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[關鍵詞]畢業設計;培養質量;選題;團隊畢業設計
[中圖分類號]G642[文獻標志碼]A[文章編號]1008-5823(2016)02-0084-02[收稿日期]2015-10-11
一、畢業設計現狀
畢業設計是大學生在大學期間的最后學習內容,它占用學時最長、綜合性最強,是大學階段學習的深化與升華。它是高等學校本科生培養計劃中最能衡量學生綜合水平的重要教學環節。可以說,畢業設計是對大學生綜合素質的全面深入的檢驗,最能充分反映出高校人才培養的質量。正因為此,各個高校都特別重視大四學生的畢業設計工作,且采取多種措施來盡可能完善該項工作。作者所在的中國民航飛行學院航空工程學院是培養中國民航機務人才的主力院校。通過分析總結近幾年所在教研室指導畢業設計的情況,發現傳統的個體畢業設計存在著一些弊端,主要表現如下:
(一)選題難
航空工程學院每年幾百名畢業生,同時要求畢業設計的題目幾年內不能重復,給我院教師的畢業設計選題帶來了很大難度。選的題目太難,學生在短短的幾個月內很難高質量地完成,到最后反而使指導老師非常被動,為了讓學生順利通過,干脆自己上陣和學生一起做;選題太簡單,學生走過場,達不到應有的鍛煉效果[1]。有些老師手頭有一些科研項目,但是涉及的專業知識分屬于不同的學科領域,只有由各個專業領域的老師合力指導才能完成,這就需要團隊協作,而個體形式的畢業設計在這種情況下滿足不了實際的需要。
(二)學生精力投入不夠
航空工程學院畢業生在大四下學期要下到各個分院的機務部門進行為期一個月的實習。如果已經找到工作,則可以做畢業設計的時間只有3個月,如果工作還沒有著落,則需要參加各種招聘會,甚至到用人單位面試,期間真正忙于畢業設計的時間就會大打折扣。而簽好就業協議的同學,往往覺得既然單位也已經找定,畢業設計質量好壞就和自己的求職沒有關系了,容易變得懈怠,思想上放松要求,追求答辯通過就好,不在乎實際的分數,在畢業設計過程中也是主動性嚴重不足,利用往屆的論文或在網上搜索一些相關資料拼湊了事。
(三)教師能夠花費在指導學生畢業論文的精力非常有限
中國大多數高校青年教師的壓力都很大,不僅要完成一定的教學量,同時還要搞好科研,而科研是探索未知領域,要讀大量的中英文文獻,非常耗時間,而文章、科研項目是教師職稱晉升的主要考核指標。在這種情況下,如果學生畢業設計選題和自己的科研不十分契合,就不愿花更多的時間去指導。同時,隨著高校每年畢業生數量的增多,每個教師往往要同時指導多名學生,工作量很大,這種情況下也很難保證畢業設計的指導質量。
二、團隊畢業設計的概念
團隊畢業設計,或者說團隊合作模式的畢業設計是指由多個參加畢業設計的學生組成一個團隊,針對某一個大的研究項目,合理地利用每一個成員的知識和技能協同工作,解決問題,達到共同的目標[2]。在以往個體畢業設計模式下,每個畢業生的題目和同屆的同學都不相同,且可能差異很大,如果遇到問題,除了自己的指導老師外并學生并沒有太好交流溝通的對象,而如上所述,因為學生自身的主動性缺乏或者教師的精力分配不夠,就容易導致問題一拖再拖,最終影響了畢業設計質量。而在團隊畢業設計模式下,學生在論文研究工作進展過程中遇到的問題可以和同團隊的其他成員充分溝通,這無疑會加快論文寫作進度,提高論文的質量,且在這個過程中可以培養學生的交流溝通的能力。還有一個積極的因素,因為是團隊的研究攻關,無形中會使學生體會到團隊的榮譽感,這種榮譽感會使每個學生都不敢懈怠,努力按時間節點完成團隊分配的子內容,確保不至于因為自己一個人而影響整個團隊的畢業設計進度。
三、關于在民航院校畢業設計中引入團隊畢業設計的思考
以團隊為單位開展大學生畢業設計工作是一種新的形式和方法,是以常規畢業設計工作為基礎而發展創新的成果[3]。南京的一些高校較早對以團隊為單位開展大學生畢業設計工作進行了探索和嘗試,江蘇省在省優秀畢業設計評選中設立優秀團隊獎,對此也起到了良好的導向作用和推動作用。在我校引入團隊畢業設計,需要注意以下幾個方面(以畢業設計的階段為序):
(一)選題階段
畢業設計的研究課題應具有較好的系統性,這是團隊畢業設計選題的基本要求。系統性強的課題,有利于拆分成幾個既有一定的獨立性又相互關聯的子課題,實現團隊畢業設計模式的初衷。比如,對于通過計算流體力學的方法研究不同夾角下的附面層流動情況的課題,需要不同角度,不同湍流模型,甚至不同商業軟件之間的互相對比、校核,如果安排給一個學生,學習軟件就需要耗費畢業設計一半的時間。這種情況下,只有進行團隊畢業設計,通過團隊中每一位成員的分擔、交流與合作,才能深入研究該課題。
(二)團隊組建方面
指導教師要對所帶學生進行合理安排。一般情況下,畢業設計的團隊成員限定在4-5人,且可以從中選取一名研究與組織管理能力兼具的學生當團隊組長,或者說是導師助理,由他來召集學生開會,負責指導老師和團隊成員的信息溝通,收集團隊成員的研究進展情況,并適時反饋給指導老師,必要的情況下可以輔助導師協調整個團隊的研究進度。每個團隊里的成員負責一個具體的子課題,為了保證在預定的時間節點完成預定的畢業設計研究內容,可以根據每位學生研究能力的強弱選擇不同難度的子課題,確保該工作能夠協調推進,不會因為某一個學生而延誤。
(三)開題報告編寫階段
俗話說,好的開端是成功的一半。在這一階段,指導教師應通過定期學術SEMINAR的形式向學生介紹該課題的背景,了解各個學生的專長以進行各個成員之間合理分工;同時要求各成員分頭查找相關資料,并資源共享,在這個過程中逐步促成一個良好的團隊氛圍。對于一些閱讀價值高的文獻資料,可以分發給每個學生并在SEMINAR的學術研討會上集體討論、研讀。通過這一階段的學習,畢業設計團隊要完成一份較高學術水平的團隊開題報告,而不是每個成員各自寫各自的。這個開題報告反映了整個團隊的集體貢獻和集體智慧,它要達到碩士研究生論文開題報告的學術水平,具體則包括:該課題的研究背景、研究目的、國內外在該領域的進展情況、學院前期已經開展的工作以及下一步要解決的具體問題、預期的研究手段,甚至包括詳細的研究計劃。
(四)中期階段
可以采取類似國外學術SEMINAR的形式,每隔1周由導師組織開一次團隊的例會進行工作進展情況的匯報,學生在會上介紹自己負責的子課題遇到的問題,下一步的工作打算。導師在會上要耐心地給予學生指導與建議,在學術民主的氣氛中互相交換意見,共同研究解決問題的方案及進一步工作思路。通過過程管控,確保整個團隊的進度。
(五)畢業設計論文編寫及答辯階段
通過團隊合作的形式,每位組員在編寫自己的畢業設計論文時會加強與小組內其余成員的溝通,這樣避免了畢業設計常見的一些低層次問題,同時也可以把論文研究背景及國內外發展趨勢等內容敘述得更全面深入;每個成員根據分擔的研究子課題完成自己的畢業設計論文,答辯時采取統一PPT模板、以團隊為單位依次答辯的模式。這樣可以使每個組員感受到團隊的力量;自己表現好壞對團隊的答辯成績有重要影響,而團隊答辯成績對個人的成績也有重要影響;從而增強其團隊意識和團隊榮譽感;為其進入社會后團隊協作能力的培養奠定基礎。四、結語團隊畢業設計模式不僅解決了傳統的個體畢業設計與系統性強的課題需要多學科融合之間的矛盾,而且在整個過程中顯著地鍛煉了學生之間協作、溝通的能力。在選題階段選擇一個系統性強的題目,按照各自專長組建團隊,合作編寫總的開題報告,通過定期的學術例會加強過程管控,各自編寫畢設論文,并以團隊為單位組織答辯。我們相信,通過逐步的探索和總結,團隊畢業設計工作將逐步完善,形成民航院校畢業設計工作的特色和亮點。
[參考文獻]
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關鍵詞:航空基地基礎設施;建設;質量控制
引言
航空基地基礎設施工程的質量好壞可以決定民航基礎設施建設項目是否達到規定的指標,如果質量太差,必然會影響到企業獲得的投資效益,甚至還會嚴重地影響到社會的效益。所以就需要對現今民航基礎設施建筑工程建設過程中出現的質量問題進行遏制,扭轉不良局面,加大對工程施工工程質量的控制,強化施工階段對各項建筑指標的嚴格控制,切實地將建筑工程的工程質量提高。
1、工程概況
新華航基地基礎設施項目是國內大型綜合航空基地,建設有維修機庫、航材保障庫、特種車輛庫、運行指揮、航空配餐、綜合辦公、后勤綜合保障用房、機坪場道工程等設施。新華航基地基礎設施項目定位為公司北方國際、國內定期航班運行的綜合保障基地,是公司運行保障核心基地。基地位于北京首都國際機場西北側,緊鄰機場西跑道。本文以新華航基地建設為例,論述民航基礎設施建設過程之中工程質量措施。
2、航空基地基礎設施工程施工質量管理體制的現狀
為了不斷增強對于施工質量的監督以及管理,當前我國各行各業都依據其自身的特性,而設定相關的各級質檢站,絕大多數都形成了十分完整的質量管理體系。比如說場道專業的質量管理,絕大多數是委托城市市政部門的質檢站做好質量監督以及評定。雖然時政部門的專業的到場專業監查具有一定類似之處,然而還是不能達到民用機場場道工程的監查技術要求以及質量要求。所以類似的時政部門的質量檢查標準以及評定標準,并不能完全滿足民航機場的場道工程的要求。比如說助航燈光,通信導航等等設施,具有民航系統專業的獨特性,地方質檢站基本之上較難做好質量檢測管理,工程質量的檢測絕大多數都是通過民航系統內部的工程監理部門或者基建業務部門來實現的。
3、航空基地基礎設施建設的特點
航空基地基礎設施建設是一項復雜的工程建設項目,是我國大型的公共基礎設施,由于機場區域內設施建設的重要性和特殊性,在和其他一般的工程項目進行比較來說,其有自身獨特的特點,而且同時也受外界各種因素的影響,它的特點主要表現在以下幾個方面:
3.1、建設管理程序復雜
針對機場區域內建設工程中的特殊性以及復雜性,需要不斷的總結機場區域航空基地工程建設管理中的經驗和教訓。之前,因為規劃的立意不高、缺乏遠見而造成機場區域內航空項目建設工作被動,甚至綜合評定不太成功的案例也是屢見不鮮的。通過工程建設的實踐證明,對于綜合論證并符合機場總平面規劃是十分必要的,對我國機場區域內航空基地建設管理工作也起到了很大的作用,這也是航空基地基礎設施工程的不同之處。
3.2、工程投資規模巨大,工程任務重
機場以及配套的航空公司運行保障設施建設對于一個地區的社會經濟的推動作用是很明顯的。所以,規劃設計的要求比較高,大量使用較先進的技術,從戰略定位、規劃設計,功能分區、未來發展需求等勢必使其規模以及功能比較超前,從而給管理工作帶來較大的挑戰。建設機場航空公司綜合運行保障設施通常可以分成機務維修工程、航材保障工程、綜合運行指揮設施工程、配餐工程、貨運工程等,涉及范圍包括規劃、管道、消防、結構、機械、電氣、土建、信息以及弱電等等,所以,機場航空運行基礎保障設施工程的投資規模比較大,通常都是十幾億元甚至是幾十億元。
3.3、工程技術含量高
現代化的機場航空運營綜合保障基地是作為一個地區的窗口,一般則是定位于“運用一流技術、擁有一流設施、提供一流服務、實施一流管理“的現代化設施,是展示新技術、新結構、新材料和新工藝的舞臺,因此工程技術含量相當高。尤其是航空維修、航材保障、配餐設施等工程的建設,其作為航空公司運行保障基地標志性的建筑和群體工程中核心的項目,它的設計以及施工技術、施工工藝的復雜程度都能展現出我國在建筑領域的高水平。
4、航空基地建設中質量控制措施分析
4.1、對機場航空專業施工之種種生產要素的質量控制
4.1.1、人員素質的控制
從事航空基地建設工程項目的各種人員通過對企業生產運行流程的專門培訓之后,結合航空企業運行特點和基建業務知識充分地將個人內在的潛能發揮出來,才能勝任民航企業基建業務對于從業人員的要求,但是大多數的從業人員素質良莠不齊。所以企業就需要通過加強對從業人員的各方面的技能進行教育和培訓,還要制定各種上崗制度和考核及嘉獎等制度,使得種種類型的工作人員可以較好的為企業效力。
4.1.2、原材料的控制
航空基地項目建設的質量要求比較高,所以對施工原材料、半成品和設備選型等方面都是工程實體不可或缺的部分,因為材料的質量、項目的實體的質量以及項目的投資目標之間具有十分緊密的關系。因此在進行民航機場航空項目施工的企業要把好原材料的質量關,對半成品以及設備在采購以及檢驗等方面要做到嚴格的控制,真正保證好資料的可靠性。
4.1.3、施工工藝的控制
航空基地項目建設的施工工藝是否合理將會直接影響到工程的質量和進度以及成本等問題,在機場航空基地項目建設之中使用先進的施工工藝可以保證基地基礎設施工程質量和進度得以有效的控制,也可以確保工程的質量安全。
4.1.4、施工環境的控制
施工環境因素包括水文、氣象、以及施工上常見的各種類型的安全狀況。所以就需要根據施工實際的環境進行細致地擬定方案,正確處理好不利因素,從而能夠做到合理地預防,盡量消除其對工程質量的不良的影響。
4.2、使用較為先進的管理模式
不斷推行工程建設總承包不斷深化我國工程項目管理改革,注重提升工程管理水平,確保工程質量以及投資效益,也是不斷規范建筑市場秩序十分重要的方法,同時也是我國同國際先進管理方法接軌的必然要求,在當前的情況之下,機場航空基礎設施工程建設在實施總承包模式之上還存在諸多的難度,但是在我國的一些發達地區已經開始這種管理創新,同時也獲得了一定的成效。機場航空工程項目種類比較多,同時其分布面十分廣泛、專業性比較強,而施工管理的協調管理的難度較大。而為了可以及時解決此問題,建設指揮部則采用的是通過施工單位替代建設單位對全部或者是一部分的工程項目做好管理的模式,及時將一個或者是幾個單位工程從進度、安全以及質量等等角度進行承包,再通過總承包單位來選擇具有一定的資質的單位工程、施工隊伍。建設單位應該對人員、質量、進度、安全以及資金等等方面做好有效控制,就可以在一定的程度和環節上減少建設單位在人力、資金以及物力上的壓力。總承包單位需要全面負責本標段范圍內各專業施工隊伍日常協調工作,日常工作包括的主要內容有臨時便道規劃、修筑、維護;臨時排水溝等等開通、臨電、臨水的接駁和交界工作面的合理控制,一直到最后收尾以及全場恢復整理工作。也可以通過層層包干,此些比較瑣碎,但是十分重要的協調工作劃分到各級施工單位承擔,在一定的程度之上可以緩解建設指揮部的協調管理工作。
同時,只有總包單位管理加強各道工序的有效銜接,主動為專業分包單位提供工作面,才能大大減少工作界面不清楚產生的工程扯皮推諉問題。例如,消防、空調、弱電等等工程應該通過相關專業施工單位承建,需要在主體建筑工程施工過程之中同步交叉實施,各種管線施工順序,交界工作面安排,極易發生管線等的錯漏放現象,這就需要總包單位統一協調、科學安排。通過施工單位總承包職能的改變,使得施工單位在施工之中可以完全做到“不錯放漏放一根管線、不放錯一個燈位。此外,建設指揮部在施工管理過程之中會時常發現同一支施工隊伍,因為不同的管理班子,或因為項目經理不同會產生不同的管理結果及施工效果。因此,在評標及定標過程中,建設指揮部必須重視對中標單位項目經理的選擇,優選技術過硬、組織協調能力強的合格項目經理及管理團隊,而對于那些“有其名而無其實”的項目經理堅決撤換,一經優選并確定的項目經理及管理團隊從合同等法律法規層面上加以確定,直到工程結束,此措施在工程建設之中有著十分重要的作用。
4.3、優化施工組織設計
機場航空基礎設施施工中,施工組織設計的合理性是直接影響并決定結構工程施工質量的關鍵因素。施工組織設計是對本圖紙在首次施工時就一定要先對工程施工組織進行設計,采用不同設備、不同技術來安裝和施工。需要提及的是,在某機場航空基地工程建設過程中,為了進一步確保機場航空基地工程的施工質量,實現早期所制定的質量創優目標,實際施工時,建設指揮部門本著“優化施工組織設計,規范施工程序”的原則,采取提高施工技術水平這一手段來保證工程的施工質量,以實現機場航空工程技術質量管理的規范化和標準化。另外,在優化施工組織設計的同時,建設指揮部門還在原有施工工作的基礎上再次分析了航空基地設施工程的施工特征,并著重探討了機場航空基地工程施工中的關鍵技術,結合一系列實際情況制定出明確的質量檢測指標和質量驗收控制難點,要求各個單位在實際施工中必須做好質量控制難點的管理工作,在施工時必定一份試施工方案,在現場進行試施工。最后,由施工單位結合試施工情況編制初步的施工組織設計,報監理、設計審核。優化后的施工組織設計明確規定了施工工藝、施工方法、施工作業面劃分、施工流程和應該使用的主要施工機械設備、人力資源配置以及質量控制措施等等。此外,優化的施工組織設計應該依據工程的實際情況,制定了特殊氣候、不良地質條件等等不利因素對于施工產生的影響以及相關應對措施、應急預案。
5、結語
質量是任何一項建設工程永恒不變的主題,它就像建筑工程的生命一樣。所以在建筑工程的施工的過程中對質量的控制的重要性就不言自明了,從業人員就需要針對現今的工程的質量的控制現狀,合理地總結經驗和探討出更加有效的建議,保證建筑工程項目質量的安全可靠性。
參考文獻:
[1]裴杰群.試議民航機場建設中工程質量控制[A].科技部.2014年全國科技工作會議論文集[C].科技部:,2014:1.
關鍵詞:師生課外互動;工程創新能力;實踐能力;團隊合作精神
中圖分類號:G640 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2016)38-0213-02
引言:
我國在“十二五”規劃中提出了“創新教育方式,突出培養學生科學精神、創造性思維和創新能力”。2015年5月4日,國務院辦公廳印發了《國務院辦公廳關于深化高等學校創新創業教育改革的實施意見》(〔2015〕36號),全面部署深化高校創新創業教育改革工作。航空工程的先驅者馮?卡門有句名言“科學家研究已有的世界,工程師創造未有的世界”。然而,目前工程師的技術創新能力不足,在企業設備升級改造與生產優化中的影響力降低。這與當前的高校工科教育有關。一方面,工科教育的教學培養計劃變得系統化、學科化;另一方面,大多數工科教師逐漸遠離工程實踐變得學術化[1]。為了提升工程師的創新能力,高校必須深化工科教育創新改革。
一、工程創新能力內涵
在工程師素質模型中,國外比較有影響的有美國工程和技術鑒定委員會頒布的《工程準則2000》的素質模型、澳大利亞工程師協會的雙層素質模型[2]。《工程準則2000》確定了當前企業工程技術人員應當具備的11個素質要求,波音公司對工程師的素質提出十條要求。創新型的工程技術人員是在企業生產實踐中進行創新性研究和開發,對企業的生產過程優化和利潤的提升起到關鍵作用的創新性人才。現代的工程技術往往是多學科交叉與融合,需要多個具體技術領域的工程技術人員相互協作,溝通交流,主動學習,實現知識更新和拓展,完成科技攻關。對于一個具有工程創新能力的工程技術人員而言,喬兵提出須具有七個方面的能力[3]。汪晶晶在對S汽車企業598名工程技術人員進行問卷調查,分析了影響工程創新能力的個人素養、企業文化與環境[2]。筆者認為工程技術人員具備工程創新能力必須包括:(1)對從事工程技術領域的熱愛和興趣;(2)具有扎實的專業基礎知識;(3)具有項目經驗、熟悉項目整體流程;(4)主動學習能力;(5)團隊合作能力。只有具備這五種能力,才能對企業的復雜工程問題發現、分析和高效解決。
然而,工科大學生普遍存在專業知識的應用和創新能力不足,綜合設計、研究開發能力差,缺乏團隊合作精神等顯著問題。因此,這對高校的工科教育提出了新的要求,需要改進教學培養計劃,更新教學方法和教學資源等,以適應企業對工程創新人才的需求。周東一等人提出利用校企合作培養學生工程創新能力[4],許宜申等人以蘇州大學光電測專業為例,提出大學生工程創新能力培養措施[5]。為了培養本科學生的工程創新能力,在教學過程中要善于引導學生思考問題、分析問題、發現問題、主動學習、解決問題。一是要實現以教為主向以學為主轉變,使學生成為學習的主人。二是以課堂教學為主向課內外結合轉變,使學生充分利用課外時間鍛煉自己。三是以結果評價為主向結果與過程并重轉變,使學生的綜合能力得到客觀評價。
在此背景下,自2010年以來,筆者在本科教學工作中摸索出一套行之有效的師生課外互動教學模式,并進行實踐應用。該模式積極激勵學生參加教師及教師團隊的科研項目,參加各種學科競賽,設計創新作品并展示、書寫發明專利等,利用PBL(基于問題的學習,Problem Based Learning)理論,借助各種途徑和媒介實施師生課外互動,有效培養了工科生的工程創新能力、實踐能力和團隊合作精神。
二、基于PBL理論的課外師生互動特點
PBL理論是20世紀60年代由加拿大麥克馬斯特大學首創的,成為國際醫學教育改革的熱點和趨勢。PBL是建立在建構主義學習理論之上的[3],具有如下特色:以問題為基礎、以學生為中心、以小組為單位的自我導向式學習。強調學生在知識構建過程中的主體地位,重視自主學習、終身學習、潛能挖掘、創新精神、實踐應用等能力的培養。基于PBL理論的課外師生互動應具有如下特點:
1.是基于問題的課外互動教學。問題是積極思考的結果,也是深入探究的動因,更是調動學生學習動機和思維主動性的最好刺激物。問題要難易適中,可望可及。問題可以來自日常生活,也可以來自某個工程領域,可以來自教師正在從事的研究課題。問題可以由教師提出,也可以由學生提出。
2.是教師主導和學生主體的實現過程。教師的主導性表現在:教師是問題的設計者、學習形式的組織者、學習的指導者和學習效果評估者。學生的主體性表現在:主動地把教師的教學意圖變成自己的學習意圖和行動要求,不斷深度內化知識。PBL評估結果來自教師對學生、學生對學生、學生自評。評價形式采用作品展示考核、報告考核、答辯考核等。
3.是團隊協作學習。PBL采用小組的形式將問題進行分解和分配,每個學生都成了特定子問題的“專家”。小組分配要根據學生的性別、成就、智力、性格、理論理解能力和實踐動手能力等進行靈活搭配。組內成員的分工要清楚。PBL小組培養了教師與學生、小組內部成員的小組間的合作精神。
4.是不拘一格形式的教學。針對不同的問題內容、不同的學生或小組,采用不同的課外互動教學方法,如討論式、學導式、案例式、啟發式、項目驅動式、探究式及其多種方法融合等。
三、師生課外互動的教學實施途徑
課外互動取消了時間及空間的約束,可以在教室里,可以在網上,可以是全部學生,可以是少數學生。
1.積極鼓勵學生參與教師的科研項目。自從2010年以來,借助團隊和省級工程中心“遼寧省光伏發電控制與集成工程技術研究中心”,積極鼓勵學生(包括申請者的授課對象、導師制的學生)參與團隊的科研項目。筆者負責的科研團隊積極設計問題。如:如何實現光伏電池板的自動清潔及除雪功能?如何實現光伏電池板像向日葵一樣總是跟著太陽走?如何解決大型光伏電站的電池板故障檢測?為了激勵學生完成問題的分析與解決,對每一個問題,至少安排三組同學來分別完成,達到競爭和知識面的有效拓展效果。在團隊成員和研究生的引導和指導下,制作完成的光伏電池板的智能清潔裝置、光伏發電系統的智能跟蹤裝置等分別入選國家大學生創新創業項目。
2.引導學生完成課程創新實踐作品的設計與展示。以課程《風力發電技術》為例,PBL課外互動教學模式簡介如下:
教學目標:培養學生風能資源利用與評估能力、風電場選址建設能力、風力發電機組選型與設計能力、風電場安全運行與維護能力等,具有創新設計高效風力發電設備能力,具有標準化意識、工程意識、團隊合作精神等。
定位:風力發電技術課程涉及多學科知識,采用學科內PBL教學模式和跨學科并行的PBL模式實現課外師生互動。筆者負責的科研團隊是由不同學科專業背景的教師組成,角色轉變為教學團隊,分擔課程的不同模塊,主導師生課外互動。
教學方法:借鑒了小組討論、案例教學、項目驅動式等教學方法的理念,有效推行PBL模式的師生課外互動教學。設計的問題綜合性強、真實感強、易于激發學習興趣和動力。
學生學習成果及評價:學生以小組方式提供創新實踐作品,并進行答辯。教師引導學生設計創新實踐作品教學過程如下:
如以問題“如何提高風力發電場的發電效率?”為任務,啟發了同學們思路,如從提高風能捕獲角度,設計多層風力葉片、利用樹葉原理設計風力發電樹等;從風光互補發電、減小棄風現象、設計小型風力發電機組和移動電源等角度給予同學啟發。并同時教授學生如何查找資料,如在渤海大學主頁圖書館中查找論文、專利等,如何書寫專利等。經過四周時間準備,進行創新設計作品答辯階段。答辯內容按照背景、基本思路、關鍵技術、推廣價值等準備。特別強調的是,在這個教學流程中強調做人,強調創新作品不要抄襲,要遵守學術道德,舉例說明知名人士因為抄襲而身敗名裂的事件。在創新作品答辯過程中,由教師和每組選派的代表組成評委團,其他學生旁聽但可以在答辯過程中對作品提問或質疑。提問質量高的可以獎勵加分,提問者可以與答辯者同臺進行辯論。同學們表現非常積極,準備相當充分。每名學生答辯時,其他學生積極提問,有的竟然問出10多個問題,有的竟要站在講臺上與答辯者共同探討。另外,對優秀的創新實踐作品,指導改進,并申請發明專利或以論文形式發表。
3.鼓勵學生參加各種學科競賽。積極組織學生參與學科競賽,如全國大學生電子設計大賽、飛思卡爾杯智能車比賽、挑戰杯、全國大學生創新創業訓練項目等。
參考文獻:
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假如封面不是范冰冰,你會買這期雜志嗎?
假如是比基尼版冰冰,你會買兩本看一本祖傳一本嗎?
假如是《3D肉蒲團》……那不如上38D潘霜霜①。
假如是鳳姐……那是3D肉團。
侯飛,你是個不稱職的主編!你錯過了銷量DOUBLE,秒殺《GQ》《男人裝》的最佳時機。哪怕不學《觀音山》強吻女流氓②,你也不能讓人家干站在池子邊啊,你趁她不注意把她推水里啊,不知道啥叫濕身誘惑你真不配做男性雜志主編,至少至少,你也能學張繼科(圖1) ,把圓領衫扯成深V吧。
同志們,我們要勇敢地承認,我們都很淺薄,因為我們都是顏控。
王小波說,杜拉斯小說寫得好,因為《情人》一開頭就是:一個陌生男人對一個女人深情地說,你年輕貌美時我就見過你,但我更愛你現在備受摧殘的容顏。
王二老師,您夸的這個,要不是個文藝范小清新,要不是個重口味,要不就是欠這個女人錢而且是不少錢吧。
沒有顏控,韓國經濟會不會破產呢?
沒有顏控,只剩下博爾特和大小威,體育變成純粹的數字和比分,是多么了無生趣。想象一下,一夜之間,日本愛情動作片,全部變成生理解剖圖……那福島加蓋子的錢都沒處籌了。
有一大票科學家,研究過相貌跟薪資的關系③。除去東莞夜總會,在500強、律師、醫生等領域,同等專業水平,好看的,比不好看的,要多賺10%-20%。是不是布拉德?皮特主刀,割闌尾的師奶就不用麻醉了啊。
體育圈里,長相跟收入的相關性,比韓劇得失憶癥的系數都高。
無論決定比賽的能力,還是技術能力,伊涅斯塔、維阿、里瓦爾多、卡福都遠高于貝克漢姆。他們是世界冠軍,歐洲冠軍,世界足球先生,歐洲金球獎得主。還有埃辛,馬克萊萊,里貝里……這群《西游記》群眾演員模樣的足球天使,都是臉先著地的。
可只有貝克漢姆叫貝帥。雖然他代表國家隊從沒進過任何比賽四強(四國邀請賽除外),21世紀從沒拿過冠軍杯,個人從沒得過金球獎,但他賺的,比那群妖怪加起來都多。王子大婚,請了貝帥而不是魯尼。這也很好理解,誰愿意自己大好的日子,老看見史瑞克在眼前晃悠呢?
貝帥為阿瑪尼拍的內衣戶外廣告,曾在米蘭引發堵車。里貝里你敢嗎?你就是代言,也只能代言《巴黎圣母院》,或是王麻子菜刀。
莎拉波娃從2005年朝后,除了澳網,沒拿過一個像樣的冠軍。她甚至有兩年多排不進前十。但是,連續7年,她都是廣告收入最高的女網運動員。
難道,廣告商圖的不是那張俏臉,而是人家3年前就穿過五道杠嗎?看圖不說話(圖2) 。
英文的Google中文的百度,都有人問莎娃的三圍。中英文都有人回答:人家三圍多少關你什么事。
三圍再傲人,也增加不了一發成功率。又不是和羅迪克④對打。要是不幸碰上小威,深v越性感,小魔獸就越有斗志。那已經不是一個網球運動員和另一個網球運動員的比賽,那是一個女人對另一個漂亮女人的戰爭。去年溫網,莎娃被打得楚楚可憐,我那顆憐香惜玉的心啊,恨不得沖進電視攥住女金剛。后來上網一看,矮油,有上百萬兄弟和我心手相連。
日本人還造了兩款枕頭:一款是莎娃的胸,17美元;一款是莎娃的大腿,29美元。廠家指天發誓,枕頭跟真品,形狀大小完全相同。一群平均身高1米70米的男人⑤,非要坐到一個1米88的美少女大腿上,丫得當心不要掉下來摔癲癇了。
顏好胃口就好,吃嘛嘛香。不要嫉妒人家,這幫天生五道杠的小美人,也為體育運動的發展,做出不可替代的貢獻。
其一,美人們推動了諸多運動項目的普及。
上月斯諾克世錦賽,丁俊暉半決賽碰上特魯姆普。眾多連彩球分值都弄不清的小女生,把金發瘦削帥氣桀驁一臉稚氣的特魯姆普,喊作“普兒”――請用親昵的顫音,可參照郭靖喊黃蓉。連王佳芝都被梁朝偉策反了,你覺得功夫熊貓跟流川楓死磕,女生們會支持誰?何況,這位流川童鞋的智商,比愛因斯坦還高出兩分。今后10年,因為普兒的存在,斯諾克要多出多少球盲死忠啊。
北京奧運時,中國馬術隊有個華天,號稱“360度無死角的帥”(我所在的報紙女編輯做的跨版通欄標題,我讓她改小點,人家差點把我撕了(圖3) ),中英混血,世家子弟,英國出生長大,就讀伊頓,考入布里斯托大學攻讀航空工程,身高1米91,為了代表中國參賽放棄英國國籍,第一個出戰奧運馬術三項的中國人,為了買馬四處籌錢……尼瑪這是勵志片劇本吧。那屆奧運會,中國男足一塌糊涂,輸球輸人。眾多女生群情激奮,一再呼吁解散足球隊,把這幫人糟蹋的錢省給華天買馬。假如大白馬上那位,不是華天,而是潘長江呢?諸位小娘子,今晚我們就來個馬肉宴吧。
其二,美人給球隊和國家創造了巨大的附加價值。
小貝儼然是英國的代言人,北京奧運閉幕,是他在倫敦大巴上開球。英國申辦世界杯,他是大使。他還要幫美國推廣足球,幫非洲抵抗艾滋病,幫朝鮮半島維護和平。朝鮮電視臺史上第一次播出的西方電影,就是《我愛貝克漢姆》。
C羅轉會費是9400萬歐元,但皇馬只靠賣C羅的球衣,一個賽季就收入1億歐元。假如C羅是個死胖子,皇馬會不會破產清算讓薩村不戰而勝呢?
其三,美人激發了贊助商的熱情。
在女運動員財富榜上,金妍兒排第五。國民妹妹全身上下,連戴的耳環吃的餅干都是有主的,我們知道的韓國牌子,三星現代大韓航空國民銀行,都是金妍兒的金主……她一年最多拍過28個廣告。小剛導演,山外有山你害羞了吧。
今年冠軍杯兩場半決賽,恰好都是杠對鉤。結果,三道杠雙殺出局,倆鉤子會師溫布利。3天后,另一個冰冰火線成為冠軍杯推廣大使,身穿三道杠,出現在CCTV5和各媒體。作為冠軍杯的傳統贊助商,杠子這也算無奈之舉。⑥
其四,美人讓運動更加賞心悅目。
意大利男模隊,早已深入人心。他們為D&G拍的大片,不亞于fashiontv的任何show。去年那組浴室照,堪稱狼的誘惑(圖4) 。
德國女排、澳洲女足都拍過掛歷。而法國一家男子橄欖球隊,每年都要拍一組掛歷,迄今已11年。尺度越來越大,銷量越來越高。這組男同志市場上的俏貨,被命名為“球場眾神”系列⑦。
假如韓寒長著周立波的臉。
假如周杰倫酷似方文山。
假如孟非長成郭德綱。
假如黃健翔化身李大眼。
今晚睡前,請你展開會飛的翅膀,使勁想象。
據說,噩夢有助減肥。晚安。
注釋:
①這個也要看注釋,你肯定沒看我們這期雜志。
②侯飛,參見本雜志版權頁。《觀音山》吻女流氓,冰冰最出彩的戲里最出彩的橋段,當時我就震精了……
③在研究相貌跟收入關系上最有名的論文,是兩位美國經濟學家1994年在《經濟評論》發表的《美貌與勞動力市場》。此后,他們做了十幾年的跟蹤研究。
④倆人傳過一陣緋聞。
⑤壞消息是,中日韓三國里,中國男人平均身高最矮。好消息是,我遠遠超過平均數了。
⑥世界杯歐洲杯冠軍杯,歷來是幾大體育品牌之爭。杠子此次雖只能旁觀決賽,但跟鉤子家去年世界杯上的“踢出傳奇”⑧系列杯具相比,已屬大幸。
⑧踢出傳奇:耐克在南非世界杯前,使用十幾位當紅球星,拍攝了踢出傳奇系列。結果,這幫衰哥所在的球隊,不是小組不出線,就是早早在淘汰賽出局,只有鏡頭最少的西班牙最終幸免。
(裝甲兵工程學院裝備指揮與管理系,北京 100072)
摘要:根據OSA-CBM,合理地劃分了航天發射場地面設備健康管理系統的層次,描述了數據采集層、數據處理層、狀態監測層、健康管理業務層和表示層;設計了狀態監測、過程控制和管理運行等主線業務;說明了航天發射場地面設備的分系統,設計了分系統的基本架構。設備健康管理系統方案設計對于實現科學的設備維修管理具有重大作用。
關鍵詞 :健康管理;基于狀態的維修;航天發射場;原型系統
中圖分類號:TP311 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2015)24-0139-03
基金項目:總裝某部科研資助項目(2010SY4308002);中國博士后基金項目資助(2005038514)。
作者簡介:夏良華(1970-),男,江西新建人,副教授,博士,主要研究方向為裝備健康管理理論與應用。
0 引言
航天發射場測試發射地面設備是遂行各項試驗任務的重要保障,特別是關鍵設備一旦發生故障,勢必影響整個試驗任務的順利完成。建設航天發射場地面設備健康管理系統,可以有效地解決當前航天發射場設備管理中存在的三個方面問題,即設備管理知識與設備技術知識的融合問題,信息系統和技術設備的信息獲取及融合問題,以及不同廠商的技術設備的信息融合問題,從而達成更全面的互聯互通、更完整的信息獲取、更深入的智能決策[1],并實現全方位的設備健康管理目標。
1 原型系統的層次設計
1.1 原型系統的層次劃分 根據OSA-CBM(Open System Architecture for Condition-Based Maintenance)的要求,融入云計算、物聯網等現代信息化手段,論文采用從下至上(Down-Top)分層方法來設計航天發射場地面設備健康管理系統方案[2][3[4],將航天發射場地面設備健康管理系統劃分為五個層次,從下至上分別是數據采集層、數據處理層、狀態監測層、健康管理業務層和表示層,如圖1所示。
1.2 原型系統的層次描述 設備健康管理原型系統設計方案由傳感器信號處理器健康狀態評估服務器設備綜合健康管理機等組成設備健康管理系統。具體如下:①首先利用各種傳感器(例如壓力傳感器、電流傳感器、加速度傳感器、溫度傳感器等)對各個分系統的組成設備進行數據采集。②利用信號處理器對采集到的數據進行處理。③處理之后的數據再經過健康狀態評估推理機進行診斷推理。④如果設備的健康狀態惡化嚴重,將觸發健康狀態報警裝置,產生設備維修管理需求。這主要是實現OSA-CBM的數據采集、數據處理和狀態監測三層的功能,而且每個設備的這三個功能都相對獨立。⑤然后從狀態監測層輸出的數據經過交換機輸入到設備健康管理系統中,在這個業務層里,結合歷史數據信息、知識數據信息等,對設備進行剩余壽命預測、維修決策等,實現設備的健康管理功能。⑥表示層是直觀展現給設備操作人員、維修人員、管理人員等的設備的各種信息,包括設備基本信息、健康狀態信息、剩余壽命信息、維護信息等。
該方案的優點是:一是采用這種方案開發出來的設備健康管理系統,可靠性、可維護性以及可測試性好,這對于設備健康管理系統的有效運行非常必要;二是該方案不嚴格區分各個分系統的診斷和預測方法,各個診斷和預測方法都是以組件形式提供的,這樣整個設備健康管理系統的規模將大大減小,提高了整個系統的效率;三是該方案可以實現設備狀態信息數字化、設備健康管理現場清晰化、設備故障診斷智能和設備維修智能化等。
2 原型系統的主線業務設計
航天發射場地面設備健康管理系統設計方案中的五個層次(數據采集層、數據處理層、狀態監測層、健康管理業務層和表示層),可以設計成由狀態監測、過程控制和管理控制等主線業務貫穿而成。
2.1 狀態監測業務設計 航天發射場地面設備健康管理系統的狀態監測層由傳感器信號調理器數據采集器作業平臺等構成。狀態監測業務主要是運用傳感器對航天發射場地面設備進行在線監測或離線檢測,提取有效的設備健康狀態數據。在狀態監測層,在線監測業務應該做到:①實時監測設備關鍵部件的主要參數,實時掌握設備的健康狀態,從而建立預知性維護模式、減少突發生性故障發生,提高設備可靠性,降低維護成本;②異常自動申報并觸發任務,將任務推送到維護人員的交互界面,改變以往被動的工作模式;③通過對關鍵部件的實時監測,大幅減輕點巡檢的工作量。
狀態監測業務可以運用數據分析軟件對獲取的數據進行狀態分析,得到比較準確的分析結果,對地面設備的運行狀態整體掌控,為地面設備的維修、保養提供有力依據。狀態分析應該做到:提供設備狀態分析工具,通過時域圖、頻域圖、過程數據幫助技術人員分析設備劣勢傾向,從而進行針對性的維護、維修,將故障消除在萌芽狀態。
2.2 過程控制業務設計 過程控制業務主要是對兩大類過程進行控制:一是管理過程;二是執行過程[1]。
2.2.1 管理過程控制 管理過程控制的主體是相關部門負責人和設備管理人員,目的是及時掌握地面設備健康狀態、維護保養情況及相關反饋信息。在管理過程控制中,相關部門負責人和設備管理人員可及時、直觀地監控地面設備的運行狀態,并通過圖表直觀地分析備劣化傾向及設備效能變化,為設備使用、維修決策提供準確的數據支撐;及時掌握現場作業人員的設備操作、檢測、維護保養等情況及相關反饋信息。可在管理過程界面選擇所需要的信息(如:油液信息、振動信息),及時掌握地面設備的最新狀態,并可通過圖形分析工具對設備狀態進行分析,以便快速作出正確的決策。
2.2.2 執行過程控制 執行過程控制的主體是設備操作人員、設備監(檢)測人員和設備維修人員,目的是直觀、及時、高效地發現和解決地面設備出現的健康狀態問題。在執行過程控制中,對于操作人員來說,應該工作任務一目了然(例行保養、試驗任務)、作業標準化、操作信息與管理層對接、操作進程實時顯示等,特點是:直觀、標準作業化、工作進程目視化;對于監(檢)測人員來說,應該點檢任務清晰展示,通過在線監測設備重點部位大幅減少其工作內容,崗位工作能力要求可降低、工作周期可延長,特點是:直觀、簡單、精簡人員配置;對于維修人員來說,應該工作任務實時更新,工單現場錄入,提高工作效率,執行結果及時反饋,特點是:簡潔、直觀、智能。在執行過程控制界面,不同角色的操作者以刷卡觸發的形式,進入各自的任務界面,根據系統提示的工作內容進行實際工作。在頁面中操作者可查詢調用到工作需要的指導性文件,也可查詢工作進度和歷史記錄,當工作中發現異常情況時可及時利用所設置功能進行異常報送。各類作業平臺,應方便各崗位工作開展,建立有序、標準、便捷、高效的現場作業模式,同時將現場工作人員的日常工作與知識體系緊密融合,為航天發射場設備健康管理系統過程控制獲取有效的基礎數據。
2.3 管理運行業務設計 管理實施業務的主體是高層管理者和系統設計人員,目的是通過信息技術,構建有機、集成的航天發射場地面設備健康管理信息體系,將設備健康管理所涉及的計劃、標準、安全、關鍵資源等航天發射場管控關注的對象統一管理[1][4];全面掌握航天發射場地面設備的基本現狀和使用情況,規范并加強設備基礎管理,促進設備健康管理經驗的積累與交流,同時支撐和實現設備管理績效評價,為航天發射場地面設備健康管理的科學決策提供信息依據。
管理運行業務主要包括:再造與優化設備健康管理流程,達到設備健康管理流程標準化、規范化和精細化,提高設備健康管理效率;建立設備健康管理基礎及其過程數據庫,實現信息共享,便于查詢、統計和分析,避免因人員變動等造成的資料和數據的缺失;提高設備可靠性和可利用率,減少設備故障停機時間,提升設備的綜合效率;合理整合與配置航天發射場技術資源、人力資源、資金資源、備件資源等,達到資源利用最大化,提高維修工作的效能;借助信息系統及工具加強現場工作管控,實時掌握設備健康狀態,全面跟蹤記錄維護維修過程,為設備健康管理提供準確及時的維護維修信息分析;利用信息系統實現備件庫存預警機制實現采購——庫存——消耗聯動,降低備件庫存及其備件成本;利用信息系統的數據處理能力,為航天發射場高層管理者決策提供科學依據;對設備健康管理業務體系內容進行分析,配置航天發射場設備健康管理門戶,設計管理導航艙,展示工作流程,圖形化工作指引等;提供數據建模工具、流程管理工具、功能開發工具、報表設計工具、系統集成工具等。
3 分系統的方案設計
3.1 分系統描述 航天發射場地面設備由許多子系統組成,子系統在功能上彼此相對獨立,因此,可在每個子系統內部署單獨的設備健康管理分系統,各分系統都與上層的設備健康管理系統有統一的接口。這樣的設計可以隱藏各分系統的細節,使得設備健康管理分系統在“檢查”各子系統的健康狀態時,不必關心各子系統的內部機制。而各子系統內部的結構或健康管理算法發生變化時,只要保持接口不變,就不需要更改設備健康管理系統的軟件程序。通過接口,這些分系統可以綜合成一個整體,這種設計方法將設備健康管理系統的變化隔離到了各子系統的內部,對于不同的設備子系統來說,其健康管理分系統還可以進行進一步的分析和分離。
3.2 分系統基本架構設計 參考OSA-CBM思想,航天發射場地面設備健康管理系統的各個分系統按模塊化思想設計基本架構[5][6][7][8],充分考慮分系統與主系統、分系統之間的信息共享,預留通信接口。各個設備健康管理分系統基本架構包括傳感器信號采集層、數據處理轉化層、狀態信息融合層和決策支持層,各層都能通過表示層顯示相關內容,如圖2所示。
設備健康管理分系統從下至上傳遞的是數據流,各種原始數據被逐漸抽象和融合后形成了可代表系統健康狀態的信息;控制信號從上至下傳遞,用來獲取越來越具體化的健康信息,以及在出現故障時,依照健康管理相關算法產生的或管理人員輸入的維護策略對系統進行維修保養。
圖2中,傳感器1~傳感器n位于子系統的各關鍵部位,用于采集環境溫度、濕度等外界信息,以及電壓值、電流值、功率值、振動、加速度、油液等內在信息。這些信息通過定義好的接口送至數據處理轉化層,該層將不同傳感器的原始信號進行轉換與處理,并通過數據處理轉化層提供給狀態信息融合層。每一個傳感器對應一個對象,我們用類和屬性的方式來表示,系統通過相應的接口進行訪問。當傳感器更換或布局變化時,只需修改相應的類對象即可。在狀態信息融合層中,封裝各種不同的故障診斷、信息融合、健康狀態評估、和剩余壽命預測等算法,算法的輸入為通過處理與轉化后的傳感器數據,輸出為經過推理計算后得到的當前設備部件的健康狀態。狀態信息融合層只向上層提供算法結果,至于具體的算法實現方法被隱藏在了對象內。當算法進行更改或調試時,只需要修改或重寫相應的狀態信息融合層中的類對象即可,不會影響到設備健康管理分系統的其它方面。
決策支持層根據當前的健康狀態和剩余壽命預測信息來產生維修方案,如果在自主維修可以解決問題的范圍內,則發送控制信號進行自主維修,如隔離故障點、啟動冗余設備等。若故障程度已經危及任務的完成和人員的安全時,必須立刻發送信息通知操作人員,同時采取啟動應急措施以最大程度地保證人員安全。
表示層不同于其它層,它可以與各層直接通訊,這樣的好處是操作人員可以根據需要獲取各種原始的信息,并直接對各層發送指令。為保證當各層數據結構出現變更時,表示層代碼不改變。
航天發射場地面設備系統由各種不同的設備子系統組成,可以根據各設備子系統的健康狀態來確定當前整個地面設備系統的健康狀態。各個分系統中的決策支持層負責與設備健康管理總系統進行通訊,發送本分系統的健康狀態,并接收總系統的維修指令。在數據交換時,系統采用XML對數據進行格式化,以確保數據的平臺無關性。
航天發射場地面設備系統的各個分系統進行健康狀態評估和剩余壽命預測時,還要構建CDatabase類和CKnowledge-base類來訪問知識庫和經驗庫,然后通過封裝好的算法類進行整個地面設備系統的健康狀態評估以及剩余壽命預測,并分析任務完成可能性和操作人員安全風險性,最后將評估、預測和分析結果發送到航天發射場地面設備系統的決策支持層,輔助高層管理者判斷決策。
4 結束語
隨著航天發射場發射任務的增多,設備健康管理的精細化程度要求越來越高,設備管理部門必須在航天發射場的統一戰略部署下,建立適合航天發射場自身特點的設備健康管理系統,使設備健康管理從粗放型向精細化轉變,實現航天發射場設備管理更高的安全性、可靠性。航天發射場地面設備健康管理原型系統的層次設計、主線業務設計以及分系統的方案設計,對于實現和優化設備健康管理活動、輔助維修決策以及推進航天發射場設備管理信息化建設具有重要意義。
參考文獻:
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