前言：中文期刊網精心挑選了鑄造工藝論文范文供你參考和學習，希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感，歡迎閱讀。

鑄造工藝論文范文1

過去20年，互聯網是改變社會、改變商業最重要的技術；如今，物聯網的出現，讓許多物理實體具備了感知能力和數據傳輸的表達能力；未來，隨著移動互聯網、物聯網以及云計算和大數據技術的成熟，生產制造領域將具備收集、傳輸及處理大數據的高級能力，使制造業形成工業互聯網，帶動傳統制造業的顛覆與重構。

“工業互聯網”的概念最早是由美國通用電氣公司(GE)于2012年提出的，隨后聯合另外四家IT巨頭組建了工業互聯網聯盟(IIC)，將這一概念大力推廣開來?！肮I互聯網”主要含義是，在現實世界中，機器、設備和網絡能在更深層次與信息世界的大數據和分析連接在一起，帶動工業革命和網絡革命兩大革命性轉變。

工業互聯網聯盟的愿景是使各個制造業廠商的設備之間實現數據共享。這就至少要涉及到互聯網協議、數據存儲等技術。而工業互聯網聯盟的成立目的在于通過制定通用的工業互聯網標準，利用互聯網激活傳統的生產制造過程，促進物理世界和信息世界的融合。

工業互聯網基于互聯網技術，使制造業的數據流、硬件、軟件實現智能交互。未來的制造業中，由智能設備采集大數據之后，利用智能系統的大數據分析工具進行數據挖掘和可視化展現，形成“智能決策”，為生產管理提供實時判斷參考，反過來指導生產，優化制造工藝(圖1)。

智能設備可以在機器、設施、組織和網絡之間實現共享促進智能協作，并將產生的數據發送到智能系統。

智能系統包括部署在組織內的機器設備，也包括互聯網中廣泛互聯的軟件。隨著越來越多的機器設備加入工業互聯網，實現貫通整個組主和網絡的智能設備協同效應成為可能。深度學習是智能系統內機器聯網的一個升級。每臺機器的操作經驗可以聚合為一個信息系統，以使得整套機器設備能夠不斷地自行學習，掌握數據分析和判斷能力。以往，在單個的機器設備上，這種深度學習的方式是不可能實現的。例如，從飛機上收集的數據加上航空地理位置與飛行歷史記錄數據，便可以挖掘出大量有關各種環境下的飛機性能的信息。通過這些大數據的挖掘與應用，可以使整個系統更聰明，從而推動一個持續的知識積累過程。當越來越多的智能設備連接到一個智能系統之中，結果將是系統不斷增強并能自主深度學習，而且變得越來越智能化。

工業互聯網的關鍵是通過大數據實現智能決策。當從智能設備和智能系統采集到了足夠的大數據時，智能決策其實就已經發生了。在工業互聯網中，智能決策對于應對系統越來越復雜的機器的互聯、設備的互聯、組織的互聯和龐大的網絡來說，十分必要。智能決策就是為了解決系統的復雜性。

當工業互聯網的三大要素——智能設備、智能系統、智能決策，與機器、設施、組織和網絡融合到一起的時候，其全部潛能就會體現出來。生產率提高、成本降低和節能減排所帶來的效益將帶動整個制造業的轉型升級。

所以說，“工業互聯網”代表了消費互聯網向產業互聯網的升級，增強了制造業的軟實力，使未來制造業向效率更高、更精細化發展。

“工業4.0”中的智能制造

2009到2012年歐洲深陷債務危機，德國經濟卻一枝獨秀，依然堅挺。德國經濟增長的動力來自其基礎產業——制造業所維持的國際競爭力。對于德國而言，制造業是傳統的經濟增長動力，制造業的發展是德國工業增長不可或缺的因素，基于這一共識，德國政府傾力推動進一步的技術創新，其關鍵詞是“工業4.0”。

“工業4.0”中，互聯網技術發展正在對傳統制造業造成顛覆性、革命性的沖擊。網絡技術的廣泛應用，可以實時感知、監控生產過程中產生的海量數據，實現生產系統的智能分析和決策，使智能生產、網絡協同制造、大規模個性化制造成為生產方式變革的方向。“工業4.0”所描繪的未來的制造業將建立在以互聯網和信息技術為基礎的互動平臺之上，將更多的生產要素更為科學地整合，變得更加自動化、網絡化、智能化，而生產制造個性化、定制化將成為新常態。

自動化只是單純的控制，智能化則是在控制的基礎上，通過物聯網傳感器采集海量生產數據，通過互聯網匯集到云計算數據中心，然后通過信息管理系統對大數據進行分析、挖掘，從而作出正確的決策。這些決策附加給自動化設備的是“智能”，從而提高生產靈活性和資源利用率，增強顧客與商業合作伙伴之間的緊密關聯度，并提升工業生產的商業價值(圖2)。

生產智能化。全球化分工使得各項生產要素加速流動，市場趨勢變化和產品個性化需求對工廠的生產響應時間和柔性化生產能力提出了更高的要求。“工業4.0”時代，生產智能化通過基于信息化的機械、知識、管理和技能等多種要素的有機結合，從著手生產制造之前，就按照交貨期、生產數量、優先級、工廠現有資源(人員、設備、物料)的有限生產能力，自動制訂出科學的生產計劃。從而，提高生產效率，實現生產成本的大幅下降，同時實現產品多樣性、縮短新產品開發周期，最終實現工廠運營的全面優化變革。

傳統制造業時代，材料、能源和信息是工廠生產的三個要素(圖3)。傳統制造業發展的歷史，就是工廠利用材料、能源和信息進行物質生產的歷史。材料、能源和信息領域的任何技術革命，必然導致生產方式的革命和生產力的飛躍發展。但是，隨著移動互聯網和云計算、大數據技術的發展，計算機到智能手機等移動終端的演進，越來越多功能強大的智能設備以無線方式實現了與互聯網或設備之間的互聯。由此衍生出物聯網、服務互聯網和數據網，推動著物理世界和信息世界以信息物理系統(CPS)的方式相融合。也可以說，是這種技術進步使得制造業領域實現了資源、信息、物品、設備和人的互通互聯。

通過互通互聯，云計算、大數據這些新的互聯網技術，和以前的自動化的技術結合在一起，生產工序實現縱向系統上的融合，生產設備和設備之間，工人與設備之間的合作，把整個工廠內部的要素聯結起來，形成信息物理系統，互相之間可以合作、可以響應，能夠開展個性化的生產制造，可以調整產品的生產率，還可以調整利用資源的多少、大小，采用最節約資源的方式。

“工業4.0”時代，在智能工廠中，CRM(Customer Relationship Management，客戶關系管理)、PDM(Product Data Management，產品數據管理)、SCM(Supply chain management，供應鏈管理)等軟件管理系統可能都將互聯。屆時，接到顧客訂單后的一瞬間，工廠就會立即自動地向原材料供應商采購。原材料到貨后，將被賦予數據，“這是給某某客戶生產的某某產品的某某工藝中的原材料”，使“原材料”帶有信息。帶有信息的原材料也就意味著擁有自己的用途或目的地。在生產過程中，原材料一旦被錯誤配送到其他生產線，它就會通過與生產設備開展“對話”，返回屬于自己的正確的生產線；如果生產機器之間的原材料不夠用，生產機器也可以向訂單系統進行“交涉”，來增加原材料數量；最終，即便是原材料嵌入到產品內之后，由于它還保存著路徑流程信息，將會很容易實現追蹤溯源(圖4)。

設備智能化。在未來的智能工廠，每個生產環節清晰可見、高度透明，整個車間有序且高效地運轉。“工業4.0”中，自動化設備在原有的控制功能基礎上，附加一定的新功能，就可以實現產品生命周期管理、安全性、可追蹤性與節能性等智能化要求。這些為生產設備添加的新功能是指通過為生產線配置眾多傳感器，讓設備具有感知能力，將所感知的信息通過無線網絡傳送到云計算數據中心，通過大數據分析決策進一步使得自動化設備具有自律管理的智能功能，從而實現設備智能化。

“工業4.0”中，在生產線、生產設備中配備的傳感器，能夠實時抓取數據，然后經過無線通信連接互聯網傳輸數據，對生產本身進行實時的監控。設備傳感和控制層的數據與企業信息系統融合形成了信息物理系統(CPS)，使得生產大數據傳到云計算數據中心進行存儲、分析，形成決策并反過來指導設備運轉。設備的智能化直接決定了“工業4.0”所要求的智能生產水平。

能源管理智能化。近年來，環境和節能減排已成為制造業最重視的課題之一。許多制造業企業都已經開始應用信息技術，對生產能耗進行管理，以最具經濟效益的方式，部署工業節能減排與綜合利用的智能化系統架構，從資源、原材料、研發設計、生產制造到廢棄物回收再利用處理，形成綠色產品生命周期管理的循環。

供應鏈管理智能化。在傳統的制造業生產模式中，無論是工廠還是供應商，都需要為制造業的零部件或原材料的庫存付出一定的成本支出，由于供應商和工廠之間的信息不對稱和非自動的信息交換，生產的模式只能采用按計劃或按庫存生產的模式，靈活性和效率受到了約束。

“工業4.0”時代，復雜的制造系統在一定程度上也加速了產業組織結構的轉型。傳統的大型企業集團掌控的供應鏈主導型將向產業生態型演變，平臺技術以及平臺型企業將在產業生態中的展現出更多的作用。因此，企業競爭戰略的重點將不再是做大規模，而將是智能化的供應鏈管理，在不斷變化的動態環境中獲得和保持動態的供需協調能力。

供應鏈管理智能化將統一工廠的零部件庫存和供應商的生產流程，從而保證工廠的零部件庫存的最小化，降低庫存帶來的風險，降低生產成本。供應鏈管理智能化要求企業間的信息采用基于事件驅動的方式交換信息，信息的交換是實時的，并且對方同樣可以做出實時的反應，供應鏈上不同企業的運作效率與在同一個企業中不同部門的運作一樣敏捷，具有滿足不斷變化的需求的適應性。供應鏈管理智能化將為供應鏈上的企業帶來更大的利益，供應鏈上各個企業的協同制造將為降低制造成本、物流成本，縮短制造周期，提供更好的服務和有力的保障。

實現上述四個智能化體現了“工業4.0”的宏大愿景?！肮I4.0”認為實現上述四個智能化其實是一個簡單的概念：將大量的有關人、信息管理系統、自動化生產設備等物體融入到信息物理系統(CPS)中，在制造系統中，利用產生的數據為企業服務，協同企業的生產和運營。

智能制造的內涵

無論是德國的“工業4.0”，還是美國的“工業互聯網”，其實質與我國工業和信息化部推廣的“兩化融合”戰略大同小異。某種程度上說，以智能制造為代表的新一輪工業革命或許對于我國制造業是一個很好的機會，也可能是我國制造業轉型升級的一個重要機遇。

工廠內實現“信息物理系統”。德國“工業4.0”其實就是基于信息物理系統(CPS)實現智能工廠，最終實現的是制造模式的變革。CPS概念最早是由美國國家基金委員會在2006年提出，被認為有望成為繼計算機、互聯網之后世界信息技術的第三次浪潮。

CSP是融合技術，包括計算、通信以及控制(傳感器、執行器等)。中國科學院何積豐院士指出：“CPS，從廣義上理解，就是一個在環境感知的基礎上，深度融合了計算、通信和控制能力的可控可信可擴展的網絡化物理設備系統，它通過計算進程和物理進程相互影響的反饋循環實現深度融合和實時交互來增加或擴展新的功能，以安全、可靠、高效和實時的方式監測或者控制一個物理實體。CPS的最終目標是實現信息世界和物理世界的完全融合，構建一個可控、可信、可擴展并且安全高效的CPS網絡，并最終從根本上改變人類構建工程物理系統的方式?！?/p>

目前所說的制造業信息化，首先強調的是CAD(Computer Aided Design，計算機輔助設計)、CAM(Computer Aided Manufacturing，計算機輔助制造)等工業軟件和PPS(生產計劃控制系統)、PLM(產品生命周期管理)等信息化管理系統。主要應用于由上而下的集中式中央控制系統。

而信息物理系統(CPS)則通過物體、數據以及服務等的無縫連接，實現了生產工藝與信息系統融合，形成了智能工廠。物聯網和服務互聯網分別位于智能工廠的三層信息技術基礎架構的底層和頂層。最頂層中，與生產計劃、物流、能耗和經營管理相關的ERP、SCM、CRM等，和產品設計、技術相關的PLM處在最上層，與服務互聯網緊緊相連。中間一層，通過CPS物理信息系統實現生產設備和生產線控制、調度等相關功能，從智能物料供應，到智能產品的產出，貫通整個產品生命周期管理。最底層則通過物聯網技術實現控制、執行、傳感，實現智能生產(圖5)。

智能工廠的產品、資源及處理過程因CPS的存在，將具有非常高水平的實時性，同時在資源、成本節約中也頗具優勢。智能工廠將按照重視可持續性的服務中心的業務來設計。因此，靈活性、自適應以及機械學習能力等特征，甚至風險管理都是其中不可或缺的要素。智能工廠的設備將實現高級自動化，主要是由基于自動觀察生產過程的CPS的生產系統的靈活網絡來實現的。通過可實時應對的靈活的生產系統，能夠實現生產工程的徹底優化。同時，生產優勢不僅僅是在特定生產條件下一次性體現，也可以實現多家工廠、多個生產單元所形成的世界級網絡的最優化。

工廠間實現“互聯制造”。隨著信息技術和互聯網、電子商務的普及，制造業市場競爭的新要求出現了變化。一方面，要求制造業企業能夠不斷地基于網絡獲取信息，及時對市場需求做出快速反應；另一方面，要求制造業企業能夠將各種資源集成與共享，合理利用各種資源。

互聯制造能夠快速響應市場變化，通過制造企業快速重組、動態協同來快速配置制造資源，在提高產品質量的同時，減少產品投放市場所需的時間，增加市場份額；能夠分擔基礎設施建設費用、設備投資費用等，減少經營風險。通過互聯網實現企業內部、外部的協同設計、協同制造和協同管理，實現商業的顛覆和重構。通過網絡協同制造，消費者、經銷商、工廠、供應鏈等各個環節可利用互聯網技術全流程參與。傳統制造業的模式是以產品為中心，而未來制造業通過與用戶互動，根據用戶的個性化需求，然后開始部署產品的設計與生產制造。

另外，作為一個未來的潮流，工廠將通過互聯網，實現內、外服務的網絡化，向著互聯工廠的趨勢發展。隨之而來，采集并分析生產車間的各種信息向消費者反饋，從工廠采集的信息作為大數據經過解析，能夠開拓更多的、新的商業機會。經由硬件從車間采集的海量數據如何處理，也將在很大程度上決定服務、解決方案的價值。

過去的制造業只是一個環節，但隨著互聯網進一步向制造業環節滲透，網絡協同制造已經開始出現。制造業的模式將隨之發生巨大變化，它會打破傳統工業生產的生命周期，從原材料的采購開始，到產品的設計、研發、生產制造、市場營銷、售后服務等各個環節構成了閉環，徹底改變制造業以往僅是一個環節的生產模式。在網絡協同制造的閉環中，用戶、設計師、供應商、分銷商等角色都會發生改變。與之相伴而生，傳統價值鏈也將不可避免的出現破碎與重構。

工廠外實現“數據制造”。滿足消費者個性化需求，一方面需要制造業企業能夠生產或提供符合消費者個性偏好的產品或服務，一方面需要互聯網提供消費者的個性化定制需求。由于消費者人數眾多，每個人的需求不同，導致需求的具體信息也不同，加上需求的不斷變化，就構成了產品需求的大數據。消費者與制造業企業之間的交互和交易行為也將產生大量數據，挖掘和分析這些消費者動態數據，能夠幫助消費者參與到產品的需求分析和產品設計等創新活動中，為產品創新作出貢獻。

因此，大數據將構成制造業智能化的一個基礎。大數據在制造業大規模定制中的應用除了圍繞定制平臺這一核心之外，還包括數據采集、數據管理、訂單管理、智能化制造等。定制數據達到一定的數量級，就可以實現大數據應用，通過對大數據的挖掘，實現流行預測、精準匹配、時尚管理、社交應用、營銷推送等更多的應用(圖6)。同時，大數據能夠幫助制造業企業提升營銷的針對性，降低物流和庫存的成本，減少生產資源投入的風險。

“數據制造”時代，互聯網技術將全面嵌入到工業體系之中，將打破傳統的生產流程、生產模式和管理方式。生產制造過程與業務管理系統的深度集成，將實現對生產要素的高度靈活配置，實現大規模定制生產。從而，將有力推動傳統制造業加快轉型升級的步伐。毫無疑問，“數據制造”將會改變制造業思維，給制造業帶來更多的靈活性和想象空間，也或將顛覆制造業的游戲規則。

對我國的啟示

沒有強大的制造業，一個國家將無法實現經濟快速、健康、穩定的發展，勞動就業問題將日趨突顯，人民生活難以普遍提高，國家穩定和安全將受到威脅，信息化、現代化將失去堅實基礎。改革開放以來的30多年中，中國經濟經歷了接近10%的高速增長階段，而制造業是我國經濟高速增長的引擎。目前，我國尚處于工業化進程的中后期，制造業創造了GDP總量的三分之一，貢獻了出口總額的90%，未來幾十年制造業仍將是我國經濟的支柱產業。

重新定義“智能制造”的關鍵詞。進入21世紀以來，制造業面臨著全球產業結構調整帶來的機遇和挑戰。特別是2008年金融危機之后，世界各國為了尋找促進經濟增長的新出路，開始重新重視制造業，歐盟整體上開始加大制造業科技創新扶持力度；美國于2011年提出“先進制造業伙伴計劃”，旨在增加就業機會，實現美國經濟的持續強勁增長。美國國家科學技術委員會于2012年2月正式了《先進制造業國家戰略計劃》，德國于2013年4月推出《工業4.0戰略》。我們應該通過比較研究《美國先進制造業國家戰略計劃》《德國工業4.0戰略》等資料中的先進制造業關鍵詞，進而來定義未來制造業的發展方向(圖7)。

一是軟性制造。大規模制造時代，傳統的制造環節利潤空間越來越受到擠壓。所以，從發達國家發展先進制造業的戰略規劃中均可以看到，制造業的概念和附加值正在不斷從硬件向軟件、服務、解決方案等無形資產轉移。相對于傳統制造業，如今的制造業是軟件帶給硬件功能、控制硬件、對硬件造成極大影響。同時，與以往的硬件商品所不同，目前的制造業中，對商品附屬的服務或者基于商品上面的解決方案的需求正在快速增加。

所謂軟性制造，就是增加產品附加價值、拓展更多、更豐富的服務與解決方案。因為相對于硬件，產品內置的軟件、附帶的服務或者解決方案通常是軟性和無形的，都是“看不見”的事物，所以稱之為軟性制造。

軟性制造不再將“硬件”生產視為制造業，而認為“軟件”在制造業中不斷發揮主導作用，商品產生的服務或解決方案將對制造業的價值產生巨大影響。所以，未來的制造業需要放棄傳統的“硬件式”的思維模式，而要從軟件、服務產生附加值的角度去發展制造業。軟件、服務在整個制造業價值鏈中所占的比重將越來越大，呈現顯著的增長趨勢。未來制造業企業向顧客提供的不再是單純的產品，而是各種應用軟件與服務形態集成于一體的整體解決方案。

二是從“物理”到“信息”的趨勢。以往，每當提及制造業，恐怕都認為是各種零部件構成硬件產品的核心。隨著封裝化、數字化的發展，零部件生產加工技術加速向新興市場國家轉移，這樣，零部件本身的利潤就難以維系。因此，發達國家制造業開始更加注重通過組裝零部件進行封裝化，將部分功能模塊化，將系列功能系統化，來提升附加價值。

模塊化是將標準化的零部件進行組裝，以此來設計產品。從而能夠快速響應市場的多樣化需求，滿足消費者的各項差異化需求。以往，在產品生產過程中，需要付出很多時間和成本，如果將復雜化的產品通過幾個模塊進行組裝，就能夠同時解決多樣化和效率化的問題。

但是，模塊化本身不過是產品的一項功能，未來制造業將更加重視在通過模塊化和封裝化的基礎上進行系統化，拓展新的應用與服務。如果以系統化為主導，就能相對于“物理”意義上的零部件，獲取更多的帶有“信息”功能的附加價值。相反，如果不掌控系統的主導權，無論研發出的零部件的質量和功能多么好，也難以成為市場價格的主導者。

三是從“群體”到“個體”的趨勢。在發達國家，以規?；癁閷ο蟮牧慨a制造業將生產基地轉移至新興市場國家，以定制化為重點的多種類小批量制造業漸漸成為主流。同時，消費者本身也將有能力將自己的需求付諸生產制造。也就是說，“大規模定制”隨著以3D打印為代表的數字化和信息技術的普及帶來的技術革新，將制造業的進入門檻降至最低，不具備工廠與生產設備的個人也能很容易地參與到制造業之中。制造業進入門檻的降低，也意味著一些意想不到的企業或個人將參與到制造業，從而有可能帶來商業模式的巨大變化。

“個性化”首先是美國大力推進的。在美國的文化背景下，個性要比組織色彩強烈。制造業的“個性化”趨勢不僅僅是美國制造業回歸，還將帶動舊金山等大城市制造業的興盛，一些專注于通過信息技術使得生產工程高效化、專業性的小規模手工制作的制造業將在市區內盛行，它們根據消費者的需求進行柔性的定制化服務，憑借獨特的設計，與大量生產形成差異化競爭。

四是互聯制造。隨著信息技術和互聯網、電子商務的普及，制造業市場競爭的新要求出現了變化。一方面，要求制造業企業能夠不斷地基于網絡獲取信息，及時對市場需求做出快速反應；另一方面，要求制造業企業能夠將各種資源集成與共享，合理利用各種資源。

互聯制造能夠快速響應市場變化，通過制造企業快速重組、動態協同來快速配置制造資源，提高產品質量，減少產品投放市場所需的時間，增加市場份額。另外，作為一個未來的潮流，工廠將通過互聯網，實現內、外服務的網絡化，向著互聯工廠的趨勢發展。

美國因為有Google、Apple、IBM等IT巨頭和無數的IT企業，所以在大數據應用上較為積極，非常重視對社會帶來新的價值。Google不斷將制造業企業收購至麾下，就是希望掌握主導權。同時，作為美國大型制造業企業的一個代表，GE公司也開始加強數據分析和軟件開發，從車間采集數據，進行解析，提供解決方案，開拓新的商業機會。德國將“工業4.0”視為國家戰略，將工廠智能化視為國家方針。通過信息技術，最大限度的發揮工廠本身的能力(表1)。

把“兩化”深度融合作為主要著力點。工業和信息化部成立以來，一直致力于推進“兩化融合”工作，通過信息化的融合與滲透，對傳統制造業產生革命性影響?！肮I4.0”本質上是由信息技術引發的，與我國的“兩化融合”有異曲同工之處。在未來制造業中，我們應該將“兩化深度融合”作為主要著力點，進一步繼續加快推進信息化、自動化和智能化。

首先，研究部署信息物理系統(CPS)平臺，實現“智能工廠”的“智能制造”。智能制造已成為全球制造業發展的新趨勢，智能設備和生產手段在未來必將廣泛替代傳統的生產方式。而信息物理系統(CPS)將改變人類與物理世界的交互方式，使得未來制造業中的物質生產力與能源、材料和信息三種資源高度融合，為實現“智能工廠”和“智能制造”提供有效的保障。美國、德國等世界工業強國都高度重視信息物理系統的構建，加強戰略性、前瞻性的部署，并已然取得了積極的研究進展。而我國目前的制造業發展仍然以簡單地擴大再生產為主要途徑，迫切需要通過智能生產、智能設備和“工業4.0”理念來改造和提升傳統制造業。

其次，推動制造業向智能化發展轉型的同時，同步推動制造業的模式和業態的革新。主要體現在，從大規模批量生產向大規模定制生產的革新、從生產型制造向服務型制造的革新、從集團式全能型生產向網絡式協同制造的革新、從兩化融合向工業互聯網的革新。

鑄造工藝論文范文2

關鍵詞：卓越工程師；實踐教學；材料成型；鑄造

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）50-0200-02

卓越工程師教育培養計劃，其核心目的是培養學生的工程實踐能力和創新能力，尤其是工科類學生，成為創新能力強、能適應經濟社會發展需要的高質量的工程技術人才。我國已是一個鑄造大國，鑄造企業雖然眾多，但還不是一個鑄造強國，急切需要大量鑄造專業高水平工程人才，材料成型鑄造方向是實踐性要求非常高的專業，因此對鑄造卓越工程師培養更是迫在眉睫。

一、實踐教學現狀

材料成型鑄造方向是實踐教學內容，一般包括有：課程實驗、認識實習、生產實習、綜合性實踐及畢業（設計）論文等。在理論教學環節，各院校在課程教學體系設置上大相徑庭，有些院校根據各地實際情況，還開設了特色課程。相對而言，在實踐教學環節方面，各院校差異較大，教學水平和開設的實踐環節課程等形式多種多樣、參差不齊，教學效果差異較大，具體反映在學生的工程實踐能力非常明顯。針對卓越計劃，面臨著新的挑戰，存在諸多共性的問題，主要表現在以下幾方面：實驗室的各種實驗裝備、儀器、材料等落后、缺乏，專業實驗受到極大限制，生產實習難、質量不高、實踐環節課大多由年輕教師承擔、經驗不足等問題，這些都嚴重影響實踐教學效果，制約了學生創新實踐能力的培養。

二、實踐教學環節改進

多年來，各高等院校對鑄造方向實踐教學的內容、方法和手段等進行了多方面的改革。增強學生實踐能力，提高實踐教學效果，培養具有綜合能力的應用型人才一直是大家關注的重點。針對鑄造卓越工程師培養計劃實踐教學環節現狀，可從以下方面改進。

（一）轉變觀念，加強對實踐教學的重視程度

實驗、實踐是提高工科學生創新能力的主要方式。長期以來，不少領導和教師對實踐教學重視不夠，沒有把實踐教學和理論教學看成同等重要的地位，認為學校最重要的任務是理論知識傳授，實踐能力是學生在以后工廠、企業中培養的，學生實踐能力的考核指標和方法不完善、不科學。提到實踐教學，大都認為經費有限、困難重重。對于實踐教學環節存在的問題進行分析，究其根源在于對實踐教學的重視程度不夠。從與學生的交流中看出，學生非?？释趯嵺`環節有更多的實踐鍛煉機會?，F在就業形勢嚴峻，用人單位非常在意學生是否有工作經驗，而剛畢業的大學生很難說有多少工作經驗，而實踐環節的鍛煉正是彌補了這方面的不足。實踐教學環節中，教師的作用毋庸置疑，應積極鼓勵廣大教師想辦法、出策略，激勵教師參與實踐教學的積極性，豐富和改進實踐教手段。目前，諸多高校對教師的考核往往包括教學和科研任務，而大多教師認為科研考核是最為頭痛的任務，學校過分看重于老師發表多少高水平學術論文、有多少科研經費，教師把大量的時間和精力都集中在這些方面，很難有功夫去重視、研究實踐教學環節。

（二）充分利用現有的實驗手段，挖掘潛力

目前，不少院校鑄造專業方向實驗室教學模式落后，內容陳舊，儀器設備落后。由于實驗教學環節條件限制，只能進行一些簡單的實驗。各實驗間相互獨立，系統性較差。學生多人一組，按照實驗指導書機械地完成，局限于傳統的砂型鑄造工藝進行實驗，甚至還缺乏鑄造實驗的最基本手段，沒有切合實際生產中的先進的鑄造工藝、材料、設備等開展，這些都制約了學生對本專業知識和新工藝的認識和掌握。要開展好實踐教學，除必須完善相應的必要的實驗手段外，還必須與時俱進，要結合鑄造工藝、熔煉的發展方向，結合一些新工藝，盡可能開展一些具有創新性的實驗，將原來的單一、過于簡單的實驗進行整合、改進，可以分為鑄造工藝、熔煉工藝兩大模塊開展；激發學生做實驗的興趣，調動學生的積極主動性，讓學生有機會自己進行設計、構思實驗，教師積極指導學生，給他們創造、提供必備的實踐條件，從而培養學生的創新能力和實踐能力。

（三）積極開展科技創新實踐、技能實踐等具有創造性的實踐教學環節

在卓越計劃下，材料成型專業普遍增加了科技創新實踐和技能實踐等實踐教學內容，這固然對增強學生的工程實踐能力很有利。創新學分可以通過參加學術講座、大學生創新性實驗項目、工程訓練等活動或參與教師、企業的科研課題并等途徑來獲得。教師們一方面要創造條件，給學生提供動手實踐的機會。通常教師課堂上一般會給學生布置一些課后作業，課后作業大多以書本中的作業習題為主，其實這種課后作業形式上可以改進，比如安排學生查閱學習相關文獻資料、進行相關的設計任務、完成相關小論文，尤其是設計，還可以在實踐環節中加以實施，并對結果進行綜合分析。這樣可以做到內容教學與設計同步，教學與實踐并重進行。另一方面，可以在理論教學中邀請一些企業中有豐富經驗的工程技術人員參與指導工作，鑄造工藝設計是實踐性很強的課程，理論設計與實際生產應用有較大差異，請現場工程技術人員講述鑄造工藝設計實例，有利于鞏固和加深、完善學生的理論知識。

（四）鞏固并擴大校內外實習基地，提高生產實習質量

生產實習是重要的實踐教學環節，學生通過生產實習，讓學生從課堂走入現場，真實地認識、理解本專業的實質，從而更好地掌握所學的專業知識。近年來，生產實習中，生產與教學之間的矛盾越來越突出，許多企業由于各種原因不太愿意接收大學生進工廠實習，給生產實習帶來很大困難。由于鑄造生產現場工藝過程的復雜、各工序設備繁多，生產現場環境條件相對較差。企業和學校往往更多地考慮學生們的安全，生產實習成了走過場，應付教學，很難深入到各個環節，進行細致了解，缺乏發現問題、解決問題的鍛煉機會。要取得好的生產實習效果，建議采取如下一些措施。（1）加強與企業勾通。要求教師與企業良好勾通，選擇有經驗的教師帶隊，在切實做好安全防范措施的前提條件下，盡可能事先深入細致地了解現場，對生產實習現場做到心中有數。（2）盡量多地深入不同企業，讓學生能更多地接觸不同的生產企業。鑄造專業的生產實習主要是在以鑄造、機加工為主的企業進行。在一段時間內，一般都是集中在某一個廠或某幾個車間，一般都是在一些以砂型鑄造為主的企業中進行，鑄造生產方式單一，許多先進的鑄造方法根本看不到，也不能真正參與到企業生產實際中去，使得學生對生產實習缺乏積極性，出校門時滿腔熱情，回校時又神情沮喪。學生面臨的就業單位多種多樣，學生如能更多地深入現場，了解不同企業生產工藝，有利于拓展知識范圍。（3）及時總結、提煉實習生產過程中問題。教師與學生能針對現場共同提出一些課題，讓學生帶回學校進行思考、進行分析討論，增強學生分析和解決問題的能力，真正提高創新實踐能力。（4）完善必要的實習考核機制和管理辦法，讓學生有緊迫感、有壓力感，必須同理論課教學一樣嚴格要求。

（五）狠抓畢業設計（論文），鞏固專業培養效果

畢業設計（論文）環節是校內檢驗未來卓越工程技術人才綜合素質的最后一次綜合考試，是教學型大學增強實踐教學水平的重要體現。當前鑄造本科畢業設計中存在的共性問題：

1.對畢業設計的重要性認識不足，設計過程往往流于形式；

2.題目陳舊，不能適應新的發展；

3.學習投入不足。每年畢業設計時間往往和考研、找工作沖突。

要認真做好畢業設計的教育、動員和宣傳工作，使教師和學生充分重視畢業設計在教學中的重要性和必要性；畢業題目要推陳出新，多從生產現場中提煉畢業題目，激發學生的創造性。同時要做到學生畢業設計過程監控和檢查，許多學生以找工作為借口，對畢業設計重視程度不夠，畢業設計態度不端正，不認真完成畢業設計，這些都是指導老師以特別重視的環節。

（六）提高教師實踐教學水平，加強師生之間溝通協調

目前，不少院校專業實踐課主要由青年教師擔任，相對經驗不足。要提高青年教師的工程實踐能力，最好的辦法就是讓青年教師更多地進入相關企業，深入現場，加強鍛煉，提高實踐能力。另外，還應加大力度引進具有豐富工程背景的雙師型專業教師，加強專業教師與校外交流，加快青年教師培養。同時，學校也可學習企業的經驗，聘請一些具有豐富工程實踐經驗的工程技術人員和管理人員作為青年教師的指導老師，建立企業和高校的聯系，這也有助于加強師生之間的聯系，共同參與到實踐教學活動之中。

（七）創造條件，積極吸納學生參與科研和創新活動

學校盡可能給學生設立一些自主創新實驗項目，舉辦學科競賽活動等，為學生提供便利的實驗條件，讓學生感受到深厚的學習研究氛圍。同時，老師們進行的各種各樣的科研項目，也可積極地吸收學生參與，讓他們了解科研活動的過程，參加設計、完成一些研究實驗活動，這些都有利于激發學生進行科學研究的興趣，提高他們的創新能力。

三、結束語

在卓越計劃下培養材料成型及控制工程鑄造方向的工程人才是一個長期過程，需要鑄造教育工作者的共同努力，提高自身實踐能力，積極探索，在實踐教學環節采取切實可行的措施，提高畢業生的創新實踐能力和工程實踐能力。

參考文獻：

[1]陳玉華.卓越工程師教育背景下《金屬材料焊接》課程改革的探索[J].中國科教創新導刊，2011，（34）：233-235.

鑄造工藝論文范文3

1工程素養矩陣建設的內涵

工程訓練的教學目標之一是提高學生的綜合素質，而工程素質則是綜合素質的一個重要方面。要達到提高工程素質的教學目標，必須在教學環節中有意識地體現、突出教學環節中的工程意識內涵。具體而言，工程意識可包括責任意識、安全意識、質量意識、群體意識、環保意識、市場意識、競爭意識、管理意識、經濟意識、社會意識、法律意識和創新意識等。我們將工程意識種類進行權重分析并作為縱坐標，并設分值為10分，而將機械制造實習的具體教學環節所占比重作為橫坐標，也設分值為10分，最終設定整個矩陣滿分為100分。我們先對2學分機械制造實習課程的教學環節進行工程素養矩陣分析和梳理，并量化成具體數值。通過分析和研究各工種現有教學環節在各項工程意識中的得分情況，可以直觀地體現出該工種教學環節對學生工程意識培養的貢獻大小。以2學分機械制造實習的鑄造工種教學環節為例，通過點上教師和實習指導人員一同對該工種教學環節的認真梳理，獲得鑄造工種現有教學環節和教學內容的工程素養矩陣得分。通過工程素養矩陣建設量化指標，我們就能夠看到具體鑄造實習環節存在的不足之處，進而從教學內容優化和教學環節調整這2方面進行改進，其相應教改也就有了方向。同時通過這種梳理，也有助于教師和實習指導人員在教學環節中主動、努力提煉出工程意識內涵，并傳導給學生。這樣的研討和教學活動將切實有助于提高學生的綜合素質（包括工程素質）。有了工程素養矩陣表，能夠直觀地比較各工種的教學環節在學生工程意識的側重點和差異所在，進而有助于在整個機械制造實習課程體系中按照“整合優化基礎訓練，提升強化創新訓練”理念進行相應工種的教學內容調整和教學方案優化工作。為了客觀評價是否切實達到了預期的優化效果，我們同樣也可以用工程素養矩陣表來進行輔證。以鑄造工種為例，為了提高先進鑄造技術比重，并推行案例式教學改革，我們適當壓縮了傳統鑄造實習內容，增加了消失模鑄造實習內容，并設計了團隊協作和教學環節。而為了衡量此項教學改革是否有助于學生工程意識的培養，我們也采用了工程素養矩陣這個手段進行評估，如表2所示。鑄造實習環節增加到2d，共14h，總分為10分。我們發現，此項教改行為對應的工程素養矩陣總得分能夠獲得進一步提高，這也增強了我們開展此項教改的信心和決心。

2工程素養矩陣建設的保障措施

為了避免歷時4年之久的工程素養矩陣研討最終流于形式化，而不能內化到機械制造實習課程之中，我們在研討期間，有意識地采取了一些措施，以保障該教學改革的扎實化和穩步化。

2．1召開多次工程素養矩陣建設研討會

4年來我們召開大大小小關于工種矩陣建設的研討會共計40余次，其中從訓練中心層面上，組織教師、工程技術人員和工種負責人共同參與研討就達到12次，而各點上教師、工種負責人和實習指導人員內部召開的研討會不下30余次，這種全民參與性質的研討將工程素養矩陣建設切實落實到實處。

2．2舉行實習指導人員圍繞工種意識主題開展說課比賽

一線實習指導人員是直接面對實習學生的主力，只有實習指導人員自身對工程意識進行深入思考并有所感覺，才能結合各自的工種教學環節，有意識地將工程意識理念滲透給學生。我們選擇若干篇關于工種矩陣建設的參考文獻，組織各工種自行學習討論，并在此基礎上組織說課比賽，讓每位一線實習指導人員直接站到講臺上，從自身所從事的教學環節入手，談論其對工程意識的認識和理解，并說明將如何運用工程意識理念到自己負責的教學環節當中，以提高學生的工程素質。這種強化式的說課比賽，既敦促了一線指導人員的自我學習，也有助于相互之間的交流學習，從一線教學隊伍建設方面引導對工程意識的思考。

2．3舉辦工程素養矩陣研討論文的征集活動

在以上基礎上，我們又對部分一線指導人員提出了更高的要求，即圍繞對工程素養矩陣建設的認識梳理本工種教學環節，并提煉工程意識，形成研討論文。我們采取相關激勵措施，發動大部分實習指導人員參加，引導一線指導人員積極投入思考。從說課到形成研討論文，是引導一線指導人員將工程意識理念內化的有效途徑。我們共發動3輪次的論文征集活動，并組織專家進行審閱，評選出優秀的研討論文，并在一線指導人員中進行宣讀、交流和學習。

3存在的不足

關于如何在機械制造實習課程中有效地達到提高學生的綜合素質（包括工程素質），我們嘗試從工程素養矩陣建設角度入手，其合理程度也有值得商榷之處，如：

（1）工程意識的種類和內涵是否全面；

（2）各工程意識種類的權重是否合理；

（3）是否導致另一個誤區，即盲目追求高分數值，而脫離了工程訓練的基礎訓練目標。我們提出這些問題，希望引起研討，使其能夠更有效地為機械制造實習課程服務。

4結束語

（1）在機械制造課程中引入工程素質矩陣建設和研討，有助于工程意識的提升，有助于達到梳理和優化教學環節的作用，并有助于指導下一步的教學改革。

（2）我們從開展教學研討會、舉行說課比賽和舉辦論文征集活動等方面保障了工程素養矩陣建設與研討的有效性。

鑄造工藝論文范文4

關鍵詞：大學生科技創新基地 精細化管理 實踐

中圖分類號：G64 文獻標識碼：A 文章編號：1673-9795（2014）04（b）-0007-02

學生科技創新基地，是大學生進行科學研究和技術創新的重要場所，它對于大學生個性的發展，動手和動腦能力的訓練，以及創新意識和實踐能力的提高都有著十分重要的意義，而河南科技大學材料科學與工程學院申報創建的學校學生科技創新特色基地，其實也是一種育人的新模式。

1 基地歷史

1.1 建立背景

河南科技大學自2007年提出學生工作精細化管理的理念以來，經過不斷深入探索和實踐，逐步形成了特色的學生工作管理模式，取得了許多開創性的學生工作成效。其中的成效之一，就是學校確立了10個學生工作精細化管理特色基地。河南科技大學材料科學與工程學院建立的“河南科技大學學生工作精細化管理學生科技創新特色基地”，正是在這個大背景下應運而生的，也是2011年學校這10個首批確立的特色基地之一。

1.2 發展過程

河南科技大學材料科學與工程學院建立的河南科技大學學生工作精細化管理學生科技創新特色基地于2010年4月開始申報創建，2011年4月正式被確立命名，2012年4月順利通過一年建設期驗收，到2013年4月，它又茁壯成長了整整一年，目前正處于第三年的發展期。

2 主要特色

河南科技大學材料科學與工程學院積極探索新時期學生工作管理模式，以思想道德教育為主線，以精細化管理為理念，不斷優化育人環境，努力打造大學生科技創新平臺，培養有理想、有道德、有文化、有紀律的高素質和創新型人才。經過幾年的努力，基地逐步形成了“在創新中育人，在育人中創新”的鮮明特色。

2.1 在創新中育人

在學院科研創新工作中，建設一個“組織力度大、參與范圍廣、示范效應強”的科技創新試點，形成一個創新的育人環境，從而探索一條新的人才培養途徑，這就是科技創新基地的“在創新中育人”。

2.2 在育人中創新

在學院學生培養工作中，堅持“以研究項目為紐帶，廣泛發動與重點培養兼顧，出成果與出人才并重”的方針，通過建立精細化的科技創新工作模式，在科研與創新中使大批優秀學生脫穎而出，同時推動了學院的科研創新工作。這就是科技創新基地的“在育人中創新”。

通過開展大學生科技創新活動，既培養了學生的創新思維和創新能力，同時也打造了一種新的育人模式。

3 精細措施

3.1 活動品牌化

基地以“科研訓練、學科競賽”和“見習實踐”三類活動為主開展特色活動建設工作。

科研訓練類主要包括：（1）積極組織學生參加全國“鑄工大賽”；（2）積極組織學生參加全國“焊接大賽”；（3）積極組織學生參加“挑戰杯”學術科技作品制作競賽；（4）積極組織學生參加“挑戰杯”創業計劃競賽；（5）積極組織學生參加河南科技大學大學生訓練研究計劃（SRTP）；（6）積極組織學生參加全國工程訓練綜合能力競賽。

學科競賽類主要包括：（1）積極組織學生參加高等數學競賽；（2）積極組織學生參加數學建模競賽；（3）積極組織學生參加物理實驗競賽；（4）積極組織學生參加全國大學生英語競賽。通過組織參加這些競賽活動，為學生提升創新能力夯實基礎。學院每年都有很多學生獲得校級及以上學科競賽獎勵，僅2012年，數學建模競賽就獲得校級一等獎4名，二等獎5名、三等獎7名，省級一等獎6名、三等獎4名。

見習實踐類主要包括：（1）積極組織學生參加金工實習；（2）積極組織學生參加認識實習；（3）積極組織學生參加生產實習；（4）積極組織學生參加就業見習；（5）積極組織學生參加創業實習；（6）積極組織學生參加暑期實踐。2010年始，學院暑期社會實踐中專門設立科技創新類實踐項目，就業創業見習類項目逐步增加。

3.2 項目層級化

這主要有兩層意思，一是學院首先在各類動手實踐競賽前，都要將學生申報的科技創新項目進行初步篩選，對特別優秀的項目進行重點培育，以期能進一步申報更高級別的競賽。第二層意思是，學院在各類動手實踐競賽前，都要進行一次院級比賽。院級比賽的目的，一是選拔優秀項目參加更高級別的競賽；二是檢驗初步篩選出的特別優秀項目是否合格；三是讓初步篩選出的一般優秀項目也能參加一次比賽，這樣可以給更多的學生參加科技創新活動提供機會。

3.3 操作系統化

在操作方式上，學院主要采取“五個相結合”，促進大學生科技創新活動的開展：（1）群眾性參與與精英式培養相結合；（2）研究生帶頭與本科生主打相結合；（3）課堂創新教育與課外創新活動相結合；（4）平時創新研究與假期創新實踐相結合；（5）創新出成果與創新出人才相結合。

3.4 培養全程化

從新生入學開始，安排學生在大一學年聽一次專業講座（學院邀請校內外專家）或科技創新報告（本科生專業指導老師組織）、參加一次實金工實習；大二、大三參加認識實習、SRTP和“挑戰杯”等；大四參加生產實習、鑄造工藝設計大賽等。這樣的培養方案，基本能保證學生每一學年都有科技創新類活動可以去參加。

3.5 制度科學化

基地不斷完善制度建設，加強規章制度的建立。相關制度主要包括：（1）專項建設、獎勵基金的管理使用制度，尤其是獎勵機制的完善；（2）SRTP和挑戰杯專項工作制度；（3）團委專門成立科技部、實踐部，負責社會實踐、科技創新、學科競賽等；（4）充分發揮社團和研究生作用，鼓勵社團和研究生積極申報科技創新活動。

3.6 參與普及化

學院創造條件讓更多的師生參與到特色基地活動中來：（1）學院各教研室、實驗室已逐步成為相應專業學生的科技創新活動室，學生利用率高；（2）學生在科技創新特色基地研究訓練中的參與度較高，申報SRTP項目學生發表的論文數較多；（3）科技創新培養方案的全程化使得各年級學生都有機會參與相應的科技創新活動。

3.7 教育基礎化

學院通過幾年的科技創新基地建設，得到一點重要的結論，就是：看建設科技創新基地的成果，不僅是看學生獲得了多少獎杯，同時要看學生受到了多少科技創新教育。為此，學院在每年3～4月份的“材料學院科技創新月活動”中，專門開展了針對一年級學生的科技創新講座活動，邀請校內外專家為每個專業做關于科技創新通識講座或材料學科科技前沿主題講座，基本能保證所有班級的學生受到教育，目前“材料學院科技創新月活動”已于2012年、2013年開展了第一屆、第二屆，2011、2012級學生均受益匪淺。

3.8 宣傳常態化

通過常態化的宣傳，調動學生參與科技創新的激情，提高學生的參與度：（1）在工科1號學院大樓的201室專門設立大學生科技創新成果展柜；（2）積極宣傳研究生科技創新成果，發揮研究生對本科生的示范作用；（3）在學院期刊《材料之聲》上，適時開出創新基地的專版，進行新材料、新技術的介紹、及時宣傳創新基地建設和創新基地成果；（4）采取網絡宣傳的模式，在學院網站上及時刊出創新基地新成果；（5）積極向校級以上新聞媒體報道基地成績或活動。

4 建設成效

4.1 學院掀起一股科技創新熱潮

學院成立專門組織領導機構、設立專項基金、組織專家團隊，不斷完善堅實基礎、各項制度，為科技創新基地提供有力的保障和必要的平臺。同時，學生參與積極性、參與度也大大提高。學院在2010年以來的河南科技大學大學生研究訓練計劃（SRTP）申報工作中，成績均比較突出，立項項目數比較多，每年均在20項左右。另外，學院加大力度引導學生積極參與全國性的、專業性的大賽，激發學生創新激情、培養學生創新能力。2010年，在中國首屆“永冠杯”大學生鑄造工藝設計大賽中，材成專業學生2件作品獲三等獎、4件作品獲優秀獎。在2010首屆全國大學生焊接創新大賽中，材成專業的學生作品獲得了2個二等獎和2個三等獎的好成績。2011年4月在“永冠杯”第二屆中國大學生鑄造工藝設計大賽上，包括清華大學、哈爾濱工業大學、吉林大學等30多所高校的190多件作品參加了決賽，學院15件作品的參賽學生獲得了3項二等獎、7項三等獎和5項優秀獎，其中研究生4件作品，獲二等獎1項，三等獎2項，優秀獎1項；本科生11件作品，獲二等獎2項，三等獎5項，優秀獎4項。2012年4月在“永冠杯”第三屆中國大學生鑄造工藝設計大賽上，學院學生首次拿到1項一等獎的殊榮，并獲得三等獎1項，優秀獎9項。2013年3月18日上午，學院舉辦2013年“永冠杯”鑄造工藝設計大賽選拔賽的評審會，最終8支本科生團隊、5支研究生團隊脫穎而出，他們代表學院參加第四屆“永冠杯”中國大學生鑄造工藝設計大賽，獲得二等獎1項，三等獎3項，優秀獎7項。2013年3月23日至24日第三屆全國大學生工程訓練綜合能力競賽河南賽區預賽中，學院由張傳運、張帥偉、張慧敏組成的s形車隊贏得了一等獎中的第一名的好成績，由楊旭、王曉國、郭子豪組成的8字車隊獲得三等獎，郭俊卿老師被評為優秀指導教師，其中s形車隊還代表學校參加6月份的國家級比賽，并獲得了全國一等獎的好成績。在學院科技創新平臺之上，學院老師盡心盡力的指導，學生爭先恐后的參與，使得整個學院掀起了一股科技創新的熱潮。

4.2 學院涌現一批科技創新人才

在全院科技創新熱潮中，學院學生在近幾年的科技創新活動中，先后取得了許多好成績，一大批科技創新人才從中涌現而出。2009―2010年，校第三屆“挑戰杯”大學生創業計劃競賽中，獲得銀獎2項、銅獎2項，學院獲“優勝杯”；這兩個銀獎團隊參加了省級比賽，分別獲得省級金獎、銅獎，其中省級金獎隊還參加了2011年第二屆“國家科技園杯”創新計劃大賽獲得特等獎，并獲300萬元資助，省級銅獎隊還參加了2010年中國平安立志創業大賽，進入全國前20名，并獲得鼓勵獎。2011年，本科也在學院學習的研究生趙快樂獲得“中國第七屆青少年科技創新獎”、2011“河南省青少年科技創新獎”。在2010年至2011年的第四屆河南科技大學“挑戰杯”大學生科技作品制作競賽中，學院獲得優秀組織獎，并獲得二等獎3項、三等獎3項，其中“難焊材料電致超塑性焊接新工藝及其實驗裝置”項目參加省級比賽，獲得三等獎。在2011年至2012年校第四屆“挑戰杯”大學生創業計劃競賽中，獲得銀獎1項、銅獎1項，學院獲得“優勝杯”，其中銀獎項目參加了省級比賽獲得銀獎。2012年至2013年學校第五屆“挑戰杯”學生課外學術科技作品大賽中，學院有15件作品入圍決賽，學院這樣的參賽數量比歷屆“大挑”進步了許多，參賽作品中還有兩件獲得了省級二等獎。通過鼓勵和組織同學們參加各項競賽，引導和激勵了學生實事求是、刻苦鉆研的精神，讓學生勇于創新，提高了學生的各項素質，并在此基礎上促進了學生課外學術科技活動的蓬勃開展，發現和培養了一大批在學術科技上有作為、有潛力的優秀學生人才。

4.3 學院創新育人模式逐步完善

在近幾年的科技創新基地建設中，學院科技創新育人模式逐步完善。通過建立科技創新特色基地，一方面使學生們的知識轉化為能力，把科技轉化為成果，充分激發學生的潛能，最大程度地發展學生的創造力。另一方面學院注重引導學生把科技創新能力轉化為就業乃至創業的能力。2011年下半年，學院兩個項目榮獲2011年“國家大學科技園杯”科技創新大賽企業組特等獎。這兩個項目分別是：材料學院閆焉服老師、張柯柯老師、高志廷同學、陳新芳同學、宋建波同學項目組的《大口徑薄壁無縫長銅管產業化》和材料學院高志廷同學、李鋒軍同學、閆焉服老師項目組的《高壽命體積分布金剛石工具的制備》。此次獲得特等獎，是學院自第二屆“國家大學科技園杯”科技創新大賽上獲得一項特等獎之后，再次在此項大賽上獲得兩項特等獎；同時，項目獲得的資助也再創新高，據大賽文件介紹，獲得特等獎的項目，每項獲得不低于500萬元的資助。學院還擁有大學生KAB創業俱樂部，主要進行創新、創業研究、教育與實踐。社團通過組織相關培訓學習、企業走訪座談、俱樂部同學間交流、實戰或模擬創業、創業科學發展觀調查等創新創業活動，激發俱樂部成員創業意識，提高創業綜合素質，領略企業家“創新、風險、團隊、敬業”等方面的創業精神。通過基地不斷建設，分年級系統化培養學生科技創新能力的機制已建立，實驗室真正成為學生的科技創新活動室。通過鼓勵學生積極參加各項科技創新活動，為學生提供更多的科研訓練的機會，使學生盡早進入各專業科研領域，接觸學科前沿，了解學科發展動態，增強學生創新意識，培養學生創新和實踐動手能力，加強學生合作交流，培養團隊協作精神，提高學生綜合素質。通過努力，學院逐步建設了一個“組織力度大、參與范圍廣、示范效應強”的科技創新試點，形成新的育人環境，并堅持“以研究項目為紐帶，廣泛發動與重點培養兼顧，出成果與出人才并重”的方針，探索出了一條新的育人模式和學生工作精細化管理模式，把創新和育人結合起來，達到了“在創新中育人，在育人中創新”的目標。

參考文獻

鑄造工藝論文范文5

關鍵詞： 商代青銅器； 泥芯撐； 十字鏤孔

在商周的金屬成形工藝中，鑄造占著統治的地位，其中絕大部分采用陶范鑄造，而中原地區的冶鑄業在商周青銅器技術演變中起著主導作用①。使用復合陶范鑄造，一個重要的問題是定位，外范大多采用榫卯連接的方式，并將整體合范后外抹草拌泥來固定。對于泥芯與外范的定位，通常使用芯撐的方式。

所謂芯撐，是指在鑄型中用于范與芯之間定位、保持壁厚的小塊，包括自帶泥芯撐和金屬芯撐兩類。前者一般是指在泥芯上突起的小塊，鑄后形成小孔；后者是獨立的金屬塊狀物，又稱“墊片”，有時在器表可見，但也有時必須借助X射線透視技術才能觀察到。由于芯撐技術是與范、芯的設置密切相關的，因此可以透過這一技術反映商周青銅器陶范鑄造技術的演變，具有重要的學術意義，早在六十年代蓋頓斯（Gettens）②和巴納（Barnard）③的著作中就有探討，八、九十年代蘇榮譽④和周建勛⑤更是對特定的青銅器群的芯撐設置做過系統的討論。的張世賢曾利用X射線透視技術研究毛公鼎的真偽，其中一個重要的論據就是毛公鼎內墊片的發現⑥。筆者也曾在文章和報告中討論過部分殷墟青銅器的芯撐技術⑦。以上的研究更多地關注金屬芯撐（墊片）的使用，關于泥芯撐的使用卻只是簡單提及。其實，這一技術看似簡單，卻有其重要的工藝價值，其本身的技術演進路徑與青銅器鑄型技術的發展密切相關。本文試圖梳理從二里頭到晚商時期各類青銅器使用泥芯撐技術的概況，以期豐富對商代青銅器鑄造工藝的整體認識。

一、 圈足器的泥芯撐技術

1. 泥芯撐的早期使用

我們經?？梢杂^察到二里崗青銅器的圈足上分布的較大的十字形或者方形孔洞，通常在考古報告中會稱為鏤孔。這種孔洞就是泥芯撐的遺痕（圖一），是在泥芯上設置的與器物壁厚相等的十字形或方形塊狀突起，經澆注后形成的。這一技術出現的動因，當是為了解決鑄型裝配時保持范和芯的距離的技術性難題。很多時候，泥芯撐設置的位置對應于范線，這又有助于解決范塊之間定位和配合的問題。

其實，早在二里頭時期，青銅容器上已經有鏤孔的出現。二里頭遺址出有一件假腹上有四個鏤孔的銅爵（80YLIIIM2：2），其鏤孔四周隆起如同獸眼，具有裝飾的意義。天津博物館亦藏有一件傳出河南商丘，形制與其類似的爵（圖二）?？季跨U孔的形成，應是在底范上設置四個突起的小塊，澆注后形成的孔洞。由于二里頭時期的青銅器器壁特別薄，這四個小塊對于底范和外范之間的定位以及保持距離，具有泥芯撐的功用。從這個意義上說，爵上的長三角形鏤孔，應該是范自帶部泥芯上的三角形凸塊形成的，這凸起部分具有類似的功能性質。因此，似乎可以認為二里頭時期類似泥芯撐的做法已經開始使用，但尚未規范化。與圖二爵形制類似的還有一件爵，保存在天津博物館，傳出自陜西洛寧。上海博物館藏有一件角，假腹上帶有一周鏤孔（10個），其裝飾作用應是主要的。這些孔的邊緣向外凸起，可能與前述兩件爵的孔的制作方式不同（圖三）。

2. 簋

二里崗時期，絕大部分圈足器的圈足部都有鏤孔，也就是說使用了泥芯撐技術。通常而言，尊、、盤、瓿、簋等截面為圓形的器物的鏤孔一般為三個，這一階段的芯撐孔尺寸都比較大，位置分別對應于三條垂直范線的下端，也就是說，三分的外范與圈足芯配合成鑄型的時候，泥芯撐還起到定位的作用。湖北黃陂盤龍城遺址PLZM2深腹簋在圈足上部有三個“凸”形的芯撐孔，在圈足底端有三個長條形缺口（圖四）分別與其對應，推測這種條形缺口很可能也是定位用的。盤龍城出土的另一件簋，圈足上也有三個鏤孔，為接近方形的十字形（圖五）。這件已知最早的雙耳簋，其簋耳是后鑄的，卻并未采用在獸面紋飾兩側對稱設置的方式，而是采用了對應于一條范線的方式，即獸耳、鏤孔的中線與范線在垂直方向成一條直線，這也許顯示了當時工匠的制作習慣，與殷墟三期以后簋的鑄型差別較大。后者不僅雙耳的位置變得對稱，而且已經使用對稱的四分外范，很多時候圈足上沒有芯撐孔，是采用芯頭的方式完成圈足芯與外范的配合的（圖六）。當然，殷墟二期時仍舊存在垂直方向三分外范的簋，這一類的簋的圈足上有三個均布的鏤孔，對應于范線的位置，但鏤孔的尺寸已經很小（圖七）。殷墟還出土有一種帶扉棱的簋，可能是垂直方向六分的。由于泥芯撐在澆注后會形成孔洞，因此一般不用于底部。保持器底壁厚通常采用銅芯撐，殷墟二期M663：38簋的底部有3個均布的方形孔洞，可能是銅芯撐脫落的結果。

3. 盤和豆

商代出土的盤并不多，但其泥芯撐的設置，也有與簋類似的演變過程。二里崗期盤的圈足上有三個較大的方形鏤孔（圖八），屬于中商末期的平谷劉家河出土的盤，甚至有著更大的孔（圖九）。這些盤都是三分外范的，鏤孔對應范線的位置。殷墟二期之后的盤的圈足上的鏤孔變?。▓D一），甚至根本沒有鏤孔（圖一一）。盤和簋在圈足部位不再出現鏤孔，說明沒有使用泥芯撐技術。跟其他圈足器如觚、尊等相比，圈足的高度相對較小，因此可能無需再在使用芯頭與外范配合的情況下使用泥芯撐，另一方面可能與底部使用了較多銅芯撐定位有關。

4. 尊、和瓿

與簋的情形略有不同，尊、、瓿等圈足器一直保留了使用泥芯撐的方式。尊、都是包含樣式較多的器類，除大口折肩尊和無耳小口折肩外，前者還包括觚式尊和各種動物形尊，后者還包括不帶圈足的鼓肩、深腹、肩上和下腹有耳的器型。下文主要論及帶圈足的大口折肩尊和無耳小口折肩以及瓿，前兩種器形其實非常接近，基本上只有大口、小口的區別⑧。觚式尊的情況與觚接近，故而放在觚一節里討論。

如前所述，早商時期的尊、，圈足上一般都有三個較大的鏤孔（圖一二），瓿的情形也是如此。其后，屬于中商三期的殷墟小屯M232、M333等出土的尊、瓿的圈足上可見同樣的孔，與早商時期的樣貌和做法非常接近。到殷墟一期，花東M60所出尊、瓿以及59武官北地M1瓿的圈足上的孔，明顯較前者細小，說明這一工藝的熟練性增強，開始考慮外形的美觀（圖一三）。肩部附設獸頭的尊、、瓿，圈足的芯撐孔多數不在獸頭的垂直下方，而是會在與其成六十度夾角的位置（如圖一三），當然也有芯撐孔正對著獸頭下方位置的情形（圖一四）。這種尊帶有六條扉棱，垂直六分外范，鏤孔做得非常規整，可能還在頸部、肩部和下腹部進行水平分范。泥芯撐設置的規律除了隨時代的變遷會有變化而外，地域和文化的差別也會引起不同。張昌平指出，鄭州和殷墟出土的尊和通常是三分的，設置三個泥芯撐，而殷墟時期南方地區出土的同類器物往往是四分的，會留下四個芯撐孔（圖一五）⑨。

5. 觚

觚的芯撐技術的演變卻與、尊等有些不同。二里崗時期，雖然觚的鑄型是使用2個對分的外范，圈足部位卻多有三個等距的鏤孔，一般為近方形的十字形或者方形，設在圈足上部的弦紋中間，其中一個鏤孔對應一條范線（圖一六）。也有的觚的圈足上有兩個鏤孔，完全對稱，對應于兩側的范線（圖一七），這種形式的觚數量少于前一種。有的折棱觚在圈足底端與鏤孔對應處有長條形的小缺口，比如鄭州二七路M2出土的觚（M2：11），這種做法在湖北盤龍城遺址出土的觚中更為常見（圖一八），這種長條形缺口推測是用于定位的。輝縣琉璃閣也出有一件這樣的觚。

殷墟屬于中商時期的墓葬，如M232、M333、M388等出土的觚中，除了M333和M331還各有一件3個鏤孔的觚外，大部分已經變為2個，鏤孔尺寸也略有減小。到了殷墟一期，花東M60出土的觚，1件圈足上有2個對稱的細小的十字形鏤孔，因為銹蝕，這兩個鏤孔僅可以從器壁內側觀察到⑩。1件沒有鏤孔，1件因為未發現圈足部分而情況不明。59武官北地M1出土的觚與此類似，1件圈足上有2個細小的十字形鏤孔，1件經過復原，情況不明。到了殷墟二期以后，鏤孔的設置分為三種情形，一種是圈足上部有2個對稱的十字形鏤孔（圖一九），一種是根本沒有孔（圖二），而另一種是有4個對稱的鏤孔，分別位于圈足部四條短扉棱的上方。這些鏤孔都極為細小，有些沒有完全鑄出，而呈“一”字形。還有些銅觚的鏤孔沒有穿透，僅在圈足上部有十字形的凹陷。某些觚形尊上也可見這種情形（圖二一），形成這種鏤孔的十字形凸起就是制作在外范而非泥芯上的。由此可見，到殷墟二期以后，圈足上的鏤孔，更多的是一種裝飾的作用，而非用來定位的泥芯撐的遺痕。這時的圈足芯的設置，主要是依靠芯頭與外范的配合。

6. 卣、觶和壺

卣的器型前后其實有比較大的變化，二里崗到殷墟二期之前，多為瓶形卣，這種卣的圈足上通常有三個方形鏤孔，位置與范線對應（圖二二）。但殷墟一期小屯M331出土的羊首方卣，圈足上就沒有鏤孔（圖二三）。從殷墟二期開始，卣多為一種扁體的卣，帶提梁，圈足上沒有鏤孔，但也有少量卣，帶有十字形的鏤孔，并且位置比較特別，沒有設置在卣的兩個側面，而是位于圈足正面的中部（圖二四）。這種扁體卣的鑄型不同于瓶形卣，瓶形卣的外范多為三分的，而截面為橢圓形的扁體卣則是四分的。

觶和壺的情形有些類似，都是圈足上少見鏤孔。有鏤孔的一般都設在器物兩側，對應于范線，顯示鑄型是沿著扉棱和雙耳垂直四分的（圖二五）。

7. 方形圈足器

方壺（圖二六）、方尊（圖二七）的圈足上方一般有四個方形或十字形的鏤孔，對應于扉棱的中線，說明這些方形圈足器通常都是垂直方向八分的。

二、 三足器上的泥芯撐設置

對鼎、等三足器而言，泥芯撐的使用是與封閉器底、使用盲芯的技術進步直接相關的。從二里頭時期到二里崗時期，所有的三足器都是空足的，耳部較小、不含泥芯，當器形較大的時候，使用槽耳的方式減輕耳部的重量和壁厚，從而避免澆不足或者斷裂之類的鑄造缺陷發生?？兆銓τ谑⒀b、烹煮食物而言很不方便，但若澆注實足又可能在冷卻時產生缺陷，因此空足的形制應當是技術障礙的結果而不是器形設計上的主動選擇11。使用盲芯可以減輕耳、足等部位的壁厚，從而不違反同時凝固原則，同時亦能封閉器底，滿足承裝食物的功能要求。具體做法是將泥芯保留并包裹在足內成為盲芯，而為避免盲芯成為懸芯，必須使用泥芯撐定位12。盲芯技術的應用影響深遠，殷墟文化晚期直至戰國秦漢時期青銅器仍然廣泛采用這種技術處理足、耳。孝民屯鑄銅遺址發現有鼎足的泥芯（圖二八），芯的兩側及內側均有作錐狀凸起的泥芯撐，泥芯撐凸起的高度等于鑄后足表面銅質的厚度。錐狀的泥芯撐在鑄后的器表上并不容易被觀察到，往往需要借助X光識別，不過較大的泥芯撐則會導致在器表鑄出較大的孔，從而露出泥芯。殷墟較大的銅鼎鼎足側面有時會露出空洞，往往是在泥芯撐的位置（圖二九）。

青銅器耳部的泥芯撐常常被青銅包裹而不能顯露，但該部位的銅壁較周圍其他部位為薄，X射線阻擋能力較弱，可以通過X射線影像分辨其位置、形狀。圖三為司母戊鼎右耳（司母戊鼎出土后僅存右耳，左耳為后配）的情況，圖三一上可以清楚看到其中3個方形泥芯撐的位置。

但是，值得注意的是，即使盲芯技術開始應用后，也并不意味著所有的足、耳都是用這種方法制作的，比如M54：224鼎，就是透底空足的，而M160：135鼎就是實足的。前者形體較大、后者較小。足的直徑相差也比較大，前者足的直徑可達5.1厘米13，后者直徑可能不到2厘米14。

李濟早年曾把殷墟出土銅的足分為五種形式15（圖三二）。其中，I式和商中期空心足相同，Ⅱ式和婦好墓M5：781的足相同，Ⅲ一V式都屬于T形足。

Ⅱ式足是由腹泥芯截下形成足部空腔的一節，裝上芯頭，安到足鑄范上，使成為盲芯制成的。由于這種方式的技術難度很高，所以定位非常重要，在足內部兩側各有1個淺槽，是為了把足泥芯安插在頂范芯座上的泥芯撐的遺跡，起定位的作用。59武官北地M1所出的就是采用了這種足形，說明這種鑄型早在殷墟一期即已出現，圖上可見三足內側各有一個很大的芯撐孔。露出里面的泥芯（圖三三）。李濟把Ⅱ式足列于T形足之前似暗示它先于T形足出現，可能是從形制的近似性來推定的。但是，T形足在中商晚期即已出現，如河南靈寶東橋出土的以及安陽三家莊窖藏出土的（圖三四），說明T形足的出現早于Ⅱ式。張長壽指出：小屯早期墓葬如M188、M232、M333、M388等，凡是出土兩件的，必有一件是透底空足，另一件為T形實足16?？梢?，這兩類足確有較為相近的聯系，而且T形足的出現可能就是為了改變空足的不便。所有這些足當中，Ⅱ式足的技術難度是最高的，芯的安裝須很精確，在約1.0厘米的長度內，壁厚誤差不得超過2.5毫米，也就是說，泥芯安裝時和中線的偏差應在3度以內，它還須承受澆注時金屬液的熱力與沖刷，不發生大的位移和開裂。因此，使用Ⅱ式足的，三足內側通常會每足各有2個較大的芯撐孔。這是因為如果不使用較大的泥芯撐，很難保證足的鑄造質量。Ⅱ式足因而雖較T形足為美觀，但始終屬于少數，未能普遍推廣，即使王室墓葬所出土的銅，仍以T形足為多。

三、 討 論

由上面的分析我們可以看出，泥芯撐技術的使用是隨著時代、地域的變化而不同的。早在二里頭時期，就有此種技術的萌芽出現。二里崗時期，絕大部分圈足器的圈足部都有鏤孔，也就是說使用了泥芯撐技術。通常而言，尊、、盤、瓿、簋等截面為圓形的器物的鏤孔一般為三個，這一階段的芯撐孔尺寸都比較大，形狀為方形或者近方形的十字形，凸字形等，位置分別對應于垂直范線的下端。一方面這些泥芯撐可以保證泥芯和外范的配合，不至于因為澆注時偏芯而造成孔洞，另一方面，這些芯撐對應范線的位置，可以使得外范之間的配合不錯位，起到定位的作用。相比而言，二里崗期鄭州之外的那些遺址出土青銅器的芯撐孔尺寸更大，這可能是因為這些地區的工匠的技術水準不夠高超，故而需要更大的泥芯撐來完成芯、范之間的配合以及外范之間的定位。殷墟時期，特別是二期以后，泥芯撐的尺寸減小，三期以后有些器物甚至不設芯撐。位置也有簡單的變化，比如觚，就不再使用三個芯撐的方式，而是采用兩個或者四個的方式，從圓心對稱的格局變成軸對稱，提梁卣也有類似的變化。與此相對應，鑄型的分范形式也發生了相應的變化，比如簋，從三分、六分變成四分。相比而言，新干大洋洲、廣漢三星堆銅器使用泥芯撐技術的器物比例高于中原地區。殷墟三期以后，圈足器上的鏤孔變得細小，甚至消失，說明這時泥芯撐的技術功能讓位于鏤孔的裝飾功能。

從二里崗階段到殷墟時期，是三足器完成封閉器底，從空足變換成實足的過程，若想避免封閉于耳、足內的泥芯成為“懸芯”，就必須使用泥芯撐或者墊片。盲芯技術的應用影響深遠而廣泛，殷墟晚期直至戰國秦漢時期青銅器仍然廣泛采用這種技術處理足、耳。泥芯撐雖小，起到的作用可并不平凡。

致謝：本研究獲得考古所創新工程“青銅器陶范鑄造技術的發展與演變”課題以及中國科學院自然科學史研究所 “科技知識的創造與傳播” 重大項目的資助。感謝安陽工作站的全體同事，為我的研究提供了很多便利。岳占偉、何毓靈、岳洪彬提供了部分殷墟青銅器的照片，盤龍城青銅器的照片則來自武漢大學的張昌平，司母戊鼎的照片及X光片由北京大學的胡東波提供，北京科技大學冶金與材料史研究所的劉建宇同學幫助掃描了部分照片，在此謹致謝忱。

注釋：

① 華覺明：《中國古代金屬技術――銅和鐵的文明》，大象出版社，1999年。

② R.J.Gettens， The Freer Chinese Bronzes， Vol.Ⅱ， Technical Studies， Freer Gallery of Art， Oriental Studies， No.7， Washington， D.C.， 1969.

③ N. Barnard， Bronze Casting and Bronze Alloys in Ancient China. Monumenta Serica Monograph 14， Canberra： Australian National University， 1961.

④ 蘇榮譽、盧連成、陳玉云、陳依慰：《[弓魚]國墓地青銅器鑄造工藝考察和金屬器物檢測》，《寶雞[弓魚]國墓地》上冊，1988年。

⑤ 周建勛：《商周青銅器鑄造工藝的若干探討》，見北京市文研所編，《琉璃河西周燕國墓地1973～1977》附錄一，文物出版社，1995年。

⑥ a.張世賢：《從毛公鼎的真偽展望古器物學的研究（上）》，《文物保護與考古科學》，Vol.6，1994年第2期； b.張世賢，《從毛公鼎的真偽展望古器物學的研究（下）》，《文物保護與考古科學》，Vol.7，1995年第1期。c.張世賢：《古器物的鑒別與中國早期技術史的研究》，《第二屆科學史研討會匯刊》，1989年。

⑦ a.劉煜、原思訓：《X射線無損檢測在商周青銅器研究中的應用》，西北大學文博學院、中國化學會應化委員會考古與文物保護化學委員會編，《文物保護與科技考古》，第29～33頁，三秦出版社，2006年； b.劉煜、張昌平、胡東波、岳占偉：《技術選擇和技術風格的形成：以鼎為例考察二里頭時期到晚商青銅器的技術演進》，《金玉交輝：商周考古、藝術與文化論文集》，第191～225頁，臺北：中央研究院歷史語言研究所會議論文集之十三，2013年11月； c.劉煜、胡東波、楊憲偉：《M54及花東小墓出土青銅器的X射線透視分析》，中國社會科學院考古研究所編著，《安陽殷墟花園莊東地商代墓葬》附錄四，第302～304頁，科學出版社，2007年。

⑧、⑨ 張昌平：《殷墟時期南方的尊和》，《考古學集刊》15，第116～128頁，科學出版社，2003年。

⑩ 中國社會科學院考古研究所編著：《安陽殷墟花園莊東地商代墓葬》，第240～241頁，科學出版社，2007年。

11 馬承源，《中國青銅藝術總論》，《中國青銅器全集（1）》，第11頁，文物出版社，1996年。

12 張昌平、劉煜、岳占偉、何毓靈：《二里岡文化至殷墟文化時期范型技術的發展》，《考古》2010年8期。

13 中國社會科學院考古研究所，《安陽殷墟花園莊東地商代墓葬》，第98頁，科學出版社，2007年。

14 《安陽殷墟郭家莊商代墓葬（1982年～1992年考古發掘報告）》，中國大百科全書出版社，1998年。

鑄造工藝論文范文6

關鍵詞：循環水泵，表面粗糙度，經濟運行

中圖分類號：U464文獻標識碼： A

如今我國是個資源嚴重缺乏的大國，全國上下都在提倡節能減排，如果利用高科技來高效率的利用當前的資源，已經是我國考慮的一個重要的問題。當前電廠是能源消耗大戶，能把電廠的資源利用提高就能夠大大的提高資源的利用率，緩解我國資源匱乏的局面，在電廠中，耗能最大的就是水泵循環系統了，其占電廠消耗的10%左右，因此，當前應該研究如何提高循環水泵系統的利用率。如今，常見的措施有以下幾個方面：1、通過改進流通來提高汽輪機的工作效率；2、通過改善壓力、溫度等系數來提高機組的循環效率；3、盡量減少故障，來提高機組的運行效率等。這些都是有效的節能辦法。

系統的優化是一種新的節能方式，其與以往的方式不同，其可以保障電廠的最大經濟利益，并且能夠使得系統在最穩定的條件下運行，它是一種新的理念。在我國的各大電廠，循環水泵一般都是定速運行的，這也有利于節能，但是電機的消耗太大，再加上我國一些電廠使用的老的機組，耗能更大，效率更低，因此如何優化循環水泵系統，已經是一個迫在眉睫的問題了。

1、循環水系統經濟運行原理及判定

循環水系統在電廠機組運行中發揮很重要的作用，其主要由水泵和循環水管組成，為機組各部件工作提供冷卻水，來滿足技術的冷卻功能。為了能夠提供機組冷卻最好的效果，要適合的調整循環水的量。循環水量也不是越多越好，要使得循環水量和機組其他部件性能參數達到一定的比例，不同季節的用水量也不同，一般來說夏天的用水量比較大，冬天相對較少，一般電廠都要保證隨著溫度的增加來改變循環水泵的用水量，這種效果就要由汽輪機、凝汽器和循環水系統三者共同確定。

（1）汽輪機特性

電廠機組的運行受到很多因素的影響，比如水的流量、水入口的溫度等因素，其中最重要的就是凝汽器的清潔度和真空的嚴密性。這兩者直接影響機組的運行效率，其中凝汽器的壓力值很重要，其經常隨著其他性能的變化而變化，直接影響機組的運行效益。因此研究凝汽器的壓力變化十分重要。

（2）凝汽器特性

凝汽器主要是輔助發電機組進行工作，它主要是保證汽輪機的凝結，其主要是使汽輪機的排氣口真空。并對真空的特性有一定的影響，其主要的特性就是與水泵循環系統的水初溫、水流量以及排氣量三者之間的關系。

（3）管道特性

管道就是水泵的管路系統，它主要有附件、吸入管路、壓出管路、以及容器組成。管道的特性可以有效的幫助我們找到各個泵在各種工作方式下的工作點。它的運行曲線是根據系統的能頭和水的流量進行比較得出的能頭就是流體所做的功。

（4）循環水泵優化運行的判定方法

循環水泵的優化運行方法判定很復雜，根據以上的分析可以看出，循環水系統的優化與汽輪機的出力有很大的關系，因此如果循環水系統的入口溫度和汽輪機的排氣量也一定時可以增加水泵的臺數或者增加水泵的轉速來控制功率的變化，反復的運用以上的調節方法就可以確定出不同的優化方案，使得在不同的負荷下有最優的運行效果，同樣也可以為以后安裝的新機組提供參考的有效數據。

2、提高循環水泵效率的措施及其應用

在我國水泵系統雖然經歷了長時間的發展，但是與一些歐美發達國家相比還是相對落后的，而且我國的水泵系統發展非常緩慢，基本都是以往從蘇聯進口而改進的一些型號。這種現象大大影響了我國的電廠的運行效率，也浪費了很多不可再生資源。如今我國加大這方面的研究力度，一些科研單位也不斷的推出一些新的技術，但是其整體效率還是低于發達國家的5%~10%，雖然取得了較好的成就，但是存在的問題還是很多，一些技術人員對這方面的理論很缺乏，再加上以往國家對這方面的支持力度不夠才使得有今天這種現象。在我國的水泵廠目前有3種級別的風葉輪即A、B、C三種，這三種風葉輪的表面粗超度是不同的，一般的風葉輪都是表面處理下然后涂上油漆，這樣成本較低，相對技術也不是很高，因此表面的光滑度不夠據水泵廠技術人員介紹：水泵葉輪經打磨后表面粗糙度好的能達到25um（相當于老標準的3），一般表面粗糙度也就能達到50um(相當于老標準的2)，而循環泵泵體內的流道光潔度還遠趕不上葉輪，大多數廠家都不進行打磨，鑄造清砂之后直接噴漆。

（1）降低葉輪及泵體表面粗糙度的方法

根據上文的分析以及一些實踐可以得知，若想提高循環水泵的效率就要從水泵的本身制造工藝來找問題，如今我國的循環水泵制造技術根本滿足不了這種要求，我國很多廠家的水泵系統風葉輪表面很粗糙，因此要降低循環水泵系統的表面粗糙度。

（2）提高鑄造工藝水平

相對于一些歐美發達國家來講我國的鑄造水平還是相對落后的，一些產品還需要進口，雖然我國的鑄造業發展有了一些小小的成就，但是整體來看還是發展緩慢的，鑄造水平無法滿足水泵的運行效率。

（3）打磨

打磨主要是針對風葉輪表面不平的時候進行的一種解決方法，也是目前我國電廠循環水泵系統應用最為廣泛的方式，其缺點就是只能人工操作，對尺寸以及光滑度要求極高，一般情況很難達到理想的要求。

（4）噴涂

噴繪也是一種提高循環水泵工作效率的一種方式，其主要在表面工程上應用廣泛，是一種非常有效的方式， 它主要是通過一些先進的涂料噴涂在零件的表面上，形成一種圖層，常用的方法有：電弧法、火焰法、離子法等。當前在我國最先進的方法為離子法，其主要是用來噴繪在循環水泵的風葉輪上，不僅可以防止風葉輪的腐蝕而且還可以較好的防止風葉輪的磨損，這種方式在循環水泵的性能保護方面起到了良好的效果。雖然這種方式取得了很好的效果，但是我國專家對風葉輪上的表面粗超度研究的較少。

（5）噴防腐材料

噴防腐材料對水泵的葉輪防腐有很顯著的效果，經過查找一種叫SEBF的防腐材料其性能優良，可以作為水泵葉輪的防腐材料。SEBF是一種節能環保的的涂料，主要用于金屬的防腐，葉輪一般都是由鑄鐵做成，因此用SEBF涂料可比不銹鋼的性能更加優良。

3、結論

隨著科學技術的不斷發展越來越多的高新技術應用于節能，能量消耗最大的電廠也不例外，在電廠發電的過程中循環水系統耗能不容小視，分析了我國電廠循環水泵的效率低的原因后，從理論和實際上給出了提高水泵運行效率的一些建議。相對于一些歐美發達國家來講我國的鑄造水平還是相對落后的，一些產品還需要進口，雖然我國的鑄造業發展有了一些小小的成就，但是整體來看還是發展緩慢的，鑄造水平無法滿足水泵的運行效率。根據上文的分析以及一些實踐可以得知，降低葉輪及泵體表面粗糙度的方法；提高鑄造工藝水平；打磨與噴繪；噴防腐材料，這些方法在電廠循環水泵系統中都有應用，而且效果很好。

參考文獻

[1] 郭丙然．最優化技術在熱能動力工程中的應用．北京：水利電力出版社,2011．5～6

[2] 李敬，魏運剛．循環水泵的節能改造理論與應用．東北電力技術，2012，（7）：47-50

[3] 林萬超．火電廠熱系統節能理論．西安：西安交通大學出版社,2011．72~75