通用机械论文篇1

ICU的机械通气常用于危重患者。患者入ICU后，身处陌生的环境，可发生恐惧、不适等应激反应，往往不能耐受机械通气，以至于产生人机对抗。用药物镇静可避免人机对抗，增强患者的耐受性，避免机械通气带来的相关损伤。但大剂量、长时间使用镇静药治疗除了不可避免的药物副反应外，镇静程度、时间掌握不当常常会导致过度镇静，会增加并发症，延长患者的苏醒时间。为此，我们采用了间断镇静治疗措施，效果显著。

1资料与方法

1.1一般资料2006年1月～2008年1月入住本院ICU病房的呼吸功能不全需机械通气的患者56例，男34例，女22例;年龄32～69岁，平均48.5岁;其中中、重度肺炎26例，慢性阻塞性肺疾病急性加重16例，急性左心衰竭10例，间质性肺炎4例。镇静前机械通气时间1.2～4.0h，平均(2.4±0.9)h。56例随机分为两组：间断镇静组29例，常规镇静组27例，两组年龄，性别、镇静前机械通气时间及APACHⅡ评分无显著性差异(P>0.05)。

1.2排除标准有下列情况之一者不纳入研究：①正在接受其他苯二氮艹卓类、巴比妥类、异丙酚、氯胺酮等镇静药物治疗者;②对苯二氮艹卓类药物过敏者;③重症肌无力患者;④已知或疑似阿片类药物依赖，包括酒精依赖者;⑤妊娠妇女;⑥已知慢性肝功能不全者;⑦严重低血容量，中心静脉压<3cmH2O，系统性低血压：平均动脉压MAP<50mmHg;⑧首次负荷剂量前Ramsay镇静评分≥2者[1]。

1.3镇静评分采用Ramsay镇静评分法。1分：忧虑，焦躁，不安;2分：合作，定向力好，安静;3分：对呼唤有反应;4分：入睡，对轻叩眉间或对强声刺激反应敏感;5分：入睡，对轻叩眉间或对强声刺激反应迟钝;6分：无任何反应。

1.4治疗方法照原发疾病予以常规药物治疗，同时持续应用经鼻或经口气管插管机械通气，呼吸模式SIMV+PSV，吸气压13～25cmH2O,吸氧浓度35%～70%。间断镇静组先静注咪达唑仑0.05～0.15mg/kg行镇静诱导，注药时间为30～60s,再以0.02～0.1mg/(kg·h)的剂量，夜间用注射泵持续静脉泵入，维持平稳的镇静效果(Ramsay评分3～4分)，每日唤醒时间为日间晨9点，停用咪达唑仑，以使患者逐渐清醒直到能回答几个简单的问题或完成一些简单的指令性动作,或者患者逐渐表现不安或躁动。对于神志状况本来就很差,无法达到完全清醒的患者,只要患者生命体征有明显变化如出现血压升高、脉搏加快或不自主运动增加时即达到目的，然后重新以原来剂量的一半开始给药并滴至需要的镇静水平。在镇静期间每60min评估1次，要求达到Ramsay评分3～4分。常规镇静组先静注咪达唑仑0.05～0.15mg/kg行镇静诱导，注药时间为30～60s,再以0.02～0.1mg/(kg·h)的剂量持续应用咪唑安定，维持平稳的镇静效果，每60min评估1次，要求达到Ramsay评分3～4分镇静水平。

1.5观察指标和统计学处理比较两组间ICU病死率、机械通气时间和依据预先制定的研究方案确认的临床并发症，并记录ICU住院时间、总住院时间。采用t检验或χ2检验。表1间断镇静组和常规镇静组观察结果比较

2结果

两组间主要观察结果见表1。表中并发症是指至少发生1种并发症或合并症的患者,包括昏迷、呼吸抑制、呼吸机相关肺炎(VAP)、胃膨胀、消化道出血、气胸、皮下和(或)纵隔气肿、鼻窦炎、撤机困难、麻痹性肠梗阻、低血压、心动过缓、免疫抑制、肾功能不全、深静脉血栓形成等。自主拔管是指患者自动拔除胃管、气管导管、中心静脉导管之一者。

3讨论

ICU中的患者病情危重，危重症患者处于强烈的应激环境之中，经常受到很多不良刺激。70%以上患者存在焦虑与躁动[2，3]，普遍存在紧张、恐惧、孤独、失眠、易激惹、失去自我控制等情绪改变和心理障碍，甚至人格解体，造成治疗不配合，产生人机对抗。不仅引发机体的病理性应激反应，导致机体功能障碍和组织损害，而且影响临床监测和治疗的顺利进行。因此，给予适当的镇静剂是ICU中危重患者管理的重要组成部分，其中机械通气是进行镇静治疗的主要指征。

长期大剂量使用镇静剂治疗除了不可避免的药物副反应外，镇静程度、时间掌握不当常常会导致过度镇静,可能会引起患者诸多并发症。治疗超过1周,还可产生药物依赖性和戒断症状，延长了患者的苏醒时间，低估了机械通气撤机成功的可能性。如何解决这些问题，2000年Kress等[4]提出每日唤醒的概念。在实施每日唤醒时，无论是间断静脉推注还是持续静脉给药，每天均定时中断或减少镇静药物静脉给药的剂量(宜在白天进行)，以使患者完全清醒直到能回答几个简单的问题或完成一些简单的指令性动作，例如转眼珠、动手指头、伸舌头等。对于神志状况本来就很差无法达到完全清醒的患者，只要患者生命体征有明显变化如出现血压升高、脉搏加快，或不自主运动增加时即达到目的[5]。然后由受过专业培训的医生或床旁护士重新调整镇静药物的剂量，以达到预期的镇静目标(多指Ramsay评分3～4分)。镇静过程中应经常性评估镇静深度及躁动程度，尽量保持患者镇静又容易被唤醒，维持正常的睡眠苏醒周期，随着患者临床状态的变化随时评估，并做前后对比，对患者的镇静方案做出个体化的总体评价。2004年Gorman等[6]在芝加哥大学医院内科ICU对气管插管并且带管超过48h仍然成活的患者，排除孕妇、转入ICU前已接受镇静治疗或发生心跳骤停的患者，进行了一项前瞻性随机对照研究，应用Ramsay镇静评分，3～4分为镇静目标，床旁护士至少2h评估1次患者的镇静程度，比较每日中断应用镇静药物进行每日唤醒(干预组)和持续应用镇静药物(对照组)两组患者的临床情况，结果两组患者能达到相同的镇静、镇痛效果，实施每日唤醒可以明显缩短机械通气时间、ICU住院时间和总住院时间。其原因是每日唤醒便于利用患者清醒的时间及对言语指令的反应为ICU的镇静质量提供重要信息，如是否根据患者个体需要的差异来调整药物用量，使患者能较早地主动参与物理治疗等。其后，Schweickert等[7]的研究也得出与此相同的结论。超级秘书网

本研究在对机械通气患者实施咪达唑仑间断镇静治疗中，取得相似疗效。实施间断镇静每日唤醒后引起的应激和躁动需要更严密监测和护理，对患者肢体加强约束。

【参考文献】

1RamsayMA,SavageTM,SimpsonBR,etal.Controlledsedationwithalphaxalonealphadolone.BMJ,1974,2(920)：656659.

2SchellingG,StollC,HallerM,etal.Healthrelatedqualityoflifeandposttraumaticstressdisorderinsurvivorsoftheacuterespiratorydistresssyndrome.CritCareMed,1998,26(4):651659.

3JonesC,GriffithsRD,HumphrisG,etal.Memory,delusions,andthedevelopmentofacuteposttraumaticstressdisorderrelatedsymptomsafterintensivecare.CritCareMed,2001,29(3):573580.

4KressJP,PohlmanAS,O''''ConnorMF,etal.Dailyinterruptionofsedativeinfusionsincriticallyillpatientsundergoingmechanicalventilation.NEnglJMed,2000,342(20):14711477.

通用机械论文篇2

2机械设计类课程教学及课内实验

课程教学及课内实验教学环节分为机械原理和机械设计两个部分，每部分。含课内实验，课程内容及培养目标如下：机械原理课程是一门培养学生机械机构运动设计与分析的技术基础课，主要研究机构的结构分析、运动分析和动力分析，常用机构设计的基本理论和方法，机械系统传动方案的规划与设计，其主要任务是培养学生：第一，理论联系实际的学风，设计实践能力和创新精神。第二，掌握机构运动方案设计的能力。第三，具有机械系统运动简图的绘制，计算机辅助机构分析和设计的能力。机械原理实验教学是机械原理课程教学中的实践环节。在实验中通过安排部分课程基本理论的验证性实验，使学生进一步加深对课堂教学内容的理解。通过增设一些综合性、设计性实验，培养学生基本知识、基础理论与实际项目需求的理论知识应用能力，同时培养学生创新意识和能力。通过设立较多的选修实验，促进学生的个性发展。机械设计课程是一门培养学生机械设计能力的技术基础课，在教学内容方面着重掌握机械设计的基本知识、基本理论、基本方法和创新思维，通过对本课程的学习，使学生掌握常用机构和机器中各种通用零件的基本理论和基本知识，初步具有机械结构方面的分析、设计能力，同时注意培养学生正确的设计思想和严谨的工作作风。机械设计实验教学通过设立部分验证性实验，使学生进一步加深理解课堂教学的内容；通过设立一些综合性、设计性实验，培养学生理论联系实际的能力及机械结构设计的创新意识和创新能力；通过强调学生参与实验的全过程，培养学生的动手操作能力；通过设立较多的选做实验，满足学生的求知欲，促进学生的个性发展。

3基础设计能力培养

机械设计课程设计是机械设计基础类课程的重要实践性环节，通过对机械传动装置和简单机械的设计，使学生综合运用机械设计课程和其他先修课程的理论和实际知识，熟悉机械设计的一般规律，掌握机械通用零部件及简单机械的设计理论及设计方法。培养学生理论联系实际的正确设计思想，树立工程意识，培养独立分析和解决工程实际问题的能力，为毕业设计和以后从事工程设计工作打下良好的基础。课程的教学目的：第一，学习机械设计的一般方法、步骤，掌握机械设计的一般规律。第二，学会从机器的功能要求出发，合理选择传动机构的类型，制定传动设计方案，正确计算零件的工作能力，确定它的结构、形状、尺寸及材料，并考虑制造工艺、使用、维护、经济和安全等问题，培养机械设计能力。第三，进行机械设计基本技能训练，例如计算、绘图，运用标准、规范、手册、图册和设计资料，以及使用经验数据和处理数据等。第四，通过编写设计说明书，提高学生文字表达能力，掌握撰写技术文件的有关要求；培养学生运用计算机撰写论文的能力。第五，训练学生用CAD绘图的能力。机械综合课程设计是形成机械装备设计能力的重要实践性教学环节。内容以车床或铣床的主传动系统设计为主线，以所学过的机械制造装备的基础知识为支撑，完成主传动系统设计、操纵装置布置、工程分析计算等环节的训练。其目的是在相关先修课程学习后，进行机械结构设计综合训练，使学生掌握机械系统分析和设计的基本步骤和方法，培养和锻炼学生综合运用所学知识解决实际工程问题的能力。

4创新设计能力培养

学生创新设计能力培养包括机械产品创新设计与仿真和机械创新设计与制作两个环节：机械产品创新设计与仿真是学生以项目组的形式自主开展的为期一年的研发与制作项目，在学院的统一命题下完成一项任务。提高学生自主学习、问题求解、团队协作、项目管理、综合创新等方面的能力和素质。机械创新设计与制作是结合学生已有的知识储备，充分发挥学生的创新设计思维，通过机构综合模拟现实自然界生物的动作行为，并辅以相应的控制系统达到机构的协调运动。在教师的启发和指导下，学生以组为单位自主地进行相关内容科技文献检索、方案设计、虚拟仿真、绘制加工图纸、撰写设计说明书并进行答辩，通过工程实践培养学生灵活运用所学机械设计知识的能力。

通用机械论文篇3

机械制造业不仅是现代工业发展建设的发动机，更是国民经济的支柱产业。近年来随着科技的进步，“中国制造2025”正推进制造业由传统制造向现代制造与智能制造进行转型与发展。“科技强国，人才兴国”，为适应产业的飞速发展与转型的需求，社会对具有较强机械工程实践与创新能力的高素质应用型高级专业人才需求量增大。因此，在高校机械专业人才培养中，亟须强化工程实践能力与现代机械设计能力的培养[1]。为提高机械专业人才培养质量，各高校在人才培养体系、核心课程的教学内容与教学方法等方面都进行了大量的有益探索[2-3]。但目前，相关教改研究主要集中在教学内容与教学方法的改进与优化以及实践教学改革研究等方面[4]，而对深度融合多课程、多环节的全过程专业能力培养的研究较少。为提高毕业生的现代机械设计能力，开展基于典型案例的多课程、多环节、深度融合的培养模式研究，符合机械专业工程教育专业认证的大潮流，具有重要的意义和推广价值。

一、现状及问题

地方院校主要为区域经济建设和社会发展服务，承担着为行业技术进步培养卓越工程人才的责任。然而，一直以来部分地方院校沿袭高水平院校机械专业人才的培养模式，未根据自身实际情况修改导致所培养的人才与社会需求错位，社会急需能胜任现代机械制造行业发展的研发、设计工作的专业技术人才。此外，地方院校学科专业硬件建设的投入较小，先进仪器设备与实训平台的台套数少，实践教学环节较为薄弱。我国已广泛开展工程教育认证工作，基于工程认证以成果为导向的教育理念，学生毕业能力是人才培养的核心任务，而现代机械设计能力是机械设计制造及其自动化毕业生的核心能力。由于机械设计类课程多、教学内容比较抽象、理论深奥且比较枯燥，学生多有畏难、厌学情绪，教师授课比较困难，导致学生机械设计知识掌握不扎实、机械设计软件应用不熟练、机械创新设计与综合设计能力较弱等现象，学生的专业能力与机械工程实际需要存在一定的脱节，不能满足机械制造业发展的人才培养需求，人才培养效果还需继续改善。本文以哈尔滨商业大学的机械专业为例，该专业已开展工程教育认证工作，根据培养方案要求毕业生须具备包括机械产品设计能力、机械零件制造能力、机电系统控制能力、特色食品包装机械研发能力的机械工程综合应用能力，其中最基本、最核心的是机械产品设计能力，专业能力形成体系如图1所示。针对培养目标，培养方案中不仅设置了“机械原理”“机械设计”“机械系统设计”等理论课程，也安排了机械设计课程设计、专业综合课程设计、专业生产实习、CAD/CAE实训及毕业设计等实践教学环节，形成了比较完整、规范的现代机械设计能力培养体系（如图2所示）。通过这些教学环节的训练，机械专业的毕业生能比较熟练地掌握现代机械设计方法及手段。但是，由于各门课程、各个实践环节的缺乏交流协商机制，都按各自的思路与模式开展教学，没有形成一个统一、有机的全过程培养体系，导致出现部分基础薄弱的学生工程软件应用不熟练、机械创新设计与综合设计能力较弱等现象，毕业生的现代机械产品设计能力还有待提高。

二、培养模式改革的具体方案与措施

在工程教育背景下，哈尔滨商业大学机械设计制造及其自动化专业优化人才培养途径，研究建立了基于典型案例的深度融合的多课程、多环节的现代机械设计能力全过程人才培养模式。

（一）完善机械设计能力全过程培养体系

为实现符合工程教育专业认证的毕业生专业能力培养要求，机械专业修订了人才培养方案和课程教学大纲，并整合、优化工程案例，通过齿轮传动及减速器设计的典型案例，将现代机械设计的能力培养贯穿课程教学、生产实习与课程设计、毕业设计等人才培养的全过程，全面夯实学生的机械设计能力，提高毕业生的工程素养与工作适应性。基于学科认知规律，从机械专业的初步认识机械→简单机械产品设计→现代机械设计方法设计→机械产品综合设计→复杂机械产品设计→复杂产业机械设计及研发→实际工程应用的人才培养规律，综合分析机械专业的师资队伍、硬件条件以及历史传承，建立机械专业基于典型案例的现代机械设计能力全过程培养体系，如图3所示。

（二）充实机械设计能力培养的教学内容

以齿轮传动及减速器设计为案例，将机械原理、机械设计、机制工艺等核心课程与课程设计、实训、生产实习、毕业设计等实践环节深度融合，经过多轮从理论到实际、从实际到理论的循环培养过程，逐步培养学生运用专业知识去分析、解决机械工程问题的能力。形成规范、完整的机械设计能力培养体系，解决了机械设计类课程追求理论体系完整、忽视工程实践的弊端。1.第三学期。“机械原理”课程教师可通过学生感兴趣的汽车及变速箱动画，使他们了解汽车变速箱的工作原理及齿轮传动原理，增加其对传动机构有感性认识，激发学生的学习热情，同时，着重讲解齿轮传动的工作原理及轮系设计，解决由于课程理论深奥且比较枯燥的难题。2.第四学期。首先，可通过“金工实习”让学生近距离观察CA6140车床主轴箱，使其对齿轮传动有更深入的认识和理解。其次，教师可通过“机械设计”课程教学，重点讲述齿轮传动设计、齿轮校核等内容。最后，通过齿轮减速器课程设计，让学生深入理解齿轮传动设计过程及设计要点，使他们初步了解机械产品设计的基本过程。3.第五学期。教师可通过“机械CAD/CAE/CAM技术”课程，让学生掌握三维设计软件Solidworks、二维平面设计软件AutoCAD的使用，建立轴、齿轮、箱体等典型零件的三维模型，了解ANSYS、COSMOS等先进机械设计软件的应用；通过机械CAD/CAE实训，建立圆柱齿轮减速器三维模型，完成齿轮减速器的装配图及典型零件图，使学生真正理解如何运用先进工具完成机械产品的设计。4.第六学期。可通过大型机械制造企业生产实习，让学生理解齿轮、齿轮轴等典型零件的加工工艺；通过“机械制造工艺学”课程，重点理解齿轮加工工艺、设计计算以及尺寸链等内容；通过齿轮加工工艺及夹具设计，使学生深入理解机械产品、机械零件的设计及加工，形成机械产品设计过程中要综合考虑机械零件加工的良好工程设计习惯。5.第七学期。通过“机械系统设计”课程教学，重点讲述有级变速传动的设计；通过车床主轴变速箱课程设计，让学生能进行复杂机械系统整体布局、传动系统设计、操纵机构设计等，形成复杂机械产品设计的初步能力。6.第八学期。通过毕业设计，让学生运用Solidworks等工程软件完成一个比较复杂的机械产品设计，形成复杂机械产品设计能力。通过6个学期全过程机械产品设计能力的培养，可使学生具备熟练运用机械专业知识和专业技能的能力，能够运用自然科学和工程科学的基本原理，去表述与分析复杂机械工程问题，提出解决方案，完成比较复杂的机械产品的设计与开发，提升专业能力和工程素养。

（三）改革教学方法，提升教学效果

为提升教学效果，教师要全过程贯彻案例式教学方法，并形成自己的课堂教学、实践教学及课外科技活动相结合的立体化教学思路。1.采用案例驱动教学方法，提高学生的工程设计能力。通过齿轮传动及减速器设计的典型案例，全过程贯彻齿轮传动及减速器的工作原理、设计理论及工程实践，逐步培养学生运用专业知识去分析、解决机械工程问题的能力，夯实学生的现代机械设计能力，提升学生的工程素养和工作适应性。2.采用系统论方法，完善机械设计能力培养体系与课程内容。采用系统论方法，将机械设计类各门课程、各个实践环节各自为政开展教学的现状，通过齿轮传动及减速器设计的案例教学，形成一个统一、有机的机械设计能力全过程培养体系，提升学生的工程素养和工作适应性。3.采用重点论方法，提升学生对机械产品设计的理解。教师要全过程地重点讲解齿轮传动及减速器的设计、加工、材料选用、总体设计以及三维建模等，通过课堂讨论及习题课，让学生举一反三，充分调动其学习积极性，促进其对课程内容的消化和理解。4.采用理论联系实际的方法，将教改、科研成果及学科前沿融入教学。教师可采用理论联系实际的方法，将教改、科研成果、学科前沿和高新技术信息有机地融入教学过程，不断补充、更新教学内容，深化学生对机械理论知识的理解和掌握，锻炼其实际动手能力，并向其传授更多、更新、更先进的知识，激发学生的兴趣。5.结合实践教学与课外科技活动方法，提升教学效果。教师可结合生产实习、课程设计与课外科技活动，通过现场实物教学法，提升学生对机械的感性认识，激发他们主动学习的积极性，提升教学效果。

三、结论

本文在对机械制造业发展现状及需求的大量调研基础上，分析地方商科院校的现实困境及现状，并以哈尔滨商业大学机械专业为例，建立了基于典型案例的现代机械设计能力的全过程培养体系。通过齿轮传动及减速器设计的典型案例，将现代机械设计能力的培养贯穿课程教学、实践教学等人才培养全过程，全面夯实机械专业毕业生的机械设计能力，提高毕业生的工程素养与工作适应性。通过对机械专业培养模式的改革，将会使培养出的机械专业人才更符合国家发展战略以及产业转型需要。通过该项目的研究，也可为其他地方院校在进行机械专业培养模式的教育改革与实践中提供有效的经验借鉴与参考。

参考文献：

[1]唐庆菊,陈少云,于凤云.以工程能力培养为导向的“专业综合实践”课程教学改革[J].黑龙江教育(理论与实践),2021(4).

[2]彭翔,李吉泉,姜少飞,等.面向工程能力培养的机械设计课程教学改革研究[J].机械设计,2018(S2).

通用机械论文篇4

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）03（b）-0083-01

分形理论的概念在70年代的时候被正式提出，从此以后就获得了飞速的发展，如今，分形理论已经成为了一个各个行业都不缺少的新型技术，在化学，机械工程，计算机科学，社会科学等领域中都有着广泛的应用。作为评价我国科技发展水平的重要指标，机械工程的发展也离不开分形理论。就机械工程领域来看，分形理论在机械摩擦，机械故障审查，断裂力学以及精细机械产品的分形处理方面都有着很重要的应用，通过分形理论，可以直观的向人们展现机械物体以及机械运动过程，提高工程效率，促进机械工程行业的发展。如何充分的在机械工程中利用机械理论也成为了诸多学者所研究的问题，同时这也是我国未来机械工程领域发展的重要突破口。

1 分形理论简介

在传统的几何问题中，我们往往利用直线，曲线，圆柱，长方体等简单规则的几何体来描述楼梯，轮胎，断面等机械物体，并且由于这些物体本身就是由这些简单规则的几何体组成，因此，传统的方法也有一定的道理，但是，不可否认，自然界中还存在着大量具有不规则几何形状的物质，如山川，河流，植物等，我们对这些物质的研究并没有十分深入。为了描述这些广泛存在但又有着复杂形状的物体，美国哈佛大学的教授 Beno it B.M ande l brot首先提出了分形理论这一概念，之后它便为我们描述形状不规则并十分复杂的机械体提供了一个简单有效的方法。

因为分形理论是一门新型学科，所以当目前为止还没有一个明确的，严格的，统一的科学定义，但是从字面上可以这样理解，分形指的是由一些零碎且复杂的，具有一定相似性的物质所构成的系统。通常来讲，分形具有比例性，这是指分形体系在一定程度内，会连续的放大体系中的每个部分，但其不规则程度不变。通常条件下，分形都具有置换不变性，也就是所它的每个部分的旋转，放大以及移位过程都彼此相似。比例性和置换不变性是分形体系的基本特性，这两个特性保证了分形并不是杂乱无章，毫无规则的。事实上，物质世界中的所有形状都能通过其中的较小组成部分来反映出整体的不规则形。

2 分形理论的发展历程

总体来说，到目前为止，分形理论经历了以下三个发展阶段：

第一阶段：1870年到1930年。这一阶段是分子理论的提出阶段，人们在这段时间内逐渐认识到了分子理论并成功的构造了一些分形对象，为以后分子理论的发展奠定了基础。这一阶段有几下几个代表事例：1872年Weierstrass证明了存在着在任一点都不具有导数（包括有限和无限）的连续函数，1904年冯・科赫利用初等函数构造了一条在处处不可微的连续函数，并叙述了这一函数的基本性质，除此之外的代表事例还有皮亚诺曲线的提出，布朗运动的发现等。这些都成为了以后研究分形理论的主要工具。

第二阶段：1930年到976年。这一阶段是分形理论的成熟阶段，人们在这一阶段更加深入的研究了分形了理论，不但形成了系统的理论体系，也将此延伸到了数学领域的其他分支中并且还提出了维数的概念。但是分形理论这一时期的发展还有一定的局限性，主要表现在它并未与其他学科产生关联。

第三阶段：1976年至今。这一阶段是分形理论的完善阶段，其间不但形成了分形理论的独立学科，还将此应用到来其他科学领域中。目前分子理论不但保持者着快速的发展，还在材料结构，力学体系，模式识别，分子链技术等领域中有着深入的应用，在机械工程的深入应用也成为了目前的重要发展方向。

3 分形理论在机械工程中的应用

分形理论因为它特有的性质在机械工程领域中有着广泛的应用，具体可分为以下几点。

3.1 应用于研究机械摩擦

在机械摩擦中应用分形理论，是在机械工程中利用分形理论的重要研究方向，研究表明，分形理论可以通过描述机械粗糙面的性质，机械体的接触，磨损情况估计以及摩擦温度等方面应用在机械摩擦领域中。在机械摩擦中应用分形理论这一方法与以往的研究方法相比具有直观，简单的特点，它利用分形参数建立机械摩擦研究模型，受测量仪器精度和取样精度的影响很小，同时，所建立的机械摩擦研究模型可以通过分形参数所唯一特性，因此也就有高度的准确性和合理性。

3.2 应用于研究机械体的疲劳断裂分析

实验研究发现，疲劳断裂裂纹的延伸路径往往具有不规则形，这一不规则形导致了机械体的断裂行为具有不确定性。并且调查发现，传统方法如标准方差法，峰值分布法，以及面积比例法等在分析疲劳断裂面都不是十分有效，而应用分形理论能够很好的解决这一问题，但要保证裂纹是平直延伸的。目前已经有专家利用分形理论建立了疲劳裂纹的分析系统，并系统的阐述了裂纹扩展对疲劳行为的影响。此外，利用分形理论研究疲劳断裂能够使应力强度的范围比外加的范围小，也能保证虚拟裂纹的扩展行为比实际裂纹扩展行为慢。现已通过实验证明了这一应用的合理性和高效性。

4 结语

当前，自然科学正面临着深刻的变化。学科之间的相互渗透，正在推动着许多交叉和综合性科学的产生。突飞猛进地发展的非线性科学就是影响深远的综合性科学之一。而分形理论又是非线性科学的重要组成部分。它使人们能以新的观念、新的手段来处理自然科学中的许多难题，透过扑朔迷离的无序的混乱现象和不规则的形态，揭示隐藏在复杂现象背后的规则、局部和整体间的本质联系。尽管作为一种全新的数工具，分形理论诞生的时间还很短，目前正处于发展之中，它涉及面广但还不够成熟，但是，我们深信，随着分形理论的深入研究，其在机械工程领域必将得到更加广泛的应用。

参考文献

[1] 张建润.分形在有限元网格图形细化中的应用[J].南京理工大学学报，1996.

通用机械论文篇5

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）04（c）-0184-01

1 咸阳市技工学校机械课程教学的特点及学生的基本情况

1.1 对学生的特点分析

对于，技工学校中的学生而言，他们的基础知识较差，个人素质也偏低，学习的动力不足。主要的表现在，技工学校的学生来源多数是不能正常完成高中课程的学生，或者一些学习成绩不好而放弃学业的学生。所以，他们的基础知识和理论知识的系统性差，对技工学校所学的关于机械的知识也不能良好的掌握。因为，机械专业的学习涉及到数学和物理，因为，学生在这方面的知识能力差，所以，对新知识的领悟能力也不高，因此，学习成绩的不好。很多学生在家里或是学校受到关注的机会也较少，因此，在个人的行为上也普遍有约束力能力差的现象。并且，他们不擅长沟通，叛逆心理强，做事我行我素。

1.2 对技工课程的特点分析

对于，技工的机械课程而言，它的特点主要有理论性较强，内容比较枯燥。技工学校的机械课程主要包括：机械的制图、公差配合和金属工艺等，这些学科的知识理论性较强，概念也都比较抽象，教师在用传统的授课方式时，学生的理解就会受到限制，逐渐失去学习的兴趣，从而达不到最好的效果。又因为，技工学校的学习教材多与学校内的情况不符，内容知识死板，模糊不清，与社会的实践机械情况不符，从而不利于学生理解学习，不能真正的提高教学的质量。

2 技工学校机械课程教学的方法

2.1 提高学生对机械课程的学习兴趣

首先，对于学生的机械课程学习，书本的知识一定要与现代的机械实际工作情况相符，并且，在书中的绪论部分一定要生动有趣。因为，学生在接触机械书籍时，绪论是让学生了解学习内容的关键，所以，绪论的好坏，可以直接的影响到学生对机械课程的学习兴趣，所以，在这个部分，教师与编者一定要用心，通过各种文字和举例来引起学生对机械学习的兴趣，使他们产生好奇心，有深入学习的冲动。其次，直观教学就是使学生在感知的方向去理解书中抽象概念的方法。并且，在机械的课程教学中，一定要尽量多用一些实物和模型，在两者相互配合的情况下，进行直观的教学方法。比如：机械机床，它是生活中比较常见的机械工具，用它作为实物或模型进行机械学习，通过让学生自己制作来表达良好的教学质量。教学过程和教学质量的良好发展与教师的教导也有一定的关系，例如：在与同学们讲自行车的组成时，对自行车中的链条和齿轮的设计，让同学们讨论思考生活中还有什么运用了这些机械，它能够达到什么样的效果，从而通过联想来激发学生的学习能力和创造能力，从中学会学习。

2.2 教师教导的必要性

教师教导的一言一行都会对学生产生深刻的影响，在机械学习的课程中，规范的教师教学方式是提高学生学习质量的必要条件。首先，作为一名教师，就要做好教学教案，一堂课教的好坏，在一定的程度上与备课的充分程度有直接的影响。一个有实际应用价值的教学教案，是保证机械课程顺利进行的前提。所以，教师在上课时，一定要做好教案，充分的对学生的基础理论知识方面入手，并且，注重因材施教。以每一名学生的特点，接受的能力为主，使之适应未来的社会发展。在机械教学的课程中，教师要对所要用到的图表、格式等进行理论知识讲解的铺垫，以教学的大纲为基础，认真备课，良好的做课堂的技术分析，使学生对机械知识印象深刻，调动学生的学习兴趣。从而，为教学的顺利进行提供良好的条件。其次，教师要对学生的课堂作业进行认真的批改。因为，加深学生学习印象的方法就是课后作业的目的，就是使学生对所学的知识加深印象。但是，练习题的作业仍然是如今课堂所缺少的，因为，掌握所学的内容是教师让学生学习了解的关键，所以，在课后，教师也应寻找一些相关机械课程的题目，进行质量和数量的课后习题分析，让学生练习。并对这些习题进行检查，了解学生对所学知识的掌握程度，通过对学生作业的批改，了解学生学习的弱点，并发现教学中的问题，从而使学生深刻了解和认识学习的重要性，并对学习好的同学，作业完成认真的同学给与表扬和鼓励。

2.3 对技工学校机械学生进行创新意识的培养

首先，通过实际举例培养创新思维。创新就是创造性的新思维，在课堂中，教师可以为学生讲解创新的目的和意义，为什么国家提倡创新，它的特点和区别在于什么，在对学生进行举例说明。例如：教师在课堂上讲多杆机构时，以伞为多杆机构的原理说明。如果在课堂上教师只用四杆结构进行原理说明，就可以将长柄的雨伞变为两折柄的雨伞。但是，这样的雨伞被制作出来，对于空间问题来说，它并没有起到节省的效果。所以，就可以引导学生想六杆结构的工作原理，发明三折伞，而这种从二折到三折的过程就是创造性的思维方式。其次，在机械课程中，开展实体操作模式，从而，激发同学们的创造情趣。在机械课程中，教师就应该早早告知同学实验操作的重要性，并且，在技工学校中，实验操作的题目大多都是由学生自己拟定的，这也是为学生自我创新所开展的学习平台，它可以较早的对学生的学习进行规划，让学生有足够的时间去考虑他们想做的事情。

在我们的生活中，有很多东西都是与机械非常相关的，学生要学会观察机械的运作原理，善于观察机械的使用做工情况。在长期的观察和思考后，将自己的想法画在纸上，通过自己和同学之间的思考，或是与老师之间的交流等进行补充和修改，直到条件成熟以后，再开始着手对自己的机械设计进行制作。因为，课堂的学习时间有限，学生的自我创造也多发生在生活中。只要学生有一颗善于观察和发展发现的心，并根据老师传授的知识，结合自身的想法和现有的实际情况，即使在学习中做的模型是以模仿为主，其制作创造的过程也是非常有意义的。

3 结语

总之，目前，技工学校机械课程的教学情况还处在发展的阶段，专门对其进行教育的方式方法也不成熟。这其中还存在着一定的发展和完善的空间。因为，教育的方法不是一成不变的，是可以根据教学的环境和对象进行修改和创新的，所以，在技工学校机械课程的教育方面，还要不断进行创新改革，尽快的找出一条适合其发展的道路，从而不断的提升其教学的质量。

通用机械论文篇6

中图分类号：g632 文献标识码：a 文章编号：1000－8136（2010）33－0139－02

1机械基础教育课程现状与人才培养思路

1.1机械基础教育课程现状中国论文联盟

目前我国有关机械教育课程虽然侧重对学生动手和理论知识的培养，但在实际教学过程中效果并不好，用人单位也普遍反映当前一些通过机械教育相关专业知识培养出来的学生进入企业后动手实际操作能力较弱，相关的实践经验也十分匮乏，甚至许多机械技术相关基础常识都了解模糊，且相应的协作能力较差。之所以出现这种状况，主要是当前在一些机械基础教育课程中内容多，且枯燥乏味，学生难以理解，导致学习热情不高，从而在实际操作过程中无从下手。

这种现状和问题的出现与人才培养模式有关，这种模式侧重于采用学科本位教学体系。在这一体系中，课程的内容侧重于理论知识阐述，教学方式也采用传统的课堂教授的形式，学生学起来非常被动，在课堂中师生没有互动，学生主体意识不强，教师对学生技能训练不够重视，这造成学生动手能力差，无法达到真正的机械教学目的，同时也无法满足用人单位的要求。此外，由于在实际教学过程中，缺乏相应的实践教学，导致原本具体的动手程序和方法变得难以理解，学生只能通过死记硬背的方法来应付相关知识，学生学习枯燥，缺乏兴趣。

1.2机械基础教育人才培养思路

要解决机械教育相关机构出现的以上问题，避免这种“理论知识不过硬，动手能力不过关”的状况，必须提高学生的综合能力。这要求在教学过程中将理论知识学习和动手能力培养有效结合起来。笔者认为，在这一过程中应该构建以能力培养为目标的机械创新人才培养模式，而要做到这一点需要在机械教育过程中引导学生以用人单位的工作岗位为导向，努力夯实学生理论知识和提高其动手能力。

这一模式要求在机械教育过程中在理论内容讲授和实际动手能力培养过程中尽可能地结合用人单位的实际工作要求，尽量做到机械教育机构与用人单位的接轨，注重两者的合作。这同时还要求机械教育要以能力培养为本位来构建培养模式，而这一方面尤其体现在与相关制造企业的合作培养上。制造业的运作主要以产品制造为主线，经过样品设计、根据设计图纸制定制造程序，然后进行实际操作制造产品，之后进行组装和检验等流程。所以，机械教育在理论和实践教学过程中也应该严格遵守这方面的相关流程和程序，形成一套完整的操作程序，取消原来那种独立的机械制图、设计、金工实习、制造等课程教学与实践。努力构建一套“一条主线，两套系统，多个教学模块”的机械教育人才培养模式。

2构建以能力为本位的机械专业基础教育模式

上文提到目前我国机械教育存在的问题，以及要建立相应的以能力培养为目标的机械教育人才培养模式，那么该如何具体展开相关程序和措施呢？“一条主线”即要求同学们以一台典型机器的制造作为主要流程，将学生的理论知识和实践能力串联起来；“两套系统”则为理论教学系统和实践教学系统结合原则；“多个教学模块”则是根据具体的产品制造流程，从样品设计，到制造流程的确定，到产品的制造，再到产品的装配和检验等多个教育模块的设立。为了使学生达到真正的能力培养目标，笔者以机械产品制造的流程作为线索，对该模式的构建进行简要论述。

2.1任务下达阶段

首先可以在课堂上对学生进行理论知识教授，介绍机械产品的相关类型、组成、特点和功能等，让学生先了解产品生产的基本方法和过程。之后，教师可以带领学生到与本校合作的机械制造企业参观，让学生对制造企业的生产设备、流程和管理有直观的认识，在此基础上下达相关工作任务，其重点是要求学生初步了解机械制造的基本流程和方法，同时提出与机械制造生产有关的问题，让学生自觉主动地去思考相应的问题，并激发学生对知识的渴求及其动手的欲望。

2.2图纸设计阶段

任务下达之后，首先要求学生分组对相关机械产品进行拆装，根据相关零件进行测量绘图的动手训练，此基础上完成零部件图纸的设计及零件组织流程的设计。此阶段，教师一方面要通过相关理论课程教授学生相关的设备拆装知识，以及相关的基本技巧实训；引入相关制图软件和设备，引导学生动手操作相关计算、测量的工具。为了完成各零部件图纸的设计，教师需要在理论知识上讲授相关的常用机构原理与应用和常用零部件结构的设计知识原理，在动手方面要求学生分组合作，通过组与组之间的竞争来进行产品图纸设计。

2.3零件机械制造阶段

此阶段的机械教育要根据之前的图纸设计来分析零件所需要的原材料及其辅助的设备和工具，要求学生分析其原理的机械性能和工艺性能，在此过程中引入机械工程原理相关理论知识的教学，同时引入机械制造流程制定的规程和方法等知识的教学。在动手能力培养方面，教师在这一过程中需要带领学生在学校实训基地进行相关机械生产的具体操作练习，包括磨、车、铣、铸、焊、热、钻等。同时，在此阶段，教师还可以带领学生到相关企业的生产车间进行现场观摩，通过企业技术人员的现场解说，让学生自觉地将企业正规的产品制造流程与自己设计的流程进行对比，从而使得学生对机械产品制造工艺和流程有进一步的认识。最后，教师对学校这一阶段的能力培养需要进行相应的考核和评价，并进行相应的总结。

2.4零件加工和装配阶段

当零件被制造出来后，需要对零件进一步加工以保证零件符合相关要求。在这一阶段教师要教会学生对机械零件标准测量与检验方面的相关理论知识，包括零部件尺寸、表面粗糙度和行位公差等。同时要求学生在检验过程中运用这些理论知识进行实践。当零件检验合格之后，就需要对零部件进行装配以形成最终的机械产品，这一过程教师需要引入相关的装配钳工等理论知识。在此基础上学生进行零部件装配的实际操作，同时在装配完了之后再对整机进行相关检验和调试。整个阶段，教师需要注重对学生产品装配工艺能力的培养。中国论文联盟

reflection on model construction of machinery innovative personnel t raining

song jianjun

通用机械论文篇7

一、前言

随着知识经济、信息时代的来临,机械工业与信息技术、电子技术的紧密结合已经和必将使机械工业进入一个高速发展的新时期,新概念、新设计、新技术、新工艺、新材料层出不穷。根据学校提出的“立足重庆、背靠行业、走向世界、服务全国”的办学思想,特别是“冶金、石油”两大行业对机械类创新人才的知识、能力、素质要求,构建机械设计制造及其自动化专业人才培养体系,使学生掌握将来对市场经济和科技高速发展产生自适应能力所必需的相关基础知识,培养以创新能力为核心的各种能力,适应时展的需求。

二、用人单位对机械类人才的能力的要求

现代机械实际上是一个由计算机信息网络协调与控制,用于完成包括机械力、运动、物质流和能量流在内动力学任务、机械和电子部件相互联系的伺服系统,对机械类人才提出了更高的要求。通过开展企业机械类人才的能力要求的问卷调查,对机械类专业本科学生在校期间应强调那些课程学习?调查结果如下表所示:

调查表明:用人单位也十分强调学生不仅应掌握基本的机械设计理论及方法,而且应掌握与机械学科紧密结合的现代信息技术,如计算机技术、CAD/CAM、现代测试与控制技术等。

三、指导思想与思路

创新人才的具体内涵表现为:具有宽厚扎实的基础知识(现代“大工程系统”本身和创新思维均以坚实的基础理论知识为基本保证,同时需要多学科知识的交叉、碰撞与融合)、从事工程创新活动的各种能力(包括探索实践能力、自主学习能力、协同合作能力、创新设计能力、表达交流能力等)、从事工程创新活动的综合素质。在制定机械设计制造及其自动化专业的人才培养方案过程中,以“加强基础、拓宽口径、凝练特色、背靠行业、重视能力”为指导思想,将通识教育与专业教育有机结合,以机械科学、电子技术、计算机技术、机电控制技术为主体构建学科基础课程体系,兼顾工程科学教育与工程实践训练。形成体现理论教学、实验实践教学、自主研学三元结合,科学有序、整体优化的人才培养新体系。如图l所示:

四、人才培养体系

1.理论教学系统

根据科学技术的发展趋势及各门课程在机械工程中的实际作用,将机械类创新人才培养理论教学系统分为通识基础课、大类学科基础课、专业限选、专业任选、专业特色等四个层次,如图2所示。具体实施时,前三年加强基础,拓宽口径;四年级结合所属学科的科研特色,培养学生的专业兴趣和专业技能,从而实现“大类培养、方向成才”的目的。所谓“大类培养”是指课程体系的设置遵从“大工程、大教育”的思想;“方向成才”是指从专业特色出发,设置若干3～4个体现学科特色的方向模块,提高学生的社会适应能力。

(1)由机械制图与CAD基础、机械工程材料、金属工艺学、机械原理、机械设计、机械制造工艺学、互换性与技术测量等课程以及相关实验课程、实践性环节组成的纵贯本科四年的机械技术课程群;

(2)为有效地培养机械类学生在机电控制技术中的应用能力和创新能力而形成的以“微机原理”、“机械程测试”、“液压与气压传动”、“液压传动课程设计”等的机电控制技术课程群;

(3)集成了现代设计及制造过程中的多项先进技术,包括CAD/CAM技术、反求工程、虚拟制造、快速成形、产品数据管理、数控技术等的数字化设计与制造课程群。

2.实验与实践教学系统

机械类创新人才培养体系强化实践性教学系统的建设,在逐步开放相关实验室的基础上,要求实验教学与教师科研课题相结合,开发更多设计性、综合性、研究性实验供学生选择,将更多的实际问题引入教学实验、开拓实验、实践教学的新形式、新内容。具体表现在以下四方面:

(1)独立设置实验课程

重点对机械制图与CAD基础、机械原理、机械设计、机械制造工艺、机械工程测试、互换性与技术测量等课程的实验环节进行了力度较大的改革,构建相关课程实验新体系,对能够在实验室进行的教学在实验室进行。对实验内容作了重大改革,更新、改进和新增大量实验内容,提出了为学生综合设计能力和创新能力培养总目标服务的实验项目。

(2)强化综合实践环节

学生综合设计能力的培养需要通过一系列的具体设计训练来实现。因此,在制订具体培养方案时,相关课程均考虑安排了相应的、多级设计型大作业或课程设计、综合实践等环节。例如,一年级时的工程制图大作业,重点训练构形设计和制图表达能力;二年级通过机械制造基础实践、现代制造技术工程实践、工程材料课程的学习与实践,掌握机械设计所必须的工艺知识;三年级通过机械设计课程设计重点培养总体设计能力、创新设计能力以及运动方案设计和机械零部件工作设计、结构设计的能力,利用CAD/CAM技术进行中等复杂程度的机械设计。

(3)自主研、学系统

自主研、学系统贯穿教/学全过程,体现实践能力培养的渐进性和以学生为主体的自主研、学平台,使学生通过参加各类学科竞赛、课外科技创新活动、创业活动、“挑战杯”、机械创新设计大赛等。通过真实的工程环境,诱发学生的创新萌动与欲望,激发学生的创新意识,使学生从被动参与,主动参与直到勇于参与创新活动,最终达到培养学生创新精神与创新能力的目的。

五、结束语

科学技术的进步赋予机械工程以新的内涵,使其成为最能包融和吸纳众多学科知识,并能充分体现各学科最新科技成就的结合点,越来越多地显示着知识经济的特征。相应地,在机械工程领域中,人才的作用越来越大,对人才的要求越来越高。机械类人才必须具有大工程的思想,具备扎实的业务基础、宽领域的基本知识,较强的创新设计与实践能力,特别是要有较高的综合素质,才能适应现代社会对机械人才的需要。围绕机械类应用型创新人才培养进行系统研究与全面实践,以理论教学、实验实践教学、自主研学三大系统建设为主线,创建了能充分体现时代特征、规格定位准确、方案科学创新的人才培养体系。

参考文献:

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通用机械论文篇8

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）22-0061-02

随着现代科学的迅猛发展，传统的机械工程学科发生了极为深刻的变革。控制理论、微电子技术、计算机技术与机械制造理论与技术的结合，促使机械工程领域各个方面发生根本性的变化，并且促进了机械工程中先进制造技术的发展，《机械工程控制基础》课程的开设就是为了适应这一现代科学技术变革的需要。“机械工程控制”是一门研究“控制论”在“机械工程”中的应用的科学，同时，它又是一种方法论，是科技工作者分析和解决问题的有效手段。《机械工程控制基础》课程是一门专业基础课，主要面向机械设计制造及其自动化专业本科生开设，既为后续的数控技术、机电一体化技术、机械工程测试技术、机器人技术等专业课程提供理论基础，也为学生毕业后进一步深造，以及从事机电一体化控制相关领域的应用与研究工作打下必要的理论基础。本文从课程的教学目标出发，结合课程的特点，对课程的教学方法进行分析研究，提高学生学习兴趣，培养学生的知识综合能力，使课程教学达到良好的效果。

一、明确课程教学目标

教学目标是课程教学的主线，教学过程中要时刻谨记课程的教学目标，深入理解课程的教学要让学生掌握什么、理解什么、最终要达到怎样的效果，所有的教学手段、教学方法应紧紧围绕这一主线进行。我校开设的机械工程控制基础面向机械设计制造及其自动化专业，总学时40学时（其中实验6学时），根据学时的设置和课程内容的系统性要求，我们制定课程的教学目标如下：①使学生理解控制系统的基本概念和掌握自动控制系统分析、设计（校正）的基本方法。②学会运用Matlab进行控制系统辅助设计和分析。③使学生能以动态（动力学）的观点而不是静态观点去看待一个机械工程系统；从整体而不是分离的角度，从整个系统中的信息传递、转换和反馈等角度来分析系统的动态行为。④能结合工程实际，应用经典控制理论中的基本概念和基本方法分析、研究和解决其中的具体问题。教学目标的设定针对学生的个体发展需要，分层次，逐步提高。其中，既有共性，即所有学生必须掌握的，又包含个性，即体现学生自我发展的需要。

二、针对课程特点，制定教学方法

教学方法的制定应从课程的特点出发，才能达到良好的教学效果。工科类课程大多枯燥乏味，机械工程控制课程更加如此。机械工程控制基础课程内容涉及面广，课程的内容侧重理论，使得课程内容复杂且抽象，因此，如何提高学生学习课程的兴趣，从而发挥学生学习的主动性，是该课程教学中存在的普遍问题。

1.精彩的绪论，是激发学生兴趣的关键。机械工程控制基础课程的特定决定了该课程丰富的内涵，通过精彩的绪论内容，让学生进入课程中来，体会到课程的重要性，激发学生学习该课程的愿望，是整个课程教学成败的关键。①感性认识阶段。通过控制理论的发展历史、丰富的多媒体素材、控制理论在军事中的应用以及控制理论在家用智能电器中的应用，不但让学生耳目一新，又让学生感受到它与自己息息相关。②理性思考阶段。经典的实例和素材不单是简单的堆积，更要带领学生去深入的思考，通过讨论和师生互动的方式，让学生体会控制论的思想、方法，从而为理论教学奠定基础。

2.深入理解课程教学目标，系统化理论教学内容。课程的教学内容以系统建模―系统分析―系统校正为主线，首先让学生了解课程教学的总体结构。①了解系统模型：系统的微分方程、传递函数、频率特性模型之间的转换关系。②了解系统分析：时间响应分析、频率特性分析、系统的稳定性分析。③理解系统建模和系统分析的目的：系统的综合校正。通过使学生了解课程的总体结构，使学生明确学习目的。

3.深入理解课程教学目标，系统化理论教学方法。①侧重结论，淡化过程。结论的理解和总结贯穿于课程的始终，对结论的理解是课程教学目标的基本要求。结论的产生通常的教学过程是：物理模型―抽象―数学模型―分析―结论。在教学过程中应让学生理解和掌握这一分析结论的过程和方法，并淡化每一次结论分析过程中的数学推导过程，避免教学内容的枯燥和抽象使学生产生厌学的心理。②侧重应用，深化综合。通过具体化物理模型，应用基本概念与基本理论解决具体问题，最终使学生深入理解概念和理论的内涵。

三、理论与实践结合，提高学习兴趣

机械工程控制基础课程实验采用Matlab软件进行仿真分析，将课程理论应用通过软件进行实践应用，提高了学生对课程理论学习的兴趣，并加深了对理论知识的理解。课程的实验具体设置如下：①Matlab软件基本操作实验：应用Matlab软件进行基本的数学运算。②控制理论仿真基本操作实验：应用Matlab软件进行控制系统建模、时间响应分析、频率特性分析和系统的稳定性分析。③综合性试验：针对给定的系统及其性能指标要求，建立系统模型，应用Matlab软件进行系统的综合与校正。④设计性实验：自己设计控制系统，建立系统数学模型，进行Matlab仿真分析，应用自动控制原理实验箱，连接控制电路，分析系统。

四、以教学目标要求为基础，制定考试内容

机械工程控制基础课程中的基本概念、基本理论和基本方法，贯穿于课程的始终，对课程中基本概念、基本理论和基本方法的理解是课程的基本要求，但课程的教学目标更注重对知识综合应用能力的培养。因此，在考试内容的设置上应以综合试题为主，突出教学目标，通过知识的综合应用体现学生对基本概念、基本理论和基本方法的理解，避免学生考前突击、死记硬背、甚至考试作弊等现象。

五、改革考核方式，建立全程考核模式

机械工程控制基础课程的考核采用期末考试占60%，考勤占10%，作业占10%，实验占10%，文献查阅实例分析占10%的考核方式。采用全程考核模式，降低了期末考试在总成绩中的比重，使成绩构成多样化。作业的布置应少而精，使学生更多的思考问题，查阅资料，分析和解决问题，不但减轻了学生的学生负担，更锻炼了学生的自主学习能力。

本文就机械工程控制基础课程的教学目标和课程特点，分析了课程的理论教学方法，制定了课程实践教学内容与考试内容的设置，提出了课程的考核改革方法，实践证明，采用该教学方法，提高了学生的学习兴趣，锻炼了学生的自主学习能力，达到了良好的教学效果。

参考文献：

通用机械论文篇9

我国著名科学家钱学森曾提到：“产品的可靠性是设计出来的，生产出来的，管理出来的。”而其中，设计的可靠性无疑对产品的固有可靠性有着决定性的影响。据相关文献统计，因设计因素引发的机械故障，占到机械产品故障总数的60%以上，可见提升机械设计质量的重要性。目前，我国逐渐开始对可靠性设计理论与方法进行，但就目前成果来看，与发达国家还有着较大的差距，此外，随着我国机械产业的快速发展，可靠性设计理论的应用价值不断提高，在此背景下，强化对机械可靠性设计理论的研究与应有有着很强的必要性。

1可靠性设计概述

根据GJB451——90给出可靠性的定义：可靠性指的是“产品在规定时间内，在规定的使用条件下，完成规定功能的能力或性质”，可靠性的概率度量称为可靠度。可靠性的研究最早可追溯到二战期间，发展至今已有近半个世纪的历史，在美国、英国、日本等机械设计方面较为发达的国家，机械的可靠性设计已经成为一门相对独立的科学，且有着较为丰富的研究和实践成果。相比之下，我国对机械产品可靠性理论的研究就起步较晚，与上述国家仍然存在较大的距离。且由于机械设计涉及领域宽泛、可靠性研究的任务繁重，内容庞杂，因而研究进度远远不如电子产品可靠性研究快。

从理论应用方面看，我国机械可靠性设计还处于起步阶段，强化可靠性分析理论与数学规划方法在机械设计中的应用，是促进机械设计可靠性提升的重要途径；从实用性工程方面看，强化可靠性设计对于提升传统设计的合理性，以及对节约生产成本与提升经济效益均有着重要的作用，因而对可靠性设计理论与方法进行积极探索，对推进我国机械设计水平的提高有着重要的意义。

2 可靠性设计的应用

可靠性理论和方法在机械产品设计领域中的应用，主要体现在可靠性优化设计、可靠性灵敏度设计和可靠性稳健设计三个方面：

2.1 可靠性优化设计

机械优化设计理念产生于本世纪60年代，是数学规划与现代计算机设计在机械设计领域的集中应用，有着减低材料消耗、提升设计可靠性的应用价值。机械产品的优化设计通常是根据设计标准和需求对各种参数进行优化调整，将可靠性设计理论融入机械优化设计过程，能有效提升优化设计效率和质量。通常，可靠性优化设计包含质量、成本、可靠度三个主要因素，方法是在给定的成本和质量要求下对技术参数进行约束和优化，进而实现产品安全性能和使用性能平衡。要使机械产品既保证具有可靠性要求，又保证具有最佳的工作性能和参数，应将可靠性设计与优化设计理论和方法充分结合起来，以发挥两种设计方法各自的长处，一方面达到机械产品设计的可靠性要求，使其性能更高、更实用，另一方面达到节约控制成本和提升效益的要求，通过较小的花费创作较大的应用价值。

2.2 可靠性灵敏度设计

灵敏度是机械设计质量的重要评价指标之一，在传统机械设计中，为了保证机械产品的灵敏度，每次进行方案修改时都需要进行重新试验测试，但这往往需要耗费大量人力、物力，因而许多设计单位在进行方案修改时往往凭经验判断灵敏度，导致设计方案具有较大盲目性。因而引入一种科学的灵敏度分析方法，对于优化机械设计方案，提升设计方案可靠性有着重要的意义。可靠性设计基于对数学规划理论与可靠性分析理论的结合，强化了对数学模型在结构系统优化设计过程中的应用，通过找出对参数变化敏感的因素并建立数学模型，能够对模型中的参数变化进行较为可靠的预测，进而实现对机械产品设计过程可靠性的提升。此外，应用人机交互辅助设计，不但能有效利用数学规划分析结果，也能充分发挥设计者的经验和判断力，从而进一步提升设计方案科学性。几十年来，在灵敏度分析方面已有了大量的成果，给出了特征值问题、静态和动态响应以及机械产品参数优化设计等方面的灵敏度分析的许多方法，如直接法、伴随变量法、有限差分法、Green函数法、FAST法等等。

2.3 可靠性稳健设计

稳健性设计是一种强调低成本、高质量的机械设计思想，稳健性设计方法的核心是通过对机械产品性能、成本和质量的综合考虑，选择出能够降低成本和提高质量的最优设计，强化稳健性设计的应用，对于提升产品质量稳定性有着重要的意义。稳健性设计最初源于日本学者田口博士创立的三次设计法即系统设计、参数设计、容差设计，随着计算机技术在机械设计领域的广泛应用，近年来稳健设计的内涵得到不断扩充。近年来，机械产品的稳健设计与灵敏度设计得到有机结合，即通过灵敏度分析降低机械产品对不确定因素的敏感度，进而提高产品稳健度。通过这种设计，不但确保了机械产品在使用过程中的性能稳定性和可靠性，也大大降低了机械设备的维护维修成本，从而有效降低了经济损失，提升了经济效益。

3 总结

随着我国机械设计技术的不断发展，可靠性设计理论逐渐受到学界的关注，通过可靠性设计的应用，不但能够全面提升机械使用性能、安全性和可靠性，更能提升机械设计经济性，提升经济效益。与此同时，可靠性设计能够大大节约机械设计过程中所花费的人力、物力、财力，在提升设计质量的同时缩短设计周期，并避免以往机械设计中常见的质量问题，同时减少能耗和材耗，具有一定的节能环保意义和社会效益。

参考文献：

[1]陈靖.机械可靠性设计的内涵与递进[J].中国机械.2013（7）：91.

通用机械论文篇10

关键词:

机械制造工艺;合理化;机械设计

1机械制造工艺流程

从整体角度来对机械制造工艺流程进行分析，机械制造工艺流程如图1所示。

1．1制造程序

这一步骤主要是将原材料直接制作成半成品，处理重点是对原材料的材质及材料的利用率进行规划。对于机械制造企业来说，要在激烈的市场竞争中占据重要位置，就一定要对材料的质量进行管理和监督，只有提升机械制造工艺原材料的利用方式，才能真正降低生产成本。

1．2零件定位

在零件定位中，可以运用多种定位方式，而技术人员采用何种定位方式也会直接影响零件的质量。为了提升零件质量，技术人员要结合定位方式与零件的加工需求，按照标准开展零部件的加工工作，这也是增加机械制造企业产品销量的主要手段。

1．3技术程序

这一步骤是将制造工序中已经获得的半成品直接加工成符合客户要求的成品，技术程序的加工要求更精细，对产品的质量要求也更高。

1．4加工精度控制

技术人员在对零部件进行粗加工后，还要对半成品状态下的零部件进行细加工处理，在处理过程中，加工的精度要求在于零部件的形状、尺寸及表面质量等因素，为了真正满足客户的实际需求，技术人员需要利用误差控制措施进行合理选择，进而提升产品的精度。

1．5装夹

对零部件进行装夹是将零件直接固定在合适的位置上，在零件的装夹操作中，技术人员要保证零件固定位置的准确性，在确定好位置后，技术人员还要利用相关设计对零件进行深层次的固定工作。

2机械制造设计工艺的基本原则

2．1综合性

从本质层面来说，合理化的机械设计与机械制造属于理论和实践两个层面，二者本身所属类别是不同的，这种差异也就产生了工作中的误差。基于此，技术人员要将综合性作为整个机械制造发展的基本原则，在总结传统机械设计经验的基础上，将机械设计的理论知识与实践制造进行有机结合，以提升机械设计的整体质量。

2．2整体性

在对机械制造工艺进行合理化设计时，要先对机械设计的方案进行制定。在制定机械设计方案时，技术人员要遵循整体性原则，从机械制造工艺的整体入手，在确保各个部件合理的基础上，制定多个机械设计方案，从这些设计方案中选择最优的方案作为机械制造的最终设计方案。

3机械制造工艺中的合理化机械措施

3．1提高设计标准化

制造工艺的核心是机械设计标准化，也就是在相对统一的设计标准中，保证技术人员设计的机械零件结构、规格达到高度统一，在符合国家规定的机械制造标准基础上，进一步提高机械零部件的质量，这对降低生产成本、提高生产效率起到了极大的作用。技术人员在对机械制造工艺进行合理化设计时，一定要充分重视机械零部件的质量，按照国家标准实现标准化设计，以提升机械零部件产品的设计水平和使用性能，只有提升机械生产企业与机械产品的竞争力，才能真正提升机械制造企业的经济效益。

3．2运用绿色制造工艺

技术人员在进行机械设计时，要不断尝试引入新的设计理念，改进传统的设计方法。在设计过程中，应根据社会发展的大趋势，认真贯彻落实绿色环保的设计理念，在此基础上，将机械设计与高新技术手段相结合。在机械制造企业运行过程中，还要充分考虑自身经济效益与环境保护之间的平衡关系，只有实现二者的共同发展，才能促进机械制造企业的长久发展，企业的发展不能以牺牲环境为代价，要在保证环境的基础上，实现机械制造企业的可持续发展。针对目前的机械制造工艺，技术人员要将工作重点放在绿色材料的使用方面，从原材料及生产工艺两方面入手，共同保证机械制造与设计的系统化发展。

3．3提升加工精度

在机械制造过程中，客观差异是一定存在的，技术人员应尽量减少客观差异，以提高机械产品的精准度为准则，分析差异产生的根本原因，确定机械制造中存在的潜在因素，以降低差异，提高防范技术水平，进一步提升加工精度。提高机械产品的加工精度关键在于对夹具进行调整，技术人员应采用先进的测量工具降低误差值，确定误差产生的原因。目前，机械零件产品出现加工误差的主要原因在于机械内部应力、热变形及系统应力等，其中比较常见的是内部应力和热变形两大因素。提高加工精度的流程如图2所示。

4结语

机械制造工艺的合理化机械设计关键在于要有针对性地对机械设计进行分析，对机械生产过程进行合理分析，这两方面的分析都与机械制造过程中的合理化要求有关，因此，技术人员为了保证机械设计的科学化和合理化，要在设计过程中充分考虑机械制造工艺的实际需求，系统性地分析各制造工序的注意事项，改进设计方法，根据工艺水平合理选择机械技术，保证机械设计与制造质量达到国家规定标准，更好地促进机械制造工艺的全面发展。

参考文献:

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通用机械论文篇11

一、导言

现代农业的重要内涵就是用现代物质条件装备农业，用现代科学技术改造农业，提高机械化水平，提高农业劳动生产率，中国政府已经将发展农业机械化列入国家支持政策，提出走符合国情的农业机械化发展道路。近几年来，有关学者从经济学的角度对如何发展农业机械化开展了多角度的研究，提出了一些新的观点，为农业机械化的发展提供了重要的政策理论支撑。

(一)农业机械化与农业制度的历史变迁

中国的农业机械化的发展是从建国后开始的，伴随着制度变迁发生了重大波折。随着家庭联产承包责任制的推行，以市场需求机制为基本特征，农业机械作为商品进入了流通领域，个体农民拥有和经营农机数量迅猛增长，为农业机械化发展注入了活力。当改革的设计目标还远远没有定位在市场经济体制上时，农民发展农业机械化的一系列实践清晰地走在市场化道路上，承包制中的农机户是最早的市场活动主体，农机经营服务一经诞生即按市场机制运作，自买自用的小农经济的生产经营方式和理念已被打破，初步形成了以获取最大经济效益为中心，以个体私有私营农机为主导的历史时期。农民成为农机投资与经营的主体。

(二)农业机械的功用

农业机械是在农业生产中代替人力和畜力来进行农业耕作的现代化装备，提高了农业生产效率，大大降低了传统农业的劳动强度，越来越被人们接受。另外，农业机械在繁荣农村经济，增加农民收入方面也起着举足轻重的作用，因为现在的购机者主要将农业机械作为资本品投资购置，用于提供作业服务来获取收入，增收致富。另外，农机的购置还满足了购机户自身的生产、生活需求，如完成自己的农田作业，甚至将运输机械还作为交通工具使用，成为生活水平的一种体现。从一定意义上讲，农业机械在农民中所拥有和使用的程度已成为农民致富、实现小康生活水平的重要标志和手段。这些都说明了农业机械在我国具有多功能性这样一个独特的特点。

(三)与农业富余劳动力转移之间的关系

农业剩余劳动力转移与农业机械化的相关性颇有争议。有的学者认为，农村剩余劳动的转移促进了农业机械化的发展，如集体经济发展水平、原有农用机械化水平、剩余劳动力的转移程度等因素影响了农机的户有户营发展水平(陈升，1986)。杨敏丽等学者进行的实证分析发现，农业机械化水平与第一产业从业人员占全社会从业人员的比重显著相关，农机化作业水平每提高1个百分点，第一产业从业人员占全社会从业人员的比重下降约1个百分点(杨敏丽，2003)。祝华军利用农机净值建立估计模型得出了农业劳动力转移数量同农业劳均农机净值和劳均耕地面积呈显著的正相关性的结论，即农业从业人员人均农机净值增加1元，则全国将有11万农业劳动力被农业机械替代出来(祝华军，2005)。二者之间的关系如何，本文将进行分析。

二、样本数据的选取与变量设置

(一)数据资料的选取

在样本指标选取上按照全面性、简洁性、可操作性原则，参阅国内相关农业机械化与经济发展的文献，选取全国时间序列数据建立模型，选取时段为1983～2006年。这是因为安徽凤阳地区极少数生产队从1978年年底开始试验的家庭承包责任制在我国农村的大范围推行是逐步实现的。1980年1月。全国只有1.0％的村庄实行家庭承包责任制，1980年12月为14.4％，到1983年底，97.7％的村庄实行了家庭承包责任制(林毅夫。1988)，因此，本文认为1983年是我国新时期农业机械化发展的时间分界点。

本文数据均取自历年《全国农业机械化统计年报》、《中国统计年鉴》和《中国农业统计年鉴》，并进行适当处理，其中，2006年的全国农业机械总动力是农业部农业机械化管理司提供的统计数。同时，本文认为在这个时期以1996年为分界时点，我国的农业机械化发展受到从计划经济体制转向市场经济体制下国家支持农业机械化发展的方式和政策进行重大调整和改革的影响，本文也有意考察这个政策变化的影响。

(二)变量设置

本文在度量影响农业机械化发展的因素时，选取了劳均土地经营规模、农民可支配纯收入、农业劳动生产率、农业劳动力转移比率、农业机械产品价格、政策变化等指标作为解释变量。

1被解释变量——农业机械化发展水平。本文关注的是农业机械化发展水平这一概念，对其测算是一个关键，农业部根据耕整地、播种和栽植、收获、粮食、植保和灌溉机械化程度计算农业机械化综合作业水平，学术界通常取前三项作业机械化程度，按其权重其平均值，但是，这种方法误差很大，业界学者也有不同的看法，计算也颇复杂。考虑到在我国不同地区不同作物的生产环节差异太大，对机械化要求不同，在此不直接测算各项农业机械化作业水平，而是采用亩均农业机械总动力(PAM)的高低来反映农机化发展状况，其高低可以直接测度农业机械化发展水平。这里不考虑农业机械从事非农生产和用于农民生活中的比重，而假定本文所界定范围的农业机械从事的都是农业生产活动。

2解释变量。农业机械的使用目的直接决定其发展的一些因素选择。改革开放前，农业机械以规模经济技术因素投入。主要是提高劳动生产率和降低劳动强度，影响其增加的因素显然不同于实行家庭承包责任制以后，农业成为一般的资本品，私人投资成为主体，投资的目的主要是从事农机作业服务，获得收益，增加收入，而农民使用农业机械的目的是降低农业劳动强度，提高劳动生产率，增加生活舒适性。因而，农民的收入等个体因素均会对农业机械投资产生影响，进而影响农业机械化的发展。这里设定农机作业价格、作业成本以及单位面积作业收入不变，综合影响农业机械化发展的主要因素，本文在计量分析中考虑以下几个：

(1)农户的土地经营规模。本文以农业从业人员的劳均经营耕地面积(PFL)来反映农户的土地经营规模。据有些研究和作者的调查表明，地块平均大小(即耕地细碎化程度)比该指标还要小，更适合用在此处分析，但是系统的统计资料并不完整，无法使用，因此，本文借PFL来反映土地经营规模，规模越大，越能充分发挥农机作业的规模效应，降低单位作业成本、地块间转移成本和交易成本。从农业机械发展的总量上看，一些学者预计的由于受到户营耕地细碎化对农业机械化可能产生的不利影响似乎并没有出现，其中原因值得研究，难道在中国农业机械化发展可以背离基本的技术和经济方面的“自然规律”?

(2)农民受教育水平。本文使用农民人均接受教育年限(PFE)反映受教育程度。农民接受教育时间越长，对新技术和信息了解越多，掌握越快，更易于推行先进的农业生产技术和装备，会促进农业机械化的发展。

(3)农民人均纯收入。农民人均纯收入(RPFI)的提高，使农民生活条件改善的主要经济指标，生活舒适程度的提高创造了对农业机械技术的需求，推动着农机作业服务的市场空间不断扩大，带动了农业机械化水平的提高；另一方面，农民更加有经济能力投资购置农业机械来开展服务，获得过多的收入。

(4)农业机械产品价格。这里取机械化农具定基价格指数(FIP)来反映其影响，该指数越高，农民增加农业机械投资的可能性会越少。

(5)劳动力转移数量。农业劳动力转移越多，对农业机械化发展的推力越大，本文采用农村劳动力转移率(RLT)来考察其对农业机械化的影响。

(6)农业比较劳动生产率。文中采用农业比较劳动生产率(CAP)，即第一产业产值占GDP的相对比重与农业劳动力占社会所有劳动力的相对比重之间的比例这一相对数值来比较研究农业劳动报酬的差别。同时，对其与农业机械化之间的因果关系进行检验。

(7)有关政策的变化。虽然1983年后农业机械的生产和销售取消了计划经济下的调拨配给制度，并已按照市场化运行，但是农业机械作业所需的柴油、生产所需的钢材等原材料还维持着计划经济条件下形成的价格双轨制状态，因此，该时期内对农业机械化的支持还维持以物资调拨、平价供应隐性补贴的形式。补贴数据与力度无法按照经济指标来获取统计数据。而市场化改革后，国家对农业机械化的支持以财政资金为主但资金分散杂乱，本文认为，此研究期间的国家支持农业机械化的力度不变，本文以1995年为界线设立政策变化虚拟变量(D1)进行检验。

除上述因素外，农业机械化发展还受到国家总体经济发展速度和技术进步率的影响。如GDP的增加，改善了农业机械生产和作业的社会经济环境，有利于政府采取支持农业机械化发展的政策，考虑到与农民人均收入的高度线性相关性，这里仅以RPFI变量进行考察，以避免引进严重的多重共线；国家整体水平的技术进步特别是制造业的技术进步使更多品种型号和更高质量的农业机械得以设计生产，农业生产的需求得以满足，推动农业机械化发展，由于农业机械研发方面的投人数据如R&D投入强度没有相关历史统计对比，而且基础理论研究对农业机械化的影响滞后期难以量化，故本文对这些综合因素的影响归入随机误差项。三、模型构建与分析

(一)模型构建

本研究使用全国时间序列数据进行计量分析，以探究以上解释变量因素可能对农业机械化造成的各种影响及其水平，以及它们中间可能存在的其他关系。首先对亩均耕地拥有农业机械动力(PAM)和农业比较劳动生产率(CAP)进行Granger因果关系检验，经过取滞后期m=1，2，6分别检验，可以看出，PAM不是引起CAP变化的Granger原因，但是，CAP是引起PAM变化的Granger原因，因此，回归方程的解释变量中不宜排除CAP。本文采用了普通多元线性单方程形式进行回归分析。

(二)估计结果

本文使用普通最小二乘法(OLS)对模型进行估计，并使用Newey-West异方差自相关一致协方差方法校正参数估计值的标准差，结果如表3所示，模型拟合程度较好。除了农民人均接受教育年限(PFE)和农业比较劳动生产率(cAP)这两个变量外，其他变量都达到了1％和5％的显著水平。但是，农民人均耕地面积(PFL)这一变量的符号与预期并不一致。

对模型估计的具体结果分析如下：

1从模型估计结果可以看出，农业机械化发展水平受到农民人均纯收入(RPFI)和农业劳动力转移比例(RLT)的显著影响，且都有正向影响关系，影响方向与理论预期一致。农民收入提高了，一方面代表着农民生活水平上的提高。农民租用农业机械代替人工完成部分农田劳动的愿望也会随之增强，而且也更具有经济的负担能力；另一方面，农民收入的提高使的农民有经济能力购置更多的农业机械为自己农业生产、日常生活和开展对外作业服务赚取更多收入。而农业劳动力转移的数量越多，意味着在相对稳定耕地上从事生产的劳动力越少，越需要更多的农业机械来完成更多的农业生产环节，推动着农业机械化的发展。

2农业机械化的发展还受到农业机械销售价格水平的影响。从总体上来讲，机械价格越高，租用农业机械的价格也会高，相对收入较低的农民对其反应越敏感，会较少购置和租用农业机械，这也符合一般的经济规律。因此，价格水平(FIP)对农业机械化具有显著的负向影响，这与理论预期也相一致。

3从理论和经验认识上看，农民文化水平(PFE)越高，越容易接受新事物、新技术，有利于购置和使用先进的农业机械，但从估计结果看，这一影响不很显著；同样不很显著的还有农业比较劳动生产率(CAP)，理论认为该指标越大意味着农业生产给农民带来的收益会越高。农民从种地中获得的收入比例越高，会从根本上鼓励农民购置和使用农业机械，但估计结果仅在10％的水平显著。

4农民人均耕地面积(PFL)对农业机械化的发展构成显著的负向影响，这是与理论预期方向不相一致的一个变量，也与众多学者一致认为的耕地细碎化不利于农业机械化发展的观点似乎矛盾。但就我国农村现阶段的具体发展状况和农业机械功用而言，这一结果具有现实性。因为农民购置农业机械一方面为他人提供作业服务增加收入，另一方面。大量的小型农业机械，如小四轮拖拉机、农用三轮车等主要是农民自购自用，有的兼用农民生产、生活中的交通工具。因此。这一结果说明农业机械低水平重复投资现象已经出现。

5本文对于政策变化(D1)对农业机械化的影响的估计结果也是显著的，表明农业机械化对政策具有一定的依赖性。

四、结论与启示

从本文对推进农业机械化的影响因素分析来看，可以得出以下四点结论，与对相关政策的启示一并总结如下：

第一。农民收入、农业劳动力转移的增加对农业机械化发展都具有显著的推动作用，是农业机械化发展的主要内在力量，国家促进农民增收、农村劳动力转移的政策有利于农业机械化的发展，促进农业增收尤其是种粮农民的收入也有利于农业机械化发展。

通用机械论文篇12

中图分类号 TH-3 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）112-0090-02

机械工具的出现促使人类文明向前迈进了一大步，它使得人类社会的生产率发生了重大变化，从原始改造转变为机械劳动。在当今世界中机械工业的发展水平标志着一个国家生产力的发展水平。不论是从机械系统的发展方向上，还是从社会对机械系统新的要求上，均要求其有着更高的可靠性与安全性，机械设备状态监测技术是未来机械设备发展的重要方向。

1 可监测性设计理论体系的理论基础

1）系统理论

所谓系统，就是相对于个体而言整体的寓意。不同领域不同学科对于系统的具体涵义存在着不同概括，但总体上来看，都将系统看做是多个小系统组成的，它的运行过程涉及到很多个微小系统的运行。现如今，普遍接受的系统论是由美籍奥地利人、理论生物学家-贝塔朗菲所创立的，它针对系统的模式、结构以及内部规律进行了深入的分析与研究，按照数学理论定量的对系统特征（整体性、结构等级分层、相互关联、动态平衡、时序性等）进行了全方面的描述。

系统论是研究系统整体性的重要理论之一，其核心思想就是整体性。它支持将自然界中的物质看作是一个统一整体，自然界中各个组成部分只有和谐相处才能够保证自然界的稳定运行，不同的组成部分通过逻辑关系密切联系在一起。系统所表现出来的整体性是单独的组成部分所不具备的，只有每一个组成部分有机的结合在一起，相互关联才能够共同发挥作用。同样，系统如果失去了任何一个组成部分，那么其整体性能也会出现很大的变化，从而影响其整体特性。

2）层次分析法

层次分析法是基于系统理论发展起来的一种层次权重分析法。现如今在很多工业生产过程中，都可以看见层次分析法的影子，它对于复杂度高而且需要定性定量分析的工业控制很有帮助。对问题进行定性定量，根据所反映的综合信息，通过专业判断来对目标标准进行加权处理，从而匹配出标准相对重要度，这样就可以根据所得到的相对重要度来排列解决方法的优先顺序。该方法在1982年就已经进入我国，并在很多行业中得到了应用。正是由于其在定性与定量结合处理复杂问题上的优势，使得其在我国很多领域内都有着广泛的认同。

通过层次分析法来对问题进行研究，其基本原理就是根据问题的性质以及所要实现的最终目标，把被研究问题划分为多个不同的组成成分，同时根据成分与成分之间的相互关系再细分为不同层次的组合，从而构建出一个多层次的用于分析研究的模型结构。使用层次分析法来研究具体问题，可以将整个步骤用图1来表示。

图1 层次结构分析基本流程

2 可监测性设计理论体系研究

机械产品设备及系统逐渐的向大型化、复杂化、高集成、多参数以及自动化方向发展，工业发展需要更为可靠、更加智能的机械水平，对工作环境有着更高的要求，而且机械设备的维护也越发的复杂与困难。显然，机械产品设计需要全面的更新改革。现在很多产品在设计时并不会考虑到未来的监测问题，所以大部分产品机械系统的可监测性能较差，对于其使用过程中状态信息的收集十分复杂困难。即使通过其他手段采集到了状态信息，也因为各种因素导致信息的过时或者缺失。

1）基于系统工程论的机械系统可监测性设计理论

（1）可监测性设计研究的对象。相对于整个庞大的系统而言，产品最为重要的一个设计属性就是可监测性。也就是说，对于某一个组成部分或者某一块组成部分进行可监测性研究是没有任何意义的，必须是对于整个系统而言，才有可监测性这一概念。所以，我们研究可监测性首先要研究具体的机械结构，然后扩展分析到整个系统。

（2）可监测性设计相关的技术领域。可监测设计理论在当前很多机械系统中有着非常广泛的应用，它需要多门学科的协同配合才能够实现整个系统的可监测性。从整体上来看，想要进行一个全面的可监测性设计，必须要使用到计算机、网络通信、系统工程、优化算法等多种技术。

2）可监测性设计的研究内容

可监测性理论的应用前提是系统整体，对于系统中的任何一个小系统或者小环节而言，就没有可监测性这一概念，所以我们要从整体上去把握系统的可监测性，不要刻意去追求系统中某一个小系统。基于此在进行可监测性设计时，应该从系统的综合特性角度出发，分析系统内部各个小系统相互之间的逻辑关系，分析相互之间的约束条件，实现整个系统的可靠稳定高效运行。

（1）可监测性设计相关术语研究。这一部分的研究主要是通过CMFD技术、PHM技术、现代机械设计理论等，加之系统的科学调研过程以及领域内专家的研讨等方式，全面的对机械系统状态监测以及现代设计理论进行研究，形成可监测性设计体系所使用的基本术语；

（2）可监测性分配方法研究。实质上，可监测性分配方法就是对系统监测点优化的一个过程。具体来说，就是通过可靠性、维修性等分配方法理论，按照机械系统高可靠性、高安全性以及智能化的设计目标，最终实现准确反映机械系统运行状态信息的可靠获取；

（3）可监测性设计方法研究。在对机械系统设计方法全面深入研究的基础之上，通过可靠性设计、可维修性设计以及保障性设计等方法上，对可监测性设计的设计标准、实施过程，采用并行工程思想以及全生命周期设计理念进行系统效益、安全、可靠等多参数分析，共同构建可监测性设计方法体系；

（4）可监测性设计评价研究。进行科学评价制度的构建是可监测性设计的关键部分，这个研究过程影响着这个可监测性设计的内容。这里面不仅仅包含了对设计阶段的评价，还包含着生产阶段、使用阶段的评价内容。简单来说，就是依靠已有的系统评价理论以及相关方法，对所收集到的各种机械系统运行数据信息，构建一个各种特征参数信息均可研究的机械系统可监测性设计评价体系，从而实现对系统可监测性设计各个阶段的科学有效评价。