時間:2022-08-09 16:28:23
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EDA技術是機械電子工程設計當中重要的技術,其主要載體可以進行大規模編程的邏輯器件,在編程過程當中,使用的表達方式是硬件描述語言。EDA技術在應用的過程中要使用計算機、編程邏輯器件等科技工具,應用的最終目標是對特定的目標新平進行適配編譯和邏輯映射,形成電子系統或是成為專用集成芯片。EDA技術是在電子電路技術之上發展起來的,EDA技術要編譯器、綜合器、下載器、適配器等部件共同構成。其中,綜合器能夠對設計者的設計文件進行轉換,使其成為系統內門級電路描述。適配器可以生產最終的下載文件,并安排到制定的器件中。EDA技術是機械電子工程設計中的核心技術,EDA技術使用的HDL語言可以公開利用,其描述范圍廣泛,可以機械電子工程設計帶來諸多的幫助。在后期進行交流、修改、保存等工序時也可以十分方便的進行。另外,EDA技術擁有較高的自動化,一些常規的糾錯、調整等工作可以快速完成。
2電子工程中存在的問題
機械電子工程快速發展,但是到目前為止,世界各國對于機械電子工程都沒有明確的定義和統一的認識,出現這種問題的原因,一方面是機械電子工程發展速度太快,所涉獵的領域越來越多,另一方面是因為設立明確的定義必定會對其發展產生一定的限制作用,不利于機械電子工程繼續快速發展。電子工程在發展的過程中產生了一些難以解決的問題,電子產品的發展方向是具有更高集成和大容量,同時體積也越來越小,這就需要技術的不斷升級來實現發展目標。電子工程設計方案需要獲得科學的檢驗,要對其進行仿真分析。電子元件所處的工作環境是設計人員應該考慮的問題,要對設計方案進行有效優化,最后要對電路特性進行分析。另外電子工程在運行中要避免靜電的危害。為了實現電子工程取得進步獲得發展,需要在電子工程設計中采用EDA技術。
3電子工程設計要點
3.1仿真分析
機械電子工程設計方案需要通過科學的系統仿真或是結構模擬來說對其可行性、科學性進行驗證和分析。通過仿真分析來確保設計方案在后續實踐中能夠順利應用。在仿真分析過程中,使用EDA技術可以為仿真分析提供良好的支持。EDA技術能夠通過各個環節當中的傳遞函數來進行數學建模并對其進行仿真分析,這樣構建和仿真系統能夠準確驗證設計方案的實踐性,并能夠對電子系統工最后程設計方案進行推廣和使用。這種仿真分析對于提高我國電子工程設計的整體水平和產品質量有積極的指導意義。
3.2優化設計
對設計方案進行優化的目的是盡可能確保電子元件在應用過程中具備穩定性與可靠性,保證其擁有最佳的容差和工作環境。在實際工作條件下,使用傳統的電子工程設計方法,難以對實際容差及電子工程元件工作環境進行全面的檢查和分析。不能對電子元件環境進行全面勘測,就容易導致設計方案在此方面出現漏洞,這樣一來電子元件的容差及其工作環境溫度就很難得到有效的保障。利用EDA技術則能對設計方案進行良好的優化,因為EDA技術可以對電子方案環境進分析計算,獲得電子元件在實際工作中所處的環境溫度等相關數值。在分析獲得的數值基礎上,來對電子工程設計方案進行優化,保證方案在實施后,可以穩定工作,具有可靠安全保障。
3.3預防機械結構中的靜電
機械結構是根據設計方案來工作并應用于事物成為滿足功能需求的結構。在科技快速發展的大環境下,集成電路設計愈來愈復雜,這對靜電的防治也提出了更高的要求。靜電對電子元件的破壞巨大,靜電電場能夠對周邊電荷有吸引力會破壞絕緣體,使電子元件敏感度降低,甚至是引發集成電路燒毀,使電子產品直接報廢。這要求工作人員做好靜電防護,對防靜電工作區域進行劃分,保持操作空間的清潔,降低靜電發生的概率。在電子工程故障檢測方面,要將傳統的電子工程故障檢測和智能故障檢測方法結合,相互驗證,在電子技術投入方面加強,提升電子工程檢測技術的能力,增強電子元件、電路對環境的適應能力。
3.4電路特性的有效分析
對電特性進行有效分析是EDA技術中的重要內容,在電子工程設計的過程中,理論分析都是在數據分析和特性分析的基礎之上進行。因此,數據分析和特性分析方面的數據必須準確及時,使用傳統的電子工程設計方法會受到多方面的限制,難以保證數值的準確性,電力測試的實際精度會受到較大的影響,不利于后期穩定性的建立。EDA技術就能夠對整個系統進行全面的測試,并保證測試的精確性與科學性,避免設計方案出現結構性的差異確保設計方案的整體性以及合理性。
4結論
電子式多功能電能表主要針對國內市場三相用電的工業用戶。隨著電力行業改革深入,工業三相用電對多功能電能表的需求大量增加。目前國內多功能表種類少、價格較高、功能不完善,往往僅是針對某些地區的特定要求開發,缺乏通用性,某些產品未能完全達到國標的要求。本文介紹的電子式多功能電能表正是為了適應這種市場需求而設計的。
這是一款智能型高科技電能計量產品,該表可以同時計量正/反向有功電能、正/反向無功電能、四象限無功電能,還具有多費率控制,負荷曲線記錄,各相失壓、過壓、頻率超限記錄,數據LCD顯示等多種功能。主站可以通過RS-485總線或手持紅外抄表器對該電表進行查表、設表、抄表等操作。
軟件代碼全部采用C/C++語言編寫,編碼效率高,可維護性好,便于實現模塊化設計,可根據用戶的需求方便地對功能模塊進行裁剪。而且代碼經過優化,其生成的目標代碼大小和執行效率已與匯編代碼相差無幾。該產品的技術指標全面符合GB/T17215-1998《1級和2級靜止式交流有功電度表》、DL/T614-1997《多功能電能表》和DL/T645—1997《多功能電能表通信規約》的要求。
多功能電能表的總體結構和硬件設計
多功能表總體結構
電子式多功能電能表硬件的核心MCU主控制器,它負責按鍵輸入掃描、工作狀態檢測,計量數據的讀入、計算和存儲、電表參數的現場配置以及與外界的通信控制等。其主要功能單元包括MCU主控制器單元、電量計量模塊、紅外和RS—485通信模塊、校表模塊、EEPROM存儲陣列等;其他輔助模塊主要有:時鐘日歷電路、工作異常報警電路、按鍵輸入電路、復位和看門狗電路、開關電源模塊和后備電池電路、大屏幕液晶顯示模塊和LED顯示模塊。多功能表總體結構框圖如圖1所示。
高性能主控制器單元
主控制器采用NEC公司8位單片機中的高檔產品uPD78P0338。該款單片機為120腳QFP封裝,單片集成有60KBFlash、一個異步通信串行口、40x4段LCD驅動器、高達10MHz的總線時鐘和10路10位精度的ADC,并可通過簡單的接口進行在系統編程,極大地方便在線調試和軟件升級。并且支持高級語言,較好地滿足了多功能表任務繁多、數據量龐大、算法較復雜的功能要求。
串口復用通信單元
通信電路模塊主要包括TSOPl838紅外接收頭、紅外發射二極管、載波電路、MAX487專用485收發電路、驅動/開關二極管和其他元件。
本電能表為便于用戶抄表,設計有紅外本地抄表和RS-485集中抄表兩種串行抄表方式,因為uPD78F0338僅有一個串口,故通信電路設計時采用串口復用技術。由9012、9014和若干電阻等器件組成互補開關,由MCU的一個I/O口來控制紅外和RS-485通信方式的切換,如圖2所示。
高精度電量計量模塊
計量模塊由高精度專用電能計量芯片SA9904,電流互感器和其他電路元件組成。SA9904是Sames公司生產的一款三相雙向功率/電能計量芯片,可以計量有功/無功功率、電壓、頻率、相序異常等,可以單獨計量每一相的用電信息,符合IEC521/1036標準,可達到1級交流電能表的精度要求,各數據寄存器具有24位精度,可通過三線SPI接口與CPU交換數據。從而可以較好地適應多功能表需要計量多種電量數據的要求。SA9904引腳及其電路圖如圖3所示。
其中,CLK、DO、DI構成與MCU控制器的接口,用于傳輸控制命令和測得的電量數據,IIps、IIPt、IIPr用來對電流取樣,IVPl、IVP2、IVP3用來對電壓取樣。
時鐘日歷模塊
時鐘電路采用EPSON生產的RTC-4553實時時鐘芯片。內部集成了32.768kHz的石英晶體振蕩器,簡化電路,并可以根據需要進行自由設置以得到較高的頻率;同時集成有時鐘和日歷計數器,可選擇24或12小時顯示模式,時鐘可通過軟件方式進行間隔30秒的調整,并提供0.1Hz或1024Hz的定時脈沖輸出,以便于在電能表的外部對時鐘精度進行定期檢查。RTC-4553引腳及其電路圖如圖4所示。
其中,SCK、Sin、Sout與主處理器接口,用于發送控制指令或者傳輸日期時間數據,本系統日歷時鐘模塊采用電池作后備電源,以確保在停電狀態下,日期時間的準確無誤。
多功能電能表的軟件設計
數據結構設計
多功能電能表涉及的數據類型種類繁多。按字節分包括單字節、雙字節、三字節、四字節和六字節等,按表征的意義分有時間、時刻、電壓、電流、有功功率、無功功率、有功電能、無功電能、次數、功率因數、門限、狀態字、系數、表號等。復雜的數據類型對數據結構的設計提出了較高的要求,本實現方案通過采用多種數據尋址方式和多種類型存儲器較好地解決了這一問題。
數據結構設計要點
系統的數據存放方式有:內部ROM、RAM和外掛EEPROM。
內部ROM用來存放大量的常數表格,RAM用于存放臨時變量和堆棧,本方案需要2.5KB左右的RAM,串行EEPROM則存儲各種用戶電量數據和設表參數,通過12C總線與CPU交換數據,電能表按設計需求的最大要求大約需要250KB的EEPROM,本方案采用8片256位EEPROM通過級聯來實現。
數據尋址方式
EEPROM數據訪問采用兩種方式;直接地址訪問,通過數據的EEPROM地址直接讀寫數據;數據ID尋址,通過數據的編碼讀寫數據。
通信口復用功能設計
紅外通信和RS-485共用一個串行口(RxD/TxD)通信,由于串行口通信開始都有一低電平位(0),因此將紅外接收端(與485接收端用一三極管隔開)引到一中斷引腳INTP1,通過其引發的中斷可判斷串行口數據是否來自紅外。發送時按時應方式發送,使其不互相干擾。由于紅外通信和遙控接收用同一接收管,因此在判斷紅外來源的中斷中啟動定時器INTTM4檢測紅外接收端,如果檢測到脈沖寬度為9ms或0.56ms,則判斷為紅外遙控,并根據定時檢測遙控編碼;否則判斷為紅外產生的串行口接收中斷,并將定時檢測關閉。
紅外38.4kHz調制信號由CPU內部分頻輸出(P05/PCL)。f=fx/27=4.9152/128=38.4kHz。
因紅外發送字節之間可選有15~20ms的延時,而485通信則不需要延時。數據發送在發送中斷中進行,紅外通信在發送操作后立即關閉發送中斷允許,待延時時間到后再允許發送中斷。
多功能表程序流程圖
1電子技術應用于土木工程設計的可行性分析
在設計階段,土木工程設計的概念直接影響著土木工程的大致雛形。因此,當土木工程設計的概念確定時,無論如何調整具體操作步驟,其最終結果不會有太大變化。目前的設計步驟已經演變為:設計師利用計算機設計出土木工程的大致雛形借助于設計草案建構出建筑物的大體框架進行具體細節的處理和改進。例如,具體的樓層設計,橋梁設計、匝道設計、設施設備等裝置的設置等,在施工之前,在系統中輸入設計的整體方案,利用計算機龐大的數據信息處理能力等,對工程項目的可行性和合理性進行分析,給土木工程的建設方、施工方、監理方提出具體的建議,提供合理的方案和計劃。
2電子技術應用于土木工程設計的招投標分析
利用計算機的數據信息處理能力,在招投標過程中,對工程項目的可行性和合理性進行分析和預測,可以避免決策上的重大失誤。
3計算機輔助設計制圖及出圖計算機制圖技術的發展
應用最為廣泛的是計算機輔助繪圖,簡稱CAD(如天正CAD、Auto-CAD等)。其中CAD系統如同一個“圖形數據庫”,它能幫助土建類工程設計師直接從圖紙中提取設計信息,并與其他的應用程序進行連接,易于使用,設計周期短。為避免重復操作,可利用CAD預先定義的符號,在制圖過程中自動遵守國家制圖標準。還可利用繪圖軟件、圖形輸入設備、圖形輸出設備等組成的計算機制圖系統進行制圖和出圖,可做到隨時需要,隨時制圖和出圖。如果出圖后或會審后,發現設計錯誤,可利用系統中保留的圖紙中各個元件的數據庫,使用計算機輔助繪圖軟件,把要設計的圖形再顯示在屏幕上,然后利用輸入設備(如光標)對設計圖形進行編輯和修改。為方便土建類工程設計師做造價、編制工程量清單、編材料清單,每個數據庫的信息是可以隨時進行調用的,也可送到其他的程序之中。目前,還可結合CAD與GPS全球定位系統,大大提升土木工程施工和開挖過程的工作效率。
4BIM技術的應用
BIM是指建筑信息模型(BuildingInformationMolding),主要源于制造行業集CAD、CAM于一體的計算機集成制造系統CIMS(ComputerIntegratedManufacturingSystem)理念和基于產品數據管理PDM與STEP標準的產品信息模型。BIM具有模型信息的完備性、關聯性和一致性的特點。
4.1解決了當前建筑領域信息化的瓶頸問題建立單一工程數據源,推動現代CAD技術的應用,促進建筑生命期管理,實現建筑生命期各階段的工程性能、質量、安全、進度和成本的集成化管理,對建設項目生命期總成本、能源消耗、環境影響等進行分析、預測和控制。
4.2用于土木工程設計實現三維設計;實現不同專業設計之間的信息共享;實現虛擬設計和智能設計,實現設計碰撞檢測、能耗分析、成本預測等。實現虛擬施工:在計算機上執行建造過程,虛擬模型可在實際建造之前對工程項目的功能及可建造性等潛在問題進行預測,包括施工方法實驗、施工過程模擬等,為工程優化設計提供了可靠依據。
4.3用于施工及管理實現集成項目交付IPD(IntegratedProjectDelivery)管理;實現動態、集成和可視化的4D施工管理:將建筑物及施工現場3D模型與施工進度相鏈接,并與施工資源和場地布置信息集成一體,建立4D施工信息模型。實現建設項目施工階段工程進度、人力、材料、設備、成本和場地布置的動態集成管理及施工過程的可視化模擬。
4.4實現項目各參與方協同工作項目各參與方信息共享,基于網絡實現文檔、圖檔和視檔的提交、審核、審批及利用。項目各參與方通過網絡協同工作,進行工程洽商、協調,實現施工質量、安全、成本和進度的管理和監控。
二結語
畢業設計選題是畢業設計的源頭和基礎,是決定整個畢業設計質量好壞的前提。因此,選題必須符合電子信息工程專業培養目標和教學基本要求,內容涵蓋本專業的核心課程;選題應聯系科研、生產或社會實際,促進學、研、產的結合;選題應反映本專業領域的科技發展水平和前沿動態,符合科技進步、經濟建設和社會發展的需要;選題分量、難度、深度要適當,在滿足教學基本要求的前提下,結合學生具體情況因材施教。改進畢業設計選題工作,可以設立畢業設計課題審查小組,進行選題審查,對課題內容、工作量、難易程度、知識覆蓋面、可行性進行客觀的評估。其次,以就業為導向來選題。考研類學生專業知識扎實,學習能力、思考能力較強,選用理論研究型課題類型為主;專業相關崗位任職類學生,以工程實踐類課題為主,鼓勵到工作崗位中完成畢業設計;專業不相關崗位任職類學生,其就業對專業知識要求不高,以相對難度稍低的設計類或仿真類課題為主。
2畢業設計指導工作
畢業設計指導工作是決定整個畢業設計質量好壞的關鍵。基于專業導師制畢業設計指導工作的實施,有利于密切師生關系、促進教風和學風建設,有助于解決指導環節存在問題。專業導師負責制,即從大三開始,每位學生都選擇一名專業指導教師,由專業導師指導專業課程學習、專業技能訓練,由專業導師布置和指導其畢業設計。實施專業導師負責制,專業導師來自于科研教學骨干教師與企業工程師,學生和導師雙向選擇,建立專業導師制度;其次,三年級學生即可進入畢業設計環節,在導師指導下,確定專業方向,學習專業知識。
3畢業設計質量管理
3.1建立畢業設計規范制度
建立畢業設計管理辦法與實施細則、畢業設計大綱、指導教師職責、評閱教師職責、成績考核標準、答辯工作規范、工作流程、論文格式規范等系列文件制度,從過程管理上形成選題、指導、中期檢查、評閱、答辯等環節的規范和標準。
3.2選題規范化管理
制定科學、合理、規范化的選題申報制度,畢業設計選題實行一人一題、題目不重復。嚴把指導教師質量關,選派有教學和科研經驗、具有講師職稱或博士學位的教師擔任指導教師。
3.3畢業設計過程監控
畢業設計質量監控機構有學校、院(系)及專業建設組(或教研室)三級,采取院(系)自查和學校檢查相結合的方式進行,明確各級監控崗位職責。監控環節分為初期檢查階段,包括指導教師資格、選題、開題;中期檢查階段,包括教師指導、設計進度、學生工作情況等;末期檢查階段,包括設計質量、答辯資格審查和答辯情況,整個監控環節形成了畢業設計質量監控閉環。
3.4畢業設計量化考核
畢業設計工作的量化考核應以畢業設計規范制度為依據,對質量監控過程進行量化。畢業設計(論文)工作評估指標體系,分為一級指標(質量監控、題目選擇、論文或設計質量),二級指標(組織領導、質量監控、選題、成績評定、總體水平)及主觀觀測點,最終達到對畢業設計工作的量化考核。
3.5畢業設計網絡化管理
畢業設計網絡化管理系統實現了教師網上出題、開題下任務、中期檢查、論文審閱的全過程指導,提供師生互動平臺,為教學管理人員的組織立題、中期檢查、答辯分組、論文評審、歸檔全過程監督管理提供了工具,從而在很大程度上提高了畢業設計管理水平和畢業設計的質量。
4結論
1.檔案保管方式不同
傳統的項目圖紙等實物檔案,按照卷冊號有序地存放于庫房的檔案排架上,依照檔案庫的防火、防霉、防盜等規定進行保管。數字檔案的安全保管建立在數據中心的系統安全管理、設備操作管理、訪問權限管理、數據備份管理等一系列的安全管理措施之上,側重于防病毒、防攻擊、防災害等數據安全管理,其安全性明顯高于傳統檔案。
2.檔案利用方式不同
傳統檔案利用需要設計人員親自到檔案館借閱,且受限于實體檔案的數量、檔案的借閱情況、檔案館的開館時間等,利用率較低。數字檔案充分利用網絡數據傳輸的便捷性和實時性,隨時為用戶提供瀏覽或下載檔案服務。數字檔案的使用率遠遠高于紙質檔案,使檔案充分發揮出其自身的價值。但是,數字檔案的頻繁訪問也對數字檔案管理在電力工程設計中的應用分析文/周惠平檔案系統的健壯性、數據結構的合理性、檔案編研的科學性,提出了更高的要求。
二、在電力工程設計中加強數字檔案管理的對策
1.加強檔案管理業務平臺建設
檔案管理服務于電力工程設計工作,所以,數字檔案管理平臺不是孤立的,而是與協同設計平臺集成于同一工作平臺。電力設計院的設計人員與檔案管理人員,都使用該平臺進行設計和檔案管理等工作,并通過該平臺實時在線溝通。在協同設計平臺上設計完成的電力工程,其電子檔案基于網絡審核合格后,由檔案管理人員負責接收、整理和網上歸檔。應用檔案管理業務平臺實現在線檔案收集,保證了電子文檔的真實性、及時性和有效性,并能定期對電子文檔進行版本更新,極大地提高了工作效率。
2.構建各類檔案信息庫
檔案數字化是一項細致而繁瑣的工作,底圖和文書檔案需進行掃描,聲像檔案可采用錄像轉視頻文件、照片生成電子圖片等方式,集中進行數字化處理。工程檔案采用大流水工作方式數字化后,需進一步進行網上編目,自動生成流水號、文檔掛接等工作,構建各類檔案信息庫。檔案管理平臺具有電子檔案密級和權限劃分功能,可以根據密級和權限劃分規則,對全部電子檔案進行密級和權限劃分,從而實現了檔案信息庫的自動安全管理。
3.實現數字檔案的集中統一管理
關鍵詞:供應鏈管理;電子商務;供應鏈設計;供應鏈重構
一、電子商務對供應鏈管理的挑戰
20世紀90年代以來,隨著信息技術的飛速發展與經濟發展的日益自由化和全球化,電子商務在各個行業都得到了長足的發展。在電子商務環境下,企業的管理模式從基于單個企業的管理模式發展到了基于擴展企業的管理模式,要解決的主要問題也轉變成了供應鏈管理的問題,即如何有效地整合、集成和利用由多個企業所提供的信息問題。此時,企業要想在競爭中取得優勢,最好的辦法就是把電子商務和供應鏈管理結合起來,通過網絡建立起自己的電子化的、網絡化的供應鏈。
Chopra和Meindl(2001)認為,有兩個原因會導致供應鏈上缺乏合作:一是供應鏈的不同階段有不同的目標,二是信息在供應鏈上傳遞時經常會被扭曲。互聯網和電子商務的出現,能夠促進信息的共享以彌補以上不足,并且對供應鏈管理產生了深遠的影響。首先,電子商務全面采用電腦和網絡支持企業及其客戶之間的交易活動,包括產品銷售、服務和支付等。其次,電子商務幫助企業拓展市場,接近企業與客戶之間的距離。再次,電子商務促進企業間合作,建立企業與客戶之間的業務流程的無縫集成,最終達到生產、庫存、銷售以及財務和人力資源管理的全面集成,讓物流、信息流和資金流發揮最大效能,把理想的供應鏈運作變為現實。
Maloneetal.(1997)認為,信息技術減少了交易和合作成本,從而使層次性的合作提升為市場性的合作。因此,消費者可以直接通過電子商務市場從供應商那里買到自己需要的產品,無需通過銷售商的中間環節,從而大大節約交易成本和搜尋成本,供應商也能擴大自己產品的銷售渠道,獲取更高的利潤。
眾多學者充分認識到電子商務和供應鏈管理相結合的諸多有利之處,對電子商務環境下供應鏈管理已有較多研究。現有研究成果大致可分為兩類:一類是利用電子商務手段將供應鏈上的各種異構系統集成為一個整體,以提高業務流程效率,降低供應鏈的總成本;另一類是研究電子商務環境下供應鏈管理的特征和管理方法,如重新設計分銷流程,減少流通中間層,避免價格差異,供應鏈的重組,供應鏈的網絡化戰略研究等,側重管理模式的創新。然而在企業如何在電子商務條件下建立適合自己的供應鏈上尚有所欠缺,下文將探討電子商務環境下供應鏈設計與重構的方法、原則和步驟。
二、基于電子商務的供應鏈設計策略
(一)電子商務環境下供應鏈設計原則
設計有效的供應鏈,必須考慮電子商務市場環境中的動態性因素包括市場需求的多變、產品壽命周期縮短、外部競爭加劇、價格、利率和匯率的波動等。為了適應這種多變的市場環境,需要設計一種集成化供應鏈管理系統,從而達到優化供應鏈管理的功能,使供應鏈各鏈節、各功能實現最佳配合與協調,共同保證供應鏈整體效益最大化的目標。設計集成化的電子商務供應鏈系統,應遵循如下基本原則:
1.柔性原則。在電子商務環境下,由于消費者的需求千變萬化,顧客要求的服務水平越來越高,供應鏈系統必須適應這種特點,這就要求供應鏈包括生產制造系統、產品設計和研發系統、物流后勤系統在內的各個環節具有很強的靈活性,能對需求的變化做出快速的反應。
2.優化原則。電子商務環境下的市場競爭更加激烈,因此供應鏈的各個節點的選擇更應該遵循強—強聯合的原則,每個企業只集中精力致力于各自的核心業務過程,這些具有核心業務的獨立制造單元具有自我組織、自我優化、面向目標、動態運行和充滿活力的特點,能夠實現供應鏈業務的快速重組。
3.簡潔原則。電子商務要求企業具有靈活快速響應市場的能力,因而簡潔性成為供應鏈的一個重要原則,供應鏈的每個節點都應是簡潔而有活力的,能實現業務流程電子商務環境下供應鏈管理研究的快速組合。比如供應商的選擇就應該少而精,以有利于減少采購成本,實施采購和準時生產。
4.協調原則。電子商務環境下,供應鏈業績好壞取決于供應鏈合作伙伴關系是否和諧,電子商務具有更強的協同處理功能,供應鏈系統的設計必須考慮是否形成了充分發揮系統成員和子系統的能動性、創造性以及系統與環境的總體協調性,只有和諧而協調的系統才能發揮最佳的效能。
5.創新原則。創新是企業發展的靈魂,沒有創新性思維,就不可能有創新的管理模式,電子商務環境快速多變的特點要求供應鏈的設計過程中遵循創新原則。要生成一個創新的供應鏈系統,就要敢于打破各種陳舊的思想框架,用新的角度新的視野審視原有的管理模式和體系,進行大膽的改革。
6.戰略原則。供應鏈建模應有戰略性觀點,通過戰略的觀點考慮減少不確定的影響。從供應鏈的戰略管理角度考慮,供應鏈的設計必須體現供應鏈的長期目標,與供應鏈的長期戰略相匹配,要能預見到企業未來的發展環境的變化。供應鏈的系統結構發展應和企業的戰略規劃保持一致,在企業的戰略指導下進行。
(二)電子商務環境下供應鏈設計過程
供應鏈設計過程是一個分析問題,提出方案的過程。分析問題就是分析企業的優勢劣勢,分析企業面臨的競爭環境,從而找出建立有效供應鏈的機會,同時分析供應鏈上不適應電子商務環境的那些對供應鏈的目標構成威脅的因素,通過企業狀況與環境匹配,得出建立高效靈活供應鏈的解決方案。主要包括以下8個步驟:
第一步,分析市場競爭環境。這里指微觀環境,因為電子商務環境下,企業的微觀競爭環境已發生了很大的變化。分析市場特征的過程要向賣主、用戶和競爭者進行調查,以確認用戶的需求和因賣主、用戶、競爭者產生的壓力。通過分析,可以找到供應鏈面臨的機會和威脅,掌握顧客和市場的脈搏。
第二步,分析供應鏈的現狀。主要分析現有供應鏈上的供需狀況,目的在于找出現在供應鏈中不適應電子商務環境要求的要素,研究供應鏈開發的方向,分析總結企業存在的問題及影響供應鏈設計的阻力等因素。
第三步,提出供應鏈設計項目。因為供應鏈設計是個十分復雜的過程,在確定設計之前要做好充分的準備,包括:資金、技術、人員、設備、時間等等,通過針對現狀分析以及企業存在的問題提出供應鏈設計項目,分析其必要性以免造成浪費。
第四步,建立供應鏈設計目標。供應鏈主要目標在于獲得高用戶服務水平和低運營成本之間的平衡(它們之間往往有沖突),同時還包括進入新市場、開發新產品、開發新的分銷渠道、改善售后服務水平、提高用戶滿意程度和降低庫存成本等目標。
第五步,構建供應鏈框架。分析供應鏈的組成,提出供應鏈組成的基本框架,供應鏈中的成員組成分析主要包括制造工廠、設備、工藝和供應商、制造商、分銷商、零售商及用戶的選擇與定位,以及確定選擇與評價的標準。第六步,評價供應鏈可行性。這不僅僅是策略或改善技術的推薦清單,而且是開發和實現供應鏈管理的第一步。主要是在可行性分析的基礎上,結合本企業的實際情況為開發供應鏈提出技術選擇建議和支持。這也是個決策的過程,如果認為方案可行,就可進行下面的設計;如果不可行,就要進行重設計。
第七步,設計和創建供應鏈。主要解決以下問題:供應鏈的成員組成(供應商、設備、工廠、分銷中心的選擇與定位);原材料的來源,包括供應商、流量、價格、運輸等;生產設計,包括需求預測,生產什么產品、生產能力、生產作業計劃、成本控制和庫存管理等;分銷任務與能力設計;信息管理系統設計;物流管理系統設計等。
第八步,檢驗和實施供應鏈。供應鏈設計完成后,應通過一定的方法、技術進行測試,看其是否可以持續滿足客戶遞送的時間、產品數量等方面的要求及快速響應關鍵客戶的需求,以提高供應鏈的響應性和服務質量。如有不行,返回重新設計。如果不存在什么問題,就可實施供應鏈。
此外,在遵循上述的基本過程的基礎上,還應該考慮供應鏈系統中內外要素的制約,特別要注意以下幾個問題:首先,供應鏈設計是一個開放的、螺旋上升的過程,不可能一次設計就解決所有問題,要在實施過程中不斷發現問題,解決問題。其次,在產品開發初期設計供應鏈,產品設計是供應鏈管理的一個重要因素,在產品設計的時候就應該同時考慮供應鏈的結構問題,以獲得最大化的潛在利益。再次,充分考慮環境因素,除了電子商務這一商務環境要素外,供應鏈的環境因素還包括政治、經濟、文化等,在設計供應鏈時必須綜合考慮這些宏觀環境要素。最后,電子商務環境下產生了各種先進的制造模式,這些先進制造模式一方面為供應鏈的設計方案的選擇提供了寬泛的技術選擇條件,另一方面客觀上推動供應鏈不斷進行創新設計和重構。
三、基于電子商務的供應鏈重構策略
供應鏈設計方案確定后,接下來的就是把設計的方案付諸實施,也即對現有的供應鏈進行重構。供應鏈重構是一個非常復雜的過程,牽涉到很多管理細節問題,供應鏈上每一個不適應電子商務要求的環節都是重構的對象。其中涉及面多、影響較大主要包括以下幾個方面:組織重構、流程重構、資源重組。下文就從這幾方面來探討供應鏈重構問題。
(一)組織重構
組織重構是供應鏈重構的重要方面,它為供應鏈的有效運行建立起支撐的“骨架”,提供組織和制度保障。供應鏈的組織架構反映了供應鏈上的權力關系和聯系方式,同時也決定了信息在供應鏈上的傳遞方式。組織架構的好壞將影響到供應鏈上最活躍的因素——人的積極性和能力的最大發揮,所以說它關系到供應鏈實施的成敗。電子商務環境對供應鏈的組織架構提出了更高的要求,要求供應鏈具有快速反應能力,供應鏈的組織架構應該適應這種特點。電子商務環境下的供應鏈組織重構應該在以下幾個方面進行:
1.職能機構扁平網絡化。傳統的組織結構是金字塔形的垂直結構,包括決策層、職能層和執行層,指令和信息是逐級單向傳遞的,指令由上到下,原始信息由下到上。傳統的組織結構具有很大的弊端,表現在決策速度慢、信息容易失真和供應鏈的反映靈敏度低,這種結構已經不適應電子商務環境的要求,所以在供應鏈重構中要用扁平化、網絡化的組織結構來代替這種金字塔形結構。扁平化的組織要求減少不增值的管理層次,各級之間形成一種雙向互動的關系,職能之間進行網絡化的連接,信息在組織中是網絡化傳遞,從信息源同時向其他各部門發散。在這樣的組織中更多地采用項目團隊和矩陣結構的組織方式,具有很大的柔性,能夠適應電子商務的快速響應的需要。
2.進行適當的分權。分權就是高級管理人員把部分決策權分給低級的管理人員,更多地讓員工參與決策。分權能夠最大限度的發揮員工的主動和積極性,增加供應鏈的靈活性和快速響應能力。在電子商務環境下,供應鏈面臨的市場環境和顧客需求瞬息萬變,供應鏈需要對這種變化做出快速響應才能保持競爭力,高度的集權不能適應這種要求。因此,在供應鏈的組織重構中應進行充分的分權。分權的程度取決于兩個方面,一是組織分權的偏好,二是員工對分權的接受程度與能力。組織分權的偏好高,分權程度高,反之則低。員工對分權的接受程度與能力強,可以分權的程度高,反之則低。這兩者的交集就是組織的分權度。不過,在電子商務環境下,組織的分權程度受到環境的制約有時不以組織的偏好決定,唯一的途徑就是提高員工的分權接受程度和能力,讓那些有能力和愿意承擔責任的人來承擔供應鏈的部分決策權力。
3.締造學習型組織。電子商務是科技創新的產物,是知識經濟的體現,供應鏈上的企業要跟上電子商務時代的變化,不斷自我更新,就必須向學習型組織轉變。學習型組織能夠自我創新、自我提升,始終走在時代的前列,保持永遠向上的活力,同時它具有重視知識、鼓勵創新、開放思維的特點。供應鏈的學習型特點體現在三個層面上:一是供應鏈節點企業要成為學習性組織;二是節點企業之間在合作競爭關系中要相互學習;三是整條供應鏈向供應鏈外學習。在供應鏈的組織重構中,要從這三個方面把供應鏈塑造成學習型的供應鏈。
(二)流程重構
流程就是做事的方式,流程重構就是要改變那些不合理的做事方式,以適應電子商務供應鏈管理的需要。方案制定后,能不能達到預期目標,流程至關重要。傳統供應鏈流程中表現出許多不適應電子商務環境要求的地方,表現為:流程各環節質量不統一,導致產品檢驗、質量監測等成本的發生;流程各環節生產能力不一致,造成大量的在制品庫存和等待時間;流程物理路線設計的不合理,增加了流程中運輸、轉移等非增值活動;流程的過渡復雜減緩了物流、信息流等的流速,增加了管理和后勤系統的負擔,等等。流程重構的策略主要有以下幾種:
1.消除非增值活動。通過各環節的協調,流程路線的重新設計,提高各環節質量意識等方法,減少流程中的庫存、運輸轉移、返工、檢測等活動。例如,用JIT的思想設計流程,就可以大幅度減少非增值活動。
2.工作整合。流程中許多工作是可以合而為一的,工作的整合,可以減少交接手續,大幅度提高效率水平。工作整合,既可以采取幾項工作歸一人完成的形式,也可采取將完成幾道工序的人組合成小組或團隊的方式。
3.流程改進。將生產周期長的連續式流程,以及因各工序間缺少溝通易產生生產誤差甚至差錯的平行式流程,改進為同步流程。同步流程的優勢在于其工序在互動的情況下同時進行,它不僅能縮短周期,而且通過各工序的交流,互相調整,及時發現問題,從而提高效率,減少浪費。
流程改造策略遠不止以上幾種,各企業應根據自身具體問題,創造性地尋找適合自身的策略。但不管是什么策略,有一點是相同的,那就是要加強流程網絡的總體規劃,使流程間彼此協調,降低內耗。
(三)資源重組
供應鏈重構的另一重要方面是資源重組,電子商務環境對資源利用的廣度和深度都產生了深刻的影響。傳統上的企業資源是為功能服務的,隨著企業行為面向過程的轉變和對企業經營柔性、精簡性等要求的提高,企業必須重新構造其資源配置模式以使其和過程相一致。隨著企業“以產品為中心”的模式向“以客戶為中心”的模式的轉變,當企業向顧客承諾的交貨提前期較短時,為了保證能夠實現承諾,企業需要投入更大的物流或生產能力。供應商和客戶成為企業的兩種非常重要的資源,在資源重組中必須充分考慮這兩種資源。另外,速度作為電子商務競爭的基礎之一,也正變得越來越重要,所以,供應鏈管理也要把時間納入企業資源管理之中。資源重組的核心是供應商資源和客戶資源的重組,充分利用Internet進行搜索,綜合評價各供應商的資本、人力、技術等方面的優勢,從中挑出適合電子商務供應鏈戰略的部分供應商,形成供應鏈的一部分。同時分析客戶的需求和市場現狀,確定企業的目標客戶群,形成供應鏈的下游部分。這時,一條供應鏈的雛形才算完成。由于電子商務環境的動態性決定了這種重組的經常性,而不是一步到位的。然后,整合供應鏈上的資本、技術、人力和信息等資源,把各節點企業的優勢資源挖掘出來,充分發揮其優勢方面,形成優勢互補、取長補短的局面,把有限的資源從那些弱勢項目中退出,形成核心競爭力。
四、結論
上文研究了電子商務環境下的供應鏈設計和重構策略。首先,提出在電子商務環境下進行供應鏈設計應該遵守的原則。其次,通過分析得出電子商務環境下供應鏈設計的步驟,并闡述了設計過程中應該注意的問題,給出相應的解決方案。最后,論述了在供應鏈設計完成后應如何對企業進行調整和重構,使設計方案能夠在電子商務環境下切實實施。這些研究結果對企業電子商務條件下建立適合自己的供應鏈具有參考價值,對改進供應鏈管理績效和提高經濟效益具有積極意義。然而無論是電子商務還是供應鏈管理在我國的發展都不夠成熟,對于大多數企業來說如何真正有機地結合電子商務和供應鏈管理,提高供應鏈績效,從而提高整條供應鏈市場競爭力尚有很長的路需要走。
參考文獻:
[1]何勇,楊德禮,黃超,吳清烈.電子商務環境下供應鏈協作策略研究綜述[J].計算機工程與應用,2006,42(27):12-15.
(一)電子信息技術在建設工程管理各領域中的應用。
(1)電子信息技術在施工管理中的應用。隨著電子信息技術的發展,各種類型的專業軟件的開發,計算機輔助設計CAD、項目管理軟件P3等軟件被應用在建設工程的施工管理過程中。其運用主要包括了施工管理中的投標、施工設計、施工過程、質量控制等方面。從建筑工程投標書到項目圖紙,從項目開展及項目進度到施工結束中關于信息數據的收集和處理。這些建設工程管理中的每一個環節中電子信息技術都得到了應用。(2)電子信息技術在人力資源管理中的應用。人力資源管理是建設工程管理環節中的重要組成部分。電子信息技術在人力資源管理中也得到了廣泛的應用。主要表現在人力資源檔案管理、施工人員考核考勤管理等方面。在這些方面的應用使得企業可以有效的提高人力資源管理的能力,加快了施工進行的速度,而且通過電子信息技術財務監控人員可以知道經費的使用情況做出調整以控制超額支出,這樣可以保證項目資金得到合理的使用,從而完善建筑工程的管理質量。
(二)電子信息技術在建設工程管理中的作用。
(1)明確建筑工程管理的信息化目標。隨著電子信息技術在建設工程管理中的廣泛應用,傳統的工程管理系統在建筑企業中逐漸為信息技術所建立的管理系統所取代。我國加強了關于信息化管理的支持力度,加速了建筑工程管理信息化的進程,初步實現了工程作圖無紙化。在建設工程中所涉及到的圖紙設計、工程實施以及期間關于數據的收集和處理等方面都用到了電子信息技術,讓建設工程的進程變的更加的順利,這也讓眾多企業明確了建筑工程管理的信息化的目標。(2)構建一體化信息系統。建設工程管理部門只有建立一套完善的建筑工程電子信息系統才可以便于更好的對建筑工程中的工程數據進行統一的管理與分析。建設工程信息管理系統的建立必須要遵循將建設工程中的具體內容與各項管理工作有機結合的原理來進行,以此實現對于各項業務模塊之間的聯合監控,調節企業各個部門之間的工作關系,從而形成工作與信息技術一體化的工作環境。
(三)電子信息技術于現實的應用。
隨著建筑工程在現實生活的高速發展,建立依托于網絡的電子信息化平臺和辦公軟件的種類變的越來越豐富,出現了許多大型建設項目,并且這些大型建設項目往往對于技術的要求很高,包含的內容也極其復雜,涉及到國內外設備的使用,這些往往充滿了巨大的電子信息量,而且它牽涉的范圍也是非常廣的。這樣就造成紙質文件的傳輸對給建筑工程的管理增加了許多繁雜的步奏,很容易導致信息出現錯誤或者遺失,而且其低效率、高成本的運營方式也會給施工企業帶來許多不必要的經濟損失,紙質文件傳輸的方法就漸漸變的不為大家所采用。所以我們就要利用電子信息技術,構建建筑企業工程管理方面的電子信息化平臺及網絡辦公系統,這樣可以高效快捷的完成項目工作。此外我們可以擴展關于建筑施工企業在電子信息化建設中的網絡應用職能,利用網絡辦公系統完成網絡招標、網上采購、網絡會議及網上資料查詢等工作。
二、提高建設工程管理信息化程度的措施
(一)尋求政府與相關部門的支持。
建設工程管理信息化程度的加深與政府及相關部門的支持是分不開的,他們需要政府和相關部門來提供資金、技術方面的援助。通過在資金方面的補貼,以及政策上相應的減少建筑施工企業的稅收,可以緩解建筑施工企業的經濟負擔,解決因為資金到位緩慢而導致建筑企業在建設工程管理信息化技術方面的投入減少的問題。而且在相關的專業領域的知識產權,政府應該做出相關的保護措施,以此來維護建設工程管理信息化的順利進行。
(二)提高對電子信息技術的管理水平。
建設工程管理信息化的核心是對于工程項目的信息化管理,只有全面發展和提高我國的電子信息技術的管理水平,才可以推進工程項目信息化的管理的發展。在建筑施工工程的管理中,通常要考慮到工程成本、工程進度、安全施工、等問題,并且在每個方面都要有具體的實施計劃來對其進行合理的控制。而在我國的建筑工程管理中,要提高電子信息技術的管理水平,首先就要讓傳統的產業模式向著新興集群產業模式進行轉變,進而向信息化產業模式不斷發展;其次要將傳統陳舊的管理模式根據現實的具體情況進行調整,讓其符合我國的國情,加速經濟的發展。
(三)建立完整的電子信息系統。
網絡技術在當今時代是日新月異的,它的發展與更新的速度極快,所以在建設工程方面的電子信息化技術也因該隨著時間的變化而不斷的進行更新以保證和時代接軌。而且隨著信息量的不斷增加和數據量的不斷擴展,單一的電子信息系統已經無法良好的處理建設工程管理所產生的巨大的信息數據,因此建立完整的信息系統就勢在必行了。完整的電子信息系統中包括了建筑材料的信息、參與人員的信息,建設工程項目的信息等,通過將所有的相關信息進行有機結合、整理分析,研究討論后形成一個完整的電子信息系統,以更好的為建設工程管理服務。
(四)提高計算機輔助工程項目管理的水平。
電子信息技術依托于計算機網絡來進行,要加深建設工程管理的信息化的程度就離不開計算機輔助工程項目管理。用計算機來輔助項目工程的進行可以節約人力資源,并且在進行數據處理時也會減少出現錯誤的幾率,這對于調高施工效率,增加企業的效益也是極為有幫助的。
(五)加快全能型人才培養。
在當今社會人才對于各行各業來說是必不可缺的。對于建筑行業而言他就顯得更為重要了,尤其是全能型的人才。建筑行業對于人才的要求不僅僅體現在學歷證書方面,還體現在其掌握的各項技術的熟練程度與現實應用上面,需要能將所學知識靈活運用,并且能完成多種任務的人才。但是我國對于這方面的人才的培養卻不是很多,所以全能型人才培養是非常重要的任務,它直接影響著信息化管理的發展水平,是不可忽視的要素。
三、總結
關鍵詞:創新能力 培養 課程改革 實踐
黨的十報告中指出:“全面實施素質教育,深化教育領域綜合改革,著力提高教育質量,培養學生社會責任感、創新精神和實踐能力”。同志提出的“中國特色、世界水平的現代教育”是“兩個一百年”奮斗目標和中華民族偉大復興夢的重要組成部分。劉延東同志在2014年高校咨詢會上也提出:“要把立德樹人、提高質量貫穿綜合改革全過程,創新人才培養機制,切實落實人才培養中心地位”。當前,高校在人才培養模式、課程教學內容和方法、實踐教學環節等方面還存在著一些不足,如何培養創新人才是高校教育工作者需要著重關注和實踐的課題。我校電氣信息類專業結合2014版培養計劃修訂,做了部分課程的教學改革與實踐嘗試,現與大家交流學習。
一、主要改革內容及實施情況
(一)充分發揮培養計劃在引領學生創新能力
在2014級電類學生培養計劃修訂中,對電類三個專業的學科基礎課、專業核心課、專業方向課、專業選修課、集中實踐教學環節進行課程調整、學時調整。充分發揮培養計劃在引領學生創新能力培養中的核心作用。
(1)2014級船舶電子電氣工程專業教學計劃修訂情況
在學科基礎課中:一是新增加了“電路原理圖與PCB設計”課程(32學時實驗);二是將“單片機原理及應用”課程(36+20)改為“單片機原理及應用”課程(32學時理論)及“單片機原理及應用實驗”課程(32學時實驗)兩門課程;三是將“電路分析”課程(52+16)改為理論與實驗分別獨立的兩門課程。
在專業核心課中:取消了“船舶通信與導航”課,改列為專業選修課。
在專業選修課中:取消了電子綜合設計輔導(2學分、24+8學時、第5學期)課,新增加了“電子技術創新實驗輔導”實驗課程(1學分、32學時實驗、第5學期)。
在集中實踐教學環節中:一是取消了“電子技術課程設計”(2學分、2周、第3學期)新增了針對性更強的兩門“模擬電子技術課程設計”(1.5學分、1.5周、第4學期)及“數字電子技術課程設計”(1學分、1周、第4學期)課;二是將“單片機課程設計”(1學分、1周、第5學期)改成(1.5學分、1.5周、第4學期);三是取消了“船舶電氣設計與檢驗課程設計”(1學分、1周、第6學期),新增了“船舶機艙測控系統課程設計”(1.5學分、1.5周、第6學期)。
(2)2014級電氣工程及其自動化專業教學計劃修訂情況
在學科基礎課中:一是取消了“電氣工程導論”課程;二是取消了“計算機輔助設計”,新增加了“電路原理圖與PCB設計”課程(32學時實驗);三是將“單片機原理及應用”課程(42+16)改為“單片機原理及應用”課程(32學時理論)及“單片機原理及應用實驗”課程(32學時實驗)兩門課程;四是將“電路分析”課程(52+16)改為理論與實驗獨立的兩門課程。
在專業核心課中:一是將“單片機原理及應用”調整到學科基礎課;二是取消了“供配電系統”課程(2.5學分、36+4學時、第7學期),改增為“工廠供電”課程(3學分、40+8、第7學期);三是將“檢測與轉換技術”(2學分、26+6學時、第4學期)學分調整為(2.5學分、28+12學時、第4學期);四是將“自動控制原理”課程(3.5學分、48+8學時、第5學期)學分調整為(4學分、52+12學時、第5學期)。
在專業方向課中:一是取消了“變壓器應用技術”課程(2學分、28+4學時、第7學期);二是取消了“船舶動力裝置與輔助機械”(2學分、28+4學時、第6學期)課;
在專業選修課中:一是取消了6門課程,分別是:信號與系統、文獻檢索、企業管理、電氣工程專題講座、集散控制系統、電子綜合設計輔導;二是新增“電子技術創新實驗輔導”(1學分、32學時實驗、第5學期)、“新能源技術”(1學分、16學時、第5學期)兩門課程;三是將“AUTOCAD”課程(2學分、16+16上機、第5學期)改為實驗課程(1學分、32學上機、第5學期)。
在集中實踐教學環節中:一是取消了“專業綜合課程設計”(2學分、2周、第7學期);二是新增了“測控技術課程設計”(1學分、1周、第5學期)及“電氣控制技術課程設計” (1學分、1周、第6學期)兩門課程。
(3)2014級電子信息工程專業教學計劃修訂情況
在學科基礎課中:一是取消“計算機輔助設計”(16+16)課,改成了“電路原理圖與PCB設計”課程(32學時實驗);二是增加了由專業核心課調整來“單片機原理及應用”課程(32學時理論)及“單片機原理及應用實驗”課程(32學時實驗);三是將“電路分析”課程(52+16)改為理論(56)與實驗(16) 兩門獨立的課程。
在專業核心課中:取消了“信息論與編碼”(24+8)課程并調整“單片機原理及應用”課程(40+16)到學科基礎課。
在專業方向課中:一是在通信系統方向:將“程控交換”(32)課程換成為“移動通信”(22+10)課程;二是在嵌入系統方向:將“ARM處理器原理及應用”改為“嵌入式系統”(22+10),新增“ 計算機操作系統”(16+16(上機))及調整來“ 電子綜合設計輔導”(16+16);而“DSP原理及應用”、 “多媒體技術”、“ 電子設計自動化”調整到專業選修課中;三是取消了電子系統設計方向。
在專業選修課中:一是取消了“復變函數與積分變換”、“JaVa語言程序設計”、“數據結構”、“數據庫技術及應用”、“Linux軟件設計”、“計算機接口與通信”、“自動控制原理”、“電視原理”8門課程;二是由專業方向課調整來“DSP原理及應用”、“多媒體技術”、“電子設計自動化”3門選修課;三是新增“專業導論”、“學科前沿信息”、“新能源技術”、“現代控制理論[雙語] ”、“信息論與編碼”、“集成電路設計”、“計算機網絡安全”7門課程。
在集中實踐教學環節中:一是取消了“電子設計方向專業課程設計”(2學分、2周、第7學期);二是新增了“工程訓練C”(1周,1學分),調整了“模擬電子技術課程設計”(2周,2學分)、“數字電子技術課程設計”(2周,2學分)、“單片機原理及應用課程設計”(4周,2學分)。
(二)加強幾門關鍵課程的課改示范工作,提升課程在電子能力培養中的關鍵作用
(1)電子綜合設計輔導課程的教改實施情況
電子綜合設計輔導課程是訓練學生綜合設計能力的課程。學院2009年起將原來的“電裝實習”改成(電子裝配)“工程訓練”和“電子綜合設計輔導”(2學分、24+8學時、第5學期)兩門課程,并結合課余電子制作訓練作為補充。電子綜合設計輔導課程每一年的設計制作內容在原有的基礎上都有新增,加強設計內容的新型性和實用性,至今實驗室已有50多個設計實訓模數電路板。2014版培養計劃中“電子綜合設計輔導”課程調整為實驗課程“電子技術創新實驗輔導”(實驗30學時)。
電子裝配工藝訓練對學生的知識基礎要求較低,在原2010版教學計劃中安排在大一第二學期進行,重點是訓練學生的電子電路焊接技術,為以后的電子裝配打下基礎。教學時數為一周,時間上分散進行,歷時半個學期。電子綜合設計輔導課程是學生進行電子設計的入門課,除公選課、選修課形式外,興趣小組形式的學習培養也是一個最有成效的環節,使得對電子設計有基礎、有興趣的同學得到充分發揮與提升能力。對電子制作訓練做到有計劃性,一般分為四個階段:
第一階段:為電子制作基本能力訓練。安排在入學后的第二學期,以興趣小組形式進行。內容主要為:焊接技術訓練、認識基本元器件(學會萬用表的使用)、識圖、音頻放大電路制作。
第二階段:電子制作入門訓練。安排在入學后的第三學期,以公選課的形式進行。主要學習繪圖、制作與測量(學習Protel(Altium Designer)軟件的使用,學會常用電子儀器的使用,利用波形圖分析電路的工作狀態,分析能力訓練),內容有:簡單電源電路、電動機驅動電路、光控燈開關電路、溫控加熱器電路等。
第三階段:電子設計基礎訓練。主要是結合理論知識設計電路,安排在入學后的第四學期,以選修課的形式進行。內容有:音響電路(含音調電路、功率放大器電路)、隔離放大器電路、充電器電路等。
第四階段:電子設計綜合能力提高訓練。主要為綜合設計中、大規模電路,安排在入學后的第五學期,以選修課的形式進行。內容有:搶答器電路、開關電源電路、數控電源電路、無線通信電路、鎖相環振蕩電路、轉速檢測電路、充電器電路。
(2)單片機原理及應用課程的教改情況
單片機作為電子自動化控制的主要手段,其作用越來越重要。我院該課程為省級精品課程,課程組老師進行了一系列的教學實踐,編寫了新的教學文件,每年修改電子教案、課件,出版新的教材與實驗指導書,不斷完善學習資源,實施電子考試等等,為學生的自動化電子設計起到了重要的支撐作用。在2014版教學計劃中理論學時改為32,實驗改為獨立設課,學時為32,課程設計為1.5周。單片機實驗電路板全部為校內老師設計制作,實驗室至今有單片機綜合應用設計電路板30多件。
(3)新增電子技術實踐公選課
針對大學生電子設計競賽中發現的理論教學與學生實踐應用能力脫離現象比較嚴重的問題,從2014年下半年開始學院在二年級學生中設立“電子技術實踐”公選課程,從學生學習電子技術知識的初始階段就引導學生向技術應用方向發展,培養學生理論聯系實際、實際凝練為理論知識的能力,拓展學生的創新思維能力。電子技術實踐課程在一定程度上打破課程的專業界限、學科界限,使得知識、技術、信息等多方面融會貫通,在還不能完全打破現有教學模式的情況下,以教學實驗班的形式增加一個補充教學環節,以音頻功率放大器的設計制作為立足點,從應用目標出發搜索知識點,解決技術問題,培養思維方式。電子技術實踐公選課作為教學模式創新探索,在教學過程中最大程度地改變學生被教師控制之下被動地學習的局面,改變單純死記硬背完成學業的局面,轉而讓學生養成從解決問題的角度去思考、查找知識,提高學生的主觀能動性、創新意識。在教學環節上將實驗教學、理論教學、課程設計三點連成一線。在教學效果上力求學以致用,學有所用,以適應大學生電子設計競賽的要求,適應技能考證的要求,適應用人單位對應用型人才的需求。
(三)編寫、修訂教材、教案,建立完善教師與學生教學學習資源
編寫出版《電子綜合設計常用模塊與實例指導》、《單片機設計實例集》等實踐指導教材;為學生開展考證培訓修訂《電子工程師考證培訓講義》等;編寫新的教學文件及電子教案、課件等,建立完善教師與學生教學學習資源。
一是修訂出版了《單片機實驗與課程設計指導(Proteus仿真版)》、《電子設計常用模塊與實例》、《單片機設計實例選集(一)》、《51系列單片機原理及應用》等實踐指導性強的教材;二是在原網絡課程的基礎上進行了單片機慕課網站的建設,新編了150題左右的作業練習題庫;三是修改2014級教學大綱、電子教案及課件;四是設計開發2014級用的新實驗電路板并用于每年的學生電子設計競賽訓練。
(四)加強實踐能力培訓,提高學生的綜合能力
加強實踐能力培訓,提高學科競賽的獲獎數量、提高學生、專利證書數量、提高學生電子工程師/板級工程師/電工等從職證書數量。
(1)加強了學科競賽的輔導力度。一是組織學生電子協會,每周至少開展一次活動,以加強低年級同學的基礎技能訓練;二是與飛思卡爾智能汽車競賽相結合,利用各種提高學生能力的資源,充實學生的實踐活動;三是培養充實指導教師力量,2014年學院的指導教師隊伍擴大至9人,落實了組隊學生與指導教師的互選環節,密切指導教師與參賽學生的聯系,特別是在暑期中通過明確訓練計劃、訓練內容增加指導教師的投入精力;四是針對大學生電子設計競賽中發現的理論教學與學生實踐應用能力脫離現象比較嚴重的問題,從2014年下半年開始在二年級學生中設立電子技術實踐公選課程,在教學效果上力求學以致用,學有所用,以適應大學生電子設計競賽的要求。
(2)重視指導學生、申報專利工作,培養科學研究能力 。通過學生課程設計、畢業設計、電子競賽、省創新研究項目等實踐,指導學生以論文或專利的形式固化研究成果,近年來學生發表的電子設計類論文、實用專利、省大學生科技創新(電子電氣類)項目、國家級大學生創新創業訓練項目增加明顯。
(3)加強校內電子工程師等考證培訓工作。學院培訓中心通過了市職業技能鑒定條件驗收,成立了市“職業技能鑒定所”和電工方面考證員,可進行中、高級電工,中、高級維修電工,初級電子設計工程師、板級設計工程師、單片機C語言程序設計師7種電子電氣類證書的證書認定,為學生培訓考評提供了極大的便利。
(4)加強了畢業設計真題實做的要求。學院將畢業設計任務早計劃、早布置,以提高畢業設計論文的真題實做時間,現一般是在第7學期初就布置任務,畢業論文答辯分二次進行,在較長的時間內可給學生留出較多時間完成高質量的畢業設計論文,學生畢業設計真題實做的比例在90%以上。
(五)落實考證考級替代學分考試的制度
落實考證考級替代學分考試的制度,將提高從職能力的技能考證、考級、競賽獎等納入到教學學分中。
學院出臺了關于《本科生畢業設計(論文)替代管理辦法》(試行)的文件,規定了5類學生學業成果(考證、考級、論文、專利、競賽獎)或經學院本科畢業設計(論文)工作小組認定可以代替畢業設計(論文)的其他成果可替代畢業設計(論文)學分。
二、實踐成果
兩年間,學生在電子工程師、電工考證、學科競賽獲獎方面成績提高明顯,取得電子工程師證書30 人;電工證書192人;在大學生電子設計競賽中,獲省一等獎學生為9人,二等獎學生為18人,三等獎學生為21人;在全國(省)飛思卡爾智能汽車競賽及智能機器人大賽中獲一等獎6人,特等獎2人,二等獎9人,三等獎24人。兩年間,學生發表電子設計類論文10篇,取得電子設計類實用專利35項。
三、不足分析
一是教學計劃改革后課時量壓縮造成教師“搶課”現象,并由課程門數增多及投入精力不足造成教學改革的實踐效果下降;二是團隊精神在學院教改項目中體現不夠,大多數教師還是安于老的教學方式,教改積極性不高,大范圍的教改項目推進困難。
提高教學質量不僅需要領導重視,更需要教師的人人參與。教學改革不能停留在口號上,更應建立在教師行動上。高校要把提高教師的影響力與學生的競爭力作為學校發展的基本目標,以社會需求為導向,進一步改革人才培養模式,為社會輸送合格的創新創業型應用人才。
參考文獻:
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關鍵詞 大學生電子設計大賽;實踐教學改革;創新人才培養
中圖分類號:G640 文獻標識碼:A 文章編號:1671-489X(2013)12-0018-03
教育部有關“辦出特色、爭創一流”的指示中提到:“各高校要以需求為導向,推動新一輪高等教育改革。各類院校都要合理定位,努力形成自己的辦學理念和風格,在不同層次、不同領域辦出特色、爭創一流。各地教育部門要大力開展就業實習實訓,建立穩定的、能滿足教學和就業需要的實習實訓基地。”
為了貫徹落實教育部指示精神和具體實施華中科技大學文華學院“2012版本科專業人才培養方案”,以培養學生實踐能力、創新能力和提高教學質量為宗旨,以實踐教學改革為核心,以實驗資源開放共享為基礎,以高素質實驗教學隊伍和完備的實驗條件為保障,創新管理機制,全面提高實驗教學水平和實驗室使用效益,改革人才培養模式,成立“電工電子創新人才培訓中心”。
“電工電子創新人才培訓中心”的培養模式是:實施“2012版本科專業人才培養方案”,在學生自愿的基礎上利用課余時間(安排在相應學期第3~16周的周六和周日,以及部分暑假時間)補充實施“創新人才培養方案”,實施個性化特色教育。“創新人才培養方案”是以提高學生的綜合素質和社會實踐能力、以提高學生就業技能和就業競爭力為目的,采用先進的教育理念、實踐教學觀念和管理體制;構建先進的實踐教學體系、內容和方法、先進的創新型實踐教學團隊,配置先進的儀器設備;以參加全國性和省級“電子設計大賽”和“IT創新設計大賽”等各類學科競賽的成果作為對實踐教學效果的檢驗,以“電工電子創新人才培訓中心”畢業學生的創新能力和就業能力的提高作為實踐教學的特色。
1 “中心”設立的目的、意義及指導思想原則
“電工電子創新人才培訓中心”培養學生在機電一體化、電氣自動化、自動控制、電子科學、電子信息、光電信息、通信、儀器儀表與數字控制等1~2個領域內具備硬件、軟件的理論基礎及專業知識和技能。“中心”著重實踐能力、學習能力和綜合素質的培養,以適應21世紀信息科學與技術的發展需要,能在相應領域內從事各種元器件、部件的制造和應用,能從事系統設計和系統集成等工作,以及對新產品、新技術、新工藝的研究、開發和管理的工作。培養“合格+特色”的一線工程技術專業人才,提高學生的工程系統創新能力,拓展學生就業領域,同時提升學院在同類院校中的競爭力,打響學院品牌。
“中心”設立的指導思想原則是以全國大學生電子設計大賽為主線,以常態化運行為管理方式;以提高學生的實踐技能為目標,以“理論、設計、實驗、技能”四位一體的教學方法為手段,旨在提升學院在各級電子設計大賽中的競爭力和影響力。
2 “中心”的運作模式
2.1 穩定隊伍,固定場地,規范管理
變突擊集訓為常態培養,改變原帶隊教師臨時召集,場地臨時借用的松散型管理方式,建立有著穩定的師資隊伍、固定的培養場所、明確的培養目標、系統的培養計劃、優質的參賽梯隊的規范化運作機構。
從目前已有的師資力量來看,總體滿足“中心”的運作要求,但在師資隊伍的穩定性、年齡結構的合理性、專業的匹配性等問題上難以滿足“中心”中長期發展目標;從場所來看,開出理論課程的場所已解決,而系統培訓,開出設計、實驗、技能等課程的場所不足;從管理來看,規范師資、安排教學計劃、配備場地、調用實驗器材、控制參賽隊的數量和質量等,已有相應的管理辦法和考核標準。
目前采取的實施方法為:1)對師資的培養建立“傳幫帶”的機制,通過搭班子,以老帶新、中帶青、強幫弱,提高師資的水平;做好“中心”教師資源規劃,以年齡、職稱、專業方向、協作能力作為依據,解決師資長遠發展問題;2)“中心”理論培訓納入日常教學安排,教務統籌排課,解決理論課教室的問題;落實學部實驗中心統籌管理職能,協調實驗室安排,提高實驗室利用效率,解決實驗、專題訓練、強化訓練場地不足的問題;3)以2013年湖北省電子設計競賽為切入點,在實踐中摸索,逐步完善各項管理制度,最終達到創建“電工電子創新人才培訓中心”管理體系的目標。
2.2 建立階梯式淘汰機制,不斷優化參賽隊伍
改變以前精英強化訓練方式,建立大一、大二、大三階梯式的逐級淘汰機制,不斷優化參賽隊伍,保證參賽隊伍的相對穩定性。總結3年以來的電子設計大賽培訓經驗,多方聽取學院領導的意見,根據學生自身的興趣和條件,結合學院實行“潛能導師”個性化教育理念,初步計劃只在信息學部和機電學部各專業招收電子設計競賽培訓生源,大一招收120人,大二招收80人,大三招收45人。而實際報名人數達到702人之多,其中大一(2012級)384人、大二(2011級)203人、大三(2010級)115人。考慮到學部的師資、場地、經費等諸多因素,學院做出決定:對大一(2012級)的384人進行選拔賽,最終錄取138人,編成4個班,保證兩學部各專業都有人參加。
綜合計劃招生和實際招生情況,按3:2:1的比例控制,以創新學分、潛能興趣方向及晉級考試等方式,建立大一、大二、大三階梯式的逐級淘汰機制,保證穩定培訓生源,優化參賽隊伍。
2.3 以常規學科教育為主,在優中選優,鍛造實踐人才
常規的學科教育是正常按專業教學計劃進行的培養,而“人才創新培訓中心”是按個性化教育理念,以電子設計競賽為主線,對有潛能的電工電子人才的強化培訓。在師資安排、學生課程安排上,以常規學科教育為主,以培訓中心為輔;在滿足正常教學的前提下,兼顧中心的教學;如果正常上課時間與培訓課程時間沖突,以正常上課為主。
在此,有一點除外:大三的暑期正是電子設計競賽強化訓練時間,部分專業的暑期生產實習和電子設計競賽開賽時間沖突。這時考慮學生意愿,是選擇生產實習還是電子設計競賽,若選擇電子設計競賽,則可以用電子設計競賽的培訓替代生產實習的學分,與此同時,“創新人才培訓中心”出具相應的證明材料。這樣,一方面作為學生替代生產實習學分的依據,另一方面為實際參賽隊伍的穩定提供有力的保障。以上這些措施是鍛造實踐人才的基石,也是培訓中心健康發展的保障。
2.4 個性化培養模式,強化大賽技能技巧
為了落實個性化的教育理念和學院人才潛能的挖掘,成立“電工電子創新人才培訓中心”,有組織、有計劃地推動個性化的培養模式。
1)科研創新培養模式:在培訓中心的運作模式下,在大一、大二和大三的學生中,若發現有科研潛質的學生,則單列出來,進行一對一的指導,另外通過申請“大學生創新設計”專項經費予以資助;若發現有理論和工程素養的學生,則提前進行指導,指導學生發表科研論文,或者引導學生進行發明創造。
2)課題培養模式:在學院的組織與管理下,有課題的教師把課題放到“中心”,組織“中心”師生進行課題的開發,特別是學院立項的課題納入“中心”平臺中來,一方面讓“中心”優秀學生得到鍛煉,另一方面讓課題得以完成,最終為學院發展科研打下基礎。
3)引進“企業+中心”共同培養模式:通過學院引進校外企業,按照企業用人單位的要求進行培養,簡稱訂單式的培養,這是高職院校一貫的成功做法。另外可以設法把公司的崗前培訓、生產培訓、技能培訓和高級技能資格證等都嵌入到“培訓中心”來。
2.5 在大賽中鍛煉隊伍,向著以賽養賽的目標不斷發展
通過不斷的培養、在大賽實踐中的磨練,形成科學的、個性化的創新人才培養模式和強大的師資力量,創造品牌效益和經濟效益的雙豐收。以大賽為主線的培訓模式,如果運作取得實效,可以考慮以賽養賽的想法,一些大賽配有獎金,獲得的獎金可以按比例反哺到“中心”日常運營中來,還可以通過和外單位的科研協作、校外企業的資助等方法來維持“中心”的運作。
3 培訓安排
“中心”為成功參加2013年全國電子設計競賽,特將培訓課程分為3個階段,即電子設計競賽基礎培訓課程階段、專題訓練階段和強化培訓階段。
3.1 建立較完善的電子設計競賽培訓課程教學體系,為培養創新人才端出豐富的知識套餐
為了鞏固和加深理論和實驗環節,基本解決“四位一體”綜合教學中的“兩位一面”的問題,研究推出具有培養、選拔功能的三段式集訓課程教學體系,即電子實用技能、電子技術應用、實用電子系統設計與創新。共有8門課程,分別是電工電子工程基礎、單片機原理及應用、電力電子技術、集成電路應用、高頻技術及通信系統設計、CPLD與儀器儀表設計、數字控制系統設計、電子系統案例設計(理論與實踐并重,實踐學時遠多于理論課時),加上一個強化訓練(根據各人興趣不同,可做多個自選課題,包括獨立設計的創新性課題)。
由于集訓課程在設計上具有很強的知識集成性與旨在應用的工程實踐特性,它是相關課內教學通向應用的橋梁,因此,并不主張用它來替換相關課程的課內教學,只有這樣,才能保證培養的創新型人才具有更厚實的理論基礎和更強的創新能力。
3.2 專題訓練階段
專題訓練主要是針對歷年全真試題進行培訓,共分成4個專題:交直流穩壓、穩流電源設計;通信系統設計;儀器儀表設計;數控系統設計。每個專題初步定為32學時,共計128學時,主要針對大三的學生進行培訓,通過全真題認真剖析,讓學生對電子設計競賽有一個全面的了解,讓學生掌握全部單元電路的設計,熟練掌握基本軟件的使用技能以及培養快速編程的能力,完成基本單元電路和基本程序模塊的儲備,為開賽時增添自信心。
3.3 強化訓練階段
1)強化訓練重要性。電子設計競賽基礎課程培訓第一階段形成“理論”和“實驗”一個面,構成參加電子設計競賽學生的基礎知識平面,有了這知識的平面,使其構成知識體成為可能;再通過第二階段的專題訓練,能讓電子設計競賽學生的電路“設計”和編程“技能”形成另外一個新的知識平面。
若這兩個知識平面是平行的,則電子設計競賽學生沒有經過第三個階段,這樣掌握的知識是相對獨立的知識平面,只有經過第三階段的強化訓練,才能讓兩個獨立的知識平面相交,就構成電子設計競賽學生一個完整的知識體。以“理論、設計、實驗、技能”四位一體的綜合教學方法才能讓個性化教學理念更進一步得到升化。
2)強化訓練的計劃。強化訓練歷時超2個月,共計64天,所有16位參加電子設計競賽的指導教師要輪班指導,完成64×16=1024學時的指導任務。競賽前兩周,明確帶隊教師及參賽隊員,形成參賽組隊。每一個參賽選手、每位指導教師要全面備課,有目的地去解決每一位學生的具體問題,讓每位學生都要完成1~2個功能完整的設計作品,至少掌握2個方向的競賽內容,以一個方向為主,另一方向為輔,以不變應萬變。
4 創新人才培養模式探索總結
毋庸諱言,獨立學院的辦學條件與學生實力和一般本科院校相比,有一定差距,而且對“大三下”的學生而言,面臨考研壓力,對參加電子設計競賽既抱有希望,又有顧慮,怕得不償失。然而,文華學院以培養應用型本科人才為主,從2006年開始進行電子設計競賽方面的教學改革,容太平老師的“依托電子通信實訓基地建設充分發展學生潛能的實踐性教學環節的研究”從2006年開始進行教學改革,推進素質教育的理念,鼓舞學生參與電子設計競賽競爭。
到目前為止,文華學院的電子設計大賽參賽經驗已經有6年了,取得優異成績:2008年共有6人獲得湖北省二等獎;2009年共有3人獲湖北省三等獎,3人獲“天華杯”全國電子專業人才設計與技能大賽二等獎等;2012年3人獲畢RIGOL杯全國電子創新設計大賽全國一等獎等。學生通過電子設計競賽,獲得了寶貴的人生歷練的勇氣和信心,知道了從集訓中獲取知識、歷練意志,將知識轉化為自身能力才是關鍵中的關鍵,也才是對電子設計競賽宗旨的本意回歸。
所以,把電子設計競賽和教學改革統一起來,也是領導和教師激勵學生參賽的重要指導思想和提高電子設計競賽集訓質量的一種有效辦法。電子設計競賽作為一個契機,推動了課程體系、教學內容、實驗模式的改革,這些教學改革的深入又必將把競賽推向更廣泛的參與和更高的層次。
參考文獻