時間：2023-10-02 09:03:01
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機械電子控制技術，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
在黨和政府大力倡導構建資源節約型社會的今天，工程機械若不做到節能化將難以適應當代的生產要求。現在，優化控制系統被廣泛應用在工程機械施工作業過程中，以便更加有效的控制傳輸動力以及智能控制工程機械局部節能，其直接目的是為了實現更高效工作以及有效節約能源。事實證明，在工程機械當中運用電子節能控制技術，對于節省工程機械的能耗來說是具有重要的意義的。
1對“廣義節能”的概述
對于工程機械來說，廣義節能提出了四大性能要求，分別是效率、動態匹配、作業效率與不同功率流之間的有效配合。在工程機械當中，對其所有能量進行傳輸與改變的作用在于對外界做有效功。也就是將有效效率輸送到外界。對于不同的工程機構來說，通常是不同的協同機構共同配合，其中兩大要素直接決定著輸出有效效率：首先是功率的傳遞效率，其次是不同功率支流之間的配合效率。如今，我們在進行節能控制的環節，通常是僅僅關注功率傳輸及對供需雙方的功率進行傳送上。但對于不同功率流之間怎樣有效配合方面的研究還開展地較少。而作業效率，則是指在單位時間內，工程機械所完成的工作量，它通常同節能性成反比，所以對于節能型的比較，也必須建立在基于相同的功率的前提上。
2對工程機械功率流控制方面的分析
我們根據柴油機的工作方式，來探討關于工程機械功率流控制方面的要點。基于能量轉換的角度來說，工程機械在進行工作時，本質上便是把不同的能量形式進行轉換、傳遞并進行對外輸出。要想對節能方面進行討論，首先必須對功率流進行剖析。在以柴油機為原動機的工程機械中當中，其輸出動力全部源自于柴油當中的化學能。然后由柴油機將其轉換為機械能，通過轉矩與轉速，最終傳遞給傳動系統，完成對于基本能量的轉換。現在，在柴油機當中，我們常用的節能手段有兩種，分別是全程調速技術與電控噴油技術。它們能夠顯著提升柴油機的工作效率，使油耗得到降低。然后由傳動系統吸取柴油機的機械能并將其進一步轉換為機械能、流體動能或電能。在這個過程中，柴油機扮演著能量的供方角色，而傳動系統扮演著能量的需方的角色。
3對工程機械全局節能控制系統的分析
客觀地講，我國受制于目前的工程機械技術水平，距離真正意義上的工程機械節能要求來說還具有一定差距。因此，建立在現有技術水平上是很難完全實現節能之目標的。這也成為我們現階段亟待改進的地方。
3.1全局節能控制系統概述
環保、節能是我國當前提倡的口號，為了堅持可持續發展道路，我們應該不斷研究出各種先進的節能技術。對此，全局節能不失為一條符合我國國情的合理方式。分析工程機械典型的功率流程，在構建基于廣義節能的定義下的全局節能控制系統時，我們必須將研究對象著眼于整機與外界負載上，對以達到節能的效果。當我們對全程節能指標的概念進行分析，不難看出工程機械基于單位時間內單位油耗的工況而作出的有效功，一共參照了三大要素：協同作業、作業效率及傳統節能的目標。而在這些目標當中，我們又可進一步將其劃分為系統目標、部件目標與元件目標。它能合理地控制工程機械當中不同部件的協同作業狀況，作業效率狀況與能耗狀況，以實現全局節能，達到節能減排的目的。
3.2其他技術概述
對于傳統的節能控制來說來說，現階段已經實現了局部最優的目標。要想在此基礎上進一步取得突破和得到提高，我們可以著眼于三個角度進行入手：首先，對原有的固定參數功率匹配手段進行改進，這樣不論處于任何工況都能夠做到動態功率匹配。其次，運用作業模式識別手段，也就是基于不同作業模式的動態功率分配系統。再次，基于操作人員的操作意圖，構建起基于不同操作模式的作業效率管理系統。為了實現以上目標，我們就要具體依靠于兩種技術：全電控節能控制和分布式節能控制技術。其中，全電控節能控制技術是采用電控噴油柴油機、電比例液壓泵、電比例控制閥與電比例液壓發動機，基于全電控的能量傳遞條件，實現硬件功能的最小化。將硬件的通用化程度進行提升，使智能控制的水平得到有效提高。對于電控系統而言，其控制功能與專用功能的實現都依賴于系統軟件，因此我們在開展機械操作的環節，要基于實時工況和操作意圖來對于在線調節控制參數進行調整，使參數匹配做到柔性化，有效地提升節能效果。而分布式節能控制技術盡管能對于整機節能進行有效控制，但程序控制必須建立在對液壓系統的實時壓力信號進行處理的基礎上。它要求控制系統能夠迅速響應。而現階段的技術水平在這方面還很難有效跟進。為了有效地克服這個缺陷，提升對機器運轉數據的處理速度，我們需要開發出一款基于總線的液壓泵控制器、液壓閥控制器與發動機控制器。對這三種控制器均連接高速總線，使處理速度得到有效提高。對于發動機控制器來說，可以基于發動機的實時工況與用戶的操作意圖來改變發動機的噴油量，將處理數據傳輸到總線，并從中獲取其他控制器的指令；而液壓泵控制器、液壓閥控制器也具備類似的操作，使控制信息在運算、傳輸方面的效率得到明顯提高。
4結語
工程機械電子節能控制技術，能有效地降低工程機械在工作過程中產生的能耗，達到節能減排的效果，符合可持續發展的原則。對此，我們要努力克服現有的工程機械技術中的缺陷，開發出完善的工程機械電子節能控制系統。
參考文獻:
[1]游陽林，唐世波.工程機械電子節能控制技術研究[J].山東工業技術，2017，1（15）：90-92.
[2]楊文剛.工程機械電子節能控制技術研究電器控制設計要訣[J].工業設計，2015，10（20）：101-103.
關鍵詞：機械電子；核心技術；應用；發展趨勢
1機械電子工程的概念
機械電子工程的概念，在國際上大同小異，它最早起源于日本的“Mechatronics”一詞，對其的解釋是“將電子技術引入到機械的主動功能、控制功能、信息處理上，并將電子設備、軟件及機械設備結合而產生的產品或系統”，美國學者對機械電子工程的理解是“有計劃地應用和有效地把機械與電子結合起來，以創造最優產品”。而在我國，則更多的被認為是將傳統機械工程與現代信息技術結合，稱之為“機電一體化”。
2機械電子工程的核心技術
2.1機械技術
機械技術在機械電子工程中扮演著“母體”的角色，是機械電子工程最為重要的影響因素，從某種意義上來講，機械電子工程師多種技術想機械技術靠攏、滲透的結果，但機械電子產品、系統卻與機械制造技術有著截然的不同，因此，轉變機電行業人員的思維模式是非常重要的。
2.2電子技術
電子技術是信息電子技術和電力電子技術的集合體，運用電子元器件設計和制造出滿足需求并實現特定功能的電路或電子系統的科學，是對電子信號進行處理的技術[1]。
2.3自動控制技術
自動控制技術是運用已有軟件系統和硬件設施并結合多種技術，實現控制理論的應用，它保證了生產制造等過程按預定方案進行，是“依附型”技術，目前，在教育、機械、軍事等多個領域均有所涉及。
3機械電子工程的應用
機械電子工程在實際生活中應用非常的廣泛，大到航天航海、小到手機電腦，具體來講，主要可以概括為產品和系統兩個方面。在產品方面，產品是機械電子技術的載體，而機械電子技術也很好的改變了機電產品的產品優越性，比如擁有磨、刨、洗等多項技能的新型機械加工中心；在系統方面，機械電子工程技術很好的提升了系統的安全性，簡化了系統結構，增強了了機電系統的控制精度，比如，汽車的混合動力系統，可以在啟動與剎車時進行多位調整，保證駕駛人員的安全。
4機械電子工程的發展階段
機械電子工程大致可以分為三個階段：第一階段是源于第三次工業革命時期，是上世紀60年代以前，在這個階段里，由于生產力提升的迫切需求，傳統的機械技術與新興電子技術開始初步融合，但由于技術的有限，所以，還不能大量的應用于工業生產中；第二階段是上世紀60年代到上世紀末，這一階段，計算機技術與控制技術的快速發展，為機械電子工程提供了強大的原動力，同時，微機技術、集成電路技術也開始出現，進一步推動機械電子工程技術向工業領域進軍；第三階段是上世紀末到本世紀初，這一階段里，機械電子工程技術已經被廣泛的應用于工業領域，并開始逐漸向著自動化、自動化、多元化的方向發展[2]。
5機械電子技術發展比較及發展趨勢
5.1國內外機械電子技術發展對比
就目前的發展情況來看，國外在機械電子工程方面明顯要優于我國。機械電子工程領域的佼佼者是日本，在上世紀就已經出現“無人化工廠”，緊隨其后的是美國，美國的微電子技術水平很高，極大的帶動了機械電子產業的發展，再就是歐洲發達國家，他們也在幾乎同一時間開始大力發展機械電子工程，并取得了不錯的成績。而我國于1989年才開始機械電子工程專業的試辦，在1993年才成立正式的專業，在起步上，明顯落后于國外，這也是我國企業在國際市場競爭中無法取得領先地位的主要原因之一。
5.2機械電子技術發展趨勢
隨著機械電子技術影響力的不斷擴大，勢必會向著智能化、模塊化、網絡化、微型化、綠色化等方向繼續發展延伸。首先是智能化發展，智能化因其具有感知能力、記憶思維能力及行為決策能力，而成為當今科學技術發展的主流，在機械電子與智能化融合后，其實用能力得到大幅度提高，其次是網絡化發展，實現機械電子網絡化可以進一步提升設備的可控性，主要體現在通過GPRS、藍牙等網絡手段進行控制，最后是綠色化發展，綠色環保是新世紀后，一切發展的核心理念，是建立在資源承載力的條件下，將科技的發展提升至環境保護的發展階段[3]。
6結束語
本文通過對機械電子工程的核心技術、應用、現狀及發展趨勢進行了簡要的論述，希望能為我國的機械電工程技術及行業發展提供一些參考價值。
參考文獻：
[1]王建峰.對機械電子工程的探究[J].科技創新與應用，2014(26)：135.
[2]仇國良.機械電子工程的探究[J].裝飾裝修天地，2015(8)：308.
1機械電子工程教學內容的總體規劃
機械工程學科的研究生，大多數來自機械工程及自動化本科專業，一般具有較扎實的機械專業的基礎，在“機械設計、機械制造”領域具備一定的專業知識，但是電子方面的基礎知識卻比較薄弱，許多研究生連常識性的電子知識都不具備，甚至對“測量”、“控制”領域一無所知。因此需對其在電子技術、計算機技術、機電系統集成技術等方面進行專業培養。由機械電子系統的構成要素可見，機械電子工程技術一般包括六大共性關鍵技術：機械技術、傳感檢測技術、計算機與信息技術、自動控制技術、伺服傳動技術、系統集成技術。如圖1所示。因此，機械電子工程的教學將以機械電子工程的原理與系統設計為主線，在上述各關鍵技術為主要模塊深入展開，而在每一關鍵技術中，又分別設置三個層次的教學內容：基礎要求模塊、較高要求模塊、高要求模塊，形成“一縱三橫”的模塊化結構。模塊化教學設計很好地實現了引導學生根據自身條件及科研需要有針對性地選擇要學習的內容，做到因需施教，因材施教。
2“一縱三橫”的模塊化教學
“一縱”是指按機械電子工程原理與系統設計為主線的縱向結構，具體包括：傳感檢測技術模塊、計算機與信息技術模塊、自動控制技術模塊、伺服傳動技術模塊、系統集成技術模塊。“三橫”是指在每個技術模塊中又細分為三個層次的教學內容：基礎要求模塊、較高要求模塊、高要求模塊。具體內容如下：傳感檢測技術模塊：基礎要求模塊包括傳感與測試技術基礎知識（傳感器的基本構成、傳感器的靜態數學模型及其靜態特性指標、傳感器的選用），機電系統最常用的位移檢測（光柵傳感器、絕對碼編碼器、增量碼編碼器），力學量檢測（應變式多維測力彈性體、扭矩傳感器等），視覺檢測（線陣CCD和面陣CCD的基本原理）。較高要求模塊包括雙目視覺檢測的基本原理及標定，觸覺傳感器（指端應變式觸覺傳感器、多功能觸覺傳感器）。高要求模塊包括機電測試新技術，現場總線系統，虛擬儀器技術，多傳感器數據融合等。計算機與信息技術模塊：基礎要求模塊包括計算機控制技術基礎，計算機控制系統的組成、分類，及常用控制器（工控機、PLC、單片機），軟件方面要求測量數據的預處理，數字濾波，線性化處理，標度變換。較高要求模塊包括PLC、單片機的應用高級技巧。高要求模塊包括PMAC原理及應用，基于DSP的運動控制及DSP運動控制卡。自動控制技術模塊：基礎要求模塊包括PID控制算法的基本原理，標準PID算法的改進，數字PID參數的選擇。較高要求模塊包括模糊控制，模糊控制的定義及特點，模糊控制系統的組成，模糊控制系統的基本原理，應用模糊控制算法解決實際問題。高要求模塊包括其它先進控制方法，如智能控制、自適應控制、模型預測控制、神經控制等。伺服傳動技術模塊：主要講解直流電動機、交流電動機、步進電機及其控制。基礎要求模塊講解三種電機的基本原理、機械特性及最常用的控制方法。較高要求模塊講解更深一層次的原理，如直流電機的電樞電動勢、電磁轉矩，交流電機的旋轉磁場和定轉子的電路分析，變頻控制的原理及實現方法，步進電機的磁阻最小原理等。高要求模塊講解三種電機的先進控制技術，如直流電機的雙閉環控制、交流電機的矢量控制等。系統集成技術模塊：基礎要求模塊主講機電系統各模塊之間的級聯設計，重點講解模塊之間的電氣性能的相互匹配、信號耦合、時序配合、電平轉換接口。較高要求模塊主講機電系統的電磁兼容技術，重點講解接地技術、屏蔽技術、共模干擾的抑制、差模干擾的抑制、供電系統抗干擾、印刷電路板的抗干擾等。高要求模塊重點講解軟件抗干擾技術，如軟件冗余技術、軟件陷阱技術、“看門狗”技術等。
3以案例為載體，推進模塊化教學設計
針對上述的模塊化教學內容，設計了針對不同教學內容相應的數字化資源，建設了課程網站，開發了多媒體課件，設計了多個教學案例。在典型的機電一體化的應用領域，將“加工中心”、“工業機器人”、“自動導引車”、“汽車防抱死剎車系統”制作了教學案例，并對一些復雜系統進行了分解設計。采用單片機進行直流電機控制、采用PLC對交流電機進行變頻控制，基于MATLAB的模糊控制仿真等案例模塊在教學中起到了很好的效果。通過這些案例，是將機械電子工程領域的科研成果及前沿技術引入教學，最大程度地吸引了學生的學習興趣，激發了研究生的學習動力。
4結語
以研究生的應用能力、創新能力培養為目標，對機械工程專業的研究生的“機械電子工程”的課程內容進行全面規劃，進行模塊化設計。形成一條主線貫穿全過程，基本要求、較高要求、高要求三個層次延伸的“一縱三橫”的模塊化教學，研究生們可以根據自身的知識背景，不同的科研方向需求，進行有針對性的選擇，在完成“機電一體化”通用知識教育的基礎上，因材施教、因需施教。模塊化教學在近幾年的研究生培養中積累了豐富的經驗，取得了良好的效果，并已在其它相關學科得到了一定的推廣。
作者：隋修武 牛雪娟 杜玉紅 桑宏強 單位：天津工業大學
關鍵詞： 煤礦機電系統；機電耦合；解耦系統
中圖分類號：TM311 文獻標識碼：A 文章編號：1671－7597（2012）0210172－01
0 前言
作為機械技術與微電子技術有機結合的產物，機電一體化和通常的機械產品之間存在一定的差異，是一種復雜程度更高、高階的系統，并且階數隨著功能復雜程度以及控制參數的增加而提高。工程沖突是其典型的物理表現。工程沖突主要指的是在對其中一個參數進行修改時會造成其他參數出現相應改變的現象。借助解耦明確工程沖突并及時加以解決是機電一體化產品分析及研發的主要方法。
1 耦合及解耦定義
機電一體化產品所特有的分析方法即解耦及耦合，二者之間具有對立統一關系。解耦系統主要是指為準確發現工程沖突及冗余單元，做好耦合系統準備，以系統功能所主要依據，對系統進行降階，所得到數個受單因素控制、功能單一的機械電子單元組合。解耦系統具有虛擬性特征，是解耦過程的結果。耦合是解耦的逆過程，具體指的是數個具有單一功能、簡單結構并且可以靈活進行組合的機械電子單元，利用耦合作用以及信息收集等方式組建成一個功能更加全面的機電一體化產品，創造出單個機械電子無法擁有的新功能，同時對工程沖突問題予以有效解決的過程。以工程沖突的解決為依據，在參數之間構建正確的耦合關系就是耦合過程。
2 耦合分析
耦合的完成主要是需要借助控制及信息單元，有些時候也可以借助驅動完成。例如，兩個機械電子單元的耦合，以二者間耦合密切程度、控制靈活程度、控制代碼量、滯后及非線性適應性以及執行機構間的關系為主要依據，可以對耦合進行劃分，大致包括分配耦合、跟蹤耦合、順序耦合以及協調耦合四種。
假設有A、B兩個單元， 及 分別是二者的控制信號序列，
代表信號持續時間， 及 則分別代表二者的輸出物理量。鑒于篇幅限制，筆者在此主要分析分配耦合形式以及跟蹤耦合形式中，控制信號輸出量之間的關系以及為確保輸出量關系，控制量之間的關系為：
在分配耦合形式中，兩個單元輸出量之間的比例關系是根據具體要求而變化的，也就是說，比例系數是關于時間的函數，記作 ，并且在時間區間中需要滿足：
由于此種耦合形式中的輸出量間的比例關系并非固定不變的，因此，控制信號之間也是相應改變的，分配耦合系數公式為：
在控制技術領域中，比較具有代表性的分配耦合是二維插補，相比較于跟蹤耦合形式，分配耦合的復雜程度較高，但靈活性更為突出。
在跟蹤耦合形式中，在此種耦合形式中，兩個機械電子單元輸出量之間的比例關系是固定不變的。公式表示為：
輸入量的簡單比例變換就是輸出量，這就是單元響應特性。也就是在區間 中，對于單元 ，存在： ；對于單元 ，則有
。
在上述公式中， 表示單元 輸出量和輸入量之間的比例系數；
表示單元 中輸出量與輸入量之間的比例系數。二者都是常數。
根據上述相關公式，可以得出：
在上述公式中， 代表跟蹤耦合系數，為常數， 以及兩個單元所對應的比例系數對該跟蹤耦合系數具有直接性影響。不難看出，在單元控制信號之間的比例關系恒定的情況下，所對應的輸出物理量之間的比例關系也是恒定的。在跟蹤耦合形式中，一個單元的控制量對另一個單元的控制量具有決定性作用，二者之間具有極為嚴格的主從跟蹤關系。
用該方法對平整機三相橋式整流供電電路的諧波分量進行了理論分析和計算，計算結果與實測結果能得到相互驗證，實測結果是可靠的。提出了復雜機電系統機電耦合模型的建立方法。分析了復雜機電系統中存在的機電耦合行為和作用規律，歸納總結出四種形式的機電耦合，即電磁轉矩直接耦合，諧波轉矩直接耦合，微變量控制回路耦合，多傳動加工件耦合，將兩種算法巧妙地結合起來加以修正、取長補短構成新的退火遺傳算法，提高了算法的整體尋優性能；并以典型的復雜機電系統一平整機為研究對象，以其主傳動速度控制系統為切入點，應用退火遺傳算法，解決了復雜機電系統中多參數、相互耦合、難于整定和組態的難題，使控制系統的性能指標在參數可調范圍內達到最優.開發了復雜機電系統智能解耦控制技術。
3 解耦控制技術
解耦的過程具有明顯的創造性，該過程主要包括以下幾個步驟：1）分析產品功能，對較為復雜的功能體系加以分解，從而得到功能單一的組合體，也就是從多階系統轉化為一階系統，這一步也是解耦降階的重要基礎；2）以上一步驟為基礎，加以細化，實現功能與機械電子單元的一一對應，這樣可以得到機械電子單元組合體，這也是是解耦過程的核心步驟；3）進行冗余性分析，也就是針對機械電子單元組合體進行時序及空間分析，通過合并執行機構可以將冗余單元予以消除。在完成冗余性分析之后的機械電子單元組合體可以稱之為解耦系統。所謂解耦系統，即受單因素控制的機械電子單元所組建而成的虛擬系統，其作用在于對系統規模及構成加以說明，功能離散型是其典型特征，功能相互之間互不影響，相應的參數之間不具備線性關系，不會導致工程沖突問題。
機電一體化系統功能設計原理為：對總功能進行分解，得到數個分功能，明確各個分功能實現方案，以便達到簡化總功能實現方案的目的。分解及組合功能的關系就是功能結構。
功能結構的組合方式大致可以分為串聯結構、并聯結構以及循環結構等幾種形式。其中，串聯結構也叫順序結構，也就是說各個分功能相互之間是按照一定的順序進行的；并聯結構也叫選擇結構，顧名思義，數個分功能之間具備并聯關系，要想實現預期功能，需要各個子功能同時發揮作用；循環結構，也叫環狀結構，其最突出的特征就是具備輸出反饋。
4 結語
綜上所述，在煤礦復雜電子單元組建成一體化系統之后，相互之間產生耦合關系。電子單元相應特性具體指的是滯后及非線性程度。通常情況下，跟蹤耦合主要適用于所控制的單元之間在輸出量方面的比例關系較為
恒定的場合，分配耦合則主要是借助改變分配系數的方式對單元之間的輸出量實現控制，所以，借助跟蹤耦合及分配耦合兩種耦合形式很難解決之后及分線性問題。對于這一問題，可以通過協同耦合加以解決，同時控制的實現較順序耦合形式難度系數更低，然而卻面臨一大難題，即很難借助反饋方法有效解決對應于各個單元的隨機誤差問題。相比較而言，順序耦合形式在控制方面的靈活性更為優越，但其只能通過串行方式發送控制命令，這便和每個單元的實時協調運作的要求之間產生一定的矛盾，從而對其實際應用產生一定的限制性影響。
參考文獻：
[1]張根保、曾海峰、王國強、張家為，復雜機電產品質量特性解耦模型，重慶大學學報，2010.05.
[2]李偉、齊建家、劉喜平，機電一體化產品中的解耦和耦合分析方法，黑龍江工程學院學報，2003.04.
擺在工科高等院校面前的緊迫任務之一是如何培養適應建設新型國家的創新人才。教育部開展的工程教育專業認證標準對畢業生知識、能力與素質的基本要求中就有“具有創新意識和對新產品、新工藝、新技術和新設備進行研究、開發和設計的初步能力”；教育部的“卓越工程師教育培養計劃”旨在培養造就一大批適應經濟社會發展需要、創新能力強的高質量的各種類型工程技術人才，為建設創新型國家和人才強國戰略服務。該計劃的三個特點之一就是強化培養學生的工程能力和創新能力。可以說，工程教育的本質就是培養大學生的創新能力。受傳統文化、社會環境、思維方式和個體差異等的影響，我國工科大學生的創新思維和能力低于人們的期望值。這就需要探索培養和提高創新能力的方法。
高等工程教育中創新能力培養是一個系統的工程，強調實踐和社會需要，需要從創新環境、創新認識、創新方法、創新活動流程等多方面介入。其中，必須改變對傳統的高等教育專業培養中教師和學生的認識，對學生管理、教學計劃、教學方式、師生互動等進行改革。同時，還可以借鑒其他學科，如系統科學、管理科學、工程技術等的方法和理論，嫁接到高等工程教育中，形成新的高等工程教育方法和理論。本文由收集整理
筆者所在的專業為機械電子工程專業，通過借鑒管理科學中的知識集成思想，將專業培養中的教師和學生看成學習型組織中的成員，提出專業知識集成的設想。經過多年的實踐，發現專業知識集成對學生創新能力培養有明顯的促進作用。
一、專業知識集成的含義
進入21世紀以來，人們認識到一些先進技術及系統集成方法的使用和發展的關鍵都是以知識集成為核心。知識集成的目標是實現有效的知識利用，提高創新能力。知識集成是grant在1996年正式提出的，隨后國內外學者對于知識集成進行了大量的研究。目前關于知識集成的研究內容和成果沒有形成系統的學說，還沒有統一的定義。從其概念的演變過程看，其內涵越來越深刻。
綜合國內外的研究，一般認為知識集成的內涵是：知識集成的對象包括各種顯性和隱性知識，這些知識存在于組織內部各類人員、各協作單位以及不同組織之間；知識集成是顯性知識與隱性知識間的集成，也是個人知識、群體知識、組織知識和組織間知識的集成；知識集成活動包括識別、獲取、共享、綜合組織內外部知識，在此基礎上形成新的知識體系。
知識集成的本質是知識創新的動態過程，必須利用知識的集成成果進行自主創新，是螺旋上升的知識集成過程；知識集成是一個復雜的組織、技術、人力資源管理過程，集成主體必須發揮主動性和創造性；知識集成的目標就是打破知識壁壘，提高組織創新能力。知識集成的最終目的是構建組織核心競爭力。
機械電子工程是機械學、電子學、信息技術、計算機技術、控制技術等有機融合而形成的一門綜合性學科，核心是機電一體化，本質是機械自動化和智能化，在國民經濟各領域各行業應用廣泛。因此機械電子工程的學科特點是該學科隨科技的發展而發展，并且學科知識面廣，交叉性強。這就對機械電子工程專業培養的學生的基礎知識、素質和能力有較高的要求，特別是創新能力有要求。目前，機械電子工程專業同其他工程專業一樣，一般通過專業基礎課和專業課程的學習提高專業知識和素質，這些專業基礎課程包括機械類、電子技術類、控制類和信息類課程；通過課內實驗、課外科技活動、集中實踐環節（如課程設計、金工和電子實習、生產實習和畢業設計）等提高實踐能力和專業技能；通過選修人文社科類課程、參加文體活動和競賽等提高學生的文化素質和社會交往能力；通過少數幾門課（如筆者所在專業開設了“機電產品創新設計”等課程）、課外科技活動、學科競賽、和申報專利等提高創新能力。
這種培養模式對學生創新能力的提高作用有限。由于學習環境、傳統文化、教學管理、學生個性等因素的影響，導致學生基礎知識、素質和能力不盡如人意，最終影響學生的創新思維、創新能力及其轉化。[1]特別是學生對知識的學習，這是影響學生創新能力最重要的影響因素。筆者所在的機械電子工程專業培養中就曾經存在一些問題，如：機械電子工程專業知識源異質性強，學生對異質性強的知識理解和轉換不暢；機械電子工程專業的知識源是相對封閉的，如機械學、電子學和控制技術的知識相對封閉，學生對知識源的溝通不暢；對學生學習而言，知識源存在時間差等問題；機械電子工程專業的知識源對教師而言也存在很多問題，如缺失、割裂和不暢等問題。
為提高專業學生的創新能力，筆者所在的專業借鑒知識集成的方法和原理，將專業建設中的專業教師和學生看成學習型組織中的成員，提出專業知識集成的概念，重新審視機械電子工程專業的知識源，改變師生的知識源時空觀，最終提高學生的創新能力。
二、專業知識集成的實踐
1.機械電子工程專業學習型組織的建立
將機械電子工程專業的教師和學生視為學習型組織中的成員，通過分析組織的師生共同的愿景、個體差別、實現不斷學習的方式，如全員學習、全過程學習和團體學習等，構建扁平式組織結構的方法，保證師生溝通快捷和通暢，實現師生自主管理的途徑。專業教師對學習型組織這些特性統一了認識，認為在專業建設中教師和學生都是主體，教師和學生是學習型組織中的成員等。這些為機械電子工程專業知識集成的實現提供了基礎。
2.機械電子工程專業知識源的構成
專業組織教師對機械電子工程專業的顯性知識、隱性知識進行了分類和挖掘，總結了它們的特點，確定了知識源在組織中教師、學生間的流動和吸收的方式、途徑，評估了它們對學生創新思維和創新能力的影響。
知識集成理論認為知識可分為顯性知識（編碼型知識）和隱性知識（意會性知識）。由計算機處理的、可以度量的知識一般是顯性知識，如“知道是什么”和“知道為什么”的知識。隱性知識是頭腦中屬于經驗、訣竅和靈感的那部分知識（隱含經驗類知識），是難以編碼和度量的，并且是在不斷演變的。它可能以數據、信息的形式無序地存放在某些地方。在專業這個組織中，這些知識源異質性強，相對封閉，存在時間和空間的分離等問題。
從學生層面看，機械電子工程專業的顯性知識和隱性知識的來源主要有：
（1）課程。包括學科基礎課和專業教育課等，如機械類、電子技術類、控制類、信息類和專業類課程，如工程圖學、工程力學、機械設計基礎、電子技術、電路分析基礎、微機原理及其應用、自動控制理論、機電傳動控制、機電一體化系統設計等課程。
（2）實踐環節。包括課內實驗、課程設計、金工和電子實習、生產實習和畢業設計等。
（3）課外教育教學活動。包括科研實踐、文體活動、社會實踐和專業調研等。
（4）其他。如同學之間、同學和老師、同學和外界交流與意會的知識等。
從教師層面看，顯性知識和隱性知識除上述外還包括科研轉化的知識等。
3.機械電子工程專業知識集成的實現
針對機械電子工程專業組織特點和知識源構成，從以下幾個方面探索了專業知識的集成：改變師生對知識源的時空觀；通過制度規范、約束激勵、溝通交流、資源分配等方面實現知識的集成。這里所說的知識源的時空是指按傳統安排的知識源學習進程和地點，如課程學習的不同學期，理論學習和實踐在不同地方進行。通過有效方法集成知識源并進行實施，可以利用創新思維方法，如邏輯思維和非邏輯思維，激發師生的創新思維。例如，借鑒triz理論將機械電子工程專業的主要知識點匯編成冊，按“自頂而下”的設計方法對復雜機電系統所涉知識源解構，改變師生對知識源的時空觀。[2，3]
三、專業知識集成的效果和反思
1.專業知識集成的效果
機械電子工程專業知識集成自實現以來效果明顯。
首先，改變了師生對機械電子工程專業知識的認識。教師拓展了自己的知識面，明確了所教課程的教學地位和所教課程內容與其他課程內容的相互滲透。大一上學期的“專業導論”課程就介紹了機械電子工程專業知識集成的內容，學生了解到專業所涉及的不同知識源，在畢業設計階段就可以對畢業題目所涉及的知識點進行歸納和總結。
其次，促進了學生創新能力的提高。學生入學時就對機械電子工程專業知識集成形成系統概念，對知識的掌握更快、更全面、理解更深。在進行課外科技活動的過程中思維更開闊。如本專業已畢業的07機電2班37位同學中，獲得省級以上課外科技活動獎項8項，獲得實用新型專利32項、發明專利4項。09機電2班35位同學，有11位同學考取了研究生。10機電1班共有38位同學，截至第6學期為止共獲得12項省級以上課外科技活動獎，申請實用新型專利23項、發明專利2項。
關鍵詞：機械電子；現狀；發展趨勢
中圖分類號： F407 文獻標識碼： A
近年來，隨著我國經濟的不斷發展，我國社會以對電力電子系統的集成研究也開始重視起來。對于電力電子系統的集成技術來說，具有標準化，模塊化以及能夠可編程的集成系統是極有利于加速電力電子的系統級水平研究和設計，不僅如此，這還能夠極大程度的提高電力電子產品本身的標準化、模塊化以及智能化和產品生產過程中自動化程度，這也是當前社會的任何生產領域特別是現代工業生產領域中若想實現生產自動化的必可不少的關鍵技術之一。因此，電力電子系統集成技術能夠給當前社會的電子技術、計算機以及工業自動化領域帶來極其深遠和革命性的影響。
1、機械電子系統的概念
機械電子系統比較復雜，它包含眾多專業知識，將機械學、電子學、信息技術、計算機技術、控制技術等有機融合而形成的一門綜合性的系統。機械電子系統是由日本的一位學者提出來的，日本人將它解釋為“：機電一體化乃是在機械的主要功能、主要動力和控制功能上引進微電子技術，并將機械裝置與電子裝置用相關的計算機技術有機的結合起來的系統”。 而美國機械工程師協會使用“現代機械系統”這一術語來描述“機電一體化”的復雜機械系統，他們的專家組在 1984 年向國家科學基金會提交的報告中，才明確提出現代機械系統術語的涵義為“：由計算機信息網絡協調與控制的、用于完成包括機械力運動和能量流傳遞等動力學任務的機械和機電部件相互聯系的系統”。
2、我國機械電子系統的現狀
近些年來，雖然我國經濟也在不斷發展，但是在很多領域出現了趨緩的態勢，譬如機械電子行業，受到很大的沖擊。 據統計，2012 年國內機電產品的進口增長速度加快， 前三個季度累計進口的機電產品為 168.2億美元，而進口數量的增加，使得國產的機械電子設備占有率下降，科技成果在市場的轉換率低下。目前我國機械電子行業發展仍然存在以下幾方面的問題：
（1）目前我國的機械電子設備較為傳統 ，大多數的機電產品自動化水平和智能化水平都比較低，而且鮮有成套的設備。
（2）新技術的研究發展進度緩慢 ，相比于世界先進國家的科技發展，還處于低位水平，譬如科技附加值較高的產品市場占有率不高，而在覆蓋市場率比較高的品牌產品，科技含量很低，不利于科技成果在市場的轉換。
（3）企業對機械電子行業的研發投入比較少 ，僅僅停留于低端產業階段，而且大部分在“模仿”其他國家的產品，無法給企業帶來較高的產業附加值。
（4）智能化 、網絡化 、集成化等關鍵技術的應用程度低 ，與國際先進水平相比，差別非常大。
（5）高新科技的應用，需要升級和改造傳統的機械電子傳統行業，但目前對傳統產業的研發和改造力度不佳，無法發揮高新科技的應用優勢。
3、機械電子系統發展趨勢
隨著知識經濟和科學技術的進一步發展，機械電子系統展得到了迅速的發展，技術革新的周期明顯的縮短，成為社會發展中不可或缺的新型技術之一。
3.1機械電子系統的高速、高精度、高效化趨勢
高性能化就是速度、精度和效率是有機結合。由于機械電子采用了高速 CPU 芯片、RISC芯片、多 CPU 控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統，同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施，機床的高速、高精、高效化已大大得到提高。
3.2機械電子系統的實時智能化趨勢
早期的實時系統通常針對相對簡單的理想環境，其作用是如何調度任務，以確保任務在規定期限內完成。而現在的機械電子系統就是人工智能的試圖用計算模型實現人類的各種智能行為。可以說在人工智能在電子機械系統建設的當今社會，運用機械電子系統可以充分吸收人工智能、計算機科學、模糊數學等學科，從而使機械產品得到更大的進步。
3.3機械電子系統的科技創新趨勢
3.3.1將企業作為科技創新的主體
傳統機械電子系統的發展新主體是政府單位，經濟體制改革對機械電子行業科技創新主體的重新定位提出了新的要求，認為政府需要轉變以往在該行業中的主導地位和職能，以激勵創新的手段，推動民營企業成為發展機械電子系統的主體。
（1）目前中國的企業是社會經濟發展的主要貢獻主體 ，但這些企業的科技研發和投資能力相對比較薄弱，需要提高企業的技術儲備能力，以核心技術的優勢，消除企業在機械電子領域的發展障礙，同時提高企業在行業當中的主觀能動性。
（2）科技研發投入力度的加大，為了奠定科技創新的基礎，需要在技術研究開發的階段，加大科研經費的投入力度，并重新分配好企業的利潤，尤其是那些比較成熟的機械電子企業，要做好充足的市場調研和財務分析工作， 合理將獲得的利潤注入到科技創新研究工作當中，發揮資金鏈在科技研究開發當中的效用水平。
（3）加大科技研究人員的培訓力度 ，人力資源作為企業生產和科
技創新工作的主體， 要求進一步提高科技研究人員科技創新意識，豐富其知識結構和實踐工作經驗。
3.3.2提高科技成果的轉化率
為了提高后續科技開發應用的水平， 需要對科技的成果進行轉化，提高其科技水平和技術研發效果。 很多國家在機械電子行業發展中，通過轉化科技成果，推動了行業的質躍發展。科技成果的轉化有兩種方式：一是直接轉化，企業和工科院校的合作，互相交換科技研究開發的資源，譬如企業為工科院校提供更多就業的崗位，而工科院校為企業推薦更多的機械電子人才，兩者進行某項科學技術的共同研究開發；二是間接轉化，機械電子行業的中介機構進行深入技術交流，通過行業協會，推動技術轉化工作的發展。
3.4機械電子系統的數字化趨勢
數字化是現代科學技術發展過程中一個比較重要的概念。特別是微控制器的發展為其奠定了良好的基礎，現代科學技術的發展都要盡可能的為技術發展的提供良好的平臺。而數字化也成為了機械電子系統發展的一種主要趨勢。
3.5機械電子系統的集成化趨勢
集成化要求各中技術在發展的過程中互相滲透、互相融合，同時集成化又包含了生產加工過程中同時處理管理、檢測、裝配等多種工序，為了實現目前小批量生產的目標，使得系統的管理更具有彈性。首先，將系統進行分解，協調各個分解之后的部分的運轉，進而促進系統高效、協調的發展。
3.6機械電子系統的網絡化趨勢
信息化的發展以及普及，使得以互聯網為代表的信息技術逐漸成為各行各業，各個學科技術中最為依賴的基礎工具之一。遠程控制終端在生產中也逐漸成為普遍使用的技術，利用計算機計算，通過局域網技術使得在一定范圍內使用的電器鏈接成為一個系統。因此。機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。
結束語
綜上所述，隨著我國經濟的發展和人民生活水平的提高，傳統的機械制造模式表現為自動化水平和智能化水平低、新技術研發進度緩慢、機械電子行業研發投入少、關鍵技術應用程度低等，其已經不能適應世界的機械制造的發展趨勢了，因此我們要大力發展我國的機械電子系統，通過機械電子系統在機械制造中的作用，從而為我國的經濟發展作出重要的作用。
參考文獻：
[1]阮紅坤，a大斌，曲宴良.機械電子行業的創新研討[J].電子世界，2012，（8）：83-84.
論文摘 要： 概括說明機械電子控制產業發展的情況，重點介紹計算機技術在機械電子控制產業領域以及工業生產制造和人們日常生活中的廣泛應用。
0 引言
現代科學技術的發展極大地推動了機械工業領域的變革，同時給相關生產產業帶來了巨大的影響，提高了生產水平和技術。隨著各種技術之間相融合的發展，以計算機電子技術、機械技術為核心的機電控制領域將給工業及科研等領域帶來更多的實際應用。
1 計算機技術與機電控制技術的發展概況
1.1 計算機控制理論的形成與技術的發展
忽略數字信號的量化效應，可以將計算機控制系統看成采樣控制系統，在這一系統中，將其中連續的環節離散化，則整個系統又可看成由不同的離散系統構成。計算機控制理論的發展主要是將采樣理論、差分方程、變換理論、狀態空間理論和系統辨識自適應控制等理論綜合應用到控制技術中，使計算機控制系統有了初步發展。對于結構復雜、時變的非線性系統，控制系統則融入了魯棒控制、模糊控制、預測控制等多種新型理論，逐步形成了工業過程控制系統的一個新方向。
自世界第一臺電子計算機問世后，計算機首先被用來自動檢測化工生產過程的過程參量并進行相關的數據處理，同時也研究了計算機的開環控制。到二十世紀六十年代，出現了用于過程控制的計算機，實現了直接數字控制。后經集中式計算機控制系統發展到現在的以微處理器為核心的分層式控制系統控制，通過計算機對生產過程進行集中監視、操作和管理控制等。伴隨著計算機處理器等技術的發展，計算機控制技術也隨之發生相應的變革，最終應用到工業生產中并對其產生巨大影響。
1.2 機械和電子控制技術的發展和現狀
在生產、科研等諸多領域里，有大量的物理量需要按某種變化規律進行控制。在二十世紀三十年代之前，工業生產多處于手工操作的狀態。最初采用基地式儀表控制壓力溫度等在一恒定范圍內，初步有了對工業生產的機械控制實踐。隨著電子技術的迅速發展和計算機控制系統的出現，直接實現了工業生產中各參量和過程的數字控制。計算機的微型化使控制技術更加智能化，同時將機械、電子、計算機技術和控制技術有機結合的機電一體化技術也得到迅猛發展，且越來越被廣泛的應用到各生產領域。目前主要形成并應用的機電控制技術主要有PID控制，PID是經典控制理論的代表，它吸收了智能控制思想并利用計算機的優勢，形成了自適應PID和非線性PID等更利于控制的變種PID控制器。另外還有模糊控制（FLC）、變結構控制等，均隨著計算機領域的發展在不斷地拓寬。
2 機電一體化的發展及在工業上的廣泛應用
2.1 機電一體化的簡介和生產應用
機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及計算機軟件系統集合起來所構成的系統總稱，綜合運用機械技術、微電子技術、計算機技術、電力電子技術等對各生產領域的控制過程進行監督操作。它主要應用領域有數控機床，通過相應的數控技術，在工業操作上結構、功能、操作精度上都有明顯的提高。采用多CPU和多主線的體系結構，豐富了數控功能，也提高了生產效率。
柔性制造系統的應用是計算機技術和制造系統在機電控制工業的應用，是計算機化的制造系統。它主要由計算機、數控機床、自動化倉庫等組成。在工業上，它可以隨機地、按量地按照裝配部門的要求，生產其能力范圍內的任何工件，更適用于多品種，小批量等的離散零件的批量生產。
交流傳動技術的發展也是隨著電子技術和計算機技術的發展在工業上有了重要的應用，尤其是在鋼鐵工業中，使復雜的矢量控制技術得以實現，無論是大容量電機還是小容量電機現均可使同步電機或者異步電機實現可逆滑調速。也使交流傳動系統在軋鋼生產中得到廣泛的應用。
可編程控制器（PLC）是集計算機技術和自動控制化技術于一體的新型控制系統。這一系統解決了工業控制系統中大量開關控制的問題，逐漸取代了耗能多、故障率高的繼電器控制系統。隨著PLC技術的進步，其應用領域更是不斷擴大，可采集存儲數據，還可對控制系統進行監控。PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環控制。這種過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。此外，隨著工廠網絡自動化的發展，PLC可實現通信及聯網功能，更有助于工業生產的控制過程的監控。如今，PLC技術已經被廣泛應用于冶金、石油、化工、建材、機械制造、電力、汽車、輕工、環保以及文化娛樂等各行各業。
2.2 計算機在機械和電子控制產業的應用實例
計算機技術和機械電子控制技術一體化的有機結合，不斷使相關的新技術應用到更多的領域中去，這些應用到的領域已經不再局限于工業的生產，更多技術是切身關系到我們日常的工作和生活。下面舉幾個具體實例來介紹計算機技術和機電控制相結合的實際應用。
PLC實現了機械手移動工件的控制過程。隨著世界經濟和技術的發展，人類活動的范圍不斷擴大，機器人的應用正迅速向社會生產和生活的各個領域擴展，并從制造領域轉向非制造領域，各種各樣的機器人產品隨之出現。隨著機器人的生產和大量應用，很多領域，許多單一、重復的機械工作由機器人（也稱機械手）來完成。工業機器人是一種能進行自動控制的、可重復編程的、多功能的、多自由度的、多用途的操作機，廣泛采用工業機器人，不僅可提高產品的質量與產量，而且對保障人身安全，改善勞動環境，減輕勞動強度，提高勞動生產率，節約原材料消耗以及降低生產成本有重要意義。與計算機及網絡技術相結合應用的工業機器人的廣泛使用正在日益改變著人類的生產和生活方式。
農業方面，機械作業過程中駕駛室內的儀表盤正迅速由電子監視儀表取代并逐步由單一參數顯示方式向智能化信息顯示終端過渡，以此來改善人機交互界面。這種智能化顯示終端又被稱為虛擬化儀器顯示終端（Virtual Display Terminal），它代表了當代儀器與控制裝置發展的主流方向。它可通過屏幕任意選擇顯示機組中不同部分的終端信息，在屏幕上按操作者的需求，調用數據庫信息，顯示數據、圖形、語音等多媒體信息。另外，還可以將數據信息動態存入類似信用卡尺寸大小的高密度智能化數據存儲卡，將農業作業過程的數據信息通過智能卡帶回辦公室，由計算機應用高級軟件進行處理。也可以將管理者的決策和操作指令通過智能卡傳送到拖拉機上的智能控制終端，實現自動控制農機的操作。
PLC在自動售貨機中的應用。自動售貨機通過顧客選擇商品開關，投入的硬幣值由PLC驅動數碼管顯示，經過光傳感器識別，通過判斷，進行下一步操作，經過PLC的系統控制和信號輸出完成售賣過程。計算機技術和機電自動控制在自動售貨機中的這項應用極大方便了人們的生活，也使PLC的應用更加廣泛。
交通信號燈系統也是微機軟件應用到電子控制系統中的典型實例。通過主要應用PLC技術控制十字路口的信號燈動作。準確無誤的完成信號燈的變燈動作來控制時間，這項應用更是極大方便了人們日常生活工作的出行。
電腦橫機中計算機技術的應用給機械編織行業帶來了巨大的變革。現在的電腦橫機是一種涉及到計算機、機械、電子、控制等諸多領域的復雜系統。電腦橫機的編織是一個極其復雜的過程，最初的橫機是手動橫機，只能勝任比較簡單的編織過程。隨著計算機技術應用到電腦橫機中，通過電腦的自動控制，設計人員可對編織花型進行數字化設計，通過計算機數字直接控制機械的退圈、墊沙、脫圈、彎沙等相應的機械編織動作，由計算機指令控制系統完成整個設計的編織，極大地提高了工業生產效率。
與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，以機械技術、微電子技術的有機結合為主體的機電一體化技術是機械工業發展的必然趨勢。
3 總結
在機械生產領域，電子技術和計算機技術的融入發展，機電一體化的形成是機械工業中的重要變革。通過不斷發展的計算機技術，使機電一體化相關的技術在諸多領域中得到了廣泛的應用。
參考文獻
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[4]楊明等，機電一體化的研究現狀及發展趨勢，農機化研究，2006.
關鍵詞：CDIO；機電一體化課程群；教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）16-0174-02
一、引言
CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate），它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，以工程設計任務為導向，以培養個人能力、團隊能力和系統的適應與調控能力為主要目標，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。CDIO強調在加強基礎教育的同時，關注工程實踐，加強實踐環節，強調個人職業技能與人際溝通的技能并重；強調綜合創新能力，與社會大環境協調發展。國內外的經驗都表明CDIO的理念和方法是先進可行的，適合高校工科教育教學過程各個環節的改革。
山東理工大學是一所以理工為主的多科性省屬重點大學，于2009年初成為教育部CDIO工程教育模式研究與實踐課題組試點工作組高校成員。機械電子工程專業是我校CDIO培養模式的試點專業之一。我們的改革目標是通過注重培養學生系統工程技術能力，尤其是項目的構思、設計、開發和實施能力，以及較強的自學能力、組織溝通能力和協調能力，吸收世界先進的工程教育理念，建立符合國際工程師認證的課程體系。“機電控制技術”、“機電一體化系統設計”、“機器人技術及應用”是機械電子工程專業的三門主干課程，基于CDIO的培養理念，我們將這三門主干課程以機電項目為載體進行整合優化，建立機電一體化課程群，與機械電子工程專業的培養目標是一致的，特別是對于學生創新精神和工程實踐能力的培養具有重要意義。
二、實施過程
將國際工程教育的先進教學模式“CDIO（構思―設計―實現―運作）”融入教學過程，以機電項目為載體，制定了機械電子工程專業CDIO培養方案；確定以設計為導向的課程體系；制定機械電子工程專業基于CDIO理念的教學大綱；編寫相關的教學文件資料等。將“機電控制技術”、“機電一體化系統設計”、“機器人技術及應用”三門主干課程進行整合優化，建立機電一體化課程群，從課堂教學、實踐教學環節等方面進行了改革。
（一）課堂教學方面
基于CDIO的培養理念，將機電一體化課程群的教學內容先進行整合優化。“機電控制技術”是機械電子工程專業的重要專業基礎課，主要以典型機電產品為載體，讓學生熟悉和掌握繼電器-接觸器控制電路的設計和PLC控制系統設計，培養學生對機電產品的控制系統進行設計的能力，為后續“機電一體化系統設計”、“機器人技術及應用”兩門課程學習打下基礎。“機電一體化系統設計”是機械電子工程專業的一門主要專業課，教學內容主要以典型機電產品為載體，重點講述精密機械技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術、自動控制技術等在機電產品設計中的應用，結合我校自行研制開發的三向移動重載教學機器人為實例講解，教學內容具有針對性。培養學生系統工程技術能力，為后續學習“機器人技術及應用”和進行機器人的開發和設計打下基礎。“機器人技術及應用”采用自編講義，綜合國內外各種機器人的特點，選定自行研制開發的三向移動重載教學機器人為實例講解運動學、動力學、結構建模、機器人軌跡規劃等內容。
基于CDIO的培養理念，機電一體化課程群的內容設計，避免了傳統教學中課程內容重復問題，學生從“機電控制技術”課程中獲得機電產品設計中計算機控制模塊的設計能力，從“機電一體化系統設計”課程中獲得機電產品設計中機械模塊、傳感器模塊、伺服傳動模塊等設計能力，從“機器人技術及應用”課程中獲得典型機電產品--機器人的系統設計能力。
改變傳統授課模式，課程群教學充分利用各種教育資源，采取課堂實物演示與實驗、多媒體技術、仿真技術現場演示等多種教學手段，從中穿插旨在培養學生動手操作能力的機器人設計、調試等內容。注意采用啟發式、討論式、課堂實驗式教學，通過生動直觀多種方法手段并用，使學生在學習知識的同時，也學習分析問題，聯系問題，綜合運用多門課程知識，培養學生發散思維、立體思維、創新和解決問題的能力。
（二）實踐教學方面
基于CDIO工程教育理念，機電一體化課程群在實踐教學方面，以三向移動重載教學機器人作為項目對象，設計了機電系統設計與制造I、II、III三個綜合實踐項目。機電系統設計與制造I項目通過對教學機器人的解剖，掌握各個關鍵部件（包括機械系統組件和控制系統組件）的具體結構和連接方式，進行初步的創新思維與產品構思訓練。機電系統設計與制造II項目通過團隊合作的方法完成機器人整體結構的設計。通過具體給定不同的設計參數和機器人操作任務，由學生自由組成團隊，合作完成機器人各關鍵部件的詳細設計，要求每個學生獨立完成給定的局部O計任務，并保證團隊內部學生設計的各個部件之間的良好連接。機電系統設計與制造III項目通過團隊合作的方法對第I、II模塊確定的項目進行機器人控制系統設計。通過這樣訓練，讓學生進行總體方案設計、機械結構設計、控制系統設計等，同時這些關鍵技術可以觸類旁通的用于其他相關產品的設計與制造。在每一屆學生中選擇設計較為出色的部分產品，進行實際加工制作，一方面是對學生的激勵，同時也可以作為以后學生的研究對象。由于最終的產品完全是學生自己設計，有利于學生掌握機電產品的構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）整個過程，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。
三、實施效果
整合優化后以典型機電產品――機器人作為項目對象，貫穿于教學和實踐性環節。學生學習的主動性、積極性提高，實踐動手能力增強，極大地激發了學生學習興趣和創新精神，學生反應很好。學生學完這幾門課程后，能完成項目對象的構思、設計與開發，所設計產品具備一定的開放性，便于拆卸和組裝，并且能夠進行二次開發。近幾年學生開發的產品參加全國機器人大賽和山東省機電產品大賽、山東省機器人大賽等都取得了很好的成績。
整合優化后，老師們的講課質量和講課效果都得到提高，有3名教師連續三年榮獲山東理工大學教學質量獎；發表CDIO方面的教研論文3篇；申請專利18項；并成功申報山東省高等學校教學改革研究項目――“基于CDIO的機械類應用型創新人才培養體系研究與實踐”；還有“基于CDIO創新培養模式的新型移動機器人設計”、“基于CDIO的機電系統設計與制造第I模塊的構思與設計”等6個CDIO項目獲得校級教學研究項目立項。
總之，基于CDIO的培養理念，將“機電控制技術”、“機電一體化系統設計”、“機器人技術及應用”三門課程進行整合優化，注重培養學生創新精神和工程實踐能力，尤其是項目的構思、設計、開發和實施能力，具有明顯的特色。
參考文獻：
關鍵詞：計算機控制技術；雙語教學；必要性；實施計劃
機械電子是工程科學的一個跨學科的新興專業，為了開闊教師和學生的國際化視野，探索一條適合于機械電子工程類課程的雙語教學模式極為重要。本文在充分調研相關參考文獻的基礎上，立足于“計算機控制技術”課程，從開展機械電子工程專業課雙語教學的重要意義與必要性、開展“計算機控制技術”課程雙語教學的實施計劃和進行“計算機控制技術”課程雙語教學中應該注意的一些問題等方面進行闡述。
一、開展雙語教學的重要意義和必要性
一般來說，雙語教學指的是在教學過程中以外語為教學媒介來進行非英語專業課程的教學方式。雙語教學可以完成專業課程的教學任務，通過使用原版英文教材、制作英語課件、英文授課、使用英語完成作業和考核等手段來提高學生的英語聽說讀寫能力和使用英文進行交流和表達的能力。目前，比較受關注的雙語教育模式有沉浸式雙語教學模式、導入型雙語教學模式和三向分流雙語教育模式等。近些年來，我國的綜合國力得到了迅速提高，在經濟、科技、文化等方面與國際交流不斷增加。這對英語的使用和交流表達能力提出了更高的要求。為了更好地適應經濟全球化，英語的熟練掌握和靈活使用起著至關重要的作用。因此，大學學習中除了進行相應英語課程的教授外，專業課程雙語教學也勢在必行。
雙語教學有利于學生提高英語的聽說讀寫能力和交流水平。在專業課程雙語教學中既傳授了專業理論和英語語言知識，也可以通過課堂討論、專題研討等形式培養學生的語言交流能力，提高學生使用英語進行文獻查詢、問題討論的水平。這樣可以在很大程度上豐富學生的詞匯。計算機技術和互聯網技術的飛速發展使得學生獲取知識和信息的手段與速度大大提高。雙語教學中，學生可以頻繁地接觸和使用英語進行學習和交流。
二、“計算機控制技術”雙語教學的實施計劃
“計算機控制技術”是機械電子工程方向的一門重要的專業課程。涉及的教學內容豐富，難度相對較高，英語專業詞匯多。因此在準備教學輔助材料時要做到精挑細選。計算機控制技術雙語教學輔助材料的建設包括原版教材配套的講義的制作、制作與收集相關音像資料和建立與雙語教學相應的題庫。在講義中，要對原版教材的重點和難點內容進行注釋，可以讓學生更好地理解教材內容，避免因英文太難而產生厭學情緒。對書中的相關專業詞匯和術語增加中文注釋，在書后增加中英文詞匯對照表，這樣有利于學生對教學要點的理解和掌握。為了提高學生學習的積極性，應建立有利于激發學生學習主動性的試題庫。
為了適應高校教學的要求和提高專業課程的授課效果，應該采用啟發探究式的教學模式和研討式的教學方法。在教學方法上，要充分調動學生的學習熱情和積極性。在教學中，既要注重發揮傳統教學靈活性強、節奏感好的優點，又要充分利用多媒體等新興的教學手段教學形象、直觀的特點。
三、雙語教學中應該注意的一些問題
1.注重雙語教學師資力量的培養。在雙語教學中，常常會遇到這種情況，一方面，外語專業出身的教師具有較強的外語聽說讀寫能力，但欠缺理工科專業課程的知識；另一方面，部分專業課知識扎實的相關專業教師由于缺乏外語使用的環境，雖然有一定的外語基礎，卻受到外語聽和說的限制，無法勝任相關專業課程雙語教學任務。因此，要重視雙語教學教師的選拔和培養，積極引進英語水平高的年輕博士和有海外留學經歷的教師。鼓勵年輕教師積極閱讀英文文獻，撰寫英文文章，安排教師去國外進行中長期的訪學和短期的英文培訓，提高教師的英文聽說讀寫能力。
2.隨著我國社會經濟和國際化進程的不斷發展，社會對大學畢業生外語能力的要求越來越高。這就對高校理工科的雙語教學提出了更高的要求。
本文結合我院“計算機控制技術”課程雙語教學的思考，闡述了在高校理工科學生中開展雙語教學的重要意義和必要性，討論了在學院開展“計算機控制技術”課程雙語教學的實施計劃。最后結合實際教學情況闡述了進行“計算機控制技術”課程雙語教學中應該注意的一些問題。
參考文獻：
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[2]成曉毅.我國高校雙語教學模式初探[J].西安外國語學院學報，2005，13（03）：89-91.
關鍵詞:人工智能；機電一體化；信息技術；工業機器人
0 引言
近年來，隨著中國經濟的快速發展和國內外金融環境的不斷變化，人力成本上漲、利率和匯率的波動，給國內生產制造業的生存發展帶來了巨大的挑戰。針對生產制造企業急需在保證品質的前提下，滿足既要提高生產效率，又想降低勞動成本的需求，利用人工智能的機器人產品和高效的自動化裝配、輸送等操作，無疑是企業的理想之選，同時也有助于制造業自動化的發展，使得工業生產過程綜合自動化，工藝過程能夠達到最優控制。另一方面工業機器人在工業生產中也能代替人做某些單調、頻繁和重復的長時間作業和在危險、惡劣環境下的作業，例如在沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成形、機械加工和簡單裝配等工序上、在原子能工業等部門中，以及完成對人體有害物料的搬運或工藝操作。
1 機電一體化的內容
機電一體化又稱機械電子學，亦可稱為機電整合，英語稱為Mechatronics，最早出現在1971年日本雜志《機械設計》的副刊上，隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發展，現在的機電一體化技術，是機械、微電子和信息這三項技術相互融合、交叉的產物。
機電一體化技術的內容包括機械技術、計算機與信息技術、系統技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術等。機械技術是機電一體化的基礎，在機電一體化系統制造過程中，經典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術，同時采用人工智能與專家系統等，形成新一代的機械制造技術，而其中的信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術；控制技術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、檢索等；傳感檢測技術是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節，其功能越強，系統的自動化程序就越高，現代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環境的考驗，它是機電一體化系統達到高水平的保證；伺服系統則是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。
機電一體化系統一般由機械本體、檢測傳感部分、電子控制單元、執行器和動力源五個組成部分構成。機電一體化指的是在機械的主功能、動力功能、控制功能和信息功能的基礎上引進微電子技術,并且將機械設備和電子設備用軟件有機結合而構成的系統的總稱,傳統的機械工程可以分為制造和動力兩大類。
2 人工智能的定義及其用途
智能化即全息系統化,是對機器的行為狀態進行描述，是吸收了計算機科學、模糊數學、運籌學、混沌動力學、人工智能和生理學等新的學科方法、新的設計思想，從而模擬出人類的思維能力，使它如同人一樣具有思維、意識和行為等能力，以達到更高水平的控制目標。
人工智能（Artificial Intelligence）也稱機器智能，它是研究用于模擬、延伸和擴展人的智能的理論、方法、技術及應用系統的一門新的技術科學，又是計算機科學、控制論、信息論、神經生理學等多種學科相互滲透而發展起來的一門綜合性學科。
人工智能的目的就是讓計算機能夠指揮機器象人一樣地思考和行動，它始終是計算機科學的前沿學科，在一些地方計算機利用編程語言和其它一些軟件幫助人們進行原來只屬于人類的工作，計算機以它的高速和準確為人類發揮了很大的作用。美國麻省理工學院的溫斯頓教授認為人工智能就是研究如何使計算機去做過去只有人才能做的智能工作，這說明了人工智能是研究人類智能活動的規律，構造具有一定智能的人工系統，也就是研究如何應用計算機的軟硬件來模擬人類某些智能行為的基本理論、方法和技術。
人工智能技術的發展，使得機械電子在傳統的機械系統能量和功能連接的基礎上，更加強調了信息連接和驅動，并逐步使機械電子系統向具有一定智能化的方向發展。目前，人工智能在推理功能方面已經獲得突破，學習和聯想功能正在研究之中，下一步要研究的就是模仿人類右腦的模糊處理功能和整個大腦的并行化處理功能。人工神經網絡是未來人工智能應用的新領域，未來智能計算機的構成，可能就是作為主機的馮?諾依曼型機與作為智能的人工神經網絡的結合。在人工智能的應用當中最有意思的是機器人，其實機器人有很多種類型，不僅包括各種外型獨特的智能機器人，還包括一些用于工業生產代替人類勞動的機器人，現在的機器人技術在制造上還很欠缺，只在某一種功能的機器人方面取得了一定的成果，要研制一種多功能、人性化的智能機器人還需要進一步努力。除了機器人之外，在我們生活中的許多地方都能找到人工智能的影子，例如我們許多的家用電器里都有智能芯片、汽車和飛機的導航系統里都有人工智能程序。
3 人工智能在機電一體化中的應用
機電一體化是目前人工智能研究的目標，研究目的主要是把機械技術、微電子技術和信息技術有機地結合為一體，實現整個系統的最優化。機電一體化可以充分發揮機械技術、微電子技術和信息技術的各自的優勢，促進機械產品的快速更新換代，這樣就使得機電一體化的人格化，怎樣將人的智能、情感、行為賦予到機電一體化產品中顯得越來越重要。隨著機電一體化技術的發展，機電一體化產品智能化特征也將越來越明顯，智能化水平也會上升,人工智能在機電一體化的研究中也將進一步得到更加重視，其中機器人與數控機床的智能結合就是一項重要應用，在日歐美等發達國家，工業機器人應用于工廠自動化生產中已有很多年的歷史了。
隨著計算機網絡技術的飛速發展，它帶動了科學技術發生巨大進步，同時也給日常生活帶來了嶄新的面貌，全球經濟、生產等都被各種網絡連成了一片，企業間的競爭也將面臨網絡全球化，一旦研制出機電一體化某種新產品，只要其質量和功能可靠必然會暢銷全球。由于網絡在全球的進一步普及，只要是關于網絡的各種遠程控制技術也就會持續發展，因為遠程控制的終端設備就是機電一體化產品，因此，機電一體化產品也必然會朝著網絡全球化方向發展。
參考文獻：
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[2] 王士同.神經模糊系統及其應用.北京航空航天大學出版社，1998.
【關鍵詞】機械工業；計算機技術；發展；應用
0 引言
機械自動化在各行各業的應用和發展，顯現出了機械自動化產品的優點和效益。即多功能化、高效率、高可靠性、省材料、省能源，不斷滿足人們生活和生產多元化需求。現代科學技術的發展極大地推動了機械工業領域的變革，提高了生產水平和技術。隨著各種技術之間相融合的發展，以計算機電子技術、機械技術為核心的機電控制領域將給工業及科研等領域帶來更多的實際應用。
1 計算機技術的發展概況
自世界第一臺電子計算機問世后，計算機首先被用來自動檢測化工生產過程的過程參量并進行相關的數據處理，同時也研究了計算機的開環控制。到二十世紀六十年代，出現了用于過程控制的計算機，實現了直接數字控制。后經集中式計算機控制系統發展到現在的以微處理器為核心的分層式控制系統控制，通過計算機對生產過程進行集中監視、操作和管理控制等。伴隨著計算機處理器等技術的發展，計算機控制技術也隨之發生相應的變革，最終應用到工業生產中并對其產生巨大影響。
2 機械和電子控制技術的發展和現狀
經過多年的迅速發展，特別是”十一五”期間，中國機械行業取得了很多可喜的成績，在國內和國際上已取得一定地位，從業企業在市場、資金、人才和技術等方面都初具特色，為中國機械行業的進一步發展奠定了良好的基礎，但我們仍要對行業形勢及企業自身發展有一個清醒、客觀的認識。機械未來的行業發展趨勢顯的至關重要，它很大程度上牽制和引領著中國機械行業的發展現狀以及未來方向，因此有針對性的研究和分析國內外機械的發展趨勢以及對我國機械行業的影響非常重要，機械自動化，主要指在機械制造業中應用自動化技術，實現加工對象的連續自動生產，實現優化有效的自動生產過程，加快生產投入物的加工變換和流動速度。機械自動化技術的應用與發展，是機械制造業技術改造、技術進步的主要手段和技術發展的主要方向。機械自動化的技術水準，不僅影響整個機械制造業的發展，而且對國民經濟各部門的技術進步有很大的直接影響。隨著電子技術的迅速發展和計算機控制系統的出現，直接實現了工業生產中各參量和過程的數字控制。計算機的微型化使控制技術更加智能化，同時將機械、電子、計算機技術和控制技術有機結合的機電一體化技術也得到迅猛發展，且越來越被廣泛的應用到各生產領域。隨著計算機領域的發展在不斷地拓寬。
3 機電一體化的發展及在工業上的廣泛應用
自電子技術一問世，電子技術與機械技術的結合就開始了，只是出現了半導體集成電路，尤其是出現了以微處理器為代表的大規模集成電路以后，“機電一體化”技術之后有了明顯進展，引起了人們的廣泛注意。 機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及計算機軟件系統集合起來所構成的系統總稱，綜合運用機械技術、微電子技術、計算機技術、電力電子技術等對各生產領域的控制過程進行監督操作。它主要應用領域有數控機床，通過相應的數控技術，在工業操作上結構、功能、操作精度上都有明顯的提高。采用多CPU和多主線的體系結構，豐富了數控功能，也提高了生產效率。
3.1 “機電一體化”的發展歷程
（1）數控機床的問世，寫下了“機電一體化”歷史的第一頁；
（2）微電子技術為“機電一體化''帶來勃勃生機；
（3）可編程序控制器、“電力電子”等的發展為“機電一體化”提供了堅強基礎；
（4）激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使”機電一體化”躍上新臺階。
3.2 “機電一體化”發展趨勢
（1）光機電一體化。引進光學技術，實現光學技術的先天優點是能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源（動力）系統和信息處理系統。光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢。
（2）自律分配系統化――柔性化。未來的機電一體化產品，控制和執行系統有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發事件，被設計成“自律分配系統”。
（3）全息系統化――智能化。今后的機電一體化產品”全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。
（4）微型機電化――微型化。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。屆時機械和電子完全可以“融合”，機體、執行機構、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。
3.3 計算機在機械和電子控制產業的應用實例
機器人的應用正迅速向生產和生活的各個領域擴展，各種各樣的機器人產品隨之出現。不僅可提高產品的質量與產量，而且對保障人身安全，改善勞動環境，減輕勞動強度，提高勞動生產率，節約原材料消耗以及降低生產成本有重要意義。與計算機及網絡技術相結合應用的工業機器人的廣泛使用正在日益改變著人類的生產和生活方式。
自動售貨機[的應用。自動售貨機通過顧客選擇商品開關，投入的硬幣值由PLC驅動數碼管顯示，經過光傳感器識別，通過判斷，進行下一步操作，經過PLC的系統控制和信號輸出完成售賣過程。計算機技術和機電自動控制在自動售貨機中的這項應用極大方便了人們的生活，也使PLC的應用更加廣泛。
交通信號燈系統也是微機軟件應用到電子控制系統中的典型實例。通過主要應用PLC技術控制十字路口的信號燈動作。準確無誤的完成信號燈的變燈動作來控制時間，這項應用更是極大方便了人們日常生活工作的出行。
4 總結
在機械生產領域，電子技術和計算機技術的融入發展，機電一體化的形成是機械工業中的重要變革。通過不斷發展的計算機技術，使機電一體化相關的技術在諸多領域中得到了廣泛的應用。廣大設計人員應清醒的認識到機械設計制造只有向機械自動化設計制造方向發展，才是機械工業發展的唯一出路。所以設計人員不能只熱衷于技術引進，不能僅僅安心于作為新技術的傳播者，而應該作為新技術產業化的創造者。為機電一體化技術發展開辟廣闊的天地。
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[4]楊明，等.機電一體化的研究現狀及發展趨勢[J].農機化研究，2006.
關健詞：機電一體化；可持續發展；培養目標；定位
作者簡介：高安邦，淮安信息職業技術學院特聘教授，原哈爾濱理工大學碩士生導師、教授。
中圖分類號:G712文獻標識碼:A文章編號：1001-7518（2008）04-0041-03
一、機電工業要求生存、謀發展必須走“機電一體化”之路
現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，促進了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透，已使機械工業的技術結構、產品結構、功能與構成、生產方式及管理體系都發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展新階段。
“機電一體化”就是將機械、電子與信息技術進行有機結合，以實現工業產品和生產過程整體最優化的一種高新技術。它的發展，使傳統的機械如虎添翼，超越了操作機械和動力機械的范疇，進入了智能化、柔性化、信息化、多功能化、全自動化、綠色化、微機數字化和遠程網絡化控制的新時代，不僅極大地解放了人類的體力勞動，還極大地解放了人類的腦力勞動。因此，“機電一體化”已成為當今世界工業發展的主要趨勢，也帶動了傳統機械工業的一場新的革命。其典型產品為：數控機床、智能機器人、新型武器裝備和作戰指揮系統、高精尖的航空航天飛行器、以及用微電子（尤其微機）技術裝置了的自動化生產設備、動力設備、交通運輸設備、生產過程自動化設備、通信設備、辦公設備和家用電器等等。這些都是當今世界高新技術的核心和應用成果的集中體現。機電工業要求生存、謀發展必須走“機電一體化”之路,而世界各國都將“機電一體化”前沿技術作為國家高新技術發展的重要方向。我國高新技術研究發展計劃綱要，即863計劃也將“機電一體化前沿技術作為國家高新技術重要發展領域。和世界上先進的發達國家相比，我國目前的“機電一體化”技術整體水平還相對落后。要開發大西北、振興東北老工業基地、富民強國奔小康、實現中華民族的偉大復興，就必須要刻不容緩地緊緊抓住這歷史賦予的大好發展機遇，大力發展我國的“機電一體化”技術，搶占“機電一體化”前沿技術的制高點，加快提高我國的綜合實力。而建立在高新技術發展基礎之上的“機電一體化”新專業大學生的培養目標定位必然是、也必須是要造就出大批高素質、高技能復合型機電創新人才。尤其是當前國家要重點和優先發展的高職院的任務也不是培養普通的熟練工和勞動力，高職教育特定的培養目標，是面向生產、建設、服務和管理第一線需要的技術應用性人才，尤其是當前加快發展先進制造業和現代服務業急需的高技能人才（未來的藍領人才）。這也是我國當前教育工作的頭等大事，更是我們職業教育工作者神圣而光榮的責任和義務！
二、“機電一體化”新專業理應歸口于電氣自動化技術專業
機電一體化技術是在大規模集成電路和微型計算機為代表的微電子技術高度發展，向傳統機械工業領域迅速滲透、機械與電子控制技術深度結合的現代工業基礎上，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、信息技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術、信號變換技術以及軟件編程技術等群體集成技術。機電一體化技術已不是機械與電子簡單的疊加，而是在信息論、控制論和系統論的基礎上把兩者有機組合起來的高端應用技術。由于引進了微電子技術，現代工業生產已從機械自動化跨入了機電一體化的新階段，使機械產品的技術結構、產品結構、產品功能和構成、生產方式和管理體制均發生了根本性的巨大變化。機電一體化技術還賦予機械產品一些新的功能，如自動檢測、自動顯示、自動記錄、自動處理信息、自動調節控制、自動診斷、自動保護等，從而使機械設備具有智能化的特征。如果說傳統機械主要是代替和放大人的體力，而機電一體化技術則能取代并延伸人的部分智力。
“機電一體化”技術實際上是自動化技術高度發展的一個階段和必然產物，它是自動化領域中機械技術與電子技術有機地結合應運而生的一種高新技術，更是鑄造創新人才的最熱門技術領域。機電一體化技術得以發展的根本原因，就在于生產的高速發展和科學技術的跨越進步，其別是自動化技術與計算機科學起到了最重要的決定性作用。第二次世界大戰以后，幾乎是同時誕生的系統工程、控制論和信息論這三門科學既是工業自動化與機電一體化的理論基礎，也是機電一體化技術的方法論。而微電子技術的迅猛發展，半導體大規模集成電路制造技術的快速進步，則為機電一體化與工業自動化技術奠定了物質基礎。反過來，機械制造技術也為微電子學和自動化技術做出了重大貢獻，如大規模集成電路芯片的制造就是以超精密機械加工為基礎的，而這種加工設備本身又是一種計算機控制的自動化系統，即機電一體化的系統。由此可見，機電一體化技術的產生既是微電子技術與自動化技術不斷發展的結果，又是信息論、控制論和系統工程付諸生產實踐的結果。已形成以機械為主體，以微電子尤其是微機和自動化控制為技術核心，“機械+電氣+計算機”三分天下的實際格局。
為此，國家專業技術委員會已將“機電一體化”專業列入自動化技術專業的范疇，理應歸口于電氣自動化技術為宜。
實際上也正應如此,目前全國凡是“機電一體化”新專業放在機械專業中來辦的,沒看到那所高校的“機電一體化”新專業的現行課程設置是真正按照““機械+電氣+計算機””三分天下的格局安排教學的，要么還是機械和電氣嚴格分家，各辦各的；要么就是執行傳統老機械專業的教學計劃，電氣與計算機只是機械的陪襯或者是沽名釣譽的點綴；“電控和計算機”類課程的比重遠遠不夠；更沒有跟上高新技術的快速發展。有些學校的“機電一體化”新專業更是名不符實，有的甚至就連“機電一體化”新專業的核心基礎課“自動控制技術”與核心專業課“計算機控制”都不開，還談什么“機電一體化”？
三、“機電一體化”新專業，應按照“機械+電氣+計算機”三分天下的格局安排教學，加速培養國家急需緊缺的機電復合型創新人才
按照國家人事部最新統計預測，“機電一體化”專業技術人才是我國教育市場今后幾年急需緊缺的最熱門專業人才之一。21世紀內中國將發展成為世界現代制造業加工中心，“機電一體化”技術就是加工制造業為了適應現代生產環境及市場的動態變化，將微電子技術、計算機技術、信息技術、自動控制技術綜合應用于制造加工生產全過程的高新復合技術群，是21世紀國民經濟發展所急需的優勢學科方向，是我國開發大西北和振興東北老工業基地以及出口創匯等重大戰略決策的重要科技支撐。21世紀中國將需要一大批掌握先進控制技術，能從事數控機床、加工中心、智能機器人、航天航空和先進武器裝備制造以及其他新型機電一體化技術和產品的設計、安裝、調試、操縱、編程與開發的高素質、高技能應用型機電創新人才。
“機電一體化”高新技術是一個大系統工程，其“主體”是機械，“核心”是控制和計算機。發展“機電一體化”所面臨的共性關鍵技術主要有“精密機械技術”、“傳感檢測技術”、“信息處理技術”、“伺服驅動技術”、“機電接口技術”、“自動控制技術”、及“系統總體技術”，已形成“機、電、計算機”三分天下的實際格局。要開辦“機電一體化”新專業，就必須針對其關鍵技術，按照國家對“機電”工作的重點安排開展教學。國家現階段對“機電”工作的重點安排為兩個層次：一是狠抓用微電子技術改造傳統產業；二是集中人財物力抓緊抓好數字化、自動化、智能化機電產品的開發應用。三個重點：數控裝置、新型工業控制系統、第二代電力電子產品系列。八類產品：經濟型數控系統、中檔數控系統、新型工業控制系統、可編程序控制器、發電設備自動控制系統、交流調速系統、智能化儀表、電力電子產品。四項配套產品和技術：集成電路、傳感器、CAD與CAM、CAT。一個前沿技術：智能機器人。由此可見，沒有相當數量和相應質量的“機電”專業技術人員就沒有“機電一體化”事業的發展。它與傳統老機械的不同在于增添了檢測和自動化控制（即測控）等核心精尖技術，賦予工業產品更多更好更新的功能和柔性，是硬結構和軟技術相互協調統一的一個信息處理系統。它既區別于機械設計與制造專業，又不同于電氣自動化專業。前者的理論基礎是機械結構設計、固體力學、切削原理，缺乏電子與控制技術。后者的理論基礎是電力電子、電機傳動、測控與計算機技術，對機械設計、力學分析涉及較少。這兩類專業都很難適應對現代化高科技機電產品的設計、制造、使用、維護、開發和改造，更難勝任大量引進先進新技術與新設備的消化吸收和國產化。要辦好“機電一體化”新專業，就要進行真正意義上的“機、電、計算機三分天下”的教學改革。
現在的問題是沒看到哪所高校的現行課程設置是真正按照“機、電、計算機三分天下”的格局安排的，仍是傳統老機械專業的教學計劃。“電氣和計算機”類課程的比重遠遠不夠，更沒有跟上高新技術的快速發展。要辦好“機電一體化”新專業，就必須重新修訂“機電一體化”新專業的教學大綱和計劃，真正按照“機、電、計算機三分天下”的格局安排“機電一體化”新專業的教學；大幅度增加現代高新技術的教學內容。
四、辦好“機械電子工程”新專業的幾點建議
現在“機電一體化”新專業已在全國各高校蓬勃發展起來了，可是要真正辦好“機電一體化”新專業，我們目前所面臨的棘手問題還很多，為此，我對辦好“機械電子工程”新專業提出幾點建議：
（一）按時代要求確立“機電一體化”新專業大學生高素質、高技能復合創新人才的培養目標和科學定位，一方面進行高素質、高技能創新人才培養理論和方法的深入研究與探討；另一方面整合學校優勢資源,構建高素質高技能創新人才培養多樣化的模式，搭建各種科技創新平臺，營造創新人才培養的環境，通過各種實踐教學環節,采用多渠道多方式,腳踏實地地培養出一批機電專業高素質、高技能復合創新人才參加人才市場競爭，檢驗高素質、高技能創新人才的培養效果。
（二）要辦好“機械電子工程”新專業，就必須將“機電一體化”新專業從傳統的機械老專業的禁錮束縛中徹底解脫出來，獲得自主發展的新空間。按照國家對“機電一體化”工作的重點安排，重新調整專業結構和培養方向，安排學習內容，突出“機電”結合的特色和高科技新知識的內涵，發揮機械、電子、測控、計算機等多學科交叉和結合的優勢，體現出與時俱進、開拓創新的辦學特點。
（三）要辦好“機械電子工程”新專業，就必須重新修訂教學大綱和教學計劃，真正按照“機、電、計算機三分天下”的實際格局進行教學規劃，大幅度增加電控和計算機教學的比重，突出高新技術的含量，體現出“機電一體化”技術是以機械為主體，以電氣控制和計算機為技術核心的內涵。
（四）徹底摒棄應試教育、奴化教育的傳統觀念；改變填鴨式死背硬記的教育方法；改變現行應試教育模式下的考試制度，加強對學生自主創新和綜合素質、技能考核的力度；真正樹立以學生為主體，給大學生營建主動學習、創新實踐和個性發展、充分展示才華與綜合素質能力的環境空間，真正從行動上能變應試教育為素質教育，而不是停留在口頭和口號上。
（五）從學校的長遠發展考慮，為體現高校辦學與時俱進的時代特征，高校的專業課教師不能只充當教書匠、搶學時、撈工作量，多年不變地照本宣科，紙上談兵式地只會講授枯燥乏味的條文，不會動手搞實踐；要投入足夠的精力和時間從事科研創新活動，進行工程實踐，學用結合、理論聯系實際，才能更有效地培養出素質技能型創新人才。名師出高徒，一個本身都不能從事科研創新實踐的老師，是無論如何也教不出高素質、高技能的大學生的。隸屬于高新技術的“機電一體化”專業課教師更是如此，教師從事科研創新實踐更是責無旁貸。
（六）高職院校的職業技能培訓應該努力創造提升高新技術的含金量，絕不能再津津樂道于低技能低水平的“正反轉”、“Y/Δ”和“指針式萬用表的使用”了，對這種上個世紀20年代就開始使用的落后技術、初級電工都能掌握的基本技能，一個高職大學生還要花錢考證，即使拿到“特優證”，又能說明什么？應該多開展諸如“單片機”、“PLC”、“變頻調速”、“現代智能網絡測控”、“電機綜合控制”等新技術知識的職業技能培訓，才有實用價值。
（七）高職院校的專業教材編寫應該是工學結合、學用一致、理論密切聯系生產實際、加強創新性、實用性和實踐性的知識和技能，決不是所謂的“夠有”的“膚淺化”和“概論化”；未來的“藍領”人才也需要掌握高深的技術理論知識和具備高技能。“膚淺”的和“概論性”的教材培養不出高素質高技能的“藍領”人才！
（八）要辦好“機電一體化”新專業，必須多方面多渠道的培養和引進專業人才；不拘一格選人才；并能真正做到政策、感情、事業、環境、條件等留住人才；這里不僅是要用政策吸引外來人才，更要能留住現有人才，機電專業的能人目前是太缺乏了。
