机电一体化特色范文

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【关键词】特色专业 机电一体化建设

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2013）04C-0157-02

特色专业建设是进一步优化高校专业设置，提升专业建设的整体水平，提高人才培养的质量、效益和人才竞争力的重要手段。南宁职业技术学院以进一步提高机电一体化技术专业的教学质量和办学水平为抓手，以点带面，促进相关专业的特色形成，完善人才培养方案，对培养目标、培养规格给予准确定位，同时开展课程建设，强化实践教学基地建设，优化师资队伍建设，促进了教学管理和社会服务水平的不断提高。2011年7月，该校这一专业获广西区特色专业及课程一体化立项，对提高机电人才培养质量产生了积极作用和重要影响。据此，本文拟对南宁职业技术学院特色专业建设实践进行探讨，以为同类高职机电专业建设和改革起到有益的参考作用。

一、机电一体化特色专业建设目标和思路

南宁职业技术学院机电一体化技术特色专业的建设目标和思路是：坚持以服务广西区域经济建设为宗旨，面向中国―东盟自由贸易区、广西北部湾经济区，依托富士康科技集团、桂林福达集团等龙头企业，校企合作，全面推行“校企互融”的工学结合人才培养模式；按职业岗位要求，合作开发适合工学结合特色的核心课程体系；打造一支基础理论扎实、实践能力强的专兼结合高水平的“双师型”专业教师团队；构建融“教学、培训、科研和学生创新活动”为一体的实习实训基地；提升专业的技术服务能力，将机电一体化技术专业建设成具有区域特色乃至在全国有较大影响的示范专业，培养一批高素质、具有较强实践能力和创新精神的应用型机电一体化技术人才。

二、机电一体化特色专业建设实践及其成效

（一）深化“校企互融”工学结合人才培养模式

机电一体化技术专业是在现代制造业高度发展背景下产生的。它是机械技术、微电子技术、信息技术和控制技术等在系统工程基础上的有机融合。机械技术是机电一体化技术的基础，而微电子技术、信息技术和控制技术则使机械结构简单化，从而使机械功能更强大，性能更优越。南宁职业技术学院机电一体化技术专业在人才培养方案的确定过程中，区别于传统的机械和自动控制的人才培养方案。在教学计划的制订上，强调机与电接口作用，在打好必需的机械、自动控制基础的前提下，力求使学生掌握企业现代化机电设备的操作，调试和技术应用，能够胜任企业机电产品的设计与开发。根据专业岗位能力要求，加强与桂林福达集团、富士康科技集团、柳工机械等10家大中型企业的联系，深化“校企互融”的工学结合人才培养模式，将企业的技术人员和设备优势更多融入各个教学环节中，并引进企业人才评价标准。完善了“机电技术+人文素质、实践为主+学做一体”的课程体系，制定的人才培养方案获2011年度全国机械高等职业教育教学成果奖。同时，完善了机械CAD、自动生产线调试与维护两门区级精品课程的教学资源网站，完成了PLC工程技术及应用、机床夹具应用技术两门校级精品课程的开发建设并通过学校验收，开发了自动线调试与维护、PLC工程技术应用、维修电工技术等5门课程与行业标准对接的课程标准，与企业共编《SMT实训实训指导书》等校本教材7本。与紧密合作企业南宁智控电气科技公司、广西桂网电力试验有限公司联合申报2013年广西科技厅科技攻关项目“参数智能监控湿法烟气脱硫设备研发”（课题申报编号2013BC28047），“配电智能设备e网系统”（课题申报编号2013BA-09007）。本次科技项目的合作，使教师主持的课题更贴近实际，更有针对性，有利于教师工程实践能力的提高，有利于职业教育培训质量的提高，有利于深化教育教学改革，为走产学研相互结合的发展道路打下良好基础。

（二）打造理论和技能过硬的“双师型”区级教学团队和区级名师

目前，南宁职业技术学院机电一体化技术专业机电团队共有专任教师10人，固定企业兼职教师8人。在“双师型”教师培养过程中，该校不只是满足于取得技能等级资格证书，而关键是着力对“双师型”教师进行专业能力结构性调整和优化，为教师参与生产实践，提高解决实际问题的专业能力创造条件。2011年4月，派出3名骨干教师到富士康科技集团参加SMT专业技术讲师培训班学习，参与企业设备的安装、调试与检验，教师的工程实践能力有很大提高，并获得富士康科技集团颁发的SMT专业培训讲师聘书。为了解本专业最新的知识结构和行业新技术，先后选派专业带头人诸小丽教授等参加中国液压气动密封件工业协会举办的电液伺服与电液比例控制技术中高级培训班和全国职业院校信息技术应用能力师资培训班学习，聆听行业顶级专家、博士生导师们对行业最新技术的介绍，开阔了眼界。同时选派2名骨干教师到通用电气公司学习企业课程，掌握自动化的前沿技术，有效提升教师的综合技能水平。经过近2年的建设，团队多名教师获“技能大赛优秀指导教师”称号，诸小丽教授荣获“广西第五届教学名师”称号。

（三）形成校外实践基地+校内实训中心的实践基地体系

一方面，为了达到学生职业技能训练的要求，南宁职业技术学院积极拓展渠道，发挥自身优势，以服务求支持，在建立互惠互利、双参双赢的校企合作机制上，大力吸收社会力量共建校外实训基地。2011～2012年，该校机电一体化技术专业分别与广西桂网电力试验公司、南宁智能电控科技有限公司等企业签订了共建校外实训基地校企合作协议，在校外实训基地的实践教学中，合作企业承担人才培养任务，为学生的操作技能提高、实践动手能力和专业技术应用能力的培养提供顶岗实习场所，使学生感受企业氛围，了解企业生产组织，参与企业的生产活动，接受企业文化的熏陶，树立实践观念，增强职业意识，提高专业能力，养成良好的职业素质。

另一方面，为强化学生实践技能训练，打造品牌特色专业，2011年，南宁职业技术学院与通用电气GE智能平台合作建成了自动化系统集成实训中心，可将PLC技术、总线技术、嵌入式系统技术、组态技术、步进伺服技术等融合为一体，真实展现工厂自动化现场实际加工过程，具有现场化、网络化、开放性、综合性等特点，不仅能满足机电一体化、电气自动化、机械设备及其自动化等专业学生进行专项技能实训的需要，而且能满足师生进行科研、创新等活动的需要。

（四）以课程建设为载体，深化教学改革

一方面，将“教、学、做”无缝结合，校企合作建构特色教学。以自动生产线调试与维护、CAD特色课程建设带动机电专业课程体系改革，按照以学生为主体的教学模式，注重学生在做中学，在学中做，“教学合一”，学练并重。将课堂搬到实训室，教师边讲课，边演示，边指导；学生边学习，边动手，边提问，实现课堂理论教学与实践技能培养融合。结合本专业的特点，利用学校实训中心，合作企业进行现场教学，学生的技术应用能力和职业综合能力有了较大提高，2011～2012年，南宁职业技术学院机电一体化技术专业学生参加全国自动线大赛、全国机器人大赛、“西门子杯”全国工业自动化挑战赛都获得了优异的成绩，参加广西创新设计大赛、电子大赛均获一等奖。

另一方面，实现课证融合，即操作技能与职业标准相融合。将CAD绘图员考证、维修电工、PLC设计师等职业资格标准与专业教学大纲相衔接，及时调整教学内容和课程体系，改革教学方法和实训手段，融教、学、做为一体，使校内生产性实训接近50%，毕业生的双证率在95%以上，使学生知识能力与职业技能要求“零距离”，增强学生的就业竞争力。目前南宁职业技术学院机电一体化技术专业在校生约800人，每年学生的就业率均超过95%。

（五）初步建成机电特色专业网站

建立以机电一体化技术为核心的教学资源库。包括核心课程如自动生产线的调试与维护、CAD应用技术、PLC工程及技术应用、机床与夹具的电子教案、习题库、教学视频、课程标准等教学资源。

三、机电一体化特色专业建设中存在的问题

特色专业建设是促进我国高等教育规模、结构、质量和效益全面协调可持续发展的重大举措，需要学校、学院、教研室各级管理部门的统一协调和全力配合，需要领导、教师、学生的全力投入。但由于目前的高校教学任务、科研任务繁重，再加上评价体系的不完善、教学工作质量的认定标准不规范等一系列的原因，不少项目参与人员袖手旁观，导致负责人任务负担沉重，使得特色专业建设效果不理想。同时，特色专业建设不仅涉及教学场地、实训基地、图书资料等硬件基础，还包括师资队伍、培养计划、实践教学、科研活动、教学方法和手段、技术进步、社会需求、区域经济发展等多方面软件建设，它是一个长期积累的过程，需要不断研究和实践，并不断修正和完善，才能产生较好的建设效果。

综上所述，特色专业体现了一所高校的办学特色和社会服务能力，是关系到一所高校是否受到社会认可和欢迎的重要因素，因此特色专业建设是高校质量工程建设的重要内涵。对照特色专业建设目标，机电一体化特色专业建设中还有很多工作要做，在今后，应继续加强高技能“双师型”教师队伍建设，实行在职专业教师轮训制度，实行到企业和行业选聘兼职专业教师制度，鼓励教师多参加科研实践活动，以丰富自己的实践性知识；以此提高教师的创新意识和创新能力，等等。只有经过深入的改革实践，才能取得丰硕成果，为同类高职机电专业建设和改革起到有益参考作用。

【参考文献】

[1]宋毅.加强特色专业建设 培养适应社会需求人才[J].中国高等教育，2008（13）

[2]赵婉莹.高校“质量工程”建设的问题与对策[J].教育发展研究，2009（17）

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【关键词】区域服务型 高职 机电一体化技术人才 培养

【中图分类号】G【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2013）08C-0171-02

近年来，随着我国综合实力的不断增强，国民经济得到了长足的发展。我国地域广阔，各地区自然环境、历史发展及政治因素各不相同，因此经济发展也各具特色。各地因经济发展情况、地区产业结构不同，对各类专业技术人才的要求也各不相同。因此国家提出了高职院校要进一步明确发展定位，以服务区域经济社会发展作为学校发展的首要目标和办学思路。本文以广西为例，对区域服务型高职机电一体化技术人才培养策略进行探讨。

一、机电一体化技术专业与广西区域经济发展的关系

随着广西经济的快速发展，自治区党委、自治区人民政府把工业摆到了最突出的位置，以加快工业发展为主题，提出了“工业兴桂”的发展战略，加速推进工业化，强化工业主导地位。广西将以产业结构优化升级为着力点，优化发展食品、汽车、石化、电力、有色金属、冶金、机械、建材、造纸与木材加工、电子信息、医药制造、纺织服装与皮革、生物、修造船及海洋工程装备等14个千亿元产业。大力开发高新技术，如沿海石化产业集群、钢铁产业集群、林浆纸产业集群等；这些产业都有一个显著的特点――新工艺、新设备、新技术大量应用，生产设备非常现代化，自动化程度高。此外大部分企业随着发展还需对设备进行技术改造和革新，需要大量机电领域的高端技能人才从事生产过程自动化装置的运行、控制、维护和管理等工作。机电一体化技术专业作为产业支撑型专业，是工业发展高速现代化前行的保证，在工业发展中起着重要的作用，因此广西的高职院校培养适合于广西区域经济发展所需的机电一体化技术人才，是本区域经济能够科学发展、可持续发展的基础。

二、机电一体化技术专业发展中存在的问题

（一）专业定位不明确。机电一体化技术专业是一门跨越学科领域广，通用性强的专业，因此几乎所有的工科类高职院校都开设有该专业。广西工业近几年来发展迅猛，对机电技术类人才的需求量不断增加，因此各工科类高职院校的机电一体化技术专业也在不断地扩招，大多数院校所招机电专业的学生人数都高于其他电类或机械类专业所招收的学生人数，这样势必会造成各高职院校之间出现机电技术类人才培养模式雷同、专业定位相近、实验实训设备不足、人才培养质量下降等问题。

（二）人才培养方向单一。广西各高职院校所开设的机电一体化技术专业主要分为两个方向，分别为数控技术方向和现代运动控制方向。大多数院校并没有根据自身的专业历史底蕴、区位优势、资源优势制定人才培养目标，这样就造成了各院校培养出来的机电一体化技术专业的学生专业技术特点相似，行业覆盖面不足，无法全面地满足广西区域经济发展中各个行业和领域对于机电一体化技术专业人才的需求。

（三）教学改革力度不够。因招生规模的扩大，很多院校无法在师资人数和教学资源上满足教学改革的需求，多数教学改革仅仅是形式上的改革，并没有起到实质性的效果。因此如何在资金不足和教学资源不足的情况下寻找一种新的模式进行专业教学改革成为大多数区内高职院校都在思考的问题。

（四）教师专业实践能力不强，缺乏企业工作经验，综合能力无法满足工学结合教学培养模式的要求。在广西高职机电类师资队伍中，有相当多的专业教师从学校毕业后就直接投入到教学工作中，并没有在企业或相关行业从事过专业工作的经验。他们虽然掌握了本专业的理论知识，但因为专业实践能力不强，缺乏实际应用经验，因此没有能力进行工学结合的教学改革和教学项目的开发，无法培养出合格的专业技术人才。

三、培养区域服务型高职机电一体化技术人才的具体措施

（一）科学定位专业的发展。高职院校只有认真把握自身的专业历史底蕴、区位优势、资源优势，明确办学定位，制定出合理的专业发展规划，培养出行业背景明显、专业特点突出的机电一体化技术专业学生，才能把专业办好、办出特色。如广西工业职业技术学院机电一体化技术专业的定位充分考虑该校57年的办学历史。该校是伴随着石油化工、轻工食品、制糖、有色金属等行业发展而成长起来的，在这些行业中已经积累了众多的资源优势和声望。因此，该校机电一体化技术专业的发展定位可充分考虑依托石油化工、轻工食品、制糖、有色金属等行业，以这些领域相应岗位的需要和典型工作任务为依据，力争把该专业建设成为在这些领域中有较高影响力，学生技术水平突出的专业。

（二）依据学校特点和优势资源，确定适合区域经济发展特点的机电一体化专业建设目标和人才培养目标。第一，专业建设目标应围绕专业定位和资源优势，深化工学结合人才培养模式改革；按照机电一体化技术专业岗位任职要求，以典型工作任务为导向，进一步优化基于工作过程的课程体系；校企共同打造一支优秀的教学与工程团队；以工作过程系统化要求，完善生产性的实训基地；改革与培养模式相适应的教学管理和质量评价体系；培养机电一体化技术设备及自动化系统的设计、安装、调试、运行、维护、管理等生产一线所需的高端技能型人才。把机电一体化技术专业建成产学结合紧密、人才培养质量高、社会服务能力强的品牌专业。第二，人才培养目标上，主要根据石油化工、轻工食品、制糖、有色金属产业人才能力目标及岗位需求，按照机电一体化技术职业岗位标准，培养学生具有本专业必需的基础理论知识、熟练的基本技能和良好的职业道德素养；具备机电设备维修能力，工业自动化仪表安装与调试能力，机电一体化系统开发、安装、维护能力，机电设备技术管理服务能力；毕业获得相关的职业资格证书，为广西区乃至中国―东盟自由贸易区机电一体化领域输送高端技能型人才。

（三）构建新型的专业课程体系。高职教育必须以能力培养为核心，为区域经济发展服务，为社会培养高技能应用型人才。所以在建设过程中必须以科学发展观为指导，以就业为导向，以能力培养为核心，培养掌握一定专业理论知识，具有较强实践能力的应用型人才。因此，机电一体化技术专业应与企业合作开发和优化现有课程体系，构建出体现工学结合特色的课程体系。

课程体系的构建思路可如图1所示，根据专业人才培养目标及规格，通过校企合作，组成由企业（行业）技术人员和专任教师共同参与的教学团队，剖析依托行业专业岗位的工作任务，确定岗位的典型工作任务，对典型工作任务进行整合和序化，根据完成典型工作任务所需求的能力，构建以专业核心能力为单元的课程体系。

（四）深化专业教学改革。应根据区域和专业所依托的行业特点，深入地进行调研，与相关行业和企业合作，基于工作过程开发专业核心课程，深化课程教学内容、教学资源建设的改革。围绕校企合作的工学结合人才培养模式，把专业核心课程的改革作为重点和突破点。通过核心课程建设带动特色教材、网络课程、实验实训、师资队伍的建设。根据石油化工、轻工食品、制糖、有色金属行业相关岗位职业能力的要求，引入典型项目，重构课程教学内容，编写特色教材，制定课程标准，探索课证融合，实现课程教学资源网络化，建成专业教育教学网络资源平台。实施以学生为中心，以项目为载体的“教、学、做”一体化的教学模式。

（五）强化师资队伍建设，优化教师队伍结构，提高专业教师的专业技术水平和综合能力，使教师的专业技术水平达到人才培养的要求。应根据自身的情况，制定相关的政策，引进具有丰富专业工作经验的能工巧匠和技术能手加入到教学工作队伍中来。同时应促使原有教师主动提高自身的专业技术水平和教学水平。如为了提高教师的专业技术能力，要求专业教师每两年下到企业进行为期一个月的挂职锻炼，并为此制定相关的奖惩制度。此外，机电一体化技术专业可积极与各企业联系，引进一些企业中已经退休的能工巧匠和技术能手进行专业建设、课程开发和课程教学。这些政策不仅可使本专业的教师结构趋于合理，同时还可提升本专业教师队伍的专业技术水平和教学水平。

总之，高职院校的专业建设只有在认真把握自身专业历史底蕴、区位优势、资源优势的前提下，明确办学定位，制定出科学的发展规划，在专业的建设中从规模扩张的外延式发展转变到以质量提升为核心的内涵式发展中来，才能办出优势和特色，为区域经济社会发展培养出符合社会要求的高端技能型人才。

【参考文献】

[1]唐美玲.高职机电一体化实践教学体系的构建与改革[J].职教探索，2012（4）

[2]丁度坤.高职机电专业教学方法的探索[J].中国科教创新导刊，2012（8）

[3]程一凡.高职机电一体化技术专业课程体系建设的探索[J].产业与科技论坛，2012（11）

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1 机电一体化概述

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不断发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术,根据系统功能目标要求,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。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。

2 机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段。第一阶段（又称初级阶段）是20世纪60年代以前，这一时期人们不自觉地利用电子技术并使之得到比较广泛的承认。第二阶段，机电一体化技术和产品得到了极大发展。第三阶段，各国均开始极大关注和支持机电一体化技术和产品。

我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组,并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,取得了一定成果。但与日本等先进国家相比,仍有相当差距。

3 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。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面:

3.1 智能化。

智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能,则是完全可能而且必要的。

3.2 绿色化。

工业的发达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。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境,报废后能回收利用［6］。工业的发展使得资源减少，生态环境受到严重污染。绿色化成了时代的趋势，产品的绿色化更成了适应未来发展的一大特色。

如果我们把机械产品和制造机械产品的机械装置统称为机械系统，则机电一体化技术的功能可归结为：提高机械系统的性能，完成传统机械系统不能完成的功能；提高机械系统的智能化程度，使人在更舒适的环境中工作；提高机械系统的可回收性；降低机械系统的原材料消耗；降低机械系统的能耗；降低机械系统对环境的污染，可以看出其中至少有3条是和环境保护有关的。因而，进入21世纪，机电一体化技术的使命是要能提供一种高性能、高原料利用率、低能耗、低污染、环境舒适和可回收的智能化机械产品，即提供一种能满足可持续性发展的绿色产品。

3.3 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、教育等日常生活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。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computer integrated appliance system,CIAS),能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

3.4 微型化。

微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小,耗能少,运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

3.5系统化。

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关键词：高职 机电一体化 专业课程 课程构建

高职机电一体化专业主要培养具有机械、电子、液（气）压一体化技术基本理论，掌握机电一体化设备的操作、维护、调试和维修，掌握应用机电一体化设备加工的工艺设计和加工工艺的基本方法和基本技能的中级工程技术人才。按照工作过程系统化的理念，构建“工作过程导向”主干专业课程，促进专业与产业对接、课程内容与职业标准对接、教学过程与生产过程对接，全面提升了专业建设水平和产业服务能力。

一.行业发展情况及人才需求分析

1.行业背景

机械工业信息研究院最新数据显示，2013年我国装备制造业产值规模突破20万亿元，多数装备产品产量位居世界第一，其中高端装备制造业产值占装备制造业比重已超过10%。预计到2015年，装备制造业总产值将达40万亿，高端装备超过6万亿元。我国正大力发展高端技术装备产业，通过产业结构的调整升级，实现从制造大国向制造强国转变。“十二五”时期， 装备制造产业将带来广阔市场机会。机械工业的强势发展，农机装备制造业的特色突起，特别是区域矿山装备制造与工程机械制造的优势，汽车制造的后发优势，培养大批具有专门技能、善于解决难题、爱岗敬业的机电一线技术技能型、创新复合型人才势在必行。

2.人才需求背景

现代装备制造业生产的内涵正在发生变化，要求技能型人才的知识、能力结构不断高移，使得社会对高技能人才的需求日益凸显。抽样调查结果显示，我国高级以上技工只约占全部技术工人4%，而企业需求的比例是14%以上，供需之间存在较大差距。在装备制造领域，高级技人才缺口达12万人。装备制造产业发展的方向相适应，与人才需求量大的机电设备操作、制造工艺、设备维修、装配调试等生产一线岗位相对接。

二.主要职业岗位群与典型工作任务分析

现代装备制造业人才市场需求，确定机电一体化技术专业主要职业面向自动生产线和机电一体化设备的操作、产品工艺设计、安装与调试、维护维修及售后服务和技术管理等岗位。

学生毕业后的初步就业岗位一般为普通机床操作工、数控机床操作工、机电设备的装配和调试工;工作2-3年后，逐步转到产品工艺设计、设备的维护维修和售后技术服务等核心就业岗位;工作5-6年后，学生将从事自动生产线、机电一体化设备的技术管理和技术改造等工作。

对具体的各典型工作任务及职业能力分析，分析流程为：典型工作任务工作岗位工作对象工具工作方法劳动组织工作要求职业标准。为学习领域知识的构建提供依据。

三.学习领域课程构建分析

通过对典型工作任务分析，归纳行动领域，对行动领域进行提炼和升华，设计专业课程，机电一体化技术专业主干课程将课程与培养目标、基本要求以及能力模块有机对应和结合，筛选出与此相关学科中与培养目标直接对应的、使用频率较高的知识内容，结合技能教学，形成一个以能力培养为中心的教学体系。

通过对机电一体化技术岗位调研和所需的典型工作任务的确定，分析每个典型工作任务所涉及的知识和技能，从而确定到具体主干专业课程，课程的构建为具体教学实施提供了条件，为后续教学课程体系开发、课程内容的建设、实践教学体系的建立提供了依据。为高职系列新型电气专业人才培养创造了坚实的基础。

参考文献

[1]周曲珠.面向地方经济的特色机电专业的教学改革与实践[J].网络财富. 2008（09）

[2]梁雯虹，魏合瑜.机电专业发展建设的探索[J].决策探索（下半月）.2007（07）

[3]张文明，陈跃安.“机电一体化技术”专业在高职院校中的建设与改革[J].机械制造与自动化.2009（02）

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【关键词】机电一体化　教学改革　专业特色　智能化

一、引言

随着现代化工业生产的发展，由气动技术、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，已成为当今工业科技的重要组成部分。但是也存在不足之处，学生毕业后大部分被分配在生产第一线，所从事的工作不是研究、设计、开发、决策等，而是操作设备、制定工艺、筹划工装卡具、调整试车、查找故障和排除故障，在学校学的知识相当一部分用不上，而现场工作所必需的工作能力又不具备。

二、改革的必要性

随着国民经济的增长，社会对人才的需求也开始增长，社会对人才特别是机电一体化专业人才的知识结构提出了新的要求。旧的办学模式在人才培养的方法和途径上受到很大的制约，使毕业生在理论研究的领域里“缺乏理论”，在技术应用领域内“缺乏应用”。有的专业由于课时设置不合理、教学方法陈旧等诸多原因，学生理论知识学习不扎实，又缺乏必要的社会实践与动手能力，以至于课程结束后，了解的只是一些课本上的理论知识。

三、改革的思路

1　制定适应新形势的教学内容。制定符合现代化建设要求的机电一体化专业教学计划，遵循国家、省教委的有关文件精神，以综合素质培养为基础，以能力培养为主线。围绕培养目标，对知识、能力、素质等方面进行合理的综合安排，力求整体优化，培养实用的职业技术人才。

2　先进教学手段的应用。(1)运用多媒体进行直观教学。(2)联系生活，启发学生思维，理论与实践相结合。(3)与时俱进，激发学生的求知欲。

3　改革优化实践环节。为了培养学生专业技术能力，改革传统的实践教学模式，将实践教学分为三个阶段进行：(1)实验技能训练。实验技能训练主要包括专业基础课和专业课中的实验，使学生掌握基本实验仪器的使用，基本数据的测量、采集和基本实验方法的运用。(2)单项技能训练。单项技能训练主要包括金工实习、数控实训等，学生进行基本技能(钳工、机加工、电工)、职业基本素质(数控车、数控铣、加工中心的编程和操作)的训练。通过训练使学生掌握相应的技能，参加职业资格考核取得数控工艺员或数控车、铣、加工中心操作工等级职业资格证书。(3)综合技能训练。综合技能训练主要包括生产实习、顶岗实习等，学在实训中，采用边教、边学、边做的教学方法，通过典型零件数控加工案例引导教学设计，针对实际零件数控加工任务讨论工艺解决方案，并在加工现场实施，形成不同零件加工效果的直观比较和认识，有效培养学生的技术应用能力，毕业后实现“零距离上岗”。

四、机电一体化的智能化发展

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。未来机电一体化的主要发展方向有：

1　智能化。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，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。

2　模块化。模块化是一项重要而艰巨的工程。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、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。

3　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。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。

4　微型化。微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS)，泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。

5　绿色化。工业的发达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。

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关键词：机电一体化；农业机械；电子信息技术

中图分类号：F323.3 文献标识码：A

前言

随着电子信息技术的快速发展，其与机械技术的融合形成了一股机电一体化的浪潮。大规模的集成电路技术的成熟奠定了机电一体化的基础，数控机床的出现则给机械工业带来了飞跃式的发展，微电子技术赋予了机电一体化更大的潜力。同时，可编程序控制器、激光技术、信息技术以及模糊技术等技术的发展，都让机电一体化的技术水平不断提升。从机电一体化产品的功能与作用来看，可以将其分为2类，即整机与基础元件。前者包括数控机床、智能化仪表仪器、CAD/CAM系统等；后者包括传感器、模糊控制器和电力电子器件等。机电一体化技术的飞速发展为农业机械的现代化带来了强劲动力，应该特别关注机电一体化技术在农业机械中的运用。

1 机电一体化技术在农业机械现代化中的应用特点

1.1 提升了农业机械的智能化水平

农业机械正在融合越来越多的机电一体化技术，尤其是微电子控制技术和计算机处理技术的应用，使得农业机械的智能化水平不断提升。这种发展趋势不仅优化了农业机械的结构，提升了其工作效率，还使得农业机械的用途不断增加，利用率大幅上升。机电一体化技术在增加农业机械功能的基础上，使得其智能化水平有了很大提升，与其他各生产领域的智能化生产相呼应。

1.2 增加了农业机械的功能

机电一体化不是一个单项技术，是一系列技术的有机综合体，其囊括了微电子技术、机械技术、计算机与信息技术、传感测控与自动控制技术、信息变换与接口技术、软件编程技术以及电力电子技术等。这一系列技术赋予了农业机械丰富而强大的功能，并将这些功能整合在一起，形成了农业机械功能多、质量高、可靠性强于耗能少的发展趋势。

1.3 提高了农业机械的自动化水平

机电一体化技术的运用能够提升农业机械的信息化水平与自动化水平，作业的规范性与精确性得到提升。自动化水平的提升能够有效提高农业机械的产能，提升农业生产效率。

1.4 农业生产过程的人性化

电子监控与报警、故障诊断与自我防护等技术在农业机械上的运用，能够充分保障操作人员的人身安全，减少机械故障。在数字化和程控技术的帮助下，农业机械人体学设计更加合理，操作也变得更加灵活高效。同时，农业机械的技术水平的提升使得其维护更加方便，减少了不必要的人力资源浪费。

2 国内外机电一体化技术在农业机械运用中的实际情况

2.1 在国外的运用情况

在美国、澳大利亚、加拿大、德国等西方发达国家，农业机械的现代化水平非常高，机电一体化技术在农业机械中运用成熟。其农业机械设计有4大特点，即作业速度的提升、作业宽幅的提高、农机功率的增大和操作更加人性化。现在部分农机制造巨头正试图将一些尖端技术整合到农业机械上去，从而提升农业机械的智能化水平，增加其科技含量，提高工作效率。这些尖端技术有遥感技术、激光扫描技术、全球定位系统、信息数据的自动化采集与批量处理技术等。农用激光平地机就是一个很好的例子，其通过激光调平传感微机处理技术，能够获得高度平整的田地。约翰·迪尔公司将精密作业系统安装到水稻联合收割机中，对水稻的收获进行实时监控、计算与评估，能够快速获得产量、谷物湿度等信息；其内置的定位系统与示差定位能够帮助农场主获得位置信息，从而能够对机械实施有效调配。

2.2 在国内的运用情况

由于诸多原因，农机现代化在我国起步较晚，技术水平相对落后，滞后于我国农业现代化的要求，严重制约了我国现代化农业与生态农业体系的建立。随着我国机械工业、信息化产业等的发展，我国的农业机械的技术水平正在不断提升。尤其是我国在微电子处理技术、传感器技术以及信息化技术上的突破，我国的科技创新能力不断提升，这也让机电一体化技术能够更加娴熟地运用到农业机械中来。同时，应该充分借鉴美国、澳大利亚等农业技术大国的经验，结合自身特点，探索一条有中国特色的农业机械现代化道路。目前，一些经济发达地区在农业机械的机电一体化技术应用上取得一系列进展，施肥播种机、拖拉机和谷物干燥机等的机电一体化技术水平有了明显提升。虽然，我国农业机械化水平有了明显提升，但是其发展水平远远落后于西方国家，应该正视这一问题。

3 农业机械机电一体化的发展趋势

3.1 农业机械的光机电一体化

在融合传统的机电一体化技术的基础上，激光技术与计算机技术将会充分整合与优化农业机械的组成，获得最佳的工作机制，从传感系统、动力系统与信息处理系统等多个方面全面提升农业机械的技术水平。

3.2 农业机械的柔性化与智能化整合

柔性化即自律分配系统化，建立起既能独立工作又能为总体服务的系统，能够充分应对各类突发事件。在这种情况下，子系统出现故障对于整体工作影响不大，提高了农业机械的利用率。机电一体化技术的发展让农业机械的智能化不断提升，在模糊技术与信息技术的推动下，双向联系加强，智能化整合力度不断上升。

3.3 农业机械的微型机电化与信息化

随着技术的进步，尤其是纳米技术和蚀刻技术的发展，机械元件的小型化变得越来越容易，这为其微型机电化提供了技术保障。通过将一些列传感器、处理器和执行元件等整合在一起，形成自律元件。充分利用外界信息，进行信息化改造，通过处理外界最新技术信息，获得最佳的生产方式。

参考文献

[1] 赵志强，卢昕，林甦君.机电一体化技术对农业机械化发展的影响[J].农民致富之友，2012（20）：132-133.

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关键词 Capstone-CDIO；机电一体化；课程体系；实践；评价

中图分类号：G642.4 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2013）30-0076-02

机电一体化专业学生主要从事机电一体化设备的维护、管理、生产及调试工作。在这些岗位上，他们所用的知识不是单一的机械或电子方面的，而是集机械、电子、计算机为一体的综合知识[1]。机械电子学科是基于机械、电子、计算机技术发展起来的新学科[1]，同时也是具备宽度、深度、跨度三维并行的机电一体化课程体系特点的综合学科[2]。

目前机电一体化专业的课程设置还偏于传统，教学效果不太理想，主要体现在：

1）重理论轻实践；

2）理论教学与实践教学脱节；

3）专业特色不明显[3]。

为此，进行面向应用型、创新型人才培养的三维并行机电一体化课程体系构建与实践研究，具有重要的理论指导和实践意义。

1 概念解读

1.1 课程体系

所谓课程体系，是指高等学校为了实现专业培养目标而设计的学习内容和活动及其实施的总和。它包括课程在内并以培养方案所设内容为主体部分的学校教育教学系统[4]。

1.2 CDIO

CDIO理念代表构思、设计、实现和运作，它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动、实践、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养要求工程毕业生能在工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面达到预定目标[5]。

1.3 Capstone

现在美国绝大多数工程学院都开设顶点设计课程（Cap-stone）[6-7]。罗伯特·杜雷尔将顶点设计课程[8]定义为：“本科阶段最后开设的课程，具有顶点性或体验性特点，目标是把大学阶段学到的零碎的知识整合为统一的整体。作为学业结束前的最后课程，目的是为学生提供成功的体验和值得憧憬的未来。”

顶点设计课程的特点之一是整合性[9]，即能将过去所学的相对零碎的专业知识整合成统一的整体；特点之二是开放性，将知识点有机地串联起来，帮助学生以综合视野整体构建知识，形成跨学科的观点；特点之三是超越性，面向实践，将“如何做”改进为“如何做得更好”[10]。因此，Capstone的模式更有利于卓越工程师的培养。

2 基于Capstone-CDIO的三维并行机电一体化课程体系实践

2.1 课程知识项目化

基于Capstone-CDIO的理念，在课程体系的基础上开发构建机电工程的项目，以工程师职业训练为导向，将“基本单元、功能模块、应用系统”贯穿于课程体系的结构和内容的优化设计中。在项目化过程中，根据工程难度可将项目层次化，即一个大的工程项目可由N个小项目组成，几个小项目构成单元项目，由单元项目再组成系统项目[3]。每一单元系统可单独成为一个实训项目，规定任务完成的时间，一方面需确保单元系统基本要求，另一方面需要一个与专业结合的综合性的一级项目。一级项目需要的子系统可分解作为二级项目预先实现[11]。学生制定项目任务书，明确项目技术要求，这样学生在完成工程项目过程中实现对机电知识的理解和掌握。

2.2 学科交叉化

随着科学的发展，仅凭某一学科领域的研究已很难解决复杂的现实问题。“学科交叉点往往就是科学新的生长点、新的前沿，最有可能产生重大突破。”[12]机电一体化项目设计表现为机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、传感与检测技术、电力电子技术、伺服驱动技术、系统总体技术等多学科交叉与多系统集成等特点。

2.3 项目平台化

交叉学科重要，但做起来很难。破解这个难题的方法是项目平台化。文献[12]指出：“要适应学科交叉融合趋势，完善科技创新活动组织模式，形成有利于跨学科研究的体制机制。”只有将项目归类于各种平台（如机电一体化设计平台、机电一体化制造平台、机电一体化控制平台），才可以使得学生不再费力于一些基础平台的搭建，而可以致力于平台基础上的创新实践。

3 基于Capstone-CDIO 的三维并行机电一体化课程体系实践评价

按照Capstone的模式设计平台项目，每个项目由6～8人组成，让专业能力强的学生担任组长，每组的项目由具有项目知识经验的教师进行指导。在进行实践教学时，可以按照调研技能、知识构建、问题解决、团队技能这四个方面制定学生评价规则，如表1所示。

由此可见，顶点课程评价的主体是多元且动态的[9]，通过调研技能、知识构建、问题解决、团队技能等多方面来评价学生，打破了以往通过考试评价学生的一元模式，从而保证了评价活动的客观性。

4 结束语

将Capstone-CDIO工程教育模式引入机电一体化课程实践，使学生在工程项目中的实施过程中不断探求专业知识，为学生提供综合、拓展、批判和应用所学的专业知识和技能的机会。在接近工程环境的项目平台上，对机电一体化设备进行构思、设计、实现以及运行调试，从而增强了学生对专业知识的理解，提高了学生实际操作的能力，使得学生在工程基础知识、个人能力、人际团队能力四个层面得到锻炼，为学生可持续的职业发展奠定良好的基础。

参考文献

[1]乔玉晶，韩桂华.复合型机电人才培养中课程体系优化设置的研究[C]//第三届教学管理与课程建设学术会议论文集，2012.

[2]曾励，王军.基于应用型、创新型人才培养的机电一体化课程体系研究[J].中国科教创新导刊，2010（13）：64-65.

[3]薛国兵.CDIO在机电一体化课程中的探索与实践[J].电子世界，2012（14）：150-150.

[4]寇有志.基于TOPCARES—CDIO的一体化课程体系的设计[J].教育教学论坛，2012（18B）：34-35.

[5]王晓煜，吴迪，关胜.基于CDIO理念的应用型人才一体化课程体系的研究[J].中国科教创新导刊，2013（1）：95-96.

[6]Hotaling N， Fasse B B， Bost L F， et al. A Quantitative

Analysis of the Effects of a Multidisciplinary Engineering

Capstone Design Course[J].Journal of Engineering Education，

2012（4）：630-656.

[7]Van L H， Hodgson A， Mikkelsen J， et al. How Student

Reflections Have Guided the Evolution of a Mechanical

Engineering Capstone Design Course[R].Proceedings of

the Canadian Engineering Education Association，2013：

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[8]熊华军，刘兴华.美国大学工程顶点课程的设计及启示：基于美国工程教育协会2005年调查的分析[J].清华大学教育研究，2012（4）：89-96.

[9]黄璐.顶点课程：评价大学生综合素质的一种有效方式[J].教育与考试，2010（6）：76-79.

[10]梁晶.美国大学工程教育顶点课程的特色与启示[J].西北成人教育学报，2012（4）：33-36.

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【关键词】探究中职学校机电一体化发展前景

什么是机电一体化？机电一体化是将机械技术、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。是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。机电一体化专业的发展前景如何，不仅要看一方面的因素，而要多方面综合起来考虑。

1、 学校背景条件及开设优势

机电一体化专业不是随便一个中职学校就可以开设的，必须有充足的条件和开设优势才能有发展前途，否则，即使开设也看不到未来发展的方向。以我教授的学校为例，我们学校是央企办学，全国唯一一所以铁路桥梁冠名的省部属国家级重点高级技工学校，同时具有职工培训和党校教育职能。建校30年来，一直致力于铁路桥梁建设技能人才的培养，不断探索和实践高技能人才的培养工作，已经取得了湖北省和武汉市两个级别的“高技能人才培训基地”的资质，学校拥有湖北省一级、二级专业等优质特色品牌，我们为众多企业以及中铁系统培训了大量的高级工、技师、高级技师等技能型人才。我可以就以下几个方面具体说明一下我们学校自身的优势。

一是提供智力支持。中铁大桥局集团拥有丰富的人力资源，学校随时可以根据办学需要，聘请专家，尤其是技能型人才作为兼职教师。得天独厚的智力资源，为我们学校培养建桥高技能人才提供了不竭的智力支持。

二是提供技术支持。集团公司桥梁建设技术代表了国际先进水平。强大的技术实力可为学校第一时间提供桥梁建造和维护的新技术、新工艺、新设备、新材料，为学校紧跟桥梁技术发展及时修订教材提供强有力的技术支持。

三是提供实训保障。集团公司每年有超过二百项大型分部工程，几百个施工工地，为学校学生实习创造了有力的实训保障。在武汉，学校长期与武桥重工、中铁七局、中国一冶、中铁科工、中交二航局、武锅集团签有实习合作协议，学生实习教学安排方便灵活。

开设机电一体化专业必须首先引进像机械技术、微电子技术、电力电子技术等等，要想发展还要有足够的设备，而这些都需要一个坚实的后盾作为基础。

2、 机电一体化专业的现状

机电一体化不是孤立出现的，它是很多科学技术发展的结晶，是社会科学技术发展到一定阶段的要求和产物，而且机电一体化专业从上世纪60年代以来，其发展也经历了几个不同的发展阶段。随着现代化工业技术生产的发展，现代的机电一体化专业也得到了很大的发展，从之前不自觉的利用电子技术上出现的技术成果到现在智能化的发展阶段。

现在很多学校都开设了机电一体化专业，但是长期以来，中职学校机电专业基本上还是按照传统的理论体系以学科为核心来组织教学，其出发点还是用传授系统的理论知识来组织教学，并以此作为教学过程的主线和质量考核的主要标准。从教学目的上来说，让学生系统地掌握理论知识，对于学生以后开发设计产品是有帮助的。但是这种教学方法也有其不利的一面，因为就现在社会的发展情况，一般一个中职学校的学生毕业之后很难从事研究、开发、设计、决策等方面的工作，而是被分配到生产线从事制定工艺、调试试车、查找故障和排除故障等方面的工作。更有甚者，很多学校干脆单纯的培养“电工”、“钳工”等，并没有从“一体化”上来深入教学，没有根据社会的发展和新装备、新技术的需要来贴合实际。

3、 机电一体化专业的教学要求及发展方向

要想使机电一体化专业有更好更大的发展，中职学校必须要在教学不足的地方多下功夫，多进行改进学习。如下是关于机电一体化专业的教学要求：第一，运用先进的教学手段。一些专业基础、专业课程中的原理图、电路图及梯形图还有一些程序都要用软件制作成课件，利用多媒体技术直观教学，更有利于学生消化吸收并更好地理解。第二，在校内实训方面。校内实训一方面要营造“车间”的真实情境，还要把学生学到的零碎的知识系统的结合起来，把学习和车间联系起来，全面掌握知识和技能。第三，在顶岗实习方面。顶岗实习在于提高学生的学习能力、实践能力、创造能力，机电一体化专业的顶岗实习可以跟着导师做一些项目，也可以自己联系单位实习。实习岗位还是很多的，可以做维修电工、机修钳工、数控车工、制图员等等，主要是把实习内容和实习岗位结合起来，培养学生发现问题、判断问题、解决问题的能力。

更严格的教学要求是为了更好地发展，现代机电一体化近几年来取得了一定的成绩，现在是集机械、电子、光学、计算机、控制等为一体的综合学科，为了取得更大的进步，其未来发展方向主要在：第一，智能化方面，以计算机为实现手段，与控制论、信息论、决策论相结合，使人工智能在机电一体化建设者的研究中日益得到重视，把机器人与数控机床结合的智能化。第二，网络化方面，网络技术的兴起和快速发展给工业生产，科学技术，等方面带来了很大的变化，各种基于网络的远程控制和监视技术给机电一体化建设提供了很大的发展空间。第三，集成化方面，这是放进机电一体化产品发展的特点，很多的系统都是运用了这一特点，比如，计算机集成制造系统，智能制造系统等等，在这一方面机电一体化也有很大的发展前景。

总之，机电一体化的技术功能及发展方向远不及上面所介绍的这些，还有很多技术领域会用到机电一体化技术。社会和科技在发展，各种技术之间将会有很多融合的部分，机电教学要本着面向现代面向世界面向未来的发展方针，从实际出发，不断改进，使专业人才培养和未来社会发展需要相适应，机电一体化专业在中职学校的发展前途一定会很光明，发展越来越好。

参考文献

[1]王斌. 论机电一体化技术的发展趋势略述[J]. 产业与科技论坛. 2006（09）

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关键词：机电一体化技术 煤矿 应用 发展趋势

1 概述

机电一体化技术就是机械、计算机、信息处理和自动控制技术综合运用的复合技术，是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。机电一体化技术顺应了当今科学技术发展的规律，显示了强大的生命力。由于煤炭生产是将数百、数千万吨煤炭从地层深处采掘、运送到地面，因此需采用大量的机电设备才能实现这一目标，而机电一体化煤矿产品则是实现高产高效的最好选择。机电一体化将机械与电子技术融为一体，使物流、能流、信息流融为一体。

2 机电一体化技术在煤矿中的主要应用

2.1 机电一体化技术在提升机中的应用 矿井提升机是目前煤矿机电一体化、自动化水平最高的设备，全数字化交直流提升机。尤其是内装式提升机，从结构上将滚筒和驱动合为一体，机械结构大大简化，充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。而全数字化提升机高度可靠，采用总线方式，大大简化了电器安装，此外，硬件配置简单，互相兼容。“九五”期间，国产数字化直流提升机已成为煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化提升机，其核心部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统，其性能先进、操作简便、准确可靠。此外，我国还应用SIMADYND和S7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。目前，最大装机容量已达到5000kW，主、副井提升机可做到全自动化，不需要专门的绞车司机。

2.2 机电一体化技术在采煤机中的应用 电牵引采煤机是机电一体化技术在采煤机的一个典型应用。与液压牵引相比，它具有一下特点:①良好的牵引特性:可以在采煤机前进时提供牵引力，使其克服阻力移动，也可以在采煤机下滑时进行发电制动，向电网反馈电能。②可用于大倾角煤层:牵引电动机轴端装有停机时防止机器下滑的制动器，因为它的设计制动力矩为电动机额定转矩的1.6～2.0倍，所以电牵引采煤机可用在40°~50°倾角的煤层，而不需要其它防滑装置。③运行可靠，使用寿命长，电牵引和液压牵引不同，前者除电动机的电刷和整流子有磨a损外，其它元件均无磨损，因此工作可靠，故障少，寿命长，维修工作量小。④反应灵敏，动态特性好:电控系统能及时调整各种参数，防止采煤机超载运行。⑤结构简单、效率高:电牵引采煤机机械传动结构简单、尺寸小、重量轻，电能转换为机械能只做一次转换，效率可达99%，而液压采煤机的效率只有65%-70%左右。

1991年煤炭总院上海分院与波兰玛克公司合作，研制成功我国第一台采用交流变频调速MG344-PWD型薄煤层强力爬底板电牵引采煤机以来，我国的电牵引采煤机有了较快的发展。国内上海天地公司、太原矿山机械厂、西安煤机厂、鸡西煤机厂等都生产交流变频和直流电牵引采煤机，而且得到了广泛的应用。经过近20年的研制开发，我国的电牵引采煤机一逐步走向成熟，为煤矿生产技术的进步起到了积极的推动作用。

2.3　机电一体化技术在带式输送机中的应用　带式输送机由于长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点，已成为我国煤矿井下原煤输送系统的主要运输设备。因此，成为近几年来机电一体化技术的研究重点。目前主要采用机、电、液一体化的CST可控软启动装置。它是一种专门为平滑起动运送大惯性载荷，如煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置。一条皮带运输机可以由一台或几台CST驱动。由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术，我国带式输送机的中间驱动点不能不知过多，一般为3点驱动，这样就限制了输送机的单机长度和运量。而且，输送机的监控设备功能少、可靠性较差、灵敏度和寿命都较低，和发达国家相比存在显著的差距。

2.4　其他煤矿机电一体化装置　液压支架则向电液控制方向发展，将计算机技术与液压控制有机结合，实现定压双向邻架或成组自动移架，避免对顶板和支架产生冲击载荷。我国神华集团大柳塔矿采用从德国和美国引进的电液控制的支架，移架速度为6～8s/架，最快的移架速度达3s/架。电液控制装置还可检测支架的工作状态。

煤矿供电的特点是供电要可靠，质量要高，能满足大功率设备的要求。因此应该推广节能型产品。高压开关柜采用维护量小，使用寿命长的真空开关。采用集中补偿和就地补偿相结合的办法提高功率因数，减少供电系统无功电流，减少无功功率损耗。目前高、低开关柜普遍采用了“微机保护”，具备网络功能，可以实现远程遥控、遥测、遥信和遥调。

3　煤矿机电一体化技术应用的发展趋势

我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点，以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。这些设备在煤炭生产中的广泛应用，不仅减轻了操作人员的劳动强度，而且极大地提高了煤矿的生产水平和能力，创造了巨大的经济效益和社会效益。但是，我国的煤矿机电一体化技术与发达国家相比，还有一定的差距，因此还有很多的工作需要继续研究，其未来的发展趋势是:①开发有自主知识产权的以煤矿开采技术及配套装备为主导的核心技术，研究具有自主知识产权的核心装置；②增加产品的通信功能，以适应综合自动化的需要；③开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等；④煤矿机器人仍然是煤矿机电一体化技术今后研究的重点之一。

4　结束语

近年来，随着微电子技术、计算机技术、软件技术、传感器技术和自动化技术的飞快发展，信息流成为机电一体化的主要特色。其产品实现自动化、数字化、智能化，在性能和功能方面均实现了质的飞跃。因此，机电一体化技术是企业信息化的重要支撑技术，是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广，极大地提升了我国煤矿生产的综合实力，为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。

参考文献

[1]机电一体化实用手册[M].北京:科学出版社.2007.

[2]谭得健，徐希康.自动化技术、信息技术在我国煤矿企业的应用[J].工况自动化.2003.

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关键词：机电一体化；技术应用；发展前景；研究分析

中图分类号：TH-39 文献标识码：A

引言

随着现代化的科学技术不断飞速发展，在机电一体化技术之中，相关的应用已经是逐步成为了现代化工业科学技术以及工业建设之中的一个不可或缺的组成部分。总体的而言机电一体化是从系统整体性的控制角度着手，针对系统当中的各个环节进行改进，并且集合了微电子技术、机械技术、传感控制技术、自动控制技术、计算机通信技术、信息电子技术、接口技术、信息的变换技术以及电力技术等等，来实现机电控制的一体化和智能化，并且对技术的配置合理性进行逐步的改善，确保技术的各个单元功能可以得到更加充分的利用，进而在可靠性、质量以及能耗等多个环节进行整改，实现机电系统的整体性价值，最终使得整个系统得到优化与改良，全面的实现机电控制一体化。

机电一体化要点概念分析

针对机电一体化之中相关的重要概念和基本的意义进行分析，是开展一系列后续工作的关键点所在。首先，机电一体化技术发展到今天，已经是逐步的形成了一套带有自身特色和特征的科学技术体系，其主要的特点可以概括为机电一体化系统从系统工作的角度和观点出发，综合性的运用到微电子技术、计算机技术、机械技术、自动控制技术以及接口技术等等，对系统内部的信息进行变换，并且确保程序编制的完整性和高质量，根据系统使用和操作的根本性需求，对内部的布局进行合理化的配置，同时在系统的功能、质量以及能耗等多个重要环节进行优化和改进，确保机电一体化使用的是最新的技术手段，最终形成一个整体化的系统产品。所以，在机电一体化之中主要包含的是技术和产品等两个重要环节，机电一体化并不是一个单纯性的技术手段，而是将多种技术进行重新的组合和融合，形成一个全新的技术体系。机电一体化的功能性较强，同时当机电一体化技术发展到一定的阶段之后，一些微电子的装置还可以对内部的诸多零件和元件进行取代，具有更加新颖的功能，常见的有自动的信息数据处理、自动的控制调节、自动的记录显示、自动的功能性监测以及自动功能诊断保护等等，确保机电一体化可以时刻处于最佳的运行状态，并且提升系统工作之时的效率。

机电一体化技术发展的现状分析

机电一体化技术在经过了几十年的发展之后，现今的技术应用已经趋于成熟和完善。在机电一体化发展的历程之中主要有三个阶段。在上个世纪六十年代以前，是第一个发展阶段，在这一个发展阶段之中人们通过使用不同的机械产品对原有的功能进行完善，而在第二次世界大战期间，机电一体化技术得到了迅猛的发展，战争也促进了技术与理论之间的结合，一些高新的科学技术不断涌现出来。同时，机电一体化技术的发展也对当时战后经济的建设与恢复起到了关键性的作用。而在上个世纪七十年代至八十年代，机电一体化技术处于第二个发展阶段之中，所开发出来的产品以及技术等已经得到了大量的推广和使用，并且在通信和控制技术等方面产生了较为深远的影响。随后则进入到了一个全新的发展阶段之中，随着技术的不断进步，通信技术以及光学技术、微细加工技术等等不断的革新，再加上人工的智能技术迅猛发展，都促进了机电一体化技术的进步，形成了一套全新的科学体系，为机电一体化技术的深入研究创造出了一个更加广阔的前景，同时，在不知不觉之中也对人们的工作和生活产生了较大的影响。

我国从上个世纪八十年代左右开始对机电一体化进行研究和分析，经过了数十年的发展滞后，取得了较为优秀的成绩，并且对国民经济的增长也起到了一定的作用。但是我国现阶段在机电一体化技术建设方面还存在有以下几点问题：第一，产品的建设质量和设计的水准还有待提升；第二，机电一体化方面的基础理论力量比较薄弱，并且我国的自主研究开发的能力比较差，在发展的过程之中显得后劲不足，在一些重要的机电技术领域之中，与国际发达水准还有着相当大的差距；最后，针对机电一体化的技术进步水准还没有充足的体现，一些高质量的、高科技的产品还不多，所以还难以对我国的经济增长起到显著的、深远的作用，在日后还需要针对上述的问题进行重点改进，促进机电一体化技术不断的腾飞。

机电一体化技术的应用分析

各类科技学科发展及相互渗透，促使了机电一体化技术和产品在各行业、部门的飞速发展。在机械制造业中的数控机床、工业机器人的应用、轻纺工业、办公机械，以及通信方面的一体化产品更是层出不穷。自动化主体仓库是机电一体化技术用于仓库管理的典型产品在仪器仪表、医疗器械、工业流程管理与控制等方面机电一体化应用和发展都十分迅速。能在PLC控制系统中，主要的检测元件有对射光电开关、漫反射光电开关、接近开关、磁电开关、压力传感器、行程开关等，执行部件主要有电机、气缸、振动料斗、海霸泵、冲床、声光报警器以及状态显示灯等。软件设计部分应用OMRON编程软件CX-Programmer进行编程并在此基础上研发了Li/Mn02扣式电池负极自动环圈机、负极自动焊网机等一系列产品，对促进Li/Mn02扣式电池生产线的发展做出了很大的贡献。

机电一体化发展趋势分析

根据上文针对机电一体化的应用进行全面的分析，可以对在实践操作之中机电一体化技术的应用层面有着全新的了解与掌握。下文将针对机电一体化技术今后的发展建设趋势进行细致的概述，旨在更进一步的促进现代化机电一体化技术的迅猛发展。首先一个重要的发展方向是智能化，智能化的发展是二十一世纪之中人们所重点建设的方向，在借助了模拟人类只能学、心理学、计算机科学技术、运筹学以及模糊数学等方面理论的基础之上，机电一体化必将在智能化方面取得更大的进步。其次则是属数字化的发展，一些人工智能的虚拟技术，诸如计算机的合成制造技术、虚拟设计技术等等，都有着较强的维护性和操作性，同时，技术的应用非常可靠且自诊能力较强，可以进行高质量的修复以及系统的诊断，便于进行远程的操作和维护管理。最后，则是网络化的发展方向，在今后的机电一体化技术之中必将会通过高新的网络技术对政治、工业生产技术、科学的制造以及教育、军事等等起到关键性的影响，并且通过网络技术对各个行业和领域产生巨大的效应。

结束语

综上所述，根据对机电一体化技术进行全面的分析，从一个更加新颖的角度对现代化的机电一体化技术应用和发展建设方向进行了概述研究，旨在更进一步的促进技术的腾飞与进步。

参考文献

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