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1.引言
大体积混凝土由于水泥凝结硬化过程中释放出大量的水化热，形成较大的内外温差，当温差较大超过25℃时，混凝土内部的温度应力有可能超过混凝土的极限抗拉强度从而产生温度裂缝，同时混凝土降温阶段如果降温过快，由于厚板收缩，又受到强大的摩阻力，可能导致收缩贯穿裂缝。此外，混凝土本身的收缩也可能造成裂缝的产生。因此大体积混凝土存在的主要问题是裂缝的控制。
2.大体积混凝土的概念
目前国内对于大体积混凝土尚无一个明确的定义。我国有的规范认为，当基础边长大于20m，厚度大于1m，体积大于400m3时称大体积混凝土；有的则认为混凝土结构物实体最小尺寸等于或大于1m，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大，导致裂缝的混凝土为大体积混凝土。
3.大体积混凝土的主要类型
目前主要根据混凝土的种类和要求的性能进行分类。按照混凝土种类主要分为不含钢筋的素混凝土、含钢筋的钢筋混凝土或掺入钢纤维的钢纤维混凝土；按照要求的性能主要分为干硬性混凝土、低流态混凝土、高流态混凝土和常态混凝土等。
4.大体积混凝土的特点及施工技术要求
大体积混凝土结构厚、体形大、钢筋密、一次浇注量大、施工时间长、施工工艺要求高、受环境影响大，浇注完毕后，由于体积过大，造成混凝土水化热大，温度场梯度大，混凝土“内热外冷”极易产生裂缝。工程实践证明，大体积混凝土施工难度比较大，混凝土产生裂缝的机率较多。
5.大体积混凝土裂缝的主要类型
5.1干缩裂缝
混凝土干缩主要和混凝土的水灰比、水泥的成分、水泥的用量、集料的性质和用量、外加剂的用量等有关。是混凝土内外水分蒸发程度不同而导致变形不同的结果：混凝土受外部条件的影响，表面水分损失过快，变形较大，内部湿度变化较小变形较小，较大的表面干缩变形受到混凝土内部约束，产生较大拉应力而产生裂缝。
5.2塑性收缩裂缝
塑性收缩裂缝一般在干热或大风天气出现，裂缝多呈中间宽、两端细，且长短不一，互不连贯状态。常发生在混凝土板或比表面积较大的墙面上，较短的裂缝一般长20～30cm，较长的裂缝可达2～3m，宽1～5mm.从外观分为无规则网络状和稍有规则的斜纹状或反映出混凝土布筋情况和混凝土构件截面变化等规则的形状，深度一般3～10cm，通常延伸不到混凝土板的边缘。
5.3沉陷裂缝
沉陷裂缝的产生是由于结构地基土质不匀、松软，或回填土不实或浸水而造成不均匀沉降所致。或者因为模板刚度不足，模板支撑间距过大或支撑底部松动等导致混凝土出现沉陷裂缝。特别是在冬季，模板支撑在冻土上，冻土化冻后产生不均匀沉降，致使混凝土结构产生裂缝。
5.4温度裂缝
温度裂缝多发生在大体积混凝土表面或温差变化较大地区的混凝土结构中。混凝土浇注后，在硬化过程中，水泥水化产生大量的水化热。由于混凝土的体积较大，大量的水化热聚积在混凝土内部而不易散发，导致内部温度急剧上升。而混凝土表面散热较快，这样就形成内外的较大温差。较大的温差造成混凝土内部与外部热胀冷缩的程度不同，使混凝土表面产生一定的拉应力。当拉应力超过混凝土的抗拉强度极限时，混凝土表面就会产生裂缝，这种裂缝多发生在混凝土施工中后期。
6.大体积混凝土裂缝的材料控制技术
6.1水泥的合理选取
优先选用收缩小的或具有微膨胀性的水泥。因为这种水泥在水化膨胀期（1～5d）可产生一定的预压应力，而在水化后期预压应力部分抵消温度徐变应力，减少混凝土内的拉应力，提高混凝土的抗裂能力。
6.2骨料的合理选取
选择线膨胀系数小、岩石弹性模量低、表面清洁无弱包裹层、级配良好的骨料，这样可以获得较小的空隙率及表面积，从而减少水泥的用量，降低水化热，减少干缩，减小了混凝土裂缝的开展。
6.3尽可能减少水的用量
水对混凝土具有双重作用，水化反应离不开水的存在，但多余水贮存于混凝土体内，不仅会对混凝土的凝胶体结构和骨料与凝胶体间的界面过度区相的结构发展带来影响，而且一旦这些水分损失后，凝胶体体积会收缩，如果收缩产生的内应力超过界面过度区相的抗力，就有可能在此界面区产生微裂缝，降低混凝土内部抵抗拉应力的能力。再者，大体积混凝土一般强度都不是很高。
7.混凝土凝结硬化过程的控制
宏观上，硬化混凝土在约束条件下，收缩变形会产生弹性拉应力，拉应力的近似值最初可假定为杨氏模量和变形的乘积，当诱导拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土材料就会开裂。但事实上，由于混凝土是一种兼具粘性和延展性（徐变）的复杂相组成的非均质材料，一些应力被徐变松弛所释放，混凝土是否产生裂缝是徐变应力松弛后的残余应力所决定。
8.外加剂与掺合材料的控制
8.1粉煤灰
混凝土中掺用粉煤灰后，可提高混凝土的抗渗性、耐久性，减少收缩，降低胶凝材料体系的水化热，提高混凝土的抗拉强度，抑制碱集料反应，减少新拌混凝土的泌水等。这些诸多好处均将有利于提高混凝土的抗裂性能。但是同时会显着降低混凝土的早期强度，对抗裂不利。试验表明，当粉煤灰取代率超过20%时，对混凝土早期强度影响较大，对于抗裂尤其不利。
8.2硅粉
（1）抗冻性：微硅粉在经过300～500次快速冻解循环，相对弹性模量隆低10～20%，而普通混凝土通过25～50次循环，相对弹性模量隆低为30～73%.（2）早强性：微硅粉混凝土使诱导期缩短，具有早强的特性。（3）抗冲磨、控空蚀性：微硅粉混凝土比普通混凝土抗冲磨能力提高0.5～2.5倍，抗空蚀能力提高3～16倍。
8.3减水剂
缓凝高效减水剂能够提高混凝土的抗拉强度，并对减少混凝土单位用水量和胶凝材料用量，改善新拌混凝土的工作度，提高硬化混凝土的力学、热学、变形等性能起着极为重要的作用。
8.4引气剂
引气剂除了能显着提高混凝土抗冻融循环和抗侵蚀环境的能力外，能显着降低新拌混凝土的泌水，提高混凝土的工作度，降低混凝土的弹性模量，优化混凝土体内微观结构，提高混凝土的抗冻性能。
9.结语
大体积混凝土结构裂缝的发生是由多种因素引起的。各类裂缝产生的主要影响因素有几种：一是结构型裂缝，由外荷载引起的。二是材料型裂缝，主要由温度应力和混凝土的收缩引起的。目前控制和解决的重点是温度应力引起的混凝土裂缝。
粤中(珠江三角洲地区)地网是广东电网的核心，也是全省最大的负荷中心，该电网与广西、香港等电网互联，除了向珠江三角洲地区提供电力外，还担负着电力交换任务。在粤中地区建设一个强大的500kV电网，对保证广东电网乃至香港电网以及澳门电网的安全运行有着重大意义。目前广东500kV电网东已延伸至汕头西翼，江门——茂名500kV输变电工程正加紧建设，2000年前可望投入使用。
广东省的电力工业已经步入了大电网、高电压和大机组时代。随着整个电网变得越来越复杂，电网规划中以往那种人为臆断和局部最优的规划方式会给电网运行、发展带来隐患，资金盲目使用的可能性加大。结合目前理论的发展，我们认为电网规划是一个受到多种条件约束的、以电网总效益为最终目标的多目标的系统工程。对于这样一个系统，我们认为适宜以控制论为基础，结合信息论、运筹学和系统工程等理论来研究。
从控制论角度来看，电网是一个巨维数的典型动态大系统，它具有强非线性、时变且参数不确切可知、含大量未建模动态部分的特征。另外，电力网络地域分布广阔，大部分元件具有延迟、磁滞、饱和等复杂的物理特性，对这样的系统实现有效决策控制是极为困难的。另一方面，由于公众对新建高压线路的不满日益增强，线路造价，特别是走廊使用权的费用日益昂贵，以及电力网的不断增大，使得人们对电力网络的决策控制提出了越来越高的要求。正是由于电网具有这样的特征，一些先进的控制论思想和技术被不断地引入到电网中来。下面将阐明综合智能控制技术引入电网规划中的必要性和可行性。
1综合智能控制技术
1.1智能控制的概念
迄今为止，智能控制尚无统一的概念，文献［1］有如下归纳：
a)最早提出智能控制概念当推傅京孙教授，他通过对人-机控制器和机器人方面的研究，将智能控制概括为自动控制和人工智能的结合。他认为在低层次控制中用常规的基本控制器，而在高层次的智能决策，应具有拟人化功能。
b)Saridis在傅京孙工作的基础上，提出了三元结构的智能控制理论体系，他认为仅有二元结合无助于智能控制的有效和成功应用，必须引入运筹学，使其成为三元结合，并提出了其递阶智能控制的理论框架。
c)国内蔡自兴教授在研究了上述理论结构以后，从系统的整体性和目的性出发，于1986年提出了四元结构价格体系，将智能控制概括为控制理论、人工智能、运筹学和系统理论4学科交叉。
总之，智能控制是多学科知识的结合，除了从控制论出发来研究它，还可以从信息论、生物学以及社会科学角度来讨论和研究。
1.2综合智能控制技术
综合智能控制一方面包含了智能控制与传统方法的结合，如模糊变结构控制，自适应模糊控制，自适应神经网络控制，神经网络变结构控制等；另一方面包含了各种智能控制方法之间的交叉综合，如专家模糊控制，模糊神经网络控制，专家神经网络控制等。
2一个国外的电网规划专家系统
目前为止，在电网规划方面较成功的综合智能控制技术系统不是很多，其中比较好的有加拿大魁北克水电公司(Hydro-Quebec)的“直流/交流输电网络设计专家系统”。
在80年代末期，随着人员的退休和长期不用，一些60年代和70年代加拿大电网高速发展时期由工程师们获得的大量有关电力系统规划设计的专门知识逐渐被人遗忘，这引起了加拿大电力部门的关注，魁北克水电公司将专家系统技术看成是表达和保存某些目前在人类专家头脑中的专门经验和知识的潜在方法。他们认为在电力系统规划设计领域里，专门知识的损失非常明显，尤其是在电力系统增长缓慢的时期。这些专门知识来自于各门学科，在多层次的电力系统设计决策过程中起着重要的作用。一些选择决策，如发电类型、发电厂位置、输电类型(交流/直流)、电压等级、输电线路的数量型号和补偿设备的数量型号的选择必须根据一些准则仔细权衡，包括可靠性、稳定性、稳态性能、费用和环境状况的准则等。基于此，魁北克水电公司的专家们开发了一个用于输电网络初步设计的专家系统，该专家系统具有以下特点。
2.1目标和预期效益
主要目的是研究使用专家系统(ES)来模仿人类专家在AC/DC输电网络初步设计中的行为的可能性。系统地确定和表达进行一项合格设计所必须的知识，包括符号和数字数据，以及指导该项设计的原理、规则、准则折衷方法和数学模型。合格的设计基于费用、环境状况、稳定性、可靠性和设计灵敏度或鲁棒性等准则。ES原型还应指导用户通过完成设计所需的各步骤，使用户与知识库交互作用，并提供达到每一中间步骤后相应推理路径的解释。预期的主要效益是：
a)专家知识能够保留和传授给未来的工程师；
b)知识可以用更加具体的形式加以表达，而不是一些不明确的、没有根据的判断；
c)将获得得更一致的结果；
d)与人类专家相比，ES可以检查、比较更多的方案，得到更经济的设计；
e)借助于推理解释功能，ES可以作为未来专家的教学和训练工具；
f)作为一种“咨询”手段或者一个对已有设计进行评价和改进的工具，ES对专家将很有帮助；
g)ES将充当进行各种电力系统设备设计的专家系统家族的先驱，作为一种模型，从中抽取更加一般的设计方法论；
h)ES起到收集常常分散在整个设计机构中的知识的作用。
2.2领域专家和知识工程师的交互作用
知识工程师应当具有电力系统分析和设计领域以及人工智能(AI)领域的经验，已经证明两种知识的混合对于从领域专家处抽取和浓缩专家知识非常有效。专家知识来自于电力系统规划工程师，他们具有多年的规划、设计和调试大型工程项目的经验。
2.3对设计的评价因素一个候选的设计必须满足下述条件：
a)DC系统最小故障恢复特性；
b)容许的无线电和谐波干扰要求；
c)故障后的最小稳定判据；
d)稳定电压和无功电源的极限；
e)甩负荷后的暂态过电压极限；
f)可靠性所要求的最小设备冗余度；
g)必须对输入数据变化不敏感(鲁棒性)；
h)必须满足某一最大费用要求；
i)必须适合现有技术。
魁北克水电公司的“直流/交流输电网络网络设计专家系统”已经成功地应用了近十年，并在不断地发展、完善。随着模糊技术和人工神经网络等的迅速发展，综合智能控制技术在电网规划中的应用前景愈来愈广阔。
3电网规划决策系统的分解及协调
电网的建设是资金和技术密集型的工程，线路和设备的经济使用寿命长达数十年之久，所以网络的结构合理与否，对电网的技术性能和经济效益将产生长期的影响。一次规划失误的损失，若干年难以挽回。随着广东省电网的不断发展，如何合理地布局电网已是当前电网乃至整个电力工业发展的重要课题之一。
电网规划需要确定的决策是大量的，而这些决策在时间和空间上是相互影响的。目前，限于各方面条件，无法将其统一在一个模型中考虑。只能将其分解成相对简单的子问题，再通过子问题间的迭代进行协调。按照问题划分，电网规划可分为：负荷预测，网架规划，无功规划，稳定性分析，短路电流分析。
4结束语
电网负担着将电源与用户连接起来的任务。此外为了得到最大的供电可靠性和经济性，它还担负着与邻近地区电力系统联系起来的任务。由于电网设备投资需求大，并且设备寿命长达数十年，从而导致电力系统强烈地受“过去权重”的制约，因此，寻求最佳的电网投资决策以保证整个电力系统的长期优化发展，是电网规划所要达到的目标。
结合本文的论述可以看出，电网这一巨维数的典型动态大系数，具有强非线性、时变且参数不确切可知、含大量未建模动态部分的特征，而我们所要达到的控制效果是一种多目标、滚动优化的动态非量化指标(电网的工程效益)，在这个过程中知识的表示和处理占了较大的比重。这样就需要利用综合智能控制技术去有效地组织有关电网规划的大量知识，进行选优运算，得到优化的决策。目前广东省电力工业局联合华南理工大学电力学院共同开展了“电网规划专家决策系统”的有关理论研究工作，并有望在2000年开发一个有效的基于综合智能控制技术的电网规划决策系统，它的使用将对广东省电网的建设起到积极的促进作用。
参考文献
2封闭集散控制系统到工业现场中线的发展分析
封闭式的集散控制系统缺乏较好的兼容性和开发性，系统存在无法共享信息的局限。为增强集散控制系统的兼容性和开发性，在构建系统过程中必须采用标准化、网络化的网络协议，工业现场中线技术随之发展起来。由该技术构建的工业现场总线控制系统可以确保工业现场中智能化仪器、控制器、执行机构设备之间保持信息通畅。整个控制系统按照总线方式有条不紊的运行着。工业现场总线控制系统采用的是开放式的现场总线协议，以该协议方式进行现场所有支线工作的协调工作，不仅可以降低投资成本、维护资金，该系统还具有操作简单、经济实用、工作效率高的显著优势，用户的功能需求也可以得到更好地满足。工业现场总线控制系统是一种开放的、互联的分布式系统。该系统将工业现场作为中线，通过收集中线中的信号或信息，并根据所收集的信息对其进行有效控制，将分散控制管理与集中控制管理进行了有效结合，将系统危险分散开来，实现控制分离。
3现场控制到企业自动化控制发展分析
以太网工业协议作为一种开放式的网络协议，实现了全方位的自动化控制。在计算机控制技术中引入互联网，有助于提升产品的安全系数和适用性。但目前，企业化基于以太网的自动化控制中存在着一个问题就是不稳定的网络信号，无法确保系统时刻保持在稳定的工作信号下。信息化工厂的提出是为了解决以太网不稳定问题。基于该技术下，系统将大量的数据进行转移，使信息的采集、传输和处理都能处于良好的环境中，最终实现信息的自动化控制，并提高控制效率。
1．1动力学控制变换工艺动力学控制变换工艺流程见图2。粗合成气全量进入1＃低压蒸汽发生器副产低压蒸汽，同时调整水气比至约0．55后，经气气换热器升温进入第一变换炉进行变换反应，出口气体经换热后，进入1＃中压蒸汽发生器副产中压蒸汽，降温后进入第二变换炉继续变换反应，出第二变换炉变换气进入2＃中压蒸汽发生器副产中压蒸汽后，与第一变换炉出口跨线变换气混合，调整出装置工艺气H2／CO，混合工艺气依次进入2＃低压蒸汽发生器、锅炉给水预热器、脱盐水预热器回收热量。动力学控制变换工艺通过适当减少第一变换炉中的催化剂，即控制催化剂装填量的办法，能达到控制床层热点温度从而达到控制反应深度的目的［6］。但是，由于CO浓度和水气比都高，反应的推动力太大，催化剂的装填量只要有少量的变化，就会明显影响床层的热点温度，因此催化剂的用量必须准确，否则会因为反应深度的增加而造成床层“飞温”的不良结果。如果催化剂的装填量固定不变，则在装置开车初期，负荷小或气量波动时，催化剂装填量势必富余，导致粗合成气反应深度加大而超温。运用一种新开发的分层进气变换反应器技术，当生产装置运行负荷低时，气体只经过下层进行变换反应，可以避免因为催化剂装填富余，CO过度反应使床层超温；当生产装置运行正常时，气体可以全部从上段进入或者上段和下段同时进入，以此来满足生产要求。该工艺主要缺点是：变换反应温度控制的影响因素较多，催化剂的装填量、原料气负荷、水气比的波动均影响反应温度，操作控制系统设计较复杂。
1．2热力学控制变换工艺热力学控制变换工艺流程见图3。粗合成气首先分为两路，一路进入1＃低压蒸汽发生器副产低压蒸汽，同时调整水气比至约0．25后，经气气换热器升温进入第一变换炉进行变换反应，出口气体经换热后，进入1＃中压蒸汽发生器副产中压蒸汽，降温后与另一路粗合成气汇合后经脱毒槽进入第二变换炉继续变换反应，出第二变换炉变换气依次进入中压蒸汽过热器、2＃中压蒸汽发生器、2＃低压蒸汽发生器、锅炉给水预热器、脱盐水预热器回收热量。热力学控制变换工艺在粗合成气主路设置非变换旁路跨越第一变换炉，再与另一路经第一变换炉的低含水量变换气混合后进入第二变换炉反应，可稳定调控水气比，且无需补充蒸汽调整水气比，节约能耗效果显著。第一、二变换炉催化剂装填量均为足量，都按照接近反应平衡控制变换深度进行设计，结合粗合成气旁路、主路流量比值控制及第一变换炉之前设置蒸汽发生器，运行负荷变化时不需要调整；且由于反应平衡控制的特点，在不同运行负荷下第一变换炉发生甲烷化反应的风险很小。该流程应注意的是，运行过程特别是开工导气初期，由于操作或调整不当出现水气比过低而容易导致甲烷化超温发生。此时可根据床层温度适当调整第一变换炉水气比，控制床层热点温度不高于380℃，避免甲烷化的发生。在运行末期，可以通过适当减小进入第一变换炉的气量或者适当提高第一变换炉反应器入口的水气比，来维持较高的CO转化率，使装置仍能够稳定运行。此工艺操作过程简单，兼顾了第一、二变换炉反应器的温度控制和水气比要求，既很好地控制了第一变换炉反应器的热点温度，又使第二变换炉反应器入口气体在降温的同时提高了水气比。
2分析比较
两种工艺有相似之处，即均采用了降低原料粗合成气中水气比的方法。究其原因，一方面制甲醇其水气比是过剩的，节能效果显著；另一方面可以降低变换反应的剧烈程度，增强了装置的稳定性和可操作性。不同的是第一变换炉变换反应控温方式的差异，动力学控制变换工艺是减少催化剂装填量，使变换未反应完全即送出第一变换炉，而热力学控制变换工艺是变换反应达到平衡后送出第一变换炉。
2．1技术参数表1是两种工艺的主要技术参数对比，从表1中可知，两种工艺均能满足生产要求。两种工艺经废热锅炉后，降低第一变换炉进口的水气比，因各自控温方式的不同而产生较大差异。且2个变换炉进口温度、床层热点温度呈现出不同的高低分布。动力学控制变换工艺2个炉进口温度均较高，床层热点温度前高后低。热力学控制变换工艺2个炉进口温度均较低，床层热点温度前低后高。比较而言，较低的进口温度有利于催化剂的升温还原操作和使用寿命的延长，也便于换热流程的组建，而且变换工艺的控温关键是第一变换炉，第一变换炉较低的床层热点温度可以更有效避免甲烷化的发生。由于两种工艺变换炉热点温度的差异，换热流程从热量有效利用的角度考虑，中压蒸汽过热器设置位置不同，动力学控制变换工艺中，中压蒸汽过热器直接设置在了第一变换炉出口，而热力学控制变换工艺则设置在了第二变换炉出口。
2．2能耗表2是两种工艺的主要消耗对比。当生产规模一定时，不同变换工艺的能耗主要体现在蒸汽和工艺余热上。由表2可知，两种工艺副产的蒸汽基本相当，低温位工艺余热、冷凝液总量、循环冷却水水量，热力学控制变换工艺略多，此结果是由于热力学控制工艺进入变换系统的总水气比略高于动力学控制工艺。两种工艺均采用了前置废热锅炉，并且后续不补充蒸汽或水，变换深度相当，变换产生的整体热量和冷凝液基本相同，只是热量及冷凝液的分配有所不同，故由表2可看出两方案能耗相当。
2．3投资两种工艺主要设备投资费用见表3。可以看出，变换炉费用因两种工艺催化剂装量的不同存在较大差异；各换热设备因两种工艺换热流程、参与换热工艺气气量、平均传热温差等因素存在明显差异。虽然热力学控制变换工艺多设置一台脱毒槽，但动力学控制变换工艺主要设备投资费用比热力学控制变换工艺多。两种变换工艺中，第一变换炉催化剂设计使用寿命均为2a，第二变换炉催化剂设计寿命为4a，脱毒槽吸附剂设计使用寿命为4a。综合以上几方面的分析比较，两种变换工艺均能满足生产要求，能耗相当，在操作稳定性和主要设备投资方面，热力学控制变换工艺优于动力学控制变换工艺。
1.1环保工程
随着时展，全球各国都开始注重环境保护，以降低环境问题对人类生存和生产的危害，因此越来越多环保工程应运而生。中国一直将环境污染治理作为基本国策之一，在各行各业发展中都将保护环境作为生产的原则之一。在这个背景下，环境工程成为近年来发展较快的行业。尤其是环保工程常常涉及到燃料脱硫过程，在这个过程中应用电气控制技术，能提升生产效率，并保障生产的安全性和稳定性。将电气控制技术运用到煤炭脱硫生产过程中，能有效避免生产过程中的安全问题，且操作人员能采用远程操作方法来实现脱硫工作，不仅效率得到提升，也避免了有毒物质对人体伤害。
1.2高炉鼓风机
由于中国建筑行业快速发展，对钢材的需求不断提升。而电气控制技术在高炉鼓风机中得到了广泛应用。a)电气控制技术的稳定性和连续性能更好地防止高炉鼓风机出现运行中的故障，降低运行事故发生概率；b)电气控制技术能实现高炉鼓风机整体性能的大幅提升。通过电气控制技术的使用，能有效改进高炉工作，使整体炼钢水平得到提升。同时要对鼓风机低电压跳闸的电气控制技术、二次控制电源的电气控制技术及瞬时断电的电气控制技术进行大力技术改造。
1.3铁路起重设备
在电气控制技术起步阶段，中国的铁路起重机在运行过程中存在很多局限性，且涉及到很多协调工作，无法满足铁路救援工作需求，而在当时经济条件下无法大量引进国外发达国家生产的机械设备，使得起重机控制工作非常困难。随着电气控制技术的发展和应用，中国铁路起重设备逐步向着智能化、高集成度、自动化方向发展，使铁路救援工作更加灵活，成本低廉且便与维修。其中，PLC技术的出现成功解决了铁路起重设备中的问题。PLC是一个以微处理器为核心，数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型机械或生产过程。通过PLC技术应用，使中国摆脱了国外技术控制，铁路运输业得到了飞速发展。
2对电气控制技术未来发展趋势的展望
随着科学技术不断发展，以人工智能技术为主的神经网络、遗传算法、模糊逻辑等技术已经在电力系统中应用，相关应用研究也在不断进行。电气控制技术涉及内容比较多，不仅涉及到电气原理、线路、系统设计，也涉及到编程方法及生产机械应用等相关内容。同时电力控制方法也比较多，在很大程度上需要结合电气控制技术。下面就电气控制技术未来发展趋势进行展望。
2.1电气控制技术向着智能化趋势发展
在科学技术发展带动下，中国电气控制技术逐步向着智能化方向发展，以人工智能技术为主要技术核心的各种技术目前已应用到电气控制技术当中，并且与此相关的各种技术也在不断研究和发展中。从当前研究成果可看出，神经网络已成为解决复杂问题的关键技术，通过对神经网络技术使用，可以对各种故障样本进行分析，并找出解决问题的方法，当再次出现故障时，就可以在最短时间内排除故障。通过各种智能技术与电气控制技术的结合，能将两者优势充分发挥、使用，更好地解决电气系统中存在的问题。
2.2电气控制技术向着开放性趋势发展
电气控制技术当前不断创新和发展，其硬件系统不断更新，新电气控制技术不但安全性高、运行稳定，并且具有很强的灵活性和可靠性，能在生产中提供更多发展平台。在信息技术发展带动下，电气控制技术也向着开放性方向发展。网络技术创新为电气控制技术提供了更多沟通和交流方式，使得电气控制设计与网络技术结合，不断呈现多样化趋势。电气控制技术的开放性趋势，也会使电气系统的整体性能和特殊性能得到进一步提升。由此可见，开放性趋势已成为电气控制技术的必然发展趋势。
2.3电气控制技术向着网络化趋势发展
目前电气控制技术的优势是强大的自我诊断和修复功能，使其能精准有效地切除故障以防止事故发生。但为了更进一步提升系统安全性，就要对系统进行网络化改进，增强系统的数据通信功能。电气设施的网络化能加强对故障位置、故障距离、故障性质的分析和确定，使电气设施能得到更加密切的保护，从而提升电气设施可靠性。在电气设施保护技术中，可通过网络将不同母线保护进行高度集成，从回路流量和计算机网络流量中获取电流量信息，进而为故障和母线的隔离打下基础，尽可能降低母线被切除的发生率。采用网络技术能进一步提升电气设施和设备的可靠性，降低电气设备故障发生概率。从这个角度看来，电气控制技术向着网络化发展对电气系统和电气设备都有着深远影响。电气控制技术的网络化，也将会给电气控制设计及发展带来更多新思路，提高电气控制技术的可靠性和稳定性，在一定程度上也会使电气控制装置局部性和整体性的提升成为可能。因此，网络化趋势已经成为电气控制技术发展的必然趋势。
2.紧急停车系统的应用
紧急停车系统依据自动化控制和安全联锁在化工生产中的应用十分广泛。假如某设备出现故障需要检验和维修，系统会在第一时间内启动紧急停车系统，设备停止作业后，维修人员既可以开始维修工作。在实际生产必然存在突然停止动力供应的情况，化工生产过程中这种突发事故很多，紧急停车系统可以有效地解决因突然停止动力供应产生的意外损失，在保障生产安全的同时，还能为化工生产的顺利进行提供保障。化工生产中的紧急刹车系统不能与其他设备同时存在，在保持独立设置的同时，既不影响其他设备的正常工作，也不会因为系统突然启动引发的系统问题。最后，化工生产技术人员还应该减少紧急刹车系统运行过程中的冗余设备，为系统的安全运行提供动力保障。因此紧急刹车系统的使用必须坚持故障安全的原则，只有保障系统设备的安全运行才能从根本上发挥紧急刹车系统的作用。
3.安全自动化装置的应用
安全自动化装置是自动化控制及安全联锁在化工安全生产中的应用形式之一。安全自动化装置在化工安全生产中的主要目的有：第一，在实际施工过程中，如果施工人员很难发现安全隐患，安全装置在接受到安全隐患信号后将会自动发出报警动作，实际施工中安全自动化装置发出相应动作的事例有：对有毒气体进行密封隔离、发生火灾时自动启动灭火装置等。第二，安全装置的自动化还能有效处理施工现场工作人员难以解决的困难，减少因施工人员亲自解决施工危害产生的伤亡和经济损失，减少施工过程中各种不必要的意外事故。
2网络层
路由器和三层交换机中会大量运用到访问控制列表，主客体分别为源地址、端口号与目的地址，对控制列表的访问则是按照相关的保护规则来进行，如果数据包满足保护规则要求，则允许通过，反之则被阻止。在MAC地址过滤中，待访问目标是客体，而MAC地址则是主体。保护规则都是根据定义MAC地址过滤列表来进行的，只有符合该规则的MAC地址数据包才能得以通过。另外，还有一种常见的访问控制技术，那就是防火墙技术。网络有内网和外网之分，源端口号、源IP地址是主体，而目的端口号与IP地址是客体，以保护规则定义的方式让遵循规则的数据包得以通过。
3数据库管理系统层
银行金融网络系统中，操作系统固然头等重要，然而数据库管理系统的重要性也是不言而喻的，它是应用系统不可或缺的组成部分。在数据库管理系统中，十分重要的一个安全措施就是访问控制。用户安全管理是数据库管理的集中体现。系统对通过身份认证的登录信息会将之当做主体，而数据库管理系统中的文件、字段、数据库、表以及系统操作则是客体，而字段与表会存在一些增删、查询、和修改方面的操作，而数据库则存在恢复、备份等方面的操作。用户的存取、访问规则是用户对数据库存取控制的执行依据。存取矩阵也能够表示访问控制规则。列在该矩阵中代表着系统客体是数据库、字段以及表等等，而阵列各单元代表主体对客体或者不同主体的存取方法是增删、查询、修改等操作。从操作系统的访问控制安全角度讲，访问控制措施在数据库管理系统中作用重大。数据库管理系统成为了不少应用系统的的设计依据，系统的关键部分是数据，其权限被用户掌握以后，就能够不经过应用系统，直接通过操作数据库的记录，实现犯罪目的。所以，科技部门必须细致地分析设计数据库系统的访问控制措施，严格分析数据库管理系统中主体的最小权限，然后据此对存取矩阵进行设定。通常数据库管理系统权限是应用系统最终用户无法获得的，这样一来也不能直接操作数据库管理系统，要最大限度地不让内部和外包开发用户对数据库管理系统进行直接登录操作。以严格的管控措施减少直接操作授权。假如必须直接登录操作，那么要针对部分表的部分字段来操作，不能授予内部或者外包开发用户全部权限。同时，针对查询权限的授予，可以一定程度上降低要求，但要控制好增删与修改操作。例如，一个用户需要进行客户存款信息查询，那么他被授权查询姓名Name、住址Address、存款余额Deposit3个字段的信息表User,不过只允许修改Address字段,但是严禁执行插入或者删除操作。在不少情形下，个人征信系统、反洗钱系统等应用系统都是主体。要创建对应的用户，则需参照应用系统对数据库管理系统的最小授权来进行。在个人征信系统中，外包开发用户要规划系统，那么需要同科技部门沟通，对应用系统的最小授权集合进行制订。客户贷款信息数据表中的一些字段或许或会出现在个人征信系统中，那么存款信息之类的数据库表就不应该被访问，可以允许查询。分析访问控制措施，可以极大地减少因为内部和外包开发员的过渡授权而产生的金融安全风险。
4操作系统层
有着访问控制措施的常用操作系统主要注重对用户进行安全管理。用户的身份认证关系到访问控制权限，也是访问控制执行的依据。身份认证的方法有很多种，比如口令与指纹、身份卡与口令以及USB钥匙等等。系统会禁止缺乏正确身份认证的用户，如果认证成功，那么登录身份信息将被系统当做主体。而系统设备、文件、操作、进程则是客体，一般会出现读写、运行和删除及修改等行为。对于用户的识别和存取访问规则是由用户对信息存取控制的来确定。系统对不同的用户会授予不一样的存取权限，比如写入或者读取被允许。存取矩阵模型一般被用来表示访问控制规则，大型矩阵阵列则可以用来表示系统的安全情况。行在这种矩阵中代表系统主体，系统的客体则用列表示。主体对客体或者不同主体的存取是以阵列单元的填入数值来描述。数据库管理系统以及操作系统都能够使用这种模型。要想对内部与外包开发人员进行有效限制，就需要合理配置访问控制措施，这样才能让他们不会故意越权操作系统。如果配置不佳，就会让内部和外包开发员有过多的权限，不利于银行金融网络的安全。科技部门必须细致地分析设计操作系统的访问控制措施，严格分析文件系统中用户的最小权限，然后据此对存取矩阵进行设定。
5防火墙
访问控制技术在银行金融网络防火墙中也有广泛的运用。从网络防火墙技术上来讲，网络具有内外网之分，该项技术可用于对所有的内外和外网通信应用协议的分析，由此查找出主机的IP地址和IP上联端口号，并对业务流进行有效的规划，进而合理控制对应的业务流。源IP地址、目的IP地址、源上联端口号、目的上联端口号中的访问权限都可以利用防火墙技术来进行最大化的限制，能够对业务流的通断进行限制，以保证银行的金融业务安全。
（一）能高效、准确控制电气工程现代控制技术以数字信息为载体，所以通常利用发送数字、代码、信息的方式指令，来完成控制操作。为确保多个指令能够第一时间发送出去、准确传送到指定功能模块、正确指导系统工作，系统必须设置独立、且具备抗干扰能力的信息交流中心，依靠其交互功能，实现信息的生成、传播、控制与管理。
（二）能全面监控电气工程运行状态大多数电气工程的装置和设备都是全天候运行的，长时间工作，势必会导致运行故障的发生，为此，现代控制技术还要担负起监控电气工程运行状态的责任，24小时监督工程内各系统设备的运行状态，如发现故障，应立即报警信息，同时，指明故障位置、故障源、故障影响，以及相关故障资料。工作人员接收到信息后，可第一时间做出反映，修复系统、设备，使电气工程尽快恢复运行。
（三）具有较高的安全性对于电气工程而言，“安全”是生产不可忽视的重要原则之一，因此，为避免内、外部环境因素给电气工程造成运行障碍和影响，现代控制技术不但要具备监控能力，还要拥有较强的自清自查能力，可独立清除、控制安全隐患。同时，现代控制技术还应针对电气工程众多管理项目，设置单元模块（如：运行监控模块、电气工程设施养护模块、数据管理模块、工作人员维护操作模块、电子工程管理模块等），通过层层过滤的方式，提高技术应用的安全性。只有这样，现代控制技术才能为电气工程提供安全、可靠的运行环境。
二、现代控制技术在电气工程中的应用
（一）帮助电气工程创建完整的控制系统众所周知，电气工程由多个系统结构构成，要想让这些单元结构能够独立、连续的完成工作，现代控制技术应承担选择功能、设置功能、计划功能、解释功能等多种责任。首先，在各功能模块上设置监控器，监测它们的操作行为、运行状态，并以数据的形式记录，转存到数据库中，如此，控制技术既可以依靠“复制数据”找出控制方式，又能随时检索系统运行信息，查找故障问题；其次，创建中枢系统、装置、设备的联动控制机制，以“作业任务”的形式分配任务，以便于系统可以同步、集中处理重要“运行信息”，不耽误电气工程正常工作；最后，因为电气工程系统、装置、设备的运行功能复杂、多样，所以要想正确下达指令，明确指令内容要求相对困难，利用现代控制技术，可将许多复杂的指令编撰成“编码”，由翻译器统一处理，如此一来，不仅方便了操作，电气工程控制管理效率、水平也会大大提升。
（二）科学选择控制系统设备计算机网络技术的发展，给电气工程控制管理提供了多个便利条件、多种选择可能，所以，作为控制管理的中枢，现代控制技术必须慎重选择控制系统设备，使其与电气工程形成配合，达到最佳管理效果。一方面，控制系统设备要具备信息分类、收集、检索、处理功能，将复杂、且数目庞大的电气工程数据集中整合到数据库中，根据管理、控制需要，高效检索、准确处理、顺利传递出去；另一方面，控制系统设备还应具备信息翻译、解释、转换能力，因为电气工程中的装置、设备不可能使用统一的编码、指令形式，所以如果两个运行系统、装置的指令信息代码不同，控制设备应能够兼容分辨，做出正确的处理和判断，完成智能化、自动化控制。
（三）加强电气工程内、外部环境管理电气工程内、外部工作环境的监测工作是其安全生产工作的重中之重，所以，现代控制技术管理工作的重要内容便是环境监测、管理，主要内容包括：监控电气工程电流、温度、湿度、电压、电功率等基础运行指标数据，如发现阶段时间内这些指标数据出现较大波动变化，会立即发出报警信号；管理、控制电气工程内其他非主要工作设备的运行状态，比如启动空调、除湿设备、稳压设备、变压设备、变频设备等。
三、现代控制技术应用发展趋势
1.2电网发展滞后与运行控制不协调无论是国外发达国家还是像中国这样发展比较快的国家，由于电网的基础设施建设比较老化、电网运行冗余度小，传统的电力系统不是通过整体的发展自上而下规划发展来的，而是在基础上一步步添加而来的，这就使得电网的发展比较落后，电网的运行控制也不协调。
2数字化在电网应用中的体系结构
2.1数字化电网的概念数字化电网是利用先进的数字化技术实现电网整体的经济、可靠、高效的运营。数字化电网需要与企业信息化相结合，通过自身的特点来达到相辅相成。数字化电网主要侧重电网规划、运营和运行过程中通过数字化对电网进行监控与控制。
2.2数字化电网的特点数字化电网具有自愈功能，能够通过自身的自动检测来不断地更新，保证电网的正常运行，这样的特点能够保证电网更经得起外部的安全攻击。数字化电网能够容纳各种发电形式，可以提供更高的电能质量，能够更好地对电力市场进行支持。
3通过数字化对电网信息集成
3.1数字化电网中信息集成的特点数字化电网中的信息主要通过采集装置从电网中获得，主要是通过国家电力调度数据网络与无线网络传输到调度控制中心。数字化电网中的数据有统一的模型，数据的存储按照统一的模型在信息平台中统一存储。
3.2以当前电网为基础实现数字化电网的信息集成数字化电网的建设并不是对电网进行全面改革，而是在原有电网基础上进行结构优化，有计划地对电网中的问题进行改良，想要实现数字化电网的信息集成，首先应当解决电网系统中存在的系统异构问题，然后按照统一的模型建立信息中心，目前我国主要对以下几点进行研究：
⑴建立统一的电网信息模型，完善开发的模型基础；
⑵发开高效的信息对接平台，解决系统间的交互困难；
⑶提取各系统之间的共同信息量，建立数据交换平台；
⑷规划生产调度信息平台，建立统一的信息中心。
4数字化在电力管理中的前景展望
如今社会对于电网的要求越来越高，人们急需一个更加智能更加可靠的电网，数字化电网的实现可以从根本上解决原有电力结构的不足之处，数字化电网的信息集成不会出现以前信息中的孤岛现象，而是以信息平台的方式提供信息中心，实现信息的横向和纵向的互联，数字化电网中的信息平台涉及到管理与维护，需要适当的考虑管理流程。
一般而言，计量技术机构建立管理体系时，主要依据的标准和规范有：ISO9001：2008、JJF1033-2008、JJF1069-2012、ISO/IEC17025：2005、ISO/IEC17020：2004、《实验室资质认定评审准则》等。在ISO9001：2008质量体系管理过程中，需要根据实际要求，对质量手册、程序文件、质量记录、作业指导书等体系文件进行修订。在开展内审、外审活动时，除了需要进行质量活动的过程管理，还需要做好历次质量活动文件质量的归档和整理，以及历次不符合项等数据的统计。JJF1033-2008、JJF1069-2012、ISO/IEC17025：2005等规范涉及计量标准的管理。在日常计量标准管理中，从新建项目申请通过，到计量标准新建标资料的建档、已有计量标准的动态维护，以及JJF1033-2008、JJF1069-2012、CNAS申请（考核）资料的输出，所有这些管理过程涉及面广，各类考核规范要求各异，包含材料繁多，期间还涉及申报材料的审核、回退、批准、归档等过程，每个步骤需要严格按照考核规范的要求进行。此外，体系管理过程中需要涉及很多项目的统计分析。诸如质量简报内容、政府委托的各类考核、各类项目所依据的规程、各类检定员的资质统计等。
1.2制约因素
体系管理包含机构日常运行各个方面，而体系所依据的各个规范之间难免有交叉重复的要素，日常管理中难免会有重复操作及遗漏。例如JJF1033-2008与ISO/IEC17025：2005中对于计量标准器及配套设备的管理都有相应的要求，当设备因评价不符合需要变更时，需要分别根据两个技术规范的要求进行相应类似操作（如图1所示）。这样既增加了工作量，又加大了出错概率。图1管理要素交叉示例类似这些问题都不利于体系的有效运作，进而会影响机构的检测质量。检测质量一方面关系到能否满足客户的检测要求，另一方面从机构自身的角度来说，检测质量也关系到计量技术机构的生命，关系到机构自身的发展。因此，如何完善体系管理是机构始终需要重视的工作。
1.3体系管理信息化
体系管理虽然包含内容庞杂，但大多有法（标准、规范）可依。在管理过程中可以将不同的考核规范要求分门别类，各类管理要素结构化罗列。因此，可以通过计算机技术，将体系管理信息化。1）文件材料电子化。将管理过程中所涉及的材料电子化，一并进入管理信息系统，实现无纸化管理；2）材料格式的模板化。各类材料模板依据考核规范的要求固化到系统中，操作时可直接调用模板输入；3）管理要素系统化。将各类考核规范的要求固化到系统中，包含所有必需的管理要素；4）操作流程系统化。将日常操作中的材料提交、审核、回退、审批、修改、归档等操作流程固化到系统中，提高效率。
2实现目标
通过对体系管理各要素及要素间关联性的分析研究，将体系管理各要素纳入信息系统，可以实现以下目标。1）管理要素全覆盖。各管理要素在系统中进行管理，结合系统的工作提醒、提前预警等功能，减少工作遗漏，做到全面覆盖。2）闭环管理。在系统中，某一项工作从发起到流程审批，直到最后的、归档，各节点环环相扣，并可设置各节点完成时限，形成完整的闭环管理。3）实时动态管理。诸如计量标准、仪器设备、人员持证项目等都会有有效时限，系统可以针对这些有时限要求的要素提前预警。涉及某一岗位的所有待处理工作都会在系统中有待办提醒，便于管理人员及时对各项工作进行实时管理。4）无纸化办公。依据各项考核标准所形成的考核材料会形成很多文档，除了最后确定的申报版本需要形成纸质材料外，前期内部流转及最后归档的文档都可以尽量电子化，这样既可以实现无纸化办公，同时电子文档也可以实现高效检索。
3系统实现
3.1设计原则
3.1.1实用性
开发的系统必须满足实用性需求，做到使用方便，输入数据量尽量小，界面直观，易学易用，不同业务之间界面转换速度快。
3.1.2功能完整性
所提出的业务都能够在计算机平台上完成，对于同一类型的业务，由于输入要求或地址模式等条件的不同，将设计不同的功能模块。
3.1.3高性能
系统在性能上做到实时性强、数据容量小、响应速度快、稳定性高、出错率低、容错性好等优点。
3.1.4数据安全性
安全性永远是数据库的重要课题，必须采取多种措施保证数据库的安全。
3.1.5美观化设计
在满足实用性的条件下，界面设计做到美观大方，大小适中，排列整齐，各种控制键的中文名字简单明了，不同的业务甚至不同的功能有不同的界面。美观的界面配色柔和，减轻视觉疲劳，给员工一个良好的计算机工作环境。
3.1.6系统可扩展性
在满足一期方案的基础上，考虑今后系统可能新增功能带来的系统软硬件的变化，为系统的扩充预留接口。
3.2系统结构和功能
系统结构如图2所示。主要包括体系文件、质量活动、项目管理、统计分析。
3.2.1体系文件
质量手册、程序文件、作业指导书、质量记录等体系文件在系统中保持最新版本，体系文件出现更新时，在系统中完成审批流程并归档。
3.2.2质量活动
外审、内审、管理评审、附加评审等质量管理活动纳入系统管理。系统具备各类质量活动的按期提醒功能。在系统中进行质量活动计划的制定和审批、质量活动计划的、质量活动过程的流转、质量活动结果的输出、质量活动需改进项的管理。
3.2.3项目管理
包括新项目申请及不同项目定位的材料管理，包括计量标准管理、法定授权、资质认定、实验室认可、检查机构认可等内容。材料按照不同考核规范的要求在系统中设置模板，直接在系统中输入或以附件的形式提交。各类考核申请、复查等所需的材料可以从系统自动输出word版本，打印即可用。建标完成后具备动态管理的功能，可以预警将到期的计量标准，并提醒相关负责人关注。所有资料在系统中归档，便于检索。
3.2.4统计分析
通过对系统内各功能模块相关信息的抓取汇总，生成各类统计内容。包括通过汇总质量活动的相关内容，生成质量简报；统计历次外审、内容、管理评审、附加审核等活动的不符合项出现次数、出现范围、整改完成情况等内容；统计许可证考核情况；统计能源计量审查情况；统计检定、校准、检测、检查对应项目及所依据的规程；统计各类人员资质等。
3.3主要数据库设计
3.3.1仪器设备
实现仪器设备的动态信息化管理，实时监测计量标准器及配套设备的使用情况，提前提醒相关人员按期送检标准器。设备信息与计量标准等其他相关模块自动关联，设备更新后其他部门相应更新。主要字段包括名称、型号、测量范围、不确定度或准确度等级或最大允许误差、制造厂、出厂编号、末次检定或校准日期、检定及校准机构、检定或校准证书号等。
3.3.2人员资质
实时维护各类人员所拥有的相应资质信息，包括检定员、各类考评员、注册计量师、内审员等信息。人员资质信息统一更新后，自动关联的相应考核模块信息也同步更新。主要字段包括姓名、所属部门、资质类型、取证时间、证书到期时间、证书编号等。
3.3.3检测方法
提供检定规程、校准规范、国家标准等计量技术规范的查询、阅读、更新功能。检测方法与计量标准等相关内容保持同步更新。主要字段包括规程/规范编号、年号、名称等。
3.3.4可开展项目
提供项目的检索、查询、更新等功能。可以生成检定、校准、检测、检查项目对照表，并作为各类考核材料中可开展项目的数据来源。主要字段包括项目名称、测量范围、测量不确定度/准确度等级/最大允许误差、依据文件名称、依据文件编号等。
天津航空机电有限公司，天津市杰立信模具有限公司，天津龙舟工控设备有限公司，光电集团有限公司，天津汽车模具有限公司，三星电子显示器有限公司，中环三峰电子有限公司，东华医疗系统有限公司，天津索思仪表测控系统有限公司等十多家企业的数控技术专业的用人方向和岗位需求数据表明：目前，高职毕业生整体技能水平偏低、就业质量不高，不能在技能上适应企业的技术岗位。大中型企业对高职院校数控技术技能型人才的需求方向主要集中在：数控机床操作、数控编程与工艺、CAD／CAE／CAM设计、数控机床的维护与保养等。这也为数控技术专业人才培养指明了方向。
（二）院校调研
针对需求方向，分析了多所院校现开设相关职业技术课程如下：数控编程、数控操作、数控加工工艺、CAD／CAM（自动编程）、数控原理、数控机床的维修与维护等。院校开设课程的合理性调查统计数据显示：69％的被调查者认为“数控加工工艺”与“数控编程”为专业核心课程；41％认为“数控加工工艺与编程”课程应加大实践操作比例；61％认为仿真加工与机床操作的课时应增加；49％被调查者认为目前最感兴趣的课程为数控机床操作；认为数控机床的维修与维护知识在未来数控行业更重要的占被调查总数的42％。数据表明，围绕零件设计与加工及机床维修与保养等专业技能相关的课程，理论与实践脱节，毕业生就业质量不高，达不到应有的教学效果，与现存教学模式和课程体系安排有直接的关系。院校教学调研中暴露的问题主要有：课程体系缺乏职业性；理论与实践课程脱节；任务驱动教学模式趋于形式化。这就要求学校针对现行课程进行调整，将理论内容融于实际操作之中，重视操作技能的培养，重视关键能力的提高。
二、调研成果初探
教育部关于加强高职高专人才培养工作的意见中指出：高职教育的培养目标为高素质劳动者和高技能专门人才。以“应用”为主旨和特征构建课程体系和教学模式；实践教学的主要目的是培养学生的技术应用能力。针对企业用人方向和现有课程中理论与实践脱节的问题，我们结合学生的学习兴趣，将数控技术专业培养目标分为两方面：零件设计与加工人员，机床维修与保养人员。根据这一目标把本专业核心知识作模块细分：机械制造基础、数控车工实训、数控铣工实训、计算机辅助设计与制造、数控机床调试与维修。在教学上改进单一的“理论＋实训”模式，根据企业的技能需求，采取“教、学、做”一体化的教学模式。
（一）教学改革实施
教师结合企业用人方向，制定教学目标，针对数控机床维护与维修模块进行了大胆的教学改革尝试。在数控机床维修实训教学中，学生通过亲自打开机床，自己动手拆卸零部件，认识各种零部件及其安装结构特点，先形成感性认知，后作理论理解，之后教师再引导学生对零部件做功能分类。先分出：机械部件、电器部件、液压控制元件等，再结合不同零件进行细化分析。机械部件又分为机床主体、主轴组件、导轨、滚珠丝杠螺母副等。与机械部分相关的理论，如零部件的工作原理、材料、装配关系、强度与刚度的校核等，尽可能在学生拆卸零部件环节中进行讲解。液压控制部件，主要明确液压系统的控制原理，要求学生能够看懂液压回路图，能分析执行元件的工作过程。电器部分在学生直观电器控制柜后，讲解柜中的所有电器元件的功能、作用以及电路的连接，要求学生看懂电路图。这样，可以将学科知识重新整合，将理论融于实践，使学生学有所获，迅速掌握专业技能。例如，在讲解机床机械结构部分时，把滚珠丝杠螺母副作为教学的基本载体，演示部件运动过程，讲解其传动原理，再讲零件结构，及其它相关类型的机械传动结构并绘制其零件图，从而学习零件的测量与绘制，认识零件材料的区别及用途。有了实践动手经验，再加上理论知识的学习，再次让学生动手，将拆卸的机床复原。这样，将所学多门课程的知识融合于实践操作训练之中，达到获取知识有深度、培养技能有特点的综合目标，满足企业高素质、技能型人才培养的需求。
（二）课程体系模块化
课程改革中，我们坚持“以服务为宗旨，以就业为导向，以能力为本位”的高等职业教育改革发展方向，不断探索，将专业知识和技术技能融合为一体，对陈旧的单科课程重新整合，改为模块化教学，建立“基于工作过程”教学模式，突出技术技能型人才培养的特点，制作了数控技术专业人才培养方案。根据就业方向不同，将本专业知识与技能划分为五个核心模块：机械制造基础、数控车工实训、数控铣工实训、计算机辅助设计与制造、数控机床维护与维修。每个核心模块涉及不同的专业基础知识与实践操作技能，面对不同的就业岗位。其中针对普通机加工人员，需要以机械制造基础为核心模块，包含：机械制图与公差配合、材料及热处理、普通机械加工实训（车、铣、钳工）、刀具与机床、切削原理等为基本知识与技能；数控加工人员，分为两个典型方向：数控车工和数控铣工，分别对应两个核心模块，包括：数控加工工艺知识、数控加工编程知识、数控仿真软件的应用、数控机床操作等基本知识和技能；零件设计与自动编程人员，核心模块为计算机辅助设计与制造，包括：机械制图与公差配合、材料及热处理、数控加工工艺、计算机辅助设计（AutoCAD软件应用）、计算机辅助制造（UG三围造型与自动编程）等基本知识和技能；机床维修与保养人员，核心模块为数控机床的调试与维修，包括：电工基础知识（电器元件介绍、电路图的绘制与识读）、安全用电常识、机床电气控制与PLC应用、液压与气压传动、数控机床与数控原理、数控机床使用及维护等基本知识和技能。综上，构建了数控技术专业以职业岗位（群）知识能力为核心的模块化教学内容，为实现理实结合的一体化教学提供了依据。
三、构建高职院校数控技术专业技能型人才培养模式
（一）实施“三明治”人才培养模式
“三明治”人才培养模式由教育家杜威提出，其核心是：“从活动中学，从经验中学”，即把知识的学习与具体的活动联系起来，充分体现了学与做的结合，知与行的统一。遵循“三明治”精神，以“实践—理论—实践”教学模式组织专业课程教学，要求学生对所学专业知识，先有感性认识，再上升到理论高度，最后用所学理论知识，指导实践操作，解决实践环节出现的一些问题，达到学有所用。在机械制造基础模块中，新模式教学将原有的车工实训、铣工实训及机械制造基础课程深层次结合，将原有的实践与理论知识点具体化。课程中先安排车工、铣工等实践操作练习，其间，学生认识机床、练习磨刀、加工小轴、六面体等，通过这些基本实操练习，学生了解切削加工的一般过程，理解刀具角度的定义及不同角度对加工的影响。先获得车削、铣削加工的感性认识；再学习切削原理知识，了解切削过程中的受力、变形、温度变化、刀具磨损等现象发生的原因，从而能够自己想办法，改变切削条件，控制加工过程，使得切削状态达到最佳，生产效率提高，加工质量提高等等。学习理论过程，结合第一阶段面临的诸如“抗刀”等实际问题，重点分析原因，明确加工条件的重要性，在方向上为第二阶段的实践练习奠基，从而提升下一阶段的实践操作练习的技能。通过知识迁移，会举一反三，学生根据零件质量要求，合理选择切削用量、刀具角度，加工出中等难度的零件，满足企业需求。这种“实践－－理论－－实践”交替的“三明治”教学模式，为企业培养技能型人才提供了可靠保证。学生毕业后，基本上能够动手操作，凭借学到的专业知识分析研究产品的加工方法，改进生产技术，凸显课程设置的职业化，对接岗位需求，能够为企业输送高素质高技能人才。
（二）编写任务驱动型教材
教学改革中注重深化基于工作过程的“做中学、学中做”的人才培养模式，与企业深度融合，使企业参与学生培养全过程，共同构建基于工作过程的实践教学课程体系。教学改革的核心任务是依据企业需求，编写任务驱动型教材。技能就像教材的骨骼一样，而知识是肉，要根据骨骼的状况来生长。传统教材以＂肉＂为主线，“骨头”居次，这样的教材基本是没有技能训练的。任务驱动型教材根据培养技能，分析学习需要，然后让学生学习这些知识并掌握这种技能。任务驱动型教材的特点是以任务为载体，以任务实施过程为线索，将专业知识穿插到任务实施过程中，在教师的指导下由学生自主完成任务，从而掌握所学知识点，并具备实践操作能力。针对这五门核心课程，本着工学结合的原则，本课题选用企业代表性产品，编写了任务驱动教材，配合实际教学。数控实训课程是集数控加工工艺、数控编程等多门理论课知识于一体的操作性很强的综合实训课程，是培养数控机床操作人员的核心课程。学生利用任务驱动型教材，不仅懂得了相关专业知识点，而且具备一定的实践操作能力，同时了解了企业常见的产品类型。任务驱动型教材使学生在加工产品的过程中获得成就感，有利于实践技能的获得。
（三）实施项目教学法
调查发现，以课本为中心的传统教学模式不能满足现今的教学要求；理实一体化教学因脱离企业项目和生产产品而流于形式。教师通过编写与企业技能需求对接的任务驱动型教材，开展与企业生产相关的产品项目教学法。“项目教学法”的特点是“以项目为主线、教师为指导、学生为主体”，改变了以往“教师讲，学生听”的被动教学模式，创造了学生主动参与、自主学习、开发创新的新型教学模式。项目教学法注重理论与实践相结合。每一个项目中包含来自生产车间的实际产品，与之相关的知识点，仿真加工，车间操作，实训报告等多个环节的内容，要求学生从认识项目开始，结合相关知识分析项目、制定工艺、编写程序、仿真加工、机床操作等最终加工出产品。通过转变学习方式，将课堂理论教学转为理实结合的一体化教学，营造了实践教学的学习环境，激发了学生的好奇心和创造力，培养了他们分析和解决实际问题的能力。教师通过对学生的指导，转变了传统的灌输式的教育观念和教学方式，从单纯的知识传递者变为学生学习的指导者和组织者。建立了全新的教学理念，提升了办学目标，通过项目教学法的实施，探索教学过程的组织形式，逐步完善核心课程在专业教学中的作用。
