【文章內(nèi)容簡介】 , 打破明顯的課程界限,設(shè)置一些跨學(xué)科、跨專業(yè)的課程 ,使學(xué)生知識 結(jié)構(gòu)既博又專, 且能夠觸類旁通, 以便在未來的工作 中具備創(chuàng)新的能力。要增加選修課的比重, 允許學(xué)生跨系、跨專業(yè)選修課程, 使學(xué)生依托一個專業(yè) ,著眼于 綜合性較強的跨學(xué)科訓(xùn)練。開設(shè)一系列專門的創(chuàng)新通識課程, 從思維科學(xué)或心理學(xué)、方法論的角度來探 討創(chuàng)造性思維的問題,如強化動因的群體激智創(chuàng)新創(chuàng)造法、擴展思路的廣角發(fā)散創(chuàng)新創(chuàng)造法、把握機遇的直覺靈感創(chuàng)新創(chuàng)造法、重視分析的思維推理創(chuàng)新創(chuàng)造法、探索規(guī)律的現(xiàn)代科學(xué)創(chuàng)造法。給學(xué)生介紹一 些最基本的科研和創(chuàng)新方法, 諸如如何選題 ,如何搜集、分析、整理資料, 如何提煉論點(觀點),如何撰寫研究報告和學(xué)術(shù)論文,如果申請專利等等。(三)改進教學(xué)方法、轉(zhuǎn)變培養(yǎng)模式 教師要不斷改革課堂教學(xué) ,變傳統(tǒng)的灌輸式、填 鴨式教學(xué)為啟發(fā)式、互動式、引申式教學(xué) ,充分調(diào)動學(xué)生思維問題的積極性 , 對學(xué)生提出的問題要善于引 導(dǎo)、啟發(fā), 以此激活大學(xué)生的創(chuàng)新思維。千方百計、想方設(shè)法地去調(diào)動和激發(fā)學(xué)生對科研創(chuàng)新的興趣。讓 學(xué)生感受、理解知識產(chǎn)生和發(fā)展的過程 , 培養(yǎng)學(xué)生的 科學(xué)精神和創(chuàng)新思維習(xí)慣。積極創(chuàng)造條件, 讓學(xué)生積 極參與教學(xué)過程。傳統(tǒng)的考試方式重視的是對已有 知識的傳授和記憶 ,這樣的考試方式顯然不利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng) ,這就要求我們改革傳統(tǒng)的考試方式。新的考試模式不僅要考查學(xué)生對知識的掌握 ,更 要考查學(xué)生創(chuàng)造性地分析問題、解決問題的能力, 以此培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。在考試方式上, 進行適量的開卷考試。考試時允許學(xué)生帶課本、筆記 等資料 ,允許學(xué)生發(fā)表不同的意見, 對那些有創(chuàng)造性 見解的答卷要給予鼓勵 ,力爭把學(xué)生的精力引導(dǎo)到對 問題的分析和解決上來。有些課程也可以用綜合性 大作業(yè)和專題小論文的方式取代傳統(tǒng)的閉卷考試方 式,放寬考試時間限制, 以便于學(xué)生們搜集資料, 對有 關(guān)問題做較為深入地探討和研究。在考試內(nèi)容方面, 要安排一些沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)答案的探討性問題 ,需要學(xué) 生經(jīng)過充分而深入地思考才能夠做出解答?；蚴前才?一些綜合性較強的問題 ,需要學(xué)生運用所學(xué)理論知識經(jīng)過反復(fù)、仔細地分析思考才能做出回答。這有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和創(chuàng)造能力, 并對他們起到一 種重要的導(dǎo)向作用。(四)營造創(chuàng)新氛圍,培植創(chuàng)新市場創(chuàng)新型人才的培養(yǎng) , 文化環(huán)境的熏陶非常重要。一方面, 大學(xué)生應(yīng)該主動營建自己的創(chuàng)新團體 , 如各 種創(chuàng)新競賽團隊、大學(xué)生科技創(chuàng)新協(xié)會、大學(xué)生創(chuàng)業(yè) 團隊等。另一方面 ,大學(xué)生要積極利用好大學(xué)里的各 種軟、硬件方面的資源, 如圖書館、實驗室等, 這些場所通常是培育和激發(fā)創(chuàng)新靈感的絕佳環(huán)境。同時 , 大學(xué)生還應(yīng)該主動走出校門 ,參加社會調(diào)研, 讓理論和實踐相結(jié)合 ,在社會實踐中發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決 問題 ,并在實際活動中及時反饋, 形成最后的成果。充分利用第二課堂, 定期舉辦各種學(xué)術(shù)講座、學(xué)術(shù)沙龍和大學(xué)生科技報告會 , 出版大學(xué)生論文集, 鼓勵學(xué)生積極參加學(xué)術(shù)活動 ,對于不同領(lǐng)域的知識有一個大體的涉獵 ,進行不同學(xué)科之間的交流, 從而學(xué)習(xí)他人如何創(chuàng)造性地解決問題的思維和方法 ,以強化創(chuàng)新意 識。鼓勵學(xué)生大膽創(chuàng)新, 可以讓他們參加教師的科研 課題,也可以由學(xué)生自擬題目,并選派教師指導(dǎo) ,并對學(xué)生的科研課題進行定期檢查和鑒定 ,這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新毅力和責(zé)任心 ,拓展學(xué)生的視野, 有效發(fā)揮他們的創(chuàng)造才能。創(chuàng)新, 不僅僅局限于實驗室里, 更需要將創(chuàng)新成 果推向市場。任何創(chuàng)新成果 ,只有不斷向市場轉(zhuǎn)化 , 得到市場的認(rèn)可 ,才是有價值的創(chuàng)新成果。當(dāng)前大學(xué)生創(chuàng)新成果的市場化率, 還不足已有研究成果的10 %,除了大學(xué)生自己需要把握好創(chuàng)新活動的研 究方向, 使其更加貼近市場需求外 ,還需要學(xué)校和企業(yè)的共同努力。一方面,學(xué)校要創(chuàng)造條件將大學(xué)生的創(chuàng)新成果主動推向市場 , 爭取得到市場的認(rèn)可。另一 方面,作為市場主體之一的企業(yè)也要積極關(guān)注大學(xué)生 的創(chuàng)新成果, 對其予以扶持并提出寶貴的研究意見 , 兩方面的結(jié)合將會有力地推動大學(xué)生創(chuàng)新成果的市場化 ,促進大學(xué)生創(chuàng)新素質(zhì)的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提高。(五)建設(shè)創(chuàng)新必需的硬件環(huán)境, 組建創(chuàng)新指導(dǎo)教師團隊 學(xué)校要為大學(xué)生營造創(chuàng)新必需的硬件環(huán)境, 為大學(xué)生創(chuàng)新提供物質(zhì)技術(shù)支持, 包括開放基礎(chǔ)研究性實驗室、各種功能的專業(yè)性實驗室。要將各實驗室的實驗內(nèi)容、功能在網(wǎng)上宣傳, 讓學(xué)生了解其使用程序。學(xué)校要有必需的技能訓(xùn)練中心、加工中心 ,讓學(xué)生能夠自己動手實現(xiàn)其創(chuàng)新構(gòu)思。學(xué)校還應(yīng)該為大學(xué)生 創(chuàng)新提供研究資金支持等。配備高水平的、相對穩(wěn)定的創(chuàng)新指導(dǎo)教師團隊, 是大學(xué)生創(chuàng)新活動成敗的關(guān)鍵。要培養(yǎng)創(chuàng)新型人才, 學(xué)校教師隊伍要有創(chuàng)新的意識、創(chuàng)新的精神以及創(chuàng)新的行動和實踐。世界各國著名大學(xué)的共同經(jīng)驗證明, 高素質(zhì)的師資隊伍是決定一所大學(xué)核心競爭力的關(guān) 鍵所在。從一定意義上說,現(xiàn)在中國大學(xué)與世界一流 大學(xué)的差距 , 主要是教師隊伍水平的差距。教師的創(chuàng)新激情、學(xué)術(shù)水平、治學(xué)態(tài)度直接影響學(xué)生的創(chuàng) 新活動。指導(dǎo)教師團隊的專業(yè)背景應(yīng)該盡量涵蓋創(chuàng) 新必需的技術(shù)領(lǐng)域 ,知識具有互補性 , 能為學(xué)生創(chuàng)新活動提高全面的技術(shù)支持。(六)提供創(chuàng)新政策保障, 建立相應(yīng)激勵措施創(chuàng)新 ,需要一個良好的政策環(huán)境 ,使更多的學(xué)生 愿意創(chuàng)新、樂于創(chuàng)新。創(chuàng)新的政策環(huán)境包括設(shè)立大學(xué)生創(chuàng)新基金、創(chuàng)新實踐學(xué)分、創(chuàng)新成果表彰和免試讀研等。設(shè)立創(chuàng)新研究基金的目的就是對那些具有創(chuàng) 新性、科學(xué)性、實用性、可行性的大學(xué)生研究項目予以 一定的資金保障,使學(xué)生不會因為資金問題而不去參 與創(chuàng)新實踐。設(shè)立創(chuàng)新實踐學(xué)分的目的就是對參與創(chuàng)新實踐活動的學(xué)生予以一定的學(xué)分認(rèn)可, 鼓勵學(xué)生 將自己的業(yè)余時間用于創(chuàng)新, 不僅有參與創(chuàng)新實踐的 收獲, 還能得到學(xué)分的認(rèn)可 ,使更多的學(xué)生愿意把業(yè)余時間花在創(chuàng)新實踐上。建立競爭激勵機制 ,舉辦各種形式的競賽活動 ,對在創(chuàng)新方面成績突出的學(xué)生進 行表彰和獎勵 ,對獲得國家級或省(部)級創(chuàng)新成果的 學(xué)生, 以及在校內(nèi)外創(chuàng)新實踐活動中做出成績的學(xué) 生,可申請免修與之相關(guān)的課程學(xué)分、課程設(shè)計或畢業(yè)設(shè)計(論文),可以免試推薦研究生等。機械產(chǎn)品的使用壽命優(yōu)點優(yōu)秀的設(shè)計是延長機械使用壽命的首要環(huán)節(jié)。我國的大型施工項目中的主要土石方工程用機械設(shè)備主要是采用以上發(fā)達國家進口產(chǎn)品，這些設(shè)備外觀新穎、操作舒適、性能先進、經(jīng)久耐用。他們根據(jù)人體工程學(xué)設(shè)計的座椅、操縱臺、環(huán)保型的低噪聲發(fā)動機，超前的流線型機身和駕駛舒適感，具有良好的機械性能和人性化設(shè)計，深受機駕人員的歡迎。如果機械維修性好，易于維修，能夠采用“低成本的快速修理”，可使機件經(jīng)常處于良好的技術(shù)狀態(tài)。這樣設(shè)計的施工機械，在工作過程中，一旦出現(xiàn)了故障，由于可以低成本快速修理，無需更換新部件總成，這實際上就延長了機械的使用壽命、提高了機械完好率、降低了機械的使用成本。 采用新材料制造的施工機械，可以有效地延長機械的使用壽命。近年來，材料科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月夜，突飛猛進。大量高強度，抗磨損，抗振動和抗沖擊的新材料、納米技術(shù)材料、先進的電子元件技術(shù)不斷出現(xiàn)，設(shè)計機器時應(yīng)根據(jù)機械性能與工況選用相適應(yīng)的新材料，從材料性能質(zhì)量上保證其使用壽命。機械產(chǎn)品的可靠性隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，機械產(chǎn)品日趨復(fù)雜化、大型化、高參數(shù)化，使產(chǎn)品發(fā)生故障的機會增多，因而，可靠性作為產(chǎn)品質(zhì)量的主要指標(biāo)，愈來愈受到工程界的重視。機械可靠性，是指機械產(chǎn)品在規(guī)定的使用條件、規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力。機械的可靠性是機械設(shè)計的主要目的之一，有效地增強產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本、減輕整機質(zhì)量、提高可靠性和作業(yè)效率是可靠性設(shè)計的主要目標(biāo)。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，機械產(chǎn)品性能參數(shù)日益提高，結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，使用場所更加廣泛，產(chǎn)品的性能和可靠性問題也就越來越突出。機械可靠性設(shè)計的基本任務(wù)是在故障物理學(xué)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合可靠性試驗以及故障數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，提供實際計算的數(shù)學(xué)力學(xué)模型和方法及實踐。科技研究人員和工程設(shè)計人員積極投入到可靠性工程的研究與實踐之中，取得了可喜的成果。張義民[1]結(jié)合現(xiàn)代數(shù)學(xué)力學(xué)理論，系統(tǒng)地闡明機械可靠性設(shè)計、機械動態(tài)可靠性設(shè)計、機械可靠性優(yōu)化設(shè)計、機械可靠性靈敏度設(shè)計、機械可靠性穩(wěn)健設(shè)計等可靠性設(shè)計理論與方法內(nèi)涵與遞進。陳靜等[2]闡述了機械產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計及可靠性的相關(guān)理論，介紹了可靠性優(yōu)化設(shè)計的應(yīng)用及發(fā)展現(xiàn)狀，并介紹了機械行業(yè)相關(guān)的軟件應(yīng)用情況。喻天翔等[3]對當(dāng)前機械可靠性的特點和爭議進行介紹，從Bayesian理論、FMECA和疲勞可靠性試驗三個方面總結(jié)了機械可靠性試驗技術(shù)相關(guān)的重要理論問題及其發(fā)展，并闡述了可靠性增長試驗、加速試驗和微機械可靠性試驗技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展，總結(jié)了機械可靠性試驗技術(shù)研究存在的問題及其發(fā)展趨勢?？煽啃栽O(shè)計 可靠性設(shè)計傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法認(rèn)為零件的強度和應(yīng)力都是單值，只要計算出的安全系數(shù)大于規(guī)定的安全系數(shù)，就認(rèn)為零件是安全的，因而設(shè)計過程中忽略了各設(shè)計參數(shù)的隨機性?？煽啃栽O(shè)計將零件的應(yīng)力和強度作為隨機變量，認(rèn)為應(yīng)力受到各種環(huán)境因素(溫度、腐蝕、粒子輻射等)的影響，具有一定的分布規(guī)律；強度受材料的性能、工藝環(huán)節(jié)的波動和加工精度等的影響，也是具有一定的分布規(guī)律?？煽啃栽O(shè)計認(rèn)為所設(shè)計的任一機械存在著一定的失效可能性，設(shè)計時根據(jù)需要預(yù)先控制的失效概率或可靠度，考慮各參數(shù)的隨機性及分布規(guī)律，以反映出零部件的實際工作狀況。產(chǎn)品的可靠性表示產(chǎn)品在規(guī)定使用條件和使用期限內(nèi)，保持其正常技術(shù)性能完成規(guī)定功能的能力?？煽啃栽O(shè)計的一個目標(biāo)是計算可靠度，可靠度是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。其表達式為：R=242。g(X)0fx(X)dX式中fx(X)為基本隨機參數(shù)向量X=(X1,X2,Xn)T的聯(lián)合概率密度；g(X)為狀態(tài)函數(shù)，可表示零件的不同狀態(tài)：g(X)0為安全狀態(tài)，g(X)現(xiàn)代生產(chǎn)的經(jīng)驗表明，在設(shè)計、制造和使用產(chǎn)品的三個階段中，設(shè)計決定了產(chǎn)品的可靠性水平，即產(chǎn)品的固有可靠性，而制造和使用是保證產(chǎn)品可機械可靠性分析與設(shè)計的方法很多，總體上可以歸納成兩類，即數(shù)學(xué)模型法與物理原因法。數(shù)學(xué)模型法是指可靠性遵從由某種試驗數(shù)據(jù)獲得的概率統(tǒng)計規(guī)律，而物理原因法是指考慮失效的物理原因的方法。 動態(tài)可靠性設(shè)計經(jīng)典的可靠性設(shè)計理論不能考慮結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的動力學(xué)行為，為了彌補這種缺失必須開展動態(tài)可靠性的研究。動態(tài)可靠性是指產(chǎn)品在運動或振動狀況下的可靠性，“動態(tài)”強調(diào)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中所包含的動態(tài)特性(如：振動頻率、輸出響應(yīng)、能量傳遞等)，由于機械產(chǎn)品的特性及參數(shù)(如：強度、應(yīng)力、物理變量、幾何尺寸等)具有固有的隨機性，同時機械產(chǎn)品運行是也是典型的動態(tài)過程，載荷、工況、應(yīng)力等運行環(huán)境及參數(shù)也都是隨時間變化的量，因而必須將其處理為隨機過程。不考慮動態(tài)特性將難以得到產(chǎn)品準(zhǔn)確的失效數(shù)據(jù)和可靠性信息，這必然使可靠性的研究從靜態(tài)可靠性向動態(tài)可靠性轉(zhuǎn)變。另外，多數(shù)機械產(chǎn)品的特性數(shù)值隨時間而逐漸變化，如：因疲勞、磨損、腐蝕等造成的機械強度降低等，使產(chǎn)品的可靠性表現(xiàn)出了漸變的特征?？梢妼C械動力學(xué)與機械可靠性有機地結(jié)合起來，研究動態(tài)可靠性設(shè)計的基礎(chǔ)理論與方法具有重要意義?？煽啃詢?yōu)化設(shè)計機械優(yōu)化設(shè)計是隨著電子計算機的廣泛使用而迅速發(fā)展起來的一門學(xué)科，在現(xiàn)代機械設(shè)計中占有重要的地位。機械產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計的目的是以最少的材料，最低的造價，最簡單的工藝，實現(xiàn)機械結(jié)構(gòu)靠性指標(biāo)的實現(xiàn)。可靠性試驗數(shù)據(jù)是可靠性設(shè)計的基礎(chǔ)，但是試驗不能提高產(chǎn)品的可靠性，只有設(shè)計才能決定產(chǎn)品的固有可靠性。機械產(chǎn)品與可靠性的關(guān)系框圖見圖1。的最優(yōu)性能，包括強度、剛度、穩(wěn)定性等目標(biāo)。當(dāng)然設(shè)計時既要考慮各種載荷的隨機性，又要考慮結(jié)構(gòu)參數(shù)的隨機性，以及二者對產(chǎn)品性能的影響。機械優(yōu)化設(shè)計追求最合理的利用材料的性能，使各個部件或零件的幾何參數(shù)得到最好的協(xié)調(diào)，使設(shè)計者從眾多的設(shè)計方案中獲得較為完善的或最為合適的最優(yōu)設(shè)計方案。優(yōu)化設(shè)計數(shù)學(xué)模型的3個要素是目標(biāo)函數(shù)、約束條件和設(shè)計變量。雖然目前可靠性設(shè)計和優(yōu)化設(shè)計在理論和方法上都達到了一定的水平，但是無論單方面進行可靠性設(shè)計還是優(yōu)化設(shè)計，都不可能發(fā)揮可靠性設(shè)計與優(yōu)化設(shè)計的巨大潛力。一方面是因為可靠性設(shè)計有時并不等于優(yōu)化設(shè)計，例如機械產(chǎn)品在經(jīng)過可靠性設(shè)計后，并不能保證它的工作性能或參數(shù)就一定處于最佳狀態(tài)；另一方面是因為優(yōu)化設(shè)計并不一定包含可靠性設(shè)計，例如機械產(chǎn)品在沒有考慮可靠性的狀態(tài)下進行優(yōu)化設(shè)計后，并不能保證它在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定的功能，甚至發(fā)生故障和事故，造成損失。另外，由于機械產(chǎn)品有眾多的設(shè)計參數(shù)，要同時確定多個設(shè)計參數(shù)，單純的可靠性設(shè)計方法就顯得無能為力了。所以應(yīng)該進行可靠性優(yōu)化設(shè)計的研究，使機械產(chǎn)品既保證具有可靠性要求，又保證具有最佳的工作性能和參數(shù)?？煽啃詢?yōu)化設(shè)計方法是在常規(guī)優(yōu)化設(shè)計方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合可靠性設(shè)計理論發(fā)展起來的一種有效的優(yōu)化設(shè)計方法。它將可靠性分析理論與數(shù)學(xué)規(guī)劃方法有機地結(jié)合在一起，也就是說在優(yōu)化設(shè)計中將設(shè)計參數(shù)作為隨機變量，以產(chǎn)品的可靠度作為目標(biāo)函數(shù)或約束條件，運用最優(yōu)化方法得到在概率意義下的最佳設(shè)計的一種數(shù)值計算方法。由于它彌補了單一可靠性設(shè)計或優(yōu)化設(shè)計的不足，使設(shè)計不僅符合工況運行要求，而且得出最優(yōu)的設(shè)計參數(shù)，因而更具有工程實用價值?？煽啃詢?yōu)化設(shè)計，一般包含三方面的內(nèi)容：質(zhì)量、成本、可靠度，把產(chǎn)品的總體可靠度作為性能約束的優(yōu)化，將會產(chǎn)生與合理安全性相協(xié)調(diào)的平衡設(shè)計，也就是在給定結(jié)構(gòu)布局和給定產(chǎn)品質(zhì)量或成本之下，使產(chǎn)品有最大的可靠度。相對于常規(guī)的優(yōu)化設(shè)計，可靠性優(yōu)化設(shè)計的特點在于將可靠性設(shè)計引入優(yōu)化設(shè)計當(dāng)中。將可靠性設(shè)計理論與優(yōu)化技術(shù)結(jié)合起來通常有兩種方法：（1）要求結(jié)構(gòu)或零部