关键词:TRIZ理论,创新设计,机械产品,
二十一世纪全世界范围内机械产品激烈竞争,各个国家都很重视如何提高产品的设计水平,增强其竞争实力。而产品设计最主要的目标就是对产品进行创新,满足消费者的需要并且占据市场更重要的位置,所以,要想增强机械产品自身的竞争实力,最根本的途径就是重视创新设计。创新设计理论又叫做TRIZ理论,是设计的核心理论,目前已经在机械产品创新设计中被广泛应用,可以提现企业的核心竞争力。1946年,前苏联G.S.Altshuller创立了TRIZ理论,指的是发明问题的解决理论。以这个理论为基础,军事工业得到了很大的发展。二十世纪九十年代开始流入美欧,在某些企业当中开始应用并且推广,取得了很多发明专利,随之也产生了经济效益,当很多国家兴起了TRIZ理论研究和推广的热潮。1998年之后,TRIZ理论开始在中国出现,不少科研机构把TRIZ理论作为技术创新的首选,积极的进行探索。这篇论文主要是探讨TRIZ理论主要内容以及在机械产品创新设计中的应用。
1.TRIZ理论基本内容概述
G.S.Altshuller在理论当中提出了四十条冲突解决原理,也就是发明原理以及冲突解决矩阵的含义,各种领域的相互冲突的特性通过高度的概括,抽象成为三十九个技术特性参数(也叫做通用工程参数),矩阵中的行代表冲突恶化的参数,列代表冲突改善的参数。针对技术冲突,可以以冲突矩阵为基础,找到对应的发明原理,从而找到解决问题的办法;针对物理冲突,通常利用分离原理了可以找到解决办法,发明原理和分离原理之间具有一定的关系,一条分离原理,可以对应很多条发明原理。
2.TRIZ理论在机械产品创新设计中应用
2.1.TRIZ理论在机械创新设计中应用的步骤程序
2.2.呆扳手的创新设计案例
设计初期的呆扳手在松开或者拧紧六角螺母或者螺栓时,因为螺母或者螺栓受力点在两条棱边,很容易变形,因此无论是松开还是拧紧都比较困难。而新的设计需要避免原来设计当中的缺陷。后来美国一项以冲突矩阵为基础的专利解决了这个问题。这个专利是从三十九个通用工程参数当中选择一对特性参数:1)提高质量的参数:物体所产生的有害因素,可以对螺母或者螺栓减少磨损。2)可以造成负面影响的参数:制造精度,全新的改进有可能造成制造的困难。然后把上面的两个参数代进冲突矩阵,可以得到下面四条发明理论,即是:维数变化、小对称、抛弃与复制、修复。通过分析维数变化以及小对称这两条发明原理可知,经过创新的呆扳手工作面的某些点可以和螺母或者螺栓的侧面相接触,而不仅仅是接触棱边,因此解决了这个问题。
通过这个实例可以说明,机械产品的某些参数或者特性进行改进之后会造成其他参数和特性的恶化,可以通过冲突矩阵来解决这种技术冲突,这说明在机械产品设计当中应用TRIZ理论时具有价值的。
2.3.某飞机的航空发动机引擎罩的创新设计案例
某飞机的航空发动机引擎罩在设计时,表现出来的技术冲突是:一方面希望发动机可以吸入较多的空气,另一方面又希望发动机罩和地面之间的距离可以不减少。把它转化为物理冲突:应该将发动机罩的直径加大,这样有利于吸入空气,但是直径又不宜过大,避免机罩和路面的距离减少。
这个物理冲突可以用空间分离原理进行解决。空间分离所对应的发明原理当中有No.4不对称原理。根据这个原理,可以把原来的对称设计变更为不对称的设计。如下图所示。
图1:发动机罩改进设计方案示意图
3.结束语
Abstract:Itisaneffectivewayforenhancingtheuniversitystudentscientificinnovationability,throughdevelopingtheraceaboutmachineryinnovativedesign.Thisarticlediscussesthenecessitytodeveloptheraceaboutmachineryinnovativedesigninvocationalcolleges.Then,aimedsomedifficultiesinpoorarea,itproposedthemachineryinnovation'saccuratelocalization.Finally,throughsomeeffectiveorganizationandpractice,itachievedthegoaltotrainthestudents’innovativeideologyandteamcooperationability,toenhancetheteachers’andstudents’scientificinnovationability.
关键词:高职院校;机械创新;定位;竞赛
Keywords:vocationalcollege;machineryinnovation;localization;race
0引言
近年来,我国高等职业教育蓬勃发展,为现代化建设培养了大量高素质技能型专门人才,“以服务为宗旨,以就业为导向,走产学结合发展道路”是高职教育的办学特色。然而,某些高职院校只注意学生职业技能的培训,削弱了文化知识的灌输,缺乏创新能力和可持续发展能力的培养,只是“为就业而就业”,这样培养出来的人才很难适应当今社会知识不断更新、岗位不断变换的需求。
“创新是一个民族进步的灵魂,是国家兴旺发达不竭的动力”,只有创新型人才,才能在社会发展中立于不败之地。高等职业教育作为高等教育发展中的一个类型,肩负着培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才的使命。因此,在高职院校机械类专业中开展机械创新设计大赛是十分必要的。
1研究的意义
1.1基本宗旨本项目的研究与实践拟在解决高职院校如何培养机械创新人才和学生的创新意识,进而将创新作品转化为企业的产品,构建新型的校企合作模式,推动地方经济的快速发展,为地方经济服务。
通过机械创新设计大赛将大赛中暴露出的问题反馈到创新人才培养的课程体系,改进我们的教学方法和转变培养模式,促进教师教学水平和创新能力的提高,为学生营造良好的创新氛围,培养学生的创新意识。在举行机械创新设计大赛时,在社会上大力宣传,并邀请企业专家共同参与,让大赛中优秀、成熟的作品转化为企业的产品,推动地方经济的快速发展,逐步将高职高专院校转变为地方企业的技术服务中心。
1.2具体目标通过几年持续的机械创新设计大赛,主要达到如下目标。
①提高高职院校学生的创新意识和创新设计能力,使学生能够为解决实际问题而主动去学习知识,变被动接受知识为主动索取知识,让学生早日将所学的理论知识用来解决实际问题,早日与社会接轨。②稳定和锻炼指导教师队伍,使更多教师热衷于指导大学生机械创新设计工作,形成学生、教师和教学、科研相互辐射的互动效应。③将比赛中反映出的创新能力所需的理论知识、专业技能反馈到教学的各环节,从源头提高大学生创新的潜能,改革“机械创新设计”相应的教学内容,改善学生机械创新设计活动的实施条件,提高学生的实际动手能力。④将比赛优秀、成熟的作品通过当地企业转换为产品,推动地方经济的快速发展,构建新型的校企合作模式,为地方培养高技能创新人才。⑤通过选拔,推荐部分产品参加省级或省级以上层次的机械创新设计大赛,提高学院知名度。
1.3研究价值本项目研究和实践的价值在于提高课堂教学知识的应用实效,促进基本知识和基本技能在实际运用中能更好的相结合,培养学生的创新意识和创新设计能力,使学生能够为解决实际问题而主动去学习知识,变被动接受知识为主动索取知识,让学生早日将所学的理论知识用来解决实际问题。同时,在本项目的研究和实践过程中,教师的参与指导以及和创新小组成员的之间的相互交流,相互探讨,共同发展,共同进步,使更多教师热衷于指导大学生机械创新设计工作,形成学生、教师和教学、科研相互辐射的互动效应,大力提升教师教育理论水平和研究技能,不断铸造成一支科研型的教师团队,促使学校成为一所科学发展、特色发展、可持续发展的学校。
2研究中存在的困难
2.1学院及周边环境的制约广西现代职业技术学院地处河池市,该地区为革命老区、山区,属于少数民族聚集地,经济欠发达、工业基础尤其是机械工业相对薄弱,机械类产品市场很不完善。
该学院机电类专业近年基础设备投资较大,大部分设施可应用于职业技能培训,然而可以用于机械创新的高科技含量的设备明显不足。客观环境造成在该学院开展机械创新设计大赛有一定的实际困难。
2.2科研力量相对薄弱要在学生中充分开展机械创新设计大赛,就要求专业教师必须具备相当的科技创新能力。由于地域的原因,近年来虽然该学院机电类专业引进了一批专业教师,但大部分教师科研能力不足,而且这些教师出去交流的机会相对较少,其科研能力的开发基本依靠自学;许多教师忙于教学任务,根本无暇进行科技创新。科技创新离不开校企交流,而该地区机械类企业现代化程度相对较低,通过校企交流提高教师的科研能力也很难达到目标。
2.3学生自身存在的不足由于客观原因,该学院机电类专业所招收的学生绝大部分文化基础非常薄弱,理解能力和学习能力相对较差,缺乏刻苦钻研精神,科技创新素质较低,动力不足。具体表现为:①缺乏系统的科学理论,基础知识不够扎实,好高骛远而能力不足;②缺乏拼搏的精神和顽强的毅力,没有掌握精深的专业技能,虎头蛇尾,甚至是是半途而废。③没有高超的学习技能和创造性的思维方式,缺乏敏锐的观察力和强烈的好奇心,缺乏丰富的想象力和敢与冒险的勇气,立项没有创意。④缺乏博大的胸怀,高尚的人格和团队协作精神,单打独斗,无功而返。
3机械创新设计大赛的组织与实施
3.2机械创新组织机构的组建,激励机制的确立为了保证机械创新设计大赛的成功,我们成立了三个专门机构。
为了充分调动学生参与机械创新的热情,我们提出了几项鼓励措施:①活动期间,实习实训场所全方位开放,为学生创作提供设备、刀具、量具及部分耗材,并委托实习指导教师对学生的制作加工予以必要的指导。②所有参赛作品耗材由学院统一报销,免除学生的经济顾虑。③获奖作品除颁发荣誉证书外,并给予参赛学生和指导教师一定的物质鼓励。④推荐部分作品参加第四届全国大学生机械创新设计大赛广西区竞赛。⑤此次参赛作品的设计说明书可以作为毕业设计。
3.3活动的定位此次机械创新设计大赛,适逢“第四届全国大学生机械创新设计大赛广西区竞赛”,其主题为“珍爱生命,奉献社会”;内容为“在突发灾难中,用于救援、破障、逃生、避难的机械产品的设计与制作”。根据我院的实际情况,我们把参赛作品定位在“方便实用、节能环保,有一定的创新性”,避免过大的投入,不追求过高的科技含量。目的是通过这次大赛,提高广大师生的科技创新素质,养成团结合作、合理分工的团队意识,加强师生交流,强化系部凝聚力,提高学院知名度。
3.4活动效果与评价经过长期的宣传组织,机电工程系机械创新设计大赛如期举行,此次比赛共收到参赛作品19件,经过层层选拔,遴选出3件作品参加“第四届全国大学生机械创新设计大赛”广西区竞赛,经过评比,由韦建军等老师指导、傅俊淇等同学创作的作品“离心式摩擦缓降器”以其“节能环保、方便实用”的特点深受专家好评,并夺得大赛一等奖,另外两件作品也分别获得二、三等奖。
通过这次活动,培养了同学们的团队合作精神和创新意识,增强了广大同学积极学习专业知识的兴趣,同时也提高了广大教师的科技创新能力。赛后,许多同学纷纷表示,此次活动很有意义,大家在创作过程中主动学习,解决了以前在课堂学习中未曾解决的难题,充分理解了专业知识的有用性。同学们建议,希望以后经常举行这类活动让更多的同学参与进来。
4结束语
实践证明,在贫困地区高职院校开展大学生机械创新设计大赛是十分必要的,通过这项活动,能够培养学生学习专业知识的兴趣,提高其团队意识和创新能力,有助于提高学生的综合素质,同时有助于教师科研素质的提高,并有利于促进学院科研氛围的形成。
参考文献:
[1]刘忠伟.高职机械类专业创新人才培养的研究与实践[J].天津职业大学学报,2007,(12):14-17.
(厦门理工学院机械与汽车工程学院,福建厦门361024)
摘要:为了培养卓越人才的创新创业能力,以项目为主线、教师为主导、学生为主体,通过项目驱动能力培养,同时为产品衍生项目。让学生在工程实践项目的研发过程中培养发现问题、分析问题、解决问题的能力。实践证明,项目驱动方式更容易激发学生的创新创业能力。
关键词:创新创业;实践教学;项目驱动
基金项目:福建省教育科学“十二五”规划项目重点课题(No。FJJKCGZ14-066);厦门市教育科学“十二五”规划2014年度立项重点课题(14003)
1引言
作为一所亲产业大学,我校一直注重学生创新能力的培养,强化“关产业痛痒、应产业所求、纳产业精华、为产业服务”的亲产业办学理念,树立“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育宗旨,以海西工业企业的发展需求为导向,通过与先进企业开展“互利双赢”的校企合作,共建以实际工程为背景、以工程技术为主线的卓越工程师联合培养体系,着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力。
特别是我校作为卓越工程师试点培养高校,坚持以学生为本,知识、能力、素质协调发展的理念,紧密结合地方经济发展的实际需要,秉承我校“知行合一工学结合”人才培养模式,构建以就业为导向的实践性、创新型、应用型人才培养体系,为机械行业培养定位清晰、特色鲜明、创新素质高、动手能力强、勤劳务实的高级专门人才。
2学科竞赛与创新实验项目结合,创新创业有机结合的教学体系
建立了与地方业界共建多赢的长效机制。各专业组建了有业界精英和外校专家参与的专业建设指导委员会,每年还聘请企业技术、管理骨干来校兼课、指导实习和毕业设计(论文)。如图1所示项目驱动下创新创业能力的培养体系,形成多种校企合作模式。学校现已形成三种校企合作模式:一是共建实验实训场所,如PLC控制实验室、全自动机械手研发实验室、数控技术实验室等。二是项目带动人才培养,如全液压干冰成型机、威盛叉装车工作装置研制等,人才培养;三是共建校外实践基地,如松霖科技、厦工机械、东风汽车股份有限公司、冠捷科技有限公司、路达科技有限公司、林德叉车等一批知名企业,在实践环境、工程项目和指导力量等方面,为学生开展实践活动提供条件。
3创新创业实践教育
为了把创新创业教育落到实处,在实践教学中,为学生开辟设计型和综合型的实验,在项目的带动下进行实验教学;充分结合学科竞赛,锻炼和培养学生的独立的创新创业能力。
实践教学目标并结合自己的研究方向和课题引入项目的内容并将项目合理地分成若干教学模块(子项目、任务),以“项目为主线、以完成任务为‘驱动’、教师为主导、学生为主体”,充分利用各种先进的教学手段和方法,创设任务情境,为学生提出由表及里、循序渐进的学习途径,充分调动学生学习的积极性,让学生在完成任务的同时掌握最新的、实用的专业知识并充分利用课程设计、生产实习、毕业设计等环节,让学生连贯起来获得实际工程项目的从分析、设计到实现的完整过程的训练给学生提供参与科研项目的机会,划分部分任务让学生完成,使学生能够理论联系实际,激发学习兴趣,提高学生动手能力。如图2所示。
让学生参与各项机械创新设计大赛、无碳小车比赛、挑战杯、方程式赛车等具体项目中来。它以学生主动性学习为基础,要求学生当主角、由学生通过实际动手操作、解决实际工程问题的实践来学习优化设计知识和技能。它给学生的主动性更大,使学生通过自身的经历了解优化过程的行进,在设计具体实例的过程中主动地去学习优化知识,从而学会运用优化知识。鼓励学生参加各种竞赛如挑战杯赛,机械创新设计大赛,无碳小车比赛、挑战杯、方程式赛车比赛、电子创新设计大赛和机器人大赛等,强化、培养学生的创新意识、创新能力、工程意识以及科研开发能力。向学生开放实验室,提供良好的实验条件,让学生动手实践,达到理论与实践交融的教学目的。
4效果与特色
5结论
创新创业教育需要高校的建立起长效的培养机制,并把每个教学实践过程落到实处,那学生的创新创业能力才得以激发和培养。让学生主动带着问题去学习,在解决问题的实践过程中挖掘和梳理理论知识。不到形成良性互动循环过程。
参考文献:
(1)林桂娟。《机械优化设计》课程的项目驱动式教学方法探讨[J]。赤峰学校学报(自然科学版),2014,(20):256-257.
(2)以项目驱动的双主体教育模式在本科生导师制中的实施[J]。黑龙江高教研究,2013,31(7):34-37.
认真履行教师职责,精心备课,注重教学方法的改进,严谨认真,注意与学生的交流与互动。
1.本年度主讲三门课程,辅讲两门课程。主讲课程为“互换性与技术测量”、“机械制造装备设计”、“金属切削机床”;辅讲课程为:“质量管理与可靠性”,作为工业工程专业负责人,负责组织“工业工程导论”的教学,并主讲该课程2次。
2.指导本科毕业设计10人,指导专业课程设计1次。所指导的毕业设计有1人获得校级优秀毕业论文,该论文被学院答辩委员会推荐至每个专业优选2篇的学校论文集。全年完成工作量约560学时。
3.指导研究生3人,其中1人7月份毕业,其毕业论文获得校级优秀硕士毕业论文。
4.作为成果首位完成人,其“工科大学生创新能力培养研究与实践”获得校级教学成果二等奖;在教学团队支持下,认真整理近三年的课程建设成果,通过了“机械制造及自动化基础课程群”的验收工作;2009年被评为校级优秀教师。
二、科研工作
1.积极参与科研工作,主持省级科研项目2项,企业委托项目1项,到账经费17万元。
(1)成功申报山东省科技攻关项目1项,总经费12万元,2009年到帐经费6万元;
(2)积极准备2009年省级科技攻关项目的验收工作;
(3)主持企业委托项目1项,2009年到账经费11万元。
2.发表b类科研论文2篇。
3.申报专利1项。
4.积极参与指导学生的科技创新设计大赛,获得山东省科技创新大赛二、三等奖2项(第2位)。
三、机制系管理及其他工作
施肥机的开题报告机械自动化在机械制造中的运用
1.机械自动化简介
机械自动化,即不借助任何人力的操作或者干扰,完全依照机械自身来对工作进行一系列步骤的完成.机械的自动化在企业的加工生产中有着极为重要的意义,机械的自动化可加快生产原料加工处理的速度,真正实现节约人力,提高生产效率的目的.与传统的机械制造方式相比,机械自动化具有提升产品质量、加快产品更新、降低成产成本的优势,对于有效缩短机械产品的制造周期,并提升机械制造水平起到了较大的推动作用.就当前的机械自动化技术应用来看,虽然尚未实现其在机械制造过程中的全面推进,但其对机械制造水平提升的显著效果已经越发凸显,因此,在未来的发展过程中,机械自动化必将在更大范围内进行改革和应用,以更好的满足机械制造需求,并实现我国工业化水平的不断提升.
2.机械自动化在机械制造中的应用研究
2.1.集成化在机械制造中的应用
对于机械自动化的实现,主要通过计算机来完成,因此,在机械自动化的实施过程中,需要实现集成化以满足机械制造需求.计算机集成化主要表现为计算机辅助设计、计算机测试、数控加工、柔性制造工艺等,通过将这些内容实现集中化,可以有效提升机械制造水平,而在此过程中,还可以通过过程重组、系统精简的方法实现机械自动化发展.此外,还可以加强计算机网络及工程数据库的建立,以将机械制造过程中的主要内容与生产经营活动相结合,实现机械制造过程的不断优化,从而进一步提升机械生产效率,并不断促使企业创新机械制造技术,加强新产品研发,以不断提升机械产品质量,实现其市场竞争力的不断提升.
2.2.智能化在机械制造中的应用
机械智能化应用是人工与智能技术相融合、贯通、作用而成的,是模拟技术专家的智力,来替代专家在原本的机械制造中需要完成的工作.智能化在机械制造中的应用主要体现在,其是将机械制造技术、人工智能技术、自动化技术相互融合在一起而成的一种人工智能化系统.将智能化运用在机械制造中,可实现系统的自主思考、自主判断、自主决定等一系列智能化的行为.在未来的发展过程中,智能化发展已经成为机械制造的一种趋势,这样不仅能够提升机械制造效率,提升市场竞争力,同时还能够加强新技术的研发及新设备的应用,从而实现工业化水平的整体提升.
机械自动化在机械制造中的运用参考属性评定
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2.3.柔性自动化在机械制造中的应用
机械制造中应用柔性自动化系统是十分重要的,机械在拥有智能化的条件下,还应具有一定的应变能力.只有机械制造企业具有优良的应变能力,才能适应社会各种需求,并且能够根据当前的科技发展和市场变化及时对生产的机械结构和功能进行控制和调整.柔性自动化在机械制造中的应用可使其生产的商品更有效的适应市场的变化,在市场分析的前提下,对内部组织来进行优化的改良.
2.4.数控技术在机械制造中的应用
数控技术是实现机械制造自动化的根基,数控技术在机械制造中的应用是通过使用计算机程序设置来实现的,即用计算机来编写生产制造中的各种程序.运用计算机编写机械生产中的各种程序可使机械制造业的生产力在很大程度上得到提高.
2.5.虚拟化在机械制造中的应用
虚拟化制造技术是一种综合性系统技术,虚拟化是由多媒体技术、机械制造工艺、人工智能、信息技术等多种学科相互构成的.现代机械制造技术加入了CAD、CAPP等机械制造工艺和计算机作图技术,其可以对机械设计图迅速的进行修改,摒弃了重新在做一次新图的麻烦.在机械制造过程中应用虚拟化制造技术来对机械制造活动进行模拟分析,可有效发现生产过程中的各种问题,并予以解决,这种技术能够有效地提高机械制造成功率、降低研发成本、提高企业的生产竞争力.
3.结束语:
[1]陈玉杰.浅谈机械自动化在机械制造中的应用[J].科技创新与应用.2013(20)
[2]王绍平.机械自动化在机械制造中的应用[J].科技创业家.2013(08)