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第1篇

關(guān)鍵詞：電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化，課程創(chuàng)新，教學(xué)改革，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）03-0082-02

隨著微電子技術(shù)在世界范圍內(nèi)的飛速發(fā)展，以及各相關(guān)產(chǎn)業(yè)對(duì)電子電路技術(shù)的需求日益增長(zhǎng)，《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》已經(jīng)成為電子信息工程等相關(guān)專業(yè)的重要課程，也是國內(nèi)外諸多理工科一流高校的電子信息類專業(yè)必修的核心課程[1-3]。尤其在近年來，智能硬件的發(fā)展與半導(dǎo)體技術(shù)的革新為電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來了革命性的變化，電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)一躍成為現(xiàn)代電子工業(yè)的核心學(xué)科，引領(lǐng)了現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展方向，也成為了電子信息工程專業(yè)本科生考研深造與就業(yè)所必需的重要技能[3]。綜上，考慮到創(chuàng)新研究型實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和能力培養(yǎng)的重要作用，筆者作為學(xué)?！峨娮釉O(shè)計(jì)自動(dòng)化》課程的任課教師，對(duì)本課程的實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行了綜合性的思考與建設(shè)。

一、《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》課程實(shí)驗(yàn)改革的必要性

我們通過對(duì)國內(nèi)外一流高校的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，許多著名高校的EDA技術(shù)本科教學(xué)有兩個(gè)明顯的特點(diǎn)：一是課程在各工科專業(yè)的普及率極高；二是在實(shí)驗(yàn)中大量引入新技術(shù)、新方法與新器件，更多地注重創(chuàng)新性、設(shè)計(jì)性、綜合性項(xiàng)目，突出EDA技術(shù)的實(shí)用性，以及面向工程實(shí)際的特點(diǎn)[4]。這些特點(diǎn)讓我們認(rèn)識(shí)到，通過《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》課程實(shí)驗(yàn)的改革與建設(shè)，既能夠幫助學(xué)生更好地理解《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》的理論知識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，更能夠緊跟學(xué)科和行業(yè)的需求發(fā)展，為課程拓寬評(píng)價(jià)方法，提高教學(xué)效果，為學(xué)生樹立創(chuàng)新精神，培養(yǎng)科學(xué)素質(zhì)，增強(qiáng)科創(chuàng)能力，最終增強(qiáng)其綜合素質(zhì)，提高學(xué)院與學(xué)生的綜合競(jìng)爭(zhēng)力有很好的幫助。

二、實(shí)驗(yàn)改革方案及主要工作

為了充分結(jié)合現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)課程基礎(chǔ)，全面提高試驗(yàn)課程效果，筆者從實(shí)驗(yàn)過程管理、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、考核與評(píng)價(jià)反饋四個(gè)角度對(duì)《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了綜合性的方向改進(jìn)，具體內(nèi)容如下。

1.實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目化的實(shí)驗(yàn)過程管理。筆者基于對(duì)科研與教學(xué)工作的熟悉，以《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》課程實(shí)驗(yàn)為改進(jìn)對(duì)象，將其現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時(shí)進(jìn)行壓縮，補(bǔ)充對(duì)應(yīng)EDA能力所需要的主要課程知識(shí)點(diǎn)，融合現(xiàn)代EDA技術(shù)的最新發(fā)展，并將最后四個(gè)學(xué)時(shí)設(shè)置為一次綜合性、設(shè)計(jì)性的“綜合實(shí)驗(yàn)”，實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為實(shí)驗(yàn)課程成績(jī)的重要評(píng)價(jià)因素。該綜合實(shí)驗(yàn)采用項(xiàng)目化的過程管理，學(xué)生須在給定的范圍中任選題目或自選題目，在四個(gè)小時(shí)內(nèi)完成該題目的主要設(shè)計(jì)，并在課程完成后提交課程報(bào)告時(shí)以“項(xiàng)目任務(wù)書”的形式填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，系統(tǒng)闡述選題原因、題目關(guān)鍵環(huán)節(jié)、設(shè)計(jì)時(shí)遇到的主要困難及解決方案、最終成果演示及存在不足分析等。

2.設(shè)計(jì)層次性的“綜合實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目。為了確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)際效果，保持學(xué)生的創(chuàng)新熱情，全面提高電子設(shè)計(jì)水平，在上述“綜合實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上劃分為三個(gè)層次：第一層次為邏輯行為的實(shí)現(xiàn)；第二層次為控制與信號(hào)傳輸功能的實(shí)現(xiàn)；第三層次為電子系統(tǒng)模塊的實(shí)現(xiàn)。每個(gè)層次設(shè)置三至五個(gè)題目。此外，考慮到學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)間的約束，隨著教學(xué)課程的進(jìn)行，預(yù)先在教學(xué)中對(duì)“綜合實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行題目的預(yù)告和必要的講解，讓學(xué)生提前進(jìn)行課外的準(zhǔn)備和練習(xí)，并將該四個(gè)學(xué)時(shí)的“綜合實(shí)驗(yàn)”集中安排在一個(gè)下午進(jìn)行，學(xué)生通過集中性的高強(qiáng)度的學(xué)習(xí)、討論和實(shí)驗(yàn)，完成主要的“綜合實(shí)驗(yàn)”功能。

3.設(shè)置創(chuàng)新導(dǎo)向的評(píng)價(jià)激勵(lì)形式?？紤]到該門課程的授課時(shí)段為大三下學(xué)期的后半段，學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)課及絕大多數(shù)專業(yè)課業(yè)已經(jīng)結(jié)束，筆者在課堂上滲透該門課程對(duì)于考研及科學(xué)研究的重要意義，以及對(duì)于科創(chuàng)及電子行業(yè)就業(yè)的作用，在完成課程教學(xué)的同時(shí)講授和提供論文撰寫及專利申請(qǐng)與重要競(jìng)賽的資料信息，并鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間進(jìn)行深入鉆研、挖掘，并主動(dòng)利用配套實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)，進(jìn)而促進(jìn)學(xué)生的科創(chuàng)熱情向論文（算法）、軟件著作權(quán)（程序）、專利（電子電路）及重要競(jìng)賽（電子設(shè)計(jì)類）的成果轉(zhuǎn)化。

4.提供實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的評(píng)價(jià)反饋渠道。結(jié)合自身工作特長(zhǎng)與經(jīng)驗(yàn)，筆者利用信息技術(shù)手段，設(shè)置了“韓博士工作室”教學(xué)專題網(wǎng)站（http：//），為學(xué)生及時(shí)訪問和評(píng)價(jià)的反饋提供渠道。通過調(diào)查問卷、在線信箱、有獎(jiǎng)問答、專題活動(dòng)等方式，在授課過程中進(jìn)行多次課下問卷調(diào)研，并開設(shè)貫穿授課全過程的實(shí)時(shí)反饋渠道，作為授課、答疑等必要教學(xué)活動(dòng)的有效補(bǔ)充，便于及時(shí)了解學(xué)生對(duì)于綜合性實(shí)驗(yàn)的接受程度以及對(duì)課程各方面的綜合評(píng)價(jià)。

三、實(shí)驗(yàn)改革周期及內(nèi)容

為了更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》課程實(shí)驗(yàn)的改革與創(chuàng)新，筆者制定了以十二個(gè)月為周期的長(zhǎng)期方案，主要分為以下五個(gè)關(guān)鍵性階段。

1.第一階段，時(shí)間為1個(gè)月。結(jié)合《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》學(xué)科發(fā)展現(xiàn)狀及人才培養(yǎng)需要，更新課程教案，豐富和擴(kuò)充現(xiàn)有教學(xué)大綱及授課內(nèi)容，補(bǔ)充相關(guān)多媒體與軟硬件資料，完成“綜合實(shí)驗(yàn)”的選題與設(shè)計(jì)。

2.第二階段，時(shí)間為2個(gè)月。截至開學(xué)前，與實(shí)驗(yàn)課程老師進(jìn)行充分的溝通和協(xié)調(diào)，完成各個(gè)“綜合實(shí)驗(yàn)”項(xiàng)目的軟硬件環(huán)境配置、具體要求、實(shí)施細(xì)則及評(píng)價(jià)方法，嚴(yán)格制定精密科學(xué)的給分標(biāo)準(zhǔn)。

3.第三階段，時(shí)間為2個(gè)月。完成課程的教學(xué)與本項(xiàng)目的實(shí)施，除了完整進(jìn)行原有授課內(nèi)容的教學(xué)以外，按照既定方案進(jìn)行綜合性創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)、綜合能力的滲透、實(shí)驗(yàn)技能的提高，并全面介入、觀察、管理和把控“綜合實(shí)驗(yàn)”的開展、實(shí)施與評(píng)價(jià)等各個(gè)環(huán)節(jié)。

4.第四階段，時(shí)間為4個(gè)月。結(jié)合課程成績(jī)，在課程結(jié)束后主動(dòng)發(fā)現(xiàn)和聯(lián)系具有良好科創(chuàng)能力的學(xué)生，在學(xué)生的自我意愿的基礎(chǔ)上為其推薦和設(shè)置針對(duì)性的畢業(yè)設(shè)計(jì)選題，同時(shí)鼓勵(lì)和推薦其參加與之水平相適應(yīng)的科創(chuàng)競(jìng)賽，并進(jìn)行必要的指導(dǎo)和培訓(xùn)。

5.第五階段，時(shí)間為3個(gè)月。根據(jù)前期各個(gè)階段的進(jìn)展情況，穩(wěn)步完成此次立項(xiàng)的后續(xù)各項(xiàng)相關(guān)工作，總結(jié)此次立項(xiàng)成績(jī)與不足，鼓勵(lì)、指導(dǎo)優(yōu)秀學(xué)生將其成果、申請(qǐng)專利或獲取軟件著作權(quán)。

四、實(shí)驗(yàn)改革實(shí)踐成果與創(chuàng)新點(diǎn)

自《電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化》課程實(shí)驗(yàn)改革在學(xué)校實(shí)施一年以來，已經(jīng)取得了良好的效果。首先，對(duì)于學(xué)生而言，實(shí)驗(yàn)改革的實(shí)施有效地拓寬了學(xué)生的視野，并實(shí)現(xiàn)教學(xué)與行業(yè)的相互影響與促進(jìn)。大部分學(xué)生在結(jié)課后的反饋表明，通過完成本項(xiàng)目所涉及的授課課程，使學(xué)生熟悉了具有一定強(qiáng)度的開發(fā)過程，培養(yǎng)了其科學(xué)的態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)與創(chuàng)新的精神。截止課程結(jié)束，已經(jīng)有相當(dāng)數(shù)量的學(xué)生能夠掌握基本的EDA項(xiàng)目開發(fā)、電子設(shè)計(jì)類專利申請(qǐng)及學(xué)術(shù)論文撰寫、電子設(shè)計(jì)類科創(chuàng)競(jìng)賽準(zhǔn)備及參賽等綜合性的技能，一大批學(xué)生在各類相關(guān)競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)；其次，對(duì)于學(xué)校而言，通過實(shí)驗(yàn)改革的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)了以項(xiàng)目模式重構(gòu)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容，構(gòu)造了“教―學(xué)―做―研”一體化的EDA教學(xué)模式，有效實(shí)現(xiàn)了學(xué)?！峨娮釉O(shè)計(jì)自動(dòng)化》課程的教學(xué)深度挖掘與教學(xué)效果的提升，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了學(xué)校EDA課程相關(guān)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與完善，使得進(jìn)行綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)所必需的軟件、系統(tǒng)、例程、方案及芯片、板卡、連接線纜等軟硬件設(shè)施得到了補(bǔ)充；最后，對(duì)于任課教師而言，通過本項(xiàng)目的發(fā)展與磨合，有助于任課教師及實(shí)驗(yàn)教師更好地了解學(xué)生現(xiàn)狀，為后續(xù)編制符合學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)與發(fā)展需要的新教材、新課件與新方案打下基礎(chǔ)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有EDA實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的更新和發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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Reform and Innovation of "EDA" Experiment

HAN Peng，LI Yan ，LIU Zhi-gang，NIU Xue-fen

（Northeastern University at Qinhuangdao，Qinhuangdao，Hebei 066004，China）

第2篇

論文摘要:介紹了電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建設(shè)與管理的經(jīng)驗(yàn)，簡(jiǎn)要分析了由此給教學(xué)產(chǎn)生的實(shí)際影響。

由于集成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的高度發(fā)展，設(shè)計(jì)自動(dòng)化的觀念和EDA工具的使用水平已成為度量工程師能力的一個(gè)重要方面。國內(nèi)各高校都投入了大量的人力物力建立EDA實(shí)驗(yàn)室。EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的硬件、軟件和服務(wù)水平在某種程度上已成為衡量該校硬件水平、教學(xué)水平和辦學(xué)水平的一個(gè)重要標(biāo)志。我校在教育部電工電子教學(xué)基地的建設(shè)過程中，始終對(duì)EDA的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建設(shè)給予了足夠地重視，專門成立了EDA(實(shí)驗(yàn))中心，旨在負(fù)責(zé)全校EDA實(shí)驗(yàn)教學(xué)，EDA項(xiàng)目開發(fā)和新技術(shù)推廣工作。經(jīng)過近兩年的建設(shè)，EDA中心已初具規(guī)模，為全校的EDA教學(xué)提供了良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，促進(jìn)了我校電類現(xiàn)代化課程教育的發(fā)展。

1 EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的建設(shè)

EDA(實(shí)驗(yàn))中心的建設(shè)起始于1998年初，學(xué)校先后投入資金近百萬元，第一期工程建立起配備有40臺(tái)Pentium 166MMX微機(jī)的多媒體實(shí)驗(yàn)室和硬件實(shí)驗(yàn)室各一個(gè);1999年進(jìn)行了第二期工程，又建起了一個(gè)包含40臺(tái)PentiumⅡ400微機(jī)和兩臺(tái)專用服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室和一個(gè)管理辦公室。并進(jìn)行了軟件建設(shè)和有關(guān)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開發(fā)。到目前為止已建立起的軟硬件環(huán)境如表1。

在EDA中心的建設(shè)中，我們遵循以下原則:

(1)創(chuàng)建一流具有EDA特色的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。EDA的實(shí)驗(yàn)環(huán)境的好壞在某種程度上直接影響電類學(xué)生對(duì)現(xiàn)代化技術(shù)的掌握，同時(shí)EDA的實(shí)驗(yàn)環(huán)境也是一個(gè)窗口，代表了一個(gè)學(xué)?，F(xiàn)代化教學(xué)的形象。EDA中心的建設(shè)不應(yīng)等同于一般的計(jì)算中心或機(jī)房的建設(shè)，應(yīng)該具有EDA特色，那就是要有豐富的EDA軟硬件支持，要有得力的指導(dǎo)開發(fā)力量。為了建設(shè)好一流的EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境，我們成立了專家指導(dǎo)小組指導(dǎo)環(huán)境的建設(shè)，并多次派人到EDA教學(xué)較好的學(xué)校去參觀學(xué)習(xí)。為了體現(xiàn)時(shí)代的特點(diǎn)，我們將中心80臺(tái)機(jī)器內(nèi)部互連，整個(gè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)完全按照Internet技術(shù)規(guī)范設(shè)計(jì)，能提供全套Internet服務(wù)。中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)還通過Linux網(wǎng)關(guān)與校園網(wǎng)相連。服務(wù)器采用Windows NT4.0、Linux 5.0、Net-ware 3.12，工作站安裝了DOS 6.22、Win-dows 98(中、英文)、Windows NT、Linux等操作系統(tǒng)。

(2)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，高質(zhì)量完成建設(shè)。EDA所有軟硬件設(shè)備的引進(jìn)都經(jīng)過認(rèn)真市場(chǎng)調(diào)查研究，并嚴(yán)格的檢測(cè)，對(duì)不合格的產(chǎn)品堅(jiān)決清除。如曾進(jìn)一批微機(jī)，檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)配置與樣機(jī)不符，立刻退貨，重新購置。軟件的建設(shè)對(duì)EDA來說是體現(xiàn)特色的關(guān)鍵性建設(shè)，盡管EDA軟件投資較大，為保證實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，劃出專項(xiàng)資金，引進(jìn)許多最新的正版EDA軟件。

(3)加強(qiáng)外聯(lián)，尋求多方支持。EDA教學(xué)的開展需要許多方面的技術(shù)支持，為了做好這方面的工作，我們加強(qiáng)了校際之間的技術(shù)交流以及與EDA軟硬件開發(fā)商家的聯(lián)系，可以從中得到了許多必不可少的幫助，如東南大學(xué)贈(zèng)送給我們不少非常有用的EDA軟件和設(shè)備，美國Altera公司通過其大學(xué)項(xiàng)目贈(zèng)送給我們專業(yè)版和網(wǎng)絡(luò)版的Max+PlasⅡ軟件開發(fā)工具等。

(4)鼓勵(lì)師生開發(fā)EDA教學(xué)項(xiàng)目。我校EDA教學(xué)項(xiàng)目的開發(fā)進(jìn)行得比較早，并已取得了不少成就，EDA中心成立后更加強(qiáng)了這方面工作的開展，目前已自行開發(fā)并用于教學(xué)有ISP和FPGA等實(shí)驗(yàn)裝置，全定制的A-SIC實(shí)驗(yàn)環(huán)境也正在緊鑼密鼓地準(zhǔn)備中。

(5)勤儉節(jié)約，變廢為寶。EDA的某些硬件實(shí)驗(yàn)對(duì)微機(jī)要求并不高并且有可能對(duì)微機(jī)產(chǎn)生傷害，為此我們從校計(jì)算中心等地方找來約20臺(tái)淘汰了的386和486微機(jī)，建成了硬件機(jī)房，很好地解決了這類問題并節(jié)約了不少資金。

2 EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境的管理

我校的EDA實(shí)驗(yàn)環(huán)境主要面向電子工程系和自動(dòng)控制系學(xué)生，行政上掛靠電子工程系。為了便于協(xié)調(diào)管理，兩系分別任命了兼職正副主任負(fù)責(zé)中心的建設(shè)和日常管理。

在EDA(實(shí)驗(yàn))中心的日常管理中我們努力做到:

(1)全心全意為EDA教學(xué)服務(wù)。EDA(實(shí)驗(yàn))中心建立的主要目的之一就是為全校師生的EDA教學(xué)實(shí)驗(yàn)提供方便。為了做好服務(wù)工作，我們盡力滿足師生的要求。如有教師希望通過網(wǎng)絡(luò)授課，我們引進(jìn)了Lanstar網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)軟件。有教師需要提供語音教學(xué)服務(wù)，我們購買了無線話筒。有一些國外引進(jìn)的EDA軟件需要用英文操作系統(tǒng)，中心工作人員經(jīng)過多次試驗(yàn)，使中英文操作系統(tǒng)能夠方便地切換。中心的Internet網(wǎng)及打印機(jī)等設(shè)備也均向師生開發(fā)。

(2)開放式的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。中心除正常設(shè)備維護(hù)日外，保持全日制開放。開放時(shí)除了安排一般值班人員外，還經(jīng)常安排對(duì)EDA技術(shù)熟悉的教師或研究生進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，學(xué)生可以自由地上機(jī)實(shí)習(xí)。

(3)不斷推廣EDA新技術(shù)。EDA技術(shù)的發(fā)展速度非常快，我們利用中心與外界聯(lián)系較多的優(yōu)勢(shì)，不斷向師生推薦EDA新技術(shù)和新方法。如我們?cè)?qǐng)經(jīng)銷商來介紹最新版本的PADS、EWB等EDA軟件的特點(diǎn)和使用方法，與東南大學(xué)EDA實(shí)驗(yàn)中心合作舉辦了兩期全國性的EDA研討班。

3 效果分析

(1) EDA中心自投入使用以來，已為電類專業(yè)的學(xué)生開設(shè)了“電路”、“電子線路”、“數(shù)字電路”、“信號(hào)與系統(tǒng)”等十多門課程的上百個(gè)實(shí)驗(yàn)，部分實(shí)驗(yàn)還延伸到非電類專業(yè)的“電工學(xué)”課程中;每年還有幾十名本專科生和研究生在這里進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)和課題上機(jī)?？偵蠙C(jī)時(shí)數(shù)已達(dá)4萬機(jī)時(shí)。

(2) EDA中心的構(gòu)建，推動(dòng)了我校多門類課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的改革。就數(shù)字電子課程而言，迫切需要充實(shí)現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法，EDA中心的服務(wù)為此創(chuàng)造的必要的條件。由于EDA中心的大量工作，使教師可以在課常上集中精力和時(shí)間與學(xué)生一起共同體驗(yàn)前人創(chuàng)造知識(shí)的途徑與方法，而把一些繁瑣的計(jì)算交給EDA工具，學(xué)生通過EDA工具的使用去實(shí)踐他們?cè)谡n堂上學(xué)到的方法和思路。對(duì)電路分析、模擬電子線路、數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)等課也起到了同樣的作用。

(3)開放式的管理，方便了學(xué)生，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求知欲。如有一位在給電類提高班講課的教師發(fā)現(xiàn)，原擬定通過Lanstar授課系統(tǒng)對(duì)學(xué)生講授EWB的使用方法，結(jié)果在現(xiàn)場(chǎng)卻發(fā)現(xiàn)，不少學(xué)生已初步學(xué)會(huì)了EWB的使用，其原因是他們已主動(dòng)地到EDA中心，通過自學(xué)，進(jìn)入了EDA環(huán)境。這是一個(gè)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的例子。通過這樣的學(xué)習(xí)客觀上提高了學(xué)生的自學(xué)能力，反映了他們高度的學(xué)習(xí)熱情和求知欲，這也為他們將來自行掌握更現(xiàn)代化、更復(fù)雜的EDA工具打下了基礎(chǔ)。

(4) EDA中心成為學(xué)生第二課堂的場(chǎng)地，培養(yǎng)學(xué)生從事科學(xué)研究的能力。如數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的老師利用EDA中心進(jìn)行電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽，取得很好的效果，受到了學(xué)生的歡迎。

參考文獻(xiàn):

第3篇

關(guān)鍵詞：電子設(shè)計(jì)；自動(dòng)化；實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2012）12-0123-02

全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽由教育部高教司和信息產(chǎn)業(yè)部人事司共同主辦，大賽從一開始就確立了“推進(jìn)教育教學(xué)改革，為人才培養(yǎng)服務(wù)”的宗旨，不斷推進(jìn)高校教育教學(xué)的改革與發(fā)展，通過競(jìng)賽推動(dòng)高校對(duì)電子信息類專業(yè)的課程體系和課程內(nèi)容的改革，促進(jìn)高校實(shí)施素質(zhì)教育，以此培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)斷能力，協(xié)作精神和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。我院目前已經(jīng)組織學(xué)生參與多次電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽并多次獲得了國家級(jí)及省級(jí)獎(jiǎng)勵(lì)。本文從電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的培訓(xùn)方法與培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力的關(guān)系入手，探索電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的培訓(xùn)策略與自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革的相互促進(jìn)關(guān)系。

一、競(jìng)賽形式及對(duì)創(chuàng)新能力的要求

全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽以電子電路應(yīng)用設(shè)計(jì)為主要內(nèi)容，主要涉及電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)和傳感技術(shù)、電氣工程與信息技術(shù)等多個(gè)專業(yè)，涉及到電路理論、單片機(jī)、可編程器件、嵌入式系統(tǒng)、智能控制等多門課程及電子信息類仿真軟件與工具的應(yīng)用。競(jìng)賽時(shí)間為連續(xù)的四個(gè)白天和三個(gè)晚上，在半封閉狀態(tài)下進(jìn)行。參賽成員需要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)獨(dú)立提出設(shè)計(jì)方案，完成系統(tǒng)的硬件制作及軟件調(diào)試，并且完成制作設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫。由于時(shí)間緊、任務(wù)重，該競(jìng)賽對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力、設(shè)計(jì)制作能力、心理素質(zhì)、團(tuán)隊(duì)精神以及身體素質(zhì)都是一個(gè)挑戰(zhàn)，它將檢驗(yàn)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。

二、電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)策略與方法

電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽涉及到多個(gè)學(xué)科專業(yè)知識(shí)的應(yīng)用及綜合創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，作者認(rèn)為，電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)應(yīng)當(dāng)作為一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作來進(jìn)行，在前期經(jīng)過充分宣傳的基礎(chǔ)上，吸收部分學(xué)習(xí)積極性高、學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生加入到競(jìng)賽培訓(xùn)隊(duì)伍中來，利用周末、假期等課余時(shí)間進(jìn)行集中學(xué)習(xí)培訓(xùn)，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力與實(shí)踐能力。整個(gè)培訓(xùn)過程可大致分成以下幾個(gè)階段。

1.發(fā)動(dòng)宣傳階段。利用入學(xué)教育、參觀學(xué)習(xí)、作品展示、視頻學(xué)習(xí)等方式，從進(jìn)入大學(xué)的起，在入學(xué)教育講座中，有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神及宣傳電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽對(duì)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的促進(jìn)作用；充分發(fā)揮大一、大二學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)方面的積極性及主觀能性，在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)，強(qiáng)化對(duì)學(xué)校的支持性政策的宣傳。促進(jìn)學(xué)生對(duì)電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的參與興趣的培養(yǎng)，吸收一批優(yōu)秀的學(xué)生加入到大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的培養(yǎng)隊(duì)伍中，擴(kuò)大培訓(xùn)的基數(shù)，充分發(fā)揮電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的促進(jìn)作用。

2.理論學(xué)習(xí)階段。通過專業(yè)課程、選修課程、學(xué)術(shù)講座等培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)理論知識(shí)，主要是《電路理論》、《電子技術(shù)》、《自動(dòng)控制理論》、《EDA技術(shù)》、《單片機(jī)原理與應(yīng)用技術(shù)》等。充分利用專業(yè)教育中的理論課教學(xué)環(huán)節(jié)，在《電路理論》、《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》、《單片機(jī)原理與應(yīng)用》、《檢測(cè)與傳感技術(shù)》等相關(guān)課程的知識(shí)傳授作用，而對(duì)于低年級(jí)同學(xué)，則建議其提前了解相關(guān)的專業(yè)課程，并重點(diǎn)學(xué)習(xí)如《單片機(jī)原理與應(yīng)用》等相關(guān)技能課程。

3.集中培訓(xùn)階段。在集中培訓(xùn)階段，主要完成專業(yè)工具軟件的學(xué)習(xí)培訓(xùn)及硬件功能模塊的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)制作與應(yīng)用調(diào)試。電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽主要所涉及到的學(xué)科包括電氣信息類、電子技術(shù)類及智能控制類等，相關(guān)的專業(yè)仿真及應(yīng)用軟件，如Multisim，Pspice，Simulink，Proteus+keil C，protel等。專業(yè)工具軟件的應(yīng)用培訓(xùn)分小組進(jìn)行，參與設(shè)計(jì)培訓(xùn)的學(xué)生可根據(jù)本人興趣在指導(dǎo)老師的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)下參與不同組別的專業(yè)軟件應(yīng)用培訓(xùn)，以便在提升學(xué)生具體技能的同時(shí)在參與競(jìng)賽時(shí)能進(jìn)行協(xié)調(diào)搭配，充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)的合作力量。在集中培訓(xùn)階段，還需要完成常用功能模塊電路的設(shè)計(jì)制作與調(diào)試工作。在電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽中，不同的設(shè)計(jì)課題需要采用不同的設(shè)計(jì)控制方案，但是對(duì)于常見的設(shè)計(jì)任務(wù)而言，一般需要完成電能變換主電路，信息采集與轉(zhuǎn)換電路，輸出顯示（指示）電路與控制電路等，此外還需要基本的控制器最小系統(tǒng)，因此，在平時(shí)的集中訓(xùn)練中，分專題地對(duì)相關(guān)的電子信息類的功能電路模塊進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)，通過模塊電路的實(shí)際制作與實(shí)驗(yàn)調(diào)試掌握其基本技術(shù)性能，通過模塊電路的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合仿真軟件的仿真結(jié)果數(shù)據(jù)來對(duì)相關(guān)電路模塊的功能參數(shù)進(jìn)行修正，對(duì)相關(guān)的功能電路進(jìn)行模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，為下一階段及競(jìng)賽提供實(shí)物支持。

4.賽前綜合培訓(xùn)。在參與競(jìng)賽之前的約一個(gè)月的時(shí)間內(nèi)進(jìn)入賽前綜合培訓(xùn)，在前期理論與實(shí)踐強(qiáng)化的基礎(chǔ)之上，主要進(jìn)行電子系統(tǒng)集成綜合培訓(xùn)，即根據(jù)電子競(jìng)賽的要求及歷年的試題情況，對(duì)競(jìng)賽試題進(jìn)行總結(jié)歸納的基礎(chǔ)之上，針對(duì)設(shè)計(jì)要求，將前期的功能模塊進(jìn)行系統(tǒng)集成，組成具有完整功能的電子系統(tǒng)。在賽前綜合培訓(xùn)中，指導(dǎo)教師需要對(duì)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方向進(jìn)行總體把握，提出相應(yīng)的設(shè)計(jì)任務(wù)，要求學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成相關(guān)的硬件、軟件設(shè)計(jì)，并對(duì)最后的設(shè)計(jì)制作成品進(jìn)行性能等級(jí)評(píng)定，指出其優(yōu)點(diǎn)及不足之處，以便快速地提升學(xué)生的綜合創(chuàng)新能力。根據(jù)培訓(xùn)結(jié)果及學(xué)生個(gè)人的特點(diǎn)，對(duì)參賽小組的成員進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整與優(yōu)化組合，考慮到不同成員的具體特長(zhǎng)及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，充分發(fā)揮競(jìng)賽團(tuán)隊(duì)成員的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，使小組成員之間的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

三、自動(dòng)化實(shí)踐教學(xué)改革電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的相互促進(jìn)

自動(dòng)化專業(yè)教育要適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)人才需要的要求，更新課程體系，提高教學(xué)質(zhì)量，強(qiáng)化學(xué)生的動(dòng)手創(chuàng)新能力與專業(yè)綜合素質(zhì)。自動(dòng)化專業(yè)作為一個(gè)工科專業(yè)，社會(huì)對(duì)于自動(dòng)化專業(yè)相關(guān)人員的需求時(shí)尤其注重學(xué)生的專業(yè)綜合素質(zhì)、手創(chuàng)新能力及在校期間是否參加過相關(guān)的專業(yè)實(shí)踐活動(dòng)。鑒于目前電氣信息與電子技術(shù)的快速發(fā)展，自動(dòng)化及電氣信息類的相關(guān)專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)總是落后于技術(shù)的發(fā)展進(jìn)度，一般性的本科院長(zhǎng)，受到教學(xué)經(jīng)費(fèi)投入的制約，在教學(xué)模式尤其是實(shí)踐教學(xué)上，實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器相對(duì)老化，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)立比較僵化，缺乏靈活性，與培養(yǎng)學(xué)生就業(yè)，進(jìn)一步拓寬行業(yè)就業(yè)范圍的要求相矛盾，電子競(jìng)賽要求改革實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的傳統(tǒng)方法，把最新的開發(fā)工具和應(yīng)用技術(shù)引入到實(shí)踐教學(xué)中，如將新技術(shù)、新器件和先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件引入本科生的實(shí)踐教學(xué)過程中，加強(qiáng)《單片機(jī)原理與應(yīng)用》、《DSP技術(shù)及嵌入式系統(tǒng)》等方面課程教學(xué)，將Pspice、MAX-Plus、Protel和Proteus等專業(yè)仿真工具軟件的應(yīng)用與理論、實(shí)踐的教學(xué)有機(jī)結(jié)合起來，將軟件開發(fā)工具穿插應(yīng)用于相關(guān)課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中。電子競(jìng)賽可以提高參賽學(xué)生對(duì)新技術(shù)的掌握能力，通過大賽和相關(guān)學(xué)科競(jìng)賽的鍛煉，學(xué)生對(duì)新知識(shí)的選擇性和靈活能力得到加強(qiáng)，這種能力在今后的就業(yè)中有著很大的優(yōu)越性。同時(shí)，通過電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽及培訓(xùn)活動(dòng)，可增強(qiáng)學(xué)生對(duì)創(chuàng)新性學(xué)習(xí)活動(dòng)的興趣，強(qiáng)化學(xué)習(xí)效果。培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步需要，具備較高的綜合素質(zhì)、堅(jiān)實(shí)寬廣的工程技術(shù)基礎(chǔ)、系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)和較強(qiáng)的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，具有解決自動(dòng)化類專業(yè)技術(shù)問題的能力，在建筑電氣與智能化、工業(yè)自動(dòng)化以及電子信息等領(lǐng)域從事與工程設(shè)計(jì)、系統(tǒng)分析與運(yùn)行、研究與開發(fā)、決策管理等相關(guān)方面工作的高層次應(yīng)用型人才。強(qiáng)化電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)對(duì)教學(xué)內(nèi)容擴(kuò)充和補(bǔ)充，解決社會(huì)需求和學(xué)生就業(yè)之間的矛盾，增強(qiáng)自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)特色、更新培養(yǎng)模式、提高教學(xué)質(zhì)量，以更好地滿足社會(huì)對(duì)人才的需求。

電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽及培訓(xùn)可以增強(qiáng)學(xué)生的專業(yè)綜合素質(zhì)及動(dòng)手創(chuàng)新能力，有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)工作態(tài)度、理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)風(fēng)、腳踏實(shí)地的實(shí)踐創(chuàng)造能力和團(tuán)結(jié)合作精神。從培訓(xùn)方法及培訓(xùn)策略等方面進(jìn)行創(chuàng)新，將電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)與自動(dòng)化專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)改革進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，解決電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)受益學(xué)生人數(shù)少與自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式與手段相對(duì)落后的問題，促進(jìn)實(shí)踐教學(xué)手段與內(nèi)容的改革，增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。上述方法通過近年來我校自動(dòng)化及相關(guān)專業(yè)的電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的實(shí)踐檢驗(yàn)，極大地提升了教學(xué)效果，增強(qiáng)了學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉中才，李前，李捷.探析大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)方法[J].中國科技信息，2011，（6）：171-172.

[2]韋文祥，等.由大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽引發(fā)對(duì)就業(yè)能力培養(yǎng)的思考[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2009，28（10）：11-13.

第4篇

關(guān)鍵詞：現(xiàn)場(chǎng)總線；自動(dòng)化控制；裝置設(shè)計(jì)

隨著科技的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)不僅僅在生產(chǎn)過程中得到廣泛的應(yīng)用，其在控制層、監(jiān)控層、管理層和決策層占據(jù)了主要的地位。計(jì)算機(jī)技術(shù)與PLC技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)在工業(yè)控制領(lǐng)域中得到了充分的應(yīng)用。文章基于現(xiàn)場(chǎng)總線的自動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)裝置，模擬了企業(yè)資源管理、車間監(jiān)控及現(xiàn)場(chǎng)控制三層網(wǎng)絡(luò)。

1 現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的類別

1.1 DCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)

DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫（Distributed Control System），在國內(nèi)自控行業(yè)又被稱之為集散控制系統(tǒng)。即所謂的分布式控制系統(tǒng)，部分資料中稱之為集散系統(tǒng)，是相對(duì)于集中式控制系統(tǒng)而言的一種新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它是一個(gè)由過程控制級(jí)、過程監(jiān)控級(jí)組成的，以通信網(wǎng)絡(luò)為紐帶的多級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，綜合了計(jì)算機(jī)、通信、顯示和控制4C技術(shù)，其基本思想是分散控制、集中操作、分級(jí)管理、配置靈活以及組態(tài)方便。在系統(tǒng)功能方面，DCS和集中式控制系統(tǒng)的區(qū)別不大，但在系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)方法上卻完全不同。

工程師站是對(duì)DCS進(jìn)行離線配置、組態(tài)工作和在線的系統(tǒng)監(jiān)督、控制、維護(hù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)等，其主要功能是對(duì)DCS提供組態(tài)，配置工作的工具軟件（即組態(tài)軟件），DCS在線運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)視DCS網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行情況，使系統(tǒng)工程師可以通過工程師站及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)配置、設(shè)定一些系統(tǒng)參數(shù)，使DCS隨時(shí)處在最佳的工作狀態(tài)之下。與集中式控制系統(tǒng)不同，所有的DCS都要求有系統(tǒng)組態(tài)功能?，F(xiàn)場(chǎng)儀表――安全柵――I/O卡件――控制器――服務(wù)器――操作站和工程師站都與服務(wù)器聯(lián)系，用于組態(tài)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的調(diào)用等。

1.2 FCS現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)

現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）已經(jīng)經(jīng)歷了20多年的發(fā)展。它是在DCS/PLC基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新技術(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)總線是"控制室連接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的雙向串行數(shù)字通信總線"，現(xiàn)場(chǎng)總線的"現(xiàn)場(chǎng)"更多的是指現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，而不是位置。FCS主要特點(diǎn)是采用總線標(biāo)準(zhǔn)，一種類型的總線，只要其總線協(xié)議一經(jīng)確定，相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)與有關(guān)的設(shè)備也就被確定。開放的現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)具有高度的互操作性。FCS既是一個(gè)開放的通信網(wǎng)絡(luò)，又是一個(gè)全分布式的控制系統(tǒng)。

FCS的關(guān)鍵要點(diǎn)有三點(diǎn)：（1）FCS系統(tǒng)的核心是總線協(xié)議，即總線標(biāo)。只要其總線協(xié)議一經(jīng)確定，相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)與有關(guān)的設(shè)備也就被確定。（2）FCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)是數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置，數(shù)字智能現(xiàn)場(chǎng)裝置是FCS系統(tǒng)的基礎(chǔ)硬件支撐，其是因FCS系統(tǒng)執(zhí)行的是自動(dòng)控制裝置與現(xiàn)場(chǎng)裝置之間的雙向數(shù)字通信現(xiàn)場(chǎng)總線信號(hào)制。（3） FCS系統(tǒng)的本質(zhì)是信息處理現(xiàn)場(chǎng)化，對(duì)于一個(gè)控制系統(tǒng)，無論是采用DCS還是采用現(xiàn)場(chǎng)總線，系統(tǒng)需要處理的信息量至少是一樣多的。實(shí)際上，采用現(xiàn)場(chǎng)總線后，可以從現(xiàn)場(chǎng)得到更多的信息。現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的信息量沒有減少，甚至增加，而傳輸信息的線纜卻大大減少了。

1.3 PLC現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)

PLC是由摸仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀(jì)七十年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和運(yùn)算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機(jī)械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲(chǔ)器中。運(yùn)行時(shí)按存儲(chǔ)程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內(nèi)有指示程序步存儲(chǔ)地址的程序計(jì)數(shù)器，在程序運(yùn)行過程中，每執(zhí)行一步該計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1，程序從起始步（步序號(hào)為零）起依次執(zhí)行到最終步（通常為END指令），然后再返回起始步循環(huán)運(yùn)算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期。不同型號(hào)的PLC，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點(diǎn)，在微秒量級(jí)，解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當(dāng)成開關(guān)量來處理，16位（也有32位的）為一個(gè)模擬量。大型PLC使用另外一個(gè)CPU來完成模擬量的運(yùn)算。把計(jì)算結(jié)果送給PLC的控制器。

而相同I/O點(diǎn)數(shù)的系統(tǒng)，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大約能省40%左右）。PLC沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護(hù)成本比DCS要低很多。一個(gè)PLC的控制器，可以接收幾千個(gè)I/O點(diǎn)（最多可達(dá)8000多個(gè)I/O）。如果被控對(duì)象主要是設(shè)備連鎖、回路很少，采用PLC較為合適。PLC由于采用通用監(jiān)控軟件，在設(shè)計(jì)企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。

2 現(xiàn)場(chǎng)總線自動(dòng)化控制試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)

2.1 總體設(shè)計(jì)

本次研究中現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)是由西門子S7-300、S7-400系列PLC、Profinet、Prpfobus-DF、AS-I等現(xiàn)場(chǎng)總線。整個(gè)系統(tǒng)是由3層網(wǎng)絡(luò)組成，分別是ERP層（企業(yè)資源管理）、MES層（車間監(jiān)控層）、現(xiàn)場(chǎng)控制。其中ERP層是由Internet組成或者校園局域網(wǎng)組成；MES層是由實(shí)驗(yàn)室局域網(wǎng)、工業(yè)以太網(wǎng)組成；現(xiàn)場(chǎng)控制層是由S7-300和S7-400組成。

2.2 系統(tǒng)軟件組成和硬件配置

2.2.1 軟件組成

軟件操作系統(tǒng)是Windows XP，自動(dòng)控制系統(tǒng)軟件包括SIMATIC WinCC FLEXIBLE 2007、SIMATIC WinCC（V6.2）、SIMATIC Manager Step7（V5.4）等等。

2.2.2 車間監(jiān)控部分

其是整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的中樞組成部分，其對(duì)全部現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視控制。主要外城狀態(tài)、圖形、數(shù)據(jù)顯示及設(shè)備操作控制、歷史數(shù)據(jù)存檔、報(bào)表打印、故障記錄等等，實(shí)現(xiàn)分布式控制。

2.2.3 特殊功能裝置

系統(tǒng)通過SIMOTION S425配備一個(gè)5kW電源模塊、兩個(gè)0.4kW、一個(gè)雙伺服電動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊等，可對(duì)各種復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行有效的控制。

2.2.4 現(xiàn)場(chǎng)控制部分

本次研究過程中Profinet網(wǎng)絡(luò)是由西門子Scalence X208交換機(jī)、ET200S分布式I/O、TP177B觸摸屏組成，其是控制電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器的組成；使用的S7-300控制器使用的是CPU315F-2PN/DF安全控制CPU，其備有I/O模塊和存儲(chǔ)卡，傳感器模塊SM338可與多種傳感器連接；S7-300控制部分DP網(wǎng)絡(luò)連接有ET200S和MM440變頻器，將PA網(wǎng)絡(luò)和AS-I網(wǎng)絡(luò)介入系統(tǒng)中后，儀表、執(zhí)行器和現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)都可通過S7-300、現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行連接與通信。

S7-400控制器單純配置了CPU模塊，主要是充分利用強(qiáng)大運(yùn)算處理功能。同時(shí)還配置了了SIWAREX FTA、SIWAREX U承重模塊。S7-400控制部分可進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與采集、位置控制、速度控制、模擬生產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)過程量控制等復(fù)雜控制，在大部分工業(yè)企業(yè)中屬于非常重要的控制解決方案。

3 結(jié)束語

現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)將成為新世紀(jì)工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，使用該系統(tǒng)的企業(yè)，將在管理現(xiàn)代化、綜合自動(dòng)化和信息集成化等方面有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，雖然現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)仍然存在許多的不足之處，相關(guān)的從業(yè)人員將對(duì)現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)的進(jìn)行不斷的研究，促進(jìn)行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

第5篇

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì)制造 自動(dòng)化 專業(yè) 實(shí)踐教學(xué) 改革

實(shí)踐教學(xué)是理論教學(xué)的延伸、深化與檢驗(yàn)，也是提升當(dāng)代學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)際應(yīng)用能力的有效手段。在教育教學(xué)改革的背景下，如何對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，已經(jīng)成為很多學(xué)校面臨的重要問題。因此，加大實(shí)踐教學(xué)改革力度，為培養(yǎng)更多的機(jī)械類創(chuàng)新人才具有重要意義。

一、更新教育教學(xué)理念

實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)工科人才方案中不可或缺的一部分，為了解決目前一些學(xué)校培養(yǎng)人才方面所面臨的問題，就要結(jié)合學(xué)校的實(shí)際情況，不斷更新教育教學(xué)理念。新的時(shí)代要求機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)必須建立理論與實(shí)踐相結(jié)合的教育教學(xué)理念：理論與實(shí)踐相結(jié)合，并且進(jìn)行相互間的促進(jìn)和融合，利用理論教學(xué)來引導(dǎo)實(shí)踐教學(xué)，利用實(shí)踐教學(xué)來促進(jìn)理論教學(xué)，做好之間的互動(dòng)，使二者能夠達(dá)到統(tǒng)一；技術(shù)創(chuàng)新與實(shí)踐相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力；專業(yè)與地方機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，主要是通過與他們建立合作關(guān)系，為學(xué)生的就業(yè)創(chuàng)造機(jī)會(huì)。因此，必須更新教育教學(xué)理念，結(jié)合學(xué)校發(fā)展實(shí)際情況和學(xué)生學(xué)習(xí)能力，制定科學(xué)的人才培養(yǎng)計(jì)劃方案，加大實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革的力度，以開拓學(xué)生的學(xué)習(xí)視野。

二、加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)改革，強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)中的基礎(chǔ)性訓(xùn)練

實(shí)踐教學(xué)是對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)的延伸和補(bǔ)充，對(duì)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，有利于培養(yǎng)學(xué)生的大工程觀，對(duì)學(xué)生工程素質(zhì)的和實(shí)踐能力的提升都有重要的作用。

1.對(duì)實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容進(jìn)行改革。在以往比較傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，實(shí)踐教學(xué)主要是以教師對(duì)教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)的演示和驗(yàn)證為主，學(xué)生處于被動(dòng)的學(xué)習(xí)狀態(tài)。隨著實(shí)踐教學(xué)的改革，要求對(duì)實(shí)踐課程進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)的內(nèi)容必須符合課堂教學(xué)實(shí)踐要求，以加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解，教師所設(shè)計(jì)的教學(xué)內(nèi)容必須與工程實(shí)踐相互結(jié)合，同時(shí)專業(yè)學(xué)生必須在掌握基礎(chǔ)課的同時(shí)，提高實(shí)踐動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力。

2.建立專業(yè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，探索專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式。建立專業(yè)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，探索專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式，可以為學(xué)生的實(shí)踐活動(dòng)創(chuàng)造條件。通過實(shí)踐教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生分析和解決問題的能力。

3.給學(xué)生創(chuàng)造實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái)。根據(jù)學(xué)生所學(xué)專業(yè)的特點(diǎn)對(duì)實(shí)驗(yàn)室的資源進(jìn)行整合，給學(xué)生建立一個(gè)既能學(xué)習(xí)，又能參與實(shí)踐訓(xùn)練的平臺(tái)，例如，建立機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐平臺(tái)等等。通過建立實(shí)踐平臺(tái)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、自主創(chuàng)新的綜合能力，為學(xué)生日后的就業(yè)創(chuàng)造有利條件。

三、拓寬實(shí)踐訓(xùn)練渠道

1.與校外實(shí)習(xí)單位建立合作關(guān)系。學(xué)生進(jìn)行日常實(shí)踐實(shí)習(xí)或者進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)，是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)的關(guān)鍵，學(xué)校應(yīng)該在校外就近選擇幾家實(shí)習(xí)訓(xùn)練單位，要求單位生產(chǎn)實(shí)踐與學(xué)生所學(xué)專業(yè)能相互吻合，并且具有完善的生產(chǎn)設(shè)備。同時(shí)在營銷方面，能夠樹立科學(xué)的營銷理念，這樣才能讓學(xué)生通過在各個(gè)實(shí)習(xí)層次中得到真正的鍛煉，進(jìn)而逐漸了解機(jī)械工作生產(chǎn)的類型和特點(diǎn)，熟悉企業(yè)經(jīng)營管理方法和熟悉各種零部件的加工方法。與校外實(shí)習(xí)單位建立合作關(guān)系，有利于開拓學(xué)生實(shí)踐訓(xùn)練渠道，對(duì)學(xué)生各方面的能力的培養(yǎng)起著重要作用。目前，我校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)已經(jīng)與就近的一些企業(yè)建立了比較穩(wěn)定的校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地，并且在為長(zhǎng)期的合作進(jìn)行努力規(guī)劃中。

2.就業(yè)培訓(xùn)實(shí)踐。在近幾年來，由于大學(xué)生的就業(yè)形勢(shì)比較嚴(yán)峻，為了使畢業(yè)學(xué)生能夠很快的找到對(duì)口工作，為此，我們?cè)趯W(xué)生畢業(yè)前的最后一個(gè)學(xué)期里，主要是大力開展學(xué)生的就業(yè)培訓(xùn)實(shí)踐。其中，培訓(xùn)分三個(gè)步驟：一是讓學(xué)生通過比賽的形式提高機(jī)械制造水平，二是對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練，讓學(xué)生能夠掌握扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，三是提高學(xué)生的實(shí)踐能力，鼓勵(lì)學(xué)生在機(jī)械設(shè)計(jì)制造方面能夠擁有自己的創(chuàng)新思維。

四、增加機(jī)械設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力

對(duì)課堂內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)是為了讓學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)來解決實(shí)際問題。在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐課程設(shè)計(jì)過程中，如果所設(shè)計(jì)的題目太少，這樣就不利于學(xué)生動(dòng)腦思考，很容易出現(xiàn)照搬照抄別人設(shè)計(jì)的現(xiàn)象。因此，教師在題目的選擇上面一定要符合本專業(yè)特點(diǎn)，盡量做到每個(gè)學(xué)生所設(shè)計(jì)出來的內(nèi)容都不相同，這樣才能逐漸培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和設(shè)計(jì)能力。

五、建立課外實(shí)踐訓(xùn)練管理體系

課外實(shí)踐訓(xùn)練是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。學(xué)校必須以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力為出發(fā)點(diǎn)，為學(xué)生參加課外實(shí)踐訓(xùn)練活動(dòng)創(chuàng)造條件。例如：

1.選擇一些學(xué)生參與到教師的科研工作中來，讓學(xué)生能夠及早的接觸機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化實(shí)際的工程中。

2.鼓勵(lì)學(xué)生積極參加一些機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化實(shí)踐創(chuàng)新活動(dòng)，教師引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)查閱相關(guān)資料，并且制定可行性方案，利用科學(xué)的儀器設(shè)備進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，在參與的過程中做到學(xué)以致用，實(shí)現(xiàn)學(xué)校的個(gè)性化教育，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3.組織學(xué)生參加一些機(jī)械設(shè)計(jì)比賽，通過比賽，提高學(xué)生的專業(yè)技能。

六、利用計(jì)算機(jī)和相關(guān)軟件完善課程設(shè)計(jì)

針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)人才目標(biāo)，在課程設(shè)計(jì)階段安排了實(shí)踐環(huán)節(jié)，以提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

1.運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)專業(yè)課程進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)學(xué)完課程以后，安排時(shí)間進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)。要求學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的知識(shí)綜合起來，在計(jì)算機(jī)輔助下能夠正確的對(duì)一些比較復(fù)雜的零件工藝規(guī)程設(shè)計(jì)問題進(jìn)行分析。其內(nèi)容包括掌握零件生產(chǎn)的基本類型，對(duì)零件的加工工藝進(jìn)行分析，利用計(jì)算機(jī)將零件圖形繪制出來，了解毛坯制造的具體方法，利用計(jì)算機(jī)將毛坯圖繪制出來，在計(jì)算機(jī)相關(guān)軟件的輔助作用下，制定出零件的機(jī)械加工規(guī)程，掌握加工零件余量和尺寸等等。這樣做，可以有助于加深學(xué)生對(duì)機(jī)械加工工藝流程的理解，同時(shí)也提高了實(shí)際操作能力。

2.運(yùn)用CAD軟件進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化實(shí)踐訓(xùn)練。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，CAD軟件技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革過程中，例如學(xué)生在學(xué)習(xí)數(shù)控技術(shù)時(shí)，可以運(yùn)用CAD來進(jìn)行機(jī)械制圖，通過作圖，事學(xué)生能具有一定的圖示能力，讀圖能力。

七、聘請(qǐng)專業(yè)的工程師來指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)踐

確立人才培養(yǎng)方案，聘請(qǐng)專業(yè)的工程師來指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)踐，對(duì)提高學(xué)生的實(shí)踐能力能夠起到積極的效果。由于學(xué)校教師隊(duì)伍人員力量薄弱，教師自身能力并不能滿足高素質(zhì)工程技術(shù)人才培養(yǎng)的需要，為此，學(xué)校應(yīng)該聘請(qǐng)專業(yè)的工程師來指導(dǎo)學(xué)生的實(shí)踐，具體做法如下：

1.聘請(qǐng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)比較豐富的工程師。

2.由教師和工程師一起對(duì)學(xué)生實(shí)習(xí)和實(shí)踐進(jìn)行指導(dǎo)。

3.建立一支比較穩(wěn)定、素質(zhì)較高、經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)指導(dǎo)隊(duì)伍。

總結(jié)：

綜上所述，培養(yǎng)創(chuàng)新型、能力型人才是我國一些學(xué)校所面臨的重要任務(wù)之一，實(shí)踐教學(xué)在創(chuàng)新型人才培養(yǎng)方面發(fā)揮著重要的作用。在近幾年來，通過對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，逐步構(gòu)建了科學(xué)完善的實(shí)踐教學(xué)體系，為培養(yǎng)機(jī)械類人才創(chuàng)造了條件。

參考文獻(xiàn)：

[1]董小平，王青，楊麗穎.機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的改革與實(shí)踐[J].現(xiàn)代企業(yè)教育，2012（8）.

第6篇

關(guān)鍵詞 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 創(chuàng)新能力 模式 開放

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Exploration and Practice of Mechanical Engineering and Automation

Experimental Teaching Based on the Concept of DMTC

WANG Wei， ZHU Gang， ZHANG Jun， YANG Tao

（College of Mechanical Engineering， Chongqing University of Technology， Chongqing 400050）

Abstract Open experimental teaching is one of the effective ways to train high-quality application-oriented talents. The Centre will introduce the concept of application-oriented DMTC Mechanical Experimental Teaching session， conducted a series of experiments to explore from teaching content， pattern， etc.， to establish a "main line， four-dimensional cooperation" experimental teaching system， stimulate the enthusiasm of students， mobilize the enthusiasm of students， improve the quality of teaching experiments to improve the student's basic technical innovation ability， practical ability and proficiency.

Key words experimental teaching； innovative ability； mode； open

高等院校作為國家人才培養(yǎng)戰(zhàn)略的重要基地，在創(chuàng)新型應(yīng)用人才培養(yǎng)上擔(dān)負(fù)著極為重要的責(zé)任。①實(shí)踐教學(xué)模式及體系是工科類高等教育應(yīng)用創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要組成，它在高素質(zhì)應(yīng)用型高級(jí)專門技術(shù)人才的培養(yǎng)中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。②隨著機(jī)械制造技術(shù)水平的發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)對(duì)勞動(dòng)者的技術(shù)水平提出了更新更高的要求。而實(shí)踐教學(xué)是高等院校培養(yǎng)學(xué)生基本技術(shù)創(chuàng)新能力、實(shí)踐動(dòng)手能力和應(yīng)用能力的重要途徑。

為了更好地培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生的基本技術(shù)創(chuàng)新能力、實(shí)踐動(dòng)手能力和應(yīng)用能力等能力，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)機(jī)械工程專業(yè)認(rèn)識(shí)的整體性及全局觀，重慶理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院實(shí)踐教學(xué)及技能培訓(xùn)中心在實(shí)踐教學(xué)模式及體系的構(gòu)建與實(shí)踐過程中，引入DMTC（設(shè)計(jì)（Design）、制造（Manufacture）、檢測(cè)（Testing）、控制（Control））教育理念，做了一些積極的探索與實(shí)踐。

1 目前存在的問題

理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)是傳統(tǒng)教學(xué)分類方法中的兩種形式，長(zhǎng)期固化的教學(xué)理念使得實(shí)踐教學(xué)在高等教育體系中都處于一種尷尬的地位。③在如何通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)提升學(xué)生的基本技術(shù)創(chuàng)新能力、實(shí)踐動(dòng)手能力和應(yīng)用能力方面，很多高等院校都進(jìn)行了積極的、廣泛的探索與實(shí)踐。近年來，也有一些高等院校在多層次的實(shí)驗(yàn)室開放模式方面進(jìn)行了大膽的探索與實(shí)踐，并取得了一定的成效。但每個(gè)院校、專業(yè)知識(shí)構(gòu)成與產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)需求都各不相同，探索與院校、專業(yè)、產(chǎn)業(yè)需求相適宜的實(shí)驗(yàn)室開放模式、實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式是當(dāng)前實(shí)驗(yàn)室教學(xué)改革實(shí)踐的新方向之一。④⑤⑥目前，綜合分析國內(nèi)其他高等院校及我校實(shí)驗(yàn)室開放的情況，還存在如下問題：

（1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系完整性、系統(tǒng)性欠佳。現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系只是對(duì)原有實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的整合，或在某些環(huán)節(jié)進(jìn)行改革，或增加部分科技活動(dòng)與競(jìng)賽等內(nèi)容；實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目學(xué)時(shí)較短，只是被動(dòng)的模仿、演示、驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分散、孤立，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系完整性、關(guān)聯(lián)性、系統(tǒng)性欠佳，無法達(dá)到高素質(zhì)應(yīng)用型高級(jí)專門人才培養(yǎng)的要求，更不利于學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)新思維的形成。⑦⑧

（2）實(shí)驗(yàn)開放模式適應(yīng)性不夠。實(shí)驗(yàn)教學(xué)開放僅限于時(shí)間與空間，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容沒有開放，這就無法擺脫對(duì)理論教學(xué)的依附性，從而使學(xué)生始終處于被動(dòng)學(xué)習(xí)狀態(tài)，難以實(shí)現(xiàn)學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位， 難以實(shí)現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展與創(chuàng)造性的發(fā)揮，也難以實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力的要求，使得“注重學(xué)生基本技術(shù)創(chuàng)新能力、實(shí)踐動(dòng)手能力和應(yīng)用能力的培養(yǎng)， 實(shí)現(xiàn)學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位”的目標(biāo)落空。⑨

（3）實(shí)驗(yàn)軟硬件條件有待提高。實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)費(fèi)不足直接影響著教學(xué)水平的提高， 特別是高校的不斷擴(kuò)招使原本緊張的經(jīng)費(fèi)更加捉襟見肘。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化本科專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所涉及的各類機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、測(cè)試儀器等實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器的不足，直接影響著學(xué)生基本技術(shù)創(chuàng)新能力、實(shí)踐動(dòng)手能力和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。⑩

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與模式的探索

“培養(yǎng)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的、具有較強(qiáng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用型高級(jí)專門人才” 是我校本科人才培養(yǎng)的目標(biāo)，開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有效途徑。借鑒國內(nèi)外其它院校在機(jī)械類專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，以及結(jié)合我校專業(yè)及行業(yè)需求的實(shí)際情況，我們對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了積極探索。

2.1 實(shí)驗(yàn)體系的構(gòu)建

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)含機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)電一體化三個(gè)方向，針對(duì)不同的專業(yè)方向、不同的年級(jí)，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行改進(jìn)，建立了適合于學(xué)生實(shí)際情況的“一條主線，四維協(xié)作”實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，方便學(xué)生根據(jù)自己的專業(yè)方向、年紀(jì)、知識(shí)結(jié)構(gòu)水平、興趣等選擇實(shí)驗(yàn)。圖1為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系。

圖1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系框架

從圖1中可知，實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系包含3個(gè)平臺(tái)，即基本技能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、專業(yè)技能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及設(shè)計(jì)研究型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)?；炯寄軐?shí)驗(yàn)平臺(tái)主要培養(yǎng)學(xué)生機(jī)械工程基本實(shí)踐能力，專業(yè)技能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)注重于培養(yǎng)學(xué)生在機(jī)械專業(yè)方面的實(shí)踐與知識(shí)綜合運(yùn)用能力。這兩個(gè)平臺(tái)在正常的教學(xué)計(jì)劃內(nèi)執(zhí)行，總學(xué)時(shí)為32學(xué)時(shí)，必選實(shí)驗(yàn)20學(xué)時(shí)，任選實(shí)驗(yàn)12學(xué)時(shí)以上。設(shè)計(jì)研究型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)在正常教學(xué)計(jì)劃外執(zhí)行，選修16學(xué)時(shí)，主要包括專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)、學(xué)生科技活動(dòng)、機(jī)械設(shè)計(jì)大賽、校實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新基金項(xiàng)目等。

2.1.1 基本技能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

基本技能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要培養(yǎng)學(xué)生在機(jī)械工程方面所具備的基本實(shí)踐動(dòng)手能力；此平臺(tái)涵蓋機(jī)械設(shè)計(jì)軟件應(yīng)用、工藝工裝、刀具結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用、檢測(cè)技術(shù)和機(jī)電液傳動(dòng)控制五個(gè)系列。每個(gè)系列又由若干實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目組成，內(nèi)容涉及軟件基本技能、機(jī)床結(jié)構(gòu)分析與工藝基礎(chǔ)、常用刀具結(jié)構(gòu)分析、傳統(tǒng)檢測(cè)手段、檢測(cè)工具、電機(jī)控制、液壓回路設(shè)計(jì)與組裝等，教學(xué)模式采用傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學(xué)方法相結(jié)合的方式。

2.1.2 專業(yè)技能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

根據(jù)DMTC教育理念開設(shè)一系列實(shí)驗(yàn)，其目的是通過一些綜合型、設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，來培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力和解決工程實(shí)際問題的應(yīng)用能力。此平臺(tái)涵蓋先進(jìn)設(shè)計(jì)分析、先進(jìn)制造技術(shù)、先進(jìn)檢測(cè)技術(shù)、先進(jìn)控制技術(shù)四個(gè)系列，每個(gè)系列又由若干實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目組成，內(nèi)容涉及典型機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析、數(shù)控機(jī)床編程加工、特種加工技術(shù)、三維逆向技術(shù)、液壓控制、伺服控制等。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采取小組分工形式，小組中的學(xué)生需根據(jù)自己專業(yè)方向、學(xué)習(xí)興趣等從中選修一些實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。讓學(xué)生熟悉整個(gè)機(jī)械工程的實(shí)際流程，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)機(jī)械工程專業(yè)認(rèn)識(shí)的整體性及全局觀。

2.1.3 設(shè)計(jì)研究型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

計(jì)研究型實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是通過專業(yè)綜合應(yīng)用系列、科技活動(dòng)、專業(yè)技能競(jìng)賽等開放性、設(shè)計(jì)研究型的項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生基本的創(chuàng)新能力和解決工程實(shí)際問題的應(yīng)用能力，其中專業(yè)綜合應(yīng)用系列為三個(gè)專業(yè)方向必修實(shí)驗(yàn)，分別為機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、組合夾具組裝實(shí)驗(yàn)、機(jī)電綜合實(shí)驗(yàn)；科技活動(dòng)主要有大學(xué)生實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性項(xiàng)目、學(xué)生科研項(xiàng)目等；專業(yè)技能競(jìng)賽主要有機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽、數(shù)控技能競(jìng)賽等。

2.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)踐

教學(xué)改革面臨的首要問題是：整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系實(shí)施的課時(shí)已經(jīng)超出人才培養(yǎng)的計(jì)劃課時(shí)。要解決這個(gè)問題，首先必須轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理念，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的是為了培養(yǎng)學(xué)生基本技能，是學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的紐帶，不是完成教學(xué)計(jì)劃任務(wù)。我們把基本技能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的全部實(shí)驗(yàn)和專業(yè)技能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)大部分實(shí)驗(yàn)安排在人才培養(yǎng)計(jì)劃課時(shí)中執(zhí)行，專業(yè)技能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)少部分實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)研究試驗(yàn)平臺(tái)則利用課外執(zhí)行。開發(fā)一些緊密聯(lián)系工程實(shí)際的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，或鼓勵(lì)學(xué)生自帶實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目走進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，誘導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

在這幾年的實(shí)踐中，學(xué)生申報(bào)了高速加工中心切削性能測(cè)試、數(shù)控機(jī)床調(diào)試實(shí)驗(yàn)、凸輪輪廓形檢測(cè)實(shí)驗(yàn)的開發(fā)與設(shè)計(jì)等大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目；學(xué)生參加機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽，累計(jì)獲得國家二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，重慶賽區(qū)一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，二等獎(jiǎng)5項(xiàng)，三等獎(jiǎng)1項(xiàng)。部分學(xué)生參與的項(xiàng)目成果已經(jīng)應(yīng)用到其它實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，如學(xué)生參與教師科研項(xiàng)目研制的凸輪廓線檢測(cè)儀，已投入到基本技能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中；部分系列實(shí)驗(yàn)已經(jīng)發(fā)展為職業(yè)技能培訓(xùn)項(xiàng)目。如數(shù)控車床、加工中心編程實(shí)驗(yàn)等發(fā)展為數(shù)控機(jī)床操作培訓(xùn)項(xiàng)目，若通過國家職業(yè)技能等級(jí)考試就可頒發(fā)相應(yīng)的職業(yè)等級(jí)證書。

3 探索與實(shí)踐的幾點(diǎn)體會(huì)

（1）專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，必須以機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的發(fā)展為出發(fā)點(diǎn)，兼顧日新月異的科技發(fā)展趨勢(shì)及社會(huì)需求。（2）專業(yè)實(shí)驗(yàn)所涉及的各種技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，各種實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備更新?lián)Q代也較迅速，儀器設(shè)備的投入也比較大，要多途徑、多方式解決這個(gè)問題，如建立校企聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、校外實(shí)驗(yàn)中心、虛擬實(shí)驗(yàn)室等。（3）實(shí)驗(yàn)室開放這一教學(xué)模式逐步得到了學(xué)生的認(rèn)可，學(xué)生從中獲得了更多的知識(shí)與技能，提高了學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)。同時(shí)也提高了實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備利用率，服務(wù)了教學(xué)。

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)技術(shù)日新月異，應(yīng)用型技術(shù)人才的需求也隨之變化，我們將繼續(xù)努力，使我們的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系更加適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求。

重慶理工大學(xué)重大教學(xué)成果重點(diǎn)培育項(xiàng)目：“一條主線 四維協(xié)作”，建立適應(yīng)機(jī)械專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)和質(zhì)量保障體系項(xiàng)目資助（[2013]57號(hào)） （下轉(zhuǎn)第79頁）（上接第75頁）

注釋

① 盧東寧.高等學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式研究[J].西南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2011.7：139-141.

② 楊少卿.改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力[J].黑龍江教育（高教研究與評(píng)估版），2005.Z2：50-51.

③ 程敏熙，趙芝孟，顏巧瑩.簡(jiǎn)論高等學(xué)校理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)系[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2001.2：186-189.

④ 張瑞珠，郝用興.實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐與綜合實(shí)驗(yàn)中心建設(shè)的思考[J].華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)（社科版），1998.2：70-72.

⑤ 徐格寧，陸鳳儀，孫大剛，等.創(chuàng)建地方高校國家級(jí)機(jī)械實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心的探索實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2010.2：1-3.

⑥ 李仁興，施江瀾.機(jī)械實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新及其改革實(shí)踐[J].職業(yè)技術(shù)教育，2004.25：55-56.

⑦ 吳景華，尹念東.新建地方高校機(jī)械實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革的研究[J].黃石理工學(xué)院學(xué)報(bào)（人文社會(huì)科學(xué)版），2007.4：113-115.

⑧ 李鍛能，何漢武，張湘?zhèn)?機(jī)械工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革的探討[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2008.3：132-135.

第7篇

關(guān)鍵詞：軟件測(cè)試；自動(dòng)化測(cè)試；“猴子”測(cè)試

中圖分類號(hào)：TP302 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：16727800（2013）009001504

作者簡(jiǎn)介：鮮征征（1977-），女， 廣東金融學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系講師，研究方向?yàn)檐浖_發(fā)、軟件測(cè)試、數(shù)據(jù)挖掘。

0引言

軟件測(cè)試是使用人工或自動(dòng)化手段來運(yùn)行、檢測(cè)軟件系統(tǒng)的過程，是軟件開發(fā)必不可少的環(huán)節(jié)和軟件工程實(shí)踐的重要組成部分，自動(dòng)化測(cè)試是軟件測(cè)試發(fā)展的必然結(jié)果。成功實(shí)施自動(dòng)化測(cè)試的關(guān)鍵是選用適合自己測(cè)試項(xiàng)目的自動(dòng)化測(cè)試工具，然而，不管選用何種測(cè)試工具，都會(huì)帶來相應(yīng)的測(cè)試成本：商業(yè)測(cè)試工具昂貴，開源測(cè)試工具雖然免費(fèi)，但卻擁有較高的使用成本，且免費(fèi)的測(cè)試工具性能比較單一，無法支持整個(gè)自動(dòng)化測(cè)試的實(shí)施，有時(shí)，即使在付出了相應(yīng)的測(cè)試成本后，測(cè)試效果依然不如人意。

因此，開發(fā)適合自己項(xiàng)目的特定的測(cè)試工具將是一種行之有效的解決方案。其中“猴子”自動(dòng)化測(cè)試工具也正是在這樣的背景中提出的。由于項(xiàng)目資源投入有限，大型而通用的測(cè)試工具的開發(fā)和維護(hù)需要耗費(fèi)項(xiàng)目組不少的資源，而具有簡(jiǎn)單功能的“笨猴子”的開發(fā)成本相對(duì)于收益是可以接受的。本文將在分析自動(dòng)化測(cè)試的主要技術(shù)后給出一個(gè)“猴子”自動(dòng)化測(cè)試工具的設(shè)計(jì)步驟和實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，其中的方法可以為將來設(shè)計(jì)功能更強(qiáng)大的“猴子”測(cè)試工具奠定一定的基礎(chǔ)。

1自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)

1.1自動(dòng)化測(cè)試優(yōu)勢(shì)

針對(duì)手工測(cè)試，自動(dòng)化測(cè)試有著很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，即借助計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力可以重復(fù)、不知疲倦地運(yùn)行，對(duì)數(shù)據(jù)能進(jìn)行精確的、大批量的比較，而且不會(huì)出錯(cuò)。因此，自動(dòng)化測(cè)試適宜用在需要重復(fù)執(zhí)行機(jī)械化的界面操作、計(jì)算、數(shù)值比較、搜索等方面。應(yīng)該充分利用自動(dòng)化測(cè)試工具的高效率來幫助測(cè)試人員完成一些基本測(cè)試用例的執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)更加快速的回歸測(cè)試，并提高測(cè)試的覆蓋率。雖然，自動(dòng)化測(cè)試的目的是幫助人工，但是手工測(cè)試仍有很多不可替代的地方，例如很多數(shù)據(jù)的正確性、界面是否美觀、業(yè)務(wù)邏輯的滿足程度等都離不開測(cè)試人員的人工判斷。因此，為了讓軟件測(cè)試更加順利和取得更好的效果，通常是自動(dòng)化測(cè)試和人工測(cè)試相結(jié)合，讓其充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。

1.2自動(dòng)化測(cè)試工具選擇

自動(dòng)化測(cè)試工具可以將復(fù)雜的測(cè)試工作自動(dòng)化或半自動(dòng)化， 減少測(cè)試工作量， 提高測(cè)試工作效率、減少測(cè)試開銷， 所以需要選擇一個(gè)合適的且滿足企業(yè)信息系統(tǒng)工程環(huán)境的自動(dòng)化測(cè)試工具。從開發(fā)成本來說，自動(dòng)化測(cè)試工具分為商業(yè)、開源和自制的測(cè)試工具。根據(jù)測(cè)試方法的不同，自動(dòng)化測(cè)試工具分為白盒測(cè)試工具、黑盒測(cè)試工具和測(cè)試管理工具。工具和軟件開發(fā)過程中相關(guān)活動(dòng)的關(guān)系如圖1所示。

（1）商業(yè)測(cè)試工具。目前很多軟件公司都具有一套自動(dòng)化測(cè)試工具。白盒測(cè)試工具的代表有：Telelogic公司的Logiscope，PR公司的PRQA，Compuware公司的DevPartner，Rational公司的Purify，其中前兩個(gè)是靜態(tài)測(cè)試工具，后兩個(gè)是動(dòng)態(tài)測(cè)試工具。黑盒測(cè)試工具的代表有：Rational公司的TeamTest和Robot，Compuware公司的QACenter，Mercury Interactive的WinRunner、LoadRunner 和QTP等。測(cè)試管理工具的代表有Rational公司的TeamManager、Compuware公司的TrackRecord等。除此之外，還有專用于性能測(cè)試的工具有Radview公司的WebLoad，Microsoft公司的WebStress等工具，針對(duì)數(shù)據(jù)庫測(cè)試的TestBytes對(duì)應(yīng)用性能進(jìn)行優(yōu)化的EcoScope等工具。

雖然，很多大型軟件公司都有一套自動(dòng)化測(cè)試工具，但沒有一種通用的測(cè)試工具可以找到任何軟件中的所有Bug。應(yīng)該根據(jù)被測(cè)軟件的特性來進(jìn)行合理的選擇，此外，上述的測(cè)試工具價(jià)格都相對(duì)較高，從整個(gè)軟件開發(fā)的成本來說也是需要考慮的。

（2）開源測(cè)試工具。開源測(cè)試工具作為開源軟件的重要組成部分，但開源并不意味著完全免費(fèi)，開源測(cè)試工具同樣需要考慮使用成本。開源測(cè)試工具相對(duì)于商業(yè)測(cè)試工具的優(yōu)勢(shì)：相對(duì)成本較低，可以根據(jù)實(shí)際需求對(duì)其進(jìn)行個(gè)性化改造。引入開源測(cè)試工具也需要考慮成本、選型等問題。

常見的測(cè)試管理類開源測(cè)試工具有：Bugzilla、Mantis、BugFree。單元測(cè)試類開源測(cè)試工具有：Nunit、Nmock等。性能測(cè)試類開源測(cè)試工具有：Jmeter、TestMaker等。自動(dòng)化功能測(cè)試類開源測(cè)試工具有：Abbot Java GUI Test Framework、White、Watir等。

（3）自制測(cè)試工具。目前，很多軟件測(cè)試組織其實(shí)都已經(jīng)具備了自己動(dòng)手開發(fā)測(cè)試工具的條件。自己動(dòng)手開發(fā)測(cè)試工具的優(yōu)勢(shì)主要有：購買成本為0；可以有針對(duì)性地開發(fā)自己需要的那部分功能；可以自己定制需要的功能，隨時(shí)修改，實(shí)現(xiàn)個(gè)性化；可擴(kuò)展性好，可以隨時(shí)增加新功能；可以充分利用項(xiàng)目組熟悉的語言來開發(fā)，從而利用自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)；可以使用自己熟悉的腳本語言，從而不必使用商業(yè)工具提供的“廠商腳本語言”。

雖然，自制測(cè)試工具有很多好處，但是也必須考慮隨之而來的成本問題。自制測(cè)試工具開發(fā)的成本主要是指開發(fā)時(shí)間、人員和維護(hù)方面的成本，還需考慮測(cè)試工具的實(shí)用性，不需要做一個(gè)大而全的、面面俱到的工具。因此，通常應(yīng)當(dāng)將自制測(cè)試工具最好定位在輔助測(cè)試、用于解決專門的問題、迫切的問題。在商用工具價(jià)格昂貴、開源測(cè)試工具也不適用的時(shí)候，可以考慮自制測(cè)試工具。本文下一章節(jié)將著重介紹一個(gè)“猴子”測(cè)試工具的設(shè)計(jì)與開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。

2“猴子”測(cè)試工具設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1“猴子”測(cè)試技術(shù)的概念

所謂的猴子測(cè)試（Monkey Test），即搞怪測(cè)試、隨機(jī)測(cè)試，通俗來講是一種系統(tǒng)對(duì)信號(hào)因子輸入穩(wěn)健性的測(cè)試方法，一般用于計(jì)算機(jī)軟件程序這樣的邏輯嚴(yán)密性要求較高的系統(tǒng)。測(cè)試者可以進(jìn)行各種稀奇古怪的操作模式，用以測(cè)試軟件的穩(wěn)定度。該測(cè)試技術(shù)泛指任何形式的，不需要任何人工干預(yù)的，隨機(jī)進(jìn)行的自動(dòng)化測(cè)試。這種類型的工具之所以稱為“猴子”是源于“無限猴子定理”，即“讓一只猴子一直在打字機(jī)上按鍵，最終能完成莎士比亞的全部工作”。由于系統(tǒng)的“可重復(fù)性”以及系統(tǒng)輸入因子“有限性”和“單純性”，“猴子”測(cè)試被廣泛用于軟件Bug測(cè)試。

根據(jù)“猴子”測(cè)試的原理，有很多可以實(shí)現(xiàn)“猴子”測(cè)試的方法，一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)方式是一個(gè)能隨機(jī)產(chǎn)生鼠標(biāo)點(diǎn)擊和鍵盤輸入來模擬用戶操作的“猴子”測(cè)試工具。 而復(fù)雜的實(shí)現(xiàn)方式是實(shí)現(xiàn)一個(gè)“聰明”的“猴子”，構(gòu)建聰明“猴子”測(cè)試工具需要開發(fā)和測(cè)試資源，而最昂貴的代價(jià)是創(chuàng)建模型或狀態(tài)表[2]。

2.2“猴子”測(cè)試工具開發(fā)使用的技術(shù)

一個(gè)“猴子”測(cè)試工具的開發(fā)主要是語言的選擇和接口驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)。本文基于對(duì)被測(cè)軟件（C#語言開發(fā)的軟件）的考慮，故選用了 C#語言。“猴子”測(cè)試工具的實(shí)現(xiàn)原理是利用產(chǎn)生鼠標(biāo)點(diǎn)擊和鍵盤輸入事件來模擬用戶操作，而Windows GUI 驅(qū)動(dòng)是直接驅(qū)動(dòng)Windows底層的API完成查找GUI控件、驅(qū)動(dòng)鼠標(biāo)和鍵盤操作的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)軟件的測(cè)試。故可以利用Windows系統(tǒng)提供的Windows API完成工具的實(shí)現(xiàn)。

2.3“猴子”測(cè)試工具的具體實(shí)現(xiàn)

（1）功能簡(jiǎn)述。該“猴子”測(cè)試工具主要功能：隨機(jī)點(diǎn)擊界面，輸入隨機(jī)字符和鍵盤按鍵，對(duì)于某些類型（按鈕、可編輯框等）的控件做出特定的動(dòng)作，監(jiān)視被測(cè)試程序的進(jìn)程信息，能識(shí)別出程序是否出現(xiàn)異常，持續(xù)記錄內(nèi)存和CPU使用情況，方便發(fā)現(xiàn)是否存在內(nèi)存泄漏問題，持續(xù)截屏，方便追溯和問題定位。

（2）設(shè)計(jì)原理?！昂镒印睖y(cè)試的工作原理是利用測(cè)試工具隨機(jī)產(chǎn)生鍵盤敲擊和鼠標(biāo)單擊事件。因此，利用Windows系統(tǒng)的本機(jī)原生函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)鍵盤輸入，鼠標(biāo)點(diǎn)擊的模擬，從而創(chuàng)建一個(gè)”猴子”進(jìn)行簡(jiǎn)單測(cè)試。

（3）設(shè)計(jì)流程。本文的“猴子”測(cè)試工具的設(shè)計(jì)流程如圖2所示。

在設(shè)計(jì)過程中，鼠標(biāo)操作功能和截屏功能是開發(fā)的難點(diǎn)，“猴子”動(dòng)作規(guī)則的設(shè)計(jì)則是整個(gè)工具的核心。

（4）具體實(shí)現(xiàn)。

界面設(shè)計(jì)：“猴子”工具的界面主要包含Bug報(bào)告存儲(chǔ)地址選擇、源字符集、被測(cè)程序選擇、測(cè)試時(shí)間間隔選擇等。作為一個(gè)運(yùn)用于軟件開發(fā)過程中以測(cè)試相對(duì)應(yīng)的項(xiàng)目而實(shí)現(xiàn)的輔小工具，其界面的實(shí)現(xiàn)不需要太復(fù)雜的功能。

實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)操作功能主要有以下步驟：

首先，引入鼠標(biāo)觸發(fā)事件的函數(shù)。該函數(shù)原型為：

public static extern void mouse_event（int dwFlags， int dx， int dy， int cButtons， int dwExtraInfo）；

其次，設(shè)計(jì)鼠標(biāo)相關(guān)操作的類MouseAPI，該類定義了鼠標(biāo)的各種操作，考慮到篇幅有限，這里僅列出該類的主要函數(shù)原型及功能說明，如表1所示。

（6）“猴子”動(dòng)作規(guī)則。將該工具之所以用“猴子”來命名，最關(guān)鍵的是它具有猴子天性好動(dòng)的特性，“猴子”的動(dòng)作規(guī)則主要包含：隨機(jī)完成鼠標(biāo)移動(dòng)和鍵盤輸入、具備一些智能、連續(xù)不斷地完成一些指定動(dòng)作。

“猴子”隨機(jī)完成鼠標(biāo)移動(dòng)和鍵盤輸入實(shí)現(xiàn)分析：首先獲取某個(gè)范圍內(nèi)是隨機(jī)數(shù)，然后通過其得到一個(gè)當(dāng)前屏幕中任何一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)，接著實(shí)現(xiàn)鼠標(biāo)的隨機(jī)移動(dòng)。最后使用將指定的字符串?dāng)?shù)組中某個(gè)字符串以鍵盤輸入的方式發(fā)送給應(yīng)用程序。

讓“猴子”具備一些智能實(shí)現(xiàn)分析：首先將獲取光標(biāo)所在點(diǎn)的窗口類的類名與指定的控件類類名進(jìn)行比較，進(jìn)而判斷當(dāng)前鼠標(biāo)點(diǎn)擊的控件，然后做出相應(yīng)的動(dòng)作。使用雷同的方法，“猴子”可以識(shí)別出按鈕控件、靜態(tài)控件，如標(biāo)簽、出錯(cuò)提示對(duì)話框等控件并做出相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作。

讓“猴子”連續(xù)不斷地完成一些指定的動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)分析：為使“猴子”能連續(xù)不斷地完成指定動(dòng)作，利用Timer控件實(shí)現(xiàn)一個(gè)計(jì)時(shí)器，然后通過一個(gè)按鈕來控制定時(shí)器的啟動(dòng)和停止。而“猴子”工作時(shí)的所有動(dòng)作規(guī)則都被封裝于Timer控件的Tick時(shí)間中，這樣，在每一個(gè)指定的時(shí)間段，“猴子”便會(huì)執(zhí)行一次指定動(dòng)作。

3實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析

（1）被測(cè)對(duì)象的選擇。為了有效地完成對(duì)“猴子”測(cè)試工具的有效性檢查，被測(cè)對(duì)象的選擇應(yīng)該是擁有可編輯控件和若干按鈕控件的小型軟件。本次測(cè)試選了一個(gè)僅具有加、減、乘、除的簡(jiǎn)單計(jì)算器。

（2） 實(shí)驗(yàn)過程。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程分為如下步驟進(jìn)行：①設(shè)置測(cè)試報(bào)告存儲(chǔ)的位置；②設(shè)置鍵盤輸入的字符集。指定字符集所在的文本文件的位置，指定鍵盤輸入的字符串；③指定被測(cè)程序；④根據(jù)測(cè)試的需要，設(shè)置“猴子”操作程序的時(shí)間間隔；⑤啟動(dòng)被測(cè)程序；⑥開始“猴子”測(cè)試。

（3）測(cè)試結(jié)果及分析?？紤]到篇幅有限，這里僅給出部分測(cè)試結(jié)果，分別如圖3、圖4、圖5所示。

通過對(duì)實(shí)現(xiàn)的“猴子”測(cè)試工具的實(shí)驗(yàn)，該工具達(dá)到預(yù)期效果，可以實(shí)現(xiàn)一定的自動(dòng)化測(cè)試?！昂镒印睖y(cè)試工具開始工作后，“猴子”每隔一段指定的時(shí)間就會(huì)隨機(jī)點(diǎn)擊被測(cè)程序主界面，并在識(shí)別到可編輯控件時(shí)會(huì)隨機(jī)鍵入某些字符串，字符串是事先準(zhǔn)備好的字符集文本文件中的一部分字符。在連續(xù)進(jìn)行的多次試驗(yàn)中，基本上，在“猴子”進(jìn)行操作了若干有限步操作后，被測(cè)程序的bug便將會(huì)被檢查出來。當(dāng)測(cè)試進(jìn)行了一段時(shí)間，被測(cè)程序的大部分Bug便會(huì)被找出并糾正。這之后，再進(jìn)行“猴子”測(cè)試時(shí)，Bug的發(fā)現(xiàn)變得越來越困難。

4結(jié)語

軟件測(cè)試是軟件工程實(shí)踐中的重要組成部分，自動(dòng)化測(cè)試是軟件測(cè)試發(fā)展的大方向。軟件自動(dòng)化測(cè)試實(shí)施的關(guān)鍵是自動(dòng)化工具的選用，而當(dāng)所有的工具都不適用，或自己開發(fā)一個(gè)跟項(xiàng)目相適應(yīng)的工具比應(yīng)用現(xiàn)有的工具更

能節(jié)約成本時(shí)，自制一個(gè)自動(dòng)化測(cè)試工具便也是一種可供選擇的方法。本文設(shè)計(jì)的“猴子”測(cè)試工具是對(duì)應(yīng)于簡(jiǎn)單的軟件進(jìn)行測(cè)試“猴子”原型，針對(duì)具體的項(xiàng)目程序的環(huán)境，可以進(jìn)一步完善“猴子”，使其更加智能，從而能發(fā)現(xiàn)更多的Bug。

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第8篇

關(guān)鍵詞:建筑電氣工程;自動(dòng)化設(shè)計(jì);復(fù)合絕緣

建筑電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)是建筑工程現(xiàn)代化的主要標(biāo)志。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)于建筑的需求越來越大，要求也越來越高，因此社會(huì)對(duì)建筑電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)的廣泛應(yīng)用和水平提高都有了更高的期待。充分利用自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)、挖掘自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展?jié)摿Γ瑥亩_發(fā)更大的發(fā)展市場(chǎng)是當(dāng)下的重要任務(wù)。

1建筑電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)概述

建筑電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)即自動(dòng)化系統(tǒng)在建筑電氣工程中的應(yīng)用，主要包括抗干擾設(shè)備、設(shè)備接地信號(hào)處理設(shè)備、傳輸信號(hào)屏蔽以及監(jiān)控設(shè)備等多個(gè)部分，以上各部分的相互協(xié)調(diào)能夠有效地實(shí)現(xiàn)建筑工程的自動(dòng)化。二十世紀(jì)后期，建筑電氣工程的主要控制手段是計(jì)算機(jī)集中控制。相較于自動(dòng)化控制，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)集中控制在運(yùn)行過程中存在著兩個(gè)缺點(diǎn):可靠性差，運(yùn)行速度慢。因此，隨著時(shí)代的更迭和社會(huì)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)控制技術(shù)已然不再使用，新的控制模式應(yīng)運(yùn)而生。上世紀(jì)九十年代，集散式控制模式逐漸出現(xiàn)在大眾的視野中，計(jì)算機(jī)集中控制模式的主導(dǎo)地位逐漸被取代。之后，計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)、通信技術(shù)高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及各種控制技術(shù)也取得了較大的進(jìn)步，這對(duì)于集散式控制模式的進(jìn)一步發(fā)展無異于錦上添花。二十一世紀(jì)初，集散式控制模式逐漸成熟，發(fā)展成為如今的電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)。雖然相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)也取得了較大的進(jìn)步，在各個(gè)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用，尤其是建筑領(lǐng)域。

2建筑電氣自動(dòng)化的主要作用

建筑電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的本質(zhì)就是通過利用單元機(jī)組，結(jié)合電氣控制對(duì)抗干擾設(shè)備、電源、變壓器設(shè)備、設(shè)備接地信號(hào)處理設(shè)備、傳輸信號(hào)屏蔽以及監(jiān)控設(shè)備等系統(tǒng)進(jìn)行控制，通過信息傳輸使得以上各系統(tǒng)能夠相互協(xié)調(diào)，進(jìn)而有效地實(shí)現(xiàn)建筑工程的自動(dòng)化。通常意義下，我們認(rèn)為建筑電氣自動(dòng)化的主要作用是操作電源、變壓器設(shè)備以及高壓器、發(fā)電機(jī)組等系統(tǒng)的運(yùn)行;通過各個(gè)系統(tǒng)的協(xié)作保護(hù)勵(lì)磁變壓器以及發(fā)變組的正常運(yùn)營;利用抗干擾設(shè)備、設(shè)備接地信號(hào)處理設(shè)備、傳輸信號(hào)屏蔽控制操作建筑工程的監(jiān)控設(shè)備;利用監(jiān)控設(shè)備保證LPS系統(tǒng)以及直流系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn);通過信息傳輸操作各個(gè)設(shè)備的開關(guān)等?？偠灾?，建筑電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)在建筑工程中的作用就相當(dāng)于人體的大腦，不僅要協(xié)調(diào)信息的傳遞，更要對(duì)各種信息做出及時(shí)的判斷和反應(yīng)，進(jìn)而保護(hù)人體系統(tǒng)或者建筑工程大系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3建筑電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)存在的問題

隨著時(shí)代的變化，信息技術(shù)也取得了巨大的發(fā)展。在建筑電氣工程領(lǐng)域，傳統(tǒng)的控制技術(shù)已然跟不上時(shí)展的步伐，因此新的控制模式應(yīng)運(yùn)而生。上世紀(jì)末，在計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的支撐下，集散式控制模式逐漸出現(xiàn)在大眾的視野中。之后隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及各種控制技術(shù)的不斷普及，計(jì)算機(jī)集中控制模式的主導(dǎo)地位逐漸被取代。本世紀(jì)初，以集散控制為主要特征的電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)在建筑領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。但是，建筑電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)依然存在著一些問題，主要包括環(huán)保、成本、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)以及結(jié)構(gòu)等多個(gè)方面。

3．1環(huán)保方面

建筑工程是一項(xiàng)耗資巨大、影響廣泛的大型工程。環(huán)保問題就是建筑工程實(shí)施過程中經(jīng)常存在的一個(gè)重要問題，建筑工程的實(shí)施往往也會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成較大的破壞，因此建筑電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)的改造工程要想取得更好的結(jié)果勢(shì)必要考慮環(huán)境保護(hù)問題，勢(shì)必得解決工程實(shí)施過程中的污染問題。建筑電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)對(duì)于環(huán)境的影響主要體現(xiàn)在噪音污染和建筑不合理改造兩個(gè)方面。第一，建筑電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致一些異常噪音出現(xiàn)，影響周圍群眾的正常作息;第二，建筑電氣工程自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)并不是在所有建筑之初就存在的，因此為了使電氣自動(dòng)化系統(tǒng)更好地發(fā)揮作用，建筑工程的管理人員就要對(duì)原工程進(jìn)行改動(dòng)，可能就會(huì)存在濫用土地資源、浪費(fèi)了資源的現(xiàn)象。

3．2成本方面

建筑工程的規(guī)模通常大小不一，因此并不是每一項(xiàng)建筑工程都能夠適應(yīng)建筑電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)。因此為了更好地實(shí)現(xiàn)電氣系統(tǒng)自動(dòng)化，建筑工程的施工可能會(huì)進(jìn)行大的改動(dòng)，這就需要花費(fèi)大量的作為支撐。此外，電氣自動(dòng)化所需設(shè)備的引進(jìn)也是一項(xiàng)大的財(cái)力消耗。這樣一來，建筑電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)的真正落實(shí)在資金方面就會(huì)存在著較大的困難，這也是目前該系統(tǒng)在建筑領(lǐng)域應(yīng)用有限的關(guān)鍵原因之一。

3．3結(jié)構(gòu)方面

建筑工程中的電能傳輸是一個(gè)比較復(fù)雜的過程。傳統(tǒng)電氣工程控制模式中，為了減少傳輸過程中的電能消耗，電能在建筑工程中的傳輸必須首先升高電壓，等到傳輸至用戶區(qū)域再對(duì)電能進(jìn)行降壓處理。這個(gè)過程雖然看起來簡(jiǎn)單，但實(shí)在實(shí)際操作中對(duì)于設(shè)備質(zhì)量以及工程結(jié)構(gòu)方面的要求十分高。比如，必須充分考慮接地線的布局、保證各站點(diǎn)中螺絲是否松動(dòng)等，即必須保證站內(nèi)布局沒有任何危險(xiǎn)患，以保證整個(gè)建筑電氣工程的正常運(yùn)行。雖然建筑電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)在一定程度上減小了對(duì)于設(shè)備的要求，但是結(jié)構(gòu)方面依舊不能忽視。

3．4在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是建筑電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)的核心，對(duì)于維護(hù)電氣設(shè)備的正常運(yùn)行狀態(tài)具有十分關(guān)鍵的作用。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括絕緣監(jiān)測(cè)、雷擊監(jiān)測(cè)以及環(huán)境三個(gè)方面。絕緣監(jiān)測(cè)是為了保證電氣設(shè)備的絕緣子受到任何損傷，從而保證電氣設(shè)備能夠正常運(yùn)行;雷擊監(jiān)測(cè)的目的則在于保證電氣設(shè)備不受到靜電雷擊的傷害，同時(shí)減少直擊雷對(duì)設(shè)備的傷害;第三，環(huán)境監(jiān)測(cè)的目的主要包括對(duì)環(huán)境溫度、環(huán)境空氣質(zhì)量等因素的監(jiān)測(cè)，從而保證環(huán)境因素不對(duì)電氣設(shè)備的性能產(chǎn)生不利影響。

4建筑電氣工程自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的常用技術(shù)

建筑電氣工程自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的常用技術(shù)主要包括傳感技術(shù)、通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)三個(gè)方面。傳感技術(shù)是電氣工程自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，傳感器的安裝能夠有效擴(kuò)大建筑工程電氣設(shè)備的監(jiān)測(cè)區(qū)域，并且能夠極大地提高檢測(cè)的準(zhǔn)確性，因此相關(guān)人員在建筑工程中進(jìn)行電氣設(shè)備安裝時(shí)要尤其注意傳感器的安裝，并及時(shí)監(jiān)控傳感器的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行接收和分析，從而及時(shí)判斷整個(gè)建筑電氣工程系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。我們已經(jīng)步入了信息時(shí)代，信息在社會(huì)發(fā)展中的意義和作用不斷增大，因此通信技術(shù)對(duì)于建筑電氣工程自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)也有著不可忽視的重要作用。比如，通信技術(shù)能夠使得系統(tǒng)控制人員在最快的時(shí)間內(nèi)及時(shí)了解建筑電氣系統(tǒng)的真實(shí)運(yùn)行狀態(tài)，從而及時(shí)進(jìn)行判斷和反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)及時(shí)檢測(cè)的目標(biāo)。因此在建筑電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)操作時(shí)，相關(guān)人員要要努力提高電氣設(shè)備相關(guān)信號(hào)的傳輸速度，從而有助于系統(tǒng)異常信號(hào)的及時(shí)傳達(dá)、維修人員的及時(shí)反應(yīng)。如上所述，信息社會(huì)中網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及對(duì)于整個(gè)社會(huì)的發(fā)展都有著劃時(shí)代的意義，因而計(jì)算機(jī)技術(shù)也是建筑電氣工程自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的常用技術(shù)。計(jì)算機(jī)技術(shù)在建筑工程自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)過程中的意義就在于處理設(shè)備感應(yīng)信號(hào)，即利用計(jì)算機(jī)技術(shù)的強(qiáng)大數(shù)據(jù)處理能力對(duì)傳感器和通信系統(tǒng)傳達(dá)的信息進(jìn)行處理，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的整合，從而在短時(shí)間內(nèi)做出盡可能準(zhǔn)確的判斷和反應(yīng).

5小結(jié)

綜上所述，建筑電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)和應(yīng)用對(duì)于建筑工程的發(fā)展有著十分重要的意義。該技術(shù)的使用時(shí)符合時(shí)代潮流和社會(huì)發(fā)展方向的，但是同時(shí)該系統(tǒng)在建筑工程中的使用還不夠成熟，在結(jié)構(gòu)、成本等多個(gè)方面依舊存在著較大的問題。由此可見，未來建筑電氣工程自動(dòng)化的發(fā)展還有著巨大的進(jìn)步空間。

參考文獻(xiàn)

［1］丁大為．建筑電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)分析［J］．河南科技，2013(06)．

［2］何薇．建筑電氣工程自動(dòng)化設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)研究［J］．建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2016(09)．

第9篇

關(guān)鍵詞：實(shí)踐教學(xué)基地；綜合實(shí)踐；畢業(yè)設(shè)計(jì)；生產(chǎn)實(shí)習(xí)；工程能力

作者簡(jiǎn)介：聶建英（1972-），女，湖南桃源人，中國石油大學(xué)（北京）自動(dòng)化系，講師；羅雄麟（1963-），男，湖南汨羅人，中國石油大學(xué)（北京）自動(dòng)化系，教授，博士生導(dǎo)師。（北京 102249）

基金項(xiàng)目：本文系2010年教育部第六批高校特色專業(yè)項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：TS11822）的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642     文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A     文章編號(hào)：1007-0079（2012）15-0080-03

在中國石油大學(xué)（北京）（以下簡(jiǎn)稱“我校”）自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中，與專業(yè)相關(guān)的主要實(shí)踐課程有：生產(chǎn)實(shí)習(xí)、過程控制綜合實(shí)踐、計(jì)算機(jī)控制綜合實(shí)踐以及畢業(yè)設(shè)計(jì)等。但是，在實(shí)踐教學(xué)課程的實(shí)際運(yùn)行中，存在著綜合實(shí)踐課程與生產(chǎn)實(shí)習(xí)脫節(jié)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)嚴(yán)禁學(xué)生操作而導(dǎo)致實(shí)習(xí)效果欠佳等問題。我校作為一所具有鮮明石油特色的高等院校，自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后將直接進(jìn)入石油石化行業(yè)就業(yè)。校園是大學(xué)生學(xué)習(xí)最重要的地方，強(qiáng)化學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力的工程教育要結(jié)合行業(yè)和區(qū)域特點(diǎn)，建構(gòu)合理的實(shí)踐教學(xué)體系，實(shí)施工程教育創(chuàng)新，提高學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力。[1，2]

一、當(dāng)前自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問題及改革措施

1.綜合實(shí)踐及畢業(yè)設(shè)計(jì)存在的問題

當(dāng)前我校自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)缺乏對(duì)學(xué)生工程意識(shí)的培養(yǎng)。校內(nèi)綜合實(shí)踐及畢業(yè)設(shè)計(jì)題目工程背景呈淡化趨勢(shì)。自動(dòng)化專業(yè)綜合實(shí)踐以教為主，缺少現(xiàn)場(chǎng)資料，培養(yǎng)的學(xué)生“從學(xué)校到學(xué)?！保こ虒?shí)踐能力不強(qiáng)。不能使學(xué)生具有從事實(shí)際工作的實(shí)用技能。畢業(yè)設(shè)計(jì)選題通常是教師出題，學(xué)生選題方式，教師擬定的題目往往與其所授科目及從事的研究方向有關(guān)。學(xué)生不了解，難以發(fā)揮學(xué)生的積極主動(dòng)性。[1]

2.生產(chǎn)實(shí)習(xí)中存在的問題

實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)在專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中肩負(fù)著專業(yè)理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐應(yīng)用直接關(guān)聯(lián)的任務(wù)，實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式也直接顯示了學(xué)校的辦學(xué)特色。過去，我校自動(dòng)化生產(chǎn)實(shí)習(xí)的場(chǎng)所均在各石油化工企業(yè)，石油石化企業(yè)現(xiàn)代化管理制度的日益完善，使得學(xué)生進(jìn)入石油石化企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的難度增大，生產(chǎn)單位不愿意接待學(xué)生實(shí)習(xí)，實(shí)習(xí)的內(nèi)容在不斷簡(jiǎn)化，學(xué)生只能看、不能動(dòng)手實(shí)踐，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)時(shí)間縮短，因此實(shí)習(xí)教學(xué)的效果在下降。但同時(shí)，現(xiàn)代化石油石化企業(yè)對(duì)所接受本科畢業(yè)生的要求不僅沒有改變反而更高，他們希望大學(xué)生到工作現(xiàn)場(chǎng)后能快速適應(yīng)環(huán)境，但是，學(xué)生的實(shí)際表現(xiàn)往往與他們的期望脫節(jié)，學(xué)校培養(yǎng)的學(xué)生需要經(jīng)過二次培訓(xùn)才能達(dá)到企業(yè)的實(shí)際要求。

3.實(shí)踐教學(xué)改革措施

在新形勢(shì)下，高校實(shí)踐環(huán)節(jié)如何改革，教學(xué)水平如何提高是高校深入教學(xué)改革的重要內(nèi)容。借鑒其他高等院校國家工程訓(xùn)練中心和企業(yè)實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)理念，以及現(xiàn)代仿真技術(shù)在石油石化行業(yè)的發(fā)展應(yīng)用，半實(shí)物仿真基地的建設(shè)將成為石油高校主干專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革的必經(jīng)之路。

現(xiàn)代化的煉油和石油化工裝置對(duì)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的要求越來越高，要對(duì)裝置和工藝過程進(jìn)行有效地操作和控制，裝置工程師、控制工程師、生產(chǎn)操作人員必須在較短時(shí)間內(nèi)掌握先進(jìn)的控制技術(shù)，熟悉調(diào)節(jié)控制的方法，全面掌握工藝過程原理及動(dòng)態(tài)特性等一系列與生產(chǎn)操作相關(guān)的知識(shí)。

學(xué)校建設(shè)了仿真實(shí)踐教學(xué)基地，為學(xué)生提供有效的實(shí)踐機(jī)會(huì)，全面提高學(xué)生的素質(zhì)和綜合操作技能水平、過程知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，使他們掌握新的、先進(jìn)的控制系統(tǒng)，熟悉調(diào)節(jié)控制的方法，全面掌握和了解工藝過程本身的原理以及其動(dòng)態(tài)特性，縮短將來適應(yīng)工作環(huán)境的時(shí)間，充分發(fā)揮理論和實(shí)踐相結(jié)合的優(yōu)勢(shì)。

二、自動(dòng)化實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)

1.建設(shè)內(nèi)容

自動(dòng)化實(shí)踐教學(xué)基地分兩部分建設(shè)：催化裂化工藝裝置半實(shí)物仿真系統(tǒng)；煉油化工過程的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。

煉油化工過程的仿真模擬培訓(xùn)系統(tǒng)由集散控制系統(tǒng)（DCS）和操作培訓(xùn)系統(tǒng)（operation training system，OTS）上下兩層系統(tǒng)構(gòu)成。

催化裂化半實(shí)物工藝流程仿真系統(tǒng)，按工業(yè)裝置實(shí)物比例縮小的催化裂化實(shí)物仿真裝置并與仿真模擬培訓(xùn)系統(tǒng)配套硬件。

2.催化裂化工藝裝置半實(shí)物仿真系統(tǒng)

按工業(yè)裝置實(shí)物比例縮小的催化裂化實(shí)物仿真裝置并與仿真模擬培訓(xùn)系統(tǒng)配套硬件，體現(xiàn)提升管反應(yīng)、兩段再生、外取熱、原料摻渣油、小回?zé)?、催化裂化產(chǎn)物分離、液化氣生產(chǎn)、汽油處理和穩(wěn)定等過程的等特點(diǎn)。

實(shí)物工藝流程仿真裝置為全裝置，包括反應(yīng)再生設(shè)備、塔、壓縮機(jī)、機(jī)泵、換熱器、空冷器等設(shè)備構(gòu)件。以學(xué)校提供的某真實(shí)煉油廠催化裂化裝置進(jìn)行8∶1比例縮小建設(shè)。裝置內(nèi)不運(yùn)行實(shí)際物料，部分重要輸入輸出數(shù)據(jù)與實(shí)物裝置現(xiàn)相聯(lián)系。以DCS控制系統(tǒng)為中心，反應(yīng)—再生和分餾系統(tǒng)的重要數(shù)據(jù)在實(shí)物裝置上顯示，重要閥位數(shù)據(jù)現(xiàn)場(chǎng)顯示和調(diào)節(jié)雙向傳送。

各種閥門以及相關(guān)儀表包括流量、液位、壓力等，所有控制操作在DCS系統(tǒng)上操作完成，現(xiàn)場(chǎng)閥操作在裝置現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)操作，工藝變化的參數(shù)為“模擬計(jì)算出”的參數(shù)，由仿真軟件提供。除了半實(shí)物催化裂化裝置，OTS系統(tǒng)還訂制開發(fā)了匹配的催化裂化工藝模型。

3.煉油化工過程的仿真模擬培訓(xùn)系統(tǒng)

建設(shè)基于霍尼韋爾先進(jìn)的 ePKS（即Experion 過程知識(shí)系統(tǒng)）DCS 控制系統(tǒng)及 Unisim 模擬平臺(tái)的仿真模擬培訓(xùn)系統(tǒng)。Experion 過程知識(shí)系統(tǒng)是最新一代的過程自動(dòng)化系統(tǒng)，UniSimTM 是業(yè)界應(yīng)用廣泛，并經(jīng)多年工程實(shí)踐檢驗(yàn)的仿真模擬平臺(tái)。它內(nèi)置嚴(yán)格的物性庫和熱力學(xué)狀態(tài)方程，采用模塊化的模擬引擎來執(zhí)行實(shí)時(shí)的工藝和控制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬計(jì)算。模型今后可擴(kuò)展余地很大，能不斷添加新的內(nèi)容，確保今后10到20年不落后，與目前石油石化企業(yè)仿真培訓(xùn)系統(tǒng)保持一致，與企業(yè)保持技術(shù)零距離，使學(xué)生得到充分鍛煉。建成的仿真系統(tǒng)具備先進(jìn)性、開放性及標(biāo)準(zhǔn)化，易于今后的不斷擴(kuò)展。

（1）煉油化工過程的仿真模擬培訓(xùn)系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。煉油化工過程的仿真模擬培訓(xùn)系統(tǒng)由集散控制系統(tǒng)（DCS）和操作培訓(xùn)系統(tǒng)（OTS）上下兩層系統(tǒng)構(gòu)成。系統(tǒng)總體應(yīng)具有開放性、標(biāo)準(zhǔn)化、先進(jìn)性。

（2）煉油化工過程的仿真模擬培訓(xùn)系統(tǒng)基本配置。煉油化工過程的仿真培訓(xùn)系統(tǒng)包括一套ePKS DCS控制系統(tǒng)和一套操作培訓(xùn)系統(tǒng)（OTS）。其中操作培訓(xùn)系統(tǒng)（OTS）含5套Unisim仿真模擬系統(tǒng)和5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工藝模型，其中FCC模型需要定制開發(fā)，與所建設(shè)的半實(shí)物工藝流程仿真裝置匹配。5個(gè)標(biāo)準(zhǔn)工藝模型分別為：常減壓蒸餾裝置模型（CDU& VDU）、連續(xù)重整裝置（CCR）、柴油加氫裝置（DHDS）、加氫裂化裝置（HCU）、催化裂化（FCC）。

每套Unisim仿真模擬系統(tǒng)包括1臺(tái)仿真模型服務(wù)器（兼作模型工程師站），1臺(tái)教員站（兼作現(xiàn)場(chǎng)站），3臺(tái)DCS操作站，1臺(tái)DCS接口通訊站和1臺(tái)控制模擬站。其中DCS操作站和第一部分的DCS控制系統(tǒng)共享。