機電系統論文精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇機電系統論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

參考文獻的寫作是作者在這一科學領域的問題進行研究并且還有一定的研究成果，參考文獻的寫作也是對科學研究的更進一步的深入探討。下面是學術參考網的小編整理的關于信息系統論文參考文獻，希望可以在大家寫作當中帶來幫助。

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關鍵詞：研究生工程教育；行業特色培養方案；課程體系

中圖分類號：G40 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）53-0046-02

隨著我國高等教育的跨越式發展，不僅本科招生規模迅速擴大，研究生的招生規模也有了巨大的增長。另外，由于國家行政體制的改革，很多部委院校劃歸地方管理，行業人才培養屬性逐漸減弱。培養什么樣的人成為這些院校乃至我國高等教育所面臨的新課題。研究生教育是高等教育中精英教育的重要部分，承擔著我國未來高級人才的培養重任。碩士研究生數量多、學科門類涵蓋面廣，怎樣結合院校的歷史、特色和社會需求設定培養目標是當務之急。

研究生培養方案是完成培養目標的具體操作規程，其中課程體系或課程設置是提高研究生研究能力與實踐能力的關鍵。本文將結合工程教育的理念對培養方案中的課程設置進行梳理與優化，貫徹培養目標拉動的思想，提高培養質量。

一、背景

碩士研究生的培養其本質是科研能力、產品設計開發能力的培養，其導師的科研能力、視野往往決定了學生的培養質量。這些院校的大多導師的科研來自于原院校所屬的行業企業，因此有必要在研究生的培養中進一步強化行業特色，這樣就決定了培養目標中行業人才培養成為主要目標之一。目前研究生培養模式還存在很多問題，歸納起來如下：（1）課程設置不合理，教學形式與教學方法與本科雷同；（2）科研訓練不足，導師指導不夠；（3）培養目標上，重學術性人才培養，忽視應用型人才培養；（4）培養過程重視“共性”而忽視“個性”；（5）培養目標與培養過程不統一，與社會發展需求脫節。

二、研究生工程教育的本質與體系

研究生工學教育的目標定位是培養學術型人才，以知識傳承和培養研究生的知識發現和創新能力為目標，以開展學術研究為主要特征；研究生工程教育的目標定位是培養高層次應用型人才，以提高解決工程問題和技術創新能力為目標，以對接職業發展為主要特征。原部委所屬院校的研究生培養目標大多為應用型人才，因此引進工程教育理念優化研究生的培養方案是必要的。不同的目標定位，必然需要不同的培養模式與之相適應，在課程內容、教學方式和教學手段等教育資源組織和運行方式上都應有明顯的區別。因此，急需擺脫完全學術型觀念和框架的束縛，建立起相對獨立的研究生工程教育培養模式來支撐和保障目標的實現。研究生工程教育體系的基本框架：研究生工程教育體系從結構上分，應包括教育的層次結構和學科結構。從層次結構上看，研究生工程教育有碩士和博士兩級，目前主要針對碩士層次的研究生培養。

三、研究生工程教育培養知識結構與課程結構設計

1.研究生工程教育培養知識結構設計。研究生個體課程體系設計是以高質量的創新能力、實用的工程能力為目標的，創新的知識結構是實現目標的有力保證。如圖1所示為工程型人才知識結構框圖，此圖呈寶塔形狀，塔基為寬厚堅實的基礎知識和廣博寬泛的相關知識構成；塔身由深入穩固的專業知識構成；塔尖由系統而精深的專業知識構成；各知識結構之間充滿了綜合性方法論知識、實驗與驗證方法知識和工程實踐知識，使各知識模塊之間有機的聯系起來，形成濃重的工程創新氛圍。

2.研究生工程教育培養的課程設置。高層次工程人才的培養主要通過課程體系來實施。根據工程人才的能力和素質特征，課程體系的建立應運用CDIO（構思、設計、實施和運作）的課程設計方法，涵蓋三方面的內容：一是理論層面的知識體系，包括未來工程師個體必須掌握的基礎科學、核心工程基礎和高級工程基礎等知識；二是實踐層面的能力體系，包括未來工程師個體必須具備的工程推理與問題解決技能、實驗與知識發現技能、系統思維能力等；三是人際交往技能體系，包括團隊合作與溝通能力、外語交際能力，以及在企業與社會環境中，兼顧各方利益和尊重生態規律，構思、設計、實施和運作土程產品/系統的能力。

基于圖1所示的知識結構設計的碩士研究生課程包括：學位課、選修課、必修課程和補修課程。為了更好地達成頂層工程實踐能力，在課程設置的各個層級中設置了與行業相關的課程，也可以稱之為專業特色課程。①學位課分為公共基礎課及學科基礎課，是為達到培養目標要求，保證研究生培養質量而必須學習的課程。同時增加了行業通識知識課程，使之對行業中所涉及的基本知識有所了解。②選修課是為解決實際問題、完善知識結構或加深某方面知識而開設的課程。選修課應以實際應用為導向，以職業需求為目標，以綜合素養和應用知識與能力的提高為核心，與專業任職資格掛鉤。重視理論性與應用性課程的有機結合，突出案例分析和實踐研究，注重培養學生解決實際問題的意識和能力。在此增加了行業的前沿知識課和行業工程知識課，這一部分大多要結合研究生的研究、設計或工程項目開發、未來工作取向以及社會人才需求狀況等在導師的指導下選定。③實踐環節中案例科研、工程實踐以及行業企業的工程實踐列為必修環節，貫徹“實踐、認識、再實踐、在認識”的認識論，加快學生從感性認識到理性認識的速度，提高認知水平和知識運用能力。④補修與增修，對于跨一級學科考入或同等學力考入本專業的碩士研究生以及跨范疇選擇課題的研究生，一般應在導師指導下確定1～3門本學科內外的課程作為補修或增補課程，并進行考試或考核。⑤論文階段，要求最終成果不僅限于研究論文，而是增加工程設計以及工程項目開發報告等。不論是論文還是報告都必須來源于實踐，最好來自于企業乃至所在行業的企業。

3.培養目標牽引下的課程設置。當某個體研究生的個性化培養目標確定之后，就要按照工程教育的理念為其選定各層面的課程，即明確哪一門課程、哪一個章節、哪一個知識點能夠解決未來研究或工程中的哪個問題，使之充分保證目標的達成。以大連交通大學機械工程學科研究生培養中的兩個研究方向研究生為例：①計算流體動力學數值仿真研究方向，主要針對工程領域中的流體流動、傳熱等問題，以數值計算和仿真為主要手段，開展大規模計算工程軟件的工程應用問題的研究。近年緊密與我國高鐵的建設相聯系，研究解決動車運行各種工況下的空氣動力學問題，培養的研究生大部分就業于南北車集團的所屬企業。課程配置時在學位課程模塊中除選定其他學科基礎課外，再選定《流體力學》、《現代軌道車輛》兩門專業相關、行業相關課程；在選修課模塊中選定《計算流體動力學軟件應用》、《機車車輛高等流體動力學》、《車輛工程》等具有較強行業特色的課程；研究生論文的研究內容都取自南北車下屬企業的生產企業，這樣既解決了企業的實際工程問題，也鍛煉了研究生的解決工程問題的能力，同時也為研究生的就業打下了良好的基礎。②工業機器人技術研究方向，主要面向汽車制造、機車車輛制造領域研究、開發設計工業機器人及其應用系統，在應用工程的基礎上進行機器人機構學理論、控制理論、計算機控制方法的研究。其特點為理論聯系實際，立足應用。在進行課程配置時在學位課程模塊中選定《車輛工程》或《現代軌道車輛》行業相關課程；在選修課模塊中選定《車輛現代設計與制造技術》、《機器人技術》、《計算機控制技術》等具有較強行業特色的課程；研究生論文的研究內容都取自南北車下屬企業的生產企業，如動車車輛轉向機焊接、車體的焊接、地鐵及城軌車輛的焊接等工程項目，在為企業解決實際工程問題的同時，也使研究生知道了學習機器人技術的意義，掌握了解決車輛制造過程中焊接自動化的工程問題的知識與技能，為機電專業方向的研究生就業開辟了一條新路。

四、展望

在過去多年的研究生培養實踐中，學校和導師都不斷地對工程型研究生培養問題進行探索與研究，也總結出很多經驗，制定了一些切實的培養方案，但在培養的過程中大多都按照學術性研究生的培養方案進行，缺乏系統的基于工程教育理念的培養方案。本文所述內容也是我們在培養研究生方面的一些思考和初步實踐的總結，尚缺乏深入的理論研究和系統論述。今后要進一步研究工程教育在研究生培養中的理論意義，并構建系統的培養規程，特別要注重下列幾方面具體問題的研究與落實：第一，大力構建產學研聯盟體系，為研究生培養提供工程實踐的條件與機會；第二，推動與職業任職資格及國際研究生工程教育發展趨勢的對接；第三，積極營造崇尚工程文化的氛圍，提高公眾、社會及學校對工程人才和工程教育的認識；第四，主動培育研究生工程教育的師資隊伍，適應未來工程人才培養要求。

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篇(3)

關鍵詞：礦山 安全科學理論基礎 問責 監測 建議

Abstract: The current our country mine disaster accident frequent occurrence reason, does not lie in the safety production administration regulation is not in place, mine safety production management is ineffective, also do not depend on mine safety engineering and technology is weak, but in mine safety basic theory research as well as mine monitoring technology lag; analysis of mine safety accident accountability system and current mine monitoring and fault detection technology, puts forward the improvement proposal.

Key words: MineSafety science theoryAccountabilityMonitorSuggestion

中圖分類號： TD82 文獻標識碼：A文章編號：

引言：

近年來，我國經濟快速發展，作為重要基礎產業的各類礦山也進入了一個新的發展時期，尤其是經過近幾年的安全整治，整體安全生產水平有所提高。但我國數量眾多的中小型礦山，其安全管理不規范、安全工程技術非常薄弱，也是誘發礦山災害事故頻發的重要原因。

礦山是我國三大高危行業之一，各級政府行政主管部門、各個礦山企業投入大量的人力、物力、財力加強礦山安全工作，安全形勢在總體上有所好轉, 但是仍然不能從根本上遏制災害事故頻繁發生的現象。2006年，我國成立了全國安全生產標準化技術委員會以及相應的分技術委員會，標志著我國安全生產標準化工作進入了一個新的發展時期。

針對問題，國家安全生產監督管理總局提出了“十一五”安全生產標準化工作的基本思路；對今后的安全生產管理工作，國家安全生產監督管理總局又提出了安全生產“十二五”規劃的基本思路。但從一些文獻得知，礦山安全生產方面還存在一些弊端，如安全科學理論基礎研究滯后、礦山安全問責體制不夠健全、安全監測監控系統有待進一步完善等，現分述如下：

1.安全科學理論基礎研究滯后

目前，安全科學理論基礎主要是建立在“ 老三論” 系統論、信息論和控制論基礎之上的，通過安全系統論分析災害事故發生的原因，通過信息論監測檢測搜集分析處理各種安全信息進行災害事故預警，通過控制論對災害事故進行控制，由此建立起安全系統論、安全信息論和安全控制論，構成安全科學基礎理論。但是利用安全系統理論只能分析災害事故發生的原因，不能分析災害事故發生的機制。由于機制不明，對災害事故的預警只好采用統計學的方法，利用過去和現在的數據去預測未來，時間是有方向性的，未來不是過去和現在的簡單繼續，利用過去的數據預測未來，本身就存在缺陷，有其局限性。由于對災害事故發生的機制不清楚，預警又沒有建立在科學的基礎之上，對災害事故進行有效的控制是不可能的。

2.礦山安全問責體制不夠健全

問責制是指問責主體對其管轄范圍內各級組織和成員承擔職責和義務的履行情況，實施并要求其承擔否定性后果的一種責任追究制度。我國的問責制在2003年SARS風暴中首度啟用后，在接下來的2004年中石油重慶開縣“12.23”特大井噴事故、湖南“嘉禾違法折遷”案等事故中都進行了運用。但是綜觀這些被適用了問責制的事例中，似乎唯獨缺少了礦山安全事故的問責，難道我國的礦山安全已經到了足以令人放心的程度嗎？顯然不是的。

根據國家安全生產監督管理局統計分析，“十一五”規劃期間，安全生產法制體制機制不斷完善，主體責任進一步落實，全民意識不斷增強，為做好“十二五”時期安全生產工作奠定了較好基礎。但安全生產形勢依然嚴峻。一是傷亡事故多發。二是職業危害嚴重。全國累計報告職業病70多萬例，每年新增患者約1.4萬人，且仍呈上升趨勢。三是安全生產基礎條件依然薄弱，一些企業安全投入不足，存在生產工藝技術落后，管理、技術人才缺乏。四是安全監管監察保障能力低。安全監管監察裝備落后，基層安全監管力量不足，相關法規、技術標準、應急支援等支撐體系尚不健全。這當中所發生的各類事故中尤以煤礦行業為主。

在安全生產中引入問責制，其本質在于對安全生產的責任人和各安全生產管理部門強化安全責任，確保人民生命財產安全。就最近幾年發生的礦難事故處理結果來分析，不難發現在這幾次的礦山安全問責事例中仍舊存在我國當前問責制度存在的“通病”：

（1）問責形式單一，未能明確具體責任。

（2）問責主體缺位造成問責難以達到公正性。

（3）問責缺乏可依循的程序。

3.我國礦山安全監測工作的現狀

3.1 礦井安全監測監控系統

礦井監測監控系統是煤礦等礦山企業高產、高效、安全生產的重要保證，世界各主要產煤國對此都十分重視，投入大量的資金和技術研制生產和推廣使用環境安全、提升運輸、供電、排水等監測監控系統。礦井安全監控系統，是通過監控影響礦井安全的環境參數因素，如瓦斯、一氧化碳、風速、溫度等，實時監控礦井的安全生產狀況。上述這些參數借助于計算機、傳感器、信號傳輸與處理系統進行集中監測并在緊急情況下，如瓦斯等參數出現超限情況下發出報警，進行區域斷電控制。我國金屬非金屬礦山地下礦山也需按照【安監總管一〔2011〕108號】文加快地下礦山安全避險“六大系統”的建設。地下礦山企業要嚴把“六大系統”建設質量關，堅持建設與應用并重的原則，把“六大系統”建設與礦井生產系統布置、災害防治、技術裝備應用、應急救援等工作統籌考慮。

我國現有的礦井監測監控系統雖在保證煤礦安全生產、提高生產率和設備利用率等方面發揮了重要作用。但還有待進一步發展完善。

3.1.1 我國礦井監測監控系統的現狀

早期的煤礦監測監控系統大多以模擬技術為主，由傳感器、傳輸線、解調器、計算機、調度顯示盤等組成。存在精度低、抗干擾能力差、識錯糾錯能力弱等先天不足。安全監控系統對煤礦安全生產和管理起到了十分重要的作用，礦山大多已將其作為一項重大的安全裝備。但是由于當時相當一部分監控系統技術水平低、功能和擴展性能差、現場維修維護和技術服務跟不上等原因，這些監控系統或者己被淘汰、或者已被停產，因此造成相當一部分礦井無法繼續正常使用己裝備的安全監測監控系統。特別是近幾年來由于老系統服務年限將至，已經沒有繼續維修維護的必要，這些系統急需更新改造。同時，在"先抽后采、監測監控、以風定產"十二字方針和《煤礦安全規程》等文件中，規定我國各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監測監控系統。但是，大大小小的系統生產廠家不斷出現，在國家尚沒有統一技術標準的情況下，各自制定自己的通訊傳輸協議和接口、子系統標準，致使各生產廠家間的設備不能互聯互通，信息不能共享，嚴重影響了系統作用的發揮，同時也阻礙了煤炭生產企業的技術進步和新技術的推廣。

由于煤礦井下是一個特殊的工作環境，因此，礦井安全監控系統不同于一般工業監控系統。因此，一般工業監控原理和技術難以直接運用到礦井安全監控系統中。

3.1.2 現有的礦井監測監控系統存在的問題

現有的礦井監測監控系統雖在保證煤礦等礦山企業安全生產方面發揮了重大作用，但由于這些系統監測參數單一、系統性能價格比低，難以滿足煤礦等礦山企業安全生產的需要，主要表現在如下幾方面：

（1）現有系統通常都是針對某一監控對象而開發，為單一的環境安全或其他專用監控系統，從而造成硬件不通用、軟件不兼容、信息不共享。用戶難以通過簡單的操作實現環境安全、運輸等多方面底層監控的目的。

（2）現有系統均在同一水平上重復開發，若要進行新領域的監控，需要重新開發，且開發周期長，需要大量的人力、物力和財力。

（3）現有系統均沒有將數據、聲音、圖像等多種媒體有機地結合在一起，難以提高信息及系統的利用率。

3.2 礦山設備故障診斷發展概況

隨著計算機和電子技術的迅速發展，它不斷促進了礦山工業生產技術的現代化，生產裝備不斷向著大型化、高速化和自動化方向發展，使生產能力不斷提高，同時對設備提出了新的要求，如性能要更好，功能要更強，精度要更高。這些要求必然使設備越來越復雜，越來越昂貴。大規模生產的流程化也越來越普遍，故障診斷技術也越來越多地應用在各種各樣的礦山設備中。在我國的現代化礦山建設中值得推廣。機械故障診斷技術可以大量應用在礦山生產中，根據傳感器件測量的振動、溫度、噪聲等信號，以及油樣分析、無損探傷檢驗等結果，判斷工藝流水線甚至整個礦山的生產狀況是否正常，是否出現故障的苗子，以便隨時進行在線維護，將事故消滅在萌芽狀態?；蚣皶r安排在維修項目中，以便在停機檢修中處理，不至因事故造成更大的損失。

3.3 常用礦山設備故障診斷方法

機械設備故障診斷技術的方法有很多，而且還在不斷地發展，按照設備狀態信息的物理特征進行診斷的方法有以下幾種：

（1）振動診斷；（2）聲學診斷；（3）溫度診斷。

故障診斷技術可根據不同的診斷對象、要求、設備、人員、地點等具體情況，對設備的診斷采用不同的技術手段。而礦山機電設備的故障診斷技術中，除采用機械中最普遍采用的振動監測和溫度診斷外，油磨屑分析近年來也被用于國內外的礦井機械設備的監測上，并且越來越廣泛地得到了成功的運用。

4.礦山設備故障診斷技術應用的關鍵問題

故障診斷技術應用關鍵在各種故障信號的測量方法選定后，故障全斷技術在礦山生產中具體的應用關鍵還應注意以下幾個方面：

4.1選擇合適的測點位置，盡可能靠近能反映重要設備運轉信息的故障源，能夠決定關鍵設備和工藝流水線能否正確生產狀態信息。

4.2建立基準(正?；蝾~定運行時)的信息庫。在設備安裝調試正常運轉后，所測定的上述各量對照設計值確定一組額定值和允許變動的范圍作為基準值對照表，當設備不正常時，所測取的值就能和基準值進行比較，經診斷后發出需要維修的提示信息。當設備故障嚴重時除了能發出警告信號，甚至還能控制設備進入保護狀態。

4.3為了能保證測取信息的準確可靠性，防止干擾信號產生誤診斷，還應在硬件和軟件方面設置過濾環節。

5.建議

在我國，礦山安全生產管理工作如同坐在火山口上，企業該如何落實預防方針，如何防止安全生產事故，如何避免坐在火山口上，給礦山安全管理工作提出了一個嚴峻的問題。

首先，建立安全管理體系。企業根據自身實際情況，建立以人為中心的現代化安全管理體系，將影響安全生產的各個要素，包括人、硬件、軟件、環境等，納入系統予以管理控制。對系統各要素本身和相互關系的要求及其實現或滿足的的方法都要識別、確認并規定清楚，對可能出現的問題，特別是要素間接口的問題，應予以評估，確保體系有充分的預見性和適宜性，以便對相關內容做出規定，防止事故的發生。特別是從體系建立和運行初期，必須充分的識別和評估系統的缺陷和風險，避免遺留出錯（特別是關鍵錯誤）的機會。

安全基礎理論的核心是災害事故的發生機制、預警與控制理論。國家中長期科學和技術發展規劃綱要中將“復雜系統、災變形成及其預測控制”作為面向國家重大戰略需求的基礎研究。國家安全生產科技發展規劃也將“礦山重大災害事故致因機理及動力學演化過程”作為安全生產基礎理論研究重點領域之一。災害事故的發生機制是預防與控制的基礎，而對機制的研究必須建立在復雜孕災系統演化的動力學機制基礎之上。

安全生產重于泰山，面對嚴峻的安全生產形勢，以及社會不斷發展所帶來的各領域的生產，面對新的形勢以及各方面的挑戰，我們黨和國家也高度重視，采取多項重大舉措，意在治理我們社會正常生產所帶來的各方面的安全問題，也是我們建設和諧社會的迫切需要。同時急需強化人們的法律意識。這也是基礎工作，現面臨的問題不是我國當前安全生產管理上無法可依，而是人們對其不重視，或是重視的力度不夠。面對種種現實各領域的安全生產問題，我們當前需要做的很多，要將安全科學研究理論知識轉化到我們實際工作當中去，要通過相關安全培訓強化人們的安全意識，組織管理者、全體職工認真學習安全生產法規，特別對安全生產存在的薄弱環節，通過學習職工的防范和自我保護意識，認識到遵章守紀、強化管理、確保安全的重要性。讓每一個與安全生產有關的管理者、勞動者都能真正懂得安全意識的重要性。

談到安全生產工作，我認為首先要把“安全第一”的思想貫穿到生產領域當中的每一個人，包括從業人員以及我們的管理人員，就是要在生產過程中把安全始終放在第一重要的位置上。首先，一個人的安全意識可以說非常重要，因為很多事故都是由人的自由度、人的失誤、人的習慣、人的思想情緒、人的操作水平、人的責任心、人的職業道德等因素所造成的。其次，安全生產工作需做到預防為主，預防工作貴在“預”，預是預防工作的前提和基礎。從某種意義上講，預和防的關系就是想與做的關系。預是一種思維活動，防則是預指導下的實際動作。只有把預的工作做到位，才有可能防到關鍵處。最后就是綜合運用經濟、法律、行政等手段，人管、法治、技防多管齊下，并充分發揮社會、廣大職工、輿論的監督作用，來有效解決安全生產領域的問題。總體來說，實施綜合治理也是由我國安全生產中出現的新情況和面臨的新形勢所決定的。而各領域的安全生產又各具特點，迫使防治手段需多樣化。要實現安全生產，必須從文化、法制、科技、責任，加大安全投入，多管齊下，綜合施治。

抓落實也是一步很重要的工作，來不得半點馬虎，而且得落實到人、落實到位。我們在正常生產前所制定的各項規章制度、各項規程、各項安全措施等，再美好都只是停留在表面上，更重要的是我們如何去落實這些、如何從真正意義上落實到位。再就是保障安全生產就是一種嚴格的責任、法定的責任，首先要明確責任，然后要有人負起責任，最后就是對責任者的追究。所以說，抓落實這項工作必須得明確人的責任。在現實安全生產中，要把明確責任同礦山安全問責制聯系在一起，要毫不容情使得生產經營單位的主體責任，以及管理者、勞動者的管理、崗位職責，還有相應的監管部門的監管責任都要切實到位，我們生產經營單位要加強對自己嚴格管理的同時，還必須強化國家相應監管部門的監管，也不能缺少外部有組織力量的監督和保障。對未明確責任管理的單位，就必須承擔起相應的法律責任。

前面說到從法律、行政的手段強化安全管理工作，抓安全也得重視加大對安全的投入，這也是保障正常安全生產的一個條件，要引起我們管理層對安全投入這塊的重視。所以說在新的歷史條件下，我們生產單位要確保安全生產中要有良好的安全投入這個保障。要杜絕一些企業只顧盈利不顧安全的現象，對不符合安全生產條件的要堅決依法關閉，不留后患。安全生產條件要靠人以及通過現代的高科技等手段來創造，這當中，人的因素至關重要，既要用制度管人，又要人去執行制度，安全設施需要合格的操作者，安全生產管理要有稱職的管理者，這些都離不開人，再先進高科技含量的安全設施也脫離不了人的操縱，所以我們要加強對勞動者的勞動安全技能培訓和管理者的相關管理培訓，杜絕違章操作，進一步完善日常檢修制度，明確工作程序，制定一些較詳細的危險情況分析和相應的防范應急措施。同時要加強對安全檢查的工作力度，消除安全隱患，夯實安全運行基礎。

其次，完善礦山問責制度。完善的問責體制是體制發揮有效功用的前提，事實也表明了我國目前的礦山安全問責體制，由于存在諸多不足，影響了其在遏制我國礦山安全事故頻發方面的作用，因此有必要對其進行完善。

一、以法律的形式完善問責制度，使得問責制度更加的強勢，以便為完善問責主體。

二、明確礦山安全問責的客體，即誰問誰責。

三、理清礦山安全問責的范圍，即問什么。

四、補充礦山安全問責的形式，我國目前礦山安全問責中的責任承擔方式主要是行政責任中的引咎辭職。

五、建立一套完善的問責程序。

在今后的安全生產中，要通過各方面措施來加強管理，從上到下、從管理者到勞動者，要建立一套有效的管理機制，明確到人。

面對社會日新月異的發展，以及人們對社會日益增長的經濟文化需要，在新的歷史條件下安全生產會帶來許多新的問題，這就要求我們生產經營單位要不斷完善各項安全生產法律管理制度，不斷制定相應的安全措施，不斷加大對安全的投入，不斷加強對管理者和勞動者的培訓。

最后，完善礦山安全監測及故障診斷系統，實現綜合檢測，建立數字化礦山，從技術角度及早的發現問題，解決問題。數字化礦山的發展為煤礦企業信息化建設加快了步伐，而綜合監測系統正是數字化礦山體系中的核心模塊。

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[4] 李仕雄，李潔，劉年平 礦山災害事故的狀態預警與狀態控制模式 中國職業安全健康協會2008年學術論文集 2008.12:179-181

[5] 林崇建,周亞越 我國完善行政問責制之路徑分析 寧波大學學報(人文科學版),2006,(3):1071

篇(4)

關鍵詞:智能科學與技術專業;課程體系;教材建設

繼2004年北京大學率先在國內建立“智能科學與技術”本科專業之后,2005年,北京郵電大學、南開大學和西安電子科技大學;2006年,首都師范大學、北京信息科技大學、武漢工程大學和西安郵電學院;2007年,北京科技大學、廈門大學和湖南大學;2008年,河北工業大學和桂林電子科技大學;2009年,重慶郵電大學和大連海事大學;2010年,中南大學和上海理工大學先后經教育部批準先后設立了“智能科學與技術”本科專業[1-2]。在中國人工智能學會教育工作委員會的指導下,自2002年起,各相關專業教師定期召開智能科學與技術教育學術研討會,并出版教育論文專輯,大力推進了我國智能科學與技術教育的健康、快速發展,并對我國智能科學技術的人才培養和學科建設起到了極大的帶動作用。

作為一個發展中的新興專業,目前各高校仍主要結合自身基礎和特點建設該專業。如南開大學以智能技術與智能工程為核心專業課程[3];北京科技大學從社會需求角度出發,以提高學生軟件實踐能力為切入點[4];河北工業大學根據相關專業的就業現狀,以提高學生硬件實踐能力為著力點[5]。為了解決南開大學、北京科技大學和河北工業大學3所高校共同面臨的課程體系和教材建設等問題,三校教師分別于2010年6月16日和8月2日在南開大學、河北工業大學進行了兩次研討,現將研討成果匯總于此。

1研討背景

“智能科學與技術”專業自開辦以來,不可避免地要回答如下3個方面的問題:

1) 來自用人單位的問題:“智能科學與技術”專業是做什么的?與其他專業相比優勢何在?

2) 來自學生及家長的問題:“智能科學與技術”專業是學什么的?與其他專業相比優勢何在?

3) 來自教師自身的問題:“智能科學與技術”專業應該教什么?與其他專業相比優勢何在?

無論是做什么、學什么還是教什么,歸根到底是課程體系和教材內容。無論是研究生課程下移(帶來學生接受知識的困難),還是在其他專業教學體系基礎上做簡單的增、刪、改(帶來學生知識結構的凌亂),都是不行的,長此以往的后果將是沒有優勢,只有劣勢。

南開大學、北京科技大學和河北工業大學3所高校的“智能科學與技術”專業建設都源于自動化專業基礎,而且都具有典型的工科特色;同時3所高校分別是教育部直屬“985”高校、教育部直屬國家“優勢學科創新平臺”建設項目試點高校和河北省屬“211”高校,3所高校的“智能科學與技術”專業分別于2006、2007和2008年招生。3所高校在“智能科學與技術”專業建設上的異同特點以及地域便利的條件,為優勢互補、交流融合提供了機遇。

2課程體系

根據研究任務的不同,智能科學技術涵蓋的內容可以劃分為智能科學、智能技術、智能工程三個層次[6]。

1) 智能科學:主要任務是研究人的智慧,建立人機結合系統理論,并用其模擬人的智慧。

2) 智能技術:在智能科學的框架內創建人機結合智能系統所需要的方法、工具和技術。

3) 智能工程:利用智能科學的理念和思想,充分運用智能技術工具創建各種應用系統。它是當前新技術、新產品、新產業的重要發展方向、開發策略和顯著標志。

根據上述智能科學技術的劃分,智能科學與技術專業的課程體系同樣劃分為理論、技術與工程應用3個層次,具體框架如圖1所示。

需要說明的是,由于課時、學時等因素的限制,有些課程需要包含未列入課程的部分內容。如智能科學與技術概論課程內含系統論的簡要介紹;智能控制系統包含可編程序控制器、智能傳感器、智能執行器等內容;智能工程包含若干典型智能系統實例。

3教材建設

經南開大學、北京科技大學和河北工業大學3所高校的討論,一致認為工科專業應以技術和工程應用兩個層次為核心,并將人工智能導論和智能信息處理兩門課程的教材合并為智能技術。同時,根據南開大學側重理論、北京科技大學側重軟件、河北工業大學側重硬件的原則進行分工,編寫對應課程的教學大綱和教材內容。

3.1智能技術

本課程包括智能計算和計算機視覺兩部分,分別介紹以對人腦的物理結構進行模擬為主要特征的聯接主義智能技術和以模擬人類視覺處理為主要特征的計算機視覺兩部分。它是智能技術的主干內容;也是實現智能技術、組成智能系統的重要工具,屬于本專業本科生的專業基礎課。通過智能技術的學習,學生應能夠掌握智能技術的基本原理和方法。通過課堂講解、,并配合一定的作業練習、上機實驗等環節,學生應初步具備運用智能技術和方法分析和解決問題的能力。本課程擬定90學時,其中授課54學時,實驗36學時。

教材內容包括智能計算和計算機視覺兩部分,智能計算部分包括神經網絡、模糊理論和遺傳算法/蟻群算法,計算機視覺包括計算機視覺導論、計算機視覺理論基礎、圖像預處理、圖像分割、物體識別、圖像理解、雙目立體視覺、三維視覺技術、主動視覺。

神經網絡講授單個神經元(感知器)的動作原理,與實際生物神經元的對應關系;講授BP神經網絡的組成,網絡的特性和對非線性函數的模擬功能;介紹BP算法的優、缺點;講授H網絡的組成結構,H網絡在解決優化問題的優越性。模糊理論講授模糊集合的概念,建立隸屬度函數的概念;介紹模糊規則的建立原則,模糊規則與模糊系統收入輸出量之間的關系;介紹模糊化以及模糊量精確化的幾種常用方法。遺傳算法和蟻群算法只作簡要介紹,重點介紹這兩種算法的特點和成功的應用實例,使學習者有一個感性認識,明確這種類型算法的“迭代”特點以及總體最優目標與個體行為之間的聯系。

計算機視覺理論基礎主要介紹Marr的視覺計算理論、圖像的相關知識、傅立葉變換基礎;圖像預處理主要介紹像素亮度變換、幾何變換、直方圖修正、局部預處理、圖像復原;圖像分割主要介紹閾值處理方法、基于邊界的分割方法、基于區域的分割方法;形狀表示與描述主要介紹鏈碼、使用片斷序列描述邊界、尺度空間方法、基于區域的形狀表示與描述;物體識別主要介紹知識的表示、統計模式識別、神經元網絡、遺傳算法、模擬退火、模糊系統;圖像理解主要介紹并行和串行處理控制、分層控制、非分層控制;雙目立體視覺主要介紹雙目立體視覺原理、精度分析、系統結構、立體成像、立體匹配、系統標定;三維視覺技術主要介紹結構光三維視覺原理、光模式投射系統、標定方法、光度立體視覺、由紋理恢復形狀、激光測距法;主動視覺主要介紹從陰影恢復形狀、從運動恢復結構、主動跟蹤。

3.2智能控制理論與技術

本課程是“智能科學與技術”專業的一門重要專業課程,目的是使學生了解智能科學與控制理論結合所產生之智能控制理論的基本概念和應用價值;使學生熟知當前主流智能控制技術的種類,并掌握模糊控制、神經網絡控制以及進化計算、群體智能的基礎知識,了解智能技術與傳統控制方法的結合點;加強MATLAB仿真實驗的訓練,以使學生更好地理解基礎知識,培養學生使用高級智能控制方法解決實際控制問題的能力。本課程的學習將使學生加深對控制理論的理解,明晰智能技術在控制中的應用技巧,也為本科生繼續深造打下基礎。本課程擬定64學時,其中授課54學時,實驗10學時。

教材內容包括智能控制概論,介紹智能控制的發展歷程和應用領域,簡介幾種重要的智能控制方法;專家控制,簡介專家系統的基本結構,講授專家PID控制器的原理與設計方法;模糊控制,講授模糊數學基礎知識、傳統的模糊控制原理和控制器設計與實現方法、模糊PID控制的兩種形式,特別是PID控制參數的模糊整定技術;神經網絡控制,講授前饋神經網絡和遞歸神經網絡中幾種典型的網絡模型以及學習算法、基于神經網絡的線性系統辨識技術、神經網絡逆?？刂频?進化計算與控制,講授進化計算的概念、遺傳算法的原理及其與其他智能方法的結合,介紹遺傳機器人學;群體智能與控制,講授蟻群算法的基本原理及其在控制問題中的應用,介紹群體機器人學。

3.3單片機原理與應用

本課程是“智能科學與技術”專業的一門專業課程,目的是使學生了解單片機的組成原理及常用控制算法的實現;掌握51系列單片機指令系統和一般匯編程序設計編寫方法;熟悉常用的單片機硬件擴展技術;在此基礎上,熟練掌握控制算法的單片機程序編寫與調試。本課程擬定54學時,其中授課38學時,實驗16學時。

教材內容包括單片機系統概述,介紹單片機定義、單片機發展過程及單片機硬件結構;單片機指令系統及程序設計,介紹指令系統和匯編語言程序設計;硬件資源及接口技術,介紹硬件資源和接口技術;單片機使用技術,介紹抗干擾技術、C語言應用程序設計;依次介紹PID控制器、狀態反饋控制器、模糊控制器、系統辨識、卡爾曼濾波、滑?？刂破?、最優控制器、魯棒控制器、自適應控制器、神經網絡控制器的歷史沿革、基本原理、常用形式和單片機具體實現方法。

3.4嵌入式系統

本課程以當前主流的嵌入式系統技術為背景,以嵌入式系統原理為基礎,以嵌入式系統開發體系為骨架,以嵌入式控制系統開發為目標,較為全面地介紹嵌入式系統的基本概念、軟硬件的基本體系結構、軟硬件開發方法、相關開發工具、應用領域、熱門領域的開發實例以及當前的一些前沿動態,為學生展示較為完整的嵌入式控制系統領域概況。本課程擬定64學時,其中授課48學時,實驗16學時。

教材依據嵌入式控制系統的特征,將控制算法、嵌入式系統硬件、操作系統、應用程序設計及組態軟件作為統一的技術平臺介紹,突出嵌入式技術在控制系統中應用的特點,重點介紹嵌入式控制系統軟硬件、電路、操作系統、實時性、可靠性等特性,從軟件體系結構及開發的角度出發,強調實時調度、Bootloader、BSP、嵌入式實時多任務系統設計、交叉開發與仿真開發等關鍵技術,并特別引入了工業控制中需要的電磁兼容性設計和大量的典型嵌入式控制系統實例設計。通過本課程的學習,學生不但可以學會使用工具開發嵌入式軟硬件,而且可以從總體角度選擇適當的技術和方法,全面規劃和設計嵌入式系統。

3.5智能工程

本課程是“智能科學與技術”專業的一門核心專業課程。面向智能技術的實際應用,著眼于解決工程應用中的技術問題,從典型系統設計案例分析出發,通過大量實驗提高學生的工程實踐能力。本課程擬定36學時,全部為授課學時。

教材內容包括智能工程概論,介紹智能工程現狀、工程設計原則和工程實際流程;常用傳感器原理,介紹傳感器一般特性、光電式傳感器和視覺傳感器;典型智能系統設計案例,包括智能移動機器人、智能電梯群控電梯等系統。

3.6智能機器人

課程通過對一個具有代表性的仿人機器人的拆解,將知識點拆解成6個主要教學模塊:1)機器人控制模塊,介紹各類控制模塊的原理與組成;2)機器人運動系統,介紹電機與舵機的原理與控制方法;3)機器人動作系統,介紹機器人各部件的協調控制;4)機器人視覺系統,介紹典型的超聲波、影像傳感器的原理與識別算法;5)機器人表現系統原理,介紹人與機器人的交互原理;6)機器人通信系統原理,介紹機器人之間的數據與信息傳遞方法。學生學習時,能夠與基礎知識相聯系,并能掌握機器人這門技術,為從事機器人產品研發工作打下堅實的基礎。本課程擬定54學時,其中授課44學時,實驗10學時。

教材面向“智能科學與技術”專業,同時兼顧信息類專業學生編寫,根據這類專業學生的知識結構和特點組織內容。從具體的機器人控制需求出發,將自動控制的基本理論和機器人控制特點相結合,講授機器人控制系統的組成、規律、特點和設計方法。理論上反映當前的最新進展,內容上考慮初學者的需求,側重普及性、實用性和新穎性,結構體系符合信息類和控制類專業學生的特點,力求簡潔、清楚,對技術的敘述遵循目標、問題、理論依據、實現方法、實際情況、發展方向的方式。做到重點突出,符合實際,滿足需要,指導性強。

3.7智能控制系統

本課程是“智能科學與技術”專業的一門專業課程,使學生了解智能控制系統的基礎知識;掌握智能控制系統中最新的智能傳感技術、智能控制器、智能執行能執行器及智能網絡與接口技術;掌握智能控制系統中多個關鍵硬件裝置的識別及其使用。通過學習多個智能控制系統的開發實例,學生應掌握智能控制系統的設計方法與技術,堅實地掌握最新智能控制系統知識,提高理論聯系實際的能力,并為學習其他課程的打下堅實基礎。本課程擬定64學時,其中授課48學時,實驗16學時。

教材內容包括概述,介紹智能控制系統的基本概念、基本內容和機構及其發展趨勢;智能傳感系統,講授智能數據采集技術、傳感器智能化的數據處理方法、多傳感器信息融合的方法、智能傳感器實現方法與典型實例;智能控制器設計,講授基于單片機的智能控制器設計及其應用、基于高性能嵌入式ARM的智能控制器設計及其應用、基于PLC的智能控制器設計及其應用;智能電動執行器,講授智能電動執行器的硬件實現技術,軟件設計技術以及典型的智能電動執行器實例及其應用;智能網絡與接口技術,講授無線傳感器智能網絡,工業現場總線網絡以及智能傳感器、智能控制器和智能執行器的網絡接口實現技術;智能控制系統設計實例,綜合利用前面的知識設計網絡化智能壓力傳感器的系統設計、基于聲音定位的智能機器人系統設計、基于微機電慣性傳感器的汽車多路況智能防撞系統的設計、大型設備的PLC智能控制系統設計。

4結語

通過南開大學、北京科技大學和河北工業大學3所高校的研討,我們凝練出較完整的“智能科學與技術”專業課程體系,體現出本專業的特色;提出可供3所高校共同使用的教學大綱和教材內容,體現出學生培養的工程實踐導向。這些研究成果可以為開辦“智能科學與技術”專業的兄弟院校進一步研討提供藍本,也可以為籌建該專業的高校所參考。

注:本文受到北京科技大學教學研究會第六批教學研究課題、北京科技大學教育教學研究基金青年教師教育教學研究立項項目、河北工業大學教改項目(2010-12)支持。

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A Study on the Course System and Textbook Construction for the Discipline of

Intelligence Science and Technology

YANG Peng1, ZHANG Jian-xun2, LIU Ji-wei3, ZHANG Lei1

(1. Hebei University of Technology, Tianjin 300130, China; 2.Nankai University, Tianjin 300071, China;

3. University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China)