時間:2023-06-28 17:07:48
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主要課程:主干學科:電氣工程、控制科學與工程、計算機科學與技術 主要課程:電路理論、電子技術、電力電子技術、自動控制原理、微機原理與應用、電氣工程基礎、電機學、電器學、電力系統分析、電機設計、高低壓電器、電機控制、智能化電器原理與應用、電力系統繼電保護、電力系統綜合自動化、建筑供配電等。
主干學科:電氣工程、控制科學與工程、計算機科學與技術
主要實踐性教學環節:包括電路與電子技術實驗、電子工藝實習、金工實習、計算機軟件實踐及硬件實踐、課程設計、生產實習、畢業設計。
本專業學生畢業后可在工業與電氣工程有關的運動控制、工業過程控制、電氣工程、電力電子技術、檢測與自動化儀表、電子與計算機技術等領域從事工程設計、系統分析、系統運行、研制開發、經濟管理等方面的工作。
從事行業:
畢業后主要在儀器儀表、機械、建筑等行業工作,大致如下:
1、儀器儀表/工業自動化;
2、機械/設備/重工;
3、建筑/建材/工程;
4、新能源;
5、電子技術/半導體/集成電路;
6、房地產;
7、其他行業;
8、汽車及零配件。
從事崗位:
畢業后主要從事電氣工程師、電氣設計師、技術員等工作,大致如下:
1、電氣工程師;
2、電氣設計師;
3、電氣設計工程師;
4、電氣技術員;
5、技術員;
從知識結構上來看,機械電子工程是機械技術、電子技術、信息技術、計算機技術和控制技術等技術有機結合的一門復合技術.由于是多學科的綜合,機械電子工程專業所學課程都來自于以上幾個學科,希望利用幾個學科的知識交叉、滲透培養出知識面較全面、創新能力強、實踐能力強的技術人才.
1機械電子工程專業的辦學現狀
從人才培養層次上劃分,機械電子工程專業人才培養在本科層次上分為二種情況,一種是學校獨立設置了機械電子工程專業,由于機械電子工程本科專業屬于普通高等學校本科專業目錄外專業,申請較難.目前在全國本科高等院校中設置機械電子工程本科專業的只有三十多所,如北京石油化工學院、同濟大學、上海大學、北京理工大學、武漢科技大學、華南理工大學、重慶大學、哈爾濱理工大學、江蘇大學等高校.另一種是學校在機械設計制造及其自動化和機械工程及其自動化兩個專業下開設的機械電子或機電一體化專業方向,這種學校數量眾多[M.
2舊版培養方案存在的主要問題
在通過與我校機械電子工程專業相關基礎課、專業課教師、各年級學生(含畢業生)和用人單位座談交流后發現了如下一些問題:
2.1畢業生和用人單位反饋,專業學習內容齊全,寬口徑實現較好,但寬而不精,掌握的深度和力度不夠;應用型人才培養目標體現不深入,在某種程度上理論性教學占據更主導的位置.
2.2與各年級同學座談時,學生普遍反映課程科目較多,同類同性質科目存在,有重復之嫌疑,跟專業聯系不是特別緊密的課程較多,應當做適當精簡.
2.3在與任課教師交流的過程中我們發現,04版培養方案的某些課程的設置純粹照顧了教學,與教師的科研關系不夠緊密,兼顧不到科研.因此,從某種意義上來說,教師的教學激情得不到最徹底、最完全的釋放和發揮;學生的鉆研能力也得不到應有的提高.
通過暴露出的問題我們發現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的調研情況,我們認為,應該盡快明確一條貫穿專業學習的主線,主干課程的設置應該服從和服務于該主線,同時,該主線與任課教師的科研工作還能夠緊密相連,不出現脫節和不相關現象.這樣可以保證在提高了教師科研能力的同時也鍛煉了學生參與研究的能力.
3新版機械電子工程專業培養方案修改的幾個思路
3.1面向市場,培養合格人才.為了培養具有多學科知識的綜合應用能力和較強的工程創新能力,能在機電工程領域從事機電一體化系統和產品的設計制造、科技開發、應用研究和工程管理的高級工程技術人才,機械電子工程培養方案必須進行改革,使學生掌握以下知識和能力:(1)掌握較扎實的自然科學基礎知識,具有較好的人文社會科學基礎和外語綜合能力;(2)系統掌握本專業領域寬廣的技術理論基礎,具有某個專業方向所必需的專業知識;(3)具有機電一體化系統和產品的設計與制造、檢測與診斷、控制與仿真的基本能力;(4)具有新型機、電、液、氣等一體化產品和技術的研究與開發能力;(5)掌握計算機輔助設計、制造和測試的基本理論和技能;(6)具有機電產品的技術經濟分析與生產組織管理的基本能力;(7)具有較強的自學能力、創新意識和較高的綜合素質[56.
3.2厚基礎,重實驗,強能力.工程實際要求我們的學生既要有扎實的基本功,又要有較強的適應性和動手能力.加強基礎課的教學,為學生打下良好的數理基礎、工程基礎十分必要和迫切.機械電子工程這個學科是一個工程應用型學科,要求學生具有扎實的基礎理論知識,更重要的是通過實驗真正掌握所學知識,形成較強的工程實踐能力.因此,重視實驗和實踐教學是本次修改培養方案的一個主要出發點和前提,加強設計型實驗的比重,使學生利用所學知識解決實際問題的能力得到加強.我們的課程設置為兩大模塊:通識教育和專業教育.
通識教育分為:數學與自然科學(1學分,516學時),外國語言文化(3學分,256學時),藝術與人文學科(2學分,36學時),哲學與社會科學(5學分,232學時),科學技術與社會(2學分,32學時),基本技能訓練(學分,72學時).在總學分和總學時都有較大幅度壓縮的情況下,數學與自然科學基礎課模塊得到加強.
專業教育分為:相關學科基礎(2學分,240學時),機械工程基礎(25學分,460學時),計算機與控制基礎(7學分,312學時),專業課(9學分,160學時),集中實踐環節(4學分,58周).
專業教育部分總學分由04版的81學分調整為88學分(不包括畢業設計環節).其中理論課學分由04版的54學分調整為62學分,増加8學分;集中實踐學分由04版的27學分調整為26學分,減少1學分.專業教育部分總學時由04版的1072學時調整為882學時.其中必修課學時由04版的700學時調整為680學時,減少20學時;選修課學時由04版的372學時調整為202學時,減少170學時;集中實踐環節由04版的27周調整為26周,減少1周.
3.3進一步強化實踐教學環節.機械電子工程專業作為一門實踐性很強的學科,實踐課程在人才培養中擔任著十分重要的角色.實踐教學環節的技能訓練應由淺入深,理論課與實踐課交互安排貫穿整個教學過程,分層次進行,形成立體式的實踐教學體系.在集中實踐環節安排上主要考慮了以下因素:
1)基礎專業知識的認識.對于初學者而言,認識自己所學專業十分必要,它影響到學生學習的積極性和興趣.在第2—4學期安排了工程訓練A、計算機繪圖實習、工程訓練B、認識實習、電工電子實習,讓學生能對機械電子工程專業有一個初步認識,并掌握本專業必備的實踐技能.
2)資料查閱和提煉能力的培養.為了讓學生能順利完成大學期間各種專業論文寫作,在以后的工作中能以文字等形式表達自己的觀點,在第5學期安排科學研究訓練,重點教會學生如何進行實地調研、收集、整理和分析相關資料,并掌握科學研究方法和論文寫作方法.
3)機械電子工程專業專門知識的掌握.企業在培養學生綜合素質中具有獨特的不可替代的作用,在第6學期安排學生到企業進行專業實習,能讓學生在實習企業的工作崗位上體會理論與實際結合的作用,并在實踐中鍛煉、提高學生的綜合素質和適應能力以及分析問題、解決問題的能力.
4)機械電子工程知識的綜合運用.當學生對專業理論知識和技能的掌握達到一定的程度,在第7學期安排基于工程棚專、麟合訓練—數控技術專業綜合訓練和機器人技術專業綜合訓練.通過專業綜合訓練,使學生全面、深入、綜合地將所學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,機械電子工程專業的集中實踐環節主要有:工程訓練A、計算機繪圖實習、工程訓練B、認識實習、電工電子實習、科學研究訓練、創新設計、專業實習、專業綜合訓練、畢業論文等環節.
機械電子工程專業集中實踐環節主要采取如下方式進行:
1)建立校內專業實驗室和實習基地進行實訓.在校內實習的機械電子工程專業課程,要求學生全面、深入學習專業知識和掌握專業技能,培養運用知識能力和創新能力.為了讓學生真正掌握好專業技能,我們重點在校內專業實驗室、工程實踐部、計算機實驗中心開展實踐,為學生實訓提供的實習環境,并指定教師進行實踐課程的計劃制定、實踐動員、過程指導、總結、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實習.校內實訓,雖然能在一定程度上提高學生的業務感性認識,有著一定的優勢,但仍不能取代校外實習基地.學生只有到企業實習,才能身臨其境,才能真正接觸相關企業的實際生產過程.因此,我們將逐步建立機械電子工程的校外實習基地,讓學生進入企業實習.
3)進行定期講座、輔導等方式完成研究性實習.如科學研究訓練,主要采取講座、調研、撰寫文獻綜述等形式進行,主要采取導師指導的形式.
綜上所述,實踐性教學在機械電子工程專業的各環節、各方面應是相互聯系、相互銜接、相互補充、有機結合的,只有這樣才能起到培養學生的實踐能力、提高學生綜合素質的作用,才能實現應用型人才的培養、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培養方案解決的主要問題
培養方案修訂總體思路是完善教學內容與體系,體現出機械電子工程專業在機械與電子跨學科之間的結合的特色,加強在機械制造、控制工程基礎和工業控制技術的研究、學習.
課程體系設置時加大了基礎課程和工程技術基礎課程以及專業方向主修課程量.以機械制造基礎和控制工程的內容設置為主線,通過設置專門的理論基礎知識和寬廣的專業技術知識(如機械制造基礎、控制工程基礎、PLC等),使學生既具備堅實的基礎知識,又具有寬廣的專業知識面及專業知識的應用能力,同時通過工程制圖、機械設計基礎、計算機基礎、程序設計和外語等課程,培養學生掌握本專業必需的制圖、計算機和外語等基本技能.
新版機械電子工程培養方案解決的主要問題:
4.1專業方向進一步明確,并與教師科研方向結合
為了加強學生實際應用能力的培養,加強了機械電子工程專業的公共基礎課控制工程基礎與其他課程的聯系,明確機械電子工程專業方向為機電一體化專業,并將其具有代表性的數控技術和機器人技術在培養方案得到落實和強化;同時,機械電子工程專業的部分教師的研究方向為機器人技術方向和數控技術方向,將相關課教師科研工作與專業方向主線緊密相連,不出現脫節和不相關現象.結合教師相關科學研究方向的成果開設實踐課程,這樣可以保證在提高了教師科研能力同時也在專業相關實踐教學活動中鍛煉了學生解決工程問題能力,為學生的就業和進一步學習深造奠定良好的基礎.
4.2突出體現專業方向的基礎課和方向課核心地位
專業基礎課中核心課程為:控制工程基礎A、微機原理及接口技術、機電系統設計;專業方向課中的核心課程為:數控技術、機器人技術A.
4.3必要課程整合
根據機械電子工程專業方向的設置,將相關課程進行整合,主要包括04版培養方案中的機電傳動與控制(2/40)和機電系統設計(2/50)整合為機電系統設計(3/56)等.
4.4強化學生的計算機應用能力
為増強本專業學生的計算機應用能力的訓練,在學校計算機基礎課的基礎上開設了計算機輔助設計與制造、機電系統仿真技術、專業綜合訓練等教學課程,提高學生利用計算機解決機電工程中的運動學仿真、動力學仿真、機電系統控制等問題的能力.
1)機電一體化在向智能化的方向發展,智能化就是在原本電腦控制的基礎上更具備合理性和效率性,機電一體化的智能化發展就像最初的硬件手機與現在的智能手機的區別一樣。總體說來就是智能化更人性化,更能解決操作中的突發狀況或者說是提前就設定了應對解決突發狀況的解決措施。
2)機電一體化更加環保,機電一體化進程使原本的柴油發電帶動發電機的情況得到改善,現在的機電一體化是電腦操控,解決了其中一些污染環境的問題,響應環保的口號,機電一體化也朝著更環保的方向發展。
3)機械一體化朝著微機模式發展,顧名思義就是機械的規模與形式越來越小,這就要求機械的精密程度。這樣的發展趨勢有利于解決原始機械龐大的占地面積問題,可以使同一片場地發揮更大的效果。機械以替換的發展趨勢是更加進步與人性化,它是朝著一個操作簡單、綠色無害、精密程度高的趨勢更好的發展。這就是機電一體化,它是機械與電子的有機結合,有著密不可分的有機組成部分,有著良好的發展趨勢。在這兩者的定義下,筆者希望日后機電的結合能夠更加密切,其各個組成部分能日漸精密完善使得整個機電一化得到優化;機電一體化能夠在屬于它的發展趨勢下日益發展完善,更好的滿足機電一體化進程的需要。
2機械電子工程專業
在科技發展與時代進步的大背景下,機電一體化的進程日益加快,重要程度日益提升,人才需要也越來越大,接下來筆者將介紹機電一體化的人才來源——機械電子工程專業。上文中我們論述了什么是機電一體化與機電一體化的發展趨勢,根據上文我們不難發現機電一體化已經在生產生活中日益重要,為了供應機電一體化所需要的人才,機械電子工程專業應運而生,上個世紀九十年代后期,一些高校開始設置了機械電子專業。機械電子工程專業的出現是為了響應現階段和日后的電子控制機械的主流趨勢,為了使自動化方面有更多可用人才。在機械電子工程專業設置上要注意很多的問題:第一要考慮新課程的課程設置方面,要在傳統的機械上有所發展又要估計學生的負擔,不能是學生在學習的過程中感到吃力或者是電子與機械兼顧的拖沓。第二就是機械電子專業是機械和電子的有機結合,電子與機械的側重點問題,在教授的過程中要二者兼顧,因為傳統機械是整個機械一體化的基礎而電子的計入是一個良性發展,很多新生代的同學更加重視電子方面,這是不科學的做法。總之機械電子工程專業是一個時代要求的必要專業,要安排好課程,明確側重點,最終達到滿足機電一體化進程下人才的需要。
3機電一體化與機械電子專業
介紹過機電一體化與機械電子專業以后,接下來明確機電一體化與機械電子專業之間的關系。根據上文我們不難發現,機電一體化與機械電子專業有著非常密切的關系,可以說機械電子專業是機電一體化的前身,以為機械電子專業所培養的正是機電一體化專業的對口人才,也就是說機械電子專業為機電一體化提供了人才來源。機械電子專業所學習的內容就是機電一體化的具體內容。其中包括理論知識與具體操作,也就是什么是機電一體化、幾點一體化需要我們做些什么、在操作中會遇見什么問題并且該怎樣解決等。機械電子專業是為機電一體化培養人才的搖籃,在機械電子專業中學習的同學畢業后的前景就是在機電一體化應用的地方工作。而機電一體化在日常操作中所遇見的難以解決的問題和需注重問題就是機械電子專業研究的課題和研究方向。總之機電一體化與機械電子專業二者之間密不可分,互補互助,機電一體化的發展要求了機械電子專業的學科內容、機械電子專業為機電一體化提供了人才來源。
1.機械電子工程辦學模式及特點
國外的高等工科教育,十分重視微電子技術與機械工程的結合,在高等院校中正式建立機械電子專業的大致有兩種類型,一種以機械制造過程機電一體化為方向,如日本的豐橋技術科技入學生產系統工程系和英國勃萊德福的制造系統工程系;另一種以產品機電一體化為方向,如日本的靜崗大學光電機械學科。日本名古屋大學電子機械工程系的學者認為:過去是機械工程和電子工程分別作為兩個獨立的領域,今后,社會和發展形勢迫切需要能夠掌握機械工程和電子工程兩個領域的人才。這個系設有電子機械基礎理論、電子機械應用設計、超精密加工、電子機械測量、集成機械工程等5個教研室。日本東京大學機械工程系設計與制造系統專業(相當于我們現在的機械設計與制造專業)的課程設計考慮了培養機電一體化人才的需要。他們認為在機電一體化產品中有關傳感技術,數據轉換、傳遞與處理技術,接口技術和計算機的操作與控制技術,以及應用軟件等知識,已成為現代機械工程師必須具備的基本知識。因此他們在專業教學中增設了以下一些課程:機械工程學、機構與信息、信息化生產系統、CAD/CAM、自動化、先進制造技術、信號與圖象處理、系統管理、機電一體化、系統動力學、機械動力學、工業綜述、工業系統以及應用軟件技術等。
我國高校機械電子工程專業的設置始于20世紀80年代。最初機電工程專業是依據各校歸口行業應急的需要,對原有相關專業進行調整而設置的,教學計劃的制定明顯帶有“機靠電”或“電靠機”的傾向。而課程設置,尤其是體現機電一體化新技術的專業課程設置遠跟不上技術發展的速度。盡管如此,由于微電子技術、計算機技術的率先滲透,這一時期系統性教育結合進修性教育培養出的機電一體化人才,在生產實踐中,對改造企業的老產品、舊設備和生產線,提高自動化水平和經濟效益起到了一定的推動作用。進入20世紀90年代以后,機電一體化人才的培養為了適應經濟體制逐步轉軌以及學科迅猛發展所帶來的變化,許多高校對機械電子工程的專業結構、課程設置、教學內容均進行了大幅度的調整。
上海交通大學精密儀器專業立足于原有專業的改造,徹底更新原有的課程設置體系。該專業教改從優化專業課程設置入手,以“精密機械設計”“傳感器”“微機及接口技術”等核心課程為結合點,鏈接反映學科新興技術應用的相關課程。如在精密機械設計分支中,增設了“精密機械CAD、儀器CAD”等課程;在傳感器分支中,增設了與提高產品質量休戚相關的“儀器可靠性設計”和為加強電路系統設計能力的“精密儀器電路”等課程。與此同時,考慮到近年來光機電一體化系統的研究已經步入產品化階段,出于光、機、電、智能伺服系統綜合設計能力培養的需要,又增設了“儀器光學基礎”“自動控制系統”等課程。優化后的課程體系,總體分布趨于合理,較充分地體現了先進性、及時性、實用性的特點,形成了機、電、計算機技術“三足鼎立”之勢。
哈爾濱工業大學機械電子工程專業的教學改革自始至終是與學校211工程發展規劃以及教改立項研究結合在一起的。為了挖掘內部潛力、調動積極因素、發揮綜合優勢,哈工大將校內原“精密機械及儀器制造工程”專業、“機電控制及自動化”專業以及機器人研究所、現代生產技術中心合并,重新組合成立了機械電子工程專業。這種集科研、教學、工程實踐于一體的教學體系,不僅在師資力量、教學設施上為專業教改奠定了基礎,而且合一化機制自身所具有的自動反饋功能,更為及時調整教學環節、更新教學內容提供了保證。重新制定的教學計劃中,專業課程的設置具有學時少、針對性強的特點,經適當搭配后,與統設專業基礎課組織,不僅形成了“機電控制和自動化”、“機電一體化產品設計和制造”兩個專業方向(這與當前機電工程專業機械產品機電一體化和機械制造過程機電一體化分別設置的發展新趨勢相吻合),同時,突出了知識傳授與工程實際需要的緊密結合。
綜上所述,機械電子工程辦學模式的共同特點是:
(1)基于機械電子學從理論到實踐的不斷延伸和擴展,基于機械電子工程綜合性人才培養的需要,遵循“寬口徑、廣適應”的原則,專業方向以機械產品機電一體化和機械制造過程機電一體化兩個大方向來劃分。
(2)站在市場經濟對專業知識結構的總體高度上來權衡課程設置、教學內容與教學時數,摒棄以往單純強調課程自身完整性的作法。對專業基礎課,要削枝強干、精心搭配;對專業課,要反應現代科技水平,突出新、簡明、實用。
(3)加強實踐性教學環節,探索適應經濟新機制的管理方法。提倡三結合,gfl:理論與實踐相結合,教學實踐與生產實踐相結合,實踐環節要體現機與電的結合。
2.機械電子工程課程設置
借鑒國內外髙校設置機械電子工程取得的經驗和成果,結合我院自身特點及地理優勢,總結我院第一屆機械電子工程辦學經驗,在“保證基礎、突出主干、注重能力、增強適應性”培養原則的基礎上,修改機械電子工程教學計劃。建議課程設置如下:
(1)保留通識教育課程。
(2)修改學科基礎課程設置。保留機械制圖、理論力學、材料力學、機械原理、機械設計、機電傳動與控制、測試傳感技術、液壓與氣動,將互換性與技術測量、工程材料及成型技術與機械制造工程原理整合為一門課,壓縮學時:加強電工與電子技術課程,具體將電子技術改為模擬電子技術和數字電子技術,并增加電工部分的電路分析;加強微機原理與接口技術課程,增設計算機輔助設計與制造課程。
(3)修改專業課程設置。保留控制工程基礎、機電一體化系統設計;將數控技術與制造系統的計算機控制整合為一,改設為計算機控制技術并增加學時,增設數控機床與編程,增設機器人技術。
(4)合理設置選修課。對任選課可按照“寬而淺”的原則設置課程,組織教學內容,一般每門任選課以20~30學時為宜;對于跨專業的任選課可采用講座方式,一般每門課程的講座時間10?15學時為宜,以拓寬知識面、增加信息量、擴大視野、促進能力與素質的培養提高為目的。
3.機械電子工程實踐教學環節
為了在大學的有限時間內,有效地培養學生的綜合能力和創新能力,提高學生的素質,除了課堂教學部分的課程設置、教學內容以及教學方法應圍繞上述培養目標進行改革外,還應重視實驗教學及工程實踐教學在人才培養中的重要性。這是因為在實驗教學及工程實踐教學的過程中,學生將所學的知識用于解決工程實際問題,從而產生從感性認識到理性認識的6躍;通過實驗及實踐教學,學生提高了學習興趣,貼近了工程實際,進一步明確了學習目的。尤為重要的是還為提高學生的綜合能力和素質,培養學生的創新精神提供了一個合適的環境。基于上述原因,我們對機械電子工程實踐教育體系的建設進行了探討研究。
3.1 機械電子工程實踐教學體系
以本科培養方案和教學大綱為依據、以評估要求為標準,建議我院機械電子工程實踐分為3個階段,貫穿于大學四年教學全過程,且每個階段都有一定的目的與要求,各階段的基本內容下:第一階段為實踐認知階段,本階段教學主要沿工程設計的實際過程展開,使學生通過參觀、調研、資料查詢檢索、采購與經濟核算、動手拆裝、模型制作、計算機繪圖大作業的實踐,得到一個真實的較完整的工程經歷,強化學生的工程意識,加深對機電結構的感性認知,并結合有關的機電工程導論課使學生對機械電子工程有一個比較全面的了解。
第二階段是基礎實踐階段,使學生通過金工實習、電工電子實習,機械原理與機械設計、機電傳動與控制、測試傳感技術、液壓與氣動、微機原理等課程的實驗、課程設計和大作業等環節,了解制造與控制的基本工程知識與設計過程,訓練學生逐步樹立工程觀念,提高解決工程實際問題的能力,培養學生的創新意識。
第三階段是綜合實踐階段,把工程設計與機電課程結合起來,進行機械設計與機電控制相結合的綜合設計。在這一階段學生結合專業方向課程的學習,首先通過機電系統綜合實驗的yii練,然后通過專業課程設計、生產實習、畢業設計,使學生綜合解決工程實際問題的初步能力得到系統的培養與鍛煉。
在實踐時間安排上,除了在學期末安排一段集中時間實施外,基礎實驗采用單獨設課的形式;專業綜合實驗采用比較靈活的方式,只給學生布置一定的實驗任務與最終要求,而完成實驗任務的過程則由學生自己確定;在實驗進度安排上,只要求學生在規定的某…段時間內(如一個學期內)完成,實驗室在規定的時間內對學生完全開放,學生完成實驗有較大的靈活性,從而為學生的個性發展與創造性的發揮創建一個適宜的環境。
3.2 機械電子工程綜合實驗課程設置
針對機械電子工程的特點,建設機電系統綜合性實驗平臺。設計符合新形勢下的科學合理的實驗教學體系方案,充分突出綜合性實驗的主體作用,提高共享性、開放程度和效率。
機電系統綜合實驗是機械電子工程的綜合性實驗課程,其主要目的是培養學生綜合運用已學的力學、機械原理和機械設汁、控制工程、測試技術、微機原理、計算機控制技術等課程知識來提高解決實際工程問題的能力。該課程通過學生親自、獨立完成一系列較有針對性的小設計小制作,使學生在獨立工作能力、實驗實踐以及專業技術知識與技能的綜合應用等方面得到比較實在的鍛煉和培養。具體題目是從教學、科研、生產實際課題中提煉而出,每種題目由一至兩名教師負責輔導,各班學生分為4?5種不同類型、不同內容的題目。如機械電子的具體綜合實驗題目可以設為:①單片機實驗系統一應用硬件及軟件的設計與研制;②爬樓輪椅的設計和實驗模型的設計、制作;③單片機控制電梯教學模型;④帶閉環控制功能的單相交流伺服電動機調速系統;⑤單相調速電動機控制的機械手;⑥單片機直流電動機控制系統。
在專業綜合實驗的內容和時間安排上,采用比較靈活的方式,只給學生布置一定的實驗任務與最終要求,而完成實驗任務與過程則由學生自己確定;在時間安排上,只要求學生在規定的某一段時間內(如一個學期內)完成,實驗室在規定的時間內對學生完全開放,學生完成實驗有較大的靈活性,為學生的個性發展與創造性的發揮創建一個適宜的環境。同時又可以較好地解決了實驗室的設備在集中實驗時不夠用,空時又閑置著的矛盾,較好地發揮實驗設備的效能。
3.3 機械電子工程畢業設計
進入21世紀后,我國社會主義現代化建設進入了更高層次、更快速度的發展時期,需要大量不僅有較深的專業知識,而且知識面更寬、素質全面的高等工程技術人才。機械電子工程要求學生具有較強的工程素質和工程技術綜合應用能力,畢業后能勝任機械電子工程方面的設計、制造、研究開發、維護與使用、生產及經營管理等方面的工作。學生畢業后能否適應多項技術工作的需要,是否具有一定的開拓和創新能力,在很大程度上取決畢業設計的效果。為此,畢業設計要著眼于市場,選擇科學研究與新產品開發相結合的“實戰”題目,將新技術運用融入技能培養之中,同時讓同學們接觸市場經濟知識,使他們在實戰演練中不僅增長技術才干,而且感受到市場競爭的嚴峻。
建議從三年級下學期開始實行導師制,學生可以選擇畢業設計的方向和指導教師,結合導師的科研項目,提前進入畢業設計,為保證畢業設計質量打下基礎。堅持選擇科研項目和有生產應用背景的題目,真題真做,使學生受到嚴格的工程實踐和科研訓練。已經簽定就業協議的,畢業設計的題目可以征求用人單位的意見,將畢業設計題目與企業生產中的實際問題和教師科研成果聯系起來。少數學生的畢業設計可以在用人單位做,由學校和企業的工程技術人員聯合指導。學生不僅可以綜合應用所學知識,而且可以親生經歷企業實際的工程訓練過程,對現實社會有直接的了解,為今后上崗工作奠定基礎。
總之,實踐性教學體系的改革是專業總體改革的重要組成部分,始終遵循“來源于實際,還原于實際”的指導思想。
4.結語
機械電子工程培養的是復合型應用人才,是從事機電一體化產品設計、制造、運行、試驗、開發研究的高級技術人才。要求他們既具有扎實的機械、電子、信息等方面的理論基礎,又具有較強的動手能力、工程設計和綜合調試能力,從而能綜合運用系統理論、機械技術、電子和計算機技術及其現代技術,實現硬件技術和軟件技術的巧妙結合,形成優化設計方案,研制出高功能、高質量、高可靠性、低成本的機電產品和系統。要實現上述培養目標,必須從各方面采取措施:
(1)課程設置做適當調整,學生在學習機械類知識的同時,必須加強電類知識、計算機應用和機電接口技術、自動化技術的學習。
(2)加強實踐環節,建設機電系統綜合實驗平臺。
2、物流管理專業
物流專業人才已被列為我國12類緊缺人才之一,缺口達60余萬。據了解,目前最為搶手的物流人才,是那些掌握現代經濟貿易、運輸與物流理論和技能,且具有扎實英語能力的國際貿易運輸及物流經營型人才,他們的年薪最高可達100萬元。
2機械電子工程與人工智能的特點分析
2.1機械電子工程的特點分析
機械電子工程是指在信息技術快速發展的背景下,發展起來的以機械電子工程為核心的柔性制造系統,是以計算機技術、機械工程與電子工程為核心的綜合性學科,機械電子工程的特點主要包括以下幾個方面:(1)性能豐富,結構簡單,機械電子產品與其他產品最大的區別在于不僅性能豐富,而且結構比較簡單,傳統的機械產品雖然具有較高的性能,但是外形比較笨重,因此機械電子工程在未來具有非常好的應用前景;(2)多技術融合的設計,電子機械工程是綜合計算機技術、機械工程以及電子工程等多個相關技術融合設計的,工程師在進行機械電子工程設計的過程中,需要對各種技術、策略進行考慮,并將所有的技術、策略進行整合,以此完成相關產品的設計。
2.2人工智能的特點分析
人工智能是復雜、綜合的學科,主要包括哲學、控制論、心理學、信息論以及計算機等,人工智能在社會生產與生活中發揮了非常重要的作用,具有非常廣闊的應用前景。人工智能分為不同的發展階段:(1)初級階段,人工智能的研究方向主要集中在博弈、證明以及翻譯等方面,此階段在機器人、專家系統、自然語言理解、計算機視覺等方面獲得了非常大的成就;(2)第二發展階段,該階段主要集中在商業化產品以及知識工程的應用領域,在智能機器、計算機視覺、基礎常識、不確定推理以及分布式人工智能等方面獲得了很大的成就,第二發展階段相對平穩,但是平穩的發展階段已經從原來的單個體向分布式方向發展。在當今社會,人工智能已經成為一種復雜、系統的技術,并且在人類生產和生活中發揮了至關重要的作用,作為一門使用的技術,在推動時代的發展中占據著非常重要的地位。
3機械電子工程和人工智能的整合思路分析
3.1機械電子工程與人工智能的關系分析
機械電子工程具有一定的不穩定性,描述機械電子系統的輸入和輸出的關系相對困難,傳統的描述方式包括:學習并生成知識描述法、建設規則庫方法以及數學方程推導法三種,由于傳統的描述方法的嚴密性和精確度不高,并不能夠滿足曰益復雜系統的實際要求。人工智能在處理信息中具有很大的優勢,能夠有效解決傳統機械電子系統不確定性、不穩定性、復雜性等問題。因此,機械電子工程與人工智能的整合已經成為一種必然趨勢。機械電子工程中人工智能技術的應用存在一定的差異性,并不能夠對網絡系統進行有效的描述,并且系統資料庫創建過程中需要進行嚴密的數學分析,在分析的過程中會出現許多問題,導致網絡系統的建設存在許多問題,導致網絡系統出現崩潰的現象,這對于機械電子工程系統的發展是非常不利的。人工智能技術創新的工程方式能夠幫助機械電子工程系統創建系統資料庫,機械電子工程和人工智能之間存在的密切關系,對現代科學技術進行了強化,對于促進機械電子工程的發展具有非常重要的作用。
2、車輛工程:車輛工程是研究汽車、機車車輛、軍用車輛及其他工程車輛等陸上移動機械的理論、設計及制造技術的工程技術領域。隨著汽車的普及,車輛工程專業就業前景極好。
0.引言
計算機控制工程技術的應用,引導著機械電子工程在向著智能化方向邁進,控制工程的應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用控制工程,可有效促進機械電子工程的良好發展。通過從理論層面對機械電子工程的控制工程應用,就能從理論上為其發展有著積極促進作用。
1.機械電子工程和其發展情況分析
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的結合,也就是機電一體化的發展,主要是用于創造優質產品而應用的技術。機械電子工程涵蓋的內容比較多,其中有電氣控制工程以及機械工程和系統總體技術等技術內容,在具體的產品生產設計當中會進行綜合性的應用。機械電子工程的核心技術中,信息處理技術以及電子技術和自動控制技術等等,都能發揮其自身的作用。機械基礎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的綜合提供了有利條件。
1.2機械電子工程發展情況分析
機械電子工程在實際發展過程中,經過了長期歷程,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已經比較成熟,成為世界領先技術應用國家。我國在機械電子工程領域的發展時間相對比較短,在各個層面和發達國家相比較還存在著很大差距。所以在機械電子產品大多是依靠著進口,其中數控機床的占比就比較少。我國的機械電子技術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鍵,強調多種技術進行綜合性應用,對工程領域的深度發展也有著促進作用目。在未來的發展過程中,我國的機械電子工程將會隨著技術進一步升級,在應用的領域也會進一步擴大化,技術理論也會進一步深化。
2.機械電子工程中控制工程應用內容和具體應用
2.1機械電子工程中控制工程應用內容分析
從當前我國機械電子工程當中控制工程的用情況來看,在內容上比較多樣化,其中的計算機智能技術的控制內容方面比較重要。計算機智能控制是在計算機網絡技術的應用下進行控制的,對機械電子工程的各環節在線模擬目標能有效實現,然后結合實際結果進行有效控制,在遠程控制系統的操作下實現自動化。通過計算機智能控制技術的應用,就能從整體上提高操作效率和質量,在相應的數據統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約。
機械電子工程中的控制工程內容中,模糊控制工程也是重要內容,這一概念是對傳統工藝困難解決而應用的,在實體模型的應用型效率比較顯著。控制工程技術在計算機網絡技術支持下,通過三維立體模擬程序就能有效實現機械在線模擬。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。這一模糊工程的應用,就能大大對程序進行簡化,在控制質量上也能得到有效保證。這一簡便性方式的應用,就比較有助于機械電子工程的進一步發展。
機械電子工程中控制工程內容中,核心擴展網絡神經控制也是其重要內容。這是講生物學科作為重要依據建立的控制程序,是通過多單線網絡進行編制的綜合網絡,然后在一個核心下進行控制,這一方法的應用是在模糊控制基礎上實現的,對信息數據的處理能力比較強,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用
機械電子工程中控制工程的應用涉及到諸多內容,其中在機械磨削精密度的控制當中的應用比較重要。在對專業控制精度系統應用中,對動態化的控制目標能有效實現。具體的應用過程中,主要是在機械磨削中對可能發生的差錯進行充分考慮,然后在系統中進行設定控制目標以及規則,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用方面,這是對信息技術的基礎上實現的控制。集成化自動控制系統的應用,能有效將原信息技術和生產相關信息加以糅合,這就能從整體上對機械工程生產發展起到了促進作用。在這一系統應用中,計算機技術是比較基礎性的應用技術,在不斷的發展下,集成自動控制的應用領域也在不斷的擴大化,集成自動控制系統在計算機技術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用,在預測控制應用在高速液壓機當中就發揮著積極作用。機械電子工程當中,高壓和高速化是液壓機技術的重要發展趨勢。對預測控制技術科學化應用,就能構建完善的系統輸出預測模型,在這一模型的基礎上能有效得到預測輸出值和對系統誤差的變化率。高速液壓機當中對預測控制的應用,對控制器輸出和控制模式的實現也有著促進作用。
前言:在現在的經濟社會情況下,更多的人越來越關注機械電子工程的發展,這不僅僅是國家重視的話題,同時和我們每個家庭每個人也是密不可分的,在飛速發展生活節奏日益提高的今天,機械電子類產品的更新也對生活的影響起著重大意義,它不僅僅是需要研究的一門學科,也是支撐現代人精神力量的動力,所以,我們有必要意識到機械電子工程的研究與投入是極為重要的,與其發展方向決不能忽視。我們也更加確信以現在的發展速度而言,我國的經濟趨勢也將會隨著機械電子工程的深入研究而突飛猛進。
1.機械電子工程的概述
1.1機械電子工程的產生
人們的生活方式因科技的發展而產生了巨大的變化,同時一個新型產業也隨之誕生――機械電子工程。它從最初的產生到后來的不斷進步發展是一連串復雜而多變的過程。它的前身是機械工業行業,隨著人們的生活水平不斷提高,生活方式的不斷改變,對機械的需求的也隨之不斷提高,電子計算機產品的問世,為其能夠迅速發展提供了必要條件。在舊有的生活模式下,人們的生產、生活活動主要是依靠手工機械完成。但是社會在進步,人們的生活模式在改變,舊有的生產方式難以跟上社會發展的腳步,必須要舍棄原有的手工機械的生產方式,在信息技術的推動下,將信息技術用于機械行業中,這從根本上推動了機械電子工程的發展。顯而易見,機械電子化離不開信息技術,因為有了信息技術,機械電子技術才得以誕生。
1.2機械電子工程介紹
機械電子工程是一項涵蓋各類科學的技術,其核心專業是機械電子,同時要結合信息技術、網絡、智能化的相關知識,各類學科相互交叉形成的一類科學,這些學科的理論在機械電子工程中得到了廣泛的應用。總體來說,機械電子工程包括計算機技術、網絡技術等,機械電子工程實現了技術的多元化和技術的融合,其在使用的過程中必須借助其他學科。在對機械電子工程進行設計時,必須要將計算機技術與網絡技術以及機械相關的技術融合,將機械中不同的元件組合,完善設計。機械電子工程在設計時運用的知識比較復雜,但是設計比較簡單,結構不復雜,而且具有較好的性能。機械電子工程投入生產時的效率高,外形小巧,從而取代了傳統的機械。
1.3機械電子工程的特點
機械電子工程和傳統的機械工程有著明顯的區別,它具有以下幾個特點:
第一,電子信息技術的融合。計算機信息技術被應用于機械電子工程的每個環節,它不僅體現在機械的內在結構上,外觀設計也有充分的體現,使得機械從里到外都散發著時代的氣息。在機械設計方面融入了許多新鮮元素,它不再簡單的機械工程,而是引入了多項技術、多種元素的機械設計,讓其能更好地滿足時代的需要,促進社會主義經濟建設更快的發展。
第二,產品設計簡單,使用方便。與傳統機械相比,機械電子工程在產品設計方面,要求更為苛刻和嚴格,它要求產品要不同與以往,具有創新性,且使用便捷,可操作性強。對產品之所以要強調創新和可操作性主要是為了能夠跟上時展的步伐,也為了能更有利于用戶的使用,滿足實際需要,對此引來了社會眾多消費者的注意。要做到這兩點,也絕非易事,對機械師也有了更高的要求。設計者在做產品設計時,要做到兩點,一是產品的實用性,二是產品的可接受性,只有做到這兩點,該產品才會有市場。除此之外,設計的創新對機械行業的發展也具有巨大的作用,一些傳統的機械設計時代淘汰的一個主要原因就是技術缺乏創新,設計太過簡單,不具有可操作性,想要的功能根本體現不出來。同時,有不少機械師對機械的工作原理和使用方法并不是十分清楚,這在一定程度上,提高了機械事故發生的可能性。所以,我們有必要加入新鮮元素,不斷創新設計理念,從而從本質上推動機械設計的發展,減少或杜絕機械事故的發生。
2.機械電子工程的應用
隨著社會需求的不斷增加,對機械電子工程的要求也越來越高,從而對其的研究也在不斷地深入,其應用領域也在不斷增多。傳統機械工程受其技術所限,它所應用的領域為有限,大多集中一些基礎領域,這些領域對技術的要求不太高,或者比較低端。但是,隨著技術的發展與進步,這些基礎領域在被淘汰,并逐漸消失。這個過程中,機械電子工程以其技術上的優勢,不斷地將傳統機械工程取代,它的使用范圍對傳統機械工程的缺陷來說恰好是一個很好補充。機械電子工程的應用領域極廣,不似于傳統機械工程,只用于那些對技術要求不高的基礎領域,它主要應用于改造后的基礎領域,和相對比較高級的領域。隨著人們對機械電子工程了解的越來越多,研究越來越深入,它所能應用的領域必將越來越多,越來越廣。
3.機械電子技術發展與創新
3.1設計思想的發展
計算機信息技術最初應用于機械電子工程中,其主要目的就是提高機械的原有性能,并能讓其變得更加小巧,不那么笨拙,它的做法也非常的簡單,就是將機器中的某些機械部件用電子部件來替換。到了20世紀九十年代,機械電子系統的設計理念發生了巨大的改變,不再是簡單地“替換”,而是開始注重系統的整體優化以及智能化。它的設計思想經歷了四個過程,分別是替代、融合、系統優化、智能化。但是我們記住的一點是,現在的設計思想與原有的設計思想并不沖突,我們并沒有拋棄原來的設計理念。
3.2與其他前沿技術的結合
3.2.1面向現代醫學
現代醫學的發展離不開機械電子系統,各類醫學診斷、治療的先進的醫學儀器設備都離不開機械電子系統。比如現在大型醫院都備有的CT、NMR等。另外,利用機械電子科技開發出的智能機器人,也可以應用到精密的手術中去。機械電子系統還可以實現互聯網的遠程監控設計,讓外地的醫生進行遠程操控手術。
3.2.2面向現代生物技術
現代生物技術的研究對象十分廣泛,大到各類植物、動物、微生物,小到各種生物組織細胞、生物分子和基因問題都是它的研究范圍。在研究過程中,不可避免的要繪制各種基因圖譜、制造各種生物芯片、進行修補、注入、分離基因等工作。而這些工作的進行毫無例外都需要各類機械電子儀器的輔助才能進行。另外,現代人類進行各種嚴酷環境例如深水、嚴寒、外太空等的科學探測,由于人類本身不能長期在此環境下生存,都需要借助機械電子裝置和智能儀器的幫助來完成諸如定期自動傳輸數據、自動檢測及故障處理等任務。包括我們現在最前沿的航空航天科技,各類宇宙飛船和空間站的正常運轉,他們龐大的系統需要各種機械電子裝置的精密配合才能完成發射、運行、返航等重要任務。
4.結語
隨著社會的不斷發展,科技的不斷進步,機械電子工程已經不僅僅是一門科學的研究,它越來越多的應用于社會的各個領域。隨著我們對這門科學的重視程度的逐漸加深,對機械電子工程研究的投入就越多,對機械電子工程的研究也就越加深廣。它的發展越迅速,應用的領域越寬廣,對我們生產生活的影響也就越深入。為了讓其更好的服務人類的生活,我們需要投入更多的精力進行機械電子工程的發展研究。
參考文獻:
[1]潘雍,傅明星,于晨.機械電子工程綜述[J].機電工程,2014,05:553-558.
隨著時代的發展,人類各方面的文明都在進步[1]。因此,在能源、資源、人力、物力等方面的消耗都是需要巨額的消費,間接地促進了我國在經濟、能源上的發展水平。與傳統的自動化技術相比,電子技術的發展為自動化機械工程帶來了無限的光輝,不僅促進了機械自動化技術向高科技方向發展,傳統技術與新科技的結合會快速促進控制工程在機械電子工程中的應用分析,進一步促進機械電子工程工業的發展。
一、機械電子工程中控制工程的簡述
控制工程主要是以工程控制為理論,重點結合當代的高科技發展與革新,以解決自動化機械電子工程中的實際問題為首要目標,進行機械電子工程中控制工程的研究與分析。控制工程在科學領域的各個學科中都有廣泛的利用,不僅可以促進機械電子工程的科技發展,還能夠有效的加快機械電子在國際科學市場上的影響力和效益。1、控制工程的產生隨著科學技術的發展,人類生活條件發展壯大,行業領域的發展亦是突飛猛進,各領域的發展都在加快步伐,不僅促進了控制工程在其行業領域的發展,還間接地促進了科技的進步,因此控制工程在機械電子工程中的運用也隨著時代的進步而進步。比起傳統的工藝工程,當代的機械電子工程已經在技術上有了突飛猛進的發展。傳統的控制工程主要依靠手工工藝的技術,發展速度慢,工作效率低,不能達到企業所需的目標與需求。而電子計算機的誕生則恰恰為電子機械控制工程帶來了新的挑戰,并且再一定程度上為傳統控制工程打下了堅實的基礎。信息時代的發展與傳統技藝的結合大大促進了機械電子工程的發展,沒有信息時代技術就不可能存在機械電子工程的產生。2、控制工程在機械電子工程的應用我國科學技術進步速度快,在科技和經濟方面的發展和變化巨大,但我國仍處于發展中階段[2]。無論是在技術還是在經濟上都與發達國家相去甚遠,存在不小的差距[3]。因此,處于發展中國家的中國還是要堅持不懈地進行控制工程的分析和研究。為應對這一難題,國家也需要作出相關努力,對于技術相關工作人員要組織相關專業隊伍,并由國家提供工作環境以及工作創造條件,供研究創新者使用,為我國創造出先進的機械電子工藝工程,提高我國在機械自動化行業的國際地位與國際影響力。
二、機械電子工程的應用
當今的社會已經逐漸形成一個高速運轉的流程,效益是一個公司或者企業、行業的必備的要素,自動化控制系統因此也得到了廣泛的認可和利用,并且能夠在一定程度上為公司、企業、行業甚至國家層面帶來巨大的經濟和科技上的效益。因此,控制工程要一直不斷地更新和發展才能夠在社會市場上立于不敗之地,為社會市場帶來更大的經濟效益。1、自動化的集成自動化技術的集成是控制工程在機械電子工程中的一項重要運用,集成技術主要通過整合分析對原有的通信技術以及科學技術進行規整和修改,對其中精華部分進行保留,糟粕部分進行摒棄,使得其中的機械自動化系統變得更加完善與合理,高效地運用于機械電子工程中的控制工程領域內。除此之外,想要加快機械電子工藝進程就要充分借鑒國外先進技術,加強與國外的信息交流與科技交流,計算機技術在機械自動化電子工程中的控制工程的作用非常重要,是自動化技術的基礎,只有加強計算機網絡技術,完善科技的整體設備與器材,才能有效解決自動化進程中出現的各種問題。2、控制工程發展前景在未來的科學技術發展進程中,控制工程的作用會越來越大,在機械電子工程中所占比例會日趨增大,其對于自動化技術是一項基本技術,是其他學科和設計的基礎。隨著世界各國都在加快科技發展進程,國際之間的科技競爭越來越激烈,只有在技術工藝上加強才能夠使得控制工程發展領域越來越廣闊。當然,在發展的同時也要保持環境的衛生,盡量避免噪聲、輻射、環境等污染的產生,從污染源、傳播途徑、阻斷方式等方面進行考慮,在最大程度生對其進行遏制。只有實現了環境的清潔,將環境保護作為首要任務,才能將可持續發展進行下去,促進控制工程在機械電子工程中的有益發展。相關環境局負責人員要加強企業在環境衛生方面的監督力度,禁止污染環境現象的發生,一經發現,立即對其進行行政處罰和道德批評。
三、結束語
隨著時展,科學技術發展日趨成熟,控制工程在機械電子工程中的應用越來越廣泛[4]。機械工程師關系到我國行業發展和國際綜合實力的重要的一部分,機械工程的發展程度直接影響到了我國科技的發展和國際市場上的地位。因此,只有加快科學技術的步伐與進程才會促進控制工程在機械電子工程中的地位與發展。控制工程的技術固然得到相應的提高,但是也存在著許多不安全的隱患因素的存在,例如,自動化工程的實施為人類生活帶來了惡劣的輻射影響,噪聲污染、環境污染等等,這些都對人類文明生活等都帶來了一定程度上的負面影響。相關工作人員只有加強對技術造成的后果進行清潔處理,才能夠更加有效地加強控制工程的智能化和自動化,使控制工程的穩定性和準確性快速提高。相關工作人員要適當提高警惕,加強管理,針對當下的現實問題進行強有力的解決措施以及改善方案。
參考文獻
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[2]董一辰,張君.淺談建材機械特色的過程裝備與控制工程專業建設[J].城市建設理論研究(電子版),2013,(17).…