時間：2023-03-16 17:18:26
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1)對課程培養目標應該從以前的理論考試衡量轉變為實踐動手能力的考核，課程的最終目標轉變為能就業、好就業。在具體實施上可以按照我校“基于工作過程和工作情景”的觀點，對理論課程的內容進行調整，理論知識與實際工作要求要聯系緊密，實際工作中用不到的知識點或理論公式就可以省去，其中心思想是論知識夠用和實用。
2)本系實驗室資源有限，加強校企合作，本系實驗室有數控車床維修裝置、數控銑床維修裝置，此設備應用范圍較廣，可用于數控編程，變頻器，機床維修等課程實驗，此設備可以調節數控裝置參數，變頻器參數，及簡單的故障設置，但是對機床電氣部分無法設置故障，而這正是本門課程的基礎，在維修上應先強電后弱電，先維修電氣強電，再維修數控參數弱電。本課程可以利用我校機械系的數控專業實驗室來彌補這方面的不足，但也需要領導的支持。此外，借助我校地區工業企業眾多的優勢，繼續落實企業實訓，像以前的北方動力公司及機床廠等單位，在企業參與制造、維修等實際工作。
3)在職業教育中著手落實兩證，尤其是職業資格證，近年來國家教育部對高職教育提出很多要求，其中最主要的是高職學生要有職業資格證，換句話說高職學生畢業后要能勝任工作崗位，現在的本科教育也在提應用型本科，作為高職院校壓力劇增，因為這樣高職院校就失去了優勢，所以作為高職院校需要繼續發揮自己的優勢，加強職業培養才能在競爭中處于不敗，落實的方法在我校具體有幾各方面，首先重實踐，在課程安排方面進一步提高實踐課時，壓縮理論課時。課堂上課環境接近現場教學。其次每學期都組織技能大賽學生進行實踐比拼。再次系里對每一級學生進行職業資格培訓并組織考試，百分之80以上同學都能拿到職業資格證，對于學有余力和興趣的同學，還鼓勵報其他系的職業資格培訓，到畢業時拿到多個職業資格證。這樣既提高了學生學習的興趣，也提高了教學效果。
2教學模式的設計
本課程在理論課程上可以從以下幾方面進行探索
1)在課時安排上本課程在最后一學年學習，由于頂崗實習占用時間，本課程總的課時只有48學時，以前的課時安排理論課40學時，實驗課8學時?，F在改進后理論課時縮小到32學時，實踐課時增加到16學時，在課程排課上從原來一次兩節課，改變為實驗課時連上4節，這樣避免學習完理論課后要隔一段時間才能實踐的弊端，前兩節理論課，后兩節課立刻實踐，加強了知識的連貫性，便于學生操作理解。本課程《數控機床故障診斷與維修》總學安排具體如下表。
2)教案設計時需要理論與實踐知識融合，從以前的老的知識點到現在實例現場，整個體系都發生變化，對老師的要求也越來越高，老師不但要會理論還要會現場操作，教案也要按照實踐項目來編寫，例如機床電氣連接，先簡單介紹機床上的電器，通過實際演示了解其作用后，再詳細介紹其工作原理，這樣學生學習起來就有了興趣。
3)教學的層次安排，以前理論教學都遵循由簡單到復雜，現在實踐教學中也遵循這一規律，先由認識機床到使用機床再到簡單故障，最后設置綜合故障。例如在了解機床電氣設備后，先設置單一的電氣故障，再設置電氣與軟件參數綜合故障，這樣循序漸進學生才能掌握好知識。
4)教學形式上，可以采用多種形式，如課堂討論法，案例法，小組教學法等，讓學生積極地參與到課堂上，調動他們的積極性與主動性。
在我國，大部分中職院校中，雖然擁有基本的專業課程以及相關的實訓條件。但是，大多數的中職院校的教學模式傾向于：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的綜合性以及針對性。從而嚴重影響到了機電一體化專業的實踐能力的培養。所以，針對不完善的教學條件現狀，中職院?？梢圆捎门c小型企業合作的方式，進而實現本專業學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。而對于專業的理論教師來說，他們并沒有足夠的能力進行實訓教學。所以，中職院?？梢圆捎闷赣闷髽I的高資歷的員工對學生進行相關的實踐培訓內容。
（三）沒有進行系統的專業定位
在我國部分中職院校中，并沒有制定系統的專業定位。嚴格意義上來說，電子與機械不能作為一個學科來學習的。而對于中職學生來說，在三年之內，準確掌握兩個學科的所有知識，是不科學的。從理論的基礎上而言，應該制定一個側重面，或以機為主，或以電為主。
二、專業改革與專業課程課程體系構建
（一）重新構建專業課程體系
大學的課程體系的建設要在專業教育的特征開始，要根據職位必須具備的知識與能力進行。應該把知識的運用作為重點，針對課程進行升級和調整，全面思考和中職的聯系，防止重復。課程體系在建設的過程中，應該遵循以下幾點：首先，把要培育的對象分解到各個教學模塊單元。并且要明確各個教學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，應該調整好教學模塊間互相重復和交叉的知識。綜合化的課程應該重點培育綜合運用知識的能力。再次，理論教學和實踐教學應該有機的結合在一起。應該運用“講練式”的現場教學或者“啟發式”的教學方式。最后，課程的整體設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性。綜上所述，專業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容，以及添加了計算機協助繪圖的內容。讓學生把制圖、尺寸標注以及公差標注結合在一起。（2）機械設計基礎，包括三部分，即工程力學、金屬材料和熱處理以及機械原理。這個課程重點是培育學生與機械工程有關的基礎知識與能力。（3）傳感器技術，具體包括三部分，即傳感器的類型、運用以及原理。（4）計算機應用技術，包括三個方面，即計算機的原理、編程以及資料的處理。（5）機電一體化系統設計，包括三部分，即商品設計的方式、系統的設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置的方向，融合本專業的發展情況和對人才需要的狀況，在畢業實習期間完成。此模塊完成的核心是，在就業之前進行相關培訓，為之后的工作打下較好的基礎，并且要明確實踐性和全面性。師資、設備符合條件的學校，在學校期間就應該完成這個模塊。在完成的過程中，應該把學生分為幾個專業的合作小組，學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。而子課題根據本質的不同能夠分為生產加工型、開發設計型以及生產綜合型這三方面。師資、設備不符合條件的學校，應該和企業合作，將專業化的模塊放入企業中來實行。使得老師和企業員工依照企業的狀況，共同完成模塊課程的開發和教學。
《機電一體化系統設計》是一門面向機械設計制造類專業所開設的專業綜合特色課程，是集機械、電子等基礎課程知識為一體的綜合性專業課程，課程在學生所學專業課的基礎上，從機械電子結合的角度介紹機電一體化的主要研究內容及應用領域，并結合機電一體化典型設備，講述相關系統產品的組成原理及工作過程，闡明機電一體化技術原理。課程具有較強的實踐性特征，因此，要求學生在學習過程中既重視和掌握基本概念、基本原理和基本方法，又重視相關理論的應用，加強實踐環節的學習和運用[1-2]。針對該課程以上特點，如何開展課程的考核成為課程教學改革的關鍵，本文在綜合分析課程特點的基礎上，論述了現有考核方式的特點，分析探討了不同考核方式優缺點，提出課程考核方式改革的思路，為高校機械設計制造類專業《機電一體化系統設計》課程教學改革提供一定參考。
1.《機電一體化系統設計》課程特點
《機電一體化系統設計》課程作為機械技術與微電子技術的新興交叉學科，在機制專業課程體系中占據重要地位，融合了機械技術、電子技術、信息技術等多種學科，將機械技術、檢測傳感技術、自動控制技術、伺服驅動技術、信息處理技術、系統總體技術等多種技術融于一體，體現了“以機為主、以電為用、機電有機結合”的原則，具有綜合性和應用性強的突出特點，課程對培養學生機電一體化設計能力具有重要作用。
課程在學生所學專業課的基礎上，從機械電子結合的角度介紹機電一體化的主要研究內容及應用領域，結合機電一體化典型設備，講述相關系統產品的組成原理及工作過程，使學生了解機電一體化的組成及發展方向，掌握典型機電一體化系統及產品的基本工作原理，了解有關機電一體化儀器、設備的應用。通過該課程的學習，以期達到課程教學目標，即通過相關學科知識的學習和掌握，促進學生系統了解機電技術學科知識，掌握機電一體化產品系統設計方法，提高學生“機電有機結合”的實際應用能力[3-4]。
2.當前主要的考核方式及其特點
2.1試卷考試。
試卷考試主要通過期末考試評估學生對專業知識的掌握情況，主要有開卷考試、閉卷考試及半開卷考試等形式。試卷考試一定程度上反映了學生對于機電一體化系統設計課程知識點的學習水平，但是，學生突擊背復習題應付考試現象較為普遍，而且結合《機電一體化系統設計》實踐性、應用性強的課程特點，單純采用試卷考試很難實現課程“提升學生機電有機結合的實際應用能力”的教學目標，而且課程考試一般在結課后一次性完成，無法完全反映學生對于課程的整體學習效果，缺乏對于課程的過程管理。
2.2平時成績與試卷考試相結合。
針對試卷考試存在的過程監控不足等弊端，許多院校在考核過程中引入平時成績考核環節，平時成績主要由期中考試測驗、出勤、平時作業等組成，一般權重在20―40%。課程總評成績最終由平時成績和期末成績兩部分組成，期末成績為試卷成績。該種方式對課程的過程管理進行了監控，提高了學生平時學習的積極性，有助于學生在課堂上認真學習、積極思考，課下認真完成作業，但是該種考核方式對于課程考核權重及平時考核項目的設置要求較高，教師需對平時作業的布置、創新類實踐項目設置等平時考核環節進行較好的把握。
2.3結課論文。
結課論文通過學生在課程結束后提交結課論文的方式完成課程考核，結課論文考核方式有助于培養學生的創新和初步的科研能力，有助于培養學生查閱文獻的能力，對于課程論文，一般要求選題結合機電一體化系統設計方面的內容，原則上一人一題。
結課論文考核方式一定程度上調動了學生的學習主動性，但是在實施過程中，針對《機電一體化系統設計》實踐性、應用性強的課程特點，要求學生在結課后期較短時間內完成質量較高的課程結課論文難度較大，易出現論文分析膚淺、運用課程理論知識點不足等問題。
2.4基于CDIO的“機電一體化系統設計”考核方式[5]。
基于傳統考核方式存在的問題，相關人員提出CDIO考核方式，該方式以項目設計為導向，強調學習評估方法和學習成果相結合。考核模式采取“4+3+1+2”考核方式。具體做法是：在考核前一個月左右給學生布置一批應用性比較強的機電一體化系統設計方面的課題，學生在這段時間內有針對性地查閱有關資料，編制程序框架，調試程序并進行仿真，在考前一周，進一步強化學生的上機調試能力，適當縮小命題范圍，減小難易程度，突出重點，命題采用分類隨機抽簽的方法，學生在上機考核過程中，規定時間，一人一機，分組進行，教師重點考核其對課程內容的掌握及實踐技能，并進行答辯。答辯時，教師針對考題進行提問，考核成績最終由平時、上機技能、答辯情況及調試結果綜合評定，從而考核學生對課題的準備情況、理解程度及實踐技能。對于動手能力較強的學生，鼓勵成立興趣小組，開展科技創新活動，明確職責，利用實驗室的開放，對自己的課題設計一個機電一體化系統實物模型，通過當場演示，講解分析，教師注重過程考核，根據學生的分工、設計、演示情況和答辯情況綜合打分，得出本門課程成績。這種考核方式的優點是引導學生平時注重學習，有的放矢，積極主動地配合教師的日常教學活動，上課互動性好，能有效地激發學生上課學習的積極性，提高學習效率。
2.5采用職業技術資格考試來代替傳統考試[6]。
職業資格證書是反映勞動者具備某種職業所需要的專門知識和技能的證明，與學歷文憑不同，職業資格證書更多地反映了特定職業的實際工作標準和規范，以及勞動者從事這種職業所達到的實際能力水平。它是勞動者求職、任職、開業的資格憑證，是用人單位招聘、錄用勞動者的主要依據，也是境外就業、對外勞務合作人員辦理技能水平公證的有效證件。
職業技術資格證書涉及知識、技能、能力和素質等多個角度，并側重于技能、能力和素質的提高。因此，在利用其取代傳統考試的同時，需對照人才培養目標和課程教學目標的要求，從認知、操作技能與能力和職業素質等方面，全面系統地考察其可行性，并將其作為選擇和確定結業考試內容的依據。目前，可參照“數控中級工”、“維修電工”等工種中的一類或多類項目進行考慮，學生通過取得相應職業資格證書后申請課程免考的方式進行。
3.課程考核方式改革思路
基于《機電一體化系統設計》課程實踐性、應用性強的課程特點，結合機械類專業人才培養目標，考核過程中，可在充分論證的基礎上，將簡單的一次性考試考核向多種形式并重的方式轉變，將理論考核向理論與實踐相結合方向轉變，將組織方式由學校組織向社會認可的職業資格考試方式轉變，具體思路如下：
3.1豐富考試考核形式，強化其合理性。
為了提高考試考核的公平性與合理性，考試考核的形式不能僅僅局限于傳統方式[7]。考核過程中，合理引入平時成績考核，將現有的一次性考試考核轉變為多次考核，通過綜合課堂表現成績、隨堂測驗成績、平時作業成績、實習成績等多方面的指標決定最終的綜合考核成績，在此基礎上，確立合理的評價指標體系，優化評價標準，合理分配考核指標權重，以期合理、公正地反映學生對于課程的學習效果。
3.2完善考核內容，強化考核過程管理。
為了使課程考核能夠真實反映學生學校效果，課程組需在進一步分析課程教學目標的基礎上，完善課程考核內容，形成理論考核與實踐考核試題庫，并結合機電一體化技術發展方向，及時更新完善考核內容，根據實際及時修正考試內容，提高考核內容更新效率。在平時考核環節，需進一步加強過程管理，完善平時考核方式方法，提高其可操作性。
3.3拓展考核組織方式，多渠道實現課程考核。
在考核組織方式上，突出國家職業資格鑒定考試，引入職業資格證書制度[8]，通過課程學習，在合理分析人才培養目標及課程教學目標的基礎上，確立適于課程考核要求的職業資格類別，建立與國家職業資格鑒定考試考核接軌的以職業綜合能力（職業技能）和職業素質考核為主線、知識能力素質全面全程考核的考試考核體系，實現課程的多方式考核，使學生在實現課程教學目標的同時，達到國家職業資格考核要求，從而提高學生創新能力與應用能力。
4.結語
本文在綜合分析《機電一體化系統設計》課程特點的基礎上，論述了現有考核方式的特點，提出了課程考核方式改革的思路，然而課程考核改革是一個長期過程，要改變先前的考核模式，必須引導學生注重平時學習和技能訓練，同時要求教師加強課程教學改革的研究，這對教師、對學生都將是一種挑戰。因此，要想切實做好《機電一體化系統設計》課程考核方式改革，務必制定好長期策略，注重積累，保障落實，只有這樣，才能建立科學、規范、合理的考核機制。
參考文獻：
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機電一體化主要是指將機構的主要功能以及動力、信息處理、控制等功能與電子科技相結合，實現機械裝置與電子化控制軟件、設計有機結合，形成全新的系統。它具有多功能、高質量、高可靠性、低能耗等特定功能價值，涵蓋了“技術”和“產品”兩個方面，是一個功能強大的系統。
當前，機電一體化已經發展成為了一門具有專門系統的學科領域，當今科學發展日新月異，機電一體化也將逐漸被賦予新的內容。
2 機電一體化技術發展現狀
2.1 機電一體化技術在電力行業的發展現狀
近年來，“機電一體化”這個名詞越發流行，它最初只被認作為機械與電子的簡單結合，但隨著微機性能不斷提高，以及信息技術、數據庫、光學，尤其是通信技術逐漸進入機電一體化，機器可以通過遙控和網絡化實現機電一體化，生產范圍也日益普及。
機電一體化目前多應用于汽車制造、裝備制造、機械加工等行業，其優越的性能在電力行業的應用還處于初級階段。電力行業發展需要集成化、智能化，也需要人性化、綠色化，這些都是機電一體化技術能夠做到的，因此，機電一體化技術在電力行業的應用還遠遠不能滿足行業發展的需求，還有待進一步地研究并投入應用。
2.2 機電一體化技術的發展趨勢
當今數字化、綜合化、網絡化以及個性化的技術革命是以微電子、軟件、計算機和通信技術為核心引發的，對全球經濟、社會、科技和軍事等方面發展影響深刻，也影響了機電一體化學科的發展趨勢。據有關預測表明，機電一體化技術的發展方向如下所述。
（1）朝著光電一體化發展：一般由傳感、動力、信息處理、機械結構等部件即可組成機電一體化系統，加入光學技術，并利用其特點，能有效完善機電一體化系統中的傳感、動力和信息處理部件。（2）朝著柔韌化發展：今后的機電一體化系列產品，會有足夠的冗余度來運轉執行和控制系統，對突發事件應對能力加強，柔韌化改善。該系統的子系統之間相互獨立，均服務于總系統，而本身也具有“自律性”，能就不同環境而做出差異反應，同時，單個子系統的故障不會影響總系統性能發揮，使得總系統柔韌性加強。（3）朝著智能化發展：未來的機電一體化系列產品的“全息”特點將會更突出，表現為極強的智能化，這是由于信息技術、模糊技術都在快速發展，識別能力增強。
3 機電一體化技術在電力行業中的應用探究
3.1 交流電機的正反轉控制設計
在生產實踐過程中，常要求用一臺電動機的正反轉控制方向相反的兩個運動，如小車的左行、右行，機械手的上升和下降等。
交流電機的正反轉控制電氣設計如圖1所示。
要實現三項鼠籠型異步電動機的正反轉控制，只要把三相線當中的任意兩相調換位置即可。如圖1，加入接觸器KM1閉合時電動機正轉，當接觸器KM1斷開，論文接觸器KM2閉合時，電動機就會反轉。
3.2 機電一體化技術在水電站廠設備中的應用
隨著光電式互感器、智能化開關等機電一體化設備的出現，水電廠的自動化技術逐漸進入到數字化階段。
（1）水電廠設備機電一體化結構分析。
水電廠設備機電一體化結構主要分3層。其中過程層，隨著信息技術發展，采用了新一代光電電壓互感器、光電電流互感器，能夠直接采集數字量，提高了抗干擾和抗飽和性能，開關裝置也實現了緊湊化和小型化。
（2）水電廠自動化的發展趨勢。
目前，水電廠機電一體化不斷更新技術，其發展趨勢主要有智能化、人性化及用戶二次開發等。
智能化指系統可根據人為存儲的命令對事件進行推理、判斷及歸納。在一定條件下能代替人工操縱，經過歸納和判斷，自動操作、提示信息，使機組安全地運行。智能化越高，對人員要求越低，對自身及控制設備的狀態能給出準確判斷、統計及報警提示。
3.3 機電一體化技術在電站輔機產品研制中的應用
（1）微機勵磁調節器：該裝置典型的有UNITROP系列，響應快、精度高、穩定可靠、結構緊湊、抗干擾、運行和維護方便、可靠性高，在市場上應用非常廣泛。UNITROL*1000、*F和*5000等自動調節器分別適用于≤50 MW等級的無刷勵磁汽輪發電機、≤600 MW和≥135 MW等級的汽輪發電機組的自動勵磁電壓調節器。（2）勵磁繞組絕緣電阻監測裝置：該裝置典型的有GFDS-9001E型，采用80C196單片機技術。用來測量勵磁繞組與地之間的絕緣電阻，一般采用在線檢測的方式，監測發電機與勵磁機勵磁繞組之間絕緣情況。（3）發電機氣體純度監測裝置：該裝置典型的有GHS-1型，由純度風機、純度儀和變送器等部件構成。優點為：性能穩、無污染、不漂移、維護便捷，獨有的微處理器結構容易使壓力、環境和溫度相互補償，精度高。（4）勵磁電流電壓測算儀：該裝置典型的有GES-9001型，用于測量勵磁電流和電壓，并可顯示發電機的電流、電壓、功率因數、頻率、有功和無功功率以及轉子氫溫、繞組溫度等。適用范圍較廣，可供3～600 MW的發電機組使用，性能好，質量可靠。
4 結語
機電一體化技術伴隨著當前科技的進步快速發展，所發揮的作用日益明顯，但是其在電力行業的應用遠不能滿足當前的需求，還需要進一步地研究并應用。
參考文獻
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機電一體化技術是面向應用的跨學科的技術，它是機械技術、微電子技術、信息技術和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。
1機電一體化技術的發展狀況 1.1 數控機床的問世,為機電一體化技術的發展寫下了歷史的第一頁; 1.2 微電子技術為機電一體化技術的發展帶來了勃勃生機; 1.3 可編程序控制器、'電力電子'等的發展為機電一體化技術的發展提供了堅強基礎; 1.4 激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使機電一體化技術的發展躍上新臺階.
2機電一體化技術發展方向
機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發展和進步有賴于相關技術的進步與發展，其主要發展方向有數字化、智能化、模塊化、網絡化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。 2.1 數字化
微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎；而計算機網絡的迅速崛起，為數字化設計與制造鋪平了道路。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。 2.2 智能化
即要求機電產品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。論文參考網。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論 、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展，為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。 2.3 模塊化
由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。在產品開發設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。 2.4 網絡化
由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品，現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能，利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。 2.5 人性化
機電一體化產品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環境相協調，使用這些產品，對人來說還是一種藝術享受。
2.6 微型化
微型化是精細加工技術發展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(Micro ElectronicMechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統。
2.7 集成化
集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與復合，又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現多品種、小批量生產的自動化與高效率，應使系統具有更廣泛的柔性。首先可將系統分解為若干層次，使系統功能分散，并使各部分協調而又安全地運轉，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯系起來，使其性能最優、功能最強。 2.8 帶源化
是指機電一體化產品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產品，自帶動力源具有獨特的好處。論文參考網。帶源化是機電一體化產品的發展方向之一。 2.9 綠色化
綠色產品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環保和人類健康的要求，機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態環境，產品壽命結束時，產品可分解和再生利用。
3 典型的機電一體化產品 機電一體化產品分系統(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統有：數控機床、機器人、汽車電子化產品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統、CAD／CAM系統等。典型的機電一體化基礎元、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、伺服機構等。論文參考網。這些典型的機電一體化產品的技術現狀、發展趨勢、市場前景分析從略。
4 機電一體化的技術應用
在重工業企業中，機電一體化系統是以微處理機為核心，把微機、工控機、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來，采用組裝合并方式，為實現工程大系統的綜合一體化創造有力條件，增強系統控制精度、質量和可靠性。
4.1 智能化控制技術(IC)
由于重工業具有大型化、高速化和連續化的特點，傳統的控制技術遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術。智能控制技術主要包括專家系統、模糊控制和神經 網絡等，智能控制技術廣泛應用于重工業企業的產品設計、生產、控制、設備與產品質量診斷等各個方面，如高爐控制系統、電爐和連鑄車間、軋鋼系統、冷連軋等。 4.2 分布式控制系統(DCS)
分布式控制系統采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術的發展，分布式控制系統的功能將越來越多。不僅可以實現生產過程控制，而且還可以實現在線最優化、生產過程實時調度、生產計劃統計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。DCS是監視集中控制分散，故障影響面小，而且系統具有連鎖保護功能，采用了系統故障人工手動控制操作措施，使系統可靠性高。分布式控制系統與集中型控制系統相比，其功能更強，具有更高的安全性，是當前大型機電一體化系統的主要潮流。 4.3 開放式控制系統(OCS)
開放控制系統(Open Control System)是目前計算機技術發展所引出的新的結構體系概念。“開放”意味著對一種標準的信息交換規程的共識和支持，按此標準設計的系統，可以實現不同廠家產品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統通過工業通信網絡使各種控制設備、管理計算機互聯，實現控制與經營、管理、決策的集成，通過現場總線使現場儀表與控制室的控制設備互聯，實現測量與控制一體化。 4.4 計算機集成制造系統(CIMS)
重工業企業的CIMS是將人與生產經營、生產管理以及過程控制連成一體，用以實現從原料進廠，生產加工到產品發貨的整個生產過程全局和過程一體化控制。目前重工業企業已基本實現了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產過程的統一管理，難以適應現代重工業生產的要求。未來重工業企業競爭的焦點是多品種、小批量生產，質優價廉，及時交貨。為了提高生產率、節能降耗、減少人員及現有庫存，加速資金周轉，實現生產、經營、管理整體優化，關鍵就是加強管理，獲取必須的經濟效益，提高了企業的競爭力。
4.5 現場總線技術(FBT)
現場總線技術(Fied Bus Technology)是連接設置在現場的儀表與設置在控制室內的控制設備之間的數字式、雙向、多站通信鏈路。采用現場總線技術取代現行的信號傳輸技術(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現場儀表裝置與更高一級的控制系統之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現場總線連接可省去66%或更多的現場信號連接導線?，F場總線的引入導致DCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統的現場總線化儀表，如智能變送器、智能執行器和現場就地控制站等的發展。 4.6 交流傳動技術
傳動技術在重工業中起著至關重要的作用。隨著電力、電子、技術和微電子技術的發展，交流調速技術的發展非常迅速。由于交流傳動的優越性，電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數字技術的發展，使復雜的矢量控制技術實用化得以實現，交流調速系統的調速性能已達到和超過直流調速水平?，F在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用，同步電機或異步電機實現可逆平滑調速。交流傳動系統在軋鋼生產中一出現就受到用戶的歡迎，應用不斷擴大。
綜上，我們不難發現機電一體化技術在現在的社會生產中占據了越來越多的行業和領域，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。
【參考文獻】
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4唐懷斌． 工業控制的進展與趨勢 [J]．自動化與儀器儀表，1996（4）
1引言
隨著社會經濟與信息技術的快速發展，機電一體化技術與機械工程得到了迅速的發展，通過在機械工程中應用機電一體化技術，有效地把機械工程與新型科技進行了緊密結合，同時也促進了機械工程領域的創新發展。
2機電一體化的闡述
2.1機電一體化所需技術
機電一體化主要包括以下3種技術：（1）機械本體技術，是整個機械工程的核心部分，由于機械技術自身具有提高精度、改善性能等作用，從而有助于提高整個機械本體的使用性能；（2）信息處理技術，為機電一體化的機械工程提供了一定的便利，而且在一定程度上保證了機電的穩定性與安全性；（3）軟件技術，同樣也是機電一體化的重要組成部分，通過軟件技術可以實現對機械的控制與操作，有助于提高機械工作效率[1]。
2.2機電一體化的優勢
機電一體化的優勢體現在以下3個方面：（1）機電一體化的應用范圍比較廣，由于機電一體化技術具有一定的綜合性，與很多相關技術緊密融合，因此，機電一體化可以被廣泛應用于不同的領域。與傳統的技術設備相比，機電一體化改變了傳統技術的單一化，使其功能實現了多元化，能滿足于不同領域不同行業的企業需求；（2）安全性能好，通過在機械工程中應用機電一體化技術，能有效地提高整個生產過程的安全性，與此同時，機電一體化還能在機械工程中起到一定的監督與預警作用，從而保證生產過程的安全；（3）科技含量高，在機電一體化技術中融入了不同的新型技術，使機電一體化技術具備了非常高的科技含量。
3機電一體化的機械工程中的應用
3.1機電一體化的應用
3.1.1節能降耗
機電一體化在機械工程中的應用之一就是降低耗能。對于傳統的陳舊的機械設備，在生產過程中不僅對能源的利用率比較低，還不能對能源起到節約與保護的作用。例如，在使用挖掘機時，為了在操作過程中合理利用能源、降低能耗、提高操作效率，采用了新型的機電一體化系統，并應用新型的液壓型挖掘機替代傳統的挖掘機，同時在使用過程中還與新型的節能控制器相結合，二者之間的結合，形成了比較完善的OLLS系統，從而使新型挖掘機在操作過程中能實現對能源的合理利用，減少對資源的消耗。
3.1.2實時監督控制
機電一體化在機械工程中的另一個應用就是能對機械工程中的系統裝置起到實時的監控作用。由于傳統的機械工程相對比較落后，因而無法在具體的操作過程中實現對機械工程的實時監控。一方面無法保證機械設備的工作質量，另一方面會對操作人員產生不良影響。隨著在機械工程中應用機電一體化技術，有效地解決了傳統的機械工程中存在的問題，實現了對機械工程中的制動、傳動以及執行等環節的實時監控，如果在機械工程中出現了問題或異?，F象，都能通過機電一體化系統進行及時、準確地預警，并對其故障問題進行分析與解決[2]。
3.1.3提高作業的精度
機電一體化有助于提高機械生產的精度，同時對保障機械工程的整體質量有非常重要的意義。在傳統的機械工程中，往往都是依靠人力進行操作，無論是數據的計算還是工程測量等工作都比較容易出現誤差與錯誤，在一定程度上影響了機械工程的整體質量。通過在機械工程中有效地應用機電一體化技術，不僅有助于提高機械工程中數據測量的精確性，還能使機械工程中的測量環節實現自動化操作。通過機電一體化技術的測量與分析，有效地避免了人為原因造成的數據誤差，對提高機械工程的整體質量與數據的準確性有非常重要的意義。
3.1.4實現操作的自動化與半自動化
機電一體化在機械工程中的有效應用，有效地提高了操作的一致性，也實現了機械工程的自動化與半自動化，對提高機械工程的生產效率、減輕操作人員的勞動強度、提高作業安全等都有重要的作用。
3.2機電一體化在機械工程中的應用發展方向
3.2.1自律分配化系統
只有當機電一體化達到某一程度時才能使用自律分配系統，因此，對機電一體化的要求非常高。自律分配化系統是保持獨立運行的模式，在運行過程中，各自互不影響，而且由于本身具有一定的自律性，因而當所處外界環境發生變化時，自律分配系統也會隨之發生變化，這一特點可以有效地避免機械工程中因某一子系統的故障而導致整個系統癱瘓，在一定程度上提高了系統的柔性。
3.2.2信息系統化
通過信息系統化的實現，使在具體的操作過程中，可以從不同的角度通過指令達到準確的執行，這也是智能化發展的趨勢所在。機電一體化通過智能技術所接受到了精準的信息，能有效地掌握整個機械工程系統中的工作狀態。
3.2.3光電一體化方向
所謂的光電一體化指的是機械電子工程，屬于機械工程與自動化的一種，與傳統的機電一體化技術相比，光電一體化技術運用了光學技術，從而實現了對機電一體化系統中傳感系統、信息處理系統以及能源系統等靈敏性與精確度的改良，也促進了電子信息的處理技術?？傊瑱C電一體化技術對機械工程有非常重要的作用，在一定程度上實現了對能源的合理利用與節約。
4結語
隨著全球經濟一體化的快速發展，以及信息技術的不斷更新，機械工程企業為了提高自身的競爭實力，需要不斷地引進現代化信息技術，從而提高企業的經濟效益。機電一體化技術作為一門綜合性的技術，在機械工程中發揮著極其重要的作用。
【參考文獻】
中圖分類號：TH122 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）04-0116-02
機電一體化產品簡單的理解就是機械產品與電子產品的融合，機械技術與電子技術的融合，機械零件與電子元件的融合。兩者共同完成某一機電功能。這也只能是傳統意義上的機電一體化產品的定義。
現實生活中的機電一體化產品舉不勝數。我們日常生活中使用的空調、洗衣機、微波爐、油煙機、吸塵器、電吹風等都是典型的機電一體化產品；在機械制造領域中廣泛使用的各種鑄造設備、鍛造設備及機床、數控加工中心等也是典型的機電一體化產品；在工程機械領域中的挖掘機、裝載機、起重機、攪拌站、樁工機械、路面機械等，都是用得較為廣泛的機電一體化產品；在冶金設備領域，高爐、轉爐、連鑄機、軋鋼機等更是高度機電一體化產品。
一、機電一體化產品的技術構成
機電一體化技術是各種高新技術的融合體，它主要包括以下幾方面技術：機械技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和計算機與信息技術等交叉融合的系統技術等。
（一）機械技術
機械技術是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，實現從機械原理的選擇到機械結構的設計和機械零件的選材，都能達到最優化配置；并且保證最佳的使用性能與壽命；在維修保養上最大限度地做到簡潔、明快，甚至達到免維護。
（二）自動控制技術
自動控制技術是能夠在沒有人直接參與的情況下，利用自動控制裝置使生產過程或生產機械自動地按照某種規律運行，使被控對象的一個或幾個物理量（如溫度、壓力、流量、位移和轉速等）或加工工藝按照預定要求變化的技術。自動控制系統主要由：控制器，被控對象，執行機構和變送器四個環節組成。
（三）傳感檢測技術
傳感檢測技術是機電一體化產品的系統感受器官，它負責把一線的實況用各種信號傳遞給機電一體化產品的指揮中樞，即計算機或自動控制單元，是將電子系統或光電系統無法處理的外界物理量或化學量轉換為電信號的關鍵技術，它包括：電阻式、電容式、電感式、壓電式、磁電式、溫度傳感器及光電式和數字式、波式和射線式傳感器，還有相應的測試電路和信號處理技術等。
（四）伺服傳動技術
伺服傳動技術是指在控制指令的指揮下，控制驅動執行機構，使機械系統的運動部件按照指令要求進行運動。采用不同的分類方法，可以得到不同類型的伺服系統。按控制原理（或方式）不同，表示的方式有開環、閉環和半閉環三種形式；按被控制量性質不同有位移、速度、力和力矩等伺服系統形式；按驅動方式不同有電氣、液壓和氣壓等伺服驅動形式；按執行元件不同分為步進電機伺服、直流電機伺服和交流電機伺服形式。
（五）計算機與信息技術
機電一體化產品中的信息存取、交換、運算、判斷與決策、記錄等都屬于此類范疇，計算機與信息技術在整個機電一體化產品中起到類似于人類大腦和中樞神經的作用，它是指導其它功能部分完成各自任務的總指揮。
二、機電一體化產品的未來發展趨勢
“2011 IEEE 機電一體化與自動化國際會議”于2011年8月7日至10日于北京召開。IEEE 機電一體化與自動化國際會議（ICMA）是機電一體化、自動化領域的權威會議，在國際機器人及自動化等領域具有重要影響力。曾在中國、加拿大、中國香港、日本等國家和地區成功舉辦過7次。來自各國近440名學者參加了會議，圍繞智能機電一體化、機器人系統和自動控制方面的最新研究成果及未來發展方向等問題充分交流。從此次會議的議題不難看出機電一體化的發展趨勢趨向于智能機電一體化方向。
隨著科學技術的飛速發展，機電一體化產品目前不僅向智能化方向發展，而且還向仿生物系統化方向發展，應用范圍愈來愈廣。
（一）智能化
隨著人類文明的進步和科技的超越式發展，人類扮演的角色越來越趨于簡單、明了化，人們追求高品質與快節奏的生活與工作方式，那么機電一體的發展也就越來越趨于“傻瓜”式與“一鍵操作”式，這樣能把人類的活動從復雜的按部就班的程序化中解脫出來，用更多的時間來享受生活和工作給我們帶來的諸多便捷。未來的機電一體化產品，在開發與設計的時候，順其自然，第一先考慮的就是智能化。
智能化簡單的說就是具有人工智能或模擬人類智能的系統。目前，專家系統、模糊系統、神經網絡以及遺傳算法，是機電一體化產品實現智能化的的主要核心技術。這四種技術相互關聯，密切聯系。隨著機械制造與自動化程度的不斷提高，將會出現智能制造系統控制器來模擬人類專家的智能制造活動，并會對制造中出現問題進行分析、判斷、推理、構思和決策。可以認為把類似于人類的“大腦”（人類高度文明的匯縮體）裝在了機電一體化產品之上，產品隨時啟動，“大腦”隨時工作，去判斷人類想要達到的各種需求，并能做出令我們滿意的行為。人類的大腦思維系統被模塊化的復制到機電一體化產品之上。
目前機電一體化產品的智能化應用已成為趨勢， 例如智能機器人和數控機床等。智能機器人是通過視覺、觸覺和聽覺等各類傳感器檢測工作狀態，根據實際變化過程反饋信息并做出判斷與決定。數控機床的智能化體現在各類傳感器對切削加工前后和加工過程中的各種參數進行監測，并通過計算機系統做出判斷，自動對異常現象進行調整與補償，以保證加工過程的順利進行，確保加工精度和質量要求，最后加工出合格的產品。
（二）仿生物系統化
今后的機電一體化對信息的處理會做得更加完美與準確，這就依賴先進的數據處理與模塊仿真系統的支持。人們從動物那里獲得了啟示，依據動物對外界反應的習性與規律，模擬其習慣做法，把其應用到機電一體化方向。比如說我們開發的機電一體化產品，在接受外界刺激的時候，根據動物常規習性和一般反應規律，機電一體化產品應該做出類似于動物的反應動作或程序準備工作，根據目標完成任務獨立選擇最優的行為動作，來實現目標任務的準確反應與目標的圓滿完成。
更準確地說，仿生物系統化是集動物習性、智能化于一身的技術。此類產品如仿生物寵物狗、動物園里的仿生物虎媽媽等，這都是研究的課題。考慮到仿生物系統化研究過程的復雜性，最關鍵的是被仿的生物習性與要完成的機電一體化產品行為之間的相似性研究與系統模塊的生成，仿生物系統化的道路還有很長的路要走。
新的時代脈搏在涌動，賦予我們在新的領域更高層次的挑戰，機電一體化的發展也被賦予了嶄新的使命。在發展科技不辱使命的前提下，我們更應該注重人性化理念與倫理道德，科技和信息的快速發展帶來的綠色壓力，充分考慮科技與生存環境的關系，共同建設好一個和詣、健康、高度文明的國家。
參考文獻
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1.1體積小，重量輕，適應性強，操作更方便
光機電一體化技術使得操作人員擺脫了以往必須按規定操作程序或節后頻繁緊張地進行單調重復操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產操作程序，任何一臺光機電一體化裝置的動作，可由預設的程序一步一步控制實現，甚至實現操作全自動化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅提高
光機電一體化系統包括以激光、電腦等現代技術集成開發的自動化、智能化機構設備、儀器儀表和元器件。電子技術的采用使得包饋控制水平提高，運算速度加快，通過電子自動控制系統可精確按預設動作，其自行診斷、校正、補償功能可減少誤差，達到靠單純機械方式所不能實現的工作精度。同時，由于機械傳動部件減少，機械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3部分硬件實現軟件化，智能化程度提高
傳統機械設備一般不具有自維修或自診斷功能。光機電一體化技術使得電子裝置能按照人的意圖進行自動控制、自動檢測、信息采集及處理、調節、修正、補償、自診斷、自動保護直至自動記錄、顯示、打印工作結果。通過改變程序，指令等軟件內容而無需改動硬件部分就可變換產品的功能，使機械控制功能內容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。
1.4產品可靠性得到提高，使用壽命增長
傳統的機械裝置的運動部分，一般都伴隨著磨損及運動部件配合間隙所引起的動作誤差，導致可動摩擦、撞擊、振動等加重，嚴格影響裝置壽命、穩定性和可靠性。而光機電一體化技術的應用，使裝置的可動部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關甚至無可動部件、無機械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產品的可靠性和穩定性。
1.5融合了多種學科新技術，衍生出許多功能更強、性能更好的新產品
光機電一體化產品的研究開發涉及到許多學科和專業知識，包括數學、物理學、化學、聲學、機械工程學、電力電子學、電工學、系統工程學、光學、控制論、信息論和計算機科學等。例如人們很熟悉的靜電復印機、彩色印像機等，就是一種由機、電、光、磁、化學等多種學科和技術復合創新的新型產品。光機電一體化技術將光電子技術、傳感器技術、控制技術與機械技術各自的優勢結合起來，衍生出許多功能更強、性能更好的新一代技術裝備。
1.6產品系統性增強，各部分系統間協調性要求提高
光機電一體化是一門學科的邊緣科學技術，多種技術的綜合及多個部分的組合，使得光機電一體化技術及產品更具有系統性、完整性和科學性。其各個組成部分在綜合成一個完整的系統中相互配合有嚴格的要求，這就要求各種技術揚長避短，提高系統協調性。
2.研究現狀和發展趨勢
2.1研究現狀
自從我國實行改革開放以來，科技領域急起直追，我國的光機電一體化技術已取得明顯的成效，數控產品有了很大的提高，尤其是經濟型靈敏數控裝置發展很快，是我國特有的經濟實用產品，不但適用國內市場的需要，部分產品還隨主機配套出口。國內的機械產品采用可編程控制器（PC）和微電子技術控制設備也越來越多，覆蓋面也日益擴大，從紡織機械、軸承加工設備、機床、注塑機到橡膠輪胎成型機、重型機械、輕工業機械都是如此，我國自行研制和生產的光機電設備，在質量上也有重大突破，為今后的推廣應用打下了良好的基礎。
2.2發展趨勢
光機電一體化技術已經滲透到各個學科、領域，成為一種新興的學科，并逐漸成為一種產業，而這些產業作為新的經濟增長點越來越受到高度重視。
從世界科學技術的發展情況來看，光機電一體化技術的未來技術熱點主要包括：
（1）激光技術
1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時，可極大地提高測量精度和量程。
2）高方向性，因具有很遠距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進行遠距離激光通信、激光測距、激光雷達、激光導航以及遙控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點附近可產生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點物體熔化或汽化，對各種各樣材料和產品進行特種加工。
4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學計算機的研制，而在實際運用中也會通過一些激光技術改變激光輻射的特性，應用范圍更廣。
（2）傳感檢測技術
1）激光準直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準測量。
2）激光測距，其探測距離遠，測距精度高，抗干擾性強，體積小，重量輕，但受天然影響大。
3）光纖探測器，在目標很小，間隔受限或危險的環境中，最常選用的是光纖探測器。
其他還有激光打孔、刻槽=標記、光化學沉積等加工技術。
（3）激光快速成型技術
激光快速成型是利用計算機將復雜的三維物體轉化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結，由點、線構造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術可使新產品及早投放市場，極大地提高了汽車生產企業對市場的適應能力和產品的競爭能力。
（4）光能驅動技術
利用光致變形材料可制作光致動器和光機器人?，F已研制成功一種光致動器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實現所要求的動作。實驗驗證，該致動器能可在頂面步行。這種狀態目標處于初級階段，如果能發現具有優異光作用特性的動態物質，則可使光能驅動技術廣泛應用。
3.結語
技術上的改革和與之相配套的技術支持是創新技術的基礎。開發光機電一體化產品有不同的層次和靈活的自由度。在機械技術中恰當地引入電子技術，產品的面貌和行業的面貌就可以迅速發生巨大變化。產品一旦實現光機電一體化，便具有很高的功能水平和附加價值，將給開發生產者和用戶帶來巨大的社會經濟效益。
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中圖分類號：T9 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）10-0047-01
機電一體化技術是以其產品為載體而體現出來，是機電一體化技術發展至今的技術水平體現。機電一體化產品設計人員，要使產品設計符合機電一體化技術要求，并富于時代感，就要對于產品設計技術以掌握，并具備多種技術融合的技術能力。面對機電一體化產品的技術先進性和復雜性，就要將符合當代機電一體化技術發展的產品設計理論建立起來。
一、機電一體化產品概念設計理論構建的意義
在機電一體化產品設計中，概念設計對于產品質量起到至關重要的作用。作為產品設計中的重要階段，對于產品質量的決定程度可以達到70%以上。要獲得性能優異的機電一體化產品，就要將機電一體化產品概念確定下來，制定出相應的設計方案和設計技術方法。概念設計理論首先是基于概念設計思想而建立起來的，在其基礎上還先后出現了多種階段性設計理論，如TRIZ設計、公理化設計QFD設計理論等等，對于機電一體化技術發展進程中所獲得的創新設計成果發揮了重要的推動作用。
在機械工程研究領域中，這些理論被運用于其中，進行組合設計而形成了技術綜合性較強的設計產品，由此而促進了機電一體化系統的多種學科交叉。系統的繼承性決定了其設計的復雜性，多門科學技術的融合，使得原有的單一化設計理論不再適應目前的科技發展需求。那么，在機電一體化產品概念設計理論研究中，就要從機電一體化系統自身的性能出發，結合設計目標而建立起完整的概念設計理論，以對創新設計的機電一體化產品以指導。與此同時，還要在機電一體化產品設計概念理論建立起來之后，結合相關學科，以使理論研究逐漸擴展。
二、機電一體化產品概念設計理論研究現狀
按照現代機構角度對機電一體化系統進行分類，可以劃分為三個子系統，即廣義執行機構、信息處理及控制系統和傳感檢測系統。將三個子系統相銜接，建立起框架體系，不僅有效實現機電一體化運動功能，而且還促進了產品創新設計。在機電一體化產品設計系統中，廣義執行機構子系統是核心部分，其概念設計理論研究關乎到機構運動的總功能。特別是在基本工藝動作設計過程中，要基于廣義執行機構的概念設計理論對基本的工藝動作進行構思，以使其具有動作的獨立執行能力。當執行動作的創新技術確定下來之后，就可以結合機構系統建立框架模型，以使系統設計更具有可操作性，而且采用這種方式更能夠結合計算機輔助進行產概念設計。
對于機電一體化產品的框架模型而言，仿真問題是最為重要的。作為設計結構復雜的動態系統，機電一體化產品實現動態性能的同時，更要注重系統仿真性嫩的驗證。那么，在機電一體化產品概念設計階段，就要確立功能實現的約束條件，將各種相關的仿真軟件技術納入到框架模型當中，運用各種通用建模技術，使用仿真軟件將諸如原理圖、鍵合圖、信號流圖以及方框圖等等參數化。運用Simulink仿真軟件將系統仿真平臺建立起來，以為機電一體化產品概念設計的實現奠定基礎。
三、機電一體化產品概念設計理論的發展展望
對于機電一體化產品設計人員而言，產品概念設計理論具有重要的指導作用。國外研究機電一體化產品概念設計理論所獲得的成果，是建立在研究電子控制理論的基礎上的。國內的研究學者則著重于機電一體化產品的運動結構研究。機電一體化系統是基于多種學科而建立起來的，這就需要產品設計者對于產品從多種學科角度進行研究，并趨向于產品概念理論的使用操作性。雖然國內外對于機電一體化產品設計理論的研究方向有所不同，但研究目標是相同的，且對于新技術、新產品的開發具有重要的指導意義。
關于機電一體化產品概念設計理論，從研究趨勢上來看，還要面臨諸多問題有待解決。比如，在進行機電一體化產品概念設計理論時，還要將推理方法建立起來；對于機電一體化產品的運動機構進行分類，為了對驅動元件以及傳動機構等等進行選擇，還要將驅動元件庫以及機構執行庫建立起來；對于傳感器的選擇，有賴于測物理量的參數定量化，以確定傳感器類型。此外，還要將信息處理、控制方法庫建立起來，以提高系統軟件和硬件的可控性。機電一體化產品在不同的設計階段，都會產生不同的概念設計理論，將產品概念設計評價體系建立起來，以利于產品不同階段設計有效銜接。
總結
綜上所述，對于機電一體化產品設計人員而言，概念理論設計所發揮的指導作用是不容忽視的。中國目前對于機電一體化產品設計的研究主要是基于運動功能為主產品結構設計。作為多種學科集合的機電一體化技術，其復雜性決定了機電一體化產品概念設計理論的重要性。
長期以來，機電專業基本上是按照傳統的理論體系以學科為核心來組織教學，把傳授系統的理論知識作為組織教學的出發點，作為教學過程的主線和質量考核的主要標準，對學生系統地掌握理論知識開發設計產品是有利的。本文針對機電一體化專業教學不能滿足經濟快速發展的需求這一現狀，提出了以實踐為導向的機電一體化教學改革。
一、指導思想
機電一體化技術專業人才培養的指導思想是：根據社會的需求，以調查結果為基本依據，以提高學生的職業能力和專業素養為目標，建立學以致用的教育培養理念，建立多樣性、靈活性與選擇性相統一的教學機制，通過具體的職業技術實踐活動，幫助學生積累大量實際工作經驗，使其能夠成為企業優秀的機電一體化領域技術人才。
二、教學策略
1.課程內容綜合化
隨著現代科學技術的迅猛發展，科學知識綜合化、一體化顯著加強，使得社會職業呈現綜合化發展趨勢，一些傳統、單一的專業逐漸萎縮甚至消失。與此同時，出現了許多新興交叉的專業。在市場競爭日趨激烈，產品更新換代和生產結構調整愈加頻繁的今天，職業活動中的人與人、人與環境的交往更加復雜和廣泛，職業崗位的轉換也日漸增多，對勞動者的交流能力、應變能力、心理承受能力等諸多方面提出了更多、更新、更高的要求。學生經常轉換學習內容、訓練方法和思維方式，對培養綜合職業適應能力是非常有利的。另外，課程內容綜合化、一體化，可以有機、合理地安排教學內容，避免重復講授，能拓寬學科或專業的知識面，增強各部分內容之間的銜接，從而使學生更快地形成熟練的專業技能，可以有效地提高教學效率。
2.注意選擇合適的教學場所
在教學過程中教學場所是十分重要的，決定了教學的效果，要加強一體化的建設。建立理論與實踐“一體化”教學的專業教室，是融教室、實訓、考工于一體，這需購置和自制大量的教學設備，在各個專業教室都能夠進行多媒體教學，使專業教室具有多媒體教學、實物展示、演練實訓、考工強化訓練和考工等多種功能，營造出良好的職業氛圍和環境。教師在專業教室上課可以邊講邊練，使學生在模擬工廠的環境下學習，在學習過程中，既可以對照實物學習構造原理，又可以進行實際動手訓練。教學方法直觀、靈活，教學形式生動、活潑，激發了學生的學習熱情，調動了學生的參與性與主動性，有利于拓展學生的能力，發展學生的潛能，從而培養了大量綜合性人才，大大提高了教學質量。同時，也節約了教學時間，提高了教學效果。
3.加強實習基地建設
實習設施、設備是實習教學的物質基礎和前提條件。要提高機電一體化專業畢業生的職業技能水平，必須切實建設好校內外實習基地。
（1）建好校內實習基地。按照職業學校機電一體化專業現代化建設的要求，職業學校應建設相對完備的、具有一定先進性的，與培養目標、教學計劃相適應的校內實習基地。添置的設備既要具有一定的先進性，還要具備足夠的數量。機電一體化專業有了校內實習基地，就可以按照實綱和企業用人要求適時調整實習計劃，根據學生的學習實際合理設計實習課題，實習教學質量的提高就有了保證。當然，專業現代化建設不可能一蹴而就，要根據學校的實際情況，通過分步實施、逐步完善的方法達到建設要求。
（2）廣泛建立校外實習基地。廣泛建立校外實習基地，與現代企業保持較為密切的聯系，以滿足學生畢業前頂崗實習的需要。學生在企業中實習，能夠接觸到先進的生產設備，學到先進的生產工藝和加工方法，拓寬視野，并且能學以致用，將所掌握的專業知識和操作技能應用于生產實踐中。同時學校在與企業的交往過程中，還可以了解現代企業對員工綜合素質的要求并征求企業對學校辦學的建議，以便對教育教學的方方面面進行改革與調整。
關鍵詞：工程機械；機電一體化；應用
引言
伴隨著現代社會不斷發展，各種科學技術不斷進步，完善。各類的學科融合也愈加密切。通過多種學科技術融合發展，極大的促進了工作效率，精化了發展途徑。舉個例子，就目前來看，機電一體化技術在多種領域的實際技術操作中都應用到。通過其技術的精確性和操作便捷性性等來大力的推進，改良了當前的工業生產，技術，管理層面的模式操作。需要注意的是，目前針對于此的技術操作仍屬于初級發展階段，還需后續不斷的研究深化。本文通過對其技術應用的分析為后續的研究發展做先行探索。
一、機電一體化內涵及作用
（一）機電一體化內涵
“機械電子學”，也就是機電一體化的學科表達，機電一體化技術是基于計算機技術進一步發展的新型技術。通過將計算機，機械制造，機械控制技術等技術融合貫通，互相聯系。來達成更為高效的操作需求。從上個世紀中期，就有開始將電子技術運用到機械操作中的實例，并取得一定的實踐成果。在后來的發展中，電子技術與機械技術不斷的融合發展。伴隨著機電一體化進程的不斷深入，更智能，更高效成為了后續發展的主旋律。以機電一體化為大綱發展，囊括機械制造，電子信息技術，機械控制，系統傳感服務等等，逐漸運用到了更多的領域。
（二）機電一體化作用
通過運用機電一體化技術，在機械制造領域來說能夠更好的去設計，匹配符合人們需求的機械產品。從而進一步推動當前的機械智能發展。結合實際的運用所需，當前運用機電一體化技術制造的產品多符合輕便，易于操作，攜帶等特點，能夠更好的為人們提供信息服務。伴隨著人工智能的不斷發展，工業生產自動化，控制自動化，電子產品自動化，以及智能機器人等等不斷問世，推動了行業發展。從大環境來看推動了當前的國體經濟發展，優化了當前的生產模式。
二、機電一體化技術的應用特點
（一）自動檢測
機電一體化技術與計算機操作技術密切相關。通過運用計算機技術來對機電一體化技術進行技術指導，操作指示，同時，計算機技術也運用在機電一體化技術的檢測，修正環節。通過對機械制造，機械設計環節的信息采集，數據分析。來對其進行技術檢測，針對操作過程中出現的程序錯誤和異常情況檢索，并通過計算機技術演算制定相應的應對方案。以警報預警的形勢對外傳送，便與操作人員發現處理。在通過計算機技術管理下進行機械制造，機械設計更具有安全性，穩定性與操作便易性。
（二）高精度
作為新型的機電融合技術，機電一體化具有高精度，高效率的特點，在進行機械制造，機械設計之前對其所需數據進行調控配比，保證操作步驟的準確性，極大的提升了操作效率?，F代的設計，制造業不斷的完善發展自身生產的流程穩定性，準確性。保障了生產準確度，提升整體的操作規范性。舉個例子，在進行建筑施工時需要進行混凝土攪拌，其中投入的物料比是一個需要精確度較高的操作。而通過電子計算機技術對其實際的物料比調控，再結合機械按配比投入，保障了混凝土質量。整體而言，此種高精度的操作環節極大的提升了工程建設效率。
（三）低耗能
除此之外，機電一體化技術還有著損耗低的優勢，舊式的工程建設過程中，由于缺少計算機的精確管控，不能及時更進管理建設信息，在實際建設中出現問題時需要專業的技術人員進行每個操作環節的技術檢測。此種工作模式不僅浪費人工成本，還不能完全保障其檢測質量，操作效率低下。而計算機技術下通過即時使用的最低損耗量來進行工程建設，最大限度的降低了物料，建設成本損耗。
三、機電一體化具體應用領域分析
（一）監控領域應用
不僅僅是提升整體的工程建設效率，機電一體化技術還能維護建設過程中的設備運行，通過一體化技術來對工作環境中的建設儀器，設備進行技術，故障檢測，一般情況下，當出現檢測故障時情況時，檢測儀器通過警示，聲音，調節亮度等對外播報，便與技術維修人員更快的針對故障部位進行維修，在保障建設效率的同時降低建設損耗。而監控管理過程也能更為直觀的了解到建設進程從而依此制定后續的建設方案。
（二）調整施工精度領域應用
在過去傳統的工程建設中，在面臨建設精確數據時需要進行更多的人工演算，在出現設計誤差和偏差情況下，都有可能差之毫厘失之千里。從而影響到整體的工程建設質量。而引入機電一體化技術后，能夠更好的對建設施工過程進行精確調控。
（三）節能領域應用
在減少能源損耗，最大限度的運用已有材料方面，機電一體化技術可以很好的通過精確的電子計算來對現有物料配比，分配其建設任務。保持當前的各項建設數值維持在臨界工作值，在保證建設效率的同時最大限度的節省了建設生產所需材料。與舊式的工程建設相比，不僅是建設效率的提高，建設材料的節省，還能將當前的建設材料最大限度的使用，將各級建設環節緊密結合。
四、機電一體化應用領域趨勢與發展方向
（一）機電一體化的應用趨勢
就目前來看，機電一體化技術在今后的網絡信息安全維護，微電子技術，傳感器方面的應用將會有較好的發展前景。
伴隨著當前社會的不斷發展，計算機網絡，互聯網系統受眾越來越廣。所以，結合時展大環境，將機電一體化技術同網絡安全技術捆綁發展。實現一加一大于二的發展建設。在保障機電一體化技術的市場競爭力的同時，更為便易的為網絡用戶服務，保障其活躍用戶黏性。而機電一體化技術與微電子領域相結合，將其使用模式優化，更加靈巧，輕便。除此之外，機電一體化技術與傳感器的聯合應用，提高了操作精確性。
（二）機電一體化的發展方向
長久來看，機電一體化的今后發展延生方向有微型化，系統化和智能化三類。伴隨著當今社會科學技術的不斷發展，成熟，人們更傾向于使用便捷，操作簡單，輕巧靈便的工具。通過運用機電一體化技術將其與微型設計結合，必將受到人們喜愛，推廣。從工程建設方面來看，整體的操作流程繁瑣復雜，為了達成對各個操作建設環節的進度了解，從而更好的制定后續的建設方案，采用機電一體化技術對其調控，管理，整合建設施工的各項建設任務。此外，當前網絡的不斷發展，各項行業，建設設計都講求人工智能。在人工智能領域，結合機電一體化技術發展，提高生產效率，降低能源損耗。
結語
結合上述，本文文章旨在探討在工程建設，機電制造，設計中機電一體化技術的合理應用。在了解機電一體化運用技術后將其合理科學的結合到工程建設環節，提高建設效率降低物料損耗，提高建設精確性。在今后的發展過程中可與微型電子，人工智能領域相結合。彰顯其良好的發展前景。同時，通過本篇文章的表訴，為后續的研發人員做前行調查。望后續能有更多的專家學者投身于新型機電一體化技術運用不同的建設領域中。促進機械，機電建設行業發展。
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