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篇1
德国抢先推进“工业4.0”项目
为了在新工业革命中占领先机,德国联盟教研部与联邦经济技术部正联手推动《高技术战略2020》确定的十大未来项目之一——“工业4.0”项目,支持工业技术领域新一代关键技术的研发与创新。项目由德国联邦教研部与联邦经济技术部联手资助,联盟政府投入达2亿欧元。在《高技术战略2020》的计划行动中,德国联盟政府为未来项目“工业4.0”设立了雄心勃勃的目标:德国要成为现今工业生产技术(即网络物理融合式生产系统)的供应国和主导市场。
“工业4.0”项目的主要内容
“工业4.0”项目的概念描述了由集中式控制向分散式增强型控制的基本模式转变,目标是建立一个高度灵活的个性化和数字化的产品与服务的生产模式。在这种模式中,传统的行业界限将消失,并会产生各种新的活动领域和合作形式。创造新价值的过程正在发生改变,产业链分工将被重组。
“工业4.0”项目将从两个方向展开,一是“智能工厂”,重点研究智能化生产系统及过程,以及网络化分布式生产设施的实现;二是“智能生产”,主要涉及整个企业的生产物流管理、人机互动以及3D技术在工业生产过程中的应用等。该计划将特别注重吸引中小企业参与,力图使中小企业成为新一代智能化生产技术的使用者和受益者,同时也成为先进工业生产技术的创造者和供应者。
“工业4.0”项目的重点应用技术
随着工业4.0时代的到来,许多沿用多年、占据主导地位的工业自动化技术,正面临被淘汰、被更新换代的命运,而一批以前认为是高端的工业自动化技术,也随着新时代的到来,快速的走入到了实际的应用中去,成为新时代的宠儿:一是以工业PC为基础的低成本工控自动化将成为主流;二是PLC进入第六代——微型化、网络化、PC化和开放性;三是DCS系统走向测控管一体化设计;四是控制系统向现场总线(FCS)方向发展;五是仪器仪表向数字化、智能化、网络化、微型化发展;六是数控技术向智能化、开放性、网络化、信息化发展;七是工业控制网络向有限和无限相结合的方向;八是工业控制软件向标准化、网络化、智能化和开放性方向发展。
此外,为了实现工业制造到工业4.0的转变,德国还要实现一项双重策略。不仅应该一如既往地把“信息和通讯科技”和“自身的传统高科技策略”进行整合,以努力成为智能制造科技的主要供应商,寻求稳固自身在全球市场的领导地位。同时,还应创造并服务于CPS科技和产品。为了达成这个双重要求,以下几个工业4.0的特征应该被执行:一是横向集成需要通过价值网络;二是端到端的工程立体集成横跨整个价值链;三是垂直集成和网络化的制造系统。通向工业4.0之路要求德国在研发上投入巨大的精力,为了实现双重策略,所进行的研究首先必须实现“制造系统的水平和垂直集成”和“工程上端到端的集成”。此外,出于对工业4.0系统的要求和CPS科技持续发展的目的,在工作场所中新的社会基础设施应该得到更多关注。
各界积极响应“工业4.0”项目
德国电子电气工业协会(ZVEI)预测,工业4.0将使工业生产效率提高30%,德国人工智能研究中心执行长Wahlster也表示,工业4.0将会在一些高劳动成本的地区非常具有竞争力。有鉴于此,德国机械设备制造业联合会(VDMA)及德国信息技术、通讯、新媒体协会(BITKOM)也已加入,德国三大工业协会决定共同建立一个名为“第四次工业革命平台”办事处,并于2013年4月在法兰克福正式启动。三大协会共同建立办事处的主要目标在于,推动工业的发展、提高工业生产标准、开发新的商业模式和运营模式并付诸实践。
德国企业界做出了积极地响应。比如,西门子展示自身推进工业4.0的具体行动,其凭借全集成自动化(TIA)和“数字化企业平台”,长久以来占据着信息技术集成领域的领导地位。在2013汉诺威工业博览会上,西门子展示了融合规划、工程和生产工艺以及相关机电系统的全面解决方案。西门子展台将突出展示西门子的最新技术成就,这包括以全集成自动化TIA v12版本、新一代控制器Sifmatic S7-1500、针对电气传动应用的“全集成驱动系统”(IDS)概念,以及以信息技术为基础的服务,例如,状态监控。另外,西门子公司还将与德国弗劳思霍夫研究院以及大众汽车公司联合展示,通过利用产品生命周期管理软件(PLM)进行虚拟生产规划,可降低生产线上机器人的能耗高达50%。另外,西门子指出当前约7500名软件工程师是其在ICT驱动制造业自动化创新上的最大资本。
智能制造业工程领域的全球化竞争变得愈加激烈,德国并不是唯一一个在制造业部署物联网和行业服务的国家。远在大洋彼岸的美国在2011年6月正式启动包括工业机器人在内的“先进制造伙伴计划”,2012年2月又出台“先进制造业国家战略计划”,提出通过加强研究和试验(R&E)税收减免、扩大和优化政府投资、建设“智能”制造技术平台以加快智能制造的技术创新。日本亦提出通过加快发展协同式机器人、无人化工厂提升制造业的国际竞争力。
“工业4.0”两大主题
智能工厂:智能工业发展新方向
“智能工厂”的概念最早是奇思2009年在美国提出,其核心是工业化-和信息化的高度融合。智能工厂是在数字化工厂的基础上,利用物联网的技术和设备监控技术加强信息管理和服务;未来,将通过大数据与分析平台,将云计算中由大型工业机器产生的数据转化为实时信息(云端智能工厂),并加上绿色智能的手段和智能系统等新兴技术于一体,构建一个高效节能的、绿色环保的、环境舒适的人性化工厂。目前智能工厂概念仍众说纷纭,其基本特征主要有制程管控可视化、系统监管全方位及制造绿色化三个层面。
一是制程管控可视化。由于智能工厂高度的整合性,在产品制程上,包括原料管控及流程,均可直接实时展示于控制者眼前,此外,系统机具的现况亦可实时掌握,减少因系统故障造成偏差。而制程中的相关数据均可保留在数据库中,让管理者得以有完整信息进行后续规划,也可以依生产线系统的现况规划机具的维护;可根据信息的整合建立产品制造的智能组合。
二是系统监管全方位。通过物联网概念、以传感器做链接使制造设备具有感知能力,系统可进行识别、分析、推理、决策、以及控制功能;这类制造装备,可以说是先进制造技术、信息技术和智能技术的深度结合。当然此类系统,绝对不仅只是在KS内安装一个软件系统而已,主要是透过系统平台累积知识的能力,来建立设备信息及反馈的数据库。从订单开始,到产品制造完成、入库的生产制程信息,都可以在数据厍中一目了然,在遇到制程异常的状况,控制者亦可更为迅速反应,以促进更有效的工厂运转与生产。
三是在制造绿色化方面,除了在制造上利用环保材料、留意污染等问题,并与上下游厂商间,从资源、材料、设计、制造、废弃物回收到再利用处理,以形成绿色产品生命周期管理的循环,更可透过绿色ICT的附加值应用,延伸至绿色供应链的协同管理、绿色制程管理与智慧环境监控等,协助上下游厂商与客户之间共同创造符合环保的绿色产品。
智能工厂的建设主要基于以下三大基础技术。
一是无线感测器。无线感测器将是实现智能工厂的重要利器。智慧感测是基本构成要素。仪器仪表的智慧化,主要是以微处理器和人工智能技术的发展与应用为主,包括运用神经网路、遗传演算法、进化计算、混沌控制等智慧技术,使仪器仪表实现高速、高效、多功能、高机动灵活等性能,如专家控制系统(expert control system;ECS)、模块逻辑控制器(FLC—Fuzzy Logic controller)等都成为智能工厂相关技术的关注焦点。
二是控制系统网路化(云端智能工厂)。随着智能工厂制造流程连接的嵌入式设备越来越多,通过云端架构部署控制系统,无疑已是当今最重要的趋势之一。在工业自动化领域,随着应用和服务向云端运算转移,资料和运算位置的主要模式都已经被改变了,由此也给嵌入式设备领域带来颠覆性变革。如随着嵌入式产品和许多工业自动化领域的典型IT元件,如制造执行系统;(MEs)以及生产计划系统(PPS)的智慧化,以及连线程度日渐提高,云端运算将可提供更完整的系统和服务。一旦完成连线,体系结构、控制方法以及人机协作方法等制造规则,都会因为控制系统网路化而产生变化。此外.由于影像、语音信号等大数据高速率传输对网路频宽的要求,对控制系统网路化,更构成严厉的挑战,而且网路上传递的资讯非常多样化,哪些资料应该先传(如设备故障讯息),哪些资料可以晚点传(如电子邮件),都要靠控制系统的智慧能力,进行适当的判断才能得以实现。
三是工业通信无线化。工业无线网络技术是物联网技术领域最活跃的主流发展方向,是影响未来制造业发展的革命性技术,其通过支持设备间的交互与物联,提供低成本、高可靠、高灵活的新一代泛在制造信息系统和环境。随着无线技术日益普及,各家供应商正在提供一系列软硬体技术,协助在产品中增加通信功能。这些技术支援的通信标准包括蓝牙、Wi-Fi、GPS、LTE以及WiMax。然而,由于工厂需求不像消费市场一样的标准化,必须因应生产需求,有更多弹性的选择,最热门的技术未必是最好的通信标准和客户需要的技术。
智能生产:制造业的未来
能生产(Intelligent Manufacturing.IM),也称智能制造,是一种由智能机器和人类专家共同组成的人机一体化智能系统,它在制造过程中能进行智能活动,诸如分析、推理、判断、构思和决策等。通过人与智能机器的合作共事,去扩大、延伸和部分地取代人类专家在制造过程中的脑力劳动。它把制造自动化的概念更新,扩展到柔性化、智能化和高度集成化。与传统的制造相比,智能生产具有自组织和超柔性、自律能力、学习能力和自维护能力、人机一体化、虚拟实现等特征。
“智能制造”需要硬件,软件以及咨询系统的整合。那些具有“智慧制造”属性的生产线,不仅拥有着为数众多的控制器、传感器,而且通过有线或无线传感网架构进行串联,将数据传输给上层的制造执行管理系统MES,结合物联网的系统架构,从而让制造业提升到一个新的阶段。制造主要是服务于产品的生产,现在随着客户个性化需求越来越多,产品生产也逐渐呈现出少量多样等新特征,这就迫使制造厂商要提升生产线的速度与灵活性,对于市场前端的变化需要能够快速调整。例如当前一些汽车厂就可以让客户在线指定汽车的颜色,快速调整生产线,快速交付产品。智能制造就是要为使用者带来更多的便利。
近年来,由人工智能技术、机器人技术和数字化制造技术等相结合的智能制造技术,正引领新一轮的制造业变革。智能制造技术开始贯穿于设计、生产、管理和服务等制造业的各个环节,智能制造技术的产业化及广泛应用正催生智能制造业。概括起来,当今世界制造业智能化发展呈现两大趋势。
一是以3D打印为代表的“数字化”制造技术崭露头角。“数字化”制造以计算机设计方案为蓝本,以特制粉末或液态金属等先进材料为原料,以“3D打印机”为工具,通过在产品层级中添加材料直接把所需产品精确打印出来。这一技术有可能改变未来的产品的设计、销售和交付用户的方式,使大规模定制和简单的设计成为可能,使制造业实现随时、随地、按不同需要进行生产,并彻底改变自“福特时代”以来的传统制造业形态。3D打印技术开创了一个全新的偏平式、合作性的全球手工业市场,而不是传统意义上的层级式、自上而下的企业结构。一个由数百万人组成的分散式网络代替了从批发到零售商在内的所有中间人,并且消除了传统供应链中每一个阶段性的交易成本。这种“添加式生产”能够大幅降低耐用品的生产成本,从而使数以万计的小型生产商对传统上处于中心位置的大型生产者提出挑战。不过新的生产方式已经发生了重大改变,传统的生产制造业将面临一次长时间的“洗牌”。有预测指出,未来模具制造行业、机床行业、玩具行业、轻工产品行业或许都可能被淘汰出局,而取代他们的就是3D打印机。当然,这需要一个过程,主要是人们适应和接受新事物的过程与产业自身完善成长的过程。不过10年、20年是分水岭,一般新技术会变得非常成熟起来,并被广泛应用。
二是智能制造技术创新及应用贯穿制造业全过程。先进制造技术的加速融合使得制造业的设计、生产、管理、服务各个环节日趋智能化,智能制造正引领新一轮的制造业革命,主要体现在以下四个方面。
(1)建模与仿真使产品设计日趋智能化。建模与仿真广泛应用于产品设计、生产及供应链管理的整个产品生命周期。建模与防真通过减少测试和建模支出降低风险,通过简化设计部门和制造部门之间的切换来压缩新产品进入市场的时间。
(2)以工业机器人为代表的智能制造装备在生产过程中应用日趋广泛。近年来,工业机器人应用领域不断拓宽,种类更加繁多,功能越来越强,自动化和智能化水平显著提高。汽车、电子电器、工程机械等行业已大量使用工业机器人自动化生产线,工业机器人自动化生产线成套装备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。业内通常将工业机器人分为日系和欧系。日系的主要代表有安川、OTC、松下、FANUc、不二越、川崎等公司;欧系主要有德国KUKA、CLOOS,瑞典ABB,意大利COMAU,奥地利IGM公司等。工业机器人在制造业的应用范围越来越广泛,其标准化、模块化、网络化和智能化程度越来越高,功能也越发强大,正朝着成套技术和装备的方向发展。国际机器人联合会主席榊原伸表示,过去4~5年间,世界机器人行业得到了长足的发展,行业平均增长率为8%~9%。据联合会统计,近年来世界工业机器人行业的年总产值约250亿美元。
(3)全球供应链管理创新加速。通过使用企业资源规划软件和无线电频率识别技术(RFID)等信息技术,使得全球范围的供应链管理更具效率,缩短了满足客户订单的时间,提升了生产效率。
(4)智能服务业模式加速形成。先进制造企业通过嵌入式软件,无线连接和在线服务的启用整合成新的“智能”服务业模式,制造业与服务业两个部门之间的界限日益模糊,融合越来越深入。消费者正在要求获得产品“体验”,而非仅仅是一个产品,服务供应商如亚马逊公司已进入了制造业领域。
制造企业如何适应“工业4.0”时代
通向工业4.0的路将会是一段革命性的进展。现有的基础科技和经验将不得不为了适应制造工业中的特殊设备而进行改变和革新,而且对于新地域和新市场的创新解决方案将不得不重新探索。为此,企业需要对以下8个领域进一步改进。
标准化和参考架构
工业4.0将会涉及网络技术的设计并通过价值网络集成几家不同的公司。如果一揽子共同标准得以实现,这种合作伙伴关系将成为可能,而且需要一个参照架构来为这些标准提供描述并促进标准的实现。
复杂系统的管理
制造系统正在日益变得复杂,适当的计划、描述和说明模型可以为这些复杂系统提供管理基础。工程师们应该为了发展这些模型而进行更多的方法创新和工具应用。
一套综合的工业基础宽带设施
毋庸置疑,综合并高质量的通讯同络是工业4.0的关键要求。无论是在德国国内,还是在德国与其他合作国家之间,宽带网络基础设施也因此需要进一步的、大规律的拓展。
安全和安保
安全和安保是智能制造系统成功的关键。保障设备和产品自身不会引起使用者的危险,也不会对环境造成污染十分重要。同时,设备和产品中包含的信息特别需要被保护,以防止这些信息被滥用或者在未被授权的情况下使用。这将对安全和安保的架构和特殊识别码的集成调用产生更高的要求,同时相关的培训和职业生涯的持续发展规划也要得到加强。
工作的组织和设计
在智慧工厂里,雇员的角色将会发生引人注目的改变。越来越多的实时导向性控制将会让工作内容、工作流程和工作环境发生转变。针对组织工作的社会科技的实现将会给工人提供承担重大责任和加强个人发展的机会。当上述内容成为现实,进行合作的工作设计和职业生涯的学习途径对于启动参照模型课题将变尤为必要。
培训和持续性的职业发展
工业4.0将从根本上改变工人们的工作和职业诉求。实施适合的培训策略并用培养学习的方式组织工作也因此而变得非常必要,可以借此实现“活到老学到老”和基于工作地点的广泛的个人发展。为了达成这项目标,模型课题和“最好的实用网络”应该被进一步开发和提升,立体学习技术也应该投入研究。
规章制度
篇2
一、国内研究现状
完全竞争和不完全竞争市场是国外理论界普遍认同的概念,在完全竞争的市场中市场出清,不存在产能过剩的问题,所以国外理论界没有关于产能过剩的研究。国内学者则偏重于研究产能过剩的测算、成因及其对经济的影响。
梁金修(2006)认为产能过剩形成的直接原因是过度投资,深层原因是我国经济增长方式不合理、投资体制不完善、政绩考核体系不科学。窦彬(2009)认为企业经理人之间互相攀比、模仿、倾向于投资同一类项目导致投资过度,形成产能过剩。曹建海,江飞涛(2010)指出地方政府对企业的投资补贴使企业风险外部化,造成企业过度投资以及产能过剩。
王立国等(2014)研究发现地方政府不当干预使国有企业内部成本外部化,企业以低成本无限扩张生产规模,造成我国体制性产能过剩。戚向东(2009)从产品库存、产品价格、企业产销率、行业亏损程度、进出口这几方面对判定钢铁行业是否存在严重产能过剩给出了衡量指标。
王兴艳(2012)建立了产能过剩评价指标体系,该指标体系通过固定资本、产需与库存、行业效益与价格水平、劳动等五个系统层来衡量产能利用状况。虽然林毅夫等(2010)在研究中提及产能过剩可能导致员工失业,但并未就此详细展开,较少涉及失业人员的再就业问题。
综上所述,现有研究成果中以化解过剩产能下岗职工再就业问题为研究对象的较少,而且研究深入分析我省如何在化解产能过剩的情况下妥善解决下岗职工的再就业问题的研究简直凤毛麟角。所以,本文将以过剩产能下岗职工再就业问题为研究对象,深入分析这些下岗职工将面临的现实问题,并从分析这些问题入手,积极寻找促进我省过剩产能下岗职工再就业的对策建议。
二、河北省过剩产能及再就业基本情况
河北省是化解过剩产能的重点省份,在化解过剩产能过程中,失业人员增加,就业结构性矛盾突出,再就业面临巨大压力。如何实现失业人员的再就业,将关系到河北省社会的稳定和经济社会的协调发展。2011-2013 年,河北省淘汰落后产能企826家,涉及职工12.84 万人,其中 52%的职工通过转岗、转产留用等渠道得到安置,14%的职工实现灵活就业和自主创业,11%的职工通过其它方式实现就业,23%的职工为返乡农民工,其中 90%实现转移就业。随着京津冀协同发展战略的进一步推进,国家节能减排和化解过剩产能等政策的刚性约束,使得河北省化解产能过剩工作进入了关键时期。我省人社厅提供的数据显示,到2017年,河北省化解产能过剩涉及职工54.7万人,其中钢铁42.6万人、水泥6.5万人、平板玻璃5.6万人。其中,唐山钢铁到2017年计划减产4000万吨粗钢、2800万吨铁,经测算将直接影响10万人就业。这表明在化解产能过剩过程中,我省将面临企业职工再就业问题的严峻考验。
三、过剩企业下岗职工就业安置工作的难点和困境
篇3
[中图分类号]G710 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985(2014)27-0011-03
一、问题的提出
高职教育与区域经济发展的关系日益密切,已成为推动区域社会经济发展的强大动力。但是,由于各种历史原因和现实问题,相对于世界发达国家而言,我国高职教育服务区域经济发展的能力相对匮乏,从而导致实用技术型人才资源供给相对不足,进而制约了我国区域经济转型和产业结构升级。区域经济在产业升级过程中暴露出如下问题:一是实用技术人才相对匮乏,一线技术工人的整体素质相对偏低,专业技术与管理人才短缺情况较为严重。区域产业中的低端人才富余而高端人才匮乏的劳动力结构,影响了新技术成果在区域产业企业中的推广应用。二是地方政府在短期政绩的压力下,对高职教育的投资力度不足,使得高职院校更新教学设施、设备的时间延长,影响了高职院校将新技术、新知识引入高职教育体系的进程,导致区域经济转型升级所需的高技术人才严重匮乏。高职教育低投资的现状,使企业招聘的技术工人难以适应产业技术升级的要求,从而影响了整个区域经济体的产业技术升级进程,导致区域经济发展被长期禁锢在高耗能与低产出率的粗放式发展模式中。脱离服务区域经济产业升级的教育功能定位,使得我国高职教育体系成为阻碍区域经济发展和技术进步的短板,抑制了区域经济的活力。高职教育工作者应结合当前我国产业升级的宏观经济环境,重新定位高职教育功能,并有效促进高职教育与区域经济的协同发展。
二、支撑区域经济产业升级的高职教育功能解析
(一)优化高职人才结构功能,缓解区域产业升级的人才缺口
高职院校应当以服务区域产业升级为目标来重构其功能定位,将核心教学资源投放于产业升级所需的紧缺型专业人才培养上。
1.高职人才供给的结构性矛盾之根源在于高职教育资源配置失衡。高职教育系统为我国实体产业培育了大批高素质的技能型人才,有力支持了实体经济的健康发展。《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》指出,发展职业教育是推动经济发展、促进就业、改善民生、解决“三农”问题的重要途径,是缓解劳动力供求结构矛盾的关键环节,必须被置于更突出的位置。当前我国正处于粗放式工业化发展阶段向集约化后工业发展阶段升级的历史关键期,在人才供给总量平衡的基础上,高技能型人才短缺。高职人才供给出现结构化矛盾的根源在于高职院校管理层和决策层在教育资源配置方面的决策失误,为此,高职院校应当从传统的以上级教育主管部门意志为导向的教育决策模式向以区域经济产业升级所需人才为导向的教育资源投放决策模式转变。激发高职院校教育资源投放决策新模式的内在活力,既有助于提高高职教育系统的人才培养质量和就业率,也有助于将大量接受良好高职教育的高技能人才输送到企业,迅速帮助企业提高员工的平均素质和企业的整体劳动生产效率,最终提升高职院校服务区域经济的能力。
2.高职院校应优化人才供给结构,推动区域产业劳动力结构的优化,为区域产业的持续性技术创新提供人才支持。新技术革命背景下的区域社会生产力发展呈现波浪式升级态势。当前社会化大分工体系的劳动分工类型趋于细致,各类新型岗位和职业随之产生,墨守成规的传统专业设置体系难以适应社会化大分工体系对高职教育提出的新要求。高职院校应当以培养服务区域经济需要的高素质技术型人才为目标,通过设置新专业的方式,确保新专业与本区域的产业结构之间形成一一对应的关系。高职院校可立足“校企合作”平台,实现专业建设的工学一体化,使得人才供给与区域产业经济的人才需求保持一致。
(二)优化高职技术供给功能,增强区域经济的技术升级动力
1.高职院校可增强技术供给功能,推动我国区域经济产业向全球化、信息化的方向发展。在以全球化、信息化为核心特征的第三次技术浪潮的推动下,世界经济的运行态势发生了显著变化,对高职教育也提出了新的更高的要求。具体而言,高职院校的专业设置应当根据新的产业发展方向来适当进行调整,并针对新兴职业来设置新专业,以有效满足区域经济发展的需要。区域经济运行态势的变化主要表现为全球范围内劳动与资本流动速率的加快,并促进传统农业与工业部门生成以知识为基础的新经济。高职院校应当适应以知识为基础的新知识经济时代的人才培养需要,设置新专业门类,逐步取代传统的人才培养方案。新知识经济的发展为高职教育提供了专业创新空间,对此,高职教育应加强科研实力,通过增强自身的技术供给能力来适应全球化与信息化革新对人才的新需求。
2.高职教育应增强技术供给能力,为我国宏观社会与经济转型提供实用技术人才。改革开放以来,我国的经济快速增长,社会也发生了翻天覆地的变化,但社会与经济的迅速发展是以过度耗费不可再生资源和利用廉价劳动力为代价的。随着不可再生资源和廉价劳动力供给的日渐枯竭,传统经济发展模式的不可持续性问题日益凸显。为克服传统经济增长模式的不可持续性弊端,教育界有必要将传统的精英型高教模式转变为面向大众的社会化高职教育模式,并以就业为导向来重构高职院校的学科体系和专业设置结构,从而普遍提高普通工人的技术水平,为我国区域产业技术的全面升级奠定基础。为适应传统劳动密集型生产方式向技术密集型生产方式的转型,高职教育应加强实训设备投资,并通过开拓产学合作新路径的方式将企业新型设备和技术引入实践教学,为提升人才培养的技术含量提供技术保障。
(三)优化高职教育创新功能,强化区域产业的可持续升级能力
1.高职院校应强化创新型人才的培养力度。培养高职学生的创新思维并激励学生积极创新,是高职教育的重要目标。党和国家提出的建设创新型国家战略的目的,在于彻底改变依靠资源发展经济的依附型区域经济发展模式,转而依靠科技创新来形成强大的市场竞争能力。区域经济之间的竞争实质是各地区具有创新能力的技术人才之间的竞争。高职教育是培育学生创新思维和技能的重要渠道,主要通过培养高素质的技能型人才,促进各种先进技术在企业生产中的运用,加快先进技术在生产力方面的转化。高职教育不仅应当承担继承、传播现有科学技术知识的功能,还应当担负起启发创意思想、激励创新活动的功能。作为国家实施创新型国家战略的重要基地,高职院校应将培养创新型技术人才纳入其工作中心,通过变革教育理念和教学方法的形式来培养创新型人才。
2.高职院校应当重视创新型教育制度的建设。高职院校要深入研究当前职业教育制度体系存在的问题,将教育制度创新的工作重心放在对既有职教体系和制度的修补、完善上。立法机关应当积极借鉴国外高职教育发展的成功经验,着力推动与我国职教事业相适应的本土化职业教育法规体系,为职教制度体系的创新奠定法律基础。高职院校还应当重视与先进职教法规相配套的制度体系建设,形成“以职教服务为本,以学生就业为纲”的职教制度生态体系。高职教育创新型制度建设工作要结合省情、县情来推进,确保高职教育制度的制定过程科学化、制度执行规范化、制度运行高效化。高职院校应在制度的落实环节积极创新工作方法,以高效的制度实践来保障制度的价值实现,这要求高职教育制度的执行者善于协调组织间的冲突问题,积极化解组织内各利益团体的矛盾,实现监督制度、激励制度和惩处制度的“三位一体”。
三、高职教育服务区域经济转型升级的优化策略探析
(一)重塑高职教育的办学理念,促进区域产业的持续升级
1.重塑高职教育的办学理念,调动社会力量参与高职教育的积极性,强化协同办学理念。高职教育作为教育系统与社会系统相衔接的桥梁,应当回归到依托企事业单位来开展基于生产实践的务实教育的道路,并吸纳热心职教事业的私人资本参与职教事业。这要求高职院校积极寻找企事业合作伙伴,依靠企业的生产设施与设备来开展实训教学,并基于企业的技术与操作规范准则来制订教学方案;企业则应根据生产状况来有序安排高职学生参与生产实践教学。高职院校应当以服务区域经济的理念来探索校企合作的新路径,建构坚实的合作平台,为高职院校与企业协同培养职业岗位所需的高技能型人才献计献策。高职院校与企事业单位的合作重点体现教育合作、育人合作及就业合作等方面,通过系统设计校企合作型高职人才培养方案,使得各层次合作组织相互交融,从而实现校企合作的互惠共赢。
2.高职教育应确立面向区域经济发展的开放式终身教育理念。终身教育体系要求高职教育体系打破体制壁垒和学制约束,建构面向区域经济发展和支持产业结构升级的开放式高职教育体系,以灵活务实的学制安排来服务于区域产业升级。终身教育要求高职教育体系面向区域经济内企事业单位开放其投资与建设资质,以全社会的力量来共同支持人们对终身教育的诉求。开放的高职教育体系设计应能满足具体工作对学生技能的要求,使学生广泛地适应其生活和职业转换的需求,从而更好地为社会个体和各经济主体提供服务,保障各主体的利益。开放的高职教育体系不仅应当包含社会个体与组织对高职教育经济领域的教学要求,还应当包含对环境保护、生活体验、精神追求等文化领域的教学要求,为学生提供安静祥和的心灵港湾,为其积极进取的行动提供有力的精神支撑。灵活的高职教育体系则要求高职院校应当针对区域经济特点来改革现有的高职教育体系,以提高高职教育体系适应不断变化的区域经济环境的能力。
(二)以产业技术演进为导向来变革高职教学方法与技术,促进区域经济产业升级
当前高职教育面临着知识更迭速度加快的挑战,这要求高职教育采取有力措施迅速变革既有的系统结构及功能,对高职学科体系、专业设置、课程教学内容及教学教法进行重新定位,以适应新的高职教育外部环境的要求。
1.高职院校应当探索以项目型职业教育替代专业型职业教育的职教模式升级路径,以有效保障高职教育的教学进程与产业技术演化进程的步调一致。现代工程技术的复杂性使得传统单一化、专业型的职业教育模式难以适应新时期产业技术快速升级的需求,为此,高职教育部门可以探索项目型职业教育人才培养新模式,以强化对高职学生的综合素质与能力的培养。项目型技术人才培养模式,就是高职院校以项目为载体,运用工学一体化方式,将基础理论课程、专业技术知识型课程与专业实践课程结合起来。基于项目载体来安排职业教育课程体系,可以使高职学生在不同阶段掌握所学专业领域的综合知识,并提高自己综合、全面地运用所学知识来解决现实问题的能力。
2.高职院校可引入教学新方法以消弭区域经济与高职教育系统间的技术代差。高职院校应当积极推动教学方法变革,以切实满足区域经济在快速发展过程中对人才培养成果的新要求。高职院校的专业现代化建设,必须服务于区域特色产业,根据本地区主导产业和主流企业的发展需要来设置和调整相关专业内容。高职院校应当在深入调研区域经济发展特点的基础上,结合本校的办学理念和生源特征,形成特色化的高职教育教学新方法。考虑到我国区域经济正处于快速发展阶段,技术研发领域的创新速度和技术应用领域的更迭速度较快,以课程为教学活动建设单位的传统教育教学变革节奏已不适应新技术的变革节奏,为此,高职教育应主动担当并构架新兴产业、高科技产业的应用型课程,培养一批能够为高新技术服务的人才,有力促进地方经济转型的进程。我国高职教育系统应当强力推进MES(Modules of Employable Skills)教学模式在各地高职院校教学活动中的落实。MES教学模式对传统课程的教学结构进行细分化改造,形成以知识为中心、以素质培养为核心、以能力培养为本位的教学新模式,打破理论课程与实训课程的严格界限,建立既相互独立又有机联系的系列教学单元,并在内容设计上为学生未来接受终身教育提供知识接口,从而有效提升高职教育系统的教学效能。高职院校亦可综合比较诸如CDIO模式、CBE模式等教育模式对本土职教活动的适应性,从中选择适合本地产业发展特点的有效的高职教学模式。
(三)利用政企力量来引导高职教育服务于区域经济产业升级
高职教育系统需要重新定位高职院校与地方政府和产业界的关系,充分激活高职院校的内在社会经济功能,有效促进区域经济与高职教育的协调发展。
1.高职教育系统应当优化政府与高职院校的关系。传统行政管理模式下的高职院校,接受政府教育主管部门的直接领导,后者对高职教育的教学质量起决定作用。政府教育主管部门应当充分发挥其对高职教育的宏观调控能力,通过制定高职教育事业远景规划,为高职教育发展提供制度保障,指导高职教育与区域经济发展的协调活动。政府主管部门要联合制定区域教育人才培养规划,建立长期与短期相结合的区域教育目标,努力实现区域教育与区域经济社会的动态平衡。教育主管部门和高职院校建立职业教育质量年度报告制度和人才需求的监测预报制度,建立专业预警机制,及时调控与优化专业结构布局。
2.教育主管部门可通过制度激励措施来鼓励行业企业与高职院校之间展开产学合作活动,并对与高职院校进行产学合作的行业企业提供财政与税收方面的优惠政策。政府教育主管部门和行业企业应当认识到高职教育对区域经济发展的显性和隐性促进作用。高职院校与行业企业展开产学合作的隐性促进作用体现在高职教育活动具有显著的外部效应,高职教育价值将通过金融资金和资源循环系统惠及到区域经济体内的各领域。
3.高职教育系统应当推进多元化教育投资体系改革,充分激活市场机制的活力,广泛吸纳热衷于教育事业的社会闲散资金。高职教育系统的多元化投资体系建设可吸纳社会组织的闲置设施与设备来投入高职实训基地建设项目,有效提升社会各界的教育资源利用效率。高职院校的多元化投资改革可将高职后勤等职教配套服务设施的社会化改革作为试点,并按投资额比例分配收益的原则来吸纳社会资金投资建设学生公寓和学生食堂等后勤服务设施。高职教育系统建立市场导向的办学模式,在专业设置、学科建设及教学方法上充分考虑人才需求方的切实需求,从而实现高职教育产业各个投资方的收益最优化。
(四)借力国际合作机制来促进高职教育服务于区域经济产业升级
1.高职院校应秉承开放式办学理念,积极与国际组织展开高职教育合作。我国高职教育的封闭式办学理念根深蒂固,缺乏与各类国际组织展开职业技术教育合作的内在动力。当前世界各国高职院校逐渐重视国际高职教师交流,并采取措施积极推动以国际化为导向的课程改革,以培养国际型人才,进而提升区域经济整体在国际市场的竞争力。欧盟于20世纪八九十年代分别启动“伊拉斯谟计划”和“苏格拉底计划”,试图通过在欧盟体内进行跨国高职教育交流来促使欧盟统一的技术型人才市场的形成。联合国教科文组织在制定职业教育战略方面做出了卓越贡献,并获得世界多所高职院校的普遍支持。获取类似国际性组织对高职教育活动的支持,对发展我国的高职教育事业至关重要。国际组织是全球化时代世界精英的汇聚节点,它对高职教育与区域经济发展之间的关系有着深刻的认知。与国际化组织携手展开高职教育领域的合作,可以使我国的高职院校把握高职教育未来发展的方向,获取来自国际组织的支持,贯彻和执行国家的职业教育发展战略。
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基金项目:延安职业技术学院2013年研究项目“延安职院‘授人以渔’使命的思想内涵及创新实践研究”(项目编号:YZK201301)
作者简介:刘月梅,女,延安职业技术学院教务处副教授,博士,主要研究方向为高等职业教育。
中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1674-7747(2015)11-0004-04
截止2014年,教育部门主办的全国职业院校技能大赛已有98个项目,赛项设置面向职业院校已开设的量大面广的主要专业(群),并体现专业核心技能,强调与产业结构升级和高新技术发展同步。[1]三网融合(4G网络)、云安全、智能家居、水环境监测与治理等赛项的举办,体现了职业教育服务国家战略性新兴产业发展的需求、促进职业教育人才培养与产业发展结合的办赛理念。[2]赛项内容紧密对接行业标准和技能规范,体现相关职业岗位或岗位群专业核心能力与核心知识、产业前沿技术,涵盖丰富的专业知识与专业技能点,这与职业院校人才培养目标相一致。
职业院校如何将人才培养与技能大赛有效街接,真正做到“以赛促教、以赛促改、以赛促建、以赛促学”,最终促进人才培养质量的不断提高,是我们每一位职业院校教育工作者应该思考的问题。本文以石油化生产技术专业为例,探讨如何以技能大赛为契机,构建与技能大赛与职业标准相衔接的课程体系,全力推进课程改革和教学改革,实现人才培养质量的不断提高。
一、技能大赛对职业院校人才培养的促进作用
(一)以赛促教,提高教师专业技能水平
在带领学生参赛的过程中,通过指导学生参赛、研读评分标准,教师能了解到专业领域最新技术和行业企业对高端技能型人才的岗位技能要求,从而明确人才培养目标和课程改革的方向,为今后的教学改革打下了良好的基础。加强了教师与企业和同行的学习、交流与合作,促进了教师实践技能的提高,同时也带动整个专业团队建设,锻炼了教师队伍。
化工类赛项包括化工生产技术、精细化工生产技术、化工仪表自动化、化工生产设备维修和工业分析检验,其中,化工生产技术属石油化工生产技术专业的核心课程,其余4个赛项内容也是石油化工生产技术专业的专业核心课程,这些赛项的内容和评分标准都具有一定的教学导向作用,加速了专业人才培养方案修订和课程标准制定的提升和课程体系的改革步伐。
(二)以赛促改,深化专业教学改革
技能大赛是促进人才培养模式和教学改革的重要途径,是检验职业教育教学质量和办学水平的重要手段。它引领指导教师在吃透大赛赛程和技术规范的基础上,不断调整实践教学内容,以突出课程的职业性、内容的实用性,提高专业技能训练的完整性和针对性。[3]化工生产技术赛项核心内容是化工工艺实操和仿真操作,教师可以通过模拟大赛参赛项目,以此为载体创设相关学习情境,设计教学活动,进而在课程体系重构、教学内容重组、行动导向教学实施等教学改革方面有所创新和突破。
(三)以赛促建,引领实训基地建设
技能大赛中所使用的设备以及操作和评价的衡量指标全部以企业为标准,这就要求参赛学校与企业合作,改善原有实训条件,促进实训项目标准化、实训内容企业化,拓展实训基地的功能,促进实训基地的资源共享。[4]依据职业标准和岗位需求,化工实训基地一般包括基础化学实训室、化工单元操作实训室、化工仿真实训室、化工产品分析实训室等。其中,化工单元操作主要设备包括精馏操作、吸收-解析、流化床、流体输送、离心分离、过滤、反应釜、DCS操作等,这与专业技能大赛相对应,并符合企业岗位需求和职业标准的要求,有利于学生实践技能的提高。
(四)以赛促学,激励学生成长成才
技能大赛不仅激发了学生的兴趣和潜能,使学生从被动学习转向主动学习,而且涵养了学生的意志和品格,更培养了学生团体协作意识、创新精神和实践能力,技能大赛获奖学生会更多地受到企业的青睐,就业质量明显提高。[5]目前,各类化工企业对学生的职业素质,尤其是综合素质的要求越来越高,技能大赛吸引着更多的学生投入到其中,并在大赛中不断的学习成长,在提高自己专业技能的同时,不断提升自身的综合素质。
二、人才培养与技能大赛有效街接的探索与实践
(一)构建与技能大赛相衔接的专业课程体系
职业院校应借鉴技能大赛中化工类赛项评比标准及相关行业标准、职业标准与技术规范,结合学校的实际情况制定出具体、可行的专业技能培养目标,通过分析石油化工职业岗位群所应具备的岗位能力,确定典型工作任务,按照职业技能发展的规律,与合作企业共同构建基于石油化工生产过程和生产任务的课程体系,创新“任务引导、能力递进”工学结合教学模式。[6]
(二)课堂教学改革
1.理实一体化教学。通过“教学做一体”的改革与创新把学校变成了企业,把课堂变成了车间,真正做到了“教学内容与职业资格标准的一体化设计,教室、实训室与施工现场的一体化配置,理论、实训、实习的一体化结合,知识、技能与职业素质的一体化培养”。[7]在日常教育教学始终与技能大赛相衔接,并建立起长效机制。在日常的课堂和实训学习过程中,要求学生时刻按照技能大赛的操作规程进行操作,把每一堂课当作真实的比赛,当作真正的工作场所。
2.小班化教学。受专业技能实训场地、工具及指导教师等因素的制约,职业院校学生专业技能的培养通常也是采用班级授课制。[8]但在技能大赛中,通常指导教师都是对几名参赛学生进行有针对性的培训指导,这种教学方式能使学生的专业技能水平快速提高。化工类课程尤其是一些实践性很强的课程如化工设备维修、管路拆装、化工工艺实操等也应采用小班化教学,分组学习和实训。
3.强化过程考核。职业学校的教育教学的考核与评价,一直没有形成一个系统、科学和相对客观公平的体系。[9]职业学校可以借鉴技能大赛的评比考核标准,进一步规范教育教学,强化过程评价和实践环节的考核,并建立起一套较为科学合理的考核评价体系,促进人才培养质量的稳步提高。
(三)实践教学改革
技能大赛的目的是强化职业学校学生职业技能训练,因此,职业院校应加大实践教学的比重,在实践教学中应体现“做中学、做中教”的职业教育教学特色,实现理实一体化教学,使学生的专业技能贴近生产实际和企业要求。[10]为确保人才培养与企业岗位需求“无缝对接”,应形成“校内专业基本技能实训+校内专业综合实训+校内生产性实训+校外顶岗实习”实践教学体系,校内专业带头人和骨干教师与行业企业专家、技术人员及能工巧匠共同组成专业建设指导委员会[11],在专业建设指导委员会的指导下,开发出适合企业岗位需求的人才培养方案和课程标准。
(四)技能大赛与学生成长相结合
让技能大赛应贯彻学生大学三年的学习,让学生在日常的学习训练中深入体验真实的工作环境,寻找自己的差距和不足,促进学生的自我反思和自我成长;[12]同时,还可以让学生充分展示自己的技能和才华,增强学习的信心,增进同学间的合作与友谊,磨练意志品质。
三、结语
“普通教育有高考,职业教育有技能大赛”[13],这是教育部对新时期职业教育内涵建设提出的要求,职业院校只有将人才培养与技能大赛有效衔接,才能真正对职业院校专业建设和教学改革、提高人才培养质量起到了积极的推动作用。石油化工生产技术专业人才培养与技能大赛有效衔接的探索与实践可以为职业院校专业和课程改革提供借鉴和思路。
参考文献:
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[2]廖春蓝.基于技能大赛的高职玩具专业教学改革研究[J].职业教育研究,2014(6):126-129.
[3]谢海燕.职业技能大赛对高等职业教育发展的影响[J].广东交通职业技术学院学报,2010(3):113-115.
[4]钱金萍.职业院校技能大赛与实践教学的内涵、特质比较[J].包头职业技术学院学报,2011(3):42-43,60.
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[11]白术波,王彦伟.一体化模块式教学在石油化工生产技术专业的应用[J].中国校外教育,2009(S1):486.
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1、智能电气阀门定位器研究与发展现状
当前,由于我国工业化水平正在迅速上升期,我国机械制造业中对智能化的阀门定位器的应用渐趋频繁,但仍没有得到普遍应用。为满足我国现阶段工业生产水平与技术需要,国内的专家学者,正在积极进行智能电气阀门定位器的研发和应用工作。
通常,气动执行装置由气动执行机构、阀门定位器和调节阀共同构成。而电气阀门定位器是整个执行装置最核心的控制部件。它通过动力源提供的动力,接收调节器的讯号,与阀位反馈装置捕获的阀位信息进行比较,调节执行装置的气压,通过联动装置调节生产设备的运行。
而国外研发的智能型和总线型的电气阀门定位器,已经集智能化、组态化和通用性于一体,安装后能够自动校准、能进行故障诊断与处理,并能够实时传输技术指标到上位机。国内的阀门定位器大都基于喷嘴挡板工作原理,是前期吸收或模仿国外产品与技术的产物。其特点是通用性差、结构复杂、故障率高、安装调试困难、性能指标不达标。
基于这种现状,目前国内多家研究机构都在开发新一代智能阀门定位器。这种新的智能化阀门定位器是以微处理器为基础,能够读取和分析输入信号、传感器位置信号和压力传感器的压力信号,并将这些信息经过逻辑运算,产生指令信号,使执行装置按照指令动作。这种模块化设计的智能电气阀门控制器的核心是微处理控制CPU,它能够完成所有程序的处理运算。输入信号及位置反馈信息经过微处理控制CPU转换和处理后,能够保证信号处理的精度及快速性,并能自动调整参数的设定过程及自适应程序。模块化设计的理念能根据需要扩展,只要插入相应的模块,即可实现模拟及数字反馈功能。
2、智能电气阀门定位器的研发定位
根据以上描述,新型的智能电气阀门定位器主要包括:信号调理部分,阀位反馈装置,微处理器控制和电气转换控制装置。新型智能电气阀门定位器研发应该考虑以下几个方面技术的创新与开发,首先是二线制智能执行器的电源开发,取样电路的设置,单片机控制系统的研发,电气转换控制部件研制和控制系统的软件环境开发等。
因此,新型智能电气阀门定位器只有从硬件、软件两个方面同时进行深入开发与研究,结合工业生产实际需求,以及调节控制技术现状,有针对性开发硬件系统和微处理器控制运行的软件环境,才能不断完善智能电气阀门定位器,加速其在我国工业生产中的应用和推广。
3、智能电气阀门定位器软硬件研制与开发
(1)硬件系统设计:硬件系统的开发,主要包括主控板,远程输出与报警板,数字通讯接口板几个部分,其中主控板包括电源及监视管理单元,单片机及电路,阀位控制、阀位测量反馈单元,信号传输模块和控制面板等部分。远程输出与报警板系统,主要包括实际阀位模拟输出和干接点报警输出部分。此部分的主要作用是当系统自身故障或检测到相关器件发生故障时,报警输出部分可以输出相应的报警信息作为提示,以方便操作者监视和处理。数字通讯接口板功能主要为进行系统数字信号和协议信号之间的相互转换,从而使智能电气阀门定位器具备无线通信功能,从而实现远程监控的功能。
(2)软件系统设计:软件系统主要采用模块化设计原则,通过对主监控模块、自查自纠模块、定时校正与处理模块、人机交互处理模块、组态集成模块、安装调试模块、通讯模块等部分。这些软体运行模块监视与控制电气阀门的运行,保证系统运行过程中发生错误及时调整与纠正,并能保证智能化电气阀门控制器的组态化应用,通过自动与手段调试模块和信息收发模块,及时与人交互,保证系统的自动、正确运行。通过这些模块的组合应用,使整个智能电气阀门更加智能化、自动化,并通过硬件系统实时与控制人员保持信息通畅。
4、新型智能电气阀门定位器的应用前景
新型智能电气阀门定位器更加智能化,并通过信息技术能够及时与控制者进行信息联通,保证系统的有效运行。新型智能电气阀门定位器的研发具有广阔的空间和广泛的应用前景,其突出优势表现如下:首先,在电气化自动生产过程中,智能电气阀门定位器能够保证生产线保持高精度性运行,提高生产速度和产品质量;其次,新型智能电气阀门定位器改善了工业生产的控制系统,解放了生产力;最后,智能电气阀门定位器使电气自动化的生产加工过程高效和安全,提高了生产的经济效益和社会效益。
5、结语
智能电气阀门定位器的研发,是我国工业化水平不断提高的需求,研制新型智能电气阀门定位器能够普遍提升工业制造水平和工业效率,提高了工业生产水平。随着自动化、信息化技术的不断进步,更加精巧的CPU处理器的问世,为智能电气阀门定位器的研发带来了新的契机。我们研究低功耗、长寿命、更加智能化的智能电气阀门定位器必将带动工业和其他相关行业的快速发展,为我国的工业水平提升提供必要的科技支持。
参考文献
[1]王家桢.调节器与执行器[M].北京:清华大学出版社,2000:149-166.
[2]潘蕊.浅析智能阀门定位器在化工装置的应用[J].山西建筑,2010(34).
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在实践的工业生产之中,变速器、传感装置、调节控制装置、逻辑开关以及执行器等等自动化仪表,都是非常重要的应用设备,通过对上述设备的合理使用,可以明确整个生产流程当中的过程参数,并且通过对仪表和设备的管理,可以实现工业生产的自动化智能控制。在工作当中应当加强仪表自动化管理,以智能化控制和自动的校验,来促进整个工业生产水准的提高。
2.仪表自动化检定的现状和作用综述
要想实现安全并且可靠的工业技术生产,就需要借助仪表自动化的应用,诸如传感装置、执行装置和调节器等等。当前为了更好的适应高水准的工业技术生产和设计的需求,还应当增强自动化仪表的操作技术。从计量的方面来进行分析,针对仪表的校对工作是我国相关法规当中的重点环节,在实践的工作之中应当保证测量数据的精准性、可靠性和一致性,对于任何仪表设备,不仅需要确保检验结果的可靠性,还需要从仪表的安装、采购、使用以及鉴定等工作进行严格的规划和管理,加强仪表使用操作的登记。
上述工作不仅是一项系统化的工作,同时也较为复杂和繁琐。在实践之中应当针对仪表自动化提出更高的管理要求,但是就目前的状况来分析,我国普遍的存在有自动化仪表检验技术落后以及管理不当等现状,大部分的管理和检验工作都处于重复、分散、落后且缺乏系统性的规划等状态之下。同时针对仪表的记录和维护还停留在手动处理的阶段,自动化水准较低,所以在今后的工作当中还需要全面增强仪表自动化的智能水准,以现代化的管理技术和管理模式。来增强仪表操作和维护的水准,促进管理效益的不断增长。
3.仪表自动化的校验及智能化技术方案
根据上文针对我国当前仪表自动化的智能化检测技术方案的作用性和基本的价值进行细致的研究,可以明确工作的重点和难点。下文将针对仪表自动化的校验和基本的智能方案进行综合性的探讨,旨在全面促进检测技术的提高,促进技术的不断完善与改进。
3.1 仪表自动化系统的技术方案
要想实现仪表自动化的智能化管理和检验,就应当加强各项数据和参数检测的控制水准,采用智能化的控制管理手段,对相关数据进行统一性的处理和分析。其次,还应当确保仿真信号的输出可以达到自动化的控制标准,全面实现测量信号数据与输出的统一性,加强计算机的控制和管理,运用先进的技术,诸如传感技术、电子计算机技术以及微电子技术等等,与传统的通讯技术和操作技术相互融合,以确保数据处理的高效性与可靠性,并且实现数据的高精度测量分析。
最后,整个计量和检验分析的流程应当通过计算机的监督和管理来进行,通过计算机技术的使用,实现数据的自动录入和分析,并且实现数据的自动存储,最终确保所得的数据结果可以与自动查询相互对应,增强系统操作和管理的智能化程度。为了全面的解决上述技术方面的难题,在实践的工作当中还需要加强传感装置、机械设备、微电子设备等的开发与研究,通过将计算机技术和通讯技术相互结合,来实现工作上的突破与改进。首先应当解决仪表自动化之中的智能化、数字化、标准化、网络化以及模块化的难题,并且针对仪表自动化的相关技术和检测的手段进行全面革新,为提升新时期的工作效率奠定坚实的基础。
3.2 仪表自动化系统组成及特征分析
在仪表自动化检验和智能化管理之中,应当加强现场的自动化检测控制,并且采用自动和手动相互结合的控制方式,全面实现各项管理功能。相关系统应当由压力信号检测控制单元、压力数值自动检测单元、多功能高精准度检测单元、可编程电压检测输出单元、热电仿真数据信号检测单元以及可编程标准电流信号检测单元等共同的组成,在现场的使用和操作控制之中应当力求将模块化的单元和智能化单元进行重新的组合,并且使用总线与标准接口和计算机相连,形成局域网络,充分并且全面的运用各种智能单元以及功能丰富的硬件资源,组合而成全新的管理系统。上述的管理系统不仅很好的保持了各个单元的独立功能,同时还可以实现高精准度的校验、自动测量和仪表的管理,不仅可以实现仿真数据信号的输出,同时还可以采集数据信号自动测量数据,加强数据的传输可靠性和存储的安全性,运用计算机技术来对传统的文件存储和管理进行改进,自动的生成检验报告。另外,通过仪表自动化校验和管理技术的应用,还可以将现场所采集到的数据实时的录入至数据库系统当中,所以,相关系统的建立对于实践的工业设计与制造有着关键性的作用。
3.3 仪表自动化的技术指标
同时还需要确定出自动校验的指标和基本的功能,针对工业设计与制造当中的相关重要参数,诸如温度、频率、流量、温度、压力、传感器、变速器、逻辑控制器等等,来实现自动的或者是半自动的检验控制。对于大型的工业生产与制造企业来讲,应当结合其行业的特征和工作上的需求,对仪表自动化的自动校验和智能化管理方式进行合理的改进,并且通过对模式的创新与探索改良,来实现新的管理局面。最后是现场的校验和智能管理,在现场的校验当中技术人员应当根据信息和数据,来确定得出校正的时间和现场的统计表格,同时结合实际的需求确定得出统计数据,按照规定的要求来完成各项检测工作,确保工业生产的可靠性和检测工作的精准性。
4.结束语
综上所述,根据对现代化工业生产之中仪表自动化的校验和智能化管理控制进行综合性的分析和研究,从实际的角度出发论述了相关检验工作当中的重点和要点环节,同时针对检测工作当中存在的难点和应当加强完善的内容进行细致的分析,旨在不断的为我国工业生产和相关技术的完善奠定坚实的基础。
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1 消防工程机电系统智能化的设计理念
在现代智能化消防工程机电系统设计中,主要是将信息通信技术与传统机电系统相互结合在一起,通过对建筑物内部的设备整合,以此来为使用者提供一个安全舒适的居住环境。并且,由于消防工程机电系统与人们的生命财产安全有着密切的关联,在需求方面有着较多的要求,一般智能化消防工程机电系统的设计概念表现在以下几个方面:一是要保证消防工程机电系统具备较强的自动报警能力,能够为人们正确引导避难,通过利用这些高科技减少火灾险情的发生。但是,就我国当前建筑物防火系统结构来看,尽管很多结构体都是利用防火材料进行了火灾的防范,可是一旦发生火灾时,仍旧会造成重大的人员伤亡事故。由此我们可以看出,想要依靠建筑结构体提高系统的防火性能是远远不够的,同时还要对火灾发生过程中产生的浓烟以及有毒气体进行有效的控制,帮助使用者安全离开火灾区域。
2 消防工程机电系统智能化的技术需求与架构
2.1 智能化消防技术需求
国外有关智能化建筑防火防灾技术的研究始于智能化建筑的领域。回顾过去20年有关智能化建筑的研究所定义的10个环境品质量度,其中的M6即为“安全防灾指标”,这包括防火、防震、防灾及结构损害等指标,并罗列了与建筑防火相关的技术发展需求包括:软件系统的开发主要是发展与火灾侦测与防护相关的电脑程序的开发;硬健设备的研发主要是研发智能化火场控制及全能式自动火灾警报与侦测系统的研发。而最近的技术发展趋势则在于精密自动化独立警报与启动晶片感测器等。目前,产业界在满足“可定位火灾侦测与警报系统”的技术需求后,又演变出以的系统独立性相关技术需求:AAF警报演算法,也即当火灾发生时,AAF可自行通报建筑内部并向消防单位通报;AAF可调节界限控制演算法,也即警报的界限及容错范围;AAF自我诊断分析功能,作用在于降低AAF火警误报率。
2.2 智能化消防工程机电整合管理系统
消防工程机电系统智商高低在于各子系统间的整合,特别是防火防灾系统必须与系统管理整合成为声合型的消防工程机电系统。消防工程机电系统与其他系统呢整合需求包括如下内容:实现消防工程系统自身的空调、灯光及保全自动系统的整合,如一旦发生火灾,消防机电系统可以控制空调,使得烟不会借助排烟阀门散布,并阻碍建筑外部的进气以避免助燃;垂直运输系统(电梯等)与火灾警报系统的整合,如一旦发生火灾,消防机电系统可以控制电梯仅在哪几个楼层开放与运作;火灾警报系统与保全系统整合,如一旦发生火灾,保全系统可以开敲原本上锁的门域,以方便逃生。另外,实践应用结果也发现一些消防工程机电系统智能化方面的技术需求,包括:复杂动态控制性技术;人机互动技术;仿生行为相关技术。
3 智能化消防工程机电系统应用优点
智能化消防工程机电系统的最大优点就是能够有效提高设备的运行效率,充分保障了设备运行的安全稳定性。并且,通过将自动化技术、电子信息技术等先进科学技术的应用。进一步提高了消防工程机电系统的使用性能,加快实现了自动化控制的目标,以下笔者就对机电智能化技术所具备的优点进行简要的介绍。
3.1 提高机械生产能力和工作质量
一般来说,在大多数的机械智能化产品中,其自身有着较强的信息自动处理性能,而将机电智能化系统已用其中将会有效提高机械产品对信息的里灵敏程度,促使检测准确性得到了充分的保障。并且,智能化消防工程机电自动化技术的应用还能够去保证机电自动化系统按照预定动作设计要求完成。并且在实际运行过程中,不会受到人文因素的影响,有效避免了外界的干扰,从而有效提高了工作效率和质量。
3.2 可提高机械生产的安全性和可靠性
目前,智能化消防工程机电系统具备了预警自动监视等多项使用功能,这样就有效降低了机电自动化产品运行故障的发生率,而先进高效的自动监视技术不仅能够更加全面地掌握系统自身的运行状态,还可以事先对运行故障进行有效的防治与控制,从而确保消防工程机电系统的安全运行,并从一定程度上,大大延长了设备的使用寿命。
3.3 改善生产条件
除了以上所例举的几大优点之外,机电自动化控制技术还能有效改善工业生产条件。自动化控制系统的应用使工业生产模式由传统的“机械电气化”逐渐转变了“数字控制化”,而数字控制技术以及信息技术的引进使工业生产不再需要过多的人工劳动力,机械代替人力的劳动形成,从真正意义上实现了工业生产的机电自动化。
通过上文叙述,我们已经大致了解到消防工程机电系统智能化的应用优点,而其中存在的机电自动化控制技术的适用范围较广,目前已经在我国工业生产中得到了十分广泛的应用,有效的改善了生产条件,减少了人力的过多投入,大大降低了生产成本,并从一定程度上,促进智能化消防工程机电系统的长远发展,使其自身重要的效能得以充分发挥。
结束语
我国应该参考国外的规范,建立早期探测的应用规范。通过良好的信息通信网络科技,结合自动化消防工程技术,将安全防火防灾系统与中央监控系统作完整的连结与互动,获得正确的信息,掌握状况的先机,发挥有效的动作,达到安全防灾与救灾的目的。
参考文献
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引言
随着工业技术的发展,对自动化的要求越来越高,尤其是信息技术的渗透,为工业自动化仪表与自动化控制技术引入了新义,极大的提升了控制的水平,克服了传统的人工控制的诸多弊端,实现了低能耗、全天候、高精度的控制,实现了工业生产的高效化。生产企业要谋求更长远的发展,就离不开工业自动化仪表与自动控制技术,能够提升企业的综合竞争力。工业自动化仪表与自动化控制技术不断的发展,是现代工业生产中不可或缺的组成部分,促进了企业的进步与发展。
一、关于工业自动化仪表与自动化控制技术
工业自动化仪表技术主要有三个方面的内容,分别是信息的收集、处理和应用。能够整合企业的信息,为自动化控制提供重要的支持,并在安全领域打下了坚实的基础,仪表制造商都在自动化控制方面加大了研发力度。生产的诊断和流程虽然不属于自动化仪表的范畴,但与自动化仪表的信息交流非常广泛,是控制系统中一个重要部分。工业自动化仪表与自动化控制技术能够实现实时的诊断和维护,负责现场仪表与控制系统的工作信息的采集处理,起到生产流程、设备、自动化控制系统和现场仪表的诊断维护,提升了工业生产的效率。
二、浅谈工业自动化仪表与自动化控制技术的问题
信息技术的发展为工业自动化仪表与控制技术带来了积极的意义,但是作为一项新的技术,要经过一段时间的探索与应用,现阶段还面对着一些技术上的不成熟,存在着诸多的不足,主要集中在四个方面,其一,仪表的可互操作性问题,工业自动化仪表与自动化控制技术的结合的一大特征就是仪表的可互操作性,但是实际的应用中难以做到无缝衔接,互操作性的程度不高,限制了性能的提升。其二,自动化系统信息的安全性能,安全性不足导致自动化仪表的性能不够稳定,出现各种兼容性的问题或控制的精确度不足,出现较大的误差。其三,系统的可靠性与故障诊断,可靠性还不高,尤其是在工作环境复杂的自动化仪表中,经常出现故障,但诊断的效率不高,导致维护不及时,影响正常的生产。其四,程序与软件的可靠性问题,自动化控制技术的功能是通过程序与软件来实现的,但软件程序存在漏洞、考虑的方面不周全等问题,导致可靠性差,自动化仪表的工作状态不稳定,影响生产。
三、工业自动化仪表与自动化控制技术
3.1 工业自动化仪表
工业自动化仪表
是在实际的生产中完成智能化控制,具备检测、展示、控制和执行等多种功能,工业自动化仪表有多种形式,如显示仪表、检测仪表、执行器、调节仪表和计算仪表等,依据生产过程和指标进行合理的设置安排,实现了无人化的操作,自主检测、自主管控,并将信息传递到远距离的终端,凭借极高的效率与极低的损耗生产优质的产品。
1)显示仪表:顾名思义就是显示和记录被测的参数,一旦在工业生产中出现故障,显示仪表就会在第一时间显示出来,进行自动的报警,以便维护人员能及时的做出评估判断,显示仪表有三种形式,分别是数字式、图形式与模拟式。
2)检测仪表:在工业生产中,对变量进行检测,并将变量转化为可识别的信息,其中要注意信息转化的精确性,准确表达被测变量。
3)执行器:执行器是自动化仪表中的关键部分,可以经过调节器给出的信息进行控制,如压力、温度、湿度、流量、速度等信息,对相关的定量进行合理的调整,在整个工业体系中,执行器是控制系统的重要元件。
4)调节仪表:调节器可以有效的调节生产过程,经过预设的程序进行控制,根据一些预设的控制量进行调节。
5)计算仪表:主要是关于数学的运算方式,能应对单一或较多的输入变量进行控制,有加法器和乘法器等。
3.2 自动化控制技术
自动化控制技术在现代工农业中集成了机电一体化技术,并完成自动化、智能化的管控,依据自动化工作水平的高低,自动化控制存在半智能化和全智能化。半智能化需要人力的参与,人力的参与主要是集中在决策类的脑力劳动,相对于传统的控制方式,能将人从繁重的工作中解脱出来,当前大部分的自动化控制技术都是半智能化。全智能化控制技术则是实现全部的无人化,能实现全程的信息采集、处理和应用,极大了提升了工作的效率和安全稳定性,是未来自动化仪表的发展方向。
3.3 工业自动化仪表与自动化控制技术应用
工业自动化仪表与自动化控制技术的应用非常广泛,给工业生产带来了积极的意义,下面就石油工业过程智能化、机械制造智能化和管理智能化进行简要分析。
1)石油工业过程智能化:自动化控制仪表可以检测石油生产中的流量、压力、温度等变量,完成流体、粉体的整体化学处理,借助于测量仪表、调节装置和计算机组成过程智能化系统,完成加热、精馏塔等全过程的生产控制,管控方式主要有三种:最佳管控、前馈管控和反馈管控。
2)管理智能化:管理智能化以物料管理为例,通过工业自动化仪表来检测物料信息,如库存量、库存的环境状态等,尤其是对于一些危险品或质量要求高的物料,要确保物料的稳定性和安全,需要检测温度、湿度等环境因素,一旦出现异常状况,能第一时间响应。管理智能化是许多数据性能的电脑与终端形成了一个局域网,能够给管理提供多种方案,方便决策。
3)机械制造智能化:机械制造是工业中的核心部分,但是传统的机械制造面对着许多的局限性,影响了精度、稳定性、安全性、经济效益等提高,不符合未来的发展趋势。而基于工业自动化仪表与自动化控制技术的机械制造,已经具备了良好的发展前景。如在机器人、数控技术、加工单位等智能制造领域,通过自动化仪表提供的信息,能够实现柔性生产和精细化生产。
3.4 工业自动化仪表与自动化控制技术的发展趋势
目前我国的工业自动化仪表与自动化控制技术的水平并不高,限制了工业生产的优化升级,在当前的技术背景下,加强控制技术与自动化仪表技术的融合成为了核心方向,其发展的动力是信息技术,一方面需要高素质的科技人才;另一方面需要信息技术的产业升级,可以借助自动化仪表技术的应用前景,推动二者的融合。
结语
工业自动化仪表是工业发展中的重要技术,随着自动化控制技术的成熟,逐渐替代了人工控制,提高了控制的精确性和质量,实现了高效、安全、低能耗的生产,工业自动化仪表与自动化控制技术的结合具有天然的优势,是现代工业发展的趋势。文章对工业自动化仪表及控制技术的不足进行简要分析,然后研究相关的应用技术,为拓展其研究贡献一份薄力。
参考文献
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1.2数控技术在煤矿机械加工中的应用
煤矿机械具有特殊性,是专用的机械设备,由于其工作环境复杂多变,对安全系统要求较高,煤矿机械加工过程要求精细化程度高。而传统机械加工很难实现其精度的要求。而且,煤矿机械更新换代较快,应用领域单一,所以生产加工量小,下料难。数控技术得到应用后,设备下料切割采用数控技术,改变了过去的工作模式,切割效率得到成倍提高,切割质量高,提高了材料的利用率,降低了设备的生产成本。同时,数控气割机装有自动可调的切缝补偿装置,它允许对构件的实际轮廓进行程序控制,好比数控机床上对铣刀的半径补偿一样。这样可以通过调切切缝的补偿值来精确控制毛坯件的加工余量。
1.3数控技术在工业生产中的应用
工业生产过程中,难免会有恶劣的工作环境存在,如高温、高压、操作空间狭小,操作高度过高等。这些危险的工作环境极大地增加了工作人员的工作危险性。而数控技术的应用后,工业生产上类似的恶劣环境完全编入数控程序,使工业生产危险性得到极大改善。在实际的生产过程当中,应用数控技术之后,生产过程可以由计算机系统全程控制。只要预先输入各种生产程序和产品参数,则计算机系统便能够依照指令实现真正意义上的无人自动化生产。即便是在生产过程当中出现了故障或者问题,系统会根据错误的等级来决定是否继续进行生产,同时采用有关的保护性护理措施,并向管理者报警。除此之外,机械加式中数控技术的应用还有很多,如航空设备的生产、机器人系统的生产、汽车工业的生产、石油机械的生产、国家武器装备的生产以及建筑机械、农业机械等领域,应用数控技术后,无一不推动了行业的快速良性发展。
2机械加工中数控技术的应用趋势
随着新的智能化技术的发展,机械加工中数控技术的发展同样朝向智能化方向发展。主要表现在加工过程的自适应控制和工艺参数自动生成;为提高驱动性能及使用连接方便的智能化,如前馈控制、电机参数的自适应运算等;操作方面的智能化,如智能化的自动编程、智能化的人机界面等。另外,随着数字技术的不断进步,机械加工也面临着新的市场需求,特别是人们对精细化的要求也越来越高,于是高速度、高精加工技术成为必然的趋势。
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1.2机械自动化技术在装配上的应用
众所周知,工业产品的零部件在生产出来之后,我们要对它进行装配,而这些零部件的装配需要一定的专业人才来完成,对于一个工业企业来说,招聘和培养一个专业人才需要耗费很大的人力和财力,而机械自动化技术在装配上的应用就大大地减少了这一方面的开支。机械自动化技术在装配上的应用不仅减少了公司的开支,而且提高了零部件装配的效率。
2机械自动化技术的未来发展
2.1机械自动化技术会变得更环保
随着我国工业经济的高速发展,我国的环境问题也越来越严重,对于这个问题,我们在工业生产的过程中要高度重视起来。而对于我们未来的工业发展,主要就是以自动化为主,在未来的自动化的工业生产中,我们要高度重视环保问题。因为未来的发展就是以“绿色发展”为主,我们只有在环保的前提下才能够去发展我们的自动化的工业,这不仅涉及到我们的居住环境,而且还影响我们的人类健康,我们要高度重视这个问题,使机械自动化技术的应用符合我们的可持续发展的要求。
2.2机械自动化技术会实现智能化
随着信息时代的到来,我们的社会将变成智能的社会,这从很多方面可以体现出来。虽然就目前来说我们的社会还不是一个智能化的社会,但是通过我们的科学家们的努力,这个梦想终会实现。而作为比较先进的机械自动化技术,它也会在这一社会潮流下变得越来越智能,这既是我国机械自动化技术应用的目标,也是我们的机械自动化技术应用的发展要求,因为就目前而言,即便是机械自动化技术在工业生产中得到了普遍的应用,我们的工业生产还有很多缺点,比如说有一些危险的环节还需要我们的人工操作,而智能化的机械自动化技术在工业中的应用会改变这一现状,智能化的机械自动化技术在工业中的应用会实现工业操作的智能化,可以尽可能地减少人工操作的危险性。机械自动化技术实现智能化既是我们的一个未来目标,也是机械自动化技术应用的要求,我们要充分地认识到这一点。
2.3机械自动化技术会更加实用
在最近几年的机械自动化技术的应用实例中我们可以看出,很多的工业企业利用机械自动化技术去提高企业生产的效率,而大部分企业在追求效率的时候忽视了很多实际性的问题,他们忽略了机械自动化技术应用的实用性。他们只是一味的追求经济利益,在追求经济利益的时候没有充分地把机械自动化技术与具体的实际情况结合起来。我们的工业企业归根结底还是为人类服务,所以我们的机械自动化技术在工业中的应用就必须符合我们的实际情况。
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嵌入式软件技术主要是和嵌入式系统共同发展,嵌入式硬件系统主要是指嵌入式微处理器、外设等,而嵌入式软件主要是依托嵌入式硬件设备,为嵌入式系统提供良好的操作系统和软件。先通过芯片开发,并加强了嵌入式系统的软件设计,然后将其应用在实际的电子设备工业生产中。嵌入式软件技术作为整个系统的控制中心,是一套独立运行的计算机系统,重点在于软件和硬件的协调工作,并在此基础上完成指定计划。从嵌入式软件技术本身的主要特点是实用性强,灵活度高,软件系统小巧而成熟,可以直接嵌入在PC终端,使用便捷。鉴于嵌入式软件技术具有诸多优点,在生活和工业生产中得到了非常广泛的应用,比如在智能家居、汽车智能化控制、智能手机等产品中都可以看到嵌入式软件技术的应用,可以说人们的生活依然无法离开嵌入式软件技术。
二、嵌入式软件技术发展现状
由于互联网技术的快速发展以及市场对智能化生活产品需求的快速增长,促使我国嵌入式系统快速发展。不仅仅在智能家居、智能化汽车等方面具有非常广阔的市场前景。同时在通信、消费电子以及工业生产的方面也得到了广泛的应用。特别是智能手机的快速发展,带动了整个消费市场的快速发展。并且以智能手机为控制终端的智能家居的兴起,让嵌入式软件的应用领域得到了进一步的扩展。除此之外,嵌入式软件技术还在工业智能化控制、金融交易、电子医疗、交通智能化控制等方面得到了广泛的应用。现如今,我国电子化、信息化、智能化发产业发展十分迅速,互联网技术下嵌入式软件自身的优势得以体现。其成本低、规模小、使用简单、人机交流方便等优势逐渐体现出来,并在智能化领域中得到了广泛的应用,为人们的生活和生产带来了诸多便捷之处。但是就我国嵌入式软件技术发展程度来看,还存在一些问题需要在未来结合其他方面共同创新,促进我国智能化相关产业的进一步发展。
三、嵌入式软件技术的发展前景
3.1嵌入式软件技术的无线网络发展
这目前来说,我国许多领域中都有嵌入式软件技术的应用,而想要满足人们不断提升的需求,就应该不断的发展嵌入式软件技术。其中,随着互联网技术的快速发展,远程无线控制成为了许多行业对于控制系统的新要求。因此,将嵌入式软件技术和互联网无线通信技术相结合,发展无线操控系统,实现稳定可靠的远程操控系统是未来嵌入式软件技术发展的方向之一。
3.2嵌入式软件系统在人工智能中的应用
随着科技和经济的快速发展,人们对于人工智能的需求越来越多,对于人工智能的要求越来越高。嵌入式软件技术的开发应用一定程度满足了人们对于某些领域智能化的需求。然而要想要提升人工智能的适用性和应用性,就应该根据人们的需求,强化嵌入式软件系统在人工智能方面的应用。将人们对于人工智能的需求以及嵌入式软件系统的发展相结合,促使嵌入式系统在更多的人工智能领域中的应用。使其应用不仅仅局限于智能手机、智能家居,应该逐渐扩展到智能医疗、智能交通、智能工业等方。
四、总结
随着科技的不断发展,嵌入式软件在智能化领域的应用越来越广泛,对人们日常生活的影响将越来越大,传统的生活、生产工作方式需要与时俱进,因此在将来嵌入式产业将会逐渐涉及到生活和生产的方方面面。嵌入式软件系统不仅仅在智能家居、自动化工业等方面得到大量应用,同时也会向着无线网络控制方向发展,成为我国智能化、自动化计算机软件产业中不可或缺的重要技术。嵌入式软件技术在日常生活领域中的应用,将大大提升人们生活质量,改善工业生产效率,促进我国国民经济发展。
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1 概 述
在工业生产过程中,机电一体化系统对于提高工业生产效率,提高工业管理水平起到了重要作用,随着工业产品附加值的不断增加,就对工业产品提出了更高的要求,最重要的要求就是对工业产品的生产精度要求越来越高,这样就导致了工业产品的生产流程更加复杂,所需要的控制过程也要更加精细。
但是传统的工业控制技术已经无法满足高附加值工业产品的需求,在这种情况下,智能控制技术就应运而生了,将智能控制技术应用到机电一体化系统中,可以大大提升企业的生产效率,提高工艺水平,让制作出的产品也更加精细化,同时还能设定好一个程序之后让机器自动生产,这样不仅减少人为干扰,还能够提高企业的综合效率,可谓是一举两得。
2 智能控制技术在机电一体化系统中的作用
2.1 提高生产效率
传统的工业控制手段因为不具有智能控制技术,所以在生产效率上就会大大不如有智能控制技术的工业。通过智能控制技术,可以非常方便的对生产过程进行统一部署和安排,让工业生产过程更加紧密。
而且智能控制技术在设定产品参数时非常方便,可以非常便捷的在同一个机床上生产出不同的的产品。在这样一个生产过程中,因为有智能控制技术的存在,所以工业生产效率得到了大大的提高。
2.2 产品工艺水平更高
随着机电一体化技术的不断成熟,数控机床生产出的工业产品也更加精细。随着智能控制技术的引入,通过配备性能更强大的CPU,可以更好的控制机床生产出精度更高的产品。
而产品的精度恰恰是衡量机电一体化技术高低的标尺,所以在机电一体化系统中采用智能控制技术是非常实用,我们要大力发展智能控制技术在机电一体化系统中的应用。
2.3 流程控制更加简便
通过智能控制技术,我们可以直接将要加工的产品的要求编写成程序,然后直接放到机床里,在智能化的控制下,可以简化产品的生产流程,提高单位时间生产效率。
而且通过智能控制技术,我们还可以同时操作多台机床进行加工,这样不但节省了很人工操作,而且对提高企业生产效率有极大的促进作用。
3 传统控制系统和智能控制系统的对比
3.1 智能控制技术是由传统控制技术发展而来
随着传统控制技术的不断完善,机电一体化系统也具有越来越高的智能性。由此我们可以发现,智能控制技术是由传统控制技术发展得来的。智能控制系统的结构具有很强的开放性,同时分布非常合理。
智能控制系统可以对工业生产进行高效控制,但是在现阶段的生产过程中,我们不需要追求系统的自治能力,而是通过智能控制技术来更好的对整个生产过程进行优化,来提高工业生产水平,来达到提高综合经济效益的目标。
3.2 传统控制系统和智能控制系统的发展由来
传统控制系统的建立是基于反馈原理对工业生产过程的控制,这种控制模式比较单一,容易受到外界环境的干扰,同时在生产过程中需要很多步骤进行人工操作,我们都知道,只要涉及到人工操作的步骤,就无法避免人为造成的错误,从而影响生产。
而智能控制系统则是一个多学科交叉形成的学科,在智能控制系统中,我们运用到了运筹学的分析方法,通过对信息的收集和分析,再通过人工智能系统和自动控制原理,我们就可以实现智能化控制, 全程不需要工人进行操作,这样就可以将人为因素带来的损失降到最低。
智能控制系统包含了多个学科领域的内容,科学家通过将这些学科的内容融合到一起,才让我们的机电一体化技术更加智能。在机电一体化的发展道路上,我们既要注重智能控制技术的研发,也要做好传统控制技术的改良,只有这样才能更好的促进工业产业的升级改造,提高综合经济效益。
3.3 传统控制系统和智能控制系统的控制原理
在传统的控制系统中,我们更加注重公和函数的编写工作,传统控制系统通过对公式和函数进行解读,然后进行工业生产,这种生产模式对函数和公式编写水平具有很高的要求,一个公式或者函数编写不恰当,就很有可能导致生产出有问题的产品。
而智能控制系统则更加注重对数学建模过程的描述,具有智能识别各种环境的功能,根据环境的改变,智能控制系统能够更加精准的对数据进行修改,从而提高产品生产精度,同时智能控制系统还具有很高的容错性,在生产过程中,智能控制可以对每一个生产环节进行盯控,从而进行动态调整,这样即使产品在某一个生产环节出现了问题,通过智能控制系统的动态调整,也能够使生产出的产品具有更高的合格率。
3.4 传统控制系统和智能控制系统生产产品的区别
在传统控制系统所控制的工业生产过程中,所生产的产品模型比较简单,没有线性变化过程,同时只能进行单一产品的生产,而且产品的工艺水平有限。
随着工业水平的不断发展,这种传统的控制系统会阻碍工业生产效率的提高。但是通过智能控制系统生产的产品就能够很容易的建立起非常复杂的模型,而且还支持数据的非线性变化,同时通过对产品模型智能化的调整,我们在生产过程中则可以出现精度更高的产品,在智能化的控制下,机床可以同时进行多个生产任务,能够非常有效的提高生产效率,推动工业现代化进程。
4 智能控制技术在机电一体化系统中的应用
4.1 数控领域
对于数控领域来说,是我们当前大工业发展到一定程度的产物,同时也反作用于工业的发展和进步。当前社会是智能化的发展趋势,因此对于工业发展和机器生产的精准度要求也有所提升。
传统意义上来看,数控产业链需要具有一定的智能化、数字化的特点,而当前我们对于数控的要求则不仅仅停留于数字化的层面,对于技术方面的升级需要其更加的精确和可靠。
对于数控领域中较为传统保守的一部分数据,我们可以采用数学建模的方式来完成,而对于一些新的数据分析,则需要依靠智能控制技术来实现。比如当前采取的故障诊断技术等,就是我们将智能控制技术在数控领域进行应用的良好范例。
4.2 机器人领域
机器人制造领域对于技术的要求较为严格,我们需要机器人在受到一定的外界条件变化后作出相应的条件反应,因此其对于传感器的比一般的机械设备要高。
其实,不仅仅是传感器这一领域,我们还有很多智能控制技术也应用于机器人的制造领域。比如,机器人在投入实践之后,可以自己完成走路、跑步、为使用者提供服务等项目,并且具有根据使用者的相关动作,进行延伸和记忆的功能。这些智能控制技术在机器人领域的运用已经在实践中受到了检验,因此具有良好的上升和发展空间。
4.3 机械制造领域
在工业生产和制造过程中,机械制造占有相当大的比例,而完成机械制造则需要利用智能控制应用的技术。随着现代科学技术的进步和飞速发展,传统的数据控制技术已经不再符合当前机械制造领域的要求,有很多新收集的数据等无法运用传统的数控技术来完成,因此我们使用智能控制系统则显得尤为重要。
新的智能控制系统的技术一方面可以利用自身数据库大、更新快的优势进行分析和操控,同时也可以对机械制造系统未来的走势和发展方向有一定的预测,能够保证机械制造顺利完成的同时,达到更为精确的目标。当然,随着当前技术的进步和发展,智能控制技术也有一定的不足之处,比如当前智能控制对于隐患的感应设备有一定的缺陷,因此需要在未来的技术进步过程中弥补其不足,保证机械制造的良好发展。
5 结 语
总而言之,智能控制技术在机电一体化的领域具有非常广阔的应用前景,我们要不断对智能控制技术进行研究,使其更加完善。智能控制技术具有生产效率高、产品工艺水平高和流程控制程度高的特点。相比起传统机电一体化控制系统,智能控制技术具有更高的适应性,我们要充分重视智能控制技术在机电一体化领域的深度应用,随着工业控制过程逐步智能化,我国的工业水平一定会有一个长足的进步。
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1机电一体化系统的概述
1.1机电一体化的定义机电一体化又被称作为机械电子学,主要指的是把电子电工技术、微电子技术、机械技术、信息技术、信号变换技术、接口技术和传感器技术等多项机械和电子技术结合起来,并应用在实际工业生产中的综合性技术。1.2机电一体化系统的结构机电一体化系统的结构主要由硬件和软件来部分组成,其中硬件组成部分主要包括了电子装置、计算机装置和机械装置,而软件组成部分主要包括了计算机技术、信息技术、电子技术、机械技术、自动控制技术、系统技术、检测技术、传感技术以及伺服传动技术。其职能组成部分主要包括信息处理部分、动力组成、感知部分、控制部分、执行部分和机械运动部分。
2智能控制的概述
2.1智能控制的定义智能控制主要指的是在无人干预的情况下智能机器能够模拟人类的行为自动进行操作,其主要是通过计算机来完成相关智能操作,提前下达指令或程序,才能模拟人类智能。智能控制相对于传统人力控制来说更加复杂,但是能够更好地完成控制任务,达到控制目的。随着科学技术和社会经济的高速发展,智能控制将会面临更加广阔的发展空间,而且运用智能控制能够很好地解决传统控制无法完成的复杂控制任务,智能控制更加安全、可靠,对于一些高危操作,只需要设定一段程序,机器就能够自动代替人力完成操作。传统控制属于智能控制的最初阶段,在智能控制中包含了许多学科,这些学科相互结合,能够起到良好的辅助作用。智能控制理论体系主要基于信息学、自动控制学和人工智能学等多种学科建立起来的。2.2智能控制和传统控制之间的关系以及对比优势智能控制是在传统控制基础上的延伸和发展,自二十世纪六七十年代以来,计算机信息技术与人工智能技术发展的速度越来越快,人们为了让控制系统的控制效果更好,逐渐在控制系统中应用人工智能技术,而人工智能技术的应用,也使控制系统走向了智能控制阶段。和传统控制相比,智能控制系统主要具有这样几点优势:(1)智能控制比传统控制更加高级,是传统控制基础上的延伸和发展,智能控制的结构比较开放,分为各个等级,能够对分布的信息进行综合处理,提高了信息的处理效率,同时,利用智能控制来处理信息,更加精确,能够全面优化控制系统的功能。(2)智能控制系统中包含了众多学科,智能控制理论体系主要基于信息学、自动控制学和人工智能学等多种学科建立起来的,所以智能控制理论体系非常完善,同时对于传统控制而言更加成熟。(3)和传统控制相比较,智能控制能够适用于更加广泛的范围,智能控制能够解决机电一体化中对于控制对象不确定性的问题,安全、可靠地达成控制任务,提高了机电一体化控制效果。(4)智能控制和传统控制在使用方法上存在差异性,只能控制主要通过数控模型来进行混合控制,而传统控制主要通过运动学模型来进行控制,智能控制能够模拟出多种控制方式,适应各种控制环境,对于现代化工业生产起到了重要的辅助作用。除此之外,智能控制中还包含了传统控制理论,对于一些简单的问题可以通过传统控制来完成,而对于一些复杂的问题,就可以结合二者的优势,来发挥最好的控制效果。2.3智能控制的特点和类型综合而言,智能控制主要具有这几种特点:第一,智能控制的组织性明显;第二,智能控制的结构变化显著;第三,只能控制具有非线性特点;第四,只能控制能够满足目标的高质量、多元化需求;第五,智能控制能够从总体的基础上进行优化;第六,智能控制包含的学科种类非常齐全;第七,智能控制比较先进。智能控制主要分为这样几种类型:第一,分级递进智能控制系统;第二;复合式智能控制系统;第三,人工智能型控制系统;第四,进化型智能控制系统;第五,自主学习型智能控制系统;第六,专家型智能控制系统;第七,组合结构型智能控制系统。2.4智能控制系统的发展趋势由于智能控制系统的组织功能和适应非常强大,这也是当前机电一体化系统的发展趋势。在机电一体化系统中应用最广泛的就是人工神经网络和遗传计算系统。在机电一体化系统中,各个部分相互依存,起到了良好的辅助作用。近几年以来,我国的智能控制技术已经逐渐走向成熟阶段,逐渐在机电一体化系统中得到应用,智能控制技术作为一种先进的新兴技术,随着计算机信息时代的来临,智能控制系统一定能得到高速发展。
3机电一体化系统中智能控制的应用
近几年来,智能控制在机电一体化系统中的应用得到了广泛应用,其主要运用于数控领域、机械制造领域、机器人领域和建筑工程领域,下面就机电一体化系统中智能控制的应用进行深入分析。3.1智能控制在数控领域中的应用随着工业生产的高速发展,数控领域是近年来逐渐兴起的新型产物,数控技术的发展促进了我国工业的发展进步。目前,工业生产对于精确度的要求越来越高,而数控系统的要求也相应提高。在数控系统中应用智能控制,能够提高数控系统的精确度和可靠性。为了达到智能控制的目的,必须建立数控模型,结合应用传统控制理论,但是对于数控模型信息模糊的位置,必须运用智能控制才能精确控制目标。在数控系统中设置安全诊断系统,可以充分利用专家系统和遗传算法,来对数控系统中的信息数据进行检测、预算,从而全面提升数控系统的预测和控制功能,进一步完善数控系统。3.2智能控制在机械制造中的应用在工业生产中机械制造是主要目的,而机械制造的前提就是应用智能控制。在机电一体化系统中机械制造是主要组成部分。目前,我国的机械制造主要通过运用计算机技术和智能控制技术,这也是智能控制在机械制造中的主要应用方式。面对更加先进的机电一体化系统,传统控制技术已经无法发挥其作用,在现代化机械制造中,有许多复杂难以预测的数据,无法通过脑力运动来计算,必须合理运用智能控制技术,对人类的行为进行模拟,利用人工神经网络来建立数据模型,通过传感器来传达信息,进而通过智能控制技术来预测处理动态模拟信息。在机械制造中智能控制的应用主要体现在这些方面:对机械的故障风险进行智能诊断,智能监控机械制造的动态过程,利用智能传感器来采集信息数据。3.3智能控制在机器人领域中的应用模糊控制是机器人控制系统的核心,其操作功能多种多样,目前,工业机器人已经完全实现了智能化和自动化。为了提高工业机器人的智能化功能,必须充分运用智能控制系统,使机器人的智能传感器和视觉系统连接起来,这样在行走和搬运物品的过程中,才能自动规避障碍物,并由机器人自行设计合理的路径规划,完全模拟人体行为,来进行各种工业操作。同时,智能控制能够丰富机器人的知识储备系统,让机器人具备人工神经网络,具备逻辑思维,适应各种工业操作,把智能控制和工业机器人结合在一起,能够节省人力,提高工业生产质量。3.4智能控制在建筑工程领域中的应用随着社会经济的高速发展,人们的生活水平不断提高,在建筑工程中越来越多地运用到机电一体化系统,而智能控制是其中的重要组成部分。通过运用智能控制,能够对建筑工程进行智能化管理。在建筑物内部的照明系统中应用智能控制,能够对照明时间和光照强度进行智能化调配,不仅可以节约能源,而且能够让人们生活更加方便。在建筑物的火警装置中采用智能控制,通过计算机联网通信,摄像头和智能传感器来进行实时监控,一旦发现火灾险情,可以及时传达给主机系统,进行智能化处理,智能化预警机制能够提醒居民撤离,并把信息传输到火警部门的监控电脑中,火警人员能够及时赶到现场,救援火灾。
4结语
综上所述,智能控制在机电一体化系统中的应用,能够起到优势互补的作用,有效提高工业生产的效率和人们生活质量。智能控制和传统控制相比具有更加显著的优势,为了充分发挥智能控制的作用,必须加快智能控制和机电一体化系统的融合应用。
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