導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇航空工程論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

一、航空工業(yè)飛機成本問題的提出

作為航空工業(yè)的主要產(chǎn)品，飛機研制項目具有周期長、技術(shù)新、耗資大、風險大的特點。過去我國飛機研制都屬政府投資，設(shè)計與生產(chǎn)脫節(jié)，風險由國家承擔，飛機設(shè)計研究所因長期以來受軍工系統(tǒng)傳統(tǒng)的研發(fā)采辦管理機制所限，造成了對飛機成本意識的淡漠。設(shè)計研究所的目標是設(shè)計出滿足上級要求的飛機，沒有將飛機成本作為設(shè)計參數(shù)進行嚴格控制，因此，飛機的工藝性，飛機的成本以及飛機的銷量等等因素在飛機設(shè)計時考慮較少。

中國加入WTO已有5年之久，國內(nèi)市場經(jīng)濟不斷推進，融入世界經(jīng)濟成為不可阻擋的激流。經(jīng)濟全球化成為總的趨勢。航空工業(yè)的全球化是以武器系統(tǒng)的單一國家的模式轉(zhuǎn)向國際化的開發(fā)、生產(chǎn)以及市場營銷為基礎(chǔ)的，而且全球化的深度和廣度都在加強。在競爭日益激烈的市場環(huán)境中，民用飛機產(chǎn)業(yè)受到更加直接的國際市場沖擊。我國的航空工業(yè)要參與國際競爭，就要求變革現(xiàn)行管理體制和機制，并且在廣大工程技術(shù)人員心中樹立起技術(shù)經(jīng)濟、成本效益的系統(tǒng)觀念。

二、飛機全壽命周期成本(LCC)工程

1.在飛機設(shè)計階段降低成本。現(xiàn)代成功的軍用飛機和民用飛機，不僅具有較高的性能和效能，而且給用戶在經(jīng)濟上帶來效益。因此，飛機作為工程系統(tǒng)在多種方案優(yōu)選決策時，很大程度上取決于其經(jīng)濟性。要提高經(jīng)濟效益，有效的辦法就是控制飛機的研制成本。

降低產(chǎn)品的成本有很多方法，它們分布在不同的設(shè)計階段。普遍認為，工程設(shè)計的早期階段是一個新產(chǎn)品在技術(shù)和經(jīng)濟上取得成功最關(guān)鍵的一個步驟。通過研究設(shè)計對成本的影響表明，產(chǎn)品絕大部分的制造成本是在設(shè)計階段由所選定的原理解和結(jié)構(gòu)化方式所決定的，而隨后的加工和裝配階段，對于降低成本而言，作用相對較小。有學(xué)者指出，產(chǎn)品中多達80%的成本在早期設(shè)計階段已經(jīng)決定了，在這個階段我們可以獲得主要的成本節(jié)約。

2.飛機的并行工程設(shè)計思想。長期以來，新產(chǎn)品的開發(fā)大多沿用傳統(tǒng)的順序工程方法。產(chǎn)品總是從一個部門遞交給下一個部門(例如：設(shè)計開發(fā)部-工藝部-制造加工部-總裝測試部等)，由于傳統(tǒng)的順序工程設(shè)計方法在設(shè)計的早期不能全面考慮后續(xù)過程的多種要求，造成從概念設(shè)計到工藝過程設(shè)計的多次修改，產(chǎn)品開發(fā)周期延長。另外，產(chǎn)品順序工程方法中每一階段的成本都逐級放大，使得新產(chǎn)品成本成倍提高。

一架飛機設(shè)計得成功與否，應(yīng)以是否達到效能-費用比最優(yōu)來評判。要達到效能-費用比最優(yōu)只能運用不斷涌現(xiàn)的新技術(shù)、綜合設(shè)計的思想和系統(tǒng)工程的設(shè)計方法才能得以解決。并行工程就是適合于系統(tǒng)工程的一種方法，強調(diào)綜合設(shè)計，強調(diào)各專業(yè)技術(shù)人員的協(xié)同合作。并行工程方法在產(chǎn)品的研制、開發(fā)和設(shè)計過程中充分利用高度發(fā)展的計算機輔助工具和技術(shù)集成以及信息集成系統(tǒng)，做到信息共享、信息交流，使開發(fā)和設(shè)計人員能大量采用集成技術(shù)，及時地完成產(chǎn)品及其過程(如生產(chǎn)、維護過程等)的設(shè)計和評價，可顯著地改善產(chǎn)品的設(shè)計質(zhì)量和加快研制周期。

3.飛機全壽命周期成本(LCC)管理。鑒機研制、生產(chǎn)和使用保障等費用全面增長的嚴峻局面，美國國防部于20世紀60年代初提出了壽命周期成本的概念，并開始對飛機壽命周期成本進行研究。開展壽命周期成本研究的主要目的是揭示壽命周期成本發(fā)生、發(fā)展的規(guī)律，從而采取有效的方法對其進行控制。美國國防部認為，LCC是指政府為了設(shè)置和獲得系統(tǒng)以及系統(tǒng)一生所消耗的總費用，其中包括開發(fā)、設(shè)置、使用、后勤支援和報廢等費用。

在此之前，美國國防部對武器系統(tǒng)成本的定義主要是單件產(chǎn)品的成本。以后，隨著武器性能的不斷提高，不但武器系統(tǒng)的研制、生產(chǎn)成本日益增大，而且由于武器裝備的日趨嚴格，促使武器系統(tǒng)的使用與維護費用也空前上漲。1962年，在美國國防部長的報告中披露：1961年美國國防預(yù)算至少25%用在維修費上，并且得出結(jié)論認為把全部壽命周期內(nèi)的維護費壓縮到最低才是產(chǎn)品研制的基本思想。因此，1966年6月美國國防部開始正式研究武器系統(tǒng)的全壽命周期成本(LCC)，并在1970年開始使用LCC評價法，要求武器系統(tǒng)的使用部門在作出采購決策時，不但要考慮是否買得起，更要考慮在整個全壽命周期內(nèi)是否用得起。

LCC克服了傳統(tǒng)企業(yè)成本管理僅注重降低生產(chǎn)制造成本的局限性，將企業(yè)成本管理的視角向前延伸至研發(fā)設(shè)計階段，拓寬了成本管理的視野。它強調(diào)“產(chǎn)品成本是研發(fā)設(shè)計的結(jié)果”，就統(tǒng)籌考慮產(chǎn)品的可生產(chǎn)性、可靠性、可維修性等要求，減少在設(shè)計后期發(fā)現(xiàn)錯誤而導(dǎo)致的返工，從而大大縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低制造成本、節(jié)約使用與維護費用的目的。它將重點放在產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計階段。在激烈競爭的買方市場中，企業(yè)要在市場競爭中獲勝，必須堅持以市場為導(dǎo)向，注重產(chǎn)品的顧客化，將成本管理的重點放在面向市場的設(shè)計階段。LCC管理正是從這一角度出發(fā)，強調(diào)以顧客為中心的思想，即LCC的計算是從客戶的角度進行的，不僅考慮了生產(chǎn)同時也考慮了使用者的耗費，確定有利于提高成本效果的最佳設(shè)計方案。

飛機的壽命周期指該型飛機從論證開始直到退役為止的整個周期。我國規(guī)定，飛機的壽命周期可分為研制階段、采購階段、使用保障階段、退役處置階段。飛機壽命周期成本是指在預(yù)期的壽命周期內(nèi)，為飛機的論證、研制、生產(chǎn)、使用、維修與保障、退役所付出的一切費用之和稱為飛機的壽命周期成本。以時間可分為：研究、發(fā)展、試驗與鑒定費用、生產(chǎn)費用、地面保障設(shè)施與最初的備件費用、專用設(shè)施費用、使用保障費用、處置費用等。

4.飛機全壽命周期成本分析方法和蘭德DAPCAIV模型。目前，壽命周期成本分析的方法主要有類比法、參數(shù)法和工程估算法三種。

類比法是建立在與過去類似的工程項目進行比較，并根據(jù)經(jīng)驗加上修正而得出費用估計。參數(shù)法是通過一定的數(shù)學(xué)方法建立起系統(tǒng)費用與系統(tǒng)的測度(尺寸、性能等)之間的關(guān)系[這樣建立起來的關(guān)系式稱為費用估算關(guān)系式(CostEstimateRela-tion，CER)]。工程估算法是利用工作分解結(jié)構(gòu)自下而上地估算整體費用。由于參數(shù)法可用于研制早期階段，而這一階段的決策對整個壽命周期費用有重大影響，因此，成為人們研究的重點，并在實踐中加以應(yīng)用。波音公司可以用其現(xiàn)在飛機的費用估算關(guān)系式毫無困難地、非常精確地估算新噴氣客機的費用。

美國蘭德(RAND)公司受美國軍方委托在飛機壽命周期費用分析領(lǐng)域開展了大量的研究工作。1967年提出關(guān)機發(fā)展與采購費用(DevelopmentandProcurementCostsofAir-craft，DAPCA)分析的第一種模型DAPCAI，之后數(shù)次改進，模型的最形式是DAPCAIV。DAPCA模型在飛機壽命周期費用分析領(lǐng)域有相當?shù)挠绊懥?。DAPCAIV模型通過工程、工藝裝備、制造、質(zhì)量控制等小組來分析估算研究、發(fā)展、試驗與鑒定及生產(chǎn)所需的工時，然后將這些工時乘以相應(yīng)的小時費率，就可得到一部分發(fā)展與采購費用；通過發(fā)展支援、飛行試驗、制造材料和發(fā)動機制造等方面的費用直接得到另一部分發(fā)展與采購費用。

蘭德DAPCAIV模型中工時、費用的計算公式如下：

工程工時：HE=0.88W0.777ev0.894Q0.163

工藝裝配工時：HT=1.22W0.777ev0.696Q0.263

制造工時：HM=1.6IW0.82ev0。484Q0.641

質(zhì)量控制工時：0.076HM貨運飛機

0.133HM其他飛機

發(fā)展支援成本：CD=7.96W0.630ev1.3

飛行試驗成本：CF=461.13W0.325ev0.822FTA1.21

制造材料成本：CM=1.90W0.921ev0.621Q0.799

發(fā)動機生產(chǎn)成本：CEng=1.548[0.0097Tmax+243.25Mαmax+0.54tti-2228]

研究、發(fā)展、試驗與鑒定費用+生產(chǎn)成本=

HERE+HTRT+HMRM+HQRQ+CD+CF+CM+CEngNEng+Cav

式中：We——空重(N)；

v——最大飛行速度(km/h)；

Q——產(chǎn)量；

FTA——飛行試驗機架數(shù)(一般為2～6架)；

NEng——總產(chǎn)量乘以每架飛機的發(fā)動機臺數(shù)；

Tmax——發(fā)動機最大推力(N)；

Mαmax——發(fā)動機最大馬赫數(shù)；

tti——渦輪進口溫度(K)；

RE，RT，RM，RQ——綜合費率(即人工小時費用，包括職工的工資和津貼、日常開支和管理費用等)；

Cαv——航空電子設(shè)備費用。

三、飛機全壽命周期成本工程與飛機設(shè)計發(fā)展趨勢

現(xiàn)代飛機優(yōu)化設(shè)計越來越追求對各類綜合設(shè)計要求的尋優(yōu)，如長壽命、可靠性高、經(jīng)濟性好、工藝性以及維修性好等。作為本文研究的重點，飛機的全壽命周期成本應(yīng)當作為飛機設(shè)計的多個目標之一，融入到飛機設(shè)計的主要參數(shù)之中。

飛機優(yōu)化設(shè)計是一個多目標的綜合優(yōu)化設(shè)計過程。從現(xiàn)代飛機設(shè)計的并行工程概念上看，設(shè)計過程要計入飛機全壽命周期的綜合因素。飛機總體設(shè)計是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程，覆蓋了多個學(xué)科的內(nèi)容，需要把物理、數(shù)學(xué)、空氣動力學(xué)、飛行力學(xué)、控制原理、材料和工藝、經(jīng)濟學(xué)、發(fā)動機構(gòu)造與原理、機械設(shè)計、結(jié)構(gòu)力學(xué)等學(xué)科以及其他應(yīng)用科學(xué)的基礎(chǔ)科學(xué)的知識綜合在一起。它包括了大量的設(shè)計變量，性能狀態(tài)變量，約束方程，各個系統(tǒng)模型相互交叉影響，各個設(shè)計目標對設(shè)計變量的要求相互矛盾，子系統(tǒng)的構(gòu)成可能是由不同領(lǐng)域的專家甚至在不同地點來操作運行的。因此需要發(fā)展一種高效適合于像飛機這樣的復(fù)雜工程系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)化的方法。

從以上分析飛機設(shè)計的特點來看，未來發(fā)展呈現(xiàn)出多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計和面向系統(tǒng)設(shè)計的趨勢。

1.多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化(MultidisciplinaryDesignOptimiza-tion)。多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化是解決由相互耦合的物理現(xiàn)象控制的，由若干不同的交互子系統(tǒng)構(gòu)成的復(fù)雜工程系統(tǒng)設(shè)計的有效方法。多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化技術(shù)在提供變量、約束、性能間交互作用和耦合信息的基礎(chǔ)上實現(xiàn)同時滿足各學(xué)科和系統(tǒng)約束的設(shè)計，具有對各種設(shè)計方案迅速進行折中分析的能力。多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化已成為研究的熱點，而且不僅僅是學(xué)術(shù)研究，已經(jīng)用于工程實踐。如在飛機改型設(shè)計中，以最小重量和成本代價對現(xiàn)有飛機實現(xiàn)改變設(shè)計要求，迅速計算出設(shè)計參數(shù)對性能的影響，有效控制壽命周期成本。

多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)集成各個學(xué)科(子系統(tǒng))的知識，應(yīng)用有效的設(shè)計優(yōu)化策略，組織和管理設(shè)計過程，充分利用子系統(tǒng)之間相互作用產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)，獲得系統(tǒng)的整體最優(yōu)解。多學(xué)科設(shè)計優(yōu)化通過并行設(shè)計縮短設(shè)計周期，這與現(xiàn)代制造技術(shù)中的并行工程思想是一致的。

2.面向系統(tǒng)設(shè)計?，F(xiàn)代飛機設(shè)計是一個極復(fù)雜的系統(tǒng)工程，決定了飛機設(shè)計方法是建立和研究大型復(fù)雜系統(tǒng)的功能性規(guī)律最一般的描述及對其分析和綜合的方法。其有別于以往設(shè)計方法的特征是：綜合優(yōu)化準則的應(yīng)用；描述整個系統(tǒng)本質(zhì)特征的數(shù)學(xué)模型的應(yīng)用；數(shù)學(xué)優(yōu)化方法、計算機技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

作為設(shè)計對象的現(xiàn)代飛機具有高度的層次結(jié)構(gòu)，而無論是軍用飛機還是民用飛機，都是由機體平臺、動力系統(tǒng)、機載設(shè)備、控制系統(tǒng)等構(gòu)成的?？梢园扬w機分成若干個完成各種功能的子系統(tǒng)，將這些子系統(tǒng)總和在一起就決定了它的有效性能；這絕不意味著各個子系統(tǒng)是完全獨立的，飛機的各系統(tǒng)是相互聯(lián)系和相互制約的。

飛機設(shè)計中設(shè)計過程可分為若干階段，而飛機則可劃分成子系統(tǒng)和各部件。這就決定了飛機設(shè)計的理論基礎(chǔ)為系統(tǒng)工程的科學(xué)，其目標是建立和研究大型復(fù)雜系統(tǒng)的功能性規(guī)律最一般的描述及對其分析的綜合方法。

篇2

中圖分類號：G641 文獻標志碼：A 文章編號：1002-2589（2015）30-0145-02

引言

航空航天代表了科技和工業(yè)發(fā)展的最前沿，是促進國家科技發(fā)展、滿足經(jīng)濟建設(shè)、增強國防安全和加快社會進步的重要力量。加強航空航天類高校教育，培養(yǎng)一批具有高素質(zhì)、創(chuàng)新能力的航空航天類專業(yè)人才是服務(wù)我國戰(zhàn)略發(fā)展的必然需求。航空航天類本科人才是高層次航空航天類人才的基礎(chǔ)，培養(yǎng)適應(yīng)國際競爭的航空航天類本科人才，是我國航空航天科技發(fā)展的關(guān)鍵。當前，以美、俄為代表的航空航天大國都建設(shè)了自己特色的航空航天專業(yè)院系，開展了多年的教學(xué)實踐，具有豐富的經(jīng)驗。論文旨在通過材料的梳理，了解國外航空航天專業(yè)人才培養(yǎng)模式，對國際一流大學(xué)航空航天類專業(yè)設(shè)置、課程安排、學(xué)生培養(yǎng)特點等方面進行研究，從中總結(jié)經(jīng)驗，為國內(nèi)航空航天類專業(yè)教學(xué)教改提供參考。

一、國外著名航空航天院系

（一）美國著名航空航天院系

美國是世界上航空航天類研究最發(fā)達、人才培養(yǎng)最成功的國家，其人才培養(yǎng)主要依賴其國內(nèi)的大學(xué)。比較有代表性的有麻省理工學(xué)院和斯坦福大學(xué)。

麻省理工學(xué)院航空航天類教學(xué)與科研由航空航天系負責，下設(shè)三個部門，分別是信息部、航空系統(tǒng)部、飛行器技術(shù)部。信息部分主要研究航天系統(tǒng)有關(guān)的信息獲取、處理、傳輸技術(shù)，如衛(wèi)星通信、高空偵察、空中通信、集成防御系統(tǒng)等，負責教授導(dǎo)航、制導(dǎo)、控制、通信、網(wǎng)絡(luò)、實時軟硬件系統(tǒng)等課程。航空系統(tǒng)部門主要研究航空航天高復(fù)雜性系統(tǒng)的設(shè)計、制造、操作方法，教授最優(yōu)化方法、故障診斷、系統(tǒng)容錯等課程，建有人機實驗室、空間系統(tǒng)實驗室、國際空運中心、操控臺研究中心、復(fù)雜系統(tǒng)研究實驗室等。飛行器技術(shù)部門負責計算方法、流體力學(xué)、推進技術(shù)、材料科學(xué)、結(jié)構(gòu)技術(shù)等的研究和教學(xué)，建有宇航計算設(shè)計實驗室、空氣渦輪實驗室、宇航微小結(jié)構(gòu)協(xié)會、空間推進實驗室、先進材料和結(jié)構(gòu)技術(shù)實驗室等。

斯坦福大學(xué)航空航天系隸屬于工學(xué)院，承擔航空專業(yè)的教學(xué)科研任務(wù)。該系的研究領(lǐng)域包括空氣彈性變形及流體仿真、飛行器設(shè)計與控制、應(yīng)用航空動力學(xué)、空氣聲學(xué)計算、流體動力學(xué)計算、動態(tài)系統(tǒng)計算、機器人控制、復(fù)雜材料與結(jié)構(gòu)、湍流模擬、推進、高超聲速流體、導(dǎo)航、控制系統(tǒng)辨識與優(yōu)化、衛(wèi)星工程、湍流與燃燒等。

（二）俄羅斯著名航空航天院系

俄羅斯也是航空航天強國，開設(shè)航空航天專業(yè)的主要學(xué)院有莫斯科國立航空學(xué)院、西伯利亞國立航空航天大學(xué)。莫斯科國立航空學(xué)院建于1930年，擁有12個學(xué)院，56個系，128個實驗室，3個設(shè)計局，幾個計算機中心，一個實驗工廠，一套運動航空訓(xùn)練設(shè)施，一個莫斯科附近的飛機場，兩個科研機構(gòu)（應(yīng)用力學(xué)和電氣力學(xué)，低溫研究）。該學(xué)院通常以數(shù)字編號代替學(xué)院名稱，從一院到十二院分別為航空工程院、發(fā)動機院、控制系統(tǒng)院、信息與電力院、無線電電子學(xué)院、經(jīng)濟與管理院、航空航天院、機器人與智能系統(tǒng)院、應(yīng)用數(shù)學(xué)和物理院、應(yīng)用力學(xué)院、人文科學(xué)院、預(yù)科院。西伯利亞國立航空航天大學(xué)擁有空間研究及高技術(shù)學(xué)院和航天技術(shù)學(xué)院，設(shè)置了飛機制造系、航空發(fā)動機與能源裝備系、飛行器管理系統(tǒng)系、航空導(dǎo)彈技術(shù)系、飛行器無線電技術(shù)系統(tǒng)系。

（三）歐洲著名航空航天院系

英國帝國理工學(xué)院在其工學(xué)院設(shè)置了航空系，主要負責飛機設(shè)計制造方面的研究與人才培養(yǎng)，包括航空動力學(xué)與航空結(jié)構(gòu)學(xué)兩個研究方向。航空動力學(xué)方向包含流體基礎(chǔ)、航空飛行器設(shè)計、控制、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境與工業(yè)關(guān)系等方面的研究。航空結(jié)構(gòu)學(xué)方向包括計算力學(xué)、沖擊與損傷、復(fù)合材料等方面的研究。

法國國家高等航天航空學(xué)院已經(jīng)有90多年的歷史，它位于歐洲航天業(yè)發(fā)展的中心地帶，致力于培養(yǎng)頂尖的技術(shù)工程師，在研制協(xié)和式客機的工程師當中，有許多就是從法國高等航天航空學(xué)院畢業(yè)的。學(xué)院下設(shè)5個系和一個研究中心，分別是空氣動力學(xué)、能源、推進系、結(jié)構(gòu)與材料力學(xué)系、光電子與信號系、語言文化藝術(shù)系、航空宇航中心。

二、國外著名航空航天院系專業(yè)設(shè)置與課程體系

（一）學(xué)位與專業(yè)設(shè)置

國外著名航空航天院系多數(shù)是本科四年，研究生二年，英國有本科3年，研究生1年。俄羅斯不同，如莫斯科國立航空學(xué)院預(yù)科1年、本科4年、碩士2年、博士3年。在學(xué)位設(shè)置上，各個院校有所不同，歸納起來，主要有工學(xué)學(xué)士、航空航天工程學(xué)士、航空工學(xué)學(xué)士、航空航天工學(xué)學(xué)士、航空工程理科碩士、航空航天工程學(xué)士、航空與宇航工程學(xué)士、航空學(xué)理科碩士、航空與航天學(xué)理科碩士、機械與航天工程理科碩士。

（二）國外著名航空航天院系課程體系

麻省理工學(xué)院（MIT）航空與航天專業(yè)是美國同領(lǐng)域中最有名的專業(yè)，其人才培養(yǎng)理念和課程設(shè)置世界聞名。MIT航空與航天系設(shè)有兩個本科專業(yè)方向：航空與航天科學(xué)工程專業(yè)和航空與航天信息科學(xué)工程專業(yè)，兩個方向的課程設(shè)置都建立在航空航天基礎(chǔ)（核心）課程上，下面分別以A和B代指這兩個專業(yè)。課程主要包括全校統(tǒng)一要求課程和系課程構(gòu)成。全校統(tǒng)一要求課程包括基礎(chǔ)科學(xué)課程（6門）、人文、藝術(shù)、社會科學(xué)課程（8門）、科學(xué)與技術(shù)限選課程（2門）、實驗課程（1門）;系課程包括系核心必修課程、專業(yè)課程、試驗與進展課程，其中系核心必修課程包括一體化工程I、II、III、IV，計算機和工程問題求解引論，自動控制原理、動力學(xué)、隨機系統(tǒng)分析、微分方程;專業(yè)課程中專業(yè)A包括空氣動力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、推進系統(tǒng)引論、航天工程中的計算方法，專業(yè)B包括航天系統(tǒng)的評估與控制、數(shù)字系統(tǒng)實驗室介紹、實時系統(tǒng)與軟件、交互系統(tǒng)工程、人為因素工程、自主決策原理;試驗與進展課程包括飛行器工程、空間系統(tǒng)工程、試驗項目I、試驗項目II、飛行器進展、空間系統(tǒng)進展I、空間系統(tǒng)進展II。

（三）學(xué)時學(xué)分要求

1.學(xué)分組成。課程學(xué)分組成考慮教學(xué)環(huán)節(jié)，如MIT飛行動力學(xué)課程，總學(xué)分12分，構(gòu)成包括課堂3分、實驗1分、預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)8分。另外還有無學(xué)分課程，課程必修但無學(xué)分，如普林斯頓沒有學(xué)分制、強調(diào)上課門數(shù)，斯坦福大學(xué)基礎(chǔ)課程要求5門航空航天基礎(chǔ)課程，專業(yè)課程4選3。英國大學(xué)一般不設(shè)立學(xué)分制，所有學(xué)生都按部就班完成規(guī)定課程的學(xué)習(xí)。

2.學(xué)分要求。美國大部分學(xué)校有明確的畢業(yè)學(xué)分數(shù)要求。如MIT航空航天工程系根據(jù)培養(yǎng)計劃設(shè)課程學(xué)分，又分成4類，分別是核心課（core）108、專業(yè)領(lǐng)域課（professio-

nal area）48、實驗和綜合應(yīng)用（experiment and Capstone）30、非限制性選修課（unrestrictived elective）48，總學(xué)分大于234學(xué)分。但是在學(xué)分數(shù)量并不統(tǒng)一，差異很懸殊，如密歇根128學(xué)分、MIT大于234學(xué)分、賓州州立132學(xué)分。航空航天專業(yè)必修課比例很高，有的高達90%以上，如斯坦福、佐治亞理工、普渡。另外還有只要求課程而不要求學(xué)分的，如普林斯頓畢業(yè)要求共36門課。

3.學(xué)時要求。有些大學(xué)要求學(xué)時達到一定數(shù)量，如悉尼大學(xué)本科至少192學(xué)時，研究生核心課程和選修課程，至少144學(xué)時。斯坦福大學(xué)研究生基礎(chǔ)課程設(shè)置門數(shù)要求，其他按學(xué)時要求，數(shù)學(xué)（6個學(xué)時）、技術(shù)選修（12學(xué)時）、人文社科類選修（45學(xué)時）。

三、國外著名航空航天院系專業(yè)培養(yǎng)特色

歸納起來，國外著名航空航天院系在專業(yè)培養(yǎng)上具有如下特色。一是國外著名大學(xué)航空航天專業(yè)設(shè)置寬、窄各有特色。美英等專業(yè)設(shè)置以寬口徑、大類培養(yǎng)為主，基本不針對特定航空航天器劃分專業(yè)，學(xué)生專業(yè)方向只是體現(xiàn)在個別課程的選擇上。俄羅斯、烏克蘭等的專業(yè)劃分細而精，如莫斯科國立航空學(xué)院幾乎整個大學(xué)的院系專業(yè)就代表了航空航天器的各個不同部分，專業(yè)面向具體而明確。二是國外著名大學(xué)航空航天專業(yè)課程體系具有少而精且多樣化特色。美英等課程每學(xué)期課程數(shù)量相對較少，但課業(yè)工作量不少。學(xué)生畢業(yè)所需學(xué)時學(xué)分也不少。美英等航空航天專業(yè)的課程必修多、選修少，完全學(xué)分制的作用并不明顯，反映了航空航天專業(yè)的特殊性。課程學(xué)習(xí)課內(nèi)外并重，還有較多實踐環(huán)節(jié)、交流討論、項目設(shè)計等。課程的環(huán)節(jié)豐富多樣（如劍橋）。教授授課。三是注重通識教育與專業(yè)教育的結(jié)合。在通識教育上，在課程設(shè)置中有重視科技寫作、科研道德規(guī)范、表達與交流、團隊協(xié)作、人文素質(zhì)培養(yǎng)和工程師就業(yè)指導(dǎo)。在專業(yè)教育上，強化多樣化實踐環(huán)節(jié)、注重專題課程和生產(chǎn)實習(xí)。四是注重綜合素質(zhì)和個性化培養(yǎng)。例如南安普敦大學(xué)設(shè)置有工程管理與相關(guān)法律的必修與選修課程，讓學(xué)生學(xué)習(xí)在工程實踐中如何領(lǐng)導(dǎo)團隊、進行項目管理與風險評估、做出決策以及熟悉與之相關(guān)的法律知識。還會從工業(yè)部門請來客座教師來協(xié)助授課，并安排有相應(yīng)的實踐環(huán)節(jié)。針對個性化培養(yǎng)需求，在課程設(shè)置上具有較大的選擇基數(shù)。

四、總結(jié)

航空航天類本科人才是高層次航空航天類人才的基礎(chǔ)，是航空航天類研究生人才的后備軍。論文主要對國際一流大學(xué)航空航天類專業(yè)學(xué)位與專業(yè)設(shè)置、課程體系、學(xué)時學(xué)分要求點等方面進行了梳理，總結(jié)了人才培養(yǎng)特色，為國內(nèi)航空航天類專業(yè)建設(shè)和教學(xué)教改提供參考。

參考文獻：

[1]田正雨，李樺.麻省理工學(xué)院航空航天類本科生課程體系分析[J].高等教育研究學(xué)報，2010（1）.

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主管單位：國家教育部

主辦單位：武漢理工大學(xué)

出版周期：雙月刊

出版地址：湖北省武漢市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1006-2823

國內(nèi)刊號：42-1382/U

郵發(fā)代號：38-148

發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時間：1959

期刊收錄：

Pж(AJ) 文摘雜志(俄)(2009)

核心期刊：

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊榮譽：

篇4

1.1社會認可度不高，對全日制專業(yè)學(xué)位碩士教育存在一定誤解

全日制專業(yè)學(xué)位碩士從開始招生至今只有短短4年時間，屬于“新生事物”，所以無論是生源還是用人單位方面，對其認識還不夠全面，存在一些偏差。很多人將全日制專業(yè)學(xué)位碩士與過去傳統(tǒng)的在職專業(yè)學(xué)位碩士生混為一談，甚至認為相對于學(xué)術(shù)型碩士生而言，全日制專業(yè)學(xué)位碩士招生條件低、培養(yǎng)目標要求不高、培養(yǎng)模式及課程體系設(shè)置與學(xué)術(shù)型差別不大、學(xué)位證書不被社會廣泛認可，就業(yè)前景不樂觀。加之，很多全日制專業(yè)學(xué)位碩士由其它專業(yè)調(diào)劑而來，認為專業(yè)型不如學(xué)術(shù)型。因此，導(dǎo)致很多全日制專業(yè)學(xué)位碩士生對自己的身份都不認可。同時，很多用人單位在招聘時，往往優(yōu)先考慮學(xué)術(shù)型，對專業(yè)學(xué)位存在一定歧視。在快速發(fā)展的同時，全日制專業(yè)學(xué)位碩士還尷尬遭受著“不如學(xué)術(shù)碩士硬”、“山寨碩士生”、“培養(yǎng)無特色”、“就業(yè)前景擔憂”等質(zhì)疑。

1.2教育管理特色不突出，缺乏有效培養(yǎng)過程監(jiān)控和質(zhì)量保障體系

目前，很多高校尚未對全日制專業(yè)學(xué)位碩士建立專門的教育管理體制。不同學(xué)科的全日制專業(yè)學(xué)位碩士在培養(yǎng)目標、培養(yǎng)方案以及學(xué)位要求等方面均有較大的差異，但是高校在對碩士生及導(dǎo)師的管理、質(zhì)量評價及考核評估上大都采取一樣的教育管理制度，缺乏特色性和科學(xué)性，也嚴重影響了全日制專業(yè)學(xué)位生的培養(yǎng)質(zhì)量。例如，在培養(yǎng)方面，學(xué)術(shù)型碩士生偏重理論與研究能力的培養(yǎng)，而全日制專業(yè)學(xué)位碩士更注重專業(yè)實踐能力的培養(yǎng)。然而，具體到培養(yǎng)方案、選題報告、中期考核等培養(yǎng)過程各個環(huán)節(jié)，很多培養(yǎng)單位還沒有制定完善的、特點突出的、有別于學(xué)術(shù)型的具體方案和有效的監(jiān)控措施。例如，課程設(shè)置上除了少數(shù)幾門學(xué)位課不同之外，并無其它差異，缺乏新意，導(dǎo)師也不清楚針對全日制專業(yè)學(xué)位碩士是否需要增加額外的要求，應(yīng)該如何區(qū)別對待。專業(yè)實踐也由于實踐基地建設(shè)滯后、實踐管理制度不健全等原因，少有獲得真正落實。此外，全日制專業(yè)學(xué)位在論文類型、評價標準與機制等學(xué)位論文規(guī)范方面，均未能突出專業(yè)學(xué)位特色。

2全日制專業(yè)學(xué)位碩士培養(yǎng)過程監(jiān)控與質(zhì)量保障的探索與實踐

西安交通大學(xué)航天航空學(xué)院現(xiàn)有“航天工程”和“航空工程”兩個專業(yè)工程碩士學(xué)位授予點。2006年起，招收“航天工程”在職專業(yè)學(xué)位碩士生。2010年開始，招收“航天工程”全日制專業(yè)學(xué)位碩士。2014年，“航空工程”領(lǐng)域也開始招收專業(yè)學(xué)位碩士生。目前，已累計招收全日制專業(yè)學(xué)位碩士近130人，累計畢業(yè)近70人。畢業(yè)生中近40%的學(xué)生就業(yè)于相關(guān)領(lǐng)域的研究機構(gòu)，另有近40%就業(yè)于國內(nèi)大中型企業(yè)，其余20%攻讀博士學(xué)位或從事教育工作。經(jīng)過近幾年迅速發(fā)展，全日制專業(yè)學(xué)位碩士不論從招生規(guī)模還是在校生人數(shù)等都趨于穩(wěn)定，這就對如何提高教育水平、提升培養(yǎng)質(zhì)量提出了更高的要求。

2.1多渠道提高生源質(zhì)量，嚴格導(dǎo)師資格認證量

鑒于全日制專業(yè)學(xué)位發(fā)展時間短，認可度還不夠廣泛，為了提高生源質(zhì)量，西安交通大學(xué)航天航空學(xué)院采取多渠道招生的辦法。首先，從我院“力學(xué)”本碩連讀生、“工程結(jié)構(gòu)分析”及“飛行器設(shè)計”專業(yè)中，選拔一定數(shù)量成績較優(yōu)異的本科生經(jīng)推薦、免試為全日制專業(yè)學(xué)位碩士。其次，在統(tǒng)考生中，報考專業(yè)學(xué)位的考生在筆試、面試方面區(qū)別于學(xué)術(shù)型考生，內(nèi)容都更側(cè)重工程應(yīng)用方面，面試考官也選具有豐富工程背景的教師擔任；另外，報考學(xué)術(shù)型的考生如果愿意轉(zhuǎn)報專業(yè)學(xué)位，將給予優(yōu)先錄取。最后，對于招生剩余名額，會從報考機械、能動、電氣、電信、材料等相關(guān)專業(yè)的考生中預(yù)錄，將同時愿意轉(zhuǎn)為專業(yè)學(xué)位的學(xué)術(shù)型考生與報考專業(yè)學(xué)位考生一同筆試、面試，按順選拔綜合成績高的考生進行錄取。這樣，一方面保證了較高的生源質(zhì)量，也能達到不同學(xué)科交叉優(yōu)勢互補的效果，另一方面通過采取自愿報考的形式，從一開始就穩(wěn)固了考生的心理認可度。

同時，對全日制專業(yè)學(xué)位碩士的指導(dǎo)教師的招生資格進行嚴格把關(guān)。由于專業(yè)學(xué)位對應(yīng)的學(xué)科只有一級沒有二級，全日制專業(yè)學(xué)位碩士招生目錄上并沒有標明特定的導(dǎo)師，而是在每年招生前期，會對導(dǎo)師就招收全日制專業(yè)學(xué)位碩士的意愿進行摸底，并對那些愿意招收的導(dǎo)師在總招生數(shù)量方面給予一定支持，同時對導(dǎo)師的招生資格進行嚴格把關(guān)，除了常規(guī)的要求之外，對其工程背景、主持橫向課題以及到款情況提出具體要求，為之后的專業(yè)實踐做好鋪墊。

2.2準確定位，明確培養(yǎng)目標

專業(yè)學(xué)位碩士生教育在教學(xué)理念、培養(yǎng)目標、培養(yǎng)模式、課程設(shè)置、質(zhì)量標準和師資隊伍建設(shè)等方面，與學(xué)術(shù)型碩士生教育有所不同，要突出專業(yè)學(xué)位碩士生教育的實踐應(yīng)用特色。進一步而言，全日制專業(yè)學(xué)位碩士的生源特點和培養(yǎng)模式既不同于學(xué)術(shù)型碩士生，也不同于在職工程碩士研究生，其培養(yǎng)定位應(yīng)有別于上述兩者，有其自身特色?？傮w來說，全日制專業(yè)學(xué)位碩士的培養(yǎng)，應(yīng)在課程教學(xué)的同時兼顧學(xué)科與行業(yè)的特點，注重專業(yè)實踐能力和職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)。

具體到航空、航天工程領(lǐng)域，全日制專業(yè)學(xué)位碩士的培養(yǎng)目標是，培養(yǎng)德、智、體全面發(fā)展，具有航空航天工程領(lǐng)域堅實寬廣的基礎(chǔ)理論和深入的專業(yè)知識，具有較強的解決航空航天工程實際問題能力和良好職業(yè)素養(yǎng)的高層次應(yīng)用型、工程技術(shù)和管理人才，能夠在航空航天工程及其相關(guān)領(lǐng)域研究機構(gòu)或大型企業(yè)承擔專業(yè)技術(shù)及管理工作。

2.3培養(yǎng)過程監(jiān)控措施及其實施

全日制專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)制為2～3年。在第四學(xué)期可申請轉(zhuǎn)博，通過學(xué)院考核并獲得專業(yè)學(xué)位后第五學(xué)期轉(zhuǎn)入博士階段學(xué)習(xí)攻讀博士學(xué)位，這樣，為那些愿意并適合繼續(xù)深造的碩士生提供了機會，一定程度上提升了專業(yè)學(xué)位在碩士生中的認可度。

全日制專業(yè)學(xué)位碩士的培養(yǎng)環(huán)節(jié)包括：課程學(xué)習(xí)、專業(yè)實踐、中期考核、學(xué)位論文等環(huán)節(jié)，均實行學(xué)分制。以校內(nèi)導(dǎo)師指導(dǎo)為主，并輔助以校外研究單位或企業(yè)具有高級職稱的企業(yè)導(dǎo)師合作指導(dǎo)。校內(nèi)導(dǎo)師與校外導(dǎo)師分工明確：校內(nèi)導(dǎo)師負責碩士生在校學(xué)習(xí)與科研等，并負責在校外研究單位或企業(yè)聘請高級職稱及以上的全職人員作合作導(dǎo)師，與合作導(dǎo)師一起落實并管理碩士生專業(yè)實踐并指導(dǎo)學(xué)位論文。

全日制專業(yè)學(xué)位碩士在校期間，須修滿內(nèi)容包括課程學(xué)習(xí)、學(xué)術(shù)活動、中期考核、專業(yè)實踐和學(xué)位論文的學(xué)分。除全校公共課之外，學(xué)院專門設(shè)置了以實際應(yīng)用為導(dǎo)向、以提高分析和解決實際問題能力為核心的專業(yè)課程，作為學(xué)位課或選修課供碩士生選擇。此外，為拓寬碩士生知識面，要求在答辯前聽夠規(guī)定的學(xué)科前沿性講座。

大部分課程學(xué)習(xí)集中在第一學(xué)期完成，第二學(xué)期開始，碩士生陸續(xù)進入專業(yè)實踐階段，專業(yè)實踐應(yīng)與學(xué)位論文工作相結(jié)合，專業(yè)實踐時間不少于6個月。考慮到每位碩士生專業(yè)實踐的情況有所差別，所以，專業(yè)實踐一般應(yīng)在校外實踐單位完成，可以連續(xù)完成，也可以利用寒暑假分段完成。對于以導(dǎo)師主持的橫向課題為專業(yè)實踐內(nèi)容的碩士生，部分專業(yè)實踐內(nèi)容可在校內(nèi)進行，但須保證有多次赴實踐單位進行調(diào)研與研開的經(jīng)歷。校內(nèi)導(dǎo)師與合作導(dǎo)師要定期檢查專業(yè)實踐情況，處理專業(yè)實踐中出現(xiàn)的有關(guān)問題。第三學(xué)期結(jié)束前，學(xué)院對全日制專業(yè)學(xué)位碩士進行中期考核，除課程學(xué)習(xí)、成果發(fā)表之外，重點考察專業(yè)實踐情況，對于考核未通過者，將作為重點跟蹤對象轉(zhuǎn)入下一次考核。專業(yè)實踐結(jié)束后，碩士生提交由校內(nèi)導(dǎo)師、合作導(dǎo)師、實踐單位共同簽署意見的書面實踐報告，并以PPT的形式向?qū)W院匯報并接受考核，未通過者將重新進行專業(yè)實踐，并取消其校內(nèi)指導(dǎo)教師下一年度招生資格。

獎助金評定方面，全日制專業(yè)學(xué)位碩士與學(xué)術(shù)型碩士生享受同等待遇，單列指標，分開評定。依據(jù)課程學(xué)習(xí)成績、科研成果等進行排名，末位學(xué)生將轉(zhuǎn)為自籌生。對于經(jīng)濟困難的學(xué)生，建議導(dǎo)師提供相應(yīng)的助研崗位津貼，并協(xié)助其申請助學(xué)貸款，或者提供勤工助學(xué)崗位等。此外，為鼓勵碩士生重視專業(yè)實踐，對于專業(yè)實踐審查中成果突出或解決了重大工程問題的學(xué)生及其導(dǎo)師會給予一定額度的獎勵。

2.4學(xué)位規(guī)范多樣化，評價機制特色化

學(xué)位論文工作是研究生培養(yǎng)的主要組成部分，是對研究生進行科學(xué)研究或承擔專業(yè)技術(shù)工作的技能訓(xùn)練，是培養(yǎng)研究生創(chuàng)新能力，綜合運用所學(xué)知識發(fā)現(xiàn)、分析和解決問題能力的主要環(huán)節(jié)，是可否被授予學(xué)位的關(guān)鍵。由于全日制專業(yè)學(xué)位碩士培養(yǎng)的特殊性，對其學(xué)位論文的要求及評價機制都不能完全照搬學(xué)術(shù)型碩士生的辦法。

我們的做法是：學(xué)位論文可由校內(nèi)導(dǎo)師與經(jīng)推薦的業(yè)務(wù)水平高、責任心強的具有高級技術(shù)職稱的企業(yè)技術(shù)人員聯(lián)合指導(dǎo)。學(xué)位論文選題應(yīng)直接來源于生產(chǎn)實踐或具有明確的工程應(yīng)用背景，研究成果要有實際應(yīng)用價值，論文擬解決的問題要有一定的技術(shù)難度和工作量，論文要具有一定的先進性和實用性。要把完成學(xué)位論文和專業(yè)實踐有機結(jié)合起來。學(xué)位論文可以是調(diào)研報告、軟件研制、規(guī)劃設(shè)計、產(chǎn)品開發(fā)等形式，論文字數(shù)要求3萬左右。全日制專業(yè)學(xué)位碩士在通過中期考核后，才可申請學(xué)位。在完成學(xué)位論文并通過預(yù)答辯后，方可進入論文評閱及正式答辯。送審時，論文評閱人共2名，其中1名必須是校外研究機構(gòu)或企業(yè)具有高級職稱人員。答辯委員會由3至5名具有副高以上專業(yè)技術(shù)職稱的專家組成，其中一位應(yīng)是相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的校外研究機構(gòu)或企業(yè)的專家，也可以是碩士生的校外教師。全日制專業(yè)學(xué)位碩士研究生按要求在規(guī)定的學(xué)習(xí)期限內(nèi)完成培養(yǎng)計劃各環(huán)節(jié)要求且成績合格，通過正式學(xué)位論文答辯后，由學(xué)院學(xué)位分委員會審核通過后，報校學(xué)位評定委員會批準授予專業(yè)學(xué)位。

通過以上措施的實施和不斷完善，幾年以來，我院全日制專業(yè)學(xué)位碩士教育管理逐步進入正軌，規(guī)范化和特色化愈來愈明顯。全日制專業(yè)學(xué)位碩士生對專業(yè)學(xué)位的認可度有了較大提升，不再認為自己是“二等公民”。畢業(yè)生就業(yè)形勢良好，就業(yè)率達100%，去向包括研究院所、政府部門、事業(yè)單位和大中型企業(yè)等。然而，在實際管理中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，如全日制專業(yè)學(xué)位碩士生中期考核、獎助金評定等指標體系中除專業(yè)實踐外與學(xué)術(shù)型碩士生的差異不大，部分學(xué)生專業(yè)實踐內(nèi)容與學(xué)位論文結(jié)合不夠緊密等，這些都需要在今后的研究與工作中不斷改進。

3提升全日制專業(yè)學(xué)位碩士教育質(zhì)量的思考與對策

3.1轉(zhuǎn)變管理理念，調(diào)整管理模式

在“世界競爭力報告”的排名中，中國“合格工程師”的數(shù)量和質(zhì)量排名靠后，中國高等工程教育亟需進一步改革。改革表現(xiàn)之一，就是教育模式的多樣化，全日制專業(yè)學(xué)位碩士由此應(yīng)運而生。如何轉(zhuǎn)變管理理念、調(diào)整管理模式，是值得深入思考的問題，也是將全日制專業(yè)學(xué)位碩士培養(yǎng)樹立為真正教育品牌的關(guān)鍵所在。

首先，全日制專業(yè)學(xué)位碩士的培養(yǎng)特點決定了學(xué)生不能只坐在書齋中，要真正走到社會實踐中去?；谶@個特點，學(xué)校應(yīng)積極調(diào)整過去“關(guān)門搞學(xué)術(shù)”的管理思路和管理模式，在教學(xué)設(shè)備、實驗儀器、社會實踐資源等方面下功夫，實現(xiàn)教學(xué)、科研、實踐的良性互動。其次，完善綜合質(zhì)量評價體系。全面的人才培養(yǎng)質(zhì)量評價體系應(yīng)該是內(nèi)部評價和使用者外部評價相結(jié)合的綜合評價體系。對于全日制專業(yè)學(xué)位碩士教育質(zhì)量的評價，除了在招生、培養(yǎng)、專業(yè)實踐、學(xué)位答辯等環(huán)節(jié)中建立綜合評價機制外，還要引入外部評價機制，根據(jù)綜合評價結(jié)果逐步調(diào)整管理理念與模式，這也是全日制專業(yè)學(xué)位碩士教育能否真正得到社會各界認可的關(guān)鍵所在。最后，加強對全日制專業(yè)學(xué)位管理人員的培養(yǎng)，建立一支愛崗敬業(yè)、責任心強、素質(zhì)高的管理隊伍。

3.2充分調(diào)動各方面積極性，促進實踐與就業(yè)

“專業(yè)實踐是重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，充分的、高質(zhì)量的專業(yè)實踐是專業(yè)學(xué)位教育質(zhì)量的重要保證”。全日制專業(yè)學(xué)位碩士的教育目標，是培養(yǎng)面向社會特定職業(yè)需求的高端專業(yè)人才，因此，要特別注重專業(yè)實踐對其職業(yè)素養(yǎng)與技能的提高。具體說來，一方面應(yīng)充分發(fā)揮學(xué)院和導(dǎo)師的作用，加大實踐基地建設(shè)的力度。專業(yè)型碩士研究生的授課教師和導(dǎo)師，應(yīng)本著“實踐第一”的原則合理匹配，更多吸納一些具有企業(yè)一線科研、管理、經(jīng)營經(jīng)驗的副高職稱以上人員加入授課、指導(dǎo)教師隊伍。應(yīng)以橫向課題為主，要求指導(dǎo)教師將所指導(dǎo)的專業(yè)型研究生納入課題組，參與完成一些任務(wù)。另一方面，加大全日制專業(yè)學(xué)位碩士教育投入，用于包括開展教學(xué)改革與研究、導(dǎo)師培訓(xùn)、課程建設(shè)、硬件設(shè)施配置、與實踐單位交流合作、校外導(dǎo)師聘任、就業(yè)指導(dǎo)等方面。充分調(diào)動社會、行業(yè)和有關(guān)用人單位的積極性，積極爭取各方面資源，拓寬專業(yè)學(xué)位碩士就業(yè)渠道。

3.3借鑒國外專業(yè)學(xué)位碩士教育的有益經(jīng)驗

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中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）32-0204-02

留學(xué)生全英語教學(xué)也是與國際接軌的先進模式，是大學(xué)教育國際化的標志。接收其他國家的留學(xué)生，輸出中國的文化、技術(shù)是體現(xiàn)中國實力的重要手段。這是歐洲、美國、俄羅斯等國家建立全球影響力的戰(zhàn)略措施之一。如今，隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高和綜合國力的不斷提升，越來越多的外籍留學(xué)生赴我國留學(xué)，是我國影響力擴大的體現(xiàn)。今年來，隨著我國在航空航天事業(yè)上的大邁進，中國的航空航天科技實力越來越受到世界矚目。作為中國重要的一所航空特色高等院校，南京航空航天大學(xué)近年來吸引了越來越多的留學(xué)生赴我學(xué)習(xí)航空工程、機械工程等。

一、適合留學(xué)生的新型教學(xué)模式探索

（一）針對留學(xué)生的特點采用形式多樣的課堂教學(xué)方式

在《控制系統(tǒng)工程》的留學(xué)生教學(xué)中，我們擬嘗試如下一些做法。

1.注重闡述物理含義和聯(lián)系工程背景。針對本課程理論性強、工程應(yīng)用背景廣泛的特點，在講課過程中注意強調(diào)數(shù)學(xué)表達及推導(dǎo)背后的物理含義及工程意義。講授比較抽象的控制系統(tǒng)的動態(tài)過程時，充分利用現(xiàn)代化教學(xué)多媒體手段將抽象的動態(tài)過程形象化。

2.結(jié)合留學(xué)生國情進行教學(xué)。根據(jù)留學(xué)生的國情背景，使學(xué)生能夠從熟知國情特點出發(fā)，將專業(yè)學(xué)習(xí)和本國發(fā)展實際有機地結(jié)合起來，結(jié)合其國情進行教學(xué)，進而講述中國及世界自動控制發(fā)展的現(xiàn)狀及其特點，使教學(xué)過程顯得生動，也極大地提高了學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

3.分組學(xué)習(xí)。把學(xué)生分成幾個小組，每個小組做一個需要綜合運用所學(xué)的知識和方法的小項目，然后在課堂上采用小報告的形式進行交流。這種方式訓(xùn)練了學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力，在強化專業(yè)知識的同時，能夠鍛煉學(xué)生的團隊合作意識。

4.布置閱讀材料。在大學(xué)的學(xué)習(xí)不僅是追求知識，更重要的是發(fā)展能力，國外的高等教育更為注重這一點。因此，在講課過程中，在講解了重要的基礎(chǔ)知識后，布置一些閱讀材料給學(xué)生們自學(xué)，在下次課前，花很短的時間提供一些習(xí)題給學(xué)生自己判斷自學(xué)情況。通過這樣的自學(xué)過程，有利于提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和分析問題、解決問題的能力。

5.加強師生之間的交流與溝通。多聽、多講，用更多時間與留學(xué)生相處，熟悉他們的發(fā)音、掌握他們的語言特點及表達方式，從而逐步聽懂他們的提問。這樣可以產(chǎn)生更好的教學(xué)互動，從而也消除了教師的緊張心理。另外，還可以借助手勢、表情，融趣味性、藝術(shù)性于帶教之中，可以避免教學(xué)中的枯燥、呆板，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。

（二）重視實驗教學(xué)，充分利用校內(nèi)外實體及虛擬實驗資源

針對不同專業(yè)背景的留學(xué)生，充分利用我校自動化學(xué)院創(chuàng)新實驗室已有的典型控制對象實驗設(shè)備（如倒立擺、直流電機、磁懸浮系統(tǒng)、球桿系統(tǒng)等），貫穿教學(xué)內(nèi)容的始終，并讓學(xué)生有機會親自到實驗室驗證所學(xué)的控制方法。網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展與普及將世界變得越來越小，很多著名大學(xué)的相關(guān)研究中心如加州理工大學(xué)的控制與動態(tài)系統(tǒng)（CDS）中心、加利福尼亞大學(xué)Santa Barbara分校的控制工程和計算中心（CCEC）等都在其網(wǎng)站上提供了可以免費使用的系統(tǒng)模型、實驗數(shù)據(jù)、源程序、虛擬實驗平臺等資源，學(xué)生只需坐在一臺有網(wǎng)絡(luò)連接的電腦前輕觸鼠標就可以和世界先進的控制工程教學(xué)實驗資源親密接觸。除了大學(xué)，一些企業(yè)公司如The MathWorksTM的網(wǎng)站上提供很多免費的MATLAB/Simulink的演示例子、講解錄像和培訓(xùn)視頻，并且經(jīng)常針對其新開發(fā)的產(chǎn)品功能舉行免費的網(wǎng)絡(luò)專題講座（Webinar），來自世界各地的研究者、工程師和學(xué)生們可以在線觀看視頻、提問并討論。教師在上課時應(yīng)有意識地將這些信息傳播給學(xué)生，并鼓勵學(xué)生充分利用這些資源。

（三）鼓勵并組織留學(xué)生參加應(yīng)用自動控制技術(shù)的科技競賽活動

鼓勵學(xué)生參加如ROBOCUP和“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技競賽活動，結(jié)合其專業(yè)背景，把從《控制系統(tǒng)工程》這門課程中學(xué)到的控制思想和工具運用到實例中，如機器人、航空、通信、機電系統(tǒng)等。

（四）結(jié)合實際教學(xué)效果和學(xué)生反饋，編寫適合留學(xué)生特點的教案、教材

注重教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性、先進性、新穎性與啟發(fā)性。教材選用清華大學(xué)影印版的英語原版教材《Linear Control System Engineering》，本書的定位是要為機械工程、電機工程、電子工程、航空工程等非控制工程專業(yè)的本科生提供一本內(nèi)容適度、實用性強和學(xué)時較少的控制理論教材。該書基于Morries Driels多年教學(xué)體會，一改以往自動控制課本的章節(jié)形式，根據(jù)其教案改為Module的形式，一個Module涵蓋1～2個基本的知識點，便于課堂教學(xué)和學(xué)生自學(xué)。本課程在課堂教學(xué)中，除了指定的教材外，每章均給出參考文獻和書目。由于自動控制的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛并且新技術(shù)發(fā)展很快，所以該課程的內(nèi)容涵蓋范圍也在不斷調(diào)整，教學(xué)內(nèi)容不再按教材的順序按部就班地介紹，而是在教學(xué)中增加了當前控制領(lǐng)域內(nèi)的新技術(shù)和本課題組取得的最新研究成果。

（五）充分利用信息技術(shù)，開展網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)

在課堂教學(xué)中，充分利用多媒體技術(shù)，增大信息量、充實教學(xué)內(nèi)容，力求在有限的時間內(nèi)給學(xué)生傳授更多的教學(xué)內(nèi)容，采取多媒體教學(xué)，課堂授課采用多媒體與板書相結(jié)合的方式。為了提高課堂教學(xué)效果，克服英語語言表達和交流的不足，在教學(xué)過程中普遍采用了主題突出、層次分明的多媒體和幻燈片教學(xué)手段，在授課中巧妙結(jié)合幻燈、錄像、多媒體傳授知識，讓學(xué)生做到看、聽、想相結(jié)合。建立了《控制系統(tǒng)工程》教學(xué)網(wǎng)站，開展網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)。網(wǎng)站中建立課程介紹、教學(xué)錄像、多媒體課件PPT、習(xí)題、網(wǎng)上課程評價系統(tǒng)，包括學(xué)生意見在線調(diào)查等多項內(nèi)容，便于學(xué)生選擇自己喜愛的方式進行預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)、自學(xué)等。網(wǎng)上答疑采用師生交流的方式（用E-mail和BBS的形式）進行，利用傳統(tǒng)的教學(xué)方式和現(xiàn)代化教學(xué)手段相結(jié)合，積極邀請外聘專家來華進行專題講座，與同學(xué)們進行學(xué)術(shù)交流。

（六）設(shè)立科學(xué)合理的評分標準

確定一個學(xué)生的學(xué)習(xí)成績需要制定一個合理的評價標準，綜合評定學(xué)生的課堂表現(xiàn)、平時作業(yè)以及期末考試，針對學(xué)生的各方面表現(xiàn)給出一個合理的成績。為培養(yǎng)留學(xué)生自覺學(xué)習(xí)的習(xí)慣，改善學(xué)習(xí)風氣，應(yīng)將平時的作業(yè)、課堂練習(xí)、討論、實驗等都納入到考核體系中。在第一堂課上，就讓學(xué)生知道如何正確對待本課程的考核，即從課程的開始到結(jié)束、從理論課到實驗課、從到課率到交作業(yè)情況，均按一定權(quán)重進行考核，最后的成績是一個綜合成績。

（七）不斷提高教學(xué)團隊人員的科研水平和業(yè)務(wù)素質(zhì)

好的教學(xué)要結(jié)合科研，沒有科研做后盾的教學(xué)是一種沒有觀點的教育。教師本身的科研水平?jīng)Q定了教師對所教授內(nèi)容的理解深度和融會貫通能力。本教學(xué)團隊近年來承擔多項國家自然科學(xué)基金研究項目以及省、部級科研項目，在國際重要學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表數(shù)十篇研究論文。多年來，我們一直將教學(xué)和科研放在同等重要的地位，在追蹤最新學(xué)術(shù)前沿領(lǐng)域的同時，將相關(guān)新知識、新技術(shù)介紹給學(xué)生，擴展學(xué)生的視野。結(jié)合所授課程，指導(dǎo)學(xué)生承擔校大學(xué)生創(chuàng)新基金項目，增強學(xué)生對所學(xué)課程的興趣和動手能力。

二、總結(jié)

本文針對留學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)和應(yīng)用需求的特點，考慮這些領(lǐng)域內(nèi)的學(xué)生將面對的新的控制問題和挑戰(zhàn)，結(jié)合國外的先進教學(xué)理念和模式，探索為留學(xué)生提供具備啟發(fā)性與實用性的相關(guān)知識的教學(xué)新途徑，使學(xué)生能夠理解基本的理論概念與控制原理，學(xué)會使用控制系統(tǒng)設(shè)計工具。充分利用國外著名大學(xué)的開放網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，使英語基礎(chǔ)良好的留學(xué)生方便地獲取最新的專業(yè)知識和了解先進國家的技術(shù)發(fā)展動態(tài)。從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式方法等方面不斷探索和改進，及時總結(jié)，在教學(xué)中既考慮到當前教學(xué)的具體任務(wù)，又注意學(xué)生原有的知識結(jié)構(gòu)體系，形成行之有效的留學(xué)生教育模式，大力提高教學(xué)效果，切實保證教學(xué)質(zhì)量，促進留學(xué)生教育與國際接軌。

參考文獻：

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2多視角評估的教學(xué)考評機制

在美國福特基金會召開的“21世紀理想大學(xué)模式”研討會上，部分專家認為，理想的大學(xué)生不應(yīng)整日坐在教室里研讀別人的教科書，老師只管“給分”和學(xué)生被動接受的現(xiàn)象應(yīng)徹底改變；學(xué)生的畢業(yè)成績不能完全以課堂考試來衡量，而應(yīng)將學(xué)生勝任工作的能力和是否具備創(chuàng)新意識的素質(zhì)作為考評的重點。考核時要注重過程培養(yǎng)，重視能力提高。針對不同課程、不同實踐環(huán)節(jié)的要求，采取閉卷、開卷、半開卷；口試、筆試；階段測試、專題討論、論文、小組研究項目、撰寫報告、答辯等靈活多樣的考核方式。

3以創(chuàng)造為價值導(dǎo)向的教學(xué)激勵機制

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)激勵機制是促進大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動深入開展的重要制度基礎(chǔ)。高校應(yīng)把培育大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精神提高到辦學(xué)宗旨和可持續(xù)發(fā)展的高度，全力幫助學(xué)生發(fā)展“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)式的思維方式、進取心、靈活性、創(chuàng)造力、冒險的愿望，抽象思維能力以及視市場變化為商機的能力”，并向人的全面發(fā)展目標邁進。完善以創(chuàng)造為價值導(dǎo)向的教學(xué)激勵機制，發(fā)揮政策導(dǎo)向作用。健全的激勵措施不僅僅對已作出一定成績的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目進行表彰、獎勵，還應(yīng)對有發(fā)展?jié)摿Φ膭?chuàng)新創(chuàng)業(yè)計劃給予一定的支持與鼓勵，讓學(xué)生感覺創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)離自己并不遙遠，只要有好的計劃，自己的夢想就能實現(xiàn)，這樣的激勵機制可以使盡可能多的同學(xué)以更加積極的態(tài)度進行創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動。

4創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育質(zhì)量檢測跟蹤機制

要建立在校和離校學(xué)生創(chuàng)業(yè)信息跟蹤系統(tǒng)，收集反饋信息，建立數(shù)據(jù)庫，把未來創(chuàng)業(yè)成功率和創(chuàng)業(yè)質(zhì)量作為評價創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育的重要指標，反饋指導(dǎo)高等學(xué)校的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育教學(xué)，建立有利于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才脫穎而出的教育體系。

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在這當中，收放鎖系統(tǒng)傳感器故障占了起落架系統(tǒng)故障三分之一比例，對于此系統(tǒng)傳感器故障，我們應(yīng)當引起足夠重視。

本文對空客A320系列飛機起落架收放鎖系統(tǒng)傳感器故障進行分析，從工程角度提出解決方案，以期能將機隊中此部件故障率降到最低，提高其可靠性。

為深入研究收放鎖故障的根本原因，本文建立了A320系列飛機起落架收放鎖系統(tǒng)傳感器的故障樹，以故障樹的形式全面、系統(tǒng)、層次性地來分析其常見的故障現(xiàn)象及原因。

關(guān)鍵詞：A320系列飛機；收放鎖系統(tǒng)；傳感器故障

第一章 A320系列飛機起落架收放鎖系統(tǒng)傳感器原理研究

安裝在起落架不同位置的兩組各16個共32個接近傳感器。在收放鎖系統(tǒng)上，每個收放鎖左右兩邊各有一個接近傳感器，此收放鎖傳感器工作原理為：A320系列飛機起落架收放鎖傳感器系統(tǒng)由三部分組成：接近傳感器、傳感器靶標塊和LGCIU 1&2計算機內(nèi)部信號處理邏輯卡。LGCIU計算機內(nèi)部的邏輯卡傳送周期性的脈沖或正弦波勵磁信號到傳感器內(nèi)部感應(yīng)線圈，線圈產(chǎn)生感應(yīng)磁場，當鎖舌受撞擊并向上抬時，內(nèi)部搖臂傳動機構(gòu)帶動靶標塊快速后移靠近傳感器。此時，傳感器內(nèi)部線圈的阻抗值增加，系統(tǒng)顯示Target near信號，當靶標塊離開時，阻抗值減小，系統(tǒng)顯示Target far信號。LGCIU計算機將這些探測接近信號傳遞給DMC計算機并在飛機駕駛艙ECAM上顯示出其所代表的起落架收放后是否鎖定的位置信息。這當中，傳感器和靶標塊之間的感應(yīng)信號是否有屏蔽以及間隙是否正常對信號的正確接收都起著十分重要的作用。

第二章 A320系列飛機起落架收放鎖系統(tǒng)傳感器故障原因和典型案例分析

A320系列飛機起落架收放鎖系統(tǒng)傳感器的故障原因可由圖示四故障樹框圖進行表現(xiàn)。其中，T代表頂事件，即收放鎖系統(tǒng)傳感器故障，是導(dǎo)致其故障發(fā)生的直接或必要原因。M代表中間事件，其中M1代表傳感器電氣故障，M2代表傳感器性能衰減故障，M3代表傳感器與靶標塊之間間隙不正常導(dǎo)致的故障，M4代表傳感器與靶標塊之間磁性雜質(zhì)（主要為溢出的脂）過多導(dǎo)致的傳導(dǎo)故障，M5代表傳感器或靶標塊的支撐部件斷裂導(dǎo)致的故障。X表示不能分解的底事件。如中間事件M1所代表的傳感器電氣故障，可分解為X1代表傳感器內(nèi)部線路故障，X2代表傳感器內(nèi)部線圈故障，X3代表傳感器插針故障。最后根據(jù)故障之間的因果關(guān)系用邏輯符號“或”和“與”把它們連接起來，建立的故障樹框圖。

通過可靠性數(shù)據(jù)分析，在A320系列飛機起落架收放鎖系統(tǒng)傳感器故障中，40%為傳感器與靶標塊之間磁性雜質(zhì)（主要為溢出的脂）過多導(dǎo)致的傳導(dǎo)故障，30%為傳感器電氣故障，10%為傳感器性能衰減故障，10%為傳感器與靶標塊之間間隙不正常導(dǎo)致的故障，10%為傳感器或靶標塊的支撐部件斷裂導(dǎo)致的故障。

第三章 A320系列飛機起落架收放鎖系統(tǒng)傳感器故障工程解決方案的研究

現(xiàn)代航空器維修的先進理念應(yīng)當是“以可靠性為中心，根據(jù)整個機隊相關(guān)零部件不同的故障模式和后果而采取的以預(yù)防性、針對性、整體性為特征的工程維修”。這種工程維修，能“治未病之病”，能從機隊管理的高度，通過工程解決手段，深層次的解決整個機隊的已發(fā)或未發(fā)故障，以期能通過最小的損耗獲得更大的航空效益，減少以排故為主的恢復(fù)性維修所帶來的飛機停場、人為差錯等負面效應(yīng)。最大可能的為航空公司帶來高可靠性的低維修成本，節(jié)約飛機維修時間，保障飛行安全。

針對A320系列飛機起落架收放鎖系統(tǒng)傳感器故障，從工程角度出發(fā)，解決方案研究如下：

1、通過可靠性數(shù)據(jù)分析，在收放鎖系統(tǒng)傳感器故障中，所占比例最高的是故障樹中的M4-傳感器與靶標塊之間磁性雜質(zhì)（主要為溢出的脂）過多導(dǎo)致的傳導(dǎo)故障。此故障發(fā)生的直接原因是內(nèi)部油脂過多造成傳感器與靶標塊之間電磁信號傳導(dǎo)阻礙。

2、針對M1-傳感器電氣故障，主要是老件號8-484-01收放鎖傳感器存在材料設(shè)計缺陷所致，新件號8-933-01由于采用全金屬外殼，較好地提高了其可靠性，減少了內(nèi)部鐵氧體磁心材料損壞的幾率。通過采集可靠性數(shù)據(jù)，結(jié)合改裝升級成本、恢復(fù)性維修成本分析，采用工程輔助效益分析曲線評估，結(jié)合航空公司自己的實際情況，決定是否進行升級改裝及采取什么方式的改裝。例如，可通過工程指令方式，按飛機已使用的機身FC/FH，從老到新，分批次完成收放鎖新件號的升級工作。完成后，及時采集可靠性數(shù)據(jù)，為下一步的工程方案制定提供數(shù)據(jù)支持。此種工程維修方式是預(yù)防性維修的典型代表，能“治未病之病”，是現(xiàn)代航空工程維修的充分體現(xiàn)。

3、針對M3-傳感器與靶標塊之間間隙不正常導(dǎo)致的故障，主要是靶標塊固定螺釘松動所致。通過調(diào)查，采集TFU數(shù)據(jù)，聯(lián)系廠家和其他航空公司，通過對廠家郵件和VSB的評估，可發(fā)工程指令要求定期檢查靶標塊螺釘松動或缺失情況，按要求重新定力。通過向其他航空公司了解，在完成檢查、重新定力工作后，由此造成的故障率降低了80%，效果明顯。

4、M2所代表的傳感器性能衰減故障和M5代表傳感器或靶標塊的支撐部件斷裂導(dǎo)致的故障由于比較少見，可定期采集可靠性數(shù)據(jù)，如超過警戒值，及時通過工程指令檢查、升級改裝，降低故障率。

5、從點到面，對起落架收放鎖傳感器故障的分析和工程解決方案的制定擴展到對航空器重大、重復(fù)性故障的工程處理，目前還有一定缺失，未有恢復(fù)性維修領(lǐng)域所普遍采用的維修數(shù)據(jù)庫、AIRMAN等計算機診斷系統(tǒng)進行先進支撐。對故障的工程處理方案還停留在個人經(jīng)驗積累，溝通、交流閉塞的層面，不利于工程職能擴大和故障的及時、準確工程處理，也不利于人才的培養(yǎng)。本文所建立的工程處理計算機診斷系統(tǒng)，可通過知識庫、推理機形成專家診斷系統(tǒng)，將航空器故障的工程處理經(jīng)驗、相關(guān)技術(shù)資源集成，快速、準確、有效地形成故障的分析、工程方案制定。

第四章 結(jié)論

本文從A320系列飛機起落架收放鎖系統(tǒng)傳感器故障分析和工程處理方案的研究出發(fā)，解決了采用故障樹框圖的分析判斷方式，詳細分析故障原因，制定傳感器故障工程解決方案的課題。創(chuàng)新提出計算機診斷系統(tǒng)的建立，采用故障樹分析法，為民航工程領(lǐng)域?qū)娇掌髦卮蟆⒅貜?fù)性故障的工程處理提供了可供參考的探索。

本文著重于A320系列飛機起落架收放鎖系統(tǒng)傳感器故障的工程解決方案的研究。同時，針對民航工程領(lǐng)域目前無計算機診斷系統(tǒng)的現(xiàn)狀，嘗試采用人工智能的計算機診斷系統(tǒng)對故障原因和工程方案的制定進行初步的探索，為民航工程領(lǐng)域在非例行工作的處理流程、方案制定上提出了自己的一點的見解。

請各位領(lǐng)導(dǎo)和專家評委對本文予以幫助和指正，在此，表示萬分的感謝！

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【摘　要】航空維修單位是民航實現(xiàn)民航強國的重要體現(xiàn)和民航運輸業(yè)的重要保障，而維修單位安全管理體系的建立實施是維修單位安全的基本保障。論文在介紹當前我國維修單位特點及安全管理建設(shè)現(xiàn)狀基礎(chǔ)上，從安全政策與目標模塊、實施與控制模塊、監(jiān)督與改進模塊和安全信息管理模塊4個模塊和安全政策、風險管理系統(tǒng)、安全文化體系、應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)和改進體系等15個要素，構(gòu)建了維修單位安全管理體系，并詳細探討了維修單位安全管理體系實施步驟，闡述其評估和改進步驟。建立維修單位安全管理體系旨在進一步夯實民航安全發(fā)展基礎(chǔ)，構(gòu)建實施維修單位SMS將有助于提升維修單位安全管理水平和促進安全的持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞 航空維修單位；安全管理體系；風險管理；安全評估

基金項目：國家級大學(xué)生創(chuàng)新項目（201408）。

作者簡介：楊立飛（1993—），男，中國民用航空飛行學(xué)院航空工程學(xué)院2011級本科生。

通訊作者：陳農(nóng)田（1984—），男，講師，研究方向航空適航與安全、航空人因工程。

0　引言

安全是民航工作永恒的主題，也是永遠不可逾越的警戒線[1]。在20世紀90年代，航空安全專業(yè)人員和管理者將目光轉(zhuǎn)向了系統(tǒng)安全和以組織安全模型(如里森模型)為導(dǎo)向的新型安全管理模式[2]。在曼徹斯特大學(xué)James Reason教授的潛心研究，并借鑒了澳大利亞民航安全局的經(jīng)驗和資料，開發(fā)并形成了加拿大SMS方案，于2005年開始執(zhí)行。2005年英國陸續(xù)出版了CAP712《商業(yè)航空運輸?shù)陌踩芾硐到y(tǒng)》和CAP726《安全管理系統(tǒng)的建立與審核指南》等系列規(guī)章和指導(dǎo)材料。國際民航組織（International Civil Aviation Organization，ICAO）在2006年生效的國際民用航空公約的附件6中，推薦各締約國對空中交通管制、機場、航空運營人和航空器維修單位要求建立安全管理體系（Safety Management System，SMS），以更有效的實施安全管理[3]。

我國作為國際民航組織的一類理事國，根據(jù)國際民航組織的要求在安全管理體系方面也做了許多工作，先后了《機場安全管理體系建設(shè)指南》（AC-139/140-CA），《關(guān)于航空運營人安全管理體系的要求》（AC-121/135-FS-2008-2），《民航空中交通安全管理體系SMS建設(shè)要求》（MD-TM-2009-003）等相關(guān)文件，標志著著我國民航SMS建設(shè)工作正式進行到應(yīng)用階段。近年來，航空公司、機場和空管根據(jù)民航局在全國民航企業(yè)內(nèi)提出的建立民航安全管理體系的基本要求和相關(guān)要素也建立了相應(yīng)的安全管理體系，如徐佳璐[4]借鑒國外先進的安全理念與管理方法，對空管安全管理體系的構(gòu)建進行了研究,以空管分局為例,提出了構(gòu)建安全管理體系的主要內(nèi)容和步驟,并制定了相應(yīng)的評估指標體系和對策；張霆霆、孫瑞山等[5]設(shè)計提出試飛安全管理體系(SMS)建設(shè)總方案，結(jié)合我國試飛機構(gòu)實際情況，從四大模塊構(gòu)建適合我國民用航空器的試飛SMS，并闡述其實施和評估步驟；譚克濤[6]對比了國內(nèi)外安全管理體系研究現(xiàn)狀，分析比較國內(nèi)外安全管理體系建設(shè)的成功案例，以國內(nèi)某國際機場為研究切入點，提出了國內(nèi)機場SMS建立實施的困難及改進建議。而航空維修單位的安全管理與航空公司、機場、空管等系統(tǒng)有很大的不同，在安全管理模式上也存在著很大的差異，同時我國民航局雖然提出了在航空維修單位建立實施安全管理體系，但僅給出了基本要求和相關(guān)要素，并沒給出具體的操作指南、實施規(guī)范和審核標準。隨我國民航的快速發(fā)展，國內(nèi)維修業(yè)發(fā)展速度加快、規(guī)模變大，維修單位的數(shù)量也不斷增多，但總體處于不均衡的發(fā)展狀態(tài)，并且國內(nèi)維修受制于原始制造廠商在技術(shù)、備件、合約等方面的封鎖，國內(nèi)維修單位的維修能力相對較弱[7]。且我國航空維修單位保障條件和作業(yè)環(huán)境差，安全保證體系和機制不健全，安全監(jiān)查人員缺乏和監(jiān)管能力不足，安全管理水平低 。目前國內(nèi)無一成功的民航維修單位案例可供參照和借鑒，更是沒有形成一個標準模板和一個成功的范例。因此，建立并開始逐步實施安全管理體系以滿足我國民航當局的要求成為維修單位當務(wù)之急。

本文提出并建立航空維修單位安全管理體系的詳細步驟和實施內(nèi)容以及探討航空維修單位安全管理體系評估、改進，促使航空維修單位整體安全水平不斷提高，以達到“有把握的安全、持續(xù)的安全、可靠的安全”的目標，并為航空安全管理部門提供科學(xué)的安全管理模式，實現(xiàn)維修單位安全管理的科學(xué)化、系統(tǒng)化和標準化。

1　安全管理體系理論內(nèi)涵

在民航中，ICAO為提高現(xiàn)有的民航安全管理水平，提出將被動性安全管理轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃有院皖A(yù)防性安全管理的理念，即安全管理體系（SMS）。ICAO將安全管理體系定義為：正式的、自上而下的、有條理的管理安全風險做法，包括必要的組織結(jié)構(gòu)、問責制、政策和程序。安全管理體系由四大支柱構(gòu)成，分別為策劃、安全風險管理、安全保證和安全促進[3]。其本質(zhì)是系統(tǒng)管理，即從航空公司整個系統(tǒng)上把握安全態(tài)勢、查找安全問題、堵塞安全漏洞、消除安全隱患，而不是片面地、孤立地就抓安全；核心是安全風險管理，即在航空公司全面識別、衡量、避免風險，用最小的代價將風險造成的損失降到最低，盡可能的維護公司的利益；驅(qū)動是信息管理，即有效的安全管理是以數(shù)據(jù)為驅(qū)動的，同時安全信息的開發(fā)是提升安全管理水平的根本途徑；基礎(chǔ)是安全文化，不僅能彌補體系中組織政策、程序、標準方面的不足，還可以為航空公司營造優(yōu)良的安全文化奠定基礎(chǔ)。

安全管理體系與傳統(tǒng)安全管理相比，主要的區(qū)別在于將被動性安全管理轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃有园踩芾?；將管理者制定相關(guān)政策與程序轉(zhuǎn)變?yōu)閱T工意見能影響相關(guān)政策程序的制定；將直接監(jiān)督一線員工轉(zhuǎn)變?yōu)檫\用系統(tǒng)方式監(jiān)督；將視員工為不安全的因子轉(zhuǎn)變?yōu)樽寙T工成為安全的參與者；將由管理者檢查發(fā)現(xiàn)既有危害轉(zhuǎn)變?yōu)槿w員工共同挖掘發(fā)現(xiàn)既有與潛在的危害；將獎懲保障安全的方式導(dǎo)入風險管理機制；將處罰文化轉(zhuǎn)變?yōu)楣幕取?/p>

安全管理體系的作用就是在航空公司導(dǎo)入風險管理機制，實現(xiàn)主動安全管理，健全內(nèi)部安全保證體系；系統(tǒng)全面、協(xié)調(diào)一致地實施各項安全方案，有效地配備資源和降低風險；恰當?shù)卮_定安全責任，塑造積極的安全文化。安全與效益也密切相關(guān)，通過安全管理為管理者提供有效處置事故或事故征候的能力，并將有價值的教訓(xùn)用來改善安全和提高效率，不僅能降低企業(yè)損失，還會提高企業(yè)生產(chǎn)力。

2　航空維修單位安全管理體系構(gòu)建

根據(jù)《ICAO安全管理體系手冊》的內(nèi)容，通過一線維修技術(shù)人員意見和建議，參考民航航空公司、機場和空管SMS構(gòu)建方法和內(nèi)容，結(jié)合航空維修單位發(fā)展速度快、數(shù)量增多、維修能力弱、機制不健全、安全監(jiān)查人員缺乏和監(jiān)管能力不足、安全管理水平低等特點，基于PDCA理論、安全目標管理、系統(tǒng)管理、人本原理、預(yù)防原理和強制原理等安全管理的基本原理，將航空維修單位安全管理體系內(nèi)容劃分為安全政策與目標、實施與控制、監(jiān)督與改進和安全信息管理4個模塊和安全政策、風險管理系統(tǒng)、安全文化體系、應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)和改進體系等15個要素，它體現(xiàn)了航空維修單位SMS的最低要求[8-9]。航空維修單位SMS以安全方針、政策為指導(dǎo)，以實施與控制模塊（風險管理）為核心，通過監(jiān)督與改進模塊確保維修過程中的安全風險始終被控制在可接受的范圍內(nèi)，通過安全信息管理模塊使維修單位單位樹立良好的安全文化氛圍，從而建立基于數(shù)據(jù)、預(yù)防為主、持續(xù)運行的一個閉合循環(huán)運行系統(tǒng)，在系統(tǒng)運行過程中，通過持續(xù)不斷的改進和完善，實現(xiàn)航空維修單位SMS的改進和安全水平的提高。其航空維修單位SMS 模塊結(jié)構(gòu)運行示意圖如圖1。

2.1　安全政策與目標模塊

安全政策與目標模塊是航空維修單位安全管理體系的基礎(chǔ)，包括安全政策、安全目標、質(zhì)量政策、組織機構(gòu)體系、文件體系和安全文化體系這6個要素。安全政策是指指導(dǎo)航空維修單位開展安全管理體系的統(tǒng)一方針，由維修單位一個經(jīng)最高領(lǐng)導(dǎo)者批準安全目標和承諾組成，是安全管理體系構(gòu)建的基本理念和行動準則，一般包括符合國家和民航局的法律、 法規(guī)、規(guī)章、規(guī)范性文件和標準要求；反映了維修單位的安全管理理念并為建設(shè)積極的安全文化提供了清晰的導(dǎo)向。在制定過程中，高層管理人員應(yīng)與各層人員進行廣泛、充分地協(xié)商，確保員工與安全政策密切相關(guān)，在安全政策公布后，各部門應(yīng)通過職責分解安全政策，并落實到個人。安全目標是控制和減少機務(wù)責任原因的飛行事故、航空地面事故和飛行事故癥候。對于質(zhì)量政策管理人員應(yīng)保證與安全政策相一致。在組織機構(gòu)體系中，航空維修單位的安全管理第一責任人是建立、實施并保證安全管理體系的最終負責人，應(yīng)建立相對獨立與運行系統(tǒng)的安全監(jiān)督系統(tǒng)，確保維修單位的組織結(jié)構(gòu)有利于安全管理及支持SMS的有效運行和持續(xù)改進，并完善安全運行的問責辦法，落實全體員工安全責任制。文件體系主要包括法規(guī)類文件、技術(shù)類文件、管理類文件、操作類文件及記錄，航空維修單位應(yīng)以書面或電子方式建立并存檔各類文件，并且對各類文件的編制、審核、批準等實施有效的管理，以確保文件易查找、易讀、易識別和追溯、有序保存、及時更新修訂及廢止。安全文化是航空維修單位文化的重要組成部分，是全體員工價值觀和行為準則。航空維修單位應(yīng)建立公正的獎懲管理規(guī)定，發(fā)揮和調(diào)動員工的工作積極性。在員工掌握安全文化理念的同時與實際行動相結(jié)合，將安全文化體現(xiàn)在具體崗位和實際工作中。

2.2　實施與控制模塊

風險管理模塊是航空維修單位SMS的核心，一般風險管理系統(tǒng)主要包括危險源識別、風險分析、風險評價、風險控制四個要素。對于運行過程中危險源識別，主要包括以下辨識工作：（1）設(shè)計因素，包括機械設(shè)備、工作排班和檢查單等；（2）信息交流方式，包括溝通方法、專業(yè)術(shù)語和語言等；（3）人為因素，包括公司培訓(xùn)、薪資和資源分配政策等；（4）組織因素，例如實際生產(chǎn)與安全目標的兼容性、資源分配、公司安全文化等；（5）工作環(huán)境因素，例如噪聲、振動、溫度、燈光強弱和提供防護用具及服裝等；（6）規(guī)章管理標準，包括規(guī)章的可操作性與執(zhí)行力度和人員、設(shè)備與程序的認證，以及行業(yè)監(jiān)督適當?shù)某绦虻?；?）防護措施，包括事故探測和警告系統(tǒng)，及設(shè)備對錯誤的容忍程度和靈活度等；（8）個人表現(xiàn)，包括身體狀況和醫(yī)療條件的限制等。進而采用被動式、主動式、預(yù)測式3種方式識別系統(tǒng)中危險源的存在，建立危險源數(shù)據(jù)庫，并通過風險分析對危險源導(dǎo)致危險的后果嚴重性及發(fā)生可能性進行評判，也包括對形成該危險源的各種根原因進行分析。在建立風險矩陣評估系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，針對不同級別的安全風險制定并實施相應(yīng)的緩解措施。維修單位應(yīng)建立應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)來針對航空器或非航空器突發(fā)事件。對于應(yīng)急預(yù)案的內(nèi)容包括應(yīng)急小組成員名單職責和聯(lián)系方式、應(yīng)急工作的流程（救援、記錄、保護和調(diào)查）、應(yīng)急預(yù)案的培訓(xùn)和演習(xí)。應(yīng)急預(yù)案應(yīng)通過演練驗證和評審的結(jié)果，找出方案的不足，并進行及時的改進和修訂。

2.3　監(jiān)督與改進模塊

安全工作的目標是盡可能避免事故重復(fù)發(fā)生[10]。評估審核系統(tǒng)是對安全管理體系運行的有效性進行定性、定量評價，確定安全管理體系改進要求，持續(xù)提升安全管理水平。評審內(nèi)容主要包括：安全政策的符合性、風險管理的實施效果、維修運行過程與法規(guī)的符合性、航空維修單位的安全績效、應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)的狀態(tài)等。安全監(jiān)察體系通過采用持續(xù)監(jiān)控、審核、調(diào)查對維修運行系統(tǒng)進行監(jiān)督、檢查確保各項安全管理工作是否符合規(guī)章要求和安全管理體系要求，為系統(tǒng)評估、管理評審和持續(xù)改進提供支持。其主要工作包括不安全事件報告、自我檢查、監(jiān)督檢查、定期或不定期的安全檢查、內(nèi)部審核和外部審核（局方、獨立的第三方或客戶組織）。改進體系是一個持續(xù)更新的動態(tài)系統(tǒng)，它是以不斷更新的安全管理數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對以下內(nèi)容進行持續(xù)改進：安全政策的改進；手冊、程序及文件的改進；設(shè)施設(shè)備的改進；危險源、風險平和風險控制方法的改進；安全管理數(shù)據(jù)庫的持續(xù)更新等。反饋系統(tǒng)管理主要取決于對信息的接受、處理和利用，在航空維修單位中信息主要來源之一是反饋系統(tǒng)，其包括對安全經(jīng)驗教訓(xùn)的汲取和維修人員的報告。該系統(tǒng)不僅用于報告安全相關(guān)問題，而且有助于維修運行過程中的危險源識別。

2.4　安全信息管理模塊

航空維修單位應(yīng)該建立、健全教育培訓(xùn)系統(tǒng)，組織和安排人員進行安全教育和培訓(xùn)，使其具備必要的安全知識，熟悉有關(guān)的安全維修規(guī)章制度和本單位的安全管理理念、政策和程序，掌握對應(yīng)崗位的安全操作規(guī)程和操作技能，提高員工的安全素質(zhì)和安全意識，確定所有人員勝任其崗位。其主要內(nèi)容有：新員工安全基礎(chǔ)知識培訓(xùn)；危險源識別和風險管理培訓(xùn)；安全管理體系培訓(xùn)；典型經(jīng)驗和事故教訓(xùn)教育等。建立有效運行安全信息管理系統(tǒng)可以方便、快捷的實現(xiàn)各類安全信息的收集、分析、傳遞、利用和保護。且安全信息管理系統(tǒng)應(yīng)覆蓋維修單位與航空器維修和提供服務(wù)的所有部門、生產(chǎn)運行過程和及其管理活動。

3　航空維修單位安全管理體系的實施

航空維修單位安全管理體系實施步驟參考ICAO向各國推薦的《ICAO安全管理體系手冊》實施步驟，基于安全管理理論、風險管理理論、PDCA 理論和系統(tǒng)原理，參考航空公司、機場、空管和通用航空安全管理體系實施步驟，制定了航空維修單位安全管理體系實施的流圖，如圖2所示。

4　航空維修單位安全管理體系評估和改進

航空維修單位安全管理體系在建立和實施過程中，受到人、機、環(huán)、管多個因素的影響，但各個因素間又相互聯(lián)系，共同構(gòu)成由多個因素組成復(fù)雜的有機整體，所以在建成之后必須對該體系進行整體評估和改進。航空維修單位安全管理體系評估是對SMS建立和實施的過程和結(jié)果進行鑒定，其主要目的是客觀判別所建立的SMS是否達到了預(yù)定的安全績效指標。航空維修單位安全績效評估和改進步驟包括：明確評估對象；建立評估指標體系；定性與定量指標評估值的確定；評估指標權(quán)系數(shù)的確定；確定指標間合成關(guān)系，求綜合評估值；根據(jù)評估過程得到的信息，進行系統(tǒng)分析和決策；對系統(tǒng)分析和決策提出改進措施和建議。其評估方法可采用直接打分法、等級比重法、專家評分法和集值統(tǒng)計法。

5　結(jié)論

安全是民航所有工作的重中之重，是關(guān)系到民航業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的焦點問題。但安全管理體系的建設(shè)與實施工作是一項系統(tǒng)性、長期性、循序漸進的創(chuàng)新性工作。本文通過研究分析得出以下結(jié)論：

1）由于目前我國民航管理部門還沒有建立具體維修單位SMS的指導(dǎo)性文件，文中探索性地提出建立一套符合國際標準、中國民航發(fā)展規(guī)律、國內(nèi)航空維修單位自身發(fā)展要求和特點的安全管理體系構(gòu)建與實施步驟。

2）主要按照系統(tǒng)性、持續(xù)性、規(guī)范性的安全管理理念，結(jié)合PDCA理論、安全目標管理、人本原理及系統(tǒng)管理等安全管理的基本原理，從安全政策與目標模塊、實施與控制模塊、監(jiān)督與改進模塊和安全信息管理模塊4個模塊和安全政策、風險管理系統(tǒng)、安全文化體系、應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)和改進體系等15個要素，分SMS計劃、SMS實施、SMS審計和評估和SMS保證和促進4個階段，構(gòu)建了航空維修單位SMS詳細的實施步驟和流程，制定了SMS評估和改進內(nèi)容。

3）安全管理體系建設(shè)與實施是我國民航目前和今后一段時期的工作重點，將安全管理體系廣泛建立于民航各個單位，將進一步夯實民航安全發(fā)展基礎(chǔ)，構(gòu)建實施航空維修單位SMS將有助于提升航空維修單位安全管理水平和促進安全的持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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篇9

熱愛是最好的老師

7年前，作為電子信息與電氣工程學(xué)院的新生，我踏入了交大的校園。入學(xué)的第一周，我通過面試轉(zhuǎn)入密西根學(xué)院，成為了密西根學(xué)院的第一屆本科生。密西根學(xué)院在大二的時候進行了專業(yè)的選擇，在電氣信息工程和機械工程兩個選項中，我選擇了后者。我的選擇在當時有很多人難以理解，一個從電子信息與電氣工程學(xué)院轉(zhuǎn)過來的學(xué)生為什么沒有選擇本專業(yè)？為什么選擇機械工程？其實答案很簡單。大一時候，我們有一門課，名叫《工程導(dǎo)論課》，授課老師是一名外教，名叫Jason Daida，老師說，醫(yī)生一次辛勤的努力只能挽救一個生命，而工程師的辛勤工作卻能拯救千萬人，使我們生活得更加美好。有了工程師的辛勞，才有了高聳入云的大樓，才有了跨越大江大河的堅固大橋，才有了通達世界各地的信息網(wǎng)……工程師所創(chuàng)造的產(chǎn)品已成為我們每日必備的生活用品，深入我們生活的每一個角落，徹底地改變了世界。這番話讓我受到了強烈的震撼。而現(xiàn)在，談及我最喜歡的電視節(jié)目，莫過于美國國家地理頻道的《空中浩劫》。這個節(jié)目記錄了全球重大的空難事故以及工程師們對這些空難的調(diào)查，從中人們吸取教訓(xùn)，不斷改善和發(fā)展航空工程。正是有了這許許多多工程師不懈地努力和調(diào)查，才有了我們今天最為安全可靠的交通工具，縮短了人們之間的距離。這是工程師的偉大之處，也正是我選擇機械工程的重要原因之一。

出于對機械工程的熱愛，我的學(xué)習(xí)生活變得輕松快樂。平時，我總是學(xué)院里最早完成課程作業(yè)的，因為我把課程學(xué)習(xí)當成一種快樂的生活方式，課程學(xué)習(xí)給我的生活增添了無盡的樂趣。也正因如此，我在平時便掌握了課程知識，考試之時，我無需突擊，便可輕松地取得優(yōu)異的成績。這也使得我本科的課程成績排名學(xué)院機械工程專業(yè)第一。同時，我也獲得了許多殊榮，從學(xué)院頒發(fā)的院長獎和杰出學(xué)術(shù)成就獎，到學(xué)校頒發(fā)的交大優(yōu)秀獎學(xué)金，再到上海市頒發(fā)的上海高校優(yōu)秀畢業(yè)生和國家頒發(fā)的國家獎學(xué)金等。在輕松快樂的本科學(xué)習(xí)生活之余，我積極投身科研活動中。我本科時設(shè)計的供血管內(nèi)微型手術(shù)機器人使用的微型電動機獲得了密西根學(xué)院設(shè)計展示金獎。正由于我本科優(yōu)異的學(xué)習(xí)和科研表現(xiàn)，我順利地直升本學(xué)院碩士研究生，繼續(xù)著我輕松快樂的學(xué)習(xí)生活。

一支筆和一張紙的科研

談到科研，人們總是首先想到碩大無比的實驗臺架和實驗室里忙忙碌碌的實驗人員。然而，科研并不僅僅局限于此。實驗固然重要，然而，人們對科研問題的思考和探索卻更為關(guān)鍵。我的導(dǎo)師Robert G.Parker教授曾經(jīng)說過，我們科研所需的其實并不太多，一支筆和一張紙足矣。機械工程雖然是工科學(xué)科，但是進入了更專業(yè)的碩博學(xué)習(xí)階段，同樣需要大量的理論研究，我所從事的就是機械工程專業(yè)理論研究。每當有人問起我的科研方向，我總會回答他，我的科研就是數(shù)學(xué)加上物理。Parker教授所做的科研項目大量地應(yīng)用了數(shù)學(xué)和物理知識對機械系統(tǒng)的動力學(xué)和振動問題進行推導(dǎo)研究，這正是我所喜愛的科研方向，也正因如此，我在三年前選擇了留在學(xué)院讀碩，在Parker教授的指導(dǎo)下進行我的科研工作。

我并不像許多刻苦工作的人那樣起早貪黑，相反的，我總是工作日才來到實驗室，而且每天總是“朝九晚五”。在同學(xué)們眼中，我的學(xué)習(xí)和科研生活是輕松的。這樣輕松的科研生活得益于我一根筆和一張紙的科研。正因為我的科研無需笨重的實驗器材，我可以隨時隨地進行著我的科研，即使我不在實驗室中。

據(jù)說英國牛津大學(xué)的洗手間里放置著許多的紙張。這些紙張不僅是為了人們使用衛(wèi)生間所用，同時也讓大家在想到一些新的想法時能夠?qū)懴聛?，?jù)說有不少科研問題就是在這樣的紙上解決的。研一的時候，也曾聽其他學(xué)院的一位學(xué)姐說過，她曾經(jīng)被+錯誤的推導(dǎo)結(jié)果困擾了很久，卻在一次夢中推導(dǎo)出了正確的結(jié)果。夢中推導(dǎo)結(jié)果雖然有些夸張，但我卻真曾躺在床上想通了一個困擾了我一周的科研問題。思考是科研最為關(guān)鍵的步驟，而思考隨時隨地皆可，正因有了思考，我們的生活才充滿了樂趣，科研也因而融入我們的生活中，使我們得以享受科研的快樂。只要我們身邊有一支筆和一張紙，我們可以隨時隨地拿起筆，寫下我們思考的問題，推導(dǎo)出我們思考的結(jié)論，解決我們所遇到的科研問題。

篇10

在水工結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，運用可靠度設(shè)計方法，必須要注重對抗力要素、材料性質(zhì)要素、荷載作用等諸多設(shè)計要素實施數(shù)理統(tǒng)計和分析，尤其是要對近些年積累的設(shè)計資料實施統(tǒng)計和分析。與此同時，還要分析已經(jīng)建成工程大量原型結(jié)構(gòu)觀測資料，以及已有實驗研究成果的分析。從本質(zhì)上做好設(shè)計推廣的工作，使水工結(jié)構(gòu)的設(shè)計人員可以接受和理解結(jié)構(gòu)可靠度理論。下面，筆者就對結(jié)構(gòu)可靠度在水工結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用進行淺談。

一、工程結(jié)構(gòu)可靠度理論及其演變

在工程設(shè)計過程中，最重要的問題就是工程結(jié)構(gòu)的安全性問題。原因在于，結(jié)構(gòu)工程建設(shè)的耗資十分巨大，一旦其工程失效，不僅會威脅人民群眾的生命安全，更會造成難以估量的損失和次生災(zāi)害。在人們對于結(jié)構(gòu)工程不確定性進行認識的過程中，結(jié)構(gòu)可靠性理論得以形成。在1911年，便有人用統(tǒng)計數(shù)學(xué)對荷載以及材料強度進行計算。1928年和1935年，相關(guān)學(xué)者相繼發(fā)表了這方面的文章。在1946年，《結(jié)構(gòu)的安全》這一研究論文得以發(fā)表，該文章對結(jié)構(gòu)安全度等問題進行了重點探討。通過這樣反復(fù)的研究和發(fā)展，人們可靠度理論得以產(chǎn)生，人們也紛紛對可靠度理論的基本概念和應(yīng)用進行探討。

對結(jié)構(gòu)可靠度產(chǎn)生影響的因素多種多樣，從工程背景的角度來看，其影響因素主要包括：荷載、材料參數(shù)、幾何尺寸、初始條件、邊界條件、計算模型等。人們將影響結(jié)構(gòu)可靠度的因素稱之為隨機變量，所有的參數(shù)都可以作為隨機變量，或者還可以將當量作為隨機變量。但是，為了給計算帶來便利，人們將可以當做常量的量看作常量。

二、水工結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計的常用方法

（一）運用分項系數(shù)極限狀態(tài)表達式

在水工結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，將分項系數(shù)表達極限狀態(tài)作為設(shè)計方法，不僅得到了廣泛的運用，成為當前水工結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計的過程中所普遍運用的設(shè)計方法，更與確定性方法相適用。明確作用分項系數(shù)以及材料性能分項系數(shù)的物理概念，對可能會產(chǎn)生的不確定性和不確定因素進行反映，具有很強的降強概念和超載概念，而且其與結(jié)構(gòu)類型無關(guān)。因此，從作用本身變異性來對作用分項系數(shù)進行準確地確定，運用材料試件變異性來對材料性能分項系數(shù)進行確定。在《統(tǒng)一標準》中，已經(jīng)明確規(guī)定，水工結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)系數(shù)主要對各種結(jié)構(gòu)抗力計算不確定性進行綜合考慮，還要對作用分項系數(shù)和材料性能分項系數(shù)中沒有考慮的其他分項系數(shù)進行綜合考慮，比如幾何尺寸不確定性等。這些不確定性與水工結(jié)構(gòu)的形式具有重要的關(guān)系，結(jié)構(gòu)系數(shù)與結(jié)構(gòu)構(gòu)件的可靠度具有直接關(guān)系，結(jié)構(gòu)安全等級的不同，導(dǎo)致其目標可靠指標也并不相同。所以，在《統(tǒng)一標準》里已經(jīng)明確規(guī)定，將安全等級是II級結(jié)構(gòu)作為前提和基礎(chǔ)，對其他等級結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)系數(shù)將II級結(jié)構(gòu)系數(shù)乘以對應(yīng)重要性系數(shù)便可以得到。

（二）確定目標可靠指標

在水工結(jié)構(gòu)可靠度的設(shè)計過程中，目標可靠指標是水工結(jié)構(gòu)設(shè)計重要的根據(jù)，目標可靠指標與工程的使用維護費用、投資風險、造價、人民生活、財產(chǎn)等因素息息相關(guān)，目標可靠指標對水工結(jié)構(gòu)經(jīng)濟性和安全性平衡進行體現(xiàn)，可以說，目標可靠指標代表水工結(jié)構(gòu)設(shè)計所預(yù)期的結(jié)構(gòu)可靠度。因此，對目標可靠指標值進行合理的明確，不僅要依靠設(shè)計人員水工結(jié)構(gòu)可靠度的設(shè)計水平，還要依靠科技發(fā)展和社會經(jīng)濟，正因如此，目標可靠指標是一項需要對國家綜合性技術(shù)和經(jīng)濟政策進行充分考慮的指標。通常情況下，人們通過經(jīng)驗校準法、經(jīng)濟優(yōu)化法、事故類比法這三種方法來確定目標可靠指標。在確定目標可靠指標的過程中，不僅要對理論結(jié)果進行綜合考慮，還要對水工結(jié)構(gòu)設(shè)計的情況進行綜合考慮，將舊規(guī)范和新規(guī)范銜接起來。在實際運用的過程中，如果采用經(jīng)驗校準法來確定目標可靠指標。要通過對現(xiàn)行的設(shè)計規(guī)范安全度進行校核，通過反演計算，將根據(jù)原規(guī)范設(shè)計在水工結(jié)構(gòu)里隱含相應(yīng)的可靠指標值找出來，通過對其進行分析和調(diào)整，進而對目標可靠指標進行制定，通過這樣的方法和流程得出的目標可靠指標，是基于概率分析之上，屬于可靠性設(shè)計目標可靠指標。

（三）計算水工結(jié)構(gòu)可靠度

水工結(jié)構(gòu)可靠度計算的常用方法多種多樣，例如Monte Carlo抽樣法、一次二階矩方法、高次高階矩方法、遺傳算法。作為一個將適應(yīng)度的函數(shù)作為根本的算法，遺傳算法主要通過對各種群個體實施遺傳操作，進而實現(xiàn)種群內(nèi)個體結(jié)構(gòu)重組。在這樣的過程中，種群個體逐代得以優(yōu)化，并且逐漸與最優(yōu)解逼近。遺傳算法屬于智能搜索的算法，變異、交叉和選擇是遺傳算法所依賴的基本操作。遺傳算法的流程如下圖所示，遺傳算法具有很強的全局最優(yōu)性、自適應(yīng)性、魯棒性等特征，這些特性是其它算法缺少的。

遺傳算法流程圖

通過運用遺傳算法，能夠規(guī)避傳統(tǒng)算法的缺點，將決策變量編碼作為運算的開展對象，遺傳算法將決策變量某一種形式編碼作為預(yù)算對象，這樣能夠為我們提供便利，我們便可以更好地運用遺傳操作算子。此外，遺傳算法還將目標函數(shù)值作為根本的搜索信息，對搜索范圍和方向進行確定，遺傳算法還適用于多個搜索點信息的搜索，其概率搜索技術(shù)得以廣泛運用。

結(jié)語

當前形勢下，工程結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，人們對于事物認知程度越來越深，正因如此，工程結(jié)構(gòu)設(shè)計已經(jīng)逐漸從確定性的設(shè)計方法轉(zhuǎn)變成為概率設(shè)計方法。傳統(tǒng)的水工結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，不能夠真正保證水工結(jié)構(gòu)的安全和可靠，也不利于深入理解設(shè)計安全性的內(nèi)涵。因此，在水工結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，要將結(jié)構(gòu)可靠度理論作為前提和基礎(chǔ)，運用概率極限狀態(tài)的設(shè)計方法，能夠從本質(zhì)上對水工結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中不定性的因素實施量化分析。

參考文獻：

[1]陳銳林，唐世江，高瑞宏，曹素功，肖新強，唐璋，胡洪波. 深水庫區(qū)施工專用工程浮箱的設(shè)計理論――綜合設(shè)計法[J]. 湘潭大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報，2014，02：36-41.