机电一体化的主要特征范文

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[关键词] 现代制造业 先进制造技术 机电一体化技术 紧密联系

制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱，尤其是现代制造业更是在一个国家的企业生产能力构成中占首要地位，要发展和壮大现代制造业就要大力研究、发展和掌握先进制造技术。所谓先进制造技术，其实就是一种综合技术，是在传统制造技术的基础上加上信息技术和科学的管理，再加上与之相关的科学技术交融而形成的群体技术。

一、先进制造技术简介

制造技术是使原材料成为产品所应用的一系列技术的总称。现代制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料及现代管理技术的最新成果，并将其综合应用于制造业的全过程。

先进制造技术是制造技术的最新发展阶段，是由传统的制造技术发展起来的，是与现代高新技术相结合而产生的一个完整技术群。它是具有明确范畴的新技术领域，是面向工业应用的技术，是驾驭生产过程的系统过程。它不仅涉及产品的设计、制造工艺、加工和装配、而且覆盖了市场分析、销售使用、维修服务，乃至回收再生的全过程；先进制造技术还涉及企业产品与管理创新、企业生产过程综合自动化、制造单元与系统的集成、制造企业与流通领域的集成、企业间集成与协作等方面。

目前机电一体化技术在现代制造业中应用广泛，在先进制造技术中占相当重要地位。

二、机电一体化技术概要

机电一体化技术是面向应用的跨学科技术，是从系统工程出发，综合运用机械技术、微电子技术、光学技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术有机融合、相互渗透的结果。它涉及了许多新概念、基础学科和边缘学科，是从系统的观点出发，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

机电一体化不是机械加电气简单组合、拼凑而成的机械电气化，而是赋予了自动化、虚拟化、柔性化、智能化等特征。其主要由：机械装置；检测装置和传感器、变送器；信息处理部分；驱动器和执行器； 接口部分等5个部分组成。

三、现代制造业的基本内涵及特点

1.基本内涵

按照国际通例，工业中所有将原材料转化为可供使用的物品的行业都可成为制造业，可分为装备制造业和生产消费资料制造业。现代制造业就是用高新技术改造、升级优化传统制造业，是先进制造技术或先进管理手段与制造业相结合的产物。

现代制造业有下面几个方面是必须具备的：1、采用了新技术、新工艺、新装备，实现了制造过程的现代化。2、应用信息化的手段。对生产、管理、销售的全过程采用了信息化的管理手段和信息化的管理工具。3、采用了现代化的生产组织方式。4、现代制造强调以知识和技术投入为因素，以现代集成制造为特征，以高新技产业为先导的高附加值、高科技、产业链长的产业体系。

2.主要特征

通常来说，现代制造业主要有以下特征：

（1）充分消化吸收吸和应用世界先进制造技术与现代高新技术，更加强调以知识和技术为投入因素，企业的工艺、装备、材料高技术化，产品的科技含量和附加值较高。

（2）建立起与现代技术相适应的生产方式和企业组织形式，推广和实施先进的制造模式。发展对国民经济带动作用大，产业链和的产业集群。

（3）符合现代社会可持续发展理念，具有资源节约、无污染绿色等特征，具有与全球化相适应的资源配置方式。

（4）利用现代信息技术，改造和集成业务流程，形成以价值链为基础的分工协作模式，并呈现出制造业与服务业既分工又融合的特点。

四、机电一体化技术与现代制造业紧密联系、密不可分

随着现代制造业向精密化、自动化、信息化、柔性化、清洁化、集成化和智能化的快速发展，机电一体化技术和产品与现代制造业联系紧密。

1.机电一体化技术和产品

机电一体化技术和产品的广泛应用于工业生产过程的名个领域，特别在现代制造业方面应用较广。其主要有机电一体化系统和典型元、部件两大类。

机电一体化典型系统有：数控机床系统、智能化仪器仪表、印刷机械系统、发动机控制系统及虚拟加工CAD／CAM等系统。

典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器（PLC）、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化技术和产品是现代制造业所不可或缺的。

2.机电一体化产品在现代制造业的优势

（1）设备安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有主动监视、报警、主动诊断、主动保护等功效，从而使其具有较高的自动保护措施和可靠性及较低的产品故障率，明显提高了设备安全性和可靠性，使用寿命也得到相应提高。

（2）生产能力和工作质量、效率大幅提升。机电一体化产品大都具有信息主动处理和主动把持功效，能保证最佳的工作质量和产品的合格率，同时也使得生产能力大大提高。

（3）具有智能化功能，操作简便。机电一体化产品操作按钮和手柄数量明显减少，使得操作大大简化、简便。先进的机电一体化产品是一个完整的系统，可通过模糊技术与信息技术（尤其是软件及芯片技术）对外界参数的改变随机自寻最佳工作程序，实现主动最优化操作。

（4）具有复合功能及适用性。机电一体化产品突出了复合技巧和复合功效，使产品的功效程度和主动化程度大大进步，能适用于不同的场合和不同领域，满足用户需求的应变能力较强。

（5）具有参数化特性，调试和维护方便。机电一体化产品可通过改变控制和执行系统的程序来实现工作方法的转变，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变更的需要。机电一体化产品的主动检验和主动监视功效可对工作过程中出现的故障主动采用措施，使工作恢复正常。

总之，现代制造业是科学技术与生产力发展的必然结果，是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物。两者的紧密结合深刻影响着现代制造业及现代制造技术，随着科学技术的发展，各种技术相互融合、相互渗透的趋势越来越明显，将大大地推进现代制造业的发展步伐。

参考文献

[1]章浩，张西良，周士冲.机电一体化技术的发展与应用[J].农机化研究，2006（7）

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关键词：机电一体化技术；国内现状；发展方向

机电一体化技术的发展和计算机等先进技术的普及是分不开的。在某种程度上说是机械行业得以发展的福音。在机电一体化技术的运用过程中，不仅有效地提高了工作效率，同时也在节能环保方面做出了巨大的贡献，同时对于工作人员的工作量有所减少，提高了企业的综合竞争力。机电一体化是多种技术的结合，其中包括微电子、计算机一级信息等在内的综合性较强的高新技术。

1、机电一体化的内容

机电一体化，顾名思义就是机械和电子的有机结合，实现一体化。这种技术是系统工程领域的一个重要技术，具体来说，机电一体化包含的范围较广，是一个总称。其中机电一体化系统是多种要素相结合的整体，能够最大限度地满足人的基本要求。在机械系统和微电子系统相互结合的过程中产生了一种新的功能。可以实现工作人员与机械设备的有机统一。一个完整的一体化系统，必须要包括机械装置、传感器在内的五大要素，否则就是不完整且没有工作能力的机电一体化系统。机电一体化工程也被称为机械电子工程，从名称中就可以看出工程的组成部分。其中机电一体化系统和机电一体化工程是相互联系、有机统一的。是理论和实际的结合。

机电一体化工程需要有系统的思想来指导，其中系统设计原理和综合集成技巧能够体现在机电一体化思想中。而且工程设置所运用的方法论也是科学合理的，并且具有一定的广泛性，包含系统工程和控制论等信息在内，使得机电一体化工程具有较强的科学性。同时一体化的思想和技术已经在光电、机电以及人机等领域都有所应用。

2、机电一体化产品的主要优点

1）机电一体化产品在运用的过程中，具有多重功能，其中记忆性较强，可以进行有效地运算、控制工作，同时对于信息的处理也能够达到相应的标准。进而实现产品的在使用过程中的高效性和智能化。因此机电一体化的主要特征就是具有多功能特性。

2）多数的机电一体化产品都具有较为简单的结构。随着科技的不断发展和进步，产品逐步朝着更加轻、薄的方向发展。同时采用标准化的方式来设计制作。这也是新一代机电一体化产品的一大特点。

3）对于机械领域中技术的运用，多具有节能环保的特点，机电一体化产品也不例外。在具体的运用过程中，可以根据实际负荷量来进行有效地控制和调节。因此，其节能特点较为突出。

4）对于机电一体化产品来说，其主要的特点就是具有智能性，而且安全可靠。因为在产品应用的过程中，该产品可以进行自动控制，诊断功能强。

3、机电一体化产品的类别

1）典型的机电一体化产品。这类产品机与电有机地融为一体。具有较完整的结构。如数控加工中心、工业机器人、彩色复印机、自动绘图机等。这些产品属于机电一体化的高级形式。它们单靠机械或电子是无法或很难实现的，机械与电子一旦分离，整机即无法运行。

2）机械产品中的一部分控制功能和机构用电子装置代替。这类产品如打印机、机电一体化照相机、带微机控制或数字显示的各种机械设备等。

3）以微电子装置代替原设备的信息处理机构。

这类产品如指针式石英电子表、全电子式电话交换机、带微处理器的各种仪表、电机调速装置等。

4、机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此，机电一体化的主要发展方向如下：

1）光机电一体化。一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的，因此，引进光学技术，能有效地改进机电一体化系统的传感系统性能、能源（动力）系统和信息处理系统性能，光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。

2）全系统化--智能化。今后的机电一体化产品特征越来越明显，智能化水平越来越高。模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。这主要受益于模糊技术、信息技术（尤其是软件及芯片技术）的发展。机器人与数控机床的智能化就是其重要应用。

3）技术产品--网络化。20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片。企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠。很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。

4）微型机电化--微型化。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件，当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以融合，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。

5）自律分配系统化--柔性化。未来的机电一体化产品，控制和执行系统有足够的冗余度，有较强的柔性，能较好地应付突发事件，被设计成自律分配系统。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的自律性，可根据不同的环境条件做出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体行动是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力（柔性），又不因某一子系统的故障而影响整个系统。

6）设计产品--绿色化。工业的发展给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。

5、总结

综上所述，本文主要通过介绍机电一体化的内容、机电一体化产品的主要优点、机电一体化产品的类别以及今后机电一体化的发展趋势等方面，主要了解的我国机电一体化发展中需要完善的地方以及目前的发展所遇到的瓶颈期。只有不断提科学技术的发展水平，才能促进机电一体化的发展。■

参考文献

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关键词：机电一体化；应用；领域

中图分类号： TH-39 文献标识码： A

1、前言

机电一体化已经成为当前工业发展的一个标准音符，机电一体化的发展大大降低了人工的劳动强度，提高了工作效率，提高了工作的准确度和精度。机电一体化进程的加快在一定程度上促进了社会经济的进步。

2、机电一体化的概念

“机电一体化”一词最初是日本学者于70年代提出的,它的英文是Mechatronics,是由英文Mech硕cs的前半部分和Electn〕nics的后半部分组合而成,美国人称为Mech画c吐衡stem,在我国被译为“机电一体化”。机电一体化是当今自动化技术发展的最高阶段。早期的自动化技术主要是借助凸轮、机械机构等实现的,这一时期的自动化实际上是机械自动化;随着电工技术的发展、凸轮、机械机构逐渐被继电器、接触器、电磁开关等机构所取代,实现了电气自动化,机械机构大大简化,自动化水平大为提高;机电一体化则是生产实践对自动化技术进一步发展的需要,也是微电子技术、计算机技术、信息技术、控制技术和精密机械技术等发展的必然产物,是以计算机为主要特征的自动化技术。

如果说机械(包括电工)系统处理的对象是运动、力、物质和能量,电子系统处理的对象是信息和知识,则机电一体化系统不仅有处理能量和物质的功能,而且还有处理信息和知识的能力。概括说来机电一体化技术是围绕机械制造业发展起来的一门跨学科的综合性技术,是把机械技术、信息技术、控制技术、计算机技术、微电子技术和传感检测技术等有机融合而形成的一门跨学科的综合性技术。日本机械振兴协会经济研究所在一份报告中给机电一体化所下的定义是:机电一体化技术乃是在机械的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,并将机械装置和电子设备以及软件等有机结合起来构成系统的总称。

3、机电一体化技术特点

机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。

3．1、数字化

微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。 数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。

3．2、智能化

即要求机电产品有一定的智能, 使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、 自主决策等能力。 例如在 CNC 数控机床上增加人机对话功能，设置智能 I/O 接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。 随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

3．3、模块化

由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。 如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。

3．4、网络化

由于网络的普及， 基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。 而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

3．5、人性化

机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。

3．6、微型化

微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(MEMS)是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986 年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988 年美国加州大学 Berkeley 分校研制出第一个微电机以来，国内外在 MEMS 工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种 MEMS 器件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微连杆、微弹簧以及微机器人等）。

3．7、集成化

集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。 首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。

3．8、带源化

是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。 由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。 带源化是机电一体化产品的发展方向之一。

3．9、绿色化

科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。为了实现可持续发展，绿色产品概念就应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。

4、机电一体化技术的应用

机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面：智能化控制技术（IC）；分布式控制系统（DCS）；开放式控制系统（OCS）；计算机集成制造系；现场总线技术（FBT）统（CIMS）；交流传动技术。机电一体化技术在工业、农业、纺织业都有不同程度的应用。

4．1、机电一体化技术应用在工业炉窑改造应上

国内外现在已有成功的技术改造比工业炉窑单纯用计算机技术好的多。所以，我们建议今后在改造工业炉窑时要大力推广应用机电一体化技术，对应该进行改造但尚未改造的工业炉窑要用机电技术等先进电子信息技术改造，其中采用机电技术改造的已达到了90%。

4．2、积极采用机电数控技术，对机床高备改造应用对机床设备的改造我们应放在经济、实用型机电数控系统的上推广应用。根据相关方面的了解和调查，从国家要求开始到现在已经按要求改造完毕。

4．3、机电一体化广泛应用在变频调速技术

提高了风机、电泵工作效率，采用此技术后，变频调速后风机、电泵一般可节电20%以上，效果十分显著。因此，在今后，广泛应用、推广应用该技术。据悉到现在，风机、电泵和其他调速电机以普遍、采用先进的变频调速技术。图1 CAN流程图

4．4、CAD/CAM 技术优先与机电一体化结合，工业设计水平提高要有新目标消除工业产品更新换代慢，设计工作跟不上需求变化现状。据悉目前，北京工业系统 CAD 的应用率为 85%，CAD 的覆盖率为 80%。

5、结束语

随着机电一体化在采矿业、交通运输业、在造业、农业、航空航天等领域的运用，在一定程度上推进了行业的发展速度和水平。

参考文献

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[关键词]高职院校 机电一体化 专业技能 训练教学

[作者简介]肖前军（1978- ），男，湖南湘乡人，湖南理工职业技术学院，讲师，硕士，主要从事生物信息学和高职教育研究；刘炳良（1966- ），男，湖南邵东人，湖南理工职业技术学院，副教授、高级工程师，主要从事机电一体化技术的教育教学与研究。（湖南 湘潭 411104）

[中图分类号]G712 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2014）24-0119-02

一、引言

高职院校是我国教育体系中非常重要的一环，也是适应当代经济发展需求的产物之一。机电一体化专业是高职院校教学体系中重要的组成部分，很多高职院校开设有此专业，并且在教学上取得了很多成果，积累了很多宝贵经验。机电一体化专业以培养实用型和技术型人才为目标，技能训练教学在机电一体化专业的教学中占据了非常重要的地位。对于学生而言，不仅要求学生学习相关的理论，并且需要对实际的设施进行操作；对于学校而言，要顺利开展专业技能训练，需要配置专业的指导教师，并且还需要相关的硬件设施。机电一体化专业技能训练教学效果的提升，对于该专业的学生以后的发展具有非常重要的促进作用，因而如何提高技能训练教学效果已经成为了机电专业教育界热议的话题。

熟练掌握相关的职业技能是职业教育的生命线，只有掌握了专业技能，才能在现代经济社会竞争中占据优势。对于机电一体化专业而言，必须要熟练掌握计算机辅助编程，能够合理地设计加工工艺，并且具有一定的机电设备维修技能，适当掌握一些机械设备的工作原理。拥有了这些技能的人才可以在工厂中承担机床的维修维护工作，在企业的机电相关岗位中占据主导地位，是目前市场上需求量较大的人群。因此，提高专业技能训练的教学效果有着非常重要的实际意义。

本文围绕如何提高机电一体化专业的技能训练效果展开研究，对当前技能训练教学中存在的问题进行了分析，并提出通过改进现有的教学内容、提高技能训练师资队伍素质以及完善技能培训抽查制度，来有效提高专业技能训练效果。

二、技能训练教学存在的问题

1.理论和实践没有有效结合。职业性是高等职业教育的主要特征，而这一特征就要求学校教师在教学过程中对学生进行实际能力的训练，并且在课堂教学方面要详细讲解与实践相关的理论要求，将理论与实践紧密地融合起来，强调知识的实际运用。高职院校机电一体化专业的理论教学和实践教学同等重要，学生对于理论知识的学习以及实践操作的能力对于学生的发展都有非常大的影响。但是目前湖南各个高职院校仍然过于重视理论教学，各高职院校都或多或少受到传统教学方法的影响，没有将实践教学重视起来，在教学考核中也仍然以理论课的成绩为主要考核指标，忽视实践教学的重要性。这样就导致在专业技能训练教学中老师和学生没有给予足够的重视，形成一个在技能训练上教师不尽责、学生不努力的局面。这从根本上同高职院校的办学理念相冲突，且容易导致机电一体化专业的学生在进入社会后陷入一种高不成低不就的尴尬境地，难以找到适合自己的岗位。另外，很多学校存在专业课设置科目过多、理论深度过高的问题，造成很多老师上课上得累，学生听课听得累的现象，教学效果非常不好。

2.专业技能训练设施不完备。专业技能训练的开展，离不开学校的专业训练设施。对于湖南省很多高职院校而言，其办学经费都是由地方政府拨款兴建，如果地方政府在兴建后经费投入不足，就会造成很多问题。这些问题主要体现在很多高职院校的办学场地不足，学校的硬件设施不够完善，专业技能训练设置不完备等。高职院校的专业技能训练是以培养学生成为高级技能型人才为目标，这一目标的实现对学校的训练设施以及教学仪器设备有非常高的要求，而且要求训练的设备和仪器同社会发展同步。如很多学校采用的训练机床还是十年前的老式机床，而现在工厂里使用的都是新型机床，虽然机床在原理上都大同小异，但在操作上还是有很大区别，这样进行教学训练无疑在起点上就已经落后了别人一步。学校教学训练设施的更新，仅仅依靠学校的购置很难满足实际需求，很多学校往往借助企业的力量，采取和企业合作的方式来共同完成训练设施的更新换代，但是很多高职院校仍然处在起步阶段，各方面条件较弱，企业与其合作的热情不高，因而这一问题的解决仍然任重而道远。

3.专业技能训练考核存在问题。考核评估是专业技能训练教学中最敏感的环节，同时也是最有效的环节。专业技能训练考核的实施有利于提高教学质量，规范教学过程，对教师和学生都起到了一个指挥棒的作用。机电一体化专业的专业技能训练教学如果没有相应的考核指标，那么很多教学成果就无法进行检验，对于教学中存在的问题也无法及时发现并改进。对于很多高职院校来说，往往忽视了专业技能训练考核的重要性。很多高职院校在技能训练教学中采取老师以出勤率来打分，或者是直接根据学生平时的表现来打分，没有建立系统的专业技能训练考核指标，或者是建立的考核指标不尽合理、评估的方法不科学等，这些都导致专业技能训练的效果大打折扣，无法达到预期的教学效果。

4.缺乏专业的技能训练教师。高职机电一体化专业技能训练要求教师不但要具备深厚的机电理论知识，同时还应该具有一定的实际操作经验，在遇到实际问题时可以及时对问题进行分析和解决。而目前湖南省高职院校普遍缺乏这样的教师，在教师数量上没有满足当前的机电一体化专业发展需求，因而所对应的人才培养目标也难以实现。湖南省各高职院校的高职教师普遍都是刚毕业的年轻教师，年轻教师虽然干劲十足，但是由于刚刚参加工作，自身的动手能力还不太强，而且还没有很好地将理论和实践结合起来。这些年轻教师无论是从重点大学毕业的，还是从一般的本科院校毕业的，都太重视理论知识的学习，缺乏对技能训练的重视，有的甚至都没有动手实践过。同时，有的学校技能训练硬件设施差，教师在开展技能训练教学时有情绪，这样也会导致技能训练教学效果不佳。

三、教学策略的改进措施

1.技能训练教学的改进。高职学生普遍存在着文化基础知识偏弱的问题。在技能训练教学中，主要侧重的是培养学生的动手能力以及解决实际问题的能力，但是也要注重与理论知识的结合。针对高职学生基础知识偏弱的问题，理论课是保证实践教学顺利进行的基础，实践教学反过来又是理论课的佐证。因而，机电一体化专业的理论课应该按照“实用、够用、管用”的原则进行综合化整合。这三个原则中，“够用”最为重要，对专业上经常用的理论需要讲得透彻，学生理解明白即可。在技能训练教学中教师可以充分联系理论课的内容，有利于加深学生对技能训练教学课程内容的理解，有利于技能训练教学的顺利开展和提升教学效果。并且在课堂上可以开展学习小组、合作学习，师生之间、学生之间的相互交流对学习具有积极的促进作用，特别是各方面基础较差的高职生，学生通过在小组协作学习中模仿、认同、吸收，能够更好地理解和建构所学的知识。通过建立小组学习的方式，可以有效活跃课堂气氛，并且在不断交流和学习中，学生的自信可以得到提高，激发出学生学习的动力。

2.合理利用资源，加强训练基地建设。高职教育对技术、技能训练要求比较高，对实训条件的要求远比普通高等教育高。据发达国家相关统计显示，培养普通高等教育人才的成本为应用型人才的2/5，因而想要搞好高职教育，在地方政府财力有限的情况下，仅仅依靠学生缴费是难以达成目标的。可以采取以下措施来解决上述问题：（1）各高职院校对学校的自身发展建设进行规划，合理利用资源，把每一分钱都花在刀刃上；（2）创新办学体制，拓宽办学投资渠道，实现投资渠道多样化。从目前湖南高职院校的发展来看，可以采取多元化合作的办学方式来解决这一问题。其主要思想是摆脱单一的政府办学体制，通过银行贷款、自筹集资、寻求企业投资、吸引外资等多种渠道筹措资金，努力改善办学环境与技能训练条件，使高职教育的专业技能训练教学得到保障。

3.建立一支“双师型”师资队伍。建设“双师型”师资队伍，加强教师的职业技能，不仅对保证技能训练教学质量、提高学生的社会竞争力、更好地开展“产学研”结合、提高办学效益具有深远的社会意义，而且对高职教育的发展、学校的建设及教师水平的提高都有很大的促进作用。建立一支有职业教育特色的高素质的“双师型”师资队伍，要以《教师法》《教师资格条例》和《职业教育法》为依据，努力树立一种以提高职教师资队伍的综合素质为目标，以增强职教师资行业岗位技能为核心，以行业指导为依托，以政策支持为保障，以岗位培训为渠道，以校本培训为基础，有利于“双师型”教师爱岗乐教、进取创新和钻研成长的激励机制和管理制度。对于机电一体化专业技能训练教学而言，要努力保证教师队伍具有较高的理论水平以及丰富的实践经验，可以胜任和完成高强度的技能训练教学内容。这一点的实现除了学校积极引进人才外，学校现有教师也要不断提升自身素质，努力提升实践能力以及理论水平，努力提升技能训练教学效果。

4.建立完备的技能抽查制度及评价制度。完备的技能抽查制度及评价制度是机电一体化专业技能教学训练的必要保证。高职专业技能抽查是湖南省所首创的，这开创了全国高职教育变革的先河。技能抽查制度的提出，把高职院校的办学指标从单纯地抓学生就业率转变为学生学习实用的技能。湖南各高校通过建立完备的技能抽查制度，努力提升办学质量。一个地区在建立技能抽查制度时，应该充分考虑到当地高职院校的实际发展情况。以湖南省为例，其技能抽查制度是通过对当地的高职院校进行调研后，由六所高职院校来制定的。这样制定出来的技能抽查制度充分考虑到了湖南省高职院校的基本条件，因而具有非常高的可操作性以及通用性，这在全国都具有较强的借鉴作用。抽查中选取的八个项目是机电专业中具有代表性的技能，如自动生产线安装与调试等，通过对这些技能的抽查，可以有效地培养学生的职业技能，提高高职院校的办学质量。

机电一体化专业在我国的高职教育体系中占据了重要位置，高职教育实用型、技术型的人才培养目标，决定了技能训练在高职教育中的重要地位。本文总结和分析了湖南省高职院校中在机电一体化专业技能训练教学中存在的问题，并在此基础上提出了一些改进策略。

[参考文献]

[1]李法庆，邵芳.高职机电一体化专业实践性课程教学改革探讨[J].滨州职业学院学报，2006（3）.

[2]罗三桂.高职院校实践教学存在的问题与对策[J].广东工业大学学报：社会科学版，2004（3）.

篇5

1 电子信息技术在农业机械领域的发展趋势分析与指导

随着科技电子信息技术的的高速腾飞，当前中国农业社会已经进入农用电子化时代，电子信息技术成为了在农业工具机械中最活跃的技术手段。电子信息技术的不断趋向化发展已经成为了农业机械领域中机电一体化的主要特征。电子信息技术在农业机械领域中的动态发展趋势，主要体现在下面三个方面：

1.1 农业机械中电子信息技术的高智能化，高便捷化

农业机械领域中机电一体智能化，多元化发展是在农业机械工业化的基础上建立进而研究的，在农业机电一体化的的发展趋势上，智能化是一个重要的方向。现代化的电子信息技术能够根据周围环境的静态情况进行模拟分析，然后对其展开集约化，智能化，高效率化的逻辑分析甄别以及综合处理信息进行预判。

1.2 网络化，信息采集多元化，农业数据信息环境模拟分析

电子信息技术覆盖网络在电子信息技术应用不断深入现代农业机械中，已经成为电子集成技术和信息分析技术结合的高效率工作产物。电子信息的高速度数字处理技术和机电一体化高效率运行的网络化，使得农业信息资源得以及时交流和共享，提高了农业机械的工作效率同时也避免了人为操作的失误。

1.3 信息处理高效便捷化，智能辅助理想化

现代的电子信息技术，就其开发应用来说，是以整合和存储各式各样的动态为自然信息的基石，用高效化的计算机处理技术进行分享互动和及时分析，使得信息上的各类动态信息可以得到及时的管理。相对传统的农业机械技术来说，这样的发展趋势有着更加便捷化，高效化的好处，充分调动生产力，提高农业生产效率。

2 电子信息技术对农业机械发展的辅

电子信息化的农业生产机械是建立在机电一体化技术不断发展基础上的新型农业生产工具。 电子信息技术与农业机械相结合的科技手段在传统农业工具范围内具有很广泛的应用前景。例如；电子信息自动化的农业改良机械可以根据当地土壤肥力具体含量情况进行自动化的对农作物的施肥作业。还可以根据当地病虫害对农业经济作物的具体受灾状况来调节农药在农田间的使用量，根据当地农田的干旱情况及时灌溉，喷灌，进行自动化的用水量调节。电子信息智能化的可以调节拖拉机黎作土壤时的深度状况，及时改善土壤量化栽种标准，防止耕田土地固结和肥力下降等状况。农业机械的自动化合成信息技术分析可以通过大量数据得出与庄稼所需化肥、水分、农药，耕作以及其他植被影响状况等。就可以减少各种农田耕种成本的投入，大大降低了农业生产环节中的人力负担，提高土地收益的同时也提高了农田的经济效益。电子信息化的农业机械还十分有利于周围农田环境的保护。电子信息化的农业机械通过对农业环境的数据信息的采集进行综合性的数据分析，使粗放型的农业耕作方式向信息化，集成化，智能化，便捷化不断迈进。自动化的农业数据分析使种农业耕作原料的使用量达到非常准确的程度，经营可以像汽车生产线一样达到便捷化，精细化。从而实现农田土地的规模化耕种与协作步骤劳动，大大的提高了农业生产效率，提高农业作物的生产周期达到最大的效益化收入。介绍电子信息化的农业机械技术与管理系统，引入这种当今发达的农业生产概念，可以为我国今后信息化的农业生产发展奠定一定的基础。

2.1 电子信息技术与农业机械的串联化发展

电子信息技术下的农业机械智能化，自动化，是指运用先进的电子信息技术对传统的农业生产机械进行一定方式的改良与升级。让新一代的农业电子信息化生产装备机械适用于农业生产环境改善，农田耕作劳动等环节。自动化的农业机械内涵是在各个农业劳作部门中最大限度地使用农业电子信息化机械代替人为手工工具传统生产方式进行生产。例如：在农田种植业过程中，使用农业信息自动化的拖拉机、联合割种机、水源排灌机、机动运输车辆等进行土地翻耕，联合种植，播种，操作运输等方面进行全自动信息化的作业，使全部农业生产环节由传统的人为机械化到电子信息机械自动化过度。从而实现现代各农业生产部门中电子信息农业机械自动化，智能化化，可以大范围的，全方位的，减轻劳动强度，提高农业生产效率。

2.2 电子信息技术化下的农业机械的背景应用状态

2.2.1 电子信息化的农业机械化以提高农业生产效率为前提。不仅重视增加产量和节省劳动力，也重视整体农业生产过程中的生产效率对农业经济效益的影响，以自动化，智能化多角度的提高农田的自我耕作效率，解决众多地区农业生产劳动力生产不足的影响。

2.2.2 根据当今中国的国情、国力确定农业电子信息机械化的发展规模与进程，与工业、能源、科技、资金，具体农业状况，劳动力改善等方面进行全方位的配套适应性发展。

2.2.3 我国经济农业，劳务农业，持续性农业，可规划农业，劳动力导向性农业等在一个相当长的历史时期内，应该着重以农业生产为先头兵，加大三农科技与创新投资力度，进行全方位的试验与改革，把机电一体化与电子信息科技化的农业机械广泛的推广下去。

2.2.4 电子信息技术下的农业机械化为实现农业全面可持续性发展和社会农业可理性化服务而不断迈进。其范围既包括种植业，也包括林、牧、副、渔各种与农业相配套的产业发展。在集成高效化发展的模式下，充分带动各种链式产业的协调发展，充分解决与发展生产力。

2.2.5农业电子信息机械化的作业项目不急于求成，在农业可持续发展的前提，不断创新，不断迈进，是其优质内涵。在集约化，智能化的模范电子信息带动下，实现提高农业生产效率的目标。

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关键词：一体化；课程实施；教学评价

中等职业技术学校开展一体化教学模式，有利于理论教学与实践教学的结合，有利于专业课程各教学环节的相互配合，有利于教师提高教学效率，有利于学生快速吸收知识、快速掌握技能、快速成才，有利于提高“双师型”教师的教学水平。

一、探索一体化教学的背景

在职校的专业课程教学中，通常由于实训设备和师资力量的缺乏，传统教学模式是理论教学与实训教学分别进行，各自为政，互不干涉。随着教学改革的进一步深入，现有的理论、实操教学模式已经越来越不适应现代社会对职业教育的要求。因此，构建一个以就业为导向，以职业为本位的符合职业教育目标要求的教学体系显得尤为重要。这种教学体系就是一体化教学体系。

二、探究一体化教学的内涵

一体化教学的主要特征是强调学生参与教学全过程，强调学生互相合作解决实际问题，强调以模块为基础的经验性知识培养。一体化模块教学模式要求理论教学与实践教学内容的一体化，课程以模块的形式组织，教师在知识、技能、教学能力上的一体化，同时还包含教学场所的一体化、教材教案的一体化、教学组织过程的一体化。因此，一体化模块教学绝不是理论教学和实习教学在形式上的简单组合，而是从学生技能技巧形成的认知规律出发，实现理论与实践的有机结合。

这种融理论教学、实践教学为一体的教学方法，改变了传统的理论和实践相分离的教学形式，解决了专业理论与专业技能重复教学问题，将应知的专业理论和应会的操作技能紧密结合在一起，以技能训练为主线，强化专业理论的指导作用，突出学生实际操作能力的培养，增强了学习理论兴趣，促进了对理论的理解，提高了学生的实训兴趣，为学生走向实际工作岗位增强了适应能力。

三、《电机与电气控制》课程一体化教学的具体措施

（一）我校一体化教学实施的可行性分析

我校现有电工电子实训教室多间，包括：家电维修实训室、电工电子实训室、PLC自动化控制实训室、维修电工考核实训室、电力拖动实训室、光机电一体化实训室、单片机实训室等。实训室基本上可完成电工电子技术、电气控制、电力拖动等课程的实训教学要求，同时也可为教师从事科研开发提供一定的场所和设备。

（二）《电机与电气控制》课程一体化教学的具体实施

1.制订实训课程实施方案

我校面对生源素质越来越差的窘况，必须采用适合我校学生的教学方法。以提高学生动手能力为依据，适合学生的智力发展，又提高其创新能力。如在实训课程任务时，主要以电工中、高级考证的理论与实践项目为依据，让学生缩短学时，增强其技能为目的，突出维修电工的应用能力的培养。

2.采取多种措施，大力推进一体化教学

在电力拖动实训教室实训设备齐全，同时配有白板用以理论教学的需要，在教学过程中一边对电气控制电路进行介绍，一边展示实物，供学生熟悉电器元件的结构及工作原理。一体化教学使教学与理论实践有机结合在一起。

在课程实施一体化教学过程中采取了以下措施促进了一体化教学的有序开展：

（1）小组合作

实训内容均以小组为单位分工合作，教师以小组为单位进行辅导。体现了让学生“学会认知、学会技能”的同时“学会合作、学会共处”的先进教学理念。

（2）任务驱动

按所要学习内容选取课题，然后将课题所学新知识、新技能蕴含在若干个具体任务中，不断形成学生运用知识自主分析、解决、处理问题的能力。在这个教学过程中，学生还会不断获得成就感，更大地激发求知欲望，形成良性循环。在《电机与电气控制》实训课程中采用任务引领教学中，以课题为主线，进行了课题设计以及任务设计。

3.重视教学评价

重视过程评价，通过课堂的表现、实训情况、操作技能的表现，电路的安装与调试给予学生一个综合性评价。激发学生学习兴趣，也减轻教师在课堂管理上的负担。

四、一体化教学的探索意义

通过一体化教学，不仅教学水平有了大幅度提高，学生对专业课的学习热情也得到了激发，因操作而加深了学生对专业理论的理解，实践证明一体化教学的成效是显著的，也为今后的教学拓展了空间。

参考文献：

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关键词：电气控制技术 教学改革 教学手段

《电气控制技术》是一门直接运用于工程实践的职业技能课程。根据高职教育特点，该课程的教学改革应立足于工学结合，基于工作过程设计课程内容，重点突出技能培养，实施一体化的教学模式。

一、课程改革设计理念

以电气设备的运行、安装、调试与维护及营销服务等职业岗位需求为导向，突出职业能力；以企业真实工作任务为载体，培养学生的职业能力；以学生为主体，实施一体化教学模式。

1.校企合作开发基于工作过程系统化的课程

教师到合作企业顶岗实践，学生到合作企业顶岗实习，了解企业的生产流程，以企业真实工作任务来设计基于工作过程的学习情境，使学生在“真实”的职业情境中掌握职业能力。

2.学习过程即为工作过程的教学组织

引入企业的管理机制，建立班组体制。学生在学习过程中发挥团队合作精神，通过任务书的发放、材料的领取，考核标准的制定等实施过程体现工作过程的完整性。

3.学生为主、教师为辅的教学设计

教师制定工作任务书，学生通过资讯、决策、计划、实施、修正、评价等环节实现“做中学、学中做”，教师只是针对性的讲授、示范和引导。

二、课程教学内容设计

以典型工作任务为载体，将整个教学内容设计为七个学习情境，以实际工作任务的分析、设计、操作等来实现教学目的。

《电气控制技术》课程学习情境设计

三、改革教学方法与教学手段

1．创设真实氛围的工作环境

以职业活动为依据，注重学生职业素质的养成，创设了真实氛围的工作环境，开展了一体化教学。将教室与实训室合二为一，形成仿真的工作场所，使教学过程变为生产过程，学习任务变为工作任务，使学生通过学习体验工作。

2．实施一体化教学

一是建立电气控制实训车间。模似企业组织生产，使学生在完整的生产过程中，得到职业能力的锻炼。二是工作任务计划的制定。学生收到任务后，通过自主学习，制定具体的工作计划。包括任务分析、所需器材、实施内容及步骤、注意事项等。三是任务实施。学生领取材料、工具，进行设计、安装、调试。四是任务评价。由专任教师和兼职教师共同进行验收、评价任务完成情况。

3．双师指导

专任教师和兼职教师双师指导教学。一是专任教师的指导。教师不再把能讲到的、能想到的都讲给学生，而是学生自主学习、小组讨论，教师帮助解惑。二是兼职教师的指导。对学生操作进行规范性的指导，规范学生行为，了解企业文化，培养良好的工作习惯，提高综合素养。

四、考核评价体系的多元化

实施多元化的考核，对团队合作、创新意识和实践能力进行综合评价。主要是完成任务情况、工作态度及过程的考核；兼顾教师评价、学生自评、学生互评；注重形成性考核，即平时课堂表现、任务完成情况的过程考核与期末的综合性考核结合起来，将理论考核和实践考核融为一体。同时，借助国家职业资格鉴定考核评价体系，实施以证代考，提高学生在人才市场上的竞争力。

《电气控制与PLC》课程考核评价表

实践表明，《电气控制技术》课程教学改革，打破了以知识传授为主要特征的学科课程模式，创建了一种以工作任务为中心组织课程内容和教学过程的课程模式，学生学习的兴趣显著提高，教学效率和教学质量得到明显提高，更加有利于提高学生的竞争意识和创新意识，使学生真正成为高素质技能型的专门人才。

参考文献：

[1]刘玉梅，自动化专业“双证融通”教学方案的构建[J]．辽宁高职学报，2007，（11）．

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［关键词］机械设计现代设计方法优化设计

中图分类号：TD404 文献标识码：A 文章编号：

一、机械设计

机械设计（machine design），根据使用要求对机械的工作原理、结构、运动方式、力和能量的传递方式、各个零件的材料和形状尺寸、方法等进行构思、分析和计算并将其转化为具体的描述以作为制造依据的工作过程。

二、机械设计面临的形势

1、设计对象由单机趋向系统,如机械行业中的普通机床发展成为机械加工中心。

2、设计所涉及的领域由单一领域向多领域发展,如系工程、人机工程、价值工程等许多学科正不断地应用到设计领域中来。

3、承担设计的技术人员由单人变为小组甚为大到群体,许多原本不属于设计领域的技术人员参与到重大课题的设计中来。

4、产品更新换代的速度加快,产品设计由自由发展变化为有计划有组织分阶段的展开。

5、计算机技术的应用和发展对工程设计提出了新的更高的要求。

三、传统机械设计方法

传统的机械设计过程:

1、市场(用户)对产品的需求调查；

2、工程设计问题的归纳定义;

3、工程设计问题的综合；

4、设计问题的分析和方案的优化;

5、已有设计方案的反复评价修改;

6、是绘制工程图样和撰写设计文件。

上述设计过程分别涉及以下各方面的工作和相关的技术人员:市场预测、科学思维方法学、相似理论和模型试验、价值工程、可靠性设计、测试与分析技术、类比设计和设计信息管理。传统的设计技术受低劣的设备条件和落后的技术方法所限,只能在保守的观念下,依据粗略的验算甚至估计,通过大量的简化和静止化假设完成机械工程设计,它必然使设计存在随意性，灵感和经验的成分占有很大的比例，思维带有很大的被动性。对个人的经验和习惯的依赖性极大,极难实现合理、准确和高效的设计。

传统的机械设计过程, 往往是根据任务和目标先做出第一方案,甚至造出样机,然后通过评定与考核进行修改形成第二方案;如此反复直到满意为止。这一设计过程历时长,耗费大。所谓满意,往往带有很大的主观性。

四、现代机械设计方法

进入21世纪以来“, 现代设计方法”已经发展成为一门新的学科或一个新的技术领域,相当时髦,应用广泛。

“现代设计方法是对应于传统设计方法”而提出与发展的,为一种大概念,有大的范畴,其下位可有现代机械设计方法、现代模具设计方法等。

《中国机械设计大典》第1 卷第1 篇总论的前言中指出,什么是“现代设计方法”，很难有一个明确的界限来划分“现代设计方法”和“传统设计方法”之间的区别。“这是因为传统的设计方法会不断发展,注入新的内容和活力;而新近涌现出来的设计方法,可能因为迅速和大面积的普及而被认为是很一般的设计方法”。

目前,最具权威的《中国机械设计大典》第1 卷“现代机械设计方法”选列了设计方法中的十个题目,然而它们是创新设计、生命周期设计、有限元设计、虚拟设计、优化设计、稳健设计、并行设计、智能设计、机电一体化设计和计算机辅助设计。该书中指出,以上这些选题分为两大类:一类是过去的设计手册中曾经出现的选题,另一类则是在以前的手册中未曾出现过的选题。

现代机械设计方法的分类基于上述认识，按照分类学的基本原理,应该选择一个划分标准来进行分类。从应用成熟度的角度,对现代设计方法进行分类,可以将它们分成相对应的两类:

①比较成熟,应用正普及类:有限元设计(有限元分析)、优化设计(最优化方法)、机电一体化设计(或光机电一体化设计)、计算机辅助设计(CAD)......

②比较新颖,内容正发展类:有创新设计、生命周期设计、虚拟设计、稳健设计、并行设计、智能设计……参见图1。

图1 现代设计方法一级分类

其次,从工程领域角度,现代设计方法可以分为:现代机械设计方法、现代模具设计方法、现代材料设计方法……[5]

计涵盖范围的角度可将现代设计方法划分为:广义设计类:设计内容针对其对象实体化的全过程。狭义设计类:设计内容仅为完成图样(包括计算机绘图)。

中义设计类:设计内容介于两者之间。比如,当今数字化时代着重于数学计算的现代工程分析设计方法,比较时兴的有:有限元分析、最优化方法、数值仿真、动态设计。其原理与特点参考图2。

图2 着重数字设计的设计方法

现代设计技术具有以下特点:

一是智能化。大型复杂机械的设计必须完成“分析—分解—综合”的过程。其中包含了大量创造性思维过程和智能活动。

二是经济性，市场的竞争、用户的选择使对产品的经济性要求越来越高。

三是并行性。必须超前考虑后续过程,实现DFM、DFA,以压缩废品、库存的消耗,确保上述经济性。

四是集成化。即树立人—机一体化、机—电一体化、硬件—软件一体化观念,综合多方面测试分析数据指导、评价设计,融多种现代科技成果和技术,特别是CAD技术于机械产品之中。

五是精确性。这是机械工程产品复杂度、综合性提高的必然结果,现代先进的计算技术、计算理论和计算分析工具的使用也使之得以迅速提高。

六是动态性。不仅分析设计对象要从动态的观点出发,设计组织的合作协调也具有动态性,后者要求设计数据集成、设计系统无缝连接。

现代机械设计的规律:

在进行新的设计或改进老的设计过程中,设计者应遵循一种理性化的规律,一步步地进行设计,这样才有利于对设计工作进行科学的管理。现代机械设计规律分四个步骤:①确定设计的逻辑关系;②确定设计的物理关系;③确定设计的结构关系;④确定总体设计。四个步骤中各含七个过程:①将机械基础特性化;②确定计算数据;③应用收集数据;④确定处理数据的原则;⑤确定应用的数学方法;⑥优化准则;⑦将计算结果具体化。

优化设计

选定设计目标(单个或多个),找出目标与设计变量的函数关系式,列出各项设计要求所对应的约束条件,对这个数学模型求它的最优解。如一个圆柱形容器,求容积一定的条件下,用料最省。其数学模型如下:

极小化满足于: 其中, 分别表示容器的半径和高度,为容积常数。计算后得出时,用料一定最省,但在设计中能满足的设计方案有无数个。

五、结束语

总之,只有掌握好现代科学知识,运用好现代的科学技术和工具,保持创新意识, 才能为工业企业的发展和竞争创造一个较宽松的技术环境。既然现代机械设计与传统的机械设计相比,已经发生了很大的变化,当然也就必须改革以往的传统教学模式, 才能培养出真正的高素质人才,以适应现代机械设计的需要。

参考文献

［1］邱宣怀等编著.机械设计［M］.北京：高等教育出版社，2007

［2］华同曙.浅谈现代机械设计的特点及其教育模式［J］.江苏石油化工学院学报，2002,3(3):53

［3］中国机械工程学会中国机械设计大典编委会.中国机械设计大典:第1 卷:现代机械设计方法［M］.南昌:江西科学技术出版社, 2002

［4］卢险峰.现代设计方法的定义及一级分类［J］. 南昌大学学报·工科版，2009， 31（1）

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关键词:机电英语特点;教学方法 ;效果;重要性

中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1003-2851(2010)07-0087-01

一、机电专业英语的特点

专业技术词是用来记录和表达各种现象、过程、特性、关系、状态等不同名称的,也叫做术语。它在日常词汇中的数量相对较小,但是在专业英语中却扮演着非常重要的角色,往往是整段文章所要论述的中心,例如bearing(轴承),mechatronic(机械电子学),coupling(联轴器)等。术语具有以下几个主要特征:

1. 涌现性:新科学的诞生、新化合物的合成和新物种的发现等,使术语随科技的发展不断出现。

2. 单义性:对于某一特定专业或分支,气词义狭窄,形态单一,定义时应尽可能避免同形异义或者同义异形现象。

3. 中性:术语只有概念意义,没有任何添加色彩,如cat原意为“猫”,但是在专业英语中转化为“吊锚”,dog原意为“狗”,在专业英语中的意思为“卡抓器”,像这样的词汇在专业英语中还有很多,他们失去了原有的意思和人们在用词上坑能反映的好恶。

4. 国际性:英语中的部分技术词来源于拉丁语和希腊语,而且词汇的专业性越来越强。另外,新创造的英语词汇只要在一国使用和流行,英语国家和其他拼音文字的国家就可以按照语音对应的规律和拼写体系转换过来,成为自己的文字,例如,transistor(晶体管)一词在英语,德育和法语中就是完全一样的。

二、机电英语教学中存在的问题

1. 学生英语水平良莠不齐,学习动机不足。首先,由于笔者所教学生的来源多样,既有来自高中的学生,又有来自中专中技的学生,所以学生的英语水平存在较大的差异,并且由于以前学生在学校的学习中对英语的定位不同,因此,学生的英语水平显得差次不齐,这给专业英语教学带来了很大的困难。

其次,很多学生认为在职业类学校只要学好技能就可以找到一份好工作,没有必要学习英语,认识上的严重缺陷导致了学习动机的不足。

2. 教学方法单一,教学效果不佳。在机电英语的教学过程中,由于受到教学设备缺乏,以及教学进度和教学计划的制约,教学基本采用传统的满堂灌的教学模式,教师在讲解的过程中过分侧重于对单词句法的讲解,与实际联系较少,导致课堂气氛沉闷,学生的学习积极性不能被调动。其次,由于专业英语的专业色彩浓厚,普通师范院校毕业的英语教师对此接触较少,而专业较好的专业课教师英语水平又较为有限,以至于学生在学习完一门专业课后英语水平很难得到实质性的提高。

3. 专业教材相对较为缺乏。教材是教师在教学工作中最重要的教学工具之一,目前市场的教材中,针对英语的教材很多,但是针对专门英语的教材却相对较为缺乏,在现有的专业教材中,大部分基本采用了传统英语教材“课文+单词+习题”的编写模式,缺乏与实际相结合的内容,难以跟上时展和社会需求。

三、如何解决所存在的问题

1. 培养学生语言技能和对语言运用的能力。语言技能包括听,说,读,写这四个方面以及对这些方面的综合运用,在课堂的教学过程中,教师应该将这四种技能与专业知识紧密结合起来,通过各种现代话的教学手段,淡化学生在专业英语学习过程的所产生的枯燥情绪,同时可以根据学生的具体情况设置一些特定的场景,让学生参与其中,体验在真实环境中使用英语,鼓励他们参与对话,提高学习的主动性与积极性。

2. 帮助学生认识英语的重要性。在现在的人才需求的类型中,复合型人才是十分匮乏的, 一般的外语人才往往缺乏技术专业背景,对专业知识结构没有足够的了解, 很难进行专业英语文献的阅读以及在和国外与同行进行技术交流。而职业教育的专业人才培养目标是工程型、学术型的人才。因此,在平时的教学过程中,教师要帮助学生认识英语在以后的工作生活中的重要作用,通过强调专业英语学习的重要性,引导学生从思想上加以重视。

3. 改进教学方法,激发学生学习兴趣。专业英语不同于基础英语,它偏重于专业知识,特点是理论与现实紧密结合。以前我们的教学仅局限于教室,学生仅仅从课本上获得一些抽象的专业词汇和语法知识,离开课程后对所学的知识没有太深的印象。为了加深学生对所学内容的理解和记忆,笔者在专业英语教学过程中尝试了现场教学,将课堂内封闭的英语学习与现场结合起来,一方面可以将专知识融进英语教学当中,在获得语言知识的同时,也学习了专业知识,有助于提高学生的职业素质;另一方面能加强教学的互动性,提高学生的学习兴趣。

总之, 在整个专业英语教学的过程中, 老师既要注意保护和提高学生对于专业英语课程的学习兴趣, 又要注意进行知识的分析和组织。帮助学生逐步排疑解难,学习知识,领会方法,提高能力, 让学生感觉到英语与专业是不能割裂开的。还可以通过大量的课外阅读扩大学生知识面、增加词汇量, 更好地培养学生英语的兴趣和获取信息的能力。只有这样, 才能达到预期的教学效果。

参考文献

[1]李翠香.机电英语[M] .大连:大连理工大学出版社,2003

[2]王玮.浅析机电专业英语教学[J] .职业技术,2009(3)

[3]郭能辉.关于高职机电类的专业英语教学中存在的问题与思考[J] .职教与成教,

篇10

关键词：数字化变电站 ；意义 ；关键技术 ；体系结构

中图分类号：TM76 文献标识码：A

1实现数字化变电站的重要意义

变电站自动化技术经过十多年的发展已经达到一定的水平，一定程度上提高了电网建设的现代化水平，增强了输配电和电网调度的可靠性。然而，传统变电站自动化系统仍然存在下列问题：

互操作问题

由于不同厂家变电站自动化系统采用的通信技术和协议各不相同，造成产品之间缺乏互操作性，导致集成和维护成本的增加，也降低了系统的可靠性。

电磁式互感器的问题

传统互感器存在铁芯饱和、暂态特性差和体积庞大等缺点，难以满足现代自动化技术的需求。

常规一次设备的问题

目前多数变电站都没有装设状态监视设备，由于缺乏一次设备状态监视信息，通常只能采用计划检修，而不能实现状态检修。同时，非智能断路器设备也不能实现按波形控制合闸角和在线监测的功能。

线缆投资、运行维护费用较高

数字化变电站成功地解决了上述传统变电站存在的问题，是电力系统发展的必然趋势，是通讯技术、信息技术和计算机技术发展的必然结果。IEC61850标准以及数字化技术在变电站内的全面推广应用将是解决这些难题的关键所在。目前，国际电工委员会TC57工作组已经制定了《变电站通信网络和系统》系列标准——IEC 61850，为变电站自动化系统提供了统一平台和标准框架。随着电子式电流、电压互感器、一次运行设备在线状态检测、变电站运行操作培训仿真等技术日趋成熟，以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用，势必对已有的变电站自动化技术产生深刻的影响，全数字化的变电站自动化系统即将得到广泛的应用。通过数字化变电站技术的研究和实施，提高变电站自动化系统以及整个电网的技术水平和安全稳定运行水平。

目前我国正在大力建设创新型国家，国家电网公司已成为全国“创新型试点企业”。国家电网公司高度重视科技进步和自主创新，将其作为公司和电网发展的战略支撑，力争掌握一批拥有自主知识产权的关键技术和核心技术，占据世界电力科技发展制高点，在能源技术创新中积极发挥主体作用和表率作用，服务创新型国家建设。而数字化变电站在各个方面均顺应了科技进步和自主创新的要求。首先在技术储备方面，IT技术与通信技术近些年来的突破性进展使得数字化变电站从技术和经济角度而言成为可能，智能化电气设备的发展，特别是智能化断路器、电子式互感器等机电一体化智能设备的出现，使得变电站进入了数字化发展的新阶段；其次在发展水平上看，在数字化变电站的研究、试验、工程推广等方面，国外企业也刚刚开展，尤其国内在ECT/EPT及变电站自动化等方面的研究工作并不落后于国外企业，可以说实现数字化变电站是建设创新型电网的要求，也是我国电力行业赶超国际水平的一个契机。

通过数字化66kV变电所的建设与研究，提出适合中国电网结构及运行方式的完整的66kV数字化变电站系统方案，将对鞍山以至整个辽宁电网的数字化建设工作产生积极影响。

数字化变电站含义及其关键技术

数字化变电站技术是指基于IEC61850标准建立全站统一的数据模型和数据通信平台，实现站内一次设备和二次设备的数字化通信，以全站为对象统一配置保护和自动化功能。

其主要特征包括：

——基于IEC61850的全站统一的数据模型及通信服务平台；

——智能化一次电气设备；

——基于全站统一授时的网络化二次设备。

我们认为实现“数字化变电站”的关键技术包括以下几点：

IEC61850的体系架构

全站功能的统一配置

一体化功能系统控制器

通信网络架构

电子式电流/电压互感器

智能化的一次设备

全站统一的授时系统

数字化变电站基本内容

分析上述数字化变电站要求可见，完整的数字化变电站方案应包括符合IEC61850标准的全部一次、二次系统的实现。大体可分为以下几部分内容：

a一次部分

变压器

开关、刀闸

直流系统等

b二次部分

二次系统在逻辑上按功能可分为过程层、间隔层和变电站层，结构如图1所示：

硬件设备

为实现图1所示的逻辑功能，二次系统设备包括：

a.电子式互感器、合并单元

b.变压器智能单元

c.开关、刀闸控制器

d.直流系统智能单元

e.满足IEC61850标准的系统控制器

f.监控主机（操作员站，工程师站）

g.远动主机

h.打印服务器

i.工业以太网交换机和用于光纤通信的光端机

软件系统

软件系统采用跨平台结构设计，可选择windows、Unix、linux操作系统；数据库结构按照IEC61850模型定义、实现，所有程序支持IEC61850模型。系统集成工程化工具为工程人员或用户提供完善、方便的配置、测试、维护手段，包括系统的配置/组态、实时库的管理、模型、通信的一致性测试、SCL配置文件和参数化的管理等功能。

站内通信网络

系统应以网络交换以太网技术为基础，站级总线采用星型结构光纤10M/100M以太网，组网方式为VLAN虚拟以太网，具有自愈功能；过程总线选择星型结构光纤100/1000Mb以太网，防止出现实时信息在网络上发生碰撞以至影响实时响应要求。必要时可考虑采用VLAN优先级协调多以太网跨过多交换机运行。

在66kV数字化变电站的设计方案中，根据需要传输的数据量的计算结果，站级总线和过程总线均采用星形结构光纤100M以太网。

授时系统

时钟同步系统由网络时间服务器（主时钟）及时钟扩展输出装置（扩展时钟）组成。时钟同步系统具有两台互为备用的网络时间服务器，时钟扩展输出装置的具体数量根据现场实际进行选项匹配，以满足时间系统对信号数量和种类的要求。网络时间服务器和时钟扩展输出装置既可以集中组屏，也可根据现场的实际情况单独组屏。

参考文献

[1]谢型果.IEEE1588时钟同步报文硬件标记研究与实现[A].华中科技大学硕士学位论文[D].2008(06).