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關鍵詞：煤礦；機電技術；應用現狀；前景分析；煤炭開采；礦產資源
中圖分類號：TD163 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）33-0052-02
機電一體化提出于20世紀60年代，到90年代得到了迅猛的發展，與機電一體化相關的技術逐漸智能化，并逐漸演變成一項包含機械電子、信息傳播、信號轉換、傳感器與微電子應用等多項技術的綜合技術。機電一體化技術的應用，將使我國的煤礦開發實現自動化，大大提高煤炭資源的開采效率和生產質量，使煤炭企業的生產效益得到大幅提升。
1 煤礦機電技術的應用現狀
機電一體化技術在煤礦生產中的應用主要是體現在生產的機電設備上。合理應用機電一體化技術，不但可以使煤礦設備趨于信息化與自動化的方向發展，還大大提高了煤礦的生產效率。機電一體化設備憑借其性能好、易操作、可維護性高等特點，在我國得到了廣泛應用，對我國煤炭事業的發展做出了巨大的貢獻。在煤礦的生產過程中，機電一體化技術主要應用在運輸系統、采煤機、輸送機、支護設備和掘進機等設備中。
1.1 總體水平較低，比例較小
由于目前國內對煤炭的剛性需求比較高，很多大中型煤礦企業都購進了較為先進的機電一體化設備進行煤炭的開發生產，以提高煤炭產能，滿足各類煤炭需求。然而，國內的很多煤礦企業尤其是中小型企業對于機電一體化先進設備的引進以及原有設備的更新升級比較排斥。這主要是因為他們只考慮了引進新設備所需花費的巨資成本，而沒有看到新技術對企業產能與效益的提升。同時企業單位中沒有對高新技術足夠了解的精尖人才也是他們抵觸引進新設備的原因。
所以說我國目前還并未全面實現煤礦開發的機電一體化，雖然在不少大中型新建企業中新設備與新技術實現了較好的普及，但是在大多數的中小型煤礦，我們看到的仍然是設備老舊、生產落后。即使是應用了新設備與新技術的大中型企業單位，和較早使用機電一體化技術的發達國家相比，仍然有著相當大的差距，需要用幾年甚至幾十年的努力來進行追趕。究其根源，我們起步晚、底子薄是最主要的原因，此外就是由于我們急需相關的技術精英作為支撐。
1.2 運輸系統上的應用
煤炭材料的運輸是煤炭開采過程中至關重要的一個環節，運輸系統效率的提升可以有效地提升整個開采過程的效率。在運輸系統中使用煤礦機電技術的一個主要方式就是使用內裝式提升機。內裝式提升機采用的是滾筒一體化和電機設計實現的。通過國內一些煤炭企業的安裝與使用，已經驗證了內裝式提升機性能優異、系統精確，此外還具有操作簡便和架構簡單等優點。
1.3 采煤機上的應用
煤礦機電技術的核心應用就是其在采煤機上的應用。這是因為采煤機是煤礦實施開采生產的核心設備，采煤機能否高效可靠地工作，是煤礦企業高速生產的核心因素，直接影響著一個煤礦企業的企業效益。國內多數企業所使用的綜合煤礦開發系統能有效提升采煤生產的自動化。而采煤機上所應用的核心技術也在不斷改進，機電一體化技術也逐漸國產化。
1.4 監控系統中的應用
煤礦機電技術中還加入了對系統安全可靠工作情況的監控，這是因為隨著相關技術的發展，人們對礦井的安全系數監測越來越嚴格，這樣做也更加符合相關法規對煤礦安全開采的規定。這是我們經歷了很多次礦難傷亡的慘痛教訓之后，努力學習國外的先進技術并結合我國煤炭業的特點逐步建立起來的監控體系。我們從國外先后邀請很多具有豐富經驗的煤礦監測團隊，通過不斷總結相關經驗，才使得我國的監測系統快速發展，縮短與國際上的差距，為煤礦作業提供了穩固的安全
保障。
1.5 在支護設備中的應用
支護設備在煤礦生產中有著至關重要的作用。有效地利用支護設備，不但可以保護工作人員的人身安全，還能起到減緩機器磨損、延長機械設備使用壽命的作用，從而提升企業的生產效益。支護設備中應用最廣泛的一種就是支架，近年來隨著自動化技術快速進步，普通支架正逐漸演變為電液壓支架。機電一體化技術在支架上的應用主要是開采的工作過程中，使用計算機系統來實現對支架液壓控制的自動調節，從而實現成組自動移架，有效減輕了支架所承受力度，從而減輕設備損耗。但是目前而言，我國在電液壓控制系統方向上的研究進度和國外還有一定的差距，仍不能實現國內大型煤礦生產設施的自動化控制。很多煤炭企業單位都是從國外引進更加先進的液壓支架電液系統來進行實際的生產，所以我們要大力研究相關技術，促進一體化支護設備生產使用的自主化發展。
2 煤礦機電技術的前景分析
雖然近年來我國的煤礦機電技術得到了高速發展，但是由于我們起步晚，同國外的一些國家相比，無論是從相關工作人員操作技術還是從我國已有設備的先進水平上看，都存在著比較大的差距，這就要求我們大力促進技術引進與應用。總體看來，我國的煤礦機電技術必須從下面三個方向進行重點發展，從而減小技術差距：
2.1 保證設備的更新升級
相比于國內的新建立的大型煤礦企業，中小型煤礦企業多數仍在使用老舊的設備進行煤炭開采，而不是全部更新使用先進的機電一體化設備。這主要因為中小型企業無法承受某些先進設備所需的高昂資金。所以地方政府或國家應該出臺相應的政策，對企業設備的更新升級給予一定的鼓勵或資助。同時，煤礦業的相關企業也應該意識到設備更新升級的重要性，自覺引進新技術與設備，從而提高開采效率，提升企業效益。
2.2 加強人才培養
想要實現高精尖技術的完美應用，高素質人才是成功的關鍵。我國國內的煤礦企業目前普遍缺乏高素質的技術精英。所以各煤礦企業不僅僅要做到實現高新技術的實時更新，還要保證高素質人才的實時引進。國內各高校都有相關專業的畢業生，與高校達成合作，可以利用高校的教學資源培養適用于自身企業的高素質人才。
2.3 加強機電管理技術
煤礦業的機電管理技術涉及到了廣泛的學術領域，加強其管理過程也必須是循序漸進的。根據我國目前的煤礦機電技術的應用現狀，做好其技術管理應該做好以下三點：第一，必須高度重視煤礦開發現場機電設備的管理，充分利用好系統的監控技術。第二，抓好先進技術的管理與發展，使煤礦機電技術不斷發展進步。第三，拋開盲目崇拜，國外目前的技術雖然比我們先進，但這不意味著我們就要一味購進他們的設備技術。在充分理解自身缺點的基礎上勇于創新，大膽設想，積極試驗與革新，才能最終實現技術的跨越性發展與
進步。
3 結語
隨著科學技術的不斷發展，在煤礦開采過程中機電技術的應用范圍越來越廣，自動化程度也越來越高。這不僅大大提高了煤礦開采行業的效率，而且也有利于煤炭企業經營效益的提升。盡管目前機電技術在煤礦中的應用已經十分普遍，但還存在著一些需要解決的問題，應從技術上和管理上進行努力，在積極借鑒發達國家先進經驗的同時，不斷提高我國的煤礦機電技術應用水平和管理水平，促進我國煤炭行業的快速發展。
參考文獻
[1] 馬廣偉.機電一體化技術在煤礦機械中的應用[J].企業技術開發，2013，（5）.
[2] 張五計.機電一體化在煤礦中的應用與分析[J].能源與節能，2013，（11）.
[3] 馮占營.淺析機電一體化技術在煤礦生產中的應用
Abstract： Mechanical and electrical integration is the modern inevitable outcome of the development of science and technology. This paper introduced the basic situation of the electromechanical integration technology and development background， as well as the domestic present situation of the application of electromechanical integration technology， and analyzed the mechanical and electrical integration technology of the future development trend.
關鍵詞： 機電一體化；應用現狀；發展趨勢
Key words： mechanical and electrical integration；application situation；development trend
中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2013）08-0110-02
0 引言
眾所周知，現代科學技術極大地推動機械工業領域的技術改造和革命。迄今為止，世界各國都在大力推廣機電一體化技術。近些年來，我國的計算機技術和微電子技術得到了長足的發展。在此基礎上，這些技術被廣泛應用到了機械工業領域，形成了機電一體化，不僅對機械工業的產品功能、構成和技術結構產生了重要影響，而且也給機械工業的生產方式及管理體系帶來了巨大變化，使工業生產從“機械電氣化”時代邁入了“機電一體化”階段。在人們生活的各個領域已得到廣泛的應用，不僅深刻影響著機電一體化的發展趨勢，而且深刻地影響著全球的科技、經濟、社會和軍事的發展，并以蓬勃的生機向前發展[1，2]。
1 機電一體化概述
機電一體化的概念最早是1960年代末由日本安川電氣公司提出，是將機械和電子技術集成結合起來所構成的系統的總稱。作為一門新型學科，機電一體化已經建立起了一套自身的體系，并且隨著科技的進步不斷得到充實和更新。機電一體化的基本特征表現在：它從系統的視角出發，成功將微電子技術、機械技術、自動控制技術、信息技術、計算機技術、傳感測控技術及電力電子技術的應用有機結合起來。作為一種系統工程技術，機電一體化通過對各功能單元進行合理布局與配置，使這些功能的高質量、高可靠性、低能耗價值得到了充分的體現，實現了優化系統的目的。一個所謂的機電一體化產品或機電一體化系統就由此產生。所以，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面[3]。需要特別指出的是，機電一體化技術并不是微電子技術、機械技術等新技術的簡單拼湊，而是將以上技術群進行有機融合的綜合技術。正是這一點，使機電一體化在概念上與機械電氣化相區別。從發展歷程看，盡管從純技術發展到機械電氣化，但這樣的機械工程技術仍屬傳統機械。進入到機電一體化階段后，其中的微電子裝置不僅具有了和某些機械部件一樣的功能，而且還具備了諸如自動處理信息、自動檢測、自動調節與控制等許多新的功能。形象地說，機電一體化產品不僅可以替代人力去完成許多機械勞動，實現人手和肢體的延伸，而且還擁有了智能化特征，實現了感官與頭腦的延伸。這一點也在功能上將機電一體化與機械電氣化區別開。這個定義強調它將扮演越來越重要的角色機電整合。它在復雜的非線性上下文包括電腦和數字信號處理器（dsp），它存儲和處理信息、通訊和互聯網，這發送信息，以及各種計算機輔助設計（CAD）軟件[4]。
2 國內機電一體化技術應用現狀
當前我國正處于市場經濟的發展階段，盡管較之以往我們的機電產品出口取得了顯著的成績，但是仍然不能忽視存在的問題。正確對待機遇和挑戰，思考并解決當前存在的問題無疑會有助于提高我國機電技術產品的水平和性能，對于完善我們的市場經濟制度也大有裨益。從促進產業結構調整，推動完整的機電一體產業形成的角度看，我們的機電一體化面臨以下兩點任務：其一，要進一步推動傳統工業技術升級，實現節能高效，這就需要對傳統產業進行微電子技術改造。其二，大張旗鼓地開發自動化、數字化、智能化機電產品，促進產品的更新換代[5，6]。
首先，在技術政策上，要對能耗高、效率低下、不符合環保標準的傳統產業進行限制，加快對落后產品的淘汰。同時，要鼓勵對傳統產業實施機電一體化技術改造。
其次，我國機電一體化產業覆蓋面廣，發展迅速，而我們的財力、人力和物力是有限的，產業的規劃和發展不可能面面俱到，所以我們應建立機電一體化行業“協會”性質的統管合作機構，并賦予其職能，既有利于深入的行業調查，指導行業布點布局的調整，發展重點項目，又有助于制定出縱覽全局的“機電一體化”發展計劃和戰略規劃，以避免開發上重復、生產上撞車。
再次，通過“協會”的有效組織和廣泛宣傳，一來可以建立行業信息平臺，及時分享更多的行業內部信息，二來可以增加產業在社會上的認知，使行業內外都重視和支持“機電一體化”的發展，既可以吸引外商到我國投資發展“機電一體化”的眼球，又可以更加方便合理調配資源。同時，盡管人民幣升值短期內會減緩我國機電產品出口，但對技術貿易來講，卻可以利用此時的時機，大量引進相關產業的先進技術，反哺自身加工業，提高企業的利潤空間。作為世界上最大的發展中國家，大力發展機電一體化技術，用微電子技術改造傳統產業，開發數字化、智能化機電產品，既是振興我國傳統機電工業的新鮮血液和源動力，也是一條促使機電行業產業、產品結構調整日益完善的捷徑[7，8]。
3 機電一體化技術發展趨勢
Microelectro-mechanical系統（MEMS）一直是一個近年來熱門研究領域。它也是一個快速增長的行業，它們的大小已經超過100億美元，數以百萬計的MEMS一直在等產品汽車安全氣囊和噴墨打印機。MEMS技術已經應用到開發微型光學開關來處理高卷數據和話音通信的通信。MEMS本身是一個機電一體化極好的例子。作為另一個措施，表示的重要性小型化、美國政府投資270美元在2000年在國家納米技術倡議關于人口統計學的改變，ASME報告中，“人口統計學是第二強大的力量改變世界的經濟和社會。在未來40年，世界人口預計將將增長50%左右。嬰兒潮一代將進入高級成熟度然后年老。“然后，報告觸動了幾個具體的方面包括歐洲和日本人口迅速老齡化趨勢。雖然報告中沒有討論ASME，這種趨勢將激勵機電朝著人性化方向發展，如護理機器人的研發被稱為人類友好的機電一體化。美國機械工程師協會（ASME）最近發表了一份報告，題為《機械工程在21世紀的發展趨勢》，其內容主要介紹了從20世紀到21世紀機電一體化的進展和今后發展的趨勢。它從以下四個類別描述了工程學的變革趨勢：技術變革、人口變革、經濟變革和社會變革。隨著科技的進步，以下八個領域將會是機電一體化發展的主要途徑：信息技術、微型化、材料科學、生物工程和醫藥、能源、運輸、環境工程和制造業等[9，10]。
4 結論
在經濟全球化趨勢逐漸增強，市場競爭日趨激烈的當今社會，機電一體化的發展對優化本國的產業結構和發展本國經濟具有至關重要的作用。機電制造思維是基于現代工程教育而逐步興起和發展起來的。機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求和產物。當然，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，機電一體化技術的發展前景也將越來越光明。總而言之，機電一體化技術作為機械技術，信息技術，電子技術和計算機技術的融合、發展與延伸，在經濟社會不斷建設發展的過程中占據著極為關鍵的地位。我們需要明確機電一體化技術未來發展方向，妥善處理機電一體化技術在發展過程中面臨的問題與障礙，推動機電一體化時代的全面發展。
參考文獻：
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[2]劉莎，周泉.機電一體化的發展趨勢分析[J].產業與科技論壇，2012，（3）：108-109.
[3]黃恩勇.機電一體化的核心技術與發展前景分析[J].河南科技，2012，（1）：79.
[4]劉波.機電一體化的現狀和未來發展.科技傳播，2012，（10）： 39-40.
[5]張洋.機電一體化技術的應用現狀及發展趨勢.產業與科技論壇，2012，（4）：114-115.
[6]賈啟升.簡述機電一體化技術發展狀況及趨勢.中小企業管理與科技（上旬刊），2012，（1）：195-196.
[7]劉耀海.淺談機電一體化技術的應用與發展趨勢.信息系統工程，2012，（10）：89-95.
[8]閆金鵬.淺析機電一體化的應用及前景.價值工程，2012，（14）：52-53.
關鍵詞：機電一體化；應用；發展
中圖分類號：O421文獻標識碼： A
引言
隨著現代科學技術的發展,信息技術和計算機系技術與機械工業相結合,使得機械工業的產品工程、生產方式都發生了重大的變化,機電工業發展成為一種必然的趨勢,機電工業是一個國家國民經濟的重要基礎。
一、機電一體化技術的優勢
1、提高了使用的性能
機電一體化產品大多數是使用數字顯示和程序控制這種先進的技術，在進行控制的時候都是利用產品控制平面上的按鈕進行控制，而且做到了按鈕與操作手柄的數量最小化，使得操作更加方便和簡單，系統的自動化程度顯著地提高。機電一體化產品在生產過程中，都是利用內部的電子控制系統的預制程度進行自動指揮，采用重復的動作來實現所有需要完成的生產步驟。尤其是在這個階段，技術一流的機電一體化產品，都是通過控制對象參數變化的外部環境來實現最好地工作程序，以達到最佳地自動運行。
2、調試和養護更方便
這種控制方案的優點是，它使產品在不改變任何配件部分或者不改變產品某些部分的情況下，只需要通過直接輸入到機電一體化產品操作系統上的程序，對程序進行相應的變動或者進行基于基礎上的更新過程就可以完成產品的調試改進。此外，對于一些具有存儲功能的機電一體化產品，企業可以通過對預先安裝在系統中不同的程序的執行，可以有效避免重復安裝的情況出現，機電一體化的系統也可以隨時根據產品需要，對目標進行變動，這時程序會自動更換操作，使得工作效率得到明顯的提高。機電一體化系統還具有自動化監控、巡檢功能，可以使產品在生產過程中一旦出現設備故障，該設備可以及時作出反應，并采取適當的糾正措施，以確保機電一體化設備的正常運行。
3、安全性能得到改進
機電一體化產品具有自動報警、自動監控、自動保護、自動診斷等功能，這相比于傳統的機械設備在安全性能上取得了巨大的進步，使得設備的安全性能得到有力的保障。目前的機電一體化產品在工作的過程中，一旦出現故障，就可以自動采取有效的防護措施，消除安全風險，在一定程度上，對設備以及設備的操作人員的安全起到了保護作用。
4、生產質量得到提高
機電一體化產品通常都具有自動控制功能和自動信息處理功能，正因為具有這樣的特點，在對生產產品的檢測精度、生產的靈敏度、生產的范圍等多個方面都取得了顯著地提高，通過自動生產控制系統，機電一體化產品可以避免從操作者的主觀想法上對產品造成影響，在生產的過程中完全按照預定的程序，執行所需的操作，有效的確保了機械的使用性能，確保了設備的生產能力得以實現，提高了產品質量。
5、適用的范圍更廣
相比傳統的機械和電氣產品，機電一體化產品不再局限于單一功能，也不再受到單一的技術限制，這類產品具有復雜的技術和先進的功能，大大提高了產品的自動化程度和產品的功能水平，使得這類產品的生產、使用范圍越來越大。
二、機電一體化技術的主要應用領域
機電一體化技術的應用領域比較廣泛，主要應用于以下幾個領域：計算機集成制造系統、數控機床以及柔性制造系統。
1、計算機集成制造系統
計算機集成制造系統（computerintegratedmanufac－turingsystem，CIMS），是在信息技術自動化技術以及制造的基礎之上，通過計算機技術將分散在產品設計制造過程中的孤立子系統進行有機的集成，形成一種使用多品種、小批量生產的智能化制造系統。它主要是打破了原有部門之間的界限，從而制造一種基于控制物流與信息流，最終實現產品開發、生產準備、經營策略以及生產經營的有機結合，充分發揮各個生產要素的作用。
2、柔性制造系統
柔性制造系統（flexiblemanufacturingsystem，FMS），是計算機化的制造系統，由數控機床、機器人、自動化倉庫以及料盤等組成，可以隨機、按量、及時的按照各個配件部門的要求，適合多種中小批量的生產。
3、數控機床
數控機床（Computernumericalcontrolmachinetools，CNC），是一種裝有程序控制系統的自動化機床，在結構、功能以及操作上都能夠得到有效的提高。主要是因為此種機床是以單板、單片機做為控制機，加上專用芯片以及模板進行組成結構緊湊的數控裝置，其擁有總線式、模塊化以及緊湊型的結構，能夠提供面向車間的編程技術以及實現二、三維加工過程的動態仿真，并且引入模糊控制以及在線診斷等機制。
三、機電一體化的未來發展趨勢
機電一體化的發展集合了機械、電子、計算機等學科的交叉融合,機電一體化的發展也必將依賴于技術的發展而進步,機電一體化的發展將朝著以下的方向發展。
1、智能化
智能化是機電一體化與傳統機械的最重要的區別,這也是未來幾十年重要的發展方向。工業機器人就是重要的例子,隨著計算機處理技術性能的提高和控制算法的發展,必將推動機電一體化產品向更智能的方向發展。機電一體化產品將具有智能,具有一點簡單的判斷能力和決策能力,可以取代一些人類的體力勞動和一部分運算處理,并給工程的決策控制提供重要的支撐依據。
2、微型化
隨著信息技術的發展,微電子系統的幾何尺寸越來越小,由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點,可以很方便的進行一些一般機構難以進行的操作,比如一些微型的手術、航天工業中,機電工程的微型化發展在這些高精尖的領域具有廣泛的應用前景。
3、模塊化
模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢,是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事,它需要制訂一系列標準。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品,同時也可以不斷擴大生產規模。
4、網絡化
網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響,使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多,面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。
5、靈活性化
機電一體化產品在未來的發展過程中，必須保證控制系統設計和系統的實施有足夠的冗余操作空間，也就是要有“靈活性”，這樣可以更好地應對突發事件，也更便于對系統設計進行資源的科學合理分配。在這樣一個靈活的系統中，每個子系統都可以進行獨立工作，都有自身的約束性，但是同時也在為整個系統服務，可以根據環境的變化產生不同的反應，子系統可以同時生成自己的信息的附加信息。這種技術的優點在一方面增加了系統的適應性，在另一方面子系統故障不會影響到整個系統的操作。
6、綠色化
隨著經濟的發展,工業的發展使得環境污染越來越嚴重,人民對于生態文明的要求越來越高。于是綠色產品應運而生,綠色化是時代的趨勢,其目標是通過減少原材料的應用,在制造環境減少污染,在報廢環節進行環境的治理,實現整個生命周期中,對生態環境無危害或危害極小。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。
結束語
機電一體化技術或者產品的出現，并不是孤立存在的，它是由電子技術、計算機技術、微電子技術等共同產生的，是社會生產力發展到一定階段的必然趨勢。將來，隨著科學技術的進步以及社會生產力的提高，機電一體化水平將向更高層次發展。
參考文獻
[1]宋立.機電一體化技術的應用與發展前景[J].科技信息，2012，(16).
關鍵詞：機電一體化，發展方向，技術應用
機電一體化技術是面向應用的跨學科的技術，它是機械技術、微電子技術、信息技術和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。
1機電一體化技術的發展狀況 1.1 數控機床的問世,為機電一體化技術的發展寫下了歷史的第一頁; 1.2 微電子技術為機電一體化技術的發展帶來了勃勃生機; 1.3 可編程序控制器、'電力電子'等的發展為機電一體化技術的發展提供了堅強基礎; 1.4 激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使機電一體化技術的發展躍上新臺階.
2機電一體化技術發展方向
機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發展和進步有賴于相關技術的進步與發展，其主要發展方向有數字化、智能化、模塊化、網絡化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。 2.1 數字化
微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎；而計算機網絡的迅速崛起，為數字化設計與制造鋪平了道路。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。 2.2 智能化
即要求機電產品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。論文參考網。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論 、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展，為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。 2.3 模塊化
由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。在產品開發設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。 2.4 網絡化
由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品，現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能，利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。 2.5 人性化
機電一體化產品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環境相協調，使用這些產品，對人來說還是一種藝術享受。
2.6 微型化
微型化是精細加工技術發展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(Micro ElectronicMechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執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。
2.7 集成化
集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與復合，又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現多品種、小批量生產的自動化與高效率，應使系統具有更廣泛的柔性。首先可將系統分解為若干層次，使系統功能分散，并使各部分協調而又安全地運轉，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯系起來，使其性能最優、功能最強。 2.8 帶源化
是指機電一體化產品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產品，自帶動力源具有獨特的好處。論文參考網。帶源化是機電一體化產品的發展方向之一。 2.9 綠色化
綠色產品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環保和人類健康的要求，機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態環境，產品壽命結束時，產品可分解和再生利用。
3 典型的機電一體化產品 機電一體化產品分系統(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統有：數控機床、機器人、汽車電子化產品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統、CAD／CAM系統等。典型的機電一體化基礎元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。論文參考網。這些典型的機電一體化產品的技術現狀、發展趨勢、市場前景分析從略。
4 機電一體化的技術應用
在重工業企業中，機電一體化系統是以微處理機為核心，把微機、工控機、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來，采用組裝合并方式，為實現工程大系統的綜合一體化創造有力條件，增強系統控制精度、質量和可靠性。
4.1 智能化控制技術(IC)
由于重工業具有大型化、高速化和連續化的特點，傳統的控制技術遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術。智能控制技術主要包括專家系統、模糊控制和神經 網絡等，智能控制技術廣泛應用于重工業企業的產品設計、生產、控制、設備與產品質量診斷等各個方面，如高爐控制系統、電爐和連鑄車間、軋鋼系統、冷連軋等。 4.2 分布式控制系統(DCS)
分布式控制系統采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術的發展，分布式控制系統的功能將越來越多。不僅可以實現生產過程控制，而且還可以實現在線最優化、生產過程實時調度、生產計劃統計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。DCS是監視集中控制分散，故障影響面小，而且系統具有連鎖保護功能，采用了系統故障人工手動控制操作措施，使系統可靠性高。分布式控制系統與集中型控制系統相比，其功能更強，具有更高的安全性，是當前大型機電一體化系統的主要潮流。 4.3 開放式控制系統(OCS)
開放控制系統(Open Control System)是目前計算機技術發展所引出的新的結構體系概念。“開放”意味著對一種標準的信息交換規程的共識和支持，按此標準設計的系統，可以實現不同廠家產品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統通過工業通信網絡使各種控制設備、管理計算機互聯，實現控制與經營、管理、決策的集成，通過現場總線使現場儀表與控制室的控制設備互聯，實現測量與控制一體化。 4.4 計算機集成制造系統(CIMS)
重工業企業的CIMS是將人與生產經營、生產管理以及過程控制連成一體，用以實現從原料進廠，生產加工到產品發貨的整個生產過程全局和過程一體化控制。目前重工業企業已基本實現了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產過程的統一管理，難以適應現代重工業生產的要求。未來重工業企業競爭的焦點是多品種、小批量生產，質優價廉，及時交貨。為了提高生產率、節能降耗、減少人員及現有庫存，加速資金周轉，實現生產、經營、管理整體優化，關鍵就是加強管理，獲取必須的經濟效益，提高了企業的競爭力。
4.5 現場總線技術(FBT)
現場總線技術(Fied Bus Technology)是連接設置在現場的儀表與設置在控制室內的控制設備之間的數字式、雙向、多站通信鏈路。采用現場總線技術取代現行的信號傳輸技術(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現場儀表裝置與更高一級的控制系統之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現場總線連接可省去66%或更多的現場信號連接導線。現場總線的引入導致DCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統的現場總線化儀表，如智能變送器、智能執行器和現場就地控制站等的發展。 4.6 交流傳動技術
傳動技術在重工業中起著至關重要的作用。隨著電力、電子、技術和微電子技術的發展，交流調速技術的發展非常迅速。由于交流傳動的優越性，電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數字技術的發展，使復雜的矢量控制技術實用化得以實現，交流調速系統的調速性能已達到和超過直流調速水平。現在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用，同步電機或異步電機實現可逆平滑調速。交流傳動系統在軋鋼生產中一出現就受到用戶的歡迎，應用不斷擴大。
綜上，我們不難發現機電一體化技術在現在的社會生產中占據了越來越多的行業和領域，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，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。
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關鍵詞：現代煤礦企業；生產；機電一體化技術；應用策略
機電一體化技術的應用為現代煤礦生產自動化的實現奠定了堅實的技術基礎。作為新時期背景下的煤礦企業，要想在競爭日益激烈的市場環境中謀得生存和發展，就必須注重機電一體化技術的應用，著力提高自身的核心競爭力，實現企業的可持續發展。基于此，以下筆者就結合自身工作實踐，就現代煤礦生產中機電一體化技術的應用作出以下幾點僅供同行參考與交流的淺顯之見。
一、綜述煤礦生產中機電一體化技術
最初的機電一體化技術的應用，起源于上世紀七十年代初，山西大同礦務局自行設計和制作與裝備的綜合型機械化采煤工作面，標志著機電一體化技術在我國問世，并從隨后的八十年末期、九十年代的中期，機電一體化技術得到了迅速拓展，在煤礦生產中的應用也變得日益廣泛。近些年來，隨著科技信息時代的到來，微電子技術中的微型計算機的問世，信息技術迅猛地滲透到各行各業，尤其向機械工業領域的滲透最為強烈，且在與機械電子技術進行高效廣泛地結合，現代煤礦生產中的機電一體化技術正是在這樣的背景下，將機械、微電子、自控、傳感測試、電力電子、軟件編程、接口等現代先進電子信息技術進行綜合運用的系統技術。雖然該技術為煤礦生產自動化奠定了堅實的基礎，但我們必須清醒的意識到，當前我國對于這一技術的發展與西方發達國家存在較大的差距，加之我們煤炭工業興起相對于其他行業要慢的多，作為新時期背景下的煤礦企業必須不斷加大研發力度，引進先進技術，對現代煤礦生產機電一體化技術進行不斷創新和升級，才能促進我國煤礦生產自動化的完全實現，助推我國煤礦事業迅速走向可持續發展的道路。
二、探討現代煤礦生產中應用機電一體化技術的重要意義
通過上述對機電一體化技術的分析和我們工作中的實際應用不難發現，在現代煤礦生產中應用機電一體化技術具有十分重要的意義，但具體主要表現在以下幾個方面：
（一）應用機電一體化技術于現代煤礦生產中能極大的提升工作效率
在現代煤礦生產中應用機電一體化技術，是對傳統手工工作方式的重大變革，越來越多的新型機電設備的廣泛應用，對傳統的煤礦生產模式進行了完美的轉型和升級，不僅能降低礦工朋友的勞動強度，還能大幅度的提升勞動生產效率。
（二）應用機電一體化技術于現代煤礦生產中能極大的提升生產安全系數
在現代煤礦生產中應用機電一體化技術，不僅能讓礦工朋友擺脫繁重勞累的體力活動，還能避免在粉塵滿天飛、潮濕陰暗的環境中高負荷、長時間的生產，從而在提高煤礦生產安全系數的同時保障廣大礦工朋友的生命安全，而利用機電設備替代傳統的煤炭資源挖掘、運輸和提升等危險大、任務重的工作，極大的確保了煤礦企業的安全高效生產和運作。
（三）應用機電一體化技術于現代煤礦生產中能極大的提升勞動效益
在現代煤礦生產中應用機電一體化技術，在提高企業生產效率的同時也提高了生產的勞動效益，煤礦企業獲得更多的經濟效益的同時，廣大礦工朋友的薪資待遇也大幅度的提升，極大的改善了生活質量，并隨著礦工培養收入的提高，極大的促進了當地經濟的飛速發展。
三、現代煤礦生產中機電一體化技術的應用策略分析
機電一體化技術在現代煤礦生產中的采煤、提升和運輸三個方面的應用最為廣泛也是最為關鍵。基于此，以下筆者從這三個方面對機電一體化技術的應用策略作出以下幾點分析。
（一）采煤機械設備方面機電一體化技術的應用策略分析
在現代煤礦采煤機械設備方面，電牽引采煤機是機電一體化技術應用的典范。由于該機械設備應用了機電一體化技術，其具備了傳統液壓型牽引采煤機無法具備的特點和優勢，例如其牽引特性極佳，采煤機在前進的同時為其提供強大的牽引力，在下滑的同時能自行發電制動，在大傾角煤層中也是應用自如。傳統的液壓型牽引采煤機必須配備防滑裝置，而電牽引采煤機則是采用的制動器，技術在傾角高達40到50度的煤層也能應用自如。尤其是其具有的可靠運行和使用年限長的特點，被現代煤礦生產企業所親睞。而這就是由于其只有電刷、整流子會出現磨損，其余元件幾乎沒有磨損，所以不僅能高效的運行，還有較長的使用壽命，維修和保養也相對簡便，具有較靈敏的反應和較好的動態特性，尤其是其結構極為簡單和輕便，在運行時只需要進行一次電能到機械能的轉換，且轉換效率幾乎接近100%，而傳統的液壓型牽引采煤機的轉換效率最多能高達70%。而這一切的優勢，歸根結底源于機電一體化技術的有效應用。
（二）提升機械設備方面機電一體化技術的應用策略分析
在現代煤礦提升機械設備方面，對機電一體化技術的應用效果最佳的就屬礦井提升機，該提升機已經實現全數字化的交直流，其中內裝式的提升機應用效果最佳，不僅把驅動和滾筒進行了有機整合，對機械設備的結構進行了有效的簡化，還成為集計算機信息、自控、電力電子等電子信息技術為一體的煤礦提升機電設備。尤其是其全數字化的特點極大的提高了提升機械設備的安全性和可靠性，以總線的方式對電器的安裝進行了升級和優化，加上所需要配置的硬件簡單且互有較強的兼容性。因而機電一體化技術在提升機械設備方面也得到了極為廣泛的應用。
（三）輸送機械設備方面機電一體化技術的應用策略分析
在現代煤礦生產中，輸送機械設備主要為帶式輸送機。這是由于其能長距離、連續、大量、穩定、高效的輸送煤炭資源，特別是其實現自動化較為容易的優點，在煤礦生產輸送中得到了廣泛的應用。因而近些年來，各大煤礦生產企業都將其作為研究機電一體化技術的重點，具有代表性的是一種集機、電、液為一體的CST可控軟啟動裝置在輸送機械設備的應用，但由于目前相關技術壁壘還沒有攻破，我國的帶式傳輸機驅動方式主要局限在單滾筒、雙滾筒和多滾筒的驅動方式，而且監控輸送機的設備儀器的靈敏度、可靠性、性能以及使用壽命相對于西方發達國家要低得多，具有較大的差距，還需要不斷努力攻克技術壁壘，才能進一步提升機電一體化技術的應用水平，從而更好的服務我國煤礦事業的發展。
四、結束語
總之，在現代煤礦生產中應用機電一體化技術具有十分重要的意義。作為現代煤礦企業，只有致力于機電一體化技術的應用，著力實現生產的自動化、智能化，不斷提高企業自身的核心競爭力，才能提升企業經濟效益，助推企業實現完美的轉型和升級。（作者單位：天津科技大學）
參考文獻：
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關鍵詞：機電一體化；應用；現狀；發展
中圖分類號： TH-39 文獻標識碼： A
引言：現代科學技術的發展極大地推動機械工業領域的技術改造與革命。在機械工業領域，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所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”的發展階段。迄今為止，世界各國都在大力推廣機電一體化技術。在人們生活的各個領域已得到廣泛的應用，并以蓬勃的生機向前發展，不僅深刻地影響著全球的科技、經濟、社會和軍事的發展，而且也深刻影響著機電一體化的發展趨勢。
1.機電一體化的關鍵技術
1.1信息處理技術
所謂的信息處理技術就是指在生產基于機電技術的相關產品的過程中，對與產品生產過程相關的各種參數和狀態以及自動控制有關的信息所進行的處理。
1.2精密機械技術
精密機械技術作為實現大多數機電產品的核心和基礎技術，它是實現大多數機電產品的相關功能和構造功能的重要前提和首要的技術支撐。
1.3自動控制技術
自動控制技術主要包括精度較高的速度控制、定位控制、自適應控制以及補償和校正等技術。而且隨著自動控制技術的不斷發展以及功能的不斷增強，基于自動控制技術產品的質量在獲得不斷的提高。
1.4檢測與傳感器技術
檢測與傳感器技術主要用于實現各種基于機電技術產品運行時的相關參數、工作狀態以及其他相關信息的接受以及參數和相關信息準確度的檢測，通過檢測以后，將其接受的信息傳送給處理裝置，然后由處理裝置來實現產品運行過程的自動控制。
1.5伺服驅動技術
伺服驅動技術主要是基于機電技術產品的驅動裝置設計中的核心技術，它作為驅動設備執行操作的重要支撐技術，在很大程度上決定了基于機電一體化技術的產品質量。
1.6系統總體技術
系統總體技術是用系統的觀點和方法，從整體目標出發，將基于機電技術產品的總體功能劃分為若干個各功能模塊，然后結合各個功能模塊的實際情況，找出能夠有效解決各個功能模塊實際需求的可行技術方案，再把相應的技術方案進行匯總，從而設計出合理的功能技術方案。
2.機電一體化在建筑工程中的應用
建筑工程機械正處在一個機電一體化的發展時代。引入機電—體化技術，使機械、液壓技術和電子控制技術等有機的結合，可以極大地提高工程機械的各種性能，如動力性、燃油經濟性、可靠性、安全性、操作舒適性以及作業精度、作業效率、使用壽命等。目前以微機或微處理器為核心的電子控制裝置(系統)在現代工程機械中的應用已相當普及，電子控制技術已深入到工程機械的許多領域，如攤鋪機和平地機的自動找平，攤鋪機的自動供料，拌料設備稱重計量過程的自動控制，挖掘機的電子功率優化，柴油機的電子調速，裝載機、鏟運機變速箱的自動控制，工程機械的狀態監控與故障自診等。隨著科學技術的不斷發展對工程機械的性能要求不斷提高，電子（微機)控制裝置在工程機械上的應用將更加廣泛，結構將更加復雜。
建筑工程中，工程機械的性能自動化程度及其經濟性等可以說直接影響到施工工藝的好壞；而工程機械的電氣與電子控制系統部分質量與性能的優劣又直接影響到工程機械的動力性、經濟性、可靠性、施工質量、生產效率及使用壽命等。電子控制系統已成為現代工程機械不可缺少的組成部分，同時也是評價現代工程機械技術水平的—個重要依據。
建筑工程施工要求工程機械具有以下性能：生產效率且能量損失小，節約能源；自動化程度高，施工質量好，精度高；性能穩定，工作可靠、安全，使用壽命長；具有較好的經濟性，即高的技術價格比和低的制造與使用成本；操作簡單、輕便，勞動強度低；具有運行狀態監視，故障自診及自動報警功能，能及時準確地指出故障部位，減少停機維修作業效率，自動化控制技術的發展為機電一體化技術的發展注入新的動力。
目前工程機械的電子(微機)控制系統主要用以實現如下功能：
（1）電子監控、自動報警及故障自診即對工程機械的發動機、傳動系統、工作裝置、制動系統和液壓系統等的運行狀態監控，工作中一旦出現異常現象，能自動報警并準確地指出故障的部位。提高機器的工作效率，簡化設備維護檢查工作，降低使用維修費用，縮短停機維修時間，延長設備的使用壽命。智能化自動駕駛，以及監控駕駛員的精神狀態，及時警示，杜絕安全事故的發生。
（2）節能降耗，提高生產率。傳統工程機械的能量利用率較低，例如液壓挖掘機的燃油能量利用率僅為20％左右，如此低的能量利用率迫使工程機械的發展必須著眼于節能。
（3）柴油機的控制如電子調速器、電子油門控制裝置、自動停機裝置、自動升溫控制裝置等。
（4）提高作業精度。為保證成品料的級配精度，現代瀝青及水泥混凝土拌和設備廣泛采用了微機控制的電子稱量系統，并使計量過程實現了自動化。自動找平系統的應用，使瀝青混凝土攤鋪機的施工質量有了較大的提高，路面的平整度可達到0.127mm／3m。采用超聲波技術的自動供料系統，使瀝青混凝土攤鋪機的供料實現了自動調節，進一步提高了攤鋪質量。
推土機鏟刀、平地機刮刀、鏟運機鏟斗刀刃的電子(微機)控制，不僅提高了作業精度和作業效率，而且也減輕了操作人員的勞動強度。
旋挖鉆機因其施工工藝較為復雜，且在施工過程中對精度要求較高，自動控制功能的實現大大提高施工效率和精度。常見的有兩種功能:鉆桅自動調垂直功能和鉆孔工程中自動回位功能。機械硬件方面，建筑工程機械基本上采用了的通用控制器、儀表，也有些廠家為提高自身競爭力，定制開發了具有公司特色的控制器、儀表，可謂百家爭鳴，各有各的特色，但殊途同歸，目標一致。
（5）作業過程的自動化或半自動化。工程機械實現自動化或半自動化控制，可以減輕操作者的勞動強度，提高生產率，并減少因操作者的經驗不足，對作業精度的影響，或操作不當，對作業質量的影響，保證工程質量。
3.機電一體化的發展趨勢
在未來，利用高新技術對機電一體化進行改造與提升，機電一體化涉及的學科領域很廣，是一門獨立的綜合性、交叉性學科，我國應更加注重對機電一體化產品的自主開發與技術創新，利用高新技術對機電一體化產品進行創新設計，推進產品設計的智能化，自動化和快速化，才能趕上或超過世界發達國家機電一體化水平，提高產品的市場競爭能力。
此外，新一代的機電一體化系統的開發，設計和研制各種性能優良、穩定高效的機器人和機電一體化設備，實現各種作業的柔性化和自動化，使機械設備具有更高的柔性。其具體表現在：
（1）計算機集成制造系統。在CIMS發展過程中，要注重人機一體化。在CIMS系統，中處于核心地位的過程控制級計算機，應配備必要的硬件和一定的軟件功能。在軟件方面，要做到計算輔助設計(CAD)和計算輔助制造(CAM)與硬件的有機結合，在發展過程中，要重視基本技術，不盲目追求高度自動化，數字化，逐步實現機電一體化的柔性、自動化、全局化。
（2）智能制造技術。智能制造系統(IMT)是由智能機器和人類專家組成的人機一體化系統，是在人類專家的指導下，做到人機的有機結合，而不是取代人，智能制造系統具有很強的自律能力。人機一體化能力，高水平的人機一體化(即虛擬制造技術)，在軟件的支持下，有一定自組織能力，自我優化能力，自我修正能力，歐美各國都花費了很多人力物力在這方面的研究。
（3）綠色化也是機電一體化未來的一個研究熱點，綠色化是指產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，而且是低能耗、低材耗、協調而可再生的產品。
4.結語
機電一體化是很多學科相互發展和相互促進的結果，隨著科學技術的不斷發展和進步，機電一體化相關技術所融合的技術將越來越廣泛，而以機械和微電子技術的有機結合為主體的機電一體化技術將成為機電一體化的必然發展趨勢，機電一體化的發展前景非常廣闊。
參考文獻：
社會科學技術的飛速發展，給社會生活生產帶來了巨大的影響，機電一體化技術發展較快并且得到廣泛應用，不斷的促進社會的競價發展。本文主要是從分析機電一體化技術的基本內容和特點，探究了機電一體化技術在汽車行業的應用。
關鍵詞：
機電一體化；汽車行業；應用發展
隨著計算機網絡發展，機電一體化技術也已經成為一門具有單獨體系的新型科學，其發展要不斷更新。機電一體化技術的基本特征大多是相同的，機電一體化系統是其研究的最主要的一方面，由機械技術、自動控制技術、計算機技術、電力電子技術和微電子技術等組成，各技術融合實現一些特定的功能極大值。
1.機電一體化技術概述
機電一體化是指將技術相關原理在機電一體化系統中充分的應用與發展，在機械產品中的機構主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術和計算機技術，并將機損裝置和電子設備以及計算機軟件等有機結合起來構成的系統總成。高級機電一體化產品使機械產品實現自動化、數字化和智能化。計算機數控系統、計算機輔助設計、輔助制造系統、機器人、柔性制造系統、計算機集成制造系統等是目前機電一體化研究和開發主要方向，實現最優化的系統或者產品技術綜合。機電一體化的重要思想是設計系統原理與集成綜合技術。機電一體化作為一門應用廣泛的技術，其具有多方面的特點：1）使用廣泛，機電一體化技術應用十分廣泛，遠遠超出了機械工程范疇，機電一體化產品能夠在不同的領域場合應用，符合客戶提出的更強的應變需求；2）具有較高的生產能力，大部分機電一體化產品具有自動信息處理與控制能力，可以利用自動控制系統按照設計的具體要求完成既定的操作，提升生產能力；3）具有極高的安全性，其包括警報、自動化監控、自動化診斷、自動化保護等性能，當出現故障時，能夠采用自動化保護方法，盡量減少人員與機械設備發生事故，提成設備的安全性能。未來控制智能化、精確化、零延遲化、結合計算機處理技術和信號傳輸技術，將成為機電一體化的發展趨勢，將新技術與機電一體化技術結合并運用到更多的領域。
2.汽車機電一體化技術的發展
機電一體化在汽車行業應用發展快速，許多的機械控制系統被電子控制系統代替，其發展主要有三個階段：第一階段是20世紀60年代到70年代，主要是應用電子裝置對部分汽車機械功能進行改善，比如電子控制燃油噴射；第二階段是80年代到90年代，主要是汽車制造設計上體現機電一體化技術，進行集成大規模電路應用，并解決了機械部件無法解決的復雜自動控制問題，對于提升汽車運行過程中的可靠功能發揮了關鍵作用；第三階段是90年代中期至今，機電一體化技術在汽車領域已經達到了成熟發展，重視整體上機電一體化技術的設計，廣泛應用計算機網絡技術和信息技術，使汽車更加自動化、智能化。
3.汽車中機電一體化技術應用
3.1微機控制發電機體系
發動機控制單元ECU的核心是通用微處理器或者是為汽車發動機專門設計的大規模集成電路（LSI），從各個傳感器得到的模擬電壓信號和從發動機輸出軸得到的脈沖信號都有輸入到發動機控制單元，再通過模擬數字轉換成數字信號。將這些數字信號作為基礎信息，對發動機控制單元內的最佳空氣燃料比、點火時間、排氣再循環等進行計算，再將這些計算結果作為驅動信號輸出，用以空氣與燃料質量比。當燃料空氣比例增加時，燃料占比較少，不利于點火；相反，當燃料空氣比例減少時，氧氣稀薄，導致碳化氫與一氧化碳增加。因此，將氧氣與燃料比控制在合適的比例范圍內，才有助于發動機各項運動狀態維持在最佳狀態，保持正常的符合運動。
3.2電子控制的自動變速器
自動變速器的目的是為了降低變速器的功率損耗，提高動力傳遞系統的有效功率，增加了變速裝置的檔數，使得汽車的行駛速度到達最佳比例，達到省力、省能、舒適安全的特點。各種傳感器監測的信息會通過發動機輸入到電子控制裝置，換擋信息、程序開關及自動跳合開關的信息綜合到一起而選擇出滿足行駛條件的最佳檔次信息，系統電子控制裝置是通過自動變起器的監測電路進行自檢及失效監測，即在行駛前對所有電路進行檢測。汽車啟動后，通過判斷報警燈的狀態來判斷其系統功能是否正常，若警燈處于熄滅狀態，說明其功能正常；若警燈處于開著狀態，則系統存在故障，自動變速器進入非電控程序狀態。
3.3汽車激光測距雷達系統
汽車激光測距雷達系統重點通過計算機對車間距離的處理器、雷達測距、前后汽車狀況等進行控制。激光單片機與汽車防按控制系統有效結合，針對倒車減速和正常行駛時檢測汽車前后方距離范圍內是否有障礙物體，并且在關鍵時間組織報警，進一步有效阻止發生的交通事故。測距激光雷達安裝在汽車各個方向，通過光學天線發射光速，如果遇到障礙物后出現了散射的后方信號，同時被光學天線進行了接收，適時調節出方位距離信息。利用中央處理設備分析持續輸出的方位距離信息，能夠準確判斷出物體是否在前面運動，計算出相應的汽車間距和速度，并且判斷它能否與本車進行必要的接觸，進一步決定汽車行駛的安全速度。當出現危險情況時，系統與警報裝置接觸，發送警報信號。
3.4汽車制動系統
汽車制動系統最主要的是BBW系統與ABS系統。BBW系統傳遞的是電流，而不是液壓油與壓縮空氣，由電線傳遞能量，數據線傳遞信號，縮短了制動反映時間，車輪制動模塊、中央電子控制單元ECM和電子踏板模塊等關鍵部件組成BBW系統。工作模式：駐車制動時需踩下制動踏板，該操作信號將反饋給中央電控單元，然后帶弄機械制動控制單元能啟動電機。皮帶和斜盤式齒輪機帶動電機驅動絲桿，絲桿旋轉運動可以使止推螺母沿著絲桿螺紋向前移動。制動摩擦片通過止推螺母與制動器活塞接觸按壓到制動盤上。相反地，當電流超過特定值后，電流被控制電源切斷，解除駐車制動，止推螺母沿著絲桿相反方向自動旋回，制動器活塞釋放壓力，密封圈的復原而引起制動盤可能的失衡促使制動器活塞回退，制動摩擦片脫離制動盤。ABS系統基本功能是可感知制動輪每一瞬時的運動狀態，并根據其運動狀態相應地調節制動器動力矩的大小，避免出現輪上的抱死現象，有效提升汽車行駛的安全性。人們一般對制動發生時出現的前輪增重、后輪減重以及后輪抱死更加不利汽車方向控制的特點，研制出了一套能夠限制機動車四輪制動裝置即防抱死裝置ABS系統，同時也是電子控制技術在汽車領域做出的突出貢獻，可以使汽車很好地應對突發事件，ABS系統控制框圖如圖1所示。
4.結束語
機電一體化技術是制造業關鍵核心技術，發展社會生產力的要求，不只是在汽車行業取得如此大的成就，在其他的各行各業中都得到了更廣泛的應用，為國家帶來更大的經濟效益與社會效益。
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Abstract： Intelligent manufacturing is the main direction of the reform of the manufacturing industry during the "13th Five-Year". It is the mission of vocational and technical education to serve the needs of regional economic development. Construction and curriculum reform of the Mechatronic Engineering oriented to "China made 2025" must follow the pace of development of industrial structure in Suzhou， to expand the field of intelligent manufacturing. Prior to the preparation of talent training programs， it needs to make the knowledge and ability structure according to the existing and potential position and ability requirement of the enterprise， scientific and reasonable set up its study field， reform the Mechatronic Engineering professional personnel training mode and personnel training programs. The research group proposes to embed knowledge module of robot application technology in the existing Mechatronic Engineering course， and arrange the learning content， to ensure the source of enrollment and meet the needs of the robot industry for talents.
關鍵詞：機器人產業；機電一體化；專業人才；培養研究
Key words： robot industry；mechatronic engineering；professional talents；training research
中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）03-0249-03
0 引言
為應對德國的工業4.0，我國工信部提出了“中國制造2025”，國務院在《中國制造2025》的通知中強調“制造業是國民經濟的主體，是立國之本、興國之器、強國之基”（國發〔2015〕28號[1]。《中國制造2025》的主攻方向是推進智能制造，是基于信息物理系統的智能改造升級，以打造具有國際競爭力的制造業。面對已經悄然來臨的第四次工業革命，高職院校的專業建設應該快速響應，為社會企業培養適應工業變化所需要的人才，這是高職教育的使命，也是高職教育立足取勝的基礎。
1 中國制造2025的主要內涵分析
智能系統包括“人本系統”和“人機系統”，“人體系統”是人類以其智能直接參與活動的系統，如金融系統、保險系統、體育系統等經濟系統和社會系統； “人機系統”是指人與機器共同工作系統，實際上智能系統就是基于知識處理的信息系統。在《中國制造2025》引領下，中國正在大力推進智能制造，主要是基于信息物理系統的智能改造升級，即以智能裝備、智能制造為主題，是基于數字信息以處理知識為己任的制造技術。
智能制造的核心是建立智能工廠和數字車間，發展智能裝備，實現智能生產，走以機器換人的路。人機互動、智能物流管理、3D打印等先進技術應用于整個工業生產過程，通過互聯網實現工廠與用戶、工廠與企業、工廠與零售等各相關節點的無縫互聯，使得大規模的個性化定制成為可能。這是我國為迎接世界科技的第四次革命提出的科技改革綱領。科技革命的成功是以創新驅動為先導，在發展過程中始終堅持綠色的發展理念，發展循環經濟，減少浪費，提高資源的回收利用率，在技術、工藝、裝備及其推廣應用方面注意環保，減少污染和浪費，還需要大家增強質量意識，2016年5月19日國務院印發了“國家創新驅動發展戰略綱要”強調科技創新是提高社會生產力和綜合國力的戰略支撐。
創新的主導著是人，因此，中國制造2025還提出了“人才為本”，人才是中國制造2025成功實現的重要保障。職業院校的使命是為社會培養具有一定技能的高素質的技能型人才。
2 智能制造業企業崗位要求分析
在“十三五”期間中國為推進智能制造大力發展機器人產業，主要是推進企業向智能裝備、智能工廠以及無人化工廠發展，未來的5～10年是機器人產業的大好發展時機，用機器代替人工來降低用工成本，提高和穩定產品質量，進行產品的個性化定制。機器人的大量推廣勢必需要會維修和使用機器人的人，這些人才是高職院校培養的。目前雖然機器人很熱，機器人人才也很好就業，但似乎家長和學生對機器人專業認可度并不高，倒是大家對機電一體化專業的認可程度非常高。其實，中國企業也還是處在“2.0補課、3.0普及、4.0示范”階段[3]，有不少企業還處在工業2.0或2.5階段，因此很多企業為解決招工難以及勞動力成本高的問題，迫切地進行生產線的自動化改造，建造無人化的生產工廠的企業還是少數。自動化的生產線的建成也是需要大量的懂得機電一體化技術的使用及維修人員。而且具有機電一體化技術基礎的技術人員向機器人領域轉型也容易得多。機器人的組裝、調試和維修人員是需要懂專業技術的人才能勝任，目前工業機器人應用技術人才缺口就達到20萬，并且還以每年20%的速度增長[3]。
機電一體化技術專業可以面對的崗位很多，主要面向的崗位如圖1所示。
3 機電一體化專業人才學習領域分析
人才崗位需求分析主要從制造廠商及產品的應用企業需要來進行分析，主要包括機器的組裝、銷售、售后的安裝調試、技術支持等專業人才，對于應用企業需要懂得智能產品的調試維護、操作編程等綜合素質較強的技術人才。特別是工業機器人現場編程調試人員更是缺口巨大。隨著企業數字化改造的深入，對一些工具軟件如CAD、CAM、CAE、CAPP、MES、ERP的應用將成為基本能力要求，精益專員、逆向造型、3D打印、精密測量與檢驗崗位越來越重要。
3.1 知識架構分析
職業技術教育能得生存的基礎是培養出的人一定要能接地氣，要能符合企業和社會的需要，因此，在課程設計方面還是要緊跟形勢發展需要，更緊密地分析新形勢下的崗位需求和知識架構。
崗位結構的變化對人的職業能力提出了新要求，職業院校機電一體化專業培養的學生大多數是從事機電一體化產品的生產、管理、銷售、組裝、安裝調試等技術技能工作，能夠操作和組裝及調試機器人等智能設備的人才已經算是比較優秀的人才了。隨著流水生產線無人化的改造，重復性質的操作崗位會被機械手或機械人代替，需要懂工藝的技術人員更多地關注工藝布局、工藝實施、工藝優化，對技術人員能用軟件進行編程的能力要求也越來越普遍，同時要求具備管理信息數據的能力，因此職業院校的相關專業在課程設置上既要兼顧到大部分學生的實際情況，還要估計少數優秀學生要掌握的知識點及應具備的職業能力，要盡可能與實際要求接軌。圖2為蘇州經貿職業技術學院的機電一體化技術專業的知識架構，主要職業素質類、職業知識類、職業能力類和職業拓展類。
3.2 學習領域分析
機電一體化是機械、電子、自動控制及信息處理相結合的交叉學科，機電一體化系統是以微處理機為核心，把微機、數據通訊、工業控制機、數據顯示裝置、傳感原件等有機地結合在一起的具有一定智能的系統[4]。因此，機電一體化技術專業的學習領域自然是要涉及機械及電器方面，機械方面的基礎性內容包括機械制圖、機械基礎及制造基礎方面自然需要掌握，在制造業對產品的檢測是質量控制的基礎，因此精度檢測與公差配合的內容也是必不可少；“十三五”期間大力發展機器人，機器人的結構設計主要是與機構學相關，因此“機構學”也是必需的內容，通過計算機進行輔助設計及制造是智能制造業的具體應用形式之一，因此說CAD、CAM課程也是要設置的；電工電子技術、液壓與氣動技術應用等在自動化生產領域司空見慣，應用越來越普遍，因此關于這些電工電子的內容及液壓氣動技術的內容也是要讓學生學習的；PLC、伺服電機、步進電機、傳感器、C語言等在工業自動化領域的核心技術及機器人領域所有崗位必備技能，工業網絡控制、組態技術也成為普遍性要求。圖3是蘇州經貿職業技術學院的機電一體化專業（機器人方向）的課程設置狀況，在原機電一體化課程的基礎上新增了“機器視覺系統”和“工程測試技術”及“CAD/CAM”課程。
3.3 關于課程建設
機電一體化技術本身就是多門學科的綜合，基于“中國制造2025”的機電一體化技術還要顧及智能化系統所涉及的技術，因此其涉及的知識面廣，學科式的課程設置是對于職業院校三年制的學生來說不僅時間上不合適，而且要在這么短的時間內（其實學生在校的學習時間也就兩年多半個學期）要使學生的技能發展起來，只有通過項目把這些知識串起來進行教學，因此，在課程建設上一定要基于項目進行知識的構建，在現有的機電一體化課程建設上嵌入機器人應用技術所需的知識模塊，安排學習的內容。
例如可以以一臺學生耳熟能詳的全自動洗衣機為項目，通過介紹其結構、工作原理、控制等內容編排機械、電器控制、PLC、變頻控制技術、電磁閥等內容。
4 教學模式探討
在“中國制造2025”時代，把創新能力、質量效益、兩化融合、綠色發展作為主攻方向，將帶來產業的全面升級，這對技術技能人才的培養也提出了新的要求，要培養學生勇于探索未知領域的精神，具備探索未知領域的沖動和學習未知知識的能力，更要注重培養學生的行為習慣和思維方式，勇于探索未知領域的勇氣和團隊合作精神，現代社會與人合作講究“人品第一、態度第二、能力第三”。職業技術教育如何能使培養的人才更切合社會和企業的要求，在培養模式上要改革，既要培養學生的實際動手能力，也需要給學生普及基本的理論基礎。其實目前國內的職業教育大搞“以賽促學”，各個學校為了能在國家級競賽中獲獎不惜一切的支持，以提高學校的知名度，本人認為這種“以賽促學”其實惠及的學生只是極少數同學，每個競賽項目每個學校也就送三至四個學生參加而已。我們需要的是大部分的學生能得到優質的教育和投入，可以以建立興趣小組，以項目化來進行引導多數學生的學習。
項目化的教學給老師提出了更高的要求，需要老師們首先提高自身的水平，老師既要懂機還得懂電，對編程及繪圖軟件要能應用，這需要老師們不斷地學習新知識，拓廣自身的知識面。因此如果可以應該建設師資，提高老師的水平，以往所說的校企合作主要是共同培養學生，其實首先要通過校企合作先把老師的水平提高，然后通過學校、企業二元主體共同培養出“中國制造2025”的機電一體化技術人才。
參考文獻：
[1]國務院文件，國務院公報[Z].2015，16.
[2]朱劍英.智能制造的意義、技術與實現[J].機械制造與自動化，2013（6）.
[3]智能制造對企業崗位及人才需求的影響及前景分析[Z].2015-12-19.
[4]倪志博.關于機電一體化技術及其應用研究[J].實用科技，2010（8）.
