時間：2023-03-23 15:10:02
導(dǎo)語：在機電一體化論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展和在機電一體化技術(shù)中的應(yīng)用，高智能已經(jīng)成為了機電一體化發(fā)展的主要方向，相關(guān)的技術(shù)和研究人員也在不斷的研究，現(xiàn)如今高智能的機器人和數(shù)控設(shè)備已經(jīng)可以代替人類完成一些危險性較高、精密度要求高、工序比較復(fù)雜的工作，節(jié)省了勞動力，也更加方便的得到了所需要的產(chǎn)品和服務(wù)，目前很多的研究人員逐步的將運籌學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)等多種智能化的學(xué)科逐漸引進到機電一體化技術(shù)中，這樣能夠有效的促進機電一體化系統(tǒng)判斷推理能力和自主決策能力，這樣能夠方便人們對機電一體化設(shè)備進行控制。
2區(qū)域模塊化
區(qū)域模塊化也是機電一體化發(fā)展的重要趨勢之一，針對使機電一體化產(chǎn)品的各個單元實現(xiàn)區(qū)域模塊化管理是一項比較復(fù)雜、涉及面廣的工程，例如，在進行智能減速、智能變速等相關(guān)功能研制的過程中，要充分的實現(xiàn)集圖形、圖像識別、視覺效果等其他附屬的功能的控制單元等模塊化，這樣可以更加標(biāo)準(zhǔn)、準(zhǔn)確的衡量相應(yīng)的控制單元以及動力單元，進一步的提高各個單元的性能，也可以使機電一體化產(chǎn)品相應(yīng)的功能之間的聯(lián)系更加緊密，使一個區(qū)域模塊更加有效的運行，只有這樣才能方便人們對機電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用，提高機電一體化產(chǎn)品的利用程度、可裝配性、可維修性等，經(jīng)過研究和推理，可以得出機電一體化模塊是未來機電一體化產(chǎn)品的主要方向，隨著未來技術(shù)發(fā)展的不斷深入，機電一體化產(chǎn)品實現(xiàn)模塊化的步伐也在不斷的加深。
3環(huán)保綠色化
機電一體化技術(shù)的發(fā)展給人們的生產(chǎn)和生活中帶來了巨大的變化，豐富了人們的的物質(zhì)生活，同時也給人們的生活環(huán)境帶來了負(fù)面影響，資源的過度開發(fā)利用，加重了生態(tài)環(huán)境的負(fù)擔(dān)，近些年來，越來越多的國家和組織逐漸重視到環(huán)境保護的重要性，人們環(huán)保意識的增強，要求機電一體化產(chǎn)品在設(shè)計、制造、使用和銷毀的過程中要減少對環(huán)境的污染，因此機電產(chǎn)品的環(huán)保綠色化是未來發(fā)展的一大亮點，人們環(huán)境保護意識的提高，造成了一些對環(huán)境有危害且危害較大的產(chǎn)品失去市場價值，設(shè)計和生產(chǎn)綠色環(huán)保的機電一體化產(chǎn)品具有很廣闊的發(fā)展前景，也成為未來競爭的關(guān)鍵所在。
4網(wǎng)絡(luò)化
計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)近些年來的發(fā)展勢頭更加迅猛，這也促進了機電一體化系統(tǒng)的進一步的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起及發(fā)展，給人們的生產(chǎn)、生活帶來了巨大的變革，機電一體化技術(shù)的發(fā)展也受到了計算機技術(shù)的影響，機電一體化設(shè)備通過對計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用可以有效的實現(xiàn)遠(yuǎn)程自動化控制。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用和改革開放的不斷深入，使國際上先進的機電一體化產(chǎn)品不斷涌入我國，這也為我國進行深入的研究提供了便利條件，促進了國內(nèi)機電一體化技術(shù)的發(fā)展，機電技術(shù)發(fā)展和計算機技術(shù)的發(fā)展相輔相成，因此計算機技術(shù)的不斷進步也有利于存進計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，目前，利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實促進了機電一體化技術(shù)產(chǎn)品更加快捷的推向市場，和生產(chǎn)商之間的技術(shù)交流，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)勢必會推動機電一體化技術(shù)的發(fā)展，也會繼續(xù)為人們提供更多、更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
5微型精密化
機電一體化技術(shù)向微型精密化的方向發(fā)展的主要是納米技術(shù)的不斷深入發(fā)展，機電一體化的微型精密化產(chǎn)品體積小、攜帶方便、耗能低等，這些優(yōu)點使得機電一體化產(chǎn)品的微型精密化技術(shù)不斷進步，應(yīng)用范圍也逐漸擴大，因此，機電一體化微型精密化技術(shù)具有比較廣闊的發(fā)展前景和強大動力，但是想要實現(xiàn)機電一體化微型精密化需要精密的加工工藝以及先進的設(shè)備作為強大的后盾，因此需要相關(guān)的研究人員不斷努力，不斷提高我國先進的技術(shù)發(fā)展。
6總結(jié)
關(guān)鍵詞：機電一體化，畢業(yè)設(shè)計，措施
Abstract:Thegraduationdesignisanteachingcontentinauniversity,andisalsoankeycontenttoimprovethestudentoverallqualityandtheinnovationability.Thecontentisnotonlyaessentialpracticetrainingindependently,butalsoanimportantsynthesisreorganizationaboutknowledgeintheschool.Thepaperintroduceimprovemeasureaboutteachingqualityfromtheselectedtopic,decidedtopic,Instructionofgraduationdesignandgraduationreply.
keyword:mechanicalandelectronicintegration，Graduationdesign，Measures
1引言
畢業(yè)設(shè)計是高校機電一體化專業(yè)教學(xué)中的一個必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)，是對學(xué)校應(yīng)屆畢業(yè)生在畢業(yè)前接受的一次綜合性實踐訓(xùn)練，是對學(xué)生所學(xué)知識進行整理和系統(tǒng)的必要環(huán)節(jié)。它是學(xué)生接受設(shè)計任務(wù)，在教師指導(dǎo)下獨立進行工程實踐，獲得基本訓(xùn)練并取得成果的過程，它是評估畢業(yè)生學(xué)業(yè)成績的一個重要方式，也是提高學(xué)生綜合素質(zhì)與創(chuàng)新能力的關(guān)鍵一環(huán)[1]。結(jié)合我校教學(xué)工作的實際情況，我主要從選題、開題環(huán)節(jié)、畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)，論文答辯等方面，提出了改進畢業(yè)設(shè)計工作的措施。
2立足實際,科學(xué)選題
選題是畢業(yè)設(shè)計工作的龍頭，選題質(zhì)量是影響畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的重要因素，精心挑選畢業(yè)設(shè)計題目，是搞好畢業(yè)設(shè)計的第一步。結(jié)合我校實際情況，我認(rèn)為當(dāng)前選題工作存在著一些問題：1、有的選題缺乏綜合性、新穎性,深廣度不夠；2、有的選題對學(xué)生顯得難度較高,工作量過大；3、有的選題雖然有較高的研究價值，但學(xué)生由于怕難或者因就業(yè)等原因而不愿選；4、有的選題雖然取自實際生產(chǎn)，但學(xué)生并不能完全弄明白生產(chǎn)實際的具體情況，設(shè)計就有脫離實際的情況出現(xiàn)；5、有的選題雖然很好，但是學(xué)生都選同一類型的題目，相互之間，互相借鑒的比重太大，使的設(shè)計變相的成了一種具體的形式，另外，不同指導(dǎo)教師之間和不同的學(xué)生之間設(shè)計題目在難度和份量上也存在一定差異。
針對以上問題,可以從三個方面綜合考慮選題。
（1)畢業(yè)設(shè)計選題要盡可能做到一人一題，相互之間的共性盡可能少一些，這樣就可以避免學(xué)生之間互相抄襲、引用，讓他們能夠真正從設(shè)計的角度去思考問題，達到鍛煉和學(xué)習(xí)解決實際問題的能力，達到這個教學(xué)環(huán)節(jié)實施的意義。
(2)畢業(yè)設(shè)計選題要盡可能聯(lián)系生產(chǎn)實際和工程應(yīng)用的研究。這樣有利于調(diào)動學(xué)生的積極性,由于是真做實干,他們就會主動去了解、熟悉有關(guān)企業(yè)生產(chǎn)的實際情況，積極主動的去分析實際問題，找到解決問題的方法和途徑，使學(xué)生的綜合能力得到提高。因此,我們在為2004級機電一體化專業(yè)的學(xué)生選題時,選擇了“20Kg鋁錠自動裝箱系統(tǒng)的設(shè)計”，“擦黑板機械人的設(shè)計”，“簡易倪紅燈控制系統(tǒng)的設(shè)計”,“十層電梯的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計”，“電子搶答器的設(shè)計”等新穎的又結(jié)合生產(chǎn)、生活實際的設(shè)計題目，這些題目不僅能夠反映當(dāng)代科技發(fā)展水平，而且能夠讓學(xué)生能進一步了解、把握國內(nèi)外在機電一體化領(lǐng)域的一些最新成果和發(fā)展動態(tài)，使學(xué)生能夠積極主動的參與到實際課題的研究中來。
(3)要考慮完成課題的客觀條件。學(xué)校畢業(yè)設(shè)計經(jīng)費、教學(xué)試驗條件都有限,不是任何來自科研實際的課題都可用做畢業(yè)設(shè)計,必須根據(jù)客觀條件來選擇設(shè)計題目,這些條件主要包括:可查資料庫源,試驗設(shè)施和足夠的經(jīng)費等,因此我們在選題時,一般選用能為學(xué)生提供可用的儀器設(shè)備,試驗場地等條件的科研課題,這樣可以為學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計時提供可以直接操作，鍛煉自己的動手能力的機會。
（4)要有適當(dāng)?shù)碾y度和深度。舉例說我們選擇“擦黑板機械人的設(shè)計”課題時,考慮到該課題涉及了機械原理、系統(tǒng)設(shè)計、數(shù)電、模電、單片機、微機原理、匯編等多個領(lǐng)域,涉及的知識面較廣,設(shè)計工作量較大,有一定的深度,學(xué)生可以通過綜合應(yīng)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識,在規(guī)定的時間內(nèi)得到充分的鍛煉,但是考慮到本課題有一定的難度,為了保證學(xué)生在有限的畢業(yè)設(shè)計工作時間內(nèi)，經(jīng)過努力能完成任務(wù)或做出階段性結(jié)果，我們安排了兩個同學(xué)參加,在掌握總體設(shè)計思路的基礎(chǔ)上,分別進行硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計、軟件設(shè)計等不同部分的的設(shè)計工作，讓每一位同學(xué)都各有側(cè)重點地進行研究，經(jīng)過兩位同學(xué)的分工合作，最終完成了整個畢業(yè)設(shè)計題目的設(shè)計任務(wù)，效果良好。
3加強教學(xué)督導(dǎo),落實開題環(huán)節(jié)
為了提高畢業(yè)設(shè)計的教學(xué)質(zhì)量，我們借鑒了研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方法,在本科畢業(yè)設(shè)計教學(xué)中加入開題環(huán)節(jié)，其目的是：1、通過開題環(huán)節(jié)可以盡早發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計題目是否滿足專業(yè)要求，學(xué)生能夠完成的可能性有多大，能否涵概所學(xué)專業(yè)的所有知識等基本問題。2、通過落實開題環(huán)節(jié)，還可以強化學(xué)生通過查閱文獻資料，廣泛獲取信息的能力，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、擬定實驗研究方案和設(shè)計方案，進行科學(xué)實驗與測試，對數(shù)據(jù)進行整理與分析，撰寫實驗報告、畢業(yè)論文的能力，同時也是對學(xué)生的書面表達和口頭表述的能力的培養(yǎng)，是落實和加強對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)的有效手段。具體的實施辦法是：
（1）明確落實開題環(huán)節(jié)的必要性。開題的意義在于完善論文設(shè)計方案,使論文設(shè)計方案更加系統(tǒng)化。學(xué)生通過收集設(shè)計資料的相關(guān)信息，聽取各方意見，可以明確自己的設(shè)計思路，堅定設(shè)計者的信心。一般說來，將思考的東西正式地講出來和寫出來，會比原來所思考的更有升華的意味，因為從“思”到“說”和“寫”,其間加入了邏輯的創(chuàng)造過程。因為在撰寫開題報告時,就要求學(xué)生能夠弄清楚設(shè)計題目的來龍去脈，從而使學(xué)生明確畢業(yè)設(shè)計課題的目的和要求，讓他們對題目有更深刻理解與認(rèn)識，會使原來的設(shè)計思路更加完善和系統(tǒng)，令他們對自己的工作做到“胸有成竹”，減少盲目性,避免出現(xiàn)不知從何處入手的尷尬局面。（2）開題環(huán)節(jié)的組織和實施。我們要求學(xué)生在開題會之前,，要按規(guī)范書寫開題報告。在開題的時候，學(xué)生須持經(jīng)指導(dǎo)老師簽字同意的開題報告書、任務(wù)書及其它相關(guān)資料上臺匯報。主要匯報選題的目標(biāo)和意義、擬采取的技術(shù)路線和方法、工作基礎(chǔ)、預(yù)期成果和工作計劃等要求的內(nèi)容，要求學(xué)生自述10分鐘，然后評審小組根據(jù)學(xué)生的自述和開題報告書及其它文本內(nèi)容，對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計題目是否達到專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)要求和完成論文設(shè)計的可行性進行考核,并對畢業(yè)設(shè)計題目的設(shè)計廣度、深度、貼切度、重點和難點等提出具體的修改意見。
4采取有效措施,加強過程指導(dǎo)
為了提高我們機電一體化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計的教學(xué)質(zhì)量，我們探索出了一條適用于畢業(yè)設(shè)計的全環(huán)節(jié)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控的方法。具體的措施是：1、設(shè)定學(xué)生的設(shè)計出勤表，要求學(xué)生在規(guī)定的時間內(nèi)簽到，這樣做的目的是可以很好的掌握學(xué)生的設(shè)計進度，督促和指導(dǎo)學(xué)生按時完成設(shè)計。2、成立設(shè)計指導(dǎo)小組，小組成員盡可能包含所有專業(yè)特長的教師。小組內(nèi)的每一位老師都可以對小組內(nèi)的學(xué)生進行自己專長方面的專業(yè)指導(dǎo)，這樣可以提高指導(dǎo)設(shè)計者的綜合能力，使畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容準(zhǔn)確專業(yè)。3、開展設(shè)計小組例會制度，即每個設(shè)計小組每周開一次例會，主要工作是：要求學(xué)生把一周設(shè)計的心得體會在例會上發(fā)言，匯報設(shè)計進度，并提出設(shè)計中發(fā)現(xiàn)的新問題。這樣做一方面可以跟蹤學(xué)生的設(shè)計進度，及時發(fā)現(xiàn)問題，并能及時糾正；另一方面，可以促進教師之間相互交流學(xué)習(xí)，使教師教學(xué)水平共同提高。通過對我校畢業(yè)設(shè)計工作的綜合考核，這種工作方式完全實現(xiàn)了對整個設(shè)計過程的檢測，保證了教學(xué)質(zhì)量。
5嚴(yán)格考評,保證答辯的質(zhì)量
答辯是畢業(yè)設(shè)計工作的最后一個環(huán)節(jié)，是全面檢查和評估畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的重要手段。嚴(yán)格的答辯將有利于學(xué)生樹立良好的學(xué)風(fēng),促進學(xué)生認(rèn)真做好畢業(yè)設(shè)計。我校的具體情況是：根據(jù)不同的專業(yè)成立若干答辯分委會，分委會下轄若干個答辯小組。分委會主任和答辯小組組長均由副高職稱以上教師擔(dān)任。為了加強教學(xué)督導(dǎo)作用，我校專門設(shè)立教學(xué)督導(dǎo)組，成員都是離退休的老教授，在答辯期間分別派到各個小組指導(dǎo)答辯工作。
畢業(yè)答辯前首先是對學(xué)生的畢業(yè)論文進行盲審,要求由除指導(dǎo)教師外的答辯小組2名以上教師認(rèn)真審查評閱，寫出評閱意見與評分，盲審不通過的不準(zhǔn)予參加畢業(yè)答辯，以此來審查學(xué)生的答辯資格。通過的同學(xué)要準(zhǔn)備答辯的ppt，把畢業(yè)論文的結(jié)構(gòu)、主要完成部分及設(shè)計的結(jié)果等內(nèi)容準(zhǔn)備出來。答辯時,要求每位同學(xué)的答辯自述時間應(yīng)控制在15-20分鐘左右,教師提問20分鐘為左右。在答辯過程中要有專人對學(xué)生所提的問題進行記錄，對答辯情況進行匯總。答辯完成后，要求所有答辯小組的成員對各個學(xué)生的答辯情況進行決議，給出畢業(yè)答辯成績。畢業(yè)設(shè)計成績評定必須堅持標(biāo)準(zhǔn),嚴(yán)格要求?！皟?yōu)秀”的比例應(yīng)嚴(yán)格控制在本專業(yè)參加答辯總?cè)藬?shù)的15%以內(nèi),優(yōu)良比例應(yīng)嚴(yán)格控制在60%以內(nèi)。
畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量,除了本身的學(xué)術(shù)水平、應(yīng)用價值另外,還應(yīng)考察學(xué)生解決實際問題的能力、對知識的綜合應(yīng)用能力、在工作中查閱處理信息和應(yīng)用各種工具的能力、撰寫科研報告和表達交流的能力以及在工作中的團隊協(xié)作能力等。對畢業(yè)設(shè)計擬評“優(yōu)秀”的學(xué)生,要求參加各系答辯分委會組織的集中答辯。對畢業(yè)設(shè)計平時不認(rèn)真、小組答辯成績較差的學(xué)生,由相關(guān)分委會組織復(fù)答辯后視情況決定是否給予通過。答辯委員會要辦事公正,治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn),嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),對畢業(yè)設(shè)計達不到教學(xué)要求的,決不姑息。
6結(jié)論
要想搞好畢業(yè)設(shè)計工作,關(guān)鍵的是要做到“五個到位”,即認(rèn)識到位、經(jīng)費投入到位、指導(dǎo)教師到位、學(xué)生到位和管理工作到位。另外,,消除學(xué)生畢業(yè)前的各種干擾,專心做好畢業(yè)設(shè)計,是本階段學(xué)生思想政治工作的重點。嚴(yán)格的答辯將有利于學(xué)生樹立良好的學(xué)風(fēng),促進學(xué)生認(rèn)真做好畢業(yè)設(shè)計。正確認(rèn)識畢業(yè)設(shè)計的重要性將有利于保障和提高教學(xué)質(zhì)量，實現(xiàn)為社會輸入合格人才的要求。
1.機械技術(shù)：是機電一體化的基礎(chǔ)，機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實現(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.計算機與信息技術(shù)：其中信息交換、存取、運算、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)均屬于計算機信息處理技術(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)中一個重要方面，是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。
4.自動控制技術(shù)：其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進行系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(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、補償、再現(xiàn)、檢索等。
5.傳感檢測技術(shù)：是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程序就越高。
6.伺服傳動技術(shù)：包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。
二、機電一體化的發(fā)展進程
1.數(shù)控機床問世：自從1952年美國第1臺數(shù)控銑床問世至今已50個年頭。我國數(shù)控機床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展階段，尤其是在1999年后，國家向國防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場一派繁榮。
2.微電子技術(shù)的發(fā)展：我國的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965年，經(jīng)過30多年發(fā)展，已初步形成包括設(shè)計、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
3.可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用于工業(yè)：上世紀(jì)60年代后期，美國汽車制造業(yè)開發(fā)一種ModularDigitalController（MODICON）取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業(yè)生產(chǎn)的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽車工業(yè)獲得大量應(yīng)用。80年代是它走向成熟，全面采用微電子及微處理器技術(shù)。90年代又開始了PLC的第三個發(fā)展時期。90年代后期進入了第四階段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，采用開放的通信接口，如以太網(wǎng)、高速串口；采用各種相關(guān)的國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和一系列的事實上的標(biāo)準(zhǔn)；從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統(tǒng)，正隨著計算技術(shù)、通信技術(shù)和編程技術(shù)的發(fā)展，趨向于建立同一硬件平臺，運用同一個操作系統(tǒng)、同一個編程系統(tǒng)，執(zhí)行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。
摘要：機電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。文章概述機電一體化的核心技術(shù)，分析機電一體化發(fā)展進程，提出機電一體化向智能化邁進的趨勢。
關(guān)鍵詞：機電一體化；核心技術(shù)；發(fā)展進程；發(fā)展趨勢
機電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù)，是機械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機融合、相互滲透的結(jié)果。今天機電一體化技術(shù)發(fā)展飛速，機電一體化產(chǎn)品更日新月異。
一、機電一體化的核心技術(shù)
1.機械技術(shù)：是機電一體化的基礎(chǔ)，機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實現(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.計算機與信息技術(shù)：其中信息交換、存取、運算、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)均屬于計算機信息處理技術(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)中一個重要方面，是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。
4.自動控制技術(shù)：其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進行系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(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、補償、再現(xiàn)、檢索等。
5.傳感檢測技術(shù)：是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程序就越高。
6.伺服傳動技術(shù)：包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。
二、機電一體化的發(fā)展進程
1.數(shù)控機床問世：自從1952年美國第1臺數(shù)控銑床問世至今已50個年頭。我國數(shù)控機床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展階段，尤其是在1999年后，國家向國防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場一派繁榮。
2.微電子技術(shù)的發(fā)展：我國的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965年，經(jīng)過30多年發(fā)展，已初步形成包括設(shè)計、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
3.可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用于工業(yè)：上世紀(jì)60年代后期，美國汽車制造業(yè)開發(fā)一種ModularDigitalController（MODICON）取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業(yè)生產(chǎn)的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽車工業(yè)獲得大量應(yīng)用。80年代是它走向成熟，全面采用微電子及微處理器技術(shù)。90年代又開始了PLC的第三個發(fā)展時期。90年代后期進入了第四階段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，采用開放的通信接口，如以太網(wǎng)、高速串口；采用各種相關(guān)的國際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和一系列的事實上的標(biāo)準(zhǔn)；從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統(tǒng)，正隨著計算技術(shù)、通信技術(shù)和編程技術(shù)的發(fā)展，趨向于建立同一硬件平臺，運用同一個操作系統(tǒng)、同一個編程系統(tǒng)，執(zhí)行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。
4.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)合與擴展、具有強烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)科，對于國家經(jīng)濟、科技和國防都具有重要的戰(zhàn)略意義。
三、機電一體化向智能化邁進
20世紀(jì)90年代后期，各主要發(fā)達國家開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新支；另一方面，對機電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時，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)域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)。未來機電一體化的主要發(fā)展方向有：
1.智能化：是21世紀(jì)機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(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，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
3.微型化：興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。
4.綠色化：機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢后能回收利用。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。
5.系統(tǒng)化：其表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能的大大加強，特別是“人格化”發(fā)展引人注目，即未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系。一是如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理，研制各種機電一體化產(chǎn)品。
結(jié)束語：
當(dāng)然，機電一體化的發(fā)展不是孤立的，與機電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也將更加廣闊。
參考文獻：
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1.1優(yōu)化火電廠機械系統(tǒng)依照現(xiàn)代火電廠的機械系統(tǒng)構(gòu)成，其電廠一體化技改工作應(yīng)該把系統(tǒng)優(yōu)化需求當(dāng)作前提，以此實現(xiàn)安全運行以及節(jié)能降耗的技改目標(biāo)。依照我國構(gòu)建節(jié)約型社會的目標(biāo)需求以及我國實施節(jié)能減排的戰(zhàn)略需求，火電廠在進行生產(chǎn)運營中應(yīng)該不斷地采取有效的措施對電力生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備進行優(yōu)化?；痣姀S一體化技改工作應(yīng)該先從優(yōu)化燃燒系統(tǒng)著手，通過應(yīng)用一體化技術(shù)來使污染物排放得到降低，并使鍋爐燃燒效率得到提升，從而使我國節(jié)能減排的最終目標(biāo)得以順利的實現(xiàn)。同時，依照技改工作需求，電廠燃燒系統(tǒng)的一體化應(yīng)該從調(diào)整爐膛溫度、二次風(fēng)量與風(fēng)溫、一次風(fēng)量與風(fēng)溫以及煙氣排放溫度等方面著手，有效地對控制系統(tǒng)中的閉環(huán)控制進行優(yōu)化以及對一體化技術(shù)的具體應(yīng)用，有效地使鍋爐熱效率得到提升，并有效地使氮氧化物的排放量得到降低。在對火電廠進行技改的過程中，不僅要對鍋爐燃燒系統(tǒng)進行優(yōu)化，還要對電除塵優(yōu)化體系、生產(chǎn)實時監(jiān)控體系以及高低壓變頻調(diào)速體系等實施一體化技術(shù)改造與應(yīng)用。同時，還應(yīng)該通過一體化軟件技術(shù)方式與硬件技術(shù)方式，有效地使電廠生產(chǎn)效率得到提升。此外，還應(yīng)該從電廠生產(chǎn)系統(tǒng)的具體情況著手，對軟件技術(shù)、驅(qū)動技術(shù)、傳感技術(shù)、接口技術(shù)、信息處理技術(shù)以及機械本體技術(shù)等進行分析。在對火電廠進行技術(shù)改造的過程中，還應(yīng)該有機地與電廠設(shè)備具體情況和電廠生產(chǎn)的自動化需求進行結(jié)合，從而使電廠節(jié)能效果得到提升，并使電廠技改目標(biāo)得以順利的實現(xiàn)。
1.2構(gòu)建技改評測機制為了保證機電一體化的相關(guān)技改工作目標(biāo)可以順利實現(xiàn)，在對火電廠進行技術(shù)改造的過程中，還應(yīng)該構(gòu)建完善的技改測評機制。基于一體化技術(shù)的具體應(yīng)用及其獲得的效果，電廠在進行電力生產(chǎn)的過程中，應(yīng)該有效地對工作經(jīng)驗、技術(shù)儲備以及人員培訓(xùn)等進行分析，并在該前提下，認(rèn)真地對科學(xué)發(fā)展觀進行落實與貫徹，從而使電廠節(jié)能效果得到提升。同時，依照一體化技改方案以及電廠設(shè)備的具體情況來實施評測以及模擬分析，從而對技改方案的適用性與科學(xué)性進行保證，并對技改目標(biāo)的順利實現(xiàn)進行保證。
1.3火電廠技改工作的相關(guān)原則在火電廠中，依照機電一體化的相關(guān)技術(shù)改造需求，在進行技術(shù)改造的過程中，應(yīng)該嚴(yán)格地遵循技術(shù)改革工作的相關(guān)原則，并把滿足電廠在線控制管理、高效運行以及節(jié)能運行等工作需求當(dāng)作前提，從而使火電廠可以順利地實現(xiàn)自動化需求。在對火電廠進行技術(shù)改造的過程中，不僅要對其機電一體化技改工作進行重視，還應(yīng)該對其投資回報率進行重視。同時，把實現(xiàn)實際應(yīng)用需求當(dāng)作前提，并加強技術(shù)更新、效益分析以及分項執(zhí)行等工作，從而對電廠技改工作的社會效益與經(jīng)濟效益進行保證，并使技改工作目標(biāo)可以更加順利的實現(xiàn)。
2火電廠技改工作的未來發(fā)展
現(xiàn)階段，我國在實施節(jié)能減排戰(zhàn)略的過程中，其火電廠技術(shù)改造工作是實施節(jié)能減排工作的關(guān)鍵。針對火電廠污染物排放以及廠耗等因素的需求，其火電廠應(yīng)該不斷采取有效的措施，促使技術(shù)改造工作可以更加順利地得到開展。通過一體化技術(shù)所具備的優(yōu)勢，促使現(xiàn)代電廠可以順利地實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。最近幾年，我國火電廠的一體化技術(shù)改造工作在一定程度上獲得了很大的發(fā)展與進步，既有效地使電廠能源消耗得到了降低，還有效地使火電廠排放污染物的量得到了降低，從而為我國環(huán)保工作的順利開展提供了堅實的基礎(chǔ)?；谝惑w化技術(shù)的具體應(yīng)用及其獲得的效果，電廠在進行電力生產(chǎn)的過程中，應(yīng)該有效地對工作經(jīng)驗、技術(shù)儲備以及人員培訓(xùn)等進行分析，并在該前提下，認(rèn)真地對科學(xué)發(fā)展觀進行落實與貫徹，從而使電廠節(jié)能效果得到提升，并使電廠技改工作目標(biāo)可以更加順利的實現(xiàn)。
3結(jié)語
【關(guān)鍵詞】煤炭機械機電一體化
煤礦機電一體化技術(shù)在這一時期顯得尤為重要,它使機械、電子技術(shù)和液壓控制技術(shù)有機的結(jié)合,極大地提高了煤礦機械的各種性能,如安全性、經(jīng)濟性、可靠性、操作舒適性以及作業(yè)精度、作業(yè)效率、使用壽命、方便安裝拆除、便于維護等。目前以微機或微處理器為核心的電子(微電腦)控制裝置(系統(tǒng))在煤礦機械中的應(yīng)用已很普及,電子控制技術(shù)已深入到煤礦機械的許多領(lǐng)域,如提升機和采煤機,提升機的PLC系統(tǒng),采煤機的變頻控制系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)操作等,煤礦機械的在線狀態(tài)監(jiān)控與故障自診、故障報警等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,對煤礦機械的性能要求也在不斷提高,電子(微機)控制裝置在煤礦機械上的應(yīng)用將更加廣泛,結(jié)構(gòu)將更加復(fù)雜、維護也將更加專業(yè)化。特別是,隨著我國進口及國產(chǎn)煤礦機械數(shù)量的逐年增加,如何用好,管好這些價格昂貴的煤礦機械,使其發(fā)揮最大的效率,是煤礦機電部門所面臨的一個重要的問題。為幫助煤礦機械使用人員、維修人員、管理人員對煤礦機械中的電氣與電子控制裝置的功能、類別及特性有一些初步的了解和掌握,下面我就這些做一下介紹與淺述。
煤礦生產(chǎn)中,煤礦機械的性能自動化程度及其經(jīng)濟性等可以說直接影響到生產(chǎn);也直接影響到煤礦供電、排水、通風(fēng)、提升等的安全運行。而煤礦機械電氣與電子控制系統(tǒng)部分質(zhì)量的好壞與性能的優(yōu)劣又直接影響到機械的動力性、經(jīng)濟性、可靠性,從而影響施工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及使用壽命等。電子(微電腦)控制系統(tǒng)已成為煤礦現(xiàn)代機械不可缺少的組成部分,同時也是評價煤礦現(xiàn)代機械技術(shù)水平的一個重要依據(jù)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,以及對煤礦機電產(chǎn)品性能要求不斷提高,電子(微電腦)控制系統(tǒng)在煤礦機械中所占的比重越來越大,其功能將會越來越強,應(yīng)用范圍也將越來越廣,而其復(fù)雜程度也隨之提高,這樣就對使用與維修維護這些設(shè)備的煤礦工作人員提出了更高的要求,對煤礦職工的培訓(xùn)工作和對煤礦設(shè)備的管理工作也顯得尤為重要。
煤礦生產(chǎn)施工要求煤礦機械具有以下性能:皮實耐用且維修簡單、生產(chǎn)效率高且節(jié)能降耗,自動化程度高且操作簡單,施工質(zhì)量好,精度高;性能穩(wěn)定,工作可靠,安全性高,使用壽命長;具有較好的經(jīng)濟性,即高的技術(shù)價格比和低的制造與使用成本;工人勞動強度低,操作員的工作條件好;具有在線運行狀態(tài)監(jiān)視,故障自診及自動故障報警功能,能及時準(zhǔn)確地指出故障部位,減少停機維修時間。為適應(yīng)煤礦機械對性能的要求,僅僅依靠機械和液壓技術(shù)的已顯得力不從心。電子(微電腦)控制技術(shù)的發(fā)展就成了煤礦機械的必要選擇。機電一體化是一項新興的技術(shù),將其引入到煤礦機械中,必將會給煤礦機械帶來了新的技術(shù)變革,使其各種性能有了質(zhì)的飛躍。
機電一體化又稱機械電子工程學(xué),是一門跨學(xué)科的綜合性高技術(shù),是由微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、機械技術(shù)、液壓技術(shù)以及其他技術(shù)相互融合而成的一門獨立的交叉學(xué)科。機電一體化技術(shù)從70年代中期開始在國外機械上得到應(yīng)用。80年代以微電子技術(shù)為核心的高新技術(shù)的興起,推動了機械制造技術(shù)的迅速發(fā)展,特別是隨著微型計算機及微處理技術(shù)、傳感與檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)等的發(fā)展及其在機械上的應(yīng)用,極大促進了煤礦機電產(chǎn)品的性能,使煤礦機械進入了一個飛躍的發(fā)展時期。以微電腦或微處理器為核心的電子控制系統(tǒng)在國外機械上的應(yīng)用已相當(dāng)普及,在我國也是發(fā)展的方向,已成為機械高性能的體現(xiàn)。目前機械的電子(微機)控制系統(tǒng)主要用以實現(xiàn)如下功能:
1、在線監(jiān)控、自動報警及故障自診,即對煤礦機械的電動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運行狀態(tài)監(jiān)控,出現(xiàn)故障能動報警并準(zhǔn)確地指出故障的部位,從而改善操作員的工作條件,提高機器的工作效率,簡化設(shè)備維護檢查工作,降低使用維修費用,縮短停機維修時間,延長設(shè)備的使用壽命。如采煤機上變頻器就采用PLC控制,可實現(xiàn)多種在線監(jiān)控和故障自診,還有煤礦用各種電器設(shè)備也越來越智能化。
2、節(jié)能降耗,提高生產(chǎn)效率
例如井下使用的膠帶輸送機、通風(fēng)機、提升機等,使用變頻起動、PLC控制系統(tǒng),節(jié)電量就為30%左右,同時生產(chǎn)效率也大大提高。
3、自動化或半自動化程度的提高
煤礦機械實現(xiàn)自動化或半自動化控制,可以減輕操作者的勞動強度,提高生產(chǎn)效率,并減少因操作者的經(jīng)驗不足,對作業(yè)精度的影響。例如,冀中能源黃沙礦2009年投入使用的一整套薄煤綜采設(shè)備,由我國北京天地瑪坷電液控制系統(tǒng)有限公司與德國MARCO公司合作生產(chǎn)的PM31型液壓支架電液控制系統(tǒng),就是微電腦控制,只要在支架操作控制器上輸入程序,支架使會自動連續(xù)動作,也可實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制和工作面無人操作。超級秘書網(wǎng)
4、其他應(yīng)用
自電子技術(shù)一問世,電子技術(shù)與機械技術(shù)的結(jié)合就開始了,只是出現(xiàn)了半導(dǎo)體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,"機電一體化"技術(shù)之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意.
(一)"機電一體化"的發(fā)展歷程
1.數(shù)控機床的問世,寫下了"機電一體化"歷史的第一頁;
2.微電子技術(shù)為"機電一體化''''''''帶來勃勃生機;
3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機電一體化"提供了堅強基礎(chǔ);
4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使"機電一體化"躍上新臺階.
(二)"機電一體化"發(fā)展趨勢
1.光機電一體化.一般的機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此,引進光學(xué)技術(shù),實現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點是能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機電一體化是機電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢.
2.自律分配系統(tǒng)化——柔性化.未來的機電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。
3.全息系統(tǒng)化——智能化。今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。
4.“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定，但在動態(tài)(工作)時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時，生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構(gòu)可為機電一體化產(chǎn)品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”，而生物的特點是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割?？磥?，機電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長的道路要走。
5.微型機電化——微型化。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當(dāng)將這一成果用于實際產(chǎn)品時，就沒有必要區(qū)分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”，機體、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機械學(xué)是機電一體化的重要發(fā)展方向。
二、典型的機電一體化產(chǎn)品
機電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機)和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機床、機器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD／CAM系統(tǒng)等。典型的機電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構(gòu)等。這些典型的機電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、市場前景分析從略。
三、北京發(fā)展“機電一體化”而臨的形勢和任務(wù)
機電一體化工作主要包括兩個層次：一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，其目的是節(jié)能、節(jié)材，提高工效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進步提高一步；二是開發(fā)自動化、數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品，促進產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深層次工作。
(一)北京“機電一體化”工作面臨的形勢
1.北京用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，有難度
(1)在700余家北京市屬工業(yè)系統(tǒng)的企業(yè)中，有60%以上的企業(yè)用微電子技術(shù)改造機床設(shè)備、工業(yè)窯爐、風(fēng)機電泵、生產(chǎn)過程的任務(wù)還未完成需要量的一半。
(2)北京工業(yè)系統(tǒng)還有2000余臺機床設(shè)備亟需用微電子技術(shù)進行改造；在已改造的近6500臺機床設(shè)備中，大約有15%需進一步改造。
(3)北京工業(yè)系統(tǒng)尚有近250座工業(yè)爐窯亟需用電子信息技術(shù)進行改造；且610座已改造過的工業(yè)爐窯也很有進一步應(yīng)用模糊技術(shù)進行二次改造的必要。
(4)北京工業(yè)系統(tǒng)CAD應(yīng)用還有較大差距。目前，北京工業(yè)品設(shè)計，CAD應(yīng)用率僅17%(而美、日等國已超過85%；國內(nèi)先進地區(qū)也超過了30%)；CAD的覆蓋率才達到11%(而全國CAD應(yīng)用工程領(lǐng)導(dǎo)小組指出，“八五”期間大中型企業(yè)要達到35%，中小型骨干企業(yè)要達到15%—20%；到“九五”時，按國務(wù)委員宋健的要求，基本上要甩掉繪圖板)。
(5)北京工業(yè)系統(tǒng)共有改造價值的各種風(fēng)機電泵裝機容量50萬千瓦，尚49萬多千瓦用變調(diào)速技術(shù)進行改造的任務(wù)，占總?cè)蝿?wù)量的99.5%左右。
(6)工業(yè)是全市能源消耗大戶。1992年，北京工業(yè)系統(tǒng)占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個能源嚴(yán)重缺乏的城市，1992年北京工業(yè)系統(tǒng)萬元產(chǎn)值能耗折合標(biāo)煤為2.47噸，比上海的1.57噸高57%，比天津的2.15噸高14%，比先進的工業(yè)化國家高近9倍。因此，北京工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能降耗的任務(wù)非常重，而電力電子技術(shù)是節(jié)能降耗的王牌。
2.北京用機電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場占有率的呼聲高，有壓力。北京市的工業(yè)產(chǎn)品大約有3萬種，每年約開發(fā)試制新產(chǎn)品3000種，更新周期很長。由于更新?lián)Q代速度跟不上市場變化的需要，影響了北京工業(yè)產(chǎn)品的競爭能力。
1993年，北京市工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)的機電一體化產(chǎn)品約837種，在當(dāng)年生產(chǎn)的產(chǎn)品品種總數(shù)中僅占7.8%左右。其中：機械局系統(tǒng)主要產(chǎn)品約1200種，機電一體化產(chǎn)品不到150種機電一體化產(chǎn)品所占比例僅4%強；儀器儀表總公司系統(tǒng)主要產(chǎn)品350種，機電一體化產(chǎn)品210種，機電一體化產(chǎn)品所占比例為60%；輕工系統(tǒng)主要產(chǎn)品總數(shù)為649種，機電一體化、智能化產(chǎn)品15種，機電一體化、智能化產(chǎn)品所占比例約2.3%；汽車工業(yè)總公司系統(tǒng)平均每輛汽車的總成本為3.5萬元，每輛汽車平均裝用電子產(chǎn)品的費用約300元，不是總成本的1%；與國外約28%的先進水平相差甚遠(yuǎn)；與國內(nèi)先進水平相差一半左右。
3.北京用機電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重，有意義。在北京工業(yè)系統(tǒng)中，能耗、耗水大戶，對環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重，且不少地處城區(qū)和近郊區(qū)。近年來北京的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領(lǐng)導(dǎo)部門的政出多門問題，有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問題，但不可否認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè)，優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這就是發(fā)展機電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機電一體化產(chǎn)品。機電一體化產(chǎn)品功能強、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場需要和用戶反映時產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革，而無須改換設(shè)備。這是解決機電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時，可為傳統(tǒng)的機械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機械生產(chǎn)從繁重的體力勞動中解脫出來，實現(xiàn)文明生產(chǎn)。
另外，從市場需求的角度看，由于我國研制、開發(fā)機電一體化產(chǎn)品的歷史不長，差距較大，許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求，每年進口量都比較大，因此亟需發(fā)展。
(二)北京“機電一體化”工作的任務(wù)
北京在機電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開發(fā)機電一體化產(chǎn)品，促進機電產(chǎn)品的更新?lián)Q代。總的目的是促進機電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻。
1.北京應(yīng)用機電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作重點
(1)大力采用模糊技術(shù)，工業(yè)爐窯改造應(yīng)上新臺階
國內(nèi)外成功的范例表明，應(yīng)用模糊技術(shù)改造工業(yè)爐窯比單純用計算機和PID技術(shù)好的多。因此，我們建議今后北京在改造工業(yè)爐窯時要大力推廣應(yīng)用模糊技術(shù)，到2000年，對應(yīng)該進行改造但尚未改造的近250座工業(yè)爐窯要用模糊技術(shù)等先進電子信息技術(shù)改造完畢，其中采用模糊技術(shù)改造要在80%。
(2)積極采用數(shù)控技術(shù)，機床高備改造要達新水平
對機床設(shè)備的改造重點應(yīng)放在經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用上。根據(jù)需要和可能，到1995年，北京應(yīng)該改造的機床設(shè)備(8420臺)的改造率要達80%以上，到本世紀(jì)末要改造完畢。
(3)努力推廣變頻調(diào)速技術(shù)，風(fēng)機電泵改造要攀新高度
風(fēng)機、電泵采用變頻調(diào)速后一般可節(jié)電20%以上，效果十分顯著。因此，在今后幾乎，北京要把交流變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用作為重點來抓。到1995年，應(yīng)該采用變頻調(diào)速技術(shù)改造的風(fēng)機、電泵要改造完60%；到本世紀(jì)末，北京的風(fēng)機、電泵和其它調(diào)速電機要普遍；采用先進的變頻調(diào)速技術(shù)。
(4)優(yōu)先應(yīng)用CAD／CAM技術(shù)，工業(yè)設(shè)計水平提高要有新目標(biāo)
北京工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代慢，設(shè)計工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前，北京工業(yè)系統(tǒng)CAD的應(yīng)用率為17%，CAD的覆蓋率為11%，到1995年應(yīng)分別達到20%和15%，本世紀(jì)末，要力爭分別達到55%和45%。
2.北京機電一體化產(chǎn)品開發(fā)的奮斗目標(biāo)
(1)總體目標(biāo)：到1995年全市的機電一體化產(chǎn)品數(shù)應(yīng)不少于800種，2000年，應(yīng)不少于2000種，機電產(chǎn)品的機電一體化率分別達到25%和60%。
(2)單項目標(biāo)：
機床數(shù)控化率：1995年，產(chǎn)量數(shù)控化率達5%，產(chǎn)值數(shù)控化率達16%；2000年，分別達12%和40%。
汽車電子化程度：1995年，平均每輛汽車上裝用和電子產(chǎn)品的費用不少于1000元，在整車成本中所占比例不低于3%；到2000年分別不少于3000元，不低于8%。
PLC的開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間，開發(fā)能力要穩(wěn)居全國首位；“九五”北京要成為全國主要的PLC生產(chǎn)基地之一。
“電力電子”開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產(chǎn)技術(shù)和第三代電力電子器件的開發(fā)技術(shù)?！熬盼濉逼陂g第三代電力電子器件的生產(chǎn)要形成經(jīng)濟批量。在電力電子產(chǎn)品應(yīng)用方面，“八五”期間，開關(guān)電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產(chǎn)品；交流變頻調(diào)速裝置要達到批量生產(chǎn)程度；高頻電子鎮(zhèn)流器要能出口創(chuàng)匯；“九五”，北京要形成一個具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產(chǎn)、開發(fā)、推廣綜合配套能力的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。
模糊控制器的開發(fā)生產(chǎn)能力：“八五”要把北京建成全國模糊技術(shù)控制器的開發(fā)生產(chǎn)基地，開發(fā)出用于工業(yè)爐窯改造，壓力、溫度、流量控制的模糊技術(shù)控制系統(tǒng)典型產(chǎn)品來；交逐步將模糊技術(shù)應(yīng)用于家用電器中。1995年，空調(diào)器、洗衣機、電冰箱、吸塵器、電風(fēng)扇等家用電器產(chǎn)品模糊控制器的普及率要分別達到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀(jì)末，北京家用電器模糊技術(shù)普及率要達到50%以上。
其它機電一體化產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)能力：微機控制多色印刷機要穩(wěn)居全國第一；電子醫(yī)療儀器的開發(fā)、生產(chǎn)爭取在“八五”有較大突破，“九五”在品種和產(chǎn)量上全國領(lǐng)先；在“八五”期間，以30萬千瓦汽輪發(fā)電機組為代表的發(fā)電設(shè)備要形成綜合配套能力，打出規(guī)模效益來；數(shù)字化、智能化儀器儀表，自動化裝置要上品種、上批量……
總之，機電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力，又是開啟北京機電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機電一體化”發(fā)展兩方面的目標(biāo)，那么，到本世紀(jì)末，北京就會形成一個銷售額超過200億元的機電一體化產(chǎn)業(yè)。其中，數(shù)控機床、機電一體化印刷系統(tǒng)、新型電子醫(yī)療設(shè)備和數(shù)字化智能化儀器儀表等機電一體化裝備銷售額可超過150億元；“電力電子”的銷售額可超過20億元；PLC模糊控制器等銷售額可超過15億元；汽車電子化、自動化智能化輕工民用電器產(chǎn)品銷售額可超過25億元。機電一體化產(chǎn)業(yè)不僅是北京高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主力軍，也是機電行業(yè)停工、待產(chǎn)、明虧、潛虧企業(yè)的出路所在。
四、北京發(fā)展“機電一體化”的對策
(一)加強統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計劃
目前，北京地區(qū)從事“機電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套發(fā)展策略和計是。同時，市政府各有關(guān)委、辦、局(總公司)也有不少相應(yīng)的發(fā)展計劃與規(guī)劃。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制，難免只考慮局部利益，市政府各主管部門的有關(guān)計劃和規(guī)劃，也有統(tǒng)一考慮不足，統(tǒng)籌安排不夠的問題，全市缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，建議市政府責(zé)成有關(guān)機構(gòu)在進行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出北京統(tǒng)管全局的“機電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計劃和規(guī)劃，避免開發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車!
(二)強化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會”作用
目前，北京“機電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，北京有必要明確一個“機電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機構(gòu)，根據(jù)目前國家政治體制改革和經(jīng)濟體制改革的精神，以及機電一體化行業(yè)特點，我們建議，盡快加強北京機電一體化協(xié)會的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能。
“協(xié)會”要進一步擴大領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)——理事會的代表層面和復(fù)蓋面，要加強辦公室、秘書處的建設(shè)；要通過其精明干練的辦事機構(gòu)、經(jīng)濟實體，組織“行業(yè)”發(fā)展計劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制；指導(dǎo)行業(yè)布點布局的調(diào)整，進行發(fā)展突破口的選擇，抓好重點工程的試點和有關(guān)項目的發(fā)標(biāo)、招標(biāo)工作……
(三)優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度
優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾，造成一種社會上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機電一體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到北京投資發(fā)展“機電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便；盡可能為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開綠燈；盡力為開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。
增大支持力度，在技術(shù)政策上，要嚴(yán)格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展，對未采用機電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強制淘汰；大力提倡用機電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行改造，對有關(guān)機電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造，對有關(guān)技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用項目優(yōu)先立項、優(yōu)先支持，對在技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進行表彰獎勵等。
在經(jīng)濟政策上，要多給機電一體化科研攻關(guān)課題、開發(fā)應(yīng)用項目利用科技專項基金和科技三項費用的機會；銀行發(fā)設(shè)貸款要多向機電一體化技術(shù)改進、生產(chǎn)合資和機電一體化產(chǎn)業(yè)規(guī)?；ㄔO(shè)項目上傾斜；成立“機電一體化”發(fā)展基金，支持機電一體化生產(chǎn)發(fā)展等。
(四)突出發(fā)展重點，兼顧“兩個層次”
機電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)蓋面非常廣，而我們的財力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時不能面面俱到、平鋪直敘，而應(yīng)分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作，即用電子信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行改造，在傳統(tǒng)的機電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置，使“機械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計之初，就把“機械”與“電子”統(tǒng)一起來進行考慮，使“機械”與“電子”密不可分，深度結(jié)合，生產(chǎn)出來的新產(chǎn)品起碼正做到機電一體化。
我們認(rèn)為，北京“機電一體化”發(fā)展，當(dāng)務(wù)之急，重中之重是：
抓緊開發(fā)生產(chǎn)GTO、GTR、VDMOS等新型電力電子器件及其應(yīng)用裝置——交流變頻調(diào)速器、逆變焊機、高頻電子鎮(zhèn)流器等，用電力電子技術(shù)進行的節(jié)能、節(jié)材為主要目的的技術(shù)改造；
抓緊推廣應(yīng)用經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)，改造機床設(shè)備；開發(fā)生產(chǎn)低、中檔數(shù)控系統(tǒng)；
煤礦機電設(shè)備管理部門的管理人員和相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)沒有較強的設(shè)備質(zhì)量安全管理意識，對機電設(shè)備的管理工作重視程度不高，或者管理工作不到位，使設(shè)備在長期使用后出現(xiàn)老化的質(zhì)量問題，再加上日常維護和工業(yè)大學(xué)機械制造專業(yè)，現(xiàn)任陜西銀河煤業(yè)開發(fā)有限公司副總工程師。養(yǎng)工作的缺乏，這就容易使設(shè)備發(fā)生故障，增加生產(chǎn)中的安全隱患，進而影響作業(yè)的安全性和生產(chǎn)效率。
2機電一體化條件下煤礦設(shè)備管理策略
2．1更新管理理念，強化煤礦設(shè)備質(zhì)量和安全管理意識和責(zé)任感安全生產(chǎn)和質(zhì)量是現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)和煤礦開采作業(yè)中的重要因素，要重視煤礦設(shè)備管理人員和煤礦生產(chǎn)職工的主觀能動性和思想認(rèn)識水平，企業(yè)應(yīng)該加強從業(yè)人員的安全知識教育和安全作業(yè)技能培訓(xùn)，增強煤礦設(shè)備管理人員的安全管理意識和責(zé)任感，鼓動全員參與到設(shè)備安全管理和質(zhì)量管理中，這樣既能夠提升煤礦全體人員的安全生產(chǎn)意識和質(zhì)量意識，又可以提高煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)水平，從而避免煤礦設(shè)備產(chǎn)生安全隱患，防止重大安全事故發(fā)生，提高煤礦生產(chǎn)效率。
2．2加強煤礦設(shè)備日常維護和保養(yǎng)工作，做好故障預(yù)防、檢修工作為了減少煤礦機電設(shè)備故障和安全事故的發(fā)生，需要企業(yè)加強機電設(shè)備的日常維護和保養(yǎng)工作，尤其加大對機電設(shè)備故障的事前預(yù)防檢修和定期維修工作力度，要加強對設(shè)備的防潮、防塵與防腐措施，不斷采用先進的在線故障檢測技術(shù)和方法，通過對煤礦機電設(shè)備正常運行狀態(tài)的預(yù)測和基于模型的故障預(yù)測、診斷與檢修，防患于未然，有效防止煤礦生產(chǎn)設(shè)備的損壞，減少設(shè)備故障現(xiàn)象的發(fā)生，減輕設(shè)備故障事后的檢修人員勞動強度，節(jié)省設(shè)備檢修成本，提高設(shè)備故障檢修效率，保證煤礦生產(chǎn)的連續(xù)性和效率，推進現(xiàn)代煤礦企業(yè)設(shè)備管理的科學(xué)化，提高煤礦機電設(shè)備綜合管理水平。
2．3加大科技投入，大力進行技術(shù)革新，提高煤礦企業(yè)的市場競爭力加強技術(shù)革新是煤礦企業(yè)發(fā)展的必然趨勢。煤礦企業(yè)應(yīng)該加大科技投入，大力進行技術(shù)革新，轉(zhuǎn)變煤礦生產(chǎn)模式和經(jīng)濟增長方式，以先進的生產(chǎn)技術(shù)、新材料、新生產(chǎn)設(shè)備來提高煤礦生產(chǎn)量和煤炭質(zhì)量，將科技技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為競爭優(yōu)勢，從而依靠科技提高企業(yè)自身的市場競爭力和經(jīng)濟效益，不斷促進企業(yè)持續(xù)、健康的發(fā)展。
（一）不完善的教學(xué)條件
在我國，大部分中職院校中，雖然擁有基本的專業(yè)課程以及相關(guān)的實訓(xùn)條件。但是，大多數(shù)的中職院校的教學(xué)模式傾向于：驗證性。缺少大型綜合性的機電一體化實驗課程，即：缺少機電一體化專業(yè)的綜合性以及針對性。從而嚴(yán)重影響到了機電一體化專業(yè)的實踐能力的培養(yǎng)。所以，針對不完善的教學(xué)條件現(xiàn)狀，中職院校可以采用與小型企業(yè)合作的方式，進而實現(xiàn)本專業(yè)學(xué)生的實踐能力的提高。
（二）師資力量薄弱
在中職院校中，很少有“雙師型”教師，即使是有，存在的比例也相對較小。而對于專業(yè)的理論教師來說，他們并沒有足夠的能力進行實訓(xùn)教學(xué)。所以，中職院?？梢圆捎闷赣闷髽I(yè)的高資歷的員工對學(xué)生進行相關(guān)的實踐培訓(xùn)內(nèi)容。
（三）沒有進行系統(tǒng)的專業(yè)定位
在我國部分中職院校中，并沒有制定系統(tǒng)的專業(yè)定位。嚴(yán)格意義上來說，電子與機械不能作為一個學(xué)科來學(xué)習(xí)的。而對于中職學(xué)生來說，在三年之內(nèi)，準(zhǔn)確掌握兩個學(xué)科的所有知識，是不科學(xué)的。從理論的基礎(chǔ)上而言，應(yīng)該制定一個側(cè)重面，或以機為主，或以電為主。
二、專業(yè)改革與專業(yè)課程課程體系構(gòu)建
（一）重新構(gòu)建專業(yè)課程體系
大學(xué)的課程體系的建設(shè)要在專業(yè)教育的特征開始，要根據(jù)職位必須具備的知識與能力進行。應(yīng)該把知識的運用作為重點，針對課程進行升級和調(diào)整，全面思考和中職的聯(lián)系，防止重復(fù)。課程體系在建設(shè)的過程中，應(yīng)該遵循以下幾點：首先，把要培育的對象分解到各個教學(xué)模塊單元。并且要明確各個教學(xué)模塊單元能夠承受的職能以及需要培育的知識與能力。其次，應(yīng)該調(diào)整好教學(xué)模塊間互相重復(fù)和交叉的知識。綜合化的課程應(yīng)該重點培育綜合運用知識的能力。再次，理論教學(xué)和實踐教學(xué)應(yīng)該有機的結(jié)合在一起。應(yīng)該運用“講練式”的現(xiàn)場教學(xué)或者“啟發(fā)式”的教學(xué)方式。最后，課程的整體設(shè)置比較注重針對性與實用性，而不是理論知識的完善性與系統(tǒng)性。綜上所述，專業(yè)的課程體系分為兩方面，即綜合化系列的課程與專門化模塊課程。1.綜合化系列課程（1）機械制圖，具體包括原來機械制圖的內(nèi)容，以及添加了計算機協(xié)助繪圖的內(nèi)容。讓學(xué)生把制圖、尺寸標(biāo)注以及公差標(biāo)注結(jié)合在一起。（2）機械設(shè)計基礎(chǔ)，包括三部分，即工程力學(xué)、金屬材料和熱處理以及機械原理。這個課程重點是培育學(xué)生與機械工程有關(guān)的基礎(chǔ)知識與能力。（3）傳感器技術(shù)，具體包括三部分，即傳感器的類型、運用以及原理。（4）計算機應(yīng)用技術(shù)，包括三個方面，即計算機的原理、編程以及資料的處理。（5）機電一體化系統(tǒng)設(shè)計，包括三部分，即商品設(shè)計的方式、系統(tǒng)的設(shè)計實例以及掌控的形式與策略。2.專門化模塊課程專門化模塊通常是依照設(shè)置的方向，融合本專業(yè)的發(fā)展情況和對人才需要的狀況，在畢業(yè)實習(xí)期間完成。此模塊完成的核心是，在就業(yè)之前進行相關(guān)培訓(xùn)，為之后的工作打下較好的基礎(chǔ)，并且要明確實踐性和全面性。師資、設(shè)備符合條件的學(xué)校，在學(xué)校期間就應(yīng)該完成這個模塊。在完成的過程中，應(yīng)該把學(xué)生分為幾個專業(yè)的合作小組，學(xué)生可以隨意進入各個小組。各個合作組需要完成一個子課題。而子課題根據(jù)本質(zhì)的不同能夠分為生產(chǎn)加工型、開發(fā)設(shè)計型以及生產(chǎn)綜合型這三方面。師資、設(shè)備不符合條件的學(xué)校，應(yīng)該和企業(yè)合作，將專業(yè)化的模塊放入企業(yè)中來實行。使得老師和企業(yè)員工依照企業(yè)的狀況，共同完成模塊課程的開發(fā)和教學(xué)。
（二）實踐教學(xué)課時設(shè)置原則
1.1課程體系開發(fā)理念與思路機電一體化技術(shù)專業(yè)課程體系從專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，以就業(yè)為導(dǎo)向，基礎(chǔ)知識以“必需、夠用”為度，專業(yè)知識強調(diào)針對性和實用性，對課程內(nèi)容進行優(yōu)化整合，加強實踐教學(xué)內(nèi)容，以應(yīng)用技能和基本素質(zhì)培養(yǎng)為主線，構(gòu)建與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)相適應(yīng)的課程體系，培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才，以適應(yīng)現(xiàn)代社會的需要。機電一體化專業(yè)的人才培養(yǎng)目標(biāo)是面向地方人才需求，服務(wù)現(xiàn)代制造行業(yè)（企業(yè)），培養(yǎng)適應(yīng)生產(chǎn)、管理和服務(wù)第一線需要，具有良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神，具備完成機械加工、機床電氣系統(tǒng)的故障診斷與維修、自動化生產(chǎn)線的組裝與調(diào)試工作的能力；主要從事機械零部件簡單設(shè)計、加工與工藝編制、機床電氣系統(tǒng)的故障診斷與維修、自動化生產(chǎn)線的安裝、調(diào)試、操作與維修工作的高素質(zhì)技能型專門人才，課程的開發(fā)思路見圖1。①通過企業(yè)調(diào)研，網(wǎng)上招聘調(diào)查及召開研討會等方式了解當(dāng)前社會對人才的需要情況，確定機電一體化技術(shù)專業(yè)的工作崗位；②對機電專業(yè)的職業(yè)崗位及崗位所對應(yīng)的主要工作任務(wù)進行分析；③結(jié)合機電企業(yè)、行業(yè)生產(chǎn)任務(wù)和學(xué)校已具備的教學(xué)條件，提煉典型工作任務(wù)；④根據(jù)典型的工作任務(wù)確定學(xué)習(xí)領(lǐng)域，即所學(xué)課程。圍繞上述人才培養(yǎng)目標(biāo)，根據(jù)機電技術(shù)領(lǐng)域和機電行業(yè)（企業(yè)）的工作任務(wù)的要求，參照機電相關(guān)的職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)，與行業(yè)企業(yè)共同開發(fā)符合機電職業(yè)崗位的學(xué)習(xí)領(lǐng)域，確定教學(xué)內(nèi)容，合理選擇工作任務(wù)，設(shè)計若干教學(xué)項目，將相關(guān)知識、技能、素質(zhì)按照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和職業(yè)成長規(guī)律，由易到難，由單一到復(fù)雜融于各教學(xué)項目，通過對各教學(xué)項目的學(xué)習(xí)，實現(xiàn)知識、技能、素質(zhì)同步提高，培養(yǎng)學(xué)生相關(guān)專業(yè)技能。機電一體化專業(yè)工作崗位及主要工作任務(wù)如表1所示。
1.2課程體系設(shè)置機電一體化技術(shù)專業(yè)是一門跨學(xué)科的綜合性專業(yè)，因此專業(yè)課程設(shè)置必須是綜合的，課程設(shè)置應(yīng)與專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)一致，以就業(yè)為主導(dǎo)，設(shè)置六門左右的的專業(yè)核心課程，使學(xué)生通過學(xué)習(xí)專業(yè)核心課程，能熟悉本專業(yè)的培養(yǎng)方向，形成有特點的機電專業(yè)課程體系，如表2所示。其中，一般專業(yè)課為學(xué)習(xí)專業(yè)核心課提供必須、夠用的理論基礎(chǔ)。專業(yè)核心課培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力，實踐技能課強化學(xué)生的基本技能和綜合運用知識的能力，比如通過《焊接與萬用表組裝實訓(xùn)》課程學(xué)習(xí)，既可以提高學(xué)生的焊接技能，又可以讓學(xué)生熟悉電子產(chǎn)品制作與調(diào)試的過程。通過頂崗實習(xí)，幫助學(xué)生將知識、技能融會貫通，形成職業(yè)崗位能力。素質(zhì)拓展課主要是拓寬學(xué)生的專業(yè)視野、為職業(yè)能力遷移和可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
2專業(yè)課程改革
2.1教學(xué)內(nèi)容的改革教學(xué)內(nèi)容主要抓機電專業(yè)的特點，理論以夠用為標(biāo)準(zhǔn)，少講原理等枯燥的內(nèi)容，加大實踐教學(xué)環(huán)節(jié)課時，注重分析問題和解決問題能力的培養(yǎng)，并且使學(xué)生的實踐操作更接近企業(yè)的實際操作標(biāo)準(zhǔn)。例如將《電氣控制技術(shù)》、《電力拖動基礎(chǔ)》與《傳感器與檢測技術(shù)》等課程整合為《單元電氣控制電路分析與制作》。精講常用的理論知識，以實踐操作為主，讓學(xué)生在操作過程中獲得更多知識和能力。將《機械制圖》和《AutoCAD》課程進行整合為《機械制圖及CAD》，讓學(xué)生在手工繪圖的同時，學(xué)會計算機輔助繪圖，學(xué)生可以通過計算機繪圖更好地驗證所學(xué)理論知識的正確性。將《電工電子技術(shù)》拆分為《電工基礎(chǔ)》和《單元電子電路分析與調(diào)試》，不但加大課程實踐操作課時，而且增加了學(xué)生電子產(chǎn)品制作的內(nèi)容，使理論和實踐更加緊密的結(jié)合起來。
2.2教學(xué)方法的改革
2.2.1教、學(xué)、做一體化教學(xué)方法《單元電氣控制電路分析與制作》課程主要是培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)的電氣控制電路設(shè)計能力、電氣接線能力與電氣線路故障查找能力，此課程采用教、學(xué)、做一體化方法來教學(xué)。例如：對三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路，老師先對三相異步電動機正反轉(zhuǎn)工作原理進行簡單介紹，然后學(xué)生根據(jù)基本的“三相異步電動機全壓起動單相運轉(zhuǎn)控制電路”來設(shè)出“三相異步電動機正反轉(zhuǎn)控制電路”，老師然后完善電路，學(xué)生根據(jù)設(shè)計出的電路現(xiàn)場實際接線，最后通過同組互檢，沒問題可以通電，檢查三相異步電動機的轉(zhuǎn)動方向變化情況。
2.2.2項目式教學(xué)方法［3］《械制圖及CAD》課程主要培養(yǎng)學(xué)生的機械樣圖的繪制和識圖能力，也是企業(yè)技術(shù)人員必備的一項技能。可以按照企業(yè)的工作過程，把課程內(nèi)容拆分為幾個項目，每個項目下可以有幾個子項目———任務(wù)，主要項目見表3，項目由簡單到復(fù)雜，知識點循序漸進、由淺入深、由易到難，項目的合理性決定了學(xué)生能力的培養(yǎng)和教學(xué)效果。
2.2.3討論式教學(xué)方法為了配合機電專業(yè)課改革，學(xué)校為專業(yè)課改革建立專業(yè)化教室，專業(yè)化教室的布置與傳統(tǒng)教室不同，采用六邊形課桌，每6個人一組。老師講述基本理論后，布置任務(wù)讓學(xué)生分組討論，每組推薦一名同學(xué)提交小組討論結(jié)果，讓全體同學(xué)再進行討論，最后選定出優(yōu)質(zhì)的實施方案。