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[關鍵詞]仿真技術 電力類專業(yè) 實訓教學 教學資源

高職電力類專業(yè)肩負著為電力系統(tǒng)培養(yǎng)高端技能型專門人才的重任。由于電力系統(tǒng)的發(fā)、輸、變、配、用等關鍵環(huán)節(jié)的生產設備具有高電壓、大容量、自動化程度高、連續(xù)運行、價格昂貴等特點，為了保證電力生產的連續(xù)性、安全性、可靠性，生產現(xiàn)場很難安排電力類專業(yè)學生的實訓教學，而在校內建設發(fā)電廠或電網，投資巨大也不現(xiàn)實。近年來，隨著仿真技術、計算機技術、多媒體教學技術的迅速發(fā)展，電力類高職院校結合電力生產、建設和發(fā)展情況，積極組織開發(fā)仿真實訓教學項目，自編教材，培養(yǎng)師資，開展仿真實訓教學，為電力系統(tǒng)培養(yǎng)了大批高端技能型專門人才。

一、仿真技術在高職電力類專業(yè)實訓教學中應用的現(xiàn)狀及存在問題

1.應用范圍較小

根據(jù)全國13所電力類高職高專院校開展仿真實訓教學項目的調查情況來看，仿真技術主要應用在變電站、火電機組仿真實訓教學，僅有部分院校開展了繼電保護仿真、單元機組集控運行仿真、熱力過程自動化仿真和電子技術仿真實訓教學。由此可見，仿真技術在高職電力類專業(yè)實訓教學中的應用范圍較小，尚未普及。

2.教學模式單一

目前，大部分院校的仿真實訓均采用理實一體教學方式，教學模式單一。一般來說，教學模式是根據(jù)教學目標、教學內容、教學條件、教學對象而采取的教學活動方式。對于同一個仿真實訓教學項目，由于仿真對象（如發(fā)電機組的容量大小、變電站的電壓等級高低等）的不同、培養(yǎng)對象（高職學生或在職職工）的差異、仿真機組數(shù)的多少等因素，各院校制定的教學目標也不相同。因此，仿真實訓應根據(jù)教學目標、教學內容、教學條件和教學對象的不同，由針對性地設計多樣化的教學模式。

3.教學資源缺乏

仿真實訓教學資源應主要包括課件、試題、試卷、案例、文獻資料、圖片、視頻、動畫、音頻等素材和網絡課程。目前，高職電力類專業(yè)仿真實訓教學資源十分匱乏，多數(shù)院校僅有自編教材、部分課件、案例和操作規(guī)程等，沒有完善的教學標準、通用教材、教學資源庫和教學質量評價體系，尚未建成與職業(yè)技能考核接軌的試題庫或試卷庫，更沒有建設網絡課程。

此外，高職電力類專業(yè)仿真實訓教學還存在仿真裝置工位少、雙師隊伍建設等亟待解決的一些問題。

二、提高仿真技術在高職電力類專業(yè)實訓教學應用效果的對策

1.積極開發(fā)仿真實訓教學項目，擴大仿真技術在電力類專業(yè)實訓教學中的應用范圍

教育部《關于推進高等職業(yè)教育改革創(chuàng)新，引領職業(yè)教育科學發(fā)展的若干意見》（教職成[2011]12號）中指出，要“推進現(xiàn)代化教學手段和方法改革，開發(fā)虛擬流程、虛擬工藝、虛擬生產線等，提升實踐教學和技能訓練的效率和效果”[1]。隨著電力系統(tǒng)向高電壓、大容量、高度自動化和智能化方向的快速發(fā)展，超臨界發(fā)電機組、特高壓輸電線路、智能化變電站、智能化配電系統(tǒng)、智能用電小區(qū)、智能電能表等高新技術及裝備在電力系統(tǒng)得到廣泛應用[2]。高職電力類專業(yè)教學要緊跟電力系統(tǒng)的技術進步，必須綜合利用計算機技術、多媒體教學技術、計算機圖形學和仿真技術，積極開發(fā)仿真實訓教學設備，模擬實際的電力生產過程中的設備或系統(tǒng)及其運行、檢修、故障狀態(tài)，實現(xiàn)人機交互、師生互動的虛擬或真實的教學環(huán)境，為培養(yǎng)電力類專業(yè)高端技能型專門人才創(chuàng)造教學條件。

電力類高職院校要結合我國電力建設和發(fā)展的實際，在電力行業(yè)和電力職業(yè)技術教育領導機構的組織協(xié)調下，選取電力系統(tǒng)中典型的、通用的先進技術裝備和系統(tǒng)，采取自主、聯(lián)合開發(fā)及引進等多種方式開發(fā)新能源發(fā)電、智能變電站、智能輸電網、智能配電網、智能微網、智能電網調度系統(tǒng)、智能電網通訊系統(tǒng)、智能營銷系統(tǒng)、智能用電系統(tǒng)等仿真實訓教學項目，逐步擴大仿真技術在電力類專業(yè)實訓教學中的應用范圍，提高實訓教學的效率和效果，使學生盡快掌握電力生產新技術、新設備、新工藝、新方法，為電力系統(tǒng)輸送具有“四新”知識和技能的高端技能型專門人才。

2.加強校校、校企合作，共同開發(fā)仿真實訓教學資源

目前，各高職院校幾乎都是單獨進行仿真實訓教學項目的開發(fā)、建設，仿真對象不同，仿真教學裝置各異，沒有統(tǒng)一的教學標準、教材和考核標準，仿真實訓教學師資隊伍相對薄弱。建議由電力行業(yè)和電力職業(yè)技術教育領導機構牽頭搭建高職電力類專業(yè)仿真實訓教學平臺，加強校校、校企合作，聯(lián)合開發(fā)、建設教學資源，制定統(tǒng)一的教學標準，編寫通用教材，開發(fā)可共享的教學資源庫和網絡課程，制定統(tǒng)一的考核評價標準，建設仿真實訓教學師資培訓基地等，實現(xiàn)優(yōu)勢互補、資源共享。

3.深化仿真實訓教學改革，努力提高仿真實訓效果

高職電力類專業(yè)要深化仿真實訓教學改革，積極探索在仿真環(huán)境下的基于工作過程的任務驅動、項目導向等新型教學模式，創(chuàng)設仿真工作的學習情景，推進“六步法”（資訊、決策、計劃、實施、檢查、評估）教學模式的應用，使學生在學習過程中，邊學邊做、做中學、學中做。積極探索情景體驗教學的有效形式，使學生在對情景問題的探索中形成職業(yè)意識，提升職業(yè)能力和素養(yǎng)[3]。此外，高職電力類專業(yè)還要加強與電力企業(yè)之間的互動，選派教師深入企業(yè)生產一線進行實踐鍛煉，吸收企業(yè)專家參與仿真實訓教學，利用仿真實訓教學項目開展企業(yè)職工技能培訓，安排學生到企業(yè)參觀生產現(xiàn)場工作流程，這些做法都能有效地提高仿真實訓教學效果。

課題項目：本文是中國機械工業(yè)教育協(xié)會2011年度職業(yè)教育重點研究課題（課題編號：ZJJX11ZZ005）《仿真技術在高職電力類專業(yè)實訓教學中的應用研究》成果之一。

[參考文獻]

[1]教育部.關于推進高等職業(yè)教育改革創(chuàng)新，引領職業(yè)教育科學發(fā)展的若干意見.教職成[2011]12號.

[2]劉景峰.高職電力類專業(yè)仿真實訓教學項目的開發(fā)及應用[J].中國職業(yè)技術教育，2012，（5）.

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關鍵詞：裝配和檢測技術 材料與處理技術 維修和再制造技術 精密成形技術

中圖分類號：TG76 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）03（a）-00-01

1 模具制造技術的現(xiàn)狀

模具是材料成形的重要工藝裝備，材料在外力的作用下受模具約束并產生流動變形，從而得到所需的形狀和尺寸的零件。按照成形工藝的不同，模具可以分為沖壓模具、鑄造模具、鍛造模具、擠壓模具、注塑模具、拉絲模具、玻璃成形模具、橡膠成形模具、粉末冶金模具和模具標準件等。模具一般由上模、下模和模具標準件組成，而現(xiàn)代大型復雜模具往往包含有獨立動力系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，本身就是完整的制造裝備。模具技術包括模具的設計和加工技術、裝配和檢測技術、材料與處理技術及維修和再制造技術等，是精密成形技術的重要組成部分。模具生產具有高生產效率、制件的高一致性及較高的精度和復雜程度、節(jié)能節(jié)材等特點，因此是一個國家的工業(yè)產品保持國際競爭力的重要保證之一。模具制造技術的五大趨勢是綠色、智能、超常、融合、服務。模具制造技術的技術問題是：（1）復雜系統(tǒng)的創(chuàng)意、建模、優(yōu)化設計技術；（2）零件精確成形技術；（3）大型結構件成形技術；（4）高速精密加工技術；（5）微納器件與系統(tǒng)；（6）智能制造裝備；（7）智能化集成化傳動技術；（8）數(shù)字化工廠。

機械工程11個技術領域是：（1）產品設計；（2）成形制造；（3）智能制造；（4）精密與微納制造；（5）仿生制造；（6）再制造；（7）流體傳動與控制；（8）齒輪；（9）軸承；（10）模具；

（11）刀具。

2 模具制造技術的發(fā)展趨勢是模具數(shù)字化設計制造技術

2.1 概訴

模具數(shù)字化設計制造技術的核心是CAD/CAM/CAE，應用模具數(shù)字化設計制造技術可以顯著縮短模具開發(fā)周期，改善產品質量，降低產品成本，提高服務水平，即可以提高模具企業(yè)的TQCS水平。對于推動模具行業(yè)的轉型和提升模具工業(yè)的核心競爭力具有深遠的意義。我國數(shù)字化模具設計制造技術的重點將集中在兩方面：1、通過高可靠性的模具設計技術徹底改變長期存在的憑經驗設計模具、可靠性無法保證的狀況；2、采用高效、精密的模具制造技術大幅提高模具制造的效率和精度。到2030年，我國模具數(shù)字化設計制造技術總體上將達到當時的國際先進水平。

2.2 關鍵技術

2.2.1 高可靠性的模具設計技術

（1）現(xiàn)狀。改善產品零件的可制造性是保證模具設計高可靠性的重要前提，實現(xiàn)可靠性模具設計的基礎技術是形成工藝過程的精確仿真。當前的產品工藝性較差，造成模具開發(fā)困難，成形工藝仿真采用的模型為宏觀仿真模型，即將成形的材料視為連續(xù)介質或均勻體，不能完全反應材料的真實成形特性。

（2）挑戰(zhàn)。模具的智能化設計將建模、分析和優(yōu)化集于一體，需考慮多學科的協(xié)同以及材料的宏觀和微觀特性以及成形過程中多物理場的耦合。

（3）目標。模具設計將在知識驅動的設計平臺上進行，實現(xiàn)知識資源的共享，發(fā)展成形工藝過程的仿真技術和智能化的模具設計技術，實現(xiàn)高可靠性的模具設計，減少試模次數(shù)，最終達到零試模。預計到2020年，該技術將使一次試模成功率達到90%以上；2030年，達到95%以上。①產品的可制造性設計技術：通過并行工程、協(xié)同設計、成形仿真等開發(fā)技術，使模具設計人員在產品開發(fā)的早期介入產品設計，將會及早發(fā)現(xiàn)產品零件存在的成形性問題，保證其良好的可制造性，為高可靠性的模具設計提供基礎。②基于知識的智能化模具設計技術：模具的智能化設計將建模、分析和優(yōu)化集于一體，更加注重多學科的協(xié)同，模具設計將在知識驅動的設計平臺上進行，實現(xiàn)知識資源的共享。不僅可以充分利用歷史的設計經驗和成功案例，還可以在已有的設計知識基礎上衍生出新的設計知識，具有更加完美的全關聯(lián)模具設計功能，從而避免設計錯誤的產生，實現(xiàn)高可靠性的模具設計。

2.2.2 高效、高精的模具制造技術

（1）現(xiàn)狀。目前高效率的模具加工技術，如高速切削和高效的電火花加工尚未得到普遍應用，其他的高效模具加工技術， 例如高能束加工、快速成形技術、高效的表面拋光技術及柔性自動化模具制造技術，雖然顯現(xiàn)出其巨大的優(yōu)越性，但仍在起始階段。

（2）挑戰(zhàn)。在模具生產中實際使用的機床的轉速將會達到10萬r/min 以上，機床、刀具和高速切削理論均需有所突破；超精密模具加工技術不僅要使用性能極高的加工設備，要求極高的加工環(huán)境，同時還必須考慮極微小尺寸所產生的尺寸效應和界面效應問題，以及在微納尺度條件下的摩擦機理、熱傳導、精密測量與誤差補償?shù)葐栴}。

（3）目標。以信息技術、仿真技術和虛擬現(xiàn)實技術為基礎，實現(xiàn)虛擬模具制造，在實際制造模具之前，準確預測未來模具的性能和制造系統(tǒng)的狀態(tài)，從而作出正確的決策和優(yōu)化實施方案；通過采用超精密加工技術、柔性自動化制造技術和基于仿真的虛擬模具制造技術，高效的模具加工技術，使模具加工的效率比現(xiàn)在提高10 倍以上，加工精度達到納米級。①高效的模具加工技術：高速切削機床和高效的電火花加工機床的加工效率大幅提高，高能束加工、快速成形技術和高效的表面拋光等技術將得到普遍應用。②超精密模具加工技術：為滿足制件的微米、納米級特征尺寸或精度要求，須協(xié)調處理高性能加工設備和加工環(huán)境以及極微小尺寸所產生的尺寸效應和界面效應等問題，實現(xiàn)精密測量與誤差補償，達到跨尺度高精度的控形和控性。未來20年，模具技術發(fā)展趨向主要是精密、復雜、高效、多功能。復雜主要指能實現(xiàn)智能控制的復雜模具，模具本身具有動力系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)；高效主要指模具的結構和性能滿足一模多件和高速成形等工藝要求，如多層注塑模具及2000次/min以上高速沖壓多工位級進模；多功能主要指能實現(xiàn)多料、多工序成形的多功能復合模具，如多料注塑模具、40工步以上的多工位級進模具和同時完成沖、疊、鉚等工序的馬達鐵芯模具等。

參考文獻

[1] 張忠侃.H13鋼碳化物球化過程及組織力學性能的研究[D].昆明理工大學，2010.

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關鍵詞：自動化技術 機械自動化 機械制造業(yè)

中圖分類號：F407 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（a）-0062-01

自動化技術的自身不斷完善及在機械制造行業(yè)內的廣泛應用，推動著機械產品向著高參數(shù)、大型化及高可靠性方向上的發(fā)展進程的加快，在很大程度上使得機械制造行業(yè)的相關產品的技術含量及附加值增加顯著，而科學技術的不斷發(fā)展及人們的生活上產水平的提升，將會推動自動化技術在機械制造業(yè)中更為廣泛的應用，使得機械制造業(yè)的自身生產規(guī)模由以往的少品種、大批量轉變?yōu)楝F(xiàn)今的多品種、小批量的生產格局，并逐漸向民眾需求的產品的制造方向上發(fā)展。

1 機械制造業(yè)與自動化技術概述

機械制造業(yè)具體是指主要以進行多種機械設備的加工生產制造的典型制造行業(yè)，例如以船舶、飛機、汽車等交通運輸設備為典型的制造，動力機械、機床及起重運輸機等生產用機械設備的制造。與快速消費品的制造業(yè)相比，機械制造業(yè)在機械產品的研發(fā)、生產制造及加工等整個生產流程中都反映出知識密集型及勞動密集型的典型綜合特點，因此，在很大程度上，機械制造業(yè)就是進行國家的工業(yè)化水平衡量的重要指標。

就機械制造行業(yè)使用的自動化技術來說，業(yè)界人士普遍的將其稱為機械自動化技術，是在機械制造業(yè)中較為新穎的生產力。將自動化技術應用于機械設備、機械產品的研發(fā)生產及加工制造中，可顯著的提升人員的工作效率及設備的生產效率，與單單純的人工操作相比，在安全性、效能性等方面都有顯著的提升。就世界范圍內而言，機械制造領域內的自動化技術的研究歷程相對較為久遠，機械自動化所表現(xiàn)出的發(fā)展速度也相對較快，這主要是因為很多國家已經認識到機械自動化技術對推動機械制造業(yè)更為健康快速的發(fā)展中所起到的作用，但依然有些國家受到各種主客觀因素的影響，自動化技術在機械制造業(yè)中的應用尚需強化。

在很大程度上自動化技術與機械制造業(yè)是密不可分的，更為全面的表述是機械制造業(yè)的發(fā)展需要自動化技術的推動，而自動化技術的價值需要在機械制造業(yè)的實際應用中體現(xiàn)。

2 自動化技術在機械制造業(yè)中的應用

隨著社會市場經濟的高速發(fā)展及市場經濟體制的逐步完善，科學技術的研究及應用取得著較為顯著的成果，就機械制造行業(yè)內自動化技術的應用已經朝向集成化、敏捷化、智能化及虛擬化的方向上發(fā)展，使得機械自動化技術在較大的程度上實現(xiàn)著與計算機集成及計算機輔助制造等理論概念的緊密結合，為機械制造業(yè)更為健全、健康及快速的發(fā)展提供著堅強的技術保障及支持。

2.1 自動化技術的集成化在機械制造業(yè)中的應用體現(xiàn)

計算機集成制造技術被機械制造業(yè)普遍的認為是21世紀制造業(yè)內的最為主要的運營生產方式，此時的計算機集成制造是由多個相關聯(lián)的分系統(tǒng)所組成，主要可分為管理信息系統(tǒng)、工程技術信息系統(tǒng)、自動化制造系統(tǒng)及質量信息系統(tǒng)，其中管理信息系統(tǒng)具體擁有的功能可分為生產管理、經營管理、人事管理、物料管理及財務管理等，是機械制造業(yè)運營生產中的各個管理環(huán)節(jié)相對應的信息系統(tǒng)；工程技術信息系統(tǒng)主要涵蓋著計算機輔助設計功能、計算機輔助分析功能、借用計算機進行工藝過程的設計輔助功能、數(shù)據(jù)控制程序的編制功能等；自動化制造系統(tǒng)所具有的功能主要由在加工中心、自動裝配、工業(yè)機器人、柔性制造及計算機數(shù)控等生產環(huán)節(jié)下的相應的處理及輔助功能；質量信息系統(tǒng)主要是借助計算機的輔助功能進行生產的機械產品質量的監(jiān)測分析與控制，具體的技術應用形式是基于計算機輔助功能的質量監(jiān)測、基于計算機輔助功能的質量控制以及基于計算機輔助功能的產品測試。

2.2 自動化技術的智能化在機械制造業(yè)中的應用體現(xiàn)

現(xiàn)代化的機械制造技術已經不再單純的是制造工藝、制造方式及產品設計等工作環(huán)節(jié)，而是已經由商品的概念體系逐步的過渡至最終產品生產完畢的集成生產活動及系統(tǒng)化的生產過程，使得現(xiàn)代化的制造技術更多的是種功能體系與信息處理機制完美融合的生產體系。制造技術、系統(tǒng)工程、自動化技術及智能化技術的融合，逐漸發(fā)展起綜合性的新型技術產業(yè)，即智能化的制造技術，這是自動化技術在機械制造業(yè)中應用的智能水平提升的具體表現(xiàn)。最為典型的是智能制造系統(tǒng)在機械制造行業(yè)中的應用，即將人工智能有機的融入到機械制造系統(tǒng)的各個運轉環(huán)節(jié)內，通過對專家智能活動的模擬，代替原本由專家負責的那部分活動以及進行專家所負責的活動的延伸，系統(tǒng)利用自身所具備的智能功用進行制造系統(tǒng)運行工況的監(jiān)測，對隨時可能出現(xiàn)的各類錯誤及非正常的運轉狀態(tài)進行分析預測，并依據(jù)專家系統(tǒng)中所記載的類似問題進行預防性措施的執(zhí)行，以運轉參數(shù)的及時調整適應外部的環(huán)境變化及突發(fā)事件的應急處理等。

2.3 自動化技術的虛擬化在機械制造業(yè)中的應用體現(xiàn)

機械制造業(yè)中應用的虛擬制造技術，實際上是自動化技術的虛擬化水平的提升表現(xiàn)，具體的實現(xiàn)策略是將現(xiàn)代化的制造工藝、計算機的圖形學、并行工程、信息技術、多媒體技術及人工智能技術進行融合，將計算機的仿真技術及系統(tǒng)的建模技術作為基礎技術的多學科穿插式的綜合化的系統(tǒng)技術。虛擬制造技術在機械制造行業(yè)中的應用實現(xiàn)著利用仿真技術及信息技術，對產品生產制造環(huán)節(jié)中的生產人員、生產設備進行仿真模擬，在產品的生產環(huán)節(jié)中加入預防性措施，確保生產制造的一次性成功，實現(xiàn)成本降低、研發(fā)生產周期縮短及競爭力增強的自動化技術應用目的。

3 結語

自動化技術在機械制造業(yè)中的應用，必將因為生產效能及安全性的顯著提升，而得到更為廣泛的應用，自動化技術自身也將獲得長足的發(fā)展。

參考文獻

[1]張俊昌，尹麗娜，趙靜.機械自動化技術在機械制造業(yè)中的應用[J].應用技術，2012（6）.

[2]張虎.機械自動化技術在機械制造業(yè)中的應用[J].商情，2012（35）.

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計算機應用技術是伴隨著計算機的產生和更新?lián)Q代而發(fā)展的。第一代計算機產生之時，計算機體積龐大且功能簡單，主要用于科研人員的大型科學計算。以集成電路的應用為特征的第二代計算機的體積與性能相比于第一代都有所優(yōu)化，一些類型的軟件開始出現(xiàn)。第三代計算機采用了大規(guī)模的集成電路，其運算速度和可靠性進一步提高，并伴隨著個人計算機的出現(xiàn)，走進了普通人的生活中。這時計算機應用軟件不斷發(fā)展，多媒體技術及網絡技術的成熟使得計算機迅速應用到了社會的各個領域，并影響到社會的方方面面，這也大大促進的計算應用技術的快速發(fā)展，加快了信息社會的發(fā)展。

二、計算機應用技術的研究方向及現(xiàn)狀

1.計算機圖形學計算機圖形學涉及造型技術、動畫描繪、人機交互、圖形生成等，并已在計算機輔助設計與繪圖、動畫設計、藝術設計、地理信息系統(tǒng)、計算機仿真等領域得到了廣泛的應用，圖形軟件正朝著高性能、開放式和高效率的方向發(fā)展。決定計算機圖形學發(fā)展的是造型技術、真實感圖形生成技術和人機交互技術三大技術，而現(xiàn)今迅速發(fā)展的虛擬現(xiàn)實技術也是上述三大技術綜合研究的成果。

2.計算機輔助技術計算機應用技術與其他領域技術的結合形成了面向特定領域的技術過程及軟件，如計算機輔助設計CAD、計算機輔助制造CAM等。該類型軟件已經在汽車、飛機等大型制造業(yè)中應用成熟，并推廣到機械、電子、服務、建筑等領域。由于該領域技術的迅猛發(fā)展，相關類型的軟件也不斷的涌現(xiàn)并完善進入實用化階段。

3.圖像及信息處理目前圖像處理已從專門技術轉變?yōu)橐环N普遍應用工具，并廣泛應用于圖像識別、傳輸、加工處理等，并向衛(wèi)星遙感、生物醫(yī)學、軍事偵察、文檔修復等領域滲透發(fā)展；信息處理是以提高信息服務為目的的，信息系統(tǒng)的集成化、智能化及多媒體化使得計算機協(xié)同工作CSCW功能逐漸成為信息系統(tǒng)的基本功能。

4.計算機控制與仿真計算機控制與仿真主要用于監(jiān)控和分析受控對象的各種狀態(tài)信息，增強系統(tǒng)的控制及分析效率。目前，計算機控制系統(tǒng)正在由單一系統(tǒng)及過程的局部控制向著大系統(tǒng)、大規(guī)模、多對象等的復雜控制，并結合其他相關技術以獲得更高層次的控制效果。計算機仿真技術已在工程系統(tǒng)和非工程系統(tǒng)的行為特征分析中廣泛應用，而隨著網絡計算技術的發(fā)展，高性能的分布式實時交互仿真系統(tǒng)成為主流。面向數(shù)據(jù)處理和數(shù)值計算的仿真軟件和具有仿真建模、試驗、結果分析于一體的智能化集成環(huán)境研究成為技術趨勢。

5.智能應用技術該技術主要以計算機技術展示人類智能行為并研究以知識為核心的各種應用技術，已在工業(yè)、金融、軍事、金融和科技等部門廣泛應用，取得了相當?shù)男б?。目前，此類技術正在向著人類自然、本真、智能接受和處理信息的方式發(fā)展。

三、計算機應用技術的發(fā)展趨勢

1.計算機性能的發(fā)展計算機應用技術是伴隨著計算機性能的發(fā)展而發(fā)展的，因為高性能計算機的出現(xiàn)將會為計算機應用技術提供施展空間，未來計算機性能向著微型化、網絡化、智能化和巨型化的方向發(fā)展。同時光計算機、量子計算機、化學計算機、生物計算機的研究與實現(xiàn)，將會為未來計算機具備強大的運算能力和極高的數(shù)據(jù)處理速度，體積減小的同時存儲能力大大提高，且具備更高的可靠性。這一切都講為計算機應用技術的發(fā)展提供廣闊的發(fā)展空間。

2.集成系統(tǒng)的發(fā)展目前，計算機的服務對象越來越廣，所要求的服務也越來越復雜多樣，對于計算機應用技術、各類軟件及應用系統(tǒng)在功能及處理速度等方面提出了更高的要求。因此要求各類專用軟件和環(huán)境以及介于兩者之間的接口不斷豐富和成熟以應對各種復雜的工作，并要求軟件能多廣度的處理問題，更多更廣的進行集成

3.智能化系統(tǒng)的發(fā)展隨著計算機技術在人類社會中的地位越來越重要，一些有關人的活動的模擬研究越來越多，因此要求計算機應用技術的智能化以縮短計算機處理與人之間的差距，并最終以自然、擬人化的方式同計算機交流、為人類服務。

四、結語

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[摘要]隨著現(xiàn)代科學技術的快速發(fā)展，機械制造業(yè)面臨著不同方面的發(fā)展要求：最大程度地和計算機技術、信息技術相結合以實現(xiàn)智能化、自動化、高產、高效、低能耗、無污染的目標，本文從幾個方面介紹先進制造技術，指明機械制造業(yè)的發(fā)展方向。

[關鍵詞]先進制造技術機械制造業(yè)發(fā)展方向

機械制造業(yè)作為一個傳統(tǒng)的領域已經發(fā)展了很多年，積累了許多理論和實踐經驗，但隨著當今社會的發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，各個方面的個性化需求越來越強烈。作為已經深入到各行各業(yè)并已成為基礎工業(yè)的機械制造業(yè)面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。先進制造技術這個概念的提出為機械制造業(yè)的發(fā)展指明了方向。雖然這個名詞沒有確定的定義，但目前被公認的認識是：先進制造技術是傳統(tǒng)制造技術不斷吸收機械、電子、信息、材料、能源和現(xiàn)代管理等方面的成果，并將其綜合應用于產品設計、制造、檢測、管理、銷售、使用、服務的制造全過程，以實現(xiàn)優(yōu)質、高效、低耗、清潔、靈活的生產，并取得理想技術經濟效果的制造技術的總稱。它具有如下一些特點：

1．從以技術為中心向以人為中心轉變，使技術的發(fā)展更加符合人類社會的需要。

2．從強調專業(yè)化分工向模糊分工、一專多能轉變，使勞動者的聰明才智能夠得到充分發(fā)揮。

3．從金字塔的多層管理結構向扁平的網絡化結構轉變，減少層次和中間環(huán)節(jié)。

4．從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉變，縮短工作周期，提高工作質量。

5．機械制造技術的發(fā)展趨勢可以概括為：（1）機械制造自動化。（2）精密工程。（3）傳統(tǒng)加工方法的改進與非傳統(tǒng)加工方法的發(fā)展。

下面對自動化技術給予論述和展望。機械制造自動化技術自本世紀20年代出現(xiàn)以來，經歷了三個階段，即剛性自動化、柔性自動化和綜合自動化。綜合自動化常常與計算機輔助制造、計算集成制造等概念相聯(lián)系，它是制造技術、控制技術、現(xiàn)代管理技術和信息技術的綜合，旨在全面提高制造企業(yè)的勞動生產率和對市場的響應速度。

一、集成化

計算機集成制造（CIMS）被認為是21世紀制造企業(yè)的主要生產方式。CIMS作為一個由若干個相互聯(lián)系的部分（分系統(tǒng)）組成，通?？蓜澐譃?部分：

1．工程技術信息分系統(tǒng)包括計算機輔助設計（CAD），計算機輔助工程分析（CAE），計算機輔助工藝過程設計（CAPP），計算機輔助工裝設計（CATD）數(shù)控程序編制（NCP）等。

2．管理信息分系統(tǒng)（MIS）包括經營管理（BM），生產管理（PM），物料管理（MM），人事管理（LM），財務管理（FM）等。

3．制造自動化分系統(tǒng)（MAS）包括各種自動化設備和系統(tǒng)，如計算機數(shù)控（CNC），加工中心（MC），柔性制造單元（FMS），工業(yè)機器人（Robot），自動裝配（AA）等。

4．質量信息分系統(tǒng)包括計算機輔助檢測（CAI），計算機輔助測試（CAT），計算機輔助質量控制（CAQC），三坐標測量機（CMM）等。

二、智能化

智能制造系統(tǒng)可被理解為由智能機械和人類專家共同組成的人機一體化智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)在制造過程中能進行智能活動，如分析、推理、判斷、構思、決策等。在智能系統(tǒng)中，“智能”主要體現(xiàn)在系統(tǒng)具有極好的“軟”特性（適應性和友好性）。在設計和制造過程中，采用模塊化方法，使之具有較大的柔性；對于人，智能制造強調安全性和友好性；對于環(huán)境，要求作到無污染，省能源和資源充分回收；對于社會，提倡合理協(xié)作與競爭。

三、敏捷化

敏捷制造是以競爭力和信譽度為基礎，選擇合作者組成虛擬公司，分工合作，為同一目標共同努力來增強整體競爭能力，對用戶需求做出快速反應，以滿足用戶的需要。為了達到快速應變能力，虛擬企業(yè)的建立是關鍵技術，其核心是虛擬制造技術，即敏捷制造是以虛擬制造技術為基礎的。敏捷制造是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)從信息集成發(fā)展到企業(yè)集成的必由之路，它的發(fā)展水平代表了現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展水平，是現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)的發(fā)展方向。

四、虛擬化

“虛擬制造”的概念于20世紀90年代初期提出。虛擬制造以系統(tǒng)建模和計算機仿真技術為基礎，集現(xiàn)代制造工藝、計算機圖形學、信息技術、并行工程、人工智能、多媒體技術等高新技術為一體，是一項由多學科知識形成的綜合系統(tǒng)技術。虛擬制造利用信息技術、仿真計算機技術對現(xiàn)實制造活動中的人、物、信息及制造過程進行全面的仿真，以發(fā)現(xiàn)制造中可能出現(xiàn)的問題，在產品實際生產前就采取預防的措施，從而達到產品一次性制造成功，來達到降低成本、縮短產品開發(fā)周期，增強產品競爭力的目的。

五、綠色制造技術的應用及綠色設計

若從節(jié)能、降耗、縮短產品開發(fā)周期的角度出發(fā)，諸如快速成形技術、并行工程及敏捷制造、虛擬制造、智能制造和網絡制造等先進制造技術都可納入綠色制造技術的應用范疇。不過目前能將綠色制造技術真正應用于企業(yè)生產的，也是較為成功的應用，只要集中在汽車、家電等支柱產業(yè)上。如綠色制造技術在汽車行業(yè)上的應用。

（1）節(jié)約資源方面：將“綠色燃料”天然氣作為汽車的能源，它的燃料同汽油相比，CO降低70%，非甲烷類降低80%等，同時也消除了鉛、苯等有害物質的產生。

（2）采用新設計的加工工藝方面：2000年3月，博世、康明斯、卡特彼勒等國外著名的汽車發(fā)動機公司，發(fā)動了“綠色柴油機行動”，在技術上作了較大的改進，大大降低了汽車尾氣的排放。

（3）適用于環(huán)境友好的材料方面：世界上著名的汽車生產企業(yè)，使用新材料來替代以前使用的石棉、汞、鉛等有害物質，采用輕型材料——鋁材制造車身，使汽車重量減少40%，能耗也降低了。

（4）部件回收在制造方面：從1990年中期，美國僅汽車零件回收、拆卸、翻新、出售一項，每年就可獲利數(shù)十億美元。

六、清潔化

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關鍵詞：法醫(yī)學；三維虛擬技術；實驗教學

虛擬仿真技術，又稱虛擬現(xiàn)實技術，是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)，通過計算機、仿真、人工智能等多種技術，給使用者創(chuàng)造一個三維虛擬世界，并可通過頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套等輔助傳感設備，讓使用者沉浸于一個觀測與該虛擬世界交互的三維界面，可直接參與并探索仿真對象在所處環(huán)境中的作用與變化，達到身臨其境的效果。三維虛擬仿真技術在教育、工業(yè)、醫(yī)學等多個領域都得到了廣泛的運用，教育部《關于開展國家級虛擬現(xiàn)實實驗教學中心建設工作的通知》（教高司函〔2013〕94號）提出：虛擬仿真實驗教學是高等教育信息化建設和實驗教學示范中心建設的重要內容，是學科專業(yè)與信息技術深度融合的產物。近年來，全國各個高校根據(jù)本學科及本專業(yè)特色，建設了貼合專業(yè)的虛擬仿真實驗中心，法醫(yī)學是公安院校刑事技術專業(yè)的主干課，是一門對專業(yè)與實踐要求都很高的學科，學生的動手操作能力與專業(yè)知識在培養(yǎng)目標中都非常重要，公安院校重點培養(yǎng)專業(yè)的應用型人才，為此，我們利用虛擬仿真技術，建立了法醫(yī)三維虛擬仿真實驗教學平臺，本文將從三維虛擬仿真技術在法醫(yī)學教學中的必要性、建設內容與應用、建設前景等幾個方面進行闡述。

1虛擬仿真技術在法醫(yī)實驗教學中應用的必要性

目前，公安院校傳統(tǒng)的教學模式與實訓方法在培養(yǎng)學生的動手能力，尤其是現(xiàn)場勘驗能力方面有著明顯缺陷，既往的教學方法主要通過教師課堂講授知識，檢驗學生學習效果也是以試卷考試方式為主，側重學生專業(yè)理論知識的掌握情況，雖然也開設一定的實驗操作課，但因實驗場地、設備等條件的限制，實驗內容簡單、過時，無法與公安實戰(zhàn)緊密結合，且一般情況下，實驗教學要求在規(guī)定場所規(guī)定時間內完成，制約了實驗教學的深度與廣度；法醫(yī)學專業(yè)課的學習場地局限于校園，而如命案、殺人、交通事故、災難事件等真實犯罪現(xiàn)場的實驗實訓場景難以模擬，學生在實訓中不能體驗真實現(xiàn)場的現(xiàn)場勘驗和尸體檢驗過程，實訓教學缺乏生動性；再加上任課教師自身常年從事單純的教學工作，并非實戰(zhàn)部門的法醫(yī)，缺乏實戰(zhàn)經驗，實訓教學效果不太理想；在實習階段，因為公安實踐中案件的突發(fā)性以及現(xiàn)場勘查的及時性等特殊要求，學生所能獲得的實踐鍛煉機會也十分有限。因此，學生畢業(yè)走上工作崗位后面對真實案件時，難以迅速擔任現(xiàn)場勘查等專業(yè)任務，一般需要經過較長時間的學習、摸索才能勝任。三維虛擬仿真實驗突破傳統(tǒng)實驗教學模式的限制，將傳統(tǒng)的學習變成直觀展示、動態(tài)可變的虛擬仿真的沉浸式體驗學習，使學生可以沉浸于虛擬的案件現(xiàn)場，模擬勘查員或者法醫(yī)進行現(xiàn)場勘查與尸體檢驗，提高學生學習的積極性和主動性，也給教師的教學提供了方便，大大提高了教學質量。同時，搭載智慧教學系統(tǒng)的三維虛擬仿真實訓平臺也可打破時間與空間的限制，最大限度地利用碎片化時間反復進行模擬操作，從而達到熟練掌握操作步驟的目的，虛擬仿真實驗教學建設順應了教育信息化的發(fā)展趨勢和現(xiàn)實需要，更符合公安院校學生學習法醫(yī)學的需求。

2法醫(yī)三維虛擬仿真實驗教學系統(tǒng)的建設內容

2.1虛擬仿真實驗教學管理平臺的建設

在學院智慧校園的基礎上建設三維虛擬仿真實驗教學管理與共享平臺，通過此平臺可以進行實驗教學開課、選課管理、實驗教學過程化管理（課前預習、課中考勤、實驗過程考核、線上實驗報告、實驗成績評分）、在線學習（視頻課件學習、在線練習、在線考核、在線答疑、虛擬仿真實驗、課程導讀）、實驗教學資源開放共享、實驗室儀器設備管理、開放實驗管理等，同時可根據(jù)學院的需要對接云平臺上第三方虛擬實驗課程資源或自建課程資源，為學院虛擬實驗教學環(huán)境提供應用平臺。另外，此平臺可以與學校已經建設完成的校級實驗室開放管理平臺、遠程視頻管理系統(tǒng)無縫對接，實現(xiàn)虛擬仿真實驗教學管理與共享管理平臺的智能管控，實現(xiàn)實驗教學的“虛實結合”，“智能、智慧型”管理。如圖1。

2.2三維虛擬仿真命案現(xiàn)場勘查系統(tǒng)的建設

通過虛擬仿真引擎工具為技術開發(fā)平臺，結合3D建模、計算機網絡、動畫模擬、人機交互等手段，結合二維和三維多種方式，仿真模擬一個現(xiàn)代小區(qū)場景，提供一整套三維場景，包含犯罪現(xiàn)場場景（外景、中心現(xiàn)場場景）、指揮中心場景、法醫(yī)解剖室、訊問室場景、痕跡實驗室場景、聲像實驗室場景、專案組場景、物證技術室內場景等場景，虛擬仿真還原真實案件的全過程，包括接報案、立案、現(xiàn)場勘查、尸體檢驗、現(xiàn)場走訪、案情分析、物證技術檢驗、偵查措施與偵查技術的應用、抓捕、訊問、結案等環(huán)節(jié)的案件偵查綜合實驗。通過三維仿真技術，以第一人稱的形式模擬現(xiàn)場勘查的整個過程，包括現(xiàn)場巡視、拍照、獲取現(xiàn)場視頻資料、尋找案發(fā)中心現(xiàn)場，在現(xiàn)場勘查時，對現(xiàn)場勘查箱里的常見工具、設備、試劑進行三維建模，通過對這些工具、試劑和設備仿真模擬操作，模擬在現(xiàn)場勘查中的發(fā)現(xiàn)、固定、提取、包裝并記錄現(xiàn)場生物物證以及足跡、手印等痕跡物證，通過虛擬命案現(xiàn)場的仿真操作，選擇不同的提取方法來實現(xiàn)物證的發(fā)現(xiàn)提取方法，從而掌握現(xiàn)場檢材的正確勘驗方法，系統(tǒng)根據(jù)學生的操作流程及規(guī)范，對操作錯誤的地方進行啟發(fā)性指導，并在后臺進行記錄、扣分等處理方式，加強學生對易錯環(huán)節(jié)的記憶。打造不同性質不同類別的案件虛擬仿真勘查操作系統(tǒng)，具有緊貼公安實戰(zhàn)、案件現(xiàn)場高度還原、操作深度參與的特點。通過對虛擬物證的反復操作訓練，讓學生對各類物證的發(fā)現(xiàn)、固定、提取及包裝能更規(guī)范、更全面，進而掌握案件現(xiàn)場勘查的基本技能與勘查思維。如圖2。

2.3建設三維虛擬仿真尸體檢驗系統(tǒng)

通過三維虛擬仿真技術，操作者以第一人稱的形式，進入現(xiàn)場內，完成案發(fā)現(xiàn)場的初步尸體檢驗，模擬辦案的常規(guī)步驟，進入虛擬仿真的法醫(yī)病理解剖實驗室（如圖3），并通過對解剖工具進行三維建模，模擬法醫(yī)分別對尸體進行衣著檢驗、尸表檢驗及尸體解剖，模擬檢驗、記錄衣著情況，衣服損傷情況等，尸表檢驗則對建模的尸體進行常規(guī)尸體外表檢驗、創(chuàng)傷檢驗、尸體現(xiàn)象等的模擬檢驗，尸體解剖則模擬選用不同解剖工具對人體體腔、器官進行解剖檢驗，模擬檢驗還需記錄各種陽性發(fā)現(xiàn)和陰性結果，并盡可能全面提取組織、體液、毛發(fā)、指甲等生物檢材以備檢。通過虛擬操作尸體解剖檢驗了解人體的基本結構以及損傷特征，三維虛擬仿真的尸體檢驗系統(tǒng)能將抽象的人體結構與損傷逼真地呈現(xiàn)出來，通過虛擬操作，加深了無醫(yī)學基礎知識的公安院校學生對法醫(yī)學知識的理解，提高學生規(guī)范保護、處理尸體以及物證的能力。圖3三維虛擬法醫(yī)病理解剖實驗室上述的現(xiàn)場勘查系統(tǒng)與尸體檢驗系統(tǒng)在虛擬操作時分為教學模式和考核模式。在教學模式下，讓學生重復實驗操作練習，并提供實驗操作流程的詳細指導，學生能夠根據(jù)操作提示一步一步進行練習，如果學生操作錯誤，系統(tǒng)會根據(jù)學生的操作流程及規(guī)范，對操作錯誤的地方進行啟發(fā)性指導，并在后臺進行記錄、扣分等處理?？己四Ｊ较聞t不提供指導，系統(tǒng)統(tǒng)計學生錯誤點自行扣分，老師可導出成績到指定的虛擬實驗管理平臺，在操作實驗的過程中，對帶有攝像頭的電腦，可間斷性的采集正在做實驗的同學頭像并進行存檔，用以監(jiān)控學生的整個實驗過程。虛擬勘驗結束之后學生可進入現(xiàn)場調查訪問、實驗室物證檢驗、辦案人員案情分析等場景，物證檢驗環(huán)節(jié)則將學生在現(xiàn)場勘查、尸體檢驗過程中提取的物證進行檢驗分析，包含手印分析、足跡檢驗、生物物證的DNA檢驗等，學生需根據(jù)檢驗結果、調查訪問情況等對案情進行綜合分析與研判，對案件性質、死者死亡原因、致傷物等作出判斷。最后，系統(tǒng)根據(jù)學生的操作和答題情況給出得分和成績分析，實現(xiàn)整個虛擬實驗過程性評價。

3虛擬仿真技術在法醫(yī)學實驗教學中的應用前景與不足

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1.機械自動化概述

1.1 機械自動化內涵

所謂自動化，就是在沒有人工外力的輔助下，完全由機器完成整個工作流程。所謂機械自動化就是指各類機械設備沒有人工外力輔助，能夠按照事先設定的相關程序和指令完成一系列工作，從而實現(xiàn)生產的機械化，機械自動化是自動化的一個主要分支。機械自動化的出現(xiàn)改變了傳統(tǒng)意義上的人工生產，是工業(yè)制造領域的革命性轉變，它大大提高了工業(yè)生產效率和生產能力。將自動化技術運用與機械制造，提高了勞動效率和產品質量，極大地解放了人工勞動力，降低了工人勞動強度，節(jié)約了生產時間和生產成本，實現(xiàn)了傳統(tǒng)機械制造業(yè)質的飛躍。

1.2 機械自動化發(fā)展歷程

至今為止，機械自動化大致經歷了四個主要發(fā)展歷程。

第一階段始于上世紀20年代。這一階段主要是機械制造工業(yè)的開始發(fā)展階段。工業(yè)革命之后，工業(yè)生產開始興起，從而帶動了工業(yè)生產的大發(fā)展，這是，機械制造業(yè)隨著工業(yè)生產的興起逐漸發(fā)展起來。

第二階段始于上世紀60年代。這一階段市場經濟開展的如火如荼，隨著市場經濟的推進，自動化技術開始應用于機械制造業(yè)，但是由于科學技術法水平還有待提升，機械自動化僅限于計算機方面的自動化，此時的機械自動化著重在機械制造的部分過程中運用，機械制造在本質上仍沿襲傳統(tǒng)原理。這一階段的機械自動化技術水平在提高生產效率和勞動效率方面還有改進，自動化水平和程度還不成熟。

第三階段始于上世紀70年代和80年代。此時世界經濟水平和生產力水平還不是很高，各大企業(yè)在生產過程中需要承擔較大風險，限于技術水平，難以解決復雜問題，機械自動化技術沒能得到較大發(fā)展。

現(xiàn)階段處于自動化發(fā)展的第四階段。該階段自動化技術得到了前所未有的大發(fā)展，機械自動化逐漸才成熟，在更加廣泛的領域得以運用，現(xiàn)代大型企業(yè)幾乎都離不開機械自動化，機械自動化在推動經濟社會發(fā)展方面起著重要作用。

2.機械自動化在機械制造中的應用

2.1 智能化應用

智能化應用是指通過各種現(xiàn)代先進技術，例如計算機網絡技術、智能技術、編程技術等實現(xiàn)的具有高度智能化的應用，它是科學發(fā)展的必然。智能化應用于現(xiàn)代經濟，要求拋棄原有的落后制造技術和理念，在市場經濟條件下，充分考慮商品和人為因素，通過人性化的加工商品來理解和制造更加符合人們要求的加工方案。智能化在機械制造領域應用主要是指為全面提高機械性能，將自動化技術與人工智能技術完美結合，相互滲透融合而形成的綜合制造技術。智能化制造技術不僅可以實現(xiàn)高度人性化的人工智能，還能夠在制造加工過程中對專家和相關技術人員的思維活動和技能進行模仿，取代專家的思維方式。

2.2 集成化應用

機械制造中的重要技術之一就是集成化技術，該技術主要通過信息技術實現(xiàn)機械制造的優(yōu)化集成。在機械制造過程中，需要綜合運用計算機網絡技術、微電子技術、通訊技術等，各種技術之間相互關聯(lián)、相互影響，在融合過程中，不可避免地將產生各種高新技術，例如現(xiàn)代社會常用的柔性制造技術等。為最大限度的促進高新技術的生產，必須要將各種現(xiàn)有各項技術進行集成，各種現(xiàn)有設備系統(tǒng)也要實現(xiàn)一定程度的整合，這有助于產生新的管理應用技術。機械自動化技術中的集成制造可以有效實現(xiàn)現(xiàn)代意義上的柔性生產變革，將人放在中心位置，保證產品生產質量和服務質量。

2.3 虛擬化應用

現(xiàn)代機械制造技術將CAD、CAPP等制造工藝與計算機制圖技術有機融合，這些技術極大的完善了傳統(tǒng)人工制圖技術，一方面降低了勞動力成本，另一方面也提供了制圖質量和水平，在精準度和速度方面有質的提升。CAD技術不僅在作圖速度方面有較大優(yōu)勢，并且在出現(xiàn)錯誤時可以及時修改。虛擬自動化可以利用計算機仿真技術對機械制造活動進行仿真，不僅縮短了生產周期，豐富了產品種類，并且有更高的能力應對日益復雜多變的市場需求。

2.4 柔性自動化應用

柔性自動化技術在現(xiàn)代企業(yè)已經廣為運用，該技術并沒有完全依賴自動化，而是在柔性生產的前提下對信息系統(tǒng)進行完善，以實現(xiàn)利用計算機管理企業(yè)的目標，它在應對市場變化方面有較大優(yōu)勢。柔性自動化有效解決了大批量和小批量生產之間的問題，在保證生產效率和產品質量的前提下，能夠根據(jù)市場靈活調整生產，保證供給和需求的有效平衡。柔性自動化在企業(yè)中的應用已經不斷趨于成熟，也顯示出了其應有的實用價值。

3.機械自動化在機械制造中的應用前景

我國機械自動化起步較晚，發(fā)展和應用時間較為短暫，某些方面的技術水平還不成熟。與西方發(fā)達國家相比，仍有很大差距。同時這也表明我國機械自動化在機械制造行業(yè)中的應用仍有很大空間?？萍季褪巧a力，人才是將科學技術轉變?yōu)橄冗M生產力的關鍵因素，因此，為更好的促進機械自動化發(fā)展，首先要加大培養(yǎng)機械自動化人才的力度，為該行業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀的技術人才，在未來不斷創(chuàng)新科技，開發(fā)出具有自主知識產權的產品，只有這樣才能提高企業(yè)的核心競爭力，這同時也是我國機械自動化在機械制造中應用的主要方向。機械自動化技術將成為未來企業(yè)不可缺少的技術，是企業(yè)發(fā)展的必然，是引領企業(yè)走向科學、可持續(xù)發(fā)展道路的重要手段。該行業(yè)在新時期是最具發(fā)展?jié)摿Φ某栃袠I(yè)，隨著科學技術的不斷進步，機械自動化也會迎來新的發(fā)展機遇。

4.結語

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關鍵詞：機械制造；自動化技術；發(fā)展現(xiàn)狀；應用趨勢

機械制造業(yè)是我國的支柱性產業(yè)，在進過幾十年的發(fā)展實踐中也取得了一定成就。機械自動化技術作為機械制造工業(yè)發(fā)展的趨勢和方向，其核心技術是實現(xiàn)機械加工工藝自動化、機械制造模式智能化。作為一項復雜的生產過程，機械制造企業(yè)在提升制造效率上，必然需要從時間、成本和技術創(chuàng)新上來強化競爭力。自動化技術作為機械制造創(chuàng)新的核心，迫切需要從自動化機械設備的應用中，利用人工智能操作來改變傳統(tǒng)機械制造方式，推進了機械制造業(yè)的快速發(fā)展。

1機械制造技術特點

機械制造技術作為綜合性工程學科之一，主要從產生生產質量及效率上來提升制造水平。其特點表現(xiàn)在三個方面：一是系統(tǒng)化，從現(xiàn)代機械制造實踐中來看，隨著計算機技術、新材料、新工藝的廣泛應用，各類技術在融合過程中提升了自動化水平，而系統(tǒng)化成為機械制造的主要特點，也是貫穿整個現(xiàn)代機械制造生產實踐的基本特征；二是綜合化，從機械制造企業(yè)開展技術創(chuàng)新來看，提升制造生產率是增強企業(yè)綜合效益的有效途徑，無論是在加工技術、還是市場調研及售后服務上，圍繞機械產品的綜合化發(fā)展方向，體現(xiàn)機械制造的綜合開發(fā)模式是創(chuàng)造更高經濟效益的基礎；三是一體化，所謂一體化，從機械制造企業(yè)生產率的提升上，迫切需要從產品成本、產品質量和加工制造時間三方面進行綜合，突顯成本、質量、時間一體化發(fā)展理念，也只有從三者的科學融合中來增強企業(yè)在市場競爭中的優(yōu)勢。

2自動化技術的發(fā)展現(xiàn)狀

自動化技術是基于信息控制技術的發(fā)展而應用于機械制造中，特別是人工智能操作技術，縮短了生產時間、降低了人力成本，其發(fā)展現(xiàn)狀表現(xiàn)在四個方面。一是信息自動化，通過計算機技術，依托軟件工程師來構建一體化機械制造自動化平臺，能夠從圖形設計、輔助制造等方面實現(xiàn)有效連接，以提升機械制造水平和產品質量。同時，信息化技術具有控制功能，借助于數(shù)控技術來完成機械生產流程的加工、控制，保障生產工藝現(xiàn)代化；另外，在信息自動化還表現(xiàn)在生產制造管理上，通過構建信息加工數(shù)據(jù)庫，來完成對機械加工設備的有效管理，增強機械制造的自動化水平。二是生產自動化，機械制造自動化通常從原材料的選擇、加工及生產設備的自動化中，代替人工方式來完成制造加工任務，在這個過程中，最大化的降低人工強度，最大化的提升生產質量和效率，特別是在生產自動化精度控制上，能夠從生產缺陷及漏洞的防范上，提升加工精度，實現(xiàn)對機械制造業(yè)的規(guī)?；l(fā)展。三是機械設備自動化，機械加工中對各類機械設備的使用是完成制造的必要條件，而自動化設備通過對現(xiàn)場環(huán)境的調試，以滿足機械加工自動化目標。如通過參數(shù)優(yōu)化來調整加工流程，根據(jù)現(xiàn)場自動檢測來完成設備維護；利用自動化軟硬件控制單元來保障機械設備的正常穩(wěn)定運行。四是物流自動化，物流自動化主要從生產設備自動化、運輸設備自動化及自動化現(xiàn)場管理軟件設計上，針對機械制造任務和工作流程，來實現(xiàn)機械加工、生產、物流等方面的銜接與配合，降低生產成本。

3自動化技術在機械制造中的應用

3.1自動化技術提升了機械制造的智能化水平

從機械制造智能化應用來看，人工智能、自動化技術及系統(tǒng)工程技術的融合，代表著機械制造智能化的發(fā)展趨向，而人工智能、電子智能的協(xié)同應用，增強了機械制造自動化水平。如各類機械制造智能程序的開發(fā)，都是基于機械制造現(xiàn)場生產實際，從系統(tǒng)分析、設計、流程優(yōu)化和判斷中增強智能化。智能化在機械制造中的滲透，圍繞機械制造和人工智能的協(xié)同發(fā)展，改變了傳統(tǒng)機械制造生產流程，也從更多的現(xiàn)場模擬中取代了傳統(tǒng)機械制造過程。如通過對機械加工中各項技術標準的模擬，從現(xiàn)場測試及自動化監(jiān)測中來優(yōu)化機械加工方案，實現(xiàn)制造過程自動化。另外，通過智能化技術的應用，結合不同機械制造行業(yè)實踐，開發(fā)出各類突發(fā)事件的加工優(yōu)化程序，如通過對現(xiàn)場加工設備各項參數(shù)設置，來調整不同加工現(xiàn)場的工作狀態(tài)，以適應機械制造工業(yè)環(huán)境。

3.2自動化技術實現(xiàn)了機械制造過程的虛擬化

以計算機技術、軟件技術、信息技術、控制技術、多媒體技術為特征的現(xiàn)代自動化技術，能夠實現(xiàn)系統(tǒng)建模和軟件仿真環(huán)境，并從多種技術綜合中來虛擬化機械制造過程。所謂機械制造虛擬化技術，就是對多種仿真技術和真實制造環(huán)境的模擬，并通過模擬仿真過程來實現(xiàn)機械加工過程的全程跟蹤，及時發(fā)現(xiàn)和解決機械加工中出現(xiàn)的問題，并從虛擬化技術中來降低開發(fā)成本，縮短機械制造開發(fā)周期，增強機械制造企業(yè)的核心競爭力。

3.3自動化技術推進了機械制造集成化發(fā)展

以微電子、電子計算機技術為特征的自動化技術，在機械制造行業(yè)中的應用和發(fā)展，又促進了機械制造領域技術的創(chuàng)新。如數(shù)控加工技術、電子計算機輔助制造技術的出現(xiàn)，一方面促進了機械制造領域的技術分工與協(xié)作，另一方面也從不同機械制造系統(tǒng)開發(fā)中實現(xiàn)了集成化管理。每一項技術的創(chuàng)新都帶來了機械制造管理模式的轉變，在系統(tǒng)理論指導下，圍繞信息技術來完成和優(yōu)化機械制造自動化管理，特別是從制造過程重組和集約化管理中來實現(xiàn)制造過程精益管理?，F(xiàn)代信息技術下的數(shù)據(jù)庫技術，實現(xiàn)了機械制造集成化管理目標，特別是企業(yè)根據(jù)各生產要素及企業(yè)資源管理實際，引入柔性化機械制造生產管理模式，來降低機械制造成本，增強機械制造管理效率，實現(xiàn)企業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展目標。

3.4自動化技術促進了機械制造過程柔性化管理

隨著現(xiàn)代控制理論和系統(tǒng)化管理理念在機械制造行業(yè)中的應用，越來越多機械制造企業(yè)需要從自身機械加工水平上，增強對客戶需求的應變力，而柔性化自動化技術，旨在通過對客戶需求的反饋分析，從技術革新上增強企業(yè)對外部市場的適應力，尤其是在機械制造加工中，利用柔性化自動化技術，來優(yōu)化生產設備配置效率，改善機械加工協(xié)同關系，適時采用新技術來滿足市場變化需要。機械制造柔性自動化技術，在人機智能化交互中，根據(jù)柔性生產需求來創(chuàng)建完善的信息管理體系，最大化的發(fā)揮企業(yè)現(xiàn)有資源。在柔性自動化機械制造過程中，普通機械加工設備與智能化設備共同協(xié)作，根據(jù)機械加工需求在某個環(huán)節(jié)設置人為控制，更好促進機械制造企業(yè)適應不同市場需求變化；同時，在柔性自動化技術中，借助于柔性加工技術、柔性制造技術、柔性管理理念來實現(xiàn)機械加工、機械生產、機械設備間的協(xié)同銜接，密切各資源條件，最大化的提升機械制造自動化水平。

4結語

當前，我國制造業(yè)迎來了新的經濟轉軌期，機械加工企業(yè)在拓寬市場空間，提升企業(yè)綜合競爭力，更需要從自動化技術的應用中，提升企業(yè)制造集成度和智能化水平，增強企業(yè)對市場需求的適應力。同時，機械制造自動化作為未來行業(yè)發(fā)展的總體趨勢，必然需要從引進技術人才，優(yōu)化自動化流程等方面，保障機械制造設備的高可靠性和智能化水平，從產品質量、加工工藝、環(huán)境治理上來推進機械工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

作者:朱澤琿 單位:湖南瀟湘技師學院

參考文獻：

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[2]付興娥.機械制造自動化技術特點與發(fā)展趨勢[J].山東工業(yè)技術，2015(23).

篇9

孫 鋒 沈陽地鐵集團有限公司運營分公司 遼寧沈陽 110141

【文章摘要】

在機械制造中機械自動化技術屬于先進技術，在機械產品制造中使用該技術可促使機械生產制造能力獲得大幅度提升，進而有效提升企業(yè)經濟效益。一個國家機械自動化的應用情況可充分體現(xiàn)其機械設備制造水平。本文主要探討在機械制造中應用機械自動化技術的具體情況，而后分析其發(fā)展前景，為我國機械制造業(yè)明確未來發(fā)展方向提供指導，拓寬發(fā)展空間并接軌于國際市場。

【關鍵詞】

機械制造；機械自動化技術；應用； 發(fā)展前景

機械自動化技術即在機械制造業(yè)中對自動化技術進行使用以連續(xù)自動生產加工對象，加快原料投入到生產過程中的流動與加工變換速度，在極大程度上可減少資源消耗。機械自動化的優(yōu)勢主要表現(xiàn)可促使產品質量與生產率得到極大提升， 同時縮短生產周期，加快更新速度，減少成本，增強效益，減輕勞動強度，優(yōu)化工作環(huán)境并促使其他技術也得到相應帶動發(fā)展等。因此，機械制造業(yè)實現(xiàn)技術升級、優(yōu)化以及發(fā)展的重點為機械自動化技術的發(fā)展。本文現(xiàn)探討機械制造中機械自動化技術的應用及未來發(fā)展前景。

1 機械制造中機械自動化技術的應用

1.1 集成化應用

在機械制造業(yè)中主要使用自動化、微電子以及計算機等高科技，且具有持續(xù)性，進而形成很多新型技術，例如計算機輔助設計、測試、評估、制造、工藝、信息管理系統(tǒng)、數(shù)控加工以及柔性制造系統(tǒng)等。要對級別不一的集成制造系統(tǒng)予以構造可系統(tǒng)集成一些技術，這樣最為簡便。集成制造即對信息技術予以充分利用以對企業(yè)制造過程進行全面優(yōu)化，其主要指導為系統(tǒng)工程理論，手段主要為精簡機構與過程重組，強調內容為適度自動化，而后基于工程數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與計算機網絡支持下集成制造企業(yè)所有經營活動與相關要素，實現(xiàn)柔性化生產且堅持以人為本，促使制造企業(yè)在開發(fā)新產品、提升產品質量、降低生產成本、提供優(yōu)良服務、環(huán)境保護、減少交貨時間等方面效果更優(yōu)。

1.2 柔性自動化應用

市場經濟的不斷變化要求制造企業(yè)具備快速反應與優(yōu)良應變能力，以滿足用戶多樣化需求，同時還要結合市場變化與科技更新隨時調整機械產品結構或種類， 在此形勢下就一定要使用柔性自動化系統(tǒng)并確保其具有高級靈活性。該系統(tǒng)重在對人機界面進行優(yōu)化，對于自動化沒有過高要求，而后構建相對完善的信息系統(tǒng)， 促使計算機管理效益得到充分發(fā)揮。系統(tǒng)中包含普通設備與自動化設備，某些環(huán)節(jié)需要人工干預。柔性化應用可適應外界不同因素，同時也能提升商品對市場變化的適應性。這種能力主要基于認真調查市場并進行準確分析，而后經過有限的內部組織改良后實現(xiàn)。這樣一來柔性加工系統(tǒng)會向柔性制造系統(tǒng)轉變，繼而促使生產、制造以及設置相互聯(lián)系。

1.3 敏捷化應用

計算機敏捷化即快速反應于用戶需求。機械制造企業(yè)敏捷化的實現(xiàn)基礎為企業(yè)競爭力與信譽度，對計算機技術進行充分利用可構建虛擬公司，同時在企業(yè)內部實行分工合作制，促使企業(yè)整體競爭力得以提升。因此，需強化管理計算機敏捷化， 培訓計算機操作員，以提升敏捷化水平。當前機械制造企業(yè)中已經普遍形成全自動化制造觀念，且逐漸重視在自動化系統(tǒng)中人作用的發(fā)揮，這樣一來就對人提出了更高的要求，使其在開展計算機敏捷化的相關流程時執(zhí)行力更強且水平更高，進而促使機械制造效率得到提升。

1.4 智能化應用

當前制造技術不再是商品概念體系， 而是經過分析、推理、判斷、規(guī)劃以及決策等一系列智能活動后對智能機械與操作人員的作用進行充分發(fā)揮，進而形成人機一體化智能系統(tǒng)。在制造全過程中智能制造技術均融入了人工智能，通過對專家智能活動進行模擬對制造中人腦力活動進行延伸或者替代。智能化系統(tǒng)可對運行狀態(tài)進行自動檢測，受到內外部激勵時可對參數(shù)進行自動調節(jié)，確保工作狀態(tài)最優(yōu)， 因此擁有自組織能力。智能制造系統(tǒng)化還會不斷交換于信息、能量、環(huán)境物質，該組織系統(tǒng)具有開放性，且主要依賴于強制耗散與磨損，其耗散結構遠離平衡態(tài)。在制造時應用模塊化法可促使其柔和性得以提升。在此過程中需注意的是：智能制造對于人應該注重友好性與安全性；對于環(huán)境應該充分保護，確保無污染，同時可回收資源與能源；對于社會則倡導競爭與協(xié)作。

1.5 虛擬化應用

在機械制造中有虛擬制造技術，主要為計算機圖形學、多媒體技術、并行工程、現(xiàn)代機械制造工藝、信息技術以及人工智能等，同時主要基于系統(tǒng)建模與仿真技術形成的包含多學科的綜合系統(tǒng)技術。機械虛擬制造主要對仿真技術與信息技術進行充分使用，以仿真機械制造流程，將其中包含的問題及時找出來，并確保機械產品制造的成功性，同時促使成本降低，對開發(fā)周期進行縮短，最終促使機械產品競爭力得以提升。

2 機械制造中機械自動化技術的發(fā)展前景

2.1 實用化

機械制造中機械自動化技術獲得開發(fā)與發(fā)展的基本目的在于充分應用并確保經濟效益最大化。當前我國機械自動化技術現(xiàn)狀為規(guī)模較小且水平較低，因此在未來機械制造中需注重緊密結合機械自動化與技術生產要求，堅持步步深入原則，為推動我國機械自動化邁入更高水平做好鋪墊。

2.2 綠色化

在機械制造中無可避免的問題為生態(tài)環(huán)境污染，因此一定要找到機械制造發(fā)展與生態(tài)環(huán)境的平衡機制。在機械制造中會消耗大量原材料與能耗，導致資源浪費嚴重，同時還會產生大量噪音與污染排放物，不利于生態(tài)環(huán)境的建設。未來一定要注重機械制造系統(tǒng)的綠色化。

2.3 配套化

在機械制造中發(fā)展自動化技術不僅要注重主機，還要注重配套的控制系統(tǒng)與綜合元件。機械自動化未來發(fā)展的主要技術基礎包括微處理機、新型刀具、傳感器、控制系統(tǒng)軟件、可編程控制器以及電子計算機等。未來注重機械自動化技術的配套化發(fā)展才能研發(fā)出自動化水平高以及性能優(yōu)良的機電產品。

2.4 低成本

為使機械制造企業(yè)有更廣闊的發(fā)展前景且自動化程度更高，就一定要降低自動化成本。未來在發(fā)展機械自動化時一定要與我國國情充分結合，研發(fā)出見效快且成本低的自動化技術以滿足我國實際所需。

3 結束語

當前我國科學技術水平在不斷提升， 促使機械制造業(yè)獲得質的飛躍。全球工業(yè)對于機械制造予以高度重視，因自動化技術水平對國家機械制造業(yè)整體水平有著較大影響。因此，我國一定要強化建設機械自動化，與我國國情充分結合，并引入國外先進技術，推動我國機械自動化技術向低成本、綠色化、配套化以及實用化的方向發(fā)展，進而對自動化生產過程進行優(yōu)化，增強機械產品的可靠性與安全性。

【參考文獻】

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篇10

計算機多媒體作為現(xiàn)代教學媒體的一種，包含文本、圖形、靜態(tài)圖像、聲音、動畫、視頻剪輯等基本要素，是現(xiàn)代信息技術領域的佼佼者，也是當前技術領域爭相追逐的熱門領域。不難發(fā)現(xiàn)，計算機多媒體極大地改變了人們獲取信息的傳統(tǒng)方法，通過對文字、數(shù)據(jù)、圖形、圖像、動畫、聲音等信息進行綜合處理，建立起邏輯關系和人機交互，通過龐大的信息網絡來實現(xiàn)信息和資源的共享，符合人們在信息時代的信息獲取和閱讀方式。也使計算機能夠成為更普及的社會工具，從而被廣泛運用于工業(yè)、教育、商業(yè)、軍事，甚至家庭生活與娛樂等領域。

1.發(fā)展現(xiàn)狀

進入大信息時代以來，信息以超高速的更迭交互程度在各行各業(yè)中蓬勃發(fā)展，在多媒體技術的高速發(fā)展下，多媒體被應用于人類工作、生活的多個領域。日新月異的多媒體技術在每天的每時每刻都在為人類帶來更便捷、更廣大的生活方式和生活世界。這些改變是我們從前不曾感受也不敢想象的，但此時卻切切實實出現(xiàn)在我們的生活在，并因此而強烈改變。

1.1多媒體技術的應用

由于多媒體數(shù)據(jù)過于龐大的信息量，因此數(shù)據(jù)在處理方面仍然需要依靠于各種信息處理系統(tǒng)的處理能力和效率的提高，這也是由于信息的數(shù)據(jù)化使得其數(shù)量的龐大。計算機多媒體集合了數(shù)據(jù)的轉換、保存以及傳送，通過對文字、數(shù)據(jù)、圖形、圖像、動畫、聲音等信息進行綜合處理，建立起邏輯關系和人機交互。以下通過視頻技術、數(shù)據(jù)壓縮技術和虛擬世界來舉例說明了解多媒體的數(shù)據(jù)處理技術。

（1）視頻。視頻技術也叫作動態(tài)圖像傳輸，或者我們也可以稱其為視頻業(yè)務或者是視訊業(yè)務，這是在電信領域的叫法，在計算機界它也常常被叫做多媒體通信、流媒體通信等。它既包括了視頻技術化也包括了視頻編碼技術。視頻數(shù)字化是經過視頻采集卡將視頻信號轉換成最普通的數(shù)字信號再儲存在硬盤中以便于計算機的直接處理。而視頻編碼技術則是將圖像作為信號源，將數(shù)字信號轉變成為圖像視頻。在不同的環(huán)境下，我們可以合理選擇不同的技術來達到目的，視頻技術是實現(xiàn)和完成視頻業(yè)務的主要技術。

（2）數(shù)據(jù)壓縮技術。數(shù)據(jù)壓縮技術要求我們用最少的數(shù)碼來表現(xiàn)信息數(shù)據(jù)。由于圖像、視頻、音頻信號的龐大數(shù)據(jù)量，因此需要對其進行壓縮，以便得到實際的應用。數(shù)據(jù)壓縮技術以及成為當今數(shù)字媒體中的重要技術。按照制定的標準：JPEG和MPEG來保證能播放出高質量的節(jié)目，因此數(shù)據(jù)壓縮一直都是信息技術領域的熱點之一。

（3）虛擬現(xiàn)實。顧名思義，虛擬現(xiàn)實就是一種由計算機多媒體創(chuàng)建、和仿真技術相結合，利用計算機形成一種虛擬環(huán)境，產生一種虛擬世界使人感覺置身于其中并且對于此的真實度毫不懷疑。這是一種多元信息融合而成的交互式體驗的人工世界，三維動態(tài)的視線景態(tài)和實體的行為使人仿佛身臨其境。這種技術通常被人稱為“虛擬現(xiàn)實”就是人們所說的“VR”，但此技術目前還只能應用于少量的重要的軍事和醫(yī)療方面，但是我們也可以從中預見到它在更多領域中的可觀可喜的應用前景。這些都是值得引起我們的注意的。以實踐操作為例，現(xiàn)代學習醫(yī)學的大學生可以通過“虛擬世界”直觀感受到各種手術操作、看病配方，甚至可以嘗試不同的醫(yī)療方案提高自己的專業(yè)能力且不需要冒實際風險，從而大大減少甚至避免醫(yī)療事故的發(fā)生。其余各行各業(yè)也是同理。甚至可以運用在娛樂方面，讓人類在普通的日常生活中通過“虛擬世界”感受到不同的人生經歷和體驗。

1.2多媒體技術應用意義

多媒體技術被廣泛運用，最簡單直接的就是可以處理人類生活在最直接、最普遍的信息，可以方便操作使用計算機，使其功能得到更大的擴展。多媒體技術使音響技術、計算機技術和通信技術這三方面的信息處理技術可以緊密聯(lián)系，從而使得信息處理技術得到更好的發(fā)展。無論是音頻、視頻、圖像壓縮的技術，都得到了很好的發(fā)展。數(shù)據(jù)化和多媒體化的高速傳播已經成為了一個國家技術水平的象征。多媒體可以高速傳播信息，傳遞古往今來、各個領域、各個國家的各種信息，提高人類的文明化，更高程度改善人類的生活。

2.應用領域

計算機多媒體的應用領域用途廣泛，通過文本、聲音、圖像、視頻等技術對各種媒體信息進行處理，甚至可以替代各種工業(yè)和家用電器。具有集成、交互、實時性。以下通過一些舉例來說明多媒體應用領域的廣泛。

（1）教育。老師通過多媒體網絡教學，更趨于簡便，易于學生理解。

（2）商業(yè)廣告。通過特技合成等手段完成大型演示。

（3）影視娛樂。電影電視中的后期特效完成；仿真娛樂體驗游戲等。

（4）醫(yī)療?？梢詰糜谶h程診斷和遠程操作手術。

（5）辦公自動化。比如遠程視頻會議。

3.發(fā)展前景