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机电一体化培养方向范文1
一、调研目的
随着工业化进程的发展,国务院在《装备制造业标准化和质量提升规划》中,要求对接《中国制造2025》,提出“逐渐形成重大技术装备、高新技术产业装备、基础装备、一般机械装备专业化合理分工、相互促进、协调发展的产业格局”。使机电行业所需自动化控制技术集成应用起到越来越重要的作用,由原来复杂的机械装置和简单的电气控制相结合的机电一体化逐步向被由机械技术、电气技术、微电子技术、信息技术、控制技术、气动技术、液压技术、传感器技术、PLC技术、网络及通讯技术等学科的强烈相互渗透而形成的“机电一体化技术”所取代。
为获取机电一体化行业分析、 岗位职业行动领域分析、 职业岗位群和相应的岗位职业能力分析等信息,我们针对企业和学校的具体情况,拟定具体的调研问题。调研过程中以上述问题为调研的基本诉求点,通过现场考察、走访座谈、调查问卷、专题研讨等方式,结合企业的调研对象直接或间接反映出的问题进行深入的探讨。通过调研,确定机电一体化专业人才培养的定位,并给出结论和建议,为机电专业一体化课程改革的深入开展提供依据,促进机电专业一体化专业的建设。
二、调研对象与内容
企业调研主要范围为广州周边地区相关企业,包括广州造纸厂等15家具有代表性的机电一体化企业,如表1所示。调研对象是这些企业的机电一体化一线技术员工、班组长、人事部门等。
本次调研共发出五种表格:包括面向专业技术岗位一线员工的实践专家调查表(56份),实践专家访谈记录表(37份),面向专业技术岗位班、组长的用人单位意见调查表(15份);面向企业人事部门的用人单位意见调查表(15份),以及企业座谈会议记录表(8份)。调研要了解以下内容:
1、机电一体化行业企业发展现状与技术发展情况;
2、机电一体化专业对应的职业岗位数及从业人员(包括机电一体化专业毕业生)的基本情况;
3、机电一体化专业对技能人才综合职业能力要求;
4、机电一体化专业现有课程设置在工作岗位的重要程度;
5、机电一体化专业教学改革的重点与思路;
6、机电一体化专业人才培养方向及培养层次的定位。
三、调研分析
(一)行业企业发展现状与技术发展趋势
机电一体化技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础,将向创新性、高效性、节能性、可靠性、智能化、模块化、系统化等方面发展。它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展,它是许多科学技术发展的结晶,是各种技术相互融合,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物,机电一体化技术的发展前景也将越来越光明。
(二)技能人才需求状况与岗位职责要求
1、技能人才需求状况
对企业人才结构及来源调研显示:相关企业机电一体化技术人才的学历主要包括本科学历、大专学历、中职学历等,他们绝大部分直接从中职、高职和大专院校等学生中招收,从社会招聘的人员和企业自行培养的人员较少,从事维护、维修、安装、调试工作的平均年限是4-26年。从15家企业调查中获悉,从企业现有机电一体化技术人员以及未来3年对机电一体化技术人才需求情况如表2所示。
机电一体化企业从事机电一体化相关工作的员工在机电一体化企业中约占76.8 %。机电一体化技术在企业中应用主要两个方面:制造机电一体化产品和利用机电一体化设备进行生产。 前者主要需要完成机电一体化产品的装配、安装、 调试和售后服务等工作;后者主要包括机电一体化设备操作和设备的维护保养。不同企业对技能要求的类型和技能型人才的规格也有不同的要求。 机电一体化技能人才分布情况如图1所示。
2、岗位职责素质、能力要求
通过走访调查行业企业、回访毕业生及召开专家研讨会,共确定了4个典型工作岗位及相应的素质、能力要求,求如表3所示。
3、课程对从事机电一体化工作岗位的重要程度
针对现行技工院校机电一体化专业开设的课程,对从事机电一体化相关工作的员工进行问卷调查,调查内容是各门课程知识模块对从事此工作岗位的重要程度(由不重要的0分到很重要的10分依次给分),取调查数据的平均分,得到表4。从各门课程知识模块平均得分情况看,机械类和电气类课程较为重要,如机械识图、机械装配、电工技术等课程;而文化基础课和非专业课程较为不重要,如数学求解、英语阅读、计算机编程等课程。当然,从调查数据可以看到,不同企业或同一企业不同岗位,各门课程对从事此工作岗位的重要程度有较大差异,例如:销售人员岗位对应用写作、计算机应用和英语阅读等课程较为重要,而设备操作和装配岗位认为这些课程不重要。
四、调研结论
(一)人才培养方向定位
通过分析机电一体化专业对应的行业、企业的发展现状与技术发展趋势,分析行业、企业内生产类、维修类、技术支持类、服务类的相关技术岗位。结合近年来我校、我系多年的机电一体化专业办学经验,将机电一体化专业人才培养方向定位为:面向机电制造业、机电设备安装及维修公司、使用自动化生产设备等的各行业、企业,从事机电设备的操作与维护、机电产品的装配与调试、机电设备的维修与改造、生产现场工艺技术人员、生产一线管理人员、机电产品的销售与技术服务等岗位,培养从事机电设备安装、调试、维修、维护的复合型、技能型人才。
(二)人才培养层次定位
通过用人单位对机电一体化专业相对应的岗位人才层次分类以及紧缺岗位人员数量需求,了解各企业岗位工作职责和工作任务及所需专业资格证书等。本专业人才培养层次可定位为:机电一体化(机械)方向、机电一体化(电气)方向、机电设备管理方向,各方向设置中、高级技工层次,通过一体化教学模式,以规范的操作与团队协作完成设备的安装、调试、维修、维护等任务,同时培养学生具备一定的系统设计能力、制定元器件加工工艺能力、简单数控加工能力。人才培养方向与层次的定位如表5所示。
依托行企开展机电专业一体化课程改革,为我们今后机电专业一体化课程改革的深入开展提供依据。通过企业调研活动,我们体会到机电专业一体化课程改革还有许多细致繁杂的工作需要我们认真地完成。但只要我们根据自己的实际情况脚踏实地、一步一个脚印地组织实施,通过实践、认识,再实践、再认识的过程,不断探索,认真总结,相信一定会完成机电专业一体化课程改革,形成具有自己特色的职业教育,为造就更多更好的适应本地区经济发展的高素质人才服务。
参与文献
[1]王京,苏月,张松宇.机电一体化技术专业企业调研报告[J].内蒙古科技与经济,2015(7):25~26.
机电一体化培养方向范文2
[关键词]机电一体化 创新 发展方向
中图分类号:TU855 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)17-0388-01
随着我国社会市场经济的迅猛发展,科学技术水平得到了进一步提高,对机械制造企业提出了更高的要求。机械制造企业面临着激烈的市场竞争,“机电一体化”已经成为一种必然的发展趋势。通过将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合,并综合应用到实际中去的综合技术,实现机电一体化的现代化设备。
1 我国机电一体化的现状分析
1.1 先进的机械制造技术
国内外机电一体化的发展过程中,将传统的制造技术与先进技术成果相结合,形成了高效、灵活的制造技术。早在21世纪70年代,我国就已经制定并实施了准时生产制,将这种制度引用于自动化装置的生产中,能够大幅度提高生产效率,是一种科学的管理手段。到了80年代,我国机械制造企业开始改造制造装置,提高了制造水平,进而保证了产品的更好的质量和更优异的性能,适应市场的发展需求。
1.2 自动控制仪器仪表与固态传感器
机电一体化的发展,使得微处理技术应用于仪表中,降低了仪表结构设计的难度,增加了仪器仪表的柔度、精度和可靠性。市场上涌现了一大批自动化控制仪表,具有存储记忆、数据采集、数据处理、自动控制等功能。此外,机电一体化促使固态传感器的发展,传统的力平衡机械传感器已经被取缔,发展成为了电容式、石英谐振式、半导体压阻式等固态传感器,代表了先进科学技术。
1.3 机器人的智能化、微型化技术
我国机电一体化向着智能化、微型化发展,在机器人开发方面也是如此。我国机械制造的机器人具有人的情感、思维,体现了机器人的高级智能。机械制造企业利用标准的机器人控制器,可以迅速组成完成某种作业的多功能机器人。
2 机电一体化的创新
2.1 结构的创新
机电一体化产品结构设计的创新,主要包括产品的机械结构、动力配置、传动方式、周边设备接口形式等。产品结构创新对于机械制造企业是非常重要的,通过结构的创新,才能够实现产品的改进和产品设计的创新。
2.2 功能的创新
在功能方面,机电一体化需要充分考虑使用者和社会的要求,改进产品的制备工艺,完善产品的功能,开发出更加优异性能的产品。为了实现机电一体化产品功能的创新,机械制造企业既可以对原有的产品进行更新换代,也可以重新研制具有新功能的产品,能够保证企业的战略性目标和持续发展,提高企业的市场竞争力。
2.3 造型的创新
在机电一体化产品的外观是使用者首先观察到的,美观的造型能够使人更加喜爱产品。因此,机械制造企业要创新产品的外形,重视产品周边装置的接口和机电之间的耦合,使得产品的美观和功能共存。例如,可以采用机电一体化CAD虚拟原型法、计算机辅助造型等方法进行产品外观的设计,增加产品外观的美感。
2.4 材料的创新
机电一体化产品的材料创新包括两个方面:一是选择具有特殊性能的新材料,如耐腐蚀、耐高温、高强度、体积小、质量轻的材料;二是研发适用于产品的新材料,如纳米材料、陶瓷材料、智能材料、高分子材料、金属化合物等。
2.5 控制系统的创新
控制系统作为机电一体化产品的核心组成部分,受到微电子技术的影响,机电一体化产品逐渐采用了神经网络控制、模糊控制、适用控制等策略,赢得了更广泛的市场。
2.6 传感元件的创新
传感器具有微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化的特点,是一种机电一体化产品。近年来,传感器的发展迅速,对于新型传感器的需求也不断增加,机电一体化产品要积极研发高性能传感器,促进产品的创新,保证企业的发展前景。
3 机电一体化的发展方向
3.1 智能化
智能化是机电一体化产品的重要发展方向,采取先进的科学技术,根据产品的使用场合,赋予产品一定的智能化,使产品具有人的逻辑思维能力。与人类的智能相比,机电一体化产品的智能化是低级的,只能实现人的一小部分智能。
3.2微型化
机电一体化产品的微型化发展主要是指不超过1立方厘米的产品,发展方向是纳米级和微米级尺寸。微型化的机电一体化产品具有体积小、运动灵活、节约能耗的特点,在信息、军事、医疗领域具有相当高的优势。
3.3 模块化
模块化是一种处理复杂系统分解为更好的可管理模块的方式。机电一体化产品的模块化是个复杂的过程,也是非常重要的工程,可以为机械制造企业带来更大的经济效益和社会地位。
3.4 人格化
由于机电一体化产品的服务对象是人,所以,产品的人性化显得越来越重要。同时,很多机电一体化产品是模拟生物制成的,这也决定了产品具有人格化的特点。人格化的机电一体化产品是使用者迫切需要的。
3.5 网络化
现阶段,网络技术的发展带来了巨大的改革,网络成为人们日常生产生活都不可或缺的。新型的机电一体化产品具有优异的性能、可靠的质量,销量必然会很高。基于网络技术的产品将是一大发展趋势。
3.6 带源化
顾名思义,带源化是指产品本身带有能源,是机电一体化产品的发展方向。带源化的机电一体化产品具有独特的优势和好处。
3.7 绿色化
随着人们生活质量的提高,人们越来越关注环保,绿色化产品是符合时展需求的。绿色化是机电一体化产品的新发展方向。绿色化机电一体化产品在产品的设计、生产、使用、销毁的全生命周期过程中,几乎不会对生态环境造成影响。
4 加强机电一体化水平的措施
4.1 加强基础理论的研究
机电一体化是复杂的过程,涉及到不同学科的知识。要想提高机电一体化的水平,必须要加强基础研究,熟练掌握相关领域的知识,具备扎实的专业技术,依靠科学技术的力量,制造出高质量的机电一体化产品。
4.2 重视人才引进和培养
机电一体化产品的创新需要一大批优秀人才的加入。机械制造企业要加强人才引进计划,注重人才的培养,主要是机械设计理论、计算机软件开发能力的培养,对不同层次和岗位的人员进行专业技能培训。
4.3 加强产品开发和技术创新
机械制造企业要加强产品开发和技术创新,提高产品的先进性。机电一体化产品的开发和创新是国家发展和企业发展的共同需要。企业要根据市场的需要,致力于现有产品的生产,同时,要研制并开发多功能的新产品,有利于企业战略性发展目标的实现,以便于企业社会竞争力的提升。
5 结论
我国机电一体化的现状,主要体现在先进的机械制造技术、自动控制仪器仪表与固态传感器、机器人的智能化、微型化技术。机械制造企业创新产品的结构、功能的、造型、材料、控制系统和传感元件,进而实现机电一体化产品的创新。
机械制造企业要加强基础理论的研究,重视人才引进和培养,加强产品开发和技术创新,提高企业的机电一体化水平。
参考文献
[1] 王宣银,陶国良,陈鹰. 机电一体化的创新及发展方向[J]. 机电一体化,2012,06:5-8.
机电一体化培养方向范文3
【关键词】机电一体化;创新;发展;方向
机电一体化是现代科技和人类社会发展的必然结果,且随着人们需求的不断增长和科技的不断进步,将会得到持续的创新和发展。当前的机电一体化融合了计算机技术、光学和电子、机械等多种先进技术,而在未来其将包含更多领域的科技,融合更多的创新技术,并朝着高效率、高质量和绿色化、可持续化的方向发展。为实现其水平的不断提高,应当充分认识到其未来的创新发展方向,并采取相应的办法和措施。
1 机电一体化的概念和我国发展现状
所谓机电一体化,指的是从系统的观点出发,将机械技术和电子技术、软件编程技术以及自动控制技术等一系列技术进行有效组织,以实现生产的自动化、高效化和低耗化,使生产系统成为系统的工程技术[1]。我国的机电一体化伴随着改革开放实现了迅猛发展,无论是理论知识和技术水平,都取得了重大的发展,使得生产效率大大提高,经济效益迅猛增长。然而,与发达国家相比,仍然存在着较大的差距,仍在探索和前进的道路上。
2 机电一体化的创新方向
机电一体化在现代科技和社会需求的促使下,将会不断融入创新技术,实现其产品的创新和改良,以满足用户多样化和专业化的产品需求,提高企业的市场竞争力[2]。在产品的造型和功能上,以及材料的使用和产品控制上,都会实现巨大的创新和发展。
首先,机电一体化产品将在其造型和功能上下功夫,实现造型和功能的创新,以满足用户的个性化和多样化需求。在产品造型上,将会更加美观,符合用户的审美需求,并与产品的功能充分结合。同时,在产品的功能上,将会更加全面和多样,以满足用户不同时期的不同需求,实现产品功能的全面化和多样化。
其次,在材料的选择和使用上,将会采用更加适宜且绿色、轻便和性价比高的材料,并根据具体的产品进行优化选择。纳米材料、智能材料和高分子材料等作为创新性较强、且功用更高的材料,将会越来越广泛地运用到机电一体化当中,实现量轻体小且耐损耐磨等特性,使得产品的便捷性和耐用性更高。
另外,机电一体化的产品控制上,也将融入大量的创新技术,以实现控制的便捷性、自动化和高效化。传统的机电一体化控制需要进行人工手动控制操作,耗费大量人力,且效率不高,质量无法保证。在此基础上进行创新,结合大量的先进技术,能够实现其自动控制和监视,并能够自动学习以提高控制的效率和准确性。
3 机电一体化的发展趋势
从目前的机电一体化不断增长的需求和人们对于生产生活的具体要求,能够判断出机电一体化未来的发展趋势。主要的方向即向绿色化、智能化、网络化和微型化发展。
首先,由于自然环境的不断恶化,使得人们对于环境保护和资源节约更加关注和重视。机电一体化将会充分考虑到这一要求,并不断向绿色化发展。在机电产品使用时,不会造成对自然环境的污染,且在废弃时也能回收利用,成为绿色可回收垃圾[3]。
其次,机电一体化将会在智能技术不断发展的促使下,变得更加智能化。智能化的机电产品,拥有观察和推理判断能力,并能根据具体情况采取相应的办法和决策。智能化的产品,将大大节省人们的时间,并使得生产的效率和质量都得到有效提高。
同时,网络化也将是机电一体化的发展方向。计算机技术的发展和普及,大大方便了人们的生产和生活。网络技术也将运用到机电一体化当中,使得远程控制技术和监视技术得到广泛运用。机电产品的生产过程将会受到人们的远程监管和控制,且人们的家庭生活也将因此而变得更加智能化和便捷化。
另外,微型化作为全球各项技术和许多行业的研究目标,也将是机电一体化未来发展的主要方向。实现机电一体化产品的微型化,能够大大方便产品的移动和运输,并有效节约人们的可利用空间。微型技术运用到机电一体化当中,即国外所说的电子机械系统[4]。微型机电一体化拥有体积小和耗能少等优势,能够广泛运用到微型化需求较高的军事和医疗等领域中。
4 提高机电一体化水平的办法
机电一体化的创新和发展趋势已经十分明显,如何顺应其发展趋势,并采取相应的办法和措施,以提高其发展水平,则是当前应充分关注和重视的问题。
首先,应当加强技术的研究和创新,加强基础理论和专业技术的研究。机电一体化的发展依靠的是多学科和多专业技术的支持,将所有先进的科学技术进行系统性的有机组合,实现机电产品性能的不断优化和产品智能化、效率化。只有保证基础理论技术水平的提高,才能够保证机电一体化在此基础上进行进一步的开发和创新。
其次,应当重视机电人才的培养,为机电一体化的发展提供强大的人才保障。人才作为国家经济建设和科技发展的重要动力,能够为科技发展提供强大的创造力和发展力。机电一体化涉及到众多的学科和领域,且牵涉到的科技都是世界顶尖级,对于人才知识储备和运用能力有极高的要求[5]。应当针对机电一体化的具体要求,进行针对性的人才培养。让其既能够掌握机械技术,还能够掌握计算机技术、光学和电子等多种学科知识,并将其融汇贯通,形成一套机电知识体系。
此外,应当重视产品的研发和销售,通过市场的检验和用户的体验来实现产品有目标的升级和完善。产品能够充分体现机电一体化的发展水平,并能够在研发和销售的过程中实现供需信息的准确传递,能够保证机电一体化技术发展的准确性和有效性。同时,企业的发展也离不开经济效益的提高,只有保证企业拥有较高的经济利润,才能够保证其拥有充足的资金进行科学技术的研发。
5 结语
机电一体化是经济发展和科技进步的必然结果,也是人民日益增长的物质需求的必然要求,且在此基础上,将会继续地发展和提高,实现更强的创新性和更高的功用性。应当充分认识到机电一体化的发展趋势,并结合当前的发展现状,采取相应的办法和措施,以适应并满足其发展的需求。应当加强技术的研究和创新,重视机电人才的培养,并加强机电产品的研发和销售,保证机电一体化技术的发展拥有资金支持和现实依据。只有这样,才能够保证机电一体化能够向着更好更快发展,为人们的生产和生活带来更大的便利和更多的利益。
【参考文献】
[1]叶剑,钟德金.机电一体化现状、发展趋势及应对策略[J].科技传播,2011(08).
[2]王敏.机电一体化发展趋势与数控技术的应用推广[J].数字技术与应用,2012(07).
[3]刘正明.机电一体化的发展趋势[J].科技传播,2012(21).
机电一体化培养方向范文4
关键词:双证融通;理实一体;培养方向
根据上海地区产业结构的调整和经济方式转变的态势,高职机电一体化技术专业应主动适应市场对高端技能人才的要求,坚持以“职业素质为先,职业知识为基,职业技能为重”的育人方针,积极探索和创建高等职业“机电一体化技术”专业“双证融通,理实一体”的职教技能人才培养模式。以除去目前高职院校存在的高校课程体系的痕迹和理实脱节的现象。机电一体化技术专业把目标定位在机电一体化设备装调、维修维护层面而非制造层面,以专业知识、职业素质、职业能力、职业标准四位一体的培养目标,构建专业知识为基础,职业能力上以机械技术为基础,液压及气动为辅助,控制为核心,重在机电设备装调、维修,并与职业标准相结合,提升职业素质的课程体系来适应当前的社会需求。目前,想要与之接轨的职业资格鉴定有二个工种:(1)钳工(机电);(2)数控机床维修装调工。机电一体化技术专业拟分成:机电设备维修与自动生产线装调二个方向与上面的二个工种相对应起来,拓宽了获取职业资格证书的通道。在此基础上进行课程内容的调整和制订相应的培养计划。
一、专业培养目标的定位
根据机电一体化技术专业对应的工作岗位群,分析了岗位所需要的能力,确定了专业培养目标为:培养德、智、体、美全面发展,具有良好的政治思想素质、职业素质和职业道德,健全健康的心理身体素质。从事机电一体化设备的使用和技术管理工作的高级技术应用型专门人才,其核心能力是机电一体化设备的安装、调试、操作、维修和管理。对机电一体化技术岗位所需要的能力进行分解,分解成所需的基础知识和基本技能,作为设立课程的依据。课程设置上主要是以电为主,机为辅,机电有机结合。形成以电工电子的基本知识和机械技术基本知识为基础,可编程控制、单片机控制技术为核心,气、液、电相结合,着重在机电设备和自动生产线安装、调试、维修层面上的能力构架。
二、双证融通、理实一体的课程体系开发
课程体系是专业培养方案的重要内容,课程是实施技能人才培养的主要载体。以能力培养为主线的专业知识、职业素养、职业能力、职业资格鉴定“四位一体”培养过程涉及的知识与技能课程体系及模块通过有机整合进行了优化,同时设置了综合素质培养、兴趣和创新能力提升的相关课程,也兼顾了毕业升学等可持续发展的课程。这种有机整合,强化了职业标准中核心职业能力培养,增加了毕业生在就业市场和升学中的竞争实力。在课程体系建设过程中注重三个方面:一是课程设计思路上主要考虑胜任职业所需知识、技能和素质,反映职业岗位或职业角色对从业者的能力要求;二是课程结构采用模块化的结构,打破传统学科本位的知识体系;三是最终课程的目标指向是培养富有能力的劳动者、问题解决者和终身学习者。课程体系改革中主要概括为“两化”,一是专业基础课强调课程综合化,打破原有的学科课程体系,对课程进行优化和整合,坚决避免重复;二是专业课程模块化,模块主要根据调研归纳的机电一体化技术专业的四个职业岗位为依据,将机电一体化技术专业整个课程体系结构归纳为“一个基础”即专业基础知识,“三个平台”指职业核心能力、职业资格鉴定、职业素质的四位一体的课程体系建设,在此基础上进行课程体系优化,设立了:(1)基础课程模块。(2)专业方向课程模块,课程对应于职业资格证书的获取。(3)创新拓展的第二课堂模块。(4)社会实践的第三课堂模块。每个课程模块都设置了主干课程,以保证所需的知识与技能,主干课程是学生必修的考试课程。主干课程相关的技能教学、考试考核都有教材和指导书,且有对相应的职业资格或专业技术等级。职业基础课程模块的主干课程为:现代工程制图、机械设计基础、电工电子与测量技术等课程。
以工学交替与产学结合,创新活动与技能竞赛,科技讲座与升学选修,校内实验实训中心与校外实训实习基地,第一课堂与第二、第三课堂等方式方法,通过有效推进可持续的校企深度合作和搭建升学的平台,强化了学生的发展潜力。
三、课程内容整合
以学生能力为主线,双证融通培养为核心,结合行业新的岗位设置方案和上海机电产业发展的实际需要,全面进行课程内容整合。
机电一体化培养方向范文5
关键词:机电一体化; 技术; 现状; 发展趋势
1.机电一体化技术的概述
到目前为止,机电一体化技术已经发展为一个具有完整体系的新兴学科。所谓的机电一体化指的是机械技术、计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术以及系统技术等结合在一起的技术总称。
首先,机械技术。机电一体化技术的基础就是机械技术,如何同机电一体化技术相适应是其着眼点,利用高新技术对机械技术进行改善,变更其结构、材料以及性能,从而使其重量减小、体积缩小、精度和刚度有所提高以及性能得到改善。
其次,计算机与信息技术。计算机信息处理技术之中包含很多个方面:信息交换、存取、运算、判断以及决策,专家系统技术,精神网络技术以及专家系统技术。
第三,自动控制技术。其中高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、不成、再现和检索都包含在自动控制技术当中。
第四,系统技术。所谓的系统技术就是指利用整体概念,将各种先关技术进行组织和应用,以全局角度和系统目标进行出发,把总体分接成为相互关联的多个功能单位。系统技术中最为重要的一个方面是借口技术,这种技术能够保证系统的各个部分进行有机的链接。
第五,传感检测技术。系统的感受器官就是传感检测技术,它能够对自动控制和自动调节进行有效的实现。系统的自动化程序同它的功能成正比。为了保证机电一体化系统达到较高的水平,因该将传感器的能力进行提高,要求其获取信息时能够更加快速和精确,并且能够经受得住严酷的环境考验。
2.机电一体化技术的应用现状
日本是最早提出机电一体化这个概念的国家。在九十年代末,第一届机电一体化的国际性学术会议在日本召开之后,机电一体化技术的发展和产品的开发得到了各国政府的重视。当前,机电一体化的技术发展和相关产品的开发较为迅速的两个国家是美国和日本。职能传感器、人工智能工业机器人、柔性制造系统、细微加工技术以及光电一体化技术是当前机电一体化技术研究的重点方面。
在我国,对机电一体化的研究与运用的时间相对较晚,为了将同美、日等国家这方面研究的差距减少,近些年来,我国对机电一体化技术的研究投入了当量的资金。而且机电一体化技术也得到了国务院的极大的重视,为此,国家还成立了专门的机电一体化研究小组进行机电一体化技术的研究。为了满足对社会发展对相关人才的需求,近年来,很多大专院校在校内成立的机电一体化专业,培养了大量的机电一体化技术人才。经过多年的努力,很多研究机构和大中型企业在机电一体化技术方面取得了重大的进展。
一般来讲,机电一体化技术得到普遍应用的领域是机械制造业。近些年来,在数控机床的自主生产方面,我国已经取得了重大的突破,其年产数控系统的能力已经达到了年产三千套以上。在机电一体化技术的精度方面,数控机床的生产已经可以达到适当的精工精度。而在工业机器人的软件设计和编程等关键领域,我国也已经取得了巨大的技术进步。当前,在工业机器人行业,全国产的机器人已经占到了三成以上。在计算机集成制造方面,我国的制造技术和制造理论已经得到了长足的发展,CIMS单元技术实验室已经在多个地区进行了建立,各领域也正在展开着计算机集成制造技术的研究。除此之外,在光电一体化技术和微细加工技术方面,我国的机电一体化技术同样也取得了令人骄傲的成绩。
3.机电一体化技术的发展趋势
3.1.智能化。
机电一体化同传统的机械自动化有很大的区别,其最主要的区别就在于智能化,同时,新世纪中,机电一体化的发展方向也在于此。近些年来,处理速度不断提高的处理器、高性能化的微机、集成化与智能化的传感器系统,使得嵌入智能控制法的应用成为了现实,同时,也将机电一体化产品有力的推向了智能化的发展方向。智能机电一体化产品是指能够模拟人类智慧,具有一定的判断推理、逻辑思维和自主局端的能力。
3.2.微型化。
机电一体化科技含量最高的一个分支是微机电系统,这种产品泛指不到一立方米的产品。这种产品具有很多优势,不仅体积小,而且动作灵活,在很多个领域都得会得到广泛的应用:医学、航空以及军事方面。
3.3.绿色化。
工业的不断发展,使得人们的生活得到了巨大的改变。从一方面来看,人们的生活由于机械化的生产而得到了更多的产品,使得物质丰富、生活更加舒适。但是,从另一个方面来看,资源不断的减少,我们周围的生态环境受到了极大的污染。因此,人们开始呼吁对环境进行保护,进而各种绿色产品应运而生,因此,进行绿色的机电一体化产品设计,具有远大的发展前景。
3.4.网络化。
当今时代,计算机技术的不断发展,使得网络技术得到了普及,这机电一体化技术的发展产生了重大的影响。现在,在日常的生活中,随处可见基于网络的远程控制技术和监控技术的应用。因此,我们可以预想到,利用家庭网络,将各种家用电器连接成以计算机为中心得计算机集成家电系统将进入人们的生活当中。从这方面来看,网络化是机电一体化发展的一个方向。
3.5.系统化。
系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构是系统化的一个表现特征。另一个表现特征是通信功能会极大的增强,能够将远程和系统通信联网的需要的局部网络已经被实现。在将来,机电一体化会将产品与人的关系予以更大的重视。与此同时,还将根据一些生物的优良结构来进行新型机体的制造,从而使机电一体化能够向生物系统化的方向发展。
4.结语:
总而言之,机电一体化,这个多种科学技术发展的结晶,会对社会生产力的发展产生巨大的影响。并且,随着科学技术的不断发展,它将同其他的各项技术相互融合,得到更加广阔的发展。
参考文献:
[1] 吴立. 对机电一体化技术发展趋势的探讨[J]. 科协论坛(下半月). 2007(04)
[2] 潘丽霞. 论机电一体化技术的现状及发展趋势[J]. 山西科技. 2010(04)
[3] 张翠梅. 机电一体化技术现状和发展趋势[J]. 黑龙江科技信息. 2010(04)
作者简介:
机电一体化培养方向范文6
关键词:工程教育;专业认证;机电一体化系统设计;教学改革
1前言
为了促进机械专业的跨越式发展和国际化进程,进一步提升机械设计制造及其自动化专业的教学质量、社会声誉和国际视野,促进本科毕业生的国际交流,为工程师执业资格认证奠定基础[1],从2013年下半年开始,贵州大学机械工程学院机械制造及其自动化专业开始着手准备进行工程教育认证,于2014年顺利通过该认证。在以“认证”为目标,不断促进教学改革的过程中,全院教师始终坚持以能力为导向,重在加强学生的培养质量和利用学科知识分析解决工程实际问题的能力[2];同时以学生为中心,以不断优化和改进的培养目标和毕业要求,建立、建设优质的课程体系和师资队伍,配备必要的教研设备。在“迎接认证”、不断改进的过程中发现一些专业课程存在的问题,以培养目标和毕业要求的工程性不强为代表,主要体现有教学内容缺乏实际工程拓展,课程教学方法有待拓宽,特别是工程实践能力的培养还需要进一步加强。机电一体化系统设计作为机械电子工程方向一门重要的专业课,亟待相关教学改革,以适应工程教育认证的要求。
2现状与问题基本现状
机电一体化系统设计是机械制造及其自动化专业机械电子工程方向的一门重要的专业课程,目的是培养学生对机电一体化系统的应用和设计能力,掌握机械系统元部件设计和微机控制系统及其接口设计方法,培养机电结合的专门人才。本课程的基本任务是使学生掌握对机电一体化系统的分析应用和设计基本方法。该课程涉及的机械传动部件、电机、微机接口技术和机电一体化设计思路等,可以说是对本专业前期所学专业课程进行融合、需要实践深入消化和提高认识的一个重要环节。并且贵州大学机械工程学院不仅是机械电子工程方向开设本课程,机械制造和农业机械化专业方向也开设了本课程,学生普遍反映教学枯燥,工程实践性不强,部分知识无法理解。为了使机电一体化系统设计课程与“工程教育认证”要求相适应,更好地帮助学生掌握本门课程知识内容和加强工程实践能力培养,达到学以致用的目的,需要对机电一体化系统设计课程的教学内容和方法进行改革研究。主要存在的问题贵州大学机械工程学院于21世纪初开始在机械电子工程专业方向的本科班开设机电一体化系统设计,随着十多年教学经验的积累,已形成一套较为完善的教学方案和体系。但是随着技术的不断革新,社会和工作岗位对学生要求的不断提升,越发觉得本课程的传统教学中存在一些问题,主要表现在以下几个方面。1)教学内容陈旧,过于侧重机械结构的讲解。通过工程教育认证评估,充分和企业沟通后,发现一些课程所教授的内容和技术已经在当下机电产品中被新技术所取代。另外,由于在教授本课程前有单片机原理、接口技术和机械控制工程等课程,在机电一体化系统设计的教学中都会以典型机电系统的传动结构为主,使“机”和“电”在教学过程中不能充分结合。2)实验教学设施不足,实验内容受到限制。本专业拥有的机电一体化教学设备较少,有的仅仅停留在十字工作台、单片机和传感器方面,对于机电系统的稳定性和优化部分的实验暂时空缺,这不利于学生提高感官认识。3)教学方法单一,缺乏与工程实际的联系。现有教学基本上是以课堂教学为主,辅以少量实验,大多采用讲授法通过多媒体教学平台进行授课,而且大多是纸上谈兵,课程教学与实验教学同工程实践联系甚少,与“工程教育认证”的要求存在差距。4)学生反映学习难度大,应用能力不强。在教学过程中,一些学生反映部分知识点难以理解,不清楚这些知识能“干什么”,能解决什么问题。另外,从考试反馈来看,学生对综合应用机电技术的能力还有待提高,特别是不能将一些来自工程实际的问题和书本知识结合起来分析。
3教学改革教学内容的改革
1)树立“机电结合”的系统教学思路。机电一体化的目的是提高产品或系统的附加价值,实现多功能、高效率、高可靠性、省材料、省能源,并使产品结构向轻、薄、短、小化方向发展。因此,机电一体化的研究方法不能只是简单拼凑,应该从系统设计方案开始到各元部件选择到系统最终成形的全过程,都要贯彻系统设计的思想[3]。机电一体化系统设计课程的教学也是如此。在课程讲述过程中,如果只是根据教材的章节顺序进行讲解,会在学生脑海中形成一个个的知识孤岛。因此需要将整个课程用几个典型案例把所有章节贯穿起来,做到前后呼应。如在教学“机械结构”中的“机架和支撑稳定性”时,可以和“元部件特性分析”中的“静、动态特性分析”结合起来,在讲机械结构时就引入控制工程中的一些知识点。另外,教材的最后一章有很多案例,可以根据这些案例的特点,将其穿前面的章节讲解,在讲授每一部分内容时都结合案例,并将系统设计方法融于其中,不仅利于学生对知识的掌握,还可以举一反三、加深理解。2)选择性地介绍章节重点。要有选择性地介绍机电一体化各组成部分。对于机械系统部件,要重点讲解传动原理和典型结构,一些特殊的部件可以留给学生自学。对于执行元件和控制器由于在先修课程中有所学习,因此对其基础知识不做详细介绍,重点内容放在典型元件特性及其驱动和接口部分。这样既可以避免使学员因重复学习而失去兴趣,又可以有更多的时间放在牢固树立系统的观点,深入理解组成机电一体化系统的各构成要素之间的关系。3)以“看得见、摸得着”的机电产品为突破口。要更多地从教学团队科研真题和本地企业合作项目寻找典型案例,让更多的案例“看得见,摸得着”。一方面可以带领学生参观企业,另一方面要鼓励一些教师展示机电一体化方面的科研样机,让学生可以直接参与教师科研课题。同时要及时更新案例,给学生展示最新的技术和产品,了解机电一体化产品的前沿;还要充分给予成绩较好者学习空间,特别是对于一些比较复杂或精度要求高的运动定位控制和智能控制,可以让学生结合学过的自动控制理论知识设计运动控制算法,为研究生阶段的学习做准备。教学方法的改革教学方法是教学过程的核心,教师的教学方法一定程度上决定了教学质量和学生对知识的吸收情况。传统的教学方法是教师根据课程教学大纲的要求,在课堂上为学生讲解教学大纲上规定的教学内容,按部就班地向学生灌输知识,学生完全处于被动学习状态,教学效果大打折扣。为了有效提高学生积极性和学习主动性,可以将课堂讲授、讨论、开放性实验和实地参观结合起来,激发学生的学习兴趣、学习主动性和培养学生的创新意识和能力。例如:在介绍“滚珠丝杠”和“导轨副”时可以将实物拿到课堂上,先抛出问题并让学生进行拆装,再让学生分组讨论结构特点和问题,最后有针对性地讲解难点和强调重点内容;“单片机与接口技术”的讲授可以开设开放性实验,提供单片机平台,让学生自行设计开发单片机控制系统,并要求演示;在讲解“机电一体化系统的元、部件的特性分析”时可以开展上机实验,结合MATLAB软件仿真模块,让学生产生直观认识。课程实验的开设“工程教育认证”的核心就是要确保毕业生达到全球行业认可的机械工程从业人员基本要求。因此,为了让学生更好地掌握机电一体化系统设计相关基础理论和提高学生的创新意识与工程实践能力,提升毕业生的机械行业从业能力,需加强本课程的课程实验建设。首先,要整合现有校内实验资源。本课程综合性强,很多实验需要和其他课程实验结合起来,如与机械传动、微机原理和控制工程等课程。其次,要积极构建新实验平台。特别是机电一体化典型系统的实验平台方面,亟待购置新设备,开发新实验。最后,可以整合校外合作单位实验资源,开设一些与工程实践紧密结合的课程实验和基于仿真软件的系统稳定性分析实验。考核方式的改革本课程各章节具有一定独立性,涉及机械和电子技术各个方面。针对此特点,考核方法应该重在应用与综合,不应以识记为主,所以考试形式由原来闭卷改为开卷。这样可以减轻学生考试压力,把学习的重点放在知识的应用和解决实际问题的能力训练上。考核可以采用试卷(开卷)、实验、报告或者作品(机电一体化系统)等多种形式,加大实验环节和平时表现的成绩占比,解决了实际问题或提出了创新方法就可以获得高分。
4结束语
随着科技的发展,机电一体化系统设计课程所涉及的知识和技术发展尤为迅猛,而且所涉及的知识面非常广,因此要满足工程教育的认证要求,就必须从教学内容、教学方式、教学方法等方面都进行改革创新。在教学内容上强调以系统设计方法为主线,在教学方式中重视培养学生的学习兴趣,努力拓展课程实验,不拘泥于考核形式。这些变革将会更进一步激发学生的学习兴趣,最大限度地提高学生解决实际问题的能力,达到工程教育认证的要求。
作者:曹阳 杨桃月 张大斌 蔡家斌 杨绿 单位:贵州大学机械工程学院
参考文献
[1]蒲彧.美国工程学士能力培养研究[D].大连:大连理工大学,2010.