为机械制造新工艺的主要发展方向之一。
4 结束语
在现代机械制造业的不断发展过程中,应用信息技术进行生产加工设计,不仅可以更好的满足基本的生产需求,同时也能更好的实现对机械制造工艺上的有效使用。在进行机械精密度技术和现代机械制造业方面的安全应用,可结合国家的使用工业基础,完成度对基本内部稳固性基础上的合理化使用应用。应用现代数控技术进行机械制造工艺创新,对国家工业生产等,都有着极大的推动作用。
参考文献
[1]刘文淼.现代机械制造加工新技术探讨[J].军民两用技术与产品,2015(2):139-139.
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[3]张国顺.立足创新改革技工学校钳工实习教学[J].成才之路,2014(19):89-89.
现代制造技术基础范文2
摘要:随着信息技术的高速发展,制造行业发生了翻天覆地的变化,先进的制造技术不断地被应用于生产,大大地提高了工作效率,本文对现代集成制造系统的构成和特点作了分析。
关键词:集成;系统;技术构成
一、现代集成制造系统的含义与定位
现代集成制造系统(ContemporaryIntegratedManufacutringSystem)是计算机集成制造系统新的发展阶段,在继承计算机集成制造系统优秀成果的基础上,它不断吸收先进制造技术中相关思想的精华,从信息集成、过程集成向企业集成方向迅速发展,在先进制造技术中处于核心地位。具体地说,它将传统的制造技术与现代信息技术、管理技术、自动化技术、系统工程技术进行有机地结合,通过计算机技术使企业产品在全生命周期中有关的组织、经营、管理和技术有机集成和优化运行。在企业产品全生命周期中实现信息化、智能化、集成优化,达到产品上市快、服务好、质量优、成本低的目的,进而提高企业的柔性、健壮性和敏捷性,使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。
二、现代集成制造系统的技术构成
先进制造技术(AMTAdvancedManufacturingTechnology)作为一个专有名词目前还没有准确的定义。通过对其内涵和特征的研究,目前共同的认识是:先进制造技术是传统制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料、能源和现代管理等方面的成果,并将其综合应用于产品设计、制造、检测、管理、销售、使用、服务的制造全过程,以实现优质、高效、低耗、清洁、灵活的生产,并取得理想技术经济效果的制造技术的总称。其具有如下一些特点:
1、从以技术为中心向以人为中心转变,使技术的发展更加符合人类社会的需要;
2、从强调专业化分工向模糊分工、一专多能转变,使劳动者的聪明才智能够得到充分发挥;
3、从金字塔的多层管理结构向扁平的网络化结构转变,减少层次和中间环节;
4、从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变,缩短工作周期,提高工作质量;
5、从按照功能划分部门的固定组织形式向动态的自主管理的小组工作方式转变。
通过对先进制造技术的定义和特点的分析发现,现代集成制造系统拥有先进制造技术的绝大部分特点,只不过先进制造技术所涉及的范围要比现代集成制造系统大,现代集成制造系统在吸收计算机集成制造系统的优秀成果的基础上,继续推动并行工程、虚拟制造、敏捷制造和动态联盟的研究工作,并不断吸收先进制造技术中的成功经验和先进思想,将它们进行推广应用,由此使现代集成制造系统成为先进制造技术的核心。
(1)并行工程(CEConcurrentEngineering)并行工程是集成地、并行地设计产品及其相关过程(包括制造过程和支持过程)的系统方法。它要求产品开发人员在一开始就考虑产品整个生命周期中从概念形成到产品报废的所有因素,包括质量、成本、进度计划和用户要求。为了达到并行的目的,必须建立高度集成的主模型,通过它来实现不同部门人员的协同工作;为了达到产品的一次设计成功,减少反复,它在许多部分应用了仿真技术;主模型的建立、局部仿真的应用等都包含在虚拟制造技术中,可以说并行工程的发展为虚拟制造技术的诞生创造了条件,虚拟制造技术将是以并行工程为基础的,并行工程的进一步发展就是虚拟制造技术。同时,并行工程是在CAD、CAM、CAPP等技术支持下,将原来分别进行的工作在时间和空间上交叉、重迭,充分利用了原有技术,并吸收了当前迅速发展的计算机技术、网络技术的优秀成果,使其成为先进制造技术的基础。
(2)虚拟制造(VMVirtualManufacturing)虚拟制造利用信息技术、仿真技术、计算机技术对现实制造活动中的人、物、信息及制造过程进行全面的仿真,以发现制造中可能出现的问题,在产品实际生产前就采取预防措施,从而使产品一次性制造成功,达到降低成本、缩短产品开发周期,增强产品竞争力的目的。
(3)敏捷制造(AMAgileManufacturing)敏捷制造是以竞争力和信誉度为基础的,选择合作者组成虚拟公司,分工合作,为同一目标共同努力来增强整体竞争能力,对用户需求作出快速反应,以满足用户的需要。为了达到快速应变能力,虚拟企业的建立是关键技术,其核心是虚拟制造技术,即敏捷制造是以虚拟制造技术为基础的。敏捷制造是现代集成制造系统从信息集成发展到企业集成的必由之路,它的发展水平代表了现代集成制造系统的发展水平,是现代集成制造系统的发展方向。
现代制造技术基础范文3
关键词:现代机械制造技术;发展现状;发展趋势
时代的发展与科学技术的进步,促进了现代机械制造技术的不断提高和完善,现代机械制造是现代的高新科学技术与传统工业基础上进行创新的综合集成,对于我国社会经济发展有着直接性影响。现代机械制造技术发展水平不但是一个国家的制造业发展情况的基本体现,同时也是一个国家的工业中心点。现代机械制造技术促使我们的生活方式与生产模式得以持续改变和完善,更加速了信息多元化与先进科技的完美结合,促进了全球现代经济的发展。现代科技发展水平的不断提升推进了现代机械制造技术的持续性优化和发展。与传统生产相比较,人们对机械产品的要求不断增加,这就给机械制造企业提出更高的要求,不但要确保产品质量以及美观性,同时还要针对生产投入予以有效控制。中国作为制造业大国,在实际生产技术上与西方发达国家相比依然存在很大的提升空间,基于此,相关技术人员还应加强专业制造技术的自主研发,全面发挥我们的创新的能力,紧跟时展步伐,只有这样才能在可持续发展的道路上走的更顺更远,从而牢牢把握并应对机械制造业所面临的空前契机与挑战。
1现代机械制造技术的发展
机械制造技术从开始发展、应用一直到今天,依照具体生产形式的发展应分为以下几种主要类型。首先,劳动密集型。机械制造行业在发展的最初阶段就是以人力为劳动为重心的劳动密集型制造技术。随着时间的不断推移,机械行业的生产社会化进程持续加快,这种条件就推进了密集型的机械制造生产方式,汽车制造业和轴承加工制造等相关产品的规模化生产模式的研发和广泛推广应用都进入设备密集型生产阶段。紧跟其后的是信息密集型机械制造生产技术。这种机械制造生产技术的主要内容是指针对新型机电一体化设备的加工和生产,它完成了机械设施和人工操作的信息传递,生产设备能够在获得相关指令后快速执行其生产运行指令。然后,是知识密集型机械制造生产技术。这种生产技术实现了传统生产制造观念的突破与升华,包括计算机集成制造与柔性制造在内的较少信息参与的加工等[1]。最后,是智能密集型机械制造生产。智能操作是此种机械制造生产的核心内容,它是一种新型的生产方式,现阶段由不少国家均在此方面投入大量的研发精力。智能密集型生产方式的技术可以快速响应市场的变化,超前地开发产品,从而实现多品种产品的全过程管理。
2现代机械制造技术的发展现状
目前各项技术的发展和应用为现代机械制造技术的研发提供了大量支持,直至今天,现代机械制造技术被广泛应用于柔性制造、虚拟制造、以及敏捷制造这几个主要方面。那么现在笔者就针对以上几个方面的制造技术发展现状进行系统性分析:第一,柔性制造技术方面。这种技术实际上是以成组技术作为应用基础,并且以常规性的数控机床与柔性机床指导单位作为应用中心。柔性制造技术及其对应的系统中各部分设备的连接可直接借助自动化物流系统的的相关操作来完成,虽然柔性制造技术是现代机械自动化制造系统主体形式的一种,可是该技术却能够在实际生产方式上体现出显著的变批量特点。在目前的机械制造生产过程中关于专业技术知识以及产品的更新和市场动态性发展需求的满足等都要通过这种柔性制造技术的全面运行来完成。从以往的机械生产经验来看,柔性制造技术可以根据所要加工制作的对象来明确最佳技术工艺,同时完成对应的数控加工机械与相关设备的有效选取,从而实现部件的批量加工生产。在针对柔性制造技术进行应用的过程中最关键的一点是可以同时完成生产管理、以及加工制造这项操作,而且在将其作用于切削加工、冲压、以及焊接操作的过程中,对于提高生产效益而言具有重要作用。第二,虚拟制造技术方面。现代机械制造中的虚拟制造技术实际上就是指监理在虚拟技术以及仿真技术的基础之上,针对机械产品在设计制造全过程中的特点进行建模,并且借助计算机的功能实现相关产品设计与产品生产全过程的仿真与模拟运行。在进行模拟机械制造技术的应用时可以适当的针对相关操作流程予以优化,以保证相应生产资料的最优化配置,从而有效控制生产成本的投入,实现企业利益的最大化。除此之外,虚拟制造技术也是完成机械操作灵活性的有效手段,它可以全面突破传统意义上的机械产品设计与制造理念,继而完成企业生产制造成本、产品生产精度、产品作业风险以及产品性能等相关环节之间的均衡发展。而且应用虚拟机械制造技术还可以根据客户个性化要求而针对机械制造产品予以修改和完善以突出产品设计的针对性。第三,敏捷技术方面。这种技术是以精神创新、结构管理创新、以及管理人员创新等为基础而发展的一种新型机械设计制造技术[2]。应用这一机械设计制造技术可以建立起一个体现机械产品市场发展的共同基础框架,从而加强针对市场相关动态的把握并作出积极响应。从以往的实践经验来讲,对于敏捷性机械设计制造技术的全面研究与应用能够明显提升企业的机械产品生产速度与质量,同时还降低了生产成本,是产品生产效率在此同时也得以优化。针对机械制造企业来讲,有了敏捷性机械设计制造技术这一有利技术的支持,其生产系统就得以全面巩固,有效避免了产品库存累积量过大等问题的产生。
3现代机械制造技术的未来发展趋势分析
如今先进的生产技术得以迅速完善和发展都是以传统制造技术为基础的,所以说,现代机械制造技术既是传统技术的传承,也是新型技术的延伸。现代机械制造技术在不久的将来主要将会发展于两个不同方向,一个方向是高度自动化的机械化制造,包括敏捷制造技术以及CIMS技术等的深入研究和应用。另一个方向则是精密工程技术,即以精密加工操作为落脚点而推进机械制造技术迈进微型电子技术时代,例如纳米技术以及细微加工等等。现阶段伴随着技术、经济、信息以及营销的全球化发展,机械制造技术在新时期的发展趋势可可以概括如下:首先是技术虚拟化,它是以计算机仿真技术为发展核心在进行产品加工生产设计过程应用拟实技术以及虚拟技术而不断加速机械产品的开发速度,同时还可以全面控制开发风险。其次是绿色化制造技术,这种技术就是指坚持生产制造的持续发展。这种技术承担着机械产品生产过程当中的资源节约以及环境保护的双重责任,进而最大程度的降低由于生产而造成的环境影响。再次就是机械制造的全球化与信息化[3]。目前机械制造技术的标准化与网络化等的综合正是全球化发展的基础,而在当今这一知识经济时代,所有行业的发展都要依赖于信息技术,而并非片面的凭借增加资金投入来换取利益,通过新型项目的引进来针对所有生产环节予以规范,完善机械制造的真个过程,他们的大力发展快速的促进了机械制造业的发展。最后就是设计和工艺的一体化。当今社会科技的发展急速了市场的竞争,各企业针对机械产品的要求也在常规基础上不断趋于个性化,现阶段的小批量生产显然已被大批量生产所取代,现代制造技术缩短生产周期,减少了产品生产制造中原料的耗费,同时降低了生产成本。
4结语
现代科技发展水平的不断提升推进了现代机械制造技术的持续性优化和发展。与传统生产相比较,人们对机械产品的要求不断增加,这就给机械制造企业提出更高的要求,不但要确保产品质量以及美观性,同时还要针对生产投入予以有效控制。中国作为制造业大国,在实际生产技术上与西方发达国家相比依然存在很大的提升空间,基于此,相关技术人员还应加强专业制造技术的自主研发,全面发挥我们的创新的能力,紧跟时展步伐,只有这样才能在可持续发展的道路上走的更顺更远,从而牢牢把握并应对机械制造业所面临的空前契机与挑战。
参考文献
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现代制造技术基础范文4
[关键词]制造业;增长方式;发展战略;思路
一、转变制造业增长方式的紧迫性
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
现代制造技术基础范文5
关键词:示范中心:实践教学:教育创新:规范管理
本文结合北京理工大学工程训练中心实验教学示范中心的创建,就工程训练实践教学体系和管理体系的创新与建设问题进行探索,以期深化工程实践教学改革。
一、坚持学科引领的工程实践教学理念和改革思路
在高等工程教育过程中,工程训练中心作为对学生进行全面系统的工程技术教育和工艺技术训练的实践教学基地,使学生获取机械制造工程技术的知识,了解工程概念,提高工程素质,培养创新意识和创新能力,正在发挥越来越重要的作用。长期的教学改革实践表明,工程实践教育是提高学生全面素质的重要环节。
北京理工大学要建设“国内一流、国际知名”的高水平研究型大学,必须有一流的公共实践教学基础平台。我校工程训练中心始建于1999年世界银行贷款“高等教育发展项目”,并分别得到了学校“985工程”实验教学基地建设、“十五”“211工程”公共服务体系建设等项目的支持。按照我校本科培养目标和教育教学改革的思路,在工程训练中心的建设中,贯彻以学科建设引领的工程实践教学理念和改革思路,促进实践基地与学科建设、专业建设的融合,利用机械大学科的拉动,超前设计,统一规划,集中管理,资源共享,对构建现代制造技术的实践教学基地有着重要意义。
我校工程训练中心建设以机械工程一级学科(机械制造及自动化、机械设计及理论、机械电子工程和车辆工程及工业工程五个二级学科)为龙头,依托四大课群(工程材料与机械制造基础课群、机械设计基础课群、机械工程及自动化专业课群以及工业工程专业课群),按照三大模块(工程技能基础训练模块、机电产品创新设计制作模块和先进制造技术训练模块),本着“边建设、边运行、边发挥效益”的原则,瞄准高水平,高起点和领先目标,进行了规模化、系统化规划建设,实现公共基础、技术基础、专业基础以及专业实践“一条线”的工程训练,完成传统“金工实习”向现代工程训练全面转变。
为了适应现代化工业技术综合性,多学科交叉的特点,工程训练课程的内容和训练方式都发生了根本的变化,在教学中必须对训练的内容进行精选、重组和优化,充分体现机与电结合、金属与非金属结合、技术与非技术因素结合,贯穿计算机技术应用,以适应科学技术高速发展的要求:在方法上按照层次从简单到复杂、从传统加工技术到先进制造技术、从按部就班训练到创新设计及制造。适当保留传统工艺方法的基本训练,让学生很好地了解和掌握材料成型、机械加工的基本工艺知识,同时增加现代加工技术和对经济、质量、市场意识的训练。使学生更加全面地了解和熟悉现代加工技术及其发展趋势,更深刻地感受到新工艺、新技术的产生和发展,需要多学科知识的交叉和融合,逐步建立起大机械、大制造、大工程的意识和概念。将素质教育和大工程的思想始终贯穿在工程训练的教学中,及时掌握现代工业的特征和内容。这种在工程实践教学中,坚持传授知识、培养能力、提高素质协调发展,注重对学生探索精神、科学思维、实践能力、创新能力的培养改革思路,从根本上改变实验教学依附于理论教学的传统观念,充分认识并落实实验教学在学校人才培养和教学工作中的地位,形成理论教学与实验教学统筹协调的理念和氛围,成为我校工程训练中心的风格,体现我校的办学特色。
二、构建“工程训练四年不断线”的实践教学新体系
以工程训练为载体,全面提高学生的工程素质,是当前教学改革的核心任务之一。根据学生的学习认知过程,建立分阶段、多层次、模块化、开放型、综合性工程训练教学新模式,分阶段完成和实施工程训练,实现工程训练四年不断线。把训练内容融入为四个层面,即:《工程训练Ⅰ》――针对学生进行对制造系统和制造过程的认知性工程训练,培养学生的感性知识,为学生奠定工程知识背景: 《工程训练Ⅱ》――针对学生进行工程技能基础训练,使学生学习工艺知识,提高工程实践能力,培养工程素质和创新意识和能力; 《工程训练Ⅲ》――针对学生进行工程综合思维能力与创新能力训练,结合先进技术和专业教学,提供不依附于课程的现代工程实践活动,增加学生的动手能力和创新思维能力:《工程训练Ⅳ》――提供综合工程平台,让学生进行专题研究训练,全面提高学生的工程素质。
上述四个部分训练以大工程为背景,以工程教育教学改革为动力,以提高学生工程实践能力、综合工程素质和创新意识和能力为主线,按照由浅入深,由低到高的认知规律,构建人才培养新模式和科学合理的课程体系。课程的设计坚持思想解放和观念更新,树立“大工程教育”理念,紧紧抓住素质教育的核心――创新精神和实践能力的培养。通过多年的实践,形成“纵向贯穿”、“横向交融”的课程新体系。所谓纵向贯穿,即从机械工程基础技能培养方面入手,逐步进入到该领域先进技术:所谓横向交融,即体现人才培养中,各科知识的融合与贯通,以及学科专业的交叉和渗透,使被培养者成为复合型、创新型人才。
这样的工程训练教学体系有利于根据不同专业、不同层次学生的需求,有利于采取灵活的教学方式安排工程实践训练教学内容,有利于培养学生实践能力、创新意识和工程综合素质,有利于提高实践训练水平。
三、拓展工程训练内涵,搭建多学科工程训练实训平台,提升实训水平
学科建设是高水平大学建设的一个重要方面,充分利用学科和学科建设技术优势,拓展工程训练内涵,搭建多学科工程训练实训平台,是建设高水平工程训练基地的有效途径,不仅使所建项目有较高的技术起点,使本科学生在工程训练中就得到高水平的装备操作、最前沿的科学技术知识。缩短学生与现代技术的距离,提升实训水平。
从人才培养体系整体出发,建立以能力培养为主线,分层次、多模块、相互衔接的实验教学体系,与理论教学既有机结合又相对独立。实验教学内容与科研、工程、社会应用实践密切联系,形成良性互动,实现基础与前沿、经典与现代的有机结合。引入、集成信息技术等现代技术,改造传统的实验教学内容和实验技术方法,加强综合性、设计性、创新性实验。建立新型的适应学生能力培养、鼓励探索的多元实验考核方法和实验教学模式,推进学生自主学习、合作学习、研究性学习。
在工程技能基础训练模块的课程改革中,主要结合工程材料及机械制造基础课群的知识体系改革,在构建现代工业培训的基础综合硬件平台(机械制造基础工艺训练平台、材料成形工艺和新技术基础训练平台)上,
重点加强“新技术、新工艺、新设备”的应用,利用先进的教学手段,系统地提供工程素质、能力培养和作风养成方面的基本训练。同时,逐步实现传统的金工实习向全面工程训练的转变。并对“机械制造基础”、“热加工工艺基础”、“机械加工工艺基础”等课程进行了改革。
在机电产品创新设计制作模块的课程改革中,主要结合机械设计基础课群的知识体系改革,将原分散的课程整合,形成以“机械工程概论”、“几何精度设计”、“工程制图”、“机械原理”、“机械设计”为主线的机械设计基础课群,建立由机械创新基础训练、机械创新设计、机械性能测试和创新产品制作组成的产品创新设计制作实验平台,从认知、创新设计、性能测试到产品制作,完成完整的创新设计与制作的工程能力培养过程。
在先进制造技术训练模块的课程改革中,主要结合机械工程及自动化专业课群、工业工程专业课群的知识体系改革,在专业课程内容的调整、合并以及理顺各知识间关系基础上,打破原有课程分散实验的限制,开设“生产准备与控制”、“系统分析与仿真”、“物流工程”等跨课程、综合性(电、机械和信息处理)的实验内容,建成较为完整的先进制造技术实践知识的演示、训练和应用的教学基地。
在教学方法上,采取教师讲解和技工指导相结合,基本操作与现代工程能力训练相结合,参观研究与动手实训相结合,实物教学与CAI课件虚拟实验相结合。在新增较多先进数控设备的基础上,更新学生工程训练内容。特别在数控技术实训中,充分利用计算机网络技术,建设工程训练远程设计微机室和多媒体教室,引入最新CAD/CAM软件,改变了过去单纯手工编程的历史,使学生不但了解和初步掌握了先进的产品设计和绘图工具,而且将机件设计、计算机绘图、修改编程、加工制造等环节连接起来,使学生对产品的生产的全过程有一个直观的认识。应用远程设计、网络制造的设计理念以及计算机网络技术、现代多媒体教学手段,初步实现远程设计、网络制造的现代机械制造理念,完成金工实习向工程训练的全面转变。
四、开展科技创新活动,提高学生工程综合素质
高校是我国培养现代化建设所需高等人才的重要基地,在实践教学过程中,开展创新设计与制作活动,培养学生的创新意识和能力是示范中心的重要任务。必须把“创新”教育思想渗透、贯穿到工程训练的全过程,并逐步得以提高。
我校以工程实训中心的软硬件条件为平台,积极组织和开展大学生创新实践活动。一方面,在正常的实践教学计划内,专设创新活动周,组织学生按照给定的命题,如“非轮式仿生爬行机器人”、“机械式弹跳装置”等,以小组为单位,进行创新项目设计与制作。在实践中不断激发学生创新的潜能。另一方面,结合各种形式的创新大赛,开展大学生科技创新活动,部分学生的成果参加了相关的创新设计竞赛等。
学生通过开展科技创新活动,独立自主地学习,不仅可以将所学知识灵活应用于实际,学到更多的知识,而且还能培养学生的各种能力,提高学生的综合工程素质。
五、先进的运行机制和规范管理是工程训练中心可持续发展的可靠保证
依据学校学科的特点,整合实验教学资源,建设面向多学科、多专业的实验教学中心。我校工程训练中心是校级实验室。学校对中心实行统一领导、分级管理的体制(投资与建设以学校管理为主,教学与日常管理以学院为主)。校实验室与设备处、教务处对中心每年的常规实验费、设备费以及工程训练等专项经费实行单列,以确保工程训练教学经费落实到位。学院由一名副院长兼任中心主任,直接分管中心的工作。中心实行主任负责制,对本中心的人、财、物进行综合管理。
中心内部实现教学资源统筹安排、设备及所有资源共享。中心建立网络化的实验教学和实验室管理信息平台,利用局域网络系统,结合数控技术和计算机科学技术,营造了一个使学生进行“远程设计、网络制造”理念的工程训练氛围。并形成“公共基础教育一学科基础教育一专业教育一专业学科”一条线的知识结构。同时,建立有利于激励学生学习和提高学生能力的有效管理机制,创造学生自主实验、个性化学习的实验环境,建立实验教学的科学评价机制,完善实验教学质量保证体系,引导教师积极改革创新。
工程训练实践教学过程,不仅通过加强基本技能和工程能力训练来提高工程素质,而工程环境及非技术因素对人才的影响也是十分重要的。我们以“科学、创新、艺术”为主题,打造中心环境,建立并营造具有人性化、智能化的人文环境、学习环境、实践环境以及可管、可控、可预防、可应急的安全管理环境。在建设中全面更新实验台、工具柜,建立工具站,设置实训区、实验室标识牌,划出安全通道等,使学生进入实训区,就能强烈感受到浓郁的学习氛围,清洁明亮的环境,加上排列有序的机床,展现了现代企业厂房的风貌,一扫过去实习环境脏、乱、差的状态。这些都无不给学生们一种新的感受,也得到各高校同仁的充分肯定和赞赏。
学校重视实验教学队伍建设,制定相应的政策,采取有效的措施,鼓励高水平教师投入实验教学工作。建设实验教学与理论教学队伍互通,教学、科研、技术兼容,核心骨干相对稳定,结构合理的实验教学团队。形成一支由学术带头人或高水平教授负责,热爱实验教学,教育理念先进,学术水平高,教学科研能力强,实践经验丰富,熟悉实验技术,勇于创新的实验教学队伍。
现代制造技术基础范文6
【关键词】 飞机 数字化 柔性装配
1 引言
传统的飞机装配采用刚性工装定位、手工制孔连接、基于模拟量传递的互换协调检验方法和分散的手工作坊式生产。自20世纪 80 年代以来,随着计算机辅助设计/制造(CAD/CAM)技术、计算机信息技术、自动化技术和网络技术的发展,数字化技术在现代飞机制造中得到了广泛的应用,飞机制造进入了数字化时代。
在数字化技术的推动下,飞机装配技术快速发展,形成了现代飞机的数字化柔性装配模式。数字化柔性装配模式具体表现为:在飞机装配中,以数字化柔性工装为装配定位与夹紧平台,以先进数控钻铆系统为自动连接设备,以激光跟踪仪等数字化测量装置为在线检测工具,在数字化装配数据及数控程序的协同驱动下,在集成的数字化柔性装配生产线上完成飞机产品的自动化装配。
2 飞机装配生产线特点
一般机械制造中的装配线是指人和机器的有效组合,通过将生产中的输送系统、随行夹具和在线专机、检测设备等进行有机组合,从而满足多品种产品的装配要求,充分体现了设备灵活性。装配生产线的应用,提高了生产效率缩短了制造周期,但自动化生产线的成本较高,主要用于批量生产,如在汽车行业。
但飞机产品型号多、批量少的特点使得飞机装配生产线需要在具有一般机械产品装配生产线的特点基础上,还应具有一定的柔,这样同一生产线既能用于同型号同批次,又能适用于同型号改进改型系列机型的飞机产品装配,从而满足了装配生产线对产品产量的要求,可充分发挥其优势,实现现代飞机产品的精益制造。
与国外发达国家相比,我国现代飞机柔性装配生产线技术无论在研究层面还是应用实践层面都存在较大的差距,主要表现在:
(1)现有的产品设计模式和产品特征没有充分考虑产品柔性装配技术的应用需求,不适应柔性装配生产线的发展要求。
(2)基于MBD的数字化装配工艺规划与管理技术缺乏系统研究和应用。工艺设计手段还停留在二维工艺设计和表述为主的水平,存在与数字化产品设计不衔接、设计周期长、返工量大、需要实物验证和示教性差等诸多问题,大量制造依据信息以工艺文件形式分离存在,管理混乱,不能满足柔性装配生产线可视化装配、无图制造的发展要求。
(3)数字化检测技术严重滞后。
大量采用专用工装、标准量具等模拟量设备进行产品的测量与检验,测量效率低、精度差,不能满足柔性装配生产线快速精确测量、在线质量控制的需求。
3 数字化柔性装配生产线内容及关键技术
通过研究国外数字化装配技术的发展状况,结合飞机装配及其生产线的特点,可得出构建新一代飞机数字化柔性装配生产线必须包括以下内容及关键技术:(1)面向装配的数字化产品并行设计,为实现柔性装配、敏捷制造提供前提和基础;(2)数字化三维装配工艺设计与仿真系统,实现整个装配过程中数字量传递;(3)数字化柔性工装系统,实现工装快速响应、快速重构以及数字化定位;(4)先进的连接设备及技术(包括柔性制孔技术、自动钻铆技术、电磁铆接技术等),保证装配质量和效率,实现装配过程的自动化;(5)数字化测量检验系统,实现装配过程中的精确测量和协调装配,装配完成后的精确检验;(6)数字化装配生产线辅助装备及管理,建立数字化柔性装配生产线集成管理系统,实现从产品设计、工艺、装配、检验和现场管理各装配生产环节信息的高度集成和移动生产线的自动配送物流管理。
上述各项内容在实际应用中互相联系、互相支撑,通过将其整合和集成,可构建现代飞机的数字化柔性装配生产线,实现现代飞机产品的数字化、柔性化、自动化装配。
数字化三维装配工艺设计与仿真系统是实现飞机数字化装配模式、构建飞机数字化装配生产线的软件基础,现代飞机整个装配过程都是建立在数字化工艺设计的基础之上的,只有采用基于单一产品三维数字量模型的数字化工艺设计方式,为整个装配过程从源头上提供数字量数据基础,基于数字化装配的柔性装配生产线才有可能真正实现。
数字化柔性工装系统、先进连接设备及技术、数字化测量检验系统是实现数字化柔性装配生产线的硬件基础。通过数字化装配工艺设计仿真系统得到的数字量数据必须由数字化的工装及设备来执行,才能保证整个装配过程的全数字量传递,从而实现整个装配生产线的数字量协调。
4 结论与展望
当前国内军机产品的数字化设计与零件制造技术发展迅速,但是装配技术作为飞机制造的关键还停留在二、三代机的制造水平,与其他军机制造技术相比严重滞后,已成为军机型号快速研制和生产的瓶颈。数字化产品定义取代二维工程图样已成为必然趋势,零件精准制造技术的快速发展为实现飞机柔性装配提供了必要的前提,新一代飞机长寿命、隐身、高可靠性、低成本快速研制的需求对数字化柔性装配生产线的应用提出了迫切要求。
(1)发展应用柔性装配生产线是现代飞机制造业大势所趋,通过发展应用柔性装配生产线,可大幅度提高产品装配质量和效率,是现代飞机产品制造的显著特点。
(2)通过发展柔性装配生产线,可促进数字化柔性装配技术的发展和应用,从而解决现有装配技术难以满足新一代飞机长寿命、隐身和高可靠性等要求的瓶颈问题。
(3)通过发展柔性装配生产线,可建立飞机柔性装配多系统异构测量平台和集成检测系统,形成数字化装配模式下的新质保体系和产品检测机制,从而解决现有模式下测量手段简单、无法实现空间大尺寸动态测量,测量数据手工记录,与产品设计和工艺规划系统脱节,难以保证装配的高精度与产品及工艺的完整性等关键技术难题。
综上所述,在国内发展应用数字化柔性装配生产线势在必行,但应充分利用前期研究工作基础,围绕数字化装配技术的发展趋势和生产线的迫切需求,根本上改造传统的设计体系、制造体系、技术体系和管理体系,实现流程再造、资源整合和生产组织调整,从而构建现代飞机数字化柔性装配生产线。
参考文献: