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關鍵詞:復合材料 缺陷 無損檢測
中圖分類號:V267 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)10(a)-0082-01
隨著高強度、超高強度材料在飛機結(jié)構的應用,復合材料以其優(yōu)于金屬材料的多項性能而迅速發(fā)展成為航天航空工業(yè)的基本結(jié)構材料。據(jù)悉新一代波音787干線客機的復合材料用量超過50%,中國民航飛行學院引進的SR20訓練飛機機身全部采用復合材料。隨著我國大量引進基于損傷容限理念設計的飛機,對在役的復合材料構件進行無損檢測是機務維修中的重要工作,也是一個難點。由于復合材料和金屬材質(zhì)的缺陷有很大的差異,因此復合材料所的無損檢測方法和傳統(tǒng)的無損檢測方法也有著很大的不同,本文主要介紹航空復合材料無損檢測技術。
1 航空復合材料簡述
復合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料,通過物理或化學的方法,組成新的材料。由于各種材料在性能上互相取長補短,從而使復合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料。復合材料的基體材料分為金屬和非金屬兩大類。飛機上的復合材料主要是指碳纖維的復合材料,航空結(jié)構中常用的復合材料主要是層板結(jié)構和夾芯結(jié)構。
2 航空復合材料的缺陷
2.1 由于工藝原因而產(chǎn)生缺陷
在復合材料的成型過程中會由于工藝原因而產(chǎn)生各種缺陷:夾雜、分層、脫膠、裂紋、斷裂及蜂窩芯的變形、弱粘接、節(jié)點脫開、發(fā)泡膠空洞等缺陷。
2.2 使用中產(chǎn)生缺陷
使用中由于受載荷、振動、外來物損傷等環(huán)境因素的綜合作用而出現(xiàn)層板表面裂紋、劃傷、層板分層、脫膠、斷裂;夾芯結(jié)脫膠、進水、蜂窩芯壓塌等。其中分層和脫膠是復合材料的主要缺陷,也是民航外場無損檢測的主要方面。
3 復合材料結(jié)構外場無損檢測方法
3.1 目視法
目視檢查法是依然是復合材料無損檢測中使用最廣泛、最直接的無損檢測方法??赏ㄟ^放大鏡、內(nèi)窺鏡、光源、帶視頻的掃描器來增強靈敏度。目視檢查廣泛用于復合材料的缺陷檢查和表面裂紋檢查,比如:表面裂紋、劃傷、腐蝕、表面磨損、粘接脫膠、蒙皮的凸起或凹下等,也被用作對用其它無損檢測方法發(fā)現(xiàn)的缺陷的驗證。用目視-鏡子-手電筒組合方式檢查在目視檢測中是簡單且重要的方式,內(nèi)窺鏡可遠程目視檢查內(nèi)部表面或其它不易接近的區(qū)域。
3.2 聲學方法的無損檢測技術
3.2.1 敲擊法
敲擊檢測是膠接結(jié)構的最快捷和有效的檢測方法,用于蜂窩夾芯結(jié)構、板膠接結(jié)構的分層、脫膠和氣孔外場檢測。優(yōu)點是檢測速度快、廉價;缺點是在薄的面板上會產(chǎn)生小的凹痕、對大的結(jié)構如機翼,人工敲擊比較費時。典型的敲擊檢測是使用硬幣或塑料棒連續(xù)不斷地輕敲層壓板表面,其聲學響應反映了復合材料結(jié)構的完整性。清晰明亮的聲音表明固體結(jié)構粘接良好;沉悶或低沉的聲音表明失效或分層。這種方法類似于日常生活中用拍擊法挑選西瓜。
3.2.2 聲阻法
聲阻法就是又叫機械阻抗法,常用于層板膠接結(jié)構或蜂窩結(jié)構的脫膠缺陷的檢測。它基本原理是通過測量工件被測點振動力阻抗的變化來確定是否有缺陷的存在。由于檢測時不需要在探頭和被測表面加液體的耦合劑,因此適合于難以維持超聲檢測耦合劑的現(xiàn)場檢測。
3.2.3 聲諧振法
聲諧振法是復合材料膠接結(jié)構和蜂窩結(jié)構常用的檢測方法,技術實質(zhì)上是聲阻法的一種特例,它能檢測脫粘、氣孔、分層等缺陷。該方法可作為外場檢測的一種重要手段。它的原理是利用電聲換能器將不同頻率的超聲波入射到試件上,通過掃頻振蕩電路實現(xiàn)頻率連續(xù)調(diào)整,使試件發(fā)生諧振,由于試件的諧振頻率隨工件厚度而改變,當膠接試件上存在未粘合等缺陷時,將只能在試件缺陷上界面到檢測面之間發(fā)生厚度共振,因而能夠檢出缺陷所在的位置及深度。
3.2.4 超聲檢測技術
傳統(tǒng)的超聲檢測法仍然是復合材料無損檢測的手段之一,通常采用反射法、穿透法檢查復合材料的分層、破損及蜂窩結(jié)構積水。它的基本原理是:定向發(fā)射的超聲波束在被測工件中傳播時遇到缺陷,即產(chǎn)生波的反射又產(chǎn)生波的衰減,經(jīng)過信號處理,如采用反射法可獲得缺陷回波信號,如采用穿透法可憑借透過波的衰減程度獲得缺陷信號。它的優(yōu)點是:(1)對確定內(nèi)部缺陷的大小、位置、埋深等參數(shù)比其它的無損方法有綜合的優(yōu)勢;(2)檢測設備簡單,可作為現(xiàn)場檢測。缺點是檢測可靠性低。
3.3 射線檢測技術
射線檢測技術是很有效的復合材料無損檢測技術,通常適用于層板結(jié)構中的孔洞類缺陷、夾雜、垂直于表面的裂紋和夾芯結(jié)構中的芯子變形、開裂、積水等缺陷的檢測?;驹硎钱斏渚€透過被檢工件時,有缺陷部位與無缺陷部位對射線的吸收能力不同,通過有缺陷部位的射線強度高于無缺陷部位的射線強度,因而可以通過射線強度的差異來判斷是否存在缺陷。目前我國民航維修中主要使用的是X射線照相法。
3.4 熱學方法檢測技術
熱學方法檢測技術包括光電檢測、紅外檢測、溫差電檢測等方法。其中紅外熱成像技術在中國民航應用最多,基本原理是利用熱像儀以熱圖的方式非接觸地測定被檢工件表面的溫度分布及等溫線輪廓,通過溫度分布找出異常發(fā)熱點來判斷是否存在缺陷,它對于蜂窩結(jié)構內(nèi)的積水檢測非常有效。紅外熱成像檢測技術被空中客車公司作為其A300系列飛機的檢測方法之一。
3.5 光學方法檢測技術
光學方法檢測技術包括光全息術技術、激光全息技術、錯位散班干涉技術。隨著激光技術的發(fā)展,激光全息照相檢測在無損檢測領域的應用越來越多了,它的基本原理是將物體表面和內(nèi)部的缺陷,通過外界加載的辦法,使其在相應的物體表面造成局部的變形,用全息照相來觀察和比較這種變形,記錄下不同外界載荷作用下的物體表面的變形情況,進行觀察和分析,然后判斷并檢出物體的內(nèi)部缺陷??捎糜跈z測蜂窩結(jié)構、膠接結(jié)構以及薄壁構件的裂紋、脫粘、未粘合等缺陷。
4 結(jié)語
復合材料的無損檢測對于我國民航是新生事物,我國民航新引進的飛機多是基于損傷容限理念設計的航空器,對于無損檢測的要求非常高,不僅需要對缺陷進行定性分析,并且要求定量分析。因此我們有必要進一步學習一些的先進的檢測手段,來提高我國民航的復合材料結(jié)構的無損檢測水平。
參考文獻
[1] 中國機械工程學會無損檢測學會.無損檢測概論[M].北京:機械工業(yè)出版社,1993:247.
[2] 民航無損檢測人員資格鑒定與認證委員會.航空器無損檢測綜合知識[M].北京:中國民航出版社.
關鍵詞 理工類 專業(yè)類高校 新聞傳播專業(yè)教育 瓶頸
中圖分類號 G206 文獻標識碼 A
Bottlenecks Encountered by Polytechnic and Professional Colleges and Universities
Mo Jiyan
(Department of Journalism, Guangdong University of Business Studies,Guangzhou 510320)
AbstractThe paper considers that almost all journalism education in polytechnic and professional colleges and universities encounter the many bottlenecks: without breaking through the bottlenecks, the journalism education in polytechnic universities and professional colleges and universities may not work out a new way with variety features.
Key wordspolytechnic universities professional colleges and universities journalism education bottleneck
進入新世紀,我國新聞傳播教育發(fā)展迅猛,除原有的新聞傳播專業(yè)大力擴招外,國內(nèi)一批以理工科為主的綜合院校(以下簡稱理工類高校),一批以政法、財經(jīng)、師范、農(nóng)業(yè)、外語、體育、石油、航天航空、交通、郵電專業(yè)教育為主的院校(以下簡稱專業(yè)類高校),也紛紛建立新聞傳播專業(yè),大規(guī)模招生。
理工類、專業(yè)類高校辦新聞傳播專業(yè)的主要思路,是依托本校學科教學、科研的優(yōu)勢,走出一條體現(xiàn)本校特色、與傳統(tǒng)新聞傳播辦學有所不同的道路,培養(yǎng)出具備某種特別知識結(jié)構、適合社會某些方面特殊需要的復合型新聞人才。但是,在探索特色辦學的過程中,目前,受自身條件局限,理工類、專業(yè)類高校的新聞傳播專業(yè)教育卻遇到了如下一些瓶頸:
一、教育環(huán)境缺乏人文氛圍的熏陶,學生整體人文素質(zhì)難以滿足專業(yè)要求
以前,開設新聞傳播專業(yè)的基本上是老牌綜合性大學,其人文社科專業(yè)開設比較齊備,云集了人文社科的許多專家、學者和大量學生,形成良好的人文氛圍。在這種氛圍下,在校學生有機會聽到很多高水平的人文講座、選修各種人文課程、參加各種人文氣息濃厚的社團、與人文社科專業(yè)的學生相處。在這種學校里成長,學生受到人文氛圍的熏陶,容易養(yǎng)成新聞傳播從業(yè)人員必備的人文素質(zhì)。
理工類、專業(yè)類高校,受傳統(tǒng)和現(xiàn)實因素的諸多限制,無論在辦校思路、制度安排、學科建設、課程開設、講座邀請、社團設置、活動舉辦等諸多方面,都普遍缺乏人文方面的考慮和相應的氛圍。以講座和學術會議為例。筆者所在的學校絕大多數(shù)講座,是“務實”性質(zhì)的,它基本上與經(jīng)、管、法、稅、商、金融等學科有關。請來開講座的,更多的是各級官員、各行業(yè)的行政管理者以及總裁、經(jīng)理之類的業(yè)界精英;講的內(nèi)容,很多是對具體政策法規(guī)的解讀、對當前國內(nèi)外熱點問題的解答,對業(yè)界實操經(jīng)驗的介紹。
缺乏人文氛圍,若在課程設置上增加人文課程份量,或可有所彌補。但遺憾的是一般理工類、專業(yè)類高校的新聞傳播專業(yè),為了突出本校特色,在課程設置上不是增加而是在某種程度上減少人文課程的設置。
新聞傳播專業(yè)教育,不管如何探索特色,不能忽略它人文性質(zhì)濃厚的學科基礎。一般的理工類、專業(yè)類院校辦新聞傳播專業(yè),既缺少人文氛圍的熏陶,又在不同程度上減少人文學科相關課程的設置,學生要在以后的新聞傳播實踐中走得更好更高,恐怕有點難。
二、培養(yǎng)目標貪大求全,學生課業(yè)負擔過重、課程學習疲于奔命
理工類、專業(yè)類高校辦新聞傳播專業(yè)教育,總想發(fā)展自己的特色,在特色的形成過程中,卻往往存在學生學習課程過多過雜、課業(yè)負擔過重的問題。究其根本原因,是這些個高校辦新聞傳播專業(yè)往往秉承這樣一種宗旨,既必須努力保持傳統(tǒng)新聞傳播專業(yè)教學的基本面貌,又想依托本校一些龍頭學科的教研條件,形成培養(yǎng)獨特的學校烙印鮮明的復合型新聞傳播人才的優(yōu)勢。為達成這樣的宗旨,其培養(yǎng)目標難免貪大求全,教學課程難免大包大攬,學生課業(yè)負擔難免過重。在具體的教學安排上,也容易出現(xiàn)以下情況之一種甚至多種:一、課程過多;二、學時學分過多;二,許多專業(yè)課程的教學淺嘗輒止,學生的課程學習往往蜻蜓點水,難以深入。
請看某法商類高校的新聞學專業(yè)本科教學計劃(2007級)。培養(yǎng)目標:“培養(yǎng)具備系統(tǒng)的新聞理論知識與技能,寬廣的文化與科學知識,以及一定的經(jīng)濟學、法學、管理學專業(yè)的基礎知識,熟悉我國新聞、宣傳政策法規(guī),能在各種大眾傳播媒介和宣傳部門從事傳播方面的工作,能在法律、經(jīng)濟部門從事宣傳、文秘、管理等工作,也能在黨政機關、出版部門、各類學校、科研機構及其他企事業(yè)單位從事宣傳、文秘、管理、編輯出版、教學與研究工作的復合、應用型新聞專業(yè)人才?!薄氨緦I(yè)依托法商專業(yè),鼓勵學生拓寬知識領域,跨專業(yè)選修課程、輔修第二專業(yè)、修讀第二學位,成為有法學、經(jīng)濟學或管理學專長的復合型新聞人才?!睘榱诉_到這樣的培養(yǎng)目標,這所高校在開辦新聞專業(yè)的很長一段時間內(nèi)(2002級――2004級),竟然把微積分概論等設置為學位基礎課必修課(對02級的學生而言,還有統(tǒng)計學和經(jīng)濟學概論,且每門課都是54課時3學分)。看起來,這是一個對學生的理論素養(yǎng)、知識結(jié)構和技能要求十分全面,對學生的出路考慮十分周全的培養(yǎng)目標和課程方案。但是,這樣的目標和方案難免給人貪大求全、難以實現(xiàn)、流于形式的感覺。學生要扎扎實實地學好學深新聞傳播專業(yè)必備的基本知識和技能,相當困難。
再看某體育類高校新聞專業(yè)的本科課程方案(2007級)。看起來,它像是體育新聞專業(yè)新聞學專業(yè)與體育學專業(yè)的簡單疊加。除涵蓋一般新聞學專業(yè)的全部課程外,又增加了數(shù)量可觀的體育課程,以及由新聞學與體育學交叉嫁接出來的所謂體育新聞類系列課程。在具體的方案里,體育概論、籃球、體操、體育科研方法等9門體育課程,文學概論、邏輯學等7門人文課程,新聞學概論、傳播學概論等12門新聞傳播課程,全是它的基礎課或主干課,此外,它還要學生學量的公共選修課、方向選修課、實踐課和校本課程(如活動、專題調(diào)研等),加上公共必修課程,面面俱到,學生須完成165總學分,57門課(不包括實踐課和校本課程)才能畢業(yè)。此外,要拿到學位,還需滿足 “英語必須達到全國英語四級水平,普通話必須達到二級甲等水平……達到計算機水平測試二級等級的要求”等條件。在一個以體育生為主的院校學習新聞傳播專業(yè),許多學生本身也是體育生,要都達到這樣的要求,難度可想而知。
面對這種現(xiàn)象,廣州體育學院體育新聞與傳播系主任張德勝教授感觸很深:“在教育部三令五申減少學時學分,減輕學生負擔,讓大學生有更多的時間自主學習、積極創(chuàng)新的今天,連北京大學等名校都在努力把授課總時數(shù)控制在2400學時以內(nèi),總學分控制在160學分以下,而部分學校的體育新聞專業(yè)授課總時數(shù)卻高達近3000學時,如此一來,學生每時每刻都在上課,幾乎沒有實踐或娛樂的時間?!睂W生不僅僅是沒有實踐和娛樂的時間,更重要的是學生沒有大量閱讀和思考的時間,每日忙于應付各門功課,疲于奔命。學生當中甚至出現(xiàn)了“不想做課程學習工具”、“希望能更多享受讀書思考樂趣”等說法。專業(yè)教育,看來也要減負,尤其是一些理工類、專業(yè)類院校培養(yǎng)目標貪大求全的新聞傳播教育。
三、新聞傳播教育專業(yè)資源匱乏,完整的專業(yè)培訓體系難以形成
辦新聞傳播專業(yè)教育,許多理工類、專業(yè)類高校不同程度上存在本科教育職業(yè)技術化的傾向,努力構建一個有特色的專業(yè)培訓體系。為了避免傳統(tǒng)新聞傳播專業(yè)教育易產(chǎn)生的學生“坐以論道容易、站起動手困難”的弊端,也為了避免在就業(yè)市場上與綜合性高校的傳統(tǒng)強勢正面對撼,它們想走一條更注重學生動手能力培養(yǎng)的教學道路:一方面,努力把學生訓練成為掌握一技之長的專才,偏重于采訪、寫作、編輯、評論、翻譯、攝影、攝像、傳媒新技術應用等技能、技巧的訓練;另一方面,努力在課程設置、實踐形式、實踐內(nèi)容上與綜合性大學新聞傳播專業(yè)有所不同。
這本來是一條很好的思路,但是一般理工類、專業(yè)類高校新聞傳播專業(yè)資源的匱乏,卻使它們的專業(yè)培訓體系難以形成,尷尬百出:
首先,師資龐雜多元,專業(yè)培訓力量難以整合。理工類、專業(yè)類高校辦新聞傳播專業(yè),其師資主要由四部分構成:來自傳統(tǒng)新聞學院的,來自業(yè)界的,來自鄰近學科的,來自校內(nèi)所依托的特色專業(yè)的。其中,要整合前三類師資,已有相當難度,因為大家的專業(yè)背景難免有一定差異。要把第四類師資也整合進來,難度更大――你的專業(yè)教育特色要依賴它才能形成,許多基礎課、主干課和選修課都由它的老師來上,但它的專業(yè)背景與你卻相差十萬八千里。長此以往,多好的課程設置和體系設計可能都流于形式。
其次,學科處于邊緣地位,專業(yè)培訓體系建設舉步維艱。理工類、專業(yè)類高校的優(yōu)勢學科和重點學科,當然不是新聞傳播,一般而言,處于這些學校邊緣地位的新聞傳播專業(yè),師生的權益難以得到應有的保障。分配經(jīng)費,有一套物競天擇的運作體系;計算酬勞,有一套偏重本校優(yōu)勢學科的成熟方案;申報課題,無論校內(nèi)校外你基本處于弱勢地位。在這樣的環(huán)境里辦新聞傳播專業(yè),難免這樣一些后果:一、很難吸引本專業(yè)的著名學者、教授;二、難以充分調(diào)動專業(yè)教師的積極性;三、難以引進“雙師型”老師(同時具備業(yè)界職稱和教師職稱)――業(yè)界一些想進來的業(yè)務精英,受學歷、職稱、理論、教學水平的限制,往往無緣高校教職;四、相關實驗設施和培訓經(jīng)費的投入難以得到保障。缺少辦學經(jīng)費、合格師資和相關設施,又難以充分調(diào)動現(xiàn)有老師的積極性,如何建設正常運轉(zhuǎn)的專業(yè)培訓體系?
再次,缺乏業(yè)界人脈和實體資源,缺少像樣的實訓和實習基地。業(yè)界的人脈和實體資源優(yōu)勢,不是一朝一席可以形成的。一般的理工類和專業(yè)類高校辦新聞傳播專業(yè),要擁有廣泛、深厚的業(yè)界人脈和足夠?qū)嶓w資源,還有待長時間努力。
四、人才培養(yǎng)定位強調(diào)特色,卻難以擺脫新聞傳播行業(yè)用人慣性的支配
關健詞:機電一體化;可持續(xù)發(fā)展;培養(yǎng)目標;定位
作者簡介:高安邦,淮安信息職業(yè)技術學院特聘教授,原哈爾濱理工大學碩士生導師、教授。
中圖分類號:G712文獻標識碼:A文章編號:1001-7518(2008)04-0041-03
一、機電工業(yè)要求生存、謀發(fā)展必須走“機電一體化”之路
現(xiàn)代科學技術的不斷發(fā)展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,促進了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域,由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透,已使機械工業(yè)的技術結(jié)構、產(chǎn)品結(jié)構、功能與構成、生產(chǎn)方式及管理體系都發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展新階段。
“機電一體化”就是將機械、電子與信息技術進行有機結(jié)合,以實現(xiàn)工業(yè)產(chǎn)品和生產(chǎn)過程整體最優(yōu)化的一種高新技術。它的發(fā)展,使傳統(tǒng)的機械如虎添翼,超越了操作機械和動力機械的范疇,進入了智能化、柔性化、信息化、多功能化、全自動化、綠色化、微機數(shù)字化和遠程網(wǎng)絡化控制的新時代,不僅極大地解放了人類的體力勞動,還極大地解放了人類的腦力勞動。因此,“機電一體化”已成為當今世界工業(yè)發(fā)展的主要趨勢,也帶動了傳統(tǒng)機械工業(yè)的一場新的革命。其典型產(chǎn)品為:數(shù)控機床、智能機器人、新型武器裝備和作戰(zhàn)指揮系統(tǒng)、高精尖的航空航天飛行器、以及用微電子(尤其微機)技術裝置了的自動化生產(chǎn)設備、動力設備、交通運輸設備、生產(chǎn)過程自動化設備、通信設備、辦公設備和家用電器等等。這些都是當今世界高新技術的核心和應用成果的集中體現(xiàn)。機電工業(yè)要求生存、謀發(fā)展必須走“機電一體化”之路,而世界各國都將“機電一體化”前沿技術作為國家高新技術發(fā)展的重要方向。我國高新技術研究發(fā)展計劃綱要,即863計劃也將“機電一體化前沿技術作為國家高新技術重要發(fā)展領域。和世界上先進的發(fā)達國家相比,我國目前的“機電一體化”技術整體水平還相對落后。要開發(fā)大西北、振興東北老工業(yè)基地、富民強國奔小康、實現(xiàn)中華民族的偉大復興,就必須要刻不容緩地緊緊抓住這歷史賦予的大好發(fā)展機遇,大力發(fā)展我國的“機電一體化”技術,搶占“機電一體化”前沿技術的制高點,加快提高我國的綜合實力。而建立在高新技術發(fā)展基礎之上的“機電一體化”新專業(yè)大學生的培養(yǎng)目標定位必然是、也必須是要造就出大批高素質(zhì)、高技能復合型機電創(chuàng)新人才。尤其是當前國家要重點和優(yōu)先發(fā)展的高職院的任務也不是培養(yǎng)普通的熟練工和勞動力,高職教育特定的培養(yǎng)目標,是面向生產(chǎn)、建設、服務和管理第一線需要的技術應用性人才,尤其是當前加快發(fā)展先進制造業(yè)和現(xiàn)代服務業(yè)急需的高技能人才(未來的藍領人才)。這也是我國當前教育工作的頭等大事,更是我們職業(yè)教育工作者神圣而光榮的責任和義務!
二、“機電一體化”新專業(yè)理應歸口于電氣自動化技術專業(yè)
機電一體化技術是在大規(guī)模集成電路和微型計算機為代表的微電子技術高度發(fā)展,向傳統(tǒng)機械工業(yè)領域迅速滲透、機械與電子控制技術深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)基礎上,綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、信息技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術、信號變換技術以及軟件編程技術等群體集成技術。機電一體化技術已不是機械與電子簡單的疊加,而是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎上把兩者有機組合起來的高端應用技術。由于引進了微電子技術,現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)已從機械自動化跨入了機電一體化的新階段,使機械產(chǎn)品的技術結(jié)構、產(chǎn)品結(jié)構、產(chǎn)品功能和構成、生產(chǎn)方式和管理體制均發(fā)生了根本性的巨大變化。機電一體化技術還賦予機械產(chǎn)品一些新的功能,如自動檢測、自動顯示、自動記錄、自動處理信息、自動調(diào)節(jié)控制、自動診斷、自動保護等,從而使機械設備具有智能化的特征。如果說傳統(tǒng)機械主要是代替和放大人的體力,而機電一體化技術則能取代并延伸人的部分智力。
“機電一體化”技術實際上是自動化技術高度發(fā)展的一個階段和必然產(chǎn)物,它是自動化領域中機械技術與電子技術有機地結(jié)合應運而生的一種高新技術,更是鑄造創(chuàng)新人才的最熱門技術領域。機電一體化技術得以發(fā)展的根本原因,就在于生產(chǎn)的高速發(fā)展和科學技術的跨越進步,其別是自動化技術與計算機科學起到了最重要的決定性作用。第二次世界大戰(zhàn)以后,幾乎是同時誕生的系統(tǒng)工程、控制論和信息論這三門科學既是工業(yè)自動化與機電一體化的理論基礎,也是機電一體化技術的方法論。而微電子技術的迅猛發(fā)展,半導體大規(guī)模集成電路制造技術的快速進步,則為機電一體化與工業(yè)自動化技術奠定了物質(zhì)基礎。反過來,機械制造技術也為微電子學和自動化技術做出了重大貢獻,如大規(guī)模集成電路芯片的制造就是以超精密機械加工為基礎的,而這種加工設備本身又是一種計算機控制的自動化系統(tǒng),即機電一體化的系統(tǒng)。由此可見,機電一體化技術的產(chǎn)生既是微電子技術與自動化技術不斷發(fā)展的結(jié)果,又是信息論、控制論和系統(tǒng)工程付諸生產(chǎn)實踐的結(jié)果。已形成以機械為主體,以微電子尤其是微機和自動化控制為技術核心,“機械+電氣+計算機”三分天下的實際格局。
為此,國家專業(yè)技術委員會已將“機電一體化”專業(yè)列入自動化技術專業(yè)的范疇,理應歸口于電氣自動化技術為宜。
實際上也正應如此,目前全國凡是“機電一體化”新專業(yè)放在機械專業(yè)中來辦的,沒看到那所高校的“機電一體化”新專業(yè)的現(xiàn)行課程設置是真正按照““機械+電氣+計算機””三分天下的格局安排教學的,要么還是機械和電氣嚴格分家,各辦各的;要么就是執(zhí)行傳統(tǒng)老機械專業(yè)的教學計劃,電氣與計算機只是機械的陪襯或者是沽名釣譽的點綴;“電控和計算機”類課程的比重遠遠不夠;更沒有跟上高新技術的快速發(fā)展。有些學校的“機電一體化”新專業(yè)更是名不符實,有的甚至就連“機電一體化”新專業(yè)的核心基礎課“自動控制技術”與核心專業(yè)課“計算機控制”都不開,還談什么“機電一體化”?
三、“機電一體化”新專業(yè),應按照“機械+電氣+計算機”三分天下的格局安排教學,加速培養(yǎng)國家急需緊缺的機電復合型創(chuàng)新人才
按照國家人事部最新統(tǒng)計預測,“機電一體化”專業(yè)技術人才是我國教育市場今后幾年急需緊缺的最熱門專業(yè)人才之一。21世紀內(nèi)中國將發(fā)展成為世界現(xiàn)代制造業(yè)加工中心,“機電一體化”技術就是加工制造業(yè)為了適應現(xiàn)代生產(chǎn)環(huán)境及市場的動態(tài)變化,將微電子技術、計算機技術、信息技術、自動控制技術綜合應用于制造加工生產(chǎn)全過程的高新復合技術群,是21世紀國民經(jīng)濟發(fā)展所急需的優(yōu)勢學科方向,是我國開發(fā)大西北和振興東北老工業(yè)基地以及出口創(chuàng)匯等重大戰(zhàn)略決策的重要科技支撐。21世紀中國將需要一大批掌握先進控制技術,能從事數(shù)控機床、加工中心、智能機器人、航天航空和先進武器裝備制造以及其他新型機電一體化技術和產(chǎn)品的設計、安裝、調(diào)試、操縱、編程與開發(fā)的高素質(zhì)、高技能應用型機電創(chuàng)新人才。
“機電一體化”高新技術是一個大系統(tǒng)工程,其“主體”是機械,“核心”是控制和計算機。發(fā)展“機電一體化”所面臨的共性關鍵技術主要有“精密機械技術”、“傳感檢測技術”、“信息處理技術”、“伺服驅(qū)動技術”、“機電接口技術”、“自動控制技術”、及“系統(tǒng)總體技術”,已形成“機、電、計算機”三分天下的實際格局。要開辦“機電一體化”新專業(yè),就必須針對其關鍵技術,按照國家對“機電”工作的重點安排開展教學。國家現(xiàn)階段對“機電”工作的重點安排為兩個層次:一是狠抓用微電子技術改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè);二是集中人財物力抓緊抓好數(shù)字化、自動化、智能化機電產(chǎn)品的開發(fā)應用。三個重點:數(shù)控裝置、新型工業(yè)控制系統(tǒng)、第二代電力電子產(chǎn)品系列。八類產(chǎn)品:經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)、中檔數(shù)控系統(tǒng)、新型工業(yè)控制系統(tǒng)、可編程序控制器、發(fā)電設備自動控制系統(tǒng)、交流調(diào)速系統(tǒng)、智能化儀表、電力電子產(chǎn)品。四項配套產(chǎn)品和技術:集成電路、傳感器、CAD與CAM、CAT。一個前沿技術:智能機器人。由此可見,沒有相當數(shù)量和相應質(zhì)量的“機電”專業(yè)技術人員就沒有“機電一體化”事業(yè)的發(fā)展。它與傳統(tǒng)老機械的不同在于增添了檢測和自動化控制(即測控)等核心精尖技術,賦予工業(yè)產(chǎn)品更多更好更新的功能和柔性,是硬結(jié)構和軟技術相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一的一個信息處理系統(tǒng)。它既區(qū)別于機械設計與制造專業(yè),又不同于電氣自動化專業(yè)。前者的理論基礎是機械結(jié)構設計、固體力學、切削原理,缺乏電子與控制技術。后者的理論基礎是電力電子、電機傳動、測控與計算機技術,對機械設計、力學分析涉及較少。這兩類專業(yè)都很難適應對現(xiàn)代化高科技機電產(chǎn)品的設計、制造、使用、維護、開發(fā)和改造,更難勝任大量引進先進新技術與新設備的消化吸收和國產(chǎn)化。要辦好“機電一體化”新專業(yè),就要進行真正意義上的“機、電、計算機三分天下”的教學改革。
現(xiàn)在的問題是沒看到哪所高校的現(xiàn)行課程設置是真正按照“機、電、計算機三分天下”的格局安排的,仍是傳統(tǒng)老機械專業(yè)的教學計劃?!半姎夂陀嬎銠C”類課程的比重遠遠不夠,更沒有跟上高新技術的快速發(fā)展。要辦好“機電一體化”新專業(yè),就必須重新修訂“機電一體化”新專業(yè)的教學大綱和計劃,真正按照“機、電、計算機三分天下”的格局安排“機電一體化”新專業(yè)的教學;大幅度增加現(xiàn)代高新技術的教學內(nèi)容。
四、辦好“機械電子工程”新專業(yè)的幾點建議
現(xiàn)在“機電一體化”新專業(yè)已在全國各高校蓬勃發(fā)展起來了,可是要真正辦好“機電一體化”新專業(yè),我們目前所面臨的棘手問題還很多,為此,我對辦好“機械電子工程”新專業(yè)提出幾點建議:
(一)按時代要求確立“機電一體化”新專業(yè)大學生高素質(zhì)、高技能復合創(chuàng)新人才的培養(yǎng)目標和科學定位,一方面進行高素質(zhì)、高技能創(chuàng)新人才培養(yǎng)理論和方法的深入研究與探討;另一方面整合學校優(yōu)勢資源,構建高素質(zhì)高技能創(chuàng)新人才培養(yǎng)多樣化的模式,搭建各種科技創(chuàng)新平臺,營造創(chuàng)新人才培養(yǎng)的環(huán)境,通過各種實踐教學環(huán)節(jié),采用多渠道多方式,腳踏實地地培養(yǎng)出一批機電專業(yè)高素質(zhì)、高技能復合創(chuàng)新人才參加人才市場競爭,檢驗高素質(zhì)、高技能創(chuàng)新人才的培養(yǎng)效果。
(二)要辦好“機械電子工程”新專業(yè),就必須將“機電一體化”新專業(yè)從傳統(tǒng)的機械老專業(yè)的禁錮束縛中徹底解脫出來,獲得自主發(fā)展的新空間。按照國家對“機電一體化”工作的重點安排,重新調(diào)整專業(yè)結(jié)構和培養(yǎng)方向,安排學習內(nèi)容,突出“機電”結(jié)合的特色和高科技新知識的內(nèi)涵,發(fā)揮機械、電子、測控、計算機等多學科交叉和結(jié)合的優(yōu)勢,體現(xiàn)出與時俱進、開拓創(chuàng)新的辦學特點。
(三)要辦好“機械電子工程”新專業(yè),就必須重新修訂教學大綱和教學計劃,真正按照“機、電、計算機三分天下”的實際格局進行教學規(guī)劃,大幅度增加電控和計算機教學的比重,突出高新技術的含量,體現(xiàn)出“機電一體化”技術是以機械為主體,以電氣控制和計算機為技術核心的內(nèi)涵。
(四)徹底摒棄應試教育、奴化教育的傳統(tǒng)觀念;改變填鴨式死背硬記的教育方法;改變現(xiàn)行應試教育模式下的考試制度,加強對學生自主創(chuàng)新和綜合素質(zhì)、技能考核的力度;真正樹立以學生為主體,給大學生營建主動學習、創(chuàng)新實踐和個性發(fā)展、充分展示才華與綜合素質(zhì)能力的環(huán)境空間,真正從行動上能變應試教育為素質(zhì)教育,而不是停留在口頭和口號上。
(五)從學校的長遠發(fā)展考慮,為體現(xiàn)高校辦學與時俱進的時代特征,高校的專業(yè)課教師不能只充當教書匠、搶學時、撈工作量,多年不變地照本宣科,紙上談兵式地只會講授枯燥乏味的條文,不會動手搞實踐;要投入足夠的精力和時間從事科研創(chuàng)新活動,進行工程實踐,學用結(jié)合、理論聯(lián)系實際,才能更有效地培養(yǎng)出素質(zhì)技能型創(chuàng)新人才。名師出高徒,一個本身都不能從事科研創(chuàng)新實踐的老師,是無論如何也教不出高素質(zhì)、高技能的大學生的。隸屬于高新技術的“機電一體化”專業(yè)課教師更是如此,教師從事科研創(chuàng)新實踐更是責無旁貸。
(六)高職院校的職業(yè)技能培訓應該努力創(chuàng)造提升高新技術的含金量,絕不能再津津樂道于低技能低水平的“正反轉(zhuǎn)”、“Y/Δ”和“指針式萬用表的使用”了,對這種上個世紀20年代就開始使用的落后技術、初級電工都能掌握的基本技能,一個高職大學生還要花錢考證,即使拿到“特優(yōu)證”,又能說明什么?應該多開展諸如“單片機”、“PLC”、“變頻調(diào)速”、“現(xiàn)代智能網(wǎng)絡測控”、“電機綜合控制”等新技術知識的職業(yè)技能培訓,才有實用價值。
(七)高職院校的專業(yè)教材編寫應該是工學結(jié)合、學用一致、理論密切聯(lián)系生產(chǎn)實際、加強創(chuàng)新性、實用性和實踐性的知識和技能,決不是所謂的“夠有”的“膚淺化”和“概論化”;未來的“藍領”人才也需要掌握高深的技術理論知識和具備高技能?!澳w淺”的和“概論性”的教材培養(yǎng)不出高素質(zhì)高技能的“藍領”人才!
(八)要辦好“機電一體化”新專業(yè),必須多方面多渠道的培養(yǎng)和引進專業(yè)人才;不拘一格選人才;并能真正做到政策、感情、事業(yè)、環(huán)境、條件等留住人才;這里不僅是要用政策吸引外來人才,更要能留住現(xiàn)有人才,機電專業(yè)的能人目前是太缺乏了。