绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇工业自动化毕业论文范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
C/S结构系统:是传统开发模式,一般以数据库和客户端的两层结构实现,也有加入中间件的三层或多层结构,在OA早期是标准的系统模式,但随着计算机技术的发展和网络的发展,它已经无法满足现在的远程网络办公和移动办公,逐渐在被取代
C/S+Web技术:是为了补充C/S结构的不足,在C/S基础上加入Web技术来实现对远程数据的获取,但拥有一定局限性,如数据及时更新、软件升级等问题就无法很好解决
B/S结构系统:是援用动态网页技术,加入OA的开发理念,完全适应网络办公和移动办公需求,也是现代办公自动化系统的首选技术。
就B/S结构的开发,具体技术又有多种选择:JSP+J2EE,ASP+IIS,ASP.net+Microsoft .NET Framework,PHP+Apache,就这几门技术,可以说各有其优缺点,分析如下:
JSP技术:具有良好的跨平台性,加上J2EE功能十分强大,但是J2EE的布置使开发成本显得略高,而且没有良好的安装界面
PHP技术:是早期动态网页技术中的强手,但随着JSP技术与ASP技术的不断更新,使得PHP技术稍微比较落后
ASP技术:类似于PHP技术,开发简便,快速,加上IIS的功能支持,是比较简易快速的开发技术
ASP.net:可以说是ASP技术的替代技术,是ASP的一大进步,在Microsoft .NET Framework的强大支持下,可以使用C#、VB、java script三种语言来编写代码,采用预先编译技术,使得代码安全性加强
最终讨论结果:在针对于中小型企业用户,建议采用ASP.net技术,理由是,该技术易于服务器的维护,成本相对较低,开发周期较短
在针对政府部门用户,建议采用JSP或ASP.net技术,理由是,政府部门服务器很多已经改装为Linux系统,在该平台下采用JSP技术较成熟;如果是Windows用户,则采用ASP.net技术
二、OA概述
人们普遍使用计算机来提高个人工作效率,但是在需要许多人一起协同工作的现代工作环境中,我们更需要提高我们的整体工作效率。利用网络通讯基础及先进的网络应用平台,建设一个安全、可靠、开放、高效的信息网络和办公自动化、信息管理电子化系统,为管理部门提供现代化的日常办公条件及丰富的综合信息服务,实现档案管理自动化和办公事务处理自动化,以提高办公效率和管理水平,实现企业各部门日常业务工作的规范化、电子化、标准化,增强档案部门文书档案、人事档案、科技档案、 财务档案等档案的可管理性,实现信息的在线查询、借阅。最终实现“无纸”办公。
办公自动化,一个极大的概念,一个炒作了很久的概念。无论是办公设备公司,还是系统集成公司,都大力推出自己的办公自动化产品。有办公设备、办公自动化电脑、办公自动化软件。可见,办公自动化中内容庞大,可为空间不可小视。那么,首先我们来探讨一个问题,什么是办公?
办公实际就是文件的制作、修改、传递、签定、保存、销毁、存档的过程。那么随着文件的这一流程,产生了各种各样的设备。随着技术的发展,计算机网络技术的进步,办公自动化网络的建设也得到了大力推广。
传统的办公模式主要以纸介质为主,在信息革命的浪潮中,显然已经远远不能满足高效率、快节奏的现代工作和生活的需要。如何实现信息处理的自动化和办公的无纸化逐步得到了人们的重视。
传统办公模式
办公自动化提了多年,但效果并不明显,人们还是停留在单机字处理和表格处理的所谓办公自动化的初级阶段。信息的交流和共享,以及团队的协同运作等无法完美的实现,极大地限制了工作的效率。
Internet/Intranet的迅猛发展,为信息的交流和共享,团队的协同运作提供了技术的保证,同时也预示着网络化办公时代来临。
网络化办公模式
现有办公自动化系统和大型信息管理系统中,企业业务流程重组或者是文件流转功能都是核心功能。同时我们也认为,企业办公主要是一个文件流转的过程,所有的办公事务都可以抽象成一个数据库表单。
传统的办公自动化系统和大型MIS系统在处理企业管理流程中大多采用企业业务流程重组(BKR),其核心思想就是要先优化企业业务管理流程,再根据优化后的流程建设企业信息系统。这样不仅在系统建设中工作量巨大,同时面临来自企业内部重重的阻碍。
我们的核心思想是;前期系统建设中不牵涉企业内部业务流程重组,只是协助企业通过方便的流程自定义等功能进行流程电子化,以及不断根据实际需求去改变电子化流程。
三、系统结构设计
现在的网络办公自动化系统可以说百家争鸣,各有所长,但是一般的B/S结构系统都做得比较固定,也就是针对某个行业甚至某个企业而开发的,有诸多的限制和代码固化,不利于灵活的OA定制和客户化!而且很多OA系统都具有相同的功能,只是表现手法和操作流程有所不同罢了,所以,他们的基本是一致的,是有共性的,是可以统一的。
我的基础思想是开发一个底层的通用型OA平台,在此平台下实现OA系统的主要功能模块的底层操作,这样,当针对某个企业或者政府部门开发OA系统时,只需在此基础上稍加修改,就可以成为一套具有很强针对性的OA系统,这样方便该系统的二次开发,也方便于针对不通性质部门单位的OA系统的定制。
可以看出,底层通用型管理模块是整个OA系统的基础,而应用层模块是面对客户的,它是界面和业务逻辑的结合体,针对不通企业将有所不通,这种结构将很好的解决一套OA的多种定制功能,便于二次开发。
四、通用型管理模块功能划分
针对于这个底层模块,它并不需要实现实际的功能,它主要是负责完成应用层交付的任务和与底层数据库交换数据,所以它的功能是比较抽象的、统一的和可扩展的。虽然如此,我们还是将这个模块按不同的功能细分,因为办公系统有些模块之间联系并不紧密,比如公文管理系统与公共信息系统,邮件管理系统与办公设备管理系统之间的联系就不是那么紧密,甚至可以完全分开。所以我们的底层管理模块针对于这些情况,主要分为功能子模块:
1.公文管理
公文管理主要负责公文的发送与接受工作,发送流程按照流程定
制来完成,所以还包括流程定制功能。这三大块是OA的核心部分,实现也最为复杂,特别是流程定制功能,是一个非常灵活的模块,它决定了该OA系统的效率和可用性
2.邮件管理
邮件管理主要功能是发送与接受内部邮件,发送与接受外部邮件(外部邮件服务器必须支持pop3),邮件需要存入数据库,以便今后浏览查询
3.表单管理
表单管理是一个辅模块,基本上在其他所有模块都有可能用大它的功能,它主要是实现表单模板的定制,表单的存储,打印等功能。在一个企业,表单是很重要的一个东西,它在办公过程中出现的频率紧次于公文,所以这个模块也非常重要,并且表单的定制与打印是一个技术难点
4.档案管理
档案管理功能是对准备归档的公文或者企业各类合同、协议、文件、指示、资料等的一个合理存储与查阅功能,针对于复杂的分类和查阅权限,实现合理存取,管理得基本功能
5.人事管理
人事管理功能主要包括:员工资料管理,员工薪资管理,员工考勤管理,员工权限管理,部门机构管理,部门任命管理等等公司内部人事管理的所有功能,本子模块将以底层视角反应员工得管理,包括职务和所属性质都将按统一模式规划,便于应用层定制模块
6.日程安排
日程安排是办公系统的一个必不可少的辅助功能,可分为个人日程,部门日程,主要需要解决的是日程的基本存储和信息提示
7.公共信息管理
公共信息包含:公司新闻、文档、员工论坛、资料下载等功能,主要是针对所有部门的一个共用系统,该系统可以采用传统模式,如论坛可以采用BBS系统等,底层主要是统一规范,提供基本功能
8.会议管理
会议对于任何一个公司都是重要的,而会议的形式随着网络的发展也变得多样化起来,除了传统的会议,还有网络会议,视频会议等新型会议方式,使得相隔甚远的人之间也可以有了当面交流的环境。对于相隔较远的部门,如总公司与子公司之间的交流建议采用非视频的网络会议,因为这个即可以满足网速,也可以满流得需求。对于处于同一个大厦的各部门,建议使用视频会议,因为加入多媒体的功能,可以使得会议气氛跟贴近传统会议的效果,而且交流也更人性化,同时也可以得到局域网网速得支持。
这功能子模块都是OA系统得基础,在此之上,我们可以创建更多的功能和辅助,可以使得OA的定制变得轻松而丰富。
创新型工程人才 培养
【中图分类号】G【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2013)10C-
0098-02
随着我国高等教育大众化的不断普及以及市场经济的快速发展,工业化、自动化的建设规模不断地推进,独立学院已成为我国高等教育普及化一股不可忽视的力量,为社会培养了一大批专业人才;同时它也是高等教育进程中的新生事物,还有许多不成熟的地方,不管是从教学规模、师资队伍、科研能力还是从实践教学、生源层次来看,研究型大学或教学研究型大学都比它的条件优越得多。在这样的环境下,为了能够在激烈的高校竞争中求生存,谋发展,独立学院不得不凸显自身的办学特点与优势,提升办学质量,因此,培养适合新时期社会发展的创新型工程人才成为了独立学院的必然选择之路。
自动专业是一个具有代表性的工科类专业,具有涉及领域多、覆盖内容广的宽口径特点,该专业所培养的学生也是社会急需的社会人才。独立学院在培养自动化专业人才时,应明确培养目标与要求,所制定的人才培养目标应适合社会发展的需求,重视应用教育和工程教育,培养学生的实践动手能力和创新能力。确定自己的培养目标是走工程应用创新型人才培养之路,这对独立学院而言是一个挑战,也是一项复杂的、有意义的人才培养方案改革。本文主要从独立学院自动化专业师资队伍建设、人才培养模式的改革、实践教学环节建设三个方面来探讨创新型工程人才目标的实现过程,构建独立学院自动化专业创新型工程培养体系,培养出适应新时期社会发展所需要的人才。
一、师资队伍建设
教师是独立学院可持续发展的重要力量,加强师资队伍建设对独立学院的办学质量的提升、创新型工程人才的培养是非常重要的一个条件。自动化专业是一个工程实践性较强的专业,所以独立学院自动化专业教师不但要具有较强理论水平,而且要有一定工程项目经验和实验操作能力,这就使得师资队伍建设要向“双师型”方向发展。
“双师型”教师是指既有讲师或以上职称,又具有自动化专业工程技术经验中级工程师或以上职称的工程技术人员。独立学院注重创新型工程人才的培养,“双师型”教师具备了丰富的教学经验和工程实践经验,这样的教师在培养学生的理论知识上有所特长,同时可以培养学生的专业技能和实践动手能力。近年来,独立学院聘请了许多刚毕业的、高学历的年轻教师;而刚刚毕业的年轻教师,虽然具备了一定的理论教学经验,但是缺乏工程实践的经历,所以要达到“双师型”教师的教学水平还需要努力加强工程实践训练。培养年轻教师的工程素养,提高年轻教师的工程实践能力,这是培养自动化创新型工程人才至关重要的一个环节。鼓励缺乏工程实践经验的自动化专业教师积极走出去,与对口的企业进行合作,借助企业的资金优势和丰富的设备资源,并与教师自身的研究方向相结合,以开发重大的科研项目、提高企业生产的核心技术为研究课题,为企业提供服务,帮助企业解决技术难题。对年轻教师来说,在企业的锻炼,可以提高动手能力、工程实践能力和科研能力,极大地调动教师参与工程技术实践的积极性,同时为学生创新能力的培养打下了良好的基础。
二、人才培养模式的改革
(一)培养目标与要求
为了适应现代化建设和社会经济的发展需求,培养知识、能力、素质各方面全面发展,掌握自动化领域的基本理论、基本专业知识和专业技能,并能在工业企业、科研院所等部门从事有关运动控制、过程控制、制造系统自动化、自动化仪表和设备、机器人控制、智能监控系统、智能交通、智能建筑、物联网等方面的工程设计、技术开发、系统运行管理和维护、企业管理与决策、科学研究和教学等工作的宽口径、高素质、复合型的自动化工程科技人才。
毕业生主要学习自动化领域的基本理论和基础知识,接受自动化领域的基本方法及解决实际工程问题等方面的基本训练,具有自动化工程设计与研究方面的基本能力。掌握本专业中“信息、控制和系统”的基本原理,掌握信息处理的基本方法和优化设计的基本原理;掌握工程控制系统分析和设计的一般方法,具有较熟悉地解决工程现场一般控制系统问题的能力等。
由于高校办学规模也在不断地扩大,桂林理工大学博文管理学院自动化专业分为三个不同的专业方向,分别是工业自动化方向、自动控制方向、测控技术方向,不管学生选择的是哪一个专业方向,毕业要求达到的最低学分为190学分,其中必修课126学分、选修课18学分(公共选修课8学分、专业选修课10学分、实践环节46学分。
(二)教学方法
独立学院的教学方法大都采用传统的教学方法和现代多媒体技术相结合的教学方法,多媒体技术教学所承载的教学信息资源增多,学生常处于一种被动学习的状态,为了提高学生的学习兴趣和培养创新型工程观念,有必要对教学方法进行改革。比如对实践性较强的课程,可采用课程小组作为载体进行理论教学与实验教学,课程结束后,除了考试外,还可以采用课程设计的形式进行考核,将学生分成若干个小组,各小组成员根据所学的理论知识进行收集资料、确定课程设计题目、原理图的设计、元器件的购买、实物的制作、系统的调试与测试等,一系列工作都由小组成员独立完成,这样不仅可以增强学生对理论知识的理解能力,也可以锻炼学生的实践操作能力,有利于培养学生的工程创新观念。另外,对自动化专业的一些专业基础课程,比如电路分析基础、模拟电子技术基础、数字电路技术基础等课程,可以将虚拟的计算机仿真平台引入到授课过程中,这样不仅可以丰富教学的内容,也可以改变填鸭式的教学方式,培养学生在计算机仿真应用方面的能力。根据学生的基础的不同和未来职业规划的不同,鼓励教师采取不同的教学方式,比如小组教学、项目教学法、模拟教学法、实例教学法等多种教学方法。
(三)学术活动
为了培养学生的工程创新意识,可以聘请专家、高级工程师或海外高级人才,以学术讲座的或全院选修课的形式给学生介绍自动化专业研究的主要内容、未来的发展方向、现阶段的新技术和出现的新问题、自动化专业就业的动态信息等,使学生了解专业的研究领域的科技动态,培养学生的创新意识,从而更好地确定自己未来的职业生涯。
三、实践教学环节建设
实践环节是培养自动化专业创新型工程人才极其重要的一个环节,目前桂林理工大学博文管理学院自动化专业的所设置的主要实践课程有:金工实习、电子工艺实习、电子电路系统设计实习、电气控制系统实习、微机控制系统实习、过程控制工程实习、生产实习、毕业实习与毕业设计(论文)等。以培养创新型工程专业技术人才为目标的独立本科院校应该加强实践教学的力度,从以下三个方面来提高学生的实践和创新能力。
(一)毕业设计与“产、学、研”相结合的实践模式
毕业设计论文是培养学生工程观念一个非常重要的途径,可以鼓励学生到企业去调研,深入社会,了解社会对人才的需求,并鼓励学生充分利用老师或自己的社会资源,积极开展毕业论文设计“产、学、研”实践模式。桂林理工大学博文管理学院毕业设计指导老师由一些教学经验、工程实践经验丰富的老师来担当,他们布置给学生的题目一般都是与工程实践紧密相关的科研前沿热点问题,这使得学生查找资料、方案设计、代码编写、实物的制作、系统测试与调试等各方面能力得到大幅度的提升。毕业设计环节对学生工程实践能力的锻炼的效果是非常显著的。
(二)加大对学生科研项目的支持与普及范围
大学生的科研项目有利于培养学生的创新工程观念,近年来,在国家和自治区的大力支持下,大学生的创新项目以及科技活动备受高等学校的青睐,桂林理工大学博文管理学院在全国性的“自治区创新项目征集活动”、“大学生挑战者杯”竞赛、“飞思卡尔杯全国大学生智能车竞赛”、“蓝桥杯”软件设计大赛等活动均取得了优异的成绩。这些活动虽然能够大大提高参赛选手的实践动手能力和工程应用等各方面的能力,但是受益的学生人数不多,为了更好地培养自动化专业创新型人才,独立学院可以与兄弟学院以院、系开展此类的科研与创新项目。
(三)强化实践教学环节,建立开放性的实践平台
加强学生的实验与实践教学环节是培养创新型工程人才的基础。自动化专业是一个实践性较强的专业,强化实践教学环节对于学生动手能力的培养、创新观念、工程项目理念有很大的促进作用。独立学院的教师在设置实践教学内容时应减少验证性内容,增加创新性、设计性、工程性内容。为了更好地服务学生,鼓励青年教师有计划地去企业锻炼,将理论融于实践,提高自身的动手能力。另外,建立开放性的实践平台为学生创造了良好的学习和科研开发环境,可以极大地改善学生的实习、实验和科研等条件。
独立学院自动化专业创新型工程人才的培养是一项有意义且较为复杂的工程,通过师资队伍建设、人才培养模式的改革、实践环节建设等三方面措施的实施, 构建独立学院自动化专业创新型工程人才培养体系,从而提高独立院校的办学质量,增强毕业生在社会中的就业优势,培养出适应新时期社会发展所需要的人才,为社会发展作出更大的贡献。
【参考文献】
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[2]周开扬.独立学院人才培养模式改革的实践与探索[J].中国大学教学,2010(10)
[3]何小其,马修水,关宏伟,宋执环.自动化专业应用型人才培养方案改革初探[J].巢湖学院学报,2010(12)
[4]王安娜.新建本科院校自动化专业创新型工程人才培养实践[J].西安文理学院学报(社会科学版),2010(10)
[中图分类号] G712 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)14-0037-02
一、引言
“卓越工程师教育培养计划”旨在改变目前高校人才培养和企业需求脱节的现象,建立高校和企业间的制度化联系。针对“卓越工程师培养计划”,全国各地高校进行了相应的改革,PLC课程从理论到实践各个环节都做出相应的改革,旨在促进学生各方面工程能力的提高。
二、PLC课程概述
针对“卓越工程师培养计划”,PLC课程内容进行了改革,包括继电器接触器控制部分、S7-200PLC控制部分和S7-300/400PLC控制部分,每一部分都与一项工程实践课程相对应。PLC课程所涉及内容是工业控制自动化技术的一个重要方向,与相关实践课程内容结合紧密,学好PLC要树立终身学习的信念,注重理论与实践相结合,以工程应用为目的。
PLC课程的特点有:PLC课程实践性强,理论课与实践课程结合紧密;PLC课程内容紧跟工程实际,新技术、新元件层出不穷;PLC课程与学生毕业设计联系密切,毕业论文题目越来越多;PLC课程与学生就业方向高度相关,是学生将来工作应用的主要技术。
三、工程能力的培养
(一)设计能力的培养
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图1 PLC理论知识与实践环节及设计能力的关系图
PLC理论知识与实践环节及设计能力的关系图如图1所示。以PLC课程为核心,整合相关的实践课程包括电气控制与电器装配工程实践、PLC控制工程实践和工业自动化项目设计等实践课程。PLC课程三部分知识与三个实践课程内容相对应。
PLC控制系统综合应用PLC技术、电机控制技术、检测技术、电力电子技术等先进技术,设计能力具体体现在以下两个方面:
1.硬件设计能力
硬件设计能力包括系统方案选择、系统原理框图设计、系统网络规划与设计、硬件原理图设计、硬件计算与选型、安装接线图设计、元件实际位置图设计、控制面板设计和控制柜工艺设计等设计项目。在理论课程教学过程中,针对上述设计项目进行相关知识贮备。积累了相关知识之后,在实践环节中进行锻炼,可使学生更有信心和能力地完成设计工作。PLC设计不单纯完成控制功能,PLC设计内容更多方面与安全、环保和质量息息相关。PLC硬件电路中安全保护和控制是同等重要的,没有安全保证的电路对于控制来说毫无意义,设计中必须为设备安全和产品安全考虑。节能环保是国家未来发展战略,新型PLC产品在这方面也增加了相关设计。
2.软件设计能力
软件设计能力包括控制系统程序规划、系统程序流程设计、主程序设计、功能子程序设计、中断设计和组态设计等。在程序设计过程中必须会应用STEP-7编程软件,在组态设计过程中必须会应用WinCC。上述2项设计能力要有一个循序渐进的过程,要让学生们从传统的继电器接触器控制系统过渡到PLC控制系统,从S7-200PLC小系统渐渐地过渡到S7-300/400PLC工业自动化网络大系统。在工业自动化生产的大背景下,让学生知道将来自己走上工作岗位面对的不只是单台生产机械,工作中面对的更多是网络化的控制系统,这也是当今工业自动化发展的必然趋势。
(二)动手能力的培养
动手能力包括实验设备操作能力、程序仿真调试能力和控制柜制作能力。
1.实验设备操作能力
PLC课程实验是针对S7-200PLC和S7-300PLC两种PLC的综合设计性实验,学生根据实验课题要求进行方案设计与选择,确定好控制方案后进行硬件和软件设计。硬件设计必须在现有实验条件下进行,这就要求学生根据现有条件进行设计,最大限度地满足实验要求。实验台上的PLC、触摸屏、电动机、变频器和传感器等器件,学生可根据实验要求选择相应器件,不仅限于一个实验台,必要时可对多个实验台上的器件进行选择应用。这样实验接线复杂了,2台或3台步进电机控制程序设计上多样性和复杂性也增强了,这样既锻炼了学生的动手能力,又锻炼了学生的编程能力。
2.程序仿真调试能力
PLC控制程序仿真调试方面灵活性更大些,现有的仿真软件可以更好地满足设计要求。S7-200仿真软件专门针对于S7-200PLC,PLCSIM专门针对于S7-300/400PLC控制程序仿真。这两种仿真软件图形界面形象,仿真功能强大,在不需要PLC硬件情况下可完成大部分程序的仿真工作。这样增强了实验的灵活性和可操作性,学生可不局限于实验设备而进行大胆的设计,大大提高了学生软件设计能力。
3.控制柜制作能力
控制柜制作工艺通过多媒体教学方式对学生进行相关知识传授,待学生有了感性认识之后,在相关实践环节中加入简单的控制柜制作训练。图2是电机正反转控制电气接线图和位置图。只有真正理解原理图、接线图和位置图三者的关系,才能做好电气控制柜的工艺设计,才能制作出适合工程应用的控制柜。
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(1)接线图 (2)位置图
图2 电气原理图、接线图和位置图
(三)绘图能力的培养
设计出的各种草图最终要应用专业绘图软件绘制成标准的图纸。应用AutoCAD绘制结构示意图、硬件原理图、元件位置图、安装接线图、控制面板图和控制柜结构图。学生绘图能力关系图如图3所示,完成一个完整的PLC控制系统设计工作要学会绘制十多种图。设计中常用Visio绘制结构示意图、系统框图、工艺流程图和程序流程图。WinCC绘制组态界面图,STEP-7绘制程序梯形图,程序仿真图由PLCSIM来完成。学生绘图能力的提高对其将来走上工作岗位是非常有利的,大学毕业生工作之初大多是从最基本的绘图工作开始的。
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图3 绘图能力关系图
四、结论
随着科学技术的不断发展,现代工程问题的综合性与复杂性也不断增强。工程专业文化精神的渗透是基于工程教育观念的一种实质性转变。本科层次工程师的培养目标是胜任在现场从事产品的生产、营销和服务或工程项目的施工、运行和维护。本科层次培养的未来工程师应能完全胜任生产一线的各项工作。本文探讨了PLC课程教学过程中如何与“卓越工程师培养计划”相结合,使学生具备一定的设计能力、动手能力和绘图能力,进而能够达到“卓越工程师教育计划”对学生一般性工程能力的要求。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 林健.“卓越工程师教育培养计划”学校工作方案研究[J].高等工程教育研究,2010,(5):25-27.
[2] 高雪梅,潘丰.卓越工程师培养模式初探[J].贵州社会科学,2011,(11):108-110.
前言:随着我国电气工程及其自动化技术的发展,各中等职业学校电气工程及其自动化专业都在积极进行学科建设,促进深化该专业教学改革,在专业建设和教学理念上实现变革,更新传统的教学观念。以正确的办学理念和专业建设观念为指导思想,以实施质量工程为主题,牢固树立学生、教师发展为本的办学理念,以市场为导向,进行人才培养方案的建设与改革,夯实工程基础,强化实践性教学,培养出为建设品牌特色专业服务。
1.人才培养方案的建设与改革
人才培养方案是实现专业培养目标、构建教育体系,确定教学内容,组织教学活动的总体设计。首先,要把培养适应工程生产第一线的现实和发展需要的工程中等技能型应用人才作为服务面向定位。其次,以市场为导向,结合服务面向定位和专业人才培养目标,以素质教育为主题,以工程教育为主线,确定学生的知识、能力、素质结构。第三,强化工程教育,是工程教育贯穿人才培养的全过程,实行“通识与专业并重的专业教育”教学模式,通识课平台与工程学科平台课为工程基础教育阶段,专业平台课为工程专业教学阶段。前者主要培养现代工程意识,夯实工程基础,掌握工程工具;后者加强工程的实践训练,培养工程的具体能力,重点是强化知识创新、设计创新、工程创新、工艺和技术创新。再就注重学生个性发展,加强因材施教,努力培养应用型人才。培养学生主动追求、自我设计知识结构和专业方向的能力,通过逐步夸大选修课的种类和数量、开设跨系选修课和跨学科辅修专业、实行学分制、精简课内学时、设置课外学分等措施引导和培养学生的个性。
2.夯实工程基础,强化实践性教学
电气工程及其自动化专业是一个工程性很强的专业,为使学生获得较好的工程实践训练,,具有良好的工程意识,实践意识和质量意识,综合分析学科技术问题的能力,能处理解决实际工作中遇到的相关技术问题,因此要夯实工程基础,强化实践性教学。
一是硬件基础建设。要培养中等技术应用型人才,必须有必备的硬件设施和条件,这是形成中等职业教育应用型特色人才培养的物质基础。加强实验室建设和实训基地建设是专业建设的一项重要任务,拓展校外实践基地建设的同时完善专业实验室建设。
二是工程意识和工程素质的培养。强化教师的实践动手能力。根据本专业特点和培养目标,对现有的教师要增强实验动手能力的培训,每年派出教师到工厂调研、学习,了解新技术在工厂的应用,了解生产一线从事的工程设计、试验、制造和生产工艺与技术创新,提高教师的专业技术应用能力和研究开发能力。对引进的人才要特别注意考察其实践技能,目的是保证本专业相关的教师均能指导实践性教学。加强并引导学生的实习、见习、社会考察活动,注重工程意识和工程能力的培养,求实效。
三是软件建设。加强实验室管理,充实实验室的人员,建立和健全实验室的规章制度,提高实验人员的实验管理水平。编写实验指导书、实践教学大纲,聘请专家参与实践教学,共同培养学生的专业实践能力。要加强实验、实践教学改革,完成实践性教学内容的重组和优化,实现每门专业实验课程都有60%以上的综合应用、创新性设计实验,切实保证提高学生的原创性、创新性研究和实践的思维和动手能力,切实培养学生对工业自动化传统技术和现代技术的应用能力。
摘要随着电子技术的发展,相敏轨道电路接收信号处理装置已逐步实現电子化,以电子接收器代替以前的机械式二元二位继电器,彻底解决了原继电器接点卡阻、抗电气化干扰能力不强、返还系数低等问题。目前广泛使用的微电子接收器都是使用单片机来处理信息,对输入信号采用升压方式进行采样处理,虽提高了信号强度,但是不利于防止输入高压损坏接收器;且每个接收器仅采用单一信号处理通道进行信号分析处理,并由其输出信号驱动轨道继电器动作,接收器的安全性、可靠性和抗干扰能力有待提高;另外,现有接收器故障后相关电气参数不能实时监测;前述不足以影响到轨道电路的整体可靠性和可用性。因此,本文提出了一种基于DSP的新型微电子接收器,以提高微电子接收器的可用性、可靠性及安全性。
关键词电子技术;25Hz轨道电路;接收器
1系统原理
1.1接收器冗余结构
图1新型微电子接收器(0.5+0.5方案)的冗余结构图
接收器的冗余结构图,每台接收器同时进行两个轨道区段(区段A和区段B)的轨道电路信号和局部电源信号的处理,相邻两个轨道区段可共用两台接收器,这两台接收器中的任一正常工作,均可正常处理这两个轨道区段信号,并驱动这两个轨道区段的后级轨道继电器动作。如图1所示,相对于目前的接收器冗余方案,新型微电子接收器的冗余方案可使每个轨道区段节省一个接收器,从而降低建设成本。在接收器冗余结构图中,当接收器1和接收器2中的某一个发生故障时,若另一个接收器能够正常工作即可确保轨道区段信号的正常处理;同时可以通过接收器的自检功能发出报警,提醒维护人员及时更换故障接收器,从而提高轨道电路的整体可用性。
1.2接收器二取二原理
接收器系统内部采用独立的双套硬件和双套软件,实现一路信号,两路处理,最终通过安全与门判决,输出判决结果。当无论是接收器哪一套硬件或软件出现问题,两路处理结果不一致时,系统输出判决都是导向安全的结果。且仅当两路信号处理的结果完全一致时,安全与门输出相同结果。
2系统构成
如图2所示,新型接收器核心处理部分采用双DSP芯片构成二取二安全结构。主从DSP同时处理轨道电路信号和局部电源信号,分别输出判决信号;将主从DSP的判决结果进行与运算,如果主从DSP的判决信号不一致,接收器输出信号将保持轨道继电器处在落下状态;只有当主从DSP的判决信号一致且满足轨道区段空闲条件时,接收器才会输出驱动轨道继电器吸起的信号,显示轨道区段处于空闲状态;主从DSP任一故障,接收器均不能输出驱动轨道继电器吸起的信号,从而提高接收器安全性。
新型接收器电路模块包括:局部输入隔离电路、轨道输入防雷电路、输入信号采集电路、数据处理电路(DSP芯片)、安全与门电路、输出控制电路、电源电路、通信电路和显示与告警电路。
输入隔离:采用电流互感器将轨道信号和局部信号与后级信号处理模块进行电磁隔离,隔离变压器采用降压方式,当输入的信号出现大的冲击或干扰时,通过变压器进行衰减,加载在后级信号处理电路上的信号将被衰减,对后级信号处理电路起到防护作用。
轨道输入防雷电路:采取大功率双向瞬态防雷管,实现对输入雷电和浪涌的防护。
输入采集电路:将输入交流信号的负半周信号抬高到零电平以上,满足后级单电源工作运放的输入要求,单电源工作可减小器件功耗。
数据处理电路:把输入的25Hz轨道和局部模拟信号通过芯片自带的A/D模数转换器转换为数字信号,对转换后的数字信号进行分析处理,测出轨道输入的25Hz信号幅值及轨道信号与局部信号的相位差,在主处理器采集从处理器的输出信号和后级输出控制电路的输出信号并经其判断接收器正常后,再由主处理器控制显示告警电路,并由主处理器将相关数据通过接收器的通讯电路送监测分机。
安全与门电路:比较主从DSP输出信号,经安全与门判决二者一致方能向后级输出控制电路送出有效信号。
输出控制电路:采用开关电源方式输出驱动轨道继电器的直流电压信号。
通信电路:采用总线方式,向集中监测分机传送25Hz相敏轨道电路接收器采集到的轨道交流电压值、相位角和接收器的工作状态等信息。
显示与告警电路:显示接收器自身工作状态及接收器所处理轨道区段的占用与空闲状态,显示接收器DC24V工作电源及局部电源的正常或故障状态。
3结束语
新型接收器将实现接收器工作状态和轨道电路电气参数的实时在线监测,提高运营维护效率,降低维护人员劳动强度,同时,根据新型25Hz相敏轨道电路接收器的功能和特点,可减少现有接收器和轨道架的数量,大量地减少室内配线,初步分析可节约建设成本约20%。
微电子毕业论文范文模板(二):微电子控制机电设备在工业中的具体应用论文
摘要:在科学技术快速进步的背景下,工业自动化水平取得了比较明显的提升,在机械制造方面表现的更加明显,基于各种因素的影响,微电子技术得到了相对广泛的应用。基于此,本文详细分析了微电子控制机电设备在工业中的应用,希望能够为实际提供良好的借鉴意义,以供参考。
关键词:微电子;机电设备;工业;应用探讨
信息技术的发展以及先进电子设备的产生催生了机电一体化时代的到来,所谓的机电一体化技术是把电工电子技术、机械技术、信息技术、微电子技术、接口技术、传感器技术、信号变换技术等一系列技术结合,再综合应用于实际的综合技术,现代化自动生产设备可以说为机电一体化的设备。微型计算机在机电一体化系统的作用能够总结成如下三点:第一,直接控制机械工业生产过程;第二,机械工业生产期间加强各物理参数的自动测试,进行测试结果的显示记录,在计算、存储、分析判定并处理测量参数或指标;第三,进行机械生产过程的管理与监督。机电一体化系统里微电子控制机电设备怎样进行适宜计算机选择,怎样设计硬件系统,怎样组织软件开发,怎样对现有计算机系统等进行维护与使用是相当关键的,也是值得探索的
课题。
1微电子控制机电设备系统的组成和原理
在某微电子控制机电系统当中,主要是由PLC、管路压力变送器、变频器等多种设备组成的。在控制系统当中,管路压力变送器主要是检测控制辅助冲量、管路水压、蒸发量等三个变量,接着将数据信号向PLC当中传送,并且通过PLC进行分析和计算,将信号发送信号控制器,通过信号控制器来控制水泵运转,在设计系统的過程中需要与实际情况合理的进行结合,并且对变频器的输出频率进行确认,输出频率在整个系统设计过程中具有非常重要的意义,和系统的控制息息相关,在确定系统输出频率是需要综合性的分析和考虑用水量以及扬程参数等。在整个系统当中控制流程的用水量变化,主要是通过压力变送器向PLC传送的通过PLC进行分析和计算,可以有效的调节循环泵的频率,合理的分配能源,让工作的效率提高,起到节约资源的作用。
2微电子控制机电设备在工业中的具体应用
1)可编程序控制器(PLC)的应用。从PLC的角度进行分析,其主要优势在于具有很强的控制能力,而且稳定性较高,机身体积相对较小,可以有效的和其他的配件进行组合。在工业生产的过程中,因为机电设备往往会占据一定的面积,如果想让其厂房中的占比较高,就一定要注意让厂房的空余面积加大,尽量让控制器的数量减少,让机电设备的数量增多,与此同时还需要注意PLC的节能性较高相比,其他的控制系统可以节约资源,让工业生产的成本支出降低,让企业的经济效益增加,由于PLC设备可以有效的和其他设备之间进行组合,可以灵活方便的在厂房当中进行布设,让一机多用。可以实现让厂房的设备结构进一步得到简化,对设备维护中耗费的人力物力进行控制,减少人力输出,可以将人力有效的分配到工业生产当中,让生产资料的利用效率提高。PLC的另一大优势在于可以通过现场总线和生产设备之间
进行连接,有效的监控工业生产,可以动态化的监控生产的全过程,确保在生产过程中,第一时间解决生产时产生的故障,避免由于机械故障而导致生产进度停滞,让设备的维护开支得到控制,PLC的计算速度很快,可以轻松的对生产时的任何变动进行管理和控制,有效的防止由于设备变化控制器无法及时应对而产生的问题,PLC还可以进行相关的升级,伴随当前经济快速发展,就算生产线当中的产品产生了变动,只需要正确的调整,控制程序也可以符合新产品生产的具体需求。
相比于其他编程操作,PLC控制器在编程的过程中较为方便,员工通过短时间的训练就可以熟练的掌握编程的技巧,在实际操作的过程中工作步骤相对较为简单,可以很容易的掌握设备的维修安装以及操作,由于PLC自带程序编辑器只需要工作人员了解梯形语言,就可以对其进行熟练的掌握。对控制器的工作语言进行了解,当出现故障的时候可以及时的调整和处理控制器。
2)变频器调速器的作用。变频器工作状态分作自动与手动两类,手动工作状态即在PLC结束工作后展开的人工操作行为,经电位器调节能对变频器输出频率进行给定。自动工作状态实质是PLC输出信号为变频器输出频率展开控制。和传统调节阀控制方式相比,PLC控制可节电,更好进行水泵磨损控制,在延长设备寿命与实现系统自动化水平提升中发挥了重要作用。
第一,和传统正弦波控制技术相比,因变频器用到了电压空间矢量控制技术,先进性和独特性在性能上得到充分凸显,同时因其特有的低速转矩大、运行稳定性强、谐波成分小等特征,这对我国电网而言输出电压自动调整功能能充分进行优势发挥。第二,变频器具备外部端子、键盘电位器与多功能段子等一系列操作方式,功能完善,可输入多种模拟信号(如电流、电压、频率等效范围检测,转速追踪等);并且变频器可实现摆频运行与程序运行等一系列模式。第三,因变频器全系列元件应用的是西门子产品,有极强的保护性能,可靠稳定,能很好的避免过流、短路、过压等问题,确保本机能正常运行。并且变频器有良好的绝缘耐压性,产品质量好,设定简单等使得其有更强的适用性。
3)电路发挥的作用。在安装PLC和变频器的时候,保证电路的稳定是保障工作的必要。电路在安装过程中,应该采取边安装边测电的方式,这样更能使电流稳定,这同样属于工作期间需引起重视的关键环节。在电路安装完毕之后,不要急着通电,应该先再次检查电路是否安装正确,查看是否有少安装或者多安装的情况。另外,测量一下接触元器件的连接点,这样可以发现一些接触不良的地方,若有漏电情况应该及时对此进行维修。电路在工业中也是起到了很大的作用,在安装电路的时候,一定要小心谨慎,综合考虑多方面因素,不要遗漏一些小问题,有时一些小问题也可能出大错,保证电路的稳定才能更好地协调其他设备的安装稳定。应认真复查电路,查看电路有无正确安装,或存在设备多安装或少安装的现象,同时应认真检测每个接触元器件连接点,明确有无接触不良或短路现象,若发生漏电务必要及时维修与处理。电路调试的具体流程总结如下:
在我国的经济体制由计划经济向市场经济转变的今天,高等教育的教学管理模式也发生着变化,高等教育现在在全面贯彻党的教育方针的同时,已经由原来的学校完全承包,向以就业为导向的方向发展,已经逐渐走向一条产学研结合发展的道路。随着科学技术的不断发展,社会对人才的需求更具合理性和前瞻性,特别是知识的应用能力、应变能力和创新能力等综合实力,提出更高的要求。这样高等教育的培养目标就由原来单纯以学习课本为重,转向要求学生既有一定专业理论基础,又有胜任现代化生产工作的能力。因此,实践教学在学生培养过程中就显得十分重要。
毫无疑问,实践教学是大学生创新的有效途经。可以把教师的科研项目列入实践教学活动中,启发学生的科研创新意识。如让学生参与教师的科研项目,使学生了解科研的过程、方式方法、数据处理方法、论文写作方法等。[1]本文将探讨如何使科研激活实践教学,促进产学研相结合,开拓学生创新思维。
一、构建科学的实践教学体系
实践教学体系是培养学生实践能力、创新意识与创新能力的整体教学组织与训练过程,也是考查学生掌握基本理论、基本技能的主要途径,是实现专业培养目标十分重要的教育教学环节。[2]高等教育的实践教学体系包含多种类型的课程设置。例如实验教学、课程设计、金工实训、生产实习、毕业实习和毕业设计等,都属于实践教学的范畴。表1为高校实践课程教学体系。
1.实验教学
实验教学是从最基础的理论知识入门,通过仪器设备的使用操作,对数据或图像进行分析,验证理论知识的来源与正确性,随着学习的不断深入,再逐步开设综合性的实验。如机械原理零件实验、刀具实验、金相热处理实验等基础实验,随着学习的不断深入,再进一步完成机、电、气综合与创新性实验等。从而帮助学生更好地理解和掌握理论基本知识,对仪器设备操作基本技能,培养创新思维能力。实验教学是实践教学的基础。
2.课程设计
课程设计是学完某一门专业基础课或专业课后进行的一项专门化实践性训练,主要目的在于培养学生利用本门课程的知识及已学的知识,综合应用完成某一课题的设计。如工艺夹具设计、刀具设计、机床设计、零件设计和电路设计等。初步培养学生设计思维的方法及应用知识的能力。
3.金工实习
金工实习是工科院校必开的一门实践课程,他属于基础金工实习。学生在学完金属工艺学与机械制图课程后进行,也可在金工实习过程中完成该门课程的教学。通过实习,了解金属加工过程的方法和设备,掌握冷加工和热加工操作的基本技能。在实习中,可将后续相关的知识,适时适量介绍,对专业知识初步了解。同时,还可以到各种类型的企业参观考察,观察社会了解市场,扩大视野端正专业思想。
4.生产实习
生产实习是一门综合性的实践教学课程,是在专业课程大都已学完的基础上进行的。走出学校的课堂深入到企业生产的现场。针对某一机械产品考察制造全过程,运用所学的知识,进行分析对比,研究总结,如到内燃机制造企业进行实践,把在课堂学到的理性认识融会到感性认识中。
5.毕业设计与毕业实习
毕业设计与毕业实习,应强化学生实践能力的培养,是实践教学的核心。这是进入社会前的一次大练兵,也是教育质量的大检验。持续一学年的毕业设计选题至关重要,应是融技术性与实用性为一体,融创新意识与创新实践为一体。具体做法:一是与科研课题相结合,如大客车整车强度测试;二是充分利用现有实验设备,如利用FISTO气动实验装置,设计机电自动控制回路;三是对实验设备进行技术改造,如对机械原理机构示教板改进自动控制装置;四是结合生产实际进行科研开发,如汽车发电机壳体压铸模具设计等。学生在指导教师的带领下,结合生产实际或科研课题,充分调动人的主观能动性,运用设计新理念和方法,进行创新设计取得良好效果。[3]
表1 高校实践课程教学体系
二、把“产学研”和实践教学结合起来,开拓学生创新思维
产学研合作教育对于高校提升科研水平、企业技术进步、增强地区和国家核心竞争力都具有重要作用和意义,是贯彻落实科学发展观、转变经济发展方式的重大战略举措。[4]高校人才联合培养是产学研合作的形式之一,其主要方式包括:大学、科研机构与企业通过设置人才培养专项基金、大学教授和研究人员担任企业顾问、大学生在企业实习、企业人员在大学或科研机构进行培训等多种方式在人力资本层面进行交流与互动。[5]
大学生的创新活动是在学习实践过程中的创新,同时也是在掌握了基础知识、相关专业领域研究成果后的创新,这使得他们的创新不仅要有个人价值,而且要在专业领域中具有一定的社会价值。创新活动的价值衡量具有双重标准,对于应用型工科大学生,应以社会标准为主,偏重于创新活动的结果,偏重于创新的产品。因为创新能力培养的关键在于创新主体要有强烈的自我意识和积极的实践探索。在没有投入创造性社会实践之前,人的“才能”只是一种“潜能”,只有通过创造性实践这一“中介”,方可得到进一步的提高,只有在不断的摸索中才能培养创新能力。在台湾本科教学中,每一门课程的教学中,实践教学就占有大半时数,每一单元时间内的教学,都包含有理论教学和实践教学,在动脑和动手过程中,提升大学生创新思维。
1.“产学研”项目和实验环节相结合
实验教学在人才培养方面具有课堂理论教学不可替代的作用,实验室作为高校人才培养的重要阵地在培养高素质创新人才中应发挥其重要的作用。因此,我们将科研方法引入实验教学中,将学科建设取得的科研成果和开发的新技术、新方法不断引入实验教学中,保持实验教学方法与手段的不断更新。并通过设置探索性实验项目来模拟科研全过程,实现实验教学与科学研究新技术、新方法训练的有机结合。
工科类专业在探索性实验课程中,只给出若干思路,实验前,学生不一定知道实验结果,由学生根据实验条件和研究目标,自行查阅相关资料,设计实验方案、实验内容和步骤、实验数据参数,独立进行实验操作,书写实验报告,并对出现的可能结果给予一定的解释。尽管学生在实验的最后结果中不一定达到要求,但是通过综合训练,使学生对科研的基本方法和程序有一个清楚的认识和体验,有效调动了学生的主动性,既提高了学生的动手能力,又使学生养成了自主式、合作式、研究式、开放式的学习方式。如开放性实验,完全由学生自己设计实验方案,自主管理实验过程,自主完成实验,从而使实验教学成为科研与教学的最佳结合点。例如工业自动化应用课程利用实验室电气动实验开发平台,结合实验题目要求,自己设计、搭线、编程、调试等软硬结合过程。
2.“产学研”项目和实习实训相结合
实习实训是一门融理论与实践综合性很强的课程,在整个学生的培养过程中起到了一定的作用。我们要重视对学生动手能力、工程实践能力的培养,增强学生将所学基础知识综合运用于工程实际的能力、独立工作的能力、分析问题的能力及创造能力。
例如现代机械制造加工中心需要机械手完成不同的任务,这个就可以为学生的实习实训提供选题,学生自己对课题进行分析、设计,自己动手编程、调试、安装、并最后调试完成一个机械手加工系统,对设计过程中涉及到相关课堂教学内容,必须加以理解和消化,最终提交的是机械手能完成的任务和设计报告。这样学生不但能够将课堂上学到的理论知识与实际应用结合起来,而且能够对机械传动、电子电路、电子元器件等方面的知识综合应用,同时在单片机编程、排错调试、机构运动、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼和提高。为了促进“产学研”项目和实习实训相结合,我们先后和多家企业建立了长期、稳定的校企合作。
3.“产学研”项目和毕业设计相结合
毕业设计与毕业实习,是时间最长最具综合性与创新性的实践,是实践教学的核心。工科专业学生的毕业实习与毕业设计时间长达近半年,是学生走向工作岗位的最后一个重要的教学环节,如果淡化工程意识,假题假做,由书本到图样可能对发挥学生的创造力极为不利。为了促进“产学研”项目和毕业设计相结合,我们具体采取了以下方法:
(1)利用生产中的真实题目或参与指导教师的实际课题研究,提前布置毕业设计题目。以毕业论文课题研究等形式参与科研活动,在科研实践培养创新精神以及分析和解决问题的能力方面,实现了以科研促进教学的理想效果。[6]
(2)利用工厂待解决的技术问题,让学生走出去,到工厂做毕业设计。由于受教师手头的真实题目的限制,不可能所有的同学都在学校做真题目,我们通过与科研机构和生产单位的结合,即产学研结合,让同学们到工厂去,到科研机构去,根据具体情况安排毕业设计题目。这样做,不仅发展了生产也培养了技术人才,发挥了学生的创造能力。
三、以“工程测试”为例,探索“产学研”提升大学生实践创新能力
利用科研项目将实验、实习实训、毕业设计等串联起来,把各个实践环节紧密联系在一起又起着承上启下的作用。激活大学生参加实践的积极性,加强培养综合运用能力。
测试技术是获取信息、分析和处理测量数据的关键技术与手段,是从事科学研究、产品质量检验与自动控制不可缺少的工具。[7]本人在学校主要承担《机械工程测试技术》实验教学,并在这几年负责工程测试的一些科研项目,例如:2008年在厦门金龙联合汽车工业有限公司、2011年在东风杭州汽车有限公司作全承载整车强度测试。在这些科研项目完成的过程中,都与实践教学结合起来,开拓学生的创新思维,实现了科研成果与实践教学双丰收。
1.开设开放性实验,吸引学生加入到科研项目
由于《机械工程测试技术》实验项目与工程实际相结合,要求课时较长,另外实验相对正常,完成水平要高。我们选择以开放性实验对学生开放。把《机械工程测试技术》一系列实验连续起来,要求学生按照工程上测试的要求,把应变片粘贴好,并且对自己粘贴好的应变片作静态应变测量和动态应变测量。图1为学生在粘贴应变片,图2为粘贴好的应变片。这样,学生完成这些实验后,就可以加入到全承载整车强度测试中。
2.学生到现场测试,丰富学生的实训实习
充分发挥工程测试科研项目的优势,鼓励学生积极参与科研项目中的一些工作。无论是2008年在厦门金龙联合汽车工业有限公司,还是2011年在东风杭州汽车有限公司作全承载整车强度测试,都有不少学生加入到测试。图3是正在作整车测试的客车,图4为学生在现场测试。由于科研课题多与工程应用紧密结合,解决生产实际问题,任务本身具有挑战性,学生在参与科研的过程中,可切身体会到理论与实践结合的价值,激发起他们内在学习动机,应用所学知识解决实际问题。[8]
3.测试项目为学生毕业设计课题提供来源
多年来,我们都高度重视学生毕业设计等实践性教学环节,强化学生实践能力的培养,形成了良好的传统和特色。大学生所完成的这些工程测试项目,可以直接为他们的毕业设计提供选题来源。通过强化过程管理,保证了毕业设计(论文)的教学质量。这对培养大学生创新精神和实践能力方面有示范作用。图5为大学生以某大客车测试为毕业设计题目所采集处理的数据。
四、“产学研”融合实践教学取得的成果