時(shí)間：2023-04-03 09:56:18
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關(guān)鍵詞：工業(yè)設(shè)計(jì) 優(yōu)秀碩士畢業(yè)論文 趨勢(shì) 分析
中圖分類號(hào)：TB47
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
文章編號(hào)：1004-4914（2013）07-013-03
引言
在工業(yè)設(shè)計(jì)研究中，出現(xiàn)了很多優(yōu)秀的相關(guān)碩士論文，本文從工業(yè)設(shè)計(jì)論文的研究方向以及發(fā)表數(shù)量等，初步分析出2000—2012年間工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢(shì)與變化，從而了解每個(gè)工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展階段的新趨勢(shì)，研究成果以及仍然存在的問題。
一、分析方法與步驟
在《中國(guó)知網(wǎng)之中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)》、《萬(wàn)方之中國(guó)學(xué)術(shù)會(huì)議文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)》分別檢索論文以及會(huì)議文獻(xiàn)題目中包含“工業(yè)設(shè)計(jì)”關(guān)鍵詞的文獻(xiàn)，在《中國(guó)知網(wǎng)之中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)》以“工業(yè)設(shè)計(jì)”為關(guān)鍵詞檢索結(jié)果，截止到2012年7月19日，為557篇。
二、結(jié)果與分析
1.時(shí)間分布?？紤]到要對(duì)現(xiàn)有工業(yè)設(shè)計(jì)趨勢(shì)進(jìn)行研究分析，所以選擇了較近12年（2000年—2010年）的論文，通過使用“工業(yè)設(shè)計(jì)”為關(guān)鍵詞進(jìn)行搜索發(fā)現(xiàn)，2000年沒有相關(guān)優(yōu)秀碩士，從2001—2003年相關(guān)碩士?jī)?yōu)秀論文屬于發(fā)展起步階段，從2004—2012年每年都會(huì)很多優(yōu)秀碩士，屬于迅速發(fā)展階段，相關(guān)優(yōu)秀論文增至557篇，2009年（88篇）是相關(guān)數(shù)量最高峰點(diǎn)。
經(jīng)過推斷可知，在2009年工業(yè)設(shè)計(jì)的論文達(dá)到歷史最高的原因在于我國(guó)本?？茢U(kuò)招是從1999年開始的，自1997年以后，隨著廣大群眾渴望子女接受高等教育愿望的增加，對(duì)擴(kuò)大高等教育規(guī)模的呼聲也越來越高。同時(shí)，考慮到國(guó)家快速發(fā)展的需要，1999年我國(guó)高等教育開始大規(guī)模擴(kuò)招，當(dāng)年本專科生招生數(shù)與1998年相比增長(zhǎng)了47.4%。本?？埔?guī)模的迅速擴(kuò)大給高校畢業(yè)生的就業(yè)帶來了更大的壓力，而研究生的擴(kuò)招能夠?qū)Ρ究粕木蜆I(yè)壓力起到一定的緩解作用，因此，碩士研究生的招生規(guī)模也不斷攀升，錄取比例和入學(xué)率都在大幅提高。
2.作者分布。在檢索到的工業(yè)設(shè)計(jì)方面的優(yōu)秀碩士論文中，作者主要分布在以下幾個(gè)學(xué)校中，可見相關(guān)院校的工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展程度。如表1所示。
小結(jié)：由于優(yōu)秀工業(yè)設(shè)計(jì)碩士論文具有一定的刪選性，由表1可以看出工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展較快的院校，并且通過涉及最多的關(guān)鍵詞可以看到每所院校所側(cè)重的工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展方向或者是發(fā)展程度較深的方向。
3.關(guān)鍵詞分布。從2000年到2012年，以“工業(yè)設(shè)計(jì)”為關(guān)鍵詞搜索的期刊論文中，論文的關(guān)鍵詞主要集中在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、CAID構(gòu)思與表達(dá)、設(shè)計(jì)教育教學(xué)、IDFORCNC（先進(jìn)制造設(shè)備工業(yè)設(shè)計(jì)）、設(shè)計(jì)管理、綠色設(shè)計(jì)等。由于搜索分布時(shí)采用了關(guān)鍵詞“工業(yè)設(shè)計(jì)”，所以這里忽略“工業(yè)設(shè)計(jì)”關(guān)鍵詞的數(shù)量。所有論文相對(duì)較多的關(guān)鍵詞如下：可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)（綠色）、中國(guó)傳統(tǒng)文化（符號(hào)學(xué) 語(yǔ)義學(xué)）、設(shè)計(jì)管理/用戶研究交互設(shè)計(jì)、CAID構(gòu)思與表達(dá)、數(shù)據(jù)庫(kù)、設(shè)計(jì)教育、造型語(yǔ)言、工設(shè)工程（材料、工藝）、汽車設(shè)計(jì)、時(shí)尚設(shè)計(jì)、服務(wù)設(shè)計(jì)、品牌PI（產(chǎn)品形象識(shí)別）設(shè)計(jì)、人機(jī)工程、可用性、設(shè)計(jì)史、信息視覺化、故事版/情景設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)心理學(xué)、體驗(yàn)/情感化設(shè)計(jì)、IDFORCNC。
其中有代表性的有如下幾篇：2010年，北京服裝學(xué)院屈新波在《現(xiàn)代新材料在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究》{1}一文中論述了現(xiàn)代新材料在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，借助于“需求”將產(chǎn)品設(shè)計(jì)與材料聯(lián)系起來。2008年，山東大學(xué)張志強(qiáng)在《面向家用健身器材的人機(jī)工程理論分析與研究》{2}一文中論述了如何運(yùn)用人機(jī)工程理論對(duì)健身器材進(jìn)行分析，以及針對(duì)相關(guān)器材人機(jī)方面的具體研究。2006年，山東大學(xué)吳蘭萍在《面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)自動(dòng)化的人機(jī)工程研究與應(yīng)用》{3}一文中論述了人機(jī)工程學(xué)的定義以及與工業(yè)設(shè)計(jì)之間的關(guān)系，闡述了人機(jī)工程學(xué)的原理以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不同階段的具體內(nèi)容，此外還重點(diǎn)分析了現(xiàn)有計(jì)算機(jī)輔助人機(jī)工程軟件，例如JACK、SAMMIE、SAFEWORK等。2004年，武漢理工大學(xué)劉紅在《簡(jiǎn)論設(shè)計(jì)項(xiàng)目管理》{4}一文中論述了由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈化，用戶需求的多樣化，項(xiàng)目管理的組織及團(tuán)隊(duì)建設(shè)的內(nèi)容與項(xiàng)目管理的執(zhí)行關(guān)鍵，以及設(shè)計(jì)項(xiàng)目的生命周期。2007年，西北工業(yè)大學(xué)韓娟在《CAID系統(tǒng)的用戶界面研究及應(yīng)用》{5}一文中論述了以用戶為中心的設(shè)計(jì)方法，綜合認(rèn)知心理學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、計(jì)算機(jī)信息科學(xué)等對(duì)CAID用戶模型進(jìn)行分析，將基于用戶模型構(gòu)建的用戶界面原型引入到界面設(shè)計(jì)過程中。
4.影響力分布。在檢索到的期刊論文中被引用頻次最高的，排在前6位的論文，如表2所示。
通過引用頻次最多的文章中發(fā)現(xiàn)，關(guān)注最多的工業(yè)設(shè)計(jì)方向多為產(chǎn)品設(shè)計(jì)、交互界面方面。因?yàn)楫a(chǎn)品設(shè)計(jì)和交互設(shè)計(jì)的研究較早，所以時(shí)間早的被引用的幾率就很高。但也充分說明這些優(yōu)秀論文有一定的借鑒價(jià)值。
三、工業(yè)設(shè)計(jì)研究趨勢(shì)
工業(yè)設(shè)計(jì)從2000—2012年這12年間，發(fā)展速度是迅猛的，這一點(diǎn)可以從優(yōu)秀碩士論文的發(fā)表數(shù)量日趨增多看出來，并且也是在跟隨著社會(huì)每一步的發(fā)展而發(fā)生著變化，從簡(jiǎn)單地僅僅研究工業(yè)設(shè)計(jì)的表面內(nèi)容，即“產(chǎn)品設(shè)計(jì)”，變成研究工業(yè)設(shè)計(jì)更加細(xì)節(jié)化的方面，是一個(gè)從量變到質(zhì)變的過程。現(xiàn)在工業(yè)設(shè)計(jì)優(yōu)秀碩士論文中，研究方面數(shù)量最多的依次為產(chǎn)品設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)管理、設(shè)計(jì)教育、ID FOR CNC以及可持續(xù)發(fā)展設(shè)計(jì)。
李北在2006年中國(guó)科協(xié)年會(huì)的會(huì)議論文《未來工業(yè)設(shè)計(jì)的多元化發(fā)展趨勢(shì)》{12}中闡述，現(xiàn)在工業(yè)設(shè)計(jì)呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢(shì)，并且可以看到，工業(yè)設(shè)計(jì)是一種戰(zhàn)略資源，是國(guó)家創(chuàng)新戰(zhàn)略體系中的重要組成部分。工業(yè)設(shè)計(jì)正在向著跨專業(yè)跨學(xué)科的綜合領(lǐng)域發(fā)展。此外通過計(jì)算機(jī)使用的普及，工業(yè)設(shè)計(jì)信息化也成為主流。
通過對(duì)2000—2012年優(yōu)秀工業(yè)設(shè)計(jì)碩士論文逐年的分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)表的時(shí)間與內(nèi)容和2000—2012年工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展的過程、發(fā)展的主題是一致的。通過對(duì)這些論文關(guān)鍵詞的統(tǒng)計(jì)分析，可以看到工業(yè)設(shè)計(jì)在每段時(shí)間里發(fā)展的內(nèi)容、重點(diǎn)、趨勢(shì)，這與社會(huì)的需求具有著強(qiáng)烈的聯(lián)系。
每篇論文的關(guān)鍵詞是不變的，在以“工業(yè)設(shè)計(jì)”為關(guān)鍵詞搜索到的碩士論文中，通過對(duì)新的一年與以往相比較新出現(xiàn)的關(guān)鍵詞進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，洞察出工業(yè)設(shè)計(jì)每個(gè)階段的新趨勢(shì)。如表3所示工業(yè)設(shè)計(jì)研究方向從泛泛的大方向上的研究，比如“產(chǎn)品設(shè)計(jì)”、“可持續(xù)設(shè)計(jì)”等，發(fā)展成為細(xì)分的研究方向。研究表明，從抽象的工業(yè)設(shè)計(jì)，變?yōu)榫唧w的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，后來人們發(fā)現(xiàn)工業(yè)設(shè)計(jì)離不開與社會(huì)、人的聯(lián)系，所以研究方向漸漸與社會(huì)、人聯(lián)系起來，最終發(fā)展成多方向的、細(xì)分的研究方向。這與現(xiàn)有工業(yè)設(shè)計(jì)研究人員對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展方向的研究結(jié)果不謀而合。
2000—2012年有關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、人機(jī)工程學(xué)以及設(shè)計(jì)管理等成為研究的主要趨勢(shì)。此外，還可以發(fā)現(xiàn)每年相比前幾年新增的研究方向即是工業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)展中研究趨勢(shì)的新方向。例如可持續(xù)發(fā)展（Sustainable Development）是上世紀(jì)80年代提出的一個(gè)新概念。1987年世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì)在《我們共同的未來》{13}報(bào)告中第一次闡述了可持續(xù)發(fā)展的概念，得到了國(guó)際社會(huì)的廣泛共識(shí)。那么工業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)此也進(jìn)行了研究，在2002年第一次出現(xiàn)在相關(guān)優(yōu)秀工業(yè)設(shè)計(jì)碩士論文中。例如2002年湖南大學(xué)龔克在《非物質(zhì)與可持續(xù)的工業(yè)設(shè)計(jì)道路》{14}中闡述了有關(guān)可持續(xù)的工業(yè)設(shè)計(jì)道路的相關(guān)內(nèi)容。
再例如，在現(xiàn)代信息化的大背景下，計(jì)算機(jī)信息庫(kù)在工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，2006年第一次出現(xiàn)有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)研究的碩士論文。例如2006年?yáng)|華大學(xué)孫明華發(fā)表的《設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)專業(yè)建立設(shè)計(jì)材料數(shù)據(jù)庫(kù)的必要性研究》{15}。2009年山東大學(xué)郝松發(fā)表了《基于產(chǎn)品表象信息庫(kù)的工業(yè)設(shè)計(jì)構(gòu)型方法研究》{16}。
同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，由于優(yōu)秀碩士論文是要在社會(huì)需求的大背景下提出，受發(fā)表時(shí)間和評(píng)審的限制，雖然相對(duì)滯后，但是也能夠體現(xiàn)出近十年間的工業(yè)設(shè)計(jì)的大體研究趨勢(shì)、新的研究方向。工業(yè)設(shè)計(jì)研究趨勢(shì)的發(fā)展變化受社會(huì)發(fā)展因素（技術(shù)、環(huán)境、國(guó)情、學(xué)科交融等）的影響較大。
四、結(jié)束語(yǔ)
2000—2012年，我國(guó)優(yōu)秀工業(yè)設(shè)計(jì)數(shù)量以及發(fā)表的內(nèi)容質(zhì)量都有著質(zhì)的飛躍，這也說明我國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)方面研究的水平日趨深入。但是從近幾年發(fā)現(xiàn)，已經(jīng)存在研究過（下轉(zhuǎn)第16頁(yè)）（上接第14頁(yè)）熱的現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在研究課題的重復(fù)性，例如人機(jī)工程學(xué)，此間不乏相關(guān)類似課題的出現(xiàn)。
從2000—2012年間優(yōu)秀工業(yè)設(shè)計(jì)碩士論文中，可以看到工業(yè)設(shè)計(jì)事業(yè)發(fā)展迅速，方向由單一轉(zhuǎn)為多元化，并且呈現(xiàn)多學(xué)科融合趨勢(shì)。此外，研究趨勢(shì)受社會(huì)發(fā)展的因素（技術(shù)、環(huán)境、國(guó)情、學(xué)科交融等）影響較大，比如在信息化的大背景下，工業(yè)設(shè)計(jì)專業(yè)與計(jì)算機(jī)應(yīng)用越來越密切，因此出現(xiàn)了CAID等相關(guān)研究?？梢钥吹焦I(yè)設(shè)計(jì)的研究趨勢(shì)在以后會(huì)圍繞產(chǎn)品設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助工業(yè)設(shè)計(jì)（CAID）、設(shè)計(jì)管理等熱門話題展開。隨著工業(yè)設(shè)計(jì)的深入研究，也會(huì)出現(xiàn)更多新的設(shè)計(jì)概念，而這些概念一定是可持續(xù)性地圍繞用戶的人機(jī)設(shè)計(jì)，相信在以后的研究中，會(huì)有更多優(yōu)秀的碩士論文出現(xiàn)。
注釋：
{1}屈新波.現(xiàn)代新材料在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[D].北京服裝學(xué)院，2010
{2}張志強(qiáng).面向家用健身器材的人機(jī)工程理論分析與研究[D].山東大學(xué)，2008
{3}吳蘭萍.面向產(chǎn)品設(shè)計(jì)自動(dòng)化的人機(jī)工程研究與應(yīng)用[D].山東大學(xué)，2006
{4}劉紅.簡(jiǎn)論設(shè)計(jì)項(xiàng)目管理[D].武漢理工大學(xué)，2004
{5}韓娟.CAID系統(tǒng)的用戶界面研究及應(yīng)用[D].西北工業(yè)大學(xué)，2007
{6}吳瑜.人機(jī)交互設(shè)計(jì)界面問題研究[D].武漢理工大學(xué)，2004
{7}周睿.基于可用性的手機(jī)交互界面設(shè)計(jì)研究[D].南京理工大學(xué)，2006
{8}楊大年.中國(guó)民間兒童玩具再設(shè)計(jì)研究[D].江南大學(xué)，2004
{9}王巍.ICAID系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)機(jī)制研究[D].湖南大學(xué)，2004
{10}王軍鋒.計(jì)算機(jī)游戲界面設(shè)計(jì)方法研究[D].西北工業(yè)大學(xué)，2007
{11}熊湘暉.產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的外觀質(zhì)量美學(xué)評(píng)價(jià)理論及研究[D].昆明理工大學(xué)，2005
{12}李北.未來工業(yè)設(shè)計(jì)的多元化發(fā)展趨勢(shì)[R].中國(guó)科協(xié)年會(huì)，2006
{13}我們共同的未來[R].世界環(huán)境與發(fā)展委員會(huì).1987
{14}龔克.非物質(zhì)與可持續(xù)的工業(yè)設(shè)計(jì)道路[D].湖南大學(xué)，2002
{15}孫明華.設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)專業(yè)建立設(shè)計(jì)材料數(shù)據(jù)庫(kù)的必要性研究[D].東華大學(xué)，2006
{16}郝松.基于產(chǎn)品表象信息庫(kù)的工業(yè)設(shè)計(jì)構(gòu)型方法研究[D].山東大學(xué)，2009
關(guān)鍵詞： 數(shù)控機(jī)床 制造強(qiáng)國(guó) 發(fā)展趨勢(shì)
數(shù)控技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)中的一項(xiàng)核心技術(shù)，由數(shù)控機(jī)床組成的柔性化制造系統(tǒng)是改造傳統(tǒng)機(jī)械加工裝備產(chǎn)業(yè)、構(gòu)建數(shù)字化企業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，它的發(fā)展一直備受制造業(yè)的關(guān)注，其設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用的水平在某種程度上代表了一個(gè)國(guó)家的制造業(yè)水平和競(jìng)爭(zhēng)力。近年來，國(guó)內(nèi)機(jī)床設(shè)備和技術(shù)的發(fā)展在市場(chǎng)需求旺盛的情況下，設(shè)備以滿足市場(chǎng)和用戶需求為主，在高性能加工的設(shè)備和技術(shù)上并沒有進(jìn)行很好的研究和技術(shù)儲(chǔ)備，在市場(chǎng)趨于平穩(wěn)的時(shí)期，我國(guó)的機(jī)床工業(yè)勢(shì)必會(huì)更加缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。因此，國(guó)家將數(shù)控機(jī)床作為重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目，在發(fā)展規(guī)劃中明確了發(fā)展高速、高精度數(shù)控加工設(shè)備作為主要的支持發(fā)展方向，將提升裝備水平和核心技術(shù)放在重要的位置。
“機(jī)床是裝備制造業(yè)的工作母機(jī)，實(shí)現(xiàn)裝備制造業(yè)的現(xiàn)代化，取決于我國(guó)的機(jī)床發(fā)展水平。振興裝備制造業(yè)，首先要振興機(jī)床工業(yè)，要大力發(fā)展國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床”。振興裝備制造業(yè)，機(jī)床工業(yè)需先行，這是一條經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀規(guī)律。在國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的拉動(dòng)和國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，中國(guó)機(jī)床工業(yè)行業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)銷兩旺，行業(yè)綜合水平落后的面貌得到改變。進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)實(shí)力的快速增長(zhǎng)，我國(guó)制造業(yè)在國(guó)際上的地位日益提高。目前，我國(guó)正處在工業(yè)化的中期階段，制造業(yè)仍然是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的主體和支柱。但從總體上看，我國(guó)制造業(yè)與先進(jìn)國(guó)家的差距還比較明顯。有人坦言：“無論今后科學(xué)技術(shù)怎樣進(jìn)步，發(fā)展先進(jìn)的制造業(yè)將是人類社會(huì)永恒的主題，制造業(yè)也將永遠(yuǎn)是人類社會(huì)的‘首席產(chǎn)業(yè)’?！痹诋?dāng)今世界上，高度發(fā)達(dá)的制造業(yè)和先進(jìn)的制造技術(shù)已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家綜合經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技水平的最重要標(biāo)志。制造業(yè)最重要的基礎(chǔ)是裝備制造業(yè)。現(xiàn)在我國(guó)已是制造業(yè)大國(guó)，但并不是制造業(yè)強(qiáng)國(guó)。目前我國(guó)的裝備制造業(yè)水平有限，以至于不能很好地滿足現(xiàn)代化機(jī)械生產(chǎn)的需要。而現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的主要方向體現(xiàn)在信息化制造方面，其中自動(dòng)化、智能化制造則是裝備制造業(yè)中的主導(dǎo)技術(shù)，這對(duì)于高速、高精度、低消耗的產(chǎn)品制造來說尤為重要。
數(shù)控機(jī)床是近展起來的具有廣闊發(fā)展前景的新型自動(dòng)化機(jī)床，是高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)越來越合理，其性能精度和效率日趨提高，因此對(duì)加工機(jī)械產(chǎn)品零部件生產(chǎn)設(shè)備――機(jī)床也相應(yīng)提出了高性能高精度與高自動(dòng)化的要求。大批量的產(chǎn)品，如汽車拖拉機(jī)與家用電器的零件，以及航空航天、內(nèi)燃機(jī)、軍工、汽車、船舶等行業(yè)需要的重要加工設(shè)備，尤其是高剛性、高精度、高穩(wěn)定性、高復(fù)合型的精密數(shù)控臥式銑鏜床更是航天和軍工企業(yè)急需的關(guān)鍵設(shè)備。
“十一五”期間，國(guó)家對(duì)裝備制造業(yè)提出要求：變“制造大國(guó)”成為“制造強(qiáng)國(guó)”，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)開發(fā)高檔數(shù)控機(jī)床，提升行業(yè)水平。自主開發(fā)高速精密臥式機(jī)床，研究其相關(guān)的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)并取得突破，對(duì)國(guó)家在高端裝備領(lǐng)域擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和核心競(jìng)爭(zhēng)力，將起到至關(guān)重要的影響。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)高速數(shù)控機(jī)床的需求也越來越多。2010年9月8日國(guó)務(wù)院召開常務(wù)會(huì)議審議并原則通過《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》，高端裝備制造、節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)、生物、新能源、新材料和新能源汽車七個(gè)產(chǎn)業(yè)作為重點(diǎn)領(lǐng)域?qū)⒓辛α考涌焱七M(jìn)，國(guó)家將加強(qiáng)財(cái)稅金融等政策扶持力度。國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心產(chǎn)業(yè)部部長(zhǎng)馮飛預(yù)計(jì)，未來十年將是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的十年，到2020年，戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)占工業(yè)增加值比重可望達(dá)到20%以上。機(jī)床工業(yè)由于技術(shù)含量和工藝要求極高，屬于技術(shù)和資本密集型產(chǎn)業(yè)，行業(yè)壁壘很高，無論在國(guó)內(nèi)還是全球范圍，行業(yè)格局變化都比較緩慢。機(jī)床本屬于機(jī)械行業(yè)，而機(jī)械行業(yè)與下游行業(yè)固定資產(chǎn)投資密切相關(guān)。下游行業(yè)每年固定資產(chǎn)投資中，約60%用于購(gòu)買機(jī)械產(chǎn)品。設(shè)備工器具購(gòu)置在固定資產(chǎn)投資中的比例保持在20％左右，并長(zhǎng)期保持穩(wěn)定。因此在機(jī)床行業(yè)下游產(chǎn)業(yè)中，固定資產(chǎn)投資的主要部分都是用來購(gòu)買裝備制造工具――機(jī)床。通過統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，機(jī)床下游行業(yè)固定資產(chǎn)投資增速遠(yuǎn)快于全社會(huì)平均增速水平。數(shù)控機(jī)床的需求來自于下游的機(jī)械行業(yè)固定資產(chǎn)投資，2011年汽車及零部件、航空航天設(shè)備、高速列車、軍工、電子信息、電力設(shè)備、船舶、工程機(jī)械、模具等高端裝備業(yè)崛起，行業(yè)產(chǎn)能高速擴(kuò)張，繼續(xù)帶動(dòng)數(shù)控機(jī)床消費(fèi)的高速增長(zhǎng)。羅百輝表示，2011年高端裝備自主創(chuàng)新勢(shì)頭將更為強(qiáng)勁，繼續(xù)帶動(dòng)機(jī)械工業(yè)15%以上的增速。目前我國(guó)正處于重化工業(yè)化時(shí)期，這是超脫于經(jīng)濟(jì)短期波動(dòng)、在近幾十年里對(duì)中國(guó)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生巨大影響的因素，對(duì)我國(guó)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展也起著促進(jìn)作用。它與長(zhǎng)期向好的中國(guó)宏觀經(jīng)濟(jì)一樣，成為機(jī)械工業(yè)近30年來持續(xù)快速發(fā)展的最好注解。所謂重化工業(yè)化時(shí)期，也就是工業(yè)化的中期，即從解決短缺為主的開放逐步向建設(shè)經(jīng)濟(jì)強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變，煤炭、汽車、鋼鐵、房地產(chǎn)、建材、機(jī)械、電子、化工等一批以重工業(yè)為基礎(chǔ)的高增長(zhǎng)行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭強(qiáng)勁，構(gòu)成了對(duì)機(jī)床市場(chǎng)尤其是數(shù)控機(jī)床的巨大需求。中國(guó)已經(jīng)超過德國(guó)，成為世界第一大機(jī)床市場(chǎng)。數(shù)控機(jī)床已成為機(jī)床消費(fèi)的主流。預(yù)計(jì)2015年數(shù)控機(jī)床消費(fèi)將超過60億美元，臺(tái)數(shù)將超過10萬(wàn)臺(tái)。數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)是：①平臺(tái)數(shù)字化。②運(yùn)行高速化。③加工高精化。④功能復(fù)合化。⑤控制智能化。⑥伺服驅(qū)動(dòng)高性能控制。中高檔數(shù)控機(jī)床的比例會(huì)大幅增加，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的比例不會(huì)有太大變化，而非數(shù)控的普通機(jī)床的需求將會(huì)大幅度減少。
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關(guān)鍵詞:電氣工程 自動(dòng)化 技術(shù)
中圖分類號(hào)：F407.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
隨著人們生活水平的提高,電氣工程及自動(dòng)化的要求也越來越高,它不僅要滿足照明、家電用電量、安全用電等需求,更注重其美觀、實(shí)用、方便的使用效果。
1 供配電系統(tǒng)
現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)及整個(gè)社會(huì)生活中電力應(yīng)用非常廣泛,一般建筑采用低壓供電,高層建筑通常10kV電壓供電。
1.1 電力系統(tǒng)及電力負(fù)荷
(1)電力系統(tǒng)概念。在電力系統(tǒng)中,如果每個(gè)發(fā)電廠孤立地向用戶供電,其可靠性不高。如當(dāng)某個(gè)電廠發(fā)生故障或停機(jī)檢修時(shí),該地區(qū)將被迫停電,因此為了提高供電的安全性、可靠性、連續(xù)性、運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性,并提高設(shè)備的利用率,減少整個(gè)地區(qū)的總備用容量,常將許多發(fā)電廠、電力網(wǎng)和電力用戶連成一個(gè)整體。這里由發(fā)電廠、電力網(wǎng)和用戶組成的統(tǒng)一整體稱為電力系統(tǒng)。
(2)我國(guó)電網(wǎng)電壓等級(jí)。電力網(wǎng)的電壓等級(jí)比較多,從輸電的角度來講,電壓越高則輸送的距離就越近,傳輸?shù)娜萘吭酱?但電壓越高,要求絕緣水平也相應(yīng)提高,因而造價(jià)也越高。目前,我國(guó)根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,技術(shù)經(jīng)濟(jì)上的合理性及電機(jī)電器制造工業(yè)的水平等因素,由國(guó)家頒布制定了我國(guó)電力網(wǎng)的電壓等級(jí)主要有0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、550kV等10級(jí)。其中電網(wǎng)電壓在1kV及以上的稱為高壓,1kV以下的電壓稱為低壓。
1.2 10KV 變(配)電所及高壓設(shè)備
(1)變(配)電所位置的選擇原則。①接近負(fù)荷中心,這樣可降低電能損耗,節(jié)約輸電線用量;②進(jìn)出線方便;③接近電源側(cè);④設(shè)備吊裝、運(yùn)輸方便;⑤不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動(dòng)的場(chǎng)所;⑥不宜設(shè)在多塵、水霧(如大型冷卻塔)或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所,如無法遠(yuǎn)離時(shí),不應(yīng)設(shè)在污染源的下風(fēng)側(cè);⑦不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方或貼鄰;⑧變(配)電所為獨(dú)立建筑物時(shí),不宜設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所;⑨高層建筑地下層變(配)電所的位置,宜選擇在通風(fēng)、散熱條件較好的場(chǎng)所。
(2)主結(jié)線的方式及特點(diǎn)。變(配)電所的主結(jié)線(一次接線)是指由各種開關(guān)電器、電力變壓器、互感器、母線、電力電纜、并聯(lián)電容器等電氣設(shè)備按一定次序連接的接受和分配電能的電路。它是電氣設(shè)備選擇及確定配電裝置安裝方式的依據(jù),也是運(yùn)行人員進(jìn)行各種倒閘操作和事故處理的重要依據(jù)。
主結(jié)線的基本形式有單母線接線、雙母線接線、橋式接線等多種。
(3)變電所的形式和布置。①變電所的形式有獨(dú)立式、附設(shè)式、桿上式或高臺(tái)式、成套式變電所。附設(shè)式又分為內(nèi)附式和外附式。②10kV變電所一般由高壓配電室、變壓器室和低壓配電室三部分組成。
(4)常用高壓設(shè)備。常用的高壓一次電氣設(shè)備有:高壓熔斷器、高壓隔離開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、高壓斷路器、高壓開關(guān)柜、高壓避雷器和互感器等。
1.3 低電壓配電系統(tǒng)及低壓設(shè)備
(1)低電壓配電方式。低電壓配電系統(tǒng)是由配電裝置和配電線路組成。低電壓配電方式是指低電壓干線的配電方式。低電壓配電方式有放射性、樹干式、鏈?zhǔn)饺N形式。
(2)常用低壓設(shè)備特點(diǎn)及用途。低壓電氣設(shè)備通常是指電壓在1000V以下的電氣設(shè)備,在建筑工程常見的低壓電氣設(shè)備有刀開關(guān)、熔斷器、自動(dòng)空氣開關(guān)、接觸器、低壓配電柜等。
2 樓宇自動(dòng)化
樓宇自動(dòng)化控制采用的是計(jì)算機(jī)集散控制,所謂計(jì)算機(jī)集散控制就是分散控制集中管理。它的分散控制器通常采用直接數(shù)字控制器(DDC),利用上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行畫面的監(jiān)控和管理。主要手段是動(dòng)畫、曲線、文本、數(shù)據(jù)庫(kù)、腳本、和各種專用控件等。樓宇自動(dòng)化包括:空調(diào)與通風(fēng)監(jiān)控系統(tǒng)、給排水監(jiān)控系統(tǒng)、照明監(jiān)控系統(tǒng)、電力供應(yīng)監(jiān)控系統(tǒng)、電梯運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)、綜合保安系統(tǒng)、消防監(jiān)控系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)化綜合布線系統(tǒng)。
設(shè)計(jì)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的主要目的在于將建筑內(nèi)各種機(jī)電設(shè)備的信息進(jìn)行分析、歸類、處理、判斷,采用最優(yōu)化的控制手段,對(duì)各系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行集中監(jiān)控和管理,使各子系統(tǒng)設(shè)備始終處于有條不紊、協(xié)同一致和高效、有序的狀態(tài)下運(yùn)行,在創(chuàng)造出一個(gè)高效、舒適、安全的工作環(huán)境中,降低各系統(tǒng)造價(jià),盡量節(jié)省能耗和日常管理的各項(xiàng)費(fèi)用,保證系統(tǒng)充分運(yùn)行,從而提高了智能建筑的高水平的現(xiàn)代化管理和服務(wù),使投資能得到一個(gè)良好的回報(bào)。
3 電氣安全
隨著人類對(duì)電力能源的重視與不斷應(yīng)用,電力設(shè)施與設(shè)備已與現(xiàn)代人類的工作與生活密不可分,電力甚至成為現(xiàn)代各行各業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)前提。但不可否認(rèn)的是由于種種原因,電力能源在帶給人們工作與生活的便利的同時(shí),由電氣設(shè)備產(chǎn)生的問題也帶給人類的生產(chǎn)與生活不少煩惱與損失,有時(shí)甚至表現(xiàn)為災(zāi)難。因此,電氣安全不僅已成為各國(guó)電氣操作與維護(hù)人員消除安全生產(chǎn)隱患、防止傷亡事故、保障職工健康及順利完成各項(xiàng)任務(wù)的重要工作內(nèi)容,同時(shí)也是電氣專業(yè)工作者首要面臨并著力解決的課題。
3.1 電氣絕緣
保持配電線路和電氣設(shè)備的絕緣良好,是保證人身安全和電氣設(shè)備正常運(yùn)行的最基本要素。電氣絕緣的性能是否良好,可通過測(cè)量其絕緣電阻、耐壓強(qiáng)度、泄漏電流和介質(zhì)損耗等參數(shù)來衡量。
3.2 安全距離
電氣安全距離,是指人體、物體等接近帶電體而不發(fā)生危險(xiǎn)的安全可靠距離。如帶電體與地面之間、帶電體與帶電體之間、帶電體與人體之間、帶電體與其他設(shè)施和設(shè)備之間,均應(yīng)保持一定距離。通常,在配電線路和變、配電裝置附近工作時(shí),應(yīng)考慮線路安全距離,變、配電裝置安全距離,檢修安全距離和操作安全距離等。
3.3 安全載流量
導(dǎo)體的安全載流量,是指允許持續(xù)通過導(dǎo)體內(nèi)部的電流量。持續(xù)通過導(dǎo)體的電流如果超過安全載流量,導(dǎo)體的發(fā)熱將超過允許值,導(dǎo)致絕緣損壞,甚至引起漏電和發(fā)生火災(zāi)。因此,根據(jù)導(dǎo)體的安全載流量確定導(dǎo)體截面和選擇設(shè)備是十分重要的。
4 建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)
建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)際上是一套中央監(jiān)控系統(tǒng)。它通過對(duì)建筑物(或建筑群)內(nèi)的各種電力設(shè)備、空調(diào)設(shè)備、冷熱源設(shè)備、防火、防盜設(shè)備等進(jìn)行集中監(jiān)控,達(dá)到在確保建筑內(nèi)環(huán)境舒適、充分考慮能源節(jié)約和環(huán)境保護(hù)的條件下,使建筑內(nèi)的各種設(shè)備狀態(tài)及利用率均達(dá)到最佳的目的。
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[8]羅勤.基于J2ME的移動(dòng)辦公系統(tǒng)的研究與開發(fā)：[碩士學(xué)位論文].大連：大連海事大學(xué)，2005.
關(guān)鍵詞：DTS 結(jié)構(gòu) 功能
中圖分類號(hào)：TM769 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）12-0047-01
1 DTS的概念
隨著電網(wǎng)安全性的要求，在計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上，國(guó)外在上世紀(jì)70年代就已提出DTS概念，之后美國(guó)電研會(huì)組織討論后推廣使用。DTS（即調(diào)度員培訓(xùn)系統(tǒng)）是計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，它為調(diào)度員提供一個(gè)和平時(shí)完全相同的操作平臺(tái)，調(diào)度員可以在這個(gè)模擬平臺(tái)上進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，模擬現(xiàn)場(chǎng)操作和反事故演習(xí)，它不僅滿足與主系統(tǒng)的同步實(shí)時(shí)性，又因其與主系統(tǒng)通過防火墻隔離，還可滿足操作的安全性，作為先進(jìn)的調(diào)度培訓(xùn)手段已逐步取代傳統(tǒng)培訓(xùn)模式。現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各網(wǎng)省地調(diào)的調(diào)度員培訓(xùn)工作中。
2 DTS的用途
主要用于電網(wǎng)調(diào)度員的培訓(xùn)，可以實(shí)現(xiàn)模擬現(xiàn)場(chǎng)操作和反事故演習(xí)，也可用于運(yùn)方專業(yè)的潮流計(jì)算分析和斷面控制等。
3 DTS的設(shè)計(jì)原則[1]
（1）實(shí)用性：滿足調(diào)度員實(shí)際工作需求，包括正常運(yùn)行操作和事故處理。
（2）真實(shí)性：提供真實(shí)的操作環(huán)境，而調(diào)度培訓(xùn)過程中調(diào)度員面對(duì)的只是仿真電網(wǎng)，電網(wǎng)狀態(tài)的變化是通過模擬操作、電網(wǎng)相關(guān)計(jì)算及繼電保護(hù)邏輯判別仿真而來的。
（3）先進(jìn)性：先進(jìn)的硬軟件平臺(tái)和先進(jìn)的仿真技術(shù)。
4 DTS的培訓(xùn)方式
主要分為教員機(jī)自學(xué)培訓(xùn)、調(diào)度員技能考核和反事故演習(xí)三種方式。
5 DTS的結(jié)構(gòu)[2-3]
主要由三部分組成：
（1）電網(wǎng)仿真子系統(tǒng)：頻率計(jì)算、動(dòng)態(tài)潮流計(jì)算、繼電保護(hù)及安自裝置仿真等；
（2）SCADA/EMS仿真子系統(tǒng)：包括日常工作中所使的EMS系統(tǒng)中的各項(xiàng)功能使用；
（3）教員監(jiān)控子系統(tǒng)：包括教案編制、故障設(shè)置、學(xué)員操作監(jiān)控和培訓(xùn)流程控制等。
教員機(jī)DTS系統(tǒng)中設(shè)備操作主要包含有參數(shù)檢索、變位操作、故障設(shè)置、故障解除、繼電護(hù)查詢及設(shè)置、保護(hù)故障設(shè)置、保護(hù)二次回路故障、重合閘查詢及設(shè)置、同期裝置操作、旁路代路操作、綜合令操作及定值保護(hù)查詢、遙控遙調(diào)、出力調(diào)整等，這些操作均可通過設(shè)備菜單輕松實(shí)現(xiàn)。
教員機(jī)主要進(jìn)行教案編制和反事故演習(xí)的故障設(shè)置，也可作學(xué)員自學(xué)培訓(xùn)使用。培訓(xùn)過程中教員機(jī)可以執(zhí)行學(xué)員下達(dá)的各項(xiàng)指令。在教員機(jī)DTS系統(tǒng)上統(tǒng)計(jì)信息的操作信息表中監(jiān)控到學(xué)員進(jìn)行的一系列操作，還可以在事故情況表中對(duì)照故障點(diǎn)位置、保護(hù)動(dòng)作邏輯及開關(guān)跳閘行為，掌控整個(gè)培訓(xùn)的流程，其間也可以根據(jù)學(xué)員的被演情況暫止、繼續(xù)和插入事件。
培訓(xùn)結(jié)束后DTS系統(tǒng)可以將整個(gè)培訓(xùn)過程保存下來，還能通過快照演示實(shí)現(xiàn)對(duì)培訓(xùn)過程進(jìn)行反演。教員可以根據(jù)培訓(xùn)的總體情況對(duì)學(xué)員進(jìn)行考評(píng)打分。最后教員可以將所選的整個(gè)培訓(xùn)過程和打分結(jié)果生成一個(gè)培訓(xùn)報(bào)告，以文本的形式保存或打印歸入培訓(xùn)檔案中。
6 DTS各模塊關(guān)系[3-4]
DTS主要包括9大模塊：動(dòng)態(tài)頻率/潮流模塊、保護(hù)自動(dòng)裝置模塊、畫面響應(yīng)監(jiān)控模塊、事件信息管理模塊、數(shù)采仿真模塊、快照評(píng)估模塊、初始化模塊，保護(hù)參數(shù)錄入模塊。
其中初始化模塊和保護(hù)參數(shù)錄入模塊均屬于非常駐模塊進(jìn)程，即它們都是在某一狀態(tài)下只需要執(zhí)行一次的模塊，而潮流模塊、保護(hù)自動(dòng)裝置模塊、畫面響應(yīng)監(jiān)控模塊、事件信息管理模塊、數(shù)采仿真模塊都屬于常駐模塊進(jìn)程，即它們都是在某一狀態(tài)下要循環(huán)運(yùn)行的模塊進(jìn)程。下圖1DTS各子模塊關(guān)系圖。
以培訓(xùn)狀態(tài)為例，調(diào)度員在培訓(xùn)時(shí)面對(duì)的是一個(gè)仿真電網(wǎng)，教員操作、學(xué)員操作指令都送到事件信息管理模塊，然后對(duì)電網(wǎng)模型做出調(diào)整，動(dòng)態(tài)頻率模塊和潮流模塊對(duì)所下達(dá)的指令進(jìn)行仿真，得到新的電網(wǎng)狀態(tài)，這些狀態(tài)信息送入數(shù)采仿真模塊，經(jīng)過處理（RTU、通道處理等），把量測(cè)數(shù)據(jù)送入學(xué)員控制中心模塊，提供給調(diào)度員新的電網(wǎng)狀態(tài)信息。
7 結(jié)語(yǔ)
DTS系統(tǒng)的正常運(yùn)行、維護(hù)涉及到調(diào)度、運(yùn)行方式、保護(hù)、自動(dòng)化等各專業(yè)的緊密配合，DTS系統(tǒng)相比傳統(tǒng)培訓(xùn)模式，培訓(xùn)方式更加靈活，系統(tǒng)平臺(tái)貼近現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作環(huán)境，可以模擬真實(shí)電網(wǎng)中各種類型故障，有效提高調(diào)度員的事故處置能力，適合在調(diào)度培訓(xùn)工作中長(zhǎng)期使用。
參考文獻(xiàn)
[1]張玉輝.地區(qū)調(diào)度員仿真培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].東北石油大學(xué)碩士論文，2010.
[2]常尼亞，張金曄，郭建宏.地區(qū)調(diào)度員培訓(xùn)仿真系統(tǒng)[J].山西電力，2007，142（6）：60-61.
關(guān)鍵詞：三容液位控制系統(tǒng)；過程控制；智能控制
中圖分類號(hào)：G642.0
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
文章編號(hào)：1674-9324（2012）09-0024-02
本文研究的對(duì)象是我院過程控制實(shí)訓(xùn)室的三容液位過程控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)，該實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)是一套利用了自動(dòng)化控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)、通訊、自動(dòng)化控制等技術(shù)的多功能實(shí)訓(xùn)裝置。該實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)為《過程控制》等課程服務(wù)。三容液位過程控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)可根據(jù)情況需要靈活組態(tài)，模擬線性、非線性；一階、階次；單容、多容及耦合、非耦合等特性，并能在控制過程中直觀地反映出系統(tǒng)動(dòng)態(tài)反應(yīng)，方便獲得動(dòng)靜態(tài)性能指標(biāo)，從而驗(yàn)證控制策略的優(yōu)劣，因而研究三容液位過程控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的控制對(duì)實(shí)施和學(xué)習(xí)《自動(dòng)化控制原理》課程有很好的指導(dǎo)意義。
一、三容液位過程控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的工作原理[1]
三容液位過程控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)主要硬件構(gòu)成為三個(gè)玻璃水箱、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥、差壓變送器、電磁閥、電/氣轉(zhuǎn)換器、液位傳感器、空氣壓縮機(jī)、水泵、計(jì)算機(jī)等，基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 三容液位過程控制實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)圖
水流是經(jīng)過手動(dòng)閥v0后分成兩路再經(jīng)過氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥vc1、vc2和手動(dòng)閥v1～v6后進(jìn)入三個(gè)水箱的。一路可以通過手動(dòng)閥v1、v3、v5的開關(guān)不同來實(shí)現(xiàn)單容、雙容和三容的控制。假設(shè)想控制3號(hào)水箱液位h3，讓v5開，v1、v3關(guān)，則是單容水箱控制；若讓v3開，v1、v5關(guān)，則為雙容水箱控制；而若讓v1開，v3、v5關(guān)，則為三容水箱控制。而調(diào)節(jié)閥vc2和手閥v2、v4、v6成為另一路水流的干擾環(huán)節(jié)，選擇分別進(jìn)入三個(gè)水箱的手動(dòng)閥v2、v4、v6的開關(guān)不同，可改變加入干擾環(huán)節(jié)的位置，都也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的效果。
二、智能控制算法研究
1.BP網(wǎng)絡(luò)PID控制器設(shè)計(jì)[2]。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器主要利用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性映射能力和自適應(yīng)能力[3]。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，控制器由兩部分組成：（1）可通過自動(dòng)調(diào)節(jié)參數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)被控參數(shù)的閉環(huán)控制。（2）也可根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行過程的狀態(tài)自動(dòng)調(diào)節(jié)參數(shù)達(dá)到某種性能指標(biāo)的最優(yōu)化。BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器結(jié)果如圖2所示。
圖2 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制結(jié)構(gòu)圖[4]
輸出節(jié)點(diǎn)分別為可調(diào)PID控制器的三個(gè)參數(shù)KP、K1、KD，即
O1（3）（k）=Kp，O2（3）（k）=k1，O3（3）（k）=KD。各節(jié)點(diǎn)的輸入輸出關(guān)系為：
net■■（k）=■wij（3）oi（2）（k）-?茲l（3）ol（3）（k）=g[netl（3）（k）] 式（2-1）
上式按照沿著J（k）對(duì)wi（k）的負(fù)梯度方向檢索調(diào)整即使用梯度下降法修正加權(quán)系數(shù)w（k），并引入慣性項(xiàng)，從而使BP算法的收斂速度得到提高，于是：
?葒wli（3）（k）=?濁?啄l（3）（k）oi（2）（k）?琢?葒wli（3）（k-1） 式（2-2）
其中，?啄l（3）（k）=e（k+1）·sgn■·■·g'[netl（3）（k）]，（l=1，2，3）。
與此類似，可求得隱層權(quán)值系數(shù)的調(diào)節(jié)規(guī)律為：
?葒wij（2）（k）=?濁?啄i（2）（k）oj（1）（k）+?琢?葒wij（2）（k-1） 式（2-3）
其中，?啄i（2）（k）=f'[neti（2）（k）]·■?啄l（3）（k）wli（3）（k），（i=1,2,…，Q）。
式中，g'（·）=g（x）（1-g（x）），f'（·）=（1-f2（x））/2。 2.BP網(wǎng)絡(luò)PID智能控制仿真研究。三容液位過程控制系統(tǒng)的線性數(shù)學(xué)模型為：
G（s）■ 0≤h≤30■ 30＜h≤60■ 60＜h≤70■ 70＜h≤100
在MATLAB環(huán)境中，利用M語(yǔ)言編寫控制程序。設(shè)定目標(biāo)液位高度為單位階躍輸入，BP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為2-3-
3,兩套仿真的初始給定水位為：h1f=12cm，h2f=10cm，下面改變系統(tǒng)的干擾量，當(dāng)t=195s時(shí)，將水箱3下面的出水閥門調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)到原來的30；在t=345s時(shí)將出水閥擰到原來的60%，通過仿真我們得到輸出響應(yīng)曲線。
圖3 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能PID控制輸出相應(yīng)曲線
通過以上仿真圖我們可以看到采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器時(shí)，水位上升速度相對(duì)較慢，但是在BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器控制下系統(tǒng)超調(diào)量小，出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)，能迅速的消除擾動(dòng)。改變輸入量以后，發(fā)現(xiàn)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器跟蹤特性仍然表現(xiàn)不錯(cuò)，系統(tǒng)輸出與輸入的誤差幾乎為零。說明BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID控制器對(duì)參數(shù)具有很好的適應(yīng)性，魯棒性較好。
參考文獻(xiàn)：
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[2]盧娟.BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID在三容系統(tǒng)中的控制研究[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)碩士論文，2009.
[3]余建勇.網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)及其預(yù)測(cè)控制算法研究[D].浙江工業(yè)大學(xué)碩士論文，2005.
關(guān)鍵詞：焊接學(xué)科；研究生培養(yǎng)；跨專業(yè)研究生；特殊性；策略
作者簡(jiǎn)介：陳玉華（1979-），男，湖北武穴人，南昌航空大學(xué)航空制造工程學(xué)院焊接工程系主任，副教授；黃春平（1980-），男，江西吉安人，南昌航空大學(xué)航空制造工程學(xué)院，講師。（江西 南昌 330063）
基金項(xiàng)目：本文系江西省教育科學(xué)規(guī)劃課題（課題編號(hào)：11YB378）、江西省學(xué)位與研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：JXJG-11-24）、南昌航空大學(xué)學(xué)位與研究生教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：YJG201102）的研究成果。
中圖分類號(hào)：G643 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）35-0026-02
高度分化同時(shí)又高度綜合，是現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展所呈現(xiàn)出的越來越明顯的趨勢(shì)，因此在客觀上要求有更多數(shù)量和更高質(zhì)量的具有開闊視野和廣博知識(shí)的復(fù)合型人才，尤其是在研究生階段培養(yǎng)復(fù)合型的人才更是受到高度重視，跨專業(yè)報(bào)考研究生也因此得到廣泛的提倡。[1-4]據(jù)統(tǒng)計(jì)，近年來全國(guó)碩士研究生入學(xué)考試的報(bào)考人數(shù)有將近50%的考生是屬于跨學(xué)科、跨專業(yè)的。[5]在研究生擴(kuò)招之前，跨專業(yè)報(bào)考的研究生中，相當(dāng)大的比例是源于學(xué)生的興趣導(dǎo)向，或者是一些新興的交叉學(xué)科或邊緣學(xué)科，需要不同知識(shí)結(jié)構(gòu)和知識(shí)背景的生源。隨著高校畢業(yè)生就業(yè)的市場(chǎng)化，就業(yè)導(dǎo)向所導(dǎo)致的跨專業(yè)報(bào)考研究生的比例越來越高，但這部分研究生在后續(xù)培養(yǎng)中的問題和矛盾也不斷凸現(xiàn)。本文以南昌航空大學(xué)焊接學(xué)科為例，對(duì)跨專業(yè)報(bào)考焊接學(xué)科的研究生培養(yǎng)所存在的特殊性及策略進(jìn)行了探討。
一、跨專業(yè)研究生培養(yǎng)的現(xiàn)狀
從現(xiàn)有文獻(xiàn)調(diào)研來看，目前國(guó)內(nèi)大部分高校對(duì)于跨專業(yè)研究生培養(yǎng)的關(guān)注不夠，涉及該方面的文獻(xiàn)非常有限，大慶石油學(xué)院[6]對(duì)地質(zhì)類跨專業(yè)研究生、浙江財(cái)經(jīng)學(xué)院[7]對(duì)管理類跨專業(yè)研究生的培養(yǎng)模式進(jìn)行了一些探索。大慶石油學(xué)院在分析地質(zhì)類跨專業(yè)生源的研究生對(duì)碩士點(diǎn)建設(shè)利弊的基礎(chǔ)上，對(duì)跨專業(yè)地質(zhì)類研究生的培養(yǎng)進(jìn)行了探索與實(shí)踐，認(rèn)為跨專業(yè)研究生作為一個(gè)特殊群體，需要作為一個(gè)系統(tǒng)工程來設(shè)計(jì)和實(shí)施，即從招生、入學(xué)前、授課階段、開題報(bào)告前及進(jìn)入論文寫作階段等各個(gè)環(huán)節(jié)結(jié)合導(dǎo)師、授課教師及管理人員給予共同的特別關(guān)注，協(xié)同指導(dǎo)，才能在較短時(shí)間內(nèi)克服跨專業(yè)研究生的不足，適應(yīng)地質(zhì)類研究生教學(xué)與培養(yǎng)方式，并發(fā)揚(yáng)其跨專業(yè)的知識(shí)結(jié)構(gòu)特色，成為高層次的復(fù)合型人才，真正成為合格的地質(zhì)類碩士畢業(yè)生。[6]
目前國(guó)內(nèi)大部分高校對(duì)于跨學(xué)科、跨專業(yè)研究生培養(yǎng)的機(jī)制、模式及策略等問題還沒有給予足夠的重視并進(jìn)行深入研究，對(duì)于跨學(xué)科、跨專業(yè)報(bào)考研究生這一特殊群體的成長(zhǎng)、成才還缺乏有益的指導(dǎo)。
二、焊接學(xué)科跨專業(yè)研究生培養(yǎng)的特殊性
南昌航空大學(xué)焊接學(xué)科是材料加工工程碩士點(diǎn)的方向之一，歷來就業(yè)前景較好、研究經(jīng)費(fèi)充裕、科研條件好，因此，每年都有近60%的生源是跨專業(yè)、跨方向報(bào)考的。以2009、2010級(jí)研究生為例，其本科專業(yè)有應(yīng)用化學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化、生物醫(yī)學(xué)工程、電子科學(xué)與技術(shù)、金屬材料工程、飛行器制造工程、材料成型及控制工程（鍛壓方向）、材料成型及控制工程（鑄造方向）等。
1.跨專業(yè)報(bào)考焊接學(xué)科研究生的優(yōu)勢(shì)
跨專業(yè)考生與本專業(yè)考生相比，有一些特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)[6]：來自不同的專業(yè)背景，考慮問題的角度和思路頗有特色，對(duì)于圈內(nèi)傳統(tǒng)觀點(diǎn)和學(xué)說敢于質(zhì)疑，另辟蹊徑。通過問卷調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，焊接學(xué)科研究生，本科所學(xué)專業(yè)為材料類專業(yè)的，往往表現(xiàn)出較強(qiáng)的微觀組織結(jié)構(gòu)分析的能力，本科所學(xué)專業(yè)為機(jī)械類專業(yè)的，在焊接設(shè)備、工裝夾具的設(shè)計(jì)方面和本專業(yè)學(xué)生相比有優(yōu)勢(shì)，這些對(duì)本專業(yè)生源的研究生構(gòu)成了激勵(lì)和促進(jìn)。
2.跨專業(yè)報(bào)考焊接學(xué)科研究生培養(yǎng)中的問題
跨專業(yè)報(bào)考焊接學(xué)科的研究生雖然有利于選拔更多的具有寬廣基礎(chǔ)知識(shí)的優(yōu)秀生源入學(xué)，從源頭上為培養(yǎng)復(fù)合型、具有創(chuàng)新能力的焊接技術(shù)人才奠定了基礎(chǔ)，但也帶來了嚴(yán)重的問題和矛盾：
（1）在焊接學(xué)科專業(yè)課程的教學(xué)中存在較大的困難。由于現(xiàn)有研究生的培養(yǎng)計(jì)劃是針對(duì)本科為焊接專業(yè)的研究生所制定的，但現(xiàn)在面對(duì)的對(duì)象有一半左右是對(duì)焊接專業(yè)一無所知的跨專業(yè)研究生，因?yàn)榻y(tǒng)一授課對(duì)象的基礎(chǔ)不一樣，如果授課內(nèi)容和難度以跨專業(yè)研究生為基礎(chǔ)來安排，那么本專業(yè)研究生會(huì)“吃不飽”，如果以本專業(yè)研究生為基礎(chǔ)來安排，跨專業(yè)的考生又“跟不上”。
（2）由于與本專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)相差太遠(yuǎn)（不同的跨專業(yè)生源的基礎(chǔ)也還有明顯的差別），跨專業(yè)報(bào)考焊接學(xué)科的研究生對(duì)于焊接專業(yè)的一些基礎(chǔ)理論問題不太清楚，一方面在后續(xù)的課題研究中無法進(jìn)行深入研究，碩士論文的質(zhì)量也不高，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)難以完成課題的開題報(bào)告，進(jìn)而影響到整個(gè)培養(yǎng)環(huán)節(jié)的進(jìn)行。另一方面，部分跨專業(yè)學(xué)生比較勤奮、努力，雖然能夠完成碩士論文、順利畢業(yè)，但碩士論文的撰寫中經(jīng)常會(huì)用到一些令人啼笑皆非的詞語(yǔ)，反映出其專業(yè)基礎(chǔ)不扎實(shí)，在畢業(yè)后的工作中也會(huì)出現(xiàn)對(duì)焊接專業(yè)的很多基本知識(shí)掌握程度不夠、內(nèi)行人說外行話的情況。根據(jù)問卷調(diào)查結(jié)果，有相當(dāng)一部分學(xué)生自認(rèn)為：雖然讀了焊接方向的研究生，做了與焊接相關(guān)的課題，但并不真正了解焊接，在畢業(yè)后的工作中缺乏自信心。
三、焊接學(xué)科跨專業(yè)研究生培養(yǎng)的策略
針對(duì)南昌航空大學(xué)焊接學(xué)科跨專業(yè)報(bào)考的研究生日益增多、培養(yǎng)對(duì)象的基礎(chǔ)相差越來越大這一現(xiàn)狀，為了全面提升南昌航空大學(xué)焊接學(xué)科跨專業(yè)報(bào)考的研究生的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，在跨專業(yè)報(bào)考研究生的培養(yǎng)中引入了國(guó)際焊接工程師培訓(xùn)、認(rèn)證的新模式。
“國(guó)際焊接工程師”是ISO1473l標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的最高層次的焊接技術(shù)人員和質(zhì)量監(jiān)督人員，是與焊接相關(guān)企業(yè)獲得國(guó)際產(chǎn)品質(zhì)量認(rèn)證的要素之一，獲得者可從事產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、質(zhì)量保證、研究和開發(fā)等各個(gè)領(lǐng)域的焊接技術(shù)和相應(yīng)的管理工作，在企業(yè)中起著極其重要的作用。培訓(xùn)內(nèi)容包括與焊接專業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，既有材料、機(jī)械、力學(xué)、電子電工等焊接專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，也有“焊接工藝及設(shè)備”、“材料及材料的焊接行為”、“焊接結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)”、“焊接生產(chǎn)及應(yīng)用”四門主干課程，還有國(guó)際（ISO）、歐洲（EN）、美國(guó)（ASME）、德國(guó)（DIN）標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)程和國(guó)際先進(jìn)的焊接技術(shù)、國(guó)內(nèi)著名專家的科研與生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
通過對(duì)近幾年跨專業(yè)、跨方向報(bào)考南昌航空大學(xué)焊接學(xué)科的研究生的本科專業(yè)、知識(shí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)研，與國(guó)際授權(quán)的機(jī)械工業(yè)哈爾濱焊接技術(shù)培訓(xùn)中心進(jìn)行研討，確定焊接學(xué)科研究生參加國(guó)際焊接工程師培訓(xùn)的入學(xué)條件和資格，結(jié)合國(guó)際焊接工程師培訓(xùn)的入學(xué)要求，對(duì)焊接學(xué)科研究生培養(yǎng)的現(xiàn)有課程體系進(jìn)行了優(yōu)化和改革，將部分焊接本科專業(yè)的核心必修課程如“焊接理論基礎(chǔ)”、“弧焊電源”、“焊接結(jié)構(gòu)”、“材料焊接性”等設(shè)置成研究生培養(yǎng)計(jì)劃的選修課程，供跨專業(yè)、跨方向?qū)W生選修，使其具備一定的焊接基礎(chǔ)理論，以滿足國(guó)際焊接工程師培訓(xùn)的入學(xué)資格審查。通過中期考試后，對(duì)這些學(xué)生進(jìn)行國(guó)際焊接工程師的培訓(xùn)，并按照國(guó)際焊接工程師培訓(xùn)體系的要求，將部分培訓(xùn)內(nèi)容和現(xiàn)有課程有機(jī)融合，全面提高其焊接理論基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)。按照“國(guó)際焊接工程師”培訓(xùn)體系，對(duì)參與培養(yǎng)的研究生進(jìn)行40學(xué)時(shí)的焊接技能實(shí)訓(xùn)，包括焊條電弧焊、氣焊、氣割、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊和氬弧焊操作，提升這些研究生的操作技能和對(duì)焊接的感性認(rèn)識(shí)。
四、焊接學(xué)科跨專業(yè)研究生培養(yǎng)新模式的實(shí)施效果
3年來，共有23名跨專業(yè)報(bào)告的研究生參與了該培養(yǎng)模式的試點(diǎn)，取得了良好效果。2011年畢業(yè)的碩士研究生吳某，本科所學(xué)專業(yè)為電子科學(xué)與技術(shù)，與焊接專業(yè)相差甚遠(yuǎn)，通過該模式的培養(yǎng)順利畢業(yè)并拿到國(guó)際焊接工程師證書，畢業(yè)后成為某學(xué)校焊接專業(yè)的教師，能夠勝任焊接專業(yè)課程的教學(xué)；2012年畢業(yè)的碩士研究生龔某，本科所學(xué)專業(yè)為化學(xué)工程，通過該模式的培養(yǎng)順利畢業(yè)并拿到國(guó)際焊接工程師證書，畢業(yè)后成為某公司焊接責(zé)任工程師，碩士論文被推薦為省級(jí)優(yōu)秀碩士論文；2013年畢業(yè)的碩士研究生姜某，本科所學(xué)專業(yè)為機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化，通過該模式的培養(yǎng)順利畢業(yè)并拿到國(guó)際焊接工程師證書，并簽約某高鐵車廂生產(chǎn)企業(yè)。
五、結(jié)論
焊接學(xué)科跨專業(yè)研究生的專業(yè)基礎(chǔ)和本專業(yè)研究生不同，且各個(gè)個(gè)體之間的差別也較大，導(dǎo)致跨專業(yè)研究生的培養(yǎng)在課程教學(xué)、課題研究和碩士論文的撰寫等方面存在較大差異。
通過改革現(xiàn)有培養(yǎng)模式，在跨專業(yè)研究生的培養(yǎng)體系中引入國(guó)際焊接工程師培訓(xùn)課程，夯實(shí)了跨專業(yè)研究生的焊接專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，提高其焊接專業(yè)的技能，培養(yǎng)了焊接學(xué)科研究生的國(guó)際視野和工程實(shí)踐能力，增強(qiáng)了研究生的就業(yè)優(yōu)勢(shì)。
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