工程机械行业概述篇1
关键词：CBR技术；工程机械产品；快速设计；案例分析应用
中图分类号：tH122文献标识码：a文章编号：1673-1069（2017）06-159-2
1概述
随着经济全球化的发展，各行各业的市场竞争越演越烈，特别是作为制造业基础的工程机械。为满足各行业的技术装备目前我国工程机械产品具有小批量、多品种特点，包含适应性设计、变形设计、创新性设计三大类。然而在世界经济的冲击下，当前我国工程机械行业产品设计开发中存在诸多问题，一是企业对于设计知识、设计经验等无形资产重用率低；二是企业在设计过程中主要还是依赖CaD，缺乏面向工程机械产品设计的专业化软件，软件应用层次低，缺乏快捷的设计工具；三是企业新产品贡献率低，自主创新能力不足；四是企业对市场的快速反应能力差，产品开发周期长；五是企业知识管理软件的智能化程度低，缺乏快捷获取信息的工具，企业管理协调存在问题。面对国际越来越严苛的市场要求，如何快速进行工程机械设计以及支持快速设计的软件是否在企业中有效实施，都是制造业未来思考的方向。本文以CBR（casebasedreasoning）技术作为支撑，探讨工程机械产品在CBR模式下的快速设计应用。
2工程机械快速设计概念以及CBR原理和关键技术
2.1工程机械快速设计概念
随着信息化技术的进步和互联网应用的普及，市场越来越要求时效性，对于制造业的工程机械产品而言其生命的周期也在逐渐缩短。自1996年美国autofact学术会议开始便提出“工程机械快速设计”的概念，即以缩短工程机械产品设计开发周期为目的的结合当代信息电子科技技术，不违背现代设计理论和方法的设计技术。
工程机械快速设计的内容主要有三方面，一是根据市场需求能够快速生成整体设计方案；二是能够对产品库进行设计和系列化结构规划；三是利用三维优化设计，对设计方案进行快速模拟仿真评估。
2.2实现工程机械快速设计的主要手段
根据文献资料显示，对目前工程机械产品常用的设计方法和相应的优缺点、侧重点进行对比分析，结果如表1所示。
通过表1的分析，实现工程机械快速设计的主要手段在于有效地利用产品的设计经验和设计资源，因此，提出在解决问题过程中直接利用以往成功经验的实例推理技术，即CBR模式技术。
2.3CBR原理及关键技术
作为人工智能化发展的其中一项技术，CBR技术的灵感来源就是通过生物上对人脑记忆的研究，其中作为CBR技术的四个基本处理环节包含了从检索、复用（问题求解）、修正和保存（更新），CBR技术的核心思想就是充分利用人类已有的成功经验作为同类问题的参考来解决当前问题，每一次问题的求解过程，即每进行一次CBR模拟，都是借鉴已有成功案例作为参考和设计思路的提供，同时更是案例的学习过程，也是系统更新知识的过程。其关键技术在于案例的组织表示、案例的检索和修正，以及系统知识的更新。
3CBR模式下工程机械快速设计的案例分析
3.1基于XmL的机械产品复杂实例组织表示
XmL即第二代互联网网络设计语言的标准，采用XmL作为CBR系统处理的基础，可以实现分布式的实例检索与存储，解决不同CBR系统在相同设计领域内实例资源共享以及不同系统之间信息传递问题。首先构建机械产品复杂实例表示模型：Caseobjectmodel=（oi，Ci，R，a，m，C，S）（其中，oi为实例对象的唯一标识；Ci为实例对象的索引段；R为关系集；a为属性集；m为方法集；C为约束集；S为解决方案）在设计过程中，按照继承关系对不同的实例进行组织管理，以此为基础建立实例库，再按照实例的功能关系和装配关系再进行组织分配，最后进行详细的系统表示。
3.2多层次化动态实例库构建
首先在建立多层次化动态实例库之前需解决实例借用关系表达、实例的存储形式、信息模型的组织形式三大问题，采用面向对象的方法，对其进行多层次动态实例库构建模型结构。通过对每个子点进行详细的定义描述最后再通过XmL实例描述方法进行组织表示，最后建立CBR实例库系统。
3.3实例检索模型
建立实例检索模型主要将实例特征属性按照设计重要度和关注度高低进行分解，建立混合实例型检索模型，将关注度最高的若干属性作为一级特征属性，在更具最优特征权重分配的计算方法得到一级特征属性的权重值；接下来根据一级特征属性检索出的实例集，对该实例集进行重要度和关注度高低的分解确定权重值，最终确定二级特征属性；同理以此类推，在已筛选出的实例集中进行更细致的检索，直到检索出最佳匹配实例为止。
3.4系统检索、复用、修正和保持、维护
以液压马达为例，根据上述方法建立CBR系统，现在对系统案例进行检索。首先建立液压马达设计流程图，首先选择一个案例类，然后描述推理目标即对需查询的液压马达相关参数进行描述，接着对液压马达设计的输入案例进行约束即对案例设定约束条件，最后确定案例，上述即为系统检索的步骤。针对检索后出现符合条件的案例进行分析，由此提供设计思路，同时在调取模型时可直接保存到指定文件中，即为案例的复用。若调取的模型数据不能满足当前设计需求，可人工对相应的几何案例进行适当的修改，或者在案例检索过程中对相似案例类矩阵进行修正。修正过程中系统会自动关联，在操作过程中需对修正的几何模型的案例进行保存，随着不断的修正、扩充、使用，系统中的案例煲揽苛扛傥护工具进行系统不断升级扩充过程中的维护。
4总结
本文针对CBR技术发展的概况，以工程机械快速设计和应用作为此次讨论的对象，重点讨论了CBR的技术原理，以及分析了快速设计的背景和其现实意义，然后基于此探讨了在CBR模式下工程机械快速设计并将其应用领域进行举例说明其实现的过程，充分展现了CBR技术在工程快速设计方面的优点，体现了CBR在案例推理方面的准确性和灵活性，以及CBR技术在未来工程快速设计领域巨大的潜力。
参考文献
[1]王琪.支持快速设计的智能夹具CaD系统关键技术研究[D].南京航空航天大学，2003.
工程机械行业概述篇2
关键词：工程机械；机械电子；节能控制技术
在党和政府大力倡导构建资源节约型社会的今天，工程机械若不做到节能化将难以适应当代的生产要求。现在，优化控制系统被广泛应用在工程机械施工作业过程中，以便更加有效的控制传输动力以及智能控制工程机械局部节能，其直接目的是为了实现更高效工作以及有效节约能源。事实证明，在工程机械当中运用电子节能控制技术，对于节省工程机械的能耗来说是具有重要的意义的。
1对“广义节能”的概述
对于工程机械来说，广义节能提出了四大性能要求，分别是效率、动态匹配、作业效率与不同功率流之间的有效配合。在工程机械当中，对其所有能量进行传输与改变的作用在于对外界做有效功。也就是将有效效率输送到外界。对于不同的工程机构来说，通常是不同的协同机构共同配合，其中两大要素直接决定着输出有效效率：首先是功率的传递效率，其次是不同功率支流之间的配合效率。如今，我们在进行节能控制的环节，通常是仅仅关注功率传输及对供需双方的功率进行传送上。但对于不同功率流之间怎样有效配合方面的研究还开展地较少。而作业效率，则是指在单位时间内，工程机械所完成的工作量，它通常同节能性成反比，所以对于节能型的比较，也必须建立在基于相同的功率的前提上。
2对工程机械功率流控制方面的分析
我们根据柴油机的工作方式，来探讨关于工程机械功率流控制方面的要点。基于能量转换的角度来说，工程机械在进行工作时，本质上便是把不同的能量形式进行转换、传递并进行对外输出。要想对节能方面进行讨论，首先必须对功率流进行剖析。在以柴油机为原动机的工程机械中当中，其输出动力全部源自于柴油当中的化学能。然后由柴油机将其转换为机械能，通过转矩与转速，最终传递给传动系统，完成对于基本能量的转换。现在，在柴油机当中，我们常用的节能手段有两种，分别是全程调速技术与电控喷油技术。它们能够显著提升柴油机的工作效率，使油耗得到降低。然后由传动系统吸取柴油机的机械能并将其进一步转换为机械能、流体动能或电能。在这个过程中，柴油机扮演着能量的供方角色，而传动系统扮演着能量的需方的角色。
3对工程机械全局节能控制系统的分析
客观地讲，我国受制于目前的工程机械技术水平，距离真正意义上的工程机械节能要求来说还具有一定差距。因此，建立在现有技术水平上是很难完全实现节能之目标的。这也成为我们现阶段亟待改进的地方。
3.1全局节能控制系统概述
环保、节能是我国当前提倡的口号，为了坚持可持续发展道路，我们应该不断研究出各种先进的节能技术。对此，全局节能不失为一条符合我国国情的合理方式。分析工程机械典型的功率流程，在构建基于广义节能的定义下的全局节能控制系统时，我们必须将研究对象着眼于整机与外界负载上，对以达到节能的效果。当我们对全程节能指标的概念进行分析，不难看出工程机械基于单位时间内单位油耗的工况而作出的有效功，一共参照了三大要素：协同作业、作业效率及传统节能的目标。而在这些目标当中，我们又可进一步将其划分为系统目标、部件目标与元件目标。它能合理地控制工程机械当中不同部件的协同作业状况，作业效率状况与能耗状况，以实现全局节能，达到节能减排的目的。
3.2其他技术概述
对于传统的节能控制来说来说，现阶段已经实现了局部最优的目标。要想在此基础上进一步取得突破和得到提高，我们可以着眼于三个角度进行入手：首先，对原有的固定参数功率匹配手段进行改进，这样不论处于任何工况都能够做到动态功率匹配。其次，运用作业模式识别手段，也就是基于不同作业模式的动态功率分配系统。再次，基于操作人员的操作意图，构建起基于不同操作模式的作业效率管理系统。为了实现以上目标，我们就要具体依靠于两种技术：全电控节能控制和分布式节能控制技术。其中，全电控节能控制技术是采用电控喷油柴油机、电比例液压泵、电比例控制阀与电比例液压发动机，基于全电控的能量传递条件，实现硬件功能的最小化。将硬件的通用化程度进行提升，使智能控制的水平得到有效提高。对于电控系统而言，其控制功能与专用功能的实现都依赖于系统软件，因此我们在开展机械操作的环节，要基于实时工况和操作意图来对于在线调节控制参数进行调整，使参数匹配做到柔性化，有效地提升节能效果。而分布式节能控制技术尽管能对于整机节能进行有效控制，但程序控制必须建立在对液压系统的实时压力信号进行处理的基础上。它要求控制系统能够迅速响应。而现阶段的技术水平在这方面还很难有效跟进。为了有效地克服这个缺陷，提升对机器运转数据的处理速度，我们需要开发出一款基于总线的液压泵控制器、液压阀控制器与发动机控制器。对这三种控制器均连接高速总线，使处理速度得到有效提高。对于发动机控制器来说，可以基于发动机的实时工况与用户的操作意图来改变发动机的喷油量，将处理数据传输到总线，并从中获取其他控制器的指令；而液压泵控制器、液压阀控制器也具备类似的操作，使控制信息在运算、传输方面的效率得到明显提高。
4结语
工程机械电子节能控制技术，能有效地降低工程机械在工作过程中产生的能耗，达到节能减排的效果，符合可持续发展的原则。对此，我们要努力克服现有的工程机械技术中的缺陷，开发出完善的工程机械电子节能控制系统。
参考文献:
[1]游阳林，唐世波.工程机械电子节能控制技术研究[J].山东工业技术，2017，1（15）：90-92.
[2]杨文刚.工程机械电子节能控制技术研究电器控制设计要诀[J].工业设计，2015，10（20）：101-103.
工程机械行业概述篇3
【关键词】造纸机械；旋转件；动平衡技术；现场
1引言
我国是最早发明造纸术的国家，随着时间的推移，造纸术在不断进行演变，从最初的人工造纸，逐渐转变为现代的机械造纸。造纸机造纸能够提高造纸的速率，降低人工成本，有利于我国造纸行业的发展。科技的快速发展，造纸机械也在不断进行升级，运行速度不断提升，造纸质量不断提高。
2现场动平衡技术概述与工作原理
2.1现场动平衡技术概述
造纸机械旋转件现场动平衡技术，主要是在机械维护过程中，不用进行机身拆卸，即可通过现代测控技术，对造纸机械进行性能检测。造纸机械旋转件现场动平衡技术，能够及时地发现不平衡问题，并且快速找出问题原因，从而有针对性地进行解决。随着造纸机械的不断升级，其内部结构不断发生变化，检测维修的难度也逐渐增大[1]。因此，提高了对现场动平衡技术的要求。对于结构比较复杂的旋转件，需要在动平衡机上面进行动平衡测试，确保各项参数满足要求后，再进行组装。造纸机械在使用过程中，若是速度发生变化，机身产生振动，会极大程度的影响造纸效率，增加维修成本。
2.2动平衡机的工作原理
造纸机械旋转件现场动平衡技术，能够在设备组装之前对不平衡性能进行测试，降低了设备使用过程中旋转件现场不平衡问题的发生概率，能够提高企业造纸生产效率。随着造纸行业的发展，旋转机械的性能不断提高，运行速度不断加快，结构也相对越来越复杂[2]。旋转机械的运行速度加快，其产生的离心力越大，越容易导致旋转件现场不平衡振动，影响造纸机械的生产效率。造纸机械旋转件现场动平衡问题，是目前造纸过程较为普遍的问题，需要有效地进行解决，从而去促进造纸机械的生产。造纸机械在动平衡检查过程中，主要是对转子的平衡进行检测。若是转子不平衡，不仅会导致机身发生振动，严重还会导致设备损坏，影响企业的经济效益。而造纸机械旋转件现场动平衡技术，能够有效的检查转子平衡参数，若是发现问题，可以采取对应的方法，消除或降低振源，从而去解决问题，提高造纸机械的生产效率。造纸机械旋转件现场动平衡技术，能够控制旋转件的振动在标准范围之内。若是旋转件的平衡转速大于转子支撑转速，此时平衡机的支承刚度下降，容易发生机身振动问题。
3造纸机械旋转件现场动平衡技术
3.1造纸机械旋转件现场动平衡系统的构建
造纸机械在使用过程中，经常会发生轴承失效、烘缸辊筒失衡等问题。为防止造纸机械现场不平衡现象发生，需要构建造纸机械旋转件现场动平衡分析系统，具体情况主要包括以下几方面：①科学的选择监测参数。造纸机械旋转件现场不平衡性能监测设备，需要具有较高的精准度，能够对测量型号的设备参数进行有效测定[3]。其过程主要是确定相位测量精度，以及振动的幅值。因此，现场动平衡系统，不必与测量旋转件实际接触，便可测量旋转件的不平衡参数。②科学的选择监测位置。为使得系统监测振动信息的准确性提高，需要合理的选择监测位置，确定正确的监测方向。尤其对于测量点的选择，需要具有代表性，能够与有关条件相符合。③系统需要根据被测对象，选择涡流传感器去测量非接触式轴相位移。利用脉冲测向法，确定转子的转速，从而去为轴振动、轴承振动的测量提供基础型号。系统对于传感器的安装，需要科学的设置测量平面与测量位置点，使二者处于合理的距离，再确定传感器的安装方向。造纸机械旋转件现场动平衡系统的构建，需要采用的设备主要有涡流位移传感器、RL-1光电传感器、24通道数据采集器等。软件系统的安装，主要是数据采集软件，以及不平衡数据分析软件等。系统对于磁座辅助支架的安装，需要结合现场的实际情况，在轴承座上科学的选择安装位置。若是磁座辅助支架的安装位置不当，会影响涡流传感器测量的准确性。系统对于传感器的布设，需要沿着传动侧与操作侧的水平方向依次进行布设，利用铝箔反光标签作为键相标签，顺着滚梯轴线的方向由上至下粘贴。观察纸卷渐变荷载与底辊的运行状态，从而去监测造纸机械旋转件的不平衡状态。若是发生振动问题，可以通过确定底辊不平衡的振动值，采取有效的解决措施，从而去维持动态平衡。造纸机械的动平衡测试，对于工厂生产非常重要，若是机械在使用过程中出现振动问题，不仅会降低生产效率，还会造成设备受到损坏，增加企业的维修成本。
3.2动平衡校验的技术方法
造纸机械旋转件现场不平衡问题，对于动平衡校验的技术方法，具体的操作流程如下：①合理的选择万向节传动轴与滚轮架，从而去确定转子轴颈的数值。②确定轴承之间的距离，通过测得的数值去调节支撑架之间的距离，注意确保支撑架与万向轮转动轴的连接有效，避免出现连接不牢靠现象。③转子需要合理的安装在支撑架上面，通过可逆扳手去调节转子的位置，使得转子的方向与万向节转动轴相适应。此过程需要注意检查同心度，确保同心度准确之后，采用螺栓紧固，从而完成转子的安装。④转子与万向节转动轴之间的连接，需要采用型号相同的螺栓，再进行安全罩的布设。⑤设置操作台的参数，确定对公差以及转数。⑥转数设定完毕之后，需要打开开关，通过转数按钮调节转速的速度，由低到高的顺序进行加速。当转速达到100r/min时，系统可以自动显示转速信息。若是转速超出标准数值，系统会自动对设备进行检测，从而去实时监控旋转件的现场运行过程，防止不平衡振动现象的发生。⑦通过多次测试与调节，能够有效的控制不平衡状态，合理的调整不平衡的参数，使得转子的转速保持在稳定的范围之内，从而去解决造纸机械旋转件现场不平衡问题。
4结论
综上所述，文章介绍了造纸机械旋转件现场动平衡技术概述与工作原理，从造纸机械旋转件现场动平衡系统的构建、动平衡校验的技术方法两方面去分析造纸机械旋转件现场动平衡技术。现场动平衡技术，能够在不拆卸设备的情况下检验旋转件的系统平衡参数，提高了工作效率，节省了不平衡测定检验的时间，能够提高造纸机械的生产效率。
【参考文献】
【1】吴镇江.造纸机械旋转件现场动平衡技术探究[J].科技展望，2015，25(03):40.
【2】路小芳，任陆军，成朋朋.造纸机械旋转件现场动平衡技术分析[J].科技展望，2015，25(10):56.
工程机械行业概述篇4
目前我们正处于科学急速发展的时代，对于新产品的要求更加高，而且对于机械生产上的可靠性越发重视。因为机械的可靠性直接关系到生产过程中的安全问题，如果生产过程中面临着安全的隐患，那么则很有可能造成生产事故。所以针对机械的可靠性设计上需要我们进行深入的研究，促进我国的机械设计水平可靠发展，从而实现了机械制造在国际竞争力以及对于机械的可靠性技术研发上的突破。另外机械的可靠性设计可以提升机械在国际竞争中的地位，它可以为机械在生产过程中提供安全的技术保障，为实现安全生产打下了坚实的基础。下面就机械可靠性设计过程中的内涵与递进进行论述。
1.机械可靠性设计的现状探究
所谓的可靠性主要是指产品在一定的环境条件下，可以在规定的时间范围内完成其相应的工作，具有很高的连续性和重复功能。可靠性设计是上个世纪被提及并且随着科学技术的发展该项技术也在不断的发生着变革。机械可靠性设计主要还是依据计算机的概率统计和随机理论，通过计算机完成结构分析，对该系统的可靠性进行运算。根究相关的研究表明，机械结构的设计可靠性是保障该机械稳定的主要因素，因此我们在进行机械的设计对于其可靠性的研究就显得非常重要。只有设计的可靠才能够确保机械在制造和安装过程中的安全，这样才能够有效的提升工业生产水平，从而实现产业化优化。
虽然我国对于机械的可靠性设计的研究已经取得了一些成就，但是这些的主要研究活动还是集中在学校的研究上，难以在实际的工作设计领域进行研究，即研究仅仅属于理论上的研究，而实践上的研究明显还不足。我国在机械的可靠性设计上的研究还是与世界先进水平存在着差异，亟需我们努力对其进行改善，实现理论实践共同发展。我国的机械可靠性设计无论是管理还是技术应用上都还存在着不足，管理上没有建立起相应的管理体系，而技术的应用则也没有进行推广和创新使用，形成这些问题的关键主要是对于可靠性理论的一些研究实践短，并且没有广泛的传播，综合各个方面我国的机械可靠性设计明显不足，需要我们不断进行努力，从而实现我国的机械可靠性稳步发展。
2.机械可靠性的常用设计方法
2.1.基于概率方法的机械可靠性设计
概率设计方法主要是以概率设计作为理论指导，然后形成的一种机械设计的零部件和构件的设计方法。概率设计时，需要对原材料的强度、大小、性能等进行概率统计分析，接着对其采用干涉模型进行计算。设计过程中要在干涉模型的帮助下完成对随机变量的计算，实现零部件可以达到预期的可靠度指标。概率设计方法可以保证机械的可靠度，此种设计方法并不是以最小强度大于最大应力作为指标，而是通过概率描述应力和强度分布。采用概率设计方法可以有效的克服传统方法中由于应力和强度之间变化而产生的可靠性缺陷。概率设计在机械可靠性中的应用可以满足定量的可靠度要求，其主要是由于此种概率设计方法可以预见性的承认了零件故障的问题，并且可以对零件的故障给予正确的解释。
2.2.基于稳健性的机械可靠性设计法
所谓稳健性机械可靠性设计是以统计学作为分析的基础，然后尽可能的保持该产品的性能稳定性。还可以最大限度的提升产品的使用时限，那么我们在进行设计过程中就要考虑到制造过程中和使用过程中外界参数对于产品的影响。对于产品本身存在的结构问题、参数问题进行预见性解决。稳健性设计可以用于衡量机械制造的可靠性，以及产品对于用户造成损失的大小。所谓的损失主要是指实际功能和预期目标的偏差，偏差越大则用户的损失也越大，那么该产品的质量也就越差。采用稳健性设计方法具有明显的缺陷，从理论上看，此方法是成立的，但是从技术上来分析，该方法难以实现且经济实用性较差。稳健性设计方法则是融合了多种技术，可以对产品进行改良和完善，并且对于机械产品的可靠性提升更高。
3.可靠性设计优化对策
机械产品的生产最为重要的环节就是设计环节，如果设计不过关，那么该机械产品就没有生产的必要，从盈利的角度来看，只有通过优良的设计，生产出可以提升效果、提升生产安全性的产品才具有立足之地。否则设计不优良、设计难以说服投资之人，那么这种机械产品的生产会被搁浅。因此面对当前日新月异的科学技术时代，不断将科学技术用于生产力的提升上，从生产材料的营运、发展新的机械生产技术，势必会接替落后的机械制造产品。因此在机械可靠性设计的优化上首先要对设计的方案进行优化，其次则是对机械制造的产品质量进行跟踪保障，不断以服务质量来占据市场，赢得商家的青睐。最后机械产品可靠性设计的优化，还需要对设计的完善度进行优化，因为这样才能够对成本进行控制，对于机械产品的质量和成本进行控制。从而为市场提供优良的机械产品，按照市场的调查来改良设计的方法，不断通过提升设计效果以及运行效果来促进机械产品的可靠性设计。
4.总结
随着当前科学技术的稳步发展，不断将机械设计的可靠性纳入到最基本的设计要求之中，从而实现了对机械产品质量的提升，切实有效的运用先进的计算机技术，不断实现数学规划与计算机科学技术联合使用。机械优化设计过程中需要针对可靠性设计方案进行合理优化，希望通过优化方案来改善在机械可靠性设计过程中的一些问题，采取必要的解决措施，来推动机械可靠性设计的发展。
参考文献：
[1]张义民.机械可靠性设计的内涵与递进[J].机械工程学报，2010，14：167188.
[2]张义民，黄贤振.机械产品研发的可靠性规范[J].中国机械工程，2010，23：27732785.
工程机械行业概述篇5
【关键词】控制工程；机械电子工程；鲁棒控制技术；模糊控制技术
机械电子工程在我国快速发展背景下，得到一定进步与完善，并且在很大程度上促进呢我国社会的进步与发展。为促使机械电子工程能够得到进步，可以将控制工程应用在其中。控制工程主要是通过加强对先进技术的应用，促使机械电子工程能够逐渐朝着智能化与自动化方向发展，从而更好完成各项工作。但从实际控制工程的应用中不难看出，控制工程的优势并没有得到充分发挥。所以，本文将针对控制工程在机械电子工程中的应用相应内容进行阐述。
1控制工程与机械电子工程基本概述
1.1控制工程基本概述
控制工程通常情况下主要是指，将工程理论与先进计算技术进行有机结合，从而形成的一种新型技术概念与理论。控制工程的主要工作内容就是，能够将自动化技术中存在的问题更好解决，避免问题影响范围的进一步扩大。在控制工程应用水平的提升，需要保证工作人员能够具备较强的专业能力与综合素养，促使控制工程的应用范围能够得到拓展。随着科学技术的不断进步，控制工程也将会得到一定完善，为相关行业的发展打下良好基础。
1.2机械电子工程基本概述
机械电子工程从实质上而言并不是独特的工程内容，一般情况下，机械电子工程会使用模块化的技术处理方式，这样可以实现对系统的有效控制。机械电子工程可以在很大程度上将构造较为简单的系统，减少在整体机械电子工程占据的总面积，使得整个系统的性能与功能得到完善[1]。除此之外，随着我国机械电子工程的进步与发展，促使机械电子工程系统控制水平能够得到不断提升。为能够与当前生产工作相适应，机械电子工程的工作流程与操作流程也将会变得更加复杂化。基于此，为保证各项生产工作的有序进行，需要工作人员能够对机械电子工程的特点进行明确，同时与先进计算机技术进行有机结合，保证工作人员能够对整个系统进行有效控制，使得各项工作能够有序进行。
2控制工程在机械电子工程中的应用
控制工程在机械电子工程中的应用，本文主要从鲁棒控制技术、模糊控制技术应用两方面进行分析与研究。
2.1鲁棒控制技术的应用
在控制工程中鲁棒控制技术是其中的重要组成部分，在机械电子工程中，能够将自身的控制作用充分发挥。鲁棒控制技术一般情况下主要是指，将控制器作为载体展开相应的控制工作，在控制器的设计过程中，要按照相应的性能指标展开，这样才能将控制中存在的问题更好转化并解决，将复杂问题转化为简单问题[2]。在整个控制系统中，鲁棒性的特点通常情况下会体现在，当外界出现干扰源时，能够保证整个系统的安全稳定运行，不会受到干扰源影响。鲁棒控制系统具备较强的稳定控制作用与特点，所以，在机械制造领域中得到广泛应用。比如，在柔性臂的制造过程中，为促使系统能够实现对柔性比会定的控制。那么在鲁棒控制器的设计中，通常会采取滑膜变结构，滑膜变结构能够将Hx控制理论进行充分利用。在这一过程中，还需要进行计算，在计算时采取补偿控制算法方式，使得电子机械工程能够安全稳定运行，保证各项工作的有序进行。
2.2模糊控制技术的应用
在整个机械电子工程工作的开展中，会涉及到许多不同的工作步骤与工作内容。这就需要工作人员在实际工作中，能够进行繁琐操作，为工作人员带来很大工作量与工作难度。而且在这一过程中，一般情况下会采取传统的控制方式，在机械工程建模构建中，对工作的展开产生制约。基于此，为保证机械工程的工作流程能够得到简化，不仅要依靠传统控制方式与模型，这远远不够，并且达不到应有的效果。需要将模糊控制技术应用在其中，模糊控制技术能够将原本较为复杂的问题更好解决[3]。在传统控制中，需要对实际工作情况进行分析与研究，采集其中的数据信息，这样才能使得模型构建的精确性得到保障。模糊控制技术相较于传统技术而言，可以不需要对数据信息进行分析。工作人员在实际模糊控制技术的应用中，只要将输入量的偏差能够被控制在合理范围内。模糊控制技术的优势能够被充分发挥，在机械电子工程中能够得到广泛应用。通过对模糊控制技术的合理应用，保证各项工作的顺利展开。
工程机械行业概述篇6
关键词：工程教育认证；模块；工程能力；权重
一、引言
我国高等院校培养出的工科技术人才总量居世界前列，但我国工程教育还没有使企业和学生满意，主要表现是，学生工程意识较弱，实践能力较差[1]。开展工程教育认证，一方面给我们带来新颖的育人理念，另一方面有助于我国未来工程专业毕业生获得国际执业资格。对于机械设计、制造及自动化专业来说，准备和通过工程认证，是学校培养合格机械工程师的有效保障，就是要以国家机械类工程教育专业认证标准为指针，对该专业的培养目标，教学理念、教学内容、教学方法、评价机制等方面进行相应的改革。
二、工程教育认证与“模块化”教学改革理念
工程教育专业认证就是工程技术行业的相关协会连同工程教育者对工程技术领域相关专业（如机械工程、土木工程）的高等教育质量加以控制，以保证工程技术的从业人员达到相应教育要求的过程[2]。工程教育认证是对工程教育最低标准的检查，保证未来工程师从业人员获得质量可靠的，与其职业发展密切联系在一起的专业教育，促进了工程教育的职业化和专业化，保证了工程教育与工程师职业密切联系，促进工程界与教育界密切联系[3]。其核心理念是，工程教育要以学生学习成果为目标导向，通过有力引导，确保工程专业毕业生达到专业认可的既定质量标准要求，这就需要将学生的培养目标和毕业出口导向要求放在极其重要的位置，以此做为合格性指标，推进工程教育工作。具体到专业课体系设置乃至每门课程安排，其要求和内容应把学生放在教学主体地位，围绕学生能力培养，以学生能力的全面提升为目标导向来组织和持续改进[4]。德国高等教学中“模块module”通常由几个相关联的教学课程组成，一个模块构成一个相对独立的教学单元[5，6]。模块以培养学生的能力为目标，不过分强调学科的知识性和内在逻辑性。德国应用科技大学把能力分成三类，即专业能力（与专业相关的知识技能储备）、方法能力（用恰当方法解决实际问题的能力）、社会能力和自我能力（交际能力、团队精神、自学能力）。为了实现不同的能力可采取不同的教学活动，要有讲座课、研讨课、练习课、实验训练课、项目教学课、学生自学等。为了实现专业能力，多使用讲座课，而实现方法能力、社会能力和自我能力多采用研讨课、练习课、项目教学课等不同形式的教学活动。国际工程认证与德国高等教育“模块化”共同的教育理念是，把学生放在教学的主体地位，以学生的能力培养为主要目标，而专业认证更加注重学生的培养目标与学生学习成果的达成度，更加强调持续改进性。
三、面向工程认证的模块化教学改革探讨
（一）专业培养目标、毕业要求及课程模块化整合
通过走访用人单位，分析了机械行业对机械设计、制造及自动化专业人才的需求，及本地区的特殊需求，提出了本专业培养目标及毕业要求。其中，专业培养目标是学生经过五年的学习之后所达到的要求。该专业培养目标是，培养德、智、体、美全面发展，具有较高的思想道德、文化修养和较强的工程实践能力及创新精神，具备机械设计、制造、自动化基础知识及其应用能力，能在复杂的机械工程及相关领域从事机械设计、制造、技术开发、设备维护、生产管理等方面工作的工程应用型人才。针对培养目标，我们提出了学生毕业时达到的要求，即毕业要求。毕业要求共有7条，关于机械设计制造我们提出这样的毕业要求：能运用机械设计制造原理，正确理解和绘制复杂的机械加工零件图、产品装配图及加工工艺过程流程图，并综合分析经济、社会及相关工程因素，使用计算机进行复杂机械产品的辅助设计和制造。鉴于上述毕业要求，分析了从事机械制造领域工作的毕业生应具有如下几方面的能力。1.从事机械制造工艺规程编制与实施的工作能力。2.从事工艺工装的设计制造工作能力。3.对机械制造装备进行设计、维护、改造的能力。4.运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料的能力；运用计算机进行辅助设计、制造的能力。围绕上述能力，我们对教学内容进行了模块化重组，把切削原理与刀具的内容与数控技术中数控编程并入机械制造技术i模块，而把数控机床的电控内容并入机械制造装备及其控制模块内容。这样处理的好处是机械制造i、机械制造ii模块以编制机械制造工艺规程为主线，系统介绍了编制工艺规程所需要的知识，包括数控加工知识，从而大大提高编制工艺规程能力[7]。
（二）细化可评测的学习目标
机械制造技术模块的学习，有助于学生具备从事机械制造方面工作的能力，对专业培养目标及毕业要求达成，做出自己应有的贡献。为了实现上述能力，比如能从事机械制造工艺规程的编制与实施的工作能力，提出了如下学习目标及其权重值，如表1所示。目标要求2、3对于学生提高从事机械制造工艺规程的编制与实施的工作能力含权值较高。另外，编制工艺规程所需的基本概念，主要指工艺过程及其组成，生产纲领、生产类型、零件结构工艺性等问题，目标的实现，不是死记硬背，主要体现在能在实践中灵活运用，因而学生的实践能力，分析问题和解决问题能力也是也是很重要的。
（三）围绕学习目标设计学习任务和学习活动
根据学习目标的权重值，设计不同的学习任务及学习活动。对于权重值较高的学习目标，可以通过讲课、作业、实验、实习、项目驱动来达到目标要求。对于表1中含权值较高的学习目标，牵涉的概念较多，比如工序基准、定位基准、限位基准、粗精基准选用原则及工艺路线安排原则等。这些概念，大多都是在实践中进行的总结及理论提升。学生大部分来自学校，实践经验不足，对上述概念原则无法理解，因此会感到枯燥乏味，只能死记硬背通过考试，达不到学习目标要求。为了达到学习目标，除了讲课、作业等正常教学活动以外还可以通过以下教学活动来解决。1.夹具拆装实验。夹具拆装实验就是把学生分组对某个夹具及其工件进行测绘、组装，并画成相应的装配图。通过该实验，学生对夹具的功能、组成有所了解。尤其对定位元件及其作用有了较强的感性认识，加深对工序基准、定位基准、限位基准概念的理解，同时对精基准选择原则中基准重合原则有了直观的了解，锻炼学生的实践能力，促进了学习目标2达成。2.实习，项目驱动教学。机械制造技术模块中的工艺规程编制这一章的内容，大部分是如何编制的规则，如果在教学中照本宣科，学生无法理解，只能死记硬背通过考试，无助于提高学生的工程能力。因此，我们以项目驱动方法来完成教学。所谓项目驱动教学法，是指在教学过程中，以项目的展开为主线，将相关知识点融入到各个项目环节中去，进行层层推进，安排学生分小组围绕工程项目进行讨论，协作学习，最后通过共同完成项目的情况来评价学生是否达到教学目的的一种教和学的模式。为了达到使学生具有编制工艺规程的能力这一教学目的，使学生置身于工作现场中，以一个典型零件的工艺规程编制为项目，通过学生自主、互动学习编制工艺规程有关的理论知识，例如，加工零件粗、精基准的选择，加工工艺路线制定等理论，在老师的指导下，以学生为主，来完成该项目。通过教学实践，发现该种教学方法的特点是，由以教师为中心转变为以学生中心，由以教材为中心转变为以项目为中心，学生能真正理解编制规则，提高编制工艺规程能力。
（四）评估实际学习效果
通过不同的学习任务和学习活动，来促进学习目标达成。要想合理评估学生的学习效果，必须有一个正确的学习效果评价标准。过去只是以考试或者项目报告书作为评价标准，而不考核全过程，导致学生项目报告互相抄袭，考前重视背诵讲义内容，没有达到提高学生工程能力的目的。我们以考核学生的全过程作为学习效果评价标准，现推出一种n+2考核方法，n里面包括项目、论文、测验等多种考核方式，占总成绩的50%，平时笔记占10%，考试成绩占40%，考试成绩不超过50分或过程考试不及格，最终成绩均不及格。这样，不是以考试成绩作为最终成绩，使学生对过程更加重视，有助于提高学生的工程能力，考试中围绕学习目标及含权值出题目，题目源于各个教学环节，很多试题答案并不唯一，重点考查学生的工程能力及迁移能力。
（五）反思与持续改进
通过一学期的教学实践，学生对机械加工路线拟定掌握并不十分理想，平均得分较低，未达到预期的教学效果。究其原因，该部分内容是教学难点，学生在对口工厂实习机会较少，对加工手段认知较少，另外，学生的识图能力较差。下学期准备增加加工手段视频播放，以弥补学生的现场经验不足；和机械制图老师沟通，多进行识图方面的训练。
四、结语
通过上述面向国际工程认证和模块化教学改革的研究，我们得到如下结论。1.以工程教育认证及“模块化”教学理念，分析了机械设计制造及自动化专业培养目标及毕业要求，提出了从事机械制造领域工作所应具备的能力，并对教学内容进行模块重组，打破了学科的界限，突出学生工程应用能力培养，从而更容易促进培养目标及毕业要求达成。2.围绕某一工程能力的提高，提出了不同的学习目标及权重值，根据权重值不同，设计不同的教学活动，以加强学习目标达成；围绕不同的学习活动，提出了过程考核的考核标准，考试题目源于各个教学活动，以考查学生是否达到相应的毕业要求。3.围绕着工程认证所进行的教学改革，虽取得一定成绩，但也存在一些问题，学生的实践认知能力有待进一步提高，学生的识图能力较差，学习主动性有待进一步加强。在以后的教学中，我应继续深入研究，持续改进。
参考文献：
[1]曹小宇,幸继红,谢方平等.机械设计及自动化专业工程教育认证实践[J].农业工程,2014,4(5):93-95.
[2]陈文松.工程教育专业认证及其对高等工程教育的影响[J].高教论坛,2011,(7):29-32.
[3]韩晓燕,张彦通.工程教育专业认证制度及其对工程教育的影响[J].大学研究与评价,2008,(1):86-89.
[4]万林林,伍俏平,郑朝晖.工程教育认证下机械制造装备设计课程改革[J].当代教育理论与实践,2015,(4):40-42.
[5]宿静瑶,汪木兰,曹雪虹等.德中应用高校机械类本科专业模块化教学体系比较研究[J].中国现代教育装备,2013,179(19):89-92.
[6]张鸣放,窦力军,于雷.中德应用型大学课程设置比较分析[J].高教研究,2011,(6):50-55.
工程机械行业概述篇7
【关键词】可靠性设计；机械产品；设计原则
机械产品大多是众多学科交叉的高新技术的载体。能否保证产品在运行过程中的安全可靠是机械产品竞争的焦点，这种竞争主要体现在产品可靠性的竞争，可见“物美、价廉”必须以可靠性工程作为后盾。我国机械产品的可靠性设计水平与国际先进水平相比还有相当大的差距，这已成为制约我国机械工业迅速发展的瓶颈，造成企业开发的产品质量的先天不足，使“质量第一、质量取胜”的经济战略方针在机械产品中难以充分体现。随着我国加入世界贸易组织，机械产品强制认证制度的推行，企业应该保证投放市场产品的质量，这种激烈竞争的状况将使政府部门和企业清醒地认识到可靠性工程在机械产品研发过程中的重要性。
1.机械可靠性简述
1.1定义
可靠性的定义：所谓可靠性是指“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。
1.2发展
可靠性技术的研究开始于20世纪20年代，在结构工程设计中的应用始于20世纪40年代。可靠性技术最早应用在二战末期德国V-Ⅱ火箭的诱导装置上。德国火箭研究机构参加人之一R.Lusser首先提出了利用概率乘积法则，把一个系统的可靠度看成该系统的子系统可靠度的乘积。自从1946年Freuenthal在国际上发表“结构的安全度”一文以来，可靠性问题开始引起学术界和工程界的普遍关注与重视。
当前，在确定性有限元基础上发展起来的随机有限元法已成为对随机参数结构进行不确定分析的十分有效的数值方法。张义民等应用随机有限元法和一阶可靠性技术对随机结构可靠性问题进行了研究，开辟了以一次二阶矩法、摄动技术、有限元理论和实用概率统计学为基础的现代结构可靠性分析与设计理论的新途径。
2.机械系统可靠性设计的特点
所谓机械系统可靠性设计指的是设计时就使机械产品具备于规定的时间中，在规定的使用条件下，完成所规定性能的能力与性质。
2.1机械系统可靠性设计预计困难
机械产品具有复杂且多变的失效机理和准确、完整的数据尺寸要求，这导致了机械系统的可靠性较难预计；由于建立机械系统的可靠性模型具有一定的难度，多数依据机械系统可靠性模型的预计手段也难以运用于机械系统可靠性的预计之中。
2.2机械系统故障模式多样化与复杂化
机械制造的材料、具体的结构、载荷的性质与大小对机械系统的故障具有极大的影响，故障模式彼此之间还具有一定的关联性。
为了实现一致的功能，机械结构常采用不同的形式，以达到改变机械产品中关联零部件应力的目标，这就使机械系统可能出现的故障形式多样化。机械故障可引起机械产品损坏、失调、泄漏、老化、堵塞等状况。由此可见，机械的零部件可出现多种故障模式，同一种故障也有可能在不同的部位出现，这大大增加了机械系统故障模式分析的难度与复杂度。
2.3机械零部件通用化与标准化程度低
多数零部件的非标准化导致大部分零部件存在功能与结构上的差别。机械系统设计人员在进行设计时，应当依据其具体的结构、负荷性质及几何尺寸等要求进行零部件的设计。但机械系统可靠性设计由于缺乏制造材料与载荷分布的准备数据，无法编制出具有实用性的机械零部件故障准则。
2.4机械零部件的故障具有不确定性，既有偶然性故障，又有耗损性故障
机械零部件故障分为偶然性故障与耗损性故障2种类型。耗损性故障多与机械的磨损、疲劳以及侵蚀和老化等因素密切相关，是一个渐变的过程。机械的故障率可以用时间的函数表达出来，机械渐变性的失效一般是以极限状态准则加以判断的。电子元器件则以偶然性故障为主，与耗损性故障有着极大的不同，因此用故障率作为常数构建数学建模，对电子元器件进行描述也受到了一定局限。所以为延长机械产品的使用寿命，应当对其进行耐久性设计。
3.机械系统可靠性设计的原则
3.1传统设计和可靠性设计相结合
机械系统传统设计具有安全系数直观、设计简单、易于掌握和设计的工作量较少等优点，且多数情况下能够确保机械系统的可靠性。所以，在对机械系统进行可靠性设计时不可完全摒弃传统设计方法。目前，机械系统可靠性设计较为实际的操作方式是先以传统设计方法对机械的零部件材料、结构、尺寸等加以确定，然后依据与之相应的模型对其可靠性进行定量计算，倘若还不能满足预计的可靠性需求，则可修改机械的结构、尺寸甚至是更换材料，最后再对其进行可靠性的校核，直到能够满足需求。
3.2定性设计和定量设计相结合
由于定量设计无法完全解决机械系统可靠性的问题，故对那些难以定量计算的机械零部件要进行可靠性的定性设计，以获得更加合理与有效的解决方案。所以机械系统可靠性设计工作中，必须将定性设计和定量设计结合起来，先对其进行FmeCa（FailuremodeeffectandCriticalityanalysis）和Fta（Faulttreeanalysis）等分析，找出机械系统当中的关键件与重要件，对产品和零部件存在的重要故障模式以及失效机理进行确定，而后根据不一样的故障模式和失效机理进行定量抑或是定性设计。
3.3可靠性设计与耐久性设计相结合
机械系统应当具备可靠性与耐久性，所以在进行可靠性设计的同时，也应当进行耐久性设计。可靠性设计主要解决的是机械的偶然性故障，而耐久性设计主要解决的是机械的渐变性故障。
4.结语
现在可靠性设计技术越来越受到各行各业的重视，同样可靠性设计技术也应该是我国机械工程学科与行业迅速发展和十分重要的研究方向之一，这种研究可以帮助工程设计人员合理地建立产品的安全容限和控制随机参数对产品安全的影响，使产品的预测工作性能与实际工作性能更加符合，得到既有足够的安全可靠性，又有适当经济性的优化产品。我国在机械可靠性设计领域所取得的相关研究成果吸取了其他学科可靠性工程的优秀研究成果，如：数学力学，土木建筑等。应用这些研究成果对机械产品进行可靠性设计，可以节省大量的人力、物力和-财力，可以提高设计水平，缩短设计周期，对合理安排试验项目，验证可靠性设计的合理性，指出产品的薄弱环节有着重要的作用，可以节省材料，加强质量，减少能耗，降低成本，有显著的经济效益和社会效益。我们团队应用所提出的广义随机有限元法和广义随机摄动法等方法，结合现代数学力学理论，给出了机械产品的可靠性设计、动态可靠性设计、可靠性优化设计、可靠性灵敏度设计和可靠性稳健设计方法，并研制出了机械可靠性设计的实用软件库，可以为机械行业提供可靠性分析与设计的技术服务。
【参考文献】
[1]可靠性设计、试验与设备[J].电子科技文摘，2006，（12）.
工程机械行业概述篇8
关键词：四维系统；空间模型；评价体系
水利水电工程的施工包括土建工程施工和机电安装工程施工，两者之间要相互协作，相互配合，才能在确保施工质量和安全的同时保证按期完工。总之，应根据工程的实际情况，制定切合实际的施工方案，处理好施工过程中的各种关系，相互配合，按质按量按时共同完成施工任务。
1.工程背景简述
大型水利水电工程施工场地布置复杂，施工场面宏大，参加的施工人员、机械设备、施工班组多，施工作业面相互干扰大，安全隐患因素多。特别是修建在狭窄河谷上的水电工程往往混凝土浇筑方量非常巨大，施工作业面上施工机械布置十分密集，大量采用大型或超大型塔带机、门塔机、缆车等混凝土运输设备，这些设备又与混凝土仓面施工设备形成了立体交叉的繁忙施工场面；而且这些设备均为大坝施工关键设备，具有施工强度高、群机工作环境复杂、设备备用系数低等特点。这些现代化大型机械设备对加快大坝施工速度、缩短建设工期提供了重要保证，同时也给施工场地的安全布置和施工设备的安全规划带来了巨大挑战。通常这些设备在施工过程中呈立体交错布置，彼此的工作范围多有重叠现象，交叉作业频繁，如果疏忽管理，将会发生一些意想不到的事故，轻则造成设备损伤，重则造成设备报废、人员伤亡。因此，对施工场地的安全和危险度进行分析评价，科学合理进行施工总布置的安全规划，充分利用有限的施工空间，制订合理的施工设备布置方法，可为施工操作提供安全的施工空间，为施工作业节省时间，能有效减少或避免重大安全事故和安全问题的发生。本文将时间、空间和运动分析理论引入大型水利水电工程施工机械安全规划问题的分析中，建立了一种完整的施工机械设备安全规划的理论体系。
2.施工机械作业空间划分
参照项目质量管理的理论体系和方法，水利水电工程施工安全事故的影响因素也可以从5m1e过程进行分析研究，即认为施工过程中，影响安全生产的基本因素由人员、机器设备、原材料、方法、测量和环境组成，并构成了水电施工安全生产的基本保障体系。任何安全事故均是这些要素因为偶然性原因或系统性原因使安全状况出现变化，导致安全事故的发生。
水利水电工程施工机械作业过程中，人、机、料、环作为危险因素的作用主体，可以用来分析施工机械规划布置的安全合理性。对于水利水电工程施工机械的安全布置问题，可以把空间看成由人－机－材－环构成的整体，针对施工作业行为的动态过程则可以把水利水电工程施工看作是时间影响下的人－机－材－环四维系统。
因此，施工机械布置及施工机械作业安全危险性分析，可以看作是人的空间、机的空间、料的空间、作业环境空间随时间变化情况下的运动分析问题。人的空间是指施工人员所需要的作业活动空间和安全避让空间，机的空间是指施工机械设备的作业活动空间，料的空间是指施工作业工作面上物料摊铺、堆放和存储的空间，作业环境空间是施工作业面能够提供的约束空间。施工作业时空及运动分析的概化模型见图1。
图1 施工作业时空及运动分析概化模型
3.施工机械设备安全规划理论体系
3.1 安全规划分析的空间模型定义
为便于对施工机械安全规划过程中的空间进行管理，可以把空间分析对象定义为实物空间、安全防护空间和约束空间。实物空间是指在施工过程中的施工对象自身的几何尺寸决定的空间。实物空间中，大部分不随时间变形，只是空间尺寸出现变化，但也有随着施工活动的开展，其在空间尺寸上是动态变化的，如施工完成的建筑物，随着工程的进行其空间尺寸会动态变化；实物空间用Vm表示。安全防护空间是指水利水电工程施工过程中，为保证施工安全，在各施工对象实物空间基础上，按照有关安全防护技术规范各作业对象满足自身安全运行的空间；安全防护空间用Vp表示。约束空间是指提供给施工作业的环境空间，约束空间用VC表示。
为同时反映施工过程对空间的影响，可以把空间对象定义为静态空间和动态空间，动态空间反映了施工活动考察期内的空间变化过程。静态空间用VS表示，动态空间用VD表示。
空间定义层次关系见图2。
图2 施工空间层次关系图
3.2 施工空间的定量描述
定义如下功能函数，对施工作业对象的t时刻的所占用的空间Vt进行描述，即
Vt＝F(x，y，z，R，h，t) 。(1)
式中：(x，y，z)表示施工对象所占用空间的位置；(R，h)表示施工对象所占用的圆柱状包络空间的大小。
显然时间段Δt内的空间为施工对象的动态空间，可用考察期时间段内各时刻点所占用空间的交集表示。
3.3 施工空间相互关系的定量描述
施工作业活动进行期间，施工作业空间对象随时间不断变换位置，同时部分对象动态空间的大小和性状也会不断变化，如施工机械的动态作业空间可用其圆柱状包络面的位置发生变化进行定量表示(见图3)。
图3 施工机械作业空间定量表示
但是，不管施工作业对象的位置和大小如何变化，任意空间总是可以定量或定性的描述为相邻关系或搭接关系。用数学关系表示即为对于任意施工对象V1和V2，如存在V1∩V2＞0，则认为空间对象V1和V2之间存在搭接关系，表示该施工作业活动中存在共享空间安排施工的情形；如存在V1∩V2＜0，则认为空间对象V1和V2之间为相邻关系，表示
该施工活动各自占用不同的施工空间。
用空间对象的距离关系表示，则对空间对象V1t(p1(x，y，z)，S1(R，h)，t)和V2t(p2(x，y，z)，S2(R，h)，t)。p1，p2为施工空间对象V1和V2的形心点；S1和S2为施工空间对象动态作业的圆柱状包络面。如果对象之间的距离存在
(2)
则认为空间对象V1和V2之间为相邻关系；如存在
，(3)
则认为空间对象V1和V2之间为搭接关系。式中，
(4)
3.4 施工空间对象的投影转换
水利水电工程施工机械设备布置往往是从三维空间的合理利用来进行考虑的，但是安全事故的发生与施工对象在施工作业面的投影工作面息息相关，如高空坠物危险最终导致的是施工作业面上的人机伤害事件，机械垮塔导致的是机械倒塌覆盖面内的地面施工作业面的人机伤害事件。为便于分析施工场地的安全影响，我们把施工对象所占用的施工空间对象投影至施工工作面进行综合考虑。进行投影转换时，空间对象和平面投影采用同一坐标系，且所有空间对象均投影至同一水平面(见图4)，根据施工空间定量描述，同理空间对象的投影可以表示为St＝St(x，y，R，h，t)＝St(x，y，R，t)。按照施工空间定义层次关系，可将各施工空间对象投影获得的施工工作面分别定义为静态实物工作面SSm、静态安全防护工作面SSp、动态实物工作面SDm、动态安全防护工作面SDp和约束工作面SC。同时，对应施工作业模型概念，可以把施工作业对象所占用的投影工作面分别分解为人的工作面、机的工作面、料的工作面和约束工作面。
4.施工机械安全规划评价体系
4.1 施工作业对象的安全判别标准
按照施工空间相互关系的分类以及施工作业对象的投影工作面定义关系，可以认为施工作业对象(人员与机械之间、机械与机械之间、机械与材料之间等)在考虑国家强制性文件规定的安全防护空间后，如果存在作业面投影上的相邻关系，则认为该场地发生安全事故的概率很小，以致可以忽略不计。如果是两个作业对象实物空间投影满足相邻关系，但安全防护空间投影存在搭接关系，则认为存在安全事故隐患；如果2个作业对象实物空间投影存在搭接关系，则认为该工作无法完成或存在高事故安全隐患。
按照上述定义，假定某施工作业面存在施工机械对象01和02，其实物空间和安全防护空间施工作业面上的投影为Sm1(x1，y1，R1，t))、Sm2(x2，y2，R2，t)和Sp1(x1，y1，R′1，t)、Sp2(x2，y2，R′2，t)，可得到施工场地内施工机械安全判别标准：
施工作业活动安全性高，施工机械对象01和02满足下式：
(5)
其中，
(6)
施工作业活动存在不可忽略的安全事故隐患，施工机械对象01和02满足下式：
(7)
施工作业活动安全隐患高，施工机械对象01和02满足下式：
(8)
施工场地内施工机械安全评价标准
设施工场地内施工约束工作面为SC，约束工作面内实际可供利用工作面为SUC。
i个施工人员的施工作业静态实物工作面为SiSm－p；第i个施工人员的施工作业动态实物工作面为SiDm－p；第i个施工人员的施工作业动态安全防护工作面为SiDp－p。
第i个物料等附属设施占用静态实物工作面为SiSm－m；第i个物料等附属设施占用动态实物工作面为SiDm－m；第i个物料等附属设施占用动态安全防护工作面为SiDp－m。
第i套施工机械设备静态实物工作面为SiSm－e；第i套施工机械设备投影动态实物工作面为SiDm－e；第i套施工机械设备投影动态安全防护工面为Sipm－e；第i套施工机械设备单次循环施工作业时间为tie；第i套施工机械设备单次循环占用施工工作面的作业时间为tiUe。
记第i套施工机械设备工作能力为Qie，施工机械单次循环施工作业时间tie，第i类施工机械所需完成工作作业强度aie，则高峰期内该类施工机械循环工作次数为
(9)
考察施工作业面上所有施工对象：
如存在
(10)
则认为考察期t内给所有施工设备分配安全工作面，就能完成该项工作，所有施工机械能通过合理安排做到施工设备两两相邻。说明施工场地内机械配置合理，施工场地布置基本总体是安全的，且在不影响安全前提下存在加快工程施工进度的可能。
如存在
(11)
且
(12)
则认为考察期t内通过安排施工机械交叉作业能够完成当前计划任务。但由于施工机械施工过程中安全缓冲区存在交叉搭接情况，因此施工过程中存在一定安全隐患，其施工过程中应充分重视对施工机械设备的联合调度。
如存在
(13)
且
(14)
则认为考察期t内通过安排施工机械交叉作业情况频繁，施工机械施工过程存在设备之间的交错情况，因此施工过程中存在较大安全隐患。
如存在
(15)
则认为当前选用的施工机械设备不能满足当前施工强度要求，也不能保证工程施工安全。
4.3 施工机械布置安全评价指标为有利于对施工机械布置方案进行调整，找出耗用施工场地时空资源的主要因素，可定义施工场地内施工机械的时空重要性识别指标wi如下：
(16)
或
(17)
当机械布置不合理时，通过对比时空重要性识别指标，可以找出影响施工安全的主要机械设备，然后结合施工进度安排，通过调整该设备的具体运用计划，可以达到提高施工场地安全性的目的。同时通过建立施工机械设备时空容积率指标R，可以得出施工场地施工设备安全规划评价指标，施工机械设备时空容积率指标由式(18)获得：
(18)
显然施工机械设备容积率指标反映了施工作业面上，施工机械设备动态作业的密集程度。当R＜1认为施工场地施工机械布置合理，施工作业是安全的；当R≥1时，R越大反映施工机械布置的安全风险越高。
5.结语
水利水电工程机械的施工需要同时通过不同的方式提高其技术和管理，才会发挥水利水电工程机械的应有作用，所以在施工中，技术和管理要通过不同的方式使用，在工程发挥应有作用，才能获得更大的经济效益。
参考文献:
工程机械行业概述篇9
一、活跃思维，培养学生的空间想象力
职业学校学习工科的学生，空间想象力的建立尤为重要，可为专业课的学习做好铺垫。人从会思考就会想象，有了想象力，设计师才会设计出造型优美别致的建筑物及工艺品等。通过想象力的培养，人的思维会变得更加敏捷，心情会变得更加开朗，生活也会更加充满诗情画意。在制图课的学习过程中，空间想象力能帮助学生们识图、画图，可以说识图、画图的能力是建立在空间想象力的基础上的，没有空间想象力，学好机械制图就是一句空话，而且会给其它专业课的学习带来困难。空间想象力的培养需要一个过程，要打破传统的教学模式，发挥现代技术教育优势，使教学内容更加形象、直观，从而达到深化课程、改革教学的目的。多媒体具有图、文、声并茂以及活动影像等特点，充分发挥多媒体的形象化教学，可以弥补传统教学法在直观感、立体感等方面的不足，取得传统教学方法无法比拟的教学效果。例如：对一些结构比较复杂的物体，教师无论怎样讲述与比划，学生始终难以想象出来。这种情况下，如果运用多媒体来进行教学，就可以达到事半功倍的效果。
二、转换思维，培养学生接受新知识的能力
在教学中不仅要讲究知识的科学性，还要讲究授课的艺术性和趣味性。例如：在讲述三视图的形成时，针对职业学校学生文化基础普遍较低、基础理论知识薄弱、空间想象力差、还没有形成立体概念的情况，如果直接讲述有关概念，学生难以理解，很容易挫伤他们的学习积极性。所以，经过充分备课后，我采用了讨论与启发相结合的方法，上课时，不直接讲坐标系与三投影面体系的概念，而是以学生非常熟悉的教室为例，引导学生思考：把一个长方体摆放在教室里，由前往后看物体，就如同有一束平行光线由前往后照射物体一样，物体的影子照在黑板上的情景；教师再引导学生想象从上往下照射在地面上情景，并让学生说出各自的想象结果。教师进一步引导学生观察黑板、地面、墙面之间的关系是两两互相垂直的三个平面，接着讲述投影面的概念，引出三个投影面、三个坐标轴（x轴、y轴、z轴）、三视图。然后教师展示模具――三面投影体系，画出长方体在三个投影面内的投影。接下来启发学生，如何把三个视图放在一个平面上形成三视图，以及讨论三视图投影规律。这样，教师通过学生熟悉的物体对学生进行引导、讨论，学生很容易建立起三面投影体系的概念，初步形成空间想象能力，对三视图的理解也会非常深刻。
三、加强培养学生理论知识与生产实践相结合
人的形象思维在头脑中形成的技术方案或模型，只有通过实践操作才能转化为产品。有很多已经毕业的学生说：“工作后才知道制图中所学的零件是什么。”这不能不引起我们的深思，这说明我们过去的教学只注重了课本理论知识的讲解，而忽视了与生产实际之间的联系，学生会画图但不知道画的是什么，只知道模型不认识真正的零部件。因此，在机械制图课堂教学过程中，要与生产实际紧密联系，既要让学生看模型，又要让学生看一些实物，二者结合起来使用。为提高学生的认知能力，可经常利用课外时间带学生到工厂参观，对学生进行生产认知教育。
四、加强学科联系，培养学生的综合能力和创新思维
人类的知识体系是相互联系、相互依存的，课程的综合化能加深相关学科的联系，也可以突破学科界限进行广泛综合，避免内容重复。尤其是边缘学科及交叉学科，综合化不仅可以及时传播现代化科技知识，也有助于学生对客观世界的整体认识，有助于培养学生的综合能力和创新思维。
机械制图作为一门机电专业的技术基础课程，与其它专业课程有着较强的学科渗透关系。比如机电专业的前沿课程aUtoCaD、maSteRCam和数控机床加工技术，这些课程的学多是要在计算机上进行操作完成，但都必须由机械制图知识作基础。机械制图课程教材中许多章节的知识点内容都牵涉到《机械基础》、《机械零件》、《公差与配合》、《机械设计》等多门专业课中的知识内容，教师在讲解这方面的知识时除了将测试重点放在识图和画图之外，还要适时地联系相关的专业课程进行解释，强化学生的记忆和专业化感觉，让学生充分意识到课程之间的内在联系，从而逐渐形成综合能力，具备创新能力。
五、发挥学科特点，培养学生的综合素质
工程机械行业概述篇10
[关键词]控制工程；工程教育论证；课程融合；教学改革
1《控制工程基础》课程教学改革的必要性
《控制工程基础》是机械类专业必修的一门专业基础课程。它把控制论融入到机械工程领域，培养学生运用控制理论的基本原理来解决机械工程中实际问题的一门学科。该课程在整个专业课程中起到了一个承前启后的作用，是为日后学生成为工程测试人员必备的骨干课程。《控制工程基础》在介绍控制理论的基本原理和基本概念的同时，以机械系统、电网络系统为背景，阐明了控制理论在工程中的应用。《控制工程基础》作为一门机械类专业的技术基础课程在各理工科高校中广泛开设，为进一步提高工程教育质量，开展工程教育专业认证工作，把培养目标和毕业出口要求作为导向，专业课程体系设置、师资队伍配备、办学条件配置等都围绕学生毕业能力达成这一核心任务展开，并建立专业持续改进机制以保证专业教育质量和专业教育活力。
2教学改革的举措
2.1根据工程教育论证的评价体系修订课程的教学目标
本课程是学生毕业后从事机械工程控制必备的基础知识，对照工程教育论证的评价体系学生毕业时应该具备的知识、能力、素质，修订和完善本课程的教学目标如下：掌握控制理论的基本概念及有关基本术语和定义，理解机械控制工程研究的对象和研究方法，具备将控制工程基础理论知识应用于机械工程领域复杂工程问题的描述和解释的能力；掌握经典控制论的基本原理、基本方法，训练分析研究机械工程中有关信息的传递、反馈及控制的能力；培养一般控制系统的分析和设计能力，并具备通过文献查阅、分析或实验、实践等手段对不同系统方案的合理性与局限性作出客观比较与评价的能力；掌握常用的机电一体化的新技术和新方法，具备确定设计目标和任务的分析能力
2.2明确教学主线
教学过程中一定要抓住“建立控制系统的动态数学模型，分析其稳定性、准确性、快速性”这条教学主线，明确课程内容主要讲授的6个章节及其相互间的关联性，让学生把抽象复杂的联系起来形成以下共识：绪论是让学生对控制系统有一个整体认识；控制系统的数学模型建立，运用动力学、电学及专业知识，建立机械系统、电网络的微分方程、传递函数与系统方框图；时域分析是研究控制系统性能的一种方法，运用传递函数求解系统在某一信号作用下的输出响应，计算和分析其性能指标；频域分析是研究控制系统性能的另一种方法，令传递函数中的s=jω，则系统可在频率域内分析，绘制奈奎斯特图和Bode图，分析系统性能；稳定性分析是研究控制系统的首要条件，利用传递函数的系数、奈奎斯特图和Bode图都可判断系统稳定性；误差分析是研究控制系统的准确性，理清误差与偏差的关系，系统在各种信号作用下的稳态误差的分析与计算。
2.3优化教学内容
课程教学内容的优化紧密围绕本课程的教学目标和教学要求，要正确处理好学时少、内容多、基本要求不能降低的矛盾。在课程内容组织上循序渐进，逐步深化，突出讲解控制理论基本概念、系统数学建模、时域响应分析、频率特性分析、系统稳定性分析及系统误差分析等重点部分。教学中紧密联系工程生产实际，侧重讲解基本规律的理解、应用及其相互联系，减少一些定理和公式的详细推演，或把复杂抽象的公式及推理，换成简单易懂的案例表述，便于学生理解和接收，比如讲解劳斯判据是基于特征方程式的根和系数关系建立时，以方程x2+3x+2=0为例更易让学生理解。将matLaB、Simulink应用于《控制工程基础》课程教学中，在教学穿插演示二阶系统的响应分析、系统的稳定性分析、奈奎斯特图、Bode图、SimULinK仿真。
2.4与其他课程教学融合
在课程教学中，积极与机械专业其他任课老师沟通，寻求其他课程中与控制相关能扩展的内容，采用课程间的互相融合教学，实现课程之间的相关衔接。让学生拓宽思维，积极思考，把专业的各课程相互联系起来，形成实际工程的完整体系，提高综合应用能力。
2.5改革课程考核体系
考核方式采用平时成绩和课程考试相结合的形式对学生课程成绩进行综合评定。平时成绩占30%包括课程作业和小论文情况，课程作业考核学生对每节课知识点的复习、理解和掌握程度。小论文分析行业前沿发展，查阅文献资料、整理、分析比较，主题部分引用和评述代表性强、具有科学性和创造性的文献。考试占70%，题型主要以客观题、分析题、计算题、作图题、综合题为主。
3结语