工學實習報告

　　本次實習為時兩周。

　　第一周，星期一

　　今天我們在教室粗略了解了工業工程. 工業工程（Industrial Engineering 簡稱IE），是從科學管理的基礎上發展起來的一門應用性工程專業技術。由于它的內容強調綜合地提高勞動生產率、降低生產成本、保證產品質量，使生產系統能夠處于最佳運行狀態而獲得最高之整體效益，所以近數十年來一直受到各國的重視，尤其是那些經歷過或正在經歷工業仳變革的國家或地區，如美國、日本、四小龍及泰國等地方，都有將其視為促進經濟發展的主要工具，同時相對地IE技術在這種環境下亦得到迅速的成長。

　　如任何一門工程技術一樣，工業工程（IE）也有其代表性成果，如：在生產系統領域，一直主導工業發展的“生產模式”。工業工程（IE）最早期的成果就是“福特生產方式”，它是以大規模的流水生產方式來提高生產效率、降低勞動成本的，這一生產模式主導了長達半個世紀的工業進程。隨著市場和技術的發展，隨著人們對工業發展的長期實踐、認識與研究，在近三十年里，各種先進的生產模式層出不窮，如對日本汽車工業發展及至全世界制造業產生重要影響的準時生產方式、精益生產方式，具有美國信息時代生產制造特征的敏捷制造方式，以及現在人們談論很多的大規模定制生產方式。這每一種生產方式，都極大地影響著整個企業的運作，通過改善企業的業務流程，改變和發展了企業的經營方式，從而推動了全人類近半個世紀的高速發展。 現階段的IE（工業工程）的主要工作范圍大致是： 工程分析、工作標準、動作研究、時間研究、時間標準、時間價值、價值分析 （V.A）、工廠布置、搬運設計等 星期二

　　今天我們參觀了電子元件和一些材料的制造流程. 電子元件是組成電子產品的基礎. 電子元件正進入以新型電子元件為主體的新一代元器件時代，它將基本上取代傳統元器件，電子元器件由原來只為適應整機的小型化及其新工藝要求為主的改進，變成以滿足數字技術、微電子技術發展所提出的特性要求為主，而且是成套滿足的產業化發展階段。

　　星期三

　　上午我們去了解了機床和船舶，參觀了碼頭并去甲板上了解了官兵的生活環境。 關于船舶建造一般分為以下幾個過程:1、生產設計、相關材料和設備的采購 這個過程一般都是船廠來完成的，不過現在部分設計單位也具有生產設計的能力。生產設計的好壞直接關系到船舶生產的進度及質量。另外，船廠的采購部門必須向其他設備商訂購主機及其他配件。

　　2、板和型材的加工

　　2.1 放樣

　　這和機械設計中的放樣差不多，不過船舶的曲面是二維的，其放樣的難度甚至高于飛機。傳統的船廠有專門用于放樣的樣樓，而現代化的船廠基本上都采用計算機放樣了，不過部分過于復雜且不可展開的曲面還是必須人工放樣。

　　2.2 板和型材的預處理

　　板和型材到了船廠以后，首先要進行校平，表面除銹然后上底漆。因為鋼是很容易生銹的，不做預處理的話等船造出來了板至少要爛掉1/10。

　　2.3 下料及成型加工

　　下料簡單地說就是按照放好的樣子切板和型材。現在大部分船廠在這方面都實現了自動化。不過，成型加工一般比較麻煩，薄板和型材通常采取冷彎加工的方法而厚板及部分曲率很大的結構（球首就是一個典型）必須采取熱加工的方法成型。一般即使是很有經驗的老師傅燒一個球首也要一個多月（如果板厚增加的話這個時間會大大延長）。

　　3、分段組裝

　　這個過程的工作量很大，主要是在車間內把形材和板焊接成分段，再用平板車將這些分段運輸到現場。

　　4、船體合龍

　　就是在船臺上和船塢內把分段組合成船。這個過程難度是比較大的，勞動遷都也很高。該過程涉及到大量的起重和焊接作業，因為對設備要求較高，該過程是船舶生產中的瓶頸。

　　5、下水

　　這個過程是船舶建造中最危險的過程，一旦發生事故整個船就報廢了。具體過程沒什么好說的。

　　6、碼頭舾裝

　　把管子，閥門和其他大型設備及裝潢材料裝上船。這個過程涉及到的專業最多，是船舶建造中最混亂也最容易發生事故的過程。

　　7、試驗交船

　　包括系泊試驗和航行試驗，主要是測試實際建造完成后船舶各方面的性能數據。

　　星期四/五

　　這兩天我們自己動手拆裝柴油機發動機。目的是了解柴油發動機的結構和組裝過程。 柴油發動機的優點是功率大、經濟性能好。柴油發動機的工作過程與汽油發動機有許多相同的地方，每個工作循環也經歷進氣、壓縮、做功、排氣四個行程。但由于柴油機用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸發，而其自燃溫度卻較汽油低，因此可燃混合氣的形成及點火方式都與汽油機不同。不同之處主要是，柴油發動機氣缸中的混合氣是壓燃的，而不是點燃的。柴油發動機工作時進入氣缸的是空氣，氣缸中的空氣壓縮到終點時，溫度在500-700℃，壓力40—50個大氣壓。活塞接近上止點時，發動機上的高壓泵以高壓向氣缸中噴射柴油，柴油形成細微的油粒，與高壓高溫的空氣混合，柴油混合氣自行燃燒，猛烈膨脹，產生爆發力，推動活塞下行做功。此時的溫度可1900-2000oC，壓力可達60-100個大氣壓，功率很大，所以，柴油發動機廣泛的應用于大型柴油汽車上。

　　系統來說柴油機構造包括潤滑系統、冷卻系、供給系，配氣機構、活塞連桿機構，機體、傳動系統。

　　柴油機可按不同特征分類：按轉速分為高速、中速和低速柴油機；按燃燒室的型式分為直接噴射式、渦流室式和預燃室式柴油機等；按氣缸進氣方式分為增壓和非增壓柴油機；按氣體壓力作用方式分為單作用式、雙作用式和對置活塞式柴油機等；按用途分為船用柴油機、機車柴油機等。

　　柴油機種類繁多。①按工作循環可分為四沖程和二沖程柴油機。②按冷卻方式可分為水冷和風冷柴油機。③按進氣方式可分為增壓和非增壓（自然吸氣）柴油機。④按轉速可分為高速(大于1000轉／分)、中速（350～1000轉／分）和低速（小于350轉／分）柴油機。⑤按燃燒室可分為直接噴射式、渦流室式和預燃室式柴油機。⑥按氣體壓力作用方式可分為單作用式、雙作用式和對置活塞式柴油機等。⑦按氣缸數目可分為單缸和多缸柴油機。⑧按用途可分為船用柴油機、機車柴油機、汽車柴油機、發電柴油機、農用柴油機、工程機械用柴油機等。

　　柴油發動機的燃燒過程一般分為著火延遲期、速燃期、緩燃期和后燃期四個階段。 著火延遲期是指從燃料開始噴射到著火，其間經過噴散、加熱蒸發、擴散、混合和初期氧化等一系列物理的和化學的準備過程。它是燃燒過程的一個重要參數，對燃燒放熱過程的特性有直接影響。

　　在著火延遲期內噴入燃燒室的燃料，在速燃期內幾乎是同時燃燒的，所以放熱速度很高，壓力升高也特別快。

　　緩燃期階段中燃料的燃燒取決于混合的速度。因此，加強燃燒室內的空氣擾動和加速空氣與燃料的混合，對保證燃料在上止點附近迅速而完全地燃燒有重要作用。

　　柴油機的混合和燃燒時間很短，以致有些燃料不能在上止點附近及時燒完，而拖到膨脹行程的后期放出的熱量不能得到充分利用，因此應盡量避免燃料在后燃期燃燒。

　　第二周星期一

　　本周主要在江大本部工業中心實習。上午我們了解了一下一些與日常生活有關的機械.比如不同類型的割草機和選幣機等.并認識它們的構造及其工作原理.

　　下午我們認識了三坐標測量機的使用及其原理.三坐標測量機是指在一個六面體的空間范圍內，能夠表現幾何形狀、長度及圓周分度等測量能力的儀器，又稱為三坐標測量儀或三次元

　　三坐標測量機的配件一般包含探針、控制器、加密鎖、測頭、測量軟件、校正球、計算機、軟件操作手冊、日常維護手冊、校正量具等.

　　三坐標測量機的應用領域很廣泛.主要運用于機械、汽車、航空、軍工、家具、工具原型、機器等中小型配件、模具等行業中的箱體、機架、齒輪、凸輪、蝸輪、蝸桿、葉片、曲線、曲面等的測量，還可用于電子、五金、塑膠等行業中，可以對工件的尺寸、形狀和形位公差進行精密檢測，從而完成零件檢測、外形測量、過程控制等任務。 星期二

　　上午主要學習了有關于物流系統的知識. 物流物流系統就是指在供應鏈管理活動中的各種物流功能，隨著采購、生產、銷售活動而發生，并使物的流通效率提高的系統。這種系統大致由作業系統和信息系統組成.

　　物流系統 是由物流各要素所組成的，物流各要素之間是存在有機聯系的綜合體。

　　物流系統主要受內部環境以及外部環境的要素影響，使物流系統整體構成十分復雜,其外部存在過多的不確定因素，其內部存在著相互依賴的物流功能因素。

　　物流系統的成功要素是使物流系統整體優化以及合理化，并服從或改善社會大系統的環境。

　　下午我們參觀了模塊自動化生產系統.并對制藥機，打包機，封裝機的工作過程有了一個簡單的認識.隨后老師為我們講解了有關于集成電路的一些知識,簡單介紹了它的制作工藝.

　　星期三

　　今天學習的是特種加工.

　　特種加工亦稱“非傳統加工”或“現代加工方法”，泛指用電能、熱能、光能、電化學能、化學能、聲能及特殊機械能等能量達到去除或增加材料的加工方法，從而實現材料被去除、變形 、改變性能或被鍍覆等。

　　與傳統機械加工方法相比具有許多獨到之處：

　　(1)加工范圍不受材料物理 、機械性能的限制，能加工任何硬的.、軟的、脆的、耐熱或高熔點金屬以及非金屬材料。

　　(2)易于加工復雜型面、微細表面以及柔性零件。

　　(3)易獲得 良好的表面質量，熱應力、殘余應力、冷作硬化、熱影響區等均比較小。

　　(4)各種加工方法易復合形成新工藝方法，便于推廣應用。

　　激光加工技術

　　國外激光加工設備和工藝發展迅速，現已擁有100kW的大功率CO2激光器、kW級高光束質量的固體激光器，有的可配上光導纖維進行多工位、遠距離工作。激光加工設備功率大、自動化程度高，已普遍采用CNC控制、多坐標聯動，并裝有激光功率監控、自動聚焦、工業電視顯示等輔助系統。

　　激光制孔的最小孔徑已達0.002mm，已成功地應用自動化六坐標激光制孔專用設備加工航空發動機渦輪葉片、燃燒室氣膜孔，達到無再鑄層、無微裂紋的效果。激光切割適用于由耐熱合金、鈦合金、復合材料制成的零件。目前薄材切割速度可達15m/min，切縫窄，一般在0.1～1mm之間，熱影響區只有切縫寬的10%～20%，最大切割厚度可達45mm，已廣泛應用于飛機三維蒙皮、框架、艦船船身板架、直升機旋翼、發動機燃燒室等。

　　激光焊接薄板已相當普遍，大部分用于汽車工業、宇航和儀表工業。激光精微焊接技術已成為航空電子設備、高精密機械設備中微型件封裝結點的微型連接的重要手段。激光表面強化、表面重熔、合金化、非晶化處理技術應用越來越廣，激光微細加工在電子、生物、醫療工程方面的應用已成為無可替代的特種加工技術。激光快速成型技術已從研究開發階段發展到實際應用階段，已顯示出廣闊的應用前景。

　　國內70年代初已開始進行激光加工的應用研究，但發展速度緩慢。在激光制孔、激光熱處理、焊接等方面雖有一定的應用，但質量不穩定。目前已研制出具有光纖傳輸的固體激光加工系統，并實現光纖耦合三光束的同步焊接和石英表芯的激光焊接。完成了激光燒結快速成型原理樣機研制，并采用環氧聚脂和樹脂砂燒結粉末材料，快速成型出典型零件，如葉輪、齒輪。

　　激光加工技術今后幾年應結合已取得的預研成果，針對需求，重點開展無缺陷氣膜小孔的激光加工及實時檢控技術、高強鋁(含鋁鋰、鋁鎂)合金的激光焊接技術、金屬零件的激光粉末燒結快速成型技術、激光精密加工及重要構件的激光沖擊強化等項目的研究。實現高溫渦輪發動機氣膜孔無缺陷加工，可使葉片使用壽命達2000小時以上；以焊代替數控加工飛機次承力構件，以及帶筋壁板的以焊代鉚；實現重要零部件的表面強化，提高安全性、可靠性等，從而使先進的激光制造技術在軍事工業中發揮更大的作用。

　　電加工技術

　　國外電解加工應用較廣，除葉片和整體葉輪外已擴大到機匣、盤環零件和深小孔加工，用電解加工可加工出高精度金屬反射鏡面。目前電解加工機床最大容量已達到5萬安培，并已實現CNC控制和多參數自適應控制。電火花加工氣膜孔采用多通道、納秒級超高頻脈沖電源和多電極同時加工的專用設備，加工效率2～3秒/孔，表面粗糙度Ra0.4μm，通用高檔電火花成型及線切割已能提供微米級加工精度，可加工3μm的微細軸和5μm的孔。精密脈沖電解技術已達10μm左右。電解與電火花復合加工，電解磨削、電火花磨削已用于生產。

　　根據上述現狀，今后特種加工技術的發展方向應是：

　　(1)不斷改進、提高高能束源品質，并向大功率、高可靠性方向發展。

　　(2)高能束流加工設備向多功能、精密化和智能化方向發展，力求達到標準化、系列化和模塊化的目的。擴大應用范圍，向復合加工方向發展。

　　(3)不斷推進高能束流加工新技術、新工藝、新設備的工程化和產業化工作。 星期四

　　今天是實習的最后一天所以比較輕松.主要了解模塊化并自己動手組裝了一個車床并用機器人模擬運轉

　　模塊化是指解決一個復雜問題時自頂向下逐層把軟件系統劃分成若干模塊的過程。每個模塊完成一個特定的子功能，所有的模塊按某種方法組裝起來，成為一個整體，完成整個系統所要求的功能。

　　模塊具有以下幾種基本屬性：接口、功能、邏輯、狀態，功能、狀態與接口反映模塊的外部特性，邏輯反映它的內部特性。

　　在軟件的體系結構中，模塊是可組合、分解和更換的單元。

　　總結

　　本次實習我們受益良多。經過兩個禮拜的實習我們了解了工業工程與管理有機結合的綜合技術對提高企業的生產率和生產系統綜合效率及效益，提高系統綜合素質，對增強企業在開放經濟條件下的國際市場競爭能力和知識經濟環境中的綜合創新能力，對贏得各類生產系統、管理系統及社會經濟系統的高質量、可持續發展等，具有不可替代的重要作用。

　　我國以企業為基礎和主體的工業及產業經濟系統面臨著資源利用率低、質量和效益不高、產品等綜合結構不合理、環境適應性較差、國際競爭力及創新能力亟待增強，以及戰略管理和內部管理弱化、技術與管理脫節、特色化缺乏、產品、市場、技術等方面的發展不平衡、企業與市場和政府及其他企業間關系欠規范、不穩定等諸多問題和困境。現代工業工程是企業和整個產業經濟擺脫困境、贏得競爭優勢的有效武器。

　　在科技研發等諸多環節上我們仍舊有很長的一段路要走,實習中的任何一個項目的研究對我們日后都有很大的影響。也給我們今后大學的學習指引了方向。

[工學實習報告]

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