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2机械制造与控制工程相辅相成、共同发展
在机械制造业稳健发展的背景下，使企业的资金得到了有效保证。企业在流动资金充足的情况下，便能够使工程制造的发展方向更加明确，同时也能够促进控制工程的发展。在机械制造发展的基础上，能够使控制工程实现对输入信息的有效延伸及强化，并且还能够使中枢处理的动态局域网络得到有效完成，进一步使信息空间的优化分解得到有效实现，从而使计算的复杂性大大减弱，最终使工作效率及实时性得到有效增强。上述方法存在极强的信息融合能力，还能够使各类技术有机结合，进一步使机械制造业的工作效率得到有效提升。基于整体层面分析，机械制造与控制工程两者之间具有相辅相成、共同发展的联系。因此，为了使两者更具发展前景，便需要对相关技术培训工作进行强化，从而使我国相关技术得到有效进步及发展，最终为我国综合经济实力的提升奠定良机。
使用控制工程，可以轻易地将设计师脑海中的三维模型反映到计算机中，而不是简单地用二维图纸表示出来，这大大降低了设计师的工作强度，加快了新产品的更新速度，提高了市场竞争力。
1.2使零件设计变得简单
利用机械制造与控制工程之间的联系，可以很简单地对零件进行设计以及后期的修改，可以在设计过程中不断加入新的设计思想，从而不断完善设计。同时控制工程可以根据零件相互之间的位置以及配合关系，在保证零件之间配合的前提下，完成零件设计，从而避免在零件后期出现装配不上的问题。
1.3使零件装配更加直观
机械制造与控制工程能够施加装配约束以及装配分析，可分析装配体各零件之间的关系，同时通过隐藏（显示）某些零件，进而清晰地显示出装配体内部结构。对于运动件可以使用运动仿真，通过施加约束以及驱动保证运动的可靠性以及可行性。
2机械制造与控制工程之间的联系
2.1控制工程有利于促进机械制造业的研发
提高其管理水平一般有三种控制工程模式，分别是智能控制的认知结构、函数型连接神经元、实现智能计算结构的混合网络。智能控制的认知结构，体现的是控制工程中的一种，它构成了一种智能计算结构，它与人一起设计并实现智能控制算法。主要的作用是弥补人脑计算模拟的不足，主要参与定性规划、督导等，这样就可以使我们的机械制造业变得更加有效率。而函数型连接神经元和实现智能计算结构的混合网络实例，可以更加肯定的设计机械制造的一些模型，促进机械制造业的发展。因此，为了降低计算复杂性，提高运算的效率和实时性，需要对信息空间实施广义优化，分割具有多分辨率的信息空间。这样一来，我们就更加需要对机械制造业进行一定的控制工程的作业。设计人只需将建立的产品模型装配在一起，就可以发现其结构或者功能上的不合理之处，并及时进行修正，既提高了设计效率，又保证了设计的可行性。
2.2控制工程有利于促进机械制造的成本优化
在当前竞争环境下，国内机械制造企业存在着一个普遍的问题，那就是在生产成本控制方面面临巨大压力。所以如何在满足外部需求的同时尽可能地控制并降低内部成本消耗，已经成为各企业共同关注与亟待解决的一个重要问题，同时也是我们必须采取措施加以解决的问题。而此时，我们必须要对成本进行合理有效的控制，使其发挥最大的效用。对车间资源配置进行调整以实现总体成本优化，实现各种资源的优化配置，同时考虑资源使用方式的多样性，这样就可以在很大程度上节约资本，所以我们必须要利用控制工程来促进资源的合理利用。一方面需要结合生产对各种资源配置方案的调整效果作出准确的评价，另一方面又需要提供有效的备选方案的优化选择，通过搜索比较，我们可以发现，这样就可以实现问题的快速解决，更好地优化机械制造的成本。
2.3机械制造的发展也可以促进控制工程的发展
机械制造业的发展可以为我们提供大量的资金支持，这样我们就可以很明显地看出工程制造的发展方向，也可以使控制工程得到快速的发展。机械制造可以使控制工程实现对输入信息的有效扩展与增强，同时也可以完成中枢处理的动态局域网络，能实现信息空间的优化分解，大大降低计算的复杂性，提高工作的效率和实时性。这种框架具有较强的信息融合和技术集成能力，大大提高了机械制造业的工作效率。所以，我们必须要加强相关技术培训，进一步促进我国相关技术的发展，提高我国的综合经济实力。随着近年来科技的不断发展，人们对于新产品的需求程度以及开发力度也逐渐加大，但是传统的设计方法是从无到有，这大大增加了新产品的开发周期和产品成本。随着科技水平的不断提高，越来越多的军用技术向民用技术转化，减小了工作强度，提高了设计效率。
3如何促进二者的和谐共同发展
3.1加强对相关技术人员的培养
随着科学技术的发展，先进设备不断涌现，机械设计和工艺安排方面有了较快的发展。就目前市场的生产水平而言，大型企业资金雄厚，拥有先进的技术和生产设备，而中、小型企业在工艺安排和夹具设备方面相对较差，希望通过对输出轴零件的工艺和专用夹具的设计，解决中、小企业所存在的问题，提高生产效率、提高产品精度，降低生产成本。所以说我们必须要培养相关技术人员，促进CAD技术的发展。如复杂的石雕图形是无法通过传统的加工手段制造出来，只能由技艺高超的雕刻师傅们手工雕刻，而采用了三维数据设计以后这些问题就迎刃而解。通过对手工雕刻的实物进行扫描处理，形成雕刻机能够识别的文件，控制雕刻机进行批量化石雕生产。
3.2在机械制造工艺中有效应用控制工程
将各种原材料、半成品加工成产品的方法和过程叫做机械制造工艺。随着先进工业和科学技术的发展，机械制造工艺发展起来。机床和工件之间的连接需要用到夹具，夹具能使工件相对于机床或者刀具获得正确的位置。工件加工表面的位置精度和生产效率很大部分取决于夹具的好坏，按使用范围可以把夹具分为：专业夹具、通用夹具、组合夹具和随行夹具、可调整夹具和成组夹具等。控制工程设计旨在通过对减速器输出轴的零件图进行分析，了解它的技术要求，对其制造工艺以及专业夹具进行设计。所以必须要加强相关的宣传，在机械工程设计领域中更好地应用控制工程。在产品设计后期的优化设计中，产品的综合力学分析以及结构优化都是非常必要的。
通过上表零件加工的工作过程可以知道，图纸和工作者之间有着十分密切的关系，在工作过程的36个步骤中，有24个步骤与图纸有直接的关系，其余步骤也有间接的关系。通过对上述过程的分析，我们可以得出以下结论：
（1）图纸的作用贯穿于整个零件加工工作过程之中；
（2）图纸产生在工作过程之前；
（3）图纸是下达工作任务的依据；
（4）图纸在工作过程中处于指导性地位；
（5）工作者的工作过程自始至终是理解图纸内涵、服从图纸指令、遵循图纸规定、执行图纸要求、实现图纸设计思想的过程。
上述调查和分析充分体现了工作过程、工作者、图样三者之间的关系，也给高职《机械制图》的改革指明了方向。
2“工作本位学习”的基本内涵
从20世纪末开始，工作本位学习(workbarninglearning)以一种新的学习形式在全世界范围得以迅速的发展与普及，它是一种以满足学习者的需要，把学习和工作结合起来，实现在工作现场创造新的学习机会的大学层次课程的学习计划。“工作本位学习”本质上是一项在工作现场进行的、以工作任务为单位组织，通过工作任务的完成来建构与职业相关的知识和技能。在这一过程中，强调“学”而非“教”，强调学习者的主动参与实践。因此是一种合作教育计划。
3高职《机械制图》课程改革的思考
3.1正确进行课程目标定位
高等职业教育人才培养目标的定位是以培养生产、建设、服务、管理第一线的高等职业技术应用型和技能操作型人才为根本任务，来适应经济建设的需求。对机械类而言，就是为机械制造企业培养机械制造、生产、加工一线的高等应用型和技能操作型人才。作为机械类专业的主要基础课程的《机械制图》，同样必须服从和服务于培养生产一线所需要的机械生产、加工岗位人才的目标。根据前文的机械零件加工过程调查可知，其工作过程的主要任务是“识读”图样，通过“识读”，正确理解图样内涵，忠实执行图样要求，准确实现图样设计目标，而不是设计绘制图样。因此，高职《机械制图》课程的主要任务是，为机械生产、加工一线职业岗位人员培养识图能力，而不是图样绘制能力。所以课程名称建议改成《机械图学》，一方面名称涵盖更加广泛，另一方面体现课程目标任务的更改，弱化了图形绘制这一特定的概念。
3.2努力实现教学中心转移
按照高职教育教学规律的要求，要实现三个中心的转移，即以教材为中心向以职业岗位需求为中心转移；以教师为中心向以学生为中心转移；以课堂为中心向以工作过程和工作现场为中心转移。只有理清了高等职业教育的这些新思路和新观念，才能都搞好《机械制图》教学改革。高职图学课程必须紧紧围绕“识图”这一目标，着力构建以“基本体识读――组合体识读――零件图识读――装配图识读”为核心内容的机械图识读体系，立足学生图样识读能力的培养，其他相关内容只能服务于“图样识读”这一主题，凡是与图样识读能力相关的内容，例如零件图知识、国标知识等都要强化，而与制图能力相关的内容都应该弱化，对理论性过强、过于抽象的内容应该删除。
3.3培养综合应用分析能力
(1)总体识读分析能力：对机械图样进行总体识读，对加工件的名称、材料、大小、重量、图物比例等进行全面了解分析，对工作任务形成总体印象；
(2)图学知识分析能力：每个图的名称、图与图之间的关系、使用了什么表达方法、特殊画法、简化画法等心中有数；
(3)形体识读分析能力：运用形体分析方法对零件的形状、结构进行正确的分析认定；
(4)尺寸识读分析能力：对照图样能准确识别尺寸基准，从功能上对全部尺寸进行分类，能分辨哪些是本工序加工尺寸、哪些是非加工尺寸；
(5)公差识读分析能力：能对图样上的尺寸公差、形状公差、位置公差进行准确的识读和理解；
(6)技术条件分析能力：，按照图样标注的要求，确定加工件的表面加工要求和其他技术、工艺要求；
(7)加工工艺分析能力：按照图样表达的工件特征，确定本岗位加工的任务范围，编制合理的加工程序；
(8)设备工具分析能力：按照图样表达的工件特征，和加工位置及加工尺寸等要求，正确分析选择加工设备和相关的工具；
(9)定位装夹分析能力：按照图样表达的工件特征，选定合理的定位形式和装夹方法；
(10)技术测量分析能力：按照图样标注的尺寸及公差的特点，正确分析和选择量具及测量方法。
从上述能力结构可以得知，这种图样识读体系中，一方面注重从图学知识角度的读图能力的应用和延伸，另一方面，更加注重工作现场读图的特点，强调图学知识和其他学科知识的互相渗透、互相融合、互相补充，注重多学科综合应用能力的形成和培养，养成多角度读图和多工种身份读图，使图样识读的过程由浅入深、由表及里、由被动到主动。
3.4适应工作现场应用需要
高职教学内容的选取，应该服从和服务于职业岗位的需要。从前述工作过程调查可知，工作者从接受工作任务以后，识读图样几乎伴随整个工作过程，而画图的机会非常少，使用尺、规、图板作图的情况，在工作现场几乎不可能发生，因此，在《机械图学》的教学中，应该减少和弱化传统的尺规作图内容。但是这并不意味不需要画图教学的内容，在工作现场工作者之间的交流是十分频繁的，根据工作现场的实际需要，培养和强化工作者的徒手画图能力是十分必要的，特别是徒手画立体图和零件草图，这方面教学内容的安排和作业训练应该引起教师的重视。
3.5提供职业应用发展平台
高职教育是人生职业生涯中的一个阶段，它既要前面的教育提供基础，又要为后续学习和发展提供平台，因此，《机械图学》课程同样要承担这样的任务，为此，在确保高职阶段以图样识读为主要内容的前提下，在教学安排上可以作两方面考虑：
其一，引入选学机制，设置画法几何、绘图方法和技巧、展开图、焊接图等选学模块为有制图职业志向的学生和多岗位发展的学生提供空间。
其二，计算机的发展与普及是科技现代化的时代特征，增加计算机绘图内容，让学生了解计算机绘图的基本方法，为学生未来发展构筑平台。
摘要：“工作本位学习”是适合高职教育特点的学习形式，通过对工作过程的调查分析，确定高职机械制图改革的主要任务和改革的基本思路。正确进行课程目标定位，努力实现教学中心转移，培养综合应用分析能力，适应工作现场应用需要，提供职业应用发展平台。
关键词：工作；学习；高职；机械制图；改革
参考文献
［1］何铭新，钱可强.机械制图［M］.北京：高等教育出版社，1999.
在实际工作中，极其的作业形式和作业方法都存在着一定的差异，所以智能控制技术在控制目标和控制策略的选择上也存在着很大的不同。在智能控制技术应用于挖掘机领域方面，其主要要实现的控制目标就是要实现节能环保，同时也要提高机械生产的效率。智能控制技术使用在压路机领域方面主要就是要实现碾压的质量和压实的速度。当前挖掘机主要有两种控制策略,一是“负载适应控制”另一种是“动力适应控制”。负载适应控制主要就是指在发动机发出功率已经稳定的情况下，液压系统能够根据实际的需要对自身的运行状态进行适当的调整，从而使其能够以最佳的状态来完成工作。动力适应控制就是在实际的工作中发动机要根据运行的具体情况支持发动机的动力输出，这也极大的节约了能源。采用“负载适应控制”技术的挖掘机,一般设有几种动力选择模式,如最大功率模式,标准功率模式和经济功率模式,每种模式下的发动机输出功率基本恒定,同时液压泵业设有几条恒功率曲线与之匹配。由于系统中采用了发动机速度传感控制技术（ESS控制技术）,在匹配时将每种功率模式下的泵的吸收功率设定为大于或等于该模式下的发动机输出功率,这样可以使液压系统充分吸收利用发动机的功率,减少能量损失。还可以通过对泵的吸收功率的调节,协调负载与发动机的动力输出,避免发动机熄火。在实际的工作中，操作人员需要根据作业面的具体情况选择发动机电费模式，所以这种方式在实行的过程中还需要一定的人工参与，如果操作不当，非常容易造成浪费的现象。采用动力适应控制以后挖掘机就能够开启自动控制的模式，在作业的过程中，该技术可以根据实际的需要为发动机的运行提供一定的动力，这样也有效的避免了资源和能源的浪费现象，该系统可以根据机械运行的实际需要来供给动力，在运行的过程中不需要过多人工的操作和参与，在经济性和高效性上都有着很好的表现。这一系统的运行思路是让机器对施工的具体情况进行有效的识别，同时根据其分析的具体状况制定适当的解决办法，发动机和该系统在运行的过程中会对运行的状态进行适当的调整，这样就能够保证其在运行的过程中处于良好的状态。在挖掘机智能控制技术中还需要一些节能和为操作提供方便的方法，采用这些方法能够更好的对系统进行维护和保养，能够更加有效的提升整个系统的性能和运行质量。智能压路机在使用智能控制技术的过程中需要根据设定的质量和目标对压实的效果进行有效的检测和控制，同时还要通过系统的自我调节来寻找最佳的解决方案。
2.控制方法
任何智能控制系统包含三个过程：
（1）采集信息；
（2）处理信息并做出决策和思考；
（3）决定执行。挖掘机是通过检测液压系统得运行参数来识别载荷大小的,如检测液压系统中泵的控制压力,泵的输油压力和各机构（行走,回转,动臂提升和斗杆收回）的工作压力等。有的还检测先导手柄的位移量和系统流量等。挖掘机控制器根据采集的信息,通过模糊控制理论推理出所需功率的大小和发动机的最佳转速。执行决定的过程是由控制器驱动发动机油门执行器,使发动机设定到理想的转速和输出功率。而压路机是通过连续检测振动轮的振动加速来识别地面压实质量的。振动轮内的旋转偏心快产生的振动,理论上是一条正弦曲线。当振动轮在地面上振动时,曲线总是被扰动的,在软地面上额度扰动小,在硬地面上的扰动大。通过对压路机振动轮的加速度进行快速傅立叶变换处理,能够计算出地面压实的数据。
机械制造及其自动化专业学生普遍认为机械类学科应该以机械设计和机械制造为核心，主要学习机械的设计以及与之相关的加工技术，其它与机械“无关”的课程学不学无所谓。所以，在计算机控制类课程的教学过程中，大多数同学表现消极，仅求考核过关。有的机械制造及其自动化专业的学生甚至认为计算机控制类的课程，应该是计算机专业或者控制专业的课程，这些课程与自己的专业方向不相关，花时间在这些课程的学习上，浪费自己的时间。
1.2计算机控制类课程设置上与专业结合生硬
普通的本科学生在大学课程期间会学到很多的计算机类课程，但真正把计算机控制类课程与机械类主干课程相关联的课程却几乎没有。比如，机械制造及其自动化专业的学生都学习了机械设计课程，课程中对于丝杆的设计与计算进行过讲解；同时他们也学习过单片机或者PLC之类的计算机控制课程，对伺服或者步进电机控制也有一定的了解。但由于我们教学过程中缺少将两者有机结合的主干课程，所以，但在大多数同学的眼中，这两门课程没有任何的关联，是独立的两门课程。由于机械和控制类课程的生硬结合，也导致学生在进行机械设计的过程中，对于设计中需要考虑的机械传动与动作部分，都用一个方框替代，认为这是计算机专业学生需要解决的问题，这就使得有些机械设计成为了“空中楼阁”，无法运行。
1.3机械制造及其自动化专业针对计算机控制类课程的实践
与创新环节尚未形成实践和创新环节是学生将理论知识与实践相结合的重要组成部分，机械类学生的实践环节多是针对某个零件的生产工艺或者设计过程进行的，而对于其生产制造过程中的动作及工艺自动实现部分却视而不见，这种长期以来形成的实践环节，更进一步地加深了学生对其课程学习的偏见。针对计算机控制类课程的实践和创新环节目前大多数的学校没有形成一套成熟的方案。
2.机械专业计算机控制类课程教学改革的方法与实践
2.1转变学生的思想观念
大学生进入学校后，专业教育很重要。在专业教育的过程中，机械制造及其自动化专业的老师不仅需要强调其未来四年需要学到核心专业知识，同时，要进一步强调为了提高生产效率和减轻劳动强度，控制类的课程也是必不可少的组成部分，不能让学生在思想上对该专业开设计算机控制类课程存在偏见。其次，在机械类课程教学的过程中，机械设计、机械制造课程教学的老师，在提及到电机和控制之类的素材时，也需要提示同学们在今后的计算机控制类课程会进一步说明和讲解，这样可以使得机械制造及其自动化专业的学生逐步认识到该专业课程不仅仅是机械设计和制造等机械类课程组成，它是一个系统的工程，同时也有计算机和控制之类的课程。这样不仅可改变机械制造及其自动化专业学生在大学期间的思想观念，同时也会影响其今后的设计和制造工作，使其对事物的认识不仅仅停留在某一个方面，而会从系统的角度来进行分析和研究。
2.2机械类课程与计算机控制类课程有机结合
为了改变传统的机械类课程与计算机控制类课程的生硬叠加的教学模式，大学本科教学的老师有必要从机械制造及其自动化专业课程与计算机控制类课程的内在联系出发，提取机械类课程与计算机类课程的关联因素，对现有的教学模式进行改革，对两类课程之间的空缺进行有益的补充，形成比较完善的机械专业知识体系结构。在教学的过程中，可以尝试将机械类课程与计算机控制类课程分解为知识点、章节和教材的三种结合模式，形成点、线、面的三级结构，将机械类课程与计算机控制类课程真正做到此有机地结合，形成学生在专业课程学习中的一个重要结成部分和重要的学习环节。
2.3针对机械制造及其自动化专业的计算机类课程的实践环节研究
实践教学环节是学生对所学理论知识进行验证的手段，也是学生进行创新设计的重要基础，因此对机械制造及其自动化专业学生的计算机类课程的实践环节研究也是必不可少的，而且是十分重要的。在教学环节中，需要从机械的部件、功能、组成和接口之间的联系出发，将机械制造及其自动化专业的实践教学分解为设计类实践教学、工艺类实践教学和控制类实践教学三个组成部分，从而形成实践教学中的三大核心模块。实践教学的内容紧紧围绕三大模块展开，在实践教学的过程中，既能体现机械制造及其自动化专业的三大核心模块的独立性，又能强调三大模块之间的关联性。通过实践教学环节，进一步加深学生对机械是一个系统工程的认识。此外，在注重学生实践环节训练的同时，鼓励学生参与各类与机械和控制相关的设计大赛，如全国的机械创新设计大赛。通过参加各类大赛，不仅可以提高参赛学生对本专业所学知识的应用能力，同时也可以激发本专业学生对课程的学习热情，在整个院系形成一点带面的学习效果，形成良好的学习氛围，使控制类课程真正融入到机械类课程的学习和实践之中，为培养知识全面的新时代机械制造及其自动化专业人才提供有力地保障。
2知识管理在机械制造过程中使得应用
2.1机械制造过程中的知识管理框架
机械制造过程中需要解决的问题具有复杂性、未知性、动态性等特点，因此，需要对现有的知识进行共享，还需要在知识共享的基础上，不断的创造出新的知识来满足实际需求。知识管理主要是由三个部分组成，分别为过程、技术、企业文化。其中如何通过企业文化的改进来促进知识管理的开展，是企业管理层需要解决的问题。机械制造企业开展知识管理的核心问题是如何通过知识管理过程充分利用、综合各项新技术和设备，以便促进对知识的管理。根据欧美等国家的研究建立了综合知识管理在实际开展中的框架，主要内容包括知识创新、知识管理组织、知识管理效果评估、知识管理策略、人与社会化的知识管理问题、知识管理过程、知识管理技术、知识管理案例分析和应用、知识共享等。
2.2机械制造过程中的现有技术和知识管理的融合
其一，融合知识管理中的ERP系统。企业资源计划（ERP）是在软件MRPI系统的基础上，以企业供需链管理为主，以现代化信息技术为辅，融合了SE、E-DI等先进的管理思想和方法。对企业每个环节的运作给予强有力的支持，对企业的整体资源进行组织、规划、指导、协调、控制等，使得企业的物流、信息流、资金流构成标准的通畅的动态反馈系统，使得企业管理向一体化、区域同步化发展。有效的提高了企业生产的灵活性和柔性，促进业务管理水平的提高，有效的降低生产成本，提高了产品的质量和服务质量，加强了企业的综合竞争力。其二，融合入知识管理中的SPC系统。统计过程控制（SPC）是一种借助数据统计方式进行过程控制的工具。在制造企业中，一般会采用SPC技术对产品的质量和数据进行统计分析，区分生产制造过程中的正常波动和异常波动，并对异常进行预警处理，提醒技术人员采取异常消除处理，确保制造过程中的稳定性，提高生产效率。SPC的操作过程需要确定被测量、描绘控制图、数据采集、过程分析等步骤进行，其中被测量的确定和过程分析需要建立在大量的知识基础上。
1.2控制工程有利于促进机械制造的成本优化在当前竞争环境下，国内机械制造企业存在着一个普遍的问题，那就是在生产成本控制方面面临巨大压力。所以如何在满足外部需求的同时尽可能地控制并降低内部成本消耗，已经成为各企业共同关注与亟待解决的一个重要问题，同时也是我们必须采取措施加以解决的问题。而此时，我们必须要对成本进行合理有效的控制，使其发挥最大的效用。对车间资源配置进行调整以实现总体成本优化，实现各种资源的优化配置，同时考虑资源使用方式的多样性，这样就可以在很大程度上节约资本，所以我们必须要利用控制工程来促进资源的合理利用。一方面需要结合生产对各种资源配置方案的调整效果作出准确的评价，另一方面又需要提供有效的备选方案的优化选择，通过搜索比较，我们可以发现，这样就可以实现问题的快速解决，更好地优化机械制造的成本。
1.3机械制造的发展也可以促进控制工程的发展机械制造业的发展可以为我们提供大量的资金支持，这样我们就可以很明显地看出工程制造的发展方向，也可以使控制工程得到快速的发展。机械制造可以使控制工程实现对输入信息的有效扩展与增强，同时也可以完成中枢处理的动态局域网络，能实现信息空间的优化分解，大大降低计算的复杂性，提高工作的效率和实时性。这种框架具有较强的信息融合和技术集成能力，大大提高了机械制造业的工作效率。所以，我们必须要加强相关技术培训，进一步促进我国相关技术的发展，提高我国的综合经济实力。随着近年来科技的不断发展，人们对于新产品的需求程度以及开发力度也逐渐加大，但是传统的设计方法是从无到有，这大大增加了新产品的开发周期和产品成本。随着科技水平的不断提高，越来越多的军用技术向民用技术转化，减小了工作强度，提高了设计效率。
2如何促进二者的和谐共同发展
2.1加强对相关技术人员的培养随着科学技术的发展，先进设备不断涌现，机械设计和工艺安排方面有了较快的发展。就目前市场的生产水平而言，大型企业资金雄厚，拥有先进的技术和生产设备，而中、小型企业在工艺安排和夹具设备方面相对较差，希望通过对输出轴零件的工艺和专用夹具的设计，解决中、小企业所存在的问题，提高生产效率、提高产品精度，降低生产成本。所以说我们必须要培养相关技术人员，促进CAD技术的发展。如复杂的石雕图形是无法通过传统的加工手段制造出来，只能由技艺高超的雕刻师傅们手工雕刻，而采用了三维数据设计以后这些问题就迎刃而解。通过对手工雕刻的实物进行扫描处理，形成雕刻机能够识别的文件，控制雕刻机进行批量化石雕生产。
社会对高职院校培养人才的基本要求是能胜任生产一线岗位的技术应用型人才。根据课程的总体目标，对现有的教材内容进行合理的增删，以满足社会对人才的需求。更新教学内容既要满足制造专业的理论教学要求，同时又要补充培养学生实践动手能力的内容。这样势必带来在理论教学学时、实践教学学时和教学任务等方面的矛盾。为解决上述矛盾必须重新整合和构建机械制造专业课程的基础理论和实践技能框架，同时建立起和其他专业课程之间的联系。不能单独从形式上进行课程内容简单组合，必须把具有实际特点的工程材料性能、热加工方法、机械加工工艺拟定、机床与刀具基础等章节的内容融入到实践教学之中，从而为理论与实践教学相结合奠定良好的基础。在技能教学上，一方面要求教师本身具备熟练的实践操作技能，另一方面要求学生在教师的指导下，运用所学的专业知识发现问题并解决问题，培养其独立思考和处理问题的能力。加大在实践教学中对学生能力的培养力度，使学生能够养成一种自行深入生产实践，在实践中加强学习的良好习惯。采取这种形式的课程内容改革，充分体现了高职院校的特色，避免了与普通高校本科学历教育雷同的教学模式和办学理念，显示了不同的人才培养途径，体现出了高职院校教育对人才培养的职业性、技能型、实用性等特点。同时更加明确了《机械制造基础》在机械专业人才培养上的基础性地位和作用。
（二）以新的科学技术知识为中心，对原有的课程内容进行改革。
在当今的机械制造行业中，出现了那些最有价值的新知识呢？高等工科院校中机类、近机类专业的学生在机械制造基础这门课中应当掌握哪些新知识呢？目前，数控加工技术、快速成型技术、纳米材料等新材料，新技术，新工艺在行业中占据了重要地位，并已进入了实际应用。高职院校所培养的学生，如果不具备这方面的相关知识，当他走上社会时，就无法满足本行业的要求，这会给他们再就业以及今后的工作造成困难。对于高职院校的相关课程而言，如果落后于时代，不能满足社会需求，就会失去了生命力。因此，《机械制造基础》课程的内容应该也必须选取本学科中较成熟的新材料、新技术、新设备的相关知识。从这一需要出发，近年来，各高校修改了机械制造基础教程的教学大纲。在新的教学大纲中，加入了纳米材料和数控机床知识及操作。例如，新的教学大纲要求：了解数控机床的工作原理、加工特点及应用范围；基本掌握数控车床数控铣床的程序编制方法。在教材的编写和选用方面，编著者也注意了这方面的问题。在新的国家规划教材中，金属材料篇内加入了纳米材料的内容；焊接篇中，加入了焊接机器人、光电跟踪切割、激光焊接与切割等内容；切削加工篇中，增加了数控机床和自动机床、柔性制造系统和智能制造、快速成型制造技术等。现用的教材也都包含有各种加工的先进技术介绍的内容。
二、机械制造基础课程内容的设置应面向学生，适应学生的特点
在机械制造基础课程的教学中，不少教师和学生认为，这门课包罗了金属材料、热处理、铸造、锻造、焊接以及金属切削加工等内容，学习者一般都是大一、大二学生，以前从未接触过这些机械加工知识，所以“死记硬背”的现象普遍存在。殊不知，这种学习方法对学生牢固掌握知识，学好这门课程不但不会有多大帮助，相反会养成一些不好的学习习惯，更不利于学生的全面发展。在机械制造基础课程的内容安排和教学过程中，应该紧密衔接各各部分内容和知识。例如，我们的学生在学习这门课程这前，都进行过“金工实习”这一机械制造的实践课，在实习中有自己动手操作并制造简单的工件的感性知识。讲授机械制造基础课的教师，授课前应当了解学生金工实习的过程和实际操作的内容。在理论课讲到相关知识时，要紧密联系金工实习中的操作知识，做到理论联系实际，使学生在理解的基础上掌握理论知识，这样就可以做到“融会贯通”，扬弃“死记硬背”。再例如，机械制造基础课中的各篇章如果各自孤立讲解，将涉及到五个专业的知识内容，繁杂而不易讲好也不利于学生掌握。所以各项内容孤立设置和讲解是失败的教学方式。笔者认为，课程中所包含的多种加工过程，加工的对象主要是针对铁碳合金，而在铁碳合金中，碳元素对其热处理工艺，铸造性能，可锻性，可焊性以及切削加工性都有举足轻重的影响。所以在各种加工方法的教学内容设置和讲授中，可以此把看起来互不相干的内容联系起来。这样就改善了课程各部分知识之间的衔接。
在进气冲程进入柴油机气缸的空气称为进气，进气是柴油机热功转换的工质之一，进气的工况可以归纳3个特性。
1）动态性由于空气是进气的气源，所以进气的成分也会随环境因素的变化而动态变化，如对于自然进气型柴油机，在海拔4000m的高原地区，进气中的含氧量只有平原地区的65%左右。
2）可调性柴油机的进气机构包括空气滤清器、空气预热器、废气涡轮增压器、进气消声器、进气门等零部件，通过这些功能元件的运行，可以调控进气的成分和物理参数，使其处于合理区间内，以利于提高柴油机的动力性、经济性和排放性。
3）系统性从系统工程学的观点分析，进气及进气机构是一个子系统（进气系统），与柴油机的燃油系统、排气系统和工程机械传动系统等子系统组成整机大系统。在对进气系统的进气进行调控时，不仅要调控进气系统内的功能元件的运行，还要与相关的子系统相关元件的运行优化匹配。如要使空燃比达到最佳值，则必须使进气量和燃油系统的喷油量最佳匹配。如要保障进气顺畅，充气系数高，则排气系统的排气背压废气残留率也必须相应减少，以达合理匹配。
1.2进气成分和物理参数的合理区间
从保障柴油机正常运行的角度出发，进气的主要成分和物理参数的合理区间如下：
①含氧量21%；
②气温20～30℃；
③含尘量<2mg/m3。这些指标是进气质量的参考评价指标。
2提高进气质量的对策
在柴油机的运行中，造成进气质量差的主要因素是进气含氧量低、进气气温过高或过低、进气含尘量超标等。从工程机械设计、制造、使用等方面可采取的对策如下。
2.1提高含氧量的对策
进气含氧量低会造成燃油燃烧不完全，燃烧效率低下，对此可采取如下对策。
1）用废气涡轮增压器增氧在柴油机上安装废气涡轮增压器，利用柴油机的排气驱动涡轮增压器，可以提高气缸的进气压力（约为180～200MPa），增加进气密度和含氧量，同时相应适当增加喷油量，则可使有效功率比自然进气型柴油机提高40%～60%左右。高原型工程机械的柴油机均安装废气涡轮增压器来适应高原地区空气含氧量低的作业环境。涡轮增压器有废气涡轮增压器、机械增压器、电动增压器、气波增压器、复合增压器等多种型号，其中废气涡轮增压器还有叶片角度固定涡轮增压器、可变截面涡轮增压器（导叶叶片角度可调节）等多种，可按不同主机机型优选配置。
2）富氧膜补氧文献介绍，国外有的工程机械机型在空气滤清器后端安装富氧膜组件，可为进气补充氧气，节能减排。
3）用氧气瓶增氧在进气系统中加装氧气瓶和控制元件，为进气增氧。陕西建设机械股份公司对进口的ABG8620型摊铺机加装此装置，使该机在高原顺利运行。
4）电磁共振电解水增氧增氢据《建筑和筑路机械》（俄）2013年第8期介绍，德国公司WABO-SCHMIRTECHNIXGMBH&CO.KG开发了AIR-TEC装置（电磁共振电解进气中水蒸气为氢气和氧气的装置）。该装置有2个元件：
①专用进气管，内装电磁线圈的进气管，其余结构与普通进气管相同，装机时取代传统进气管。
②电子控制模块（ECU），它可调控进气管的电磁线圈发射与进气中的水蒸气中氢原子和氧原子自振频率相同或相近的电磁波，使H和O产生共振，共振力可以破断H2O中H和O之间的结合键，使H和O分别聚合成H2和O2，加入进气中，增加进气和氧含量和氢量。其化学反应式如下：2H2O=2H2+O2。电磁线圈所需电流由柴油机原有的发电机供给，由ECU调控。由于O2是助燃剂，H2是高效无污染的燃料，这都有利于提高燃油燃烧效率，所以安装了该装置，可以节能减排。德国奔驰ACTROS重卡安装了此装置，节油7%，CO2排放降低51%，NOX排放降低9%，碳烟排放降低26%，俄罗斯巴尔斯科林场等单位的林业机械、农机使用后，效果良好。5）添加含氧燃料补氧柴油是不含氧的燃料，文献介绍了添加含氧燃料甲醇+柴油双燃料方式，即在柴油中掺加10%～20%体积比的甲醇，甲醇是含氧、不含硫，着火特性良好的生物柴油。但单纯使用滞燃期较短，最大爆发力降低，双燃料可优势互补，混合燃料增加了氧含量，可以改善柴油的燃烧反应，燃烧效率高，排放污染物CO、HC和碳烟下降。
2.2调节进气气温的对策
1）当进气温度低于-10℃，由于会降低燃油混合气的温度，使柴油机冷起动困难，甚至不能起动，其对策是在进气管路安装进气预热装置，如电热塞、进气预热器、低温起动液辅助起动等（可依机型不同优选一种），以提高进气温度。
2）当进气温度超高时，采用降温装置降低进气温度。如工程机械增压型柴油机，空气经增压后成热压缩空气，使气温升高（约400℃左右）。气温升高会降低充气密度，燃烧效率下降。对此可加装空空中冷器来降低进气温度。
2.3降低进气含尘量的对策
实验表明，当进气中含尘量由23mg/m3降到2mg/m3时，气缸因尘粒产生的磨损量可降低12%。所以，柴油机进气机构中均装有空气滤清器，空气滤清器型号很多，有双级（粗滤+细滤）、三级（预滤+粗滤+细滤）、惯性式、油浴式、离心式、复合式、废气（柴油机排气）引射抽尘的三级空气滤清器等20多种型号，可按作业区空气含尘量择优选配。如厦工生产的沙漠型装载机，配置了大流量、低阻力、自动排尘的沙漠型空气滤清器，适应沙漠中空气含尘量大的环境，使进气含尘量少。另外，还可以采用降尘施工工艺来降低环境空气含尘量，从源头上降低进气含尘量，如在矿山和采石场，采用湿式凿岩，在隧道施工中采用湿喷施工工艺，在土方平基工地和粉料装卸场，采用喷水降尘等，减少施工粉尘的产生量。
2.4自动调节进气质量的装置
一些先进的工程机械机型，配置了自动调节进气质量的装置。自动装置主要应用传感器技术、电子控制模块（ECU）来自动调控功能元件（如涡轮增压器、空气加热器、进气门等）的运行，从而调节进气质量，使其参数处于合理区间。如冠明斯柴油机运用自动控制技术，可调控VGT可变截面涡轮增压器按工况要求精准调节进气的压力、流量；又如scanid生产的生态型柴油机，配置带传感器和ECU的电控进气门和可变截面的涡轮增压器，可根据工况变化自动调节进气量的大小。卡特彼勒开发的ADEM控制器，从工程机械柴油机内置的传感器获取信息可对临界参数进行实时调节，调控进气量和供油量，使之最佳匹配，另外还具有适应海拔高度变化的自动补偿功能。
3建议
1）本文介绍的新技术，既可在新机上应用，也可用于再用机的升级改造，如俄罗斯将AIR-TEC装置用于再用机的升级改造，提高了再用机的节能减排性能。
2根据机械制造类专业课程教学设计的指导规划教学内容
可将教学资料内容规划为如下几个方面的内容:教学方案、工作任务单、课程引导文、引导性教学PPT、学习参考资料清单。
2．1学习者特征分析
高职学生已经学过了独立的和分散的专业课程。如何将这些专业基础课程和专业课程相衔接，将学过的知识系统化，是目前高职教育亟需解决的问题。现在学生已经具备了以下的能力:能够完成中等复杂零件图的制作和输出，手工编制较简单的CNC程序，操作数控铣、数控车床，应用一种CAD/CAM软件完成零件的三维建模，手动检测零件的尺寸精度，编写数控加工工艺文件，使用专业术语交流，借助技术手册阅读图纸的相关技术要求。
2．2教学方案设计的主要内容
课题名称:低碳环保风力装置机械部件创新设计与制造。教学时间安排:10课时。学习/工作任务描述:学生根据低碳环保风力装置的部分图纸，在“理实一体化”教学区内，以低碳环保的设计和制造方法，在规定时间内完成产品的设计、制造和调试工作，并及时记录和总结自己掌握的知识和技能。学生以团队的形式共同完成该项任务，需要进行必要的分工和合作，最终实现低碳环保产品的设计和制造。每组学生在此过程中，需要与设备管理员、工具管理员做好交流沟通，安排好加工时间段。在设计和制造过程中学生要明确低碳环保设计理念，注意使用现有设备、工装夹具、刀具和量具完成加工制造任务，注意设计的零件与现有零部件的配合关系，在几何精度方面查阅相关技术手册。该任务需要严格遵守国家标准和安全准则，规范设计制图和设备操作。在任务结束时要归纳整个设计和加工过程，对遇到的问题进行总结，自觉保持安全作业，遵守“5S”的工作要求。教学/学习目标:学生以小组的团队形式，在指导教师的引导下，根据低碳环保产品设计理念和思路以及国家相关技术标准和机床设备使用安全准则，提出对低碳环保风力装置的产品设计方案，并能够在小组内进行比较和评价，得到最佳实施方案。学生要能够对比和评价产品的数控加工工艺方案，最终确定最佳的解决方案，并实施加工。根据产品的装配和调试的相关技术标准，学生要对已完成的任务进行总结、评价和汇报。学习完本项目后，学生应能够完成低碳环保小型产品的设计和制造，包括设计原理分析、机械零件设计、计算机辅助设计、计算机辅助制造、数控加工工艺方案的优化与制订、数控程序的编制与调试、中等复杂零部件的数控车与数控铣配合的操作加工。通过该项目的实施，学生更加关注低碳环保产品的设计和制造，其相关的环保意识也有所增强。教学对象:高职教育制造类专业的第五学期学生(制造类专业，例如机械设计与制造、机械制造与自动化、数控技术、计算机辅助设计与制造、精密机械技术、机电一体化技术等专业)。教学内容:根据低碳环保的理念，某企业设计出了低碳环保风力装置。现给定一风能，根据能量转换原理，创新设计与制造一风能驱动叶轮转动，进而带动传动机构和驱动机构，实现物料传送的机械装置。物料尺寸Φ25mm×10mm，物料材质为塑料或尼龙;顶杆作直线往复运动，行程范围为30～50mm。教学过程:仅提供该装置部分工程图和部分零部件，让学生根据所提供的产品工程图(部分)，分析、讨论该低碳环保产品的设计理念和使用场合，编写产品设计说明书。在掌握新产品的整体结构后，完成缺少的零部件设计，遵照国家标准完成工程图的制作;完成该产品的三维实体图的绘制，实现虚拟样机的装配;对设计零件进行工艺分析，制定出合理的工艺方案，按照工艺文件完成零件的数控加工制造;最终将产品所有零部件装配，进行装置调试。教师需要参与学生的设计方案和工艺方案的讨论过程，指出关键问题所在，如对于CAD/CAM软件使用能力、标准件的选用方法、数控加工工艺的制定思路、数控加工操作尤其是数控车/数控铣的组合加工、装配调试的注意事项等。
2．3教学环境设计与资源配置
教学车间，学习讨论区与加工区以玻璃幕墙隔开，一是避免噪声，二是保护学习讨论区设备。中间区域为小组学习和讨论的主要场所，需要配备电脑和电源插座。该设计模式有利于理论与实践相结合教学的实施，学生可以在加工现场旁进行讨论和学习，这很好地解决了实践与理论分离的问题，有利于综合性教学课程的开展。
1)现有教学内容沿袭了传统的体系与架构
知识点面面俱到，没有根据不同类型学校培养目标的侧重点不同而有所区分。缺乏生产实际内容，对于新材料、新工艺、新技术和新装备的介绍不足，不能全面反映本专业的前沿发展现状和趋势，不利于学生的创新思维发展。
2)教学手段与方法相对单一
仍以教师单方面授课为主，不能完全满足教学要求。根据教学大纲安排，课程教学为32学时。教师要在有限的时间内把大量的知识和信息传递给学生，尤其目前普遍采用多媒体教学，更进一步扩大了课堂教学容量，对学生的理解和接受能力提出了更高要求。为追赶进度，学生无暇思考，只能填鸭式被动接受。而一旦某一环节跟不上，则会一步落、步步落，严重挫伤学生学习积极性和自信心。
3)现有授课计划
对于实验与实践教学环节安排不足，学生亲自动手操作与动脑思考的机会不多，对于知识的理解仍停留在书本理论的层面，遇到实际问题不能有效应对，违背了课程内容组织强调实践性与实用性的初衷。
4)考核评价机制单一
一般仍取平时考勤、课堂作业与期末考试成绩作为评价学生学习效果的标准。学生为考勤而到课堂，身在课堂心在外，临近考试就突击死记硬背，不会花时间去主动思考，更不会去深入研究如何应用所学到的机械制造装备的设计原理与方法，极大损害了学生运用所学理论和技术手段综合创新能力的发展。
5)伴随高校扩招
机械设计制造及自动化专业生源规模持续增加，越来越多的青年教师走上讲台，他们虽然储备了足够的理论知识，却在自身实践经验上有所欠缺，而机械制造装备设计课程教学内容设置中的金属切削机床设计和夹具设计等都需要丰富的生产实际经验作为支撑，这在一定程度上影响了课程教学效果。
2机械制造装备设计教学改革探索
2．1教学理念的与时俱进把握工程教育要面向工程实际的基本原则
对于机械制造装备设计过程，不仅仅关注结构与功能原理的实现，也要从经济性、安全性、环境保护与节能减排等方面将其视为一个系统的工程技术项目来加以考虑，全方位引导学生培养运用所学知识解决实际工程问题的能力，正确认识工程对于客观世界和社会的影响。教师对于学生的要求更多地集中在培养学生的学习主动性、对问题的深入探究和钻研精神以及追求创新的态度和意识。这就对教师本身在知识结构、教育教学技能、教学与管理艺术等方面提出了更高的要求，要不断更新自身教育理念，与时俱进。
2．2教学内容的改革与优化
课程教学内容要面向机械设计制造及自动化专业工程教育认证目标，以培养行业认可的复合型工程人才为导向，突出学校与学科专业特色，紧随生产与社会的发展，与相关产业与领域的需求相结合。以此为原则，保留原有教学内容中的经典核心部分，删减或剔除与专业认证目标不相符合的内容。针对湖南科技大学机械设计制造及自动化专业面向矿山机械、工程机械及数控机床产品设计制造的专业培养特色，教学内容中适当增加矿山机械装备与工程机械装备的设计方法与过程，对于金属切削机床的设计着重讲解数控机床的主传动系设计、进给传动系设计与典型部件设计，减少普通机床设计相关内容。机床控制系统设计重点介绍数字控制技术原理与设计过程，其它控制方式酌情删减或剔除。同时教师在授课过程中应结合自身研究方向，增补介绍反映本专业前沿发展现状和趋势的有关新材料、新工艺、新技术和新装备的内容，使教学内容做到融经典、基础、实用、前沿于一体。适当淡化教学内容中的深奥理论知识，增强应用与实践，增加实验与实践教育环节时长，以激发学生的学习兴趣。可以更多地与企业生产实际相结合，与企业沟通联系，创造机会让学生深入企业生产一线，直观接触与动手实践，深入理解机械制造装备的设计原理与方法。强调对重点和难点的把握，精心组织，讲深讲透，如金属切削机床的工作原理、几何表面成形原理和机床主传动系设计过程、夹具定位方案的设计与分析等。对于物流系统设计和机械加工生产线的总体设计，则可以采取学术讲座的形式加以介绍。
2．3教学方法的突破与创新
面向工程教育专业认证需求，教师要实现教学方法与手段的不断突破与创新，以提高教学质量。教学方法要针对工程实际，可以更多地采用案例分析、综合设计、小组学习、项目训练等方式，培养学生主动学习和团队合作能力，提高工程意识和设计技能。教师也要深入研究当前国内外工程教育的发展形势，将国际上最新的科学思想和科学成果传递给学生。在教学过程中教师要有效利用多媒体教学资源，使知识直观化、形象化，激发学生学习兴趣，调动主观学习积极性。如为使学生对于装备制造业有清晰的认知，激发学生对于机械制造装备设计课程学习的热情，在绪论中详细介绍制造业与装备制造业的内涵，多方搜集资料，以详实的图片、文字、视频和数据资料深入透析装备制造业的地位与作用、我国装备制造业迄今所取得的成就以及面临的机遇与挑战，鼓励学生为我国装备制造业的发展与进步贡献自己的力量。为训练学生的独立分析与思考能力，教师也在课堂上提出问题或布置课后作业，启发学生去思考并分组讨论，教师再进行归纳总结和点评，让学生能够主动参与学习。在机械制造装备设计课程教学中可根据教学难点与重点，有针对性地开展专题讨论与专题作业。讨论与作业的形式也需多样化，以便于活跃学生思维，增强创新意识。
2．4考核评价机制的多元化
为检验课程教学效果，考核评价必不可少。在常用的平时考勤、课堂作业与期末考试成绩的考核评价机制基础上进行多元化拓展，以助于提高学生的学习积极性，培养创新态度和意识。针对机械制造装备设计课程教学特点，采取“日常课堂教学考核+创新实践考核+期末闭卷考试”模式。日常课堂教学考核从考勤、课堂讨论、课堂作业等方面进行综合评定，重点考查学生的学习态度、学习纪律性与主观能动性等;创新实践考核结合实验教学进行，考察学生的创新思维和创新能力、实践动手能力等;期末闭卷考试适当增加主观题和应用型试题比重。通过考核评价机制的多元化拓展，全面准确地反映学生学习效果。
