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中圖分類號:TH-39 文獻標識碼:A 文章編號:1007-9416(2013)06-0254-01
機械電子工程隨著科學技術的進步與人工智能技術的結合越來越顯著,只有兩者相互結合才能實現兩者的共同進步。在人工智能化模式下將傳統的機械生產模式轉變為智能化信息生產模式,不僅能夠減少生產成本,提高經濟效益,而且對于推動我國機械電子工程的長足發展具有重要的作用。我們可以根據機械電子工程和人工智能技術的相關特點,正確處理兩者之間的關系,保障人工智能技術在機械電子工程中作用的有效發揮。
1 機械電子工程的特點及其發展
1.1 機械電子工程的特點
其一,機械電子產品結構較為簡單。機械電子產品構造大多較為簡單,這樣就可以最大程度的減少產品的占地面積,改變過去機械電子產品笨拙復雜的特征,極大地提高了產品的工作性能。其二,機械電子工程設計更為合理。通過各項技術的融合,設計者更為全面的設計出最合理的設計方案,促進機械電子工程的不斷進步,這是由機械電子工程的學科綜合性所決定的。例如,將機械電子技術和管理技術結合,既能實現機械電子工程管理體制的革新,又能保障管理過程中機械電子技術的不斷進步,從而實現兩者的共同發展。
1.2 機械電子工程的發展
所謂機械電子工程是指由機械工程、電子工程和信息工程所共同組成的并糅合管理技術和智能技術的多學科機械活動??v觀機械電子工程的發展過程,我們可以將其分為三個發展階段。首先是萌芽階段。這一時期機械電子工程主要是依靠人力為主的手工作業,嚴格限制了成產力的長足發展。其次是發展階段。經過工業技術革命等改革,生產設備得以更新,出現了大規模的流水作業,大大提高了社會生產力,但是由于生產工序較為落后,缺乏靈活性,因此仍需要更深度的變革。最后就是轉型時期。隨著高科技技術的革新發展,現代社會處于急速轉型時期,以講求效率為根本,導致機械電子工程不斷進行革新,形成柔性制作系統,大大提高工作效率,實現更大的經濟利益。
2 人工智能技術的優勢分析
2.1 人工智能技術的概念
所謂人工智能是融合計算機技術、信息技術、控制技術及心理學等多項技術的部門學科,其主要是通過研究電子計算機技術,拓展或模擬人智能的一項專業性技術,它是新世紀以來最重要的三門學科之一,在人們的發展過程中具有重要的作用。
2.2 人工智能技術的優點
首先人工智能技術能夠增加人們之間的交流。運用高科技為人們之間的交流提供便利,讓人們足不出戶就了解天下事,與各種群體進行溝通,既有利于人類社會的進步又能促進人工智能技術的不斷革新。其次,人工智能技術能夠促進經濟的增長。通過高科技帶動人們的消費,有效的擴大國內市場需求,實現我國經濟平穩健康的發展,最后,人工智能技術可以更快的實現企業的經濟目標。新型科技在促進人類社會發展上的優點能夠吸引許多廠商投資,間接地擴大了人工智能產品的市場,實現企業的經濟利益。例如在手機行業某品牌公司采用智能化技術,制造出一批智能機,市場反應非常好,吸引許多廠商前來投資,這樣大大提高了公司的品牌效力,實現企業經濟效益的擴大。
2.3 人工智能技術的發展史
首先是人工智能的萌芽階段,從十七世紀到十九世紀在這一發展過程中盡管人工智能技術發展緩慢,但是它為以后的發展打下了堅實的基礎,為技術的革新做好準備工作。其次是發展階段。二十世紀中期,美國人在舉行的“侃談會”上首次提出“人工智能”的概念,規定了人工智能的合理范圍,使技術的發展更加規范化。其中LISP技術憑借其巨大的優勢,在證明翻譯等方面發揮著重要的作用。再次是二次發展階段。經過上世紀六七十年代人工智能技術發展困難階段,人工智能在1977年迎來發展良機,在第五屆國際人工智能聯合會議上,打破了傳統模式的桎梏,將知識運用于人工智能領域,促進技術的轉型。最后是人工智能的穩定時期。經過科學技術革命,互聯網技術普遍適用于人工智能工程,給人工智能帶來了革命性變革,保障了人工智能在人們生活中作用的發揮。
3 人工智能技術在機械電子工程中的應用
機械電子工程由于發展具有不穩定性,盡管通過采用建設規則庫或者推導數學方程的方法有效的提高數學解析的精密性,但是由于方法較為落后,導致在數據輸出和輸入方面仍然存在較大的困難,迫切需要采用先進智能化的技術實現工程的變革。通過建立模糊推理系統和神經網絡系統,提高精確度,保障機械電子工程的順利開展。模糊推理系統通過采用規則的方式保存信息,具有明確的機械意義,神經網絡系統儲存信息采用分布式的方法,確保每個神經部件之間聯系緊密,有效的提高計算量。通過綜合采用這兩種方式,保障人工智能技術作用的有效發揮,實現機械電子工程和人工智能技術兩者的共同進步。
4 結語
伴隨著科學技術的不斷進步,各學科之間的交流也顯得日益頻繁,只有學科之間的不斷融合才能促進科技的進一步發展?,F實社會中人工智能技術和機械電子工程根據其自身的特點,通過相互融合有效避免兩者的缺陷,帶動了二者的共同進步發展。通過人工智能技術在機械電子工程中的應用,實現了機械電子工程的轉型升級,從而實現社會生產力的不斷進步。
2機械電子工程的發展
2.1機械電子工程的初期發展時期
在人類歷史上,外國人舉辦了很多次的機械電子工程的交流會,在初期的機械電子工程的交流會中,外國人第一次把結合了信息時代元素的機械工程稱為“機械電子工程”,機械電子工程在這一時期得到了很多人的重視。人們應用這一時期的機械電子工程去做了很多的研究,這一時期的機械電子工程還是處在一個相對比較落后的發展時期,各個方面還相當不成熟。
2.2機械電子工程的滯后發展時期
一個新生事物的出現和發展必然會經歷很多的挫折,這是任何一個新生事物的出現和發展過程所無法避免的,機械電子工程對于新時代來說也是一大新生事物,對于機械電子工程來說,機械電子工程的出現和發展必然會經歷很多的挫折,這是無法避免的??茖W家們在機械電子工程的初期發展時期之后,對機械電子工程的研究力度不斷地加大,對它的研究領域不斷地擴大,而研究力度越大,機械電子工程的問題也就會越來越多,對于很多的科學家來說這是一個很大的難題,因為要研究機械電子工程的各個因素,科學家們不僅要研究傳統的機械工程,還要研究信息時代賦予機械電子工程的時代元素,而對于這些因素的研究對一個機械電子工程師來說要求很高,機械電子工程師不僅要對傳統的機械工程進行一定的研究,而且要對新時代下的信息化元素進行深入的學習,只有充分地做到這兩點,我們的機械電子工程師對機械電子工程的研究才會有所進步。而這一時期的機械電子工程師卻沒有滿足這兩個要求,這一時期的很多機械電子工程師對傳統的機械工程頗有研究,但是對于新時期的信息時代的知識確是很欠缺,他們也并沒有對新時代下的信息化元素進行深入的學習,而是對新時代下的信息化元素采取逃避的方式,在這一情況下,機械電子工程也不會得到發展,只會處在滯后時期。
2.3機械電子工程的平穩發展時期
在經過一段時間的滯后發展時期之后,很多研究機械電子工程的科學家都覺醒了,他們在尋求一種進步,而要使機械電子工程得到長足的發展,研究機械電子工程的科學家們就必須加強對傳統的機械工程的研究力度和對新時代下的信息化元素進行深入的學習。研究機械電子工程的科學家們的覺醒使得機械電子工程在新時期下得到平穩的發展。
3機械電子工程的應用
隨著社會的進步,人們對機械電子工程的研究力度不斷地加深,機械電子工程的應用領域不斷地擴大,對于傳統的機械工程來說,它的應用領域受到了極大的限制,傳統的機械工程僅僅只是應用在一些比較低級的和要求不是很高的基礎領域,而隨著時代的進步,這些比較低級的和要求不是很高的基礎領域會逐步地淘汰,機械電子工程將會取代傳統的機械工程,它的應用領域正好可以彌補傳統的機械工程的不足,機械電子工程的應用領域不是一些比較低級的和要求不是很高的基礎領域,而是經過改造的比較低級的和要求不是很高的基礎領域和一些比較高級的領域。隨著時代的發展以及人們對機械電子工程的研究力度不斷地加深,機械電子工程的應用領域將會更廣更大。
傳統的機械工程和機械電子工程之間有著非常大的差異,機械電子工程不僅是電子技術和機械工程結合的產物,它還將兩者的用于和作用充分的發揮了出來,與此同時,還將電子技術和機械工程兩者各自具備的功能先聯系在了一起,并增添了與信息的聯系,正是因為添加的信息,才機械電子工程逐漸的轉變為智能化的機械電子工程。
一、概述
1、人工智能。人工智能是在信息技術的背景下誕生的一種具有綜合性的學科,它不僅具有信息技術和計算機技術的基礎功能,還能夠將其結合各種機械設備、電子設備等的操控進行功能的發揮,從而實現真正意義上的人工智能。人工智能的發展階段是17~19世紀,其發展的速度非常的慢,但正是因為其發展的速度慢,才使得其經驗越來越豐富,使得為未來的人工智能的發展等奠定了非常堅實的基礎,以及為技術革新做好了準備。
2、機械電子工程。它是機械工程和電子技術兩者相結合的綜合性的學科,因為它與電子、機械和信息技術等方面有著密切的關系,所以,機械電子工程的應用領域基本上也是電子、機械和信息技術等方面。而且現在的機械電子工程中,將每一個功能都形成了其自己的模塊并發揮其作用。簡單來說,現在人們所需求的機械電子產品的內部結構不需要非常的復雜,是需要其具有多元化的產品功能即可。
二、機械電子工程與人工智能的關系
1、人工智能應用的差異性。人工智能的應用主要體現在機械電子工程的網絡系統上,著就決定了人工智能是無法通過一般的應用方式實現應用的,只有通過網絡系統進行的人工化指令才能夠轉變,才能夠實現智能控制。因此,當機械電子工程中的數據分析等出現問題時,人工智能的控制也會受到一定程度的影響,再加上人工智能技術是建立在機械電子工程上的,其網絡系統會發生崩潰,直接導致電子工程的功能發揮受到影響,所以,人工智能在機械電子工程中的應用是具有差異性的。
2、綜合性的補充。機械電子工程本身就將機械、電子和信息技術結合在一起并且將其分為單獨的模塊,因此,機械電子工程的功能具有固定的特點。所以,要想實現機械電子設備的綜合,就必須要將人工智能技術的綜合發揮出來,讓其對機械電子工程的綜合起到輔助的作用。目前,我國已經建立出的模型推理系統就是其中一種形式的體現,除此之外,還有神經網絡中對人體的神經模仿,也促使了人工智能的水平發展到了更高的一個層面,將這兩種人工智能的模式適當的運用到機械電子工程的控制中,才能夠將其對模塊的控制的完整充分的發揮出來,實現機械電子工程和人工智能的完美融合。
3、不穩定性。機械電子工程本身就具有不穩定性,而且非常的明顯。這種不穩定性會對機械電子工程的設備功能產生非常直接的影響。如果說使用傳統的方式對其進行調整或者控制,是沒有辦法將其每一項系統進行準確的精準的控制的。由此可見,機械電子工程的不穩定性會對其設備的作用發揮有著多么重大的影響,但是其不穩定性能夠利用人工智能來進行補充,因為人工智能對各種數據有著非常高效和準確的處理技術,因此,機械電子工程能夠通過人工智能技術來將其不穩定性進行補充改善。
4、精度控制,機械電子這一類的工程對數據等的控制都具有精確化的特點,但是,當這個系統功能實現的時候,要對系統功能中的數據進行合理的調整才能夠在保證整個體統的穩定運行的前提下,滿足客觀數據的變化要求,以及其系統進度控制能夠能加的準確。所以,當機械電子工程無法通過自身的處理來滿足這種需求時,就需要依靠人工智能的神經模式來對系統進度進行控制,并且實現和滿足這種需求。
總結:機械電子工程的產物在人類的日常生活中已被廣泛的使用了,但是,科學技術在不斷的發展,使人工智能化的物品的需求量也越來越高,因此,我國將人工智能技術和機械電子工程兩者進行了結合,通過人工智能技術的影響,機械電子工程再一次得到了快速的發展,雖然說,現階段其本身的技術水平還不夠高,但其本身存在的某些缺陷和問題都通過人工智能的技術得到了補充和改善,從而保證了機械電子工程的功能能夠更充分的發揮出來,并且還將其功能進行了完善和強大,使得我國機械電子工程的發展越來越好。
參 考 文 獻
[1]鄭福奎. 機械電子工程與人工智能的關系探究[J]. 科技創業家,2012,22:108.
[2]余秋蘭. 淺談機械電子工程與人工智能的關系[J]. 山東工業技術,2015,18:143.
引言
加強控制工程在機械電氣工程中的應用分析,有利于實現對機械電子設備實踐應用中的科學控制,并保持機械電子工程良好的應用效果,為其發展注入活力。因此,需要從不同的方面入手,對控制工程在機械電子工程中的應用進行深入分析,并加強其應用效果評估,以便滿足機械電氣工程的實際發展需求。在此基礎上,有利于加快我國經濟社會發展速度。
1機械電子工程與控制工程概述
所謂的機械電子工程,是指在有效的技術支持下,使得機械控制及信息處理性能得以優化,并在性能可靠的機械裝置支持下,構建出功能強大的系統,與機械工程及電子控制工程密切相關。實踐過程中重視機電一體化發展,將更多的信息元素融入到機械電子產品中,有利于提升這類產品的潛在價值,從而為機械電子工程更好的發展創造出有利的條件。所謂的控制工程,本質上是一種綜合性工程技術,在自動控制系統工程實踐問題處理中發揮著重要的作用。實踐過程中了解控制工程的相關內容時,需要充分地考慮工程控制論,并了解計算機及其它相關的理論,促使控制工程能夠得到充分利用。當前形勢下控制工程很有用中融合了多種技術,像計算機技術、自動控制技術等。因此,為了促進機械電子工程發展,充分發揮出控制工程的實際作用,需要落實好控制工程在機械電子工程中的應用研究工作,實現二者的協同發展。
2控制工程在機械電子工程中的應用分析
2.1基于模糊控制工程的機械電子工程
結合機械電子工程的實際應用概況,可知其在實踐過程中具有加工流程復雜化的特點,對控制方法的要求非常高。針對這種情況,需要在控制工程的支持下,將模糊控制工程應用于機械電子工程中,促使其加工過程中的程序得以簡化,且實現對機械電子工程中復雜加工問題的有效應對,滿足其產品生產制造的多樣化需求。同時,在模糊控制工程的支持下,機械電子工程實踐過程中的偏差范圍將會得到科學控制,進而提升其整體的生產實踐水平。
2.2基于神經網絡控制的機械電子工程
作為生物學基礎上所得到的重要控制方式,神經網絡控制實踐應用中取得了良好的作用效果,為功能強大的神經網絡控制系統應用范圍擴大帶來了保障作用。實踐過程中若將神經網絡控制方式應用于機械電子工程中,能夠實現對機械加工中大量數據的科學控制,促使機械電子工程生產計劃得以順利實施,從而為其實際作用的充分發揮及生產水平提升提供保障。因此,機械電子工程發展中應注重神經網絡控制方式的合理運用。
2.3基于自動控制系統的機械電子工程
為了使機械電子工程發展中能夠實現對控制工程的高效利用,也需要充分地考慮控制工程作用下的自動控制系統在機械電子工程中的應用效果。具體表現為:①基于自動控制系統的機械電子工程,能夠使整個生產過程得到有效控制,并保持機械電子設備良好的使用功能,促使機械電子工程的潛在應用價值不斷提升;②在自動控制系統的支持下,機械電子工程的智能化、信息化程度將會加深,從而使其能夠更好地適應當前的形勢變化。同時,為了實現機械電子工程實踐過程中的科技化與創新化,也需要重視自動控制系統的引入。
2.4基于專家控制的機械電子工程
實施機械電子工程中的磨削生產計劃時,為了滿足其精度控制要求,應考慮控制工程支持下的專家控制方式使用。在此期間,基于專家控制的機械電子工程中磨削精度控制,將會實現對生產過程中環境溫度、變形問題、磨削力等不同因素的科學應對,使得機械磨削精度得以不斷提高,保持其良好的控制效果。同時,機械電子工程中若加強專家控制系統的構建與使用,將會使其磨削加工中的誤差控制的有效的范圍內,給予機械電子產品質量提高必要的支持。長此以往,有利于加快我國機械電子工程發展速度,促使其磨削加工精度控制水平不斷提升,保持產品良好的加工質量,降低加工問題發生率的同時優化機械磨削加工控制方式。
3結束語
綜上所述,在機械電子工程發展過程中,若引入控制工程,擴大其在機械電子工程中的實際應用范圍,具有重要的現實參考意義:有利于實現機械電子工程的可持續發展,促使其能夠更好地適應時代的發展要求,從而為社會生產力的不斷提高打下堅實的基礎。因此,未來機械電子工程發展中應給予控制工程的合理應用更多的重視,從而使機械電子設備性能得以不斷優化,并拓寬機械電子工程的應用領域,滿足實踐生產計劃實施要求。
參考文獻:
[1]陳禹志.淺析控制工程在機械電子工程中的應用[J].數字通信世界,2017(09).
進入21世紀,社會獲得了快速的發展,科學技術得到了極大地進步,尤其是計算機技術更是獲得了突飛猛進,正是在計算機技術的帶動之下,人工智能技術也得到了快速的發展與進步。于此同時,機械電子工程技術也在若火如荼的發展之中,在機械電子工程發展的過程之中,機械電子工程與人工智能之間起到了相互促進與相互影響的作用,也正是這兩種技術的相互影響成就了兩者的共同發展與共同進步。本文正是基于這種情況,針對機械電子工程與人工智能的關系進行了系統的分析與介紹。
1.現代社會中機械電子工程的特點
20世紀以來,科學技術獲得了巨大的飛躍,很多新興學科也開始逐步的出現,更多的交叉學科也如同雨后春筍般出現于發展,各個學科之間的相互聯系也顯的更加密切,正是在這種環境之下,機械電子工程學應運而生。顧名思義,機械電子工程就是傳統機械工程與現代電子信息技術相結合的一個學科,該學科將電子信息技術與機械工程進行了有機的結合,實現了兩個學科之間的相互促進與相互融合,實現了物理學與信息技術的有效連接,這種跨學科的結合,實現了機械工程的人工智能化,由此可見,該學科有著自己的特點:
1.1 不同的設計方法
與傳統的機械工程相比,機械電子工程已經超越了單一的學科,顯而易見,機械電子工程是一個交叉學科,它充分的融合機械技術與信息技術,這就要求其在進行設計的過程之中必須充分考慮和應用自己的設計方法,在實際的設計過程之中,設計人員往往采用自上而下的設計方法,這種設計方法是機械電子工程設計之有的方法。
1.2 產品上的差異
機械電子工程的另一個特點就是其產品上的與眾不同,與一般的產品不同,機械電子產品的結構看似簡單,但是在實際的設計與開發過程之中卻融入了很多先進的技術與理念,這就遠遠的超越了傳統的機械,這就是產品的外觀更加的輕盈小巧,同時可以實現更加的智能化與現代化,是生產力飛躍的具體體現。
2.機械電子工程的發展過程
前文已經講過,機械電子工程并不是一個簡單的孤立學科,它是一個涉及機械與信息技術的交叉學科,又受到人工智能理念的影響,因此是一個典型的交叉學科。正是由于該學科的復雜性造成該學科在形成的過程之中并不是一蹴而就的,相反,該學科在形成的過程之中經過了很多階段,經過相關的發展才最終形成現階段的機械電子工程:
2.1 機械電子工程學的開端
機械電子工程學的起步階段是傳統的手工生產,在這個階段,機械電子工程學的發展十分的緩慢,這是由于此社會的平均勞動生產率相對較為低下,勞動力資源相對也較為匱乏,生產力的發展與進步比較緩慢,但是在一次次的嘗試之中,機械電子工程還是逐步的發展起來了。
2.2 機械電子工程學的高速發展階段
機械電子工程學的高速發展階段主要是流水線生產線的成功應用,這一時期的生產過程已經具有了相應的標準,在很大程度上促進了生產力的發展與進步,并不斷的拓展機械電子工程產品的種類,逐步滿足社會的發展與需求。
2.3 機械電子工程的成熟階段
進入21世紀,機械電子工程逐步走入其成熟階段,逐步的形成了其特有的生產體系與發展體系,并實現了與現代信息技術與人工智能技術的完美融合,進入了現代機械電子工程的成熟階段,不斷的促進現代生產的發展與社會的進步。
3.人工智能的發展史
3.1 萌芽階段
人工智能的萌芽階段起源于法國,當時法國科學家首先研制出了第一部計算器,從此世界開始了人工智能的研究之路,直至馮諾依曼發明第一臺計算機。人工智能在其萌芽階段和其他技術一樣,發展打偶較為緩慢,但是卻為后來的發展積累了豐富的經驗,為之后的發展奠定了堅實的基礎。
3.2 第一個發展階段
1956年美國人第一次提出“人工智能”的命題,并進行了相關的研究,這是引起人工智能第一發展高峰期的標志。這一階段的人工智能屬于較為簡單的發展階段,主要針對的的任務是:博弈、計算以及證明等任務。在這一階段的確取得了一定的成就,這一階段的主要貢獻是大大的解放了人們的思想,使人們認識并了解了人工智能的可行性,對人工智能后期的發展起到了巨大的促進作用。
3.3 第二個發展階段
1977年全球召開了第五屆人工智能會議,這是人工智能發展的第二個階段的開始,由此之后,人們認識到知識工程對于人工智能領域的重要意義與價值,并不斷的進行相關的發展與研究,促使人工智能與實際生產相結合,逐步的推進了人工智能的快速發展與進步。也正是在這個階段,人工智能獲得了巨大的飛躍,并表現出廣闊的市場前景,在不確定推理、分布式人工智能、常識性知識表示方式等關鍵性技術問題和專家系統、計算機視覺、自然語言理解、智能機器人等實際應用問題上取得了長足的發展。
4.機械電子工程與人工智能的關系
機械電子系統具有不穩定性,這就使得機械電子系統在輸入與輸出關系的處理上比較困難。推導數學方程的方、建設規則庫的方法以及學習并生成知識的傳統方法,雖然在解析數學方面具有精密性,但是這些傳統的方法還只能適用于一些相對簡單的系統。然而現代社會所需求的系統是紛繁復雜的,往往會需要一個系統能夠處理多種信息類型。
人工智能建立系統所采取的方法中,主要使用的是神經網絡系統和模糊推理系統。神經網絡系統能夠實現對人腦結構的模擬人,能夠分析數字信號并給出參考數值。而模糊推理系統則是通過模擬人腦的功能,來實現對語言信號的有效分析。在處理輸入輸出的關系上,這兩種方法既有共同之處,也存在各自的差異性。神經網絡系統在信息的儲存上是采用分布式的方式,而模糊推理系統則采用規則方式實現信息的儲存。神經網絡系統輸入時由于每個神經元之間都有固定聯系所以計算量一般都很大,而模糊推理系統的連接是不固定的,所以其計算量相對較小。
人工智能系統的建立于發展在很大程度上促進了現代機械電子工程發展與進步。在實際的機械電子工程的設計工作之中,我們必須依靠相應的人工智能技術植入,只有這樣才能更好的促進機械電子工程的發展,與此同時最大限度的促進人工智能功能的實現。很顯然這個過程相互促進的過程,只有在發展之中充分的考慮兩只之間的相互結合,不斷的開拓出全新的技術,促進兩者之間的更好的融合才能不斷的促進兩者的共同發展,不斷的促進其進步,實現機械電子工程的不斷發展,推進人工智能的持續進步。
5.結束語
機械電子工程對于現代社會的發展有著極為重要的意義和價值,可以極大地提高現代社會的社會生產力,改善人們的生活條件與生產條件,促進人們生活方式與生產方式的變革。在實際的發展之中,我們必須充分的認識到人工智能與機械電子工程之間的關系,抓住兩者發展的共同點與相通點,只有這樣才能促進兩者的共同發展。
參考文獻
【基金項目】2015年中國博士后科學基金資助項目(編號:2015M580945);朝陽區博士后工作經費資助項目(編號:Q5001002201601)。
【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2016)04-0215-01
機械電子工程學科是國家建設和社會發展的主學科之一。機械電子是工程科學中的一個跨學科專業,在機械制造、電子工程和計算機科學等學科的基礎上建立起來的。機械電子工程學科建設與我國高新科技發展和創新型人才的培養直接相關。
一、世界各國機械電子工程學科建設特點
(一)美國機械電子工程學科建設主要特點
美國是當今世界上高等教育的典范,建立了一套成熟的學科建設體系,對其政治、經濟、文化、軍事和科學技術的發展,以及綜合國力的增強發揮了重要作用。在美國,機械電子工程學科非常注重學生的創新能力培養,以及學生的國家化水平。積極引導課程與社會、企業的廣泛對接。通過推進學生與企業、市場以及國際化的交流,將新的思維、新模式、新方法引入到本課程中。
重視企業、市場的需求,授課的方法、模式及時更新。課程負責人通過對市場需求的研究,將授課方法,培養模式及時更新,通過現代化特別是以計算機、互聯網為代表的信息技術,改革授課方式、課堂管理等。及時將課程大綱、教材更新。鼓勵學生在學習階段創新技術了解市場,創新創業;另一方面也通過對市場的及時把握直接為美國和全球的人力市場輸出高科技創新型機械電子工程人才。
在授課過程中,大膽推出個性化教學。不拘泥于課程大綱的限制,依據教師自身的優勢和特點,結合學生的特點。學校也鼓勵學生的個性化發展,組織教育教學專家指導每位學生的需求。
積極推動以科學研究為先導的教學,重視基礎研究,通過大力開展科學研究保證美國科技領先和高級人才的迅速成長。因此,建立了一支高水平的授課團隊,在授課過程中嚴格執行考核要求,保證了培養質量。
(二)英國機械電子工程學科建設主要特點
英國的課程教育已經成為世界上最優秀的研究生教育之一。進入到新時代之后,為了確保本國在教育界的領先地位,維護本國在世界上的學術精英地位,機械電子工程學科教育改革也呈現出新的發展動向。
在英國,授課教師在學生培養過程中起著非常重要的作用。要讓學生能夠創造性的學習、必須選拔一批極富有創新意識的教師教授課程。因此學校、學院在遴選授課教師的時候非常重視教師的科研創造能力,并且把能否培養出具有創新意識、技能的學生作為評價教師教學工作的重要指標。
在追求教學目標的統一過程中,英國也非常注重學校的個性化發展。盡管培養目標不盡相同,但最終的大的、統一的目標是為了本國社會經濟的持續發展、經濟進步、科技昌盛作出努力。
英國的學科建設非常重視培養學生的科研能力。學生在上課過程中可以根據自身情況和實際問題選擇相應的課題。英國學校經常性的組織多個跨專業的專家和教授指導學生,發揮個人的長處,使得學生擴大視野,并能夠在實際問題中得到鍛煉。
此外,英國的學校非常重視與企業、工業界和政府的聯系和聯合。經常性的邀請企業界認識聯合制定培養方案,為學生在就業市場取得相當大的前期優勢。
(四)大洋洲澳新兩國機械電子工程學科建設主要特點
嚴格的授課教師選拔標準和流程,澳新兩國一直仿效的是英國式的教育模式,全力打造具有國際化視野和高標準的教師隊伍。同時特別重視授課教師和企業界的合作,經常性的聘請在企業界有著良好口碑的具有工程背景和研發經驗的資深人士擔任校外教師。
更加嚴格的入校標準,通過執行嚴進嚴出政策把握。建立嚴格的淘汰機制,通過設立卓越班的形式,每幾個月不定時的考察,通過授課教師組織全部人員圍繞該項課程的某一點問題討論。考察成績由任課教師隊伍加權打分,當考核不合格時隨時轉到普通班。
重視課程的社會服務,努力與企業界建立聯系,積極與企業界溝通,探索市場需求,然后根據本學科的特點添置教學設備和優化課程內容。
二、基于層次分析法的學科建設評估體系論證
由于機械電子工程學科交叉學科多,學生質量與熱門學科尚有一定差距,授課教師的積極性也受到一定影響。因此需要借鑒國外關于機械電子工程學科建設的優秀成果,結合我國實際建立適合我國國情的機械電子工程學科建設評估體系。
層次分析法是通過對評價結果的逐次分解,對相關評價指標打分再乘以加權系數得到最終結論的分析方法。該方法相對于平衡積分法、專家團評價法來說雖然設立了中間層的檢驗環節,具有降低主觀性的優點,同時計算方法簡單、明了具有良好的推廣性。
通過對機械電子工程學科的評價內容具體化,科學分解每個目標的內容。選擇若干名經驗豐富的專家、學者組成評估小組對每一層的權重進行比對和確定,按照兩兩比對取最大的原則確定所有目標的權重。總分分為優秀、良好、合格、較低、較差,通過計算每一層的最終值將會落入到相應的區域中。完成整個課程體系的評估。
三、研究結論
本文在分析了機械電子工程學科特點的基礎上,分析比較了發達國家機械電子工程學科建設的主要特點,通過運用層次分析法對機械電子工程學科建設評價體系進行了深入研究、探討。本文的研究結果表明,運用層次分析法可以有效地構建機械電子工程學科評價體系,并且簡單、科學。同時也可看出,國外對于機械電子工程學科的建設中重視學生的個性化發展和與企業界的緊密聯系。這一特點也為我們后續對機械電子工程學科建設目標的設定奠定基礎。
參考文獻:
[1]教育部高等學校機械學科教學指導委員會.機械學科專業發展戰略研究[J].中國大學教學,2005(1):9~12
2人工智能的定義及特點
何為人工智能,人工智能是一門綜合了計算機科學、信息論、控制論、神經生理學、語言學、心理學、哲學等多門學科的交叉性學科,是21世紀最偉大的三大學科之一。人工智能的發展其實經歷了一段非常漫長的歷程,人工智能在計算機開始發展的初期就已經被應用到了各個方面,只是它在起初所發揮的作用相對而言是非常小的,并沒有得到足夠的重視或者引起足夠的注意。但是隨著時代的進步,人工智能已經擺脫了過去相對弱小的形象,發生了翻天覆地的變化,得到了很大的改善。人工智能發生的這些轉變正是人類對計算機的應用和熟悉程度的轉變。信息時代的趨勢已經使人工智能技術得到了很大的強化,在社會中的地位也越來越重要。機械電子工程的發展需要依靠人工智能的力量和支撐,相信隨著人們對人工智能更加深入的研究,人工智能模仿人類思維的能力定會越來越強大。只有對人工智能不斷創新和改善,才能在計算機語言理解和應用方面得到更大的進步,才能更加符合機械電子工程的發展需求。
3機械電子工程與人工智能的關系
機械電子工程在應用上不穩定主要表現在系統輸入輸出的問題,即利用數學方程來建立模型,并且依靠人工智能來完成對傳統知識學習的更新,這種解析數學的相關方式在機械電子工程中的應用是非常廣泛的。傳統機械工程方式的應用是非常簡單的,但是隨著時代的發展和科學技術的進步,新時期出現的機械電子工程系統在處理各種問題時是相對復雜的,會通過配置多種系統對信息類型來進行區分。但是人工智能在機械電子工程領域還存在著一些不確定的因素,在計算機電子工程中,人工智能信息處理的方式主要采用的是解析數學措施,其應用方式主要是利用網絡神經系統對網絡系統進行合理安排,將神經系統迷你成人腦的結構,根據相關數字所傳達出來的信號,對已經搜集到的資源進行參數分析。其實,人工智能在機械電子工程中的應用是有差異的,這種差異性也是人工智能的一種特點,沒有辦法對網絡系統進行有效的描述,同時在建設系統資料庫的過程中進行嚴密數學分析,在分析過程中若是出現錯誤會直接影響到網絡系統的建設,甚至導致網絡系統的崩潰。創新工程方式,加強人工智能信息的服務建設是保證機械電子工程能夠順利開展和進行的關鍵。隨著時代的發展和人民日益增長的需求,生活方式的單一性早已不能滿足社會的發展需求速度。不斷完善的綜合性人工智能系統必將會使生產模式發生轉變。利用模型推理系統和神經網絡系統的優勢來補充綜合性人工智能,逐步完善機械電子工程的發展,網絡系統得到完善的必然結果就是模型推理系統。同時,模型推理系統也是二者功能性融合的重要體現。人工智能通過網絡信息資源進行完整性表達,完善機械電子和人工智能的密切關系。
【中圖分類號】TP273【文獻標識碼】A【文章編號】1006-4222(2016)01-0193-01
前言
隨著計算機控制工程技術的不斷發展,使得機械電子工程逐漸向智能化方向進行發展,控制工程在機械電子工程當中起到了越來越重要的作用,因此,對控制工程在機械電子工程中的應用研究,成為了人們日益關注的新課題,將控制工程技術同計算機機械電子工程技術有機地結合在一起,從而進一步促進了機械工程行業的發展。
1控制工程與機械電子工程概述
控制工程是指結合了工程理論與計算機技術理論為基礎的核心概念,是一種處理各種自動化技術中出現的工程技術問題的工程技術,控制工程在各種機械電子工程技術實施中都得到了廣泛性的應用,以多輸入、多輸出,改變參數和非線性等設計問題為主要研究問題,因此控制工程在機械制造業中越來越受到重視。而機械電子工程并不是一種獨特的工程學科,它通常采用模塊化的方式來完成系統操作,而機械電子工程系統有著構造簡單的特性,減小了機械電子工程系統的總體積,提高了機械電子工程的性能,不過,隨著機械電子工程系統的復雜性不斷地增加,就必須要使機械工程與計算機技術統一地結合在一起,從而使得控制工程在機械電子工程能夠得到更好地發展。
2控制工程在機械電子工程中的應用
2.1智能控制系統在機械電子工程中的應用
智能控制系統就是指人工智能與計算機技術結合在一起,對機械電子工程當中的某一操作流程進行人工化的智能模擬和控制,使得智能的機器人可以像人一樣進行操作工作,智能控制系統能夠與人類的大腦思維模式相似,智能控制系統能夠做到自主收集相關信息等。因此,智能控制系統結合了人工智能的特性進行了機械化大生產,使其生產效率與人工生產模式相比,得到了質的飛躍,還可以對生產操作流程進行嚴格控制,節約了人力、物力資源成本,提高了機械制造行業的經濟收入[1]。
2.2魯棒控制的應用
在控制系統中的魯棒性是指,在一定的外界因素干擾下,控制系統某一方面的性能夠保持不變的特性,因此,多變量型魯棒控制系統在機械制造生產中得到了廣泛性的應用。在柔性臂軌跡制造中,通常采用滑膜變的結構控制方法,控制并研究出慢變控制器,采用H∞的控制理論來研究出魯棒控制器進而調整系統控制器的結構,所以,在操作軌跡的模擬研究中,利用補償控制算法來進行補償控制計算,從而保證滑膜變結構與H∞控制理論進行組合性控制,使得控制系統能夠非常精確地對目標軌跡的運行過程進行控制。
2.3模糊控制工程在機械電子工程中的應用
機械工程的加工流程是十分復雜的,所以采用傳統的控制方法建立起來的模型是非常困難的,所以自動化控制的效果并不好,而模糊控制工程可以把復雜的問題變得更加直觀,模糊控制的算法比較簡單靈活,從而將程序編制過程簡單化,進行模糊化控制可以不用對機械制造工程進行精確化的數據研究,只要保證好輸入量在合理的偏差范圍內即可,所以,模糊控制系統在機械電子工程中應用效果十分明顯[2]。
2.4神經網絡控制的應用
神經網絡控制是建立在生物學基礎上的控制研究,將多個簡單的網絡神經元連接成一個網絡,每個神經元都是十分簡單的,但所有神經元連接在一起就能夠變成高度復雜的神經網絡控制系統,神經網絡控制可以對數據進行大規模處理,因而這種神經網絡控制系統可以有著與人類相似的適應學習能力,神經網絡控制系統越來越朝向人工智能化發展,在智能機械電子工程控制系統中得到了廣泛的應用。因而在對數控機床的控制當中,人們可以有效地改變數控機床切割過程中不確定的特點,通過神經網絡控制工程系統在機械電子工程上的應用,使得了數控機床的加工效率大幅度得到了提升,提高了機械電子工程行業的安全性系數[3]。
3結論
由于控制工程在機械電子工程中的廣泛應用,使得機械電子工程技術不斷向智能化和自動化發展,因此,隨著計算機控制系統的不斷發展,必須要將現代化的科學技術控制理念同機械電子工程行業不斷融合發展,從而使得機械電子工程行業能夠快速、穩定地發展,提高機械電子工程的生產效率,提升整個機械電子工程行業的經濟效益。
參考文獻
[1]衛江,王勝.探究機械電子工程與人工智能的關系[J].科技資訊,2015,21:26~27.
分析機械電子工程是科技快速發展的產物,是高新技術的代表。機械電子工程在各個國家和領域都有進行大力研究和投入,目前在我國,機械電子工程是重要的高科技產業,對全面提高我國的國際競爭力有著非常積極的意義?,F就機械電子工程設計中的技術要點分析,具體如下。
1機械電子工程中的技術要點——EDA技術
在機械電子工程設計中,EDA技術是一種新技術,是機械電子工程設計中非常重要的技術。在實際應用過程中,EDA技術的主要載體是能進行大規模編程的邏輯器件,在進行編程的時候,使用硬件描述語言的表達方式。在EDA技術應用的過程中,需要利用計算機和可編程邏輯器件等,作為開發軟件或試驗軟件,對特定的目標芯片進行適配編譯和邏輯映射,最終形成電子新系統或專用集成芯片。EDA技術的發展是在電子電路CAD技術上形成的計算機軟件系統。EDA技術的組成部件是編譯器、綜合器、下載器和適配器,對于綜合器,是用來將設計師的設計文件進行轉換,成為該系統的門級描述,綜合器的作用其實就是能將硬件和軟件進行相互連接。對于適配器,是能生成最終下載文件,并能將其安排到指定對的器件中。目前,在機械電子工程設計方面,主要的核心技術就是EDA技術,其主要是因為在EDA技術中應用的是HDL高級語言,HDL高級語言可以實現公開利用、描述范圍廣,在進行機械電子設計中,能起到非常多的輔助作用,在進行后期交流、修改和保存的過程中也十分方便,且該語言能對現有的已經完成的設計方案進行自動在線升級。另外,EDA技術有著非常高的自動化程度,對一些常規的仿真、糾錯等工作能夠快速完成。
2EDA技術在機械電子工程設計中的研究
2.1EDA技術進行仿真分析
在確定機械電子工程的設計方案后,就要通過科學的系統仿真或者結構模擬,對設計方案的科學性、合理性以及可行性進行分析和研究。通過分析和研究,才能保證在后續實踐中,設計方案的順利應用。而在電子設計中應用EDA技術進行仿真分析能夠為偽真分析提供良好的技術支持,EDA技術進行的仿真分析,是通過各個環節當中的傳遞函數進行數學建模來實現的,經過構建和仿真系統,能準確驗證一些理論和構思的合理性,能夠很好的對設計方案進行推廣和使用。另外,EDA技術在完成仿真分析后,能夠對各個電路的實際結構、電路結構的正確性以及性能指標進行分析。這種采用EDA技術進行的仿真能夠使我國的機械電子工程設計水平得到很大的提高。
2.2EDA技術對電路特性的優化設計
對設計方案進行優化,主要目的是保證電子元件在實際應用過程中的穩定性和可靠性,而要想實現這一目標就要能夠保證其有最佳的容差和工作環境溫度。在實際工作中,要對電子元件的實際容差以及環境溫度進行全面勘測和分析,而傳統的電子工程設計方法是很難實現這一點的,并且還會導致所得到的設計方案存在某些漏洞和誤差,從而不能有效保障電子元件的實際容差和工作環境溫度。通過EDA技術對電路特性進行優化設計能夠有效解決這一問題,其主要原因是EDA技術能夠對溫度進行統計分析,進而根據統計分析結果確定最佳電子元件參數和電路結構圖,并獲得相應的環境溫度。由此看來,EDA技術對電路特性的優化設計,不僅能能對機械電子工程設計方案進行優化、完善,還能夠保證電子元件在實際工作環境中的穩定性。
2.3EDA技術對電路特性進行有效分析
對電路特性進行有效分析,是EDA技術中非常重要的部分,其中主要原因是因為在機械電子工程方案設計過程中,基本上所有的理論分析都是在數據測試和特性分析的基礎上來進行的,所以在數據測試和特性分析方面所獲得的數據必須保證其準確性和及時性。而傳統的電子工程設計方法,由于受到多方影響,使得其在數據測試和特性分析等方面存在問題,不能保證電路測試的實際精度,甚至對產品后期使用的穩定性有所影響。而EDA技術對電路特性進行分析,能夠對整個系統進行全面的、精確的測試,避免設計方案出現結構性的差異,保證了機械電子工程設計方案的合理性和科學性。
2.4在機械結構中要防止靜電發生
近年來,電子產品的發展主要是以輕薄為發展趨勢,而愈加縮小的線路和密集的電子元件排列,對靜電的防治有著更高的要求,靜電電流會對電子元件造成致命的毀壞。靜電電場對周邊電荷的吸引力,會導致集成電路的燒毀,所以,在實際工作中,工作人員要做好靜電防護工作,降低靜電發生的概率。
3結束語
綜上所述,機械電子工程在推動我國科技進步和社會發展方面有著非常重要的意義,而EDA技術在機械電子工程技術方案設計的應用中為我國的電子工程行業帶來了巨大的變革,采用EDA技術設計出來的產品具有使用性能好、專業化程度高、穩定性強等特點,采用EDA技術能在較大程度上提高工作效率,能獲得更多高附加值的電子產品。本文主要就機械電子工程設計中的技術要點(EDA技術)進行闡述,然后對EDA技術在機械電子工程設計中的研究進行了分析討論。筆者希望更多的專業人士投入到該研究中,針對文中存在的不足,提出指征意見,為提高我國的機械的電子工程設計行業做出貢獻。
參考文獻
[1]文東云.機械電子工程設計中的技術要點探討[J].電子技術與軟件工程,2015(06):142.
1.1機械電子工程定義
機械電子工程是由以下幾個方面組成的,它們分別是機械工程、電子工程、信息工程等。近些年來,我國信息技術發展速度較快,機械電子工程也隨之不斷發生改變。它主要經歷了以下幾個階段:第一,針對萌芽初期,這個時期主要是手工加工為主,并且它是這個階段的主要生產力,但是對于這個時期來說,生產力相對低下,人力資源匱乏,這對于機械電子工程來說是非常不利的,而且在一定程度上抑制了其長遠發展;第二,機械電子工程生產標準發生改變,主要以流水線為主,不斷提高生產力,進而促進了生產數量以及次數的不斷增多。但是仍然有一些問題出現,比如工件生產的嚴要求導致生產技術與設備不能滿足生產所需,進而無法適應市場的長遠發展;第三,這個階段機械電子工程發展速度較快,究其原因在于電子技術的快速發展,并且其與機械工程在某種程度上實現了完美融合?,F代社會發展速度不斷加快,而隨之加快了人類生活水平的提高速度,機械電子產業也在尋求變革,其需要更好的生產方式,不僅要具有較強的靈活性,而且還應具備極強的適應性。除此之外,機械電子產業還需要縮短生產周期,并且不斷提高產品質量。在這個階段的機械電子工程生產呈現出了新的特點,即柔性制造系統,并結合以下幾種元素,即生產加工、物理、信息流等等,不僅能夠使產品生產擺脫人工化,逐步形成自動化操作,而且還可以使信息實現自動化。
1.2機械電子產品特點
針對電子工程,它可以看成是由以下兩種因素共同構成的一個分支,分別是機械工程和自動化,它涵蓋了多方面的技術總和,比如機械設計制造技術、計算機硬件技術,除此之外還包含其它學科知識的精華。所以這項研究產業相對來說存在一定的發展難度,并且綜合性極強。對于機械電子工程而言,它的發展始終沒有離開機械工程,基本上是以該工程知識為主,然后以計算機技術為輔,以電子工程為主要內容,這在某種程度上是一種技術的進步,不僅在結構上有所體現,還體現在系統配置上,相較于傳統機械工程而言,它具有一定的優勢。機械電子產品結構形式發生了巨大的改變,主要體現在結構越來越簡單,相對于以往笨重型機械可謂是一種極大的進步,不僅如此還大大提高了產品性能。
2人工智能在機械電子工程中的應用
社會的發展進步在一定程度上推動了信息技術范圍的不斷擴大,并在某種程度上促使信息傳遞方式實現不斷更新,促進我國信息時代的到來。人工智能技術就是信息技術快速發展的產物,它在機械電子工程領域的應用取得了良好的效果,為其實現智能化與自動化發揮了重要作用,這種智能技術不僅能夠及時處理信息,還能夠將信息傳遞出去,有利于機械電子工程的長遠發展。但是由于機械電子工程自身的一些特點,如綜合性較強、復雜多變,還有不穩定性,這在一定程度上阻礙了其快速發展,其中主要表現在機械電子系統上,在描述輸入或是輸出過程中,電子系統顯現出諸多困難。而在描述過程中運用的方法主要有以下幾種:它們分別是建設規則庫、推導數學方式等方法,針對上述幾種方法而言,它只適合簡單電子系統,一旦涉及較為復雜的系統,必須通過操作完成。針對電子系統而言,借助人工智能方法整合的方法有兩種:其一是神經網絡系統,其二是模糊推理系統。
2.1神經網絡系統
針對人工智能來說,它是計算機技術發展的產物,也可以說是一個分支,它研究的主要內容相對來說很好理解,即借助計算機技術模擬人,不僅模擬人的思維過程,而且還模擬人的行為,它屬于一門學科,并能夠促進計算機發揮更好的功能,實現高層次應用。神經網絡聽起來較難理解,它主要是通過一定的渠道,即神經元,建立一種特殊模式即興奮模式,將其并分布在網絡之上,并且可以實現互動。人工神經系統是一種特殊的系統形式,并且其自身具有一定的特點,比如信息存儲方式主要以分布式為主,而且能夠實現并行協調處理。人工神經系統雖然結構相對簡單,功能有限,但是該系統還具有一些其它方面的優勢,比如針對其構成來說具有一定的特點,即神經元的構成能夠促進該系統發揮最大的功能性作用,能夠實現相對豐富的行為。神經網絡系統在某種程度上已經形成較為逼真的效果,它通過模擬結構的方式,進一步分析數字信號,然后根據分析結果給出參與值,最后借助網絡形式得出關聯函數。對于神經網絡系統來說,它運用的方式相對簡單,即點到點映射,在輸入過程中,針對所有神經元來說,它們之間的聯系都是固定的,并且計算量都很大,無論是在信息輸入方面,還有信息輸出方面,都具有極高的精準度。
2.2模糊推理系統
模糊推理系統是另外一個相對完整的系統,它將模糊集合論作為基本理論指導,而它的設計工具也很簡單,即模糊理念,而它的信息處理能力也很強大,主要針對模糊信息進行。就現狀而言,該系統已經得到了廣泛運用,它不僅在自動化控制方面發揮了極佳的作用,而且在數據處理方面的能力也不容小覷,并取得了較為明顯的成果。機械電子系統在運用時,模糊推理系統借助一定的元素,即模擬人腦功能,進而分析語言信號,然后根據網絡結構的相關作用產生一組連續函數,這點相較于神經網絡系統具有異曲同工之妙。對于模糊推理系統而言,它的物理意義非常明確,其運用方式與神經網絡系統不同,即域到域方式,進而對信息實現規則儲備。但是該系統在運用過程中具有一定缺陷,比如計算量小、連接較為不固定,進一步導致該系統在輸入以及輸出過程中精準度受到一定的影響,相較于神經網絡系統,這種系統精準度很低。
高等工程教育中創新能力培養是一個系統的工程,強調實踐和社會需要,需要從創新環境、創新認識、創新方法、創新活動流程等多方面介入。其中,必須改變對傳統的高等教育專業培養中教師和學生的認識,對學生管理、教學計劃、教學方式、師生互動等進行改革。同時,還可以借鑒其他學科,如系統科學、管理科學、工程技術等的方法和理論,嫁接到高等工程教育中,形成新的高等工程教育方法和理論。本文由收集整理
筆者所在的專業為機械電子工程專業,通過借鑒管理科學中的知識集成思想,將專業培養中的教師和學生看成學習型組織中的成員,提出專業知識集成的設想。經過多年的實踐,發現專業知識集成對學生創新能力培養有明顯的促進作用。
一、專業知識集成的含義
進入21世紀以來,人們認識到一些先進技術及系統集成方法的使用和發展的關鍵都是以知識集成為核心。知識集成的目標是實現有效的知識利用,提高創新能力。知識集成是grant在1996年正式提出的,隨后國內外學者對于知識集成進行了大量的研究。目前關于知識集成的研究內容和成果沒有形成系統的學說,還沒有統一的定義。從其概念的演變過程看,其內涵越來越深刻。
綜合國內外的研究,一般認為知識集成的內涵是:知識集成的對象包括各種顯性和隱性知識,這些知識存在于組織內部各類人員、各協作單位以及不同組織之間;知識集成是顯性知識與隱性知識間的集成,也是個人知識、群體知識、組織知識和組織間知識的集成;知識集成活動包括識別、獲取、共享、綜合組織內外部知識,在此基礎上形成新的知識體系。
知識集成的本質是知識創新的動態過程,必須利用知識的集成成果進行自主創新,是螺旋上升的知識集成過程;知識集成是一個復雜的組織、技術、人力資源管理過程,集成主體必須發揮主動性和創造性;知識集成的目標就是打破知識壁壘,提高組織創新能力。知識集成的最終目的是構建組織核心競爭力。
機械電子工程是機械學、電子學、信息技術、計算機技術、控制技術等有機融合而形成的一門綜合性學科,核心是機電一體化,本質是機械自動化和智能化,在國民經濟各領域各行業應用廣泛。因此機械電子工程的學科特點是該學科隨科技的發展而發展,并且學科知識面廣,交叉性強。這就對機械電子工程專業培養的學生的基礎知識、素質和能力有較高的要求,特別是創新能力有要求。目前,機械電子工程專業同其他工程專業一樣,一般通過專業基礎課和專業課程的學習提高專業知識和素質,這些專業基礎課程包括機械類、電子技術類、控制類和信息類課程;通過課內實驗、課外科技活動、集中實踐環節(如課程設計、金工和電子實習、生產實習和畢業設計)等提高實踐能力和專業技能;通過選修人文社科類課程、參加文體活動和競賽等提高學生的文化素質和社會交往能力;通過少數幾門課(如筆者所在專業開設了“機電產品創新設計”等課程)、課外科技活動、學科競賽、和申報專利等提高創新能力。
這種培養模式對學生創新能力的提高作用有限。由于學習環境、傳統文化、教學管理、學生個性等因素的影響,導致學生基礎知識、素質和能力不盡如人意,最終影響學生的創新思維、創新能力及其轉化。[1]特別是學生對知識的學習,這是影響學生創新能力最重要的影響因素。筆者所在的機械電子工程專業培養中就曾經存在一些問題,如:機械電子工程專業知識源異質性強,學生對異質性強的知識理解和轉換不暢;機械電子工程專業的知識源是相對封閉的,如機械學、電子學和控制技術的知識相對封閉,學生對知識源的溝通不暢;對學生學習而言,知識源存在時間差等問題;機械電子工程專業的知識源對教師而言也存在很多問題,如缺失、割裂和不暢等問題。
為提高專業學生的創新能力,筆者所在的專業借鑒知識集成的方法和原理,將專業建設中的專業教師和學生看成學習型組織中的成員,提出專業知識集成的概念,重新審視機械電子工程專業的知識源,改變師生的知識源時空觀,最終提高學生的創新能力。
二、專業知識集成的實踐
1.機械電子工程專業學習型組織的建立
將機械電子工程專業的教師和學生視為學習型組織中的成員,通過分析組織的師生共同的愿景、個體差別、實現不斷學習的方式,如全員學習、全過程學習和團體學習等,構建扁平式組織結構的方法,保證師生溝通快捷和通暢,實現師生自主管理的途徑。專業教師對學習型組織這些特性統一了認識,認為在專業建設中教師和學生都是主體,教師和學生是學習型組織中的成員等。這些為機械電子工程專業知識集成的實現提供了基礎。
2.機械電子工程專業知識源的構成
專業組織教師對機械電子工程專業的顯性知識、隱性知識進行了分類和挖掘,總結了它們的特點,確定了知識源在組織中教師、學生間的流動和吸收的方式、途徑,評估了它們對學生創新思維和創新能力的影響。
知識集成理論認為知識可分為顯性知識(編碼型知識)和隱性知識(意會性知識)。由計算機處理的、可以度量的知識一般是顯性知識,如“知道是什么”和“知道為什么”的知識。隱性知識是頭腦中屬于經驗、訣竅和靈感的那部分知識(隱含經驗類知識),是難以編碼和度量的,并且是在不斷演變的。它可能以數據、信息的形式無序地存放在某些地方。在專業這個組織中,這些知識源異質性強,相對封閉,存在時間和空間的分離等問題。
從學生層面看,機械電子工程專業的顯性知識和隱性知識的來源主要有:
(1)課程。包括學科基礎課和專業教育課等,如機械類、電子技術類、控制類、信息類和專業類課程,如工程圖學、工程力學、機械設計基礎、電子技術、電路分析基礎、微機原理及其應用、自動控制理論、機電傳動控制、機電一體化系統設計等課程。
(2)實踐環節。包括課內實驗、課程設計、金工和電子實習、生產實習和畢業設計等。
(3)課外教育教學活動。包括科研實踐、文體活動、社會實踐和專業調研等。
(4)其他。如同學之間、同學和老師、同學和外界交流與意會的知識等。
從教師層面看,顯性知識和隱性知識除上述外還包括科研轉化的知識等。
3.機械電子工程專業知識集成的實現
針對機械電子工程專業組織特點和知識源構成,從以下幾個方面探索了專業知識的集成:改變師生對知識源的時空觀;通過制度規范、約束激勵、溝通交流、資源分配等方面實現知識的集成。這里所說的知識源的時空是指按傳統安排的知識源學習進程和地點,如課程學習的不同學期,理論學習和實踐在不同地方進行。通過有效方法集成知識源并進行實施,可以利用創新思維方法,如邏輯思維和非邏輯思維,激發師生的創新思維。例如,借鑒triz理論將機械電子工程專業的主要知識點匯編成冊,按“自頂而下”的設計方法對復雜機電系統所涉知識源解構,改變師生對知識源的時空觀。[2,3]
三、專業知識集成的效果和反思
1.專業知識集成的效果
機械電子工程專業知識集成自實現以來效果明顯。
首先,改變了師生對機械電子工程專業知識的認識。教師拓展了自己的知識面,明確了所教課程的教學地位和所教課程內容與其他課程內容的相互滲透。大一上學期的“專業導論”課程就介紹了機械電子工程專業知識集成的內容,學生了解到專業所涉及的不同知識源,在畢業設計階段就可以對畢業題目所涉及的知識點進行歸納和總結。