時(shí)間：2023-08-17 17:34:50
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摘要：汽車的發(fā)展與完善是人們智慧與勤勞的結(jié)晶，隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)的日益成熟，電子技術(shù)廣泛用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)，懸架，制動(dòng)，儀表等各個(gè)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了汽車動(dòng)力性，燃油經(jīng)濟(jì)性，安全性，操縱舒適性以及尾氣的排放污染減少，機(jī)電一體化使汽車的總體結(jié)構(gòu)，工作原理，以及使用維修等方面發(fā)生了翻天覆地的變化?？梢哉f今天的汽車已經(jīng)入了電子控制的時(shí)代，并向自動(dòng)化智能化方向發(fā)展。
關(guān)鍵詞：ECU 燃油經(jīng)濟(jì)性 變速器 汽車局域網(wǎng)
電子技術(shù)在汽車上第一次應(yīng)用是本世紀(jì)30年代早期安裝在轎車內(nèi)的真空電子管收音機(jī)，到1946年世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)的發(fā)明1948年晶體管的發(fā)明以及1958年第一塊集成電路的誕生為機(jī)電一體化技術(shù)在汽車上的應(yīng)用 拉開了序幕。隨著像微電腦等高科技電子產(chǎn)品的不斷更新，極大地促進(jìn)了汽車電子控制技術(shù)的發(fā)展，這些電子產(chǎn)品的可靠性不斷提高，制造成本不斷降低，用于汽車的電子產(chǎn)品尺寸不斷減少，人們深深感受到現(xiàn)代電子技術(shù)廣泛應(yīng)用于汽車控制上所帶來的顯著地經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，現(xiàn)代汽車電子技術(shù)在改善汽車動(dòng)力性，經(jīng)濟(jì)性，安全性和舒適性等方面發(fā)揮著不可替代的作用。
一、自動(dòng)變速器電子控制技術(shù)
汽車自動(dòng)變速器能自動(dòng)改變傳動(dòng)比，調(diào)節(jié)或變換發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出性能，大大提高發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命。自動(dòng)變速器能較好地適應(yīng)外界負(fù)載與道路條件的需要。降低了駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高行車的安全性，并且，自動(dòng)變速器的應(yīng)用可使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常處于低有害氣體排放的區(qū)域內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而降低了廢氣污染，搭載自動(dòng)變速器的汽車換擋動(dòng)作準(zhǔn)確，及時(shí)，工作穩(wěn)定可靠，乘坐起來極其舒適。自動(dòng)變速器在汽車的應(yīng)用起源于1939年美國通用汽車公司，它被首次應(yīng)用于轎車上，隨著電子技術(shù)以及微處理機(jī)廣泛應(yīng)用于變速技術(shù)，自動(dòng)變速技術(shù)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。目前，常用的電子控制變速器有：
1、電控?zé)o級(jí)變速器（CVT）。從結(jié)構(gòu)和原理上來講與傳統(tǒng)的手動(dòng)變速器以及自動(dòng)變速器都有很大的不同，它的速比變化是無極的，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)與變速器的最佳匹配，使發(fā)動(dòng)機(jī)長時(shí)間工作在最佳工況下，因此，可以有效提高汽車的動(dòng)力性，經(jīng)濟(jì)性和排放功能。CVT在汽車變速器的發(fā)展史上具有變革意義，近20年來，CVT不僅在中國，在世界上都得到快速發(fā)展。
2、雙離合器自動(dòng)變速器是一種最新型的電控機(jī)械式自動(dòng)變速器，它不僅擁有手動(dòng)變速器的靈活性及自動(dòng)變速器的舒適性，而且還能提供無間斷的動(dòng)力輸出，一般的電子控制機(jī)械式自動(dòng)變速器（AMT）在換擋時(shí)要切斷動(dòng)力，再次啟動(dòng)必然引起傳動(dòng)系統(tǒng)沖擊，造成動(dòng)力損失，影響車輛的乘坐舒適性和動(dòng)力性。DSG的出現(xiàn)從根本上解決了這一問題，DSG的換擋極為迅速，不產(chǎn)生動(dòng)力間斷，也沒有頓挫感，明顯提高引擎動(dòng)力，傳輸效率和降低油耗，排放等優(yōu)點(diǎn)。
二、底盤電子控制技術(shù)
1、驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)（ASR）。ASR是在汽車防抱死系統(tǒng)ABS的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它的基本功能是防止汽車驅(qū)動(dòng)輪在加速時(shí)出現(xiàn)打滑，尤其是在下雨下雪，冰雹結(jié)冰等摩擦力較小的路面上，ASR通過控制制動(dòng)輪制動(dòng)力矩或控制發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系的牽引力，驅(qū)動(dòng)時(shí)將車輪滑移率控制在一定范圍內(nèi)，以獲得最大驅(qū)動(dòng)力和良好的轉(zhuǎn)向性能，保持汽車的行駛穩(wěn)定。
2、電子控制懸架系統(tǒng)。電子控制懸架系統(tǒng)經(jīng)過傳感器的檢測信號(hào)通過計(jì)算機(jī)處理能自動(dòng)控制車輛懸架的剛度，阻尼系數(shù)以及車身高度，根據(jù)汽車載質(zhì)量，車速和路面情況的變化而改變懸架特性。突破傳統(tǒng)被動(dòng)懸架的局限性，使其與道路狀況和行駛狀態(tài)相適應(yīng)，保證了汽車行駛的平順性和操縱的穩(wěn)定性，適應(yīng)了現(xiàn)代汽車對乘坐舒適性，行車安全性更高的要求。
3、電子穩(wěn)定程序（ESC）。ESC作為ABS/ASR功能上的延伸，不僅成功地解決了汽車在制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性問題，也出色解決了汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)的方向穩(wěn)定性問題。汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，ESC能夠提高地面?zhèn)认蚋街芰?，從而避免最?0%側(cè)滑事故的發(fā)生。
4、巡航控制系統(tǒng)（CCS）。CCS又稱為車速控制系統(tǒng)或恒速控制系統(tǒng)，它利用先進(jìn)的電子技術(shù)，使汽車在行駛中根據(jù)行駛阻力的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)節(jié)氣門的開度，從而對速度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。CCS工作時(shí)，駕駛員無需操作油門踏板就能保證汽車以設(shè)定的車速勻速行駛，既能減輕駕駛操作疲勞程度，又提高了汽車的乘坐舒適性，也能改善汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性和發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能。
三、車載電子信息系統(tǒng)
它采用車載專用中央處理器，基于車身總線系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)形成的車載綜合信息系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)包括三維導(dǎo)航實(shí)時(shí)路況，IPTV，輔助駕駛，故障檢測，車輛信息，車身控制，移動(dòng)辦公，元件通信，基于在線的娛樂功能及TSP服務(wù)等一系列應(yīng)用，極大的提升了車輛電子化，網(wǎng)絡(luò)化以及智能化水平。
1、CAN總線在現(xiàn)代轎車的設(shè)計(jì)中已成為汽車網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)裝備，奔馳寶馬大眾等汽車公司以及美國通用福特汽車公司都采用了CAN作為控制器聯(lián)網(wǎng)的手段。CAN具有多主節(jié)點(diǎn)，開放式結(jié)構(gòu)，錯(cuò)誤檢測及自恢復(fù)能力，實(shí)現(xiàn)無線傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)。
2、全球定位系統(tǒng)以及車輛導(dǎo)航系統(tǒng)。GPS為具有海陸空全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的新一代衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)。它使用24顆衛(wèi)星高度為20200km的導(dǎo)航衛(wèi)星組成，衛(wèi)星星座分布在六條近圓軌道上，它可以在全球范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)全天候?qū)崟r(shí)為用戶提供靜態(tài)或動(dòng)態(tài)目標(biāo)的精確位置，速度和高度等信息。車輛導(dǎo)航系統(tǒng)用來實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)地顯示車輛在路網(wǎng)中的位置，并優(yōu)化車輛到達(dá)目的地的最佳路線，降低所需時(shí)間，改善了車輛行駛的安全性及效率，提高了道路通行能力，有利于緩解車流量，解決交通堵塞，能源節(jié)約等問題。
3、電子收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）。ETC作為智能交通系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，實(shí)現(xiàn)了車輛經(jīng)過收費(fèi)站無需停車交費(fèi)，當(dāng)車輛通過收費(fèi)站，由計(jì)算機(jī)等設(shè)備自動(dòng)完成對車輛通行費(fèi)的征收工作，從根本上克服由于收費(fèi)造成的交通延誤以及交通堵塞，減少了停車次數(shù)，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性，有利于環(huán)境保護(hù)。
四、機(jī)電一體化在汽車上應(yīng)用的前景
采用電子技術(shù)對汽車進(jìn)行更為精確的控制，測量和通信是不斷提高汽車燃油經(jīng)濟(jì)性，環(huán)保性，安全性和舒適性的最重要手段。隨著人們快節(jié)奏生活的提高以及對汽車各項(xiàng)性能的更高要求，汽車電子技術(shù)在汽車上的應(yīng)用也將越來越多，我相信隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和不斷完善，機(jī)電一體化技術(shù)的日益成熟，未來汽車將以更高的速度換代更新，未來汽車將以實(shí)現(xiàn)無聲，無污染，高燃油效率以及全自動(dòng)駕駛等目標(biāo)發(fā)展，隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)的研制進(jìn)程，可模擬人類神經(jīng)系統(tǒng)的汽車自動(dòng)駕駛系統(tǒng)使它掌握駕駛員的駕車風(fēng)格，進(jìn)行全自動(dòng)駕駛將成為一種現(xiàn)實(shí)。一切問題只是時(shí)間問題，機(jī)電一體化系統(tǒng)將使汽車駕駛的更智能化，更安全化，達(dá)到一個(gè)個(gè)科技的高峰。
參考文獻(xiàn)：
[1]曹紅兵 現(xiàn)代汽車電子控制技術(shù)[M] 機(jī)械工業(yè)出版社2012.
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關(guān)鍵詞：電動(dòng)機(jī)閥門 繼電器保護(hù) 機(jī)電一體化技術(shù)總結(jié)
1 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨向
機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。
1.1 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程
1.數(shù)控機(jī)床的問世，寫下了"機(jī)電一體化"歷史的第一頁；
2.微電子技術(shù)為"機(jī)電一體化''帶來勃勃生氣；
3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機(jī)電一體化"提供了堅(jiān)強(qiáng)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(jī)電一體化"躍上新臺(tái)階.
1.2 機(jī)電一體化發(fā)展趨向
1 數(shù)字化
微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。
2智能化
即要求機(jī)電產(chǎn)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。例如在CNC數(shù)控機(jī)床上增加人機(jī)對話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會(huì)給使用、操作和維護(hù)帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。
3 模塊化
由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元；具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測距等功能的電機(jī)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。
2、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
2.1數(shù)控機(jī)床
數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。 開放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn)，能最大限度地提高用戶的使用效益。
WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過程的動(dòng)態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。
大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì)，不僅豐富了數(shù)控功能，同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。
能實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。系統(tǒng)的多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。
2.2計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）
CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。
3 機(jī)電一體化中繼電器保護(hù)的現(xiàn)狀與發(fā)展
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護(hù)技術(shù)得天獨(dú)厚，在40余年的時(shí)間里完成了發(fā)展的4個(gè)歷史階段。
建國后，我國繼電保護(hù)學(xué)科、繼電保護(hù)設(shè)計(jì)、繼電器制造工業(yè)和繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍從無到有，在大約10年的時(shí)間里走過了先進(jìn)國家半個(gè)世紀(jì)走過的道路。50年代，我國工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備性能和運(yùn)行技術(shù)[1]，建成了一支具有深厚繼電保護(hù)理論造詣和豐富運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍，對全國繼電保護(hù)技術(shù)隊(duì)伍的建立和成長起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進(jìn)消化了當(dāng)時(shí)國外先進(jìn)的繼電器制造技術(shù)，建立了我國自己的繼電器制造業(yè)。因而在60年代中我國已建成了繼電保護(hù)研究、設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行和教學(xué)的完整體系。這是機(jī)電式繼電保護(hù)繁榮的時(shí)代，為我國繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
機(jī)電一體化的發(fā)展歷程見證了人類走向了高科技的時(shí)代，機(jī)電一體化化的發(fā)展趨勢見證了人類對于高智能化的向往。
4 結(jié)語
機(jī)電一體化不是孤立的，它是許多科學(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。在走向高智能化的時(shí)代步伐下，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。隨著電力系統(tǒng)的高速發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)的進(jìn)步，繼電保護(hù)技術(shù)面臨著進(jìn)一步發(fā)展的趨勢。國內(nèi)外繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展的趨勢為：計(jì)算機(jī)化，網(wǎng)絡(luò)化，保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化，這對繼電保護(hù)工作者提出了艱巨的任務(wù)，也開辟了活動(dòng)的廣闊天地。發(fā)展機(jī)電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、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(shí)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。同時(shí)，可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。
參考文獻(xiàn)：
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自電子技術(shù)一問世,電子技術(shù)與機(jī)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(jī)電一體化"技術(shù)之后有了明顯進(jìn)展,引起了人們的廣泛注意.
(一)"機(jī)電一體化"的發(fā)展歷程
1.數(shù)控機(jī)床的問世,寫下了"機(jī)電一體化"歷史的第一頁;
2.微電子技術(shù)為"機(jī)電一體化''''''''帶來勃勃生機(jī);
3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機(jī)電一體化"提供了堅(jiān)強(qiáng)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(jī)電一體化"躍上新臺(tái)階.
(二)"機(jī)電一體化"發(fā)展趨勢
1.光機(jī)電一體化.一般的機(jī)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(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此,引進(jìn)光學(xué)技術(shù),實(shí)現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)是能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動(dòng)力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機(jī)電一體化是機(jī)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(jī)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(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)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(diǎn)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(dòng)”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(gè)系統(tǒng)。
3.全息系統(tǒng)化——智能化。今后的機(jī)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(jī)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(shí)不穩(wěn)定，但在動(dòng)態(tài)(工作)時(shí)卻是穩(wěn)定的。這有點(diǎn)類似于活的生物：當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時(shí)，生物便“死亡”，而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時(shí)，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(jī)構(gòu)可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型機(jī)體，但如何使這些新型機(jī)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(diǎn)是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割?？磥?，機(jī)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(jī)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(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件。當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時(shí)機(jī)械和電子完全可以“融合”，機(jī)體、執(zhí)行機(jī)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(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。
二、典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品
機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機(jī))和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機(jī)床、機(jī)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(jī)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(jī)、傳感器、專用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。這些典型的機(jī)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(jī)電一體化”而臨的形勢和任務(wù)
機(jī)電一體化工作主要包括兩個(gè)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(jìn)步提高一步；二是開發(fā)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)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(jī)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(jī)床設(shè)備、工業(yè)窯爐、風(fēng)機(jī)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(tái)機(jī)床設(shè)備亟需用微電子技術(shù)進(jìn)行改造；在已改造的近6500臺(tái)機(jī)床設(shè)備中，大約有15%需進(jìn)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(jìn)行改造；且610座已改造過的工業(yè)爐窯也很有進(jìn)一步應(yīng)用模糊技術(shù)進(jìn)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(jì)，CAD應(yīng)用率僅17%(而美、日等國已超過85%；國內(nèi)先進(jìn)地區(qū)也超過了30%)；CAD的覆蓋率才達(dá)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(dá)到35%，中小型骨干企業(yè)要達(dá)到15%—20%；到“九五”時(shí)，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(jià)值的各種風(fēng)機(jī)電泵裝機(jī)容量50萬千瓦，尚49萬多千瓦用變調(diào)速技術(shù)進(jìn)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(gè)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(jìn)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(jī)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(jī)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(jī)械局系統(tǒng)主要產(chǎn)品約1200種，機(jī)電一體化產(chǎn)品不到150種機(jī)電一體化產(chǎn)品所占比例僅4%強(qiáng)；儀器儀表總公司系統(tǒng)主要產(chǎn)品350種，機(jī)電一體化產(chǎn)品210種，機(jī)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(jī)電一體化、智能化產(chǎn)品15種，機(jī)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(fèi)用約300元，不是總成本的1%；與國外約28%的先進(jìn)水平相差甚遠(yuǎn)；與國內(nèi)先進(jìn)水平相差一半左右。
3.北京用機(jī)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(jí)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(jī)電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品功能強(qiáng)、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(shí)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(jī)電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時(shí)，可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來，實(shí)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(jī)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(jìn)口量都比較大，因此亟需發(fā)展。
(二)北京“機(jī)電一體化”工作的任務(wù)
北京在機(jī)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(jī)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(jī)電一體化產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代。總的目的是促進(jìn)機(jī)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(xiàn)。
1.北京應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作重點(diǎn)
(1)大力采用模糊技術(shù)，工業(yè)爐窯改造應(yīng)上新臺(tái)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(jì)算機(jī)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(shí)要大力推廣應(yīng)用模糊技術(shù)，到2000年，對應(yīng)該進(jìn)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(jìn)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(jī)床高備改造要達(dá)新水平
對機(jī)床設(shè)備的改造重點(diǎn)應(yīng)放在經(jīng)濟(jì)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(jī)床設(shè)備(8420臺(tái))的改造率要達(dá)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(jī)電泵改造要攀新高度
風(fēng)機(jī)、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(diǎn)來抓。到1995年，應(yīng)該采用變頻調(diào)速技術(shù)改造的風(fēng)機(jī)、電泵要改造完60%；到本世紀(jì)末，北京的風(fēng)機(jī)、電泵和其它調(diào)速電機(jī)要普遍；采用先進(jìn)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(jì)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(jì)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(dá)到20%和15%，本世紀(jì)末，要力爭分別達(dá)到55%和45%。
2.北京機(jī)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(jī)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(jī)電產(chǎn)品的機(jī)電一體化率分別達(dá)到25%和60%。
(2)單項(xiàng)目標(biāo)：
機(jī)床數(shù)控化率：1995年，產(chǎn)量數(shù)控化率達(dá)5%，產(chǎn)值數(shù)控化率達(dá)16%；2000年，分別達(dá)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(fèi)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)。“九五”期間第三代電力電子器件的生產(chǎn)要形成經(jīng)濟(jì)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(dá)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(gè)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(jī)、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(dá)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(dá)到50%以上。
其它機(jī)電一體化產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)能力：微機(jī)控制多色印刷機(jī)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(jī)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(dòng)化裝置要上品種、上批量……
總之，機(jī)電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動(dòng)力，又是開啟北京機(jī)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(jī)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(huì)形成一個(gè)銷售額超過200億元的機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)。其中，數(shù)控機(jī)床、機(jī)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(jī)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(dòng)化智能化輕工民用電器產(chǎn)品銷售額可超過25億元。機(jī)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(jī)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(jī)電一體化”的對策
(一)加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃
目前，北京地區(qū)從事“機(jī)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(jì)是。同時(shí)，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(jì)劃與規(guī)劃。各單位的計(jì)劃由于受各自立足點(diǎn)、著眼點(diǎn)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(jì)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(jì)劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此，建議市政府責(zé)成有關(guān)機(jī)構(gòu)在進(jìn)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(jī)電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和規(guī)劃，避免開發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車!
(二)強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會(huì)”作用
目前，北京“機(jī)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(gè)“機(jī)電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機(jī)構(gòu)，根據(jù)目前國家政治體制改革和經(jīng)濟(jì)體制改革的精神，以及機(jī)電一體化行業(yè)特點(diǎn)，我們建議，盡快加強(qiáng)北京機(jī)電一體化協(xié)會(huì)的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能。
“協(xié)會(huì)”要進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)——理事會(huì)的代表層面和復(fù)蓋面，要加強(qiáng)辦公室、秘書處的建設(shè)；要通過其精明干練的辦事機(jī)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)實(shí)體，組織“行業(yè)”發(fā)展計(jì)劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制；指導(dǎo)行業(yè)布點(diǎn)布局的調(diào)整，進(jìn)行發(fā)展突破口的選擇，抓好重點(diǎn)工程的試點(diǎn)和有關(guān)項(xiàng)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(huì)上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強(qiáng)制淘汰；大力提倡用機(jī)電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行改造，對有關(guān)機(jī)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(xiàng)目優(yōu)先立項(xiàng)、優(yōu)先支持，對在技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻(xiàn)的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進(jìn)行表彰獎(jiǎng)勵(lì)等。
在經(jīng)濟(jì)政策上，要多給機(jī)電一體化科研攻關(guān)課題、開發(fā)應(yīng)用項(xiàng)目利用科技專項(xiàng)基金和科技三項(xiàng)費(fèi)用的機(jī)會(huì)；銀行發(fā)設(shè)貸款要多向機(jī)電一體化技術(shù)改進(jìn)、生產(chǎn)合資和機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)規(guī)?；ㄔO(shè)項(xiàng)目上傾斜；成立“機(jī)電一體化”發(fā)展基金，支持機(jī)電一體化生產(chǎn)發(fā)展等。
(四)突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個(gè)層次”
機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)蓋面非常廣，而我們的財(cái)力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時(shí)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(gè)層次上的工作。第一個(gè)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(jìn)行改造，在傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計(jì)算機(jī))裝置，使“機(jī)械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個(gè)層次是“提高”工作，即在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初，就把“機(jī)械”與“電子”統(tǒng)一起來進(jìn)行考慮，使“機(jī)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(jī)電一體化。
我們認(rèn)為，北京“機(jī)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(jī)、高頻電子鎮(zhèn)流器等，用電力電子技術(shù)進(jìn)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(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，改造機(jī)床設(shè)備；開發(fā)生產(chǎn)低、中檔數(shù)控系統(tǒng)；
（1）設(shè)計(jì)題目、內(nèi)容不規(guī)范，要求不統(tǒng)一。
由于每屆或每班的指導(dǎo)教師不同，設(shè)計(jì)題目、內(nèi)容、要求、難易程度偏離太大。如有數(shù)控機(jī)床改造設(shè)計(jì)、伺服系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)、交通燈控制設(shè)計(jì)等，要求、工作量也不相同。有的設(shè)計(jì)任務(wù)偏難，有的設(shè)計(jì)任務(wù)又太簡單。
（2）設(shè)計(jì)資料缺乏。
由于機(jī)電一體化是一門新興的技術(shù)和專業(yè)，這方面的知識(shí)內(nèi)容都在相關(guān)的雜志刊物登載，書籍相對少一些。要進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，收集這方面的資料較困難。沒有現(xiàn)成的資料匯編及設(shè)計(jì)手冊，學(xué)生要花費(fèi)較多的時(shí)間找資料，往往是教師幫助尋找資料。而且沒有像機(jī)械零件設(shè)計(jì)那樣的系統(tǒng)完整的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。在設(shè)計(jì)中盲目性較大。
（3）師資不足。
最早幾年機(jī)電專業(yè)方向只有一個(gè)班或兩個(gè)班，指導(dǎo)教師有2~4人即可。一般由主講或熟悉機(jī)電一體化控制系統(tǒng)課程的教師指導(dǎo)。近幾年隨著學(xué)生的擴(kuò)招，機(jī)電專業(yè)擴(kuò)展到4~5個(gè)班，指導(dǎo)教師需要8~10人，明顯不夠，因此有必要進(jìn)行培養(yǎng)。
2機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)改進(jìn)措施
（1）編寫合適的機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，配齊設(shè)計(jì)資料。
到目前為止未見過公開出版的機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，所以有必要編寫合適的機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，并收集較全的資料進(jìn)行匯編，與指導(dǎo)書匯編成冊。
（2）規(guī)范設(shè)計(jì)題目，統(tǒng)一要求。
規(guī)范設(shè)計(jì)題目不是整個(gè)設(shè)計(jì)都用同一個(gè)題目，而是在一個(gè)范圍內(nèi)選擇題目，教師根據(jù)所選的題目按統(tǒng)一的要求下達(dá)任務(wù)書。設(shè)計(jì)題目一般以簡易數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)、數(shù)控機(jī)床改造設(shè)計(jì)、機(jī)器人及控制設(shè)計(jì)較為合適。在市場上可見的機(jī)電產(chǎn)品多得很，不是所有的機(jī)電產(chǎn)品都適合做題目，因其難易程度是不同的。機(jī)電專業(yè)的課程設(shè)置是以機(jī)床設(shè)計(jì)、機(jī)器人設(shè)計(jì)控制為典型產(chǎn)品的，在機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)中要反映課程設(shè)置的內(nèi)容。機(jī)電專業(yè)方向課程有機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)、機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)、機(jī)器人導(dǎo)論等課程。這些課程的內(nèi)容在電的方面主要介紹了以計(jì)算機(jī)為核心的控制系統(tǒng)；機(jī)械方面介紹了機(jī)械運(yùn)動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)及相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)部件，如滾動(dòng)導(dǎo)軌、滾珠絲杠等。在選題及設(shè)計(jì)中要反映上述的內(nèi)容。因此規(guī)范化的題目主要為數(shù)控車床（或銑床、鉆床等）設(shè)計(jì)、車床（或銑床、鉆床等）數(shù)控化改造設(shè)計(jì)、或是工業(yè)機(jī)器人及控制設(shè)計(jì)。這些都具有一定的機(jī)械部分內(nèi)容，如數(shù)控機(jī)床進(jìn)給軸傳動(dòng)部件，機(jī)器人的腰身、手臂運(yùn)動(dòng)部件及滾珠絲杠、導(dǎo)軌的應(yīng)用等。電的方面包含數(shù)控系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及對機(jī)械部分的控制；從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)電結(jié)合。對規(guī)范化的題目、要求及上述設(shè)計(jì)內(nèi)容都已編入指導(dǎo)書中。
（3）指導(dǎo)教師的培養(yǎng)。
首先被培訓(xùn)的教師可以跟班聽課，熟悉掌握相關(guān)的課程內(nèi)容，然后在機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)進(jìn)行中跟班輔導(dǎo)，以培養(yǎng)出合格的指導(dǎo)教師。
（4）加強(qiáng)督察。
當(dāng)指導(dǎo)教師接到指導(dǎo)課程設(shè)計(jì)任務(wù)后，首先拿到機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書，根據(jù)要求寫出課程設(shè)計(jì)任務(wù)書；并由教研室主任或院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)審查，合格才可向?qū)W生下達(dá)任務(wù)。指導(dǎo)中，教師要填寫指導(dǎo)日志，隨時(shí)記錄指導(dǎo)中的難點(diǎn)、及出現(xiàn)的問題和解決方法，并進(jìn)行小結(jié)，以便下一次指導(dǎo)時(shí)提高設(shè)計(jì)水平。
3機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書主要內(nèi)容
3.1設(shè)計(jì)題目確定及要求
3.2總體方案確定
（1）總體方案設(shè)計(jì)；
（2）繪制總體方案圖。
3.3伺服系統(tǒng)機(jī)械傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)
（1）切削力計(jì)算；
（2）滾動(dòng)絲杠螺母副的計(jì)算與選型；
（3）伺服系統(tǒng)傳動(dòng)設(shè)計(jì)；
（4）步進(jìn)電機(jī)當(dāng)量扭矩計(jì)算及選型；
（5）機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（繪制一個(gè)軸的機(jī)械裝配圖）。
3.4控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)
（1）確定控制系統(tǒng)方案及繪制系統(tǒng)框圖；
（2）單片機(jī)的選用；
（3）存儲(chǔ)器的選用與擴(kuò)展；
（4）譯碼電路設(shè)計(jì)；
（5）接口電路設(shè)計(jì)；
（6）繪制控制系統(tǒng)硬件電路原理圖。
3.5基本的參考圖表匯編。
4近一屆學(xué)生機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)進(jìn)行情況
4.1教師配備
近一屆機(jī)電專業(yè)學(xué)生，每屆有四個(gè)班進(jìn)行機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)，共配備6名教師；其中有四名為獨(dú)立指導(dǎo)教師，兩名為輔導(dǎo)教師，為培養(yǎng)新的指導(dǎo)教師儲(chǔ)備力量。
4.2指導(dǎo)書的使用及設(shè)計(jì)過程
設(shè)計(jì)學(xué)生和指導(dǎo)教師每人一份機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書。教師按照要求寫出機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)任務(wù)書，并經(jīng)研究所長審查后發(fā)給學(xué)生。設(shè)計(jì)題目主要有CA6140普通車床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)、C6132普通車床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)。在同一個(gè)題目的學(xué)生中，要求設(shè)計(jì)進(jìn)給軸部件時(shí)，一部分學(xué)生設(shè)計(jì)X軸進(jìn)給部件，另一部分學(xué)生設(shè)計(jì)Z軸進(jìn)給部件。整個(gè)過程根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的題目、要求和機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書給出的設(shè)計(jì)步驟、方法，先進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，再進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng)部件設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行CNC硬件電路設(shè)計(jì)。整個(gè)過程經(jīng)過了機(jī)械、電子兩方面的訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電結(jié)合，達(dá)到預(yù)期效果。
4.3填寫指導(dǎo)日志
教師在指導(dǎo)設(shè)計(jì)的過程中，及時(shí)填寫指導(dǎo)日志，記錄設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)、問題，并進(jìn)行小結(jié)。
5本文總結(jié)
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；技校教育；教學(xué)改革
機(jī)械工業(yè)舉足輕重，隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展對我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)所起到的促進(jìn)作用越來越明顯。現(xiàn)代化設(shè)備逐漸發(fā)展成為集光、電、機(jī)、氣、聲、像、磁、熱等技術(shù)于一體的智能化系統(tǒng)，機(jī)電一體化產(chǎn)品幾乎貫穿到國民經(jīng)濟(jì)的所有行業(yè)。當(dāng)前，機(jī)電一體化產(chǎn)品已經(jīng)進(jìn)入發(fā)展成熟期，高速率、高精確度的智能系統(tǒng)越來越成為機(jī)械制造業(yè)的主流。隨著我國后經(jīng)濟(jì)危機(jī)時(shí)代產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與升級(jí)大潮的來臨，企業(yè)產(chǎn)品、設(shè)備正在經(jīng)歷一個(gè)更新?lián)Q代的頻繁時(shí)期，因此對高技能的機(jī)電一體化人才和高技術(shù)含量的機(jī)電產(chǎn)品需求越來越大。
技校機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)是為生產(chǎn)第一線的高級(jí)技能型崗位培養(yǎng)人才，但是目前我國技術(shù)院校培養(yǎng)的機(jī)電一體化專業(yè)的學(xué)生與社會(huì)、市場的需要還有不小的距離，因此，機(jī)電一體化技術(shù)教學(xué)改革勢在必行。
一、當(dāng)前技校機(jī)電一體化教育存在的問題
（一）課程設(shè)置不合理
當(dāng)前技工院校課程設(shè)置不合理主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：首先，重理論輕實(shí)踐。很多學(xué)校的課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容將重點(diǎn)放在追求知識(shí)和理論的體系的完整上，但學(xué)生畢業(yè)后大多被分配在生產(chǎn)一線，所從事的工作是操作設(shè)備、設(shè)定工藝、查找并排除故障，而不是研究、開發(fā)、設(shè)計(jì)等，在學(xué)校學(xué)的理論知識(shí)很多用不上，而實(shí)際工作所必需的實(shí)踐能力又不具備。其次，教學(xué)內(nèi)容落后。由于機(jī)電一體化是多種技術(shù)交叉融合的產(chǎn)物，相關(guān)技術(shù)的發(fā)展都在推動(dòng)著機(jī)電一體化的發(fā)展。因此，其發(fā)展是日新月異的，這就必然導(dǎo)致課程設(shè)置與教學(xué)內(nèi)容與其發(fā)展不相適應(yīng)。例如，當(dāng)前很多技工院校的單片機(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容是仍以MCS-51單片機(jī)為主，而實(shí)際生產(chǎn)中新的單片機(jī)層出不窮，種類繁多。
（二）教材建設(shè)落后
職業(yè)教育的教材建設(shè)仍是當(dāng)前技校教育的薄弱環(huán)節(jié)并嚴(yán)重影響了技校教學(xué)質(zhì)量?，F(xiàn)在機(jī)電一體化的一些教材過于偏重理論、脫離實(shí)際、缺乏實(shí)用性、部分教材內(nèi)容陳舊、嚴(yán)重落后于現(xiàn)實(shí)，各科教材之間存在銜接性差、內(nèi)容重復(fù)或內(nèi)容脫節(jié)等現(xiàn)象。這些問題給教學(xué)帶來了很多不便，也在一定程度上影響了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，制約了教學(xué)質(zhì)量的保證和提高。
（三）教學(xué)、實(shí)習(xí)設(shè)施不夠先進(jìn)
目前很多學(xué)校的教學(xué)、實(shí)習(xí)設(shè)備缺乏且嚴(yán)重落后。只有少數(shù)條件較好的技工院校配備有為數(shù)不多的數(shù)控車床、銑床、線切割機(jī)床、電火花成型機(jī)，很多學(xué)校的學(xué)生一學(xué)期只有三四次操作設(shè)備的機(jī)會(huì)，并且這些設(shè)備又比較落后，學(xué)生難以學(xué)到真正有用的技能。
二、教學(xué)改革的思路
（一）制訂適應(yīng)新形勢的教學(xué)內(nèi)容
制定符合現(xiàn)代化建設(shè)要求的機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)計(jì)劃,遵循國家、省教委的有關(guān)文件精神,以綜合素質(zhì)培養(yǎng)為基礎(chǔ),以能力培養(yǎng)為主線。圍繞培養(yǎng)目標(biāo),對知識(shí)、能力、素質(zhì)等方面進(jìn)行合理的綜合安排,力求整體優(yōu)化,培養(yǎng)實(shí)用的職業(yè)技術(shù)人才。
(1)關(guān)于“機(jī)電一體化”內(nèi)涵的認(rèn)識(shí)。機(jī)電一體化技術(shù)從學(xué)科角度來看,它是集機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電氣技術(shù)、信息技術(shù)的有機(jī)統(tǒng)一體,而不是機(jī)械技術(shù)、電氣技術(shù)的簡單組合體;從機(jī)電一體化技術(shù)的成果或最終體現(xiàn)來看,它則是在計(jì)算機(jī)控制下由機(jī)械本體、電、氣、液壓以及光電器件組成的產(chǎn)品或設(shè)備,是一個(gè)自動(dòng)化的工作系統(tǒng)。
(2)培養(yǎng)目標(biāo)。機(jī)電一體化專業(yè)應(yīng)培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面發(fā)展,熱愛祖國,熱愛本職崗位,具有不斷追求新知識(shí)、實(shí)事求是、獨(dú)立思考、勇于創(chuàng)新、踏實(shí)苦干的精神,掌握基本文化科學(xué)知識(shí)和機(jī)電一體化專業(yè)必需的基本理論、基本技能,對現(xiàn)代機(jī)電一體化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整有較強(qiáng)適應(yīng)能力的應(yīng)用型高級(jí)技術(shù)人員、技藝型操作維護(hù)人員。
（二）先進(jìn)教學(xué)手段的應(yīng)用
(1)運(yùn)用多媒體進(jìn)行直觀教學(xué)。課程中的原理圖、梯形圖、程序及電路圖較多,利用Authorware、Powerpiont制作成多媒體課件,集文字、圖片、動(dòng)畫和聲音于一體,不僅僅大大減少了老師課堂上畫圖的時(shí)間,而且學(xué)生興趣倍加,容易理解,提高了教學(xué)效率,增大了課堂教學(xué)的信息量。
(2)聯(lián)系生活,啟發(fā)學(xué)生思維。課堂教學(xué)重在理論聯(lián)系實(shí)際,運(yùn)用生活中的實(shí)例,既有助于學(xué)生對理論知識(shí)的掌握,又有益于提高學(xué)生的興趣和對實(shí)際問題的思考能力。如在講解三相異步電機(jī)的變頻調(diào)速時(shí),結(jié)合變頻空調(diào)原理和特點(diǎn),來分析變頻空調(diào)與普通空調(diào)之間的區(qū)別,從而闡述變頻調(diào)速的優(yōu)點(diǎn),學(xué)生增加了生活知識(shí)和學(xué)習(xí)的趣味性。(3)與時(shí)俱進(jìn),激發(fā)學(xué)生的求知欲。教師應(yīng)該與時(shí)俱進(jìn),了解課程最新的技術(shù)動(dòng)態(tài),并把它傳授給學(xué)生,只有這樣才能激發(fā)學(xué)生的求知欲,真正的把課教好。
（三）改革優(yōu)化實(shí)踐環(huán)節(jié)
實(shí)踐教學(xué)是技術(shù)應(yīng)用能力形成的重要環(huán)節(jié),也是技校專業(yè)教育教學(xué)的重點(diǎn)。為了培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)技術(shù)能力,改革傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)模式,將實(shí)踐教學(xué)分為三個(gè)階段進(jìn)行:(1)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練。實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練主要包括專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課中的實(shí)驗(yàn),使學(xué)生掌握基本實(shí)驗(yàn)儀器的使用,基本數(shù)據(jù)的測量、采集和基本實(shí)驗(yàn)方法的運(yùn)用。(2)單項(xiàng)技能訓(xùn)練。單項(xiàng)技能訓(xùn)練主要包括金工實(shí)習(xí)、數(shù)控實(shí)訓(xùn)等,學(xué)生進(jìn)行基本技能(鉗工、機(jī)加工、電工)、職業(yè)基本素質(zhì)(數(shù)控車、數(shù)控銑、加工中心的編程和操作)的訓(xùn)練。通過訓(xùn)練使學(xué)生掌握相應(yīng)的技能,參加職業(yè)資格考核取得數(shù)控工藝員或數(shù)控車、銑、加工中心操作工等級(jí)職業(yè)資格證書。(3)綜合技能訓(xùn)練。綜合技能訓(xùn)練主要包括生產(chǎn)實(shí)習(xí)、頂崗實(shí)習(xí)等,學(xué)在實(shí)訓(xùn)中,采用邊教、邊學(xué)、邊做的教學(xué)方法,通過典型零件數(shù)控加工案例引導(dǎo)教學(xué)設(shè)計(jì),針對實(shí)際零件數(shù)控加工任務(wù)討論工藝解決方案,并在加工現(xiàn)場實(shí)施,形成不同零件加工效果的直觀比較和認(rèn)識(shí),以合作完成實(shí)訓(xùn)教學(xué)過程。融“理論、示范、練習(xí)、反饋”于一體,將“教、學(xué)、做”合而為一。
（四）加強(qiáng)對學(xué)生的培養(yǎng)
機(jī)電專業(yè)教學(xué)中必須堅(jiān)持從實(shí)際出發(fā),確定教學(xué)改革思路、培養(yǎng)目標(biāo),深入改革課程體系、教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容,使專業(yè)人才培養(yǎng)與未來社會(huì)發(fā)展需要相適應(yīng)。在對學(xué)生的培養(yǎng)方面要做到:1.培養(yǎng)學(xué)生的綜合應(yīng)用能力、實(shí)際動(dòng)手能力、工程設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力,學(xué)生能根據(jù)一般的設(shè)計(jì)要求和動(dòng)作流程完成整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。2.提高教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。3.在實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)中增強(qiáng)了他們的團(tuán)隊(duì)合作精神。從一個(gè)目的、兩個(gè)原則的教改思想出發(fā),抓好課程理論、實(shí)踐、考核的每一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié),不僅充分發(fā)揮了學(xué)生的開拓創(chuàng)新精神,而且充分調(diào)動(dòng)教師教學(xué)和教改的積極性,在教與學(xué)兩個(gè)積極性的推動(dòng)下,教學(xué)質(zhì)量得以大幅度提高,使高校為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的人才。
三、結(jié)語
為提高機(jī)電一體化的教學(xué)教學(xué)質(zhì)量，廣大相關(guān)教育工作者必須緊跟行業(yè)發(fā)展的步伐，既保證學(xué)生的基本素養(yǎng)和知識(shí)結(jié)構(gòu)，又要突出技工教育的特點(diǎn)，在教學(xué)過程中積極推進(jìn)教學(xué)改革，不斷調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加強(qiáng)對學(xué)生動(dòng)手能力和綜合能力的培養(yǎng)，加強(qiáng)社會(huì)實(shí)踐能力，不斷為社會(huì)提供適合時(shí)代需要的高技術(shù)機(jī)電一體化人才。（泰安市高級(jí)技工學(xué)校；山東；泰安；271000）
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞:中國制造2025；機(jī)電一體化；現(xiàn)狀；展望；863計(jì)劃
1當(dāng)前機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀
我國機(jī)電一體化的研究主要伴隨著“863項(xiàng)目計(jì)劃”而開展，我國的智能機(jī)器人等項(xiàng)目也在該計(jì)劃的支持下取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，目前我國的工業(yè)化整體處于“工業(yè)3.0”左右的階段。（1）數(shù)控技術(shù)方面：截止2016年，我國數(shù)控技術(shù)經(jīng)歷58年，目前國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床可供品種達(dá)2000左右多種，船舶制造、航空航天等行業(yè)的發(fā)展拉動(dòng)高端數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)機(jī)電一體化進(jìn)程。（2）工業(yè)機(jī)器人方面:目前，國內(nèi)機(jī)器人銷量以百分之四十五以上速度增長，并且我國計(jì)劃有系統(tǒng)地攻關(guān)，在原有的良好基礎(chǔ)上更上一層，后期能立于世界先進(jìn)行列之中。（3）激光術(shù)方面：近年來，激光技術(shù)發(fā)展很快，我國自1985年以來，更以每年25%以上速度增長，最近又?jǐn)U大了緊湊型的高功率激光器的應(yīng)用的范圍，例如，用于激光制造、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展或用于空間探索的推進(jìn)器系統(tǒng)改造。（4）互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面：推行互聯(lián)網(wǎng)思維下的智能制造，蘇州紐威閥門有限公司和三一集團(tuán)有限公司分別運(yùn)用CAX系統(tǒng)和SPC工具進(jìn)行智能制造，提高了效率，建立了一個(gè)高度靈活的個(gè)性化和數(shù)字化的產(chǎn)品與服務(wù)的生產(chǎn)模式。通過這幾方面可以看出機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)有著很大發(fā)展，但是離德國、美國等歐美國家還有一定的差距。
1.2國外研究現(xiàn)狀
機(jī)電一體化的相關(guān)研究在國外最早在上個(gè)世紀(jì)60年代開始，在九十年代后期機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展階段，并出現(xiàn)了“機(jī)電液”和“機(jī)電光”等一些新的分支，現(xiàn)階段以德國和美國為代表的發(fā)達(dá)國家工業(yè)化發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了“工業(yè)4.0”，并在國際上處于領(lǐng)先地位。
2未來建立機(jī)電一體化的產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)理論與方法的意義
未來建立機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)理論與方法意義深遠(yuǎn)，在新的技術(shù)不斷沖擊下，機(jī)電一體化會(huì)不斷提高，能提高我國的機(jī)械工業(yè)化水平，也是社會(huì)生產(chǎn)力的必然要求，能在追求特定價(jià)值功能的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化，能很好地代表當(dāng)今機(jī)械工業(yè)主要趨勢。
3未來機(jī)電一體化的發(fā)展展望
未來，隨著微電子技術(shù)和機(jī)械電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，機(jī)電一體化必將注入更多新的內(nèi)容，各個(gè)學(xué)科將繼續(xù)相互交叉、相互支持和互相發(fā)展，并且機(jī)電一體將朝著更加智能化、微型化、系統(tǒng)化和環(huán)?；较虬l(fā)展，總理在政府工作報(bào)告中指出，實(shí)施“中國制造2025”計(jì)劃，堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，智能轉(zhuǎn)型，強(qiáng)化基礎(chǔ)，綠色發(fā)展，加快從制造大國轉(zhuǎn)向制造強(qiáng)國，并且我國今年推出了“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”和“互聯(lián)網(wǎng)+”概念，并且在一些高等院校舉辦“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新比賽，并取得不錯(cuò)的效果，讓機(jī)電一體概念設(shè)計(jì)理論與方法化不斷升級(jí)，加強(qiáng)了工業(yè)化與信息化的緊密結(jié)合，下一階段我們將運(yùn)用信息—物理融合系統(tǒng)（CPS）,實(shí)現(xiàn)大型大型工程系統(tǒng)實(shí)時(shí)感知、動(dòng)態(tài)控制和信息服務(wù)，更好利用機(jī)電一體化解決實(shí)際問題，不斷促進(jìn)中國工業(yè)化發(fā)展。
4結(jié)語
在“中國制造2025”計(jì)劃的推動(dòng)下，機(jī)電一體化的研究和相關(guān)領(lǐng)域必將出現(xiàn)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，當(dāng)然，與機(jī)電一體化相結(jié)合的技術(shù)（機(jī)電液和機(jī)電光）很多，相信未來在機(jī)電一體化的促使下中國工業(yè)將邁向“工業(yè)4.0”。
作者:于志業(yè) 單位:太原科技大學(xué)
參考文獻(xiàn)：
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關(guān)鍵詞：機(jī)電專業(yè)課；理實(shí)一體；課程改革
“以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向，以能力為本位”，是中職學(xué)校機(jī)電專業(yè)人才培養(yǎng)的出發(fā)點(diǎn)也是它的歸宿點(diǎn)。機(jī)電專業(yè)課程改革必須遵循機(jī)電專業(yè)自身的特點(diǎn)，進(jìn)一步深化機(jī)電技術(shù)應(yīng)用專業(yè)技能型人才的培養(yǎng)模式的改革，以滿足社會(huì)和企業(yè)對高素質(zhì)技能型人才需求。具體而言就是要打破傳統(tǒng)學(xué)科課程的教學(xué)模式，將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)、教學(xué)環(huán)境與工作環(huán)境、理論教師與實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師等有機(jī)地融為一體，全面實(shí)施“一體化”的模式。
一、理論教學(xué)與實(shí)踐操作一體化
理論教學(xué)與實(shí)踐操作一體化，顧名思義，就是將專業(yè)理論教學(xué)與實(shí)訓(xùn)操作組合起來，一體教學(xué)。這樣做既可以實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的融會(huì)貫通，還可以激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力和興趣。 “理實(shí)一體化”的教學(xué)模式不只是理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)在某種形式上的簡單組合，而是遵循學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展的規(guī)律與技能技巧形成教學(xué)規(guī)律，實(shí)現(xiàn)專業(yè)理論與實(shí)踐二者有機(jī)合成。
機(jī)電專業(yè)傳統(tǒng)的教學(xué)模式雖然也強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，但理論和實(shí)踐兩個(gè)環(huán)節(jié)在時(shí)空上有所脫節(jié)，基本上體現(xiàn)為兩個(gè)互為獨(dú)立的體系。而一體化教學(xué)模式從根本上打破了傳統(tǒng)的理論與實(shí)踐教學(xué)的時(shí)空界限，將專業(yè)理論和實(shí)踐教學(xué)有機(jī)地融為一體。教學(xué)時(shí)從感性而不是從理性認(rèn)識(shí)入手，強(qiáng)調(diào)直觀教學(xué)的力度，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知力的提高，不失為一種培養(yǎng)技能型實(shí)用型人才有效的教學(xué)模式，是一種適合當(dāng)前中職學(xué)生實(shí)際情況的有效教學(xué)模式。
理實(shí)一體化模式突破了中職教育傳統(tǒng)的“文化課專業(yè)基礎(chǔ)課專業(yè)課技能訓(xùn)練”教學(xué)程式，理論的學(xué)習(xí)以“必需、夠用”為原則，以技能實(shí)訓(xùn)為中心，與相關(guān)的理論知識(shí)組合為教學(xué)模塊，理論教學(xué)和實(shí)習(xí)指導(dǎo)由同一位教師擔(dān)任，一以貫之，確保理實(shí)同步，二者協(xié)調(diào)。以專業(yè)理論指導(dǎo)實(shí)踐操作，反過來又以實(shí)踐操作加深對專業(yè)理論知識(shí)的理解，理實(shí)相長，促進(jìn)專業(yè)知識(shí)與技能雙飛躍。
二、教學(xué)環(huán)境與工作環(huán)境一體化
“一體化”教學(xué)模式不只是理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容的一體化，還包含教學(xué)環(huán)境與工作環(huán)境一體化。為了更好地體現(xiàn)專業(yè)理論對課程實(shí)踐的指導(dǎo)作用，讓專業(yè)理論教學(xué)與專業(yè)技能實(shí)踐真正融合一體，可以把專業(yè)課相對集中起來，搬到實(shí)驗(yàn)室，搬到實(shí)訓(xùn)中心，搬到企業(yè)的車間里去。采取理論教學(xué)與實(shí)踐作業(yè)齊頭并進(jìn)，穿行。教師在講完一個(gè)理論知識(shí)或原理構(gòu)造之后，就指導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手操作；也可以和學(xué)生對著實(shí)物，一邊講一邊做，使理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐訓(xùn)練有機(jī)地融為一體。例如鉗工工藝的教學(xué)，可以完全在實(shí)訓(xùn)室內(nèi)進(jìn)行。教師邊講邊示范，示范結(jié)束，學(xué)生便可動(dòng)手實(shí)踐。這樣學(xué)生記得牢，做得好。學(xué)生遇到問題及時(shí)反饋，當(dāng)堂解決，效果明顯。這樣的專業(yè)實(shí)訓(xùn)室既是理論教學(xué)的課堂，又是工作實(shí)踐場所。
教學(xué)環(huán)境與工作環(huán)境一體化的具體實(shí)踐，有如下特點(diǎn)。①把實(shí)訓(xùn)中心包裝為教學(xué)工廠，建立理實(shí)一體化教學(xué)專業(yè)教室，融教室、實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)、考工、技術(shù)服務(wù)與生產(chǎn)為一體，使專業(yè)教室具有多媒體教學(xué)、實(shí)物展示、演練實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)、考工強(qiáng)化訓(xùn)練和考工等多種功能，營造出真實(shí)(仿真)的企業(yè)氛圍和環(huán)境。②把學(xué)校的實(shí)訓(xùn)室包裝成企業(yè)的“車間”，按照企業(yè)生產(chǎn)要求張貼安全生產(chǎn)標(biāo)語、規(guī)范操作流程、安全操作規(guī)程。③把學(xué)生包裝成企業(yè)的“工人”，統(tǒng)一穿上實(shí)訓(xùn)服（廠服)、帶上工具包、憑胸卡進(jìn)“車間”上崗，同時(shí)加強(qiáng)對“員工”組織紀(jì)律性教育，嚴(yán)明時(shí)間觀念，不得遲到早退，嚴(yán)格按照安全操作規(guī)程和操作流程上崗生產(chǎn)。
三、理論教師與實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師一體化
中職學(xué)校傳統(tǒng)教學(xué)模式將專業(yè)課的教學(xué)分為理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)兩大塊。理論部分由理論教師在課堂內(nèi)完成，實(shí)踐部分由實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師在實(shí)訓(xùn)中心（車間）進(jìn)行。理論教學(xué)由學(xué)校教務(wù)處安排，實(shí)訓(xùn)教學(xué)由學(xué)校實(shí)訓(xùn)處管理。兩大部分自成體系，互不相干。這樣安排的結(jié)果容易造成理論與實(shí)踐的脫節(jié)，對教學(xué)質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。理論學(xué)習(xí)時(shí)不能顧及實(shí)際的應(yīng)用，實(shí)訓(xùn)時(shí)不能與理論結(jié)合起來相互印證。以專業(yè)課《彩色電視機(jī)原理與維修》為例，該課程分為《彩色電視機(jī)原理》與《彩色電視機(jī)維修實(shí)習(xí)》兩部分，分別由兩位教師擔(dān)任，有的甚至分別在兩個(gè)學(xué)期開設(shè)。這樣不但學(xué)生難以學(xué)以致用，兩位教師的教學(xué)也互不聯(lián)系，增加了難度，不能有效提高學(xué)生技能。
因此，“一體化”還應(yīng)包含教師在知識(shí)、技能與教學(xué)能力上的一體化。機(jī)電專業(yè)教師必須是“雙師型教師”，能將專業(yè)課程的專業(yè)技術(shù)理論教學(xué)與實(shí)訓(xùn)課教學(xué)一肩挑起來。既是理論教學(xué)能手，更是技能實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)的高手。一門專業(yè)課，僅由一位教師來承擔(dān)全部教學(xué)任務(wù)（理論教學(xué)與實(shí)踐指導(dǎo)）。在教學(xué)過程中，可以先講理論知識(shí)，再進(jìn)行實(shí)踐操作；也可以邊講理論邊操作，甚至可以先操作，當(dāng)學(xué)生遇到問題時(shí)再從理論上加以闡述解決。這樣做，能做到理論與實(shí)踐的無縫結(jié)合——用專業(yè)理論指導(dǎo)實(shí)踐，用實(shí)踐操作去驗(yàn)證理論。例如前面論及的《彩色電視機(jī)原理與維修》，就可以把原理與維修放到一起來教。在講清掃描電路的原理后，就講一些掃描電路的常見故障，并設(shè)置一些故障讓學(xué)生動(dòng)手排除。在排除的過程中遇到問題，又用理論去解釋，去解決。這樣理論與實(shí)踐相輔相成，相得益彰。
理論教師與實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師一體化的最關(guān)鍵問題是師資。中職學(xué)校要努力改變當(dāng)前師資結(jié)構(gòu)單一化，教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，教學(xué)質(zhì)量不高的現(xiàn)狀，就必須大力培養(yǎng)“雙師型”教師。通過下企業(yè)實(shí)踐、頂崗進(jìn)修等措施彌補(bǔ)專業(yè)科任教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，并獲得相關(guān)行業(yè)的職業(yè)資格。只有通過不斷培訓(xùn)和進(jìn)修，不斷汲取行業(yè)的新工藝、新技術(shù)、新理念，專業(yè)教師才能使自己的專業(yè)知識(shí)與技能始終保持著新鮮狀態(tài)，使理論和實(shí)踐始終保持最佳結(jié)合狀態(tài)。理實(shí)雙佳的教師才能在教學(xué)中，顯得如魚得水，游刃有余。例如，在講解《機(jī)械制圖》的圓錐時(shí)，教師可以把自己在車床上制作圓錐的過程拍成視頻，在教室里播放，讓學(xué)生看到在車床上制作圓錐的全過程。這樣避免了理論教學(xué)的“紙上談兵”，讓學(xué)生對機(jī)械制作有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)。然后通過課堂教學(xué)的講解與分析，促使學(xué)生的認(rèn)識(shí)從“感性”向“理性”轉(zhuǎn)變。
對機(jī)電專業(yè)課程改革的探討，除了以上三個(gè)方面的一體化之外，還可以從“教學(xué)”與“科研”一體化、傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學(xué)方式的一體化、專業(yè)文化與企業(yè)文化的一體化以及“教法”與“學(xué)法”的一體化等方面去探索、去研究。囿于文章的篇幅，在此不能一一展開論述。綜上所述 ，“一體化”教學(xué)的核心在于現(xiàn)場教學(xué)，強(qiáng)調(diào)的是工作本位，能力本位。若將理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)習(xí)融為一體，把教學(xué)環(huán)境與工作環(huán)境融為一體，理論教師與實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師融為一體，讓學(xué)生對自己的學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)方式有更大的自主選擇權(quán)，就可以有效地提高機(jī)電專業(yè)課的教學(xué)效果，最大限度地提高中職生在就業(yè)中的競爭力、
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