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【論文摘要】：機電一體化是一種復合技術(shù)，是機械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。本文簡述了機電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應用領(lǐng)域，并指出其發(fā)展趨勢。

現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展極大地推動了不同學科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

一、機電一體化的核心技術(shù)

機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：

（一）機械本體技術(shù)

機械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮?，F(xiàn)代機械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。

（二）傳感技術(shù)

傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。

（三）信息處理技術(shù)

機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設(shè)備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發(fā)展機電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。

（四）驅(qū)動技術(shù)

電機作為驅(qū)動機構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅(qū)動單元。

（五）接口技術(shù)

為了與計算機進行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標準化、規(guī)格化。接口采用同一標準規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。

（六）軟件技術(shù)

軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

二、機電一體化技術(shù)的主要應用領(lǐng)域

（一）數(shù)控機床

數(shù)控機床及相應的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：

1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。

2、開放性設(shè)計，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。

3、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。

4、大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設(shè)計，不僅豐富了數(shù)控功能，同時也加強了CNC系統(tǒng)的控制功能。

5、能實現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務(wù)或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。

6、系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復雜加工系統(tǒng)的能力。

7、以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

（二）計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）

CIMS的實現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準備、生產(chǎn)實驗到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

（三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）

柔性制造系統(tǒng)是計算機化的制造系統(tǒng)，主要由計算機、數(shù)控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

（四）工業(yè)機器人

第1代機器人亦稱示教再現(xiàn)機器人，它們只能根據(jù)示教進行重復運動，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向?qū)嵱没?；?代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨立行動，與第5代計算機關(guān)系密切。

三、機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景

縱觀國內(nèi)外機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展：

（一）智能化

智能化是機電一體化與傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一，也是21世紀機電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動著機電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。

（二）系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強，一般除RS232等常用通信方式外，實現(xiàn)遠程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。

（三）微型化

微型機電一體化系統(tǒng)高度融合了微機械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機電一體化的一個新的發(fā)展方向。國外稱微電子機械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故在生物醫(yī)學、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應用前景。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。

（四）模塊化

模塊化也是機電一體化產(chǎn)品的一個發(fā)展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標準單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時也可以不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模。

（五）網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品。

（六）綠色化

工業(yè)的發(fā)達使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染，于是綠色產(chǎn)品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢時能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。

綜上所述，機電一體化技術(shù)是眾多科學技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法和設(shè)計概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機械設(shè)備的要求，而且是推動機械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的必由之路。

【參考文獻】：

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3、王中杰,余章雄,柴天佑.智能控制綜述[J].基礎(chǔ)自動化,2006(6).

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關(guān)鍵詞：煤礦機電一體化應用

一、概述

煤礦機電一體化產(chǎn)品是把各項高新技術(shù)融于一體的高科技產(chǎn)品，其主要技術(shù)包括：微電子、計算機、自動控制、人工智能、傳感產(chǎn)品可靠性等等，這些都是科技高速發(fā)展的熱門技術(shù)。在煤礦企業(yè)中，開始利用機電一體化技術(shù)對煤炭系統(tǒng)進行改造舊設(shè)備和開發(fā)新產(chǎn)品，并取得了巨大的成功，這讓人們清楚地意識到，機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展是實現(xiàn)高效、安全、機械化采煤和煤礦機電產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要途徑。

二、煤礦機電一體化技術(shù)產(chǎn)品的應用

2.1礦井運輸提升產(chǎn)品的應用在煤礦生產(chǎn)中，因為現(xiàn)代化煤礦發(fā)展的需要，對煤礦機械化采煤提出更高的要求，那么隨之對井下、井上的運輸和提升系統(tǒng)的要求也就越來越高。如今，對于國外一些采煤技術(shù)比較先進的國家，煤礦井下大巷的運輸系統(tǒng)大多是采用帶式運輸機，他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅(qū)動方式，主要以電力電子器件為核心。在英國和意大利等國家，高性能、高可靠性的磁阻電機在煤礦提升系統(tǒng)中也得以應用。還有德國自主研發(fā)的內(nèi)裝式交——交變頻調(diào)速提升機，它采用機電一體化技術(shù)把電機和滾筒做成一體，這樣的融合技術(shù)不論在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計方面還是在電氣控制系統(tǒng)方面在世界上都處于領(lǐng)先地位。

在我國，大多數(shù)煤礦井下生產(chǎn)已經(jīng)實現(xiàn)了皮帶化，采用大巷強力帶式運輸機運輸?shù)姆绞揭卜浅Ｆ毡?。另外，計算機控制系統(tǒng)發(fā)展也非常迅速，它們具有很多種及時故障診斷和自我保護等功能，如應用過程中的軸承溫度、倒轉(zhuǎn)、跑偏及斷帶等故障，可能在某些方面沒有面面俱到，在使用上還不能滿足一些功能，但是從發(fā)展的角度看問題，這的確是一個很好的開始。目前，我國直徑在兩米以上的提升機有1700多臺，其中90%為交流提升機，并且均是采用轉(zhuǎn)差功率消耗型的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，電控系統(tǒng)部分絕大多數(shù)仍采用繼電器——接觸器系統(tǒng)，只有一小部分采用可控制編程器。直流提升機多數(shù)為發(fā)電機拖動，雖有部分可控硅供電系統(tǒng)，也均為模擬量控制。而PLC可編程控制器使用比較簡單，程序設(shè)計起來也比較容易，不需要一些復雜的輸入輸出接口裝置，抵抗外界的干擾能力也很強，因此，它能在環(huán)境比較惡劣的情況下進行長時間工作。

2.2綜合機械化采煤1970年，我國自主設(shè)計制造裝配了第一套綜合機械化采煤工作面，并在大同礦務(wù)局進行試驗使用，一直試驗使用到80年代后期，這項技術(shù)的使用標志著我國的煤礦綜合機械化采煤有了重大的突破性發(fā)展，推動了煤礦自動化的發(fā)展進程，同樣，采煤機也由液壓牽引開始轉(zhuǎn)向電牽引；液壓支架的控制系統(tǒng)也逐漸向計算機化發(fā)展，以計算機為核心，采用電液控制，移架自動化得以實現(xiàn)。另外，對工作面刮板運輸機也進行了微機監(jiān)控裝置的配置，實現(xiàn)計算機自動化控制。機電一體化技術(shù)在綜合機械化采煤中的應用，使設(shè)備動作趨于協(xié)調(diào)，且安全性、可靠性大為提高，操作性能更加完善，為煤炭企業(yè)帶來了更高的經(jīng)濟效益。

2.3礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)從多數(shù)煤礦使用監(jiān)控系統(tǒng)的效果來看，還存在一些問題，但是主要問題是傳感器的不足，并且使用過程中，其穩(wěn)定性相對較差，使用壽命不足，一些研究所和使用單位在這方面進行了大量的研究，對一些關(guān)鍵技術(shù)也實施多次再設(shè)計改進措施，但仍然沒有得到預期的效果，因此這些在實際現(xiàn)場應用率不是很高。在國外，由于計算機網(wǎng)絡(luò)軟硬件技術(shù)發(fā)展很快，運行速度和質(zhì)量也在不斷提高，傳輸介質(zhì)由同軸電纜發(fā)展到光纜，信息媒體由字符發(fā)展到聲像，煤礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)有了很大的發(fā)展，他們的機電一體化技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)上的應用已有了非常高的水平。我國煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是煤炭行業(yè)內(nèi)部機電一體化技術(shù)推廣應用最快的產(chǎn)品，一些高校、科研所和企業(yè)正在研究和生產(chǎn)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。

三、對我國煤礦機電一體化技術(shù)的思考

在20世紀，我國煤礦機電一體化技術(shù)(產(chǎn)品)取得了較大的發(fā)展，機電一體化技術(shù)應用到了煤礦每個環(huán)節(jié)，但相對國外先進煤礦還是比較落后的。因此，要讓我國煤礦機電一體化技術(shù)達到世界先進技術(shù)水平，必須掌握信息時代機電一體化技術(shù)的特點和相關(guān)技術(shù)發(fā)展的動態(tài)。:

應提高我國煤礦機電一體化產(chǎn)品的規(guī)范化、標準化、系列化和通用化的程度；以計算機為機電一體化的核心裝置，因為計算機運算和存貯能力非常強，且體積和功耗小，更加適合于工作空間狹小的煤礦機電一體化產(chǎn)品，在設(shè)計煤礦機電一體化產(chǎn)品時，應盡可能的選用功能強大的嵌入式計算機，從而保證工作性能更可靠；對于新開發(fā)的煤礦機電一體化產(chǎn)品應具有通信功能，同時，要選用很好的開放性和高可靠性的通信模塊，方便與控制網(wǎng)絡(luò)進行連接通信控制；煤礦機電一體化產(chǎn)品需要達到智能化發(fā)展水平，能判斷機電設(shè)備和周圍環(huán)境的狀態(tài)，使設(shè)備能自動適應環(huán)境并以最優(yōu)的狀態(tài)工作，同時能快速地對所采集的參數(shù)進行分析，從而對故障進行診斷，再根據(jù)這些診斷結(jié)果對以后工作過程中的故障進行預測；要對礦用傳感器進行深入研究和開發(fā)，提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命，同時考慮傳感器的數(shù)字化、集成化、智能化和多維化，使礦用傳感器在比較惡劣的工作環(huán)境下進行信號的測量，并保證其測量準確度，并具有自校正、自診斷、狀態(tài)識別和自我調(diào)節(jié)等功能；要關(guān)注國內(nèi)外高新技術(shù)的發(fā)展，將那些適于煤礦井下工作環(huán)境的高新技術(shù)用于煤礦機電一體化產(chǎn)品，從而提高煤礦現(xiàn)代化，達到煤礦自動化生產(chǎn)。

四、結(jié)束語

煤礦機電一體化技術(shù)是煤礦綜合自動化的發(fā)展基礎(chǔ)，更是煤礦企業(yè)信息化建設(shè)的重要支撐技術(shù)，煤礦機電一體化技術(shù)在采、掘、運、裝備等方面的應用和推廣，大力地推動我國煤礦綜合生產(chǎn)力，同時，為實現(xiàn)安全、高效、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的現(xiàn)代化、高科技煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]李建勇.機電一體化技術(shù)[M].北京:科學出版社.2004.

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課程教學體系基本結(jié)構(gòu)的合理性決定專業(yè)學生技術(shù)技能學習效率和質(zhì)量，即專業(yè)課程開設(shè)的前后順序、課程教學課時要安排合理，以科學的課程組織形式開展教學活動。機電一體化專業(yè)課程體系結(jié)構(gòu)考慮對技術(shù)技能型人才的質(zhì)量要求，需要全面覆蓋基礎(chǔ)課程、技術(shù)課程、實訓課程和選項課程四大模塊，四模塊分別占比：23%、20%、40%、17%。機電一體化課程考慮技術(shù)技能視角構(gòu)建課程體系，要尤為注重技術(shù)技能訓練。

2構(gòu)建思路

機電一體化專業(yè)課程體系構(gòu)建是基于學生未來職業(yè)要求和技術(shù)技能型質(zhì)量要求的，要充分考慮職業(yè)資格考試和技能大賽對教學引領(lǐng)作用，在課程體系中集中體現(xiàn)技術(shù)、技能屬性?？紤]現(xiàn)有機電一體化專業(yè)教學模式，將機電一體化專業(yè)課程體系構(gòu)建為“階段+模塊”、“理論+實踐”的互補體系。機電一體化專業(yè)教學課程階段主要包括職業(yè)基礎(chǔ)能力培養(yǎng)階段、職業(yè)專門技術(shù)能力培養(yǎng)階段、職業(yè)關(guān)鍵能力培養(yǎng)階段和職業(yè)拓展能力培養(yǎng)階段四個階段，對學生在未來職業(yè)中所需技術(shù)技能進行培養(yǎng)，全面提升學生綜合專業(yè)能力。機電一體化專業(yè)教學課程模塊主要包括基礎(chǔ)課程、技術(shù)課程、實訓課程和選項課程四大模塊，其中基礎(chǔ)課程模塊就學生在未來職業(yè)中的職業(yè)素質(zhì)和基礎(chǔ)能力進行開發(fā)培養(yǎng)，切實提高學生職業(yè)綜合素養(yǎng)；技術(shù)課程模塊就學生在未來職業(yè)中的專業(yè)技術(shù)能力進行開發(fā)培養(yǎng)，主要設(shè)置職業(yè)技術(shù)性課程；實訓課程模塊就學生在職業(yè)技術(shù)性課程中所學進行實訓教學；選項課程模塊就學生在未來職業(yè)中具體工作崗位所需設(shè)置的課程，具有較強的專業(yè)性和技術(shù)技能導向性。

3課程體系總體設(shè)計

高校機電一體化專業(yè)課程體系的總體設(shè)計框架是基于機械工程行業(yè)需求，強化學生技術(shù)、技能基礎(chǔ)，拓寬機電專業(yè)能力，突出未來職業(yè)能力，提高綜合專業(yè)素質(zhì)，全面職業(yè)發(fā)展的課程結(jié)構(gòu)，是面向多方向工作崗位需求，設(shè)計大類模塊化課程的體系。機電一體化專業(yè)課程體系的總體設(shè)計包括集“自然科學+人文社會科學+專業(yè)思想教育”在內(nèi)的基礎(chǔ)課程教育（一個基礎(chǔ)），包括集“電工電子基礎(chǔ)平臺+機械基礎(chǔ)平臺+計算機控制技術(shù)基礎(chǔ)平臺”在內(nèi)的平臺課程教育（三個平臺），包括集“自動生產(chǎn)線方向+機電一體化設(shè)備+模具設(shè)計和制造+數(shù)控技術(shù)應用+計算機輔助機械設(shè)計”等多模塊課程教育（多模塊）。

4課程體系設(shè)置分析

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機電一體化技術(shù)主要包括技術(shù)原理和使機電一體化產(chǎn)品(或系統(tǒng))得以實現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術(shù)。機電一體化技術(shù)是一個技術(shù)群(族)的總稱，包括檢測傳感技術(shù)、信息處理技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、自動控制技術(shù)、機械技術(shù)及系統(tǒng)總體技術(shù)等。

1)機械技術(shù)。是機電一體化的基礎(chǔ)，機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(shù)相適應，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。

2)計算機與信息技術(shù)。信息交換、存取、運算、判斷與決策，人工智能技術(shù)，專家系統(tǒng)技術(shù)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計算機信息處理技術(shù)。

3)系統(tǒng)技術(shù)。即以整體概念組織應用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個重要方面，是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。

4)自動控制技術(shù)。其范圍很廣，在控制理論指導下進行系統(tǒng)設(shè)計，設(shè)計后的系統(tǒng)仿真、現(xiàn)場調(diào)試、控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。

5)傳感檢測技術(shù)。是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程度就越高。

6)伺服傳動技術(shù)。包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉(zhuǎn)換裝置與部件，對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。

二、機電一體化技術(shù)的主要發(fā)展趨勢

縱觀國內(nèi)外機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動向，未來機電一體化技術(shù)將朝著智能化、高性能化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、模塊化、綠色化等多方向發(fā)展。

2.1智能化

人工智能在機電一體化建設(shè)者的研究中日益得到重視。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。即要求機電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。隨著制造自動化程度的不斷提高，將會出現(xiàn)智能制造系統(tǒng)控制器來模擬人類專家的智能制造活動，并會對制造中出現(xiàn)的問題進行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策。例如，在智能化房屋建設(shè)上增加人機對話功能，設(shè)置智能I／O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。

2.2高性能化

高性能化一般包含高速、高精度、高效率和高可靠性。它采用多CPU結(jié)構(gòu)，以多總線連接，進行高速數(shù)據(jù)傳遞，采有精簡指令集機，實時多任務(wù)操作系統(tǒng)并進行處理。設(shè)置多重緩沖器，故障診斷，自動檢錯、糾錯，系統(tǒng)自動恢復等技術(shù)保證該機電一體化產(chǎn)品具有高性能。

2.3模塊化

由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事情。例如，研制具有集減速、變頻調(diào)速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品，也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。這就需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)，還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。隨著微處理器性能價格比的迅速提高和微機械電子(MEMS)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種機電一體化模塊將越來越多地出現(xiàn)在市場上。利用這些模塊，可以迅速方便地設(shè)計和制造出各種新的機電一體化產(chǎn)品。機電一體化是許多科學技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。

2.4網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育以及人們?nèi)粘Ｉ疃紟砹司薮蟮淖兏?。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到、質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(homenet)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng)(eolnputerintegratedappliancesystem，ClAS)，使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。

2.5微型化

微型機電一體化產(chǎn)品向微米、納米級發(fā)展，體積小、耗能小、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優(yōu)越性。微機電系統(tǒng)是指可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。

2.6人性化

機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品對人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。未來的機電一體化將會加速它們與生命機體的相似性，更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系(人一機的協(xié)調(diào))并與人共生(人一系統(tǒng)一一體化)，更關(guān)注適宜人的使用與操作、人的可靠性及安個性問題。

2.7綠色化

工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化，同時資源減少、生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應運而生并成為時代的趨勢。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計綠色的機電一體化產(chǎn)品具有遠大的發(fā)展前途。綠色化成了時代的趨勢，產(chǎn)品的綠色化更成為適應未來發(fā)展的一大特色。

篇5

摘要：機電一體化是一種復合技術(shù)，是機械技術(shù)與微電子技術(shù)、信息技術(shù)互相滲透的產(chǎn)物，是機電工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。本文簡述了機電一體化技術(shù)的基本結(jié)構(gòu)組成和主要應用領(lǐng)域，并指出其發(fā)展趨勢。

現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展極大地推動了不同學科的交叉與滲透，引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。

一、機電一體化的核心技術(shù)

機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：

（一）機械本體技術(shù)

機械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮?，F(xiàn)代機械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。

（二）傳感技術(shù)

傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術(shù)。

（三）信息處理技術(shù)

機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設(shè)備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發(fā)展機電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。

（四）驅(qū)動技術(shù)

電機作為驅(qū)動機構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅(qū)動單元。

（五）接口技術(shù)

為了與計算機進行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標準化、規(guī)格化。接口采用同一標準規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設(shè)計。目前，技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。

（六）軟件技術(shù)

軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

二、機電一體化技術(shù)的主要應用領(lǐng)域

（一）數(shù)控機床

數(shù)控機床及相應的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過40年的發(fā)展，在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在：

1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu)，即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。

2、開放性設(shè)計，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。

3、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。

4、大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設(shè)計，不僅豐富了數(shù)控功能，同時也加強了CNC系統(tǒng)的控制功能。

5、能實現(xiàn)多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務(wù)或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。

6、系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復雜加工系統(tǒng)的能力。

7、以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置。

（二）計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）

CIMS的實現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡單組合，而是全局動態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現(xiàn)從經(jīng)營決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準備、生產(chǎn)實驗到生產(chǎn)經(jīng)營管理的有機結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化，各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。

（三）柔性制造系統(tǒng)（FMS）

柔性制造系統(tǒng)是計算機化的制造系統(tǒng)，主要由計算機、數(shù)控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設(shè)計更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。

（四）工業(yè)機器人

第1代機器人亦稱示教再現(xiàn)機器人，它們只能根據(jù)示教進行重復運動，對工作環(huán)境和作業(yè)對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業(yè)環(huán)境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現(xiàn)出低級智能，已開始走向?qū)嵱没?；?代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業(yè)環(huán)境中獨立行動，與第5代計算機關(guān)系密切。

三、機電一體化技術(shù)的發(fā)展前景

縱觀國內(nèi)外機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展：

（一）智能化

智能化是機電一體化與傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一，也是21世紀機電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動著機電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。

（二）系統(tǒng)化

系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強，一般除RS232等常用通信方式外，實現(xiàn)遠程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，如何賦予機電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。

（三）微型化

微型機電一體化系統(tǒng)高度融合了微機械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，是機電一體化的一個新的發(fā)展方向。國外稱微電子機械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故在生物醫(yī)學、航空航天、信息技術(shù)、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領(lǐng)域，都有廣闊的應用前景。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。

（四）模塊化

模塊化也是機電一體化產(chǎn)品的一個發(fā)展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標準單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時也可以不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模。

（五）網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展對機電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。機電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡(luò)的方式也不同。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品。

（六）綠色化

工業(yè)的發(fā)達使人們物質(zhì)豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染，于是綠色產(chǎn)品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢時能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。

綜上所述，機電一體化技術(shù)是眾多科學技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機械設(shè)計方法和設(shè)計概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機械設(shè)備的要求，而且是推動機械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領(lǐng)域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的必由之路。

參考文獻:

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3、王中杰,余章雄,柴天佑.智能控制綜述[J].基礎(chǔ)自動化,2006(6).

篇6

（一）“雙師型”師資隊伍

為了配合“產(chǎn)學研”一體化人才培養(yǎng)模式的建設(shè)，應組建“雙師型”師資隊伍。在“產(chǎn)、學、研”一體化人才培養(yǎng)模式中，企業(yè)與學校共同承擔生產(chǎn)、教育與科研任務(wù)。教學中，即要求教師強化自身對市場經(jīng)濟的理解，又必須提高在藝術(shù)設(shè)計方面的創(chuàng)新意識?！爱a(chǎn)學研”一體化模式系統(tǒng)地建立了教學理論與實踐相結(jié)合的新框架，可以有效容納“雙師型”隊伍，改善教師的知識結(jié)構(gòu)，提高教學能力。提高學生的創(chuàng)新能力和整體素質(zhì)，有賴于教師的這些素質(zhì)，因此，“雙師型”師資隊伍的建設(shè)要從骨干教學團隊和兼職教師團隊兩個方面進行。

1.建設(shè)精通設(shè)計、施工、管理、教學的“雙師”結(jié)構(gòu)骨干教學團隊第一，聘請具有豐富項目實施經(jīng)驗的工程師到高校任教；第二，以相關(guān)制度鼓勵校內(nèi)骨干教師到設(shè)計行業(yè)內(nèi)任職，參與設(shè)計與專業(yè)核心課程相關(guān)的項目，之后將相關(guān)工作經(jīng)驗融入課堂，實現(xiàn)具體項目教學與實際的緊密結(jié)合。

2.改善兼職教師隊伍建設(shè)第一，在骨干教師赴企業(yè)任設(shè)計師的同時，應加大力度，聘請校外行業(yè)專家兼職擔任校內(nèi)項目教學指導教師、校內(nèi)生產(chǎn)性實訓指導教師、校外實訓指導教師。第二，應聘請在職行業(yè)主力設(shè)計師參與校內(nèi)教學項目，讓緊密結(jié)合行業(yè)實際的主流風格滲透到教學內(nèi)容當中。

（二）開發(fā)多元化的課程體系

“產(chǎn)學研”一體化人才培養(yǎng)模式的課程體系建設(shè)必須與時俱進，反映社會人才需求方向，重視多元化發(fā)展。市場對人才的需求日趨復雜化，多元化課程體系能夠?qū)h(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(yè)與區(qū)域需求相結(jié)合，極具靈活性和實用性。

1.基于工作過程的課程體系環(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(yè)應依據(jù)相關(guān)企業(yè)對人才的要求和職業(yè)資格標準，建設(shè)課程體系，確立課程模塊：以環(huán)境藝術(shù)設(shè)計崗位（室內(nèi)設(shè)計、景觀規(guī)劃設(shè)計和展示設(shè)計等）能力為目標；以職業(yè)活動為導向，以企業(yè)實際設(shè)計項目為載體，按設(shè)計定位構(gòu)思、設(shè)計效果表現(xiàn)、方案實施與施工管理的步驟進行課程設(shè)計，通過單項項目訓練、專項項目訓練和綜合項目訓練等構(gòu)建“基于工作過程”的課程體系。課程體系應體現(xiàn)以職業(yè)能力為核心的課程標準、“教、學、做”一體化的教學方法、行動導向的課程組織方式，以及學校、企業(yè)、學生等多元參與的考核方式，進一步突出職業(yè)知識學習、職業(yè)能力訓練與職業(yè)養(yǎng)成有機結(jié)合、融為一體的特色。

2.多種多樣的專業(yè)選修課

從事環(huán)境藝術(shù)設(shè)計的專業(yè)人員數(shù)量與日俱增，各個設(shè)計項目對品質(zhì)的要求也越來越高，大中型設(shè)計項目需要以團隊的形式，多人配合才能完成。目前，環(huán)境藝術(shù)設(shè)計不僅與室內(nèi)配套設(shè)施、暖通、排水、電氣等建筑工程方面的設(shè)計廣泛融合，而且各種平面設(shè)計的理念也逐漸滲透進來，使環(huán)境藝術(shù)設(shè)計逐漸成為多門類技術(shù)與科技的綜合展示，設(shè)計師要了解這些相關(guān)門類的工程設(shè)計內(nèi)容，就需要對龐大知識體系進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)，將其融為一體。因此，市場對設(shè)計人才的需求不止是“?！?，還要夠“廣”。要培養(yǎng)滿足市場需求的全面型人才，應廣泛開設(shè)多種多樣的特色選修課程。特色選修課程可以使教學內(nèi)容豐富多彩、充滿靈活性，學生可以根據(jù)教師的建議，在適應自己專業(yè)水平和滿足學習興趣的前提下，挑選適宜的課程。這不僅能擴充學生的知識面，提高學生的學習興趣，增強其學習信心，還能調(diào)動教師定向培養(yǎng)學生的積極性。

二、結(jié)語

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關(guān)鍵詞：數(shù)學一體化教學模式；自主探究；評價

技工學校的數(shù)學理論知識學習是為了更好地應用在實訓課的操作上，所以傳統(tǒng)教學灌輸大量基礎(chǔ)知識及繁瑣計算已經(jīng)不能滿足技校生的學習要求，再加上技校生數(shù)學基礎(chǔ)薄弱，學習動力不足，缺乏興趣，技校數(shù)學課存在教之無效的現(xiàn)象。為了改變此現(xiàn)象，當前，我院校的數(shù)學課一體化教學模式正在探索之中，數(shù)學課能否如實訓課一樣進行一體化教學，是我們探討研究的重要方向。

一、數(shù)學一體化教學模式的理念

數(shù)學一體化教學模式是將數(shù)學理論知識與解決實訓課的數(shù)學實際問題結(jié)合在一起，以解決某個專業(yè)學習或工作任務(wù)為目的，創(chuàng)設(shè)一種教師主導、學生自主探究的教學情景，通過實踐與創(chuàng)新，將數(shù)學理論教學與實訓教學融為一體。

二、數(shù)學一體化教學模式實施方案

（一）課前準備

密切聯(lián)系實訓專業(yè)課，明確各系各專業(yè)對技校生數(shù)學教育的需求，結(jié)合數(shù)學教學特點，設(shè)定教學內(nèi)容。需明確的是，一體化教學模式不是萬能化、公式化，不是優(yōu)于所有的教學方式，也并不是所有的課程都適用一體化教學模式。要應用一體化教學模式，須符合教材的定位和目標。目前，技工院校使用全國中等職業(yè)技術(shù)學校通用教材《數(shù)學》，教學內(nèi)容是面向技能型人才培養(yǎng)的，反映著職業(yè)教育重心是為學習專業(yè)課、崗位工作和職業(yè)發(fā)展作基礎(chǔ)準備。因此，教材內(nèi)容應該劃分專業(yè)類別，體現(xiàn)因材施教、分層教學的思想。如設(shè)計《正弦函數(shù)的圖像與性質(zhì)》一課的一體化教學模式，因它與物理學、電工學等學科的實際問題所涉及的正弦函數(shù)有直接關(guān)系，而實際生活中常見的電器，如電視機、冰箱、洗衣機等都是以交流電為能源的，所以學習這一課可以達到職業(yè)教育的目的。

（二）設(shè)計一體化教學模式的課程內(nèi)容

學生學習數(shù)學基礎(chǔ)知識后，可操作某個理實一體化教學項目，如學習《正弦函數(shù)的圖像與性質(zhì)》，包括圖像的特點，會用“五點法”畫簡圖，并掌握與正弦函數(shù)有關(guān)的簡單的圖像平移變換和對稱變換，再利用正弦曲線研究正弦函數(shù)的性質(zhì)（定義域、值域、周期性、奇偶性、單調(diào)性等）。學習結(jié)束后，可設(shè)計一個實踐項目：給出一個示波器測出的某電壓/電流顯示圖像，請學生寫出電壓/電流的最大值，周期，頻率等。

（三）采取一體化教學模式，實施課程

一體化教學模式流程分情境進入——自主探究——成果評價——知識歸納——應用實踐五個環(huán)節(jié)進行。（1）設(shè)計情境帶學生進入課堂學習任務(wù)，要合理且有吸引力，符合學生生活環(huán)境。如對《正弦函數(shù)的圖像與性質(zhì)》一課，從實際生活中的常見電器，如電視機、冰箱、洗衣機等入手，指出它們都是以交流電為能源，貼近生活，加深生活中的數(shù)學與教材《數(shù)學》的聯(lián)系。（2）學生自學或小組合作進行自主探究學習是教學的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這一環(huán)節(jié)以學生獨立探究或同學合作、師生互動的方式開展，教師在設(shè)定學習任務(wù)時要簡練、分層次地設(shè)計任務(wù)，學生能利用現(xiàn)有的知識順利完成任務(wù)。學生根據(jù)實際情況采用查閱、觀察、對比、猜想等不同的方法完成學習任務(wù)，這種通過學生自主探究、小組合作、集體討論得出本課的重要知識點，比學生被動吸收課本上的知識點要生動、深刻，同時也可以培養(yǎng)學生與他人協(xié)作的團結(jié)精神。（3）教師對學生學習成果的評價，要選擇具有代表性或是爭議性的結(jié)論進行探討，要學生自評、小組互評及教師評價等多種評價形式互相結(jié)合，通過探討，力求得出正確的統(tǒng)一的結(jié)論。（4）學生通過探究得出的知識點往往是分散的、局部的，因此，教師要引導學生整理出系統(tǒng)、連貫的數(shù)學知識。（5）學生通過完成實踐任務(wù)檢驗所學到的知識點，不僅使知識點得以鞏固和升華，也提高了學生運用數(shù)學知識解決實際問題的能力。

（四）一體化教學結(jié)束后，要進行教學評價，總結(jié)經(jīng)驗

完成一次的一體化教學模式后，教師要及時地進行總結(jié)，如：完成過程中應用到哪些數(shù)學知識，哪些專業(yè)知識，是否與學生講解？在操作過程中教師或是學生遇到了什么難題，是否解決，如何解決，解決效果如何？數(shù)學理論知識的學習和專業(yè)實訓課是否有差異，在哪一方面？學習結(jié)束后，學生的學習效果如何？通過總結(jié)本次教學模式的優(yōu)點和不足之處，可在下次的教學中揚長避短，使學生的探索更加富有意義，更能獲得學習的成就感。

篇8

關(guān)鍵詞：優(yōu)化制粉工藝 提高出粉率 技術(shù)對策

根據(jù)對制粉工藝優(yōu)缺點的分析，在把握制粉原理的基礎(chǔ)上，提出對制粉工藝優(yōu)化和創(chuàng)新的思路。針對原有常用粉路研磨系統(tǒng)進行改進，巧妙結(jié)合適當?shù)淖矒艉蛣兤すに嚕赃_到更好的麩皮和胚乳的分離效果。同時對制粉設(shè)備提出了選型工藝要求和管理優(yōu)化，進一步保證了制粉效果的提升。小麥出粉率是一個重要經(jīng)濟技術(shù)指標，現(xiàn)在大部分面粉廠一般是以粉麩比來計算。在保證面粉質(zhì)量前提下，出粉率越高，生產(chǎn)成本越低，廠家獲得利潤越大，因此，在生產(chǎn)過程比較穩(wěn)定情況下，應當盡量提高小麥出粉率，這是制粉企業(yè)的追求最大目標。

一、原料的質(zhì)量和著水潤麥

1.容重是衡量小麥質(zhì)量最重要的指標。每一品種的小麥都有不同的容重，容重大的小麥出粉率高。籽粒呈橢圓且腹溝淺的小麥比籽粒細長且腹溝深的出粉率也高。籽粒皮薄比皮厚的小小麥容重值高麥容重值大，出粉率自然會高一些。

2.小麥入磨前必須達到凈麥質(zhì)量要求，為保證小麥出粉率，我國面粉廠要求凈麥應符合下列要求：

（1）塵芥雜質(zhì)不超過0.3%，砂石不超過0.015%

（2）糧谷雜質(zhì)不超過0.3%-0.015% ， 小麥經(jīng)過清理后，灰分降低不高于0.5%-0.6%

（3）保證入磨凈麥有最佳水分。

3.如果雜質(zhì)多，不但影響出粉率，而且面粉質(zhì)量也會下降，所以應加設(shè)初清裝置，一般是一臺圓筒式初清篩和一臺自衡振動篩，合理配置兩臺設(shè)備的產(chǎn)量和篩孔尺寸，使小麥進入主車間之前，得到初步清理大雜及部分不完善粒，不僅減輕清理車間負擔，而且對提高研磨效率，保證高出粉率創(chuàng)造條件。

4.潤麥應使各麥粒間含水分均勻，有適宜入磨水分；對研磨前小麥著水，并完成一定時間潤麥，使胚乳軟化，麥皮變韌。從感官上說？？用手握上去有一種滑膩的感覺，用牙咬上去不疲不硬，帶有發(fā)酥的感覺，如果拿手抓一把入磨前小麥，攥一下，伸開手掌，有數(shù)粒小麥粘在掌心表面，證明小麥著水恰當。

5.如果潤麥水分過低，則小麥的胚乳較硬，皮層與胚乳不能徹底分離，麥皮韌性不夠，皮層與胚乳結(jié)合依舊緊密，需要較大研磨壓力，極易造成粘附在皮層上胚乳剝刮不下來，麩皮含粉較多，降低出粉率。如果潤麥后水分過高，雖然減弱麥皮與胚乳結(jié)合力，麩皮與胚乳容易分離，但由于物料潮濕，流動性差，不能很好分級，篩理困難，引發(fā)糊篩現(xiàn)象，面粉難于篩出。因此，不但出粉率降低，成品水分超標，且不易儲存。

二、技術(shù)特性配備是影響出粉率的因素

1.為了使皮磨系統(tǒng)造好心，心磨多出粉，皮磨齒輥采用D-D 排列，小齒角，小斜度，而心磨齒輥采用大齒角，密牙齒，大斜度，盡管短粉路不用光輥，只要保證去心磨料純，也可達到同樣研磨效果，所以要求分級篩網(wǎng)1 皮-4 皮目數(shù)由16W依次增加到32W加上撞擊松粉機使用，進入平篩物料難免混入麩屑。為保證平篩所出面粉質(zhì)量，平篩粉篩應加密，如生產(chǎn)特一粉，前路采用11XX，后路采用12XX。

2.在研磨系統(tǒng)中，渣磨作用是把附在麥皮上胚乳刮下來，把粗粒磨細，為清粉系統(tǒng)提純打下基礎(chǔ)，所以渣磨至少設(shè)二道。不少面粉廠只設(shè)一道，且生產(chǎn)過多面粉，正常情況渣磨取粉率小于8%。在篩理設(shè)備中，用的最多的高方平篩，除用它篩出面粉之外，還必須把研磨后物料分級，分離出各種在制品，如麥心、麥渣、粗粒、粗粉，采用篩孔大小不同，組成長短不一樣的篩理流程。假如配置不盡合理，將產(chǎn)生“篩枯”、“未篩凈”。另外，1 皮和2 皮主要是生產(chǎn)大量買渣、麥心3 皮、4 皮盡可能刮凈胚乳。保證麩皮完整，進入心磨系統(tǒng)物料符合“同質(zhì)合并”原則，不能出現(xiàn)灰分相差懸殊物料進同一對磨輥進行研磨。制粉工藝中，在制品應分級處理，杜絕回路。如果是檢查篩的篩上物，可進行3 皮篩，循環(huán)篩理，對面粉質(zhì)量影響不大。

3.在制粉生產(chǎn)中，不僅應注意觀察每臺設(shè)備運行情況，發(fā)揮其最大效能，且處理好研磨與篩理關(guān)系，因為二者是小麥制粉工藝中兩個最重要工序，兩者配合得好，才能提高出粉率，這是面粉廠取得效益關(guān)鍵所在。

三、磨粉機操作與管理

1.三分工藝，七分管理。只有精心操作，才能生產(chǎn)高檔面粉，減少面粉中麩星含量。生產(chǎn)實踐證明，在同一生產(chǎn)線，相同原糧，磨粉機操作是否恰當，出粉率相差2%？？面粉灰分相差0.2%，噸粉電耗相差8-10度。

2. 任何一條生產(chǎn)線都有一定流量范圍，只有一個最佳工作流量。如1 皮入磨流量為800-1200 kg/cm?24h，操作適宜可達1500kg/cm?24h，可見正確操作對生產(chǎn)工藝影響之大。

3. 在磨粉機操作上，前三道皮磨剝刮率對最終小麥出粉率影響至關(guān)重要。在中路出粉工藝中前路皮磨應大量造渣、造心、向后路分配物料，盡量減少麩皮破碎。1 皮只需將麥粒破碎3-5 塊，剝刮率35%，取粉率3%-5%；2 皮剝刮率45%-50%取粉率5%-6%；3 皮形成新渣，剝刮率45%-55%，取粉率4%-6%，保證最大限度有粗粒生成，雖然三道皮磨應放松軋距，推行輕碾，但必須保證前三道皮磨剝刮率早90%以上，才能為提高出粉率打下良好基礎(chǔ)，否則，麩屑會混入面粉，難于篩出，不僅影響出粉率，還會使面粉質(zhì)量下降，這便涉及到管理問題。在管理方面，要分工明確，責任到人，考核評比，獎罰嚴明，統(tǒng)一合作，制度健全。防止出現(xiàn)多人干活都不管，上下左右不相關(guān)。常見管理問題有：清理車間一人能干好，往往用三、四個人還干不好，導致出粉率低，看似都有責任，其實每個人都認為自己沒責任。還有如二樓磨粉機流量已變，麥間一樓操作工作卻不知道，明知磨粉機帶病運轉(zhuǎn)，也不反映不上報?？傊?，管理是磨粉機操作技術(shù)得以充分發(fā)揮保證，它不僅影響研磨效率，也直接決定小麥出粉率。

四、麩粉最大限度分離

1.小麥工藝性質(zhì)對麩粉分離影響。不同種類小麥，其麩粉分離難易程度不同。硬質(zhì)麥比軟質(zhì)麥具有較好工藝性質(zhì)，硬質(zhì)麥在制粉過程中可得到大量麥渣、麥心，且皮層與胚乳結(jié)合力差，胚乳容易從麩皮上刮凈，麩粉分離效果好。如果加工軟質(zhì)麥，在研磨系統(tǒng)工藝設(shè)計中，最好增加一道皮磨，加強對軟質(zhì)麥皮層剝刮作用減少麩中含粉量。

2.磨透、篩凈、分清是降低麩皮含粉重要措施。磨透就是使麥皮上胚乳最大限度被剝刮下來，后路皮磨一般采用鋒一鋒排列，選用較大齒角和較大前角，更有利于刮凈麩皮，提高出粉率。篩凈就是使篩理物料中應篩下物得到最大限度分離。為了使篩下物及時、準確通過篩網(wǎng)，考慮加長篩理路線，但必須控制物料厚度，避免“篩枯”，影響面粉質(zhì)量。一般2 皮采取雙進口，前5 格撇出大麩片，再用5 格篩出小麩片，10 格篩粉，最后4 格分級，這樣足以將應篩下物篩凈，降低麩皮含粉。分清是指平篩中物料分級適當，設(shè)置分級篩（重篩）目的是分出麥渣、麥心、純化在制品，實現(xiàn)“同質(zhì)合并”，提高研磨效率。否則？？如果分不清，就為下道磨提供混濁料，研磨困難；只有先分清，才會篩凈面粉，達到麩粉徹底分離。

3.打麩機（刷麩機）對麩粉分離影響。打麩機作用是將粘附在麩片上胚乳顆粒分離下來，穿過篩孔，成為篩出物，而麩片則成為篩內(nèi)物料，實現(xiàn)麩粉分離。它是粉路中處理麩片含粉。當然，也有設(shè)在前路或中路皮磨系統(tǒng)平篩之后，降低后路皮磨負荷，有助于提高研磨效率。

綜上所述，從優(yōu)化制粉工藝入手，針對影響出粉率的各種因素，強化技術(shù)特性配備，在生產(chǎn)過程比較穩(wěn)定情況下，盡量提高小麥出粉率，以提升糧食企業(yè)的效益。

參考獻文：

篇9

論文摘要：目前，國內(nèi)關(guān)于非物質(zhì)文化遺產(chǎn)中傳統(tǒng)音樂方面的文本資料繁多，識記理論復雜，在傳統(tǒng)的學習與交流方式中存在著形式單一、學習媒體落后、怠視非物質(zhì)文化遺產(chǎn)工作者的主體性等許多不足，這些因素已經(jīng)妨礙了非物質(zhì)文化遺產(chǎn)工作者在高標準高效率、高質(zhì)量的方面接受中國傳統(tǒng)音樂的交流。為此，合理利用多媒體技術(shù)進行非物質(zhì)文化遺產(chǎn)中傳統(tǒng)音樂的學習與交流，有助于非物質(zhì)文化遺產(chǎn)工作者對知識豐富內(nèi)涵的理解與把握，擴展其藝術(shù)文化視野。

中國傳統(tǒng)音樂是指具有一定流傳時間的、不屬于當代音樂家創(chuàng)作的音樂。在我國學術(shù)界，通常把清代以前即已形成的音樂或以后所發(fā)生的具有傳統(tǒng)音樂形態(tài)的音樂，劃歸于傳統(tǒng)音樂的范疇。其中不僅包括在歷史上產(chǎn)生、流傳至今的古代作品，也包括當代中國人民用本民族固有形式創(chuàng)作的、具有本民族固有形態(tài)特征的音樂作品?？梢哉f，中國傳統(tǒng)音樂在它數(shù)千年的發(fā)展歷程中，無論從律制、音階、宮調(diào)、音樂形態(tài)特征、文化傳統(tǒng)到民族思維方式，均形成了自己獨特的規(guī)律和特點。、

中國傳統(tǒng)音樂文化是中國非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的重要部分，是東方文化的集中表現(xiàn)之一，有著獨特的價值系統(tǒng)和思維方式，是人類文明發(fā)展史上的一塊瑰寶。傳承和保護中國傳統(tǒng)音樂文化，有助于增強我們的民族自尊心與自信心，可以開闊文化視野，了解與把握傳統(tǒng)音樂文化的精神與特質(zhì)，加強的歷史責任感。充分運用多媒體技術(shù)在中國非物質(zhì)文化遺產(chǎn)中國傳統(tǒng)音樂學習與交流中的應用具有十分重要的意義。

1傳統(tǒng)音樂學習與交流存在的問題

1．1人類思維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)教材組織上的線性有序特征之間的矛盾

認知心理學的研究已經(jīng)證明，人類的思維記憶具有聯(lián)想特征，在閱讀或思考問題時經(jīng)常從一個概念或主題經(jīng)過聯(lián)想轉(zhuǎn)移到另一個相關(guān)的概念或主題，是一種非線性的、縱橫交織的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。目前國內(nèi)出版的所有中國傳統(tǒng)音樂教材，在學習內(nèi)容組織上均體現(xiàn)出線性、有序的特征。在這種線性的內(nèi)容組織環(huán)境下，非物質(zhì)文化遺產(chǎn)工作者對知識的攝取難免被動、程式化，在一定程度上會限制其聯(lián)想思維能力的發(fā)展。

1．2文本資料過多、識記理論復雜趣味性少與學習興趣之間的矛盾

國內(nèi)傳統(tǒng)音樂學習與交流多年來一直存在著純文本資料過多、各民族傳統(tǒng)音樂獨立單處、針對性研究、形成不了一條主線的缺憾，這是專家根據(jù)自身研究方向進行的單一民族傳統(tǒng)音樂的研究造成的。

1．3手段陳舊有限的時間內(nèi)很難完成繁重的學習與交流內(nèi)容

中國傳統(tǒng)音樂的學習與交流一般都以專家口頭傳授為主，加入一些視聽資料，無法及時地展現(xiàn)知識信息，專家的講授受到限制，授課的視聽效果不能做到步調(diào)一致，講授中出現(xiàn)的問題不能及時地反饋給非物質(zhì)文化遺產(chǎn)學習者。如中國傳統(tǒng)音樂講授、中需要介紹到各個時期大量的譜例，傳統(tǒng)的講授方法只能通過專家的板書讓非物質(zhì)文化遺產(chǎn)工作者觀看，然后做譜面上的分析，或者利用鋼琴即興演奏，動作示范只能是局部的，學習者很難把動、靜有機地結(jié)合起來，畢竟鋼琴的音色是單一的，表達音樂風格的準確性不能盡如人意。

2多媒體技術(shù)對傳統(tǒng)音樂學習與交流的積極作用

2．1多媒體技術(shù)可以擴展和放大信息空間

用多媒體技術(shù)處理的信息可以呈現(xiàn)出多樣化和多維化，使那些抽象難懂，用語言不易表達的內(nèi)容變得生動具體一目了然。多媒體課件利用“超文本”和“超媒體”技術(shù)按照人腦的聯(lián)想思維方式在課件中重新組織編排講授信息，將講授內(nèi)容整合為一種非線性的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，專家在授課時就可根據(jù)講授思路在不同章節(jié)之間、章節(jié)內(nèi)容知識點之間靈活“跳轉(zhuǎn)”，及時獲取課件上的相關(guān)信息來輔助講授。

2．2多媒體技術(shù)的應用縮短了學習者將信息轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的過程．

科學研究表明：人類的思維方式是一種散發(fā)式的非線性的思維方式。多媒體的信息組織方式正符合中國傳統(tǒng)音樂講授的需要，它可以實現(xiàn)多角度、多方位、多層次、非線性的信息傳輸與交流，幫助學習者建立思維、改善思維、減少思維過程中的彎路，較快的接近學習目標；多媒體的引入還能把聲音和譜例完美結(jié)合，實現(xiàn)音色和風格的統(tǒng)一，完成音樂風格的具象化，使學習者能夠身臨其境。

2．3應用多媒體技術(shù)可以營造一個身臨其境的學習氛圍，符合時代要求

多媒體技術(shù)的迅猛發(fā)展與廣泛應用為我們傳統(tǒng)的外國音樂講授手段和方法改革帶來了新的契機，這是中國傳統(tǒng)音樂講授過程別重要的，學習者的認知當然需要從別的教材、工具書中汲取一些專業(yè)信息作為補充，但是如果我們利用多媒體講授手段的信息集成優(yōu)勢，則會大大擴展原有的講授資源。

3多媒體技術(shù)在中國傳統(tǒng)音樂學習與交流中的應用

篇10

英文名稱：Mechatronics

主管單位：上海市科學技術(shù)情報研究所

主辦單位：上?？萍嘉墨I出版社

出版周期：月刊

出版地址：上海市

語

種：中文

開

本：大16開

國際刊號：1007-080X

國內(nèi)刊號：31-1714/TM

郵發(fā)代號：4-565

發(fā)行范圍：國內(nèi)外統(tǒng)一發(fā)行

創(chuàng)刊時間：1995

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聯(lián)系方式

期刊簡介

《機電一體化》（月刊）創(chuàng)刊于1995年，由上海圖書館、上?？萍记閳笱芯克鞴埽虾？茖W技術(shù)文獻出版社主辦，中國電工技術(shù)學會機電一體化專業(yè)委員會協(xié)辦。