模块化设计技术范文1

关键词：模块化设计 无损检测 模块化设计在无损检测中的应用

引 言

随着生产技术的迅速发展和日趋激烈的市场竞争，以及用户个性化的设计需求，会对制造企业的批量生产造成巨大冲击，制造企业生产方式会由传统的少品种大批量转变为多品种小批量生产。这就会给机械设计人员及企业造成许多的困扰。如何既能为顾客提供个性化产品，又能保证生产周期，保质保量地完成客户的需求，提高企业服务水平和客户满意度，已成为制造企业及设计人员追求的目标。模块化设计是解决这一矛盾的有效方法。模块化设计可以在保证产品通用性的同时，提供多样化配置，既能满足用户个性化需求，又不降低企业效益。从而使个性设计和批量生产这对矛盾得以解决。与传统设计方式相比，模块化设计可降低设计风险，提高产品可靠性，缩短产品研发周期。模块化产品设计可以以少变应多变，以尽可能少的投入生产尽可能多的产品，以最为经济的方法满足各种要求。因此，模块化设计在各个领域已广泛应用。

1.模块化设计的概念及其意义

1.1.模块化设计的概念

模块化是以可完成独立功能的模块为基础。具有通用化、系列化、组合化的特点，是可以解决复杂系统多样化与功能多变要求的一种标准化形式。

模块化设计（Modular Design，MD）是指模块化设计是指在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合可以构成不同的产品，以满足市场的不同需求的设计方法。

1.2.模块化设计的意义

采用模块化设计具有以下优点：

1.2.1.有助于提高产品研发质量

1.2.2.提高工作效率和节省生产周期

1.2.3.节约生产成本

1.2.4.有助于改进企业管理。

1.2.模块化设计的意义

基于上述模块化设计的优越性，模块化设计这一新的设计概念和设计方法迅速在各个领域得到广泛应用，它的竞争优势主要体现在两个方面：一方面解决品种、规格的多样化与生产的专业化的矛盾；另一方面也为先进的制造技术、提高设备的利用率创造必要的条件，实现以不同批量提供顾客满意度的产品，进而使企业实现产品多样化和效益统一。

2.模块化设计在无损检测技术中的应用

2.1.无损检测及其作用

无损检测技术即非破坏性检测，就是在不破坏待测物质原来的状态、化学性质等前提下，为获取与待测物的品质有关的内容、性质或成分等物理、化学情报所采用的检查方法。无损检测技术在现代许多领域中，不仅起到保证产品质量与安全监督作用，还在节约能源和原材料资源、降低生产成本、提高成品率和劳动生产率方面起到积极的促进作用。作为一种新兴的检测技术，其具有以下特征：无需大量试剂；不需前处理工作，试样制作简单；能进行在线检测；不损伤样品，无污染等等。所以无损检测是现代工业许多领域中保证产品质量与性能、稳定生产工艺的重要手段。

模块化设计原则

模块化设计的原则：

2.1.1.力求以少量的模块组成尽可能多的产品，并在满足要求的基础上使产品精度高、性能稳定、结构简单、成本低廉，模块间的联系尽可能简单；

2.1.2.模块的系列化，其目的在于用有限的产品品种和规格来最大限度又经济合理地满足用户的要求。

模块化设计有两种情况，一种是在对各种不同类型、不同规格产品进行分析的基础上，从中提炼出较强的共性。据此设计模块，其目的不仅是为满足某种产品要求，更是为了在更广的范围内通用，称为模块创建；另一种是为完成某种复杂产品功能。选用设计合适的模块确立它们的组合方式，称为模块组合。产品进行模块化设计时，根据用户需要，将模块合理组合，通过不同的组合方式，就可以设计出千变万化的产品。

2.2.模块化设计在无损检测技术中的应用

基于模块化设计的优点，模块化设计现在已广泛地应用于各个领域。以下就是机构模块化设计在超声波检测中的应用的实例。超声波检测是无损检测技术应用最广泛的手段之一。超声波检测适用于适合于金属、非金属、复合材料等多种材料的无损检测。针对不同的被检测物需要有不同的机械辅助机构，这将给设计、生产以及周期上的带来种种不便，模块化设计可以有效地解决这一问题。

引用模块化设计后，被测零件可以千变万化，而机构的模块化设计可以保持不变或者是稍有改变，这样可以大大节省设计时间和生产周期，从而节约成本。

3.结论

设计师运用模块化设计思想开发检测系统的辅助机构的设计，通过严谨细致的全面思考，充分利用已建立和考验过的实践经验，最大程度地降低了各方面的研制风险，节省了开发费用、缩短了研制周期，提高了产品质量和可靠性。随着客户对产品个性化需求的增加，产品定制化趋势越来越明显，模块化设计可以使产品在保证高通用性的同时，提供多样化配置，这是解决制造企业产品的标准化、通用化、定制化及柔性化之间矛盾的可行方案。模块化产品的可分解性、模块的兼容性、互换性和再利用性等，是绿色产品的特性，是制造业发展的趋势。产品的模块化设计具有广阔的发展前景和极大的市场竞争力，势必会对未来市场的产业发展带来极大影响。

参考资料：

[1] 林宋 《机械模块化设计关键技术》， 机械工业出版社， 2011-06

[2] 张俊哲《 无损检测技术及其应用》，科技出版社，第一版. 1993

模块化设计技术范文2

关键词：模块化课程体系岗位群 计算机科学 体系建设

中图分类号：G420 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）05（a）-0126-02

近年来，作为应用型本科院校的计算机专业，面临IT人才急剧扩张的市场需求，急需对传统的人才培养模式进行改革与创新。在这种背景下，我院计算机科学与技术专业对学生试行了“3+1”人才培养模式，通过创新课程教学体系应该是首位性的工作，为此对此专业进行模块化课程体系建设。

1 模块化课程体系是实现创新课程教学体系的**途径

应用型本科院校从字面上讲可以说是具有两层含义，其一，它是一所本本科院校，其二，它的人才培养目标在于培养应用型、技能型人才。由于其自身的性质具有一定的双重性，因此，它既不同于一般的本科院校，也不同于一般的中职以及高职院校，在对人才的培养目标上也就自然而然的不同了。一般本科院校培养的人才过于注重理论知识的学习，而忽视了实践能力的训练，一般高职院校培养的人才虽然掌握了一定的技能，但却不具备很高的综合素质，但应用型本科院校却截然不同。它培养出的人才既要具备一定的知识水平，综合素质，又要具备很强的动手实践能力，因此，应用型本科院校所培养出的人才对于面向生产、建设、管理、服务等一线或岗位群，并不断满足其需要还是在很大程度上具有优势的。

在传统的人才培养方案中，课程体系是按照计算机一级学科整体建设的需求来设置学科理论课程及实践课程，而不是按照本科层次应用型人才的培养目标来设置课程体系，学生所学的知识与技能与企业的岗位技能要求不匹配，出现了“学非所用”的结构失衡。因此，在制定课程体系与课程内容时，应淡化原有按一级学科设置的理论体系，强化按应用能力设置的知识体系。即由注重学科理论的系统性向注重工程实践的综合性转变。而模块化课程体系不以学科建设为中心组织教学内容，而是强调教学内容在能力形成中的作用，恰恰体现了这种转变，也是实现创新课程教学体系建设的**途径。

2 计算机专业模块化课程体系的构建

模块化教学法自创立之初，迄今为止已有数十年，其主要特点在于以现场化教学为主，并辅之与之相关的职业技能培训。具体地说该方法与以往教学模式的不同在于以就业为导向，并根据学生所学专业需要为之设置与之相关的专业技能模块和职业岗位（群）模块，除此之外，还需考虑技术变化和市场对各高级应用型专门人才的实际需求情况来对课程体系结构进行构建以及调整。

由于“3+1”人才培养目标直接面向职业岗位（群），这使得其在进行模块化课程体系开发方法选择上，需要用到逆向思维法。所谓逆向思维法就是通过对学生将来所要从事岗位的职业素质以及能力进行分析，并得出一个有效的结果，进而根据这个结果对教师所要教授课程进行设计，组成相应的教学单元。在课程设计上要求具备一定的针对性和实用性，并突破不同学科间的壁垒以及对以往的教学模式进行变革，因此，这种教学方法对于构建由课程一级（专业基础）模块、课程二级（专业方向课程）模块和课程三级（职业岗位群课程）模块组成的模块化课程体系，具有极大帮助。

2.1 专业基础模块

专业基础模块课程是计算机科学与技术专业的公共核心知识体系，其开设的目的在于对不同专业方向学生的计算机知识进行补充，旨在培养学生将来从事计算机科学与技术方面岗位所应具备的一些最为基础的素质与能力，也为满足学生未来所从事职业需要以及为学生终身学习奠定一定的知识基础。除此之外，该模块课程学习也在一定程度上使得学生的社会适应能力和职业迁移能力得以提高。专业基础模块课程主要包含：计算机基础、高级程序设计语言、数据结构、计算机组成原理和数据库技术基础等课程，使学生掌握从事计算机各行业工作所具备的最基本的硬件，并且通过和课程体系相对应的基础实验模块使学生具备该专业最基本的技能。

2.2 专业方向模块

专业方向模块课程是在专业基础模块课程基础上，按照专业方向的教育增加各个专业方向教育所需要的比较全面的专业知识，以构成较完整的专业方向知识体系。专业方向模块包括网络方向、软件方向和嵌入式方向等子模块。由于计算机科学与技术专业自身具有极强的实践性，因此，对于这一专业学生的培养来说，并不能仅仅停留在计算机科学与技术专业理论知识的教授上，还要对学生的动手实践能力进行培养，从而使得学生能够掌握一些不可或缺的、实用的计算机科学与技术专业技能，对本科层次的应用型人才培养、教育而言也是如此。把这一点体现在该专业课程设置上就是说，该专业课程要在一定程度上体现学生所要掌握的计算机科学与技术以及一些必备的技能，并通过与该模块相对应的专业实验及实训模块来促使学生所学的理论知识能够很好的与实践相结合，力求为该专业方向学生的培养打下雄厚的理论和技术基础。

2.3 职业岗位群模块

职业岗位群模块设置的目的在于对学生将来所要从事的具体某方面工作所应具备的职业素质进行培养，从而使得学生在走出校门后就能够很好的适应并满足岗位的实际需要。如果说专业基础模块注重的是从业未来及一些不确定因素，强调的是专业宽口径，职业岗位群模块则注重就业岗位的实际需要，强调的是学生的实践能力。掌握一门乃至多门专业技能对于提高学生的就业能力可以说是发挥着不可或缺的重要作用。

3 计算机专业模块化教学的实施和对教学改革的促进

3.1 按模块组织教学内容

所谓按模块对教学内容进行组织，首先，要对不同模块的总体人才培养目标进行确立，并在此基础上，对以往以知识讲授为中心的学科式课程内容体系进行变革，打破不同章节之间的限制，将理论知识与实际操作知识紧密结合起来，以技术和能力培养为目标努力构建不同的学习专题作为子模块；其次，每个子模块又下设不同的学习单元（根据模块知能体系的各个具体目标与内容而划分的小专题）以及课题，从而使得模块课程的教学能够形成一个崭新的“积木组合式”的教学模式。

3.2 模块化教学有利于提高教师的理论水平和实践能力

模块教学作为教学方法中一种，将其运用在计算机专业教学的中，就是要对以往传统的教学体系进行变革，让广大师生能够不断的学习以及掌握新的知识和技能，从而使得教师自身的实践能力以及理论水平在一定程度上得以提高。具体的说就是，在教学的过程中教师一定要根据模块教学的特点，将模块的教学方向灵活的运用。将模块教学的核心点定在提高学生的能力以及素养上，将学生的主体地位发挥出最大的作用，积极的调动学生学习的兴趣，在模块教学的过程中还应该采用其他的教学方法。例如，案例教学法、讨论式等教学方法。在专业课程的教学过程中强调“教师边讲解边演示，学生以一边操作以边理解”将动手和动脑有机的相结合在一起，进而来形成一个“双边教学法”，由于在实际的教学过程中有了师生之间的互动，这使得以往教师讲，学生听的一言堂教学模式被彻底打破。

3.3 模块化教学有利于促进教材建设

由于模块教学法对教材要求较高，这使得在市场上很难找到与之相关的教材，即使找到也未必能够用的上，从这点上来看，模块化教学法对于现有教材内容的革新、现行教材体系进行突破、增添教材的专业性、实用性以及正确解决学科体系的系统性与生产实践所需知识综合性的矛盾具有极大帮助。

3.4 模块化教学有利于提高学生的知识水平和实践能力

使用模块法进行教学，使得以往生搬教材的教学方式得以变革，这对于激发学生的学习兴趣以及引导学生参与到课堂中来具有极大帮助。并且由于模块教学法注重理论知识与实践知识相结合，这使得学生的理论素养和动手实践能力在无形中得以点滴提高起来，这对于学生未来从业是有利的。

4 结语

实践证明，应用型本科教育模块化教学是教育改革的必然趋势，随着应用型本科教育的发展和教学改革的深入，计算机专业的模块化课程体系也将会不断地完善和提高，走出一条高技能人才培养模式改革之路，并得到合作企业和社会的认可。

参考文献

[1] 刘伯红，方义秋，夏英，等.基于“关键点”课程的课程体系改革与探索[J].实验科学与技术，2011（4）：82-84.

[2] 李海涛.模块化教学条件下课程体系的构建[J].四川职业技术学院学报，2007（2）：82-83.

[3] 胡燕燕.关于高职教育课程体系构建的几点思考[J].高等职业教育：天津职业大学学报，2004（1）：19-22.

[4] 向昌成.高职高专计算机应用专业建设探讨[J].阿坝师范高等专科学校学报，2006（S2）：38-40.

[5] 白建明，金升灿，周丽韫.高职计算机专业教学模式的研究[J].计算机教育，2006（2）.

模块化设计技术范文3

关键词：模块划分；步骤分析；现代技术；应用

Abstract: with the development of science and technology, the market requirements of mechanical product development to many varieties, small batch, modular design of mechanical products has gradually been valued by all engineering and technical personnel. According to the study, this paper introduces the concrete steps of modular design, the analysis is closely connected with the relationship between modular design and modern technology, the module division of vertical CNC lathe to illustrate the application of the modular design method in the mechanical design of the.

Keywords: module; step analysis of modern technology; application;

中图分类号：S611 文献标识码：A文章编号：

1．模块的划分

1.1 模块划分、接口标准化与组合性和可互换性

模块划分的好坏是模块系列设计的成功关键。既要照顾制造和管理方便，避免组合时产生混乱，具有较大的灵活性，又要考虑到模块系列将来的扩展和向专用、变型产品的辐射。因此必须对系统进行仔细的、系统的功能分析和结构分析。

模块划分时要注意：1）模块在整个系统中的作用及其更换的可能性和必要性；2）保持模块在功能及结构方面有一定的独立性和完整性；3）模块间的接合要素便于联接与分离；4）模块的划分不能影响系统的主要功能。

模块划分原则是：1）力求以少数模块组成尽可能多的产品；2）在满足要求的基础上使产品精度高、性能稳定、结构简单、成本低廉；3）模块结构应尽量简单、规范，模块间的联系也应尽可能简单。

1.2 模块化设计方式和模块化系统划分与介绍

1.2.1 模块化设计的主要方式

（1）横向系列模块化设计。不改变产品主参数，利用模块发展变形产品。这种方式易实现，应用广。

（2）纵向系列模块化设计。在同一类型中对不同规格的基型产品进行设计。

（3）横向系列和跨系列综合模块化设计。除发展横系列产品之外，改变某些模块还能得到其它系列产品者，便属于横向系列和跨系列模块化设计了。

（4）全系列模块化设计。全系列包括纵向系列和横向系列。

（5）全系列和跨系列模块化设计。在全系列基础上用于结构比较类似的跨产品的模块化设计。

1.2.2 模块化系统的划分及功能介绍

按照产品中模块使用多少，模块化系统可分为纯模块化系统和混合系统——由模块和非模块组成的模块化系统，机械模块化系统更多的是这种类型。按模块组合可能性多少，模块化系统可分为：闭式系统，设计时主要考虑到所有可能的方案；开式系统，设计时主要考虑模块组合变化规则。模块要实现一定功能，整个产品系列功能和相应的模块类型如图1所示。

基本功能是系统中基本的、经常的、重复的、不可缺少的功能，在系统中基本不变的功能。相应模块称为基本模块。

辅助功能主要指实现安装和联接所需的功能。相应模块称为辅助模块。

特殊功能是表征系统中某种或某几种产品特殊的、使之更完善或有所扩展的功能。相应模块称为特殊模块。

适应功能是为了和其它系统或边界条件相适应所需要的可临时改变的功能。相应模块称为适应模块。

用户专用功能指某些不能预知的、由用户特别指定的功能，

该功能由于其不确定性和极少重复，由非模块化单元实现。

2．模块化设计的步骤分析

模块化设计分为两个不同层次，第一个层次为系列模块化产品研制过程，如图2所示。第二个层次为单个产品的模块化设计，如图3所示。总的说来，模块化设计遵循一般技术系统的设计步骤，但比后者更复杂，花费更高，要每个零部件都能实现更多的部分功能。模块化设计的主要步骤如下：

（1）市场调查与分析，模块化设计成功的前提；

（2）进行产品功能分析，拟定产品系列型谱；

（3）确定参数范围和主参数；

（4）确定模块化设计类型，划分模块；

（5）模块结构设计，形成模块库；

（6）编写技术文件。

3．模块化与一些现代技术的结合

3.1 在对事物的处理上模块化与成组技术的共同特点

模块化与成组技术都是针对现代生产的多样化提出的。成组技术主要以零件在形状、工艺上具有的相似性为其理论依据，研究并利用有关事物的相似性，把相似的问题归类成组，通过对相似零件的标准化和规范化处理，以达到“使小批量的产品具有流水作业的生产方式”的目的。而模块化技术也是追求小批量的系统（产品），中批量的子系统（模块），大批量的元素（零件）的效果，也利用机床部件在功能上的相似性，把那些具有相似功能的部件经过统一、归并和简化而形成模块。两者在对事物的处理上有以下共同点：集中处理具有相似性和重复性的事务；把具有一定相似性和重复性的事物标准化、规范化；信息的重复使用。成组技术在结合计算机技术的条件下，在工艺设计和制造中取得了很大的进展。模块化技术也将具有这个特点。

3.2 与柔性制造技术

柔性制造技术以生产多样化、快节奏为目标，强调系统对生产反应的灵活性和自身的多变性和可变性。模块化正好为实现柔性技术这一要求提供了现实依据，模块化技术在利用通用模块解决机床共性之后，集中精力解决个性问题，并用> 以最少的模块组合成最多的机床>这一指导思想来实现多样化的要求，当以机床为生产工具时，则利用其模块的特性，一机多用，一模多用，通过机床模块的重新组合，达到系统的柔性要求。应用模块化技术，从硬件上实现系统的柔性是目前国内外制造业的一个重要研究方向。

3.3 与计算机辅助技术

将计算机辅助技术（CAD、CAPP、CAM）和数据库技术引入模块化技术，在一定程度上替代人类完成大量人工无法完成的复杂计算和重复性工作，且在稳定性、一致性、条理性等到方面超过了人类。另一方面，通过模块化方法，把复杂系统分解成相对简单的子系统，对各子系统应用计算机技术，可充分发挥计算机的强大功能。

4．模块化设计技术的应用

4.1 数控立式车床模块划分原则

根据现有立式车床的结构形式和模块化要求，模块划分原则可总结如下:以独立的功能单元作为模块，即对于已分解的功能单元在结构上尽可能做到独立化，这样的模块易于拼组和搭配，便于构成多种变形产品；以部件作为模块，这样的模块具有完整性，容易保证装配质量；以组件作为模块，功能分解细化后，还可进一步将部件中的某些组件模块化，通过更换或取舍组件或一些零件，可以使部件具有不同用途和性能。这比更换整个部件要经济灵活。在模块划分过程中，还要重视机床大件(基础件)的模块化，大件的结合要素要规范，便于联接与分离。同时，要考虑在模块中留有一定的发展空间，以便引入新技术时不会阻碍模块的结构。

4.2 数控立式车床的功能分解

在进行模块划分时，必须从数控立式车床的总功能出发，把总功能分解成相对独立的分功能，分功能继续分解至不宜再分时就构成功能元，功能元是组成总功能或分功能的最基本单元，常与一定的功能模块相对应。在进行总功能分解时，应考虑用户的要求和实现总功能所必需的分功能，由于用户条件各不相同，所确定的机床规格及性能也会不同，其模块的组成也会有很大的差异。对于单柱数控立式车床CK系列来说，其总功能为车削，可以车削内外圆柱、内外圆锥、沟槽、平面、螺纹以及各种旋转曲面体。而对单柱数控车铣加工中心CX系列来说，除了上述的车削外，还必须具备有铣镗功能，这些功能可以按传动功能、执行功能、支承功能、辅助功能和监测等分功能进一步分解。

4.3 数控立式车床的模块划分

通过对总功能进行分解，可以看出某一或某些功能与实现某一或某些功能的模块存在对应关系。其中有单一模块实现某一功能，即一一对应关系；某一功能由多个模块来实现，即单对多的关系；某些多个功能由一个模块来实现，即多对单的关系。如图4所示。

根据功能与模块的映射关系，考虑整个数控立式车床系列的特点和结构型式，运用模块划分原则，可以得到数控立式车床较为通用的模块划分，如图5。数控立式车床分为传动模块、执行模块、支承模块、辅助模块、监测模块，并继续往下细分到各功能模块。通过对同一功能模块的分析，由于用途和结构不同，可以得到能够互换并具有相同接口的结构模块，根据结构模块的组合得到不同用途和性能的数控立式车床产品。

5．结语

随着社会的不断发展，模块化设计不断的改善，机械产品在设计过程中，模块设计同时加与各类现代技术相符结合，使其同一产品设计可互换成性能不同的模块，从而形成不同规格产品的生产与应用，不断促进了机械设计创造的发展和创新，对社会经济达到了一定意义的节省利用。

参考文献

[1] 张翔,谢永一.机械产品模块化设计的应用与趋势分析[J]. 经营管理者. 2009(20)

模块化设计技术范文4

关键词：模块化造船技术 发展研究 概念与原因 现状

中图分类号：U6 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）06-0334-01

一、对模块化造船技术的阐述

所谓模块化造船技术，主要指的是在造船的过程当中通过采用一些独立的单元件或者标准件来组装建造，继而形成具有一定功能的集成模块且将之组合成整体来取代其相对独立的状态。从另一程度上来看，模块化造船一般需要遵循在设备制造厂把设备组装成标准化模块并试验合格，需要在造船厂完成各个模块上船安装工作且对各个模块的标准化连接口进行结合的基本流程，这在很大程度上能够有效提高船舶建造速率。

从另一层面上来讲，相对于传统的分段造船方式而言，模块化造船一般包涵诸如模块具有标准化的构造、标准件和可选部件以及可组装性的预制件等特点。而从近些年以来模块化造船技术快速发展的原因来看，往往由于模块化造船能够有效缩短建造周期与有效降低建造成本，往往由于模块化造船可以有效提高设备的维修和改装，往往由于模块化造船有利于实现规模经济的发展，继而能够有效提高企业竞争力，因而当前模块化造船技术在世界各国船舶建造中普遍采用。同时，模块化造船常常会存在着诸如总体性能较差、运营费用较高以及更换或维修所造成的损失更大等缺陷，这些问题都是此后模块化造船技术发展过程中所要切实解决的问题。

二、模块化造船技术的现状

从当前国内外模块化造船技术的现状来看，世界各国正处于模块化造船的第四个阶段，并且正形成更高水平的造船技术。现阶段，我国正朝敏捷制造技术结合船舶生产的模式分阶段进行研发，因而目前我国正处于以壳舾涂一体化的中间产品导向型阶段向以设计制造一体化的产品导向型阶段的过渡期。自2009年开始，我国所承接的新船订单早已赶超韩国位列世界第一，并且在中国所承接的新船订单中主要是以三大主流船型散货船、油船和集装箱船为主，这对我国模块化造船的发展带来了机遇。

而另一方面，近两年来国内绝大多数船厂面临着新接订单减少、用工成本升高、资金困难以及技术壁垒等一系列问题，因而对于模块化船舶的思想主要是体现在总体布置中贯彻模块化技术以及设备系统采用集装箱功能模块两个方面。同时，由于受到传统船舶建造思想的禁锢，当前普遍存在着设计思想僵化以及存在一定滞后性，这使得诸如不能正确处理总装造船与单元、模块化设计造船的关系，理论研究薄弱而迫切需要寻找恰当的造船方法，以及传统的生产组织形式受外界因素与相互之间的影响很大等各种各样问题的出现，因而施工单位需要切实将模块化造船理念贯穿与船舶设计、开发、建造以及管理等整个过程之中，亦需要在形成船舶设计与建造一体化的基础上及时更新设计理念，从而才能实现模块化造船的目的。

三、探析模块化造船技术的发展趋势

从一定程度上来看，当前模块化造船技术的发展与现代造船技术的发展是相辅相成的，并且伴随着科技信息水平的快速提高与广泛应用，伴随着造船精度控制技术以及船舶工程管理技术的不断完善，当前模块化造船不断朝着集成化方向发展的。并且从另一角度上来看，由于现代化信息技术成果的广泛应用，模块化造船技术的发展必然离不开新技术。因而伴随着计算机技术、人工智能技术以及机器人技术研究工作的不断深入，未来的模块化造船方式必然随之发生重大改变。

同时，先进制造模式在模块化造船中的广泛应用必定是未来的另一发展趋势。通过将当前信息化网络技术成果应用到模块化造船工作当中来，能够在很大程度上实现异地设计与制造管理，从而大大方便了模块化造船设计与管理工作的开展，进而持续创造出企业经济效益、提高企业竞争力。而从企业的角度上来分析，未来造船模式主要指的是计算机集成制造系统。这与上文所介绍是大致相同的。企业通过依靠集成一体化机制的深入发展，通过依靠信息高速公路或者信息数字化与网络化将各地的模块工厂、材料以及设备制造厂与企业自身有机链接，能够随时、可视地进行异地联合生产，进而形成以产品为导向的动态无缝整合建造系统。这种系统亦是当前彻底模块化造船的主要依托。

而作为当前逐渐兴起的生产中心造船模式，这种新型的模式能够建造专门的分段并展开相应的预舾装工作形成模块产品，或制造专门的功能单元模块，或进行总装工程形成终端产品。因而根据中心的设置位置和体系结构，可以简单分为实体中心和虚拟中心。并且对于虚拟中心而言，虚拟中心实际是一个能够充分发挥承接造船订单、船台以及试航交船等众多功能的虚拟企业，在信息技术与智能技术运用的前提下采用新型的控制方式来达到联动控制，继而能够提高生产效率以及降低船舶制造成本。所以造船企业未来采用的模式必然是生产中心造船模式。

结束语

综上所述，我们不难得出现代船舶企业在模块化造船技术的发展过程中必然会遇到各种各样的问题，这就需要船舶企业在发展过程中切实利用当前信息化高新技术成果来武装自己，并且在采用生产中心造船模式的基础上形成企业独特的社会竞争力，从而才能够有效降低生产成本以及提高生产效率，进而才能够在真正意义上达到发展模块化造船技术的本质目的。

参考文献：

[1]于逢平，肖洪钧，姜照华.先进制造模式的综合创新战略分析：以总装化造船为例[J].大连理工大学学报，2010，31（1）：11-15.

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模块化设计技术范文5

关键词：电子技术应用；模块化；课程体系；构建

1电子技术应用专业课程体系现状与存在的问题

随着社会科技水平的迅猛发展，生产企业的设备逐渐趋向智能化发展，社会企业在发展中对熟练基础知识与电子设备装配与维护的高素质、高技能人才的需求很多。电子技术应用专业培养的毕业生应具备基础的电子计算机理论知识，有较好的计算机软硬件操作技能，拥有得软件开发与硬件维护、网络安装和管理等方面的计算机能力，并能适应快速发展的科学技术，不断提高自身电子技术应的综合素质。但是就目前的情况来看，该专业的大学生学生所学知识缺乏实用性，缺乏对电子设备的实践操作，电子设备故障分析和维护的能力与水平较低，不能满足电子产品生产企业实际要求，因此，部分不能找到专业对口的工作岗位。另外，很多学生大多缺乏实践经验，专业技能不牢固，而生产企业对人才实用性要求较高，造成部分大学生的失业现象。由此可见，我国电子技术应用专业课程体系构建不够合理，缺乏科学的模块构建，不同程度阻碍了我国电子技术应用专业的培养效果。

2模块化课程体系的特点与目标

很多中职学校电子技术专业课程都遵循学科体系理论，注重专业的知识性与系统性，但是目前中职学校电子技术应用专业在教学中往往会忽视实践环节，对学生传授的只是所有专业课程的压缩，导致学生对专业知识涉猎广但都不够深入，而生产企业需要的是实际应用与动手能力，而模块化课程体系重视的是对学生的实际培养，使课程体系面向市场，将提高学生的综合素质作为模块重点，使学生学以致用。电子技术应用专业的应用性与实践性很强，不能完全依靠课堂教学进行书本知识的灌输，而模块化课程体系以课程教育教学和管理分析为依托，科学的分析课程编制与要求，具备合理的教学时数，在课程内容的编排上能同时适应基础知识和实践能力的要求，是一种科学的课程模块体系。模块化课程体系是以市场为导向、以就业为目标，以提高学生专业综合素质为核心的通用课程。模块化课程体系是按照市场对职业岗位的需求与职业能力进行设置的，把握职业能力、职业道德与专业技能三者的平衡，对每个岗位进行技能探索，根据不同岗位需求进行模块的开发，具有较强的教学灵活性。模块化课程体系内还将大模块分成子模块，子模块又细分成若干小模块进行课程实施。每个模块之间相辅相成、又相对独立；根据行业职位需要进行内容设置，实用性较强；重视对综合能力的培养，针对性较强；每个模块有明确的目标，模块之间可以灵活自由组合；更新效率高，能及时反映行业的发展与变化。

3电子技术应用专业模块化课程体系构建的实施

电子技术课程模块设计前应对专业职业进行综合分析，将岗位能力标准作为模块标准，按照模块引导学生达到相关的职业岗位能力水平。根据本专业的知识结构特点，可分为四大模块：专业基础课程模块、专业核心课程模块、综合实践模块与职业岗位能力模块。

3.1专业基础课程模块

专业基础课程模块教学是以培养学生的基础能力，根据学生的职业能力，为其可持续发展、求职方面等创造条件。结合对学生岗位能力与社会职业发展需求的调查，专业基础课程模块的主要内容有：电子计算机应用基础、C语言程序设计、电子计算机系统与维护等。

3.2专业核心课程课模块

电子技术应用专业的核心课程课模块包括职业技能、技术、能力等方面，主要涉及技术要求的公共核心课，专业核心课程课模块也是专业课程知识的最大平台。是以培养学生的共通能力为目标，致力于提高学生对其他岗位的胜任能力，因此，专业核心课程课模块也是贯穿学业的连接课程。在该模块的实施中，学生不仅能打好知识和能力基础，还能通过项目课程训练提高自身的岗位技能。

3.3综合实践模块

实践性教学是电子技术应用专业模块化课程体系的关键模块，主要以培训学生的实践能力与动脑能力为目标，提高学生解决问题的能力，培养学生良好的意志品质和职业素质。实践教学模块应占据电子技术应用专业模块的1/2以上，为学生提高更多的课堂技能实践与社会实践机会，定期进行考核培训与实践，在寒暑假可以利用顶岗实习设计实践教学环节。

3.4职业岗位能力模块

通过对电子技术应用专业的职业能力分析，职业岗位能力模块可分为若干专门化岗位与能力模块。不同职业方向的学生只需掌握某个模块的学习与技能训练，达到某个岗位所需的专业技能水平。学生可以根据个人爱好进行模块选择，因此在模块选择上具有可扩充性，力求教学模块与岗位能力要求相适应，达到知识结构、职业素质、技能结构等方面相统一的要求。

4结语

随着电子技术应用的迅速发展，电子模块化课程体系的构建成为目前急需解决的问题。电子技术模块化课程体系灵活多变，通过不同的模块实现对知识与技能的全面消化，改变了以往陈旧的教学模式，与社会实际需求接轨，为学生提供了一种科学而不断更新的课程体系。

参考文献：

[1]朱艳,张国志,尹群星.应用电子专业模块化课程体系的构建与实施[J].职业技术教育,2008(20):14-15.

[2]李法春,高俊文.高职多媒体技术专业模块化课程体系的构建与探讨[J].广东农工商职业技术学院学报,2008(01):34-36+63.

[3]叶健华,明小波.电子技术应用技术专业模块化课程体系设置研究[J].济南职业学院学报,2008(04):54-57.

[4]张源峰.高职应用电子专业模块化课程体系设计与教学实施[J].闽西职业技术学院学报,2006(02):78-80.

模块化设计技术范文6

Modular Design of "Mechanical and Electronic

Engineering" Graduate Course Teaching

SUI Xiuwu， NIU Xuejuan， DU Yuhong， SANG Hongqiang

（Tianjin Polytechnic University， Tianjin 300387）

Abstract To address the basics of mechanical engineering graduate course big difference in disciplines， research areas scattered， weak technological base of electronic problem， this paper Tianjin Polytechnic University's "Mechanical and Electronic Engineering" course teaching reform projects and excellent graduate students in the teaching content will be re-planning to mechatronics design as the main line， the implementation of modular teaching of sensing technology， computer and information technology， automatic control technology， servo drive technology， system integration technology were the basis for the requirements module， high demand module ， demanding three-level design module. Teaching practice over the years shows that the modular design and implement teaching guide students according to their own conditions and needs of a targeted selection of research to learn the content， teaching according to the need， individualized， and achieved very good results.

Key words Mechanical and Electronic Engineering； graduate training； teaching reform； modular teaching

1 机械电子工程教学内容的总体规划

机械工程学科的研究生，大多数来自机械工程及自动化本科专业，一般具有较扎实的机械专业的基础，在“机械设计、机械制造”领域具备一定的专业知识，但是电子方面的基础知识却比较薄弱，许多研究生连常识性的电子知识都不具备，甚至对“测量”、“控制”领域一无所知。因此需对其在电子技术、计算机技术、机电系统集成技术等方面进行专业培养。

由机械电子系统的构成要素可见，机械电子工程技术一般包括六大共性关键技术：机械技术、传感检测技术、计算机与信息技术、自动控制技术、伺服传动技术、系统集成技术。如图1所示。

图1 机械电子系统的构成要素

因此，机械电子工程的教学将以机械电子工程的原理与系统设计为主线，在上述各关键技术为主要模块深入展开，而在每一关键技术中，又分别设置三个层次的教学内容：基础要求模块、较高要求模块、高要求模块，形成“一纵三横”的模块化结构。模块化教学设计很好地实现了引导学生根据自身条件及科研需要有针对性地选择要学习的内容，做到因需施教，因材施教。

2 “一纵三横”的模块化教学

“一纵”是指按机械电子工程原理与系统设计为主线的纵向结构，具体包括：传感检测技术模块、计算机与信息技术模块、自动控制技术模块、伺服传动技术模块、系统集成技术模块。“三横”是指在每个技术模块中又细分为三个层次的教学内容：基础要求模块、较高要求模块、高要求模块。具体内容如下：

传感检测技术模块：基础要求模块包括传感与测试技术基础知识（传感器的基本构成、传感器的静态数学模型及其静态特性指标、传感器的选用），机电系统最常用的位移检测（光栅传感器、绝对码编码器、增量码编码器），力学量检测（应变式多维测力弹性体、扭矩传感器等），视觉检测（线阵CCD和面阵CCD的基本原理）。较高要求模块包括双目视觉检测的基本原理及标定，触觉传感器（指端应变式触觉传感器、多功能触觉传感器）。高要求模块包括机电测试新技术，现场总线系统，虚拟仪器技术，多传感器数据融合等。

计算机与信息技术模块：基础要求模块包括计算机控制技术基础，计算机控制系统的组成、分类，及常用控制器（工控机、 PLC、单片机），软件方面要求测量数据的预处理，数字滤波，线性化处理，标度变换。较高要求模块包括PLC、单片机的应用高级技巧。高要求模块包括PMAC原理及应用，基于DSP的运动控制及DSP运动控制卡。

自动控制技术模块：基础要求模块包括PID控制算法的基本原理，标准PID算法的改进，数字PID参数的选择。较高要求模块包括模糊控制，模糊控制的定义及特点，模糊控制系统的组成，模糊控制系统的基本原理，应用模糊控制算法解决实际问题。高要求模块包括其它先进控制方法，如智能控制、自适应控制、模型预测控制、神经控制等。

伺服传动技术模块：主要讲解直流电动机、交流电动机、步进电机及其控制。基础要求模块讲解三种电机的基本原理、机械特性及最常用的控制方法。较高要求模块讲解更深一层次的原理，如直流电机的电枢电动势、电磁转矩，交流电机的旋转磁场和定转子的电路分析，变频控制的原理及实现方法，步进电机的磁阻最小原理等。高要求模块讲解三种电机的先进控制技术，如直流电机的双闭环控制、交流电机的矢量控制等。

系统集成技术模块：基础要求模块主讲机电系统各模块之间的级联设计，重点讲解模块之间的电气性能的相互匹配、信号耦合、时序配合、电平转换接口。较高要求模块主讲机电系统的电磁兼容技术，重点讲解接地技术、屏蔽技术、共模干扰的抑制、差模干扰的抑制、供电系统抗干扰、印刷电路板的抗干扰等。高要求模块重点讲解软件抗干扰技术，如软件冗余技术、软件陷阱技术、“看门狗”技术等。

3 以案例为载体，推进模块化教学设计

针对上述的模块化教学内容，设计了针对不同教学内容相应的数字化资源，建设了课程网站，开发了多媒体课件，设计了多个教学案例。在典型的机电一体化的应用领域，将“加工中心”、“工业机器人”、“自动导引车”、“汽车防抱死刹车系统”制作了教学案例，并对一些复杂系统进行了分解设计。采用单片机进行直流电机控制、采用PLC对交流电机进行变频控制，基于MATLAB的模糊控制仿真等案例模块在教学中起到了很好的效果。通过这些案例，是将机械电子工程领域的科研成果及前沿技术引入教学，最大程度地吸引了学生的学习兴趣，激发了研究生的学习动力。

4 结语