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關鍵詞：工業(yè)設計 優(yōu)秀碩士畢業(yè)論文 趨勢 分析
中圖分類號：TB47
文獻標識碼：A
文章編號：1004-4914（2013）07-013-03
引言
在工業(yè)設計研究中，出現(xiàn)了很多優(yōu)秀的相關碩士論文，本文從工業(yè)設計論文的研究方向以及發(fā)表數(shù)量等，初步分析出2000—2012年間工業(yè)設計發(fā)展的趨勢與變化，從而了解每個工業(yè)設計發(fā)展階段的新趨勢，研究成果以及仍然存在的問題。
一、分析方法與步驟
在《中國知網之中國期刊全文數(shù)據(jù)庫》、《萬方之中國學術會議文獻數(shù)據(jù)庫》分別檢索論文以及會議文獻題目中包含“工業(yè)設計”關鍵詞的文獻，在《中國知網之中國期刊全文數(shù)據(jù)庫》以“工業(yè)設計”為關鍵詞檢索結果，截止到2012年7月19日，為557篇。
二、結果與分析
1.時間分布。考慮到要對現(xiàn)有工業(yè)設計趨勢進行研究分析，所以選擇了較近12年（2000年—2010年）的論文，通過使用“工業(yè)設計”為關鍵詞進行搜索發(fā)現(xiàn)，2000年沒有相關優(yōu)秀碩士，從2001—2003年相關碩士優(yōu)秀論文屬于發(fā)展起步階段，從2004—2012年每年都會很多優(yōu)秀碩士，屬于迅速發(fā)展階段，相關優(yōu)秀論文增至557篇，2009年（88篇）是相關數(shù)量最高峰點。
經過推斷可知，在2009年工業(yè)設計的論文達到歷史最高的原因在于我國本專科擴招是從1999年開始的，自1997年以后，隨著廣大群眾渴望子女接受高等教育愿望的增加，對擴大高等教育規(guī)模的呼聲也越來越高。同時，考慮到國家快速發(fā)展的需要，1999年我國高等教育開始大規(guī)模擴招，當年本專科生招生數(shù)與1998年相比增長了47.4%。本專科規(guī)模的迅速擴大給高校畢業(yè)生的就業(yè)帶來了更大的壓力，而研究生的擴招能夠對本科生的就業(yè)壓力起到一定的緩解作用，因此，碩士研究生的招生規(guī)模也不斷攀升，錄取比例和入學率都在大幅提高。
2.作者分布。在檢索到的工業(yè)設計方面的優(yōu)秀碩士論文中，作者主要分布在以下幾個學校中，可見相關院校的工業(yè)設計發(fā)展程度。如表1所示。
小結：由于優(yōu)秀工業(yè)設計碩士論文具有一定的刪選性，由表1可以看出工業(yè)設計發(fā)展較快的院校，并且通過涉及最多的關鍵詞可以看到每所院校所側重的工業(yè)設計發(fā)展方向或者是發(fā)展程度較深的方向。
3.關鍵詞分布。從2000年到2012年，以“工業(yè)設計”為關鍵詞搜索的期刊論文中，論文的關鍵詞主要集中在產品設計、CAID構思與表達、設計教育教學、IDFORCNC（先進制造設備工業(yè)設計）、設計管理、綠色設計等。由于搜索分布時采用了關鍵詞“工業(yè)設計”，所以這里忽略“工業(yè)設計”關鍵詞的數(shù)量。所有論文相對較多的關鍵詞如下：可持續(xù)發(fā)展設計（綠色）、中國傳統(tǒng)文化（符號學 語義學）、設計管理/用戶研究交互設計、CAID構思與表達、數(shù)據(jù)庫、設計教育、造型語言、工設工程（材料、工藝）、汽車設計、時尚設計、服務設計、品牌PI（產品形象識別）設計、人機工程、可用性、設計史、信息視覺化、故事版/情景設計、設計心理學、體驗/情感化設計、IDFORCNC。
其中有代表性的有如下幾篇：2010年，北京服裝學院屈新波在《現(xiàn)代新材料在產品設計中的應用研究》{1}一文中論述了現(xiàn)代新材料在產品設計中的應用，借助于“需求”將產品設計與材料聯(lián)系起來。2008年，山東大學張志強在《面向家用健身器材的人機工程理論分析與研究》{2}一文中論述了如何運用人機工程理論對健身器材進行分析，以及針對相關器材人機方面的具體研究。2006年，山東大學吳蘭萍在《面向產品設計自動化的人機工程研究與應用》{3}一文中論述了人機工程學的定義以及與工業(yè)設計之間的關系，闡述了人機工程學的原理以及產品設計的不同階段的具體內容，此外還重點分析了現(xiàn)有計算機輔助人機工程軟件，例如JACK、SAMMIE、SAFEWORK等。2004年，武漢理工大學劉紅在《簡論設計項目管理》{4}一文中論述了由于市場競爭的激烈化，用戶需求的多樣化，項目管理的組織及團隊建設的內容與項目管理的執(zhí)行關鍵，以及設計項目的生命周期。2007年，西北工業(yè)大學韓娟在《CAID系統(tǒng)的用戶界面研究及應用》{5}一文中論述了以用戶為中心的設計方法，綜合認知心理學、人機工程學、計算機信息科學等對CAID用戶模型進行分析，將基于用戶模型構建的用戶界面原型引入到界面設計過程中。
4.影響力分布。在檢索到的期刊論文中被引用頻次最高的，排在前6位的論文，如表2所示。
通過引用頻次最多的文章中發(fā)現(xiàn)，關注最多的工業(yè)設計方向多為產品設計、交互界面方面。因為產品設計和交互設計的研究較早，所以時間早的被引用的幾率就很高。但也充分說明這些優(yōu)秀論文有一定的借鑒價值。
三、工業(yè)設計研究趨勢
工業(yè)設計從2000—2012年這12年間，發(fā)展速度是迅猛的，這一點可以從優(yōu)秀碩士論文的發(fā)表數(shù)量日趨增多看出來，并且也是在跟隨著社會每一步的發(fā)展而發(fā)生著變化，從簡單地僅僅研究工業(yè)設計的表面內容，即“產品設計”，變成研究工業(yè)設計更加細節(jié)化的方面，是一個從量變到質變的過程。現(xiàn)在工業(yè)設計優(yōu)秀碩士論文中，研究方面數(shù)量最多的依次為產品設計、設計管理、設計教育、ID FOR CNC以及可持續(xù)發(fā)展設計。
李北在2006年中國科協(xié)年會的會議論文《未來工業(yè)設計的多元化發(fā)展趨勢》{12}中闡述，現(xiàn)在工業(yè)設計呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢，并且可以看到，工業(yè)設計是一種戰(zhàn)略資源，是國家創(chuàng)新戰(zhàn)略體系中的重要組成部分。工業(yè)設計正在向著跨專業(yè)跨學科的綜合領域發(fā)展。此外通過計算機使用的普及，工業(yè)設計信息化也成為主流。
通過對2000—2012年優(yōu)秀工業(yè)設計碩士論文逐年的分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)表的時間與內容和2000—2012年工業(yè)設計發(fā)展的過程、發(fā)展的主題是一致的。通過對這些論文關鍵詞的統(tǒng)計分析，可以看到工業(yè)設計在每段時間里發(fā)展的內容、重點、趨勢，這與社會的需求具有著強烈的聯(lián)系。
每篇論文的關鍵詞是不變的，在以“工業(yè)設計”為關鍵詞搜索到的碩士論文中，通過對新的一年與以往相比較新出現(xiàn)的關鍵詞進行統(tǒng)計，洞察出工業(yè)設計每個階段的新趨勢。如表3所示工業(yè)設計研究方向從泛泛的大方向上的研究，比如“產品設計”、“可持續(xù)設計”等，發(fā)展成為細分的研究方向。研究表明，從抽象的工業(yè)設計，變?yōu)榫唧w的產品設計，后來人們發(fā)現(xiàn)工業(yè)設計離不開與社會、人的聯(lián)系，所以研究方向漸漸與社會、人聯(lián)系起來，最終發(fā)展成多方向的、細分的研究方向。這與現(xiàn)有工業(yè)設計研究人員對工業(yè)設計發(fā)展方向的研究結果不謀而合。
2000—2012年有關產品設計、人機工程學以及設計管理等成為研究的主要趨勢。此外，還可以發(fā)現(xiàn)每年相比前幾年新增的研究方向即是工業(yè)設計發(fā)展中研究趨勢的新方向。例如可持續(xù)發(fā)展（Sustainable Development）是上世紀80年代提出的一個新概念。1987年世界環(huán)境與發(fā)展委員會在《我們共同的未來》{13}報告中第一次闡述了可持續(xù)發(fā)展的概念，得到了國際社會的廣泛共識。那么工業(yè)設計對此也進行了研究，在2002年第一次出現(xiàn)在相關優(yōu)秀工業(yè)設計碩士論文中。例如2002年湖南大學龔克在《非物質與可持續(xù)的工業(yè)設計道路》{14}中闡述了有關可持續(xù)的工業(yè)設計道路的相關內容。
再例如，在現(xiàn)代信息化的大背景下，計算機信息庫在工業(yè)設計專業(yè)得到了廣泛的應用，2006年第一次出現(xiàn)有關數(shù)據(jù)庫研究的碩士論文。例如2006年東華大學孫明華發(fā)表的《設計藝術學專業(yè)建立設計材料數(shù)據(jù)庫的必要性研究》{15}。2009年山東大學郝松發(fā)表了《基于產品表象信息庫的工業(yè)設計構型方法研究》{16}。
同時也發(fā)現(xiàn)，由于優(yōu)秀碩士論文是要在社會需求的大背景下提出，受發(fā)表時間和評審的限制，雖然相對滯后，但是也能夠體現(xiàn)出近十年間的工業(yè)設計的大體研究趨勢、新的研究方向。工業(yè)設計研究趨勢的發(fā)展變化受社會發(fā)展因素（技術、環(huán)境、國情、學科交融等）的影響較大。
四、結束語
2000—2012年，我國優(yōu)秀工業(yè)設計數(shù)量以及發(fā)表的內容質量都有著質的飛躍，這也說明我國工業(yè)設計方面研究的水平日趨深入。但是從近幾年發(fā)現(xiàn)，已經存在研究過（下轉第16頁）（上接第14頁）熱的現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在研究課題的重復性，例如人機工程學，此間不乏相關類似課題的出現(xiàn)。
從2000—2012年間優(yōu)秀工業(yè)設計碩士論文中，可以看到工業(yè)設計事業(yè)發(fā)展迅速，方向由單一轉為多元化，并且呈現(xiàn)多學科融合趨勢。此外，研究趨勢受社會發(fā)展的因素（技術、環(huán)境、國情、學科交融等）影響較大，比如在信息化的大背景下，工業(yè)設計專業(yè)與計算機應用越來越密切，因此出現(xiàn)了CAID等相關研究。可以看到工業(yè)設計的研究趨勢在以后會圍繞產品設計、計算機輔助工業(yè)設計（CAID）、設計管理等熱門話題展開。隨著工業(yè)設計的深入研究，也會出現(xiàn)更多新的設計概念，而這些概念一定是可持續(xù)性地圍繞用戶的人機設計，相信在以后的研究中，會有更多優(yōu)秀的碩士論文出現(xiàn)。
注釋：
{1}屈新波.現(xiàn)代新材料在產品設計中的應用研究[D].北京服裝學院，2010
{2}張志強.面向家用健身器材的人機工程理論分析與研究[D].山東大學，2008
{3}吳蘭萍.面向產品設計自動化的人機工程研究與應用[D].山東大學，2006
{4}劉紅.簡論設計項目管理[D].武漢理工大學，2004
{5}韓娟.CAID系統(tǒng)的用戶界面研究及應用[D].西北工業(yè)大學，2007
{6}吳瑜.人機交互設計界面問題研究[D].武漢理工大學，2004
{7}周睿.基于可用性的手機交互界面設計研究[D].南京理工大學，2006
{8}楊大年.中國民間兒童玩具再設計研究[D].江南大學，2004
{9}王巍.ICAID系統(tǒng)的實現(xiàn)機制研究[D].湖南大學，2004
{10}王軍鋒.計算機游戲界面設計方法研究[D].西北工業(yè)大學，2007
{11}熊湘暉.產品造型設計的外觀質量美學評價理論及研究[D].昆明理工大學，2005
{12}李北.未來工業(yè)設計的多元化發(fā)展趨勢[R].中國科協(xié)年會，2006
{13}我們共同的未來[R].世界環(huán)境與發(fā)展委員會.1987
{14}龔克.非物質與可持續(xù)的工業(yè)設計道路[D].湖南大學，2002
{15}孫明華.設計藝術學專業(yè)建立設計材料數(shù)據(jù)庫的必要性研究[D].東華大學，2006
{16}郝松.基于產品表象信息庫的工業(yè)設計構型方法研究[D].山東大學，2009
關鍵詞： 數(shù)控機床 制造強國 發(fā)展趨勢
數(shù)控技術是先進制造技術中的一項核心技術，由數(shù)控機床組成的柔性化制造系統(tǒng)是改造傳統(tǒng)機械加工裝備產業(yè)、構建數(shù)字化企業(yè)的重要基礎裝備，它的發(fā)展一直備受制造業(yè)的關注，其設計、制造和應用的水平在某種程度上代表了一個國家的制造業(yè)水平和競爭力。近年來，國內機床設備和技術的發(fā)展在市場需求旺盛的情況下，設備以滿足市場和用戶需求為主，在高性能加工的設備和技術上并沒有進行很好的研究和技術儲備，在市場趨于平穩(wěn)的時期，我國的機床工業(yè)勢必會更加缺乏競爭力。因此，國家將數(shù)控機床作為重點支持的產業(yè)項目，在發(fā)展規(guī)劃中明確了發(fā)展高速、高精度數(shù)控加工設備作為主要的支持發(fā)展方向，將提升裝備水平和核心技術放在重要的位置。
“機床是裝備制造業(yè)的工作母機，實現(xiàn)裝備制造業(yè)的現(xiàn)代化，取決于我國的機床發(fā)展水平。振興裝備制造業(yè)，首先要振興機床工業(yè)，要大力發(fā)展國產數(shù)控機床”。振興裝備制造業(yè)，機床工業(yè)需先行，這是一條經濟發(fā)展的客觀規(guī)律。在國民經濟快速發(fā)展的拉動和國家產業(yè)政策的正確引導下，中國機床工業(yè)行業(yè)發(fā)展迅速，產銷兩旺，行業(yè)綜合水平落后的面貌得到改變。進入21世紀以來，隨著我國國民經濟實力的快速增長，我國制造業(yè)在國際上的地位日益提高。目前，我國正處在工業(yè)化的中期階段，制造業(yè)仍然是國民經濟的主體和支柱。但從總體上看，我國制造業(yè)與先進國家的差距還比較明顯。有人坦言：“無論今后科學技術怎樣進步，發(fā)展先進的制造業(yè)將是人類社會永恒的主題，制造業(yè)也將永遠是人類社會的‘首席產業(yè)’。”在當今世界上，高度發(fā)達的制造業(yè)和先進的制造技術已經成為衡量一個國家綜合經濟實力和科技水平的最重要標志。制造業(yè)最重要的基礎是裝備制造業(yè)。現(xiàn)在我國已是制造業(yè)大國，但并不是制造業(yè)強國。目前我國的裝備制造業(yè)水平有限，以至于不能很好地滿足現(xiàn)代化機械生產的需要。而現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的主要方向體現(xiàn)在信息化制造方面，其中自動化、智能化制造則是裝備制造業(yè)中的主導技術，這對于高速、高精度、低消耗的產品制造來說尤為重要。
數(shù)控機床是近展起來的具有廣闊發(fā)展前景的新型自動化機床，是高度機電一體化的產品。隨著科學技術的發(fā)展，機械產品的結構越來越合理，其性能精度和效率日趨提高，因此對加工機械產品零部件生產設備――機床也相應提出了高性能高精度與高自動化的要求。大批量的產品，如汽車拖拉機與家用電器的零件，以及航空航天、內燃機、軍工、汽車、船舶等行業(yè)需要的重要加工設備，尤其是高剛性、高精度、高穩(wěn)定性、高復合型的精密數(shù)控臥式銑鏜床更是航天和軍工企業(yè)急需的關鍵設備。
“十一五”期間，國家對裝備制造業(yè)提出要求：變“制造大國”成為“制造強國”，調整產業(yè)結構，重點開發(fā)高檔數(shù)控機床，提升行業(yè)水平。自主開發(fā)高速精密臥式機床，研究其相關的設計和制造技術并取得突破，對國家在高端裝備領域擁有自主知識產權和核心競爭力，將起到至關重要的影響。隨著工業(yè)技術的發(fā)展，各行各業(yè)對高速數(shù)控機床的需求也越來越多。2010年9月8日國務院召開常務會議審議并原則通過《國務院關于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)的決定》，高端裝備制造、節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術、生物、新能源、新材料和新能源汽車七個產業(yè)作為重點領域將集中力量加快推進，國家將加強財稅金融等政策扶持力度。國務院發(fā)展研究中心產業(yè)部部長馮飛預計，未來十年將是戰(zhàn)略性新興產業(yè)蓬勃發(fā)展的十年，到2020年，戰(zhàn)略性新興產業(yè)占工業(yè)增加值比重可望達到20%以上。機床工業(yè)由于技術含量和工藝要求極高，屬于技術和資本密集型產業(yè)，行業(yè)壁壘很高，無論在國內還是全球范圍，行業(yè)格局變化都比較緩慢。機床本屬于機械行業(yè)，而機械行業(yè)與下游行業(yè)固定資產投資密切相關。下游行業(yè)每年固定資產投資中，約60%用于購買機械產品。設備工器具購置在固定資產投資中的比例保持在20％左右，并長期保持穩(wěn)定。因此在機床行業(yè)下游產業(yè)中，固定資產投資的主要部分都是用來購買裝備制造工具――機床。通過統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，機床下游行業(yè)固定資產投資增速遠快于全社會平均增速水平。數(shù)控機床的需求來自于下游的機械行業(yè)固定資產投資，2011年汽車及零部件、航空航天設備、高速列車、軍工、電子信息、電力設備、船舶、工程機械、模具等高端裝備業(yè)崛起，行業(yè)產能高速擴張，繼續(xù)帶動數(shù)控機床消費的高速增長。羅百輝表示，2011年高端裝備自主創(chuàng)新勢頭將更為強勁，繼續(xù)帶動機械工業(yè)15%以上的增速。目前我國正處于重化工業(yè)化時期，這是超脫于經濟短期波動、在近幾十年里對中國經濟產生巨大影響的因素，對我國機械工業(yè)的發(fā)展也起著促進作用。它與長期向好的中國宏觀經濟一樣，成為機械工業(yè)近30年來持續(xù)快速發(fā)展的最好注解。所謂重化工業(yè)化時期，也就是工業(yè)化的中期，即從解決短缺為主的開放逐步向建設經濟強國轉變，煤炭、汽車、鋼鐵、房地產、建材、機械、電子、化工等一批以重工業(yè)為基礎的高增長行業(yè)發(fā)展勢頭強勁，構成了對機床市場尤其是數(shù)控機床的巨大需求。中國已經超過德國，成為世界第一大機床市場。數(shù)控機床已成為機床消費的主流。預計2015年數(shù)控機床消費將超過60億美元，臺數(shù)將超過10萬臺。數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是：①平臺數(shù)字化。②運行高速化。③加工高精化。④功能復合化。⑤控制智能化。⑥伺服驅動高性能控制。中高檔數(shù)控機床的比例會大幅增加，經濟型數(shù)控機床的比例不會有太大變化，而非數(shù)控的普通機床的需求將會大幅度減少。
參考文獻：
［1］張江華.TK7640數(shù)控銑鏜床的運動誤差分析及其補償（碩士論文），2007.
［2］暢越星.數(shù)控落地銑鏜床主軸箱動力學分析與結構設計研究（碩士論文），2007.
［3］李軍華，數(shù)控機床主傳動齒輪綜合嚙合剛度研究（碩士論文），2007.
［4］張利平主編.液壓氣動技術速查手冊.北京，化學工業(yè)出版社，2006.
［5］姚銀歌.大型數(shù)控落地銑鏜床CAE與主軸箱優(yōu)化設計研究及應用（碩士論文），2010.
［6］姜華.高速精密臥式加工中心開發(fā)的關鍵技術研究（博士論文），2007.
關鍵詞:電氣工程 自動化 技術
中圖分類號：F407.6 文獻標識碼：A 文章編號：
隨著人們生活水平的提高,電氣工程及自動化的要求也越來越高,它不僅要滿足照明、家電用電量、安全用電等需求,更注重其美觀、實用、方便的使用效果。
1 供配電系統(tǒng)
現(xiàn)代工農業(yè)及整個社會生活中電力應用非常廣泛,一般建筑采用低壓供電,高層建筑通常10kV電壓供電。
1.1 電力系統(tǒng)及電力負荷
(1)電力系統(tǒng)概念。在電力系統(tǒng)中,如果每個發(fā)電廠孤立地向用戶供電,其可靠性不高。如當某個電廠發(fā)生故障或停機檢修時,該地區(qū)將被迫停電,因此為了提高供電的安全性、可靠性、連續(xù)性、運行的經濟性,并提高設備的利用率,減少整個地區(qū)的總備用容量,常將許多發(fā)電廠、電力網和電力用戶連成一個整體。這里由發(fā)電廠、電力網和用戶組成的統(tǒng)一整體稱為電力系統(tǒng)。
(2)我國電網電壓等級。電力網的電壓等級比較多,從輸電的角度來講,電壓越高則輸送的距離就越近,傳輸?shù)娜萘吭酱?但電壓越高,要求絕緣水平也相應提高,因而造價也越高。目前,我國根據(jù)國民經濟發(fā)展的需要,技術經濟上的合理性及電機電器制造工業(yè)的水平等因素,由國家頒布制定了我國電力網的電壓等級主要有0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、550kV等10級。其中電網電壓在1kV及以上的稱為高壓,1kV以下的電壓稱為低壓。
1.2 10KV 變(配)電所及高壓設備
(1)變(配)電所位置的選擇原則。①接近負荷中心,這樣可降低電能損耗,節(jié)約輸電線用量;②進出線方便;③接近電源側;④設備吊裝、運輸方便;⑤不應設在有劇烈振動的場所;⑥不宜設在多塵、水霧(如大型冷卻塔)或有腐蝕性氣體的場所,如無法遠離時,不應設在污染源的下風側;⑦不應設在廁所、浴室或其他經常積水場所的正下方或貼鄰;⑧變(配)電所為獨立建筑物時,不宜設在地勢低洼和可能積水的場所;⑨高層建筑地下層變(配)電所的位置,宜選擇在通風、散熱條件較好的場所。
(2)主結線的方式及特點。變(配)電所的主結線(一次接線)是指由各種開關電器、電力變壓器、互感器、母線、電力電纜、并聯(lián)電容器等電氣設備按一定次序連接的接受和分配電能的電路。它是電氣設備選擇及確定配電裝置安裝方式的依據(jù),也是運行人員進行各種倒閘操作和事故處理的重要依據(jù)。
主結線的基本形式有單母線接線、雙母線接線、橋式接線等多種。
(3)變電所的形式和布置。①變電所的形式有獨立式、附設式、桿上式或高臺式、成套式變電所。附設式又分為內附式和外附式。②10kV變電所一般由高壓配電室、變壓器室和低壓配電室三部分組成。
(4)常用高壓設備。常用的高壓一次電氣設備有:高壓熔斷器、高壓隔離開關、高壓負荷開關、高壓斷路器、高壓開關柜、高壓避雷器和互感器等。
1.3 低電壓配電系統(tǒng)及低壓設備
(1)低電壓配電方式。低電壓配電系統(tǒng)是由配電裝置和配電線路組成。低電壓配電方式是指低電壓干線的配電方式。低電壓配電方式有放射性、樹干式、鏈式三種形式。
(2)常用低壓設備特點及用途。低壓電氣設備通常是指電壓在1000V以下的電氣設備,在建筑工程常見的低壓電氣設備有刀開關、熔斷器、自動空氣開關、接觸器、低壓配電柜等。
2 樓宇自動化
樓宇自動化控制采用的是計算機集散控制,所謂計算機集散控制就是分散控制集中管理。它的分散控制器通常采用直接數(shù)字控制器(DDC),利用上位計算機進行畫面的監(jiān)控和管理。主要手段是動畫、曲線、文本、數(shù)據(jù)庫、腳本、和各種專用控件等。樓宇自動化包括:空調與通風監(jiān)控系統(tǒng)、給排水監(jiān)控系統(tǒng)、照明監(jiān)控系統(tǒng)、電力供應監(jiān)控系統(tǒng)、電梯運行監(jiān)控系統(tǒng)、綜合保安系統(tǒng)、消防監(jiān)控系統(tǒng)和結構化綜合布線系統(tǒng)。
設計樓宇自動化系統(tǒng)的主要目的在于將建筑內各種機電設備的信息進行分析、歸類、處理、判斷,采用最優(yōu)化的控制手段,對各系統(tǒng)設備進行集中監(jiān)控和管理,使各子系統(tǒng)設備始終處于有條不紊、協(xié)同一致和高效、有序的狀態(tài)下運行,在創(chuàng)造出一個高效、舒適、安全的工作環(huán)境中,降低各系統(tǒng)造價,盡量節(jié)省能耗和日常管理的各項費用,保證系統(tǒng)充分運行,從而提高了智能建筑的高水平的現(xiàn)代化管理和服務,使投資能得到一個良好的回報。
3 電氣安全
隨著人類對電力能源的重視與不斷應用,電力設施與設備已與現(xiàn)代人類的工作與生活密不可分,電力甚至成為現(xiàn)代各行各業(yè)發(fā)展的基礎前提。但不可否認的是由于種種原因,電力能源在帶給人們工作與生活的便利的同時,由電氣設備產生的問題也帶給人類的生產與生活不少煩惱與損失,有時甚至表現(xiàn)為災難。因此,電氣安全不僅已成為各國電氣操作與維護人員消除安全生產隱患、防止傷亡事故、保障職工健康及順利完成各項任務的重要工作內容,同時也是電氣專業(yè)工作者首要面臨并著力解決的課題。
3.1 電氣絕緣
保持配電線路和電氣設備的絕緣良好,是保證人身安全和電氣設備正常運行的最基本要素。電氣絕緣的性能是否良好,可通過測量其絕緣電阻、耐壓強度、泄漏電流和介質損耗等參數(shù)來衡量。
3.2 安全距離
電氣安全距離,是指人體、物體等接近帶電體而不發(fā)生危險的安全可靠距離。如帶電體與地面之間、帶電體與帶電體之間、帶電體與人體之間、帶電體與其他設施和設備之間,均應保持一定距離。通常,在配電線路和變、配電裝置附近工作時,應考慮線路安全距離,變、配電裝置安全距離,檢修安全距離和操作安全距離等。
3.3 安全載流量
導體的安全載流量,是指允許持續(xù)通過導體內部的電流量。持續(xù)通過導體的電流如果超過安全載流量,導體的發(fā)熱將超過允許值,導致絕緣損壞,甚至引起漏電和發(fā)生火災。因此,根據(jù)導體的安全載流量確定導體截面和選擇設備是十分重要的。
4 建筑設備自動化系統(tǒng)
建筑設備自動化系統(tǒng)實際上是一套中央監(jiān)控系統(tǒng)。它通過對建筑物(或建筑群)內的各種電力設備、空調設備、冷熱源設備、防火、防盜設備等進行集中監(jiān)控,達到在確保建筑內環(huán)境舒適、充分考慮能源節(jié)約和環(huán)境保護的條件下,使建筑內的各種設備狀態(tài)及利用率均達到最佳的目的。
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關鍵詞：DTS 結構 功能
中圖分類號：TM769 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）12-0047-01
1 DTS的概念
隨著電網安全性的要求，在計算機和自動化技術的不斷發(fā)展的基礎上，國外在上世紀70年代就已提出DTS概念，之后美國電研會組織討論后推廣使用。DTS（即調度員培訓系統(tǒng)）是計算機技術和自動化技術的有機結合的產物，它為調度員提供一個和平時完全相同的操作平臺，調度員可以在這個模擬平臺上進行實時仿真，模擬現(xiàn)場操作和反事故演習，它不僅滿足與主系統(tǒng)的同步實時性，又因其與主系統(tǒng)通過防火墻隔離，還可滿足操作的安全性，作為先進的調度培訓手段已逐步取代傳統(tǒng)培訓模式。現(xiàn)已廣泛應用于各網省地調的調度員培訓工作中。
2 DTS的用途
主要用于電網調度員的培訓，可以實現(xiàn)模擬現(xiàn)場操作和反事故演習，也可用于運方專業(yè)的潮流計算分析和斷面控制等。
3 DTS的設計原則[1]
（1）實用性：滿足調度員實際工作需求，包括正常運行操作和事故處理。
（2）真實性：提供真實的操作環(huán)境，而調度培訓過程中調度員面對的只是仿真電網，電網狀態(tài)的變化是通過模擬操作、電網相關計算及繼電保護邏輯判別仿真而來的。
（3）先進性：先進的硬軟件平臺和先進的仿真技術。
4 DTS的培訓方式
主要分為教員機自學培訓、調度員技能考核和反事故演習三種方式。
5 DTS的結構[2-3]
主要由三部分組成：
（1）電網仿真子系統(tǒng)：頻率計算、動態(tài)潮流計算、繼電保護及安自裝置仿真等；
（2）SCADA/EMS仿真子系統(tǒng)：包括日常工作中所使的EMS系統(tǒng)中的各項功能使用；
（3）教員監(jiān)控子系統(tǒng)：包括教案編制、故障設置、學員操作監(jiān)控和培訓流程控制等。
教員機DTS系統(tǒng)中設備操作主要包含有參數(shù)檢索、變位操作、故障設置、故障解除、繼電護查詢及設置、保護故障設置、保護二次回路故障、重合閘查詢及設置、同期裝置操作、旁路代路操作、綜合令操作及定值保護查詢、遙控遙調、出力調整等，這些操作均可通過設備菜單輕松實現(xiàn)。
教員機主要進行教案編制和反事故演習的故障設置，也可作學員自學培訓使用。培訓過程中教員機可以執(zhí)行學員下達的各項指令。在教員機DTS系統(tǒng)上統(tǒng)計信息的操作信息表中監(jiān)控到學員進行的一系列操作，還可以在事故情況表中對照故障點位置、保護動作邏輯及開關跳閘行為，掌控整個培訓的流程，其間也可以根據(jù)學員的被演情況暫止、繼續(xù)和插入事件。
培訓結束后DTS系統(tǒng)可以將整個培訓過程保存下來，還能通過快照演示實現(xiàn)對培訓過程進行反演。教員可以根據(jù)培訓的總體情況對學員進行考評打分。最后教員可以將所選的整個培訓過程和打分結果生成一個培訓報告，以文本的形式保存或打印歸入培訓檔案中。
6 DTS各模塊關系[3-4]
DTS主要包括9大模塊：動態(tài)頻率/潮流模塊、保護自動裝置模塊、畫面響應監(jiān)控模塊、事件信息管理模塊、數(shù)采仿真模塊、快照評估模塊、初始化模塊，保護參數(shù)錄入模塊。
其中初始化模塊和保護參數(shù)錄入模塊均屬于非常駐模塊進程，即它們都是在某一狀態(tài)下只需要執(zhí)行一次的模塊，而潮流模塊、保護自動裝置模塊、畫面響應監(jiān)控模塊、事件信息管理模塊、數(shù)采仿真模塊都屬于常駐模塊進程，即它們都是在某一狀態(tài)下要循環(huán)運行的模塊進程。下圖1DTS各子模塊關系圖。
以培訓狀態(tài)為例，調度員在培訓時面對的是一個仿真電網，教員操作、學員操作指令都送到事件信息管理模塊，然后對電網模型做出調整，動態(tài)頻率模塊和潮流模塊對所下達的指令進行仿真，得到新的電網狀態(tài)，這些狀態(tài)信息送入數(shù)采仿真模塊，經過處理（RTU、通道處理等），把量測數(shù)據(jù)送入學員控制中心模塊，提供給調度員新的電網狀態(tài)信息。
7 結語
DTS系統(tǒng)的正常運行、維護涉及到調度、運行方式、保護、自動化等各專業(yè)的緊密配合，DTS系統(tǒng)相比傳統(tǒng)培訓模式，培訓方式更加靈活，系統(tǒng)平臺貼近現(xiàn)場實際操作環(huán)境，可以模擬真實電網中各種類型故障，有效提高調度員的事故處置能力，適合在調度培訓工作中長期使用。
參考文獻
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關鍵詞：三容液位控制系統(tǒng)；過程控制；智能控制
中圖分類號：G642.0
文獻標志碼：A
文章編號：1674-9324（2012）09-0024-02
本文研究的對象是我院過程控制實訓室的三容液位過程控制實訓系統(tǒng)，該實訓系統(tǒng)是一套利用了自動化控制技術、計算機、通訊、自動化控制等技術的多功能實訓裝置。該實訓系統(tǒng)為《過程控制》等課程服務。三容液位過程控制實訓系統(tǒng)可根據(jù)情況需要靈活組態(tài)，模擬線性、非線性；一階、階次；單容、多容及耦合、非耦合等特性，并能在控制過程中直觀地反映出系統(tǒng)動態(tài)反應，方便獲得動靜態(tài)性能指標，從而驗證控制策略的優(yōu)劣，因而研究三容液位過程控制實訓系統(tǒng)的控制對實施和學習《自動化控制原理》課程有很好的指導意義。
一、三容液位過程控制實訓系統(tǒng)的工作原理[1]
三容液位過程控制實訓系統(tǒng)主要硬件構成為三個玻璃水箱、氣動調節(jié)閥、差壓變送器、電磁閥、電/氣轉換器、液位傳感器、空氣壓縮機、水泵、計算機等，基本結構如圖1所示。
圖1 三容液位過程控制實訓系統(tǒng)基本結構圖
水流是經過手動閥v0后分成兩路再經過氣動調節(jié)閥vc1、vc2和手動閥v1～v6后進入三個水箱的。一路可以通過手動閥v1、v3、v5的開關不同來實現(xiàn)單容、雙容和三容的控制。假設想控制3號水箱液位h3，讓v5開，v1、v3關，則是單容水箱控制；若讓v3開，v1、v5關，則為雙容水箱控制；而若讓v1開，v3、v5關，則為三容水箱控制。而調節(jié)閥vc2和手閥v2、v4、v6成為另一路水流的干擾環(huán)節(jié)，選擇分別進入三個水箱的手動閥v2、v4、v6的開關不同，可改變加入干擾環(huán)節(jié)的位置，都也會影響實驗的效果。
二、智能控制算法研究
1.BP網絡PID控制器設計[2]。BP神經網絡PID控制器主要利用了神經網絡的非線性映射能力和自適應能力[3]。系統(tǒng)結構如圖所示，控制器由兩部分組成：（1）可通過自動調節(jié)參數(shù)實現(xiàn)對被控參數(shù)的閉環(huán)控制。（2）也可根據(jù)系統(tǒng)運行過程的狀態(tài)自動調節(jié)參數(shù)達到某種性能指標的最優(yōu)化。BP神經網絡PID控制器結果如圖2所示。
圖2 BP神經網絡PID控制結構圖[4]
輸出節(jié)點分別為可調PID控制器的三個參數(shù)KP、K1、KD，即
O1（3）（k）=Kp，O2（3）（k）=k1，O3（3）（k）=KD。各節(jié)點的輸入輸出關系為：
net■■（k）=■wij（3）oi（2）（k）-?茲l（3）ol（3）（k）=g[netl（3）（k）] 式（2-1）
上式按照沿著J（k）對wi（k）的負梯度方向檢索調整即使用梯度下降法修正加權系數(shù)w（k），并引入慣性項，從而使BP算法的收斂速度得到提高，于是：
?葒wli（3）（k）=?濁?啄l（3）（k）oi（2）（k）?琢?葒wli（3）（k-1） 式（2-2）
其中，?啄l（3）（k）=e（k+1）·sgn■·■·g'[netl（3）（k）]，（l=1，2，3）。
與此類似，可求得隱層權值系數(shù)的調節(jié)規(guī)律為：
?葒wij（2）（k）=?濁?啄i（2）（k）oj（1）（k）+?琢?葒wij（2）（k-1） 式（2-3）
其中，?啄i（2）（k）=f'[neti（2）（k）]·■?啄l（3）（k）wli（3）（k），（i=1,2,…，Q）。
式中，g'（·）=g（x）（1-g（x）），f'（·）=（1-f2（x））/2。 2.BP網絡PID智能控制仿真研究。三容液位過程控制系統(tǒng)的線性數(shù)學模型為：
G（s）■ 0≤h≤30■ 30＜h≤60■ 60＜h≤70■ 70＜h≤100
在MATLAB環(huán)境中，利用M語言編寫控制程序。設定目標液位高度為單位階躍輸入，BP網絡結構為2-3-
3,兩套仿真的初始給定水位為：h1f=12cm，h2f=10cm，下面改變系統(tǒng)的干擾量，當t=195s時，將水箱3下面的出水閥門調節(jié)調節(jié)到原來的30；在t=345s時將出水閥擰到原來的60%，通過仿真我們得到輸出響應曲線。
圖3 BP神經網絡智能PID控制輸出相應曲線
通過以上仿真圖我們可以看到采用BP神經網絡PID控制器時，水位上升速度相對較慢，但是在BP神經網絡PID控制器控制下系統(tǒng)超調量小，出現(xiàn)擾動時，能迅速的消除擾動。改變輸入量以后，發(fā)現(xiàn)BP神經網絡PID控制器跟蹤特性仍然表現(xiàn)不錯，系統(tǒng)輸出與輸入的誤差幾乎為零。說明BP神經網絡PID控制器對參數(shù)具有很好的適應性，魯棒性較好。
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關鍵詞：焊接學科；研究生培養(yǎng)；跨專業(yè)研究生；特殊性；策略
作者簡介：陳玉華（1979-），男，湖北武穴人，南昌航空大學航空制造工程學院焊接工程系主任，副教授；黃春平（1980-），男，江西吉安人，南昌航空大學航空制造工程學院，講師。（江西 南昌 330063）
基金項目：本文系江西省教育科學規(guī)劃課題（課題編號：11YB378）、江西省學位與研究生教育教學改革研究項目（項目編號：JXJG-11-24）、南昌航空大學學位與研究生教育教學改革研究項目（項目編號：YJG201102）的研究成果。
中圖分類號：G643 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）35-0026-02
高度分化同時又高度綜合，是現(xiàn)代科學發(fā)展所呈現(xiàn)出的越來越明顯的趨勢，因此在客觀上要求有更多數(shù)量和更高質量的具有開闊視野和廣博知識的復合型人才，尤其是在研究生階段培養(yǎng)復合型的人才更是受到高度重視，跨專業(yè)報考研究生也因此得到廣泛的提倡。[1-4]據(jù)統(tǒng)計，近年來全國碩士研究生入學考試的報考人數(shù)有將近50%的考生是屬于跨學科、跨專業(yè)的。[5]在研究生擴招之前，跨專業(yè)報考的研究生中，相當大的比例是源于學生的興趣導向，或者是一些新興的交叉學科或邊緣學科，需要不同知識結構和知識背景的生源。隨著高校畢業(yè)生就業(yè)的市場化，就業(yè)導向所導致的跨專業(yè)報考研究生的比例越來越高，但這部分研究生在后續(xù)培養(yǎng)中的問題和矛盾也不斷凸現(xiàn)。本文以南昌航空大學焊接學科為例，對跨專業(yè)報考焊接學科的研究生培養(yǎng)所存在的特殊性及策略進行了探討。
一、跨專業(yè)研究生培養(yǎng)的現(xiàn)狀
從現(xiàn)有文獻調研來看，目前國內大部分高校對于跨專業(yè)研究生培養(yǎng)的關注不夠，涉及該方面的文獻非常有限，大慶石油學院[6]對地質類跨專業(yè)研究生、浙江財經學院[7]對管理類跨專業(yè)研究生的培養(yǎng)模式進行了一些探索。大慶石油學院在分析地質類跨專業(yè)生源的研究生對碩士點建設利弊的基礎上，對跨專業(yè)地質類研究生的培養(yǎng)進行了探索與實踐，認為跨專業(yè)研究生作為一個特殊群體，需要作為一個系統(tǒng)工程來設計和實施，即從招生、入學前、授課階段、開題報告前及進入論文寫作階段等各個環(huán)節(jié)結合導師、授課教師及管理人員給予共同的特別關注，協(xié)同指導，才能在較短時間內克服跨專業(yè)研究生的不足，適應地質類研究生教學與培養(yǎng)方式，并發(fā)揚其跨專業(yè)的知識結構特色，成為高層次的復合型人才，真正成為合格的地質類碩士畢業(yè)生。[6]
目前國內大部分高校對于跨學科、跨專業(yè)研究生培養(yǎng)的機制、模式及策略等問題還沒有給予足夠的重視并進行深入研究，對于跨學科、跨專業(yè)報考研究生這一特殊群體的成長、成才還缺乏有益的指導。
二、焊接學科跨專業(yè)研究生培養(yǎng)的特殊性
南昌航空大學焊接學科是材料加工工程碩士點的方向之一，歷來就業(yè)前景較好、研究經費充裕、科研條件好，因此，每年都有近60%的生源是跨專業(yè)、跨方向報考的。以2009、2010級研究生為例，其本科專業(yè)有應用化學、機械設計及自動化、生物醫(yī)學工程、電子科學與技術、金屬材料工程、飛行器制造工程、材料成型及控制工程（鍛壓方向）、材料成型及控制工程（鑄造方向）等。
1.跨專業(yè)報考焊接學科研究生的優(yōu)勢
跨專業(yè)考生與本專業(yè)考生相比，有一些特點和優(yōu)勢[6]：來自不同的專業(yè)背景，考慮問題的角度和思路頗有特色，對于圈內傳統(tǒng)觀點和學說敢于質疑，另辟蹊徑。通過問卷調查結果發(fā)現(xiàn)，焊接學科研究生，本科所學專業(yè)為材料類專業(yè)的，往往表現(xiàn)出較強的微觀組織結構分析的能力，本科所學專業(yè)為機械類專業(yè)的，在焊接設備、工裝夾具的設計方面和本專業(yè)學生相比有優(yōu)勢，這些對本專業(yè)生源的研究生構成了激勵和促進。
2.跨專業(yè)報考焊接學科研究生培養(yǎng)中的問題
跨專業(yè)報考焊接學科的研究生雖然有利于選拔更多的具有寬廣基礎知識的優(yōu)秀生源入學，從源頭上為培養(yǎng)復合型、具有創(chuàng)新能力的焊接技術人才奠定了基礎，但也帶來了嚴重的問題和矛盾：
（1）在焊接學科專業(yè)課程的教學中存在較大的困難。由于現(xiàn)有研究生的培養(yǎng)計劃是針對本科為焊接專業(yè)的研究生所制定的，但現(xiàn)在面對的對象有一半左右是對焊接專業(yè)一無所知的跨專業(yè)研究生，因為統(tǒng)一授課對象的基礎不一樣，如果授課內容和難度以跨專業(yè)研究生為基礎來安排，那么本專業(yè)研究生會“吃不飽”，如果以本專業(yè)研究生為基礎來安排，跨專業(yè)的考生又“跟不上”。
（2）由于與本專業(yè)學生的專業(yè)基礎相差太遠（不同的跨專業(yè)生源的基礎也還有明顯的差別），跨專業(yè)報考焊接學科的研究生對于焊接專業(yè)的一些基礎理論問題不太清楚，一方面在后續(xù)的課題研究中無法進行深入研究，碩士論文的質量也不高，在規(guī)定的時間內難以完成課題的開題報告，進而影響到整個培養(yǎng)環(huán)節(jié)的進行。另一方面，部分跨專業(yè)學生比較勤奮、努力，雖然能夠完成碩士論文、順利畢業(yè)，但碩士論文的撰寫中經常會用到一些令人啼笑皆非的詞語，反映出其專業(yè)基礎不扎實，在畢業(yè)后的工作中也會出現(xiàn)對焊接專業(yè)的很多基本知識掌握程度不夠、內行人說外行話的情況。根據(jù)問卷調查結果，有相當一部分學生自認為：雖然讀了焊接方向的研究生，做了與焊接相關的課題，但并不真正了解焊接，在畢業(yè)后的工作中缺乏自信心。
三、焊接學科跨專業(yè)研究生培養(yǎng)的策略
針對南昌航空大學焊接學科跨專業(yè)報考的研究生日益增多、培養(yǎng)對象的基礎相差越來越大這一現(xiàn)狀，為了全面提升南昌航空大學焊接學科跨專業(yè)報考的研究生的專業(yè)基礎知識，在跨專業(yè)報考研究生的培養(yǎng)中引入了國際焊接工程師培訓、認證的新模式。
“國際焊接工程師”是ISO1473l標準中所規(guī)定的最高層次的焊接技術人員和質量監(jiān)督人員，是與焊接相關企業(yè)獲得國際產品質量認證的要素之一，獲得者可從事產品的結構設計、生產制造、質量保證、研究和開發(fā)等各個領域的焊接技術和相應的管理工作，在企業(yè)中起著極其重要的作用。培訓內容包括與焊接專業(yè)相關的基礎知識和專業(yè)知識，既有材料、機械、力學、電子電工等焊接專業(yè)基礎知識，也有“焊接工藝及設備”、“材料及材料的焊接行為”、“焊接結構與設計”、“焊接生產及應用”四門主干課程，還有國際（ISO）、歐洲（EN）、美國（ASME）、德國（DIN）標準與規(guī)程和國際先進的焊接技術、國內著名專家的科研與生產實踐經驗。
通過對近幾年跨專業(yè)、跨方向報考南昌航空大學焊接學科的研究生的本科專業(yè)、知識結構進行調研，與國際授權的機械工業(yè)哈爾濱焊接技術培訓中心進行研討，確定焊接學科研究生參加國際焊接工程師培訓的入學條件和資格，結合國際焊接工程師培訓的入學要求，對焊接學科研究生培養(yǎng)的現(xiàn)有課程體系進行了優(yōu)化和改革，將部分焊接本科專業(yè)的核心必修課程如“焊接理論基礎”、“弧焊電源”、“焊接結構”、“材料焊接性”等設置成研究生培養(yǎng)計劃的選修課程，供跨專業(yè)、跨方向學生選修，使其具備一定的焊接基礎理論，以滿足國際焊接工程師培訓的入學資格審查。通過中期考試后，對這些學生進行國際焊接工程師的培訓，并按照國際焊接工程師培訓體系的要求，將部分培訓內容和現(xiàn)有課程有機融合，全面提高其焊接理論基礎知識、專業(yè)知識。按照“國際焊接工程師”培訓體系，對參與培養(yǎng)的研究生進行40學時的焊接技能實訓，包括焊條電弧焊、氣焊、氣割、二氧化碳氣體保護焊和氬弧焊操作，提升這些研究生的操作技能和對焊接的感性認識。
四、焊接學科跨專業(yè)研究生培養(yǎng)新模式的實施效果
3年來，共有23名跨專業(yè)報告的研究生參與了該培養(yǎng)模式的試點，取得了良好效果。2011年畢業(yè)的碩士研究生吳某，本科所學專業(yè)為電子科學與技術，與焊接專業(yè)相差甚遠，通過該模式的培養(yǎng)順利畢業(yè)并拿到國際焊接工程師證書，畢業(yè)后成為某學校焊接專業(yè)的教師，能夠勝任焊接專業(yè)課程的教學；2012年畢業(yè)的碩士研究生龔某，本科所學專業(yè)為化學工程，通過該模式的培養(yǎng)順利畢業(yè)并拿到國際焊接工程師證書，畢業(yè)后成為某公司焊接責任工程師，碩士論文被推薦為省級優(yōu)秀碩士論文；2013年畢業(yè)的碩士研究生姜某，本科所學專業(yè)為機械設計及其自動化，通過該模式的培養(yǎng)順利畢業(yè)并拿到國際焊接工程師證書，并簽約某高鐵車廂生產企業(yè)。
五、結論
焊接學科跨專業(yè)研究生的專業(yè)基礎和本專業(yè)研究生不同，且各個個體之間的差別也較大，導致跨專業(yè)研究生的培養(yǎng)在課程教學、課題研究和碩士論文的撰寫等方面存在較大差異。
通過改革現(xiàn)有培養(yǎng)模式，在跨專業(yè)研究生的培養(yǎng)體系中引入國際焊接工程師培訓課程，夯實了跨專業(yè)研究生的焊接專業(yè)基礎知識，提高其焊接專業(yè)的技能，培養(yǎng)了焊接學科研究生的國際視野和工程實踐能力，增強了研究生的就業(yè)優(yōu)勢。
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