導語：如何才能寫好一篇機械設計工程師總結，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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關鍵詞：現代學徒制；機械設計；課程設計

2014年8月教育部提出在高職院校中開展“現代學徒制”的教學改革，深化產教融合、校企合作，進一步完善校企合作育人機制，創新技術技能人才培養模式。[1]“學徒制”指以師傅帶徒工為主要形式，以某行業或職業的知識技能學習為內容，徒工可因勞動獲得某種形式回報的職業教育形態,[2]是企業本位、基于工作進行學習的職業教育制度,它綜合了學歷職業教育和在職職業培訓的優點,是一種理想的職業教育形式。[3]該校《機械設計》教學團隊在這方面做了積極的探索，并進行了初步的應用。

1“現代學徒制”在《機械設計》課程設計的研究和探索

該校經過充分的調研提出了“崗位教學”的模式，該模式是指學生在進行課程設計階段時，按照設計工程師的崗位職責將整個課程設計分為3個階段：方案論證、樣機設計、試制。方案論證階段：《機械設計》教學團隊聘請合作企業的設計工程師一起進行指導。在設計開始前，學校的教師和來自企業的設計工程師，一起同學生開展討論會議，幫助學生了解目前市場對某些產品的需求，引入“頭腦風暴”展開充分討論，對其設計難度進行整體把握。引導學生自己提出合理的、可實行的設計目標，并初步確定設計方案，學生提交方案設計文稿。樣機設計階段：在上一段階段所確定的設計方案基礎上，根據校內教師和來自企業的設計工程師的特點，對指導的內容進行分工。校內教師指導學生資料準備、資料查詢和理論計算方面的內容，來自企業的設計工程師因其對市場的了解和豐富的設計經驗，主要指導學生在設計過程中的標準件、緊固件選型以及對設計方案中零、部件的結構工藝性優化等方面的內容。學生在校內教師和設計工程師的指導下根據實際設計情況，調整和完善設計方案并完成設計，提交三維設計模型、平面加工CAD圖紙和設計計算書三項資料。試制階段：在該階段充分利用學校的“逆向工程實驗室”的3D打印機-FDM成型機，根據三維模型在校內教師的指導下對上階段所建立的三維模型進行打印制造，為后續裝配做好準備。設計工程師在裝配環節中充分指導學生對產品進行裝配，并對在裝配過程中出現的各種問題，指導學生進行手工修銼或者重新制造，直至完成整個產品裝配。校內教師和設計工程師一起指導學生檢驗該設計方案是否達到預期的目標，并提出后續改進的意見和建議。完成該階段內容后學生需提交完整的產品、產品設計圖（三維模型和平面加工圖）、使用說明書、后續改進方案和總結報告5項資料。

2“現代學徒制”在《機械設計》課程設計中的應用

根據《機械設計》教學團隊所提出的“崗位教學”模式，在該學期“機制專業”的《機械設計》課程設計中應用了該模式，制定出了適合于“崗位教學”模式的教學課時分配。按照上述課時分配，教學團隊根據此次全國創新設計大賽的題目，提出了“手持式封口膠帶裝置”“多功能手機保護殼”等題目供實訓學生參考，并指導學生查閱資料。分析現有類似產品的優、缺點，學生提出對該產品的理解和分析。針對學生的理解和分析，提出產品功能性想法和設計方案。學生在教師的指導下，學生手繪總體方案草圖，然后利用SOLIDWORKS、CATIA或UG等三維造型軟件對零件進行建模、裝配和投影平面圖，利用AUTOCAD軟件繪制加工用平面圖，并與指導教師一起進行交叉校核、圖紙標準化檢查和審查。學生設計過程中的零件如圖1所示。通過檢查的設計方案，將其三維模型導出為STL文件格式后，利用3D打印設備，打印零件，并進行裝配。

3結語

通過現代學徒制的“崗位教學”模式，在整個課程設計過程中，充分借助了來自企業的人力資源和經驗，調動起學生的積極性和主動性。使學生親身經歷整個設計過程，給學生留下深刻印象，并幫助學生將理論知識和實際操作進行良好的銜接。取得了較好的教學效果和學生的好評，同時對現代學徒制在實踐教學環節中進行了初步的探索和應用。

作者:李慶 劉之舟 張進春 單位:重慶電子工程職業學院

參考文獻：

[1]教育部關于開展現代學徒制試點工作的意見[EB/OL].教育部網站，2014.

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關鍵詞：卓越計劃；課程設計；校企合作；系統化設計

課程設計是教學中非常重要的實踐環節，它不僅僅是培養學生分析問題、解決問題的能力，提高實踐創新的能力 [1 ]，而且是學生將所學的專業理論知識應用于實際的最佳途徑 [2 ]。然而，目前針對課程設計進行改革實踐的研究并不多，大多集中在畢業設計改革上。課程設計是實踐教學環節中最為關鍵的教學環節之一，在整個實踐教學中起到了承上啟下的作用，既是專業課程的綜合應用，又是畢業設計的基礎和鋪墊。因此，課程設計要具有綜合性強和接近工程實際的特點，通過課程設計，培養學生的實踐創新能力及團隊合作精神，實現符合產業需要的高素質應用型人才培養要求。因此，課程設計工程化改革已勢在必行，使其具有綜合性強和接近工程實際的特點。

一、 “卓越工程師”教育培養計劃

教育部“卓越工程師教育培養計劃”是貫徹落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發展規劃綱要（2010-2020年）》的重大改革項目，也是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。該計劃旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為國家走新型工業化發展道路、建設創新型國家和人才強國戰略服務 [3 ]。“卓越計劃”具有三個特點： 一是行業企業深度參與培養過程；二是學校按通用標準和行業標準培養工程人才；三是強化培養學生的工程能力和創新能力。

在中國從制造大國向制造強國轉型的關鍵時期，工科院校創建以培養機械類卓越工程師為導向的教育模式，更加強化了學生的服務企業的工程意識及工程素質 [4 ]。

二、教育理念的深刻變革

結合學校辦學定位和人才培養目標定位，我校在實踐中凝煉出“大德育、大工程、大實踐”（簡稱“三大”）教育理念，其中，“大德育”是先導，體現做人的素質，“大工程”是背景，體現社會需求，“大實踐”是核心，體現做事的能力 [5，6 ]。

“三大”教育理念要在課程設計中加以落實，使卓越工程師培養與課程設計更好地結合，是應用型本科院校不可忽視的重要問題。課程設計要面向社會需求，核心是培養學生創新和工程實踐能力，確保知識、能力、素質的綜合發展，把學生能力培養貫穿到課程設計的全過程中。

三、課程設計依托校企合作

目前多數學校都在一定規模進行校企合作，且多集中在畢業設計階段。在近幾年畢業設計的指導過程中，我們發現多數學生的機械專業基礎知識還比較扎實，但工程素質較差，對性能指標的要求、成本控制等沒有概念，僅僅局限于要求功能的實現，這是不滿足“卓越工程師”培養計劃要求的。

我校作為黑龍江省唯一一所以礦業工程為特色的本科院校，立足“大礦業”特色，根據專業特色加強與煤礦企業的聯系，與黑龍江省四大礦業集團都建立了多方位的人才培養基地。通過與雞西煤礦機械有限公司合作，成功申報了國家級工程實踐教育基地。工程實踐教育基地的建設和發展為實踐教學改革提供有力的保障。在制定課程設計規范和要求時，聘請企業的專家和技術人員共同擬定符合社會需求的，體現應用性和創新性的課程設計文件規范。

選擇和適當簡化企業的真實項目，引入課程設計，開發出一系列與生產實際緊密相關的課程設計題目，實現實踐教學與企業接軌，要求學生進行系統全面的調研和分析，確定設計方案。

四、系統化的設計原則

課程設計采取小組分工形式，組內成員分別調研后討論，確定總體設計方案，再由組長根據組內成員的特長進行局部計算和結構設計等的分工，每個小組成員之間的工作都是相互關聯的，這樣達到互相監督、共同進步的目的。同時也培養了學生的團隊合作意識和互幫互助的工作作風。

對于礦山機械課程設計，分為提升運輸機械設計、采掘機械設計和礦井通風機械設計三部分，學生根據個人興趣和就業意向選擇其中的一部分進行設計。例如進行礦井提升設備選型時，要求學生對當前礦井所用的提升設備進行調查，吸取實踐經驗以改進設計工作。做設計要有發展的觀點，既要考慮到當前，也要考慮到長遠。對于主提升設備，一般對第一水平要留有20%左右的富余能力。另外在選型設計時往往要提出幾個方案進行比較。再如順槽帶式輸送機的選型設計，首先應清楚順槽運輸多為幾臺帶式輸送機搭接運輸，所以必須根據現場的實際情況，即按要求的輸送能力并考慮各臺設備之間搭接轉載運輸時結構及尺寸上的要求，合理地確定每臺帶式輸送機的形式及鋪設長度。原則是設備投資及運轉費用最少，即最經濟同時也要便于管理。井下電機車運輸選型設計，應考慮運輸量、采煤方法，裝煤點集中、貯煤量大和運距較長時，應選用較大噸位的機車，否則選用小噸位機車。另外還考慮運輸人員、材料和線路維修等業務配備小噸位機車。本課程設計包括選型計算和繪圖兩部分，學生可按設計任務書中給定的原始數據進行計算。繪圖部分，如提升機房布置圖、機房布置形式及帶式輸送機裝置圖可參考相關手冊選用，并結合調研情況進行相應的設計。設計及計算步驟力爭完整、清晰、簡潔，圖紙繪制符合制圖標準及相關要求。

對于液壓傳動課程設計，考慮學時及設計工作量，將典型液壓系統的設計分解為總體設計和典型的液壓元件的選型和設計。將學生分成幾個小組，組內成員協作完成整個課程設計內容。其中液壓缸是液壓傳動中的典型的應用最廣泛的元件，因此每組內都要求有液壓缸的設計計算和繪圖。液壓缸是液壓傳動的執行元件，它與主機及主機的工作結構有著直接的聯系。不同的機型和工作機構對液壓缸則有不同的工作要求。因此在設計液壓缸之前，首先應了解主機的用途和工作條件、工作機構的結構特點、負載值、速度、行程大小和動作要求、液壓系統所選定的工作壓力和流量等作為設計原始依據的主要內容，這就要求學生在設計前充分到企業和生產實際中了解和分析總結。

五、課程設計改革實踐效果

經過對我校機械工程學院兩屆學生進行課程設計改革試點，發現多數同學能夠按照指導教師要求深入企業，詳細調研，全面分析，確定出合理的設計方案。計算內容完整，圖紙繪制規范。這期間，企業教師的指導起到了非常關鍵的作用，他們將設計經驗無私地告訴學生，使學生少走了許多彎路。學生由循序漸進地完成一個系統設計，掌握了系統設計思路，大大提高學生綜合設計能力。

參考文獻：

[1]曹賀，孫月華，趙存友等. 機械設計專業創新訓練體系的構建與實踐[J].實驗技術與管理，2011，7：171～173.

[2]劉波粒，劉澤軍. 淺析本科生畢業設計（論文）質量滑坡的原因及其對策[J].中國高教研究，2007，7：89～90.

[3]教育部啟動實施“卓越工程師教育培養計劃” ――面向工業界、面向世界、面向未來，培養卓越工程師后備人才[J].中國大學教學，2010，7：4～5.

[4]吳雪峰，薛銅龍. 基于卓越工程師培養計劃的“機械設計”課程設計改革[J]. 中國電力教育，2013，13：107～108.

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【關鍵詞】機械設計；設計創新；創新方法

引言

科技的發展和進步離不開創新精神，在機械設計領域同樣如此。文章對現代機械的特點進行了介紹，并對國內機械設計的創新方法進行了深入細致的分析和探討，希望能夠起到一定的參考借鑒作用。

一、機械自動化的定義

對于現代機械的定義，因為研討的視點不一樣，進而給出不一樣的定義。例如美國機械工程師協會，在1984 年將其定義為：“現代機械就是經過計算機信息網絡和諧與控制的機械和（或）機電部件彼此聯系的體系，該體系可以完結機械力、運動和能量流等動力學任務”。而世界機器與組織理論聯合會將現代機械定義為：機電一體化是精細機械工程、電子控制和體系思維在產品設計和制造過程中的協同聯系。

二、現代機械特點

1、性能較高結構簡單

與傳統機械不同的是，現代機械具有較高的性能，其結構也越來越簡單，功能變更更加容易、方便。隨著技術的發展，設計方法變得多樣化，作為設計人員，可以將多種技術進行融合，最終實現現代機械的綜合利用。并通過不同的角度和切入點，使現代機械具有更加科學合理的結構，順應時展的需求。

2、成本降低效率提高

現代機械的成本大幅度降低，因此能夠獲得更多的效益，節省人力、物力、財力。同時現代機械的效率也獲得提高，縮短了工作時間。對于工作成果的展示更加清晰和明確，使現代機械使用人員對于工作成果可以進行較為直觀的理解和感受。在產品質量上也獲得提高，工作整體質量得以提升。

三、現代機械設計方法概論

1、現代機械設計創新理論

現代機械創新設計是一種實踐活動，以理論知識和實踐知識為基礎，充分發揮設計者的想象力和創造力，合理運用已有的科技成果和技術手段，使得設計出來的產品更加具有實用性、創造性。現代機械設計已成為一個龐大的學科，種類和結構日益復雜，功能更加多樣化。機械設計創新理論是指在機械設計學理論的基礎上，聯系并緊密結合認識哲學、認識科學、思維科學、設計方法學、發明學、創造學等相關學科中的有益成分，凝結設計人員的聰明才智，并且運用系統科學、信息科學、計算機技術等技術手段，融合美學原理，設計出對國家經濟發展和社會進步有價值的產品。

2、機械設計創新內涵

機械設計創新可以通過多種方式實現，較為常用的是提高機械產品的性能以及優化產品的技術特性，如適應性、可靠性、經濟性等指標。此外，也可以設計全新的機械產品來實現創新。隨著社會的發展，科技的進步，舊的設計思維和設計方式已不能適應現代設計的需求，機械設計需要具有獨創性、實用性、突破性和聯動性。獨創性，即打破傳統的設計模式和設計理念，采用科學合理的全新的方案和組合。實用性，即機械設計的創新應具有針對性，滿足市場的需求，具有合理的功能，易于生產，使用方便。突破性，即轉變原有的思維方式，不局限于機械設計領域自身，而是擴展到其他領域，并從中獲取靈感，為機械設計提出新的原理，開拓新的局面。

3、開展現代機械設計創新的意義

現代機械設計創新的研究成果，運用到生產實際將帶來巨大的經濟效益和社會效益，同時其具有的學術價值更是不容忽視的，對于機械設計行業的可持續發展具有非常重要的意義，是其發展的根本動力。機械設計產品所體現出來的并不僅僅是科學技術的運用與實現，更是設計者思維方式的反映。設計者在進行機械設計的過程中，其思維方式也不斷地獲得提高。同樣設計者的思維方式融入到產品的設計中，使產品更加具有人性化的特征。在兩者的相互作用下，使得機械設計作品更具實用性和可操作性，向著集約化、自動化、智能化的方向發展。現代化的創新力量不斷涌入，必將促進機械設計的發展，使機械產品更加充滿生機和活力。

四、國內外機械設計創新的方法研究

1、國內機械設計創新方法

隨著經濟的發展和科學技術的進步，對于機械產品無論從質量上還是從精度上都有了更高的要求，機械設計領域也產生了重大的突破，取得了令人矚目的成果。先進的設計理論和設計方法不斷涌現，在傳統機械設計方法的基礎上獲得了進展。機械設計是十分復雜的過程，涉及到的知識和理論也非常復雜，在設計過程中會遇到各種各樣的問題，然而在我國的科研工作者和機械設計人員堅持不懈的努力下，豐富了機械設計的理論，積累了寶貴的實踐經驗，對于機械設計中出現的問題，已經能夠很好地進行解決。高科技及先進理論的引進使設計過程得以簡化，為機械設計的發展作出重要的貢獻。當前，計算機輔助設計、系統化設計、局部或全局性設計等創新方法已獲得廣泛的應用。

2、國外機械設計創新方法

相對于國內的機械設計創新，國外的創新研究開始的較早，并取得了一定的研究成果，目前應用得較為廣泛有以下三種。普適設計理論是在傳統設計方法的基礎上發展起來的，起源于德國，通過將現有設計方法進行總結和規范，形成具體的設計規則模型，根據既有的經驗，設計和構建能量的輸出和輸入環節，進而將機械設計的功能結構具體化。公理化設計理論方法則是在決策的基礎上發展起來的，起源于美國，使科學決策和系統理論相結合，與普世理論相同的是，功利化設計方法同樣注重于經驗的積累，最終形成以法律公則和科學方法為基礎的創新方法。公理化設計理論的優勢在于能夠優化和完善較為復雜的機械設計，其設計效果也比較令人滿意。三次設計法理論主要包括系統設計、參數設計、容差設計幾個方面，起源于日本，近幾年獲得了較為廣泛的應用。這種方法是目前較為先進的設計方法，準確率和效率都有所提高，機械設計的整個過程可以很快的完成，充分體現了高質、高效、方便、快捷的特性。

3、培養機械創新設計思維

在進行機械設計的過程中，創新思維方式的培養非常重要。這是因為機械創新設計是極具創造性的工作，作為設計人員，在提高自身知識水平和能力的同時，培養具有創新精神的思維方式尤為重要。對于機械設計工作應以全新的視角來看待，突破傳統的設計方法和思維模式，廣開新思路，探索新方法、新技巧，運用先進設計手段，使原有的設計更加完善或者創造出全新的設計作品。

結束語

與傳統的機械設計相比，現代機械設計具有自身設計新理念和新思路。而現代機械設計離不開創新思維，創新思維是社會發展的源泉，是現代機械設計中重要的組成部分。機械設計人員只有樹立創新思維的理念，并結合自身豐富的實踐經驗和扎實的理論知識，同時充分利用現代計算機技術的優勢，發揮主觀能動性，才能夠設計出滿足人們對于產品越來越高的要求，從而促進我國現代機械設計發展。

參考文獻

[1]許鴻艷.討論現代機械設計的方法及研究進展[J].湖南農機，2013，40（5）：55-57.

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關鍵詞：機械設計；傳統技術；現代設計技術；可靠性設計

中圖分類號：F407.42 文獻標識碼：A 文章編號：

機械設計是根據使用要求對機械的工作原理、結構、運動方式、力和能量的傳遞方式、各個零件的材料和形狀尺寸、方法等進行構思、分析和計算,并將其轉化為具體的描述以人為制造依據的工作過程。機械設計是機械工程的重要組成部分,是決定機械性能的最主要的因素。設計工作的質量,直接關系到機械產品的質量性能、研究周期和技術經濟效益等。常規設計技術是以經驗總結為基礎,運用力學和數學形成的公式、圖表、手冊等作為設計的依據,通過經驗公式、近似系數或類比等方法進行設計,是一種直覺設計、經驗設計和靜態設計,它目前已經遠遠不能滿足產品的功能和市場需求。現代設計技術是以電子計算機為手段,以網絡為基礎,建立在現代管理技術之上,運用工程設計的新理論和新方法,實現計算結果最優化,設計過程高效化和自動化的設計技術，是一種定量的、動態的和科學的設計技術。

1 常規設計技術及應用

《機械原理》及《機械設計》教材主要講述的是常規設計技術，是學習、應用、發展現代設計技術的基礎。

1.1 理論設計

根據長期總結出來的設計理論和實驗數據所進行的設計稱為理論設計。現以簡單受拉桿件的強度設計為例來討論理論設計的概念。設計強度計算式為 R≤RlimS或 FA≤RlimS

式中:F ——作用于拉桿上的外載荷；

A——拉桿橫截面面積;

Rlim——拉桿材料的極限應力；

S——設計安全系數。

可以利用上面公式直接求解桿件必須的橫截面積，也可以按其他方法先初步設計桿件的橫截面尺寸，然后用強度計算公式去校核。由于實際情況復雜多變，若安全系數選擇過大，則產品傻、大、粗；若安全系數過小，則很難保證安全性。

1.2 經驗設計

根據對某類零件已有的設計與使用實踐而歸納出的經驗關系式，或根據設計者個人的工作經驗用類比的辦法所進行的設計叫經驗設計。這對那些使用要求不大變動而結構形狀已典型化的零件，是很有效的設計方法。例如箱體、機架、傳動零件的各結構要素等。隨著設計產品的技術系統越來越復雜，技術含量不斷提高，產品更新發展速度加快，經驗類比的設計方法已不能滿足市場需要。

1.3 模型實驗設計

對于一些尺寸巨大而結構又很復雜的重要零件，尤其是一些重型整體機械零件，為了提高設計質量，可采用模型實驗設計的方法。即把初步設計的零、部件或機器做成小模型或小尺寸樣機，經過實驗的手段對其各方面的特性進行檢驗，根據實驗結果對設計進行逐步的修改，從而達到完善。這個設計方法費時、昂貴，因此一般用于特別重要的設計中。

2 現代設計技術

2.1 最優化設計

最優化設計是機械設計中的一種嶄新的現代化設計方法，它將機械設計問題抽象成為一個最優化問題的數學模型，即根據機械設計理論建立起滿足設計有求的數學表達式，利用率數學中的最優化方法，對這個數學模型求解，即選用適當的最優化方法利用電子計算機自動尋找最優方案。

2.2 有限元設計 FED

有限元分析技術是最重要的工程分析之一，是 20 世紀 60年展起來的新的數值計算方法。隨著計算機技術的發展，有限元設計在各個工程領域中不斷得到深入的應用。它不僅能用于工程中復雜的非線行問題、非穩態問題的求解，而且還可用于工程設計中進行復雜結構的靜態和動力分析，并能準確地計算形狀復雜零件的應力分布和變形，成為復雜零件強度和剛度計算的有力分析工具。有限元法的基本思想是將結構離散化，用有限個容易分析的單元來表示，單元之間通過有限個節點相互連接，然后根據變形協調條件綜合求解。由于單元的數目是有限的，節點的數目也是有限的，所以稱為有限元法。這種方法靈活性很大，只要改變單元的數目，就可以使解的精確度改變，得到與真實情況無限接近的解。有限元法的基本理論要用到工程數學，力學等方面的知識。它不僅能用于工程中復雜的非線性問題、非穩態問題的求解，而且還可用在工程設計中進行復雜結構的靜態和動力分析。對于一個應用工程師來說，他的目的是應用有限元法去求解各種工程問題，國內外已研制了許多成熟的大型有限元分析軟件，如:SAP、AD INA、ANSYS、Ideas等。這些軟件使用極其方便，不需要對有限元法進行很深入的了解，便可應用這些軟件求解實際工程問題。有限元法在機械產品結構設計中的應用，使產品設計產生革命性的變化，理論設計代替了經驗類比設計。

2.3 可靠性設計

可靠性設計是近幾十年發展起來的一門新興學科，從 20世紀 60 年代以來逐漸進入機械工程領域。零件的可靠性設計是指在規定的時間內，規定的條件下，完成規定功能的能力。可靠性設計（Reliability Design）是以概率論和數理統計為理論基礎，以失效分析、失效預測及各種可靠性試驗為依據，以保證產品的可靠性為目標的現代設計方法。

2.4 模糊設計

模糊設計師將模糊數學知識應用到機械設計中的一張方法。隨著科技的深入發展，需要設計的結構越來越大、也越來越復雜，設計中涉及的變量越來越多且變量間的關系也越來越復雜，這些變量中存在大量的模糊現象，許多情況下并不能精確描述所設計的產品。在設計中除了識別“非此即彼”的精確現象，還能識別“亦彼亦此”的模糊現象。如希望設計出的機械產品“使用壽命較長”“、承載能力較強”就屬于模糊現象。這就要求采用模糊數學的方法來解決這些問題。在機械設計中，一般將模糊技術與其他設計方法向結合，對機構進行研究。如利用模糊綜合評判進行接卸制造、機械設計參數、傳動方案等的優化選擇；將模糊技術與可靠性技術相結合，形成了模糊可靠性、模糊優化設計、模糊可靠性優化等方法。

3 機械設計技術的發展趨勢

隨著科技的飛速發展，新技術不斷涌現，產品的科技含量和性價比不斷提高，世界范圍內技術水平和經濟實力的競爭日益激烈，企業要在不斷變化的產品需求和激烈的市場競爭中立于不敗之地，就要不斷地改進設計理念，使用先進設計制造技術，提高產品質量，降低成本，提高生產率，生產出符合用戶需求的高科技產品，這也是現代設計技術的發展方向。

具體來說現代設計技術的發展趨勢主要有：

（1）設計將從產品質量成本第一的競爭策略轉向快速響應市場的競爭策略；

（2）設計將從滿足產品功能屬性向同時滿足生態與環境屬性發展;

（3）設計將從需求的同時面向制造和經營管理發展；

（4）設計將從傳統的串行向并行工作模式、協同工作方式發展；

（5）設計將使人們從設計過程數字化中逐步確立主動地位，激發主動創造性。順應此趨勢，目前主要研究和應用的現代設計技術有:設計方法學、優化設計、可靠性設計、有限元設計、動態設計、計算機輔助設計、工業產品造型設計、摩擦學設計、模型試驗設計、創新設計、模塊化設計、三次設計、反求工程設計、價值工程設計、智能工程設計、并行工程等。

4 結束語

隨著科學技術的發展、計算機的廣泛應用，設計方法和手段發生了很大變化，科學的新成就不斷豐富、充實著機械設計的思想、理論、方法和手段，促進了機械設計的變革、創新和發展，使現代化設計技術面貌一新。廣大工程技術人員應不斷更新設計思維，采用現代設計技術，真正提高產品的設計水平和市場競爭力。

參考文獻：

[1] 覃文潔，程 穎.現代設計方法概論[M ].北京：北京理工大學出版社，2007.

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1.機械自動化產生及定義

在1971年日本的《機械設計》雜志副刊上刊登了機電一體化這一名詞，隨著機電一體化的發展而被廣泛的應用。美國機械工程師協會于1984年為現代機械下了如下定義：“由計算機信息網絡協調與控制的，用于完成包括機械力、運動和能量流等動力學任務的機械和（或）機電部件相互聯系的系統”。20世紀90年代國際機器與機構理論聯合會，給出了這樣的定義，機電一體化是精密機械工程、電子控制和系統思想在產品設計、制造過程中的協同結合。

2.機械自動化在生產制造中的應用現狀

機械自動化技術實現機械自動化的理論基礎是控制理論。控制理論是解決當今具有挑戰性的社會生產與科技研究問題發揮了重要作用，是實現自動化控制的理論基礎，其發展及應用將徹底改變人類傳統生產、生存、生活和管理模式。機械自動化生產應用主要體現在以下方面。

2.1.生產自動化自動化的機械制造加工系統，可以自動持續進行重復工序的循環，同時還可以自動裝卸機械組件。

2.2.信息自動化包括計算機輔助設計、輔助制造以及產品數據庫系統管理等。計算機輔助設計是指通過計算機的圖形設計軟件及設備，輔助工程師進行機械部件及構造的設計工作；產品數據庫系統管理是對計算機設計、生產制造過程中出現的數據信息進行系統化管理。

2.3.設備裝配自動化設備裝配自動化是將特定規格、形狀的機械零配件按照設計預定的技術要求，通過搬運、組裝、調試、試驗、驗收等步驟，自動組裝為一套能夠進行生產制造的工藝流水線。

2.4.物資供輸自動化物資供輸自動化管理可將機械制造系統中所需的各種原材料或成品輸送到預定的相應位置。

2.5.檢測自動化隨著現代科學技術水平的不斷發展和提高，各種新型材料和部件以及有特殊功能要求的新型復雜加工設備不斷被應用到機械制造業中，使產品的檢測技術和工作難度也不斷增大，自動化檢測技術必然被引入到機械制造中，現在應用相對較多的技術主要包括基于時序、電流信號、人工神經網絡對刀具、組件磨損狀態的識別檢測以及多判斷系統的智能設備診斷技術等。

3.機械自動化的優點和效益

隨著機械自動化技術的快速發展，機械自動化產品有逐步取代傳統機電產品趨勢。與傳統機電產品相比，機械自動化產品具有高的功能水平和附加值，它將給開發生產者和用戶帶來社會和經濟效益。

3.1.改善勞動條件，有利于自動化生產

機械自動化產品自動化程度高，是知識密集型和技術密集型產品，是將人們從繁重的體力勞動中解放出來的重要途徑，可以加速工廠自動化、辦公自動化、農業自動化、交通自動化甚至是家庭自動化，從而可促進我國四個現代化的實現。

3.2.生產能力和工作質量的提升

機械自動化產品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動化控制系統可精確地保證機械的執行機構按照設計的要求完成預定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響，從而實現最佳操作，保證最佳的工作質量和較高的產品合格率。同時，由于機械自動化產品實現了工作自動化，所以生產力大大提高。此外，由于機械自動化工作方式具有可通過調整軟件來適應需求的良好柔性，特別適合于多品種、小批量產品的生產，是縮短產品開發周期、加速更新換代的重要途徑。

3.3.使用安全性和可靠性提高

機械自動化產品一般都具有自動監視、報警、自動診斷等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護措施，避免和減少人身與設備事故，顯著提高設備的使用安全性。機械自動化產品由于采用電子元器件，減少了機械產品中的可動構件和磨損部件，從而使其具有較高的靈敏度和可靠性，故障率降低，壽命得到了延長。

3.4.節約能源，減少耗材

節約能源是國家的戰略目標，也是用戶十分關心的問題。機械自動化產品通過采用低能耗驅動機構，最佳的調節控制，以提高設備的能源利用率，可達到明顯的節能效果。由于多種學科的交叉融合，機械自動化系統的許多功能一方面從機械系統轉移到微電子、計算機系統，另一方面從硬件系統轉移到軟件系統，從而使得機械自動化產品系統朝著輕小型方向發展，減少了材料消耗。

4.機械自動化的發展方向

近30多年我國研究機構及一些大中型企業雖對機械自動化發展方向這方面進行了大量研究，對這一技術的發展及應用做了大量工作，并取得了一定的成果。但與日本等先進國家相比，仍有相當差距。機械自動化在技術、工程系統方面已有很大的發展，但基礎理論方面尚在發展中，還很不完備。今后的發展方向有如下幾個方面。

4.1_機電一體化

機電一體化就是機械自動化的發展和延伸，傳統的機械產品只有向機電一體化方向發展，才是機械工業發展的唯一出路。

4.2.具有復合功能，適用面廣

機械自動化產品跳出了機電產品單技術、單功能的限制，具有復合功能和復合技術，使產品的功能水平和自動化程度大大提高。機械自動化產品一般具有自動化控制、自動補償、自動校驗、自動調整等功能。

4.3.智能化

智能化是21世紀機械自動化技術發展的一個重要發展方向。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上吸收人工智能。

5.總結

機械自動化在設計和制造上具有多功能、高質量、高可靠性，低能耗的意義，所以機械的設計、制造都是圍繞著機械自動化來進行的。機械自動化技術所面臨的共性關健技術是傳感檢測技術、信息處理技術、伺服驅動技術、自動化控制技術、接口技術、精密機械技術及系統總體技術等。所以說，機械自動化系統就是機電一體化系統。

參考文獻：

[1]王瑩機械自動化技術應用與發展前景[J]科技傳播，20lO

[2]馮辛安《機械制造裝備設計》[M].第二版.北京：機械工業出版社，2009

篇6

關鍵詞：多繩摩擦提升 歐拉公式

1 假設

應用歐拉公式需要如下假設：假設1：摩擦輪為剛體，鋼絲繩為柔體，在沖遇點a受拉力T1，在奔離點b受拉力T2，且T1>T2，見圖1；假設2：忽略鋼絲繩的自重及慣性力；假設3：鋼絲繩在a、b兩點的張力及與襯墊之間的摩擦力共同作用下，處于將滑動而未滑動的臨界狀態；假設4：沿圍包弧ab運行的鋼絲繩上的拉力是遞減的，且拉力產生的變形為彈性變形，但由于拉力產生的鋼絲繩長度變化忽略不計；假設5：鋼絲繩和摩擦襯墊之間的摩擦系數為一常數。

對于假設1，首先明確柔體的概念，施加外力物體變形，外力撤除，物體不會恢復原狀的物理模型叫作柔體。與柔體相反，在外力作用下，物體的形狀和大小（尺寸）保持不變，而且內部各部分相對位置保持恒定（沒有形變），這種理想物理模型稱之為剛體。提升過程中，鋼絲繩經過旋轉摩擦輪必然要發生變形，顯然摩擦輪是剛體，鋼絲繩是柔體。此外，T1、T2分別為a、b兩點鋼絲繩上的張力，這其中既包括靜張力又包括動張力。由于鋼絲繩打滑方向可能和速度方向相同，也可能相反，所以為推導方便，提前假定T1>T2，相當于提前假定滑動方向與速度方向相反。對于假設2，其目的是忽略一些對系統影響較小的力，使力學模型更加簡單。對于假設3，鋼絲繩和摩擦襯墊之間的摩擦可近似認為是一般滑動摩擦，已知靜摩擦系數值，為了應用庫侖定律，所以要使兩滑動物體處于將要滑動、但尚未滑動的臨界狀態。對于假設4，目的是符合應用彈性力學公式的條件。對于假設5，是推導歐拉公式的必要條件。

2 推導

結合圖1、圖2，在圍包弧ab上截取微段鋼絲繩，將 坐標系統設置于微段中心，根據靜力平衡原理有：

式中：T——微段所受拉力；dT——微段所受拉力增量；dN——微段所受法向反力；dθ——微段在摩擦輪上的圍包角；a——鋼絲繩在摩擦輪上的圍包角；f——襯墊摩擦系數；e——自然對數的底；C1——任意常數；C2——任意常數；C——任意常數。

3 結論

多繩摩擦提升設計使用歐拉公式有一定的前提條件，否則計算結果將存在偏差。而實際工作狀況與假設條件之間存在出入，比如鋼絲繩由繩股捻制而成，具有一定的抗彎剛度；又比如襯墊摩擦系數為變量等等。因此，許多學者從不同角度對歐拉公式進行了修正，使計算更接近實際，但修正方法尚未在規程規范中明確。GB 50215-2005《煤炭工業礦井設計規范》中采用的歐拉公式，其它如《煤炭安全規程》（2011年版）、MT5021-1997《煤礦地面多繩摩擦式提升系統設計規范》雖然沒有明確采用的歐拉公式，但規定了摩擦系數為常數等原則。

綜上，作者認為從設計計算的角度，應嚴格遵守規程規范的要求；而從現場使用的角度，需根據實測對提升系統進行復核計算。本文如有不當之處，敬請指正。

參考文獻：

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[2]葛世榮.摩擦提升歐拉公式的修正[J].礦山機械，1989年11月.

[3]曹助家，顧占山.歐拉公式在機械設計中的應用[J].機械制造，1994年第2期.

[4]于勵民，忤自連.礦山固定設備選型使用手冊[M].北京：煤炭工業出版社，2006.

[5]李玉瑾.多繩摩擦提升系統動力學研究與工程設計[M].北京：煤炭工業出版社，2008.

篇7

【關鍵詞】塔式起重機專家系統安全評判 DevelopmentofExpertSystemforSafety

AssessmentofTowerCrane

HuangHongzhongYaoXinsheng

(SchoolofMechanicalEngineering,SouthwestJiaotongUniversity)

ChenXiaoanLiRunfangQinDatong

(StateKeyLab.ofMechanicalTransmission,ChongqingUniversity)

AbstractAsanimportantfacility,thetowercraneplaysanimportantroleinconstructionindustry.Thoughitssafetyproblemhasbeenconcernedworldwidely,theaccidentfrequencyhasbeenhigh.Itssafetyisstillapuzzleinthisindustry.AfterbuildingaDependRelationFigure(DRF),anexpertsystemforsafetyassessmentoftowercrane(TQES)isdevelopedinVisualC++environment,usingtheexpertsystemframetechnologybasedonmoderndesignmethodology.TheTQEShasbeenverifiedsuccessfully,andcouldbeusedtoassessthesafetyofgeneraltowercrane.

Keywords：TowercraneExpertsystemSafetyassessment

1引言

塔式起重機（簡稱塔機）的安全問題，一直是塔機及其應用行業的主要憂患之一，受到各國政府、制造廠商和使用單位以及科研部門的高度重視。現有的解決塔機安全問題的方法，一般立足于生產管理、使用管理和安全檢查上。但是，由于人為管理的脆弱性，塔機安全問題依然嚴重。為此，筆者通過對塔機安全問題的調查以及對塔機的安全檢查、評判的研究，開發了塔機安全評判專家系統，便于對塔機的安全狀況進行經常性的安全評判，從而提高塔機的安全性。

2基本理論

2.1塔機安全的依賴關系圖

在萬物復雜變化的世界中，許多事物所處的狀況或狀態都是由一定的因素造成的，而這些事物的狀態同時又是影響其他事物的狀態的因素。這種相互依存、相互影響的關系就叫做依賴關系。這樣的依賴關系在現實世界中隨處可見。如：“他生病了”與“他感到不舒服”；“塔機超載”與“塔機不安全”等。

專家系統是一個基于推理、分析的系統，它的工作就是利用知識庫的資源進行推理和分析，根據知識的相互依賴關系去尋求結論。因此，在建立專家系統前，整理知識并建立知識之間的依賴關系是基本的和必要的。

在相關知識領域中，由基本因素到復雜因素進行分析，從而形成了一種復雜的依賴關系，用圖形表示就是依賴關系圖。依賴關系圖有助于對領域知識系統體系進行更加直觀的整理，有助于系統結構設計和知識庫的建立。

塔機安全的依賴關系圖顯示了塔機由于其自身因素和外界因素造成安全或不安全的依賴關系，在對塔機的事故和安全問題進行調查、分析、總結后，筆者給出了塔機的安全依賴關系圖，如圖1所示。

由于引起塔機不安全的因素的復雜性，塔機的安全依賴關系很復雜，這個依賴關系圖只簡單表明了塔機不安全的某些原因的某些主要發生點，具體的塔機的安全依賴關系將在專家系統知識庫構造時全部裝入系統。

2.2基于現代設計方法學的專家系統構造技術

專家系統的構造技術可以認為是一門高度智能化的邊緣學科，把當代的相關科學領域的新的設計方法應用到專家系統的構造中，就形成了專家系統的新的構造技術即基于現代設計方法學的專家系統構造技術。

現代設計方法學是一門新興的學科，其研究對象不是某個領域，而是某個領域的研究方法。其研究的主要內容是對現有的方法進行分析和總結，進而去發掘和創造新的方法，并把新的方法應用于相應的科學領域。在許多行業領域都有其特殊的科研隊伍，其中較強大的一支是進行方法和策略的研究，其實是從事現代設計方法學的具體應用。在商業界，此類隊伍已造就了許多商業奇跡，眾多有效的銷售方法的推出均是這些策劃人員的杰作。在計算機軟件行業，這樣的隊伍也已非常龐大，針對網絡的許多新理論、新技術，對互聯網絡以及局域網絡的發展均起到了巨大的推動作用。在機械等其他工業行業也不例外，模糊機械分析設計方法學的提出，無疑讓機械設計水平躍上了一個新的臺階［1］。

在專家系統的構造方面，其構造技術也在不停地發展，但較其他軟件行業就顯得緩慢，主要原因就是設計新方法的發展和應用不夠。專家系統的構造也應該吸收當今的現代設計新方法、新理論、新工具，以提高其構造的速度和質量。基于現代設計方法學的專家系統構造技術強調：基于面向對象的模型構造、基于用戶的功能設計和基于模糊技術、神經網絡的知識處理以及基于現代設計工具的實現等。

2.3可行性分析

塔機安全評判是解決塔機安全問題、提高塔機安全重要性的一種方法和手段。作為對塔機安全的評判，它具有一定的特點和作業流程。塔機安全評判人員，一般由一組塔機安全工程師和塔機專家組成，通過對塔機的狀態的系統評定，根據專家的經驗和有關規章制度進行評判，最后根據各個專家的評判結果進行綜合，得到塔機的安全結論。檢查塔機安全評判的流程，可大致描述為圖2的形式。因此，塔機的安全評判具有以下特點：

1）評判人員應為塔機安全工程師和塔機專家；

2）評判應依據專家的經驗和有關的規章制度實現；

3）評判過程多是專家進行分析，具體的物理活動少；

4）評判活動很難用傳統的軟件技術解決。

塔機安全問題的重要性在前面已有所敘述，而塔機專家是有限的，不可能對每一臺塔機都配備專業的塔機專家進行實時監控，因此努力尋找新的方法來協助解決這一問題就十分必要。開發一個對應的塔機安全評判專家系統，能夠對塔機隨時進行安全評判，就是協助解決塔機安全問題的一種新方法的嘗試。

塔機安全評判的專家系統的構造不僅是必要的而且是可行的，其理由有四：

1）塔機安全評判適宜于開發專家系統，根據前面提到的塔機安全評判的領域特點，其活動多為專家的推理活動，而評判的依據為專家群體知識，正好符合專家系統的開發要求；

2）塔機安全評判的知識存在并且可以獲取，這些知識一部分來源于有關的規章制度，另外的來源于專家的經驗，這兩方面的知識獲取都是可行的；

3）構造專家系統的技術比較成熟，專家系統也易于構造；

4）設計人員有開發專家系統的能力。

3系統模型設計

考慮到塔機安全評判的專家系統是一個基于規則的評判類專家系統。因此，在建立系統之初，就考慮了系統的擴充性，即：建立的專家系統應該適用于塔機的安全評判，同時也可作為一個一般的專家系統工具來使用，在系統啟動使用后，能夠通過簡單的重新構造系統的知識庫再構造為其他的專家系統。根據這樣的設計考慮，塔機安全評判的專家系統的知識庫、知識庫的建立、知識的獲取應該是重要的，而且是用戶可重新定義使用的部分。因此，該系統是一個基于規則的評判類專家系統和工具，為了方便和說明系統的功能，以后都把該系統簡稱為TQES系統。

根據前面對專家系統結構的理論介紹和要求，TQES系統總體上的結構采用基于規則的一般結構，包括以下幾部分：基本數據庫，初始證據庫，規則庫，知識獲取，推理機，解釋機制，人機接口，綜合數據庫，最終數據庫。其相互關系如圖3所示。下面介紹其組成部分和功能。

圖3TQES專家系統總體結構圖

（1）庫文件

TQES系統包括5個庫文件，其實就是通常的知識庫和綜合數據庫的具體形式體現。

規則庫，即知識庫，在基于規則的專家系統中，知識的表示是一組按照一定順序排列的規則，這些規則一起組成規則庫，規則庫是知識的存放處。TQES的規則庫包括了TQES專家系統用的所有知識。

基本數據庫為系統的初始化數據文件，它為規則庫的建立提供統一格式的數據。在TQES中，使用的最基本的推理單位為節點，節點包含有某種數據值、值的可靠度、數據的標識符等參數。基本數據庫由節點構成。

中間數據庫也叫綜合數據庫，該庫是在推理中用的臨時數據庫，它也由節點組成。該庫只有在TQES推理時存在，為動態庫文件。

最終數據庫是TQES推理結束并且成功后的數據庫，該庫存放推理的成功數據，它也由節點組成。該庫只有在TQES推理成功后才產生，為動態庫，但是可以進行存儲和多種方式的輸出。

推理機是TQES的主要的進行推理工作的模塊，它根據用戶的環境設定而進行推理。其主要功能實現如圖4所示。

圖4TQES專家系統總體流程圖

（2）推理機

（3）解釋機制

對推理的結論和推理的過程進行解釋，增加推理的透明性。

（4）人機接口

人機接口模塊是TQES的特色部分，它負責處理操作人員和系統的信息交換。包括對用戶的輸入信息轉化為系統的形式，把系統的輸出信息轉化為自然化語言，動態顯示推理進程、閱覽檢查、打印各個庫文件和數據的模糊化處理等。

（5）知識獲取

負責獲取知識，具體來講就是構造基本數據庫文件和知識庫文件。TQES通過可視化環境獲取數據，動態編輯、顯示，自動格式化存儲，并具有安全、不失真特性。

4程序實現

按照TQES結構模型，利用基于現代設計方法學專家系統構造技術進行了程序設計。所有的程序都在VISUALC++環境下設計并調試通過，符合C++規范。由于源程序較多（500多頁，近20000行代碼、40萬字符），在此就不列出源代碼。同時，由于TQES是一個真正Windows下的面向對象的程序，因此其功能部分和界面部分是綜合的。下面列出主要源程序的作用。

Item.cpp節點定義功能實現

ItemBase.cpp節點庫實現文件

ItemNameManager.cpp建立基本節點庫

ItemInit.cpp初始化基本節點庫

ItemBasePrint.cpp打印節點庫

ItemInitDate獲取初始化數據

MyTree.cpp以樹形顯示節點庫

MyList.cpp以列表形式顯示節點庫

Rule.cpp規則定義功能實現

RuleBase.cpp規則庫實現

RuleManager.cpp建立和管理規則

RuleBasemanger.cpp建立和管理規則庫

RuleAddItem.cpp為規則增加前提或結論

RuleDisplay.cpp規則以自然語言顯示在屏幕上

RuleEqualEdit.cpp規則的前提和結論之間計算關系的公式編輯器

RuleList.cpp規則庫以列表顯示

RulePreHeight.cpp規則前提權重分配

Value.cpp節點的值實現

Do.cpp推理驅動

Doing.cpp推理進行

DoSutuo.cpp推理設置

ConclusionOut.cpp顯示推理結論

MainFrm.cpp主窗口管理

Tqes.cpp程序進程總啟動

TqesView.cpp程序視圖管理

TqesDoc.cpp程序文檔管理

t程序幫助的索引

Tqes.rtf程序幫助的源文件內容

5結論

TQES系統經過調試后全部達到功能指標，并對一些已經存在的塔機安全事故進行分析，結果正確、可靠，是一個值得信賴的塔機安全評判軟件，可以對塔機的安全管理起到一定的協助作用。同時，考慮到軟件開發的難度和塔機專業的局限性，在TQES開發之初就考慮到其功能和應用領域的不協調性。因此TQES在主文件不加修改的前提下，通過相應的庫文件的重新構造或修改，就可應用到其他類似的評判類、推理類、故障診斷類專家系統中，TQES又是一個廣義上的專家系統開發工具，它具有廣闊的應用領域和光輝前景。

*國家自然科學基金、四川省跨世紀杰出青年學科帶頭人培養基金資助項目

作者簡介：黃洪鐘1963年6月生，重慶市長壽縣人。博士，教授。現任紐約科學院會員，日本機械工程師學會會員，中國現代設計法研究會可靠性學會理事，中國機械工程學會可靠性工程分會理事，中國機械工程學會機械設計分會理事。《機械設計》雜志編委，國際著名雜志ReliabilityEngineeringandSystemSafety,FuzzySetsandSystems,MicroelectronicsandReliability等論文特約評閱人。主要從事可靠性與安全性工程、CAD、智能優化設計、神經網絡、模糊技術的研究工作。主持或參加國家級和省部級科研項目14項，獲國家級和省部級科技獎3項，獲國家專利1項，出版學術著作4部，在國內外學術刊物上120余篇。

姚新勝1969年12月出生，山西晉城人。1993年7月畢業于西南交通大學，獲學士學位。1993年8月至1996年8月在山西長治北機務段工作。1999年6月畢業于西南交通大學，獲碩士學位。現正在西南交通大學攻讀博士學位，研究方向為安全工程、智能CAD與專家系統。主持并研究國家級和省部級項目3項，發表學術論文4篇。

作者單位：黃洪鐘姚新勝（西南交通大學機械工程學院）

陳小安李潤方秦大同（重慶大學機械傳動國家重點實驗室）

作者地址：四川省成都市；西南交通大學機械工程學院；郵編：610031

參考文獻“”版權所有

1黃洪鐘．機械設計模糊優化原理及應用．北京：科學出版社，1996.

2陳新標．淺析塔機使用方面的危險因素及防范措施．建筑安全，1997，（10）：6～8.

3程映雪等．社會主義市場經濟條件下我國勞動安全衛生策略研究（5）．勞動保護科學技術，1995,15（5）：23～24.

篇8

關鍵詞：機械產品；方案設計方法；發展趨勢

引言

科學技術的飛速發展，產品功能要求的日益增多，復雜性增加，壽命期縮短，更新換代速度加快。然而，產品的設計，尤其是機械產品方案的設計手段，則顯得力不從心，跟不上時展的需要。目前，計算機輔助產品的設計繪圖、設計計算、加工制造、生產規劃已得到了比較廣泛和深入的研究，并初見成效，而產品開發初期方案的計算機輔助設計卻遠遠不能滿足設計的需要。為此，作者在閱讀了大量文獻的基礎上，概括總結了國內外設計學者進行方案設計時采用的方法，并討論了各種方法之間的有機聯系和機械產品方案設計計算機實現的發展趨勢。

根據目前國內外設計學者進行機械產品方案設計所用方法的主要特征，可以將方案的現代設計方法概括為下述四大類型。

1、系統化設計方法

系統化設計方法的主要特點是：將設計看成由若干個設計要素組成的一個系統，每個設計要素具有獨立性，各個要素間存在著有機的聯系，并具有層次性，所有的設計要素結合后，即可實現設計系統所需完成的任務。

系統化設計思想于70年代由德國學者Pahl和Beitz教授提出，他們以系統理論為基礎，制訂了設計的一般模式，倡導設計工作應具備條理性。德國工程師協會在這一設計思想的基礎上，制訂出標準VDI2221“技術系統和產品的開發設計方法。

制定的機械產品方案設計進程模式，基本上沿用了德國標準VDI2221的設計方式。除此之外，我國許多設計學者在進行產品方案設計時還借鑒和引用了其他發達國家的系統化設計思想，其中具有代表性的是：

(1)將用戶需求作為產品功能特征構思、結構設計和零件設計、工藝規劃、作業控制等的基礎，從產品開發的宏觀過程出發，利用質量功能布置方法，系統地將用戶需求信息合理而有效地轉換為產品開發各階段的技術目標和作業控制規程的方法。

(2)將產品看作有機體層次上的生命系統，并借助于生命系統理論，把產品的設計過程劃分成功能需求層次、實現功能要求的概念層次和產品的具體設計層次。同時采用了生命系統圖符抽象地表達產品的功能要求，形成產品功能系統結構。

(3)將機械設計中系統科學的應用歸納為兩個基本問題：一是把要設計的產品作為一個系統處理，最佳地確定其組成部分(單元)及其相互關系；二是將產品設計過程看成一個系統，根據設計目標，正確、合理地確定設計中各個方面的工作和各個不同的設計階段。

由于每個設計者研究問題的角度以及考慮問題的側重點不同，進行方案設計時采用的具體研究方法亦存在差異。下面介紹一些具有代表性的系統化設計方法。

1.1設計元素法

用五個設計元素(功能、效應、效應載體、形狀元素和表面參數)描述“產品解”，認為一個產品的五個設計元素值確定之后，產品的所有特征和特征值即已確定。我國亦有設計學者采用了類似方法描述產品的原理解。

1.2圖形建模法

研制的“設計分析和引導系統”KALEIT，用層次清楚的圖形描述出產品的功能結構及其相關的抽象信息，實現了系統結構、功能關系的圖形化建模，以及功能層之間的聯接。

將設計劃分成輔助方法和信息交換兩個方面，利用Nijssen信息分析方法可以采用圖形符號、具有內容豐富的語義模型結構、可以描述集成條件、可以劃分約束類型、可以實現關系間的任意結合等特點，將設計方法解與信息技術進行集成，實現了設計過程中不同抽象層間信息關系的圖形化建模。

文獻［11］將語義設計網作為設計工具，在其開發的活性語義設計網ASK中，采用結點和線條組成的網絡描述設計，結點表示元件化的單元(如設計任務、功能、構件或加工設備等)，線條用以調整和定義結點間不同的語義關系，由此為設計過程中的所有活動和結果預先建立模型，使早期設計要求的定義到每一個結構的具體描述均可由關系間的定義表達，實現了計算機輔助設計過程由抽象到具體的飛躍。

1.3“構思”—“設計”法

將產品的方案設計分成“構思”和“設計”兩個階段。“構思”階段的任務是尋求、選擇和組合滿足設計任務要求的原理解。“設計”階段的工作則是具體實現構思階段的原理解。

將方案的“構思”具體描述為：根據合適的功能結構，尋求滿足設計任務要求的原理解。即功能結構中的分功能由“結構元素”實現，并將“結構元素”間的物理聯接定義為“功能載體”，“功能載體”和“結構元素”間的相互作用又形成了功能示意圖(機械運動簡圖)。方案的“設計”是根據功能示意圖，先定性地描述所有的“功能載體”和“結構元素”，再定量地描述所有“結構元素”和聯接件(“功能載體”)的形狀及位置，得到結構示意圖。Roper，H.利用圖論理論，借助于由他定義的“總設計單元(GE)”、“結構元素(KE)”、“功能結構元素(FKE)”、“聯接結構元素(VKE)”、“結構零件(KT)”、“結構元素零件(KET)”等概念，以及描述結構元素尺寸、位置和傳動參數間相互關系的若干種簡圖，把設計專家憑直覺設計的方法做了形式化的描述，形成了有效地應用現有知識的方法，并將其應用于“構思”和“設計”階段。

從設計方法學的觀點出發，將明確了設計任務后的設計工作分為三步：1)獲取功能和功能結構(簡稱為“功能”)；2)尋找效應(簡稱為“效應”)；3)尋找結構(簡稱為“構形規則”)。并用下述四種策略描述機械產品構思階段的工作流程：策略1：分別考慮“功能”、“效應”和“構形規則”。因此，可以在各個工作步驟中分別創建變型方案，由此產生廣泛的原理解譜。策略2：“效應”與“構形規則”(包括設計者創建的規則)關聯，單獨考慮功能(通常與設計任務相關)。此時，辨別典型的構形規則及其所屬效應需要有豐富的經驗，產生的方案譜遠遠少于策略1的方案譜。策略3：“功能”、“效應”、“構形規則”三者密切相關。適用于功能、效應和構形規則間沒有選擇余地、具有特殊要求的領域，如超小型機械、特大型機械、價值高的功能零件，以及有特殊功能要求的零部件等等。策略4：針對設計要求進行結構化求解。該策略從已有的零件出發，通過零件間不同的排序和連接，獲得預期功能。

1.4矩陣設計法

在方案設計過程中采用“要求—功能”邏輯樹(“與或”樹)描述要求、功能之間的相互關系，得到滿足要求的功能設計解集，形成不同的設計方案。再根據“要求—功能”邏輯樹建立“要求—功能”關聯矩陣，以描述滿足要求所需功能之間的復雜關系，表示出要求與功能間一一對應的關系。

Kotaetal將矩陣作為機械系統方案設計的基礎，把機械系統的設計空間分解為功能子空間，每個子空間只表示方案設計的一個模塊，在抽象階段的高層，每個設計模塊用運動轉換矩陣和一個可進行操作的約束矢量表示；在抽象階段的低層，每個設計模塊被表示為參數矩陣和一個運動方程。

1.5鍵合圖法

將組成系統元件的功能分成產生能量、消耗能量、轉變能量形式、傳遞能量等各種類型，并借用鍵合圖表達元件的功能解，希望將基于功能的模型與鍵合圖結合，實現功能結構的自動生成和功能結構與鍵合圖之間的自動轉換，尋求由鍵合圖產生多個設計方案的方法。

2、結構模塊化設計方法

從規劃產品的角度提出：定義設計任務時以功能化的產品結構為基礎，引用已有的產品解(如通用零件部件等)描述設計任務，即分解任務時就考慮每個分任務是否存在對應的產品解，這樣，能夠在產品規劃階段就消除設計任務中可能存在的矛盾，早期預測生產能力、費用，以及開發設計過程中計劃的可調整性，由此提高設計效率和設計的可靠性，同時也降低新產品的成本。Feldmann將描述設計任務的功能化產品結構分為四層，(1)產品(2)功能組成(3)主要功能組件(4)功能元件。并采用面向應用的結構化特征目錄，對功能元件進行更為具體的定性和定量描述。同時研制出適合于產品開發早期和設計初期使用的工具軟件STRAT。

認為專用機械中多數功能可以采用已有的產品解，而具有新型解的專用功能只是少數，因此，在專用機械設計中采用功能化的產品結構，對于評價專用機械的設計、制造風險十分有利。

提倡在產品功能分析的基礎上，將產品分解成具有某種功能的一個或幾個模塊化的基本結構，通過選擇和組合這些模塊化基本結構組建成不同的產品。這些基本結構可以是零件、部件，甚至是一個系統。理想的模塊化基本結構應該具有標準化的接口(聯接和配合部)，并且是系列化、通用化、集成化、層次化、靈便化、經濟化，具有互換性、相容性和相關性。我國結合軟件構件技術和CAD技術，將變形設計與組合設計相結合，根據分級模塊化原理，將加工中心機床由大到小分為產品級、部件級、組件級和元件級，并利用專家知識和CAD技術將它們組合成不同品種、不同規格的功能模塊，再由這些功能模塊組合成不同的加工中心總體方案。

以設計為目錄作為選擇變異機械結構的工具，提出將設計的解元素進行完整的、結構化的編排，形成解集設計目錄。并在解集設計目錄中列出評論每一個解的附加信息，非常有利于設計工程師選擇解元素。

根據機械零部件的聯接特征，將其歸納成四種類型：1)元件間直接定位，并具有自調整性的部件；2)結構上具有共性的組合件；3)具有嵌套式結構及嵌套式元件的聯接；4)具有模塊化結構和模塊化元件的聯接。并采用準符號表示典型元件和元件間的連接規則，由此實現元件間聯接的算法化和概念的可視化。

在進行機械系統的方案設計中，用“功能建立”模塊對功能進行分解，并規定功能分解的最佳“粒化”程度是功能與機構型式的一一對應。“結構建立”模塊則作為功能解的選擇對象以便于實現映射算法。

3、基于產品特征知識的設計方法

基于產品特征知識設計方法的主要特點是：用計算機能夠識別的語言描述產品的特征及其設計領域專家的知識和經驗，建立相應的知識庫及推理機，再利用已存儲的領域知識和建立的推理機制實現計算機輔助產品的方案設計。

機械系統的方案設計主要是依據產品所具有的特征，以及設計領域專家的知識和經驗進行推量和決策，完成機構的型、數綜合。欲實現這一階段的計算機輔助設計，必須研究知識的自動獲取、表達、集成、協調、管理和使用。為此，國內外設計學者針對機械系統方案設計知識的自動化處理做了大量的研究工作，采用的方法可歸納為下述幾種。

3.1編碼法

根據“運動轉換”功能(簡稱功能元)將機構進行分類，并利用代碼描述功能元和機構類別，由此建立起“機構系統方案設計專家系統”知識庫。在此基礎上，將二元邏輯推理與模糊綜合評判原理相結合，建立了該“專家系統”的推理機制，并用于四工位專用機床的方案設計中。

利用生物進化理論，通過自然選擇和有性繁殖使生物體得以演化的原理，在機構方案設計中，運用網絡圖論方法將機構的結構表達為拓撲圖，再通過編碼技術，把機構的結構和性能轉化為個體染色體的二進制數串，并根據設計要求編制適應值，運用生物進化理論控制繁殖機制，通過選擇、交叉、突然變異等手段，淘汰適應值低的不適應個體，以極快的進化過程得到適應性最優的個體，即最符合設計要求的機構方案。

3.2知識的混合型表達法

針對復雜機械系統的方案設計，采用混合型的知識表達方式描述設計中的各類知識尤為適合，這一點已得到我國許多設計學者的共識。

在研制復雜產品方案設計智能決策支持系統DMDSS中，將規則、框架、過程和神經網絡等知識表示方法有機地結合在一起，以適應設計中不同類型知識的描述。將多種單一的知識表達方法(規則、框架和過程)，按面向對象的編程原則，用框架的槽表示對象的屬性，用規則表示對象的動態特征，用過程表示知識的處理，組成一種混合型的知識表達型式，并成功地研制出“面向對象的數控龍門銑床變速箱方案設計智能系統GBCDIS”和“變速箱結構設計專家系統GBSDES”。

3.3利用基于知識的開發工具

在聯軸器的CAD系統中，利用基于知識的開發工具NEXPERT-OBJECT，借助于面向對象的方法，創建了面向對象的設計方法數據庫，為設計者進行聯軸器的方案設計和結構設計提供了廣泛且可靠的設計方法譜。則利用NEXPERT描述直線導軌設計中需要基于知識進行設計的內容，由此尋求出基于知識的解，并開發出直線導軌設計專家系統。

3.4設計目錄法

構造了“功能模塊”、“功能元解”和“機構組”三級遞進式設計目錄，并將這三級遞進式設計目錄作為機械傳動原理方案智能設計系統的知識庫和開發設計的輔助工具。

3.5基于實例的方法

在研制設計型專家系統的知識庫中，采用基本謂詞描述設計要求、設計條件和選取的方案，用框架結構描述“工程實例”和各種“概念實體”，通過基于實例的推理技術產生候選解來配匹產品的設計要求。

4、智能化設計方法

智能化設計方法的主要特點是：根據設計方法學理論，借助于三維圖形軟件、智能化設計軟件和虛擬現實技術，以及多媒體、超媒體工具進行產品的開發設計、表達產品的構思、描述產品的結構。

在利用數學系統理論的同時，考慮了系統工程理論、產品設計技術和系統開發方法學VDI2221，研制出適合于產品設計初期使用的多媒體開發系統軟件MUSE。

在進行自動取款機設計時，把產品的整個開發過程概括為“產品規劃”、“開發”和“生產規劃”三個階段，并且充分利用了現有的CAD尖端技術——虛擬現實技術。1)產品規劃—構思產品。其任務是確定產品的外部特性，如色彩、形狀、表面質量、人機工程等等，并將最初的設想用CAD立體模型表示出，建立能夠體現整個產品外形的簡單模型，該模型可以在虛擬環境中建立，借助于數據帽和三維鼠標，用戶還可在一定程度上參與到這一環境中，并且能夠迅速地生成不同的造型和色彩。立體模型是檢測外部形狀效果的依據，也是幾何圖形顯示設計變量的依據，同時還是開發過程中各類分析的基礎。2)開發—設計產品。該階段主要根據“系統合成”原理，在立體模型上配置和集成解元素，解元素根據設計目標的不同有不同的含義：可以是基本元素，如螺栓、軸或輪轂聯接等；也可以是復合元素，如機、電、電子部件、控制技術或軟件組成的傳動系統；還可以是要求、特性、形狀等等。將實現功能的關鍵性解元素配置到立體模型上之后，即可對產品的配置(設計模型中解元素間的關系)進行分析，產品配置分析是綜合“產品規劃”和“開發”結果的重要手段。3)生產規劃—加工和裝配產品。在這一階段中，主要論述了裝配過程中CAD技術的應用，提出用計算機圖像顯示解元素在相應位置的裝配過程，即通過虛擬裝配模型揭示造形和裝配間的關系，由此發現難點和問題，并找出解決問題的方法，并認為將CAD技術綜合應用于產品開發的三個階段，可以使設計過程的綜合與分析在“產品規劃”、“開發”和“生產規劃”中連續地交替進行。因此，可以較早地發現各個階段中存在的問題，使產品在開發進程中不斷地細化和完善。

我國利用虛擬現實技術進行設計還處于剛剛起步階段。利用面向對象的技術，重點研究了按時序合成的機構組合方案設計專家系統，并借助于具有高性能圖形和交換處理能力的OpenGL技術，在三維環境中從各個角度對專家系統設計出的方案進行觀察，如運動中機構間的銜接狀況是否產生沖突等等。

將構造標準模塊、產品整體構造及其制造工藝和使用說明的擬訂(見圖1)稱之為快速成型技術。建議在產品開發過程中將快速成型技術、多媒體技術以及虛擬表達與神經網絡(應用于各個階段求解過程需要的場合)結合應用。指出隨著計算機軟、硬件的不斷完善，應盡可能地將多媒體圖形處理技術應用于產品開發中，例如三維圖形(立體模型)代替裝配、拆卸和設計聯接件時所需的立體結構想象力等等。

利用智能型CAD系統SIGRAPH-DESIGN作為開發平臺，將產品的開發過程分為概念設計、裝配設計和零件設計，并以變量設計技術為基礎，建立了膠印機凸輪連桿機構的概念模型。從文獻介紹的研究工作看，其概念模型是在確定了機構型、數綜合的基礎上，借助于軟件SIGRAPH-DESIGN提供的變量設計功能，使原理圖隨著機構的結構參數變化而變化，并將概念模型的參數傳遞給下一級的裝配模型、零件設計。

5、各類設計方法評述及發展趨勢

綜上所述，系統化設計方法將設計任務由抽象到具體(由設計的任務要求到實現該任務的方案或結構)進行層次劃分，擬定出每一層欲實現的目標和方法，由淺入深、由抽象至具體地將各層有機地聯系在一起，使整個設計過程系統化，使設計有規律可循，有方法可依，易于設計過程的計算機輔助實現。

結構模塊化設計方法視具有某種功能的實現為一個結構模塊，通過結構模塊的組合，實現產品的方案設計。對于特定種類的機械產品，由于其組成部分的功能較為明確且相對穩定，結構模塊的劃分比較容易，因此，采用結構模塊化方法進行方案設計較為合適。由于實體與功能之間并非是一一對應的關系，一個實體通常可以實現若干種功能，一個功能往往又可通過若干種實體予以實現。因此，若將結構模塊化設計方法用于一般意義的產品方案設計，結構模塊的劃分和選用都比較困難，而且要求設計人員具有相當豐富的設計經驗和廣博的多學科領域知識。

機械產品的方案設計通常無法采用純數學演算的方法進行，也難以用數學模型進行完整的描述，而需根據產品特征進行形式化的描述，借助于設計專家的知識和經驗進行推理和決策。因此，欲實現計算機輔助產品的方案設計，必須解決計算機存儲和運用產品設計知識和專家設計決策等有關方面的問題，由此形成基于產品特征知識的設計方法。

目前，智能化設計方法主要是利用三維圖形軟件和虛擬現實技術進行設計，直觀性較好，開發初期用戶可以在一定程度上直接參與到設計中，但系統性較差，且零部件的結構、形狀、尺寸、位置的合理確定，要求軟件具有較高的智能化程度，或者有豐富經驗的設計者參與。

值得一提的是：上述各種方法并不是完全孤立的，各類方法之間都存在一定程度上的聯系，如結構模塊化設計方法中，劃分結構模塊時就蘊含有系統化思想，建立產品特征及設計方法知識庫和推理機時，通常也需運用系統化和結構模塊化方法，此外，基于產品特征知識的設計同時又是方案智能化設計的基礎之一。在機械產品方案設計中，視能夠實現特定功能的通用零件、部件或常用機構為結構模塊，并將其應用到系統化設計有關層次的具體設計中，即將結構模塊化方法融于系統化設計方法中，不僅可以保證設計的規范化，而且可以簡化設計過程，提高設計效率和質量，降低設計成本。

篇9

我于XX年3月1日進入的我們公司，最開始我在車間實習了一個月，我知道實踐才是檢驗真理的唯一標準，在實習期間，我努力地融入我實習的各個工作崗位，與生產工人盡心地交流。對公司的企業文化，運行機制等都有了一定的了解。同時，在此期間，我對公司的設備，產品，加工流程等也有了一定的認識。這為我之后的工藝工作打下了一定的基礎。

實習完之后，我回到了技術中心，成了一名工藝員。在此之前，我從事的是機械設計工作，從來沒有接觸過工藝工作，雖說經常和工藝人員接觸，但對具體明確的工藝職責和工藝任務，我心里也沒有底。經過幾個月的工作，我主要負責的工作有以下幾個方面：

1.工藝文件的編制。我主要負責編制了新產品袋裝粉料拆包機、干混砂漿移動筒倉及部分老產品的工藝編制及改進。現在拆包機已經試制成功，移動筒也正緊鑼密鼓的生產中。并且，我起草編制了工裝編碼規則，用以規范公司工裝的圖號編制。

2.工裝的設計。我負責設計了幾個新式工裝，例如；皮帶機尾部張緊裝置焊接工裝、從動滾筒的同心度檢測工裝等。同時也將公司以前設計正在使用工裝重新測繪整理出圖成了標準圖紙。

3.在管理提升工作方面，我負責起草了與工藝相關的崗位職責。并且從四月底開始，和其他工藝工程師一起進行了每周兩次的工藝紀律檢查。對工藝文件也進行了系統的整理。

4.在工藝培訓工作方面，我們工藝人員利用晚上休息時間進行了三次工藝培訓，我主要負責了機械識圖方面，針對車間員工的培訓，反響良好。

5.在進行工藝工作的同時，也協助技術人員進行了部分設計工作。例如：協助鄭芮設計了部分拆包機部件、設計了幾種新老產品的油漆方案及銘牌、協助何浩設計了部分皮帶機部件等。

通過這四個來月的工作，使我在工作能力，思想方面都有了很大的進步，同時，也存在一些不足。比如，移動筒的制作工藝還不能跟上我們的發貨及制作數量，工藝有待進一步改進。又比如，工藝檢查及反饋執行情況還不太理想。這些都是我在今后的工作中需要改善的。因此，我計劃在下半年的工作中，我主要從以下幾方面入手，改善現階段的工作：

1.將部門職責細化重組，分配并落實到各個相應的職能單位；完善針對部門質量目標達成情況的統計辦法，使工作目標達成情況真實有效并能得到有效的分析控制。

2.持續改善工藝文件，加強工藝文件對現場制作的指導作用。開展工藝研究，針對生產關鍵環節和質量薄弱環節，探索工藝規律，改進工藝條件，優化每一個工位使之形成指導性文件并指導生產一線員工作業。

3.加強工藝檢查。通過工藝檢查，發現問題，采取措施，及時解決；工藝檢查將按照各工位的作業指導文件每周對生產工藝進行測查。同時監督檢查后的問題跟蹤及反饋。

4.多下車間與一線工人溝通，吸取廣大群從的智慧，收集他們提出的意見，建議。經甄別篩選后對現行工作進行改進。

篇10

關鍵詞：創新；人才；實踐教學；物流工程

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）16-0055-03

為推動我國物流業健康發展，高質量的物流人才成為其核心動力。近年來，國家提出培養創新型人才中長期計劃以增強人才競爭實力，國家教委亦在《國家中長期教育改革和發展規劃綱要》中提出“加強實驗室、校內外實習基地、課程教材等教學基本建設”的要求。從人才市場看，企業缺失具備較強實踐能力和創新能力的物流人才。因此，立足于市場需求，結合創新型人才的培養要求，建立科學的創新型物流人才培養實踐教學體系，成為目前我國物流人才培養及物流行業發展亟待解決的問題。

一、國內外研究與發展現狀

1.國內。國內關于實踐教學的研究主要集中在兩方面。一方面，研究如何從不同角度與層次構建實踐教學體系。徐玲玲從基礎實踐、專業實踐、綜合實踐、畢業實習、畢業設計（論文）等方面構建實踐教學體系[1]。劉丹通過對物流人才市場需求分析，從課程教學改革、校內實踐基地建設、產學合作教育等方面入手，構建實踐教學體系[2]。趙曉丹等以教學、科研、生產相結合，教師、學生、專家相結合，課堂教學、實驗研究、基地實習相結合的原則構建實踐教學體系[3]。盧海燕針對構建的實踐教學體系，提出了其管理體系、保障體系及評價機制[4]。孫慧以實習、實驗、課程設計、畢業設計等環節為基礎，構建科學的實踐教學體系[5]。馬樂等以物流工程創新實踐型人才能力結構為基礎，對物流人才培養體系進行探討[6]。另一方面，研究如何對現有實踐教學體系進行改革。張運以滿足市場需求的物流人才為前提，提出了理論知識、自學能力、實踐能力、創新能力等“四位一體”的培養模式[7]。林B嬪等在分析我國高校物流人才培養現狀基礎上，構筑了注重應用性和實用性的物流實踐教學體系[8]。周泰等總結了我國物流工程專業學生實踐能力與創新能力現狀，提出了加強學生創新能力的一系列措施[9]。孫衛華，王成林結合北京物資學院的物流專業培養目標，探討了物流教學改革的思路和物流工程專業實踐教學的內容[10]。

2.國外。國外的物流教學體系主要包括大學物流教育、物流職業教育、培訓及從業資格認證。其物流實踐教學有三個典型模式：①德國。其特點是“雙元制”培養體系。學生在學習理論知識體系的同時進行物流實踐活動，理論結合實際，大大縮短了與企業人才需求的距離；②日本。其特點是涉獵廣泛、不拘一格。日本的大學專業課課程設置不僅強調多元化，而且突出特色，可以適應物流領域的多方位需求。另外，企業和物流協會也非常注重物流人才培養與培訓。在學校和社會共同努力下，形成了完整的物流教育和培訓體系；③美國。其特點是兼顧學位教育與職業教育的多層次全方位教育體系。美國既重視正式的物流人才學歷教育，又重視在職人員的職業教育。物流從業人員從業前必須接受職業教育。在美國供應鏈管理協會的倡導下，美國建立了職業資格認證制度，如倉儲工程師、配送工程師等職業資格。

綜上所述，國內外主要從培養目標分析、教學體系構建、教學體系評價等幾方面進行研究。研究以培養目標與市場需求分析為指導，從不同視角出發構建人才培養實踐教學體系；或針對我國目前人才培養存在的主要問題，對實踐教學體系提出改進建議。本文以市場需求為目標，分析物流創新型人才應具備的特征。基于此構建創新型物流人才的實踐教學體系，最后提出保障實踐教學體系實施的保障體系。

二、創新型物流人才特征分析及其對實踐教學體系的要求

1.創新型物流人才的特征。專業物流人才應具備以下能力：熟悉物流流程，精通供應鏈管理，具備創新物流方案、提高物流服務水平的管理能力；能熟練運用規劃方法和優化理論，對物流工程項目進行合理規劃和有效管理；在各個行業領域能有效結合物流與本行業、企業的經營特點，為企業創造價值。綜上，創新型物流人才應具備的特征有：首先，具備扎實的專業理論基礎，并能對基礎理論融會貫通與靈活應用；其次，具有突出的創新思維、實踐能力與創新能力。學生應具備在物流環節進行設計和創新的能力、設計和優化物流系統、分析和解決物流系統實際問題；此外，還應具有較強的研究能力和可持續發展能力，具有很好的專業知識自學能力和很強的適應性，在工作中能科學將物流結合行業或企業的特點，創造性的解決具體問題。

2.創新型物流人才培養對實踐教學體系的要求。結合創新型物流人才的特征與學生的學習成長規律，構建逐級培養學生能力的實踐教學體系，要特別注意培養學生理論結合實際的實踐能力、創新能力和綜合運用能力。應特別重視基礎性實踐課程、實踐環節和課外實踐活動設置。首先，基礎實踐可以幫助學生將所學知識聯系起來，加深對理論知識的理解，這一環節使學生具備扎實的理論基礎和基礎實踐能力。其次，在實踐環節，實踐課程設置應重視對學科知識綜合應用的綜合類課程設計，如物流信息技術與數據庫課程設計、供應鏈一體化設計和優化設計，鍛煉學生的實踐能力和創新能力。最后，課外實踐環節設置的競賽活動和科研活動可以鍛煉學生研究能力和持續發展能力。在專業老師的指導下，學生可以逐漸強化創造性解決問題的能力。

三、創新型物流人才實踐教學體系構建

基于培養創新型物流人才對實踐教學體系提出的要求，借鑒國內物流工程本科專業現有實踐教學體系，構建實踐教學體系結構如下。

1.基礎性實踐課程。實踐課程是培養學生創新意識、創新思維和創新能力重要的基礎環節。與理論課程同步的基礎性實踐課程可采用⒎⑹劍鼓勵學生互動討論、嘗試創新，成為主動學習的人。該部分包括基礎實習、實驗和設計性課程設計。基礎實習可開設金工實習、物流技術裝備實習、供應鏈認知實習、國際貨運實訓等，基礎實驗開設基礎機械實驗、電子電工實驗、上機實驗（計算機應用基礎、C語言程序設計、VB程序設計、數據庫技術及應用等）。設計性課程設計主要由機械設計、物流裝備設計等組成。其中，物流技術裝備實習在老師的帶領下參觀物流裝備實驗室或物流場站、港口等地，了解各種現有裝備的基本性能和使用條件。國際貨運實訓是在學習了國際物流學之后，采用參觀實習的方式，幫助學生通過實際操作熟悉國際貨代的基本工作與責任。機械設計課程設計是將機械理論知識運用于實際的過程，包括減速器設計等。物流設施規劃課程設計是結合設施規劃理論與題目數據相結合，進行廠房總平面設計工作。物流裝備設計課程設計是結合機械設計原理和給定題目的實際情況進行物流設備設計，如帶式輸送機設計。

2.實踐環節。實踐環節課程應以學生培養分析問題、解決問題的實踐能力和創新能力為目標。其包括綜合性課程設計、物流生產實習、畢業實習和畢業設計（論文）。綜合性課程設計可以開設供應鏈優化設計、Matlab仿真設計、物流信息系統數據庫設計、物流系統建模與算法設計、物流工程仿真課程設計等。生產實習和畢業實習應在校外實習基地進行。同時提倡學生在企業實習期間尋找研究課題和項目，為畢業論文撰寫打好基礎。畢業設計（論文）是本科生對所學知識綜合運用的成果體現，可以鍛煉學生綜合運用多學科的理論知識和技能。保證一定比例的學生進行工程設計類畢業設計（論文），培養學生查閱資料、實驗研究、工程設計、分析問題和解決問題以及書寫科學技術報告的能力。

3.課外實踐活動。課外實踐活動是物流人才提升創新能力的重要途徑。在活動中學生結合工作及參賽需求和專業知識創造性解決問題，培養其創新能力和持續自主學習能力。課外實踐活動有學科競賽、大學生創新科研項目、教師科研項目等組成。

鼓勵和組織學生參加學科競賽，專業指導老師對大學生競賽項目加以引導。主要包括全國數學建模大賽和物流設計大賽。該專業對全國大學生物流設計大賽較為重視，每屆都通過校內選拔，選派優秀學生與老師積極參與，并已取得全國一等獎、二等獎的優異成績。專業老師引導學生參加創新科研項目，并指導學生申報參加各級大學生創新創業項目，效果良好。有助于培養學生自主學習的可持續發展能力和研究能力，提升創新能力。在專業老師鼓勵和引導下，組成研究團隊，使學生參與老師的科研項目，將所學知識應用于實踐，有助于培養學生的創新意識和創新能力。

四、創新型本科人才實踐教學體系實施保障

實施保障是保證教學體系有效實現的重要環節，因此保障措施也是創新型人才培養落實的關鍵。

1.實習基地建設。①校內實習基地建設，校內實習基地是實踐教學的首要條件，同時也是培養學生實踐技能的重要保證。國內高校應建設物流工程仿真實驗室、物流工程模型實驗室等，提高實驗室利用率，通過參觀與實踐提升教學效果。此外，高校應將科研基地等優勢資源向本科生開放，為本科生開設科學探究類課程和實驗課程，指導本科生在基地開展創新研究、畢業設計訓練等活動，接收高年級本科生進入研究團隊進行課題研究。②校外實習基地，校外生產實習能培養學生的實際實踐能力，是學生理論聯系實際的最好途徑。學校應積極聯系，與樂于接受和培養高校實習生的實習單位建立好的合作機制，重視校外實習基地建設，使學生參與到企業生產中，發現和解決企業運營中的物流問題，為學生創造性解決問題提供條件。

2.師資隊伍建設。①雙師型”專業教師培養，“雙師型”專業教師對于創新型物流工程人才的培養起到至關重要的作用。學校可以通過校企聯合為教師提供到物流企業學習、調研的機會，培養一批既懂物流基本理論又了解物流企業的運作規律的師資隊伍，為培養實踐創新型物流工程人才提供保障。②專家和優秀企業家走進課堂，學校可聘請行業專家與物流企業經驗豐富的企業家和學生座談交流，這種零距離的交流形式，可以幫助學生了解當下企業人才需求與物流行業發展趨勢，讓學生更加明確未來的發展方向，及早進行有意識的知識儲備。

3.制度保障。在制度保障方面，應建立科學的創新型人才培養評價體系。改革以往對學生只注重知識的單一考核制度，還應重視學生平時上課與完成作業的情況。另一方面，建立更客觀、系統的教師評價系統，在對知識的傳授結果考核的同時，還應考核授課的態度、方式與手段等。

創新型人才的培養需要結合行業發展趨勢與時俱進，不斷發展，培養出滿足當今人才市場需要的創新型人才。本文根據創新型物流人才特征分析及其對于實踐教學體系的要求，構建了符合市場需求和人才成長規律的三維實踐教學體系，并針對建立的實踐教學體系提出保障措施。該體系能為高校培養創新型物流人才起到一定的指導作用，有效縮短高校培養人才與市場需求的差距，在一定層面上解決高校物流人才就業難，企業物流人才短缺的問題。本文τ詒U咸逑笛芯坎還蝗面，著重強調了實踐環境、師資隊伍和制度激勵的建設，對學生主體考慮的較少，希望能在今后的研究中彌補不足。

參考文獻：

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