機械工程的內(nèi)涵精選(九篇)

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第1篇：機械工程的內(nèi)涵范文

關(guān)鍵詞：智能化；機械工程；發(fā)展趨勢；探討

智能化機械工程是繼傳統(tǒng)機械工程技術(shù)發(fā)展起來的一種自動化控制技術(shù)，智能化機械工程主要由現(xiàn)代機械設備組成，機械裝置具有復雜性與精巧性的特征，也能夠制造出更為精確的產(chǎn)品，因此可以在理論創(chuàng)新與實際問題的解決方面發(fā)揮重要作用[1]。本文簡單探討了機械工程智能化的發(fā)展趨勢問題，旨在為智能化機械工程實現(xiàn)進一步推廣提供參考依據(jù)。

一、智能化機械工程的特征

機械工程的智能化發(fā)展指的是采用智能化管理方法、設備及技術(shù)，有效轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)機械工程，使傳統(tǒng)機械工程實現(xiàn)智能化運作與發(fā)展。智能化機械工程具有以下特征：（1）高品質(zhì)、高效率。在機械工程中應用智能化技術(shù)能夠減少生產(chǎn)能耗，并可以延長生產(chǎn)鏈，如從機械生產(chǎn)延伸至生產(chǎn)管理、產(chǎn)品銷售及再回收等過程，同時保證高效率生產(chǎn)產(chǎn)品及提高產(chǎn)品的品質(zhì)。（2）四流交匯、四維集成。人、機、硬件、軟件相互交流與集成是智能化機械工程的基本特征，四流交匯與四維集成保證了智能化機械工程的高效性與智能性，這對于機械工程的發(fā)展有著非常重要的作用[2]。（3）節(jié)能與環(huán)保。節(jié)能環(huán)保是機械工程發(fā)展的重要趨勢之一，利用傳統(tǒng)機械工程技術(shù)的過程中難免會產(chǎn)生污染，且污染產(chǎn)生后治理難度較大。智能化機械工程中所使用的技術(shù)與設備均具有節(jié)能環(huán)保的特點，能夠減少污染物的排放，避免以犧牲環(huán)境作為發(fā)展機械工程的代價。

二、機械工程智能化的發(fā)展趨勢分析

（一）網(wǎng)絡化與信息化發(fā)展趨勢。網(wǎng)絡化與信息化是機械工程朝智能化方向發(fā)展的主要趨勢。就信息化發(fā)展趨勢而言，與機械工程相關(guān)的企業(yè)正在不斷改革自身管理體系，并注重通過智能化技術(shù)改善內(nèi)部管理環(huán)境及利用外部環(huán)境，確保機械工程能夠在信息化管理環(huán)境中實現(xiàn)進一步發(fā)展。目前EPR（企業(yè)資源計劃系統(tǒng)）及MRPII（制造資源計劃）等在企業(yè)中的廣泛應用為智能化機械工程的信息化發(fā)展提供了有利條件，同時也能夠使機械工程在虛擬企業(yè)、動態(tài)聯(lián)盟、電子商務、網(wǎng)絡物流等領域中發(fā)揮非常重要的作用。機械工程在信息化管理領域中的應用也能夠加快智能化機械工程的信息化發(fā)展。例如，在對機械工程中的機電產(chǎn)品進行研發(fā)時，通常會應用到信息技術(shù)，在選擇機械加工設備時，通常會優(yōu)先考慮數(shù)控式加工機床等含有智能化信息技術(shù)的機械設備。商業(yè)化智能機械研發(fā)機構(gòu)的出現(xiàn)也為機械工程的信息化與網(wǎng)絡化發(fā)展提供了必要條件，目前已有研發(fā)機構(gòu)成功利用智能CAD（計算機輔助設計）技術(shù)、智能數(shù)據(jù)處理技術(shù)等設計及開發(fā)新型機械產(chǎn)品，并逐漸朝CAM（計算機輔助制造）、CAPP（計算機輔助工藝過程設計）等方向發(fā)展[3]。此外，機械工程生產(chǎn)體系的網(wǎng)絡化發(fā)展趨勢尤為明顯。智能化機械制造系統(tǒng)以人機結(jié)合為主要特征，目前制造模式已經(jīng)得到了優(yōu)化，生產(chǎn)體系注重以人為本，并確保機器智能與人類的智能能夠?qū)崿F(xiàn)有效結(jié)合，因此可保證調(diào)度計劃與生產(chǎn)計劃能夠組成智能化控制網(wǎng)絡，確保機械工程的智能化控制系統(tǒng)具有可重構(gòu)性。例如，可以重構(gòu)路線調(diào)度數(shù)量品種，適應機械加工設備及組成方案等。

（二）集成化與自動控制化發(fā)展趨勢。隨著機械工程智能化研究的不斷深入，智能化機械應用集成化與自動化控制技術(shù)的趨勢也表現(xiàn)得越來越明顯。在機械工程領域中，基于單機集成與智能控制的自動化換擋系統(tǒng)已經(jīng)得到了推廣與應用，自動化換擋系統(tǒng)主要分為液壓式換擋系統(tǒng)與電液式換擋系統(tǒng)，應用以上兩種系統(tǒng)后不但可以改善機械設備的使用性能，提高機械工作效率及作業(yè)質(zhì)量，同時還能夠使機械操作人員的勞動強度得以減輕。另一方面，機械工程中所使用的監(jiān)控技術(shù)、檢測技術(shù)、遠程診斷技術(shù)及維護技術(shù)等也已經(jīng)逐步實現(xiàn)了智能化，并具有明顯的集成化與自動化控制的發(fā)展趨勢。例如，智能化電子診斷技術(shù)與監(jiān)控技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在線智能檢測、預報及檢測機械設備的運行工況，同時還可以自動將故障診斷及維修數(shù)據(jù)發(fā)送給機械操作人員，方便操作人員集成化控制工程機械。近些年國外部分廠家已經(jīng)可以在電子監(jiān)控裝置當中安裝數(shù)據(jù)輸出接口與數(shù)據(jù)存儲接口，這就能夠為機械工程中故障數(shù)據(jù)的記錄提供有效的物質(zhì)基礎，當?shù)贸龉收蠑?shù)據(jù)后，機械維護或操作人員便可以根據(jù)故障代碼輸出結(jié)果分析故障情況，因此有利于精確確定機械故障類型及故障點。此外，集成化與自動化控制的發(fā)展趨勢還體現(xiàn)在了網(wǎng)絡機群方面。網(wǎng)絡機群是機械工程智能化的具體體現(xiàn)，實施網(wǎng)絡機群管理能夠優(yōu)化配置多機種及高性能機械，確保各類機械充分發(fā)揮協(xié)同作用。

（三）產(chǎn)品智能化與人工智能化發(fā)展趨勢。在機械工程本身不斷實現(xiàn)智能化的同時，機械工程中的產(chǎn)品也逐漸朝智能化的方向發(fā)展，同時在機械工程領域中應用人工智能化及計算機科技技術(shù)的發(fā)展趨勢也變得越來越明顯。智能化、多樣化及個性化的機械產(chǎn)品能夠更好地滿足消費者的需求，其中智能化機械產(chǎn)品具有廣闊的市場前景。例如，索尼公司開發(fā)的智能化娛樂機器狗（愛寶）投入到市場后受到了廣大消費者的歡迎，同時也帶來了巨大經(jīng)濟效益。機械工程領域中的智能化產(chǎn)品多能夠模擬人類大腦所具有的控制功能、分析功能，因此可以實現(xiàn)共同控制與定時控制。在機械產(chǎn)品中安裝位置、壓力及溫度傳感裝置等，不但可以高效感知與分析外界信號，同時還能夠及時處理信號。例如，機械產(chǎn)品中的分級控制可以通過電子電路、SCM（ 供應鏈管理）及顯示管等的靈活配置實現(xiàn)。人工智能化與計算機科技技術(shù)的應用也加快了機械工程智能化的發(fā)展進程?，F(xiàn)代科技技術(shù)從研發(fā)到應用之間的周期正在不斷縮短，機械工程中應用的人工智能化技術(shù)也變得越來越多，人工智能與計算機智能的結(jié)合已經(jīng)成為機械工程技術(shù)研究中的熱點，研究的關(guān)鍵點在于解決知識節(jié)點劃分與模塊共享之間存在的技術(shù)難題，以便可以協(xié)調(diào)人工智能、產(chǎn)品智能與計算機智能之間的關(guān)系。此外，機械工程智能化知識資源為智能軟件的設計提供了必要依據(jù)，如MAS技術(shù)（移動服務器）、DPS技術(shù)（數(shù)據(jù)保護）等的應用不但提高了機械工程的人工智能化水平，同時還能夠提升機械產(chǎn)品的制造質(zhì)量，降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本。因此能夠加快機械工程的智能化發(fā)展。

結(jié)束語：綜上所述，機械工程在人類文明發(fā)展的過程中起到了非常重要的作用，智能化機械工程的出現(xiàn)將機械工程帶入了一個嶄新的發(fā)展紀元。機械工程智能化的發(fā)展趨勢是多樣化的，包括網(wǎng)絡化、信息化、人工智能化與產(chǎn)品智能化等，只有把握好機械工程智能化的發(fā)展趨勢，才能夠豐富機械工程領域的內(nèi)涵，并由此加快機械工程的發(fā)展。

參考文獻：

第2篇：機械工程的內(nèi)涵范文

機械工程測試技術(shù)是機械類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課，該課程綜合了許多新技術(shù)、新知識，內(nèi)容抽象，理論性和實踐性很強。長期以來，課程教學內(nèi)容分散、雜亂，新內(nèi)容新知識不能被及時擴充，總的教學學時不斷被縮減，教學方式單一，實驗和實踐教學環(huán)節(jié)非常薄弱，學生普遍反映該課程較難掌握。然而，面對測試技術(shù)在機械工程領域中的廣泛應用，為使學生能夠更好學好該門課程，適應高等教育培養(yǎng)創(chuàng)新型高素質(zhì)工程應用人才的教學目標，進行《機械工程測試技術(shù)》課程的教學改革尤為必要。

二、存在問題

國外各高校非常重視《機械工程測試技術(shù)》課程教學，課堂教學與實驗教學同等重要，實驗環(huán)境比較開放，研究性和綜合性實驗比例較大，很好地培養(yǎng)了學生的動手能力。目前，我國的《機械工程測試技術(shù)》以課堂教學為主，實驗教學為輔，而且在教學內(nèi)容、方式和實驗方面存在著一系列的問題。教學內(nèi)容方面，教材老化，新知識和新技術(shù)難以及時擴充到教學中，使教學內(nèi)容不能得到及時更新；目前課堂教學時間課時偏少，體現(xiàn)最新科技的章節(jié)內(nèi)容部分沒有多余的課時進行講解。教學方式以多媒體、口述和板書為主，課堂上以教師為中心，學生被動的學習知識，很難培養(yǎng)出學生的創(chuàng)造思維和創(chuàng)新能力；考核方式單一，學生的考核以期末考試成績?yōu)橹?，基于非知識性因素平時成績?yōu)檩o，學生的創(chuàng)新思維和動手能力得不到有效考核和體現(xiàn)。實驗教學方面，實驗設備陳舊，實驗手段落后，實驗內(nèi)容偏少，多以原理驗證性實驗為主，研究性和綜合設計性實驗較少，不能很好地鍛煉學生的實踐能力和創(chuàng)新思維；考評方面，一直沿著講解、指導、批改實驗報告的模式，輕動手能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。面對機械工程測試技術(shù)快速發(fā)展，傳統(tǒng)的教學內(nèi)容和教學模式很難適應時展的潮流。因此，以特色名校建設為契機，有必要對我校機械工程測試技術(shù)課程在教學內(nèi)容、方式和實驗方面加大教學改革力度，進一步提高我校人才培養(yǎng)質(zhì)量，強化特色名校工程內(nèi)涵建設。

三、課程教學改革

本文針對該課程教學中存在的上述問題，擬在教學內(nèi)容、教學方式和實驗教學三個方面開展如下改革。

（一）機械工程測試技術(shù)教學內(nèi)容的優(yōu)化與完善

本課程教學內(nèi)容比較分散，學習中不利于掌握整個知識體系，需要在教學中應盡量淡化各知識點的分界，注重教學內(nèi)容的層次性和系統(tǒng)性。因此，以基本理論和方法為基礎，以信號流程為主線，以測試系統(tǒng)框圖為骨架，將各個模塊課程內(nèi)容貫穿起來，使學生建立起完整的測試系統(tǒng)概念。教學過程中正確處理理論知識與實踐技術(shù)的關(guān)系，對教學內(nèi)容進行優(yōu)化與完善，課堂教學重點放在課程的基本概念、原理和方法上，同時通過穿插講解工程應用案例，并適當介紹本學科領域的新成果和新應用，既可以使學生打下堅實的基礎又可以開闊眼界，將會大大提高學生的學習興趣和積極性。

（二）機械工程測試技術(shù)教學方法改革

目前機械工程測試技術(shù)教學方法上以“教師”為主體，學生則被動吸收知識，該模式不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)新能力，已經(jīng)不能完全適應新形勢下課程教學任務。為此，需要改變灌輸式的傳統(tǒng)教學模式，建立以“教師”為主導和以“學生”為主體的新型教學模式，充分發(fā)揮了教師的引導作用和學生的主觀能動性。在新型教學模式指導下，采用多元化教學手段，將多媒體教學、板書、演示和實物結(jié)合起來，應用文字、圖形、聲音、動畫等多種媒體素材使抽象和枯燥的理論形象化和生動化。針對不同的內(nèi)容可以采用啟發(fā)式、參與式、基于問題、工程案例剖析與課堂討論相結(jié)合的方法，在教師的引導下，注重以生活實例和工程案例設疑式地啟發(fā)學生，教師創(chuàng)設問題情境，提出問題，以學生為主體對實例中所涉及到的基本原理和方法展開積極課堂討論，以此調(diào)動學生的學習積極性和主動性，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、分析和解決實際問題的能力，激發(fā)學生獨立思考和創(chuàng)造性思維能力。有條件的情況下，也可以結(jié)合虛擬儀器教學平臺，在課堂上綜合運用多媒體教學系統(tǒng)，建立一個理論與實踐一體的網(wǎng)絡化教學環(huán)境，加強教師與學生的互動，提高學生的學習興趣。此外，為了使學生能夠在課后可以及時溫習和回顧課堂知識，做到融會貫通和綜合應用，在每節(jié)理論課后，為學生留出適當?shù)淖鳂I(yè)，在規(guī)定時間內(nèi)完成學習報告，教師在課堂上對學習成果進行答辯，對出現(xiàn)的問題及時解答，使學生對學習內(nèi)容進一步的深化和提高。在理論考核方面通過出勤、作業(yè)、課堂討論和期末考試進行綜合考評，改變傳統(tǒng)一考定結(jié)論的弊端。

（三）機械工程測試技術(shù)實驗教學改革與創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)

由于機械工程測試技術(shù)課程理論性強，應用過程抽象，實驗教學是深化本課程學習的必有途徑。目前國外將機械工程測試技術(shù)定位為實驗課，實驗教學尤為重要，主要通過實驗環(huán)節(jié)提高學生的綜合素質(zhì)，國內(nèi)實驗教學方便有所欠缺。為培養(yǎng)學生的實踐動手能力，應建立以學生為中心的多層次、應用型實驗模式，將開設實驗分為基礎性實驗、驗證性、研究性和綜合性四個不同的層次，增加研究性實驗和綜合性實驗的比例，滿足學生對該課程各階段學習的不同要求，以此提高學生的綜合素質(zhì)、工程實踐能力和創(chuàng)新精神。有條件的情況下可以組織成立研究型學習小組，在課題組教師指導和幫助下，積極參與研究項目中的一些工作，完成項目研究報告，教師對項目成果給予評定。充分利用現(xiàn)代計算機技術(shù)和多媒體技術(shù)，開發(fā)網(wǎng)上虛擬實驗系統(tǒng)，為學生提供開放性實驗環(huán)境，在教師指導下由學生獨立完成自主實驗。基于該自主開放式研究性實驗平臺，可以擴展課堂教學內(nèi)容，開闊學生的視野，全面提升學生的動手能力和創(chuàng)新精神。為學生構(gòu)建基于虛擬儀器的創(chuàng)新設計平臺，開展虛擬儀器案例教學，將虛擬實驗與理論教學有機融合在一起，激發(fā)學生的學習積極性和主動性，培養(yǎng)學生動手能力和解決實際問題的能力。

四、結(jié)束語

第3篇：機械工程的內(nèi)涵范文

關(guān)鍵詞： 機械工程基礎 教學研究 工程素質(zhì) 

提高質(zhì)量是世界各國進入高等教育大眾化階段后面臨的共同問題，也是我國高等教育發(fā)展的必由之路。面對經(jīng)濟社會發(fā)展的新形勢與新任務，目前我國高等教育改革，已從高等教育的規(guī)模發(fā)展向高等教育的內(nèi)涵式發(fā)展改變。重基礎、寬口徑已成為高等教育改革的方向，為適應應用型、復合型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，提高學生就業(yè)創(chuàng)業(yè)能力，增強高校人才的適應性，就必須加強基礎理論知識的學習、工程素質(zhì)的培養(yǎng)。 

機械工程基礎課程作為一門非機械類專業(yè)基礎課程，是以原工程制圖、金屬材料及熱處理、機械設計基礎、機械制造技術(shù)等機械類課程進行整合的一門基礎課程，它向?qū)W生提供機械產(chǎn)品使用、設計和制造所需的基本理論、方法和技能。該課程是大學階段培養(yǎng)非機械類學生工程素質(zhì)的一門重要課程。但目前該課程的設置存在以下幾個問題：①由于在教學過程中沒有建立認同的課程目標定位標準，目前現(xiàn)有的教學方案僅僅是將相關(guān)機械類課程內(nèi)容的簡單組合，教學內(nèi)容實際是分離的，沒有達到課程綜合的真正目的；②現(xiàn)有的課程教學內(nèi)容過分強調(diào)內(nèi)容的系統(tǒng)性、完整性，而沒有反映應用型本科教學所要求的“應用型”特點，教學內(nèi)容過于繁雜；③相關(guān)教學內(nèi)容未能很好地整合，內(nèi)容重復、前后顛倒、銜接不好等問題不同程度地存在， 不利于學生綜合能力的培養(yǎng)；④未與學生的所學專業(yè)相關(guān)聯(lián)，學生的學習興趣要求不高，學習效果較差，學生的工程素質(zhì)提高不明顯[1]。 

機械工程基礎課程教學改革以鹽城工學院電氣工程與自動化專業(yè)為例，以培養(yǎng)電氣工程師能力為本，以工程素質(zhì)、應用能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)為主線，進行課程教學改革。教學改革中主要體現(xiàn)“一精二重三講四會”的教學原則和方法：一精是指基礎理論教學要精練，以滿足專業(yè)課教學所必需的基本理論；二重是指在教學重點上強調(diào)基本概念的應用和實踐能力的訓練；三講是指授課上要做到基本概念講清楚，重點內(nèi)容講透徹，知識點講全面；四會是指教學要求上做到基本理論會運用，基本方法會掌握，基本技能會操作，基本問題會分析解決。 

根據(jù)我校電氣工程與自動化專業(yè)的教學改革目標要求，機械工程基礎作為該專業(yè)開設的一門唯一的機械工程類課程，我們對該課程的教學目標設置、教學內(nèi)容的準備及教學方法的實施等進行了多方面研究與探討，使其符合該專業(yè)人才培養(yǎng)要求，提高學生的專業(yè)素養(yǎng)。 

1.課程教學目標設置 

高等教育培養(yǎng)的是生產(chǎn)、建設、管理、服務需要的高等技術(shù)應用型人才，在全面推進素質(zhì)教育的過程中，不僅要加強文化素質(zhì)，更要注重工程素質(zhì)教育。因此，將非機械類的機械工程基礎課程性質(zhì)定位成一門以“機械工程基本素質(zhì)教育”為主的工程類基礎課，符合工程實際對應用型人才基本素質(zhì)的要求，也符合我校電氣工程與自動化專業(yè)人才培養(yǎng)目標的要求。 

機械工程基礎課程是將機械制圖、工程材料、機械原理、機械設計、機械制造等機械設計制造相關(guān)內(nèi)容，經(jīng)統(tǒng)籌安排、有機結(jié)合而成的一門綜合性的技術(shù)基礎課程。機械工程基礎作為非機械類專業(yè)開設的一門唯一的機械工程類課程，涉及內(nèi)容廣泛。課程綜合化不僅解決了課時有限的問題，而且使學生對機械工程有一個比較全面的了解。以專業(yè)崗位職責需求整合相關(guān)教學內(nèi)容，不求原課程知識體系的完整性和系統(tǒng)性，突出實用性和針對性，注重對機械工程知識了解，理順機械工程知識與專業(yè)知識之間的關(guān)系，培養(yǎng)學生的橫向擴展能力。 

對電類專業(yè)而言， 機械工程基礎是一門介紹機械工程有關(guān)基本概念、基本理論及基本計算、設計方法的一門綜合性技術(shù)基礎課。課程圍繞“機械工程材料”、“工程圖樣表達”、“常用機械傳動裝置”、“常用機械加工方法與機床”幾個典型項目，將與機械設計制造相關(guān)的基本內(nèi)容統(tǒng)籌安排、有機貫通與融合，體現(xiàn)“實用、夠用”為度的原則。力圖用較少的學時側(cè)重于對涉及機械工程的有關(guān)基本概念、基本理論加以闡述。以理實一體教學為紐帶，以理論教學與現(xiàn)場教學相結(jié)合的手段，培養(yǎng)學生學習理論、實踐認識、發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力；為后續(xù)課程的學習打下堅實基礎。 

通過本課程學習，使學生的具有初步工程意識和標準化意識；能用準確、簡明、規(guī)范的工程語言表達設計思想和意圖。學生應達到的能力目標確定為：①能初步確認一般機械零件所用的一般工程材料；②能初步繪制和閱讀簡單機械工程圖樣；③了解機器的組成和平面機構(gòu)的相關(guān)知識，了解機械傳動和常用零部件的基本內(nèi)容；④正確理解機械制造的相關(guān)概念，了解常用的機械加工方法，能初步確定零件的成型或加工的基本方法。 

2.課程教學內(nèi)容設計 

第4篇：機械工程的內(nèi)涵范文

關(guān)鍵詞：機械工程專業(yè)；應用型人才培養(yǎng)；實踐教學

作者簡介：黃民（1965-），男，江蘇徐州人，北京信息科技大學機電工程學院副院長，教授，博士生導師；郝靜如（1946-），女，北京人，北京信息科技大學機電工程學院，教授。（北京100192）

基金項目：本文系北京市高校教改項目“機械電子工程”專業(yè)方向系列核心課程的建設與教學改革（2007-205）、北京市人才強教計劃教學創(chuàng)新人才項目（項目編號：PHR201106227）、北京市教委教學管理研究與實踐創(chuàng)新團隊項目（項目編號：PHR201007303）的研究成果。

中圖分類號：G642.0     文獻標識碼：A     文章編號：1007-0079（2012）11-0089-02

北京信息科技大學是由原北京機械工業(yè)學院和北京信息工程學院合并組成的北京市屬普通高校，機械設計制造及其自動化專業(yè)是學校傳統(tǒng)的優(yōu)勢學科專業(yè)，是北京市特色建設專業(yè)，具有長期的辦學歷史和經(jīng)驗，為北京市和機械工業(yè)培養(yǎng)、輸送了大批人才。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的迅猛發(fā)展和傳統(tǒng)機械行業(yè)向現(xiàn)代化制造的跨越式發(fā)展，人才市場對機械工程專業(yè)的人才培養(yǎng)提出了新的、更高的要求，大量需要的是應用型創(chuàng)新型人才。在新形勢下，北京信息科技大學根據(jù)自身條件順應北京市科技和經(jīng)濟發(fā)展形勢，提出了“更新辦學理念，找準自身定位，突出人才的應用及創(chuàng)新能力培養(yǎng)，構(gòu)建基于大工程理念的多層次、全方位應用型創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系”的改革思路，實施了素質(zhì)、實踐、創(chuàng)新的三要素教育教學體系，提高了人才培養(yǎng)質(zhì)量，取得了顯著成效。

一、確立了應用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的大工程理念，改革人才培養(yǎng)模式

1.明確辦學指導思想和專業(yè)定位

在國家科技發(fā)展和市場對人才需求的形勢變化下，北京信息科技大學對機械工程專業(yè)學生的培養(yǎng)目標、模式進行了定位，培養(yǎng)面向北京地區(qū)經(jīng)濟與科技發(fā)展的、基礎知識扎實、專業(yè)視野寬、實踐能力和創(chuàng)新能力強、知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的應用型、創(chuàng)新型一線工程技術(shù)人才。先后進行了與時俱進的三次專業(yè)改革轉(zhuǎn)向，從專業(yè)內(nèi)涵上實行了傳統(tǒng)機械向機電結(jié)合的轉(zhuǎn)變、機械工程與信息技術(shù)的融合；從人才定位上，實行了從高級專業(yè)技術(shù)人才向?qū)嵺`能力強的應用型人才的轉(zhuǎn)變；從知識結(jié)構(gòu)上，加強現(xiàn)代先進設計、制造及其自動化理論與技術(shù)的更新。改革人才培養(yǎng)模式，突出對學生工程實踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，強調(diào)解決現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)問題的實踐能力，強化先進制造技術(shù)的應用型教學及實踐訓練。

2.提出應用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的大工程理念

為了實現(xiàn)新的人才培養(yǎng)目標和模式的轉(zhuǎn)變，必須拓寬思路，在內(nèi)涵和外延建設上有所發(fā)展，為此提出了應用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的大工程理念，即：充分開發(fā)學校和社會的各種資源，科學延伸實踐教學的時間和空間；拓寬專業(yè)人才內(nèi)涵，培養(yǎng)實踐創(chuàng)新的行為理念，使學生的知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展；構(gòu)建系統(tǒng)化的實踐教學培養(yǎng)體系，實施多層次、全方位的實踐訓練。教學資源的拓展包括了校內(nèi)實習實訓基地、專業(yè)實驗平臺、學科重點實驗室以及校外實習基地、科研合作企業(yè)等社會化的教學環(huán)境；延伸時空是指開放性實驗、第二課堂、創(chuàng)新實踐、學科競賽、科學研究等工程實踐環(huán)境；拓展內(nèi)涵是指理工與人文知識的融合，機、電、信息、管理等專業(yè)知識的融合，注重工程實踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，樹立學生的科學態(tài)度和團隊精神。

二、建設了面向應用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的機械工程實踐教學系統(tǒng)

1.構(gòu)建優(yōu)資資源共享的新型實踐教學體系

構(gòu)建了以北京市機械工程實驗教學示范中心為主體、校內(nèi)外資源共享的創(chuàng)新人才培養(yǎng)實踐教學體系。包括工程實訓、機械基礎訓練、專業(yè)綜合訓練、科技創(chuàng)新實踐、校外實習實訓共5個平臺、40多個模塊，如工程實訓平臺包括了車、銑、刨、磨、鉗、鑄、焊等機加工基本技能訓練、電工電子技術(shù)訓練、數(shù)控基本技能訓練等；創(chuàng)新實踐訓練平臺包括了基礎普及型創(chuàng)新訓練（機構(gòu)創(chuàng)新設計、機加工創(chuàng)新設計等）、重點提高型創(chuàng)新訓練（結(jié)合第二課堂和科研項目的單項創(chuàng)新訓練等）以及綜合創(chuàng)新實踐（機械設計創(chuàng)新大賽、機器人大獎賽等）。該體系在不斷完善校內(nèi)教學實驗室和實驗教學中心建設的同時高度重視社會資源，積極開展校企聯(lián)合，加強校外實踐、實習基地建設，不僅可滿足學生教學培養(yǎng)計劃的需要，還給學生創(chuàng)造了發(fā)展個性、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的課外活動時空。

2.科學實施漸進式實踐教學

系統(tǒng)沿著思維的成長軌跡，遵循在理論基礎和深入感知上引發(fā)閃光點的科學邏輯，形成5個層面的金字塔攀升式教育，分別為：普通勞動實踐工程訓練實踐教學實驗實踐工業(yè)訓練實踐研究創(chuàng)新實踐（參見圖1），該系統(tǒng)貫穿學生在校4個年級，實施了理論與實踐、校內(nèi)與校外、課內(nèi)與課外、學習與應用的4個結(jié)合。

三、注重實踐教學內(nèi)容的工程性、實用性和綜合性

強調(diào)課程設計等實踐性強的環(huán)節(jié)，以綜合性培養(yǎng)方案為核心、實用為目標，在設置實驗項目及實踐環(huán)節(jié)的內(nèi)容和形式時強調(diào)工程與實踐導向，追求貼近工程實際的培養(yǎng)環(huán)境，培養(yǎng)方法體現(xiàn)實用性和目的性。打破原來單一課程體系的限制，將畢業(yè)設計與校內(nèi)外科研相結(jié)合，將機械設計、機械電子等課程設計與創(chuàng)新訓練相結(jié)合，將三維計算機輔助設計、動態(tài)仿真與機構(gòu)結(jié)構(gòu)設計相結(jié)合，開設了融合多門課程知識與內(nèi)容的綜合課程設計，力求教學內(nèi)容的工程實用性、系統(tǒng)連貫性以及可拓展性。

積極開展工程技術(shù)培訓和取證工作。為滿足學生就業(yè)需求，將學歷教育與職業(yè)資格證書培訓結(jié)合起來，目前擁有中國機械工程學會機械設計分會見習工程師北京地區(qū)培訓考試點、中國機械工程聯(lián)合會指定數(shù)控工藝員培訓點、全國三維軟件原廠正版軟件聯(lián)考考試點和CAD技術(shù)培訓點，已經(jīng)連續(xù)3年舉辦了培訓考試。

四、畢業(yè)設計改革與創(chuàng)新

畢業(yè)設計是學生大學階段最重要的綜合實踐環(huán)節(jié)，目的是讓學生綜合應用大學所學的專業(yè)知識，對現(xiàn)代工程問題進行求解和系統(tǒng)設計，培養(yǎng)和提高其實踐動手能力。為了使畢業(yè)設計切實起到應用的作用，我們不斷探索，開展的畢業(yè)設計改革包括選題與設計內(nèi)容、組織形式、考核方式及過程管理等幾個方面。

1.合理選題，注重實效，鼓勵實物型畢業(yè)設計

在畢業(yè)設計選題方面，強調(diào)選題的實踐性和工程性，倡導四個結(jié)合，即與工程實踐相結(jié)合、課外科技創(chuàng)新活動相結(jié)合、與學科競賽相結(jié)合、與教師的實際科研項目相結(jié)合，力爭絕大多數(shù)選題均來源工程實踐。在內(nèi)容及要求方面，力求內(nèi)容具體、貼近工程實際，提倡小而精、不追求大而全，鼓勵自主設計、大膽創(chuàng)新。鼓勵實物形式的畢業(yè)設計，這兩年每年約有五分之一的學生在學?！皩嵨镄彤厴I(yè)設計”專項資金的資助下開展了實物型畢業(yè)設計，這一改革措施和相關(guān)配套政策得到了廣大師生的積極響應和好評，部分學生的實物作品在全校范圍進行了專題展覽，收到了較好的實效，另外，還有些作品被選送參加了北京市和全國的創(chuàng)新設計大賽并獲獎。

2.革新畢業(yè)設計組織形式，培養(yǎng)合作精神和創(chuàng)新意識

在組織形式上，嘗試跨專業(yè)或跨專業(yè)方向小組形式的畢業(yè)設計、與學生課外科技創(chuàng)新及活動競賽相結(jié)合形式的畢業(yè)設計。

跨專業(yè)綜合性、小組形式的畢業(yè)設計營造了更為開放的設計環(huán)境和氛圍。畢業(yè)設計選題時，首先由學院經(jīng)研討確定部分綜合性畢業(yè)設計選題，然后根據(jù)題目內(nèi)容和要求由學院內(nèi)不同專業(yè)或?qū)I(yè)方向的學生組成畢業(yè)設計小組，如地震救助機器人設計、多足救援機器人設計均分別由機械設計專業(yè)方向和機械電子專業(yè)方向的四名學生合作完成，智能辦公座椅則是由機械電子工程與工業(yè)設計的兩位同學搭檔。同組學生既有明確分工又需要密切合作，發(fā)揮各自專業(yè)特長，完成共同的設計目標，小組由相應專業(yè)的教師聯(lián)合指導。這種形式的畢業(yè)設計既鍛煉了畢業(yè)生專業(yè)知識的綜合運用能力，又有利于拓展學生的視野和專業(yè)知識，培養(yǎng)和提升了學生的團隊協(xié)作精神和組織溝通能力，有助于提高學生解決問題的能力。同時對于促進不同學科專業(yè)的交叉與融合、不同專業(yè)師生的交流合作亦具有重要的實際意義。

與學生課外科技創(chuàng)新及活動競賽相結(jié)合形式的畢業(yè)設計形成了設計過程的長效性，同時具有激勵作用。比如學校常設有兩個校級重點科技創(chuàng)新競賽，一個是機械創(chuàng)新設計大賽，另一個是機器人應用技術(shù)創(chuàng)新設計大賽。每年的畢業(yè)設計選題都有一些來自于大賽主題相關(guān)的題目，這些選題實際是提前到大二或大三開始啟動，同學們自愿報名組隊，分工協(xié)作，在專業(yè)教師的指導下進行較長時間的系統(tǒng)設計及實物制作，參加學校的創(chuàng)新大賽，優(yōu)勝選手可通過進一步修改完善繼續(xù)推薦參加北京市、全國乃至國際比賽，參賽畢業(yè)生完成的相關(guān)設計內(nèi)容則在畢業(yè)設計指導教師的指導下按照畢業(yè)設計的標準、要求和形式來完成。

五、積極引導并大力開展學生課外創(chuàng)新活動

應用與創(chuàng)新能力蘊含于人的自覺意識和屬性，是經(jīng)過長期培養(yǎng)、體驗、積累而形成、固化于個體的潛質(zhì)，可使人們的思維和行動進入融會貫通、創(chuàng)造性發(fā)揮的自由王國。要使學生真正具備該屬性和素質(zhì)，就須拓展對其進行培養(yǎng)、熏陶、養(yǎng)成的時間與空間，從課內(nèi)到課外、從校內(nèi)到校外，形成全方位的教育環(huán)境。

1.通過制度化營造鼓勵學生創(chuàng)新的氛圍，使創(chuàng)新活動成為學生的日常理念和思維習慣

設立專項經(jīng)費，資助學生的創(chuàng)新活動，組成院、系兩級組織機構(gòu)，推動學生科技活動小組的活動，引導學生積極參與科技創(chuàng)新，鼓勵教師的科研課題吸收本科生，鼓勵學生自發(fā)命題邀請教師指導。定期組織校內(nèi)機械創(chuàng)新設計大賽和大學生創(chuàng)業(yè)杯賽等多項比賽，使各種競賽活動貫穿學年，學生參賽人數(shù)多、比例大，有力地營造了創(chuàng)新學習的氛圍。同時，也為學校參加全國、北京市組織的賽事并取得較好成績打下良好的基礎。2005年北京信息科技大學學生研制的多功能康復治療床獲北京市機械創(chuàng)新設計大賽一等獎，2008年學校機電工程學院機器人研發(fā)代表隊在第十屆中國足球機器人大賽“中型組機器人足球賽”中榮獲亞軍。

2.擴大創(chuàng)新活動的專業(yè)交叉和受眾范圍，將科技創(chuàng)新活動作為提高人才質(zhì)量的重要手段

組織跨年級、跨專業(yè)、跨學院的專題小組，使更多的學生有機會參與創(chuàng)新活動，如機器人研發(fā)組成員是機械設計、機械電子、計算機與信息技術(shù)專業(yè)學生的結(jié)合；卡丁車組成員有機械設計制造、車輛工程、工業(yè)設計專業(yè)的學生。在該過程中，學員擴展了知識面，增加了相互學習交流的機會，團隊組織管理能力得到了鍛煉。

3.鼓勵學生參加多種創(chuàng)新競賽活動，進一步激發(fā)其學習積極性

近3年，學院成立科技創(chuàng)新團隊15個，500余人次學生參加國家級、北京市級及校級各種創(chuàng)新競賽活動，成績逐年提高，共獲得獎勵20余項，包括：國家級競賽二等獎2項，三等獎2項；北京市級競賽一等獎2項，二等獎1項，三等獎3項，成功入圍獎3項；校級創(chuàng)新競賽獎6項。

六、構(gòu)建在學科建設、產(chǎn)學研結(jié)合和國際交流基礎上的應用型、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)平臺

把專業(yè)建設與學科建設、科學研究和國際交流相結(jié)合，拓展了專業(yè)建設內(nèi)涵，豐富了人才培養(yǎng)資源，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

1.專業(yè)建設與學科建設的有機融合

依托北京信息科技大學機械工程北京市重點建設學科、機械電子工程北京市重點學科、機械工程領域工程碩士點、教育部重點實驗室、機電系統(tǒng)測控北京市重點實驗室、中國機械工業(yè)重點實驗室等學科及學科建設基地，將機械設計及理論、機械制造及自動化、機械電子工程的學科建設與機械設計制造及其自動化的三個專業(yè)方向緊密結(jié)合，將學科基地建設與機械工程實驗教學示范中心的建設緊密結(jié)合，為本科生的課程實驗、課程設計、畢業(yè)設計、課外科技活動及競賽提供更為豐富的優(yōu)良實驗條件和設備資源。

2.走產(chǎn)學研結(jié)合之路，豐富培養(yǎng)模式

同長春一汽、北汽福田、北京光學儀器廠等十多個企業(yè)建立了穩(wěn)定的合作關(guān)系，進行教學實踐、科研協(xié)作，部分學生直接參與了企業(yè)產(chǎn)品的技術(shù)改造、升級、新品研制等實際工作。絕大部分本科畢業(yè)設計的選題結(jié)合工程實踐、科研課題或源于與企業(yè)合作研發(fā)項目，并取得了明顯成效。真實的工程與科研鍛煉不僅提高了學生的科研創(chuàng)新能力和工程應用能力，而且有效地縮短了就業(yè)適應期，提升了就業(yè)競爭力。

3.加強國際交流及合作辦學，擴大影響

注重學習國外高校工程技術(shù)人才培養(yǎng)的經(jīng)驗，多年堅持與日本福井大學、德國耶拿應用科技大學、英國桑德蘭大學的校際交流，借鑒國外大學重視工程實踐教育的培養(yǎng)模式和專業(yè)課程體系對北京信息科技大學專業(yè)培養(yǎng)計劃進行改進，實行雙方互認學分制。交流工作對促進學校學習國外高等工程教育先進經(jīng)驗、與時俱進、博采眾長起到了積極的作用。

第5篇：機械工程的內(nèi)涵范文

引言：工程的本質(zhì)在于創(chuàng)造，工程創(chuàng)造的內(nèi)涵就是科學知識和技術(shù)的開發(fā)與應用。工程正是通過對辯學知識技術(shù)的開發(fā)與應用，創(chuàng)造世界上原先沒有人工產(chǎn)品或系統(tǒng)來滿足社會現(xiàn)實可能的需要。工程是一種創(chuàng)造力的專業(yè)，與社會生活中的其他專業(yè)有著不同的分工，以創(chuàng)造為自己的使命，這正是工程教育的本質(zhì)特征和光榮任務。現(xiàn)代工程的定義具有鮮明的時代特征。2l世紀，世界將進入知識經(jīng)濟的時代，一切創(chuàng)新都依賴于高素質(zhì)創(chuàng)造型人才，承擔培養(yǎng)高素質(zhì)創(chuàng)造型人才和發(fā)展科學文化雙重任務的高等教育，必將成為國家創(chuàng)新體系的支柱和基礎，寓有創(chuàng)造本質(zhì)特征的工程教育應當更加突出創(chuàng)新意識和創(chuàng)造能力的培養(yǎng)等。

一、機械工程及其自動化專業(yè)創(chuàng)新實驗開發(fā)研究的意義

隨著世界經(jīng)濟一體化趨勢不斷增強，我國市場經(jīng)濟不斷發(fā)展與完善，對現(xiàn)代工程的概念也產(chǎn)生了一種新的理論，即“工程是關(guān)于科學知識和技術(shù)的開發(fā)與應用，以使在物質(zhì)、經(jīng)濟、人力、政治、法律和文化限制內(nèi)滿足社會需要的一種創(chuàng)造性專業(yè)”。從中我們可以看出，工程的本質(zhì)在于創(chuàng)造，而創(chuàng)造的本質(zhì)就是對科學知識和技術(shù)的開發(fā)與運用。從這個意義上理解，工程就可以理解為通過科學知識和技術(shù)的開發(fā)與應用，通過創(chuàng)造出當前沒有的產(chǎn)品或者是系統(tǒng)，以此來滿足經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要。從某種意義上說，工程與其他的專業(yè)有著很大的區(qū)別，最為主要的就是工程專業(yè)可以理解為創(chuàng)造力專業(yè)，這也是工程教育的本質(zhì)特征。當前，知識經(jīng)濟時代的到來，使得知識成為了人類社會進步的源動力，一切的經(jīng)濟活動和社會活動也都要依賴于知識的開發(fā)與運用，而高素質(zhì)的創(chuàng)造型人才正是對知識的開發(fā)與運用的實施者，培養(yǎng)創(chuàng)造型人才也成為了當前我國教育事業(yè)的根本任務，對工程教育進行創(chuàng)新與改革也是當前高等教學改革的一個必然方向。

二、機械工程及其自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗的開發(fā)研究

通過對高校理工科專業(yè)教學體系的分析可以看出，實驗教學被安排的位置是在理論教學之后，其實驗的目的就在于為學生提供應用理論知識進行實踐和應用的機會。工程能力也可以稱之為創(chuàng)造能力，這是對于理工科學生基本的素質(zhì)要求之一，因此可以說，創(chuàng)新實驗教學的開發(fā)和研究，是為學生提供應用理論進行創(chuàng)造的平臺，也是培養(yǎng)學生工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的主要途徑。綜合創(chuàng)新實驗的開發(fā)與研究是一項復雜的、系統(tǒng)的工程，需要以現(xiàn)代教育思想作為根本的指導思想，科學的處理實驗教學與理論教學的關(guān)系。筆者認為，綜合創(chuàng)新實驗應當根據(jù)專業(yè)特點，同時結(jié)合學校教學的實際情況，在現(xiàn)有的實驗設備的基礎上，進行改進和研發(fā)，而不需要投入大量的資金進行新設備的購置，通過對現(xiàn)有的實驗設備進行優(yōu)化和整合，引入計算機技術(shù)和智能化技術(shù)，則能夠?qū)崿F(xiàn)對綜合創(chuàng)新實驗的整體優(yōu)化，達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力和實踐能力的目標。綜合創(chuàng)新實驗的教學目的很明確，就是為了給學生提供一個工程應用教學環(huán)境，使學生通過實驗來加強對理論知識的理解和掌握，并且學會用知識分析問題和解決問題，進而培養(yǎng)學生的綜合能力。實施綜合創(chuàng)新實驗通常是在理論課教學結(jié)束之后，綜合創(chuàng)新實驗打破了學科之間的界限，其實驗內(nèi)容的設計以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力作為指導思想。學生在完成一項創(chuàng)新實驗的過程中，要對各種實驗的設備進行熟練的掌握，也需要借助多個學科知識的綜合運用，才能夠完成實驗。

機械工程及其自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗ι

1、實驗設備：細紗機，計算機，測試系統(tǒng)，機構(gòu)測繪工具。

2、實驗內(nèi)容：(1)測繪細紗機鋼領板運動機構(gòu)；(2)應用測試系統(tǒng)檢測鋼領板運動規(guī)律；(3)根據(jù)檢測的鋼領板運動規(guī)律，反求設計控制凸輪機構(gòu)；(4)對細紗機鋼領板運動機構(gòu)進行綜合分析，提出新的設計方案；(5)在計算機上實現(xiàn)新設計方案的仿真設計或者虛擬設計。

機械工程及其自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗ⅱ

1、實驗設備：機器動力學實驗臺，計算機，測試系統(tǒng)。

2、實驗內(nèi)容：(1)應用測試系統(tǒng)檢測機器動力學實驗臺，當載荷一定時，在安裝飛輪和不安裝輪飛兩種狀態(tài)下主軸轉(zhuǎn)速的變化情況；(2)建立實驗臺等效主軸的運動方程，分析飛輪的調(diào)速作用；(3)按新給定的主軸運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)反求設計飛輪；(4)在計算機上實現(xiàn)不同主軸運轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)條件下飛輪的仿真設計或者虛擬設計。

機械工程及其自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗ⅲ

1、實驗設備：1511織布機，計算機，測試系統(tǒng)，機構(gòu)測繪工具。

2、實驗內(nèi)容：(1)測繪1511織布機打緯機構(gòu)和棕框機構(gòu)的機構(gòu)運動簡圖；（2）應用測試系統(tǒng)檢測檢驗棕框機構(gòu)運動規(guī)律；（3）根據(jù)檢測的棕框機構(gòu)運動規(guī)律，反求設計棕框共軛凸輪機構(gòu)；（4）對1511織布機打緯機構(gòu)和棕框機構(gòu)的運動進行綜合分析，提出新的設計方案；（5）在計算機上實現(xiàn)新設計方案的仿真設計或者虛擬設計。

三、“機械工程及其自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗"的實施

系列“機械工程及其自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗”一般安排與課程設計同步進行。學生在指導教師的指導下完成基本實驗內(nèi)容，然后獨立完成計算分析、創(chuàng)新設計以及在計算機上實現(xiàn)創(chuàng)新設計方案的仿真設計或虛擬設計等項內(nèi)容，最后寫出實驗報告。系列“機械工程及其自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗”不僅重視學生動手能力的培養(yǎng)，更重要的是加強了學生綜合應用所學知識分析問題、解決問題和創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。系列“機械工程及自動化專業(yè)綜合創(chuàng)新實驗”是按照學生掌握知識由淺人深，認識問題由感性認識到理性認識過程設計的，它重視了學生綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，形成了鮮明的特色。

第6篇：機械工程的內(nèi)涵范文

“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”是現(xiàn)時代的鮮明主題，創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新離不開扎實的工科基礎，高等工程教育則為創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新提供理論基礎和人才儲備。CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。如何將這個工程教育界的最新成果引入國內(nèi)，并本土化服務于我國的工程教育，國內(nèi)學者做了大量的研究和工作。潘柏松等提出的S-CDIO培養(yǎng)模式，該教育模式是基于協(xié)同理論的CDIO工程教育模式，參與各方必須通力協(xié)作，在合作共贏的基礎上致力于學生工程知識和能力的培養(yǎng)。吳鳴等提出以工程能力培養(yǎng)為導向的CDIO培養(yǎng)模式，認為工程能力是工科畢業(yè)生最重要、最基本的素質(zhì)之一，工程教育從內(nèi)容組織、培養(yǎng)方式、實施過程都要著力于培養(yǎng)學生的工程能力，借以提高工科學生的就業(yè)適應面。以上的研究成果對CDIO工程教育模式的本土化起了很大的引領作用，加速了CDIO工程教育理念在我國的進程和發(fā)展，推動了我國工程教育的發(fā)展。但是，縱觀以上的研究成果，只就CDIO工程教育模式本土化過程提出相應的框架、課程體系、實施過程以及評價體系，鮮有將CDIO工程教育模式與具體專業(yè)知識、專業(yè)技能傳授過程有機結(jié)合的本土化CDIO培養(yǎng)模式，因此，在我國CDIO工程教育模式本土化進程中，有必要研究CDIO工程教育理念與具體專業(yè)教學內(nèi)容的深度融合。筆者在深入研究CDIO工程教育模式的理念、內(nèi)涵和實施過程后，將CDIO工程教育模式與機械本科專業(yè)的基本知識與基礎理論傳授過程深度融合，提出了機械工程領域的CDIO（Mechanical CDIO，簡稱M-CDIO）項目教學體系，并對M-CDIO項目教學體系的內(nèi)涵、特征以及實施過程進行了詳細的闡述。

一、CDIO工程教育模式與機械本科專業(yè)教學的嵌合

1.CDIO工程教育模式。CDIO工程教育模式是由美國麻省理工學院和瑞典皇家理工學院等四所大學組成的工程教育改革團隊提出、并持續(xù)發(fā)展和倡導的全新工程教育理念。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）、和運作（Operate），它是以工程能力培養(yǎng)為目標，將工科畢業(yè)生的能力分為工程理論知識、個人能力、人際交流與團隊協(xié)作能力和企業(yè)工程系統(tǒng)運作能力4個層面，涵蓋17種不同的主要能力，在執(zhí)行操作層面細分為更具體的73種不同的技能。國外高等工科院校的實踐證明：實施CDIO工程教育模式的學校，這4個層面得到充分培養(yǎng)和訓練的工科學生，就業(yè)前景普遍看好，大都供職于大型的跨國公司。

2.機械工程本科專業(yè)的CDIO項目教學體系。以“厚基礎，強能力”為人才培養(yǎng)目標的應用型技術(shù)大學，更重視學生工程能力的培養(yǎng)。CDIO工程教育模式的實施必須與專業(yè)教學內(nèi)容深度融合，賦予它新的內(nèi)涵與特色，圖1（見下頁）表示了CDIO工程教育模式與機械本科專業(yè)的有效嵌合。

由圖1可知：機械領域產(chǎn)品開發(fā)的四個環(huán)節(jié)（模糊前端、設計階段、制造階段和產(chǎn)品銷售）與CDIO工程教育的四個階段（構(gòu)思階段、設計階段、實施階段和運作階段）不謀而合。這樣，在機械本科專業(yè)的教學中，以CDIO工程教育模式為綱領，以機械產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，以學生為中心，以工程能力培養(yǎng)為目標，以“項目”、“微項目”為手段，將機械領域的基本知識和基礎理論糅合在“項目”、“微項目”的方案原理構(gòu)思，裝配圖、零件圖設計，零件制作實施和產(chǎn)品銷售、售后四個階段，賦予CDIO工程教育模式中構(gòu)思、設計、實施和運作四個階段新的內(nèi)涵，實現(xiàn)CDIO工程教育模式與機械領域教學的有機結(jié)合，形成了機械工程領域的CDIO（Mechanical CDIO，簡稱M-CDIO）項目教學體系，并具有以下特征。

1.良好的工程能力培養(yǎng)。在M-CDIO項目教學體系中，隨著糅合了機械領域的基本知識和基礎理論的“項目”、“微項目”實施，學生的工程理論知識、個人能力、人際交流與團隊協(xié)作能力和企業(yè)工程系統(tǒng)運作能力4個層面都得到了全面、系統(tǒng)、具體的訓練，培育滿足現(xiàn)代社會和現(xiàn)代工程需要的、具有較強工程能力的工程技能型人才，符合我國應用型高校的辦學定位和人才培養(yǎng)目標。

2.“情境式”、“體驗式”學習工程理論知識的環(huán)境。在M-CDIO項目教學體系中，學生組成學習小組，通過相互分工、協(xié)作完成“項目”、“微項目”的形式學習機械領域基本知識和基礎理論，改變了傳統(tǒng)以“記憶、考試、拿證”為目的的工程理論知識學習模式，為學生提供了在學中用，在用中學的情境，實現(xiàn)理論與實踐的有機聯(lián)系和良性互動，使知識從實踐中來，又回到實踐中去，符合哲學領域的認識實踐觀。

3.“學生中心，教師主導”的授課模式。在M-CDIO項目教學體系中，需以學生為中心，以“項目”、“微項目”為抓手，針對機械工程專業(yè)每門課程的特點，設置若干個糅合了課程的基礎知識和基本技能不同的“項目”、“微項目”。課程的學習，先通過教師授課，講解本課程的基本概念、知識點，然后讓學生完成這些“項目”、“微項目”來再現(xiàn)、鞏固課程知識，使一些抽象的概念具體化，使過去從實踐中抽象而獲得的知識、理論重新回到工程實踐中，指導實踐，學生在實踐中主動、積極地學習課程知識。

二、M-CDIO項目教學體系在機械工程本科專業(yè)的實施過程

機械系統(tǒng)一般由動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、執(zhí)行和控制系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。機械類本科專業(yè)畢業(yè)生應該具備根據(jù)機械系統(tǒng)的功能，能夠獨立地完成機械系統(tǒng)構(gòu)思、設計、制造和運作的基本能力，為社會、企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)高效、物美價廉的機械產(chǎn)品。如果將機械系統(tǒng)功能、結(jié)構(gòu)的完整呈現(xiàn)看作是一個大“項目”，則系統(tǒng)中的子系統(tǒng)功能、結(jié)構(gòu)的呈現(xiàn)可以看作是一個“微項目”。M-CDIO項目教學體系的實施，關(guān)鍵在于對“項目”、“微項目”的具體落實和完成，大致要經(jīng)過以下過程。

1.“?目”總體方案原理設計。根據(jù)機械系統(tǒng)的功能要求，確定機械系統(tǒng)的基本工作原理，進而獲得完成該功能的技術(shù)系統(tǒng)，確定總體的主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)布局設計，形成機械系統(tǒng)總體方案設計圖和結(jié)構(gòu)布局圖，同時編寫總體設計報告及技術(shù)說明書，為“項目”的順利實施和完成奠定基礎。

2.“微項目”方案原理設計。根據(jù)圖的機械系統(tǒng)組成，設計實現(xiàn)各個子系統(tǒng)功能的方案原理，確定實現(xiàn)各個功能的具體機構(gòu)，形成機構(gòu)原理圖，編寫“微項目”方案設計報告及技術(shù)說明書。比如原動機采用電動機還是內(nèi)燃機，傳動系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng)采用什么樣的機構(gòu)來實現(xiàn)，是集中驅(qū)動還是分散驅(qū)動等?！拔㈨椖俊钡墓δ茉砼c結(jié)構(gòu)設計服務于“項目”的總體功能，受“項目”的總體結(jié)構(gòu)布局約束。

3.“項目”、“微項目”的工程圖設計。根據(jù)前面二步形成的圖紙和設計報告，對“項目”、“微項目”進行詳細的技術(shù)設計和結(jié)構(gòu)設計，最終得到“項目”、“微項目”的總裝配圖、子裝配圖和零件圖及設計技術(shù)說明書等資料。

4.“項目”、“微項目”制造工藝、工裝設計。根據(jù)現(xiàn)有的制造工藝水平和設計的技術(shù)要求，設計零件的制造工藝和裝配工藝以及相應的工裝夾具。形成“項目”、“微項目”完整的制造工藝過程，并編寫制造工藝規(guī)程及技術(shù)文件，比如繪制工序圖，制定工序卡，確定切削參數(shù)等。最終得到能完成預定功能的機械產(chǎn)品。

5.“項目”、“微項目”過程管理與運作。由于團隊的分工和協(xié)作，上述過程離不開“項目”、“微項目”的過程管理與運作。過程管理與運作可以使“項目”、“微項目”按順序、有步驟、有目的地齊頭并進，而不至于出現(xiàn)“短腿”現(xiàn)象，縮短“項目”、“微項目”進程。同時，過程管理與運作還與機械產(chǎn)品后期的營銷與售后服務等業(yè)務流程有關(guān)，也與學生個人的組織、溝通、交流與協(xié)作能力息息相關(guān)。

上述過程中，第一、二步為“項目”的方案設計階段，屬于M-CDIO項目教學體系中的C階段，即構(gòu)思階段；第三步為“項目”的圖紙結(jié)構(gòu)設計階段，屬于M-CDIO項目教學體系中的D階段，即設計階段；第四步為“項目”的生產(chǎn)制造階段，屬于M-CDIO項目教學體系中的I階段，即實施階段；第五步為“項目”的營銷與售后服務階段，屬于M-CDIO項目教學體系中的O階段，即運作階段。在M-CDIO項目教學體系中，隨著糅合了機械專業(yè)基礎知識和基本技能的一系列“項目”、“微項目”的實施和完成，學生不僅在工程理論知識、個人能力、人際交流與團隊協(xié)作能力和企業(yè)工程系統(tǒng)運作能力4個層面都得到了全面、系統(tǒng)、具體的訓練，而且熟悉了“項目”、“微項目”的操作流程，模擬企業(yè)項目的運作過程，使學生畢業(yè)后能更好的了解和融入企業(yè)，尋找到理想的工作。

三、機械本科專業(yè)實施M-CDIO項目教學體系的成效

自我校成為全國首批試點學校以來，機械學院在教學上始終堅持CDIO工程教育模式，經(jīng)過七八年的摸索和實踐，形成了自己特色的M-CDIO項目教學體系，具體體現(xiàn)在學生補考率、參加學科競賽和學生就業(yè)率等硬指標上。機械專業(yè)自從實施了M-CDIO項目教學體系，專業(yè)基礎課比如理論力學、材料力學、機械原理、機械設計等都是學生補考率很高的科目，近4年來學生補考率逐年下降，學生組隊參加學科競賽獲獎數(shù)逐年增加，獲獎質(zhì)量也得到改善，2012年國家級獲獎為0，2013年獲得0的突破，到2015年獲得國家級獎項7項，省級獲獎也在逐年增加，2015年達到52項，歷年最高；機械工程本科專業(yè)畢業(yè)生的平均就業(yè)率不僅從2012年的86.6%上升到2015年的95.69%，提高了近10個百分點，成效相當可觀。

第7篇：機械工程的內(nèi)涵范文

【關(guān)鍵詞】機械工程；機械電子工程；人工智能

1機械電子工程的相關(guān)概念及發(fā)展歷程

1.1相關(guān)概念機械電子工程與傳統(tǒng)機械工程的研究方向不同，機械電子工程更側(cè)重于運用信息實現(xiàn)機械系統(tǒng)能量的連接和與其他學科之間的交融。具體地說，機械電子工程的核心理論依然是傳統(tǒng)機械工程中所講述的定理和概念，但是也更注重與電子信息科學、計算機科學與技術(shù)以及人工智能等學科的聯(lián)系，是一門跨學科發(fā)展的新興學科?；谄淇鐚W科多、綜合性強的內(nèi)涵，機械電子工程這一學科衍生了以下特點：（1）機械電子工程的產(chǎn)品設計依據(jù)也和傳統(tǒng)的機械工程不同，機械電子工程除了依托機械原理外，還依據(jù)電子工程方面的知識設計產(chǎn)品，而傳統(tǒng)機械工程設計依據(jù)僅僅是機械結(jié)構(gòu)以及理論力學、流體力學等與機械相關(guān)的知識。（2）機械電子工程生產(chǎn)產(chǎn)品的設計思想與傳統(tǒng)的機械工程有著本質(zhì)區(qū)別。由于其是一門跨專業(yè)強的學科，所以在設計產(chǎn)品時，必然要考慮到不同學科原理的運用，在設計時融入其他學科的理論指導。尤其是在當前信息化高速發(fā)展的時代，機械電子工程融合了計算機科學與人工智能學科的相關(guān)知識，所以機械電子工程在產(chǎn)品設計時，會考慮更多的問題，設計思想會更加全面和完善。（3）機械電子工程生產(chǎn)出來的產(chǎn)品與傳統(tǒng)機械工程不同，由于封裝理論的運用，其生產(chǎn)出來的產(chǎn)品一般較小，結(jié)構(gòu)清晰而簡單。但每一個模塊都由復雜的機械工藝制造而成，所以對設備的精度以及生產(chǎn)者的技術(shù)要求較高。1.2發(fā)展歷程機械電子工程的發(fā)展大體上經(jīng)歷了手工加工、流水線生產(chǎn)以及集成生產(chǎn)三個階段。手工加工階段，在這一階段，由于機械工具的制約，人們主要靠純手工進行生產(chǎn)活動，工業(yè)化水平十分落后，人力成本也限制著整個行業(yè)的發(fā)展，同時這些不利條件也刺激了人們追求更有效率的機械生產(chǎn)的心情，為機械電子工程的出現(xiàn)埋下了伏筆。流水線生產(chǎn)階段，這一階段將人力極大地解放出來，通過流水線的運作，可以大規(guī)模地生產(chǎn)出標準統(tǒng)一的產(chǎn)品，但是隨之而來的不足是，流水線生產(chǎn)模式相同，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品差異性不大，不能提供個性化的產(chǎn)品。集成生產(chǎn)階段，這一階段運用了大量的機械電子工程的技術(shù)，由于制造工藝的提高，這一階段除了能夠大規(guī)模地生產(chǎn)產(chǎn)品之外，還能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的差異化，有效地提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。

2人工智能的相關(guān)概念及發(fā)展歷程

2.1相關(guān)概念人工智能是信息科技高度發(fā)展的時代產(chǎn)物，它依托計算機網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，融合了電子信息科學、生物學、神經(jīng)行為學以及心理學等多門學科，也是一門跨專業(yè)度較大的新興學科。較為官方的定義是，人工智能是指利用計算機技術(shù)以及生物學知識搭建的人工智能系統(tǒng)，實現(xiàn)對人類行為的模仿或者研究的科學。人工智能有兩個十分明顯的特點，一方面，由于這一學科的綜合性，決定了其復雜性和專業(yè)性，需要依靠較為專業(yè)的技術(shù)才能保證其有良好的發(fā)展；另一方面，學科的專業(yè)性也決定了人工智能人才的專業(yè)性，專業(yè)知識過硬、對其余學科有包容性、目光較為長遠的人，更適合從事與人工智能相關(guān)的工作。2.2發(fā)展歷程人工智能雖然是一門新興學科，出現(xiàn)的時間較晚，但由于其特點較為明顯且迭代速度較快，人工智能發(fā)展到今天已經(jīng)經(jīng)歷了五個階段:第一階段是人工智能的萌芽階段。20世紀中期，這一領域的相關(guān)學者一起開展了關(guān)于機器模擬人工智能的研究，并形成了人工智能最初的模型，這一歷史事件標志著人工智能的正式誕生。第二階段被稱為人工智能的“第一發(fā)展期”，這一時期研究的主要任務是機器語言的編譯，這一工作為人工智能的大規(guī)模發(fā)展奠定了基礎。第三階段是人工智能發(fā)展的瓶頸期，雖然已有前兩階段的理論成果，但是人工智能是一個復雜的話題，學者發(fā)現(xiàn)通過前兩個階段的積累還不能給人工智能得到自動化發(fā)展，理論的實施還有很多困難。第四階段是人工智能的“第二發(fā)展期”，此時通過對理論知識的仔細研究以及其他學科知識的靈活運用，人工智能已經(jīng)可以用于商業(yè)并生產(chǎn)出具有商業(yè)價值的產(chǎn)品。第五階段是人工智能的平穩(wěn)發(fā)展階段，這一階段，人工智能雖然沒有取得突破性進展，但一直在小步快跑，并形成分布式主體的新的發(fā)展模式。

3機械電子工程與人工智能的關(guān)系

隨著各學科之間不斷融合交互，機械電子工程作為一門跨專業(yè)的新興學科，也受到了人工智能的影響，并得到良好發(fā)展，具體表現(xiàn)在以下兩個方面：3.1人工智能改變了機械電子工程復雜的計算過程機械電子工程在設計到生產(chǎn)的過程中，要經(jīng)歷“建模-論證-生產(chǎn)”這三個階段，前兩個階段要進行大量計算，過程比較繁瑣。在人工智能出現(xiàn)之后，由于其與計算機科學之間的緊密聯(lián)系，可以快速進行大量計算并得出精確結(jié)果，將其運用于機械電子工程，則會節(jié)省大量計算時間，提升效率。3.2人工智能可以排除機械電子工程生產(chǎn)過程中的諸多故障上文已經(jīng)提到，機械電子工程的生產(chǎn)需要經(jīng)過大量計算及論證，這一過程如果只靠人工進行，很容易造成計算錯誤導致建模失敗，從而給整個生產(chǎn)過程帶來不良影響。人工智能通過對信息的處理及整合，將信息分門別類地歸納和整理，會將計算的錯誤率大幅度降低，也就避免了后續(xù)環(huán)節(jié)錯誤和故障的生成?？偟膩碚f，機械電子工程與人工智能有著密不可分的聯(lián)系，通過人工智能的運用，機械電子工程完善了自身的系統(tǒng)、提高了自身的生產(chǎn)效率；而人工智能也借助機械電子工程得到了更好的發(fā)展，引起更大的關(guān)注，兩者在相輔相成的過程中都實現(xiàn)了良性發(fā)展。

參考文獻

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[2]蘇遠鋒.機械電子工程與人工智能關(guān)系的探討[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2016(01):16.

第8篇：機械工程的內(nèi)涵范文

關(guān)鍵詞: 機械工程類大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)體系

實施“本科教學質(zhì)量與創(chuàng)新人才培養(yǎng)工程”(以下簡稱“質(zhì)量工程”),強化大學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力,切實做好大學生科技創(chuàng)新工作,進一步提升學校的辦學水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量,是建設高水平教學研究型大學的需要,也是“211工程”三期建設“創(chuàng)新人才培養(yǎng)和隊伍建設”項目的重要內(nèi)容。

隨著裝備制造業(yè)信息化進程的不斷深入,迫切需要培養(yǎng)大批具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的工程技術(shù)人才。依據(jù)機械工程學科的一般性教育特點,改革現(xiàn)有的人才培養(yǎng)模式,著力構(gòu)建大學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)新體系,是解決這一問題的最佳途徑。具體而言,要以培養(yǎng)和發(fā)展機械工程類本科生的綜合素質(zhì)和實踐動手能力為目標,以創(chuàng)新教育為重點,以“興趣驅(qū)動、自主實踐、重在過程”為原則,多渠道、全方位地開展學生科研訓練,推進各類學科競賽,進一步拓展和深化實踐教育教學改革的思路,積極探索教學研究型大學本科學生開展創(chuàng)新活動的新途徑和新方法,建立起科學、規(guī)范、高效、持續(xù)的管理體制和運行機制。

通過近年來的探索和實踐,我院更新了思想觀念,將一切有目的、有計劃促進學生知識增進、能力提高、素質(zhì)養(yǎng)成的活動都視為課題和項目;改革了相應的管理模式,建立了分批立項、運行管理、配套激勵的政策和制度,加大了中心實驗室和學生創(chuàng)新平臺的建設力度;發(fā)揮了教師、學生和社會參與的積極性,鼓勵并推進了大學生科研訓練和學科競賽,在創(chuàng)新學習、科學實踐的過程中逐步增強了大學生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力;形成了較為鮮明的工科培養(yǎng)特色,構(gòu)建了機械工程類大學本科教育教學體系。

一、組織實施

1.建立院系二級組織機構(gòu),探索新的管理運行機制。

為了更好地組織實施大學生科研訓練和學科競賽,我院設立了專門組織機構(gòu),實行了院、系二級管理。在學院院長的統(tǒng)一領導下,成立了“大學生創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力培養(yǎng)”指導小組,主要負責制定有關(guān)政策、管理條例和組織實施方法。各系部和學生工作辦公室由主任、副主任具體負責組織實施。

在“興趣驅(qū)動、自主實踐、重在過程”的原則指導下,我院制定并頒布了《機械工程學院大學生創(chuàng)新計劃項目實施細則》,建立了“定期組織,全員參與,學生、教師自主命題,雙向選題,院系審核,分批立項”的運行機制,制定了激勵政策和項目評價辦法,擴大了學生自主立項比例,逐步形成了“自命題項目、學院備選項目、推薦學校立項項目、推薦國家立項項目”的塔式結(jié)構(gòu)。在探索創(chuàng)新實踐教改項目管理新途徑的過程中,還有效提高了師生參與的積極性和活動實效。而通過近年來的實踐,我院已基本建立了規(guī)范、有序的管理體系。

2.推進大學生科研訓練計劃,拓展學生探索學習的機會。

推進大學生科研訓練計劃是機械工程學院實踐教育教學改革的重要舉措之一。其目的在于充分利用學院的設備資源和人才資源,鼓勵學生直接參與教師的教改課題或科研項目,使學生盡早進入機械工程學科各專業(yè)科研領域,了解學科發(fā)展動態(tài),培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和科學實踐能力;提高團隊協(xié)作精神和交流能力。自2006年起,我院以制度形式明確規(guī)定:學生參與或自主開發(fā)的創(chuàng)新實驗(設計)項目可直接納入畢業(yè)設計環(huán)節(jié)。憑借公開發(fā)表的學術(shù)論文,學生可直接參加畢業(yè)設計答辯,從而有效拓展了學生探索學習的機會。

3.積極參與各級各類學科競賽,為學生提供創(chuàng)新實踐的舞臺。

學科競賽是整合課內(nèi)外實踐教育教學環(huán)節(jié),開展創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要途徑。近三年來,我院共組織49個學生團隊計180余人參加了4大類學科競賽,并在寧夏大學學生創(chuàng)新實驗大賽、寧夏大學工程制圖大賽、全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽、全國“挑戰(zhàn)杯”創(chuàng)業(yè)計劃大賽中取得了優(yōu)異成績,使學生的參賽積極性得到了有效提升,受益面迅速擴大。

4.努力建設創(chuàng)新實驗平臺,為學生科研訓練和學科競賽提供保障。

在省部共建基礎學科和特色優(yōu)勢學科實驗室項目的支持下,我院從軟件和硬件兩個方面逐步建立并完善了機構(gòu)創(chuàng)新實驗室、工業(yè)控制技術(shù)實驗室、CAD/CAM實驗室、過程控制實驗室和汽車結(jié)構(gòu)實驗室;在保證日常實驗教學按計劃進行的同時,還加大了中心實驗室對工科學生的開放力度,為大學生開展科研訓練和學科競賽提供了必要的場地、設備和技術(shù)保障,有效提高了相關(guān)設備的利用率。

二、推廣應用情況

1.從教師自由申報推廣至有組織的全員參與活動。

從2006年僅有40余名學生參與教師自由申報的11個創(chuàng)新實驗(設計)項目推廣至2008年全院600余名師生共同參與,提出自主命題項目180余項,雙向選題、院系審核后的第一批備選項目63個(學生命題60%),獲學校立項12個,獲國家級立項3個,其項目數(shù)量、質(zhì)量和獲得獎勵的級別均逐年提高,有效擴大了學生受益面。其中,2007年獲寧夏大學學生創(chuàng)新實驗大賽一等獎1項;2008年獲全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽二等獎1項,全國“挑戰(zhàn)杯”創(chuàng)業(yè)計劃大賽銅獎1項。

與此同時,參加科研訓練和學科競賽的學生,均深受研究生導師和就業(yè)單位的歡迎。教師在指導大學生科研訓練的過程中物色和挑選實踐動手能力強、有創(chuàng)新意識的優(yōu)秀學生成為他們未來的研究生,在2007年、2008年被保送的16名研究生中絕大部分曾經(jīng)立項參加過大學生科研訓練或?qū)W科競賽。

2.從單純的學科競賽延伸至畢業(yè)設計環(huán)節(jié)。

自2006年以制度形式明確規(guī)定“創(chuàng)新實驗(設計)項目可直接納入畢業(yè)設計環(huán)節(jié)、學生憑借公開發(fā)表的學術(shù)論文可直接參加畢業(yè)設計答辯”以來,我院每年近260項畢業(yè)設計課題中平均有30余項屬于創(chuàng)新實驗(設計)項目,在機電一體化裝置設計、機構(gòu)運動仿真、三維產(chǎn)品造型設計等方面涌現(xiàn)出多個優(yōu)秀作品,并已制作出物理樣機。在拓展科研訓練內(nèi)涵的同時,我院有效促進了創(chuàng)新型實驗項目的開發(fā),擴大了中心實驗室的開放力度,提高了相關(guān)實驗設備的利用率。

第9篇：機械工程的內(nèi)涵范文

【關(guān)鍵詞】機械零件；結(jié)構(gòu)設計；可靠性；分析

很久以來，人們便利用可靠性分析評判產(chǎn)品質(zhì)量，在初始評判階段，單純地依賴人們的工作經(jīng)驗來評判產(chǎn)品是否可靠，此時并沒有規(guī)范化的衡量指標?？煽啃苑治鰪囊愿怕收摓榛A的隨機可靠性過渡到以模糊理論為基礎的模糊可靠性，又過渡到非概率可靠性，直到今天的混合可靠性，現(xiàn)階段的可靠性主要包含結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、模糊以及非概率這三種理論，這表明可靠性發(fā)生了一定的轉(zhuǎn)變，并取得了進步，對于結(jié)構(gòu)繁瑣的復雜參數(shù)而言，由最初的概率以及非概率可靠性分析到現(xiàn)在的可靠性靈敏度分析，將可靠性分析理論變得日益成熟，并被廣泛地應用到不同領域中。目前，可靠性已經(jīng)成為影響產(chǎn)品效能的主要因素之一，它與國民經(jīng)濟發(fā)展和國防科技緊密相連，具有寬泛的研究范圍和廣闊的應用前景。

一、可靠性概述

機械零件結(jié)構(gòu)設計的可靠性建立在傳統(tǒng)設計之上，將與待設計對象相關(guān)的參數(shù)等要素進行一定的處理，使之轉(zhuǎn)變成隨機變量，參照設計原則構(gòu)建概率數(shù)學模式，依據(jù)概率論、統(tǒng)計學理論和強度理論，計算出機械零件出現(xiàn)破壞的概率公式，然后參照公式明確該可靠性條件下的零件外觀尺寸、使用壽命，在滿足基本的運行使用要求的同時，還能獲得最理想的設計參數(shù)，這有效填補了常規(guī)設計中的缺陷，并使得設計方案更加真實、可行?，F(xiàn)階段，可靠性設計被大范圍地應用在飛機、汽車等關(guān)鍵產(chǎn)品以及機械零件結(jié)構(gòu)設計中，它具有以下特點：

1.人為應力以及強度均屬于隨機變量，在設計的過程依據(jù)不同標準的設計要求，合理選擇相應的特征函數(shù)，除了要考慮均值，還應考慮離散性，通過概率統(tǒng)計方法計算；

2.人為設計的機械產(chǎn)品不可避免地存在失效概率，在實際設計過程中應依據(jù)實際需求提前監(jiān)控失效概率可靠性，全面考慮所有參數(shù)的隨機性和分布規(guī)律，進而準確映射機械零件的實際工作狀態(tài)；

3.可靠性設計分析與普通的安全系數(shù)法相比，更加合理，通過這種設計方法可獲得最理想的設計，而安全系數(shù)法較為保守。由此可知，機械零件結(jié)構(gòu)設計的可靠性分析可獲得較為理想的結(jié)構(gòu)，并節(jié)省材料成本、縮減加工制作時間，為機械加工制造創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益。

二、可靠性分析理論

在機械零件結(jié)構(gòu)設計過程中，零件材料的極限應力屬于隨機變量，且該隨機變量服從概率密度函數(shù)，而工作在機械零件危險截面的工作應力也屬于隨機變量，這兩個隨機變量有各自服從的概率密度函數(shù)，然后再借助強度應力理論推算相應的可靠性或者設計出該可靠性條件下的零件外形尺寸?？煽啃苑治鲋幸愿怕收摗⒔y(tǒng)計學等理論知識為基礎，主觀人為因素作用較小，全面綜合了外部環(huán)境變化，與實際生產(chǎn)更加接近，具有廣闊的應用前景。

三、機械結(jié)構(gòu)設計的可靠性分析

在機械產(chǎn)品的生產(chǎn)制造過程中，質(zhì)量提高、設計理論優(yōu)化、技術(shù)改進、設計周期縮短等至關(guān)重要，以上內(nèi)容與可靠性緊密相連?？煽啃苑治鲐灤┯跈C械產(chǎn)品設計全過程，這表明可靠性分析已經(jīng)步入實用階段。目前，機械零件結(jié)構(gòu)設計的可靠性分析研究已經(jīng)成為機械制造中的主要研究題目，大量理論文獻有力地證實機械零件結(jié)構(gòu)設計的可靠性分析理論趨于成熟，未來將朝著以下方向發(fā)展。

（一）可靠性靈敏度設計

可靠性靈敏度設計建立在可靠性之上，有效映射不同設計參數(shù)對機械零件的實際影響程度，進而確定對機械零件靈敏度影響程度最大的隨機變量，并重新分析和設計此參數(shù)。預估設計變量變差以及約束變差對產(chǎn)品效能指標的影響程度，調(diào)整對產(chǎn)品設計參數(shù)影響程度相對較大的設計參數(shù)，進而使產(chǎn)品失去對因素變差的靈敏性。這種設計以極限狀態(tài)方程為基礎，然后求解出設計參數(shù)相應的偏導數(shù)，獲得靈敏度計算公式，從而明確每個設計參數(shù)的靈敏度，并以此為依據(jù)，不斷修整設計，調(diào)整參數(shù)。

（二）可靠性優(yōu)化設計

可靠性優(yōu)化設計也是建立在可靠性之上，這種設計模式不僅能夠更好地滿足產(chǎn)品投入使用過程中的可靠性，還能優(yōu)化產(chǎn)品外觀尺寸、加工成本以及安全性等參數(shù)，進而使產(chǎn)品預估效能更加接近實際效能。此種方法有效融合可靠性分析理論和規(guī)劃方法，以可靠度為基礎構(gòu)建優(yōu)化目標函數(shù)，調(diào)整機械零件的外形尺寸、成本等參數(shù)，實現(xiàn)最小化，然后以剛度、強度等設計要求充當約束條件，構(gòu)建數(shù)學模式，參照數(shù)學模型合理選擇具體的優(yōu)化方法，最終求解最理想的設計變量。

（三）可靠性試驗

現(xiàn)階段，可靠性理論趨于成熟，然而可靠性試驗尚不健全?？煽啃栽囼炇且环N考察、分析和評判產(chǎn)品可靠性的手段，旨在通過可靠性試驗及時發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設計、原材料以及加工工藝存在的缺陷，進而進一步完善產(chǎn)品，提升成功率，降低維修養(yǎng)護成本，判斷其是否滿足可靠性定量要求。然而一旦具體的設計方案出現(xiàn)變更，則應重新開展試驗分析，造成了不必要的資源浪費，因此，我們應充分利用高性能軟件，縮減試驗次數(shù)，節(jié)省成本。

結(jié)語

可靠性是衡量產(chǎn)品效能的動態(tài)指標，目前，可靠性貫穿于現(xiàn)代機械設計全過程，因此，可靠性分析是機械工業(yè)發(fā)展的主要研究方向，對于機械工程而言，掌握越多的可靠性理論，便會較少地應用主觀經(jīng)驗，產(chǎn)品機械結(jié)構(gòu)設計也會更加合理，這也是機械工程中的根本目標。機械零件結(jié)構(gòu)設計的可靠性分析正處在發(fā)展階段，在具體的應用過程中還存在一些細節(jié)問題，仍需要我們進一步探索。

參考文獻

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