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關(guān)鍵詞:機械電子工程;深度;廣度;復(fù)合;多元
一、機械電子工程專業(yè)簡況和發(fā)展態(tài)勢
機械電子工程專業(yè)在20世紀80年代較多地被稱為機電一體化,被視為是機械工程和自動化專業(yè)的交叉學(xué)科,是工程科學(xué)中的一個跨學(xué)科專業(yè)。
機械電子工程專業(yè)和我們的日常生活中密切相關(guān),例如安全氣囊、防滑剎車系統(tǒng)、復(fù)印機、行駛模擬裝置和自動售票機等一系列產(chǎn)品都是運用了機械電子技術(shù)的結(jié)果。電子工業(yè)、微電子技術(shù)和計算機科學(xué)的迅猛發(fā)展擴大了機械電子工程專業(yè)的涉足范圍,其不局限于機械制造的某個固定方向,涉及該領(lǐng)域所有分支學(xué)科。20世紀90年代初期,機械電子工程作為一個獨立專業(yè)呈現(xiàn)。曾經(jīng),機械電子只是機械工程的一個專業(yè)方向和重點課程,甚至被劃分在精密儀器技術(shù)專業(yè)中。今天,已經(jīng)有很多大學(xué)將其列為獨立的專業(yè)學(xué)科。進入21世紀以來,我國工業(yè)發(fā)展飛速發(fā)展,特別是近些年來我國成為“世界工廠”,制造業(yè)迅猛崛起,機電方面的人才缺口大幅攀升。MEMS、傳感與測控、數(shù)字化技術(shù)、CIPE、CAD/CAM/CAPP一體化等機械工程學(xué)科的前沿課日益引起國內(nèi)產(chǎn)業(yè)界和學(xué)界重視,目前,我國相關(guān)科技成果產(chǎn)業(yè)化水平較高,總體研究水平的國際位次有所上升。
機械電子工程專業(yè)開設(shè)的主要課程有電工與電子技術(shù)、機械制圖、工程力學(xué)、機械設(shè)計基礎(chǔ)、機械制造基礎(chǔ)、液壓與氣動技術(shù)、機械制造技術(shù)基礎(chǔ)、電氣控制與PLC、單片機原理與接口技術(shù)、數(shù)控原理與維修、機電一體化系統(tǒng)設(shè)計、先進制造技術(shù)導(dǎo)論、微機原理與接口技術(shù)、C語言程序設(shè)計等計算機應(yīng)用與程序設(shè)計技術(shù)、機械設(shè)計基礎(chǔ)、機械制造工程學(xué)、機械CAD/CAM一體化技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、精度與測量、液壓傳動、機電一體化技術(shù)、機電控制技術(shù)、塑性成形與模具技術(shù)、專用機械原理與設(shè)計等。實踐教學(xué)環(huán)節(jié)有金工實習、電工實習、課程設(shè)計、制造工藝實習、機械制造工程學(xué)綜合實驗、精度與公差實驗、工程材料及熱處理實驗、數(shù)控原理實驗、數(shù)控線切割實驗、機械創(chuàng)新設(shè)計實驗、機械零件測繪、機械產(chǎn)品三維造型與快速原型制造實驗、機器人控制實驗、科技活動、畢業(yè)實習與畢業(yè)設(shè)計等。大體上,機械電子工程專業(yè)可細分為機械電子系統(tǒng)(傳動和模擬技術(shù),機器和設(shè)備,機械人技術(shù)及其運動系統(tǒng),傳感和執(zhí)行元件技術(shù),測量技術(shù)和圖像處理等),微型,超微型機械(微系統(tǒng)技術(shù),微型和精密儀器的功能組,微系統(tǒng)的測量技術(shù)等)和生物機械(機器人技術(shù),生物系統(tǒng),仿生執(zhí)行技術(shù),控制和設(shè)計,控制系統(tǒng)等)。需要注意的是,不同大學(xué)的專業(yè)設(shè)置存在差異,取決于專業(yè)的具體方向和培養(yǎng)重點的不同。例如,上海交大的機械電子工程偏向汽車方向、計算機控制和自動化制造和車輛電子系統(tǒng)的控制研究等,比較民用化。浙江大學(xué)傳統(tǒng)的機械制造很強,在大型機械的設(shè)計和控制,尤其是國防,航空領(lǐng)域的項目很多,畢業(yè)生很多在研究所工作。華中科技大學(xué)的機械電子工程的主要發(fā)展方向是機器人和柔性制造等自動化控制的應(yīng)用,如大型焊接機器人,流水線等等,大多數(shù)服務(wù)于汽車制造產(chǎn)業(yè)和造船工業(yè)等,畢業(yè)生去向以大型的機械制造企業(yè)為主,研究所要少一些。
二、機械電子工程專業(yè)的專業(yè)特色和培養(yǎng)目標定位
機械電子工程專業(yè)專業(yè)特色。強調(diào)機械動手能力與機電控制能力相結(jié)合,側(cè)重于機電控制和數(shù)控維修。注意以數(shù)控所需各種能力為主線,突出機電控制的專業(yè)核心地位,培養(yǎng)會設(shè)計、能編程、具有較強的數(shù)控機床操作、調(diào)試、維修、維護等實際操作技能的技術(shù)工程師和職教師資。簡言之,機械電子工程專業(yè)培養(yǎng)具有機械電子工程專業(yè)基礎(chǔ)知識與專業(yè)技能,能在生產(chǎn)一線從事機械電子工程專業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計制造、控制開發(fā)、應(yīng)用研究和生產(chǎn)管理等工作的應(yīng)用型高級專門人才;或培養(yǎng)能在中、高等職業(yè)教育領(lǐng)域從事機電一體化專業(yè)的理論教學(xué)、專業(yè)實踐指導(dǎo)和學(xué)生管理工作的復(fù)合型職教師資。能適應(yīng)機械電子工程專業(yè)面臨的行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新、科學(xué)研究和高等職業(yè)教育等方面呈現(xiàn)出的多元復(fù)合發(fā)展趨勢。
三、機械電子工程專業(yè)強化本專業(yè)大學(xué)生素養(yǎng)的應(yīng)對之策
1.要引導(dǎo)大學(xué)生及時了解和把握行業(yè)動態(tài)。要積極培養(yǎng)其掌握文獻檢索,資料查詢的基本方法,在本專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)具備一定的科學(xué)研究、科技開發(fā)和組織管理能力,具有較強的工作適應(yīng)能力;了解本專業(yè)學(xué)科前沿和發(fā)展趨勢;2.要對大學(xué)生進行專業(yè)教育和通識教育,使其成為專業(yè)素養(yǎng)精深、綜合素質(zhì)高的復(fù)合型人才。一方面,促使其具有本專業(yè)領(lǐng)域所必要的專業(yè)知識,較系統(tǒng)地掌握本專業(yè)領(lǐng)域?qū)拸V的技術(shù)理論基礎(chǔ)知識。具有本專業(yè)必需的制圖、設(shè)計、計算、測試和基本工藝操作等計算機應(yīng)用能力,對機電一體化產(chǎn)品有一定開發(fā)能力;對數(shù)控加工技術(shù)有較強的編程和操作能力;對大型數(shù)控加工設(shè)備具有較強的維護能力;了解學(xué)科前沿發(fā)展趨勢;另一方面,除了具有扎實的自然科學(xué)基礎(chǔ)外,還需促使其具有較好的人文社會科學(xué)基礎(chǔ)和外語綜合運用能力;具有較強的調(diào)查研究與決策、組織與管理、口頭與文字表達能力,具有獨立獲得知識、信息處理和創(chuàng)新的基本能力。具有較強的自學(xué)能力和創(chuàng)新意識。
【參考文獻】
[1]邱自學(xué),姚興田,王君澤.機械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式及其課程群建設(shè)[J]. 機電工程,2005(12)
機械電子工程專業(yè)是培養(yǎng)具有扎實的數(shù)學(xué)、物理、計算機及外語基礎(chǔ),掌握微電子技術(shù)、計算機控制和信息技術(shù)應(yīng)用于機械工程領(lǐng)域的專業(yè)知識和技能,能夠從事機電一體化技術(shù)、機電一體化產(chǎn)品的研究、設(shè)計、制造、開發(fā)的工程能力,具有創(chuàng)新精神的高級應(yīng)用型工程技術(shù)與管理人才.
從知識結(jié)構(gòu)上來看,機械電子工程是機械技術(shù)、電子技術(shù)、信息技術(shù)、計算機技術(shù)和控制技術(shù)等技術(shù)有機結(jié)合的一門復(fù)合技術(shù).由于是多學(xué)科的綜合,機械電子工程專業(yè)所學(xué)課程都來自于以上幾個學(xué)科,希望利用幾個學(xué)科的知識交叉、滲透培養(yǎng)出知識面較全面、創(chuàng)新能力強、實踐能力強的技術(shù)人才.
1機械電子工程專業(yè)的辦學(xué)現(xiàn)狀
從人才培養(yǎng)層次上劃分,機械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)在本科層次上分為二種情況,一種是學(xué)校獨立設(shè)置了機械電子工程專業(yè),由于機械電子工程本科專業(yè)屬于普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄外專業(yè),申請較難.目前在全國本科高等院校中設(shè)置機械電子工程本科專業(yè)的只有三十多所,如北京石油化工學(xué)院、同濟大學(xué)、上海大學(xué)、北京理工大學(xué)、武漢科技大學(xué)、華南理工大學(xué)、重慶大學(xué)、哈爾濱理工大學(xué)、江蘇大學(xué)等高校.另一種是學(xué)校在機械設(shè)計制造及其自動化和機械工程及其自動化兩個專業(yè)下開設(shè)的機械電子或機電一體化專業(yè)方向,這種學(xué)校數(shù)量眾多[M.
2舊版培養(yǎng)方案存在的主要問題
在通過與我校機械電子工程專業(yè)相關(guān)基礎(chǔ)課、專業(yè)課教師、各年級學(xué)生(含畢業(yè)生)和用人單位座談交流后發(fā)現(xiàn)了如下一些問題:
2.1畢業(yè)生和用人單位反饋,專業(yè)學(xué)習內(nèi)容齊全,寬口徑實現(xiàn)較好,但寬而不精,掌握的深度和力度不夠;應(yīng)用型人才培養(yǎng)目標體現(xiàn)不深入,在某種程度上理論性教學(xué)占據(jù)更主導(dǎo)的位置.
2.2與各年級同學(xué)座談時,學(xué)生普遍反映課程科目較多,同類同性質(zhì)科目存在,有重復(fù)之嫌疑,跟專業(yè)聯(lián)系不是特別緊密的課程較多,應(yīng)當做適當精簡.
2.3在與任課教師交流的過程中我們發(fā)現(xiàn),04版培養(yǎng)方案的某些課程的設(shè)置純粹照顧了教學(xué),與教師的科研關(guān)系不夠緊密,兼顧不到科研.因此,從某種意義上來說,教師的教學(xué)激情得不到最徹底、最完全的釋放和發(fā)揮;學(xué)生的鉆研能力也得不到應(yīng)有的提高.
通過暴露出的問題我們發(fā)現(xiàn)如何能夠做到在寬口徑的同時能夠有所精,確實是一個難題.綜合其他院校同類專業(yè)的調(diào)研情況,我們認為,應(yīng)該盡快明確一條貫穿專業(yè)學(xué)習的主線,主干課程的設(shè)置應(yīng)該服從和服務(wù)于該主線,同時,該主線與任課教師的科研工作還能夠緊密相連,不出現(xiàn)脫節(jié)和不相關(guān)現(xiàn)象.這樣可以保證在提高了教師科研能力的同時也鍛煉了學(xué)生參與研究的能力.
3新版機械電子工程專業(yè)培養(yǎng)方案修改的幾個思路
3.1面向市場,培養(yǎng)合格人才.為了培養(yǎng)具有多學(xué)科知識的綜合應(yīng)用能力和較強的工程創(chuàng)新能力,能在機電工程領(lǐng)域從事機電一體化系統(tǒng)和產(chǎn)品的設(shè)計制造、科技開發(fā)、應(yīng)用研究和工程管理的高級工程技術(shù)人才,機械電子工程培養(yǎng)方案必須進行改革,使學(xué)生掌握以下知識和能力:(1)掌握較扎實的自然科學(xué)基礎(chǔ)知識,具有較好的人文社會科學(xué)基礎(chǔ)和外語綜合能力;(2)系統(tǒng)掌握本專業(yè)領(lǐng)域?qū)拸V的技術(shù)理論基礎(chǔ),具有某個專業(yè)方向所必需的專業(yè)知識;(3)具有機電一體化系統(tǒng)和產(chǎn)品的設(shè)計與制造、檢測與診斷、控制與仿真的基本能力;(4)具有新型機、電、液、氣等一體化產(chǎn)品和技術(shù)的研究與開發(fā)能力;(5)掌握計算機輔助設(shè)計、制造和測試的基本理論和技能;(6)具有機電產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟分析與生產(chǎn)組織管理的基本能力;(7)具有較強的自學(xué)能力、創(chuàng)新意識和較高的綜合素質(zhì)[56.
3.2厚基礎(chǔ),重實驗,強能力.工程實際要求我們的學(xué)生既要有扎實的基本功,又要有較強的適應(yīng)性和動手能力.加強基礎(chǔ)課的教學(xué),為學(xué)生打下良好的數(shù)理基礎(chǔ)、工程基礎(chǔ)十分必要和迫切.機械電子工程這個學(xué)科是一個工程應(yīng)用型學(xué)科,要求學(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)理論知識,更重要的是通過實驗真正掌握所學(xué)知識,形成較強的工程實踐能力.因此,重視實驗和實踐教學(xué)是本次修改培養(yǎng)方案的一個主要出發(fā)點和前提,加強設(shè)計型實驗的比重,使學(xué)生利用所學(xué)知識解決實際問題的能力得到加強.我們的課程設(shè)置為兩大模塊:通識教育和專業(yè)教育.
通識教育分為:數(shù)學(xué)與自然科學(xué)(1學(xué)分,516學(xué)時),外國語言文化(3學(xué)分,256學(xué)時),藝術(shù)與人文學(xué)科(2學(xué)分,36學(xué)時),哲學(xué)與社會科學(xué)(5學(xué)分,232學(xué)時),科學(xué)技術(shù)與社會(2學(xué)分,32學(xué)時),基本技能訓(xùn)練(學(xué)分,72學(xué)時).在總學(xué)分和總學(xué)時都有較大幅度壓縮的情況下,數(shù)學(xué)與自然科學(xué)基礎(chǔ)課模塊得到加強.
專業(yè)教育分為:相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)(2學(xué)分,240學(xué)時),機械工程基礎(chǔ)(25學(xué)分,460學(xué)時),計算機與控制基礎(chǔ)(7學(xué)分,312學(xué)時),專業(yè)課(9學(xué)分,160學(xué)時),集中實踐環(huán)節(jié)(4學(xué)分,58周).
專業(yè)教育部分總學(xué)分由04版的81學(xué)分調(diào)整為88學(xué)分(不包括畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)).其中理論課學(xué)分由04版的54學(xué)分調(diào)整為62學(xué)分,増加8學(xué)分;集中實踐學(xué)分由04版的27學(xué)分調(diào)整為26學(xué)分,減少1學(xué)分.專業(yè)教育部分總學(xué)時由04版的1072學(xué)時調(diào)整為882學(xué)時.其中必修課學(xué)時由04版的700學(xué)時調(diào)整為680學(xué)時,減少20學(xué)時;選修課學(xué)時由04版的372學(xué)時調(diào)整為202學(xué)時,減少170學(xué)時;集中實踐環(huán)節(jié)由04版的27周調(diào)整為26周,減少1周.
3.3進一步強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié).機械電子工程專業(yè)作為一門實踐性很強的學(xué)科,實踐課程在人才培養(yǎng)中擔任著十分重要的角色.實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的技能訓(xùn)練應(yīng)由淺入深,理論課與實踐課交互安排貫穿整個教學(xué)過程,分層次進行,形成立體式的實踐教學(xué)體系.在集中實踐環(huán)節(jié)安排上主要考慮了以下因素:
1)基礎(chǔ)專業(yè)知識的認識.對于初學(xué)者而言,認識自己所學(xué)專業(yè)十分必要,它影響到學(xué)生學(xué)習的積極性和興趣.在第2—4學(xué)期安排了工程訓(xùn)練A、計算機繪圖實習、工程訓(xùn)練B、認識實習、電工電子實習,讓學(xué)生能對機械電子工程專業(yè)有一個初步認識,并掌握本專業(yè)必備的實踐技能.
2)資料查閱和提煉能力的培養(yǎng).為了讓學(xué)生能順利完成大學(xué)期間各種專業(yè)論文寫作,在以后的工作中能以文字等形式表達自己的觀點,在第5學(xué)期安排科學(xué)研究訓(xùn)練,重點教會學(xué)生如何進行實地調(diào)研、收集、整理和分析相關(guān)資料,并掌握科學(xué)研究方法和論文寫作方法.
3)機械電子工程專業(yè)專門知識的掌握.企業(yè)在培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)中具有獨特的不可替代的作用,在第6學(xué)期安排學(xué)生到企業(yè)進行專業(yè)實習,能讓學(xué)生在實習企業(yè)的工作崗位上體會理論與實際結(jié)合的作用,并在實踐中鍛煉、提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和適應(yīng)能力以及分析問題、解決問題的能力.
4)機械電子工程知識的綜合運用.當學(xué)生對專業(yè)理論知識和技能的掌握達到一定的程度,在第7學(xué)期安排基于工程棚專、麟合訓(xùn)練—數(shù)控技術(shù)專業(yè)綜合訓(xùn)練和機器人技術(shù)專業(yè)綜合訓(xùn)練.通過專業(yè)綜合訓(xùn)練,使學(xué)生全面、深入、綜合地將所學(xué)各科理論和技能融會貫通,熟練掌握,靈活運用.
基于以上認識,機械電子工程專業(yè)的集中實踐環(huán)節(jié)主要有:工程訓(xùn)練A、計算機繪圖實習、工程訓(xùn)練B、認識實習、電工電子實習、科學(xué)研究訓(xùn)練、創(chuàng)新設(shè)計、專業(yè)實習、專業(yè)綜合訓(xùn)練、畢業(yè)論文等環(huán)節(jié).
機械電子工程專業(yè)集中實踐環(huán)節(jié)主要采取如下方式進行:
1)建立校內(nèi)專業(yè)實驗室和實習基地進行實訓(xùn).在校內(nèi)實習的機械電子工程專業(yè)課程,要求學(xué)生全面、深入學(xué)習專業(yè)知識和掌握專業(yè)技能,培養(yǎng)運用知識能力和創(chuàng)新能力.為了讓學(xué)生真正掌握好專業(yè)技能,我們重點在校內(nèi)專業(yè)實驗室、工程實踐部、計算機實驗中心開展實踐,為學(xué)生實訓(xùn)提供的實習環(huán)境,并指定教師進行實踐課程的計劃制定、實踐動員、過程指導(dǎo)、總結(jié)、成績評定等工作.
2)建立校外實習基地進行認識實習和專業(yè)實習.校內(nèi)實訓(xùn),雖然能在一定程度上提高學(xué)生的業(yè)務(wù)感性認識,有著一定的優(yōu)勢,但仍不能取代校外實習基地.學(xué)生只有到企業(yè)實習,才能身臨其境,才能真正接觸相關(guān)企業(yè)的實際生產(chǎn)過程.因此,我們將逐步建立機械電子工程的校外實習基地,讓學(xué)生進入企業(yè)實習.
3)進行定期講座、輔導(dǎo)等方式完成研究性實習.如科學(xué)研究訓(xùn)練,主要采取講座、調(diào)研、撰寫文獻綜述等形式進行,主要采取導(dǎo)師指導(dǎo)的形式.
綜上所述,實踐性教學(xué)在機械電子工程專業(yè)的各環(huán)節(jié)、各方面應(yīng)是相互聯(lián)系、相互銜接、相互補充、有機結(jié)合的,只有這樣才能起到培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、提高學(xué)生綜合素質(zhì)的作用,才能實現(xiàn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)、實踐育人的目標,滿足社會對機械電子工程人才的需要[783.
4新版機械電子工程專業(yè)培養(yǎng)方案解決的主要問題
培養(yǎng)方案修訂總體思路是完善教學(xué)內(nèi)容與體系,體現(xiàn)出機械電子工程專業(yè)在機械與電子跨學(xué)科之間的結(jié)合的特色,加強在機械制造、控制工程基礎(chǔ)和工業(yè)控制技術(shù)的研究、學(xué)習.
課程體系設(shè)置時加大了基礎(chǔ)課程和工程技術(shù)基礎(chǔ)課程以及專業(yè)方向主修課程量.以機械制造基礎(chǔ)和控制工程的內(nèi)容設(shè)置為主線,通過設(shè)置專門的理論基礎(chǔ)知識和寬廣的專業(yè)技術(shù)知識(如機械制造基礎(chǔ)、控制工程基礎(chǔ)、PLC等),使學(xué)生既具備堅實的基礎(chǔ)知識,又具有寬廣的專業(yè)知識面及專業(yè)知識的應(yīng)用能力,同時通過工程制圖、機械設(shè)計基礎(chǔ)、計算機基礎(chǔ)、程序設(shè)計和外語等課程,培養(yǎng)學(xué)生掌握本專業(yè)必需的制圖、計算機和外語等基本技能.
新版機械電子工程培養(yǎng)方案解決的主要問題:
4.1專業(yè)方向進一步明確,并與教師科研方向結(jié)合
為了加強學(xué)生實際應(yīng)用能力的培養(yǎng),加強了機械電子工程專業(yè)的公共基礎(chǔ)課控制工程基礎(chǔ)與其他課程的聯(lián)系,明確機械電子工程專業(yè)方向為機電一體化專業(yè),并將其具有代表性的數(shù)控技術(shù)和機器人技術(shù)在培養(yǎng)方案得到落實和強化;同時,機械電子工程專業(yè)的部分教師的研究方向為機器人技術(shù)方向和數(shù)控技術(shù)方向,將相關(guān)課教師科研工作與專業(yè)方向主線緊密相連,不出現(xiàn)脫節(jié)和不相關(guān)現(xiàn)象.結(jié)合教師相關(guān)科學(xué)研究方向的成果開設(shè)實踐課程,這樣可以保證在提高了教師科研能力同時也在專業(yè)相關(guān)實踐教學(xué)活動中鍛煉了學(xué)生解決工程問題能力,為學(xué)生的就業(yè)和進一步學(xué)習深造奠定良好的基礎(chǔ).
4.2突出體現(xiàn)專業(yè)方向的基礎(chǔ)課和方向課核心地位
專業(yè)基礎(chǔ)課中核心課程為:控制工程基礎(chǔ)A、微機原理及接口技術(shù)、機電系統(tǒng)設(shè)計;專業(yè)方向課中的核心課程為:數(shù)控技術(shù)、機器人技術(shù)A.
4.3必要課程整合
根據(jù)機械電子工程專業(yè)方向的設(shè)置,將相關(guān)課程進行整合,主要包括04版培養(yǎng)方案中的機電傳動與控制(2/40)和機電系統(tǒng)設(shè)計(2/50)整合為機電系統(tǒng)設(shè)計(3/56)等.
4.4強化學(xué)生的計算機應(yīng)用能力
為増強本專業(yè)學(xué)生的計算機應(yīng)用能力的訓(xùn)練,在學(xué)校計算機基礎(chǔ)課的基礎(chǔ)上開設(shè)了計算機輔助設(shè)計與制造、機電系統(tǒng)仿真技術(shù)、專業(yè)綜合訓(xùn)練等教學(xué)課程,提高學(xué)生利用計算機解決機電工程中的運動學(xué)仿真、動力學(xué)仿真、機電系統(tǒng)控制等問題的能力.
4.5進一步強化實踐教學(xué)環(huán)節(jié)
關(guān)鍵詞: 高職機械電子工程 創(chuàng)新教學(xué) 教學(xué)模式
1.引言
機械電子工程專業(yè)的集成性較強,整合了機械專業(yè)、電子專業(yè)及計算機專業(yè)的相關(guān)知識,學(xué)科內(nèi)容十分復(fù)雜與豐富,有著很強的應(yīng)用范圍。近些年來,電子行業(yè)及控制技術(shù)行業(yè)的快速發(fā)展,使得機電系統(tǒng)的發(fā)展不斷信息化與智能化。加強高職機械電子工程專業(yè)課程創(chuàng)新教學(xué)模式的研究,對于高職機械電子工程專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量提高有重要的意義。
2.機械電子工程專業(yè)教學(xué)模式的改革創(chuàng)新方法分析
機械電子工程專業(yè)的教學(xué)模式有一定的獨特性,某些學(xué)校近些年來都在進行機械電子工程專業(yè)的建設(shè),希望用此專業(yè)的建設(shè)提高本學(xué)校人才的市場競爭實力,促進學(xué)生就業(yè)能力的提高。學(xué)校利用廣泛與全面的市場調(diào)研進行崗位需求的了解,對人才所要掌握的知識進行分析,借鑒國內(nèi)外先進的教學(xué)經(jīng)驗,加強機械電子工程專業(yè)的設(shè)置與建立。機械電子工程專業(yè)所涉及的專業(yè)課較多,如工程測試技術(shù)課程、機電一體化課程及計算機控制技術(shù)課程等,都在機械電子工程專業(yè)學(xué)生的學(xué)習范圍之外。學(xué)科過多,使得機械電子工程專業(yè)的教學(xué)很難得到有效整合,加強教學(xué)模式的改革創(chuàng)新十分重要。
2.1加強教學(xué)目標的明確。就高職院校的機械電子工程專業(yè)課程發(fā)展特點講,加強應(yīng)用型人才及創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)是高職機械電子工程專業(yè)課程教學(xué)的重要目標。教育工作者需要對學(xué)校內(nèi)的教學(xué)資源及社會上的教學(xué)資源進行開發(fā),將課程教學(xué)延伸到課前與課后,讓高職院校的學(xué)生了解機械電子工程專業(yè)的學(xué)習意義,使學(xué)生具有創(chuàng)新學(xué)習的意識。只有教學(xué)目標得到明確,學(xué)生的知識與能力發(fā)展才能得以協(xié)調(diào),促進學(xué)生建立科學(xué)的學(xué)科知識與實踐體系。教師要加強多層次與多方面的實踐訓(xùn)練,使高職院校機械電子工程專業(yè)的學(xué)生全面發(fā)展。
比如在教學(xué)電路分析的相關(guān)知識時,教師可以利用實訓(xùn)基地學(xué)習及實踐平臺學(xué)習等方法,加大學(xué)生的實踐學(xué)習活動力度。利用第二課堂,使學(xué)生認識到電路分析相關(guān)知識的應(yīng)用價值。教師可以組織學(xué)生進行實踐競賽,使學(xué)生在實踐中找到學(xué)習目標。
2.2加大演示教學(xué)力度。演示教學(xué)活動的開展,對學(xué)生的機械電子工程學(xué)習思維的開發(fā)有重要作用。演示教學(xué)可以將抽象的專業(yè)知識向形象化轉(zhuǎn)化,使學(xué)生從感性的角度對機械電子工程專業(yè)知識進行認識,提高學(xué)生的操作水平。教師要關(guān)注演示教學(xué)的價值,利用演示教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生對問題進行分析與解決,使學(xué)生在思考中獲取機械電子工程專業(yè)知識。思維的培養(yǎng)是增強學(xué)生學(xué)科學(xué)習能力的重要方法。教師可以利用實驗教學(xué),讓學(xué)生在實驗中體會機械電子工程專業(yè)的知識。
比如在講解電子控制相關(guān)知識的時候,教師可以設(shè)計科學(xué)合理的實驗,讓學(xué)生在觀察實驗的過程中提出問題,使學(xué)生了解專業(yè)知識的來源。另外,教師也可以引導(dǎo)學(xué)生參與到實驗當中,成為實驗學(xué)習的主體,讓學(xué)生成為教學(xué)演示者,從中體會機械電子工程專業(yè)知識的學(xué)習樂趣,提高學(xué)生的學(xué)習積極性。
3.高職機械電子工程專業(yè)課程教學(xué)體系教學(xué)方法
高職機械電子工程專業(yè)課程創(chuàng)新及教學(xué)模式的開發(fā),都需要專業(yè)理論的指導(dǎo)。教師要引導(dǎo)學(xué)生開展正確的學(xué)習,就要對教學(xué)理論進行科學(xué)化處理。在科學(xué)的教學(xué)理論的指導(dǎo)下,教師的教學(xué)行為會更合理。
3.1在機械電子工程專業(yè)教學(xué)中融入素質(zhì)教育。高職院校學(xué)生需要將素質(zhì)教育融入機械電子工程專業(yè)教學(xué)中,使學(xué)生的就業(yè)能力與素質(zhì)得到提高。教學(xué)要讓畢業(yè)學(xué)生具有良好的職業(yè)能力,更要讓學(xué)生對職場環(huán)境的變化進行適應(yīng)。培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及自主學(xué)習能力,引導(dǎo)學(xué)生建立起合作意識及較強的心理抗壓能力,只有這樣高職機械電子課程的創(chuàng)新力度才有可能提高。
3.2機械電子工程專業(yè)教學(xué)要以夠用為準。在進行機械電子工程專業(yè)教學(xué)時,教師要堅持必需與夠用的原則。教師要利用正確的教學(xué)與言語讓學(xué)生認識到機械電子工程專業(yè)知識的工具性與實用性,讓學(xué)生在掌握基本知識的基礎(chǔ)上進行實踐能力的提高。教師要掌握教學(xué)的度,不能為了實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的豐富不斷在教學(xué)活動中加入新的內(nèi)容,為學(xué)生帶來不必要的學(xué)習負擔。
4.結(jié)語
高職機械電子工程專業(yè)課程教學(xué)的創(chuàng)新是其學(xué)科發(fā)展的必然方向,也關(guān)系到高職學(xué)生的個人發(fā)展。希望教育工作者正確對待這項教育工作,融入創(chuàng)新因素,促進高職機械電子工程專業(yè)學(xué)生的快速發(fā)展。
參考文獻:
關(guān)鍵詞:控制理論 控制工程 機械電子工程
與自人類使用工具以來就有的機械工程相比,電子技術(shù)是二十世紀發(fā)展的新學(xué)科。機械工程與電子技術(shù)的結(jié)合始于上世紀。起初,二者結(jié)合是分離的“塊與塊”關(guān)系,或者是功能結(jié)構(gòu)上的相互替代。隨著計算機技術(shù)發(fā)展的推動,機械系統(tǒng)和電子系統(tǒng)通過信息有機地聯(lián)系起來,形成了真正的機械電子工程。人工智能技術(shù)的發(fā)展與滲透,使得機械電子在傳統(tǒng)的機械系統(tǒng)能量連接、功能連接的基礎(chǔ)上,更加強調(diào)了信息連接和驅(qū)動,并逐步使機械電子系統(tǒng)向具有一定智能的方向發(fā)展。
機械電子專業(yè)可細分為機械電子系統(tǒng)(傳動和模擬技術(shù),機器和設(shè)備,機械人技術(shù)及其運動系統(tǒng),傳感和執(zhí)行元件技術(shù),測量技術(shù)和圖像處理等),微型,超微型機械(微系統(tǒng)技術(shù),微型和精密儀器的功能組,微系統(tǒng)的測量技術(shù)等)和生物機械(機器人技術(shù),生物系統(tǒng),仿生執(zhí)行技術(shù),控制和設(shè)計,控制系統(tǒng)等)。
一、 控制工程學(xué)簡介
控制工程(control engineering)是處理自動控制系統(tǒng)各種工程實現(xiàn)問題的綜合性工程技術(shù)??刂乒こ淌且怨こ炭刂普摓槔碚摶A(chǔ),綜合應(yīng)用了信息理論和計算機理論的相關(guān)概念??刂乒こ滩痪窒抻谌魏我粋€工程學(xué)科,在機械工程、采礦工程、管理工程、航空工程、電氣工程、生物工程、土木工程等工程學(xué)科中都有同樣而廣泛的應(yīng)用。在實際應(yīng)用中,控制工程還融合了自動控制技術(shù)、電子技術(shù)、計算機技術(shù)等多個學(xué)科的相關(guān)知識。其應(yīng)用的控制理論主要有兩種:“古典控制理論”,“現(xiàn)代控制理論”。“古典控制理論”的內(nèi)容主要是以傳遞函數(shù)為基礎(chǔ),主要研究單輸入和單輸出線性定常時不變這類控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計問題。而“現(xiàn)代控制理論”是在“古典控制理論”的基礎(chǔ)上,以狀態(tài)空間方程為基礎(chǔ),研究多輸入、多輸出、變參數(shù)、非線性等控制系統(tǒng)的分析和設(shè)計問題。隨著機械工業(yè)的迅速發(fā)展,智能機器人、軋機系統(tǒng)、先進加工控制系統(tǒng)不斷涌現(xiàn),與控制工程的結(jié)合愈來愈廣泛而密切。
二、機械電子工程
早期的機械工業(yè)以手工加工為主,生產(chǎn)力低,但適應(yīng)性強;三十年代開始集中在標準件和流水線,適合于大批量生產(chǎn),但缺乏靈活性;現(xiàn)代生產(chǎn)一般要求轉(zhuǎn)產(chǎn)周期短、生產(chǎn)靈活性強、產(chǎn)品質(zhì)量高,因此常采用以機械電子系統(tǒng)為主要構(gòu)成的FMS可以達到上述要求。與傳統(tǒng)的機械工業(yè)相比,機械電子工程有著鮮明的特點:就設(shè)計而言,機械電子工程并不是一門有嚴格界線并且獨立的工程學(xué)科,而是在設(shè)計過程中一個綜合思想的實踐。設(shè)計中,根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置和目標,機械電子工程把它的核心部分(機械工程、電子工程、汁算機技術(shù))與其它領(lǐng)域的技術(shù),如:制造技術(shù)、管理技術(shù)和生產(chǎn)加工實踐等有機地結(jié)合在一起,采用一種基于信息的自頂向下的模塊化策略,完成設(shè)計就系統(tǒng)(產(chǎn)品)而言,機械電子系統(tǒng)(產(chǎn)品)結(jié)構(gòu)簡單,元件和運動部件少(如電子表),它用小巧的電子系統(tǒng)取代“傻、大、笨、粗”的機械系統(tǒng),減小了系統(tǒng)的體積,提高了性能,但是系統(tǒng)的復(fù)雜性卻大大增加了。
機械電子學(xué)要求機械與電子技術(shù)的規(guī)劃應(yīng)用和有效結(jié)合,以構(gòu)成一個最優(yōu)的產(chǎn)品或系統(tǒng)?,F(xiàn)代的機械電子系統(tǒng)除了“塊與塊”之間的動力聯(lián)系之外,還有信息之間的相互聯(lián)系,并由具有數(shù)值運算和邏輯推理能力的計算機來對機械電子系統(tǒng)的所有信息進行智能處理,人們已經(jīng)認識到生產(chǎn)改革的未來屬于那些懂得怎樣去優(yōu)化機械和電子系統(tǒng)之間聯(lián)系的人;尤其是在先進生產(chǎn)和制造系統(tǒng)的應(yīng)用中,對優(yōu)化的需求將會變得更為迫切;在這些系統(tǒng)中,人工智能、專家系統(tǒng)、智能機器人以及先進的工藝制造系統(tǒng)將構(gòu)成未來工廠的下一代工具。
三、 控制理論在機電系統(tǒng)中的應(yīng)用
伺服系統(tǒng)(servosystem)是將指令信號精確、快速的轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的物理實現(xiàn)。例如,飛機和船舶的舵角操縱由于所需的力很大,不可能由人力直接操縱,需要伺服系統(tǒng)來完成,伺服系統(tǒng)的作用就是使舵面的轉(zhuǎn)角精確地跟隨駕駛員的操縱動作。當使用自動駕駛方式時,伺服系統(tǒng)要使舵面轉(zhuǎn)角精確實現(xiàn)自動駕駛儀輸入的指令。
工業(yè)機器人的一個關(guān)節(jié),就用到了伺服系統(tǒng)。它的受控過程是機器人的關(guān)節(jié)運動。采用微處理機作為控制器。關(guān)節(jié)軸的實際位置由旋轉(zhuǎn)變壓器測量,轉(zhuǎn)換為電的數(shù)字信號后,反饋給控制器。微處理機經(jīng)過控制算法后,輸出控制指令,再經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換和伺服功率放大,提供給關(guān)節(jié)上的伺服電機。伺服電動機根據(jù)控制指令驅(qū)動關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動,直至機器人運動達到輸入?yún)⒖夹盘栐O(shè)定的位置為止。
伺服系統(tǒng)是機電控制系統(tǒng)中典型的一個重要部分,其應(yīng)用的主要就是控制理論來實現(xiàn)機械與電子的相互結(jié)合。
四、結(jié)語
隨著科技的進步,機電技術(shù)的發(fā)展必然走向電子化,智能化,這是時代進步的需求,這也是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,尤其是電子信息時代的來臨,我國機電人員將電子信息技術(shù)充分地與機電技術(shù)相整合,同時應(yīng)用控制理論將這個機電系統(tǒng)設(shè)計好,使它具有足夠的穩(wěn)定性,準確性,快速性。控制工程理論的應(yīng)用與發(fā)展促進了工業(yè)生產(chǎn)使機械自動化的方向更精準的方向進行,同時也間接地促進了我國經(jīng)濟的發(fā)展。
總之,控制工程在機械電子專業(yè)中具有重要的地位,它是保證機電一體化設(shè)計中控制裝置的理論基礎(chǔ),此外在諸多科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中也有著重要應(yīng)用價值。
參考文獻:
本專業(yè)可從事機械、電子、電器、輕工、塑料等行業(yè)的模具設(shè)計、制造和維修,模具設(shè)備的安裝、調(diào)試、維護與管理工作。畢業(yè)生社會需求量大,待遇較高。模具加工方向:模具加工生產(chǎn)組織、模具數(shù)控編程加工、模具三維設(shè)計、產(chǎn)品開發(fā)三維設(shè)計。其他技術(shù)類方向:電子信息、輕工生產(chǎn)管理、物流管理、設(shè)備管理、質(zhì)量管理、項目管理以及產(chǎn)品開發(fā)、汽車工業(yè)、機械制造工藝師、CNC工程師等。
2、物流管理專業(yè)
物流專業(yè)人才已被列為我國12類緊缺人才之一,缺口達60余萬。據(jù)了解,目前最為搶手的物流人才,是那些掌握現(xiàn)代經(jīng)濟貿(mào)易、運輸與物流理論和技能,且具有扎實英語能力的國際貿(mào)易運輸及物流經(jīng)營型人才,他們的年薪最高可達100萬元。
3、計算機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)
關(guān)鍵詞:學(xué)分制 機械電子學(xué) 教學(xué)內(nèi)容
【中圖分類號】G423.07 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2012)02-0015-01
1.引言
近年來學(xué)校在本三層次中進行了學(xué)分制改革,其核心特點之一是使得學(xué)生享有充分的學(xué)業(yè)設(shè)計、學(xué)業(yè)選擇自,能夠根據(jù)自己的學(xué)習潛力、志趣和就業(yè)取向自主選擇專業(yè)、課程和教師。為了保證培養(yǎng)質(zhì)量,將學(xué)生培養(yǎng)成為厚基礎(chǔ)、重實用、強技能、優(yōu)素質(zhì)的應(yīng)用型和技能型高素質(zhì)專門人才,采用了基礎(chǔ)平臺、專業(yè)核心平臺和綜合素質(zhì)拓展平臺的三級教學(xué)平臺,并開展了相關(guān)的課程體系建設(shè)。在課程體系建設(shè)中,要求每一個專業(yè)開設(shè)一門引導(dǎo)性的課程。這類引導(dǎo)性的課程用于解決兩個方面的問題,一方面為跨專業(yè)選課的學(xué)生提供本專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程學(xué)習的必要的基礎(chǔ)知識,另一方面使得轉(zhuǎn)專業(yè)的學(xué)生對本專業(yè)的知識體系構(gòu)成有明確的和深入的了解。
機械電子工程專業(yè)選擇機械電子學(xué)作為本專業(yè)的引導(dǎo)性課程,幫助學(xué)生全面了解機械電子工程專業(yè)的知識體系構(gòu)成,并掌握一定的必要的基礎(chǔ)知識。但目前的機械電子學(xué)教材大都針對機電類高年級本科生所編寫[1-5],要求學(xué)生具備機械、電子、液壓、氣動、電機、傳感檢測、控制技術(shù)和計算機等多方面的基礎(chǔ)知識,不能滿足引導(dǎo)性課程的教學(xué)要求。故需要對該課程的內(nèi)容設(shè)置加以針對性的調(diào)整。
2.機械電子學(xué)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置的原則
機械電子學(xué)作為機械電子工程專業(yè)的引導(dǎo)性課程,其內(nèi)容設(shè)置必須滿足特定的功能性要求,簡而言之就是承擔承上啟下的作用。要能夠使得學(xué)生通過本課程的學(xué)習,了解一名合格的機械電子工程專業(yè)的畢業(yè)生必須具備的知識體系,了解該體系各構(gòu)成部分所要解決的基本問題及其所在的具體課程,掌握機械學(xué)和電子學(xué)的最基本的內(nèi)容,明確后續(xù)課程的學(xué)習意義和主要內(nèi)容,并為后續(xù)課程的學(xué)習打下必要的基礎(chǔ)。故機械電子學(xué)的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置應(yīng)遵循系統(tǒng)性、基礎(chǔ)性和針對性的原則。
系統(tǒng)性是指該課程內(nèi)容應(yīng)自成體系,能夠有機的覆蓋機械電子工程所涉及的關(guān)鍵技術(shù),并闡明各部分所解決的主要問題和研究的主要對象;同時具有內(nèi)容獨立完整,盡量減少所需預(yù)備知識的范圍。
基礎(chǔ)性是指課程內(nèi)容是專業(yè)知識所必需的基本構(gòu)建部分,且應(yīng)以淺顯和形象的方式表述,例如圖形圖畫、三維立體和動畫運用等。
針對性是指要依據(jù)因材施教的思想,調(diào)查所面對學(xué)生群體的具體狀況包括其所具備的知識基礎(chǔ)和學(xué)習能力等,有目的的選取和組織教學(xué)內(nèi)容,以適應(yīng)所面對群體的知識需求。
3.機械電子學(xué)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置
為了滿足引導(dǎo)性課程的教學(xué)要求,以系統(tǒng)性、基礎(chǔ)性和針對性為指導(dǎo)原則,將機械電子學(xué)的內(nèi)容主要劃分成四個組成部分:
第一部分為機械電子系統(tǒng)概論。其具體內(nèi)容包括機械電子系統(tǒng)的應(yīng)用、特點、功能構(gòu)成、元素構(gòu)成、關(guān)鍵技術(shù)、技術(shù)現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢等。這部分內(nèi)容主要從總體上介紹機械電子系統(tǒng),目的是使得學(xué)生了解其應(yīng)用、掌握其基本組成。
第二部分為機械電子學(xué)基礎(chǔ)知識。其具體內(nèi)容包括機械零件與機構(gòu)基礎(chǔ)、材料及材料力學(xué)基礎(chǔ)、電路基礎(chǔ)、模擬電子與數(shù)字電路基礎(chǔ)、自動控制技術(shù)基礎(chǔ)、傳感技術(shù)基礎(chǔ)、計算機基礎(chǔ)、執(zhí)行裝置技術(shù)基礎(chǔ)、軟件技術(shù)基礎(chǔ)等。這部分內(nèi)容較為淺顯和概略,主要從系統(tǒng)性和完整性的角度出發(fā),介紹整個學(xué)科知識體系的構(gòu)成,各構(gòu)成部分的主要研究對象和主要解決的問題。使得學(xué)生能夠主動的有意識的選取相關(guān)課程,完善自己的知識體系,明確學(xué)習的目的。
第三部分為機械電子系統(tǒng)的圖形表達。其具體內(nèi)容包括常見機械零件及其功用、機械零件的圖形表達方法、常見電路器件及其特性、電路的圖形表達方法。這部分內(nèi)容較為深入和詳細,主要從基礎(chǔ)性和針對性的角度出發(fā),介紹機械電子系統(tǒng)的工程描述方法,使得學(xué)生掌握相關(guān)的工程師所使用的通用語言,并為后續(xù)課程的學(xué)習打下必要的基礎(chǔ)。
第四部分為機械電子系統(tǒng)的設(shè)計方法。其內(nèi)容包括設(shè)計方法學(xué)介紹、模塊化和標準化的設(shè)計思想、系統(tǒng)設(shè)計準則等。重點介紹標準化在機械和電子元部件設(shè)計中的應(yīng)用。這部分內(nèi)容強調(diào)目前的社會化大生產(chǎn)條件下,產(chǎn)品設(shè)計的正確理念。
4.總結(jié)
為適應(yīng)學(xué)分制下,專業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)的需要,對于作為機械電子工程專業(yè)引導(dǎo)性課程的機械電子學(xué)的教學(xué)內(nèi)容按照上面所述的四個組成部分進行設(shè)置。一方面保證了其內(nèi)容的系統(tǒng)性和全面性,為學(xué)生的進一步深入學(xué)習指明方向,另一方面針對非機電專業(yè)的轉(zhuǎn)專業(yè)學(xué)生強化了基礎(chǔ)性內(nèi)容的介紹,使其掌握必要的基礎(chǔ)知識,以便于開展其他專業(yè)知識的學(xué)習。
參考文獻
[1]張立勛. 機械電子學(xué). 2版. 哈爾濱:哈爾濱工程大學(xué)出版社, 2005.
[2]李杰. 機械電子學(xué). 1版. 北京:北京理工大學(xué)出版社,2010.
[3]劉政華. 機械電子學(xué). 1版. 長沙:國防科技大學(xué)出版社,2005.
—、機械電子工程的發(fā)展與特征
(一)發(fā)展歷程
在機械電子工程發(fā)展初期,主要體現(xiàn)為手工制作,生產(chǎn)力水平較低,資源技術(shù)等對其發(fā)展產(chǎn)生制約。為了提升生產(chǎn)效率,逐漸朝著機械工業(yè)方向發(fā)展。
在生產(chǎn)線階段,機械工程已逐漸發(fā)展到流水線生產(chǎn),實現(xiàn)標準化大批量生產(chǎn),.這一生產(chǎn)模式使勞動力得到解放,生產(chǎn)力水平大大提升,同時生產(chǎn)效率也得到提高。但是仍然存在一些不足,比如,部分生產(chǎn)仍就以進口為主,生產(chǎn)成本較大,在市場方面缺少適應(yīng)力;>靈活性較差,難以滿足不斷變化的市場需求。
在機械電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段中,產(chǎn)品生產(chǎn)能夠適應(yīng)市場的需求,對于不斷變化的產(chǎn)品需求產(chǎn)業(yè)化發(fā)展能夠滿足。
(二)機械電子工程主要特征
機械電子工程是復(fù)雜綜合性學(xué)科,同各類學(xué)科之間都有著密切的聯(lián)系。機械電子工程發(fā)展要以計算機、電子以及機械為基礎(chǔ),結(jié)合其他學(xué)科做出合理、科學(xué)的設(shè)計。在設(shè)計的過程中,要求每一個模塊都能夠?qū)崿F(xiàn)有機結(jié)合,進而使得各個模塊都能將其最大優(yōu)勢發(fā)揮出來。機械電子產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單明了,并不復(fù)雜,無需復(fù)雜原件的投入,這樣能在一定程度上使產(chǎn)品性能得到提升,進而擴大消費市場。
二、人工智能簡述
人工智能是一門復(fù)雜,并且綜合性較強的學(xué)科,所涉及到的學(xué)科比較多。也可以說,21世紀人工智能是最偉大學(xué)科之一。人工智能實現(xiàn)了對人的智能模擬,并且能通過計算機使認得智能化得到進一步的延伸,人工智能這門學(xué)科有著較好的發(fā)展?jié)摿?。人工智能在發(fā)展的過程中主要經(jīng)歷下列幾個階段。
初步階段。人工智能在17世紀開始發(fā)生萌芽,法國在這一階段成功誕生世界上的第一部計算機,這一計算器只是單純的能進行加法簡單運算,但是仍就轟動世界,進而在世界范圍內(nèi),對這項技術(shù)開始進一步研宄。在最初階段,人工智能并沒有明顯的進展,主要是在實踐的過程中積累與總結(jié)知識,這為今后人工智能發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。
發(fā)展初始階段。美國人在二十世紀首次提出人工智能專業(yè)用語。在這個發(fā)展階段,人工智能主要以證明與闡釋為主要體現(xiàn),在這一時期對于人工智能的研宄就是首要任務(wù)。
發(fā)展起伏階段。隨著人們對于人工智能的不斷深入研宄,人工智能也處于持續(xù)的發(fā)展階段,但是在實踐過程中發(fā)現(xiàn),要想使人工智能模仿和人類思維同步是非常困難的。大部分對于人工智能的科學(xué)研宄僅僅是停留于簡單映射層面,對于邏輯思維的研宄仍就沒有突破性進展。不論怎么說,在發(fā)展的起伏階段,人功能智能也在發(fā)展中得到了技術(shù)創(chuàng)新,特別是在系統(tǒng)方面、計算機機器人以及語言掌握方面取得了較大的成就。
起伏階段發(fā)展以后。在這一階段,人工智能的相關(guān)研究得到了發(fā)展,尤其是第五屆國際人工智能聯(lián)合會議的召開,人工智能逐漸朝著知識層面的方向發(fā)展,大部分的人工智能研都會結(jié)合相應(yīng)的知識工程,在這個階段中,人工智能發(fā)展的高度是前所未有的,在一定程度上促進了人工智能應(yīng)用于實際工程中。
穩(wěn)步發(fā)展階段。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,對于人工智能研宄方向發(fā)生重大轉(zhuǎn)變,由原本的單一主體朝著集中統(tǒng)一主體的方向發(fā)展。關(guān)于人工智能在實際中的運用以及研究,受到了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的影響。網(wǎng)絡(luò)的普及與快速發(fā)展,在一定程度上促進了信息化的發(fā)展,信息在傳送方面發(fā)生率重大性變革。在人們逐漸進入信息化社會后,在信息有效處理方面人工智能的發(fā)展_到了重要的作用,在模擬設(shè)計方面,機械電子工程的發(fā)展需要人工智能的大力支持。
三、機械電子工程與人工智能之間的關(guān)系
隨著我國社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展,社會不斷的進步,對于信息人們越來越重視。在21世紀,互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到快速發(fā)展,同時信息的傳遞也逐漸注入新鮮血液?;ヂ?lián)網(wǎng)應(yīng)用的普及說明人們正朝著信息時代的方向邁進,在社會逐步信息化以后,更加需要有人工智能這一技術(shù)的支持,特別是機械電子工程發(fā)展中有著重要作用,機械電子系統(tǒng)本身缺少一定的穩(wěn)定性,這樣在機械電子工程設(shè)計方面就有著較大阻礙存在。在現(xiàn)代社會中,信息的處理量持續(xù)增大,并且較為復(fù)雜,有些時候需要同時對不同類型的信息進行處理,所以需要采取人工智能的支持才能完成信息處理。人工智能主要包含模糊推理系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)這種兩種方法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傾向于對人腦結(jié)構(gòu)的綜合分析,模糊推理系統(tǒng)更加重視對于語言信號的分析與理解。隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展,僅僅采取單一的人工智能方法,明顯已經(jīng)無法適應(yīng)目前社會中不斷變化的市場需求,所以,對于人工智能相關(guān)問題的研宂正逐漸朝著多方位、全面的人工智能方向轉(zhuǎn)變。多方位全面人工智能系統(tǒng)通過模糊推理系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相互統(tǒng)一的方式,揚長補短,將二者有效的結(jié)合起來,使得二者的優(yōu)勢得到最大程度的發(fā)揮。
關(guān)鍵詞:機械電子工程;控制工程;應(yīng)用
0.引言
計算機控制工程技術(shù)的應(yīng)用,引導(dǎo)著機械電子工程在向著智能化方向邁進,控制工程的應(yīng)用作用也愈來愈重要。人們當前對控制工程的研究也愈來愈深化,加強對機械電子工程中應(yīng)用控制工程,可有效促進機械電子工程的良好發(fā)展。通過從理論層面對機械電子工程的控制工程應(yīng)用,就能從理論上為其發(fā)展有著積極促進作用。
1.機械電子工程和其發(fā)展情況分析
1.1機械電子工程分析
機械電子工程主要就是機械和電子技術(shù)的結(jié)合,也就是機電一體化的發(fā)展,主要是用于創(chuàng)造優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品而應(yīng)用的技術(shù)。機械電子工程涵蓋的內(nèi)容比較多,其中有電氣控制工程以及機械工程和系統(tǒng)總體技術(shù)等技術(shù)內(nèi)容,在具體的產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)計當中會進行綜合性的應(yīng)用。機械電子工程的核心技術(shù)中,信息處理技術(shù)以及電子技術(shù)和自動控制技術(shù)等等,都能發(fā)揮其自身的作用。機械基礎(chǔ)作為電子工程的重要支撐,也是機械電子工程的重要載體,在這一形式下才對多種技術(shù)的綜合提供了有利條件。
1.2機械電子工程發(fā)展情況分析
機械電子工程在實際發(fā)展過程中,經(jīng)過了長期歷程,上世紀八十年代開始日本有著無人示化工程,在當前日本的機械電子技術(shù)已經(jīng)比較成熟,成為世界領(lǐng)先技術(shù)應(yīng)用國家。我國在機械電子工程領(lǐng)域的發(fā)展時間相對比較短,在各個層面和發(fā)達國家相比較還存在著很大差距。所以在機械電子產(chǎn)品大多是依靠著進口,其中數(shù)控機床的占比就比較少。我國的機械電子技術(shù)還不能有效滿足實際工程的需要,加上機械電子的工程在高級智能以及自動化控制的要求都相對比較高,所以這就會多控制工程的需求比較關(guān)鍵,強調(diào)多種技術(shù)進行綜合性應(yīng)用,對工程領(lǐng)域的深度發(fā)展也有著促進作用目。在未來的發(fā)展過程中,我國的機械電子工程將會隨著技術(shù)進一步升級,在應(yīng)用的領(lǐng)域也會進一步擴大化,技術(shù)理論也會進一步深化。
2.機械電子工程中控制工程應(yīng)用內(nèi)容和具體應(yīng)用
2.1機械電子工程中控制工程應(yīng)用內(nèi)容分析
從當前我國機械電子工程當中控制工程的用情況來看,在內(nèi)容上比較多樣化,其中的計算機智能技術(shù)的控制內(nèi)容方面比較重要。計算機智能控制是在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用下進行控制的,對機械電子工程的各環(huán)節(jié)在線模擬目標能有效實現(xiàn),然后結(jié)合實際結(jié)果進行有效控制,在遠程控制系統(tǒng)的操作下實現(xiàn)自動化。通過計算機智能控制技術(shù)的應(yīng)用,就能從整體上提高操作效率和質(zhì)量,在相應(yīng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計工作方面也提供了很大便利,對資源也得到了很大程度節(jié)約。
機械電子工程中的控制工程內(nèi)容中,模糊控制工程也是重要內(nèi)容,這一概念是對傳統(tǒng)工藝困難解決而應(yīng)用的,在實體模型的應(yīng)用型效率比較顯著??刂乒こ碳夹g(shù)在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持下,通過三維立體模擬程序就能有效實現(xiàn)機械在線模擬。并能在立體模型分析性能以及合理性的分析下進行模擬操作。這一模糊工程的應(yīng)用,就能大大對程序進行簡化,在控制質(zhì)量上也能得到有效保證。這一簡便性方式的應(yīng)用,就比較有助于機械電子工程的進一步發(fā)展。
機械電子工程中控制工程內(nèi)容中,核心擴展網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)控制也是其重要內(nèi)容。這是講生物學(xué)科作為重要依據(jù)建立的控制程序,是通過多單線網(wǎng)絡(luò)進行編制的綜合網(wǎng)絡(luò),然后在一個核心下進行控制,這一方法的應(yīng)用是在模糊控制基礎(chǔ)上實現(xiàn)的,對信息數(shù)據(jù)的處理能力比較強,能有效提高工作效率水平。
2.2機械電子工程中控制工程具體應(yīng)用
機械電子工程中控制工程的應(yīng)用涉及到諸多內(nèi)容,其中在機械磨削精密度的控制當中的應(yīng)用比較重要。在對專業(yè)控制精度系統(tǒng)應(yīng)用中,對動態(tài)化的控制目標能有效實現(xiàn)。具體的應(yīng)用過程中,主要是在機械磨削中對可能發(fā)生的差錯進行充分考慮,然后在系統(tǒng)中進行設(shè)定控制目標以及規(guī)則,這樣就能從控制效率上有效提高。
機械電子工程中集成自動控制的應(yīng)用方面,這是對信息技術(shù)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的控制。集成化自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用,能有效將原信息技術(shù)和生產(chǎn)相關(guān)信息加以糅合,這就能從整體上對機械工程生產(chǎn)發(fā)展起到了促進作用。在這一系統(tǒng)應(yīng)用中,計算機技術(shù)是比較基礎(chǔ)性的應(yīng)用技術(shù),在不斷的發(fā)展下,集成自動控制的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的擴大化,集成自動控制系統(tǒng)在計算機技術(shù)的更新完善提高方面也起到了積極促進作用。
機械電子工程中控制工程應(yīng)用,在預(yù)測控制應(yīng)用在高速液壓機當中就發(fā)揮著積極作用。機械電子工程當中,高壓和高速化是液壓機技術(shù)的重要發(fā)展趨勢。對預(yù)測控制技術(shù)科學(xué)化應(yīng)用,就能構(gòu)建完善的系統(tǒng)輸出預(yù)測模型,在這一模型的基礎(chǔ)上能有效得到預(yù)測輸出值和對系統(tǒng)誤差的變化率。高速液壓機當中對預(yù)測控制的應(yīng)用,對控制器輸出和控制模式的實現(xiàn)也有著促進作用。
通過模糊控制在機械電子工程中進行應(yīng)用,也能發(fā)揮模糊控制的積極作用。在對模糊控制的應(yīng)用下,最為主要的優(yōu)勢就能將問題直觀化的呈現(xiàn),構(gòu)造算法以及控制編程也相對簡單,在諸多的機械加工中都發(fā)揮著重要作用。在簡單測量值輸入以及偏差和變化率的設(shè)置下,就能有效控制輸出值,在控制的效率上比較突出。