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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)動機，傳動，懸架，制動，儀表等各個系統(tǒng)。實現(xiàn)了汽車動力性，燃油經(jīng)濟性，安全性，操縱舒適性以及尾氣的排放污染減少，機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)入了電子控制的時代，并向自動化智能化方向發(fā)展。
關(guān)鍵詞：ECU 燃油經(jīng)濟性 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30年代早期安裝在轎車內(nèi)的真空電子管收音機，到1946年世界上第一臺計算機的發(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)濟效益和社會效益，現(xiàn)代汽車電子技術(shù)在改善汽車動力性，經(jīng)濟性，安全性和舒適性等方面發(fā)揮著不可替代的作用。
一、自動變速器電子控制技術(shù)
汽車自動變速器能自動改變傳動比，調(diào)節(jié)或變換發(fā)動機動力輸出性能，大大提高發(fā)動機與傳動系統(tǒng)的使用壽命。自動變速器能較好地適應(yīng)外界負載與道路條件的需要。降低了駕駛員的勞動強度，提高行車的安全性，并且，自動變速器的應(yīng)用可使發(fā)動機經(jīng)常處于低有害氣體排放的區(qū)域內(nèi)運轉(zhuǎn)，從而降低了廢氣污染，搭載自動變速器的汽車換擋動作準確，及時，工作穩(wěn)定可靠，乘坐起來極其舒適。自動變速器在汽車的應(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)以及微處理機廣泛應(yīng)用于變速技術(shù)，自動變速技術(shù)有了突飛猛進的發(fā)展。目前，常用的電子控制變速器有：
1、電控無級變速器（CVT）。從結(jié)構(gòu)和原理上來講與傳統(tǒng)的手動變速器以及自動變速器都有很大的不同，它的速比變化是無極的，可以實現(xiàn)發(fā)動機與變速器的最佳匹配，使發(fā)動機長時間工作在最佳工況下，因此，可以有效提高汽車的動力性，經(jīng)濟性和排放功能。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、雙離合器自動變速器是一種最新型的電控機械式自動變速器，它不僅擁有手動變速器的靈活性及自動變速器的舒適性，而且還能提供無間斷的動力輸出，一般的電子控制機械式自動變速器（AMT）在換擋時要切斷動力，再次啟動必然引起傳動系統(tǒng)沖擊，造成動力損失，影響車輛的乘坐舒適性和動力性。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)生動力間斷，也沒有頓挫感，明顯提高引擎動力，傳輸效率和降低油耗，排放等優(yōu)點。
二、底盤電子控制技術(shù)
1、驅(qū)動防滑控制系統(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)動輪在加速時出現(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通過控制制動輪制動力矩或控制發(fā)動機與傳動系的牽引力，驅(qū)動時將車輪滑移率控制在一定范圍內(nèi)，以獲得最大驅(qū)動力和良好的轉(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通過計算機處理能自動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和驅(qū)動時的方向穩(wěn)定性問題，也出色解決了汽車轉(zhuǎn)向行駛時的方向穩(wěn)定性問題。汽車轉(zhuǎn)向行駛時，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調(diào)節(jié)節(jié)氣門的開度，從而對速度進行自動調(diào)節(jié)。CCS工作時，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)濟性和發(fā)動機的排放性能。
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)航實時路況，IPTV，輔助駕駛，故障檢測，車輛信息，車身控制，移動辦公，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)計中已成為汽車網(wǎng)絡(luò)的標準裝備，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，開放式結(jié)構(gòu)，錯誤檢測及自恢復(fù)能力，實現(xiàn)無線傳輸?shù)葍?yōu)點。
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時三維導(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)，實現(xiàn)全天候?qū)崟r為用戶提供靜態(tài)或動態(tài)目標的精確位置，速度和高度等信息。車輛導(dǎo)航系統(tǒng)用來實時動態(tài)地顯示車輛在路網(wǎng)中的位置，并優(yōu)化車輛到達目的地的最佳路線，降低所需時間，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、電子收費系統(tǒng)（ETC）。ETC作為智能交通系統(tǒng)的一個重要組成部分，實現(xiàn)了車輛經(jīng)過收費站無需停車交費，當車輛通過收費站，由計算機等設(shè)備自動完成對車輛通行費的征收工作，從根本上克服由于收費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)濟性，有利于環(huán)境保護。
四、機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，我相信隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展和不斷完善，機電一體化技術(shù)的日益成熟，未來汽車將以更高的速度換代更新，未來汽車將以實現(xiàn)無聲，無污染，高燃油效率以及全自動駕駛等目標發(fā)展，隨著神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機的研制進程，可模擬人類神經(jīng)系統(tǒng)的汽車自動駕駛系統(tǒng)使它掌握駕駛員的駕車風格，進行全自動駕駛將成為一種現(xiàn)實。一切問題只是時間問題，機電一體化系統(tǒng)將使汽車駕駛的更智能化，更安全化，達到一個個科技的高峰。
參考文獻：
[1]曹紅兵 現(xiàn)代汽車電子控制技術(shù)[M] 機械工業(yè)出版社2012.
[2]付百學 汽車電子控制技術(shù)[M] 機械工業(yè)出版社，2012.
關(guān)鍵詞：電動機閥門 繼電器保護 機電一體化技術(shù)總結(jié)
1 機電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨向
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(fā)展和進步有賴于相關(guān)技術(shù)的進步與發(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 機電一體化技術(shù)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''帶來勃勃生氣；
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.
1.2 機電一體化發(fā)展趨向
1 數(shù)字化
微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)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(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復(fù)。
2智能化
即要求機電產(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)控機床上增加人機對話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。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)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。
3 模塊化
由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。
2、機電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
2.1數(shù)控機床
數(shù)控機床及相應(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，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，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)和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。
大容量存儲器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計，不僅豐富了數(shù)控功能，同時也加強了CNC系統(tǒng)的控制功能。
能實現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務(wù)或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。以單板、單片機作為控制機，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計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）
CIMS的實現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動態(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”，實現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準備、生產(chǎn)實驗到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機結(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 機電一體化中繼電器保護的現(xiàn)狀與發(fā)展
電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計算機技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護技術(shù)得天獨厚，在40余年的時間里完成了發(fā)展的4個歷史階段。
建國后，我國繼電保護學科、繼電保護設(shè)計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護技術(shù)隊伍從無到有，在大約10年的時間里走過了先進國家半個世紀走過的道路。50年代，我國工程技術(shù)人員創(chuàng)造性地吸收、消化、掌握了國外先進的繼電保護設(shè)備性能和運行技術(shù)[1]，建成了一支具有深厚繼電保護理論造詣和豐富運行經(jīng)驗的繼電保護技術(shù)隊伍，對全國繼電保護技術(shù)隊伍的建立和成長起了指導(dǎo)作用。阿城繼電器廠引進消化了當時國外先進的繼電器制造技術(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研究、設(shè)計、制造、運行和教學的完整體系。這是機電式繼電保護繁榮的時代，為我國繼電保護技術(shù)的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。
機電一體化的發(fā)展歷程見證了人類走向了高科技的時代，機電一體化化的發(fā)展趨勢見證了人類對于高智能化的向往。
4 結(jié)語
機電一體化不是孤立的，它是許多科學技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。在走向高智能化的時代步伐下，機電一體化技術(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)展和計算機技術(shù)、通信技術(shù)的進步，繼電保護技術(shù)面臨著進一步發(fā)展的趨勢。國內(nèi)外繼電保護技術(shù)發(fā)展的趨勢為：計算機化，網(wǎng)絡(luò)化，保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化和人工智能化，這對繼電保護工作者提出了艱巨的任務(wù)，也開辟了活動的廣闊天地。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。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)。
參考文獻：
[1]李建勇.機電一體化技術(shù)[M].北京：科學出版社，2004；
[2]李運華.機電控制[M].北京航空航天大學出版社，2003；
[3]芮延年.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計[M].北京機械工業(yè)出版社，2004；
[4]王中杰，余章雄，柴天佑.智能控制綜述[J].基礎(chǔ)自動化，2006；
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,引進光學技術(shù),實現(xiàn)光學技術(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：當控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時，生物便“死亡”，而當控制系統(tǒng)(大腦)工作時，生物就很有活力。仿生學研究領(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；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)境污染嚴重的企業(yè)還占相當大的比重，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?？偟哪康氖谴龠M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，到本世紀末要改造完畢。
(3)努力推廣變頻調(diào)速技術(shù)，風機電泵改造要攀新高度
風機、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)改造的風機、電泵要改造完60%；到本世紀末，北京的風機、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
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
(1)總體目標：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：
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，那么，到本世紀末，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，建議市政府責成有關(guān)機構(gòu)在進行深入調(diào)查研究、科學分析的基礎(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、招標工作……
(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。
我們認為，北京“機電一體化”發(fā)展，當務(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)；
（1）設(shè)計題目、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)計題目、內(nèi)容、要求、難易程度偏離太大。如有數(shù)控機床改造設(shè)計、伺服系統(tǒng)控制設(shè)計、交通燈控制設(shè)計等，要求、工作量也不相同。有的設(shè)計任務(wù)偏難，有的設(shè)計任務(wù)又太簡單。
（2）設(shè)計資料缺乏。
由于機電一體化是一門新興的技術(shù)和專業(yè)，這方面的知識內(nèi)容都在相關(guān)的雜志刊物登載，書籍相對少一些。要進行課程設(shè)計，收集這方面的資料較困難。沒有現(xiàn)成的資料匯編及設(shè)計手冊，學生要花費較多的時間找資料，往往是教師幫助尋找資料。而且沒有像機械零件設(shè)計那樣的系統(tǒng)完整的課程設(shè)計指導(dǎo)書。在設(shè)計中盲目性較大。
（3）師資不足。
最早幾年機電專業(yè)方向只有一個班或兩個班，指導(dǎo)教師有2~4人即可。一般由主講或熟悉機電一體化控制系統(tǒng)課程的教師指導(dǎo)。近幾年隨著學生的擴招，機電專業(yè)擴展到4~5個班，指導(dǎo)教師需要8~10人，明顯不夠，因此有必要進行培養(yǎng)。
2機電一體化課程設(shè)計改進措施
（1）編寫合適的機電一體化課程設(shè)計指導(dǎo)書，配齊設(shè)計資料。
到目前為止未見過公開出版的機電一體化課程設(shè)計指導(dǎo)書，所以有必要編寫合適的機電一體化課程設(shè)計指導(dǎo)書，并收集較全的資料進行匯編，與指導(dǎo)書匯編成冊。
（2）規(guī)范設(shè)計題目，統(tǒng)一要求。
規(guī)范設(shè)計題目不是整個設(shè)計都用同一個題目，而是在一個范圍內(nèi)選擇題目，教師根據(jù)所選的題目按統(tǒng)一的要求下達任務(wù)書。設(shè)計題目一般以簡易數(shù)控機床設(shè)計、數(shù)控機床改造設(shè)計、機器人及控制設(shè)計較為合適。在市場上可見的機電產(chǎn)品多得很，不是所有的機電產(chǎn)品都適合做題目，因其難易程度是不同的。機電專業(yè)的課程設(shè)置是以機床設(shè)計、機器人設(shè)計控制為典型產(chǎn)品的，在機電一體化課程設(shè)計中要反映課程設(shè)置的內(nèi)容。機電專業(yè)方向課程有機電一體化系統(tǒng)設(shè)計、計算機控制技術(shù)、機械制造裝備設(shè)計、機器人導(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算機為核心的控制系統(tǒng)；機械方面介紹了機械運動、機械傳動、機械結(jié)構(gòu)及相關(guān)的標準部件，如滾動導(dǎo)軌、滾珠絲杠等。在選題及設(shè)計中要反映上述的內(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、車床（或銑床、鉆床等）數(shù)控化改造設(shè)計、或是工業(yè)機器人及控制設(shè)計。這些都具有一定的機械部分內(nèi)容，如數(shù)控機床進給軸傳動部件，機器人的腰身、手臂運動部件及滾珠絲杠、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，計算機控制系統(tǒng)設(shè)計及對機械部分的控制；從而實現(xiàn)了機電結(jié)合。對規(guī)范化的題目、要求及上述設(shè)計內(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，然后在機電一體化課程設(shè)計進行中跟班輔導(dǎo)，以培養(yǎng)出合格的指導(dǎo)教師。
（4）加強督察。
當指導(dǎo)教師接到指導(dǎo)課程設(shè)計任務(wù)后，首先拿到機電一體化課程設(shè)計指導(dǎo)書，根據(jù)要求寫出課程設(shè)計任務(wù)書；并由教研室主任或院教學指導(dǎo)委員會審查，合格才可向?qū)W生下達任務(wù)。指導(dǎo)中，教師要填寫指導(dǎo)日志，隨時記錄指導(dǎo)中的難點、及出現(xiàn)的問題和解決方法，并進行小結(jié)，以便下一次指導(dǎo)時提高設(shè)計水平。
3機電一體化課程設(shè)計指導(dǎo)書主要內(nèi)容
3.1設(shè)計題目確定及要求
3.2總體方案確定
（1）總體方案設(shè)計；
（2）繪制總體方案圖。
3.3伺服系統(tǒng)機械傳動部件設(shè)計
（1）切削力計算；
（2）滾動絲杠螺母副的計算與選型；
（3）伺服系統(tǒng)傳動設(shè)計；
（4）步進電機當量扭矩計算及選型；
（5）機械傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計（繪制一個軸的機械裝配圖）。
3.4控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計
（1）確定控制系統(tǒng)方案及繪制系統(tǒng)框圖；
（2）單片機的選用；
（3）存儲器的選用與擴展；
（4）譯碼電路設(shè)計；
（5）接口電路設(shè)計；
（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近一屆學生機電一體化課程設(shè)計進行情況
4.1教師配備
近一屆機電專業(yè)學生，每屆有四個班進行機電一體化課程設(shè)計，共配備6名教師；其中有四名為獨立指導(dǎo)教師，兩名為輔導(dǎo)教師，為培養(yǎng)新的指導(dǎo)教師儲備力量。
4.2指導(dǎo)書的使用及設(shè)計過程
設(shè)計學生和指導(dǎo)教師每人一份機電一體化課程設(shè)計指導(dǎo)書。教師按照要求寫出機電一體化課程設(shè)計任務(wù)書，并經(jīng)研究所長審查后發(fā)給學生。設(shè)計題目主要有CA6140普通車床數(shù)控化改造設(shè)計、C6132普通車床數(shù)控化改造設(shè)計。在同一個題目的學生中，要求設(shè)計進給軸部件時，一部分學生設(shè)計X軸進給部件，另一部分學生設(shè)計Z軸進給部件。整個過程根據(jù)設(shè)計任務(wù)書的題目、要求和機電一體化課程設(shè)計指導(dǎo)書給出的設(shè)計步驟、方法，先進行總體方案設(shè)計，再進行機械傳動部件設(shè)計，最后進行CNC硬件電路設(shè)計。整個過程經(jīng)過了機械、電子兩方面的訓(xùn)練，實現(xiàn)了機電結(jié)合，達到預(yù)期效果。
4.3填寫指導(dǎo)日志
教師在指導(dǎo)設(shè)計的過程中，及時填寫指導(dǎo)日志，記錄設(shè)計中的難點、問題，并進行小結(jié)。
5本文總結(jié)
關(guān)鍵詞：機電一體化；技校教育；教學改革
機械工業(yè)舉足輕重，隨著社會的發(fā)展和科學技術(shù)的進步，機電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展對我國經(jīng)濟建設(shè)所起到的促進作用越來越明顯。現(xiàn)代化設(shè)備逐漸發(fā)展成為集光、電、機、氣、聲、像、磁、熱等技術(shù)于一體的智能化系統(tǒng)，機電一體化產(chǎn)品幾乎貫穿到國民經(jīng)濟的所有行業(yè)。當前，機電一體化產(chǎn)品已經(jīng)進入發(fā)展成熟期，高速率、高精確度的智能系統(tǒng)越來越成為機械制造業(yè)的主流。隨著我國后經(jīng)濟危機時代產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與升級大潮的來臨，企業(yè)產(chǎn)品、設(shè)備正在經(jīng)歷一個更新?lián)Q代的頻繁時期，因此對高技能的機電一體化人才和高技術(shù)含量的機電產(chǎn)品需求越來越大。
技校機電一體化技術(shù)專業(yè)是為生產(chǎn)第一線的高級技能型崗位培養(yǎng)人才，但是目前我國技術(shù)院校培養(yǎng)的機電一體化專業(yè)的學生與社會、市場的需要還有不小的距離，因此，機電一體化技術(shù)教學改革勢在必行。
一、當前技校機電一體化教育存在的問題
（一）課程設(shè)置不合理
當前技工院校課程設(shè)置不合理主要表現(xiàn)在兩個方面：首先，重理論輕實踐。很多學校的課程設(shè)置和教學內(nèi)容將重點放在追求知識和理論的體系的完整上，但學生畢業(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)計等，在學校學的理論知識很多用不上，而實際工作所必需的實踐能力又不具備。其次，教學內(nèi)容落后。由于機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)展都在推動著機電一體化的發(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)置與教學內(nèi)容與其發(fā)展不相適應(yīng)。例如，當前很多技工院校的單片機課程的教學內(nèi)容是仍以MCS-51單片機為主，而實際生產(chǎn)中新的單片機層出不窮，種類繁多。
（二）教材建設(shè)落后
職業(yè)教育的教材建設(shè)仍是當前技校教育的薄弱環(huán)節(jié)并嚴重影響了技校教學質(zhì)量?，F(xiàn)在機電一體化的一些教材過于偏重理論、脫離實際、缺乏實用性、部分教材內(nèi)容陳舊、嚴重落后于現(xiàn)實，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。這些問題給教學帶來了很多不便，也在一定程度上影響了學生的學習積極性，制約了教學質(zhì)量的保證和提高。
（三）教學、實習設(shè)施不夠先進
目前很多學校的教學、實習設(shè)備缺乏且嚴重落后。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、線切割機床、電火花成型機，很多學校的學生一學期只有三四次操作設(shè)備的機會，并且這些設(shè)備又比較落后，學生難以學到真正有用的技能。
二、教學改革的思路
（一）制訂適應(yīng)新形勢的教學內(nèi)容
制定符合現(xiàn)代化建設(shè)要求的機電一體化專業(yè)教學計劃,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,對知識、能力、素質(zhì)等方面進行合理的綜合安排,力求整體優(yōu)化,培養(yǎng)實用的職業(yè)技術(shù)人才。
(1)關(guān)于“機電一體化”內(nèi)涵的認識。機電一體化技術(shù)從學科角度來看,它是集機械技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、電氣技術(shù)、信息技術(shù)的有機統(tǒng)一體,而不是機械技術(shù)、電氣技術(shù)的簡單組合體;從機電一體化技術(shù)的成果或最終體現(xiàn)來看,它則是在計算機控制下由機械本體、電、氣、液壓以及光電器件組成的產(chǎn)品或設(shè)備,是一個自動化的工作系統(tǒng)。
(2)培養(yǎng)目標。機電一體化專業(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、實事求是、獨立思考、勇于創(chuàng)新、踏實苦干的精神,掌握基本文化科學知識和機電一體化專業(yè)必需的基本理論、基本技能,對現(xiàn)代機電一體化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整有較強適應(yīng)能力的應(yīng)用型高級技術(shù)人員、技藝型操作維護人員。
（二）先進教學手段的應(yīng)用
(1)運用多媒體進行直觀教學。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、動畫和聲音于一體,不僅僅大大減少了老師課堂上畫圖的時間,而且學生興趣倍加,容易理解,提高了教學效率,增大了課堂教學的信息量。
(2)聯(lián)系生活,啟發(fā)學生思維。課堂教學重在理論聯(lián)系實際,運用生活中的實例,既有助于學生對理論知識的掌握,又有益于提高學生的興趣和對實際問題的思考能力。如在講解三相異步電機的變頻調(diào)速時,結(jié)合變頻空調(diào)原理和特點,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,學生增加了生活知識和學習的趣味性。(3)與時俱進,激發(fā)學生的求知欲。教師應(yīng)該與時俱進,了解課程最新的技術(shù)動態(tài),并把它傳授給學生,只有這樣才能激發(fā)學生的求知欲,真正的把課教好。
（三）改革優(yōu)化實踐環(huán)節(jié)
實踐教學是技術(shù)應(yīng)用能力形成的重要環(huán)節(jié),也是技校專業(yè)教育教學的重點。為了培養(yǎng)學生專業(yè)技術(shù)能力,改革傳統(tǒng)的實踐教學模式,將實踐教學分為三個階段進行:(1)實驗技能訓(xùn)練。實驗技能訓(xùn)練主要包括專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課中的實驗,使學生掌握基本實驗儀器的使用,基本數(shù)據(jù)的測量、采集和基本實驗方法的運用。(2)單項技能訓(xùn)練。單項技能訓(xùn)練主要包括金工實習、數(shù)控實訓(xùn)等,學生進行基本技能(鉗工、機加工、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)實習、頂崗實習等,學在實訓(xùn)中,采用邊教、邊學、邊做的教學方法,通過典型零件數(shù)控加工案例引導(dǎo)教學設(shè)計,針對實際零件數(shù)控加工任務(wù)討論工藝解決方案,并在加工現(xiàn)場實施,形成不同零件加工效果的直觀比較和認識,以合作完成實訓(xùn)教學過程。融“理論、示范、練習、反饋”于一體,將“教、學、做”合而為一。
（四）加強對學生的培養(yǎng)
機電專業(yè)教學中必須堅持從實際出發(fā),確定教學改革思路、培養(yǎng)目標,深入改革課程體系、教學方法和教學內(nèi)容,使專業(yè)人才培養(yǎng)與未來社會發(fā)展需要相適應(yīng)。在對學生的培養(yǎng)方面要做到:1.培養(yǎng)學生的綜合應(yīng)用能力、實際動手能力、工程設(shè)計和創(chuàng)新能力,學生能根據(jù)一般的設(shè)計要求和動作流程完成整個控制系統(tǒng)的設(shè)計。2.提高教學質(zhì)量,培養(yǎng)了學生的學習興趣。3.在實驗和設(shè)計中增強了他們的團隊合作精神。從一個目的、兩個原則的教改思想出發(fā),抓好課程理論、實踐、考核的每一個教學環(huán)節(jié),不僅充分發(fā)揮了學生的開拓創(chuàng)新精神,而且充分調(diào)動教師教學和教改的積極性,在教與學兩個積極性的推動下,教學質(zhì)量得以大幅度提高,使高校為社會主義現(xiàn)代化建設(shè)培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的人才。
三、結(jié)語
為提高機電一體化的教學教學質(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，既保證學生的基本素養(yǎng)和知識結(jié)構(gòu)，又要突出技工教育的特點，在教學過程中積極推進教學改革，不斷調(diào)動學生的學習積極性，加強對學生動手能力和綜合能力的培養(yǎng)，加強社會實踐能力，不斷為社會提供適合時代需要的高技術(shù)機電一體化人才。（泰安市高級技工學校；山東；泰安；271000）
參考文獻：
關(guān)鍵詞:中國制造2025；機電一體化；現(xiàn)狀；展望；863計劃
1當前機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀
我國機電一體化的研究主要伴隨著“863項目計劃”而開展，我國的智能機器人等項目也在該計劃的支持下取得突飛猛進的發(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)控機床可供品種達2000左右多種，船舶制造、航空航天等行業(yè)的發(fā)展拉動高端數(shù)控機床的發(fā)展，進而推動機電一體化進程。（2）工業(yè)機器人方面:目前，國內(nèi)機器人銷量以百分之四十五以上速度增長，并且我國計劃有系統(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，最近又擴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)動機的發(fā)展或用于空間探索的推進器系統(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有限公司分別運用CAX系統(tǒng)和SPC工具進行智能制造，提高了效率，建立了一個高度靈活的個性化和數(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電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計有著很大發(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
機電一體化的相關(guān)研究在國外最早在上個世紀60年代開始，在九十年代后期機電一體化進入深入發(fā)展階段，并出現(xiàn)了“機電液”和“機電光”等一些新的分支，現(xiàn)階段以德國和美國為代表的發(fā)達國家工業(yè)化發(fā)展已經(jīng)達到了“工業(yè)4.0”，并在國際上處于領(lǐng)先地位。
2未來建立機電一體化的產(chǎn)品概念設(shè)計理論與方法的意義
未來建立機電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計理論與方法意義深遠，在新的技術(shù)不斷沖擊下，機電一體化會不斷提高，能提高我國的機械工業(yè)化水平，也是社會生產(chǎn)力的必然要求，能在追求特定價值功能的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化，能很好地代表當今機械工業(yè)主要趨勢。
3未來機電一體化的發(fā)展展望
未來，隨著微電子技術(shù)和機械電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，機電一體化必將注入更多新的內(nèi)容，各個學科將繼續(xù)相互交叉、相互支持和互相發(fā)展，并且機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，總理在政府工作報告中指出，實施“中國制造2025”計劃，堅持創(chuàng)新驅(qū)動，智能轉(zhuǎn)型，強化基礎(chǔ)，綠色發(fā)展，加快從制造大國轉(zhuǎn)向制造強國，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，并取得不錯的效果，讓機電一體概念設(shè)計理論與方法化不斷升級，加強了工業(yè)化與信息化的緊密結(jié)合，下一階段我們將運用信息—物理融合系統(tǒng)（CPS）,實現(xiàn)大型大型工程系統(tǒng)實時感知、動態(tài)控制和信息服務(wù)，更好利用機電一體化解決實際問題，不斷促進中國工業(yè)化發(fā)展。
4結(jié)語
在“中國制造2025”計劃的推動下，機電一體化的研究和相關(guān)領(lǐng)域必將出現(xiàn)突飛猛進的發(fā)展，當然，與機電一體化相結(jié)合的技術(shù)（機電液和機電光）很多，相信未來在機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
參考文獻：
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[2]李建勇。機電一體化技術(shù)[M].北京:科學出版社，2004.
關(guān)鍵詞：機電專業(yè)課；理實一體；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”，是中職學校機電專業(yè)人才培養(yǎng)的出發(fā)點也是它的歸宿點。機電專業(yè)課程改革必須遵循機電專業(yè)自身的特點，進一步深化機電技術(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)學科課程的教學模式，將理論教學和實踐教學、教學環(huán)境與工作環(huán)境、理論教師與實訓(xùn)指導(dǎo)教師等有機地融為一體，全面實施“一體化”的模式。
一、理論教學與實踐操作一體化
理論教學與實踐操作一體化，顧名思義，就是將專業(yè)理論教學與實訓(xùn)操作組合起來，一體教學。這樣做既可以實現(xiàn)理論與實踐的融會貫通，還可以激發(fā)學生自主學習的動力和興趣。 “理實一體化”的教學模式不只是理論教學和實踐教學在某種形式上的簡單組合，而是遵循學生的認知發(fā)展的規(guī)律與技能技巧形成教學規(guī)律，實現(xiàn)專業(yè)理論與實踐二者有機合成。
機電專業(yè)傳統(tǒng)的教學模式雖然也強調(diào)學生的實訓(xùn)教學，但理論和實踐兩個環(huán)節(jié)在時空上有所脫節(jié)，基本上體現(xiàn)為兩個互為獨立的體系。而一體化教學模式從根本上打破了傳統(tǒng)的理論與實踐教學的時空界限，將專業(yè)理論和實踐教學有機地融為一體。教學時從感性而不是從理性認識入手，強調(diào)直觀教學的力度，促進學生認知力的提高，不失為一種培養(yǎng)技能型實用型人才有效的教學模式，是一種適合當前中職學生實際情況的有效教學模式。
理實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”教學程式，理論的學習以“必需、夠用”為原則，以技能實訓(xùn)為中心，與相關(guān)的理論知識組合為教學模塊，理論教學和實習指導(dǎo)由同一位教師擔任，一以貫之，確保理實同步，二者協(xié)調(diào)。以專業(yè)理論指導(dǎo)實踐操作，反過來又以實踐操作加深對專業(yè)理論知識的理解，理實相長，促進專業(yè)知識與技能雙飛躍。
二、教學環(huán)境與工作環(huán)境一體化
“一體化”教學模式不只是理論教學與實踐教學內(nèi)容的一體化，還包含教學環(huán)境與工作環(huán)境一體化。為了更好地體現(xiàn)專業(yè)理論對課程實踐的指導(dǎo)作用，讓專業(yè)理論教學與專業(yè)技能實踐真正融合一體，可以把專業(yè)課相對集中起來，搬到實驗室，搬到實訓(xùn)中心，搬到企業(yè)的車間里去。采取理論教學與實踐作業(yè)齊頭并進，穿行。教師在講完一個理論知識或原理構(gòu)造之后，就指導(dǎo)學生動手操作；也可以和學生對著實物，一邊講一邊做，使理論學習與實踐訓(xùn)練有機地融為一體。例如鉗工工藝的教學，可以完全在實訓(xùn)室內(nèi)進行。教師邊講邊示范，示范結(jié)束，學生便可動手實踐。這樣學生記得牢，做得好。學生遇到問題及時反饋，當堂解決，效果明顯。這樣的專業(yè)實訓(xùn)室既是理論教學的課堂，又是工作實踐場所。
教學環(huán)境與工作環(huán)境一體化的具體實踐，有如下特點。①把實訓(xùn)中心包裝為教學工廠，建立理實一體化教學專業(yè)教室，融教室、實訓(xùn)、實驗、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、實物展示、演練實訓(xùn)、實驗、考工強化訓(xùn)練和考工等多種功能，營造出真實(仿真)的企業(yè)氛圍和環(huán)境。②把學校的實訓(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)標語、規(guī)范操作流程、安全操作規(guī)程。③把學生包裝成企業(yè)的“工人”，統(tǒng)一穿上實訓(xùn)服（廠服)、帶上工具包、憑胸卡進“車間”上崗，同時加強對“員工”組織紀律性教育，嚴明時間觀念，不得遲到早退，嚴格按照安全操作規(guī)程和操作流程上崗生產(chǎn)。
三、理論教師與實訓(xùn)指導(dǎo)教師一體化
中職學校傳統(tǒng)教學模式將專業(yè)課的教學分為理論教學與實踐教學兩大塊。理論部分由理論教師在課堂內(nèi)完成，實踐部分由實訓(xùn)指導(dǎo)教師在實訓(xùn)中心（車間）進行。理論教學由學校教務(wù)處安排，實訓(xùn)教學由學校實訓(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踐的脫節(jié)，對教學質(zhì)量產(chǎn)生不利的影響。理論學習時不能顧及實際的應(yīng)用，實訓(xùn)時不能與理論結(jié)合起來相互印證。以專業(yè)課《彩色電視機原理與維修》為例，該課程分為《彩色電視機原理》與《彩色電視機維修實習》兩部分，分別由兩位教師擔任，有的甚至分別在兩個學期開設(shè)。這樣不但學生難以學以致用，兩位教師的教學也互不聯(lián)系，增加了難度，不能有效提高學生技能。
因此，“一體化”還應(yīng)包含教師在知識、技能與教學能力上的一體化。機電專業(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)理論教學與實訓(xùn)課教學一肩挑起來。既是理論教學能手，更是技能實訓(xùn)指導(dǎo)的高手。一門專業(yè)課，僅由一位教師來承擔全部教學任務(wù)（理論教學與實踐指導(dǎo)）。在教學過程中，可以先講理論知識，再進行實踐操作；也可以邊講理論邊操作，甚至可以先操作，當學生遇到問題時再從理論上加以闡述解決。這樣做，能做到理論與實踐的無縫結(jié)合——用專業(yè)理論指導(dǎo)實踐，用實踐操作去驗證理論。例如前面論及的《彩色電視機原理與維修》，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)置一些故障讓學生動手排除。在排除的過程中遇到問題，又用理論去解釋，去解決。這樣理論與實踐相輔相成，相得益彰。
理論教師與實訓(xùn)指導(dǎo)教師一體化的最關(guān)鍵問題是師資。中職學校要努力改變當前師資結(jié)構(gòu)單一化，教師實踐經(jīng)驗不足，教學質(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)實踐、頂崗進修等措施彌補專業(yè)科任教師實踐經(jīng)驗的不足，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)知識與技能始終保持著新鮮狀態(tài)，使理論和實踐始終保持最佳結(jié)合狀態(tài)。理實雙佳的教師才能在教學中，顯得如魚得水，游刃有余。例如，在講解《機械制圖》的圓錐時，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，讓學生看到在車床上制作圓錐的全過程。這樣避免了理論教學的“紙上談兵”，讓學生對機械制作有一個感性的認識。然后通過課堂教學的講解與分析，促使學生的認識從“感性”向“理性”轉(zhuǎn)變。
對機電專業(yè)課程改革的探討，除了以上三個方面的一體化之外，還可以從“教學”與“科研”一體化、傳統(tǒng)與現(xiàn)代教學方式的一體化、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”教學的核心在于現(xiàn)場教學，強調(diào)的是工作本位，能力本位。若將理論教學與實驗、實訓(xùn)、實習融為一體，把教學環(huán)境與工作環(huán)境融為一體，理論教師與實訓(xùn)指導(dǎo)教師融為一體，讓學生對自己的學習內(nèi)容與學習方式有更大的自主選擇權(quán)，就可以有效地提高機電專業(yè)課的教學效果，最大限度地提高中職生在就業(yè)中的競爭力、
參考文獻：
[1]包旺華.理實一體化教學在機械專業(yè)課教學中的運用[J].中國教育技術(shù)裝備,2012(17).
