1.提前启动毕业设计工作在人才培养方案中，将各主要专业课程向前两学年转移，减少第三学年的计划课程。第五学期初开始毕业设计，包括落实任务、查阅资料，掌握毕业设计的基本程序、要求，完成毕业论文的总体框架设计。学生在校完成毕业论文总体框架后，到企业、实习基地边实习边做毕业设计，更有针对性，学生不再感到茫然。
（1）指导教师的科研课题。此类型题目所占比例呈逐年上升趋势。原因主要是近几年学校科研环境的改善及本系教师队伍的完善，科研项目逐渐增多，项目层次包括院级、市级、省级、国家级。
（4）模具、数控、机械、机电专业跨专业整合，开展任务驱动、项目导向的毕业设计课题探索，使学生综合能力与素质得到全面提升。
（5）参与教师的教学活动。学生参与教学课件的制作，如机械设计基础、液压与气动技术、夹具设计、数控编程、模具设计等课程中的动画、视频的制作。既巩固了所学专业知识，又熟练掌握常用软件的操作，为将来的工作打下了良好的基础。
（7）答辩形式多样化。答辩可以采取多种形式，答辩地点可以选择校内的多媒体教室、实训室，也可以搬到校外学生顶岗实习的企业现场，邀请企业指导老师、技术人员、学生的同事一起参加答辩；答辩形式可以是陈述性答辩，也可以是作品展示性答辩；团队项目，可指定一人进行答辩。要保证各类形式如实习报告类、调查报告类、市场调研类、创业计划类、售后报告分析类、设计类都可以参加答辩。
三、总结
根据上面分析，现在的毕业设计质量较难保证，而现有国情下高职毕业设计暂时无法替代。但是，毕业设计也应随着形势的发展进行较大程度的改革，否则，不能发挥起应有的过渡桥梁作用，有以下几点值得思考：
（1）是否能强化课程综合实训和课程设计，淡化毕业设计。例如机械设计基础课程结合CAD/CAM课程进行综合实训；液压与气动技术、机械制造基础、PLC等进行课程设计；数控编程与操作理论课程结合实训进行典型零件的数控编程与加工训练。这样的训练更扎实，更有实效。
（2）毕业设计过程要增强学生对毕业设计的认识、让学生明确其目的和意义。
（3）毕业设计是一个综合训练的环节。完整的毕业设计过程应该包括专业实习、文献检索、题目选择、资料收集整理、大纲拟定、试验数据获取、理论计算、论文写作与论文答辩等环节。这些环节能使学生受到完成一个实际项目所必需的综合基本训练，对学生将来的工作和可能情况下的深造意义非凡。
[关键词]NX（UG）机制本科教学改革
[作者简介]孙芹（1979-），女，山东威海人，山东英才学院机械学院，讲师，硕士，研究方向为机械制造、数控加工。（山东济南250104）
当今社会机械制造业的发展壮大，得益于日趋激烈的市场竞争。面对机遇与挑战，制造业只有不断吸收机械、电子、信息及现代企业管理等多方面的成果，并应用于产品生命周期的全过程，才能不断推出新品，富有竞争力。集成化、网络化、数字化、虚拟化以及智能化是使传统制造系统成为信息时代、知识经济时代的先进制造系统的最主要内容。目前，在众多企业中广泛应用的CAD/CAM技术是现代先进的计算机技术成功渗入传统制造业的结果。
为使学生进入企业后，能够熟练掌握一门CAD/CAM软件，尽快适应自己的工作岗位，山东英才学院结合机制专业的自身特点，选择NX（UG）作为CAD/CAM教学软件。通过到兄弟院校走访调研发现，在教学过程中，CAD/CAM单独作为一门课程一般开设在第六学期或第七学期，虽然该课程设置的目的是为了起到连接作用，为后续的毕业设计和学生就业提供好的绘图工具。但作为一门课程，学生学完后，很难做到融会贯通，没有达到预期的教学效果。为了提高学生学习的主动性，让枯燥的机械课程变得简单易懂，提高学生学习的兴趣，增强各门课程之间的联系。在机制本科的教学过程中，尝试运用NX的CAD/CAM一体化功能来辅助教学，实践表明，这对学生理解和掌握专业课程有很大的帮助。
一、NX软件在“机械制图”课程中的应用——NX三维造型模块
“机械制图”是工科重要的主干专业技术基础课程，在机械工程科学人才培养体系中占有重要地位。该课程以形体构造和图形表达为核心，以形象思维为主线，培养学生空间想象能力、形象思维能力、图形表达能力和创新构形能力等工程科学的基本素质，并为进一步学习机械设计类、机械制造类和工程实践类后续课程提供必备的制图基础知识与基本技能。
在制图的教学过程中，仍以讲授为主，部分教学环节借助模型和挂图等辅助工具，学生往往是被动学习，建立空间思维相对困难，学生普遍反映课程太难学，从而对课程产生了厌倦，降低了学习积极性。到了高年级，进入专业课程学习、课程设计和毕业设计阶段，学生反而不会画图了。毕业后，进入社会，就业将更加困难。因此，尝试将NX软件引入“机械制图”课程教学环节。建立机械制图虚拟模型库，让学生有整体的概念，通过旋转、剖切三维图形，可以对三维模型进行动态仿真，让学生理解模型各个方向的形状，增加图形的直观性，搭建投影和三维实体之间的桥梁，这样再来学习制图的投影原理及其他表达方式，将变得非常轻松。同时，NX为参数化建模，方便对模型进行修改，可以根据教学大纲的变化，及时修改模型。可将模型库上传到网络课程中，学生自主学习，大大提高了学生学习兴趣，为后续课程的学习奠定了坚实的基础。
二、在“数控机床编程”课程中的应用——NX加工模块
“数控机床编程”课程是机械制造本科专业重要的专业课程。大部分院校数控机床编程主要以手工编程为主，讲授数控车床编程和数控铣床（加工中心）编程。为了提高学生的学习兴趣，手工编程的内容也会借助NX软件，讲授自动编程应如何实现。如在车削的教学过程中，相应会讲解轴类零件、螺纹类零件、综合实例等自动编程过程，通过手工程序和自动生成程序的对比，学生对编程有更深刻的理解，更喜欢数控编程课程，为机床实训打下基础。
手工编程虽然有不少优点，如方便快捷，可以省略很多走空刀的地方，能最大地优化加工路径等。但手工编程无法编制复杂工件，如非常规曲面的程序编制，同时手工编程对编程人员有较高的要求，一个点计算错误，将会造成严重的后果。当手工编程无法完成或是编程比较困难的零件，可以通过自动编程完成，NX软件有强大的数控加工CAM模块，包括平面铣削、型腔铣削和深度铣削、固定轴曲面轮廓铣削、多轴铣削和孔加工等，基本可以加工任意复杂的曲面。NX数控加工的一般流程为零件3D建模—指定工艺方案—进入CAM环境—创建程序节点、创建刀具节点、创建几何节点、创建加工方法节点—设定参数—生成刀轨并验证—机床后置处理—数控程序（NC代码）。
三、在“机械设计基础”课程中的应用——NX仿真、装配和工程图模块
“机械设计基础”课程主要包括机械原理和机械零件设计两部分，以机械原理部分学习过程中的四连杆机构为例，在学习四连杆机构时，如果仅仅通过理论讲解，学生对四连杆的运动特性理解的不够充分，可以利用NX运动仿真模块，首先通过三维建模，虚拟装配，设定连杆，设定驱动，完成平面四连杆机构的三维动画运动仿模拟。
机械设计基础课程学完后，要进行课程设计。以减速器课程设计为例，学生要完成减速器装配图及零件图的绘制。给定参数后，如果学生凭空想象，采用二维软件即使完成了减速器的装配图，并拆画零件图，也不知道所绘制的减速器各零件间是否会产生干涉，能否保证加工后的零件能够安装。因此，可以利用NX的装配模块，将所设计的减速器零部件进行装配，通过仿真建模，查看各个零部件之间是否存在干涉，为后续加工的零件的顺利装配打下基础。并且，NX软件可以将三维模型转换为二维工程图形。如果零部件模型尺寸进行了修改，装配图形也会自动做相应的修改。
四、在本科毕业（论文）设计中的应用——NX综合运用
毕业（论文）设计是每个本科生毕业前要完成的最重要的一项任务。机械设计制造及其自动化专业的本科毕业生主要从事的工作岗位为：数控机床操作岗位（数控车床、数控铣床、数控线切割机床的机床操作工），数控工艺技术岗位（数控加工工艺设计师、数控工艺文件管理员、数控程序编写技术员、电脑绘图员等），普通机电设备设计师助理等技术工作岗位，这些岗位的共同特点是动起手来能干活，拿起电脑可设计。因此，毕业设计对他们来说尤其重要，毕业论好了，进入企业后，就能更快适应工作岗位。
五、在机制专业各种大赛中的应用――NX提升
虽然将NX软件融入多门专业课程的教学过程，使学生学习积极性大大提高了，教学效果明显，但由于课时的限制，NX软件强大的功能模块，教学过程不可能面面俱到，很多模块不能深入讲解，一般是按照一定的讲课模式完成教学任务。
教学过程中理论讲解的思路和方法肯定与实际工作有一定的差距。针对学生的不同要求，鼓励学生参加竞赛来提高自己的能力。主要组织学生参加山东省数控大赛、山东省机电产品设计大赛和全国3D大赛等。在每项技能竞赛中，都要求学生完成真实的产品，大赛的环境更接近于真实的工作环境，通过参加不同类型的大赛，学生会对NX软件更加的熟悉，对自己感兴趣的模块有更深刻的了解。同时，大赛能拓宽学生的视野，提高团队合作精神，提升自身的设计、制造和创新能力，拓宽将来的就业范围，提高了就业机会。教师通过指导大赛，与学生进行沟通，更了解学生的想法。通过参加大赛，与其他院校进行交流，相互借鉴，获得更多的信息，把握更新的教学理念，并不断渗透到自己的教学过程中，使教学更贴近实际，使本来枯燥的课堂变得更加生动。技能大赛可以让学生认识到学习中的不足，明确自己的学习方向。
把NX（UG）软件应用于机制本科“机械制图”“数控机床编程”“机械设计基础”等课程中，使学生感觉枯燥、难懂专业课程变得生动、易懂、易学，学生自主学习能力得到了提升，学习积极性得到了提高，同时，在本科毕业（论文）设计和各种大赛中，充分合理地选用NX软件的相应模块，满足了不同层次、不同要求的学习需求，教师更容易了解学生，可使教学更能满足学生的需求，更能贴近社会实践的要求。学生上学期间打下的坚实基础，也为今后的就业奠定了坚实的基础。
[参考文献]
[1]程德蓉，何玉林，李彩霞.基于CBR的“CAD/CAM技术-UG”课程的教学改革[J].教育与职业，2011（6）.
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[3]严潮红，夏建生，王旭华，等.基于UGNX的工程本科应用型人才培养[J].盐城工学院学报：社会科学版，2010（3）.
[4]畅为航，段江军，张洪峰.基于UG软件的《机械制图》课程改革探索[J].装备制造技术，2009（12）.
关键词：实验员；毕业设计；新能力
以下就本科毕业论文指导中实验员应当具备的新能力进行探讨。
一、转变态度，提高认识，具备心态快速调整能力
毕业设计论文是大学学习的关键阶段，毕业设计涉及的各类实验又是毕业设计论文的关键步骤，因此，毕业设计实验是关键的关键，是核心。参与毕业设计的实验员应该转变态度，提高对毕业设计实验的思想认识，有认识才会有高度，才会有态度，工作态度决定工作成绩，因此，态度决定一切，快速转变态度是实验员面对毕业设计实验的第一问题。
面对不断更新的本科教育形式，大学对毕业设计论文的要求也不断提高，高质量的毕业设计实验是实现高质量毕业设计论文的先决条件，也是必要条件。这给广大实验员带来了新的挑战，转变原有保守、被动的工作态度，以积极、向上、主动的姿态代替，是实验员优先考虑的问题。新的形式、新的挑战、新的机遇需要有新的思想、新的态度与之呼应，才能更深刻的理解“培养新时期高素质优秀人才”的理念。
要转变态度，提高自身思想认识是唯一途径。有高度的思想认识，才会有积极的工作态度。这就要求实验员重新定位自己在毕业设计实验辅导中的角色——不仅仅是监督者，还应该是参与者、引导者。要把归属感、责任感、成就感注入到指导毕业设计实验的过程中，才能提高认识，转变态度。
二、高效合理利用实验资源，具备优化资源能力
随着学院实验室数量的不断增加，实验室类型和用途一步步细化，实验科目日渐全面，整合实验室功能变得尤为重要，进一步优化整合现有资源，使实验室资源利用最大化，优势资源有效共享，保障学生毕业论文实验的正常开展。从前的单个实验室只能完成点与线，线与面的教学任务，即通过实验让学生了解某一课程的专业知识，而现在全面整合各类实验室，使实验室一体化、规模化，则可以让学生全方位，多角度，立体式的了解整个学科，在大脑中构建全学科的立体模型，真正让学生学会、学懂、学透。实现上述目标需要实验员不断努力和学习，具备优化资源能力。
对实验室的优化和集合要有严谨的科学性——紧扣学科发展主题和布局，科学的优化和集合是对理论知识的全方位实践，才能避免与理论脱节的现象发生；丰富的创造性——大胆脱离固化思维模式，打造多功能实验平台，以最少的资源满足最大的需求；合理的可行性——要综合考虑自身情况，客观评价现有水平，避免东拼西凑，也是为了尊重可持续发展的原则。
三、通过辅导毕业设计，发现学生特长，为择业做准备，具备特长发现能力
职业生涯规划是指通过对个人职业兴趣、职业价值观、人生观、语言能力、动手能力、社交能力、组织管理能力等综合因素的详细了解后，以具体的文案对个人所适合的职业类别、工作环境和单位类别进行确定的一种职业指导方式，进行职业生涯规划能够更好地了解自身的优势及缺陷，使自己有针对性地学习、提高，是许多成功企业和个人发展的不可或缺的重要手段。为自己的职业生涯做好规划，才能做成功的自己。随着就业压力不断增加，毕业生在进行职业规划时免不了要综合考虑社会需求和自身需求两方面的因素。在毕业设计完成过程中，学生利用实验资源通过亲自参与设计、计算、实践毕业设计一整套过程可以完整、清晰的认识自我，发现自身特点和短板，客观现实地做好职业规划，为下一步如何进入社会，适应社会以及实现自我人生价值提供第一手资料。而实验员正是这一过程的主要引导者和发现者，引导学生一步步认识自己，同时发掘学生特长，为学生正确择业起到思想上的推波助澜作用。因此，实验员还应该具备发现学生的特长的能力。
兴趣是最好的老师，兴趣是特长的温床。发现学生的特长，往往要找到学生的兴趣；发挥学生的特长需要深层次激发学生的兴趣，现在很多学生都无法准确地说出自己在本专业领域里的特长，实际上就是不知道自己在该领域的兴趣点在哪。毕业设计实验是最好的练兵场和试验场，实验员应该利用这个相对自由的空间不断激发学生的兴趣点，引导学生发现自我，展示自我，最终让学生结合自己的兴趣爱好，特长和客观条件，选择适合自己、适合社会发展的职业道路。
四、通过毕业设计实验，提升学生学习能力，具备辅助升级能力
毕业设计论文的最终目的是提高学生综合素质，创新、实践和不断学习是评价“素质”的三大代表。而三者之中尤以学习能力最为重要。因为学习能力就是学习方法与技巧，有了这样的方法与技巧，学习到知识，就形成专业知识；学习到如何执行方法与技巧，才能运用到实践中去，即学习能力是提高发现、分析、解决实际问题的基本素质。所以说提高素质的关键是提高学习能力。实验员的角色恰恰能通过辅导毕业设计时利用实验实践达到让学生提高学习能力的效果，可谓事半功倍，实验员还应该具备辅助学生进一步提升的能力。
学习能力的提高仰赖于正确的学习方法。自主、自愿的学习方法是值得提倡的，实验员这其中要做好引导工作，调动学生的主观能动性，帮助学生形成良好的学习方法，形成一套系统的思维习惯，从而提升学习能力。在完成毕业设计实验的过程中，学生们会遇到各种类型的问题，实验员此时应当积极利用这些机会引导学生自主思考、自主分析现实问题，鼓励学生自己动手解决问题，引导学生学会利用身边的资源扩充实力，提高学习能力。
由此可见，辅导毕业设计中实验员应当具备的这些新能力显得极其重要，是秉承“办一所负责任的大学”理念中至关重要的一环，是画龙点睛的一环，正确清晰的认识自身工作价值和工作目标就每个实验员需要认真思考的问题，也是努力提高工作质量的第一步。
参考文献：
[1]郑文兵,陈超越,张晓梅.实验员在本科毕业论文指导中的角色探讨[J].文教资料,2010,(29).
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[4]王建民.研究生人力资本研究[M].北京:科学出版社,2010.
[5]胡中锋.教育评价学[M].北京:中国人民大学出版社,1989.
机械设计制造及其自动化专业课程改革的迫切性，为了解决上面的问题,为社会培养更多的机械工程专业人才,必须对专业进行改革。最早的机械设计制造以其自动化专业不是这个名字,是由石油矿场机械到机械设计及制造专业,然后再和机械工程专业合二为一,才有了现在的名字。其实经过一系列的改革,虽然课程不断完善,但是还是不够健全。现阶段,如何解决课程专业面过窄、教学模式机械化、教学内容单一等问题,是现在专业改革迫切要解决的问题。
2本专业人才培养目标
高校教育的目的是培养整体高能力与高素质的人才。高素质人才必须身心素质、工程素质、科技素质、科学文化素质、思想品德素质都很强。现在高校机械工程教育的主要目标是:把课程中的科学技术变成生产力的机械工程技术人才。专业人才培养目标是:培养我国现阶段建设需要的人才,他们必须德智体美全面发展,而且专业知识过硬,可以从事机械设计制造及其自动化的设计制造的人才。
3技术基础系列课程改革方案
现阶段,社会经济发展很快,机械技术也不例外,从积雪产品的更新换代速度就可以看出。主要是因为新材料发展、新设计理论、新制造技术综合发展造成的。所以,机械设计制造及自动化专业主要教程是材料工程、设计、制造,其次是外延课程。本文主要对课程进行分析,不仅对整体课程体系进行了分析,还对专业课程和技术课程进行了分析,冰箱制定了改革方案,下面讲解一下。
3.1技术课程的分类
3.2教法与学法“一体化”体系构建
分析自动化专业教学课程,总结概括出自动化教学课程的类型,把课程体系根据类型分为三类目标,既道德养成目标、知识教授目标、能力培养目标。为老师制定教学方法体系,也就是三大类目标各自采用的教学方法。为学生制定学习方法体系,也就是什么方法可以使自己充分理解老师教授的内容。教法与学法结合在一些的设计依据是各种课程之间的联系,理论和实践的结合。教师教学方法主要有三个方面,用自己的言行影响学生、示范、讲解。每一种方法运用的模块是不同的,用自己的言行影响学生方法主要用于道德教学中。讲解法只要用于知识模块,教师用这种方法要适当,不能不管什么内容都一一讲解给学生听,这样学生分不清请重点,很难吸收。要少讲,从全部知识中找到精华部分传授给学生,让学生吸取最有价值的知识。示范主要用于专业技能教学中。各大高等学校对于机械自动化专业的课程体系不同的。其实这样是不合理的,因为我国教育部对于他们有专业标准,高等院校制定专业课程体系要根据国家教育部制定的专业标准,这样我国高校教学目标才能够统一。
3.3专业课程的改革
专业课程分为两大类,主要是专业任选课与专业限选课。任选课是供学生自由选择的课程,而限选课是必须要学习的课程。主要是为了学生在学习专业知识的基础上,可以向关联学科拓展,提高学生的综合素质。限选课占有的比重为五点零一,任选课为三点零。
3.4改革后的系列课程特点
4改革效果
5结语
能够满足一个班级的电子教室，包括计算机、一台教师机、投影设备。资料查找区。上课时教师能一边讲授操作方法和步骤，学生一边能在自己的计算机上进行操作，达到边讲边练，而且能方便的下发作业习题和收集学生作业。
二、计算机基础一体化教材
本课程教材采用人民邮电出版社陈秀莉编写的《计算机基础应用一体化》，选用本教材的原因是因为该教材采用任务驱动的思路，将基本应用和操作融入到了具体的案例中，根据一体化教学的要求对教材的讲解进行了一些增删，比如：增加了Excel对测量数据的处理内容，删掉了数制和编码部分的讲解等等。
三、教学设计
四、选用的教学方法
1.以工作任务为载体进行任务驱动
从具体的专业中提取典型工作，以这些典型工作任务为模块，进行实例的设计，以完成这些工作任务为中心，进行教学活动，尽量把这些任务设计的生动有趣，例如：在学习Word表格的时候，教师提出典型任务：假如要参加一个招聘会，每个同学要做出一份简历表，简历表要清晰明了，表格设计合理。学生取得任务后，先分组讨论，制定计划，实施计划，教师检查控制，最后进行评价。这样能够学生在完成任务的过程中提高学生的技能。对于工作任务的提取可以运用鱼骨头技术，如图：图：鱼骨头
2.将知识进行迁移，因材施教
本课程是技工院校计算机专业和非计算机专业的一门公共基础课，所用的教材都是一样的，所以在进行教学的时候，不但要将课本上实例认真讲解并让学生实训，而且还要根据学生的不同专业进行知识的迁移，让所学的计算机知识为专业服务。每个学生的学习情况和个人情况也不一样，因此他们的基本操作技能、学习方法、接收方法也有差别，所以计算机基础的一体化教学也要因材施教，分层教学。
3.协作学习
根据学生人数和设备数量的关系进行分组，并选出组长，然后布置学习任务，每组进行协商讨论拿出完成任务的计划，由组长展示和汇报，老师进行点评，最后每组成员进行任务调整，实施完成，让小组内互相学习，小组间互相竞争，这样在老师的引导下，学生进行反馈练习，学生与学生、学生与老师间相互交流，相互启发，体验协作学习的乐趣，共同享受成功的喜悦。
五、教学效果
论文的选定不是一下子就能够确定的。若选择的毕业论文题目范围较大，则写出来的毕业论文内容比较空洞，以下是学术参考网小编为各位同学准备的自动化论文格式。希望能够帮助到大家~
实验为研究手段的论文或技术报告，包括以下几个方面：
(1)实验原材料及制备方法。主要描述研究材料的可靠性、均衡性及随机性的情况。
(2)实验所用设备、装置和仪器。通用设备应注明规格、型号，如果是自己特制的装置，应提供示意图，并附测试、计量所用仪器的精度，使读者得知实验结果的可信度和准确程度。
(3)实验方法和过程。方法包括测量仪器、测定方法、标本处理、计算方法等，过程如何进行，操作应注意事项。若有技术上的经济性，要正确处理好学术交流与技术保密的关系。
(4)实验结果。结果部分是示出处理后的实验效应，包括各项指标的数据和图像。对结果进行分析，把实验所得的数据和现象加以解释，阐明自己的新发现或新见解。图表的数量应择其要者。
写该部分时要注意：首先是选取数据必须严肃认真，实事求是；其次是描述现象要分清主次，抓住本质，图表设计要精心，使其一目了然；最后是分析问题必须以理论为基础，以事实为依据。
(1)解析方法。包括前提条件、提出的假设、解析的现象、适用的理论和计算的程序；
(2)解析的结果。可用图表、公式进行整理。
(3)分析讨论。对结果的可信度、误差的评价。
范文赏析：
工业自动化论文发展趋势
摘要：目前计算机应用产业产业在我国工业控制自动化中的应用有了很大的发展，我国工业自动化计算机应用产业系统已经形成。工业控制自动化技术以低成本工业pc基础为主流，向智能化、网络化和集成化方向发展。随着计算机应用产业的发展，工业自动化计算机应用产业产业的应用领域迅速扩大，其发展趋势难以捉摸。本文就工业自动化计算机应用产业产业的发展现状和特点，对其趋势进行分析与讨论。
关键词：工业自动化；计算机应用产业应用；发展趋势
一、引言
工业自动化计算机应用产业是工业自动化产业基础的核心。传统意义上计算机应用产业用于工业生产过程的测量、控制和管理，包括计算机过程输入、输出通道。而今天的工业自动化计算机应用产业内涵已经远不止这些，其应用范围也已经远远超出工业过程控制与管理。
目前，在通讯、网络、软件及光电的整合应用之下，工业自动化计算机应用产业也不再单纯局限于工业自动化领域的应用，而是结合了通讯、电子、光电、半导体及软件等应用，扮演愈来愈重要的角色且呈现多元及定制化的设计特点。计算机应用产业在工业自动化和信息化产业链中处于要素市场，处于快速发展的关键时期，不仅加速升级改造传统行业，而且也为新一代工业自动化计算机应用产业的应用和发展提供了良好的发展机遇。
二、工业自动化计算机应用产业发展特点
1.界限模糊。工业自动化计算机应用产业的系统、自动化、机电一体化、数控、cims等技术和学科之间逐渐渗透，界限越来越模糊，而在实际中也没有必要把它们分得很清楚，这是实际发展的需要，也是技术发展的必然。
2.技术融合。工业自动化一些fcs、ipc、nc/cnc与dcs、plc等计算机应用产业系统体系虽然设计初衷不一，各有特色，各有适宜的应用领域，也各有不适应的地方，但技术上都存在相互补充、相互促进、彼此共存的要素。仅仅靠独立的学习已失去传统意义上，各种控制系统之间融合不可阻挡。
3.应用领域扩大。过去，工业自动化计算机应用产业主要应用于过程控制，如控制电、煤、化、油等连续化、流程化的生产过程；离散加工制造机械、电子、汽车等自动化生产过程；单机自动化，如数控机床、智能仪器仪表，机器人等产品机电一体化等。目前，工业自动化计算机应用产业还逐渐应用于新的增长点，如公用工程、环保、楼宇与社区、道路与交通、农业与农村等。
三、工业自动化计算机应用产业发展趋势
2.在企业、行业发展角度来看：（1）国内企业将对市场细分敏锐把握。国产品牌规模的工业计算机应用产业企业，将会建立广泛的直销和服务网络，取得长足进步。传统ipc市场是我国工业计算机应用产业技术的发源地，将会一直是工业计算机应用产业的主战场。（2）我国的工业计算机应用产业企业将由模仿向自主创新、由中国制造向中国创造的转变。新一代epi，解决ipc工业计算机在多尘、潮湿、振动的环境下连接处易堵塞或氧化而接触不良使工业计算机应用产业失效的问题，具有开放性、散热性、抗振性、高稳定性、高可靠性等特点，而且加工工艺容易，成本低，将会得到广泛推广于国产数控装置。未来几年，本土企业会对新兴行业应用敏感，对需求把握准确，率先发掘市场，推出自主创新的计算机应用产业技术。
四、结语
如今的时代是变革的时代和推陈出新的时代。伴随着新一代工业自动化计算机应用产业的兴起，工业行业也将重新洗牌，各个行业面临机遇与挑战并存的局面。随着工业自动化计算机应用产业发展的趋势深不可测，只有抓住机遇，勇于和善于迎接挑战，才会与新一代工业自动化计算机应用产业一起发展壮大。
[1]刘美丽.现代工业条件下工业自动化的特点与作用[j].现代制造技术与装备，2010（03）.
关键词虚拟样机建模仿真
中图分类号：TP391.9文献标识码：A
OntheVirtualPrototypeTechnologyanditsModelingandSimulation
HUANGDi
（HuazhongUniversityofScienceandTechnologyWenhuaCollege，Wuhan，Hubei430074）
AbstractVirtualprototypingtechnologytocomputertechnologyasthebasis，acomprehensivemulti-disciplinarytechnologytoprovidetechnicalsupportforthedesignandevaluationoftheproductlifecycle.Designerscanachieveproductdesignandproductcharacterizationinavirtualenvironment，sothatitcanrespondquicklytomarketrequirements，thusbreakingthetraditionaldesignapproach，shortendesigntime，savingdesigncapital.Thispaperdescribesthemachineryinvolvedinmodelingandsimulation，control，andco-simulationareas，collaborativemodelingandsimulationmethodsneededforthefinalcollaborativemodelingfromsingletomultipledisciplinesandareasoftheimplementationprocess.
Keywordsvirtualprototype；modeling；simulation
0引言
由于现代科学技术的发展，机电一体化产品的开发经历了串、并行开发，到基于虚拟样机的开发过程。而开发过程中解决多领域协同设计的有效途径就涉及到了虚拟样机技术。它的设计开发涉及机械、可视化、协同仿真、数据库等多个学科领域，它提供一种加快机电一体化产品设计进程新的技术方法和支持环境。
1虚拟样机技术的概述
1.1虚拟样机技术的定义
虚拟样机是在CAD/CAM/CAE和物理样机基础上发展起来的，它包含有所有产品的关键特征。
它是以一定关系模拟一个动态系统，在一个或多个领域模型上，依赖不同子系统的集成，采用计算机辅助的方法，以达到认识现实或辅助设计的目的。
1.2虚拟样机技术的优势和局限性
在机电一体化产品的设计中，若采用实物验证的方法的传统机电产品设计。首先是对产品进行局部设计，加工出物理样机，再进行调试，再对其各种行为进行评估。若不满足使用要求则选择返回修改设计，然后再加工出新的样机，如此反复评估直至满足所需要求为止。
虚拟样机技术应用在机电产品的开发设计过程与传统设计步骤相差不大，主要差别是虚拟样机技术集合各个领域的理论和技术在计算机上直接进行建模与仿真，它在产品设计阶段，能够对产品使用、制造、维护等行为进行评估分析，优化产品性能指标，保证设计出来的产品能够达到制造、使用和维护的要求，并且它的修改直接改变建模的数据即可。因此，虚拟样机技术的优势在于：缩短了研发周期、节约研发资本、实现资源共享。
但是，虚拟样机技术涉及的学科领域太广，技术复杂，给设计者提出了很高的要求，而且，对于一些复杂的问题的计算上无法得到精确的解，只能是尽量的将误差控制在允许的范围内，所以技术本身的不成熟和不完善也在一定程度上制约了它的发展。而且在对产品进行建模时，很难建立理想的、完整的模型，因此虚拟样机始终无法取代物理样机。①
1.3虚拟样机技术的支撑环境及关键技术
图1虚拟样机支撑环境框架
在这些支撑环境中，存在一些关键技术，这些关键技术的发展情况直接影响着整个支撑环境的发展。比如多领域的协同仿真――“建模-仿真-评估/优化”一体化平台、高层建模技术、仿真模型库构建与管理技术以及分布式协同仿真技术等。
1.4虚拟样机技术的应用与发展现状
虚拟仿真技术在美国、德国等一些发达国家早已被广泛地应用于汽车制造、机械工程、医学等各个领域，产品的涉及由简单的照相机快门技术到庞大的工程机械技术，如JohnDeere公司通过虚拟样机技术找到了在重载下工程机械的自激振动问题的原因，并提出了改进方案，这同样在虚拟样机上得到了验证。
国外的虚拟样机技术已走向商业化，美国机械动力学公司的机械系统自动动力学分析软件ADAMS是目前比较有影响力的软件。其中ADAMS占据了市场的50%以上，其它软件的还有Folw3D、ANSYS等等。
国内的企业虚拟样机技术主要是集成现成的国外软件应用上，如PRO/E、ADAMS、ANSYS等，国内企业对国外软件的依赖性强。有些单位会为了满足设计分析的需要而采用对市场上现有软件进行二次开发。
2虚拟样机的模型建立
2.1虚拟样机的设计原理
作为研究动态系统行为的有效方法，虚拟样机涉及几何信息，同时虚拟样机系统具有运动模拟、操作模拟和动力学模拟等物理边界条件，提供人机交互虚拟现实三维场景的工具。其一般设计原理可归结为如图2所示。
图2虚拟样机设计原理图
2.2机电产品的功能模型分析
影响此类机电产品系统的设计过程和设计方法是在功能逻辑上的构成方式和在物理上的组成方式。在物理组成上，机电一体化产品包含机械结构，机电接口、运动系统、计算机等多种电子、机械零部件。③
将机电一体化产品划分为控制子系统、广义执行机构子系统、检测子系统、传感及信息处理的是上海交通大学的邹慧君教授，④这就是所谓的三子系统论。如图3所示：
图3机电系统的三子系统的组成及其关联
图4广义执行机构建模步骤框图
2.3广义执行机构的建模与求解
广义执行机构子系统主要包括驱动元件和执行机构两大部分，它们的建模与求解主要分为几何建模、物理建模、数学建模、数值求解和结果分析，其步骤如图4所示。
几何建模，主要是建立所设计虚拟样机的执行机构的几何模型，它可以用几何造型软件Pro/E、UG等导入，也可以由ADAMS几何造型模块构造，但有些软件之间的相互导入需要接口模块，例如Pro/E与ADAMS之间需要MECHANISM/Pro借口模块来实现无缝连接。⑤
物理建模，形成表达系统力学特性的物理模型，对几何模型施加外力或外力矩、运动学约束、力元（内力）、驱动约束等物理模型要素。
数学建模，由物理模型组装成系统运动方程中的拉格朗日坐标或笛卡尔坐标建模方法创建各系数矩阵，得到系统数学模型。
2.4控制子系统的建模与求解
可以利用MATLAB建立控制模型。驱动执行机构的运动通常有开环方式和闭环方式两种，开环方式是在驱动器与执行末端之间建立约束关联，执行末端为反向运动学驱动；而闭环方式是以期望参考信号与传感器探测的数据进行比较从而得到控制信号。连续――离散混合信号处理的运动控制模型就是采用闭环控制方式。
2.5协同建模
控制实现的多学科协同与多体动力学的建模可以在ADAMS/Controls模块中的与控制仿真软件的接口上。它首先导出ADAMS动力学模型，然后导出动力学模型到控制仿真环境最后构建动力学一控制集成模型。
3虚拟样机的仿真实现
在建立共享的集成模型基础上进行仿真运行，有基于MATLAB和基于ADAMS两种解算方式：⑥
3.1基于ADAMS的方式
求解线性或非线性的结果在在ADAMS环境中虚拟样机控制子模型的共享模型进行仿真运行。
3.2基于MATLAB的方式
机械动力学解算通过在MATLAB环境中植入的ADAMS模块控制运用解算控制仿真软件求解器，它们通过S函数（S-function）或状态空间（state-space）进行接口变量的联系，在MATLAB/Simulink中观察并输出仿真曲线，同时，可以观察到虚拟样机的三维仿真运行动画和生成仿真结果数据文件。
4小结
虚拟样机技术为机电一体化产品的设计提供了一个支持环境和新的方法，它与传统的技术相比，缩短了研发周期、节约研发资本，实现资源共享、提高产品质量，因此它目前广泛用于汽车制造、航空航天、机械工程、医学等各个领域。
整个虚拟样机技术的关键是虚拟样机的仿真和实现，从单个领域的建模仿真到多个领域的协同仿真，从几何建模到物理建模到数学建模到数值求解再到结果分析，这一系列的过程涉及到多个领域的关键技术。因此，要做好虚拟样机技术，一方面要依赖于其本身技术的发展，另一方面则要求设计者本身具备过硬的专业技术知识以及配置完备的团队。
参考文献
①李丹，李印川.虚拟样机技术在制造业中的应用及研究现状.机械，2008（6）总第35卷：2-3.
②宁芊.机电一体化产品虚拟样机协同建模与仿真技术研究.四川大学博士毕业论文，2006：21-22.
③B.Jung，M.Latoschik，I.Wachsmuth：Knowledge-BasedAssemblySimulationforVirtualPrototypeModeling.IECON'98-Proceedingsofthe24thAnnualConferenceoftheIEEEIndustrialElectronicsSociety，Vol.4，IEEE，1998：2152-2157.
④邹慧君等.机电一体化产品概念设计的基本原理.机械设计与研究，1999.15（3）：14-17.
论文关键词：工程机械,运用与维护专业,双循环,培养模式,初探
随着我国高等教育大众化步伐的加快和高职高专教育的发展，对高等教育特别是对高职高专教育专业建设和教学改革提出了更高的要求，高职高专教育教学改革进入了空前的、新的发展阶段。新疆交通职业技术学院机电系工程机械运用与维护专业于2007年，2008年与新疆军企工程机械（集团）有限责任公司、新疆星沃工程机械有限公司、新疆巨华工程机械有限公司等签订订单培养协议，被确定为我院教学改革试点专业，其间经过两年的运作，形成了具有鲜明特色的“双循环”人才培养模式，实践证明初显成效。
一、“双循环”人才培养模式的内涵
“双循环＂人才培养模式的涵义就是，理论教学与实践教学在符含学生认知规律的基础上，由浅入深，由被动的接受知识到主动学习应用，由专业基础到专业技能，由企业培训到顶岗实习直到就业，实行四个阶段循环。
第一阶段：人文学科、公共课和专业基础课理论教学同实践教学有机地穿插
进行，使学生明确自己的专业方向和工作类别，在理论教学过程中，以必须够用为度，主要学习基本知识和基本概念；在实践教学过程中，主要进行基本技能训练，目的是巩固所学知识，为后续专业技术课打基础，公共基础课和专业基础课程的学习，需要在校学习三个学期。
供的《装载机的维修与故障排除》和《沃尔沃挖掘机的故障排除》作为教材，以及企业提供的有关产品PPT和视频介绍，由我院机电系的两名教师和企业公司的三名工程师或技师做培训指导教师。授课地点安排在企业的修理工间，利用该公司的旧机和总成件作为教具，使学生具有身临其境、重任在肩的感觉。考核办法是根据平时表现和实训报告综合评价，例如在操作实训过程中装配一个总成件、能够用语言清楚的描述其原理、认知其构件名称或在整机上排除一个故障，都可以作为学生培训的成绩。
第三阶段：拓展能力、强化学习，利用企业冬闲期让学生返校完成后续课程的教学，如进行机－电－液一体化的专业知识、专业外语、售后服务和营销技巧等强化学习，教学以在校教师为主，还可邀请企业专业人士来校进行讲座，增加学生和教师对市场的认识以及对专业发展趋势的了解，培训了学生，也培训了老师。
第四阶段：顶岗实习，毕业生产顶岗实习是工程机械运用与维护专业学生在理论与实践教学环节完成后，即将毕业时的综合性生产实习。让学生深入实际，开阔眼界，深化与充实工程机械专业知识，可根据工作需要和本人的技能参加顶岗劳动，每人掌握2—4个主要工位的操作技能，参与某一个科室的生产技术管理工作，从而获得从事本专业实际工作的初步能力。
二、“双循环“人才培养模式的特点
培养工程机械运用与维护专业一线的高级技术应用型人才，提高其专业应用能力，明确了在培养过程中起关键作用的主干课程：根据社会需求及工程机械市场，结合理论教学体系和与之并重的实践教学体系；建立工程机械维护环境，培养学生实践能力；建立密切的产学合作机制，请企业的专家参与教学方案、教学计划的制定，由校内指导老师和校外指导老师共同担任教学任务；请企业的专家参与培训教材的编写，由企业提供专业技术资料结合我们的教学特点融入教材中，拓宽产学合作人才培养途径；加强学生素质培养，促进全面发展，更好的适应社会需求。
三、改革课程设置，构建与“双循环”人才培养模式相适应的理论教学体系
工程机械运用与维护专业为培养技术应用型人才，适应“双循环”人才培养模式的需要，改革课程设置与教学体系，积极构建与之相适应的教学体系：
1、专业基础课强调应用，即以“必需、够用为度’与应用密切结含。例如，为优化课程结构，对一些课程的内容、结构进行了改革。如对《工程材料》、《机械制造工艺学》、《机械原理》3门课程根据岗位能力的要求，对理论教学内容进行整合，整合为《机械基础》；
2、对《工程机械发动机构造》、《工程机械发动机维修》2门课程根据工作过程的紧密联系要求，整合为《工程机械发动机构造与维修》；
3、同样，对《工程机械底盘构造》、《工程机械底盘维修》2门课程也整合为《工程机械底盘构造与维修》；
4、对《液压与液力传动》课程将教学的重点放在了工程机械液压系统的分析上，而对基础知识做到够用就行。
5、能力拓展课程上，我们以订单企业的要求，在授课中主要按企业销售的机型进行教学，使学生在应用能力的提高上更快地适应企业的工作。
四、改革实践应用，构建与“双循环”人才培养模式相适应的实践教学体系
实践教学环节主要包栝习题课、课堂讨论、总成拆装、实训、顶岗实习等，占教学活动总学时的45％以上。实践教学体系的改革，突出了专业技术应用能力的培养，在教学体系上形成了工程工程机械拆装训练三年不断线的实践教学体系。
1、工程机械实训课；适当增加学时，充实实训内容，减少演示性实验项目。实训均要结合生产实践，以充分体现专科特色，实训课单独评定成绩。
2．校企合作培训；校企联合共同进行教学，在企业进行生产过程培训，针对一种项目加强应用能力的培养，让学生熟悉企业的管理制度、工作技能、团队合作的精神
3、结合第三年的顶岗实习；尝试在2007级教学计划中增加了校企合作培训环节，在第五、六学期学生到企业进行毕业顶岗实习，并要求写出实习报告和毕业论文，还要进行答辩。这也是在毕业生实习、求职和就业等环节所作的一些有益而成功的探索。
工程机械运用与维护专业多年的理论实践证明，采用“双循环”的人才培养模式，培养的人才充分体现了区域和行业的产业特征，体现了高职高专的教育特色，毕业生普遍具有良好的道德品质、事业心和责任感，适应能力强，作风朴实，踏实肯干，得到了社会各界和行业很高的赞誉及认可。从最近两年的反馈情况来看，该专业平均就业率高达98％，对毕业生进行的跟踪调查反映表明总体评价优良率为85％。
2009年4月我院机电系工程机械运用与维护专业筑机D071、筑机K071班的学生安排在企业进行生产过程实习，两星期后我们收集了他们的体会，学生普遍反映在企业学到的知识即快又扎实，而且能够很快应用到工作中。该班学生在企业进行理论授课时打瞌睡的少了，问问题的多了，甚至有学生说如果再让我们回校学习，我们将是另外一种精神面貌。这说明实际工作还是需要理论指导，理论和实践必须充分融合，才能使我们的毕业生在工作中更好的发挥应有的作用。
“双循环”人才培养模式符合当代经济的发展，也符合市场的需求，这种培养模式一定会有更广阔的天地。
1.教高[2000]2号《教育部关于加强高职高专人才培养工作的意见》；
2.教高[2004]1号《教育部关于以就业为导向，深化高等职业教育改革的若干意见》；
3.教职成[2004]12号《教育部等七部门关于进一步加强职业教育工作的若干意见》；
4.教高[2006]14号《教育部，财政部关于实施国家示范性高等职业院校建设计划，加快高等职业教育改革与发展的意见》；