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篇1

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；基本概念；核心技術(shù)；發(fā)展進(jìn)程；發(fā)展方向

中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。“機(jī)電一體化”意思是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。這一名稱已得到包括我國(guó)在內(nèi)的世界各國(guó)的承認(rèn)，我國(guó)的工程技術(shù)人員習(xí)慣上把它譯為機(jī)電一體化技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù)，是機(jī)械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。今天機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展飛速，機(jī)電一體化產(chǎn)品更日新月異。

一、機(jī)電一體化技術(shù)基本概念

機(jī)電一體化技術(shù)是在微型計(jì)算機(jī)為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展，向機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透，機(jī)械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，從系統(tǒng)理論出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，以智力、動(dòng)力、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和感知組成要素為基礎(chǔ)，對(duì)各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運(yùn)動(dòng)傳遞，物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，能量變換進(jìn)行研究，使得整個(gè)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合與綜合集成，并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質(zhì)的和能量的有規(guī)則運(yùn)動(dòng)，在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價(jià)值系統(tǒng)工程技術(shù)。

二、機(jī)電一體化的核心技術(shù)

1、機(jī)械技術(shù)：是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來(lái)更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。

2、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)：其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。

3、系統(tǒng)技術(shù)：即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。

4、自動(dòng)控制技術(shù)：其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。

5、傳感檢測(cè)技術(shù)：是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高。

三、機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程

1、數(shù)控機(jī)床問(wèn)世：自從1952年美國(guó)第1臺(tái)數(shù)控銑床問(wèn)世至今已50個(gè)年頭。我國(guó)數(shù)控機(jī)床制造業(yè)在80年代曾有過(guò)高速發(fā)展階段，尤其是在1999年后，國(guó)家向國(guó)防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門(mén)投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場(chǎng)一派繁榮。

2、微電子技術(shù)的發(fā)展：我國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965年，經(jīng)過(guò)30多年發(fā)展，已初步形成包括設(shè)計(jì)、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

3、激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)的出現(xiàn)：以激光技術(shù)為首的光電子技術(shù)是未來(lái)信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，它集中了固體物理、波導(dǎo)光學(xué)、材料科學(xué)、微細(xì)加工和半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的科研成就，成為電子技術(shù)與光子技術(shù)自然結(jié)合與擴(kuò)展、具有強(qiáng)烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)科，對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)、科技和國(guó)防都具有重要的戰(zhàn)略意義。

四、機(jī)電一體化的發(fā)展方向

20世紀(jì)90年代后期，各主要發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新支；另一方面，對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。未來(lái)機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向有：

1、智能化：是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。

2、網(wǎng)絡(luò)化：20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái)，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷全球。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

3、自動(dòng)化：所謂自動(dòng)化技術(shù)，是指人類利用各種技術(shù)手段和方法來(lái)代替人去完成各種測(cè)試、分析、判斷和控制工作，以現(xiàn)實(shí)預(yù)期的目標(biāo)、功能。一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)通常由多個(gè)環(huán)節(jié)要素組成，以完成信息的獲取、信息的傳遞、信息的轉(zhuǎn)換、信息的處理及信息的執(zhí)行等功能，最后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行目標(biāo)。

4、綠色化：機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。

篇2

關(guān)鍵詞： 機(jī)電一體化； 特點(diǎn)； 發(fā)展趨勢(shì)

中圖分類號(hào)： TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1009-8631（2011）06-0113-02

一、機(jī)電一體化的基本概念

機(jī)電一體化技術(shù)是在微型計(jì)算機(jī)為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展，向機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透，機(jī)械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，從系統(tǒng)理論出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，以智力、動(dòng)力、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和感知組成要素為基礎(chǔ)，對(duì)各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運(yùn)動(dòng)傳遞，物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，能量變換進(jìn)行研究，使得整個(gè)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合與綜合集成，并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質(zhì)的和能量的有規(guī)則運(yùn)動(dòng)，在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價(jià)值系統(tǒng)工程技術(shù)。

二、機(jī)電一體化的發(fā)展概況

機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級(jí)階段。在這一時(shí)期，人們自覺(jué)不自覺(jué)地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時(shí)研制和開(kāi)發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。

20世紀(jì)90年代后期，開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。

我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開(kāi)始在這方面研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來(lái)的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，取得了一定成果，但與日本等先進(jìn)國(guó)家相比仍有相當(dāng)差距。

三、機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點(diǎn)

機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能是通過(guò)其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來(lái)共同實(shí)現(xiàn)的。從其結(jié)構(gòu)來(lái)看，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動(dòng)化、智能化和多功能的特性，而實(shí)現(xiàn)這種多功能一般需要機(jī)電一體化產(chǎn)品具備五種內(nèi)部功能，即主功能、動(dòng)力功能、檢測(cè)功能、控制功能和執(zhí)行功能，而實(shí)現(xiàn)這些功能的各個(gè)組成部分及其技術(shù)就構(gòu)成了機(jī)電一體化產(chǎn)品的總體或系統(tǒng)。

1．機(jī)械系統(tǒng)。機(jī)電一體化產(chǎn)品的機(jī)械系統(tǒng)包括機(jī)身、框架、機(jī)械傳動(dòng)和聯(lián)接等機(jī)械部分。這部分是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)，因此對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機(jī)電一體化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能和小型輕量等要求。

2．動(dòng)力系統(tǒng)。動(dòng)力系統(tǒng)為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供能量和動(dòng)力功能，去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能。動(dòng)力系統(tǒng)包括電、液、氣等動(dòng)力源。機(jī)電一體化產(chǎn)品以電能利用為主，包括電源、電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路等。

3．傳感與檢測(cè)系統(tǒng)。傳感器的作用是將機(jī)電一體化產(chǎn)品在運(yùn)行過(guò)程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以測(cè)定的物理量，同時(shí)利用檢測(cè)系統(tǒng)的功能對(duì)這些物理量進(jìn)行測(cè)定，為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供運(yùn)行控制所需的各種信息。傳感與檢測(cè)系統(tǒng)的功能一般由測(cè)量?jī)x器或儀表來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)其要求是體積小、便于安裝與聯(lián)接、檢測(cè)精度高、抗干擾等。

4．信息處理及控制系統(tǒng)。根據(jù)機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能和性能要求，信息處理及控制系統(tǒng)接收傳感與檢測(cè)系統(tǒng)反饋的信息，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理、運(yùn)算和決策，以對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)行施以按照要求的控制，實(shí)現(xiàn)控制功能。機(jī)電一體化產(chǎn)品中，信息處理及控制系統(tǒng)主要是由計(jì)算機(jī)的軟件和硬件以及相應(yīng)的接口所組成。

5．執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)在控制信息的作用下完成要求的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的主功能。機(jī)電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般是運(yùn)動(dòng)部件，常采用機(jī)械、電液、氣動(dòng)等機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)因機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類和作業(yè)對(duì)象不同而有較大的差異。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品目的功能的直接執(zhí)行者，其性能好壞決定著整個(gè)產(chǎn)品的性能，因而是機(jī)電一體化產(chǎn)品中最重要的組成部分。機(jī)電一體化產(chǎn)品的五個(gè)組成部分在工作時(shí)相互協(xié)調(diào)，共同完成所規(guī)定的目的功能。在結(jié)構(gòu)上，各組成部分通過(guò)各種接口及其相應(yīng)的軟件有機(jī)地結(jié)合在一起，構(gòu)成一個(gè)內(nèi)部匹配合理、外部效能最佳的完整產(chǎn)品。

四、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

1.智能化

智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。誠(chéng)然，使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

2.模塊化

模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國(guó)際或國(guó)內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以通過(guò)組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)的好處可以肯定，無(wú)論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。

3.網(wǎng)絡(luò)化

20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育以及人們?nèi)粘Ｉ疃紟?lái)了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái)，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。

4.微型化

微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

5.綠色化

工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。

6.系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng)，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要，特別是對(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。事實(shí)上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動(dòng)物的啟發(fā)研制出來(lái)的。

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)是眾多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機(jī)電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，而且是推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開(kāi)辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李建勇．機(jī)電一體化技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2004．

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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 主功能 動(dòng)力功能信息處理功能 控制功能

一、機(jī)電一體化的基本概念

機(jī)電一體化是在以機(jī)械、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)為主的多門(mén)學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合過(guò)程中逐漸形成和發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興邊緣技術(shù)學(xué)科，而機(jī)電一體化產(chǎn)品是在機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，采用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的新一代產(chǎn)品。機(jī)電一體化技術(shù)同時(shí)也是工程領(lǐng)域不同種類技術(shù)的綜合及集合，它是建立在機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種高新技術(shù)。與傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品相比，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有下述優(yōu)越性。

（一）使用安全性和可靠性提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品一般都具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警、自動(dòng)診斷、自動(dòng)保護(hù)等功能。在工作過(guò)程中，遇到過(guò)載、過(guò)壓、過(guò)流、短路等電力故障時(shí)，能自動(dòng)采取保護(hù)措施，避免和減少人身和設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性。

（二）生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動(dòng)處理和自動(dòng)控制功能，其控制和檢測(cè)的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確地保證機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)的要求完成預(yù)定的動(dòng)作，使之不受機(jī)械操作者主觀因素的影響，從而實(shí)現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。同時(shí)，由于機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了工作的自動(dòng)化，使得生產(chǎn)能力大大提高。

（三）使用性能改善。機(jī)電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡(jiǎn)化并且方便、簡(jiǎn)單。機(jī)電一體化產(chǎn)品的工作過(guò)程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)可重復(fù)實(shí)現(xiàn)全部動(dòng)作。高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品可通過(guò)被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機(jī)自尋最佳工作程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)最優(yōu)化操作。

（四） 具有復(fù)合功能并且適用面廣。機(jī)電一體化產(chǎn)品跳出了機(jī)電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制，具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動(dòng)化程度大大提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品一般具有自動(dòng)化控制、自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)校驗(yàn)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)保護(hù)和智能化等多種功能，能應(yīng)用于不同的場(chǎng)合和不同領(lǐng)域，滿足用戶需求的應(yīng)變能力較強(qiáng)。

（五）調(diào)整和維護(hù)方便。機(jī)電一體化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時(shí)，可通過(guò)改變控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)工作方式的改變，以適應(yīng)不同用戶對(duì)象的需要以及現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)變化的需要。這些控制程序可通過(guò)多種手段輸入到機(jī)電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中，而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件或零件。對(duì)于具有存儲(chǔ)功能的機(jī)電一體化產(chǎn)品， 可以事先存入若干套不同的執(zhí)行程序，然后根據(jù)不同的工作對(duì)象，只需給定一個(gè)代碼信號(hào)輸入，即可按指定的預(yù)定程序進(jìn)行自動(dòng)工作。機(jī)電一體化產(chǎn)品的自動(dòng)化檢驗(yàn)和自動(dòng)監(jiān)視功能可對(duì)工作過(guò)程中出現(xiàn)的故障自動(dòng)采取措施，使工作恢復(fù)正常。

機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用范圍非常廣泛，涉及到工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的所有領(lǐng)域，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，而且還在不斷地增加。按照機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能，可以將其分成下述幾類。

①數(shù)控機(jī)械類。主要產(chǎn)品包括數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)以及全自動(dòng)洗衣機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為機(jī)械裝置。②電子設(shè)備類。主要產(chǎn)品包括電火花加工機(jī)床、線切割機(jī)、超聲波加工機(jī)以及激光測(cè)量?jī)x等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置。③機(jī)電結(jié)合類。主要產(chǎn)品包括自動(dòng)探傷機(jī)、形狀自動(dòng)識(shí)別裝置、CT 掃描診斷機(jī)以及自動(dòng)售貨機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置和機(jī)械裝置的有機(jī)結(jié)合。④電液伺服類。主要產(chǎn)品為機(jī)電液一體化的伺服裝置， 如電子伺服萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械裝置，控制機(jī)構(gòu)是接受電信號(hào)的液壓伺服閥。⑤信息控制類。主要產(chǎn)品包括傳真機(jī)、磁盤(pán)存儲(chǔ)器、磁帶錄像機(jī)、錄音機(jī)、復(fù)印機(jī)等。這類產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作由所接收的信息類信號(hào)來(lái)控制。除此之外，機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)機(jī)電技術(shù)的結(jié)合程度分為功能附加型、功能替代型和機(jī)電融合型三類。

二、機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點(diǎn)

機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能是通過(guò)其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來(lái)共同實(shí)現(xiàn)的。從其結(jié)構(gòu)來(lái)看，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動(dòng)化、智能化和多功能的特性，而實(shí)現(xiàn)這種多功能一般需要機(jī)電一體化產(chǎn)品具備五種內(nèi)部功能，即主功能、動(dòng)力功能、檢測(cè)功能、控制功能和執(zhí)行功能，而實(shí)現(xiàn)這些功能的各個(gè)組成部分及其技術(shù)就構(gòu)成了機(jī)電一體化產(chǎn)品的總體或系統(tǒng)。

（一）機(jī)械系統(tǒng)。機(jī)電一體化產(chǎn)品的機(jī)械系統(tǒng)包括機(jī)身、框架、機(jī)械傳動(dòng)和聯(lián)接等機(jī)械部分。這部分是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)， 因此對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求， 需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機(jī)電一體化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能和小型輕量等要求。

（二）動(dòng)力系統(tǒng)。動(dòng)力系統(tǒng)為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供能量和動(dòng)力功能，去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能。動(dòng)力系統(tǒng)包括電、液、氣等動(dòng)力源。機(jī)電一體化產(chǎn)品以電能利用為主，包括電源、電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路等。

（三）傳感與檢測(cè)系統(tǒng)。傳感器的作用是將機(jī)電一體化產(chǎn)品在運(yùn)行過(guò)程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以測(cè)定的物理量，同時(shí)利用檢測(cè)系統(tǒng)的功能對(duì)這些物理量進(jìn)行測(cè)定，為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供運(yùn)行控制所需的各種信息。傳感與檢測(cè)系統(tǒng)的功能一般由測(cè)量?jī)x器或儀表來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)其要求是體積小、便于安裝與聯(lián)接、檢測(cè)精度高、抗干擾等。

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關(guān)鍵詞：智能控制；機(jī)電一體化；有機(jī)融合

     當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，智能控制和機(jī)電一體化也在不斷發(fā)展，而且兩者之間的相互關(guān)系也在不斷地進(jìn)行融合，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的不斷應(yīng)用，對(duì)其實(shí)際應(yīng)用要求也在逐漸提升。智能控制就是在這一環(huán)境中不斷發(fā)展與完善的，在機(jī)電一體化發(fā)展的大背景下，本文著重強(qiáng)調(diào)智能控制在此影響下與機(jī)電一體化的有機(jī)融合。

一、智能控制和機(jī)電一體化的概念介紹

     （一）智能控制的概念內(nèi)涵

     智能控制是指將人工智能、信息論、自動(dòng)控制和運(yùn)籌學(xué)等相關(guān)學(xué)科的研究成果進(jìn)行綜合的發(fā)展形成的具有針對(duì)性的控制理念，主要面向比傳統(tǒng)控制更為復(fù)雜、多樣的控制任務(wù)和控制目的，為當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展帶來(lái)了更為廣泛的適應(yīng)空間，解決了傳統(tǒng)控制無(wú)法實(shí)現(xiàn)的發(fā)雜系統(tǒng)的控制。也就是說(shuō)，智能控制要求實(shí)現(xiàn)無(wú)人控制，要在人力控制因素上大量減少對(duì)人工的使用，是一種完全自動(dòng)化的技術(shù)。

     （二）智能控制系統(tǒng)類別形式

     1.分級(jí)控制系統(tǒng)。分級(jí)控制又稱“分級(jí)遞階智能控制”，該控制的運(yùn)行主要依靠自適應(yīng)控制、自組織控制等前提條件。在分級(jí)遞階智能控制中涉及到3 個(gè)方面，即：組織級(jí)、協(xié)調(diào)級(jí)、執(zhí)行級(jí)，每個(gè)級(jí)都有自己的作用。

     2.學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)。對(duì)于人類大腦而言，學(xué)習(xí)是智慧能力的表現(xiàn)形式。學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)一般通過(guò)對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行辨別、認(rèn)知、調(diào)整后，利用對(duì)信號(hào)的循環(huán)輸入和數(shù)據(jù)處理來(lái)保證良好的運(yùn)行效果。學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)還能結(jié)合一些非預(yù)知信息進(jìn)行自動(dòng)控制。

     3.專家控制系統(tǒng)。該智能系統(tǒng)實(shí)際上是將人的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)、技能融合在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一種形式。其根據(jù)對(duì)應(yīng)的程序指令運(yùn)行操作。在專家系統(tǒng)中，常常囊括了很多理論知識(shí)，這就為智能系統(tǒng)在處理實(shí)際問(wèn)題時(shí)提供了幫助，讓處理結(jié)果具備諸多高性能。

     4.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。目前，運(yùn)用最多的則是人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。這種智能網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式主要運(yùn)用了神經(jīng)細(xì)胞、人工神經(jīng)元等構(gòu)成的模式。智能控制與模仿真人是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要功能，該系統(tǒng)是現(xiàn)代技術(shù)研究領(lǐng)域中的新課題內(nèi)容。

     (三)機(jī)電一體化系統(tǒng)中的智能控制

     機(jī)電一體化系統(tǒng)中，智能控制的主要特點(diǎn)是對(duì)環(huán)境的識(shí)別和符合的識(shí)別上，而在傳統(tǒng)的控制技術(shù)中，則主要是對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)方程以及函數(shù)等數(shù)學(xué)模型進(jìn)行描述，在這一點(diǎn)上，智能控制有了很大地改變。另外，智能控制能夠?qū)崿F(xiàn)混合控制形式，不但能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)控制技術(shù)中的主要技術(shù)特點(diǎn)，而且能夠?qū)崿F(xiàn)開(kāi)閉環(huán)控制及定量控制等手段，大大地提高效率。

二、智能控制與機(jī)電一體化融合的必要性

      從20世紀(jì)末開(kāi)始，世界上許多國(guó)家的機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)有了智能控制發(fā)展的新階段。這些發(fā)展取得了巨大成果。其一，把先進(jìn)的通信技術(shù)和光學(xué)技術(shù)等應(yīng)用到機(jī)電一體化中，使得加工技術(shù)得到了很大的提高，其精細(xì)度更加深入，而且隨之而出現(xiàn)了諸如微機(jī)電一體化和光電一體化等最新的技術(shù)結(jié)構(gòu)；其二，對(duì)于機(jī)電一體化的研究也更加深入了，對(duì)于機(jī)電一體化的系統(tǒng)研究，如其系統(tǒng)建模分析、設(shè)計(jì)和集成等方法，而且在機(jī)電一體化學(xué)科體系上的研究也更加深入了。另外，機(jī)電一體化的應(yīng)用也更加廣泛，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和人工智能控制以及光纖技術(shù)等很多的創(chuàng)新領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。這些表現(xiàn)都說(shuō)明了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值和發(fā)展空間。

      機(jī)電一體化的未來(lái)發(fā)展是以智能化作為主要方向的，智能控制的優(yōu)劣直接決定機(jī)電一體化系統(tǒng)的整體水平。而且智能控制目前已經(jīng)被用在很多方面，包括各種行業(yè)，凡是能夠使用機(jī)電一體化的地方，都能夠與智能控制技術(shù)相結(jié)合。

三、智能控制對(duì)機(jī)電一體化的影響

     （一）能夠優(yōu)化控制效能

     由于智能控制能夠?qū)崿F(xiàn)的功能非常全面，特別是在模塊化設(shè)計(jì)中，剪裁性的應(yīng)用也比較廣泛。所以，機(jī)電一體化中結(jié)合使用智能控制技術(shù)，能夠使智能控制實(shí)現(xiàn)的功能在機(jī)電一體化中順利實(shí)現(xiàn)，這樣就能夠保證機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到原有設(shè)計(jì)目的。

     （二）可以提高加工精度

     與舊的系統(tǒng)相比較，智能控制系統(tǒng)融合了各種高速芯片與交流數(shù)字系統(tǒng)，促使機(jī)床實(shí)踐的精度得到了大大的提高。數(shù)控機(jī)床中的核心技術(shù)指標(biāo)就是其加工精度，精度是決定機(jī)床產(chǎn)品是否合格的最直接的影響因素。

     （三）對(duì)程序的控制有效性

     操作程序是系統(tǒng)運(yùn)行的主要指令，根據(jù)加工產(chǎn)品的尺寸、精度來(lái)編制操作程序才能使產(chǎn)品加工后達(dá)到智能效果。所以程序的有效控制是智能生產(chǎn)的核心與關(guān)鍵。

     （四）能夠較好地改進(jìn)生產(chǎn)方式

     智能控制在生產(chǎn)實(shí)踐體現(xiàn)最為明顯的作用是，縮短加工實(shí)踐、優(yōu)化操作的流程，最后實(shí)現(xiàn)復(fù)合式的加工生產(chǎn)方式。借此來(lái)滿足了多控制加工的需要，可以有效的減少人工操作的次數(shù)，加工程序的優(yōu)化得到了更大的滿足于體現(xiàn)。

四、智能控制與機(jī)電一體化融合的具體體現(xiàn)

     （一）智能控制與數(shù)控領(lǐng)域的融合

     數(shù)控是從屬于機(jī)電一體化的領(lǐng)域，主要應(yīng)用于模具制造、機(jī)械加工等行業(yè)。數(shù)控技術(shù)是一種全新的技術(shù)，由于其主要應(yīng)用于機(jī)械加工以及模具制造等方面，所以對(duì)智能控制技術(shù)要求也比較高，在加工運(yùn)動(dòng)推理和決策等方面要求具有一定的延伸性和模擬性，在網(wǎng)絡(luò)通信制造能力方面則要求其擴(kuò)展的知識(shí)處理功能。智能控制技術(shù)能夠有效的彌補(bǔ)經(jīng)典控制理論可能帶來(lái)的多方面的不足，如信息模糊等狀況，這樣就能使最終效果達(dá)到最好。

     （二）工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用智能控制

     智能控制應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中能夠極大地提高工業(yè)生產(chǎn)效率。在工業(yè)工藝過(guò)程中，如專家控制器和神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)控制器等控制器的設(shè)計(jì)中，就可以引進(jìn)智能控制。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程是一個(gè)龐大復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程，單單利用人工是難以完成的，對(duì)整個(gè)工藝的操作和控制、以及對(duì)整個(gè)過(guò)程故障的診斷等都需要智能控制的參與，而且智能控制在未來(lái)的工業(yè)生產(chǎn)中將占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位。

     （三）智能控制在交流伺服系統(tǒng)中的運(yùn)用

     在機(jī)電一體化產(chǎn)品中，伺服系統(tǒng)是其主要組成部分，而伺服系統(tǒng)的合理性將決定產(chǎn)品的最終質(zhì)量、性能等，而伺服系統(tǒng)又是一種非常復(fù)雜的整體結(jié)構(gòu)，所以其參數(shù)的改變非常頻繁，容易受到各種因素的影響，這就容易導(dǎo)致很多不確定的因素 ，而智能控制能夠減少這些不確定因素，使交流伺服系統(tǒng)更加穩(wěn)定的工作，所以把智能控制應(yīng)用于交流伺服系統(tǒng)中，能夠有效地促進(jìn)交流私服系統(tǒng)的工作效率。

     （四）智能控制在機(jī)械制造中的應(yīng)用

     在現(xiàn)有的機(jī)械制造中，人力占據(jù)了很重的一部分，但是隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，這越來(lái)越不符合時(shí)代的要求。機(jī)械制造的未來(lái)發(fā)展方向是智能化的新技術(shù)方向，所以，應(yīng)當(dāng)按照現(xiàn)在的現(xiàn)實(shí)情況把原有的經(jīng)典機(jī)械理論和現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)以及智能控制技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，這樣能夠是機(jī)械制造效率和準(zhǔn)確度都大大提高，而且同時(shí)能夠節(jié)省很大一部分人力。

     總而言之，智能控制是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，而機(jī)電一體化也是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。智能控制的發(fā)展并不同于機(jī)電一體化，兩者雖然有著某些區(qū)別，更重要的是兩者之間存在著重要的聯(lián)系，所以智能控制和機(jī)電一體化的相互融合也將成為未來(lái)的發(fā)展方向。在科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步的今天，采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ龅绞怪悄芸刂坪蜋C(jī)電一體化之間的相互融合是決定我國(guó)科技發(fā)展的重要內(nèi)容。

     參考文獻(xiàn)：

     [1] 左武峰.試探機(jī)電一體化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展[J].中小企業(yè)管理與科技.2010(6).

篇5

機(jī)電一體化是在以機(jī)械、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)為主的多門(mén)學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合過(guò)程中逐漸形成和發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興邊緣技術(shù)學(xué)科，而機(jī)電一體化產(chǎn)品是在機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，采用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的新一代產(chǎn)品。機(jī)電一體化技術(shù)同時(shí)也是工程領(lǐng)域不同種類技術(shù)的綜合及集合，它是建立在機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種高新技術(shù)。與傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品相比，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有下述優(yōu)越性。

（一）使用安全性和可靠性提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品一般都具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警、自動(dòng)診斷、自動(dòng)保護(hù)等功能。在工作過(guò)程中，遇到過(guò)載、過(guò)壓、過(guò)流、短路等電力故障時(shí)，能自動(dòng)采取保護(hù)措施，避免和減少人身和設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性。

（二）生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動(dòng)處理和自動(dòng)控制功能，其控制和檢測(cè)的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確地保證機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)的要求完成預(yù)定的動(dòng)作，使之不受機(jī)械操作者主觀因素的影響，從而實(shí)現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。同時(shí)，由于機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了工作的自動(dòng)化，使得生產(chǎn)能力大大提高。例如，數(shù)控機(jī)床對(duì)工件的加工穩(wěn)定性大大提高，生產(chǎn)效率比普通機(jī)床提高5～6倍。

（三）使用性能改善。機(jī)電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡(jiǎn)化并且方便、簡(jiǎn)單。機(jī)電一體化產(chǎn)品的工作過(guò)程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)可重復(fù)實(shí)現(xiàn)全部動(dòng)作。高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品可通過(guò)被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機(jī)自尋最佳工作程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)最優(yōu)化操作。

（四）具有復(fù)合功能并且適用面廣。機(jī)電一體化產(chǎn)品跳出了機(jī)電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制，具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動(dòng)化程度大大提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品一般具有自動(dòng)化控制、自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)校驗(yàn)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)保護(hù)和智能化等多種功能，能應(yīng)用于不同的場(chǎng)合和不同領(lǐng)域，滿足用戶需求的應(yīng)變能力較強(qiáng)。例如，電子式空氣斷路器具有保護(hù)特性可調(diào)、選擇性脫扣、正常通過(guò)電流與脫扣時(shí)電流的測(cè)量、顯示和故障自動(dòng)診斷等功能，使其應(yīng)用范圍大為擴(kuò)大。

（五）調(diào)整和維護(hù)方便。機(jī)電一體化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時(shí)，可通過(guò)改變控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)工作方式的改變，以適應(yīng)不同用戶對(duì)象的需要以及現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)變化的需要。這些控制程序可通過(guò)多種手段輸入到機(jī)電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中，而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件或零件。對(duì)于具有存儲(chǔ)功能的機(jī)電一體化產(chǎn)品，可以事先存入若干套不同的執(zhí)行程序，然后根據(jù)不同的工作對(duì)象，只需給定一個(gè)代碼信號(hào)輸入，即可按指定的預(yù)定程序進(jìn)行自動(dòng)工作。機(jī)電一體化產(chǎn)品的自動(dòng)化檢驗(yàn)和自動(dòng)監(jiān)視功能可對(duì)工作過(guò)程中出現(xiàn)的故障自動(dòng)采取措施，使工作恢復(fù)正常。

機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用范圍非常廣泛，涉及到工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的所有領(lǐng)域，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類很多，而且還在不斷地增加。按照機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能，可以將其分成下述幾類。

①數(shù)控機(jī)械類。主要產(chǎn)品包括數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)以及全自動(dòng)洗衣機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為機(jī)械裝置。

②電子設(shè)備類。主要產(chǎn)品包括電火花加工機(jī)床、線切割機(jī)、超聲波加工機(jī)以及激光測(cè)量?jī)x等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置。

③機(jī)電結(jié)合類。主要產(chǎn)品包括自動(dòng)探傷機(jī)、形狀自動(dòng)識(shí)別裝置、CT掃描診斷機(jī)以及自動(dòng)售貨機(jī)等。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為電子裝置和機(jī)械裝置的有機(jī)結(jié)合。

④電液伺服類。主要產(chǎn)品為機(jī)電液一體化的伺服裝置，如電子伺服萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)。這類產(chǎn)品的特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)為液壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械裝置，控制機(jī)構(gòu)是接受電信號(hào)的液壓伺服閥。

⑤信息控制類。主要產(chǎn)品包括傳真機(jī)、磁盤(pán)存儲(chǔ)器、磁帶錄像機(jī)、錄音機(jī)、復(fù)印機(jī)等。這類產(chǎn)品的主要特點(diǎn)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作由所接收的信息類信號(hào)來(lái)控制。除此之外，機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)機(jī)電技術(shù)的結(jié)合程度分為功能附加型、功能替代型和機(jī)電融合型三類。

二、機(jī)電一體化產(chǎn)品的構(gòu)成及特點(diǎn)

機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能是通過(guò)其內(nèi)部各組成部分功能的協(xié)調(diào)和綜合來(lái)共同實(shí)現(xiàn)的。從其結(jié)構(gòu)來(lái)看，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有自動(dòng)化、智能化和多功能的特性，而實(shí)現(xiàn)這種多功能一般需要機(jī)電一體化產(chǎn)品具備五種內(nèi)部功能，即主功能、動(dòng)力功能、檢測(cè)功能、控制功能和執(zhí)行功能，而實(shí)現(xiàn)這些功能的各個(gè)組成部分及其技術(shù)就構(gòu)成了機(jī)電一體化產(chǎn)品的總體或系統(tǒng)。

（一）機(jī)械系統(tǒng)。機(jī)電一體化產(chǎn)品的機(jī)械系統(tǒng)包括機(jī)身、框架、機(jī)械傳動(dòng)和聯(lián)接等機(jī)械部分。這部分是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能的基礎(chǔ)，因此對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，需在結(jié)構(gòu)、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機(jī)電一體化產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能和小型輕量等要求。

（二）動(dòng)力系統(tǒng)。動(dòng)力系統(tǒng)為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供能量和動(dòng)力功能，去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作以完成預(yù)定的主功能。動(dòng)力系統(tǒng)包括電、液、氣等動(dòng)力源。機(jī)電一體化產(chǎn)品以電能利用為主，包括電源、電動(dòng)機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路等。

（三）傳感與檢測(cè)系統(tǒng)。傳感器的作用是將機(jī)電一體化產(chǎn)品在運(yùn)行過(guò)程中所需要的自身和外界環(huán)境的各種參數(shù)轉(zhuǎn)換成可以測(cè)定的物理量，同時(shí)利用檢測(cè)系統(tǒng)的功能對(duì)這些物理量進(jìn)行測(cè)定，為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供運(yùn)行控制所需的各種信息。傳感與檢測(cè)系統(tǒng)的功能一般由測(cè)量?jī)x器或儀表來(lái)實(shí)現(xiàn)，對(duì)其要求是體積小、便于安裝與聯(lián)接、檢測(cè)精度高、抗干擾等。

（四）信息處理及控制系統(tǒng)。根據(jù)機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能和性能要求，信息處理及控制系統(tǒng)接收傳感與檢測(cè)系統(tǒng)反饋的信息，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的處理、運(yùn)算和決策，以對(duì)產(chǎn)品的運(yùn)行施以按照要求的控制，實(shí)現(xiàn)控制功能。機(jī)電一體化產(chǎn)品中，信息處理及控制系統(tǒng)主要是由計(jì)算機(jī)的軟件和硬件以及相應(yīng)的接口所組成。

（五）執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)在控制信息的作用下完成要求的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的主功能。機(jī)電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機(jī)構(gòu)一般是運(yùn)動(dòng)部件，常采用機(jī)械、電液、氣動(dòng)等機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)因機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類和作業(yè)對(duì)象不同而有較大的差異。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品目的功能的直接執(zhí)行者，其性能好壞決定著整個(gè)產(chǎn)品的性能，因而是機(jī)電一體化產(chǎn)品中最重要的組成部分。機(jī)電一體化產(chǎn)品的五個(gè)組成部分在工作時(shí)相互協(xié)調(diào)，共同完成所規(guī)定的目的功能。在結(jié)構(gòu)上，各組成部分通過(guò)各種接口及其相應(yīng)的軟件有機(jī)地結(jié)合在一起，構(gòu)成一個(gè)內(nèi)部匹配合理、外部效能最佳的完整產(chǎn)品。

篇6

1機(jī)械電子系統(tǒng)的基本概念

“機(jī)電一體化”是微電子技術(shù)向機(jī)械工業(yè)滲透過(guò)程中逐漸形成的一個(gè)新概念，是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，將機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)等多門(mén)技術(shù)學(xué)科在系統(tǒng)工程的基礎(chǔ)上相互滲透、有機(jī)結(jié)合而形成和發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新的邊新的邊緣技術(shù)學(xué)科。機(jī)械電子一體化是機(jī)械技術(shù)與其他領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，特別是微電子技術(shù)有機(jī)結(jié)合的新領(lǐng)域。機(jī)電一體化是在以大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)為代表的微電子技術(shù)迅速發(fā)展，向機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透，機(jī)械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信號(hào)變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，以智能、動(dòng)力、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和感知組成要素為基礎(chǔ)，合理配置布局機(jī)械本體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元、傳感測(cè)試元件、微電子信息接收、分析、加工、處理、生產(chǎn)、傳輸單元和線路以及銜接接口等硬件要素，對(duì)各組成要素間的信息處理、接口耦合、運(yùn)動(dòng)傳遞、物質(zhì)運(yùn)動(dòng)、能量變換機(jī)理進(jìn)行研究，并使之在軟件程序和微電子電路的有序信息流控制下，使得整個(gè)系統(tǒng)有機(jī)融合與綜合集成，形成物質(zhì)和能量的有序規(guī)則運(yùn)動(dòng)，在高功能、高質(zhì)量、高可靠性、高精度、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個(gè)以微電子技術(shù)為主要的、在現(xiàn)代高新技術(shù)支持下的機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。

2機(jī)械電子行業(yè)現(xiàn)狀

當(dāng)前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)出現(xiàn)了由高速發(fā)展走向逐步趨緩的態(tài)勢(shì)，各個(gè)行業(yè)均受到很大影響，國(guó)內(nèi)機(jī)床行業(yè)也無(wú)可避免的受到了較大沖擊，重型機(jī)電制造企業(yè)也或多或少受到了不同程度的影響。同時(shí)，由于國(guó)際機(jī)電市場(chǎng)營(yíng)銷策略發(fā)生變化，以高技術(shù)為先導(dǎo)、用高技術(shù)裝配的低價(jià)格中檔機(jī)電產(chǎn)品迅速占領(lǐng)中國(guó)機(jī)電市場(chǎng)，對(duì)中國(guó)國(guó)內(nèi)機(jī)電企業(yè)提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)口額增速遠(yuǎn)高于國(guó)內(nèi)機(jī)電企業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值增速，反映出市場(chǎng)需求結(jié)構(gòu)不斷變化，對(duì)中高端產(chǎn)品的需求明顯增加，也反映出國(guó)產(chǎn)中高檔產(chǎn)品在技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化上都存在不足之處。2011年中國(guó)機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)口增長(zhǎng)迅速，前三季度，機(jī)電產(chǎn)品累計(jì)進(jìn)口152.7億美元，同比增長(zhǎng)38.5%。因進(jìn)口激增，國(guó)產(chǎn)機(jī)電設(shè)備占有率呈顯著下降態(tài)勢(shì)。2011年前3季度，中國(guó)機(jī)電設(shè)備行業(yè)累計(jì)完成工業(yè)總產(chǎn)值4721.7億元，同比增長(zhǎng)33.5%。這意味著中國(guó)機(jī)電設(shè)備行業(yè)雖然產(chǎn)能巨大，但事實(shí)上還不能“自己武裝自己”。前三季度機(jī)電附件行業(yè)工業(yè)產(chǎn)值同比增長(zhǎng)42.9%，而機(jī)床零件、部件進(jìn)口額同比增長(zhǎng)40.8%，基本與國(guó)內(nèi)機(jī)電附件產(chǎn)值同比增速近似。而中國(guó)機(jī)電行業(yè)要想從大變強(qiáng)，惟一的途徑是自主創(chuàng)新。然而，新技術(shù)研發(fā)進(jìn)展緩慢，對(duì)于新技術(shù)的研發(fā)水平與世界先進(jìn)水平有一定差距,一些科技附加值高的產(chǎn)品市場(chǎng)占有率較低,而市場(chǎng)覆蓋率大的名牌產(chǎn)品則往往存在技術(shù)含量不高等問(wèn)題.同時(shí),機(jī)械電子行業(yè)技術(shù)水平不高還表現(xiàn)在科技成果的市場(chǎng)轉(zhuǎn)化率較低。

3機(jī)械行業(yè)創(chuàng)新的方法

3.1研究市場(chǎng)開(kāi)拓創(chuàng)新在這個(gè)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)年代，企業(yè)只是單純的生產(chǎn)部門(mén)，所生產(chǎn)的產(chǎn)品由國(guó)家包銷，企業(yè)沒(méi)有或很少有市場(chǎng)意識(shí)，創(chuàng)新動(dòng)力不足，造成產(chǎn)品幾十年不變，由此可見(jiàn)，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下，競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，企業(yè)只有推出被市場(chǎng)接受的產(chǎn)品才能生存下去。因此，企業(yè)必須下大力氣研究分析市場(chǎng)、開(kāi)拓市場(chǎng)，從市場(chǎng)和客戶處取得新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和老產(chǎn)品改造的需求信息，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新不適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)和客戶需求的產(chǎn)品，做好產(chǎn)品規(guī)劃，開(kāi)展產(chǎn)品創(chuàng)新開(kāi)發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新研究，以增加企業(yè)的實(shí)力、發(fā)展后勁和競(jìng)爭(zhēng)能力。

3.2資源創(chuàng)新只有資金、信息及高水平人才是產(chǎn)品創(chuàng)新開(kāi)發(fā)的基本保證。必要的資金是開(kāi)展科研開(kāi)發(fā)及其成果產(chǎn)業(yè)化的保障。首先，我們必須采取多種方法和措施，不斷增加科技投入，集中用于企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)及其成果產(chǎn)業(yè)化等的資金需求。其次，市場(chǎng)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)及法規(guī)等信息是產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的來(lái)源和基礎(chǔ)，在科學(xué)技術(shù)日新月異，新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品層出不窮的今天，現(xiàn)代信息技術(shù)成為加速產(chǎn)品創(chuàng)新開(kāi)發(fā)的助推器。第三，人力資源是影響產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。當(dāng)前，企業(yè)最需要的是兩類復(fù)合型人才:一類是掌握高科技訣竅、懂技術(shù)、懂經(jīng)營(yíng)、有創(chuàng)新的復(fù)合型高級(jí)專業(yè)人才(工程師);另一類是有戰(zhàn)略眼光和創(chuàng)新勇氣,懂得科技、經(jīng)營(yíng)、管理的復(fù)合型高級(jí)管理人才(企業(yè)家)。企業(yè)要?jiǎng)?chuàng)造一切條件引進(jìn)和留住這些人才,同時(shí)還要選擇對(duì)象,重點(diǎn)培訓(xùn)。我們必須采取有效的措施，加強(qiáng)高素質(zhì)的人才的培養(yǎng)，發(fā)揮技術(shù)人員的創(chuàng)造能力，吸引高技術(shù)人才并讓其在技術(shù)研究及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中發(fā)揮核心作用。站在企業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的戰(zhàn)略高度合理使用和培養(yǎng)高層次技術(shù)人才，為實(shí)現(xiàn)企業(yè)的近、遠(yuǎn)期目標(biāo)，建立相應(yīng)的技術(shù)開(kāi)發(fā)體系，實(shí)施多層次的技術(shù)開(kāi)發(fā)，并有相應(yīng)機(jī)構(gòu)對(duì)技術(shù)開(kāi)發(fā)經(jīng)費(fèi)的使用及項(xiàng)目進(jìn)行管理和評(píng)估。

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關(guān)鍵詞：項(xiàng)目 機(jī)電一體化 實(shí)訓(xùn)

一、項(xiàng)目教學(xué)法的內(nèi)涵

在職業(yè)教育中，項(xiàng)目是指以生產(chǎn)一件具體的、具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的產(chǎn)品為目的的任務(wù)。該任務(wù)能將某一教學(xué)課題的理論知識(shí)和實(shí)踐技能結(jié)合在一起，并具有一定的難度，學(xué)生可以根據(jù)問(wèn)題需要，應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)和技能，并自學(xué)新的知識(shí)與技能，以解決實(shí)際問(wèn)題。項(xiàng)目教學(xué)法，是教師通過(guò)共同實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目工作而進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)，可以綜合訓(xùn)練學(xué)生的專業(yè)能力、社會(huì)能力和其他關(guān)鍵能力。在教學(xué)實(shí)施中，項(xiàng)目教學(xué)多采用小組工作的方式，即小組共同制訂計(jì)劃、共同或分工完成整個(gè)項(xiàng)目。

二、項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施

1.確定項(xiàng)目任務(wù)

確定項(xiàng)目任務(wù)是項(xiàng)目教學(xué)法中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，教師依據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)學(xué)生掌握知識(shí)和技能的現(xiàn)狀，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需要，提出一個(gè)或幾個(gè)項(xiàng)目任務(wù)設(shè)想，然后同學(xué)生一起就項(xiàng)目的可行性、可操作性進(jìn)行討論和研究，最終確定項(xiàng)目的目標(biāo)和任務(wù)。例如，在德國(guó)FESTO公司專為教學(xué)生產(chǎn)的模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)（MPS）的實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，我們?cè)谙驅(qū)W生講解完MPS的九個(gè)工作站組成后，將九個(gè)工作站分成九個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目的實(shí)訓(xùn)內(nèi)容涉及“機(jī)械結(jié)構(gòu)拆裝與調(diào)試”“氣壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與搭接”“傳感器應(yīng)用分析”“可編程控制器編程與調(diào)試”“工業(yè)機(jī)器人示教與控制”等。讓學(xué)生根據(jù)自己的情況選擇項(xiàng)目，并在這些項(xiàng)目的實(shí)施中運(yùn)用自己所學(xué)的知識(shí)，提高自己的實(shí)踐動(dòng)手能力。

2.制訂項(xiàng)目計(jì)劃

在教師的指導(dǎo)下，由學(xué)生制訂項(xiàng)目工作計(jì)劃，確定項(xiàng)目的工作步驟和程序，并最終得到指導(dǎo)老師的認(rèn)可。例如，學(xué)生分組后選擇“機(jī)械設(shè)計(jì)拆裝與調(diào)試”項(xiàng)目時(shí)，首先通過(guò)多媒體課件，在安裝了德國(guó)FESTO公司的MPS模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)的多媒體實(shí)訓(xùn)室里，讓學(xué)生了解該系統(tǒng)的工作原理圖，要求學(xué)生正確繪制氣動(dòng)原理圖，并按設(shè)計(jì)要求搭接氣動(dòng)系統(tǒng)；然后要求學(xué)生查找相關(guān)資料，熟悉該系統(tǒng)組成部件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，制定出拆裝的方法和步驟；最后指導(dǎo)學(xué)生正確拆、裝工作站的機(jī)械部件，保證裝配成的部件能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。在此階段，學(xué)生通過(guò)項(xiàng)目計(jì)劃的制訂互幫互助，語(yǔ)言表達(dá)能力、邏輯思維能力、動(dòng)手能力等得到了較好的鍛煉和提高。

3.實(shí)施計(jì)劃

學(xué)生確定小組內(nèi)的分工和合作形式，并按照項(xiàng)目計(jì)劃實(shí)施項(xiàng)目。在MPS實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，可學(xué)生3～4人組成一個(gè)小組，9個(gè)小組并行實(shí)訓(xùn)。每個(gè)小組首先熟悉工作站的作用及工作過(guò)程，然后按照實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書(shū)的要求，完成機(jī)械部分拆裝、氣動(dòng)回路搭接、傳感器作用、編寫(xiě)PLC控制程序、調(diào)試設(shè)備使之正常工作、編寫(xiě)實(shí)訓(xùn)報(bào)告等六項(xiàng)工作。每個(gè)項(xiàng)目結(jié)束后，進(jìn)行小組間輪換，進(jìn)入新的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，直至完成九個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。為了檢驗(yàn)學(xué)生動(dòng)手能力和理論知識(shí)的掌握情況，教師可有意識(shí)地在自動(dòng)線設(shè)置故障，讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題。在項(xiàng)目實(shí)施的過(guò)程中，教師要對(duì)學(xué)生進(jìn)行及時(shí)指導(dǎo)與鼓勵(lì)，讓小組成員相互幫助，找出故障原因，排除故障。學(xué)生通過(guò)團(tuán)隊(duì)的合作以及個(gè)人的辛勤勞動(dòng)，克服了困然，順利完成了項(xiàng)目的實(shí)施，并鍛煉了硬件電路的設(shè)計(jì)能力、動(dòng)手能力、計(jì)算能力、分析與調(diào)試能力，從而達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。

4.總結(jié)評(píng)估

針對(duì)在項(xiàng)目實(shí)施中出現(xiàn)的問(wèn)題，可采用學(xué)生自評(píng)、教師檢查的方式對(duì)問(wèn)題出現(xiàn)的原因、解決的方法進(jìn)行反思、整理和總結(jié)，為下一輪的項(xiàng)目實(shí)施積累經(jīng)驗(yàn)。最后根據(jù)學(xué)生的答辯，采用個(gè)人和集體評(píng)分相結(jié)合的方法，依據(jù)計(jì)劃的周密性、人員調(diào)配的合理性以及任務(wù)完成的水平得出學(xué)生實(shí)訓(xùn)課程的成績(jī)。

三、項(xiàng)目教學(xué)法在實(shí)施過(guò)程中遇到的問(wèn)題

一是技校生的知識(shí)、能力基礎(chǔ)。雖然學(xué)生在前修課程中，已經(jīng)學(xué)習(xí)了機(jī)械設(shè)計(jì)、液壓傳動(dòng)、檢測(cè)技術(shù)、電氣控制等理論知識(shí)并經(jīng)過(guò)了單項(xiàng)技術(shù)的培訓(xùn)，具備了掌握機(jī)電一體化技術(shù)的基本能力，但學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握還是孤立的。因此，學(xué)生必須經(jīng)過(guò)一個(gè)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，以模擬自動(dòng)生產(chǎn)線為對(duì)象的工程訓(xùn)練過(guò)程。

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關(guān)鍵詞： 工程數(shù)學(xué) 教學(xué)改革 措施及對(duì)策

一、工程數(shù)學(xué)的重要性

高職教育是以全面素質(zhì)教育為基礎(chǔ)，以能力為本位的教育。因此，學(xué)生的能力培養(yǎng)是核心問(wèn)題。長(zhǎng)期以來(lái)，工程數(shù)學(xué)作為各類高職院校工科專業(yè)的一門(mén)公共課，是學(xué)生學(xué)好專業(yè)課的基礎(chǔ)學(xué)科。工程數(shù)學(xué)除了讓學(xué)生學(xué)習(xí)傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)理論知識(shí)之余，更重要的是其結(jié)合專業(yè)的應(yīng)用實(shí)例，并滲透到教學(xué)中，使數(shù)學(xué)更好地服務(wù)于專業(yè)課程，同時(shí)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。另外，工程數(shù)學(xué)對(duì)學(xué)生理性思維、思辨能力、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力有重要的作用，是開(kāi)發(fā)學(xué)生潛在能動(dòng)性和創(chuàng)造力的重要課程。

二、存在問(wèn)題

教學(xué)系統(tǒng)的要素很多，其中最為重要的三要素是：教師、學(xué)生和課程，所以教學(xué)改革理應(yīng)做到面向這三要素，從這三要素入手。

1.學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

從教學(xué)上，要弄清學(xué)生的基礎(chǔ)，了解學(xué)生的實(shí)際，并在此基礎(chǔ)上實(shí)施因材施教。

高職學(xué)生多數(shù)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)弱，學(xué)生比較喜歡實(shí)踐與操作活動(dòng)。相比較書(shū)面作業(yè)，他們更喜歡實(shí)訓(xùn)，相比較基礎(chǔ)課，他們更喜歡專業(yè)課。再加上學(xué)生缺乏自信，認(rèn)識(shí)不到數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的重要性，尤其是數(shù)學(xué)課程的學(xué)習(xí)難以持之以恒。另外也有少數(shù)基礎(chǔ)好、心理素質(zhì)高的學(xué)生，因此應(yīng)考慮不同層次的學(xué)生需求。

2.教師的教學(xué)方法與教學(xué)模式

基礎(chǔ)理論課的任課老師講授課本理論知識(shí)是游刃有余，但對(duì)數(shù)學(xué)應(yīng)用方面的知識(shí)比較欠缺，很難將專業(yè)知識(shí)滲透到數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)中并結(jié)合專業(yè)知識(shí)講解數(shù)學(xué)知識(shí)。因而授課時(shí)，從數(shù)學(xué)到數(shù)學(xué)的多，聯(lián)系專業(yè)實(shí)例的少，教學(xué)方式比較傳統(tǒng)。學(xué)生只記住相關(guān)知識(shí)，單純應(yīng)付考試，未學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)分析解決問(wèn)題。

3.教學(xué)內(nèi)容

高職教材與普通高校的教材的區(qū)別應(yīng)該是側(cè)重結(jié)論的應(yīng)用，減少理論的推導(dǎo)及證明，降低難度，增強(qiáng)實(shí)用性，學(xué)以致用，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到高等數(shù)學(xué)不僅僅是公式、定理和計(jì)算，更應(yīng)該是一種解決問(wèn)題的工具，它與實(shí)際緊密相連，這樣學(xué)生才會(huì)感到學(xué)有所用，提高學(xué)習(xí)的興趣。

對(duì)于職業(yè)教育中的數(shù)學(xué)課程，其內(nèi)容上不應(yīng)像高等數(shù)學(xué)內(nèi)容中包含大量定義、定理及理論推導(dǎo)。對(duì)與某些于高中知識(shí)有重復(fù)的知識(shí)點(diǎn)，如導(dǎo)數(shù)、積分等，學(xué)生覺(jué)得是重復(fù)學(xué)習(xí)，沒(méi)有興趣。另外，工程數(shù)學(xué)的教材中應(yīng)用題型較少，應(yīng)用題也是距離現(xiàn)實(shí)較遠(yuǎn)的題型，使學(xué)生感到高等數(shù)學(xué)抽象，不知道其實(shí)用性。

總之，工程數(shù)學(xué)教學(xué)面臨著學(xué)生基礎(chǔ)差，而又要面對(duì)學(xué)生高期盼、社會(huì)高要求的問(wèn)題。

三、改革措施及對(duì)策

1.教師教學(xué)方式

在工程數(shù)學(xué)教學(xué)過(guò)程中，要始終堅(jiān)持以應(yīng)用為目的，以夠用為度的原則。教師必須從感知的材料入手，通過(guò)明確知識(shí)學(xué)習(xí)的目標(biāo)引導(dǎo)學(xué)生，用數(shù)學(xué)解析表達(dá)式表述專業(yè)概念和定律，又要根據(jù)數(shù)學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的生活案例和專業(yè)相關(guān)的應(yīng)用案例，通過(guò)案例學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)，又使所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)得以應(yīng)用，使學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)掌握相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，并能解決專業(yè)中的數(shù)學(xué)問(wèn)題。這樣能調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性，既服務(wù)專業(yè)，又強(qiáng)化學(xué)生應(yīng)用數(shù)學(xué)分析解決問(wèn)題的能力。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，教師要主動(dòng)與學(xué)生進(jìn)行溝通，教與學(xué)是相輔相成的。教師對(duì)學(xué)生的關(guān)心與學(xué)生對(duì)教師的尊重和愛(ài)戴形成良性互動(dòng)，也使得學(xué)生愛(ài)屋及烏，對(duì)數(shù)學(xué)產(chǎn)生興趣。

2.教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)專業(yè)需要改革教學(xué)內(nèi)容，以服務(wù)專業(yè)為重點(diǎn)，側(cè)重?cái)?shù)學(xué)的基本概念及相關(guān)的實(shí)際背景，突出數(shù)學(xué)定義的圖形及特征；淡化證明并引入數(shù)學(xué)理論的重要結(jié)論，突出結(jié)論的應(yīng)用，增強(qiáng)對(duì)數(shù)學(xué)的應(yīng)用意識(shí)。應(yīng)用數(shù)學(xué)基礎(chǔ)按照專業(yè)課教學(xué)的基本要求，分專業(yè)按需選擇部分內(nèi)容，直接選取專業(yè)課程的相關(guān)內(nèi)容作為例題，習(xí)題講解和練習(xí)題，強(qiáng)調(diào)知識(shí)的應(yīng)用。

通過(guò)對(duì)專業(yè)的分析和調(diào)查，并與專業(yè)教師交流，把工程數(shù)學(xué)與專業(yè)相結(jié)合，確定一些相關(guān)的內(nèi)容，現(xiàn)以機(jī)電一體化專業(yè)為例。

從上表可以看出，機(jī)電一體化專業(yè)所涉及的工程數(shù)學(xué)知識(shí)比較多，所以學(xué)生要學(xué)好專業(yè)課就要把工程數(shù)學(xué)的知識(shí)掌握好。

以基礎(chǔ)課為專業(yè)課服務(wù)的原則，應(yīng)重視數(shù)學(xué)教學(xué)如何與專業(yè)教學(xué)貼近，探討數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)在專業(yè)上的應(yīng)用。例如，機(jī)電一體化專業(yè)中，對(duì)非恒定電流，電流強(qiáng)度的計(jì)算就是通過(guò)求電量的導(dǎo)數(shù)，因此可通過(guò)i=求瞬時(shí)電流強(qiáng)度，此式恰好是導(dǎo)數(shù)的解析表達(dá)式，以此引入導(dǎo)數(shù)的概念。另外，求輸出功率的問(wèn)題中，涉及最值問(wèn)題，也可用導(dǎo)數(shù)求最值的方法解決。

3.將數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)融入教學(xué)中

工程數(shù)學(xué)課包含大量的符號(hào)計(jì)算，圖形描繪。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，借助計(jì)算機(jī)解決相關(guān)的問(wèn)題已成必然。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)正是一門(mén)包含數(shù)學(xué)，以及其他學(xué)科知識(shí)的課程，它以數(shù)學(xué)知識(shí)為出發(fā)點(diǎn)，借助于計(jì)算機(jī)軟件――Mathematica解決一些實(shí)際問(wèn)題。Mathematica是能將符號(hào)運(yùn)算，數(shù)值計(jì)算和圖形顯示結(jié)合在一起的軟件。

根據(jù)各專業(yè)的實(shí)際情況，可以安排適當(dāng)學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)課，指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)使用數(shù)學(xué)軟件，如Mathematica，畫(huà)出簡(jiǎn)單的函數(shù)圖形，求極限、導(dǎo)數(shù)、不定積分，等等。通過(guò)實(shí)驗(yàn)作圖分析讓學(xué)生更深層次理解和掌握所學(xué)知識(shí)。并結(jié)合專業(yè)知識(shí)設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題，讓學(xué)生獨(dú)立思考解決。數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)加強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和分析解決問(wèn)題的能力，為數(shù)學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用提供了觀察實(shí)體及結(jié)論的新渠道。

通過(guò)一個(gè)學(xué)期幾個(gè)課時(shí)的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生普遍態(tài)度積極，提高了學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣。

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最近幾年科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展，人們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的要求標(biāo)準(zhǔn)也不斷升高。面對(duì)現(xiàn)代化的大生產(chǎn)規(guī)模，傳統(tǒng)模式的機(jī)械設(shè)計(jì)改革一觸即發(fā)，對(duì)當(dāng)代機(jī)械制造行業(yè)提出了新要求，即智能化、機(jī)電一體化、模塊化、綠色化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化等。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化必須把握好自己的發(fā)展方向，應(yīng)該去遵循社會(huì)變革對(duì)機(jī)械制造行業(yè)提出的新標(biāo)準(zhǔn)。此行業(yè)應(yīng)該高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求、多樣化，這樣才可以穩(wěn)步推動(dòng)機(jī)整個(gè)制造設(shè)計(jì)行業(yè)的進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：

機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化；發(fā)展方向分析；發(fā)展前景

本文在闡述機(jī)械設(shè)計(jì)及其制造的基本概念的同時(shí)，展示了當(dāng)前機(jī)械設(shè)計(jì)制造的發(fā)展水平。并對(duì)此行業(yè)的發(fā)展前景和方向進(jìn)行了比較全面的分析。

1機(jī)械設(shè)計(jì)的概念

機(jī)械設(shè)計(jì)的概念產(chǎn)生于1984年的美國(guó)，美國(guó)機(jī)械工程師協(xié)會(huì)曾經(jīng)對(duì)這一概念進(jìn)行了貼切并且客觀的描述與概括，指出機(jī)械設(shè)計(jì)用于完成機(jī)械力學(xué)、能量力學(xué)以及運(yùn)動(dòng)力學(xué)的過(guò)程中，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行協(xié)調(diào)和控制，達(dá)到機(jī)械和機(jī)電部件相互聯(lián)系效果的自動(dòng)化系統(tǒng)。這一概括完整的展現(xiàn)了機(jī)械制造的內(nèi)容，從此，機(jī)械有了比較基礎(chǔ)的理論。該項(xiàng)研究的特征是以機(jī)械設(shè)計(jì)作為系統(tǒng)研究的開(kāi)始，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息變換技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體先進(jìn)技術(shù)，為的是實(shí)現(xiàn)一系列系統(tǒng)功能，以使整體組織結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化。同時(shí)可以保持系統(tǒng)的多功能、高質(zhì)量、高可靠性，為后期實(shí)現(xiàn)特定功能奠定基礎(chǔ)，并且可以讓整個(gè)系統(tǒng)處于最良好的工作狀態(tài)。因此我們可以了解到，這門(mén)技術(shù)的無(wú)比復(fù)雜性與挑戰(zhàn)性。此門(mén)技術(shù)不僅可以充分滿足機(jī)械對(duì)一些精密功能的要求，創(chuàng)造出能夠協(xié)助不同工作的機(jī)械產(chǎn)品，而且還可以讓產(chǎn)品的功能完美體現(xiàn)，只需要通過(guò)完成從輸入端輸入隨后輸出的過(guò)程。這門(mén)技術(shù)的發(fā)展方向研究非常重要[1]。隨著社會(huì)發(fā)展，我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)也進(jìn)入了飛速發(fā)展期，表面上是機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化技術(shù)的穩(wěn)步提高，其實(shí)質(zhì)與核心還是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為機(jī)械設(shè)計(jì)帶來(lái)了春天。把握好機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展方向?qū)C(jī)械制造行業(yè)的未來(lái)有著舉足輕重的影響，這使得我們必須提高對(duì)相關(guān)科技的研究與重視，為機(jī)械制造水平的提高創(chuàng)造良好的外部環(huán)境。

2機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)特征以及應(yīng)用原理

自動(dòng)化技術(shù)的基礎(chǔ)是控制理論，在這過(guò)程中有機(jī)地將生產(chǎn)過(guò)程和人工改進(jìn)作用結(jié)合，使機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程得以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。進(jìn)一步說(shuō)，自動(dòng)化技術(shù)有以下幾個(gè)方面的特征和原則：首先努力創(chuàng)新。科技水平是不斷發(fā)展的，那么傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法必定會(huì)凸現(xiàn)一些弊端，比如無(wú)法滿足結(jié)構(gòu)復(fù)雜的過(guò)程、誤差率大、工作量不足等。在當(dāng)今變革下，規(guī)?；?、智能化、自動(dòng)化已經(jīng)成為整個(gè)設(shè)計(jì)新領(lǐng)域的新要求，只有不斷改革創(chuàng)新，使設(shè)計(jì)水平得到提高，才能滿足日益增長(zhǎng)的機(jī)械設(shè)計(jì)要求，在面臨新挑戰(zhàn)時(shí)從容不迫；其次借鑒各科技領(lǐng)域等先進(jìn)成果。此門(mén)技術(shù)與多領(lǐng)域、多學(xué)科交叉、相互融合，想要獲得新的科技成就，必須具有高度的前瞻性，積極地融入最新相關(guān)理念，積極引入一些新科技例如電子學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、機(jī)械力學(xué)電子學(xué)等學(xué)；最后注重管理水平提高等。如今的機(jī)械設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)相比，對(duì)我們的管理水平要求更高。曾經(jīng)等管理經(jīng)驗(yàn)有很多不再適用于當(dāng)前設(shè)計(jì)的要求，這就對(duì)研發(fā)人員自身管理水平提出了新的挑戰(zhàn)，使得廣大管理人員不得不將現(xiàn)代化管理模式手段與機(jī)械設(shè)計(jì)本身結(jié)合。并且技術(shù)人員也要不斷提升自身技術(shù)素養(yǎng)和專業(yè)技能，只有與技術(shù)發(fā)展大浪潮保持一致，才能不被市場(chǎng)無(wú)情淘汰。隨著機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化在一些行業(yè)中的運(yùn)用，其本身與現(xiàn)代技術(shù)、傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備結(jié)合，自身加以優(yōu)化提高，不斷滿足其智能化和自動(dòng)化的基本技能要求。在實(shí)際運(yùn)用中，微結(jié)合了機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)，并且在機(jī)電相關(guān)行業(yè)加入了產(chǎn)品設(shè)計(jì)、質(zhì)量檢測(cè)、制造、開(kāi)發(fā)等工作，也可以加快微型機(jī)電系統(tǒng)、加工中心、機(jī)器人等方向的發(fā)展速度。隨著機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化行業(yè)的飛快發(fā)展，加上它全面的功能，已經(jīng)成為了機(jī)械各行業(yè)中的基礎(chǔ)技術(shù)學(xué)科，在微電子工業(yè)和計(jì)算機(jī)工業(yè)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用[2]。控制系統(tǒng)對(duì)機(jī)械設(shè)備具有精密化的管理，在航空航天、高端武器裝備的研制開(kāi)發(fā)中都有著不可替代的技術(shù)力量。當(dāng)前方方面面對(duì)機(jī)械設(shè)備的要求越來(lái)越嚴(yán)格，機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備有著自己更加精密化、科學(xué)化、多功能化等發(fā)展動(dòng)力。

3機(jī)械自動(dòng)化設(shè)計(jì)的發(fā)展方形分析

第一，區(qū)域互聯(lián)網(wǎng)程度提高。自動(dòng)化設(shè)備具有良好的信息控制和自動(dòng)化處理能力，數(shù)控機(jī)床是實(shí)施操作的介質(zhì)。如果一些機(jī)械工程較大，工作過(guò)程不是十分復(fù)雜的情況下，很難控制產(chǎn)品的生產(chǎn)品質(zhì)；如今網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷向前，手機(jī)也可以成為機(jī)床聯(lián)網(wǎng)操控的新手段。系統(tǒng)建模后，自成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)得以實(shí)施，這時(shí)候就具備了各機(jī)械設(shè)備通過(guò)信息傳導(dǎo)的好機(jī)會(huì)，可以建立區(qū)域網(wǎng)絡(luò)化的管理控制系統(tǒng)，并利用控制中心進(jìn)行細(xì)節(jié)控制；當(dāng)然，區(qū)域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)應(yīng)該具有合理分配好各機(jī)床應(yīng)該負(fù)責(zé)的工作范圍的能力，對(duì)于不同的情況，可以合力開(kāi)展，并且同時(shí)保證效率；重要的是，要防止電路故障發(fā)生引起的工作癱瘓，在區(qū)域網(wǎng)絡(luò)管理模式下應(yīng)引起我們的足夠重視。第二，大型機(jī)械的小型化趨勢(shì)。隨著計(jì)算機(jī)小型化發(fā)展，越來(lái)越多的信息自動(dòng)化設(shè)備也逐漸進(jìn)入小型化發(fā)展趨勢(shì)的浪潮中，而在社會(huì)生產(chǎn)工有著重要地位的機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備也緊隨時(shí)展潮流，積極地進(jìn)行著小型化微型化發(fā)展方向發(fā)展，國(guó)外已經(jīng)研發(fā)出的微型全新自動(dòng)化系統(tǒng)，它們的目標(biāo)甚至是微米、納米級(jí)。微型自動(dòng)化產(chǎn)品的特點(diǎn)有操作靈活、體積小、耗能少等，但是如何同時(shí)具備傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的主體功能確是一個(gè)存在的難題，如何進(jìn)行精密度的機(jī)械過(guò)程同樣是個(gè)棘手問(wèn)題。有意義的研究是如何能減少企業(yè)中的占地，能提高機(jī)械自動(dòng)化設(shè)備的數(shù)量，但微機(jī)械自動(dòng)化的加工產(chǎn)品有限制，只能應(yīng)用于采用超精密科技的設(shè)備。第三，機(jī)械設(shè)計(jì)的環(huán)保理念提升。如今國(guó)人乃至世界越來(lái)越重視環(huán)境保護(hù)，機(jī)械工業(yè)可以追求工作效率、經(jīng)濟(jì)利益，但是也該意識(shí)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要性。機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)電損耗高，而且會(huì)排放大量有毒有害氣體，危害自然環(huán)境以及附近居民的人身健康。因此在機(jī)械設(shè)計(jì)和自動(dòng)化技術(shù)的的科技進(jìn)步中，更加應(yīng)該主張綠色環(huán)保。減少在工作過(guò)程中有害氣體產(chǎn)生是我們的社會(huì)責(zé)任，為此我們可以對(duì)機(jī)械設(shè)備功率進(jìn)行限制，或者積極尋找可代替能源。第四，數(shù)字化發(fā)展。機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化只是機(jī)械設(shè)計(jì)其中的一個(gè)重要有機(jī)組成部分，機(jī)電一體化還包含傳感檢測(cè)、機(jī)械、動(dòng)力、電子信息處理、執(zhí)行元件這五大組成部分，為了能有更加廣闊的市場(chǎng)空間，朝機(jī)電一體化方向發(fā)展成為一種必然。第五，智能化發(fā)展。智能化是自動(dòng)化技術(shù)的一種體現(xiàn)。何為智能化，是以控制理論為指導(dǎo)，加以心理學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、和運(yùn)籌學(xué)等新措施、新思想，模擬人類的思想，讓過(guò)程具有推理、自主決策、邏輯判斷的能力，向更高的控制目標(biāo)發(fā)起進(jìn)攻。大大降低工作強(qiáng)度及錯(cuò)誤率，智能化的實(shí)現(xiàn)使人類擺脫人力腦力勞動(dòng)成為可能。第六，模塊化發(fā)展。復(fù)雜和多樣是機(jī)械設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，在整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化方面發(fā)揮著重要作用的還有模塊化。模塊化標(biāo)準(zhǔn)的要求下，實(shí)現(xiàn)在設(shè)計(jì)過(guò)程中多零件組分同時(shí)適用于同一模塊成為現(xiàn)實(shí)。不僅可以大大降低設(shè)計(jì)成本，而且可以縮短機(jī)械設(shè)計(jì)的時(shí)間，使后期零配件的更換維護(hù)更加便捷。設(shè)計(jì)的模塊化規(guī)范，使機(jī)械制造企業(yè)的?；a(chǎn)可以在短時(shí)間內(nèi)完成，提高經(jīng)濟(jì)效益。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)前景廣闊，還可以通過(guò)培養(yǎng)高素質(zhì)高技能人才推進(jìn)行業(yè)整體進(jìn)步，需要相關(guān)技術(shù)人員努力學(xué)習(xí)，進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)技術(shù)的高度提煉總結(jié)。機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化課程，已經(jīng)納入國(guó)家高等教育的體系很多年，在許多學(xué)校都已經(jīng)開(kāi)設(shè)這門(mén)課程，這顯示出社會(huì)對(duì)此方面的人才量的大需求，因此來(lái)說(shuō)學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)的學(xué)生，就業(yè)前景可以說(shuō)很廣闊。在我國(guó)很多地區(qū)，這個(gè)產(chǎn)業(yè)具有很高的競(jìng)爭(zhēng)性，高素質(zhì)人才一代代更替、創(chuàng)新[3]。機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)還廣泛應(yīng)用于航空航天、兵器、汽車等領(lǐng)域的發(fā)展中，如果想要獲得更加長(zhǎng)久的發(fā)展，并且想要一直存在這廣泛的空間，立足于運(yùn)行管理、設(shè)計(jì)制造、科研開(kāi)發(fā)等方面的話，都需要機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)自身的不斷提高與創(chuàng)新。目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入高速路，將機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化作為制造強(qiáng)國(guó)的手段之一，給予研發(fā)生產(chǎn)等方面的大力度支持，足以見(jiàn)得行業(yè)本身的重要地位。綜上所述，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化必須把握好自己的發(fā)展方向，應(yīng)該去遵循社會(huì)變革對(duì)機(jī)械制造行業(yè)提出的新標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化技術(shù)擁有巨大的發(fā)展前景，該技術(shù)一直在迎合現(xiàn)代工業(yè)及生產(chǎn)的需求，但是工業(yè)產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展下，現(xiàn)有的機(jī)械設(shè)計(jì)與自動(dòng)化技術(shù)能力和管理水平暴露出很多不足，面對(duì)自動(dòng)化的大蛋糕，科研人員要提升自身素質(zhì)，努力攻堅(jiān)克難，爭(zhēng)取努力提高國(guó)家的科研技術(shù)水平，使我國(guó)科研發(fā)展邁向一個(gè)新的臺(tái)階，用不斷探索與創(chuàng)新的精神影響整個(gè)行業(yè)，兢兢業(yè)業(yè)使行業(yè)健康迅速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]周德輝.機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化發(fā)展方向的思考[J].民營(yíng)科技,2015(10):9.

[2]楊近松.機(jī)械設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化發(fā)展方向的思考[J].山東工業(yè)技術(shù),2015(21):288.

篇10

關(guān)鍵詞：考試改革 動(dòng)手能力 實(shí)踐

一、指導(dǎo)思想

《電機(jī)與電氣控制技術(shù)》是我們高職院校機(jī)電一體化技術(shù)、電氣自動(dòng)化專業(yè)一門(mén)技術(shù)基礎(chǔ)課程。它的培養(yǎng)目標(biāo)是：使學(xué)生掌握交直流電機(jī)拖動(dòng)、低壓電器控制技術(shù)等方面的基本知識(shí)和技能，將學(xué)生培養(yǎng)成為高素質(zhì)技術(shù)應(yīng)用性人才，同時(shí)為學(xué)習(xí)后繼課程打好基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)的《電機(jī)與電氣控制技術(shù)》課程教學(xué)方式采用課堂講授的形式，以講授電機(jī)的各種理論知識(shí)為主，致使理論與實(shí)踐脫節(jié)，學(xué)生對(duì)電機(jī)電氣控制的設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力很欠缺，不能很好地將理論應(yīng)用于實(shí)際，與高職教育培養(yǎng)高級(jí)技能型專門(mén)人才相悖。為了改變這一現(xiàn)狀，適應(yīng)高職“以就業(yè)為導(dǎo)向”的教學(xué)改革，我認(rèn)為應(yīng)當(dāng)對(duì)《電機(jī)與電氣控制技術(shù)》課程進(jìn)行考試改革：在課堂以多媒體講授為主，配合實(shí)際動(dòng)手操作，提高學(xué)生實(shí)際分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，做到真正的理論與實(shí)踐相結(jié)合，從而提高學(xué)生的就業(yè)能力和自身能力的儲(chǔ)備。

二、課程改革目標(biāo)

我們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中，融入“工學(xué)結(jié)合”的教學(xué)理念。將理論與實(shí)踐，知識(shí)與技能培養(yǎng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，理論教學(xué)以實(shí)用、夠用為原則，在電機(jī)與拖動(dòng)實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行理論教學(xué)與大量的實(shí)訓(xùn)教學(xué)穿行。

在教師指導(dǎo)下，學(xué)生邊學(xué)邊做。使學(xué)生在做中學(xué)，學(xué)中做，多做多練，學(xué)做合一。從而提高了學(xué)生的設(shè)計(jì)能力與實(shí)際動(dòng)手能力，達(dá)到即定的培養(yǎng)目標(biāo)，最終逐步取消中、高級(jí)電工考證培訓(xùn)，課程改革進(jìn)行以證代考的考核方式。

三、課程改革措施

1、教學(xué)條件

每次課由老師主講，在多媒體教室理論教學(xué)，在電機(jī)拖動(dòng)實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，選用機(jī)械工業(yè)出版社規(guī)劃教材《電機(jī)與電氣控制技術(shù)》（許主編）教材。

2、教學(xué)方法和教學(xué)手段

理論與實(shí)踐穿行，教學(xué)貫徹以學(xué)生為主體，老師引導(dǎo)的理念，以技能培養(yǎng)為主線，讓學(xué)生在完成任務(wù)的過(guò)程中學(xué)習(xí)和提高技能。

3、教學(xué)效果

運(yùn)用現(xiàn)代職業(yè)教育理念為指導(dǎo)，通過(guò)教學(xué)手段，考核考試改革使學(xué)生掌握交直流電機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和拖動(dòng)性能，掌握低壓電器的選擇和常用控制電路的分析和維護(hù)，達(dá)到中級(jí)電工的考核要求。

1．基本知識(shí)教學(xué)效果是：

（1）電機(jī)、低壓電器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理、常見(jiàn)故障分析；（2）電機(jī)拖動(dòng)中典型問(wèn)題分析；（3）常用電氣控制電路的分析和設(shè)計(jì)；

2．能力效果是：

（1）具備中高級(jí)電工職業(yè)資格認(rèn)證所必須的電機(jī)與電氣控制理論知識(shí)與技能；（2）能處理電機(jī)和電器控制電路的簡(jiǎn)單故障；（3）具有查閱手冊(cè)等工具書(shū)和設(shè)備銘牌、產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)、產(chǎn)品目錄等資料的能力；（4）能閱讀電氣原理圖，并能設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單的電氣控制原理圖 。

3．思想教育效果是：

（1）初步具備辯證思維的能力；（2）具有熱愛(ài)科學(xué)，實(shí)事求是的學(xué)風(fēng)和創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神；（3）加強(qiáng)職業(yè)道德意識(shí)。

四、課程改革方案

1、考核考試方案

《電機(jī)與電氣控制技術(shù)》課程理論考核以夠用、實(shí)用為基本原則，降低了理論考核的要求。重點(diǎn)突出考核學(xué)生在電機(jī)與電氣控制方面的設(shè)計(jì)能力和實(shí)際動(dòng)手能力。在設(shè)計(jì)任務(wù)考核實(shí)施過(guò)程中全面倡導(dǎo)“4自”性實(shí)踐，即自行抽選實(shí)踐內(nèi)容，自行設(shè)計(jì)方案，自助式發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，自檢實(shí)踐結(jié)果。注重能力考核，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐效果。

理論考核以閉卷形式進(jìn)行，考察學(xué)生對(duì)電機(jī)的基本概念、原理、應(yīng)用的了解。實(shí)踐考核在電機(jī)拖動(dòng)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，每一位學(xué)生隨機(jī)抽取任務(wù)工單，含有設(shè)計(jì)和安裝接線。按評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)定?？己顺煽?jī)的60%記入期末總成績(jī)。

2、考試方法：

理論考核+實(shí)踐設(shè)計(jì)+安裝操作

（1）理論考核

本著學(xué)習(xí)理論知識(shí)以實(shí)用、夠用為原則，理論考核以筆試閉卷的形式考查學(xué)生對(duì)電機(jī)、變壓器的基本概念、基本原理的掌握情況。卷面分值為30分。

（2）實(shí)踐設(shè)計(jì)

按要求設(shè)計(jì)一個(gè)基本的電氣控制線路圖。卷面分值為30分。

實(shí)施方法：隨機(jī)抽選考題。即在多個(gè)設(shè)計(jì)任務(wù)題中抽選一個(gè)題目作為每個(gè)考生的試題。

（3）安裝操作考試

考生根據(jù)在以上設(shè)計(jì)考題中所畫(huà)的電路，完成實(shí)物安裝接線，并能使電動(dòng)機(jī)按照要求正常運(yùn)行，記錄電機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)。卷面分值為40分。

五、課程改革預(yù)期成果和效果

培養(yǎng)具有一定的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的，達(dá)到中、高級(jí)電工水平，有較強(qiáng)的職業(yè)能力和一定的創(chuàng)新精神的高級(jí)技能型人才。具體要求如下：

（1）具備中高級(jí)電工職業(yè)資格認(rèn)證所必須的電機(jī)、變壓器、電氣控制理論知識(shí)與技能；（2）能處理電機(jī)和電器控制電路的簡(jiǎn)單故障；（3）具有查閱手冊(cè)等工具書(shū)和設(shè)備銘牌、產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)、產(chǎn)品目錄等資料的能力；（4）能閱讀電氣原理圖，并能設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單的電氣控制原理圖 。

六、驗(yàn)收要點(diǎn)

1、平時(shí)考核記錄

2、課程教學(xué)方案、課件

3、課程教學(xué)總結(jié)及調(diào)查表