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二、成品化教学模式探讨
高职教育中,无论是理论基础课程、专业基础课程还是专业课程,总能够在社会实践和生产实践中找到对应其知识体系的物化原型,这为成品化教学模式的确立提供了条件。成品化教学是指将教学目标产品化,或称实体化。它脱胎于项目化教学,是项目化教学的具体化。相较于项目化教学,该模式教学目标明确,更加贴近生产实际,适用于各类课程的教学活动。它以“教学做一体化”的高职教育理念和教学方法为支撑,基于工作岗位和工作过程来设计教学程序。它生发于成品又终结于成品,能够避免理论讲授和实验实训的脱节,实现课堂知识传授和实验实训的无缝对接,实现高等职业教育系统传授知识、全面培养能力的初衷,能够克服项目化教学脱离生产实际、内容空泛的弊端,能够切实提高学生的学习兴趣、提高教育教学质量。成品化教学模式很大程度上摆脱了传统单一课堂的束缚,集中了多媒体教学、仿真教学的优势,实现了教学资源利用的最大化。成品化教学模式也对教师的综合能力提出了较高的要求,需要任课教师实现由“授人以鱼”向“授人以渔”的转变。教师应该具备广博的专业理论知识、高超的职业技能、敏锐的行业发展洞察力、突出的职业素养。只有授业教师构建出合理的成品化教学方案,拿出合格的、有实质意义的教学产成品,才能够保证学生顺利完成成品化教学提出的各项任务,达到预期的教学目标[2]。对于高职教育而言,学生实践技能的获取需要有专门的实训场所和实训模式,同样,理论知识的传授也离不开专业性的教学场所和教学模式。成品化教学模式能够将传统课堂教学和实验实训有机地结合起来,根据教育教学的目标,灵活、高效地完成发展型、复合型和创新型高等级技能人才的培养任务。将课程知识体系所对应的物化原型或者类似于物化原型的事物作为教师教学分析和研究的对象,符合教育教学的规律;将其作为学生知识学习、技能培养的起点,符合认知规律,符合唯物辩证法的认识论原则。
(一)理论基础课程
以《有机化学》、《无机化学》、《工业分析技术》为代表的理论基础课程是高职应用化工技术专业教学活动的起点,同时也是教学难点。这三门课程很难套用项目化教学模式,因为它们中的每一门都是一个完整的理论知识体系,无法用一个项目来代表。若强行套用项目化教学模式,只能是换汤不换药,仍然是传统的理论教学加实验检验,最多是用“项目”一词将原有的“教学单元”、“章节”直接替换掉,将原先的“实验课程”改为“项目实训”,达不到理想的教学效果。成品化教学模式可以克服项目化教学的弊端。以有机化学教学为例。我们将Gaussian03量子化学计算软件作为教学工具引入课堂。使用该软件可以逼真地展现各类化合物的立体结构、键长、键角、分子轨道的形状和电子排布的状况,揭示分子最外层电荷分布的规律。学生要在教师的指导下,利用该软件在课堂上完成不同教学阶段的教学成品工作。这样的教学模式可以用在每一章节、每一环节的教学活动中(如表1所示)。这样的教学方式,学生喜闻乐见、易于接受、易于配合。实践证明,成品化教学模式能够提高学生的学习兴趣、激发学生的成就感,最终实现教育教学的目的。在有机化学中,有些章节知识的传授需要实训环节的实时辅助和补充,这就需要引入大型仿真平台[1]。教师将基于仿真平台的实验实训操作融入这些章节知识的传授中,设计好成品化教学任务让学生来完成。有机化学第五章《醇、酚、醚》的成品化教学方案如表2所示。成品化教学模式在整个理论章节教学活动中的应用,其难点在于如何设计成品任务。这种成品任务应具有如下的特点:1.必须和当时所传授的知识相吻合;2.必须是一个具有现实性和合理性的工作过程的结果;3.可操作性强,有明确的评判标准。借助于大型仿真平台,教师可以及时模拟出所学理论知识在生产实践中的应用结果,并将此结果作为成品化教学的阶段性产品,将此产品目标作为判断学生课堂知识掌握程度和能力水平的唯一标准,这样可以达到激发学生的学习兴趣、提高教育教学质量的目的。借助于大型仿真实训平台实时模拟实验实训的成果,它的优点在于可以使实训内容更丰富、实训操作更灵活,它立足于实验实训又高于实验实训,克服了项目化教学模式实训项目过少、实训项目不能代表所讲授的知识体系甚至以偏概全的弱点。《有机化学》、《无机化学》、《工业分析技术》这类理论课程的教学目的在于,使学生掌握各类化合物的物理、化学性质及其化学反应的规律。实践证明,成品化教学模式的应用能够在很大程度上降低理论知识的抽象性,提高学生对专业理论课程学习的兴趣,丰富学生的知识体系,拓展学生的学习思路,提高学生的基础学习能力。
(二)专业基础课程
《化工单元操作技术》、《化工设备》、《化工制图》、《化工设计》、《精细有机合成技术》等是应用化工技术专业的专业基础课程的代表。这类课程以使学生获得某一方面、某一单元的专业基础知识和专业基础技能为教学目标。其成品化教学模式中“成品”方案的确立仍然需要克服项目化教学模式中“项目”过大、空洞的缺点,要将某一方面的知识和技能实物化,以灵活多样、切实可行、紧扣主题、操作性强为原则。以《化工单元操作技术》课程为例。该门课程的成品化教学方案可以进行如下的设计。在该门课程的理论教学中引入大型仿真软件操作平台,教师既可以以整个单元操作为成品目标,也可以将一个单元操作细分为不同的部分,将这些部分作为教学成品子目标。总之,要紧跟授课进度,将授课内容物化和实体化。如第二章《流体输送机械》的教学活动可以如表3所示那样进行。在该门课程的综合实训中,根据实训课程的教学目标,将实训内容成品化。在实训阶段,必须要求学生拿出合格的成品来,并以此作为成绩评定的依据;同时,在对实训内容的讲解和辅导中,要基于成品目标,将实训内容归入相关的知识体系中去。如“精馏塔分离50%乙醇溶液”的成品化综合实训,可以按照表4所示的那样进行设计。成品化教学模式借鉴了企业培训中“先习后学”的做法,弥补了学校教育“先学后习”这种方式的不足。同时,以小而全的成品化教学方案组织课堂学习,以实际工业产品为成品,使学生易于理解、易于接受。这种教学模式符合学生的认知规律,往往能够收到明显的教学效果。
2精选实验内容,实施绿色化实验教学
无机化学实验教学长期处于理论课的附属,选择的实验内容基本上是都是对理论课上所讲的理论的验证。要想满足教学大纲所规定的培养目标的要求,就必须精心选择实验内容,尽量减少验证性实验的比例,增加综合性、设计性实验的比例,将绿色化学理念贯穿在实验教学过程中,减少有毒有害实验药品的用量,在实验过程中尽量避免有毒有害的化学产物或副产物的生成,减少对周围环境造成的污染。提高实验试剂的利用率和药品的使用率,将实验产生的废液集中存放并按要求进行无害化处理,尽可能的回收再利用,注重对学生环保意识的培养。
3在实验教学中引入多媒体教学手段
多媒体技术是近年来发展非常迅速的网络技术之一,在无机化学实验教学中,一些抽象的原理和现象,很难通过单纯的语言讲解让学生理解,因此可以通过多媒体教学把难懂的原理和现象,具体而形象的展现的屏幕上,来帮助学生理解与掌握。多媒体教学具有较强的直观性,引入的素材较多,能够声形并茂的将抽象的原理,形象直观的表达出来,提高知识传授的效率,充分调动学生的学习积极性,学生的主体地位能得到更深刻的体现。
4更新实验教学方法
目前无机化学实验的教学方法有很多种,包括注入式、启发式、探究式等,而在实际教学过程中并不是只用一种方法,二是采用多种方法并用的形式,我们要改变传统的知识灌输式的把知识全部灌输给学生,学生只是被动的接受,取而代之的是,引导学生去主动学习,学生对实验内容中的知识点进行小组讨论,老师在实验过程中只起到监督和指导的作用,及时纠正学生的实验过程中的不规范操作,引导学生认真观察、分析解释实验现象,并以小组的形式讨论实验结果,使学生正确的理解和掌握实验原理。在实际教学过程中,采用多种方法联合并用的方式,从而提高无机化学实验的教学质量和水平。
5改善实验室的硬件设施
实验室是无机化学实验教学实施过程的主要场所,学生在这里不仅增长了实验技能,也提高了实践创新能力。在无机化学实验的内容里会涉及一些基本仪器的使用操作,这些仪器的更新程度直接反映出实验室的教学水平。随着时代的发展,科技的进步,仪器设备的更新换代非常快,只有跟上发展的步伐,引入先进的仪器设备,才能培养出与国际接轨的人才。因此,高校要增加实验经费的投资,建设高标准、高水平的无机化学实验室,健全实验室的管理体制,完善基础设施建设,建立更高级别的无机化学实验教学基地。
3.实践教学基地建设的制度保障
在实践教学体系运行及实施实践教学过程中,始终将建立与之配套的政策和运行机制作为一项重要工作来对待,先后制订并实施了一系列管理政策和办法,出台了一系列规章制度和措施,保障实践教学的可靠进行,先后出台了《实验室设置办法》《实验室工作条例》《实验教学管理规定》《化学化工实验教学中心管理制度》《实验室管理人员岗位职责》《计算机化工模拟仿真控制中心管理制度》《化工系学生实习管理规定》《化工系学生毕业环节管理规定》《校内实习基地管理办法》等,为实践教学改革的顺利实施提供了有力保障。
二高职应用化工技术专业实践教学师资队伍建设
1.实践教学师资队伍建设的要求
第一,要符合专业教师队伍的“双师”素质建设要求。本专业的“双师型”教师队伍建设的好坏,直接关系到学生实践应用能力的培养。优化“双师型”队伍结构、提高“双师型”教师素质是我系教师队伍建设的重点。第二,要符合建立“工学结合”机制的要求。我系现有的化工实验室、实训设施比较简陋,不能适应“工学结合”的需求。应根据实践课程之需求,加大化工实验、实训设备的投入,建立若干化工生产、操作、检验等方面的综合实训基地,以满足学生“工”与“学”的需求,将技能训练与教学课堂合为一体,是校内实验、实训基地建设的关键。第三,要符合加强校外生产实训环节的要求。改革原有的认识实习、生产实习、毕业实习等实践教学环节,集中时间安排校外生产实训(顶岗实习),带领学生深入化工行业具体操作岗位跟工人师傅学习化工生产操作技能、产品检验方法等。实训结束后,通过劳动部门的职业技能鉴定,取得相应的职业技能证书,实现毕业生到企业的“零过渡”。
2.实践教学师资队伍的建设
我系具有本科以上学历的中青年教师,大多是研究型和学术型人才,多数是非化工专业老师,普遍缺少生产、建设、管理、服务等第一线的工作经历,缺乏实践意识。我们利用学院政策,要求刚从学校毕业的青年教师必须到企业、行业实践训练半年以上。在经费和待遇上对到企业、行业实践训练的教师给予支持。经过几年建设,初步形成了一支既注重传授基本知识和基本技能,又注重培养实际操作能力,既能引导学生学习知识,又能指导学生实践训练的“双师型”教师队伍。这支“双师型”教师队伍是实现实践教学体系改革的有力保障。按学院的要求,为了提高青年教师的教学能力,有实践教学经验的老教师与青年教师之间以“师傅—徒弟”形式结成了五对师徒,并签订了师徒协议,以言传身教来培养青年教师尽快适应实践教学的要求。在实验实训工作中,为提高教学质量形成了化学实验团队、化工校内实验实训团队、化工校外实训团队。因为我系应用化工技术专业实践师资不足,为了确保校内外实训基地建设的顺利进行,努力构建一支结构合理、素质优良、教学水平高的“双师型”教师队伍。计划引进有实践经验的专业教师15名,其中高级职称5名,硕士5名,“双师型”10名,来充实化工专业教师队伍。每学期派出一定数量的专业课教师和实践指导教师到合作企业锻炼,参加教育部组织的骨干教师培训,接受新技术、新技能和学历提升教育培训,鼓励教师通过各种渠道参与行业职业技能鉴定,取得测试员、考评员等资格证,鼓励教师参加各类教研和科研交流活动。大力推进现代教育技术在实践教学中的应用,近几年来,院校努力将现代教育技术、计算机仿真技术运用于实践教学中。为适应计算机技术在化工领域广泛应用的趋势,我们组建了计算机化工模拟仿真控制中心,引进了一整套完整的化工仿真软件,内容涉及化工领域多项关键计算机技术,包括分子模拟、过程模拟、过程设计、过程仿真与控制等,有效地提高了师生的计算机应用水平。
我校还聘请校外专家及企业技术人员进行专题讲座,介绍化工前沿性知识,回答学生的提问,与学生进行直面交流,学生的视野得到了开阔。如把模拟化学的数值运算与计算机化学的逻辑运算结合起来进行“分子的理性设计”,完全顺应目前倍受化学界重视和倡导的绿色化学的思想,使化学成为与生态环境协调发展的、更高境界的化学。在进行绿色化工工艺和技术的过程中,借助于量子化学计算的结果,可以更为精确地选择底物分子、催化剂、溶剂以及反应途径,这样可通过尽可能少的实验达到预期目标,大大减少了实验次数,从根本上减少了原料的消耗,对环境污染的排放也相应减少。再者反应与生物技术、分离技术、纳米技术等的结合使得开发新型反应路径仍有空间。微波反应器、膜分离技术及膜催化集成反应器、超声波萃取传质等等前沿知识的介绍使学生对绿色化工、绿色分离、集成过程等概念有所了解,开阔了学生的思路,激发了学生的求知欲。
1.2重视案例教学,增强学生对绿色化工的感性认识。
专业授课教师通过案例中采用绿色工艺,实行清洁生产增强学生的感性认识。而且针对具体工艺流程中存在的问题及对不同工艺路线和流程的技术经济评价让学生了解该工艺的发展状况和绿色工艺的应用。如氢气是一种高效而无污染的理想能源,制取氢气的方法很多,有①电解法:2H2O2H2+O2;②甲烷转化法:CH4+H2OCO+3H2;③水煤气法:C+H2OCO+H2;④碳氢化合物热裂法:CH4C+2H2;⑤设法将太阳能聚焦产生高温使水分解:2H2O2H2+O2;⑥寻求高效催化剂使水分解产生氢气。在上述方法中第五种方法设法将太阳能聚焦产生高温使水分解是可行且有发展前途的方法。因为太阳能是取之不尽、用之不竭的洁净能源,且该反应没有废弃物,不会对环境造成污染;第六种方法寻求高效催化剂使水分解产生氢气也是可行且有发展前途的方法。通过采用催化剂降低了反应活化能,提高了反应速率,降低了反应温度、操作压力,简化了流程。在大规模生产中,这种效应无论从环境影响方面还是从经济影响方面都是非常重要的。再比如,甲基丙烯酸甲酯是一种重要的化工原料,主要用作合成有机玻璃的单体,也用于制造其它树脂、塑料、涂料、黏合剂、剂。其传统合成工艺为丙酮-氰醇法,即:甲基丙烯酸甲酯传统合成反应中使用剧毒原料氢氰酸,污染严重,设备腐蚀严重,而且合成路线长,原子利用率低。美国Shell公司开发的新路线不用剧毒物质,原料价格低,利用钯催化剂反应一步完成,产品收率高,原子利用率高,经济效益、环境效益均好。
1.3教学方法多样化,教学手段现代化。
绿色化学理念倡导教学方法多样化,教学手段现代化[3]。我校努力将现代教育方法融入课堂教学中,如幻灯片投影、多媒体教学课件、音频视频资料等等。化工教学中常常涉及到一些具体的工程设备、工艺流程、设备原理等,传统的教学方法是采用板书、挂图和实物微缩教具来进行讲解,只能演示设备静态,讲授过程枯燥,不生动。现利用现代教育方法集图、文、声、像和三维动画为一体的特性,提高学生学习兴趣及学习的积极性。并且课后教师积极引导学生充分利用网络资源和网络手段拓宽知识面,吸引学生主动求知。
2校企联合在实践教学中渗透绿色化工意识
2.1改进化学实验项目,多开展微型实验、串联实验。化学教师在设计实验内容时应强化绿色化学意识,并把注重环境保护的理念渗透到实验教学中[4,5],舍弃或减少毒性大、危险性大、对环境污染及三废后
处理困难的实验项目,尽可能多地选择低毒、污染小且后处理容易的实验项目,注重开设宣传绿色环保的实验项目[4]。如我们在有机化学实验中开设了从茶叶中提取咖啡碱、从元宝枫种壳中提取单宁等绿色技术实验,这些实验原料是天然的,提取溶剂是无毒的,并且可以回收利用,废渣无公害且可以用作肥料;如综合实验项目“从海带中提取海藻酸”,其传统方法是盐酸-甲醛提取法,我们改用木瓜蛋白酶作催化剂,超声波提取。这样不但大大缩短提取时间,提出率从30%提高到90%以上,而且工艺简单,无污染。微型化学实验的优越性主要表现在试剂与辅助材料用量、水电消耗量大大减少,从而降低实验成本,而且爆炸、燃烧、中毒等事故发生的可能性相应减少,提高了实验的安全性。又由于产生的“三废”量少,极大地减少了对环境的污染。如综合实验项目“海藻接枝丙烯腈制备高吸水性树脂的研究”,其所用单体丙烯腈不但价格贵,而且有毒,而采用微型实验后,不但经济而且减少了污染。串联实验是指通过调整实验顺序,使一个实验的产物成为下一个实验的原料。如双酚A的合成实验产品可作为环氧树脂实验的原料,乙酰苯胺实验的产品可作为磺胺类药物实验的原料。
2.2选用先进仪器和技术进行实验,利用计算机多媒体系统进行模拟化学仿真实验。
先进检测手段包括红外、紫外光谱,气相、液相色谱,电镜扫描,X-衍射等。选用较先进的实验仪器,不但减少了试剂用量,减轻了环境污染,同时也增加了实验操作难度,有利于培养学生严谨的科学态度、规范化的操作技能,有利于提高实验课的质量。如化工原理课程中的吸收实验,其测量气体吸收量的经典方法是酸碱滴定法,因此,实验气体往往只能选用氨气,致使实验过程产生大量废液并且实验环境恶劣。但改用气相色谱法测定气体吸收量后,实验气体可用CO2代替氨气,这既改善了实验环境,又使测量速度加快、测量精度大大提高,且使学生接触到先进环保的检测方法。一些常规、传统的化学实验消耗较多的试剂、药品和水,尤其是一些实验所用试剂药品较贵、有毒、有害或不安全,这时采用计算机多媒体系统进行实验仿真就很有意义,如醚的过氧化物爆炸、有毒溶剂的燃烧、砷化物的相互转化等。采用计算机仿真实验既能使学生学会实验方法,又避免了对人体和环境造成的伤害[4,5]。
2.3利用大学生创新实验及毕业设计渗透绿色理念
大学生创新性实验及毕业设计旨在探索并建立以问题和课题为核心的教学模式,激发大学生的创新思维和创新意识,逐渐掌握思考问题、解决问题的方法[6]。指导教师首先必须有强烈的绿色意识,在设计课题时多注重向学生渗透绿色理念。如课题“海藻农用节水剂的制备及性能研究”,海藻是可再生性资源,储量相当丰富,而且海藻类植物中含有丰富的微量元素、氨基酸、维生素、胡萝卜素、矿物质等,极易被植物吸收。用海藻制得的保水剂不但能锁住土壤中的水分,改良土壤,提高果蔬品质,而且该保水剂能被降解,对环境无污染。又如课题“Ag@AgCl-壳聚糖/OREC/TiO2微球光催化降解有机污染物的研究”,原料是可再生的,成本低、可降解,制备的复合膜对有机污染物有吸附及光催化降解协同作用,该研究在解决医药、食品、化工企业废水处理方面有重要意义。学生在这种课题研究方式中增长了知识,开阔了眼界,培养了绿色环境意识及环保理念。
2.4校企联合在学生见习、实习过程中渗透绿色理念
见习、实习环节使学生在掌握专业理论知识的基础上,进一步了解化工行业的实际生产过程,对现代化工生产企业的生产和管理模式有一个较为全面的认识,让理论知识和实际生产相结合,提升学生独立分析和解决化工生产实际问题的能力。见习、实习是学生迈向化工行业工作前的重要的锻炼[2]。因此,学校和企业积极联手,结合企业生产实际,对学生进行绿色化工教育。如学生在长庆石油公司实习时,亲身感受到清洁生产、绿色工艺带来的好处:该公司投建硫回收系统工艺用于废物处理,它既避免了废物直接排放对环境造成污染,又回收到硫磺,创造了巨大经济效益;学生在长庆石油公司及兴平化工厂还参观了污水生化处理工艺。污水生化处理是利用微生物的代谢作用,完成有机物的分解和生物体的合成,将有机污染物转变成无害的CO2、水以及富含有机物的生物污泥,多余的生物污泥在沉淀池中经沉淀池固液分离,从净化后的污水中除去。污水生化处理相对于化学处理废水降解污染物更彻底,运行费用较低,基本上不产生“二次污染”。企业技术人员也通过自已企业实施清洁生产后获得的利益向学生宣传绿色化工的重要性。如通过实施清洁生产促进企业整体素质的提高;降低产品成本,提高竞争能力;同时,企业的环境好、无污染、不扰民,使企业具有一个良好的社会形象,增加了消费者对企业产品的信任度;改善了职工的生产操作条件乃至生活环境,减轻了对职工身心健康的影响。
2化学工程技术的研究对象及复杂性
化学工程是以物理学、化学和数学为基础,并结合工业经济基本法则,研究化学工业中的物理变化和化学变化过程及其有关机理和设备的共性规律,并将之应用于化工装置的开发、设计、操作、控制、管理、强化以及自动化等过程中,在化工工艺与化工设备之间起着承上启下的桥梁和纽带作用的一门工程技术学科。一般情况下,化学工程的对象的情况较为复杂,具体如下:首先,该过程自身具有一定的复杂特点,包括化学与物理,而且两者经常发生,彼此影响。其次,物系方面较为复杂,流体与固体,或者兼而有之。流体特质变化较大,如有低粘度和高粘度、牛顿型和非牛顿型等。最后,物系流动时边界复杂,由于设备的形状较为多样,而且其在填充物方面的形状也不正常,如催化剂、填料等,使得设备在流动边界方面的设置较为复杂而且在确定方面不准确。
3化工工业的现状及发展
目前从形式上看,现代的化学工业经历了单元操作和传递原理与化学反应这两个发展阶段,正准备走向一个新的阶段。但种类多样、制造过程复杂以及生产产品款式较多,造成排放物复杂、量多及危害大,因此,目前化工工业应重点关注污染问题。与此同时,在加工、贮存、运用或者处理化工产品时应防止操作对环境生态以及人类健康造成危害。在化工生产中应遵循国家可持续发展战略,制定正确的方案。随着我们国家科学技术的快速发展,各行各业进行生产都要接触化学工艺,涉及制药、石油、材料、能源等行业的发展和污染问题,这都是现代化学工业需要面对的问题。目前,我国的化学工业经过了半个世纪的发展,已经形成了门类比较齐全,品种大体配套并基本可以满足国内需要的化学工业体系。2001年全国国有及规模以上非国有企业的石油加工工业和化学工业总产值达到10990.6亿元人民币,占全国工业总产值的9.8%,实现利税747.8亿元,石油和化学工业企业13765个,资产总额13344.2亿元。我国化学工业获得长足进步的同时,环境保护工作也不断得到加强。但是化学工业在实施可持续发展战略过程中,仍存在不少问题和障碍,严重制约着我国化学工业的发展。
二、文化创意与工业设计的关系
工业设计的不断扩张首先是在创意产业范围内进行,但其强大的生命力,发展势态的迅猛将突破创意产业范围,力图对创意产业的束缚进行摆脱,但由于其本身特性的存在,使其与创意产业存在复杂的“扯不断,理还乱”关系是不可改变的。二者由于具有不同的行业特性,导致形成的矛盾也不同,尤其是迅速发展的工业设计威胁到了创意产业的地位,而且两者的互相亲近,使了解的欲望被增加,对方的每次进步都对自身发展产生振动。引发其思考,成为共同发展寻求的促进因素,这是从总体上所描述的二者关系。以下为具体论述:
1工业设计的发展对创意产业的发展具有存进功能
就当今全球知识产业来看,在密集型和服务型产业中设计发展得最快。工业设计综合了科学性与艺术性,在对资源和环境经济等问题的解决方面发挥重要作用,成为人类生产与社会发展的推动力量。创意产业包括工业设计,因此说工业设计的发展也可视为发展创意产业了,同时发展工业设计对其他相关产业也可发挥促进发展功能,最终促进发展整个创意产业,因此说发展工业设计实质就是对创意产业进行发展。工业设计对于创意产业来说,发挥的支撑作用极为重要,也就是说,今天创意产业所形成的影响力是建立在工业设计基础上的。在全球竞争日益加剧的今天,工业设计被视为重要利器,国家和企业对其所产生的高附加值的关注程度也呈现上升趋势。大贺典雄为索尼公司董事长,他认为:“在市场上分开产品的唯一标准就是设计。”从很多国家和企业的案例中已经充分的证明了工业设计推动创意产业的作用,例如保守和落后以及贫穷曾是韩国的特征,在亚洲危机中曾萎靡不振。1998年,“设计韩国”战略被韩国政府提出后,工业设计成为政府大力推动与支持的对象,得到高速发展,工业设计使韩国走出金融危机泥潭,而且像三星等一大批世界著名品牌得以诞生。工业设计成为韩国向世界迈进的推动力量,是制造国家成功转型为创意设计国家的有力武器,工业设计对创意产业具有巨大的推动作用,这从韩国巨大的工业设计成功中得到充分的证实。
2创意产业的发展促进工业设计的发展
在没有明确提出创意产业前,工业设计处于缓慢发展时期,对于其在发展中所发挥作用的重要性,人们的意识并不清楚,把装饰和美化产品视为工业设计师功能,没有发现其对经济效益的直接作用,对其成为国民经济支柱性产业更是无从想象。当创意产业从其他产业脱颖而出,带来出色的经济效益,把自己的产业体系形成后,人们对创意产业开始关注,同时对其中重要组成部分工业设计的存在开始重视。这样工业设计就从小丑地位转变为主角。发展工业设计是需要基于创意产业背景的,创意产业的发展有利于把良好的环境为工业设计营造出来,成为更多、更好设计产生的促进因素。创意产业能够把宽松的设计氛围和合理的设计评价体系等等提供给工业设计。另外,各地的创意产业组织对创意产业博览会等各种活动的经常举办,能够把很好的学习机会提供给工业设计者,他们可以吸取服装和绘画等方面的营养,为灵感的寻找带来便利。并把更多的展示工业设计的机会创造出来,从而能够使更多的人对其给予了解和认可,为国家给予重视和扶持创造条件。总之,工业设计的发展对于创意产业的发展来说,势必成为促进因素,创意产业投资力度的加大势必对工业设计的长足发展发挥促进作用,两者相辅相成,共同促进,共同发展。基于创意产业格局,我国出台的工业设计发展策略就应该充分的考虑其政治文化和经济发展历程的特殊性,因此我国在发展工业设计中,盲目照搬国外对策是坚决行不通的。我们在结合我国国情,充分的分析我国工业设计发展状况,研究创意产业的运行模式后,把工业设计的发展对策确定为文化创意和产业化,而且还需要充分的结合二者。
目前,我国必须把良好的创业环境创造出来,构建高效的政策支持机制和高技术的基础设施,使产业链条具备相互接驳特征,构建的交易平台具备高度市场化,这是我国创意产业实现大力发展需要的条件与背景,并把工业产品设计产业体系确定为基础和核心,把平面和环境艺术设计等相关行业涵盖在横向联系范围内;产品的宣传和营销等环节为纵向联结扩大的范围。对于我国经济发展而言,工业设计发挥增进强大竞争力功能,在我国获得全球市场竞争优势,从“中国制造”转变为“中国创造”,打造充满活力的国际形象中,其作用的重要性将是不言而喻的。我国政府在综合国力增强过程中,如果想走以高新技术产品附加值提高之路,重视工业设计就是必要之举,需要把政府管理部门和行业协会专门设立起来,并且在资金上大力扶持。此外,需要加大重视设计教育力度,就工业设计而言,其质量和竞争实力直接决定于设计人才。我国目前的设计师具有世界影响的几乎没有,而且在补给新鲜血液方面也能力有限。多元化应是设计人才应具备的特点,而且其背景也需要拥有跨行业和国际化等特征。因此创意产业集群也极有必要形成,致使文化生态具备多元化特征,形成创意服务产业链。以城市创意产业集聚效应为依托为产生和转化创新,打造载体和发展空间。同时需要强调的是,发展工业设计需要跨区域,实现国际化互动,不能局限在个人和单个企业或单个城市上,应具有地理性集聚特征。工业设计创意产业把创意设计向产品进行转化依靠技术支持平台来实现,设施的研发和对创意人才的转让与吸引等为主要的社会和生活环境内容。另外,企业和政府还要从外部条件方面不断进行完善,为工业设计创意产业商品价值的发挥打下坚实基础。如培训教育具备专业化特点,人才市场要具备灵活性,市场需求实现多样化,相关产业要给予支撑,信息流和人才流以国际化为基础,同时,社会环境和政策环境也要极力做到宽松。
化工企业主要任务是有效组织生产进而创造利润,所以中心工作围绕生产和经营,而对技术创新人才的培养滞后于技术进步的需要。
2.技术创新激励机制不到位
大部分化工企业技术创新激励立足于实际创效,也就是在成果转化成效益后才有激励,激励方式单一,而对创新的过程激励微乎其微,尤其在鼓励试验性的创新和原创方面激励缺陷更为明显。3.缺乏足够的技术创新支撑体系技术创新是一项系统工程。除了参与创新本身所需资源,还需要强有力的后台支撑体系,而化工企业目前普遍缺乏系统的人、财、物的支撑。
二、化工企业技术创新过程划分
技术创新过程根据创新的成果显现可以划分为技术创新准备期、投入期、产出期、后评价期。
1.技术创新准备期
技术创新准备期有两层意思,一是企业确定了明确的技术创新目标,并据此制定具有战略指导意义的技术创新规划,搭建了高效的组织机构。二是科研人员到位,岗位职责明确,科研目标定位准确,科研人员也做好献身科研的准备。
2.技术创新投入期
指技术创新定位,项目明确后,技术创新组织和技术创新人员按照既定方针、目标和要求,实施技术创新的过程。这一过程在技术创新中持续时间最长。创新组织为技术创新人员提供良好的工作平台和创新保障,并在方向和政策上予以指导。技术创新人员付出艰辛努力,在实验中不断总结,不断创新,不断突破自我思维模式,而行为上的付出、思想的创新、方向的多变性都会随时随地考验一个科研人员的意志。
3.技术创新产出期
是整个技术创新的落脚点,有了前期的准备、努力,就有了技术创新成果。技术创新产出期是对准备期和投入期的全面检验和总结。不管是新技术的应用,还是新产品的出世,都使企业和科研人员有了物质鼓励和精神满足,又会产生新的动力,继续推动技术创新。
4.技术创新后评价期
是在技术创新成果鉴定完成并在推广使用后,在追求创新成果转化后的利润过程中的评价过程。由于技术创新成果具有很强的外部性特征,创新利润容易溢出或不足,加强后评价工作,是对整个技术创新过程的总结。
三、化工企业技术创新过程激励及平衡控制
在技术创新中建立过程激励机制,注重从创意提出,到项目实施、成果转化、市场开拓的全过程的技术创新激励机制。具有正面导向作用的技术创新激励机制可以最大限度地激发和调动科技人员的积极性和创造性。企业使命在于追求效益最大化,将效益和技术创新激励机制挂钩需要做好平衡控制。同时平衡控制好技术创新激励机制可以解决好各层面和群体对技术创新的利益诉求。
1.准备期的激励机制
在准备期的激励实质上是对技术创新从源头实施激励,实质是对技术创新“概念”的奖励。主要包括科技创意、市场调研、合理化建议等。其中科技进步创意奖旨在开拓科技人员创新思路、寻求创新课题、保护创新成果、激发创新热情,鼓励原创性建议。市场调研奖作为技术创新激励机制的专类子项,主要奖励对行业、产品、技术具有全局性趋势研究,对技术创新具有指导意义的重大市场调研课题。合理化建议激励目的是对职工提出的合理化建议进行奖励,推进群众性合理化建议的深入开展,因为合理化建议是实施技术创新的源泉和基础。
2.投入期的激励机制
投入期的激励重点在于对技术创新的过程激励。主要包括科技项目过程激励奖,其目的是针对部分持续时间长、实施难度大、参加人员变化多、影响深远的重大科技项目,对关键节点实施激励可以确保其能按照计划节点,稳步推进,并最终取得预期效果。
3.产出期的激励机制
产出期的激励分成果激励和成果转化激励两种。成果激励主要包括科技进步奖,目的是对具有自主创新,能形成知识产权,完成工业化应用,具有良好经济效益或社会效益的科技成果给予的奖励,可以细化为包括科研开发、新产品市场开发、推广应用、论证及重大工程建设等类别。成果转化激励主要包括科技项目利润提成奖、专用产品激励奖,其中科技项目利润提成奖旨在对在开发新品,市场开拓,推广应用新技术、新材料、新设备,提高产品质量,降低物耗能耗,提高生产效率等工作中取得直接新增利润的科技成果。
4.后评价期的激励机制
在注重技术创新激励的同时,同样注意不断巩固技术创新所取得的成果,启动对科技进步获奖成果连续三年及以上后评价工作。企业科技主管部门要跟踪获奖成果,对获奖成果效益、效果进行连续三年评估,向上级科技进步奖评审委员会提出评估报告。构建技术创新的风险分担机制,对效益、效果不能巩固的成果,要采取负激励,通报批评或者必要的责任考核是可以采用的方法,尤其是对直接责任人的负激励,更会促进技术创新的实效。
四、化工企业技术创新支撑体系
在技术创新中,建立系统完善的配套支撑体系和公共服务平台,对促进企业技术创新是必要和有益的。支撑体系也是技术创新的激励的补充和完善,以及为完成这种创新而建立起的保障措施。
1.组建技术智库
大型化工企业在技术创新过程中要有自己的技术智库,有效指导技术创新。从创新方向、领导和组织、成果评审,智库可以发挥重要的作用。
2.充足的资金支持
技术创新需要“下本钱”,要舍得投入。企业技术创新需要紧跟市场需求,更要引领市场需求。在追踪和超越前沿技术时,前期的必要资金投入会很好地促进技术创新。足够的资金投入保证了装备的更新升级、科技实验的材料费用支撑。
3.强有力的人才支持
具体做法包括在人才的引进上注重针对性、适用性和计划性,注重考察引进人员的专业知识和综合素质。注重与大专院校合作培养模式。以学科带头人的培养,带动相关领域的技术创新。加强内部经验交流、论文、对外技术交流,开扩技术人员视野。注重年轻科技人员在实践中锻炼成才。建设仿真培训系统、培训信息化平台,搭建科技人员专业知识培训信息化体系。
4.持续完善的硬件支持
企业在技术创新上要按照总体规划、分步实施、急需优先的原则,加强科研硬件设施的建设,持续提升技术创新手段,为科研人员开展新工艺、新技术研究及新产品开发提供有效的硬件保证。同时编制中长期科技发展规划。
5.信息化的软件支持
适应全球信息化发展的要求,化工企业需要建成高效实用的企业信息化软件体系,为企业技术创新活动提供查找资料、收集信息的方便、快捷通道。完善的管理信息系统可使技术人员方便、及时查询企业内部生产、技术、管理及相关信息,实现企业办公自动化、资源信息化和决策科学化。同时需要建设科技情报信息网络,方便查询相关技术领域的最新信息,收集资料,了解前沿技术的发展趋势,为研发工作提供信息资源。
随着公路交通量的不断提升,公路路面也出现了很大程度的损坏,这使得其承载能力被很大程度的降低了。为了能够有效地解决这个问题,公路管理部门需要利用合理、科学的修复方法对其进行处理,以便对公路路面的承载力进行提高。过去公路管理部门所采用的修复方法有两种,一种是对局部破损的路面进行挖出,另一种则是压浆。然而,这两种修复方法都存在相同的缺点,即无法保证公路路面能够被完全修复,以及经过修复的公路路面的强度没有完全恢复,这就使得经过修复的路面很容易出现缝隙。碎石化技术的应用则可以很好地解决这个问题,碎石化技术的原理是通过使用相应的施工设备打碎破损处的公路路面,这一过程可以有效的解决破损路面存在的所有问题,且可以将路面下出现的问题进行很好地展现,在进行修复的时候,再以打碎的路面为修复基层,并在其上面加上新的路面。在对破损路面进行修复的时候,利用碎石化技术对混凝土进行处理,可以使其变得更加平整,容易铺设,同时也可以是路面结构的内部变得更加结实、紧密,这不仅能够提高公路的承载能力,也可以预防公路路面再次出现缝隙,对延长公路使用寿命也有很大的帮助。
1.2特点分析
(1)一般情况下,公路施工人员在修复破损的公路路面时,会嵌挤破损处的混凝土块内部,并将其进行结合,使其能够成为具有较高密度的混凝土路面,而这种路面的使用能够很好地提高公路的承载能力。
(2)碎石化技术的工作原理比较简单,容易操作,而且修复公路所需的时间比较短,这也代表修复所需的成本不是很高。
(3)碎石化技术所具备的优点有很多,但其的最大优点是不需要将已经损坏的混凝土路面打碎、移走,这不仅能够很好的节省施工材料,也能够在很大程度上对施工成本进行降低,同时还能够提高公路工程的施工速度。而且,利用碎石化技术对破损公路路面进行修复,还可以有效的避免公路路面出现缝隙。
(4)利用碎石化技术对公路进行修复,一般都是就地取材,不会对四周的环境造成破坏。而且,破损处的路面也可以被用作修复时的基础材料层,这样既能够达到对旧的路面进行使用的目的,也可以降低公路修复时造成的不利影响。
2路面碎石化技术的实施要求
2.1对碎石化技术的实施流程进行确认
现如今,随着碎石化技术的广泛应用,碎石化技术在这一过程中得到了很好地发展,使得其逐渐产生了一套比较完善的施工流程。这一施工流程是:第一步,先使用破碎机对破损的混凝土路面进行破碎(1次);第二步,利用Z型压路机对公路路面进行振动压实(2次);第三步,利用级配碎石对公路路面的破损处进行填充;第四步,利用光轮压路机对填充好的路面进行振动压实(5-6次);第五步,对公路路面的回弹弯沉值进行测量,并替换掉旧的弹簧板;第六步,在修复好的公路路面上铺设沥青透层油,并撒上石屑;第七步,在经过10-12小时后,在公路路面铺设沥青混合材料。
2.2做好碎石化技术实施前的准备工作
在实施碎石化技术之前,施工人员需要做好以下几项准备工作。一是要对出现破损的混凝土路面进行一定程度的清除,并移除路面上的杂物,否则这些杂物很容易对碎石化技术的实施造成不利影响,从而导致公路施工质量出现问题。二是全面标记公路内部的结构,并依据施工图纸和施工资料对公路内的管线分布状况进行调查,以免碎石化过程会对这些公路内部结构造成影响。三是对公路和桥梁之间的连接点进行标记,尤其是出现破损的地方,必须要标记具置,以便施工人员对其进行修复。四是在施工过程中,需要对破损处的公路进行交通管制。在实施碎石化技术的时候,没有铺设水泥的公路一般是不可以被使用的,所以施工单位需要对施工处的公路进行交通管制,如果条件允许,最好是在全封闭式环境下进行路面修复,假如无法对公路进行全面封闭,则需要对公路进行半封闭,否则公路施工质量就无法得到保证。
2.3重视碎石化技术的实施要求
在实施碎石化技术前,施工人员需要清理破损处公路上的杂物,并将公路的凹陷处填充平整,否则公路的碎石效果就无法得到保证。在对破损处的路面进行振动压实前,施工人员也需要将凹凸不平的路面进行处理,以使其能够变得平整,从而确保公路路面的振动压实质量,并使其能够达到碎石化技术的实施标准。在实施碎石化技术时,施工人员需要从高到低沿着公路路面进行实施,否则公路路面的排水能力就会受到影响。
3公路工程中路面碎石化技术的应用分析
3.1对旧混凝土路面进行修复的要求
一般情况下,利用正常养护方法对公路进行养护是无法满足碎石化技术的实施要求,而且也无法有效解决公路路面出现的问题。比如,公路路面较常出现的错台、翻浆等问题。在公路路面出现这些问题也代表公路有超过20%的接缝需要处理;有超过30%的工作长度出现了宽度大于10cm的缝隙;有超过20%的路面结构没达到标准。当公路路面出现了以上问题后,就需要利用碎石化技术对其进行修复。
3.2碎石化路面的再次使用
碎石化技术的实施所需要使用到的设备有破碎机及Z型压路机。这些设备在使用过程中能够在一台班内破碎路面1-1.3km。在对路面进行破碎后,施工人员需要利用Z型压路机对其进行振动压实,以使其能够变得更加平整。此外,将破碎后的混凝土路面作为基础材料层进行再次使用的优点有很多,比如碎石化过程可以使混凝土路面的强度分布的更加合理;碎石化过程也能够有效解决旧混凝土路面存在的问题;经过碎石化处理的混凝土颗粒,不会再次出现应力集中问题。以上这些优点能够有效地保证公路路面的修复质量。
3.3对经过碎石化处理的公路路面进行强度检测
一般在设计公路路面结构的时候,设计人员往往是将碎石化层的强度作为整个公路路面的代表强度,也就是顶面回弹模量。假如经过碎石化处理后的强性模量能够达到一定的水准,那么在设计公路路面结构的时候,就可以使用这种措施,以便更好地降低公路路面的厚度;相反,假如碎石化处理后的强性模量无法达到最低标准,则需要采取一定方法增加公路路面的厚度。
2建筑测量课程一体化教学探索
下面以建筑工程测量课程为例,介绍一下建筑工程技术专业理论实践一体化的教学过程。建筑工程测量是工程施工阶段,将图纸上设计好的建筑物、构筑物的平面位置和高程按设计的要求测设于实地.以此作为施工依据。在施工过程中要进行土方开挖、基础和主体工程的施工测量;在施工中还要经常对施工和安装等工作进行校核、检查,以保证所建工程符合设计要求;在施工竣工后,还要进行竣工测量,施测竣工图,以供日后维修和改建之用。在工程管理阶段.对建筑物和构筑物进行变形观测,以保证使用安全。由此可见,在工程建设的各个阶段都需要进行测最工作.而且测量的速度和精度都直接影响到整个工程的进度和质量。根据施工的流程,在一年级第二学期开学,首先进行建筑工测量课程的教学,这一时期正是建筑企业施工期的测绘阶段。学生上午在校学习测量的基本理论知识,上午的授课也不是完全的理论讲解,教师根据实际工作的需要把教学内容分为若干个模块,在每个模块内设置不同的任务,学生根据教师提供的咨讯,完成教师布置的教学任务。任务可以使理论任务,也可以是实践任务。在进行直线定向测量教学时,教师先将直线测量所需的测量设备、测量方法、测量要领,通过资讯的形式讲解给学生,学生获得相关的资讯后,就要完成教师布置的直线测量任务。教师把学生分成若干个小组,每组有一个负责人,各组在教师设定的测量范围内进行测量,完成测量任务,记录测量结果、测量数据,写出测量步骤及测量注意事项。学校本身就有很多建筑物和建筑测量所需的测量设备,完全可以进行建筑工程测量的实践活动,提高学生对测量设备的使用熟练程度,加深对测量方法、测量注意事项的掌握程度,避免在以后的实践和工作中犯一些不必要的错误。上午的课程进行的理论实践一体化教学,只是针对教师所要讲授的理论知识进行的。虽然有一些实践的内容在里面,仅仅是局部的实践活动,并不是整个建筑工程的实践。下午的实践是针对整个建筑工程整体的测量实践,教师事先要了解即将开工的建筑工程企业的施工进度情况,根据各企业的施工情况和教学需要,有选择的联系几家建筑工程企业,作为学生的实践企业。下午学生在教师的带领下来到实践企业进行实践活动,由于是根据课程选择的实践企业,学生到达企业时,企业进行的作业内容与授课内容是相同的。企业施工阶段的测量是完全按照施工流程进行的,根据施工工作需要进行各项测量活动,由于是每天下午去企业实践,具有一定的连续性,学生在实践中不但了解了整个工作流程,还把学到的知识应用到实际工作中,了解到建筑施工的实际工作环境与工作内容。
1.1故障诊断
电气工程设备的工作时间长,难免会发生故障,由于电气设施故障的非线性、复杂性及不确定性,一旦发生故障,往往需要大量的时间排查故障,效率低、准确率低。而智能化技术能够有效解决这一问题。在故障发生前,一般仪器会出现一些人们很难发现的预兆,通过实时监测仪器状态,在出现异常时及时报警并提示故障位置,在故障真正发生前避免故障,能够在极大程度上减少维修时间。电气工程中常常通过分析变压器中渗漏油分解出来的气体进行故障诊断,确定故障发生的范围,并通过各种手段逐步缩小范围,从而确定故障位置并提示派遣人员及时检修。同时,智能化装置可以记录故障问题,为以后的故障诊断提供参考,使故障诊断更加安全可靠。
1.2智能控制
智能控制能够在很大程度上实现电气工程及其自动化的控制过程自动化,实现无人化管理和远程管理,提高管理的高效性。尤其对于一些高危险、高难度的工作,如高压控制,智能控制是必不可少的。相对于传统的控制器,智能控制器的灵活性更好,更易调节。传统的控制器在设置时需要精确考虑控制对象的动态方程,而实际涉及到的控制环境往往很复杂,存在很多不确定因素。但是智能控制不存在这方面问题,因为其在设计时并不涉及控制对象的模型。并且智能化控制器可以根据对响应数据(如鲁棒性变化、响应时间、下降时间)的分析随时调整系统,调整后智能控制器的性能会大大提高,调整的过程并不需要专业人士在场,这样就减少了大量的人力。以风力发电厂智能化升压站系统为例。智能化升压站系统通过对过程层和间隔层设备升级,将一些模拟量和开关量数字化,有效运用光纤设备,实现间隔层和过程层的通信。站控层由系统主机、工作站、VQC等设备组成,是全站监控、管理、调度中心。系统通过智能化控制,自动完成信息的采集、测量、控制、保护等功能,相比于传统的升压站系统在效率、有效性等方面有很大的提高。
1.3优化设计
电气设备的设计工作相当繁琐,需要综合运用成套设备、电路、电机与电气、电磁场、变压器等学科的知识,并结合过去的设计经验。传统的设计方式根据经验和实验,手工完成设计,方案的达标率非常低,修改难度大,成本高,产品的开发周期也很长。应用智能化技术能够有效提高设计产品的质量,缩短开发周期。智能化技术在这方面的应用主要有专家系统和遗传算法。其中,专家系统依据该领域的专家提供的知识经验,建立数据库,在决策前模拟专家决策过程,做出合理决策,该技术比较前沿,目前尚处于研发阶段,尚未得到大量应用。遗传算法是一种借鉴进化论的随机化搜索方法,被广泛运用于信号处理、组合优化、自适应控制等领域,在电气设计产品的优化上性能优越。
1.4PLC技术
PLC(可编程逻辑控制器)具有高可靠性和抗干扰能力,广泛应用于自动控制领域。在一些大型的电力企业的辅助系统中,PLC已经代替了一般的继电控制器。PLC技术使用内存,用程序方式存储控制逻辑,并用半导体电路实现。PLC技术的应用实现了供电系统的自动切换,用软继电器取代了实物器件,使供电系统更加安全可靠。并且,它能使用复杂的工作环境,具有良好的发挥性能,稳定性强。
2.智能化技术在电气工程及其自动化中的应用前景
2.1优势分析
智能化技术在电气工程及其自动化中相比于传统的控制系统有巨大优势。传统的自动控制系统需要建立控制模型,运用数学方法分析,建立动态方程,但由于系统的复杂性,在实际应用中往往会出现无法预料的问题,很难达到预期的效果。智能化系统可以从根本避免不可控因素,提高工作的效率。智能化技术可以实时监控系统,通过监测响应时间、下降时间等对系统进行实时调节,使系统性能大大提高。因此,智能化系统比传统的控制器更能适应实际工作环境。另外,智能化技术拥有很强的一致性。在输入不同的数据时具有同样可靠的估计能力,有广泛的适用性。
2.2性能方向
速度、精度及效率是电气工程及其自动化的关键指标。在电力系统中采用智能高速处理器芯片,同时采用交流数字伺服系统,能够改善电力系统的动态特性和静态特性,提高系统的速度、精度和效率。柔性化柔性化主要包括群控系统和数控系统这两个方面。对于群控系系统,必须按照生产流程的具体要求设计系统,使系统能够发挥最大的作用,完成信息流和物料流的动态调控。对于数控系统,其强大的可裁剪性和覆盖面可以满足客户的具体要求。
2.3功能方向
在功能方向上,主要包括设计用户图形界面、可视化计算、多媒体技术方面的发展。目前的操作系统一般都采用图形界面,具有良好的人机交互性。在智能化系统中采用图形化界面,通过窗口和菜单实现编程、图像显示、图像模拟、仿真等功能,能够降低操作者的门槛,方便非专业人士操作。通过可视化技术,信息的表达不再是呆板的文字和数据。将数据转化成图表,能方便操作者分析数据,也可以高效地处理和解释数据。同时,采用无图纸设计、虚拟样机技术等技术,将可视化和虚拟环境相结合,能够更加有效地提高产品质量、缩短产品开发周期。多媒体技术一般是将声音、文字、图像、视频等融合在一起传输,如果将多媒体技术应用于智能化系统,可以更加综合化、智能化地处理信息,能带来很大的经济效益。
2.4体系结构
通过集成化、模块化、网络化实现智能化技术在体系结构方面的发展和完善。可以使用高集成度的处理器、大规模集成电路FPGA、CPLD等提高软硬件运行速度。器件的高度集成化能够提高电路密度,减小器件体积,更加方便安装和使用。将智能化技术模块化,各模块之间通过接口通信,这样有助于技术的标准化和集成,也可以运用模块的增减将智能化产品分级别销售。将智能化系统联网使得人们能够对系统进行远程监控,随时掌握系统状况,使电气工程的控制不受地域限制。也可以实现在一台设备上控制其他设备,进行编程等操作。对于较小的电力系统,远程控制能够节约电缆的增加数,材料以及安装费用,并且可靠性高、灵活性强;但是在通讯量大的系统中远程控制会比较困难。
2化工生产中电气自动化技术的应用
2.1先进控制
2.1.1先进控制的特点
在化工的生产当中,往往生产过程较为复杂多样,这样就很难的建立起数学模型。一旦没有完善的数学模型,就会导致预测和推断的失误。与传统的控制技术相比,先进的控制技术能够更加的抓准将要预测和推断的难点[3]。
2.1.2先进控制的应用
先进控制的应用在当今的自动化技术当中得到过广泛的应用,与传统的技术水平相比,现如今的技术手段不仅仅应用到了信息化技术手段,还应用到了很多数学模型之类的知识。因为只有建立了完善的数学模型,才能够对采集到的变量进行精确的统计和计算。再加上信息化的先进技术,这些是保障先进控制应用的有效技术手段之一。
2.2现场总线
2.2.1现场总线的特点
现场总线具有将所有的线路连接起来的功能,现场总线将所有的自动化系统和只能现场设备进行了连接,使得这些智能化设备能够听从统一的号令,这种管理方式既能够节省大量的人力和物力,还能够在很大程度上使得系统的管理变得更具有自动化和智能化。线路总线基于计算机网络自动化技术,使得系统的单回路调节器、现场变送器、现场执行器、可编程序控制器等设备能够与总线进行连接,进而对化工生产当中的一些设备进行更好的控制和调整。
2.2.2现场总线控制系统的
现场总线系统能够在化工生产和电气自动化的生产当中保证成本的最低化和投资以及安装费用的最低化,这些费用对于任何一个商家来说都是应当精打细算的,只有注重每一个细节,才能够使得企业不断的变得强大起来。现场总线的控制还能够减少工人的工作量,在保证质量的情况下增加了工作的效率[4]。
3化工生产中电气自动化技术的发展趋势
化工生产中电气自动化技术的发展趋势已经越来越趋向于国际化,因为我国目前的电气化发展已经采用了很多先进的科学技术和技巧,现代化的科学技术与先进的技术是完全分不开的,其中以电子信息技术为最主要的技术手段。现如今在这个二十一世纪当中,更多的事业都趋向于信息化和国际化。自从研发出了电气自动化技术在化工厂当中的应用,对于提高信息系统的处理能力就有着很高的要求,然而信息系统的运行和应用又完全离不开网络技术。通过电气自动化的运行和应用可以加快我国现有工业的发展,从节约资源入手,尽最大的可能去降低生产的成本和费用,保证少成本就可以获得更多的经济效益。能够合理并且高效的应用现代化信息技术是缩短我国与其他国家之间差距的一个保障之一,只有促进全国的经济发展才能够让更多的百姓拥有现代化的生活。