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1、分析机械工程的可靠性优化设计地方高校如何准确定位人才培养目标 , 科学合理地构建课程体系和实践教学体系 , 实现教学与科研、生产有机结合 , 培养高水平应用型创新人才 , 是当前和今后一段时期内 , 地方高校产学研合作教育需要重点解决的问题。不同高校采用不同的教学模式 , 构建不同的课程体系和实践教学体系 , 培养不同类型的创新人才 2,3 。以我校机械工程专业为例 , 主要研究地方高校机械工程专业课程体系和实践教学体系的建设 , 课程群和实践教学环节的构建 , 以及教学改革措施 , 为培养具有机械产品的研究、开发、设计、制造、生产组织管理以及经营能力的创新人才奠定坚实的基础 4,5 。1 人
2、才培养目标通过对国内众多开设机械工程专业的高校进行调查研究后发现, 我国当前和未来相当长的一段时期内 , 机械工程专业的大多数本科毕业生将直接进入生产一线 , 从事机械产品设计、 制造、生产组织管理等工作。 因此 , 地方高校机械工程专业的人才培养目标是培养具有较扎实的自然科学、人文社会科学基础, 较系统地掌握机械工程专业宽广的技术基础知识, 具有较强的创新意识和机械工程专业应用能力 , 能从事机械产品研发、 设计、制造 , 以及组织管理和市场经营工作的应用型创新人才。2 课程体系建设课程体系课程群建设14 个模块对应着不同的课程群 , 通过课程群的建设完成对学生不同阶段的培养。人文管法社会知
3、识模块是培养学生的法律意识和人文修养, 通过这个课程群的学习 , 使学生具有较扎实的自然科学基础和人文社会素养 , 具有较强的社会责任感和良好的职业道德 , 较好的表达能力和交流能力。质量安全环保意识模块是使学生了解本专业相关的方针政策、法律、法规和技术标准 , 具有环境保护和可持续发展意识。基本技能模块是通过大学英语、 专业英语、双语教学课程的设置 , 培养学生能较熟练地应用英语进行专业交流的能力 , 尤其是口头和书面表达能力 ; 通过计算机文化基础、技术基础课程及其应用实践 , 使学生具备应用计算机解决一般技术问题的能力 , 为今后应用计算机进行辅助设计、 分析、模拟和计算夯实基础 ; 通
4、过信息检索课程的学习 , 掌握运用现代信息技术获取相关知识的基本方法 , 使学生具有持续学习和独立获取知识的能力。自然科学知识模块是通过数学、物理、化学、力学、电工电子学等课程的学习 , 培养学生建模求解、 设计计算、系统分析与预测能力 , 为后续专业基础课程和专业课程的学习打下坚实的理论基础, 这是工科学生应具备的基本功底。专业基础模块是通过机械制图、机械原理、机械工程控制基础等课程的学习 , 使学生具有本专业必需的机械制图、设计、计算、实验、测试、工艺、操作等基本能力。专业应用模块、专业训练模块是通过机械设计、机电系统设计等课程的学习 , 掌握机械工程设计、 制造、性能检测、质量管理的原理
5、与方法 , 通晓机械工程领域的专业技术标准、安全技术规范等, 使学生基本掌握本专业的分析问题、解决问题的能力。工程机械模块、起重与运输机械模块是在综合掌握机械工程专业知识基础上 , 通过工程机械、起重与运输机械、 电梯控制技术等课程的学习, 加强工程机械、起重与运输机械的设计制造、检测控制、组织管理等知识的学习与实践 , 使学生具备本行业产品的研发、设计、制造及管理能力。创新知识模块、 创新训练模块是通过 TRIZ 理论与方法、专利写作与申请等课程的学习 , 培养学生的创新意识 , 使学生初步具备机械工程专业创新设计与创新制造能力 , 能够跟踪本领域科技发展前沿和发展趋势。工程认知实践模块、工
6、程项目实践模块、工程岗位实践模块是通过各种教授讲坛、家讲坛、前沿知识讲座、管理讲座 , 使学生积累一定的机械工程和经济社会环境下的综合工程实践经验 , 初步培养学生从事机械工程领域新产品开发、生产组织管理、市场经营工作的能力。3 结束语根据学校自身学科特色和优势, 以及人才培养目标 , 结合地方经济社会发展状况 , 在产学研合作教育背景下进行教学改革 , 提出产学研合作教育模式下“四层十四模块”的课程体系 , 建立与产学研合作教育相匹配的课程群 , 推进人才培养与相结合的模式 , 利用高技能人才和专家参与实践教学 , 从而培养出高质量能适应地方经济社会发展需求的机械工程专业应用型创新人才。在当
7、今社会中 , 人们不仅需要功能齐全的产品来应对工作、 生活中遇到的问题 , 还需要产品具有较强的可靠性 , 能够实现其所具有的功能。因此 , 在产品设计方面 , 以确保并提高产品可靠性为目的的优化设计得到了迅速的发展和应用。对于机械工程来说 , 也不例外。1 关于可靠性设计的一些问题要想弄清楚什么是可靠性优化设计 , 我们就必须要先了解什么是产品的可靠性。一般来说 , 产品的可靠性就是指在规定的条件与时间之内完成规定的任务或者实现固定的功能。这里的产品既包含作为单位研究的研究对象, 又指各个参与实验的系统、元件或者设备等 , 在特殊情况之下 , 我们还可以将人的作用也包含进去。在进行可靠性优化
8、设计的过程中, 我们必须要以已知的技术和理论为基础 , 根据日后的实际需要和可能会发生的情况优先考虑产品的可靠性要求 , 通俗一点的讲 , 就是要在满足产品费用、 性能以及时间等条件之下 , 确保产品能够满足可靠性的要求。对于产品的可靠性优化设计来说 , 其是一个多技术、多学科融合的新型技术 , 既包含价值工程、 系统工程的知识 , 又具有工程心理学、 计算机技术以及质量控制技术的相关内容。虽然其名称是产品可靠性优化设计 , 但是其并非只是存在于产品的设计阶段 , 在产品的制造阶段、使用阶段以及管理和维护等阶段都会涉及到产品的可靠性优化设计。也正是因为这样的情况 , 其在机械工程中有着十分广泛
9、的应用。在多种历史原因的综合影响之下 , 我国机械制造业的整体水平要地域西方发达国家 , 而机械工程的可靠性优化设计也更为落后。 虽然上世纪 80 年代末期由于国家和的重视 , 可靠性优化设计得到了一定发展 , 个别还组建了专职于可靠性优化设计的研究机构 , 培养了一批具有较高专业素质和扎实专业知识的人才并制定了一系列关于可靠性优化设计的工作标准 , 但是随着时间的推移以及社会和科学技术的发展 , 这些机构和标准都渐渐的变得陈旧了。 因此 , 对于我国的可靠性优化设计来说 , 其具有一定的基础和实力 , 但是仍旧与发达国家存在着较大的差距。2 机械工程中的可靠性优化设计( 一) 存在于设计环节
10、之中的可靠性优化设计机械工程的设计工作与一般的产品设计的工作有着本质上的区别 , 其可以被分成两个方面 : 一方面是整体装配设计 ; 一方面是组装零件设计。 在进行机械工程整体装备可靠性优化设计时 , 我们可以将其看成是一个整体 , 而其设计工作则可以被分成两大方面 : 首先 , 工作人员必须要对整个系统有一个全面细致的了解 , 要全面分析并掌握各个零部件可靠性的程度 , 并要以此为基础推断整体的可靠性程度。这一工作就是我们常说的整体设计可靠性预测工作 , 在进行这项工作时 , 必须要确保所获得预测结果满足设计的指标。 其次 , 要将整体对可靠性的要求划分到各个零配件之上 , 只要确保每一个零
11、件都能够满足可靠性的要求 , 既能够确保机械工程的整体能够满足可靠性要求。目前, 常用的可靠性分配法有以下几种 : 再分配法、比例分配法、等分配法以及综合评分分配法。在进行单个零件的可靠性优化设计时 , 必须要确保所挑选的零件符合国家的相关规定并且已经在实际生产中有了大量的应用, 零件的重要性不同其所选择的设计方法也不相同, 对于处于重要部位的零件来说, 其必须要进行可靠性试验且要通过可靠性试验。 除此之外 , 还必要反复的修改和验证产品的可靠性, 直至所获得可靠性的检测结果符合可靠性优化设计的要求为止。在完成整体设计和零件设计之后, 需要进行人机系统的设计工作, 在这方面所考察的重点是操作的
12、适应性设计与舒适性设计。( 二) 存在于机械工程制造过程中的可靠性优化设计要想确保机械工程的质量符合相关的标准, 那么我们就必须要加强对制造过程的掌控 , 因此 , 在机械工程的可靠性优化设计中, 制造过程的可靠性设计就变得十分重要了 , 除了要确保所使用的加工设备具有极强的可靠性之外, 还必须要妥善的选择加工的工艺以及工艺的流程。从某一角度上来说, 我们可以将制造机械工程所使用的工艺看成为一个系统 , 这样在这一工艺所涉及到的工序以及工艺方案都能够被看成是一个个的子系统。在这样的情况之下 , 我们在进行各个子系统的可靠性优化设计时, 就必须要对各个方面的因素进行充分的考虑和研究,诸如 : 加
13、工材料、所使用的加工设备以及参与工作的人员的素质等 , 这样才能够更加准确的确定出各个子系统的可靠性指标。 在确定了各个子系统的可靠性指标之后 , 我们就可以通过合理的工作方法确定出整个系统的可靠性指标。 ( 三) 存在于使用和维修过程中的可靠性优化设计维修工作时影响产品寿命周期的重要工作 , 良好的维修工作能够有效的延长产品的寿命周期 , 反之则会降低产品的寿命周期。 因此 , 在面对存在于维修过程中的可靠性优化设计时 , 我们应该使用逻辑分析决断法 , 以实际情况为基础确定维修的内容和维修方式并按照机械工程和以确定的维修内容、 方式来确定产品的合理使用寿命。如果将机械工程的可靠性与其可维修
14、性进行对比 , 我们就会发现这两者之间存在着巨大的相似性 , 正是因为这一特点 , 我们将机械工程的可维修纳入了评定其可靠性的评定指标当中。 机械工程维修性能必须要在对其进行设计的过程中就给予充分的考虑 , 这样才能够更好的发现产品的故障并确保故障零件能够更加便捷、快速的更换。 此外 , 在进行机械工程维修可靠性优化设计工作时 , 我们还必须要对维修费用的问题进行充分的考虑 , 再设计的过程中 , 设计者必须要遵循“费用最低、性能最高”的原则 , 确保能够用最低的费用换取最高的可靠性水平 , 要尽可能的缩短故障发生到发现故障的时间。由此可见 , 以可靠性优化设计理论为基础的机械工程的维修性是极其重要的 , 合理且经济的维修规则能够有效的提高机械工程设计的科学化和现代化程度。结束语 :总而言之 , 对于常规的机械工程优化设计来说, 其在设计的过程中并没有充分考虑可靠性的各个质变, 因此不能够很好地反映机械工程在运行过程中的真实情况 , 而对于可靠性优化设计来说, 其并没有考虑重量、体积等指标。因此, 在面对机械工程的设计问题时, 如果仅采用常规的优化设计或可靠性优化设计是不能够达到理想的设计效果的。 因此 , 在进行机械工程的设计工作时, 我们必须要将可靠性优化设计同常规设计结合起来, 这样才能够更好地弥补彼此的不足之处
