時間：2023-04-24 17:02:50
緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發(fā)表網(wǎng)為您精選了8篇礦山機械設計論文，愿這些內(nèi)容能夠啟迪您的思維，激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
安全問題重于泰山。做好礦山機械設備的安全管理，是保障礦山生產(chǎn)的基礎條件。一方面，機械化設備有利于礦山生產(chǎn)效率的提高，有利于促進勞動強度的下降;另一方面，機械設備的安全管理問題也制約著企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動。據(jù)相關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，因礦山機械設備安全管理疏忽而發(fā)生的事故占據(jù)了總事故的60%。一旦機械設備的安全管理出了問題，不僅會拖慢企業(yè)生產(chǎn)進度，還可能造成整個生產(chǎn)的中斷，給礦山企業(yè)造成巨大損失，甚至可能會嚴重威脅到礦山從業(yè)人員的人身安全。由此可見，礦山機械設備的安全管理直接關系著礦山的安全生產(chǎn)與經(jīng)濟效益，應該引起人們的高度重視。
2礦山機械設備安全管理存在的問題
礦山機械設備安全管理工作在安全標準、設備質(zhì)量、設備管理人員素質(zhì)、設備維修中、輕保養(yǎng)等方面存在問題。
2.1礦山機械設備的安全標準不完善、執(zhí)行不到位
目前，礦山機械設備種類豐富，達數(shù)百種之多。但是現(xiàn)行的安全標準僅包含了一部分礦山機械設備，離礦山機械產(chǎn)品的安全要求還差一大截，可見礦山機修設備的安全標準不完善。此外，部分設備管理人員因受經(jīng)濟利益的誘惑，只重視企業(yè)生產(chǎn)量的提高，把安全標準拋在腦后，對機械設備安全標準執(zhí)行不到位，從而導致安全質(zhì)量標準下浮，為礦山作業(yè)埋下了事故隱患。
2.2礦山機械設備質(zhì)量良莠不齊
由于地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的差異，礦山機械設備的質(zhì)量良莠不齊，存在著不同程度的安全隱患。例如，在偏遠鄉(xiāng)鎮(zhèn)中還依然使用著年代久遠的老礦，這些老礦由于使用時間過長，再加上當?shù)刭Y金、技術、管理水平不到位，礦井采礦條件簡陋、采礦方法老式，存在一定的安全隱患。一些新礦、大型礦的機械設備主要也還是國產(chǎn)，只有部分在使用國外引進的機械設備和開采技術。
2.3設備管理人員素質(zhì)參差不齊
礦山生產(chǎn)由于其工作環(huán)境惡劣、工作條件艱苦、工作性質(zhì)危險、工作任務繁重，很難引進高素質(zhì)機械專業(yè)人才。因此，許多企業(yè)招聘的設備管理人員的文化專業(yè)水平普遍較低，素質(zhì)參差不齊，安全意識淡薄。有些操作人員甚至沒有接受正規(guī)培訓就上崗作業(yè)，這樣的結果就導致違規(guī)操作，造成機械設備安全事故。據(jù)有關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，礦山機械傷亡事故80%以上是由于工作人員的操作不當造成。
2.4機械設備重維修、輕保養(yǎng)
由于設備管理人員的素質(zhì)不高，責任心不強，因此對機械設備的維修保養(yǎng)工作重視不夠，存在重維修、輕保養(yǎng)的現(xiàn)象。在日常的設備的檢查、保養(yǎng)中，一些操作人員馬馬虎虎、敷衍了事，不嚴格按照相關規(guī)定保養(yǎng)設備，致使機械設備帶病工作，最終小隱患變成大故障，這樣既導致了設備修理成本的增加，又造成了設備使用壽命的降低。
3完善礦山機械設備安全管理的路徑
3.1完善礦山機械安全標準，加大執(zhí)行力度
首先，我國礦山機械行業(yè)的標準化工作者應參照國際機械安全標準，再結合我國礦山機械設備的基本情況，積極完善安全標準，使新安全標準能覆蓋絕大多數(shù)礦山機械產(chǎn)品，滿足礦山機械產(chǎn)品的安全要求。其次，相關部門應加強監(jiān)督執(zhí)法力度，使礦山企業(yè)在生產(chǎn)作業(yè)上嚴格執(zhí)行安全規(guī)定標準。
3.2整改礦山機械設備，提高機械設備的質(zhì)量
加大對貧困地區(qū)的資金扶持力度，淘汰那些存在安全隱患的老礦，建造一批安全性高、采礦條件適宜、設備先進的新礦、大型礦。同時引進國外先進機械設備和科學的采礦技術，提高整個礦山機械的運行效率。
3.2提高機械設備管理人員的綜合素質(zhì)
在礦山機械設備安全管理過程中，設備管理人員綜合素質(zhì)的高低決定著安全管理質(zhì)量好壞。礦山企業(yè)應該根據(jù)不同水平的操作人員制定不同的內(nèi)容，定期對機械設備操作人員進行專業(yè)技術技能和安全意識的培訓，使操作人員的安全責任意識內(nèi)化于心，外化于行，以減少礦山作業(yè)中的不規(guī)范行為，有效減少事故發(fā)生的概率，為礦山企業(yè)有序生產(chǎn)和經(jīng)濟效率提供有效保障。
3.4轉變重維修、輕保養(yǎng)的觀念
機械設計論文參考文獻：
[1]楊柳，姜海濤.淺談現(xiàn)代機械設計的特點及創(chuàng)新[J].機電信息，2013（03）：155+157.
[2]王科煒，樊百林.中國傳統(tǒng)哲學思維在現(xiàn)代機械工程設計中的應用[J].吉林省教育學院學報（下旬），2013（09）：143-144.
[3]賀春華，張湘?zhèn)ィ瑓挝拈w.傳統(tǒng)優(yōu)化算法與競選算法應用于機械優(yōu)化設計的比較[J].廣東工業(yè)大學學報，2010（03）：46-50.
[4]宋昊妍.論現(xiàn)代設計方法在礦山機械設計中的應用[J].機電技術，2015.
[5]劉毅.現(xiàn)代設計理論和方法在煤礦機械設計中的應用[J].科技風，2013.
機械設計論文參考文獻：
[1]馬恒強，邱亮.淺析工業(yè)設計理念在現(xiàn)代礦山機械設計中的應用研究[J].山東煤炭科技，2013（01）：149-151.
[2]封麗琴.CAD技術在礦山機械設計中的應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2014（28）：123.
[3]毛銀氚.淺談機械設計技術的現(xiàn)狀與趨勢[J].裝備制造技術.2012.
[4]周一鳴，索春英.淺談自動化技術在機械設計中的應用[J].價值工程，2011.
[5]丁繼斌，封士彩.機械系統(tǒng)設計及其控制技術[M].北京：化學工業(yè)出版社，2007
[6]魏玉新.現(xiàn)代機械設計的創(chuàng)新方法研究[J].裝備制造，2009
機械設計論文參考文獻：
[1]毛銀氚.淺談機械設計技術的現(xiàn)狀與趨勢[J].裝備制造技術.2012.
[2]周一鳴，索春英.淺談自動化技術在機械設計中的應用[J].價值工程，2011.
[3]劉志峰，劉光復.綠色產(chǎn)品設計與可持續(xù)發(fā)展[J].機械設計，1997，(01).
[4]曾立平，郭雪娥.機械產(chǎn)品的綠色設計技術[J].礦山機械，2003，(11).
關鍵詞：結構優(yōu)化設計技術；礦山機械設計；初步
礦山機械中的一些大型設備大部分是結構件。據(jù)不完全統(tǒng)計，裝載機、牙輪鉆機、挖掘機等設備，其結構件占60%以上。對這些以結構件為主的設備，采用傳統(tǒng)的設計方法，其結果是很不理想的。慶幸的是，我們這行業(yè)的研究設計人員開始關注這個問題，做了一些有益的工作。如對一些機構進行了優(yōu)化設計，用有限原方法進行結構的靜動強度分析等等。但到目前為止，仍沒見到有關礦山機械結構優(yōu)化的文獻。
一、礦山機械結構優(yōu)化的可行性和必要性
1.盡管有這樣那樣的困難，對礦山機械進行結構優(yōu)化設計還是有可能的。結構優(yōu)化設計應用有三個前提條件：一是電子計算機的發(fā)展和普及，二是有限元理論和方法的發(fā)展；三是高效的結構優(yōu)化方法。從目前情況著，電子計算機特別是微型電子計算機在科研、設計部門已日益普及，作為結構優(yōu)化基礎之一的有限元理論和方法是比較成熟的，而且有了不少通用的有限元分析程序；結構優(yōu)化設計理論，經(jīng)過二十多年的發(fā)展也日臻成熟，無論是優(yōu)化準則法、數(shù)學規(guī)劃法還是兩者的統(tǒng)一方法，其解題效率都比較高。結構優(yōu)化技術目前已廣泛地應用于航空部門、土建部門等。在礦山機械領域由于廣大科技工作者的努力，在有限元分析方面已取得了較大的進展。對牙輪鉆機、裝載機、挖掘機等主要礦山機械的有限元分析已全面展開。這就為結構優(yōu)化提供了直接的便利條件。給礦山機械的優(yōu)化提供了可靠的保證。
2.礦機中的一些主要設備如牙輪鉆機、裝載機、挖掘機等都具有一個比較明顯的特點，那就是：十分笨重，運輸不便。對這些設備采用傳統(tǒng)方法進行設計時，則往往難以找到一個理想的方案。其應力分布和結構往往是不太合理。而采用結構優(yōu)化設計方法，可以在對原始設計方案進行有限元分析的基礎上，采用自動尋優(yōu)方法，就可以找到一個較理想的方案。使結構的應力分布更加均勻，結構更加合理。而且，從現(xiàn)在的文獻來看，設備的自重可以減輕25%左右，其經(jīng)濟效益是十分顯著的。因此，有必要對礦機結構進行優(yōu)化設計。
二、 礦山機械設計中結構優(yōu)化設計技術
1. 最大可靠性結構優(yōu)化設計。"可靠性"的概念對我們并不陌生，但將可靠性概率引入超靜定結構的設計中，卻鮮為人知。而在工程設計中卻經(jīng)常希望在給定材料體積下盡可能合理地分布結構材料，使結構的可靠性盡可能地大，或是研究一個用料省、可靠性大的折衷方案。因此在礦山機械結構件設計中，引入可靠性概率（結構在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時間內(nèi)完成預定功能的概率）這一衡量結構可靠性的指標，采用一次二階矩概率設計理論，以傳統(tǒng)的安全系數(shù)為目標進行優(yōu)化，就可以提高結構的安全度，而且使結構更為合理。文獻"1"以結構桿件截面積為設計變量進行了可靠性最大的結構優(yōu)化設計表明這個方法是可行的。
2. 結構模糊優(yōu)化設計。從目前的有限元程序，對于所給定的計算模型，其結果是比較精確的。但是對實際結構而言，這個結果是不大可信的。這是與模型、載荷，約束的簡化等多方面因素有關。本來，這些因素在實際工作或結構中是不大容易確定的，也就是說具有一定的"模糊性"。另外，對于有限元分析的計算工況的確定也是比較困難的。目前，我們在有限元分析中，一般是選擇典型工況進行，至于這典型工況的"典型性"則是由分析者自己確定。此外，在結構優(yōu)化設計中，還有許多東西是模糊的，目標函數(shù)、約束條件、約束條件的右端項等等均具有一定的模糊性。最后，為了真正地得到滿足所有可能約束的結構最佳組成，我們要對最后的尺寸和形狀作出決策。因為，對每種不同的工況，計算得到的"最優(yōu)值"是各不相同的，那么，在綜合所有計算工況時，究竟如何確定其最終尺寸呢？顯然，按滿應力法則不大可行，因為滿應力法是要求每一單元至少在一種工況下達到滿應力狀態(tài)，這樣綜合的結構就不可能是最輕結構。因此，最后尺寸和形狀的決定也要借助模糊理論來解決。從模糊到精確，再從精確到模糊，這是符合歷史發(fā)展規(guī)律。
3.研制、推廣、應用CAD軟件。根據(jù)現(xiàn)代結構設計的需要，借助計算機輔助設計，不但能對結構的初始方案和改進方案快速地進行結構分析和強度校核。而且還能開展以最輕重量的單目標優(yōu)化設計和以機器工作性能、節(jié)省鋼材和結構強度三大要素為出發(fā)點的多目標優(yōu)化設計。因此加速研制一些多功能的計算機輔助設計軟件，對于提高礦山機械設計的質(zhì)量，是很有必要的。目前，在農(nóng)機領域已經(jīng)有了用于微型機的大型多功能的MAS程序系統(tǒng)，不過，在優(yōu)化設計等方面，還有待進一步完善。應用CAD軟件，可以在以下幾個方面起到明顯作用：一是提供合理的設計方案、節(jié)省鋼材和成本。二是提高產(chǎn)品設計水平。三是可找出結構損壞的原因和有害振動的根源。四是可以對機器系統(tǒng)進行多目標的優(yōu)化設計。在研制CAD系統(tǒng)時，應該注意的是：一是發(fā)掘較為普及的微型機的潛力。二是結構設計和分析的完備性（結構靜動分析、結構靜動優(yōu)化計算機繪圖等）。三是適用于多種結構型式，即適用于多單元的結構（如桿、梁、板、殼等）。
三、發(fā)展方向
1.大力推廣應用結構優(yōu)化設計的發(fā)展方向。航空、國防、造船等行業(yè)分別召開了結構優(yōu)化設計的學術交流會。土建部門還舉辦了結構優(yōu)化設計的專門講習班。機械工程學會召開的強度學術會議上也交流了結構優(yōu)化方面的論文。這說明在這些行業(yè)和部門，結構優(yōu)化設計已經(jīng)受到重視。因此，礦山機械設計部門的工作者（包括設計師、研究生和教師）應該注意推廣和應用結構優(yōu)化設計技術。可以舉辦結構優(yōu)化枝術講習班，召開礦山機械結構優(yōu)化設計學術交流會。學習工程設計人員應該掌握結構優(yōu)化設計的基本知識，學會使用一些結構優(yōu)化設計軟件。對具體的結構采用優(yōu)化設計，以提高整個礦山機械的設計水平。
2.礦機結構從靜力優(yōu)化向動力優(yōu)化過渡。首先，我們要大力開展礦機結構的靜力優(yōu)化設計，推廣應用和完善現(xiàn)有的結構優(yōu)化程序，研制和發(fā)展一些通用性較強而且又適合礦機特點的軟件包。其次，我們應該在結構靜力優(yōu)化的基礎上，對礦機結構進行動力優(yōu)化設入計。因為在靜力優(yōu)化時沒有考慮結構的動力特性。如固有頻率、動態(tài)響應等。而這些動力特性對于大部分礦山機械來說是比較重要的。如固有頻率對司機乘坐的舒適性以及共振破壞等都是很重要的。而結構的動力優(yōu)化設計就是在靜力優(yōu)化的基礎上引進頻率約束，動強度約束，動剛度約束等。在理論上，進行動力優(yōu)化是沒有困難的，靜力優(yōu)化的結果可以作為動力優(yōu)化的初始值。
我們建議，在近幾年內(nèi)，應該集中精力著手研究一些具有專業(yè)特色的典型的程序包。如底盤、車架、機架等結構件的優(yōu)一化程序。按照結構的通用性、統(tǒng)一性和組合性原則建立程序包，對結構件進行選型優(yōu)化設計。當然，如果在程序包中加上對整機參數(shù)的優(yōu)化、液壓系統(tǒng)優(yōu)化設計、傳動系統(tǒng)優(yōu)化設計等等，可以使礦山機械的設計更趨自動化。
參考文獻：
[1]程耿東。可靠性最大的結溝優(yōu)化設計.計算結構力學及其應用.2010，No4
>> 我國農(nóng)業(yè)機械工業(yè)發(fā)展概述 淺談我國電力應急管理指揮系統(tǒng)的研發(fā)與應用 我國新藥研發(fā)的現(xiàn)狀與對策 我國巡視制度的演變與發(fā)展概述 淺談我國機械自動化技術技術應用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 淺談我國水利工程機械設備應用與發(fā)展 我國礦山機械的發(fā)展與應用探討 我國選煤機械裝備的應用現(xiàn)狀與前景 探討我國水利工程機械設備應用與發(fā)展 試論我國機械自動化技術應用與發(fā)展 我國機械設計及其自動化技術應用與發(fā)展 我國白酒生產(chǎn)機械自動化的發(fā)展歷程與應用 我國現(xiàn)代機械制造技術的發(fā)展與應用分析 化學機械漿在我國的應用與發(fā)展探微 我國獨立董事研究概述 我國低碳技術研發(fā)和應用中的困境及對策 漁船油耗儀在我國的研發(fā)應用初步分析 我國新藥研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略與措施 我國港口機械的現(xiàn)狀與發(fā)展 我國林業(yè)機械的發(fā)展與展望 常見問題解答 當前所在位置：l
[3] National grape industry technology system.《Development report of grape industry technology in 2011》[R]. 2012.
國家葡萄產(chǎn)業(yè)技術體系. 《2011年度葡萄產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展報告》[R]. 2012.
[4] http：//pellenc.fr/en/harvesting.aspx
[5] http：//pellenc.fr/en/pruning.aspx
[6] http：///patents/EP2182792A1？cl=en
[7] http：//fmrgroup.co.nz/products/spraying/spraypro-r-series
[8] http：//brocku.ca/ccovi/research/research-updates/wind-machines
[9] http：//infonews.co.nz/news.cfm？id=31719
[10] LAN Feng， SU Zi-hao， LI Zi-ming， XIE Shu. Actuality and development directions of fruit harvesting machine[J]. Agricultural Mechanization Research， 2010（11）： 249-252.
藍峰， 蘇子昊， 黎子明， 謝舒. 果園采摘機械的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 農(nóng)機化研究， 2010（11）： 249-252
[11] MENG Xiang-jin， SHEN Cong-ju， TANG Zhi-hui， JIA Shou-xing， ZHENG Xuan， ZHOU Yan， LIU Wei. Actuality and development of orchard machinery and equipment[J]. Agricultural Mechanization Research， 2012（1）： 238-241.
孟祥金， 沈從舉， 湯智輝， 賈首星， 鄭炫， 周艷， 劉威. 果園作業(yè)機械的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 農(nóng)機化研究， 2012（1）： 238-241.
[12] WANG Wei-zu， LU Hua-zhong，YANG Zhou， LI Jun， LU En-li，WANG Wei-xing. Investigation and analysis on mechanization status of Litchi and Longan Orchards[J]. Agricultural Mechanization Research， 2012（3）： 237-241.
王慰祖， 陸華忠， 楊洲， 李君， 呂恩利， 王衛(wèi)星. 荔枝龍眼園機械化現(xiàn)狀調(diào)查分析[J]. 農(nóng)機化研究， 2012（3）： 237-241.
[13] LIU Jun-feng，YANG Xin，F(xiàn)ENG Xiao-jing， LI Jian-ping， LIU Hong-jie， QIAN Ji. Status and development of apple planting and management mechanization technologies in China[C]//Memory of 30th anniversary of CSAE and the conference proceeding of symposium of CSAE2009. Taigu： Pomology institute， Shanxi Academy of Agricultural Science， 2009.
劉俊峰， 楊欣， 馮曉靜， 李建平， 劉洪杰， 錢稷. 我國蘋果栽培與管理機械化技術現(xiàn)狀與發(fā)展[C]//紀念中國農(nóng)業(yè)工程學會成立30周年暨中國農(nóng)業(yè)工程學會2009年學術年會論文集. 山西太谷： 山西省果樹研究所， 2009.
[14] CAO Long-sheng， FENG Jian-xi， REN Xiao-jun. Orchard mechanization： The urgent hope of modern fruit growers[N]. Shaanxi Daily， 2006，3，29， 003 edition.
曹隴生， 馮建喜， 任曉軍. 果園機械化： 現(xiàn)代果農(nóng)的迫切希望[N]. 陜西日報， 2006年3月29日， 第003版
[15] WANG Bin-bin， LI Ji-hong. Survey analysis of the development Xinjiang forest and fruit industry and the demand of orchard mechanical product[J]. Xinjiang Agricultural Mechanization， 2008（1）： 47 -49.
王彬彬， 李繼紅. 新疆林果業(yè)發(fā)展與果園機械產(chǎn)品需求的調(diào)研分析[J]. 新疆農(nóng)機化， 2008（1）： 47-49.
[16] FANG Ou-peng. Key technology research of fruit bagging machinery[D]. Hangzhou： Zhejiang Sci-Tech University， 2011.
方漚鵬. 水果套袋機械的關鍵技術研究[D]. 杭州： 浙江理工大學， 2011.
[17] LIU Pei， CHEN Jun. Fruit tree-based reconstruction of laser scanning system[J]. Agricultural Mechanization Research， 2011（5）： 199 -206.
劉沛， 陳軍. 基于激光掃描的果樹樹形重構系統(tǒng)研究[J]. 農(nóng)機化研究， 2011（5）： 199-206.
[18] GONG Shao-jun，SONG Jian-li. Development and research of circulating spray machine of tunnel style[J]. Beijing Agricultural Science and Technology Thesis， 2007（3）： 55-58.
宮少俊， 宋堅利. 隧道式循環(huán)噴霧機發(fā)展研究[J]. 北京農(nóng)業(yè)科技論文， 2007（3）： 55-58.
[19] WANG Wan-zhang， HONG Tian-sheng， LI Jie， ZHANG Fu-gui， LU Yong-chao. Review of the pesticide precision orchard spraying technologies[J]. Transactions of The Chinese Society of Agricultural Engineering， 2004， 20（6）： 98-101.
王萬章， 洪添勝， 李捷， 張富貴， 陸永超. 果樹農(nóng)藥精確噴霧技術[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報， 2004， 20（6）： 98-101.
[20] ZHAO Sheng-mao， ZHENG Jia-qiang. Tree crown recognition and precision toward-target pesticide application[J]. Transactions of The Chinese Society of Agricultural Engineering， 2003，19（6）： 150-153.
趙茂程， 鄭加強. 樹形識別與精確對靶施藥的模擬研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學報， 2003，19（6）： 150-153.
[21] WANG Gui-en. Mechanism and key technologies of copying spray in fruit trees[D]. Guangzhou： South China Agricultural University， 2003.
王貴恩. 果樹仿形噴霧機理及其關鍵技術[D]. 廣州： 華南農(nóng)業(yè)大學，2003.
[22] YANG Shu-ming， WANG Yong-feng. Fengxiang generalizes orchard machinery purchase subsidy project to help fruit growers increase income[N]. Shaanxi daily， 2006，5，23，001 edition
楊曙明， 王永鋒. 鳳翔推廣果園機械購置補貼項目助農(nóng)增收[N]. 陜西日報， 2006年5月23日， 第001版.
[23] YANG Jie. Collision of views takes the pulse of mechanization of hills and mountain[N]. 2011，10，17， 007 edition
楊杰. 觀點碰撞把脈丘陵山地機械化[N]. 中國農(nóng)機化導報，2011年10月17日， 第007 版.
摘要：實踐教學在高校人才培養(yǎng)中占有重要地位，實踐教學體系在保障人才培養(yǎng)質(zhì)量方面發(fā)揮著不可忽視的重要作用。在工程教育專業(yè)認證背景下，實踐教學更提到了前所未有的高度。本文結合山東科技大學卓越工程師培養(yǎng)計劃――煤礦機電專業(yè)的具體情況，提出了實踐教學體系的創(chuàng)新思路，構建了多層面的實踐教學體系，探索了多元化的實踐教學模式。
關鍵詞：專業(yè)認證；卓越工程師計劃；煤礦機電專業(yè)；實踐教學體系
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）49-0146-02
一、引言
“工程教育專業(yè)認證”是指專業(yè)認證機構針對高等學校開設的工程類專業(yè)實施專門認證。我國早在2006年就啟動了工程教育認證工作，根據(jù)2015年編制的《工程教育認證工作指南》，我國已經(jīng)在機械工程、安全工程、化學工程等15類專業(yè)領域開展了認證工作[1，2]。工程教育認證以質(zhì)量保證和質(zhì)量改進為基本指導思想，加強工程實踐教育，因此工程教育專業(yè)認證的環(huán)境對機械類應用型人才培養(yǎng)來說，是一種契機，更是一種導向。
實踐教學是高等教育的重要組成部分，尤其是對煤礦機電這個工程應用極強的專業(yè)來說，實踐教學更是舉足輕重。2010年，教育部啟動了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，此計劃旨在培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應經(jīng)濟社會發(fā)展的高質(zhì)量各類型工程技術人才[3]，截至目前，共有三批209所高校成為試點高校。我校2012年煤礦機電專業(yè)獲批實施“卓越工程師計劃”。該計劃的實施對高校實踐教學體系提出了新的挑戰(zhàn)，促使各高校進行實踐教學體系和教學模式的探索。
近年來，我院針對煤礦機電專業(yè)認證標準開展了細致的教學改革工作。在滿足專業(yè)認證標準的基礎上，突出工程實踐的特點，重修修訂了培養(yǎng)方案，在培養(yǎng)目標、培養(yǎng)要求、課程體系方面都突出了實踐環(huán)節(jié)的重要性。
二、機械設計制造及其自動化專業(yè)實踐教學體系的創(chuàng)新思路
“卓越工程師培養(yǎng)計劃”旨在整合企業(yè)和學校資源，根據(jù)現(xiàn)代工程技術發(fā)展需求和企業(yè)用人需求，培養(yǎng)具備較強的工程實踐能力和創(chuàng)新精神的工程技術人才[4]。我校煤礦機電專業(yè)是第二批獲批實施“卓越工程師培養(yǎng)計劃”的專業(yè)，在借鑒首批試點單位實施經(jīng)驗的基礎上，確立了面向煤炭工業(yè)需求的培養(yǎng)目標，重點培養(yǎng)具有從事工程技術工作所需的扎實的基礎理論知識以及一定的人文和社會科學素養(yǎng)，掌握本專業(yè)系統(tǒng)的技術知識，具有將強的實踐動手能力和應用所學知識解決工程實踐問題能力的高級應用型創(chuàng)新人才。培養(yǎng)目標中突出了實踐教學環(huán)節(jié)的重要性，因此形成了構建實踐教學體系的總體思路是：按照“卓越培養(yǎng)計劃”的指導，遵循工程教育的思想，推行“敦實基礎、強化實踐、著重創(chuàng)新”的辦學理念，不斷改革課程體系，拓寬產(chǎn)學研基地，積極探索校企合作聯(lián)合培養(yǎng)模式，增加實踐教學環(huán)節(jié)比重，探索新的實踐教學模式，構建新的實踐教學體系。
三、多層面煤礦機電專業(yè)實踐教學體系的構建
我校煤礦機電專業(yè)自2009年開始招生，2012年獲批“卓越計劃”實施。在近7年的培養(yǎng)過程中，煤礦機電專業(yè)本著工程教育的理念，在借鑒其他高校先進培養(yǎng)理念的基礎上，實施方案不斷改進、調(diào)整、完善，形成了相對成熟的多層面實踐教學體系，如圖所示。
煤礦機電專業(yè)實踐教學體系根據(jù)工程應用型人才素質(zhì)和能力培養(yǎng)要求，按照“卓越工程師計劃”的工程教育理念，抓住通識能力和專業(yè)技能兩要素的培養(yǎng)，針對基礎實踐能力、綜合實踐能力和工程實踐與創(chuàng)新能力三個不同培養(yǎng)層面，安排不同的課程理論學習及相應的實踐教學環(huán)節(jié)。
培養(yǎng)體系由三個模塊組成：基礎實踐能力模塊、綜合實踐能力模塊、工程實踐與創(chuàng)新能力三個模塊。
1.基礎實踐能力模塊：由通識教育基礎實驗、專業(yè)基礎實驗和基本技能實習等環(huán)節(jié)組成。包括大學物理實驗、電工電子技術、機電傳動控制、液壓傳動與控制、采掘機械、流體機械、礦井運輸與提升、礦山供電等專業(yè)基礎課及專業(yè)技術課的課程實驗，以及金工實習、專業(yè)認識實習等。該模塊主要是通過演示性、驗證性的專業(yè)實驗加深對課程專業(yè)課的理解，對學生的動手能力和工程實踐能力加以訓練，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和細致的工作作風。
2.綜合實踐能力模塊：包括專業(yè)實訓、綜合課程設計、企業(yè)生產(chǎn)實習等環(huán)節(jié)。例如機械設計課程設計、礦山機械課程設計、數(shù)控加工實訓、畢業(yè)設計及相關企業(yè)生產(chǎn)實習等。綜合性課程設計是培養(yǎng)學生工程意識、工程素質(zhì)和創(chuàng)新能力的有效途徑。從基本的工程制圖到畢業(yè)設計論文，綜合性設計旨在引導學生將所學專業(yè)知識，結合生產(chǎn)實際，做出符合實際需求的設計，強化學生的設計理念。生產(chǎn)實習目的在于讓學生通過運用學習成果，在實際企業(yè)生產(chǎn)中掌握基本操作技能和技術運用能力。
3.工程實踐與創(chuàng)新能力模塊：包括工程項目實訓、專業(yè)實習、創(chuàng)新設計大賽等環(huán)節(jié)。煤礦機電專業(yè)實踐環(huán)節(jié)中設置了工程實踐環(huán)節(jié)共12周，學生隨機分配到各家煤礦單位進行定崗專業(yè)實習，鞏固和深化專業(yè)知識，提升專業(yè)實踐技能，促進其職業(yè)養(yǎng)成，得到工程師的初步訓練。此外，學校動員學生積極參與教師的工程項目，在項目實訓中到企業(yè)單位見習與實習，將所學知識充分利用到工程項目建設中，逐步增加工程師基本素養(yǎng)的培育。
四、總結
工程教育專業(yè)認證對實踐教學提出了新的挑戰(zhàn)，隨著“卓越工程師計劃”的不斷推進，基于煤礦機電專業(yè)的實踐教學體系也在不斷進行完善和改進。本文在結合山東科技大學煤礦機電專業(yè)實踐教學情況的基礎上，構建了多層面的實踐教學體系和多元化的實踐教學模式，以滿足專業(yè)認證要求，改善實踐教學效果。值得一提的是，本研究還停留在培養(yǎng)體系的探索上，對于質(zhì)量評價體系、監(jiān)控體系和保障體系并未涉及到，需要在實踐中進一步研究和探索。
參考文獻：
[1]韓曉燕，張彥通，王偉.高等工程教育專業(yè)認證研究綜述[J].高等工程教育研究，2006，（6）：6-10.
[2]中工程教育專業(yè)認證協(xié)會.工程教育認證標準（2015版）[Z].2015.03.
關鍵詞：計算機輔助工程；機械設計；應用
中圖分類號：F224-39 文獻標識碼：A
1 計算機技術的發(fā)展
1.1 可視化技術
包括數(shù)據(jù)庫可視化、監(jiān)測信息可視化、可視化輔助設計等方面。可視化技術對提高有限元法應用的可靠性和精確度方面，起著非常重要的作用。
1.2 虛擬現(xiàn)實技術
它是一種可以創(chuàng)建和模擬體驗現(xiàn)實世界的計算機技術,它將真實世界的各種媒體信息有機地融進虛擬世界,構造了用戶能與之進行各個層次交互處理的虛擬信息空間。
1.3 多媒體仿真技術
它是在科學計算機可視化和可視仿真技術基礎上發(fā)展起來的，它用不同媒體形態(tài)描述不同性質(zhì)的模型信息，將系統(tǒng)行為和形態(tài)、數(shù)學模型和物理模型以及它們的時空表現(xiàn)模式，有機統(tǒng)一地建模和求解。這種特點更適合于科學研究和工程設計的需要，因而受到工程界的普遍重視。
2 計算機輔助設計的發(fā)展及重要性
機械設計是機械工程的重要組成部分，是機器生產(chǎn)的前提，同時也是決定機械性能的最主要因素，一部機器的質(zhì)量及工作性能的好壞很大程度上取決于設計質(zhì)量，狹義的機械設計僅指技術性的設計過程，廣義的機械設計是指設計者根據(jù)使用要求和現(xiàn)有的條件，對機械的工作原理、結構、剛度和強度、各個零部件的材料和形狀尺寸、以及方法、力和能量的傳遞方式等進行分析、構思和計算，并將其形成具體的描述以作為機械制造依據(jù)的工作過程。這不僅是一個創(chuàng)造性的工作，同時也是建立在豐富的成功經(jīng)驗基礎上的工作，只有將兩者結合起來，才能設計出高質(zhì)量的機器。
機械設計的所有步驟幾乎都需要計算機的幫助。圖形的編輯、修改，大量數(shù)據(jù)的計算和比較，對零部件動力、強度等方面的精確測試，都需要相應的計算機軟件的支持。除了這些繁瑣的工作可由計算機替代外，設計者還可以利用計算機進行虛擬樣機的構建，也就是根據(jù)圖紙，在計算機上制造一個模擬樣機，對它的工作性能、受力情況、熱度等各方面進行驗證，根據(jù)出現(xiàn)的狀況修改原設計，從而達到完善的程度。隨著計算機技術的發(fā)展，計算機正在越來越廣泛地應用于機械設計的各個方面以及各種各樣的機械設計中，它在提高機械設計的質(zhì)量和轉化為實際制造的效率方面，發(fā)揮著重要作用。計算機輔助設計便是伴隨著計算機技術的發(fā)展而出現(xiàn)，并廣泛應用于多種學科的一種方法。計算機輔助設計又被稱作“CAD”，是由計算機幫助設計人員完成機械設計中的計算、制圖、模擬等工作，并在不斷修改和反復驗證的基礎上，輸出滿意的設計結果和最后的產(chǎn)品圖紙的一門技術。
20世紀60年代初，麻省理工學院的一名研究生發(fā)表了題為《人機對話圖形通信系統(tǒng)》的論文，首次提出了交互技術及計算機和圖形符號的存儲采用分層的思想，為CAD技術的確立提供了理論支撐。隨著這一理論的不斷完善，眾多行業(yè)的領軍人物開始認識到計算機輔助技術的重大作用，并投入重金研發(fā)。美國的IBM公司開發(fā)了以大型機為基礎的CAD系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有繪圖、數(shù)控編制等功能，之后有關計算機輔助設計的研制與開發(fā)接踵而至，通用汽車公司研制出了用于汽車設計的DAC-1系統(tǒng)，洛克希飛機公司研發(fā)的CADAM系統(tǒng)，適用于不同階段的飛機設計。這時的計算機輔助設計系統(tǒng)都是在大型機或超級小型機的基礎上開發(fā)的，購買這套系統(tǒng)通常需要上百萬美元，因而這一系統(tǒng)只在經(jīng)濟實力比較雄厚、規(guī)模較大的航空、汽車、輪船、石油等行業(yè)應用。
在20世紀70年代初出現(xiàn)了柔性制造系統(tǒng)FMS“，柔性”意為在使用計算機制造產(chǎn)品的過程中，制造系統(tǒng)會根據(jù)所編程序中指令的變換而改變加工過程，這種適應性以及加工的靈活性被稱為“柔性”。我國對FMS的定義為：柔性制造系統(tǒng)是由數(shù)控加工設備、物料儲運裝置和計算機控制系統(tǒng)等組成的自動化制造系統(tǒng)，包括多個柔性制造單元，能根據(jù)制造任務或生產(chǎn)環(huán)境的變化迅速調(diào)整，適用于多品種、中小批量的生產(chǎn)。隨著計算機技術、通訊技術等的發(fā)展，CAD技術也日益走向完善，比如80年代出現(xiàn)的由超大規(guī)模集成電路制成的微處理器和存儲器件，使得CAD技術在中小企業(yè)逐漸普及，從飛機、汽車到服裝、建筑、出版等行業(yè)都開始采用CAD技術。如今，計算機輔助設計技術已在機械制造業(yè)得到廣泛應用，而且現(xiàn)在的CAD應用系統(tǒng)可以將機械設計中的繪圖、分析、數(shù)據(jù)處理、仿真、加工修改等一系列環(huán)節(jié)集于一身，大大縮短了設計時間，提高了設計效率和質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本與制造周期。CAD的常用軟件有很多，但由Parametric Technology公司推出的Pro/Engineer產(chǎn)品，在目前三維造型軟件領域中占有重要地位，引領著CAD技術的新潮流。
3 逆向工程中CAD的應用
逆向工程是一種消化、吸收先進設計的重要手段。技術的自主研發(fā)固然重要，但研發(fā)成本卻是相當高昂的，而且研發(fā)過程還受到科技人員的素質(zhì)、國家財政的投入、現(xiàn)有條件等各方面因素的影響，因而一項新技術的產(chǎn)生通常需要幾年甚至十幾年的時間，這對于技術條件及設備相對落后的發(fā)展中國家而言是不可想象的。因而，充分利用他國的科技成果，在消化、吸收的基礎上再進行創(chuàng)新不失為一種加快科技發(fā)展的重要手段。日本在二戰(zhàn)結束后的重新崛起，很大程度上是因為他大規(guī)模引進美國、英國等歐洲發(fā)達國家的先進技術，并做了很好地消化吸收，從而轉化為本國生產(chǎn)力的一部分。逆向工程就是在只有產(chǎn)品或實物模型的條件下，在了解產(chǎn)品原設計的基礎上，逆向重構產(chǎn)品零部件的CAD模型，已達到設計創(chuàng)新的目的。以前的“逆向工程”技術的研究和應用都集中在實物方面，即在拆解原有產(chǎn)品的過程中，重建產(chǎn)品實物模型，以實現(xiàn)新產(chǎn)品的制造。隨著現(xiàn)在機械制造技術的發(fā)展，可以通過坐標測量設備、通用的CAD軟件等方法，把實物樣件轉化為CAD模型，綜合利用CAM（計算機輔助制造）、CIMS（計算機集成制造系統(tǒng)）等技術對其進行處理和再設計。Pro/Engineer軟件中SCAN-TOOLS是一個專用的逆向設計模塊，可以通過數(shù)據(jù)點構造網(wǎng)格曲線，并對點云進行擬合，以得到光滑、連續(xù)的曲面，再對曲面進行交互修改，從而得到與實物一致的CAD模型。SCAN-TOOLS與Pro/SURFACE配合使用，可以在曲面生成后，通過切割、裁剪、延伸等工作，將曲面轉換為實體，再利用Pro/Engineer軟件基于特征的參數(shù)化設計功能，完成模型的二次設計，實現(xiàn)CAD模型的重建。
結語
計算機輔助設計技術在確保機械設計的精度、處理機械設計中的大量數(shù)據(jù)、繪制復雜圖形等方面發(fā)揮著重要作用，但這些計算機輔助設計的技術大都產(chǎn)自歐美等發(fā)達國家，我國自主研發(fā)的較少，加之對引進他國的技術沒有完全消化，致使我國的機械制造業(yè)水平同國外相比，還存在較大差距，僅以目前的礦山機械設備為例，我國的輸送機特性研究只有理論，還沒有成熟的安全設計方法。因而，應加強計算機輔助設計的自主研發(fā)能力，為我國的機械設計提供必要的技術支撐，從而提高我國的機械裝備水平。
參考文獻
