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众所周知,电子工程是由聚集电路、系统、数字信号处理、教育等多方面的综合性学科,是推动我国经济增长的主要力量。近些年来,电子工程快速发展,在教育和科研等多方面取得很大的成功,其水平达到了一个新的高度,但是电子工程在发展的过程中难免产生一些问题,并且其设计人员应该储备一定的知识,在设计方案中能发现问题,并采取解决措施,在此基础上优化设计方法。
1EDA技术的发展介绍
EDA技术在机械电子工程设计当中发挥了重大的作用,其构成部件主要包括下载器、适配器、编译器、综合器等,每个部件发挥着特定的功能,EDA技术的主要载体是可以进行大规模编程的逻辑器件,硬件描述语言是EDA技术在编辑中的表达方式。EDA技术拥有公开优势和描述范围广的优点,其自动化程度高,同时,在设计方案中有很高的辅助作用,减轻设计者在后期交流、修改和保存中的压力,能够快速解决在设计工程中出现的错误,方便操作者的调试。也正是因为EDA技术拥有很多的优势,因此逐渐被人们关注,但是迄今为人们对机械电子工程持有不同的态度和观点,人们质疑EDA技术认识不够,同时又由于EDA技术没有确切的定义及其机械电子工程的使用涉及到多种领域,因此电子工程将面临诸多的挑战。
2机械电子设计要点
2.1仿真技术
机械电子工程设计方案完成后通过一个系统的结构模拟,对设计方案的可行性进行分析的一门技术便称为仿真技术,其作用在于对设计方案在实际应用的模拟,通过建立数学模型及进行处理,发现设计方案的是否合理和科学,验证设计方案,避免在实际操作应用中出现一些可控性的问题,保证方案在实际中的应用,同时,EDA技术还具有对电路结构和性能,各个电路的实际结构等进行检测和分析。
2.2对电路特性进行有效分析
对电路特性进行有效分析能决定设计方案在应用中的有效性高低,是EDA技术中不可或缺的部分,它决定设计方案能否在实际中得以应用,机械电子工程设计方案中所有的理论分析是通过EDA技术对电路特性进行有效分析,从获取其数据测试结果和特性分析来判断设计方案的可行性,因此在数据测试和特性分析这两方面必须保证其准确性高。在传统的电子工程设计方法中,其技术相对落后,从而在数据测试和特性分析等方面不能确保其准确度和电路测试的实际精度,可能对产品后期使用的稳定性有所影响。但是,EDA技术能够精密准确的测试,确保该测量的准确度在一个较高的水平,在电路特性分析中具有系统性和全面性的优点,因此能够避免设计方案出现结构性的错误,确保机械电子工程设计方案在应用拥有较高可靠性和科学性。
2.3优化设计
EDA技术可以测量电子工程在实际情况中的确切环境温度和其他数据,能对电子工程工作所需要的环境进行全面的检查及反馈分析结果,优化设计就是利用EDA技术,保证电子工程的正常使用外拥有最适宜的环境温度计和容差,提高方案的有效性,保证其可以正常的实施。设计者可以通过检查和分析结果对电子工程设计方案进行调整优化,完善设计方案,但是传统的机械电子设计检查技术无法达到此要求,不能保证其准确性及完整性,无法发现设计方案中存在的问题,难以使电子工程在实际应用中发挥最大的优势,提高其效率,可见,优化设计必须的使用EDA技术。
2.4机械结构要注意防止静电
机械结构是以一定的理论为依据,根据实际需求从而设计出具体的结构图的一种方案,应用于实物,最终要求达到设计方案中的结构构思。随着社会的发展,电子产品以轻、薄占极大的发展优势,因此,就必须对集成电路元件加以严格的管理,提高技术要求,基础的工作就是缩小线路和密集的电子组件排列的工作,减小集成电路占据较大的空间。机械就是用一定的理论作为支撑,设计者根据构思画出机械结构图,该机械结构图要满足实际方案且可以在具体实施中应用。而造成电子组件毁坏的致命因素是静电电场和静电电流,该破坏因素会影响到周围绝体元器件,致使元器件敏感度减低,从而产生许多安全隐患,因此,机械结构图一定的检查是否产生静电,及时修改机构设计图。
3EDA技术在机械电子工程设计中的应用
随着社会的进步,机械电子工程的应用渗透到多个领域,同时吸引了许多机械工程人员参与其研究。与传统的机械电子工程相比,EDA技术能满足广泛的生产需求,而传统的机械工程适用领域比较狭窄,仅仅只能在要求较低的基础领域才能发挥其优势,其无法引领世界电子工程技术的发展,俗话说,适者生存,传统的机械电子工程在科技进步的工程中将被遗弃,新型技术机械工程将引领我国电子工程的发展,恰好EDA技术的最大优势就是在于它的应用领域传统能填补传统机械工程中的欠缺,因此,EDA技术在机械电子工程有很大的发展前景。
4结语
总之,EDA技术在机械电子工程、社会发展和科技进步中有着不可忽视的功劳,其应用范围广,可行性高,适合社会的发展需求,因此我们应该推广EDA技术的使用与开发。为了满足社会的进步,与时俱进,设计人员必须要严格的按照设计流程进行,对设计方案进行仿真性检验、电路特性进行有效分析、优化设计,对电路进行分析,检查是否会产生静电;再者,必须大力支持从事机械电子技术人的工作人员,号召更多学者参与电子工程的研究发,尽可能弥补现有技术的不足,推动电子工程技术的改革与发展。
参考文献:
[1]杜景明.对机械电子工程的探究[J].科技创新与应用,2014(07:)90.
[2]潘雍,傅明星,于晨.机械电子工程综述[J].机电工程,2014(05):553-558.
在高速发展的社会时代,我国的经济和科学技术也在不断发展,机械电子工程涉及到我国各个行业领域,目前在研究上取得一定的成果,推动了教育,科研等方面的快速发展,它是衡量我国对外贸易的重要标志。然而我国机械电子工程技术设计过程还不够完善,还存在诸多问题亟待解决。本文主要对机械电子工程中的技术要点以及技术的应用进行浅谈,希望给相关工程人员提供参考。
关键词:
机械电子;工程设计;技术要点
众所周知,电子工程是由聚集电路、系统、数字信号处理、教育等多方面的综合性学科,是推动我国经济增长的主要力量。近些年来,电子工程快速发展,在教育和科研等多方面取得很大的成功,其水平达到了一个新的高度,但是电子工程在发展的过程中难免产生一些问题,并且其设计人员应该储备一定的知识,在设计方案中能发现问题,并采取解决措施,在此基础上优化设计方法。
1EDA 技术的发展介绍
EDA 技术在机械电子工程设计当中发挥了重大的作用,其构成部件主要包括下载器、适配器、编译器、综合器等,每个部件发挥着特定的功能,EDA 技术的主要载体是可以进行大规模编程的逻辑器件,硬件描述语言是 EDA 技术在编辑中的表达方式。EDA 技术拥有公开优势和描述范围广的优点,其自动化程度高,同时,在设计方案中有很高的辅助作用,减轻设计者在后期交流、修改和保存中的压力,能够快速解决在设计工程中出现的错误,方便操作者的调试。也正是因为 EDA 技术拥有很多的优势,因此逐渐被人们关注,但是迄今为人们对机械电子工程持有不同的态度和观点,人们质疑 EDA 技术认识不够,同时又由于 EDA 技术没有确切的定义及其机械电子工程的使用涉及到多种领域,因此电子工程将面临诸多的挑战。
2机械电子设计要点
2.1仿真技术
机械电子工程设计方案完成后通过一个系统的结构模拟,对设计方案的可行性进行分析的一门技术便称为仿真技术,其作用在于对设计方案在实际应用的模拟,通过建立数学模型及进行处理,发现设计方案的是否合理和科学,验证设计方案,避免在实际操作应用中出现一些可控性的问题,保证方案在实际中的应用,同时,EDA 技术还具有对电路结构和性能,各个电路的实际结构等进行检测和分析。
2.2对电路特性进行有效分析
对电路特性进行有效分析能决定设计方案在应用中的有效性高低,是 EDA 技术中不可或缺的部分,它决定设计方案能否在实际中得以应用,机械电子工程设计方案中所有的理论分析是通过 EDA 技术对电路特性进行有效分析,从获取其数据测试结果和特性分析来判断设计方案的可行性,因此在数据测试和特性分析这两方面必须保证其准确性高。在传统的电子工程设计方法中,其技术相对落后,从而在数据测试和特性分析等方面不能确保其准确度和电路测试的实际精度,可能对产品后期使用的稳定性有所影响。但是,EDA 技术能够精密准确的测试,确保该测量的准确度在一个较高的水平,在电路特性分析中具有系统性和全面性的优点,因此能够避免设计方案出现结构性的错误,确保机械电子工程设计方案在应用拥有较高可靠性和科学性。
2.3优化设计
EDA 技术可以测量电子工程在实际情况中的确切环境温度和其他数据,能对电子工程工作所需要的环境进行全面的检查及反馈分析结果,优化设计就是利用 EDA 技术,保证电子工程的正常使用外拥有最适宜的环境温度计和容差,提高方案的有效性,保证其可以正常的实施。设计者可以通过检查和分析结果对电子工程设计方案进行调整优化,完善设计方案,但是传统的机械电子设计检查技术无法达到此要求,不能保证其准确性及完整性,无法发现设计方案中存在的问题,难以使电子工程在实际应用中发挥最大的优势,提高其效率,可见,优化设计必须的使用 EDA 技术。
2.4机械结构要注意防止静电
机械结构是以一定的理论为依据,根据实际需求从而设计出具体的结构图的一种方案,应用于实物,最终要求达到设计方案中的结构构思。随着社会的发展,电子产品以轻、薄占极大的发展优势,因此,就必须对集成电路元件加以严格的管理,提高技术要求,基础的工作就是缩小线路和密集的电子组件排列的工作,减小集成电路占据较大的空间。机械就是用一定的理论作为支撑,设计者根据构思画出机械结构图,该机械结构图要满足实际方案且可以在具体实施中应用。而造成电子组件毁坏的致命因素是静电电场和静电电流,该破坏因素会影响到周围绝体元器件,致使元器件敏感度减低,从而产生许多安全隐患,因此,机械结构图一定的检查是否产生静电,及时修改机构设计图。
3EDA 技术在机械电子工程设计中的应用
随着社会的进步,机械电子工程的应用渗透到多个领域,同时吸引了许多机械工程人员参与其研究。与传统的机械电子工程相比,EDA 技术能满足广泛的生产需求,而传统的机械工程适用领域比较狭窄,仅仅只能在要求较低的基础领域才能发挥其优势,其无法引领世界电子工程技术的发展,俗话说,适者生存,传统的机械电子工程在科技进步的工程中将被遗弃,新型技术机械工程将引领我国电子工程的发展,恰好 EDA 技术的最大优势就是在于它的应用领域传统能填补传统机械工程中的欠缺,因此,EDA 技术在机械电子工程有很大的发展前景。
4结语
总之,EDA 技术在机械电子工程、社会发展和科技进步中有着不可忽视的功劳,其应用范围广,可行性高,适合社会的发展需求,因此我们应该推广 EDA 技术的使用与开发。为了满足社会的进步,与时俱进,设计人员必须要严格的按照设计流程进行,对设计方案进行仿真性检验、电路特性进行有效分析、优化设计,对电路进行分析,检查是否会产生静电;再者,必须大力支持从事机械电子技术人的工作人员,号召更多学者参与电子工程的研究发,尽可能弥补现有技术的不足,推动电子工程技术的改革与发展。
参考文献:
[1]杜景明.对机械电子工程的探究[J].科技创新与应用,2014(07:)90.
[2]潘雍,傅明星,于晨.机械电子工程综述[J].机电工程,2014(05):553-558.
关键词:智能控制;机械电子工程;应用策略
引言
《2019年中国机电工程设计上市公司利润规模排行榜(前三季度)》的权威报告显示:2019年前三季度的机械电子工程设计所有上市公司的总利润总额为40121.9万元,其中排名前2位的企业利润总额占比为98.29%;榜单中有2家公司的利润规模超过7661万元大关,排名前两位的企业分别突破31773万元和7661万元。这一数据充分展现了我国机电工程在近年来取得的巨大经济效益。客观而言,当前智能化时代大背景下,智能控制能够全面促进和推动机械电子工程的健康发展,具有极为重要的意义和价值[1]。但实事求是讲,智能控制工程与机械电子工程的相互融合时间较短,想要全面发挥智能控制的各项作用和技术,专业工作人员还需进行有针对性的完善和创新,力争让这项工作得到质的提高。
1解读智能控制工程的基本概念
随着我国整体科学技术实力不断提升,控制工程已然成为全面推动和发展生产力的一项重要核心技术。智能化无疑成为机械电子工程一种必然发展的整体趋势[2]。如今,整个机械电子工程的已经全力向智能化目标迈进,当前阶段机械化生产的质量与效率的迅猛提升加之整个机械化生产的技术水平不断提高已经证明了上述观点。在机械电子工程日常工作中全面应用和推广智能化控制工程,能够提高安全生产保证以及增强社会效益。通常而言,在传统控制工程具体运作环节中,专业人员主要是将较为先进的计算机技术控制理论渗透落实于具体实践工程中,并且结合各种实际性问题运用计算机技术来采取相应的自动化控制。整个工程实现建设的关键核心就是数据模型以及设置参数。相比较之下,智能化控制工程则更为先进合理,并且堪称一种全新理念的控制模式。具体来讲,这种控制方法主要是对人脑的具体思维以及所产生的思维流程使用计算机技术完成模拟过程,并能够在整个自动控制工程中进行系统化的引入。值得一提的是,传统控制工程中对于控制具体对象的数字化模型以及各种参数极为依赖,而智能化控制工程对此都可以进行舍弃,不存在任何的依赖性,能够全面有效解决传统控制技术无法解决的一些疑难问题。
2解析机械电子工程全面应用智能控制的意义
从概念上来分析,机械电子工程属于一项工科机械类别,堪称为一种现代化技术处理的工程,这项工程又可以称作为“机电一体化”[3]。当前阶段,机械电子工程已经涵盖了诸多机械制造的方法和各种计算机应用理论。鉴于此,该工程已经被定义为一种先进的科技现代化产物。智能控制相关技术能够在现阶段的机械电子工程各项工作中起到积极的不可获取的作用,例如自动售票机、安全气囊、行驶模拟系统等等机械化产品都需要机械电子工程的各项知识理论支持和辅助。此外,科技不断进步,机械电子工程对于自身的控制系统要求越来越高。想要全面优化和提升当前阶段的机械电子工程控制系统整体水平,创造更优质的生产经营环境,就必须让智能控制工程与机械电子工程二者进行更加完美的融合。
3现阶段智能控制工程在机械电子工程中体现的三大具体应用优势
3.1应用优势之“准确性”
人工智能技术与计算机完美连接堪称为当前阶段智能控制工程一个最显著特点。通过这种模式,工作人员便可以直接通过对计算机的相应控制来顺利完成整个操控过程[4]。现阶段,科学技术取得各项优异成果,相关工作人员还能够充分利用先进的机器人技术来模拟人类控制计算机的各项具体操作。客观来讲,数据运行在整个机械电子工程运行过程中并非一成不变,而是无时无刻都在产生不同的变化。鉴于此种情况,专业的工作人员在日常工作过程中就必须对各类数据进行科学化修正,让其符合整个程序的需要,这种操作方式和流程无疑耗时耗力。而在这项工作中全面应用智能控制工程后,先进的智能系统完全能够对各种数据进行自动化的修正和完善,从而让生产的“准确性”更高,并且让整个机械电子生产过程变得更加自动化和智能化。
3.2应用优势之“稳定性”
针对当前我国的机械电子工程各项工作而言,能够达到稳定生产,堪称为整个工作的成败关键所在。通常工作人员在采用传统的生产工艺展开各项生产工作时,经常会遇到因稳定性不佳而产生的各种生产问题,导致生产效率下降,质量达不到相应标准。而智能控制工程则有效改善了这一弊端的存在,让机械电子生产过程的稳定性能够得到最充分的保障。具体原因为:智能控制工程能够借助先进的人工智能有效控制每一个生产环节,并且能够在各个生产环节中为其提供准确的信息和相关数据,让每一个生产流程能够有条不紊的进行,全面提高机械电子工程的生产效率和稳定性。
3.3应用优势之“完善性”
众所周知,机械电子工程在其自身发展过程中充分体现出了模块化的特征与性质。毫无疑问,这种特性是全面确保整个系统稳定与安全的先决条件。在发展过程中,机械电子工程必然会经历不同时期的升级以及涉及更多的科技化应用技术,这些情况都让其模块化的发展特征成为一种必然趋势得以延续。然而传统机械电子工程在整个运行过程中针对模块的完善仍旧展现出诸多限制和阻碍,让二者的融合工作无法有效进展。而在智能控制工程广泛应用于机械电子工程各个领域后该问题便迎刃而解。由于智能控制工程自身所具备的先进化综合操作系统,能够优先的控制机械电子工程各项具体工作,并且同步进行模块的完善工作,能够让机械电子工程模块化的效果发挥出最佳水平。经过分析不难得出这样一个结论:智能控制工程在机械电子工程中的三大具体应用优势明显且不可或缺。
4现阶段智能控制工程在机械电子工程中的四大具体应用探究
4.1探究集成自动控制技术的具体应用策略
从概念上来讲,集成自动控制技术在现阶段堪称为一种广泛应用于机械电子工程各项工作中的先进化智能控制技术,该项技术的基础核心是优化和创新先进的信息技术,进而全面改善机械电子设备的性能。当前阶段,集成自动控制技术对于整个机械电子工程能够起到充分的管控作用,并可以有效提高各种电子设备的生产质量和效率。具体来讲,集成自动控制技术能够广泛应用于机械电子工程中所使用各项电子设备运行的各个环节,并且这项先进的技术能够全面整合设备的各项生产信息以及运行情况,并且结合实际选取最为合理的控制方法,对多项设备进行科学化的集成控制。
4.2分析神经网络控制系统的具体应用策略
神经网络控制系统无疑是一种极为先进化且智能化的技术理念。从定义上来分析,神经网络控制系统通常是指通过先进科技全面建立模拟人类神经系统的一种高科技网络控制系统,这项系统可以充分利用不同的神经元对某一区域的机械电子设备采取专有控制,不但能够全面提高生产效率,还可以有效降低人工成本以及劳动量。针对机械电子工程所使用的各项数控设备而言,较为传统意义上的控制方法通常都是采用人工操作和控制进行,这种方式显然在处理和识别各种有效信息的环节上会出现一些失误。将先进的神经网络控制系统与数控设备相结合,工作人员仅仅需要调整好系统具体运行参数便可以对整个生产流程有效控制,全面避免因人为操作失误而产生的各种负面影响。
4.3解读预测控制技术的具体应用策略
作为极其重要的一种智能控制工程先进技术,预测控制技术所起到的重要作用不言而喻。当前阶段在我国各项机械电子工程领域中,必然会涉及到各种各样的生产工序以及机组设备,这就极易导致某一机组设备发生故障而让整条生产线产品质量受到巨大影响。而科学化的运用先进的预测控制技术可以有效解决这一关键性问题。这项先进技术能够充分结合发达的网络技术与电子信息技术对机械电子工程各项设备的日常运行状态进行详细分析,并且结合所分析出的精准结果提前预测各项设备的具体运行状态以及潜在问题。提出合理化改善和调整建议,最大程度的降低故障率,全面提高生产效率。
4.4讨论鲁棒控制技术的具体应用策略
从核心内容来讲,鲁棒控制技术一般所指的是在机械电子工程中安装先进的控制器,通过全面调试控制器所具备的各项性能,全面解决设备在运行各个环节中所出现的各种问题。鲁棒控制器具有极为重要的实际应用意义,相关工作人员结合相应的控制理论内容设计出先进的鲁棒控制器,能够精准控制目标轨迹的运行状态和运行稳定性。针对机械电子工程设备各项具体运行工作中产生的一些外部因素,如设备受到干扰而无法正常化运行时,鲁棒控制技术便能够充分发挥出应有的控制作用,让设备始终保持正常运行状态不受各种外界干扰。
【关键词】新时期;机械电子工程;发展与创新
前言:在现在的经济社会情况下,更多的人越来越关注机械电子工程的发展,这不仅仅是国家重视的话题,同时和我们每个家庭每个人也是密不可分的,在飞速发展生活节奏日益提高的今天,机械电子类产品的更新也对生活的影响起着重大意义,它不仅仅是需要研究的一门学科,也是支撑现代人精神力量的动力,所以,我们有必要意识到机械电子工程的研究与投入是极为重要的,与其发展方向决不能忽视。我们也更加确信以现在的发展速度而言,我国的经济趋势也将会随着机械电子工程的深入研究而突飞猛进。
1.机械电子工程的概述
1.1机械电子工程的产生
人们的生活方式因科技的发展而产生了巨大的变化,同时一个新型产业也随之诞生――机械电子工程。它从最初的产生到后来的不断进步发展是一连串复杂而多变的过程。它的前身是机械工业行业,随着人们的生活水平不断提高,生活方式的不断改变,对机械的需求的也随之不断提高,电子计算机产品的问世,为其能够迅速发展提供了必要条件。在旧有的生活模式下,人们的生产、生活活动主要是依靠手工机械完成。但是社会在进步,人们的生活模式在改变,旧有的生产方式难以跟上社会发展的脚步,必须要舍弃原有的手工机械的生产方式,在信息技术的推动下,将信息技术用于机械行业中,这从根本上推动了机械电子工程的发展。显而易见,机械电子化离不开信息技术,因为有了信息技术,机械电子技术才得以诞生。
1.2机械电子工程介绍
机械电子工程是一项涵盖各类科学的技术,其核心专业是机械电子,同时要结合信息技术、网络、智能化的相关知识,各类学科相互交叉形成的一类科学,这些学科的理论在机械电子工程中得到了广泛的应用。总体来说,机械电子工程包括计算机技术、网络技术等,机械电子工程实现了技术的多元化和技术的融合,其在使用的过程中必须借助其他学科。在对机械电子工程进行设计时,必须要将计算机技术与网络技术以及机械相关的技术融合,将机械中不同的元件组合,完善设计。机械电子工程在设计时运用的知识比较复杂,但是设计比较简单,结构不复杂,而且具有较好的性能。机械电子工程投入生产时的效率高,外形小巧,从而取代了传统的机械。
1.3机械电子工程的特点
机械电子工程和传统的机械工程有着明显的区别,它具有以下几个特点:
第一,电子信息技术的融合。计算机信息技术被应用于机械电子工程的每个环节,它不仅体现在机械的内在结构上,外观设计也有充分的体现,使得机械从里到外都散发着时代的气息。在机械设计方面融入了许多新鲜元素,它不再简单的机械工程,而是引入了多项技术、多种元素的机械设计,让其能更好地满足时代的需要,促进社会主义经济建设更快的发展。
第二,产品设计简单,使用方便。与传统机械相比,机械电子工程在产品设计方面,要求更为苛刻和严格,它要求产品要不同与以往,具有创新性,且使用便捷,可操作性强。对产品之所以要强调创新和可操作性主要是为了能够跟上时展的步伐,也为了能更有利于用户的使用,满足实际需要,对此引来了社会众多消费者的注意。要做到这两点,也绝非易事,对机械师也有了更高的要求。设计者在做产品设计时,要做到两点,一是产品的实用性,二是产品的可接受性,只有做到这两点,该产品才会有市场。除此之外,设计的创新对机械行业的发展也具有巨大的作用,一些传统的机械设计时代淘汰的一个主要原因就是技术缺乏创新,设计太过简单,不具有可操作性,想要的功能根本体现不出来。同时,有不少机械师对机械的工作原理和使用方法并不是十分清楚,这在一定程度上,提高了机械事故发生的可能性。所以,我们有必要加入新鲜元素,不断创新设计理念,从而从本质上推动机械设计的发展,减少或杜绝机械事故的发生。
2.机械电子工程的应用
随着社会需求的不断增加,对机械电子工程的要求也越来越高,从而对其的研究也在不断地深入,其应用领域也在不断增多。传统机械工程受其技术所限,它所应用的领域为有限,大多集中一些基础领域,这些领域对技术的要求不太高,或者比较低端。但是,随着技术的发展与进步,这些基础领域在被淘汰,并逐渐消失。这个过程中,机械电子工程以其技术上的优势,不断地将传统机械工程取代,它的使用范围对传统机械工程的缺陷来说恰好是一个很好补充。机械电子工程的应用领域极广,不似于传统机械工程,只用于那些对技术要求不高的基础领域,它主要应用于改造后的基础领域,和相对比较高级的领域。随着人们对机械电子工程了解的越来越多,研究越来越深入,它所能应用的领域必将越来越多,越来越广。
3.机械电子技术发展与创新
3.1设计思想的发展
计算机信息技术最初应用于机械电子工程中,其主要目的就是提高机械的原有性能,并能让其变得更加小巧,不那么笨拙,它的做法也非常的简单,就是将机器中的某些机械部件用电子部件来替换。到了20世纪九十年代,机械电子系统的设计理念发生了巨大的改变,不再是简单地“替换”,而是开始注重系统的整体优化以及智能化。它的设计思想经历了四个过程,分别是替代、融合、系统优化、智能化。但是我们记住的一点是,现在的设计思想与原有的设计思想并不冲突,我们并没有抛弃原来的设计理念。
3.2与其他前沿技术的结合
3.2.1面向现代医学
现代医学的发展离不开机械电子系统,各类医学诊断、治疗的先进的医学仪器设备都离不开机械电子系统。比如现在大型医院都备有的CT、NMR等。另外,利用机械电子科技开发出的智能机器人,也可以应用到精密的手术中去。机械电子系统还可以实现互联网的远程监控设计,让外地的医生进行远程操控手术。
3.2.2面向现代生物技术
现代生物技术的研究对象十分广泛,大到各类植物、动物、微生物,小到各种生物组织细胞、生物分子和基因问题都是它的研究范围。在研究过程中,不可避免的要绘制各种基因图谱、制造各种生物芯片、进行修补、注入、分离基因等工作。而这些工作的进行毫无例外都需要各类机械电子仪器的辅助才能进行。另外,现代人类进行各种严酷环境例如深水、严寒、外太空等的科学探测,由于人类本身不能长期在此环境下生存,都需要借助机械电子装置和智能仪器的帮助来完成诸如定期自动传输数据、自动检测及故障处理等任务。包括我们现在最前沿的航空航天科技,各类宇宙飞船和空间站的正常运转,他们庞大的系统需要各种机械电子装置的精密配合才能完成发射、运行、返航等重要任务。
4.结语
随着社会的不断发展,科技的不断进步,机械电子工程已经不仅仅是一门科学的研究,它越来越多的应用于社会的各个领域。随着我们对这门科学的重视程度的逐渐加深,对机械电子工程研究的投入就越多,对机械电子工程的研究也就越加深广。它的发展越迅速,应用的领域越宽广,对我们生产生活的影响也就越深入。为了让其更好的服务人类的生活,我们需要投入更多的精力进行机械电子工程的发展研究。
参考文献:
[1]潘雍,傅明星,于晨.机械电子工程综述[J].机电工程,2014,05:553-558.
[2]王建峰.对机械电子工程的探究[J].科技创新与应用,2014,26:135.
关键词:智能控制工程;机械电子工程;概念;应用
0引言
随着我国科学技术的不断发展,各行各业针对机械电子产品需求量正在不断提升,同时,人们还希望机械电子产品能够具备智能化且自动化的多元化特点,从而满足于社会发展需求。把智能控制工程应用于机械电子工程当中,是未来我国发展的必然趋势,不仅能有效提升机械电子产品的生产效率,还能有效降低机械电子产品的生产成本,在一定层次上有效提升了机械电子产品的可操作性和实用性,进一步促进了企业实现可持续发展。
1智能控制工程的相关概念
智能控制工程的外文名称是“Intelligentengineering”,在智能控制工程当中包含多样化的智能系统、集计算机理念和信息技术理论相结合的工程,具有着系统性、多样性以及可操作性等特点。随着我国社会经济的飞速发展,在当前社会发展背景下,有很多科学技术都被逐渐研发出来,并且还应用于机械电子工程中,不仅在一定层次上有效提升了机械电子系统的使用效率,更是确保机械电子工程能够顺利开展。但是随着人们生活质量的不断提升,促使人们针对机械电子产品性能要求也越来越高,所以,这就需要机械电子系统当中的每一个部件都能得到有效整改,从而为我国企业发展奠定良好基础[1]。
2机械电子工程的相关概念
机械电子工程外文名称是“MechatronicEngineering”,是属于机械工程演变而来的机械电子工程,最初的机械工程是以人工控制为核心,在其生产能力方面存有较大问题,但是随着电子技术的不断发展,把电子技术应用在机械工程中,在一定层次上有效提升了机械工程的生产效率。现如今,合理运用机械电子工程的方式开展生产活动,能够有效满足各个行业的发展需求,而且相比较传统的机械工程而言,机械电子工程主要是运用机械设备为核心,不仅有效提升了产品性能质量,还增添了信息交流功能,进一步促进电子技术的发展。
3智能控制工程在机械电子工程中的应用
将从集成自动控制的应用、神经网络控制系统以及预测控制技术的应用等方面,针对智能控制工程在机械电子工程中的应用方式,展开较为深入的分析。
3.1集成自动控制的应用
在机械电子工程当中应用最为广泛的一项智能控制技术就是集成自动控制技术,并且该技术还是在信息技术基础之上发展而来,针对信息技术实现创新和优化,能有效完善机械电子工程的控制系统。在机械电子工程当中有效运用集成自动化,还能针对生产过程中的机械电子设备实现统一管理与控制,进而发挥出每一台电子设备的优势,促使各种设备都能实现一同发展,提升每台电子设备的生产效率和生产质量。现如今,集成自动控制技术还可以在运行的过程当中有效整合各种设备的运行情况和生产信息等,从而针对收集到的信息运用有效的控制方式,最终实现多台电子设备的集成控制。随着我国科学技术的不断发展,促使原有集成自动控制系统正在向着柔性自动控制的集成控制系统发展,能够在实际工作当中更加高效的完成产品生产与制造。
3.2神经网络控制系统
所谓“神经网络控制系统”主要是根据人类的神经系统进行模范创设,由于人类神经系统当中存有很多神经元,而人类的大脑可以针对这些神经元进行有效控制,甚至还可以针对全身实现有效控制。由此,神经网络控制系统也是根据这一理念演变而来,虽然神经网络控制系统没有人大脑中的神经元较多,但是也能在一定层次上实现智能操控系统,将通过构建完善的神经网络控制系统,从而针对某一区域的机械电子设备实现有效控制,以此来有效降低人工劳动量,提升控制效率。神经网络控制终端能够针对每一个神经元都进行一同控制和处理,然后在把已经处理过的信息及时反馈给神经元,在由神经元进行分配每一个机械电子设备应当完成的工作。例如:根据目前数控设备的工作现状来看,大部分数控设备都是由人工控制进行完成相关操作内容,在实际工作中缺乏信息识别和处理等功能,但是在该设备中加入神经网络控制系统之后,相关人员只需要在工作中整改系统运行参数,就可以针对整个生产流程加以控制,同时,也不会在运行的过程当中受到人为因素的干扰[2]。
3.3预测控制技术的应用
在机械电子工程当中有效运用预测控制技术,不仅可以针对电子设备的实际运行情况进行开展准确的预测工作,还能根据最终的预测结果从而针对该设备实现精准控制,以此来有效满足每一个行业针对生产的生产需求。例如,将以高速液压机为例,随着我国社会的不断发展,为了确保高速液压机能够适用于当前社会生产需求,这就需要针对高速液压机设备的运转速度和压力进行有效提升。在高速液压机中运用预测控制技术,从而根据高速液压机系统的实际运行现状创设针对性的预测模型,然后在针对该设备的运行速度和压力,进行智能化控制。与此同时,还需要在控制的过程当中预测高速压机的输出值,然后在进行精准的确定高速液压机在运行过程中存有的误差,同时还需要在运行过程当中给予精准的控制,以此来防止由于速度过快或压力过大从而引发的设备误差问题。
随着科学技术的快速发展,机械工程由传统的机械工程项机械电子工程方向转变,同时机械电子工程和人工智能的有效结合,不断的向自动化、智能化、数字化方向发展。机械电子工程与人工智能的整合,为社会生产力的发展带来了历史性的变革,对于推动党建社会的发展和进步具有非常重要的作用。因此,文章针对机械电子工程与人工智能整合思路构建的研究具有非常重要的现实意义。
2机械电子工程与人工智能的特点分析
2.1机械电子工程的特点分析
机械电子工程是指在信息技术快速发展的背景下,发展起来的以机械电子工程为核心的柔性制造系统,是以计算机技术、机械工程与电子工程为核心的综合性学科,机械电子工程的特点主要包括以下几个方面:(1)性能丰富,结构简单,机械电子产品与其他产品最大的区别在于不仅性能丰富,而且结构比较简单,传统的机械产品虽然具有较高的性能,但是外形比较笨重,因此机械电子工程在未来具有非常好的应用前景;(2)多技术融合的设计,电子机械工程是综合计算机技术、机械工程以及电子工程等多个相关技术融合设计的,工程师在进行机械电子工程设计的过程中,需要对各种技术、策略进行考虑,并将所有的技术、策略进行整合,以此完成相关产品的设计。
2.2人工智能的特点分析
人工智能是复杂、综合的学科,主要包括哲学、控制论、心理学、信息论以及计算机等,人工智能在社会生产与生活中发挥了非常重要的作用,具有非常广阔的应用前景。人工智能分为不同的发展阶段:(1)初级阶段,人工智能的研究方向主要集中在博弈、证明以及翻译等方面,此阶段在机器人、专家系统、自然语言理解、计算机视觉等方面获得了非常大的成就;(2)第二发展阶段,该阶段主要集中在商业化产品以及知识工程的应用领域,在智能机器、计算机视觉、基础常识、不确定推理以及分布式人工智能等方面获得了很大的成就,第二发展阶段相对平稳,但是平稳的发展阶段已经从原来的单个体向分布式方向发展。在当今社会,人工智能已经成为一种复杂、系统的技术,并且在人类生产和生活中发挥了至关重要的作用,作为一门使用的技术,在推动时代的发展中占据着非常重要的地位。
3机械电子工程和人工智能的整合思路分析
3.1机械电子工程与人工智能的关系分析
机械电子工程具有一定的不稳定性,描述机械电子系统的输入和输出的关系相对困难,传统的描述方式包括:学习并生成知识描述法、建设规则库方法以及数学方程推导法三种,由于传统的描述方法的严密性和精确度不高,并不能够满足曰益复杂系统的实际要求。人工智能在处理信息中具有很大的优势,能够有效解决传统机械电子系统不确定性、不稳定性、复杂性等问题。因此,机械电子工程与人工智能的整合已经成为一种必然趋势。机械电子工程中人工智能技术的应用存在一定的差异性,并不能够对网络系统进行有效的描述,并且系统资料库创建过程中需要进行严密的数学分析,在分析的过程中会出现许多问题,导致网络系统的建设存在许多问题,导致网络系统出现崩溃的现象,这对于机械电子工程系统的发展是非常不利的。人工智能技术创新的工程方式能够帮助机械电子工程系统创建系统资料库,机械电子工程和人工智能之间存在的密切关系,对现代科学技术进行了强化,对于促进机械电子工程的发展具有非常重要的作用。
3.2人工智能技术在机械电子工程中的应用分析人工智能技术在机械电子工程中的应用,创建了两大系统:其一,模糊推理系统,基于模糊集合理论的模糊推理系统,以模糊理念为设计工具,具有处理模糊信息的功能,模糊推理系统已经被广泛的推广和应用在数据处理、自动化控制等领域,并且获得了良好的效果,机械电子工程中的模糊推理系统,创建了模拟人脑的功能,进行语言信号的分析,通过网络结构接近一个连续函数,并运用域到域的映射方式规则的储存信息,具有非常明确的物力意义,但是模糊推理系统连接不固定,并且计算量相对较小,应用范围相对有限;其二,神经网络系统,神经网络系统是人工智能的重要分支,神经网络以神经元的兴奋模式将信息分布在网络上,并进行动态的相互作用,人工神经网络系统的特点是对信息进行分布式的储存,并且能够进行动态的协同处理,神经网络系统不仅具有丰富的行为,而且结构非常简单,神经网络系统能够模拟大脑的结构,对数字信号进行分析,采用点到点的映射方式联系各个神经元,具有输入输出精度高,计算量大等特点,与模糊推理系统相比,神经网络系统的应用范围更广泛。创建基于模糊推理系统与神经网络系统的智能系统后,其在机械电子工程领域的应用越来越广泛。神经网络与模糊逻辑系统的融合通常采用以下两种方式:功能相似的融合,利用模糊变量隶属函数和神经网络中神经元的非线性映射部分功能相似的融合,对神经元输出特性进行调整,能够实现对隶属函数的优化与修正;利用神经网络与模糊系统算子相似性的融合,合理的选择算子,既能够保证足够的信息量,又能够简化运算;功能互补的融合,将神经网络的学习能力融于模糊系统的分布式储存规则中,能够有效的提高模糊系统的智能;将模糊系统的逻辑推理功能融入到神经网络系统中,能够有效的提高神经网络系统的逻辑推理能力。
机械电子产品虽然结构相对简单化,没有掺杂过多的运动元件或者部件,但是它的内部结构是非常复杂的,若想要产品的性能得到提高,就必须将传统落后的笨探究机械电子工程与人工智能的关系姚磊河北农业大学机电工程学院河北保定071000重机械面貌彻底抛弃,缩小物理体积。由于机械电子工程所涉及和利用到的内容非常广泛,所以电子机械工程是一种具有极强综合性的学科。机械电子工程的基础是传统机械工程,同时充分利用计算机的辅助作用,来强化机械电子工程的核心力量。这使得机械电子工程与其他学科相比较而言更能体现出科学性,并且能够保证满足系统配置方面的设计需求。机械电子工程充分利用到专业设计模板来完善机械电子设备,发挥设计应用中的模板作用,这样有利于保证机械电子工程设计能够顺利进行。机械电子工程产品在设计结构方面较为简单,并且元件利用数量也是相对较少的。所以在这种情况下,要通过持续提升产品性能,强化机械电子产品质量,优化机械电子产品的结构,来满足消费者的更多需求。
2人工智能的定义及特点
何为人工智能,人工智能是一门综合了计算机科学、信息论、控制论、神经生理学、语言学、心理学、哲学等多门学科的交叉性学科,是21世纪最伟大的三大学科之一。人工智能的发展其实经历了一段非常漫长的历程,人工智能在计算机开始发展的初期就已经被应用到了各个方面,只是它在起初所发挥的作用相对而言是非常小的,并没有得到足够的重视或者引起足够的注意。但是随着时代的进步,人工智能已经摆脱了过去相对弱小的形象,发生了翻天覆地的变化,得到了很大的改善。人工智能发生的这些转变正是人类对计算机的应用和熟悉程度的转变。信息时代的趋势已经使人工智能技术得到了很大的强化,在社会中的地位也越来越重要。机械电子工程的发展需要依靠人工智能的力量和支撑,相信随着人们对人工智能更加深入的研究,人工智能模仿人类思维的能力定会越来越强大。只有对人工智能不断创新和改善,才能在计算机语言理解和应用方面得到更大的进步,才能更加符合机械电子工程的发展需求。
3机械电子工程与人工智能的关系
机械电子工程在应用上不稳定主要表现在系统输入输出的问题,即利用数学方程来建立模型,并且依靠人工智能来完成对传统知识学习的更新,这种解析数学的相关方式在机械电子工程中的应用是非常广泛的。传统机械工程方式的应用是非常简单的,但是随着时代的发展和科学技术的进步,新时期出现的机械电子工程系统在处理各种问题时是相对复杂的,会通过配置多种系统对信息类型来进行区分。但是人工智能在机械电子工程领域还存在着一些不确定的因素,在计算机电子工程中,人工智能信息处理的方式主要采用的是解析数学措施,其应用方式主要是利用网络神经系统对网络系统进行合理安排,将神经系统迷你成人脑的结构,根据相关数字所传达出来的信号,对已经搜集到的资源进行参数分析。其实,人工智能在机械电子工程中的应用是有差异的,这种差异性也是人工智能的一种特点,没有办法对网络系统进行有效的描述,同时在建设系统资料库的过程中进行严密数学分析,在分析过程中若是出现错误会直接影响到网络系统的建设,甚至导致网络系统的崩溃。创新工程方式,加强人工智能信息的服务建设是保证机械电子工程能够顺利开展和进行的关键。随着时代的发展和人民日益增长的需求,生活方式的单一性早已不能满足社会的发展需求速度。不断完善的综合性人工智能系统必将会使生产模式发生转变。利用模型推理系统和神经网络系统的优势来补充综合性人工智能,逐步完善机械电子工程的发展,网络系统得到完善的必然结果就是模型推理系统。同时,模型推理系统也是二者功能性融合的重要体现。人工智能通过网络信息资源进行完整性表达,完善机械电子和人工智能的密切关系。
4结束语
关键词:机械电子工程;人工智能;信息技术;互联网;信息传输 文献标识码:A
中图分类号:TP391 文章编号:1009-2374(2015)34-0007-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.34.004
机械工程经过长期发展,逐步融合其他学科,其价值不断增加。综合比对机械电子工程和原有的机械工程可知,人工智能化是其最大的进步。在信息技术蓬勃发展的今天,人工智能技术日新月异,并被大范围应用在其他领域中,与此同时,机械电子工程也在广泛应用,且人们加大了对这两者内部关联上的研究力度。
1 机械电子工程概述
1.1 发展历程
从整体层面来说,机械电子工程主要包含以下三个发展时期:
1.1.1 萌芽时期。手工加工是该时期的主要操作手段,因人力资源的影响,生产力整体发展水平不高。为增强生产能力,慢慢向机械工业方面着手。
1.1.2 生产线发展时期。流水线是该时期的主要生产方式,此种方式具有一定的先进性,可显著提高生产力,以批量生产为主,并可节省较多的人力。在该时期也存在许多不足,例如某些生产线的要求较高,导致实际生产滞后于市场需求,灵活性不足。
1.1.3 产业化发展时期。在该时期,产品与市场需求处于一种平衡状态,可借助产业化发展有效满足生产需求,同时还出现了柔性制造系统,其中机械电子工程是该系统的主要组成部分。
1.2 特点
机械电子工程涵盖较广的范围,涉及较多的内容,具有综合性。它建立在原有的机械工程之上,并借助计算机来进行优化。机械电子工程隶属工程科学,其本质为跨学科专业,它建立在机械制造、电子工程等众多学科之上。将其与其他学科对比可知,它在设计环节应全面彰显科学性,同时确保系统配置满足设计标准。借助专业设计模板来优化机械电子设备,充分发挥模板的正面作用,进而确保设计的正常开展。从产品层面来说,它的产品结构相对简单,使用少量元件,在此种情形中应不断增强产品性能,确保产品质量良好,完善工程建设结构,既确保产品质量,又满足用户需求。
2 人工智能
2.1 内涵
人工智能也具有综合性,涉及多项内容,例如心理学、控制理论、计算机学科与哲学等。美国麻省理工学院的温斯顿教授认为:“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”它是新世纪中最具代表性的学科之一,它可模仿人类的智能,并能有效利用计算机,具有广阔的发展前景。
2.2 发展历程
人工智能拥有漫长的发展历程,在刚刚应用计算机这门技术的阶段,人工智能的应用较少,尚不能对社会生产活动和时代进步产生影响。在17世纪出现了首部计算器,它可进行机械计算,并引起了较大的轰动。随后各国科学家纷纷投入这一项技术的探究中,不断优化首部计算机的性能,最终研发出了首台计算机。自此之后,人工智能的发展正式开始。伴随着互联网技术的进步和普及程度的提高,人工智能出现了根本性的变化,不断优化。而计算机技术的研发与普及是人工智能发展的直接动力,并对信息数据传输产生深刻影响,其具体发展历程主要如下:
2.2.1 初期。人工智能最早出现在1956年。在该时期,翻译和验证是人工智能的主要发展内容,并将人工智能博弈作为基本研究任务。
2.2.2 停滞期。在这一时期,人工智能也取得了一定的发展成绩,具体体现在语言理解等层面。然而在具体的研究进程中,伴随着研究深度的增加,人们面临更大的困扰,人工智能无法有效模仿人类思维,在很长一段时间内,人们的研究均停留在简单映射层面,在逻辑思维方面停滞不前。
2.2.3 转折期。经过很长一段时间的发展,人工智能研究成果更加喜人,在顺利举办人工智能联合会后,它进入了新的发展时期,即知识基础发展时期,在这一时期,大部分知识工程均开始慢慢融入人工智能,使得知识工程迅速融入到人工智能中,并大大促进了人工智能的发展,拓展了人工智能的应用范围。
2.2.4 稳定发展时期。伴随着互联网技术的进步,尤其是普及程度的增加,促使人工智能也发生了改变,从原有的单个主体逐渐过渡到分布式主体,主要以分布式主体的研究为主,进入了稳定发展时期。经过长期发展和大量应用,网络普及对人工智能产生了重要影响。具体来说,网络的高度普及推动了信息社会,并加快了信息传输速度,拓展了信息传输范围,使得信息传输出现了根本性的改变。自人类步入信息时代以来,人工智能技术提升了信息处理的有效性,另外,在模型构建调控和故障诊断方面均发挥着深远影响。
3 二者的关系
在互联网日益普及的今天,互联网技术得到了人们的广泛应用,它已经成为传输信息资源的主要手段,显著增加了信息传输速率,拓展了信息传输范围,为生活及生产活动带来了便捷,而这一发展离不开人工智能技术。
3.1 人工智能初步应用机电系统
对于机械电子系统而言,在其实际应用过程中十分不稳定,其中在系统输入与输出中更加突出,在输入与输出这两者关系的描述环节存在较大的难度,以往的描述方法主要包含以下三种:其一,构建规则库;其二,论证数学方程;其三,学习并组建知识结构。原有的解析数学法虽然严谨、准确,但是仅仅能被应用在线性定常等简单系统中,不适用于相对繁琐的系统,即便应用在繁琐系统中,因不确定性等多种因素的制约,将会增加计算难度,有时甚至可能无法计算。在新时代下,社会生产以及日常生活对系统提出了更高的标准,系统更加复杂,常常需要在同一时间段处理多种信息。因人工智能的信息处理存在不确定和繁琐性的特点,与原有的解析数学手段相比更加先进,所以它将逐步取代解析数学。
3.2 人工智能在机电系统的具体改进
凭借数学方程构建模型,同时经由人工智能手段改进传统知识学习模式,且解析数学方式常常被应用在机械电子工程中。现代机械电子工程系统与原有系统相比更加繁琐,问题处理十分复杂,在实际处理过程中,要求配置多种系统,合理划分信息种类。对于机械电子工程而言,因人工智能技术的实际应用存在差异性,所以不能准确描述网络系统,且在构建系统资料库时,应进行严谨、合理的数学分析,在这一环节若出现问题将会阻碍网络系统构建工作的开展,不改进建设方式将会引发网络系统崩溃的现象,这将在很大程度上制约机械电子工程系统的可持续发展。为确保机电工程系统的有序开展,应积极改进工程方式,有效建设人工智能信息服务。另外,人工智能系统的应用具有不确定性。人工智能信息处理手段在分析研究机械电子工程时,一般借助解析数学措施实施功能性优化。对于机械电子工程而言,网络神经系统是人工系统的基本应用形式,可准确推理,神经系统近似成人脑结构,同时参照数字信号分析所搜集的信息资源,此种方式将会增加语言信号分析的准确性。然而,在系统完成的过程中,方式选择具有差异性,神经网络系统通常借助分布模式来模仿机械电子工程,这可有效采集、科学分析信息资源,切实保障系统内部的所有神经元均配有固定计算量,使机械电子工程顺利运转,减轻计算负担。
3.3 人工智能优化机电系统
神经网络和模糊推理系统是构建人工智能系统最主要的两种方式,它们映射着人工智能的系统性和实用性,其中神经网络系统主要负责模仿人脑构造,经由系统进行数字信号接收操作,分析并检验数字信号,获得参考数值;模糊推理系统负责模仿人脑功能,借助系统进行语言信号接收操作,分析数字信号。在人工智能系统中,这两种方法在其输入输出关系处理中具有一定的优势,神经网络系统主要借助分布式手段进行信息存储操作,在输入环节,位于神经网络系统中的所有神经元紧密相连,计算任务繁重,然而模糊推理系统主要借助规则方式进行信息存储操作,在输入环节,该系统数量关系衔接不稳定,计算任务较轻。在处理输入输出准确度处理环节,这两种方法各不相同,其中前者的准确度高且光滑,后者的准确度相对低且呈现阶梯状。虽然上述两种方式均可调控结构繁琐的机械电子系统,但是其繁琐程度若进一步增加,则模糊神经网络系统更加理想,它是上述这两种方法的有效结合,凭借逻辑推理规则可准确描述系统信息,借助神经网络系统巩固模型推理系统,通过各自优势来完善人工智能内系统,全面促进机电工程系统。随着网络系统的逐步优化,一定会出现模型推理系统。借助网络信息资源准确、系统描述人工智能,可加大机电与人工智能的关联,同时逻辑推理规则也将促进这两者的融合。人工智能将会进一步优化机电工程,科技进步将会增加两者的融合度,而这一融合是推动社会发展进程的主要动力。机电与人工智能的相互作用,将会有效弥补各自缺陷,实现共同发展,全面满足人们日益多样的系统需求。这两者关系的强化是技术发展的主要表现,并可大大促进机电工程。
4 结语
随着科学技术的进步,机械电子工程取得了一定的成绩,人工智能技术更加先进,而这两者间的结合在时代进步中发挥着指导作用,并为日常生活带来了新的便利。在现代行业发展进程中,自动化为发展主流。机械电子工程与人工智能紧密相连,这两者关系的增强将会推动社会的进一步发展。
参考文献
[1] 冯哲.关于机械电子工程与人工智能关系的探讨[J].现代交际,2013,(11).
[2] 赵宏博.机械电子工程与人工智能的关系探究[J].建筑・建材・装饰,2014,(2).
在我国经济与科技水平快速增长的背景下,机械电子工程也得到了快速发展,其正不断向着机械化、多元化以及智能化的方向发展。在此种现象下,在机械电子工程之中,控制工程具有更为显著的功效,人们在对机械电子工程给予极大关注的同时,也应提高控制工程的发展,推动机械电子工程行业的快速发展。
2机械电子工程与控制工程概述
机械电子工程从字面意义上而言,其既具备电子信息,同时也具备机械特征。在日常应用过程中,机械电子工程会涉及到大量学科与领域,其不仅需要工作人员具备较强的计算机模块处理水平,还需要其可以具备系统化的工程设计能力,保证机械电子工程行业逐渐向现代智能化方向发展。
控制工程则是一款可以有效运用网络技术对工程过程开展自动化信息管理的技术,利用计算机设备,控制工程技术可以对各类设计性问题以及参数进行模拟,而后通过计算机云计算的形式,可以对各项关键性信息数据开展输入与输出,对最终结果进行核算,从而有效解决工程运行之中存在的问题,对工程质量进行严格把控。
3机械电子工程现状
20世纪80年代,日本已经具备了无人化工厂,发展至今,其机械电子工程相关技术已经十分娴熟,在全世界都处于领先位置。而我国目前机械电子工程出现的时间较短,无论等级、数量或者是档次都与世界发达国家具备一定差距,从而导致我国十分依赖机械电子产品的进口,像数控机床等。我国如今数控机床应用比率远远不及发达国家的覆盖应用率。
目前,我国机械电子技术无法满足现有工程的需求,机械电子工程自身对智能性、控制性的需求较高,从而必须在机械电子工程之中科学地应用控制工程,在工程实践过程中将知识层次与体系进行有效融合,保证工程行业的深入发展。我国机械电子工程正处速发展的时期,发展前景十分广阔,随着科技的发展,其理论与技术必定会有质的飞跃。
4控制工程在机械电子工程中应用的优势
控制工程技术与传统的技术相比,其具有极强的可操作性与可应用性,与此同时,机械电子工程中的设计对象往往都是实践性合同,可以运用策略化对预期目标进行实现。控制工程技术自身操作十分快速方便、空间结构更为简单,具有极佳的使用性能,可以帮助人们解决十分复杂的问题,在机械电子工程之中应用控制工程可以达到十分理想的效果。如今控制理论都是将空间线性工程作为基础,可以为机械电子工程带来极强的技术与理论支持,达成科学化生产的目标。
5控制工程在机械电子工程中的应用
5.1模糊控制系统的应用
随着控制技术的极速发展,模糊控制是在现有控制体系之中诞生的新技术,往往被人们应用于十分简便的生产制作过程中。机械电子工程本身是一个极具复杂性的工程,如若运用传统的技术手段对其进行控制,不仅仅系统构建十分困难,且最终控制效果也较差。而模糊控制属于仿生学中的一种类别,其主要是通过行为进行推理,往往是人们用于模糊现象过多而进行的一种复杂推理,其同时也是机械电子工程之中控制工程的另一种应用形式,具备着极大的潜力,可以针对机械电子工程之中产生的模糊信息进行有效处理,对工程运行过程中产生的温度线性问题进行妥善解决。在此种背景下,模糊控制工程顺势而生,将其在机械电子工程之中进行合理应用,可以促使工业制造过程更加清晰明了,从而有效解决生产环节之中诞生的问题。模糊控制系统的应用不需要对对象开展精准描述,仅仅利用最简单的测量程序就可以算出最优输出数值,对目标进行完美控制。与此同时,在机械电子工程之中应用模糊控制系统还可以将编程或者程序变得简单化,从而大幅降低生产难度,有效控制生产投入成本,只要工作人员牢牢控制技术偏差范围,就可以满足工业生产的严格标准。
5.2神经网络控制系统的应用
神经网络控制系统是将生物学作为技术基础构建而成的,其主要是将多个十分简单的网络神经元进行科学链接与有效分配而开展工作,从而形成一个具备高效益的网络智能型整体。在神经网络控制系统工作过程中,每一个网络神经元都负责不同的工作,只要将其进行科学链接就可以获得一个带有复杂性与技术性的神经网络控制系统。神经网络系统可以对带有大量复杂关系的数据信息进行有针对性的精细化处理,带有较强的数据信息处理的记忆功效是神经网络控制系统之中最大的特征,此系统可以开展与人类记忆系统相仿的适应性学习。神经网络控制系统在机械电子工程中的发展方向主要是区域智能化开发,将其应用于机械电子工程之中可以显著增强工程工作效率,且保证工程产品的质量、数量以及精细化程度,而如若在数控机床之中运用神经网络控制系统,还可以保证工作过程的效益性与安全性。
数控机床自身就是由多个电子网络构成,运用不同的连接形式可以将其最终构成一个繁琐的网络交互系统,从而对数量极大的复杂数据信息进行妥善处理,完成自我学习与辨识的功能,为数据的诞生提供安全可靠的自动化设备保障。与此同时,神经网络控制系统自身包含产品的切削、组合以及清洁等功效,可以有效降低工程生产投入成本,提高企业经济效益。
5.3智能控制系统的应用
当计算机技术与控制技术发展到某一程度之后,在机械电子工程之中智能控制系统就被正式投入应用,保证生产过程的智能化。智能控制系统可以依据人类的思维模式,开展带有拟人性的操作流程,对有关数据信息进行自动精准获取,并保证生产过程的智能化。智能化控制系统最关键的功效在于其可以模拟人脑的控制机构,促使自动控制系统可以对数据信息进行获取、整理以及分析。在机械电子工程之中应用智能控制系统,不仅可以大幅提高生产工作的效率,且与人工生产相比,智能控制系统还具备可控性与标准性,可以保证生产产品的质量。与此同时,在企业运用智能控制系统时,还可以对生产环节进行精准控制,在保证产品质量的同时,可以极大程度地降低人力、物力成本,提高经济效益。
5.4预测控制系统
在机械电子工程中应用预测控制系统,可以对最终预测成效进行准确控制,从而保证产品可以满足施工与生产的需求。例如高速液压机,随着工程行业需求的大幅提升,人们逐渐对高速液压机自身的性能提出了更为严苛的要求,需要设备大幅度提高自身运转速度并可以承担更大的负荷。在此种情况下,企业就可以应用预测控制系统之中的模拟功效,对高速液压机自身可以承受的负荷进行合理预测,同时其中的预测功效也可以将高速液压机工作过程中的误差、控制器输出功能以及超负荷的冲击力进行科学计算,严格控制设备工作过程,最大程度降低因超负荷或误差带来的工作误差,保证设备正常工作。
5.5柔性机械臂轨迹跟踪控制系统
柔性机械臂轨迹跟踪控制系统是机械电子工程之中控制工程的最直观体现,同时也是其最关键的构成部分。柔性机械臂自身重量较低、材料用量少且消耗能源偏低,利用关节之间具备的柔性,可以实现很多高难度的快速动作,完美实现人机共同作业,极大程度地保证了工作人员的作业安全。柔性机械臂轨迹跟踪控制系统通常情况下有快变与慢变两种控制形式,因其为分布式参数系统,从而其需要较强的耦合性。将慢变与快变两种控制器进行科学结合,可以对柔性机械臂进行精准控制,从而保证工作的流畅性。
5.6集成自动控制系统
集成自动控制系统自身发展时间较长,如今的控制系统是在原有自动控制系统上不断经过优化与完善得来的。在机械电子工程之中其往往作用于机械生产加工中,从而完美实现高效率与高标准的自动机械加工流程,形成一条自动化加工流水线。随着科学技术的快速发展,如今很多工程企业之中都保留了集成自动控制系统,有效控制程序的输出与输入,保证机械生产制造过程的高效率与高质量。
5.7鲁棒性控制系统
鲁棒性控制系统被人们定义为在外界环境的不断影响下,其某一性能始终保持不变,正是因为此种特殊性能,导致机械电子工程之中鲁棒性系统具有极为广泛的运用。尤其是在柔性臂系统之中,鲁棒性系统可以对系统控制器中的结构进行调节,模拟操作过程的轨迹,并对补偿控制进行计算,从而保证控制系统可以对已经设定的程序与运行轨迹进行精准、严格控制。
6机械电子工程中控制工程未来的发展
随着科学技术的快速发展,如今控制工程行业正在逐渐进步,且已经在各个工业生产领域之中被广泛应用,在机械电子工程之中应用控制工程,不仅可以保证工作进程的稳定性,还可以有效提升工作效率。
在未来的发展过程中,控制工程会变得愈发科技化与创新化,并且会更广泛地应用于机械电子工程,保证自身性能逐渐向实用化方向发展。与此同时,控制工程还应向着更环保节能的方向发展,保证工业产业与生态环境和谐发展。
【关键词】机械电子工程;人工智能;相关性
中图分类号:TP39文献标识码A文章编号1006-0278(2015)07-156-01
与传统机械工程相比较而言,电子工程起步相对较晚,受生产力发展的需求,在二十世纪两者被逐渐的结合在一起。在最初,主要是采取块与块的分离模式或功能替代的模式将电子工程与传统机械工程结合在一起。随着信息科学技术的不断向前发展,传统机械工程把信息技术作为纽带桥梁与电子工程结合起来,也就形成了今天的机械电子工程。而人工智能作为当代信息网络技术的最高产物,随着它在机械电子工程行业的运用,使其由传统的能量、动量连接发展成为现在的信息连接,为机械电子工程发展注入了新的活力和源泉,极大的提高了机械电子工程的生产效率和发展水平,为其健康可持续发展做出了重大贡献。
一、机械电子工程的基本认识
从设计角度来说,机械电子工程与传统机械工程相比,它的跨学科性和综合性十分强,是涵盖了各类学科的精华部分而形成的一种学科。电子机械工程在进行设计环节时,依然是以机械工程为核心,同时有效结合计算机技术与电子工程两个方面,并根据配置系统和目标的不同需求综合其他学科与技术,如生产管理、制造加工等。设计工程师在进行设计时都会采取自上而下的设计策略将各个模块紧密结合起来,以便顺利完成所有的设计工作。从产品特征上来看,与传统机械工程相比,机械电子产品的外形构造更为简单,小巧玲珑,大大减小了物理体积,不再有传统笨重型机械的特征,但是内部组成更为复杂,而产品的性能却得到了很大的提高。
二、人工智能技术和机械电子工程的相关性
人类社会赖以发展的两大因素是物质和信息。在人类社会发展初期,由于社会生产力弱等原因的综合制约,人类社会把物质生产放在生存与发展的第一位,并采用如“结绳记事”这样的方法来达到信息交流的目的。但随着社会的不断向前发展,生产力水平得到了极大的改善与提高,人类的认知能力也得到了快速提升,信息在日常生活、生产中的重要性日益凸显出来,原有的信息传递方式已经不能够满流的需要。文字的出现和使用,使它的信息传递功能得到了充分的展现,并成为最为理想的传递模式。而后,科学技术的发展尤其是网络技术的普及给信息传递注入了新的活力和源泉,人类逐步的进入信息时代,而信息社会的运行是以人工智能为技术支撑的,包括机械电子工程领域,无论是模型的建立和控制还是故障诊断,都离不开人工智能的信息处理功能。
电子信息技术在推动机械工程发展方面是有目共睹的,具有不可替代的作用,但是它并不是十全十美的,自身也存在着一定的缺陷,稳定性能比较差,这就导致在对机械电子系统的输入与输出关系进行描述时就显得十分有难度。传统机械工程对二者的描述方法主要是运用推导法,对数学工程进行推导获得输入与输出的相关信息,此外建设规则库和学习并生成知识两种方法也运用的十分普遍。尽管传统的描述方法具有严密和精准的优势,但是只能处理线性定常这样比较简单的系统,而对于那些稍微复杂一点的系统就不能够运用数学解析式的方法了,只有对输入和输出的程序进行编程操作才能完成。在现代社会中,各个行业所需要的系统构成不再是单一的,往往呈现出复杂性,经常会出现对多种不同类型的信息进行同一时间处理的现象,如传感器的使用就会对数字信息和专家的语言信息进行解读、分析和处理。由此可以看出人工智能系统在进行信息处理时具有不确定性和复杂性,因此,以知识为基础的人工智能信息处理方式成为机械电子工程信息处理的首选方式。
神经网络系统和模糊推理系统是人工智能进行系统建立最为常见的两种方法,前者能够对人脑结构进行模拟,能够对所传达的数字信号进行分析并给出数据参考值,而后者则是根据人脑的功能对其进行模仿,从而对所传达的语言信号进行解读和分析。在对机械电子工程系统的输入与输出进行处理时,两者既具有相似性又具有不同点。相似点体现在都是以网络结构为平台选取任一精度形成一个连续函数;不同点主要表现在:1.在物理意义上,模糊推理系统比神经网络系统更具有明确性;2.映射方式上,前者采用的是点到点而后者采用的是面到面;3.在信息储存方式上,前者是分布式的,后者是规则式的。4.在神经元的联系上,神经网络系统内的每个神经元的联系都是相对固定的,因此在输入处理时就需要很大的计算量,而模糊推理系统正好与之相反;5.在输入输出的精度上,神经网络系统的精度较高,呈现出光滑曲面,而模糊推理系统较低,呈现出台阶状。
三、结语
机械电子工程产业作为我国经济发展的重要产业,它的每一次重大性变革都会给人们的生产与生活带来重大影响。随着信息网络技术的快速发展,人工智能作为一种高端技术已经越来越受到各个行业和领域的高度重视。为了与时俱进,满足社会发展需求,人工智能也被逐渐的应用到机械电子工程产业,它的到来弥补了传统机械电子系统无法解决的难题,二者的完美结合为该行业提供了一个更好的发展空间,使其能够在竞争激烈的市场经济中健康稳定发展。
参考文献:
一、机械电子工程的发展与特征
(一)发展历程
在机械电子工程发展初期,主要体现为手工制作,生产力水平较低,资源技术等对其发展产生制约。为了提升生产效率,逐渐朝着机械工业方向发展。在生产线阶段,机械工程己逐渐发展到流水线生产,实现标准化大批量生产,.这一生产模式使劳动力得到解放,生产力水平大大提升,同时生产效率也得到提高。但是仍然存在一些不足,比如,部分生产仍就以进口为主,生产成本较大,在市场方面缺少适应力舀灵活性较差,难以满足不断变化的市场需求。
在机械电子产业发展阶段中,产品生产能够适应市场的需求,对于不断变化的产品需求产业化发展能够满足。
(二)机械电子工程主要特征
机械电子工程是复杂综合性学科,同各类学科之间都有着密切的联系。机械电子工程发展要以计算机、电子以及机械为基础,结合其他学科做出合理、科学的设计。在设计的过程中,要求每一个模块都能够实现有机结合,进而使得各个模块都能将其最大优势发挥出来。机械电子产品内部结构简单明了,并不复杂,无需复杂原件的投入,这样能在一定程度上使产品性能得到提升,进而扩大消费市场,
二、人工智能简述
人工智能是一门复杂,并且综合性较强的学科,所涉及到的学科比较多。也可以说,21世纪人工智能是最伟大学科之一。人工智能实现了对人的智能模拟,并且能通过计算机使认得智能化得到进一步的延伸,人工智能这门学科有着较好的发展潜力。人工智能在发展的过程中主要经历下列几个阶段。
初步阶段。人工智能在17世纪开始发生萌芽,法国在这一阶段成功诞生世界上的第一部计算机,这一计算器只是单纯的能进行加法简单运算,但是仍就轰动世界,进而在世界范围内,对这项技术开始进一步研究。在最初阶段,人工智能并没有明显的进展,主要是在实践的过程中积累与总结知识,这为今后人工智能发展奠定坚实的基础。
发展初始阶段。美国人在二十世纪首次提出人工智能专业用语。在这个发展阶段,人工智能主要以证明与阐释为主要体现,在这一时期对于人工智能的研究就是首要任务。
发展起伏阶段。随着人们对于人工智能的不断深入研究,人工智能也处于持续的发展阶段,但是在实践过程中发现,要想使人工智能模仿和人类思维同步是非常困难的。大部分对于人工智能的科学研究仅仅是停留于简单映射层面,.对于逻辑思维的研究仍就没有突破性进展。不论怎么说,在发展的起伏阶段,人功能智能也在发展中得到了技术创新,特别是在系统方面、计算机机器人以及语言掌握方面取得了较大的成就.
起伏阶段发展以后。在这一阶段,人工智能的相关研究得到了发展,尤其是第五届国际人工智能联合会议的召开,人工智能逐渐朝着知识层面的方向发展,大部分的人工智能研都会结合相应的知识工程,在这个阶段中,人工智能发展的高度是前所未有的,在一定程度上促进了人工智能应用于实际工程中。
稳步发展阶段。随着互联网技术的快速发展,对于人工智能研究方向发生重大转变,由原本的单一主体朝着集中统一主体的方向发展。关于人工智能在实际中的运用以及研究,受到了互联网技术的影响。网络的普及与快速发展,在一定程度上促进了信息化的发展,信息在传送方面发生率重大性变革。在人们逐渐进入信息化社会后,在信息有效处理方面人工智能的发展起到了重要的作用,在模拟设计方面,机械电子工程的发展需要人工智能的大力支持。
三、机械电子工程与人工智能之间的关系
随着我国社会经济的持续发展,社会不断的进步,对于信息人们越来越重视。在21世纪,互联网技术得到快速发展,同时信息的传递也逐渐注入新鲜血液。互联网应用的普及说明人们正朝着信息时代的方向迈进,在社会逐步信息化以后,更加需要有人工智能这一技术的支持,特别是机械电子工程发展中有着重要作用,机械电子系统本身缺少一定的稳定性,这样在机械电子工程设计方面就有着较大阻碍存在。在现代社会中,信息的处理量持续增大,并且较为复杂,有些时候需要同时对不同类型的信息进行处理,所以需要采取人工智能的支持才能完成信息处理。人工智能主要包含模糊推理系统、神经网络系统这种两种方法。神经网络系统倾向于对人脑结构的综合分析,模糊推理系统更加重视对于语言信号的分析与理解。随着现代社会的发展,仅仅采取单一的人工智能方法,明显己经无法适应目前社会中不断变化的市场需求,所以,对于人工智能相关问题的研究正逐渐朝着多方位、全面的人工智能方向转变。多方位全面人工智能系统通过模糊推理系统和神经网络系统相互统一的方式,扬长补短,将二者有效的结合起来,使得二者的优势得到最大程度的发挥。
总结
【关键词】机械电子 课程建设 创新
【基金项目】2015年中国博士后科学基金资助项目(编号:2015M580945);朝阳区博士后工作经费资助项目(编号:Q5001002201601)。
【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)04-0215-01
机械电子工程学科是国家建设和社会发展的主学科之一。机械电子是工程科学中的一个跨学科专业,在机械制造、电子工程和计算机科学等学科的基础上建立起来的。机械电子工程学科建设与我国高新科技发展和创新型人才的培养直接相关。
一、世界各国机械电子工程学科建设特点
(一)美国机械电子工程学科建设主要特点
美国是当今世界上高等教育的典范,建立了一套成熟的学科建设体系,对其政治、经济、文化、军事和科学技术的发展,以及综合国力的增强发挥了重要作用。在美国,机械电子工程学科非常注重学生的创新能力培养,以及学生的国家化水平。积极引导课程与社会、企业的广泛对接。通过推进学生与企业、市场以及国际化的交流,将新的思维、新模式、新方法引入到本课程中。
重视企业、市场的需求,授课的方法、模式及时更新。课程负责人通过对市场需求的研究,将授课方法,培养模式及时更新,通过现代化特别是以计算机、互联网为代表的信息技术,改革授课方式、课堂管理等。及时将课程大纲、教材更新。鼓励学生在学习阶段创新技术了解市场,创新创业;另一方面也通过对市场的及时把握直接为美国和全球的人力市场输出高科技创新型机械电子工程人才。
在授课过程中,大胆推出个性化教学。不拘泥于课程大纲的限制,依据教师自身的优势和特点,结合学生的特点。学校也鼓励学生的个性化发展,组织教育教学专家指导每位学生的需求。
积极推动以科学研究为先导的教学,重视基础研究,通过大力开展科学研究保证美国科技领先和高级人才的迅速成长。因此,建立了一支高水平的授课团队,在授课过程中严格执行考核要求,保证了培养质量。
(二)英国机械电子工程学科建设主要特点
英国的课程教育已经成为世界上最优秀的研究生教育之一。进入到新时代之后,为了确保本国在教育界的领先地位,维护本国在世界上的学术精英地位,机械电子工程学科教育改革也呈现出新的发展动向。
在英国,授课教师在学生培养过程中起着非常重要的作用。要让学生能够创造性的学习、必须选拔一批极富有创新意识的教师教授课程。因此学校、学院在遴选授课教师的时候非常重视教师的科研创造能力,并且把能否培养出具有创新意识、技能的学生作为评价教师教学工作的重要指标。
在追求教学目标的统一过程中,英国也非常注重学校的个性化发展。尽管培养目标不尽相同,但最终的大的、统一的目标是为了本国社会经济的持续发展、经济进步、科技昌盛作出努力。
英国的学科建设非常重视培养学生的科研能力。学生在上课过程中可以根据自身情况和实际问题选择相应的课题。英国学校经常性的组织多个跨专业的专家和教授指导学生,发挥个人的长处,使得学生扩大视野,并能够在实际问题中得到锻炼。
此外,英国的学校非常重视与企业、工业界和政府的联系和联合。经常性的邀请企业界认识联合制定培养方案,为学生在就业市场取得相当大的前期优势。
(四)大洋洲澳新两国机械电子工程学科建设主要特点
严格的授课教师选拔标准和流程,澳新两国一直仿效的是英国式的教育模式,全力打造具有国际化视野和高标准的教师队伍。同时特别重视授课教师和企业界的合作,经常性的聘请在企业界有着良好口碑的具有工程背景和研发经验的资深人士担任校外教师。
更加严格的入校标准,通过执行严进严出政策把握。建立严格的淘汰机制,通过设立卓越班的形式,每几个月不定时的考察,通过授课教师组织全部人员围绕该项课程的某一点问题讨论。考察成绩由任课教师队伍加权打分,当考核不合格时随时转到普通班。
重视课程的社会服务,努力与企业界建立联系,积极与企业界沟通,探索市场需求,然后根据本学科的特点添置教学设备和优化课程内容。
二、基于层次分析法的学科建设评估体系论证
由于机械电子工程学科交叉学科多,学生质量与热门学科尚有一定差距,授课教师的积极性也受到一定影响。因此需要借鉴国外关于机械电子工程学科建设的优秀成果,结合我国实际建立适合我国国情的机械电子工程学科建设评估体系。
层次分析法是通过对评价结果的逐次分解,对相关评价指标打分再乘以加权系数得到最终结论的分析方法。该方法相对于平衡积分法、专家团评价法来说虽然设立了中间层的检验环节,具有降低主观性的优点,同时计算方法简单、明了具有良好的推广性。
通过对机械电子工程学科的评价内容具体化,科学分解每个目标的内容。选择若干名经验丰富的专家、学者组成评估小组对每一层的权重进行比对和确定,按照两两比对取最大的原则确定所有目标的权重。总分分为优秀、良好、合格、较低、较差,通过计算每一层的最终值将会落入到相应的区域中。完成整个课程体系的评估。
三、研究结论
本文在分析了机械电子工程学科特点的基础上,分析比较了发达国家机械电子工程学科建设的主要特点,通过运用层次分析法对机械电子工程学科建设评价体系进行了深入研究、探讨。本文的研究结果表明,运用层次分析法可以有效地构建机械电子工程学科评价体系,并且简单、科学。同时也可看出,国外对于机械电子工程学科的建设中重视学生的个性化发展和与企业界的紧密联系。这一特点也为我们后续对机械电子工程学科建设目标的设定奠定基础。
参考文献:
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机械电子工程学的是什么?它是一门将机械学、电子学、信息技术、计算机技术和控制技术等结合起来的综合性学科。虽然听上去显得非常专业和陌生,其实机械电子系统早已经渗透到我们生活中的方方面面。就好像我们每天出门坐车,车子上的安全气囊、防滑刹车系统,公车上的自动售票系统,地铁的行驶模拟装置……只要你能想到的设备,几乎都和机电一体化有关。它既结合了几百年来机械方面的知识(以力学、物理为基础),又和现代电子工程和计算机工程的发展息息相关,说一句“机械电子工程让我们的生活更美好”,可是一点都不过分。
就像这张图所表示的,你可以把机械电子工程看作是四大块内容的交集,机械、电子、软件、控制。你会发现很多的交叉学科,衍生下去,发展的方向会更多:微系统技术、机器人技术、测量技术和图像处理……
作为一个机械电子工程专业的毕业生,关于课业,关于就业,有些心得和大家分享。
课业:充实得超乎想象
作为一个工科专业,机械电子工程的课业十分繁重,鲜少有可以平时不努力,只靠考前一星期突击可以通过的课程。大一大二的时候打基础,学高等数学、大学物理、工程化学、机械制图、工程力学、电学……每一本书都沉甸甸的好像能砸死人,到了大三大四的专业课,以为能轻松一点,却完全不是这样,机械设计和制造基础、微机基础……除此之外,还要学计算机绘图,掌握AutoCAD、ProEngineer等专业的电脑工程制图软件。总之,既要学机械方面的知识,也要学电子方面的知识,还要具备计算机软硬件的应用能力。这一切,都是为了毕业之后能具备机电产品和系统的设计、制造、实验和开发的工作能力。
当别的科系的同学在漫长的暑假里尽情享受假期的时候,我们需要参加各种各样的实习:
大一暑假:金工实习。从用铁条磨出一个螺母,到用机床做出一个螺母,还有铸造、挖沙、数控机床,整整5个礼拜,在学校硕大的金工实习车间里上课。因为穿着工作衣――背带裤,有的同学把手指上磨出了水泡才做好的螺母放在了背带裤胸前的口袋里,结果上厕所的时候掉了……
大二暑假:电子工艺实习。这个实习其实挺有意思的,自己动手做一个很原始的半导体收音机,从焊接到组装,每人都要完成一个。
大三暑假:找公司实习。不过,学院常常有很多关系企业,所以这个实习机会很多,找起来不难。大多数是工厂,从汽车到电子设备,做什么的都有。
大学生活丰富多彩,除了读书和实习,还要参加社团活动,再谈个恋爱的话,真的就是超级充实的大学生活了!另外,个人的经验屡次证明,两个机械电子专业毕业的人,即使是第一次见面,也有很多东西可以聊,光是一个金工实习就可以滔滔不绝地交流很久。
总之,如果你经常翘课,不做作业,那功课被关的可能性很大。
就业:越有实力,选择越多
机械电子专业毕业后拿的是工科学士学位,毕业后的一大就业方向就是工程师。和以前需要工作数年,然后考取职称后才能被称为工程师不同,现在大学一毕业,就能看到各种招聘简章里需要形形的工程师岗位。那么,刚刚毕业的你,真的已经是一名工程师了吗,答案当然是否定的。不过,这是我们今后努力的方向之一。
说真的,如果你问我机械电子工程毕业后干什么,真的很难用一句话来回答。因为有太多的岗位和职业选择,有些在大学里的时候也很难有深入的了解。毕业之后,当各种各样的公司和岗位蜂拥而至,大家可以对公司做一些背景方面的了解,尤其对岗位的具体工作内容做一些了解,才不会盲目。
1、汽车行业
别以为只有汽车专业毕业后才能进入汽车行业,汽车行业设计类和技术类岗位的招聘中有很多是面向机械电子工程专业的。
我们所熟知的汽车制造厂,比如大众、丰田等,很多都是最后的成品装配车间和发动机制造车间,后者是核心技术,而前者则需要有很多配套的零部件生产厂家来提供零部件,比如汽车座椅、电子电器、汽车玻璃、内饰等等,这些公司一般来说都是效益不错的公司,外企的比例也不小,以上海嘉定汽车产业园为例,除了有上海大众的整车车间和发动机厂,汽车零部件生产企业有100多家,有不少还是世界500强企业。这些企业几乎每年都会招聘一批应届毕业生,从事机械类岗位的工作。当然,要进入好的公司,本身素质也要过硬。
2、机械制造行业
除了汽车这个大类,还有各种各样的机械制造类公司需要机械电子工程的毕业生。稍微想一下我们生活的方方面面,几乎哪样都离不开机电一体化。家用电器、起重机、电梯、半导体……相关的企业非常多。
到了大四找工作的时候,你会发现原来有这么多的专业制造厂,比如造密封圈的;还有这么多半导体代工厂(我们现在使用的很多电子产品的电子芯片都是国内代工的,包括苹果公司的产品和大多数手机的电子芯片)。
虽然产品不同,但是大致上有这样几类岗位:
①机械制造:比如先进制造技术(快速制造、CAD/CAM/CIMS等);
②机械设计:通常是根据用户的要求、市场的需要或是新的研究成果制定相应的设计任务。需要我们对机械的工作原理和基本结构形式非常地熟悉和了解。当然画图纸是非常重要的一个环节。记得大三的时候做机械设计的作业,就是手画一张发动机的0号图纸和所有零件图,工作以后,更是需要天天和零件图、部件装配图和总装配图打交道。
③机械电子:主要是机械控制方面的工作。
虽然相比金融或者计算机专业,起薪稍微低一点(目前国内不同行业的相同职位薪水并不在同一起跑线上),但是随着经验的累积,有一天你会发现自己捧着的是一个金饭碗。从另一方面讲,在机械电子的一线岗位上的工作经验,也利于以后转向管理岗位,通过日后的深造,做一个懂技术的管理者。
3、工业工程
一些院校的机械电子工程系在大三的时候分专业,机械电子工程或者是工业工程。相信很多同学都是第一次听说工业工程这个专业,这是一门由制造工程学、管理科学和系统工程学等其他学科交叉发展起来的工程学科。
我们可以试着打开著名的招聘网站51job,输入“工业工程师”进行搜索。排在第一页的企业有:ABB电气传动公司、西门子、米其林轮胎、日月光封装测试公司等等。这些企业有个共同的特点:有自己的生产线、生产规模大、对生产线的效率和优化要求高。
现代化的生产,对每个工序的时间和工艺控制都有着严格的要求,有的甚至规定了工人需要哪几个动作完成这一工序。一个产品从一个个零散的部件到一个完整的产品,哪一步工序在前面,哪一步工序在后面,都需要找到最科学化的配置。而在控制成本的同时,如何保证产品的质量也是工业工程师的重要工作。
一旦选择了工业工程作为自己的专业,所学的专业课就会有所不同,更偏向于工程的管理和运筹,生产的计划和控制。
个人比较看好工业工程这个专业,相信以后的需求量会越来越大,也可以往质量控制――ISO内审员和外审员、或者6 Sigma(a)黑带认证上发展。这个专业也比较适合女生读,哈哈,忘了告诉大家,机械电子专业的女生永远是凤毛麟角,一个班级的女生通常一个寝室就够住了。
4、销售
1.1建设机械电子实验室是高职院校教育发展的迫切要求。
高职院校培养的人才要求具有较强社会实践能力,因此机械电子专业的学生应该具有将自己在学校学习到理论知识转化为实践技能的能力,而学生实践技能的提高则需要学生要经过不断的学习、实验锻炼而获得,因此机械电子实验室建设是适应高职院校教育发展的迫切要求。
1.2建设机械电子实验室是实现产学研结合的有效手段。
产学研是高职教育发展的一大特色,通过高职院校与相关企业、科研机构的结合、借助各自的资源优势,形成具有科学研究、人才教育培养以及产品生产一体化的系统,而要实现产学研的有效结合,发挥他们各自的最大资源优势,需要借助某种中介,为他们的结合提供实现的场所,而实验室的建设则满足了产学研结合实现的手段。
2机械电子实验室建设存在的问题
虽然近几年高职院校意识到建设具有产学研结合的实验室的重要性,并且也在积极地建设机械电子实验室,但是产学研结合的实验室的建设还是存在着一些方面的不足:
2.1实验室的配套资源不能满足教学和科研的需要。
目前高职院校的实验室建设无论是在软件配置上还是硬件设备上都远远不能满足产学研结合下的机械电子教学和科研的需要,一是高职院校受到资金和场地的限制,高职院校的实验室建设面积较小,实验器材的科学技术含量不高,学生在实验室进行的实验也只是简单的基础性实验,而不能满足师生的创新科研实验需要;二是高职院校的教师能力不足,高职院校的教师在进行实验教学时,他们只是对学生进行一些重复性的基础实验,而不能对学生进行具有创新性的实验教学。
2.2创新型、综合型实验的挖掘不够。
产学研结合要求高职院校的实验室建设要积极开展具有创新型、综合型的实验,但是实际情况却是高职院校的实验内容大部分集中在本专业的基础知识实验,而缺乏其它学科知识的实验锻炼,这样的单一实验模式不能适应具有产学研模式的高职教育发展,同时机械电子专业的技术更新速度非常快,而高职院校的实验室建设又缺乏前瞻性,结果导致实验室在建设完成后就已经落后于社会电子机械技术的发展。
2.3机械电子实验室的制度不健全。
产学研结合的实验室应该具有一个宽松的实验锻炼制度氛围,师生可以在实验室内进行各种创新实验,但是目前高职院校的实验室的各种制度相对来说比较繁琐,尤其是实验室的使用制度过于严格,不利于学生的使用,限制了学生的创新能力的发挥,使得实验室的学术氛围不浓厚,影响了产学研的结合效果。
3提高产学研结合的机械电子实验室建设创新的对策
3.1以竞赛为契机进行机械电子实验室的创新实践建设。
竞赛是以教学活动为基本并且注重学科前沿技术,以培养学生的创新能力和协作精神的群体性科技竞技活动,目前针对大学生开展的各种竞技比赛非常多,比如全国大学生电子设计竞赛以及各个地方举办的大学生机械设计大赛等,大赛命题是专家、学者经过多方面的论证而确定的,因此大赛的命题具有一定的学科前瞻性,学生通过参加各种竞技比赛可以在实验室内进行相关的实验,而学生进行的各种实验又为实验室的创新建设提供了实践经验。
3.2加强机械电子实验室资料电子文档建设。
学生通过实验可以获得比较理想的科研结果,但是由于学生的科研报告撰写不规范,使得学生的实验结果不能与其它实验方案进行比较,分析原因主要就是实验室的相关资料比较缺乏,学生不能获得足够的资料,同时纸质的资料又由于查找困难,影响学生查找的积极性,因此产学研结合的机械电子实验室要加强对电子文档的建设,一是要与高职院校的图书馆建立电子网络对接;二是高职教师要广泛收集机械电子专业的资料,并将其转化为电子文档。
3.3建立健全创新型实验室管理制度。
关键词:创新;林业院校;机电专业
作者简介:谷志新(1977-),女,黑龙江牡丹江人,东北林业大学机电工程学院,副教授;徐凯宏(1969-),男,黑龙江哈尔滨人,东北林业大学机电工程学院,教授。(黑龙江 哈尔滨 150040)
基金项目:本文系黑龙江省教育科学“十二五”规划省青年规划课题(课题编号:GBD1212004)、黑龙江省教育科学“十二五”规划省青年规划课题(课题编号:GBD1212002)的研究成果。
中图分类号:G642 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)31-0036-02
创新是华夏民族进步的灵魂,是我国发展的不竭动力。教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见》中指出,要“坚持传授知识、培养能力、提高素质协调发展,更加注意能力培养,着力提高大学生的学习能力、实践能力和创新能力,全面推行素质教育”[1]。在全面推进素质教育的过程中,培养学生的创新意识和创新能力,以林业院校行业发展需要为主,从培养学生创新能力的切入点入手,探讨机械电子工程专业科技创新型人才培养体系,在教学中具体实施,检验其实践的效果,对培养适应新形势下的创新型人才非常重要。
一、适应新形势下创新人才的需求分析
国内高校中传统的教学模式以讲授为主,学生的学习积极性没有被完全激发,致使学生尤为缺乏创新意识和创新能力,毕业后缺乏适应社会的素质和实际工作所需的各种技能。
我国1998年颁布的《高等教育法》明确指出:“高等教育的任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。”[2]培养新一代人才的创新意识、建立创新机制是一个国家经济发展的重要条件,培养机械电子工程专业创新人才需要改革传统的教学体系,把实践性创新性结合到创新人才的培养过程,充分结合理论实践教学体系与就业前景。
近年来,例如复旦大学、浙江大学等国内一些知名的研究型重点大学都相继建立机器人创新实验室,并且根据自己的培养模式和课程体系强调学生自主科研能力的培养;如江苏科技大学等学校提出以竞促学的学习模式,这些经验都值得借鉴。而近年来林业行业技术相对落后,培养机械电子工程专业人才是振兴林业行业的关键,这就越来越需要具备专业知识和创新精神的人才。
二、机械电子工程专业的特征
机械电子工程专业是以为机电行业的现代化企业培养高级专门人才为宗旨,融合机械、控制、电子、信息技术于一体的宽口径重基础工程教育。[3]要求培养出具备坚实的机械设计制造、控制技术、电子技术和计算机技术基础理论与基本技能,具有工程应用与技术开发能力和创新能力,可以从事机电工程领域系统设计、应用研究、运行管理及系统维护等方面高级专门人才。
1.培养目标高
培养具有机械电子工程专业所需的文化基础知识,具备从事机电技术必需的基础理论知识、较强专业技术能力和良好的创新意识,并能适应市场需要的高素质专业技术人才。[4]
2.要求学生具有较强的专业知识
具备全面系统的机械设计制造和电子控制系统设计与应用的基本知识与技能、较强的机电一体化系统综合设计能力。面向当今社会人才需求与林业机械历史背景相结合,要求学生具有机械动手能力与机电控制能力相结合,强调学科基础、专业技能和跨学科综合素质的培养模式。
3.需要学生具有良好的创新意识和独立获取知识的能力
具有初步的科学研究、科技开发及组织管理能力,具有较强的自学能力和创新意识。
三、改革教学体系,完善创新教学模式
深入学生就业企业进行市场需求调研,调研分析目前社会需求的机械电子工程人才应具备的素质。开展学生科技创新活动,分析适合培养学生科技创新能力的全新模式。[5]
分析本校在校的四个年级机械电子工程专业学生的培养状况,针对学生科技能力培养的现有模式,分析优势与不足,结合本校多年的教学经验和专业特色及学生的自身优势,采用科技创新长效激励方法。
学生在学校里学的理论基础知识,如何和科技创新活动结合,可以使学生更充分理解理论,提高其动手能力,这个过程是不断实践、不断创造的过程,也是不断发现自己掌握专业知识的欠缺部分,提高其自主学习的兴趣和能力,使其完善学生的知识结构。鼓励学生在大一时就参加大学生创新实验室,可以及时深入到科技创新活动,提高其创新能力。
只有具有完备的基础知识和良好的素质才能在此基础上进行创新,专业知识过于单一,所以需要更新拓展学生知识的内涵与外延,构建完善合理的课程体系。鼓励学生选其他专业的专业课,可以拓宽学生的知识宽度。其次,人才培养的全过程贯穿学生科技创新能力的培养,增加提高学生动手能力的实践环节。
建立适合林业院校的机械电子工程学生科技创新能力培养方法,完成每个实践教学环节内容,并在教学中实施,总结经验。[6]以在校低年级学生为研究对象进行分析,培养学生的创新意识、设计方法及动手能力等,使学生能成为适应社会需要的人才,以开放实践创新教学体系为核心建立课程体系,即:创新理念教育—互动式创新课程设置—开放式创新实验指导—创新实践实习—作业作品展—进行各种竞赛。
四、具体措施
深入学生就业的企业中进行广泛调研,根据调研结果,结合目前在校的机械电子工程专业4个年级学生的具体教学过程中开展深入研究。研究途径采取“收集资料—社会调查—教学实践—学生反馈—归纳总结—再实践—再总结”的形式。
在具体操作方法上采用课题组教师分工负责,学生根据各个年级的教学任务分别实施,并针对2012级学生进行试点研究学生科技创新活动的长效激励方法。
1.加强基础知识,拓宽专业知识
机械电子工程专业是通用性专业,立足林业行业,面向社会。融会贯通机械工程、自动化和电气工程等基础课程,选用国家优秀教材,建设机械设计和控制理论与工程等基础课程为主的精品课程等一系列措施,以加强基础教学,注重机电融合,拓宽专业知识。
2.强调实践教学,体现创新
培养学生的工程实践能力,尝试研究性教学模式改革,采用增加进阶式设计,开放实验环境方式,适量增加实习和课程设计的学时数,完善实验教学中的综合性、设计性、创新性实验项目,数量上达到70%以上。
为了提高学生解决实际动手能力,扩展教学内容,继续加大力度鼓励学生参加各种科技竞赛机制,与其他优秀院校的学生同场竞技,提高能力,开阔眼界,增强自信心。
3.培养学生的创新意识,提高学生的创新素质
创新意识是学生根据社会和个体生活发展的需要,引起创造前所未有的事物或观念的动机,在创造活动中表现出的意向和设想。培养学生的创新意识首先要鼓励学生参加科技创新活动,参加科技创新活动是一个自主探索学习并不断完善的过程。参加科技创新活动是学生不断发现问题—解决问题—再发现问题—再解决问题不断重复的过程。这个过程提高他们自主学习的能力,增加学生的兴趣,培养了创新意识。
科技创新活动是以科技项目的设计和研究为载体,以各层次、各学科有着共同兴趣爱好的学生组成的优势互补的团队为主要形式,参加课堂以外的科技竞赛和社会实践活动。[7]
4.整体优化,协调发展
机械电子工程专业融合性强,便于利用有限资源和资源整合共享。强化实践教学体系,使学生科技活动和毕业设计与科研、工程项目紧密结合。毕业设计是重要环节,毕业设计题目与科研项目结合,增加学生参与实践的机会,提高学生的创新能力。
五、结论
培养新一代人才的创新意识、提高其创新能力、建立创新机制是一个国家走在经济发展前沿的首要条件,培养机械电子工程专业科技创新人才要充分结合就业前景和理论实践教学体系,改革传统的教学模式,将实践性创新性融入培养过程,培养出适应发展需要、具有更高素质更高技能的机械电子工程专业科技创新型人才。
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