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篇1

安全問(wèn)題重于泰山。做好礦山機(jī)械設(shè)備的安全管理，是保障礦山生產(chǎn)的基礎(chǔ)條件。一方面，機(jī)械化設(shè)備有利于礦山生產(chǎn)效率的提高，有利于促進(jìn)勞動(dòng)強(qiáng)度的下降;另一方面，機(jī)械設(shè)備的安全管理問(wèn)題也制約著企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，因礦山機(jī)械設(shè)備安全管理疏忽而發(fā)生的事故占據(jù)了總事故的60%。一旦機(jī)械設(shè)備的安全管理出了問(wèn)題，不僅會(huì)拖慢企業(yè)生產(chǎn)進(jìn)度，還可能造成整個(gè)生產(chǎn)的中斷，給礦山企業(yè)造成巨大損失，甚至可能會(huì)嚴(yán)重威脅到礦山從業(yè)人員的人身安全。由此可見(jiàn)，礦山機(jī)械設(shè)備的安全管理直接關(guān)系著礦山的安全生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)該引起人們的高度重視。

2礦山機(jī)械設(shè)備安全管理存在的問(wèn)題

礦山機(jī)械設(shè)備安全管理工作在安全標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備質(zhì)量、設(shè)備管理人員素質(zhì)、設(shè)備維修中、輕保養(yǎng)等方面存在問(wèn)題。

2.1礦山機(jī)械設(shè)備的安全標(biāo)準(zhǔn)不完善、執(zhí)行不到位

目前，礦山機(jī)械設(shè)備種類(lèi)豐富，達(dá)數(shù)百種之多。但是現(xiàn)行的安全標(biāo)準(zhǔn)僅包含了一部分礦山機(jī)械設(shè)備，離礦山機(jī)械產(chǎn)品的安全要求還差一大截，可見(jiàn)礦山機(jī)修設(shè)備的安全標(biāo)準(zhǔn)不完善。此外，部分設(shè)備管理人員因受經(jīng)濟(jì)利益的誘惑，只重視企業(yè)生產(chǎn)量的提高，把安全標(biāo)準(zhǔn)拋在腦后，對(duì)機(jī)械設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行不到位，從而導(dǎo)致安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)下浮，為礦山作業(yè)埋下了事故隱患。

2.2礦山機(jī)械設(shè)備質(zhì)量良莠不齊

由于地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的差異，礦山機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量良莠不齊，存在著不同程度的安全隱患。例如，在偏遠(yuǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中還依然使用著年代久遠(yuǎn)的老礦，這些老礦由于使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，再加上當(dāng)?shù)刭Y金、技術(shù)、管理水平不到位，礦井采礦條件簡(jiǎn)陋、采礦方法老式，存在一定的安全隱患。一些新礦、大型礦的機(jī)械設(shè)備主要也還是國(guó)產(chǎn)，只有部分在使用國(guó)外引進(jìn)的機(jī)械設(shè)備和開(kāi)采技術(shù)。

2.3設(shè)備管理人員素質(zhì)參差不齊

礦山生產(chǎn)由于其工作環(huán)境惡劣、工作條件艱苦、工作性質(zhì)危險(xiǎn)、工作任務(wù)繁重，很難引進(jìn)高素質(zhì)機(jī)械專(zhuān)業(yè)人才。因此，許多企業(yè)招聘的設(shè)備管理人員的文化專(zhuān)業(yè)水平普遍較低，素質(zhì)參差不齊，安全意識(shí)淡薄。有些操作人員甚至沒(méi)有接受正規(guī)培訓(xùn)就上崗作業(yè)，這樣的結(jié)果就導(dǎo)致違規(guī)操作，造成機(jī)械設(shè)備安全事故。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，礦山機(jī)械傷亡事故80%以上是由于工作人員的操作不當(dāng)造成。

2.4機(jī)械設(shè)備重維修、輕保養(yǎng)

由于設(shè)備管理人員的素質(zhì)不高，責(zé)任心不強(qiáng)，因此對(duì)機(jī)械設(shè)備的維修保養(yǎng)工作重視不夠，存在重維修、輕保養(yǎng)的現(xiàn)象。在日常的設(shè)備的檢查、保養(yǎng)中，一些操作人員馬馬虎虎、敷衍了事，不嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定保養(yǎng)設(shè)備，致使機(jī)械設(shè)備帶病工作，最終小隱患變成大故障，這樣既導(dǎo)致了設(shè)備修理成本的增加，又造成了設(shè)備使用壽命的降低。

3完善礦山機(jī)械設(shè)備安全管理的路徑

3.1完善礦山機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)，加大執(zhí)行力度

首先，我國(guó)礦山機(jī)械行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化工作者應(yīng)參照國(guó)際機(jī)械安全標(biāo)準(zhǔn)，再結(jié)合我國(guó)礦山機(jī)械設(shè)備的基本情況，積極完善安全標(biāo)準(zhǔn)，使新安全標(biāo)準(zhǔn)能覆蓋絕大多數(shù)礦山機(jī)械產(chǎn)品，滿(mǎn)足礦山機(jī)械產(chǎn)品的安全要求。其次，相關(guān)部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)督執(zhí)法力度，使礦山企業(yè)在生產(chǎn)作業(yè)上嚴(yán)格執(zhí)行安全規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

3.2整改礦山機(jī)械設(shè)備，提高機(jī)械設(shè)備的質(zhì)量

加大對(duì)貧困地區(qū)的資金扶持力度，淘汰那些存在安全隱患的老礦，建造一批安全性高、采礦條件適宜、設(shè)備先進(jìn)的新礦、大型礦。同時(shí)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)機(jī)械設(shè)備和科學(xué)的采礦技術(shù)，提高整個(gè)礦山機(jī)械的運(yùn)行效率。

3.2提高機(jī)械設(shè)備管理人員的綜合素質(zhì)

在礦山機(jī)械設(shè)備安全管理過(guò)程中，設(shè)備管理人員綜合素質(zhì)的高低決定著安全管理質(zhì)量好壞。礦山企業(yè)應(yīng)該根據(jù)不同水平的操作人員制定不同的內(nèi)容，定期對(duì)機(jī)械設(shè)備操作人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)技術(shù)技能和安全意識(shí)的培訓(xùn)，使操作人員的安全責(zé)任意識(shí)內(nèi)化于心，外化于行，以減少礦山作業(yè)中的不規(guī)范行為，有效減少事故發(fā)生的概率，為礦山企業(yè)有序生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效率提供有效保障。

3.4轉(zhuǎn)變重維修、輕保養(yǎng)的觀(guān)念

篇2

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篇3

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)；礦山機(jī)械設(shè)計(jì)；初步

礦山機(jī)械中的一些大型設(shè)備大部分是結(jié)構(gòu)件。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，裝載機(jī)、牙輪鉆機(jī)、挖掘機(jī)等設(shè)備，其結(jié)構(gòu)件占60%以上。對(duì)這些以結(jié)構(gòu)件為主的設(shè)備，采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，其結(jié)果是很不理想的。慶幸的是，我們這行業(yè)的研究設(shè)計(jì)人員開(kāi)始關(guān)注這個(gè)問(wèn)題，做了一些有益的工作。如對(duì)一些機(jī)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，用有限原方法進(jìn)行結(jié)構(gòu)的靜動(dòng)強(qiáng)度分析等等。但到目前為止，仍沒(méi)見(jiàn)到有關(guān)礦山機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化的文獻(xiàn)。

一、礦山機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化的可行性和必要性

1.盡管有這樣那樣的困難，對(duì)礦山機(jī)械進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)還是有可能的。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用有三個(gè)前提條件：一是電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展和普及，二是有限元理論和方法的發(fā)展；三是高效的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。從目前情況著，電子計(jì)算機(jī)特別是微型電子計(jì)算機(jī)在科研、設(shè)計(jì)部門(mén)已日益普及，作為結(jié)構(gòu)優(yōu)化基礎(chǔ)之一的有限元理論和方法是比較成熟的，而且有了不少通用的有限元分析程序；結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)理論，經(jīng)過(guò)二十多年的發(fā)展也日臻成熟，無(wú)論是優(yōu)化準(zhǔn)則法、數(shù)學(xué)規(guī)劃法還是兩者的統(tǒng)一方法，其解題效率都比較高。結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)目前已廣泛地應(yīng)用于航空部門(mén)、土建部門(mén)等。在礦山機(jī)械領(lǐng)域由于廣大科技工作者的努力，在有限元分析方面已取得了較大的進(jìn)展。對(duì)牙輪鉆機(jī)、裝載機(jī)、挖掘機(jī)等主要礦山機(jī)械的有限元分析已全面展開(kāi)。這就為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了直接的便利條件。給礦山機(jī)械的優(yōu)化提供了可靠的保證。

2.礦機(jī)中的一些主要設(shè)備如牙輪鉆機(jī)、裝載機(jī)、挖掘機(jī)等都具有一個(gè)比較明顯的特點(diǎn)，那就是：十分笨重，運(yùn)輸不便。對(duì)這些設(shè)備采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，則往往難以找到一個(gè)理想的方案。其應(yīng)力分布和結(jié)構(gòu)往往是不太合理。而采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，可以在對(duì)原始設(shè)計(jì)方案進(jìn)行有限元分析的基礎(chǔ)上，采用自動(dòng)尋優(yōu)方法，就可以找到一個(gè)較理想的方案。使結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布更加均勻，結(jié)構(gòu)更加合理。而且，從現(xiàn)在的文獻(xiàn)來(lái)看，設(shè)備的自重可以減輕25%左右，其經(jīng)濟(jì)效益是十分顯著的。因此，有必要對(duì)礦機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

二、 礦山機(jī)械設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)

1. 最大可靠性結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。"可靠性"的概念對(duì)我們并不陌生，但將可靠性概率引入超靜定結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，卻鮮為人知。而在工程設(shè)計(jì)中卻經(jīng)常希望在給定材料體積下盡可能合理地分布結(jié)構(gòu)材料，使結(jié)構(gòu)的可靠性盡可能地大，或是研究一個(gè)用料省、可靠性大的折衷方案。因此在礦山機(jī)械結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)中，引入可靠性概率（結(jié)構(gòu)在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成預(yù)定功能的概率）這一衡量結(jié)構(gòu)可靠性的指標(biāo)，采用一次二階矩概率設(shè)計(jì)理論，以傳統(tǒng)的安全系數(shù)為目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，就可以提高結(jié)構(gòu)的安全度，而且使結(jié)構(gòu)更為合理。文獻(xiàn)"1"以結(jié)構(gòu)桿件截面積為設(shè)計(jì)變量進(jìn)行了可靠性最大的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)表明這個(gè)方法是可行的。

2. 結(jié)構(gòu)模糊優(yōu)化設(shè)計(jì)。從目前的有限元程序，對(duì)于所給定的計(jì)算模型，其結(jié)果是比較精確的。但是對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)而言，這個(gè)結(jié)果是不大可信的。這是與模型、載荷，約束的簡(jiǎn)化等多方面因素有關(guān)。本來(lái)，這些因素在實(shí)際工作或結(jié)構(gòu)中是不大容易確定的，也就是說(shuō)具有一定的"模糊性"。另外，對(duì)于有限元分析的計(jì)算工況的確定也是比較困難的。目前，我們?cè)谟邢拊治鲋?，一般是選擇典型工況進(jìn)行，至于這典型工況的"典型性"則是由分析者自己確定。此外，在結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)中，還有許多東西是模糊的，目標(biāo)函數(shù)、約束條件、約束條件的右端項(xiàng)等等均具有一定的模糊性。最后，為了真正地得到滿(mǎn)足所有可能約束的結(jié)構(gòu)最佳組成，我們要對(duì)最后的尺寸和形狀作出決策。因?yàn)椋瑢?duì)每種不同的工況，計(jì)算得到的"最優(yōu)值"是各不相同的，那么，在綜合所有計(jì)算工況時(shí)，究竟如何確定其最終尺寸呢？顯然，按滿(mǎn)應(yīng)力法則不大可行，因?yàn)闈M(mǎn)應(yīng)力法是要求每一單元至少在一種工況下達(dá)到滿(mǎn)應(yīng)力狀態(tài)，這樣綜合的結(jié)構(gòu)就不可能是最輕結(jié)構(gòu)。因此，最后尺寸和形狀的決定也要借助模糊理論來(lái)解決。從模糊到精確，再?gòu)木_到模糊，這是符合歷史發(fā)展規(guī)律。

3.研制、推廣、應(yīng)用CAD軟件。根據(jù)現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要，借助計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，不但能對(duì)結(jié)構(gòu)的初始方案和改進(jìn)方案快速地進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和強(qiáng)度校核。而且還能開(kāi)展以最輕重量的單目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)和以機(jī)器工作性能、節(jié)省鋼材和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度三大要素為出發(fā)點(diǎn)的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。因此加速研制一些多功能的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，對(duì)于提高礦山機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量，是很有必要的。目前，在農(nóng)機(jī)領(lǐng)域已經(jīng)有了用于微型機(jī)的大型多功能的MAS程序系統(tǒng)，不過(guò)，在優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面，還有待進(jìn)一步完善。應(yīng)用CAD軟件，可以在以下幾個(gè)方面起到明顯作用：一是提供合理的設(shè)計(jì)方案、節(jié)省鋼材和成本。二是提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平。三是可找出結(jié)構(gòu)損壞的原因和有害振動(dòng)的根源。四是可以對(duì)機(jī)器系統(tǒng)進(jìn)行多目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在研制CAD系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該注意的是：一是發(fā)掘較為普及的微型機(jī)的潛力。二是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析的完備性（結(jié)構(gòu)靜動(dòng)分析、結(jié)構(gòu)靜動(dòng)優(yōu)化計(jì)算機(jī)繪圖等）。三是適用于多種結(jié)構(gòu)型式，即適用于多單元的結(jié)構(gòu)（如桿、梁、板、殼等）。

三、發(fā)展方向

1.大力推廣應(yīng)用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。航空、國(guó)防、造船等行業(yè)分別召開(kāi)了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的學(xué)術(shù)交流會(huì)。土建部門(mén)還舉辦了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的專(zhuān)門(mén)講習(xí)班。機(jī)械工程學(xué)會(huì)召開(kāi)的強(qiáng)度學(xué)術(shù)會(huì)議上也交流了結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面的論文。這說(shuō)明在這些行業(yè)和部門(mén)，結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)已經(jīng)受到重視。因此，礦山機(jī)械設(shè)計(jì)部門(mén)的工作者（包括設(shè)計(jì)師、研究生和教師）應(yīng)該注意推廣和應(yīng)用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)?？梢耘e辦結(jié)構(gòu)優(yōu)化枝術(shù)講習(xí)班，召開(kāi)礦山機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)學(xué)術(shù)交流會(huì)。學(xué)習(xí)工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)該掌握結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本知識(shí)，學(xué)會(huì)使用一些結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)軟件。對(duì)具體的結(jié)構(gòu)采用優(yōu)化設(shè)計(jì)，以提高整個(gè)礦山機(jī)械的設(shè)計(jì)水平。

2.礦機(jī)結(jié)構(gòu)從靜力優(yōu)化向動(dòng)力優(yōu)化過(guò)渡。首先，我們要大力開(kāi)展礦機(jī)結(jié)構(gòu)的靜力優(yōu)化設(shè)計(jì)，推廣應(yīng)用和完善現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)優(yōu)化程序，研制和發(fā)展一些通用性較強(qiáng)而且又適合礦機(jī)特點(diǎn)的軟件包。其次，我們應(yīng)該在結(jié)構(gòu)靜力優(yōu)化的基礎(chǔ)上，對(duì)礦機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力優(yōu)化設(shè)入計(jì)。因?yàn)樵陟o力優(yōu)化時(shí)沒(méi)有考慮結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性。如固有頻率、動(dòng)態(tài)響應(yīng)等。而這些動(dòng)力特性對(duì)于大部分礦山機(jī)械來(lái)說(shuō)是比較重要的。如固有頻率對(duì)司機(jī)乘坐的舒適性以及共振破壞等都是很重要的。而結(jié)構(gòu)的動(dòng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)就是在靜力優(yōu)化的基礎(chǔ)上引進(jìn)頻率約束，動(dòng)強(qiáng)度約束，動(dòng)剛度約束等。在理論上，進(jìn)行動(dòng)力優(yōu)化是沒(méi)有困難的，靜力優(yōu)化的結(jié)果可以作為動(dòng)力優(yōu)化的初始值。

我們建議，在近幾年內(nèi)，應(yīng)該集中精力著手研究一些具有專(zhuān)業(yè)特色的典型的程序包。如底盤(pán)、車(chē)架、機(jī)架等結(jié)構(gòu)件的優(yōu)一化程序。按照結(jié)構(gòu)的通用性、統(tǒng)一性和組合性原則建立程序包，對(duì)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行選型優(yōu)化設(shè)計(jì)。當(dāng)然，如果在程序包中加上對(duì)整機(jī)參數(shù)的優(yōu)化、液壓系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、傳動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)等等，可以使礦山機(jī)械的設(shè)計(jì)更趨自動(dòng)化。

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>> 我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械工業(yè)發(fā)展概述 淺談我國(guó)電力應(yīng)急管理指揮系統(tǒng)的研發(fā)與應(yīng)用 我國(guó)新藥研發(fā)的現(xiàn)狀與對(duì)策 我國(guó)巡視制度的演變與發(fā)展概述 淺談我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 淺談我國(guó)水利工程機(jī)械設(shè)備應(yīng)用與發(fā)展 我國(guó)礦山機(jī)械的發(fā)展與應(yīng)用探討 我國(guó)選煤機(jī)械裝備的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景 探討我國(guó)水利工程機(jī)械設(shè)備應(yīng)用與發(fā)展 試論我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展 我國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展 我國(guó)白酒生產(chǎn)機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展歷程與應(yīng)用 我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用分析 化學(xué)機(jī)械漿在我國(guó)的應(yīng)用與發(fā)展探微 我國(guó)獨(dú)立董事研究概述 我國(guó)低碳技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用中的困境及對(duì)策 漁船油耗儀在我國(guó)的研發(fā)應(yīng)用初步分析 我國(guó)新藥研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略與措施 我國(guó)港口機(jī)械的現(xiàn)狀與發(fā)展 我國(guó)林業(yè)機(jī)械的發(fā)展與展望 常見(jiàn)問(wèn)題解答 當(dāng)前所在位置：l

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摘要：實(shí)踐教學(xué)在高校人才培養(yǎng)中占有重要地位，實(shí)踐教學(xué)體系在保障人才培養(yǎng)質(zhì)量方面發(fā)揮著不可忽視的重要作用。在工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證背景下，實(shí)踐教學(xué)更提到了前所未有的高度。本文結(jié)合山東科技大學(xué)卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃――煤礦機(jī)電專(zhuān)業(yè)的具體情況，提出了實(shí)踐教學(xué)體系的創(chuàng)新思路，構(gòu)建了多層面的實(shí)踐教學(xué)體系，探索了多元化的實(shí)踐教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：專(zhuān)業(yè)認(rèn)證；卓越工程師計(jì)劃；煤礦機(jī)電專(zhuān)業(yè)；實(shí)踐教學(xué)體系

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）49-0146-02

一、引言

“工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證”是指專(zhuān)業(yè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)針對(duì)高等學(xué)校開(kāi)設(shè)的工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)實(shí)施專(zhuān)門(mén)認(rèn)證。我國(guó)早在2006年就啟動(dòng)了工程教育認(rèn)證工作，根據(jù)2015年編制的《工程教育認(rèn)證工作指南》，我國(guó)已經(jīng)在機(jī)械工程、安全工程、化學(xué)工程等15類(lèi)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域開(kāi)展了認(rèn)證工作[1，2]。工程教育認(rèn)證以質(zhì)量保證和質(zhì)量改進(jìn)為基本指導(dǎo)思想，加強(qiáng)工程實(shí)踐教育，因此工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的環(huán)境對(duì)機(jī)械類(lèi)應(yīng)用型人才培養(yǎng)來(lái)說(shuō)，是一種契機(jī)，更是一種導(dǎo)向。

實(shí)踐教學(xué)是高等教育的重要組成部分，尤其是對(duì)煤礦機(jī)電這個(gè)工程應(yīng)用極強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，實(shí)踐教學(xué)更是舉足輕重。2010年，教育部啟動(dòng)了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，此計(jì)劃旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的高質(zhì)量各類(lèi)型工程技術(shù)人才[3]，截至目前，共有三批209所高校成為試點(diǎn)高校。我校2012年煤礦機(jī)電專(zhuān)業(yè)獲批實(shí)施“卓越工程師計(jì)劃”。該計(jì)劃的實(shí)施對(duì)高校實(shí)踐教學(xué)體系提出了新的挑戰(zhàn)，促使各高校進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)體系和教學(xué)模式的探索。

近年來(lái)，我院針對(duì)煤礦機(jī)電專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展了細(xì)致的教學(xué)改革工作。在滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，突出工程實(shí)踐的特點(diǎn)，重修修訂了培養(yǎng)方案，在培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)要求、課程體系方面都突出了實(shí)踐環(huán)節(jié)的重要性。

二、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的創(chuàng)新思路

“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”旨在整合企業(yè)和學(xué)校資源，根據(jù)現(xiàn)代工程技術(shù)發(fā)展需求和企業(yè)用人需求，培養(yǎng)具備較強(qiáng)的工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神的工程技術(shù)人才[4]。我校煤礦機(jī)電專(zhuān)業(yè)是第二批獲批實(shí)施“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”的專(zhuān)業(yè)，在借鑒首批試點(diǎn)單位實(shí)施經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，確立了面向煤炭工業(yè)需求的培養(yǎng)目標(biāo)，重點(diǎn)培養(yǎng)具有從事工程技術(shù)工作所需的扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)以及一定的人文和社會(huì)科學(xué)素養(yǎng)，掌握本專(zhuān)業(yè)系統(tǒng)的技術(shù)知識(shí)，具有將強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)踐問(wèn)題能力的高級(jí)應(yīng)用型創(chuàng)新人才。培養(yǎng)目標(biāo)中突出了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的重要性，因此形成了構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系的總體思路是：按照“卓越培養(yǎng)計(jì)劃”的指導(dǎo)，遵循工程教育的思想，推行“敦實(shí)基礎(chǔ)、強(qiáng)化實(shí)踐、著重創(chuàng)新”的辦學(xué)理念，不斷改革課程體系，拓寬產(chǎn)學(xué)研基地，積極探索校企合作聯(lián)合培養(yǎng)模式，增加實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)比重，探索新的實(shí)踐教學(xué)模式，構(gòu)建新的實(shí)踐教學(xué)體系。

三、多層面煤礦機(jī)電專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建

我校煤礦機(jī)電專(zhuān)業(yè)自2009年開(kāi)始招生，2012年獲批“卓越計(jì)劃”實(shí)施。在近7年的培養(yǎng)過(guò)程中，煤礦機(jī)電專(zhuān)業(yè)本著工程教育的理念，在借鑒其他高校先進(jìn)培養(yǎng)理念的基礎(chǔ)上，實(shí)施方案不斷改進(jìn)、調(diào)整、完善，形成了相對(duì)成熟的多層面實(shí)踐教學(xué)體系，如圖所示。

煤礦機(jī)電專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系根據(jù)工程應(yīng)用型人才素質(zhì)和能力培養(yǎng)要求，按照“卓越工程師計(jì)劃”的工程教育理念，抓住通識(shí)能力和專(zhuān)業(yè)技能兩要素的培養(yǎng)，針對(duì)基礎(chǔ)實(shí)踐能力、綜合實(shí)踐能力和工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力三個(gè)不同培養(yǎng)層面，安排不同的課程理論學(xué)習(xí)及相應(yīng)的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

培養(yǎng)體系由三個(gè)模塊組成：基礎(chǔ)實(shí)踐能力模塊、綜合實(shí)踐能力模塊、工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力三個(gè)模塊。

1.基礎(chǔ)實(shí)踐能力模塊：由通識(shí)教育基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和基本技能實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)組成。包括大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)、電工電子技術(shù)、機(jī)電傳動(dòng)控制、液壓傳動(dòng)與控制、采掘機(jī)械、流體機(jī)械、礦井運(yùn)輸與提升、礦山供電等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課及專(zhuān)業(yè)技術(shù)課的課程實(shí)驗(yàn)，以及金工實(shí)習(xí)、專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)等。該模塊主要是通過(guò)演示性、驗(yàn)證性的專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)加深對(duì)課程專(zhuān)業(yè)課的理解，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力和工程實(shí)踐能力加以訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和細(xì)致的工作作風(fēng)。

2.綜合實(shí)踐能力模塊：包括專(zhuān)業(yè)實(shí)訓(xùn)、綜合課程設(shè)計(jì)、企業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)。例如機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)、礦山機(jī)械課程設(shè)計(jì)、數(shù)控加工實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及相關(guān)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)等。綜合性課程設(shè)計(jì)是培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)、工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的有效途徑。從基本的工程制圖到畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，綜合性設(shè)計(jì)旨在引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，做出符合實(shí)際需求的設(shè)計(jì)，強(qiáng)化學(xué)生的設(shè)計(jì)理念。生產(chǎn)實(shí)習(xí)目的在于讓學(xué)生通過(guò)運(yùn)用學(xué)習(xí)成果，在實(shí)際企業(yè)生產(chǎn)中掌握基本操作技能和技術(shù)運(yùn)用能力。

3.工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力模塊：包括工程項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)、專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽等環(huán)節(jié)。煤礦機(jī)電專(zhuān)業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)中設(shè)置了工程實(shí)踐環(huán)節(jié)共12周，學(xué)生隨機(jī)分配到各家煤礦單位進(jìn)行定崗專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)，鞏固和深化專(zhuān)業(yè)知識(shí)，提升專(zhuān)業(yè)實(shí)踐技能，促進(jìn)其職業(yè)養(yǎng)成，得到工程師的初步訓(xùn)練。此外，學(xué)校動(dòng)員學(xué)生積極參與教師的工程項(xiàng)目，在項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)中到企業(yè)單位見(jiàn)習(xí)與實(shí)習(xí)，將所學(xué)知識(shí)充分利用到工程項(xiàng)目建設(shè)中，逐步增加工程師基本素養(yǎng)的培育。

四、總結(jié)

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證對(duì)實(shí)踐教學(xué)提出了新的挑戰(zhàn)，隨著“卓越工程師計(jì)劃”的不斷推進(jìn)，基于煤礦機(jī)電專(zhuān)業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系也在不斷進(jìn)行完善和改進(jìn)。本文在結(jié)合山東科技大學(xué)煤礦機(jī)電專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教學(xué)情況的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了多層面的實(shí)踐教學(xué)體系和多元化的實(shí)踐教學(xué)模式，以滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)認(rèn)證要求，改善實(shí)踐教學(xué)效果。值得一提的是，本研究還停留在培養(yǎng)體系的探索上，對(duì)于質(zhì)量評(píng)價(jià)體系、監(jiān)控體系和保障體系并未涉及到，需要在實(shí)踐中進(jìn)一步研究和探索。

參考文獻(xiàn)：

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[2]中工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證協(xié)會(huì).工程教育認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)（2015版）[Z].2015.03.

篇6

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助工程；機(jī)械設(shè)計(jì)；應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：F224-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展

1.1 可視化技術(shù)

包括數(shù)據(jù)庫(kù)可視化、監(jiān)測(cè)信息可視化、可視化輔助設(shè)計(jì)等方面?？梢暬夹g(shù)對(duì)提高有限元法應(yīng)用的可靠性和精確度方面，起著非常重要的作用。

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

它是一種可以創(chuàng)建和模擬體驗(yàn)現(xiàn)實(shí)世界的計(jì)算機(jī)技術(shù),它將真實(shí)世界的各種媒體信息有機(jī)地融進(jìn)虛擬世界,構(gòu)造了用戶(hù)能與之進(jìn)行各個(gè)層次交互處理的虛擬信息空間。

1.3 多媒體仿真技術(shù)

它是在科學(xué)計(jì)算機(jī)可視化和可視仿真技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它用不同媒體形態(tài)描述不同性質(zhì)的模型信息，將系統(tǒng)行為和形態(tài)、數(shù)學(xué)模型和物理模型以及它們的時(shí)空表現(xiàn)模式，有機(jī)統(tǒng)一地建模和求解。這種特點(diǎn)更適合于科學(xué)研究和工程設(shè)計(jì)的需要，因而受到工程界的普遍重視。

2 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的發(fā)展及重要性

機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工程的重要組成部分，是機(jī)器生產(chǎn)的前提，同時(shí)也是決定機(jī)械性能的最主要因素，一部機(jī)器的質(zhì)量及工作性能的好壞很大程度上取決于設(shè)計(jì)質(zhì)量，狹義的機(jī)械設(shè)計(jì)僅指技術(shù)性的設(shè)計(jì)過(guò)程，廣義的機(jī)械設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)者根據(jù)使用要求和現(xiàn)有的條件，對(duì)機(jī)械的工作原理、結(jié)構(gòu)、剛度和強(qiáng)度、各個(gè)零部件的材料和形狀尺寸、以及方法、力和能量的傳遞方式等進(jìn)行分析、構(gòu)思和計(jì)算，并將其形成具體的描述以作為機(jī)械制造依據(jù)的工作過(guò)程。這不僅是一個(gè)創(chuàng)造性的工作，同時(shí)也是建立在豐富的成功經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的工作，只有將兩者結(jié)合起來(lái)，才能設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的機(jī)器。

機(jī)械設(shè)計(jì)的所有步驟幾乎都需要計(jì)算機(jī)的幫助。圖形的編輯、修改，大量數(shù)據(jù)的計(jì)算和比較，對(duì)零部件動(dòng)力、強(qiáng)度等方面的精確測(cè)試，都需要相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件的支持。除了這些繁瑣的工作可由計(jì)算機(jī)替代外，設(shè)計(jì)者還可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行虛擬樣機(jī)的構(gòu)建，也就是根據(jù)圖紙，在計(jì)算機(jī)上制造一個(gè)模擬樣機(jī)，對(duì)它的工作性能、受力情況、熱度等各方面進(jìn)行驗(yàn)證，根據(jù)出現(xiàn)的狀況修改原設(shè)計(jì)，從而達(dá)到完善的程度。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)正在越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)的各個(gè)方面以及各種各樣的機(jī)械設(shè)計(jì)中，它在提高機(jī)械設(shè)計(jì)的質(zhì)量和轉(zhuǎn)化為實(shí)際制造的效率方面，發(fā)揮著重要作用。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)便是伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)，并廣泛應(yīng)用于多種學(xué)科的一種方法。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)又被稱(chēng)作“CAD”，是由計(jì)算機(jī)幫助設(shè)計(jì)人員完成機(jī)械設(shè)計(jì)中的計(jì)算、制圖、模擬等工作，并在不斷修改和反復(fù)驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，輸出滿(mǎn)意的設(shè)計(jì)結(jié)果和最后的產(chǎn)品圖紙的一門(mén)技術(shù)。

20世紀(jì)60年代初，麻省理工學(xué)院的一名研究生發(fā)表了題為《人機(jī)對(duì)話(huà)圖形通信系統(tǒng)》的論文，首次提出了交互技術(shù)及計(jì)算機(jī)和圖形符號(hào)的存儲(chǔ)采用分層的思想，為CAD技術(shù)的確立提供了理論支撐。隨著這一理論的不斷完善，眾多行業(yè)的領(lǐng)軍人物開(kāi)始認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的重大作用，并投入重金研發(fā)。美國(guó)的IBM公司開(kāi)發(fā)了以大型機(jī)為基礎(chǔ)的CAD系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有繪圖、數(shù)控編制等功能，之后有關(guān)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的研制與開(kāi)發(fā)接踵而至，通用汽車(chē)公司研制出了用于汽車(chē)設(shè)計(jì)的DAC-1系統(tǒng)，洛克希飛機(jī)公司研發(fā)的CADAM系統(tǒng)，適用于不同階段的飛機(jī)設(shè)計(jì)。這時(shí)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)都是在大型機(jī)或超級(jí)小型機(jī)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的，購(gòu)買(mǎi)這套系統(tǒng)通常需要上百萬(wàn)美元，因而這一系統(tǒng)只在經(jīng)濟(jì)實(shí)力比較雄厚、規(guī)模較大的航空、汽車(chē)、輪船、石油等行業(yè)應(yīng)用。

在20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了柔性制造系統(tǒng)FMS“，柔性”意為在使用計(jì)算機(jī)制造產(chǎn)品的過(guò)程中，制造系統(tǒng)會(huì)根據(jù)所編程序中指令的變換而改變加工過(guò)程，這種適應(yīng)性以及加工的靈活性被稱(chēng)為“柔性”。我國(guó)對(duì)FMS的定義為：柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)控加工設(shè)備、物料儲(chǔ)運(yùn)裝置和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等組成的自動(dòng)化制造系統(tǒng)，包括多個(gè)柔性制造單元，能根據(jù)制造任務(wù)或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速調(diào)整，適用于多品種、中小批量的生產(chǎn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)等的發(fā)展，CAD技術(shù)也日益走向完善，比如80年代出現(xiàn)的由超大規(guī)模集成電路制成的微處理器和存儲(chǔ)器件，使得CAD技術(shù)在中小企業(yè)逐漸普及，從飛機(jī)、汽車(chē)到服裝、建筑、出版等行業(yè)都開(kāi)始采用CAD技術(shù)。如今，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已在機(jī)械制造業(yè)得到廣泛應(yīng)用，而且現(xiàn)在的CAD應(yīng)用系統(tǒng)可以將機(jī)械設(shè)計(jì)中的繪圖、分析、數(shù)據(jù)處理、仿真、加工修改等一系列環(huán)節(jié)集于一身，大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本與制造周期。CAD的常用軟件有很多，但由Parametric Technology公司推出的Pro/Engineer產(chǎn)品，在目前三維造型軟件領(lǐng)域中占有重要地位，引領(lǐng)著CAD技術(shù)的新潮流。

3　逆向工程中CAD的應(yīng)用

逆向工程是一種消化、吸收先進(jìn)設(shè)計(jì)的重要手段。技術(shù)的自主研發(fā)固然重要，但研發(fā)成本卻是相當(dāng)高昂的，而且研發(fā)過(guò)程還受到科技人員的素質(zhì)、國(guó)家財(cái)政的投入、現(xiàn)有條件等各方面因素的影響，因而一項(xiàng)新技術(shù)的產(chǎn)生通常需要幾年甚至十幾年的時(shí)間，這對(duì)于技術(shù)條件及設(shè)備相對(duì)落后的發(fā)展中國(guó)家而言是不可想象的。因而，充分利用他國(guó)的科技成果，在消化、吸收的基礎(chǔ)上再進(jìn)行創(chuàng)新不失為一種加快科技發(fā)展的重要手段。日本在二戰(zhàn)結(jié)束后的重新崛起，很大程度上是因?yàn)樗笠?guī)模引進(jìn)美國(guó)、英國(guó)等歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)技術(shù)，并做了很好地消化吸收，從而轉(zhuǎn)化為本國(guó)生產(chǎn)力的一部分。逆向工程就是在只有產(chǎn)品或?qū)嵨锬Ｐ偷臈l件下，在了解產(chǎn)品原設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，逆向重構(gòu)產(chǎn)品零部件的CAD模型，已達(dá)到設(shè)計(jì)創(chuàng)新的目的。以前的“逆向工程”技術(shù)的研究和應(yīng)用都集中在實(shí)物方面，即在拆解原有產(chǎn)品的過(guò)程中，重建產(chǎn)品實(shí)物模型，以實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品的制造。隨著現(xiàn)在機(jī)械制造技術(shù)的發(fā)展，可以通過(guò)坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備、通用的CAD軟件等方法，把實(shí)物樣件轉(zhuǎn)化為CAD模型，綜合利用CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）、CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）等技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理和再設(shè)計(jì)。Pro/Engineer軟件中SCAN-TOOLS是一個(gè)專(zhuān)用的逆向設(shè)計(jì)模塊，可以通過(guò)數(shù)據(jù)點(diǎn)構(gòu)造網(wǎng)格曲線(xiàn)，并對(duì)點(diǎn)云進(jìn)行擬合，以得到光滑、連續(xù)的曲面，再對(duì)曲面進(jìn)行交互修改，從而得到與實(shí)物一致的CAD模型。SCAN-TOOLS與Pro/SURFACE配合使用，可以在曲面生成后，通過(guò)切割、裁剪、延伸等工作，將曲面轉(zhuǎn)換為實(shí)體，再利用Pro/Engineer軟件基于特征的參數(shù)化設(shè)計(jì)功能，完成模型的二次設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)CAD模型的重建。

結(jié)語(yǔ)

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)在確保機(jī)械設(shè)計(jì)的精度、處理機(jī)械設(shè)計(jì)中的大量數(shù)據(jù)、繪制復(fù)雜圖形等方面發(fā)揮著重要作用，但這些計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的技術(shù)大都產(chǎn)自歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)自主研發(fā)的較少，加之對(duì)引進(jìn)他國(guó)的技術(shù)沒(méi)有完全消化，致使我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)水平同國(guó)外相比，還存在較大差距，僅以目前的礦山機(jī)械設(shè)備為例，我國(guó)的輸送機(jī)特性研究只有理論，還沒(méi)有成熟的安全設(shè)計(jì)方法。因而，應(yīng)加強(qiáng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的自主研發(fā)能力，為我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)提供必要的技術(shù)支撐，從而提高我國(guó)的機(jī)械裝備水平。

參考文獻(xiàn)