時間：2023-03-20 16:22:36
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機械電子自動化技術產生于20世紀20年代，當時被廣泛應用到機械批量生產冷加工方面，直至20世紀60年代左右，為了適應市場的變化及需要，提高機械生產的靈活性與反應能力，逐步創建了可以改變的自動化生產體系，也就是以電子計算機為核心推廣的柔性自動化。此種電子自動化是在生產體系不改變或者改變不大的前提下，在對生產及機械設備進行管理期間，可以利用信息處理、自行檢測、判定分析等方法對結構進行預先判斷，同時可以自行由生產一種零部件轉變到生產另一種零部件。經過實踐驗證發現，傳統的機械自動化生產技術同當前很多企業的真實生產不相符，所以，相關工作人員應對其進行改進與探究。對于機械自動化來講，其技術水平不但同整體機械生產領域存在關聯，同時也與社會經濟存在密切聯系。因此，怎樣推動我國機械電子自動化技術的發展，成為當前制造領域需要深入探究的首要問題。
2當前我國機械電子自動化的情況
對于機械電子自動化技術來講，其開始于20世紀，到目前為止已經獲取了極大的發展。尤其是最近幾年計算機集成化水平越來越高，極大促進了我國機械自動化的發展。盡管我國近些年機械電子自動化取得了一定進步，然而仍處在初級階段。現今，全球除了西方少數經濟較發達的國家外，很多國家的電子自動化水平較低。我國的產業結構不夠合理，發展較不平衡，自動化程度較低，與一些發達國家比較，在種類、質量、應用等方面存在較大差距。想要發展我國機械電子自動化技術，不可能一蹴而就，而是需要一個漫長的過程，需要堅持不懈的努力、勇于嘗試、大膽創新，開拓進取，從而推動我國機械自動化更好發展。
3提高我國機械電子自動化水平的措施
隨著經濟發展速度的不斷加快，市場競爭越來越激烈，機械生產企業想要保證自身在激烈的競爭中得以生存并不斷發展，就需要提高機械電子自動化的能力及水平，具體可以從以下幾方面入手。
3.1同實際生活相結合，大力發展機械電子自動化技術
對于機械制造技術來講，其核心內容在于使用。想要促進機械電子自動化水平的不斷提高，需要從企業生產技術發展的實際情況出發。唯有針對相應的商品生產選用配套的自動化生產形式，才能縮減成本投入，增加資金收益，提高企業市場競爭能力。所以，企業在發展機械電子自動化技術期間，應同實際相結合，關注應用，也就是生產的真實收益。相關工作人員應及時糾正盲目進行自動化的行為，如僅需1~2個月就可以完成的工作卻要進行自動化，不僅不會增加資金收益，同時還會降低工作效率。企業應將注意力放在效益方面，而不是僅僅關注速度。
3.2大力推廣見效快、成本低的機械自動化技術
大力推廣成本低的機械自動化技術，具有較大的潛力，并且投入較少，前景十分廣闊，同時具備較高的自動化水平，能夠取得事半功倍的效果，同我國當前發展需求相吻合。美國著名的麻省理工大學曾提出了精益生產的LP形式，也就是通過最低的資金投入，獲取最高的生產收益。同時，日本豐田公司提出了生產JIT、彈性作業、成組技術GT等生產形式，使很多自動化水平較低的企業收獲了較高的資金收益。在芬蘭，NOKOAData企業在生產車間創造了386、486等生產線，其不僅僅是由自動化的機械設備構成的，同時在其中也插入計算機指導及員工的參與，將原始工業生產形式同高新科技靈活、巧妙地結合起來，進而縮減生產過程中的資金使用，提高生產質量及效率。其實，精益生產自身就代表由企業及國家的真實狀況出發，借助外國機械制造領域發展低成本自動化的經驗。我國很多機械制造企業存有大量的通用型設備，在大力發展機械電子自動化技術的同時，在可以給予原始設備的前提下，對機床的布局進行科學調整，盡可能少地加入數控設備，并且引進CAD技術，就可以全面發揮人員的創造性優勢及電子計算機的管理特點，形成以人為核心，以計算機為先導的生產體系，為我國的機械生產領域開創一條資金投入低、效果好、資金收益高、同我國國情相吻合的機械電子自動化技術發展途徑。
3.3把握基礎，關注發展機械電子自動化的配套技術
在促進機械電子自動化技術的應用與發展期間，還需要做好該技術應用的基礎工作，并且基于實際情況進行推廣，不但應發展主要設備，同時還需要加大開發自動化軟件及相關配套控制系統的力度。電子計算機、微處理設備、新型刀具、傳感設備、可編程控制設備等必將是未來機械電子自動化技術的前提與基礎。配套設備的質量同日后機械設備自動化發展水平之間存在密切的關聯。所以，相關工作人員應對其予以重視，不斷更新機械自動化的配套技術，進而推動我國現代自動化的發展。在應用其進行自動化加工期間，體系的自行檢測、控制、伺服等操作都不能缺少微電子技術；并且需要進行信息處理與交換，對數據進行計算，進而同計算機及信息處理技術又形成了密切關聯。對于現代的自動化技術來講，其涵蓋微電子、自動控制、機械技術等內容。想要促進機械電子自動化水平的提高，就需要對電子學、計算機技術、機床裝料技術等給予高度重視，大量選用數控程序機床進行生產，并且不斷改進并完善生產線，保證其穩定性與安全性，同時加大對生產控制信息體系的重視程度。相關工作人員在應用并發展自動化技術期間，需要不斷提高自身的專業技能及綜合素養，牢牢把握自動化的基礎，由真實情況出發，不僅發展主要設備，同時發展配套技術，為后續工作夯實基礎，降低企業成本投入，增加企業資金收益，提高企業市場競爭能力。
3.4與我國的國情相結合，大力發展機械電子自動化技術
發展機械電子自動化技術，其是一個由低至高，由簡單至復雜，由存在缺陷到不斷改進及完善的過程。在通過自動控制設備操控機械生產期間，其生產的形式也由機械化水平逐步向機械控制自動化水平過渡，實現了計算機、數字化控制的自動化。唯有建設自動化廠房后，才能保證生產整體過程實施自動化，進而提高生產質量及效率，增加企業資金收益。當前，我國的機械自動化水平相對較低，不可急于求成，需要逐步開展。對于我國這一處在發展期間的國家來講，對生產技術進行探究的前提是保證技術的適用性。例如：我國想要學習借鑒國外柔性制造系統，則需要在柔性生產的基礎上，對人機工作界面進行優化，創建比較全面的信息體系，提高人機管理的質量及效率。在體系中，先進的自動化設備需要同普通裝置并存，在體系中各個環節都可以進行人工干預。這種方法密切結合的我國的國情，選用科學、先進的技術進行創新，以適用性為基礎，獲取經驗，進行應用與推廣，從而增加企業資金收益，提高企業市場競爭能力。
4總結
1）職技高師院校輸出人才特點研究。
一是面向社會上的企事業單位，因此要具有理論與實踐相結合的高素質技術人才；同時又面向各個中、高職院校，因此還應是“雙師型”人才。
2）機械電子工程專業人才培養特點。
職業教育培養人才是提倡理論與實踐相結合，加大技能培訓力度，培養的是社會需要的實用型、應用型、操作技術人才和管理人才。隨著技術的發展，現在的設備都是將機械技術、電氣技術高度集合而成的，因此，企業需要大量的能在現場處理設備故障的，既懂機械、又懂電氣的機械電子工程專業的應用人才。
3）“理實一體化”教學特點研究。
一是將技能訓練、知識傳授和能力培養三者融為一體并且實現了有機組合；二是克服了理論與實踐相脫節的弊端，加強了學生動手能力的培養；三是理實一體化教學方式體現了職業教育“理論必須、夠用為度”的特點，同時符合高校教育高素質高技能人才培養目標。
4）機械電子工程專業“理實一體化”教學的實驗室建設研究。
a.建立機械電子工作專業實驗室信息管理系統。
要想讓實驗室利用率、設備使用率到達最佳，我們就必須對實驗室進行科學的信息化管理。實驗室信息管理系統一般能夠實現網上排課、網上選課，網上布置、批改作業，以及一些相關的資料下載，實驗室上課、教師上課情況。這樣可以更好的制訂實驗室的建設計劃，有利于實驗室的資源共享和綜合利用。
b.合理人事管理制度的建立。
首先，一個合理的人事管理制度可以促進實驗室教師隊伍水平的提高，教師可以將自己的理論知識應用到實踐當中去，同時了解企業的發展動態和需求。教師通過實踐學習技能水平得到了提高，優化了人才結構，加快了一支理論知識強、動手能力過硬的教師隊伍建設。其次，創造能夠使實驗室隊伍安心工作的環境；再次，實驗室建設要和實驗室隊伍建設結合起來，保證實驗室有專家型隊伍從事高水平科研工作。最后，合理地配備實驗室的人員，擁有一個高、中、低檔次分明，知識結構合理，工作職責明確的實驗室隊伍是建設和管理好實驗室的根本保證。
c.根據“理實一體化”教學改革進度逐漸配置實驗室資源。
首先，要有合理的硬件資源做保障，因為理實一體化教學是在一個場所，也就是實驗室即要完成理論教學又要完成實踐教學，這就要求有與專業和規模相適應的硬件教學環境。其次，根據機械電子工程專業特點以及現有實驗室的配備情況選擇一門或幾門具體代表性的課程進行理實一體化教學改革試點，改建工作循序漸進、以點帶面，保證實驗室資源的合理配備。最后，改建或新建的實驗室要避免單一性，即能滿足理實一體化課程的要求又能滿足其他理論課程實驗的要求，使實驗室具有多樣性，避免資源浪費。
d.結合“雙師型”人才培養的教學需要建立實驗室。
一為培養學生不同的師能，根據課程性質將實驗室分為理論師能和實踐師能實驗室兩大類，理論師能實驗室主要以機械零件、原理及制造和液壓等基礎實驗室組成，實驗室的主要項目以演示螺紋聯接受力、齒輪、蝸輪傳動、減速器拆裝、機構運動和機械制造工藝等。實踐師能實驗室主要以單片機、PLC、檢測、電工、數控等實驗室組成，主要完成各門課程的理論教學和實驗教學活動。教師可以通過不同的實驗室來培養學生不同的師能技巧，使其達到一個合格的雙師型人才。二為適應社會，驗室設備的組建要盡量與企業接軌，同時采取以班級為單位建立“理實一體化實驗室”，設計并配置理實一體化實驗項目模塊和多媒體教學設備。上課期間教師通過多媒體設施授課或網絡授課，實現了“講與演示”、“聽與練習”的結合。教師可以隨時將理論教學與實踐操作訓練穿行，實現了將知識與技能緊密聯系，增強了學生的直觀體驗，激發了學生的學習興趣，達到培養雙師型人才目的。
二、總結
1.1微電子機械系統的概念
微電子機械系統主要結構有微型傳感器、制動器以及處理電路。其是一種微電子電路與微機械制動器結合的尺寸微型的裝置，其在電路信息的指示下可以進行機械操作，并且還能夠通過裝置中的傳感器來獲取外部的數據信息，將其進行轉化處理放大，進而通過制動器來實現各種機械操作。而微電子機械系統技術是以微電子機械系統的理論、材料、工藝為研究對象的技術。微電子系統并不只是單純的將傳統的機電產品微型化，其制作材料、工藝、原理、應用等各個方面都突破了傳統的技術限制，達到了一個微電子、微機械技術結合的全新高度。微電子機械系統是一種全新的高新科學技術，其在航天、軍事、生物、醫療等領域都有著重要的作用。
1.2微電子機械系統技術的特點
1.2.1尺寸微型化
傳統機械加工技術的最小單位一般是cm，而微電子機械系統技術下的機械加工往往最小單位已經涉及到了微米甚至納米。這以尺寸的巨大變化使得微電子機械系統技術下的原件具有微型化的特點，其攜帶方便，應用領域更加廣闊。
1.2.2集成化
微電子機械系統技術下的原件實現了微型化為器件集成化提供了有力的基礎。微型化的器件在集成上具有無可比擬的優勢，其能夠隨意組合排列，組成更加復雜的系統。
1.2.3硅基材料
微電子機械系統技術下的器件都是使用硅為基加工原料。地面表面有接近30%的硅，經濟優勢十分明顯。硅的使用成本低廉這就使得微電子機械系統技術的下的器件成本大大縮減。硅的密度、強度等于鐵相近，密度與鋁相近，熱傳導率與鎢相近。
1.2.4綜合學科英語
微電子機械系統技術幾乎涉及到所有學科，電子、物理、化學、醫學、農業等多個學科的頂尖科技成果都是微電子機械系統技術的基礎。眾多學科的最新成果組合成了全新的系統和器件，創造了一個全新的技術領域。
2微電子機械系統的技術類別
2.1體微機械加工技術
體微機械加工技術主要將單晶硅基片加工為微機械機構的工藝，其最大的優勢就是可以制作出尺寸較大的器件，最大的弊端是難以制造出精細化的靈敏系統。并且使用體微加工工藝難以優化器件的平面化布局，制作出來的器件難以與微電子線路直接兼容。體微機械加工工藝一般在壓力傳感器和加速度傳感器的制造中普遍應用。
2.2表面微機械加工技術
表面微機械加工技術就是通過集成電路中的平面化技術來實現微機械裝置的制造。其主要優勢表現在充分利用了已有的IC工藝，能夠靈活掌握機械器件的尺寸，因此表面為微機械加工技術與IC之間是兼容的。表面微機械加工技術與集成電路的良好兼容性使得其在應用領域實現了快速普及。
2.3復合微機械加工技術
復合微機械加工技術就是體微機械技工技術與表面微機械加工技術的結合，其結合了兩者的優點，但又同時避免了相應缺點。
3微電子機械技術的應用
3.1環境科學領域
微電子機械系統技術下的微型設備可以在環境監測和數據處理分析上發揮巨大的作用。由化學傳感器、生物傳感器以及數據處理系統所集合的測量與處理設備。該微型裝置可以用來監測空氣和液體的成分，其獨特優勢在于尺寸微小，便于攜帶。
3.2軍事領域
納米器件所構成的裝置先要對半導體器件運行速度高，攜帶方便，信息輸出和處理快捷，在軍事領域其能夠用來制作各種微型設備，例如“蚊子導彈”、“麻雀衛星”等。
3.3醫療領域
在臨床化驗分析、介入治療領域其也能夠實現巨大的價值。近幾年獲得發展的介入治療技術與傳統治療技術相比臨床治療效果優越，能夠有效緩解患者痛苦。但是當前介入治療儀器價格高，體積巨大，準確性難以保證，尤其是在治療重要器官時風險較大。微電子機械系統技術的微型與智能特性可以顯著降低介入治療的風險。
4結束語
就目前來說，隨著全球經濟的不斷提升以及我國經濟的不斷發展，帶動了信息技術的發展，但是好的同時也加劇了市場的競爭程度，一些行業雖然取得了一定的成績，但是由于市場劇烈競爭發展緩慢，其中就包括機械電子這個行業，據不完全的數據統計，2014年我國的機械電子產品生產率并不是很高，其中最重要的原因就是我國的機械電子不斷地加大進口的數量。進口數量的不斷增加就使得進口的金額大大提升，從前三個季度的數據來看，機械電子的進口金額高達170億美元多，這就使得我國自己生產的機械電子產品在市場上出現了較低占有率的狀況，也就是說我國自己研制的機械電子產品銷量并不理想，其在市場上的轉化率還處于較低的水平。這種狀況體現出了機械電子市場的幾個問題，其一就目前我國的機械電子行業大部分企業依然在使用較為傳統的生產設備，這些設備大都不具備智能和自動技術；其二是相較于國外發達國家來講我國在科研方面的發展速度還處于比較緩慢的階段。新技術的產生率并不高，能夠在市場上有較大占有率的品牌往往是技術含量較低的產品，而擁有較高技術含量的產品在消費者市場中認知度又較低；其三是我國的大部分企業對于機械電子并沒有投入較多科研經費，一直還是以模仿其他優勢品牌產品為主。其四是我國即使掌握了一些機械電子的關鍵性技術，但是這些技術相較于發達國家還有很大的差距[2]。
2探析機械電子系統未來的發展趨勢
（1）我國機械電子系統的人工智能發展趨勢。人工智能對于機械電子領域可以說是比較新鮮的話題，在機械電子系統中加入人工智能將是我國未來的發展趨勢，人工智能的優勢是什么呢？其不僅可以對現有的機械電子提供更好的運行環境，還可以增加機械電子的準確性，人工智能對于機械電子的這兩點貢獻也是社會市場發展的必然趨勢，也就是說我國的機械電子要想在激烈的市場競爭中占有一席之地，必須要將人工智能納入未來發展的計劃中。
（2）我國機械電子系統的實時快速發展趨勢。市場的發展不僅需要機械電子具有較好的運行環境以及具備準確性，還需要機械電子系統具有實時快速的特性，在準確性的前提下還要把效率不斷地提高，在機械電子系統未來的發展中計算機的處理芯片的應用將會得到較大的推廣，因為這樣的處理芯片可以將機械電子系統中的信息傳遞的速度進一步地加強，可以大大提高其使用的效率。
（3）我國機械電子系統的技術創新發展趨勢。技術創新是每個企業在未來市場競爭中想要獲得發展必須要做的工作，對于機械電子系統來講，技術創新是未來發展的核心趨勢，企業必須要將技術創新納入企業發展的重點工作計劃中，在技術創新上要不斷地對技術創新進行的科研活動加大經費的投入，做好前期的市場調查以及市場分析，把握好未來市場的發展方面。同時還要在研發的時候注重質量，而不是數量，提高科研的水平，打造我國的品牌機械電子產品。
由于CDIO的教育理念能夠讓學生獲得更寬更深知識的同時,還能夠逐步具備足夠的人際交流能力、專業知識應用能力、產品和系統的構建能力，適應行業對人才的需求，所以并聯機器人與機電系統實驗室(以下簡稱“機電實驗室”)作為機械電子工程專業教學、科研和人才培養的重要基地，于2009年開始積極引入CDIO教育理念，從培養目標、課程結構、實驗內容、教學方法及實驗教學評價體系等方面做了重大改革。
2基于CDIO的機電專業實驗教學改革與實踐
2.1培養目標的確定
CDIO的12條標準之一即為以CDIO工程教育為基本環境，強調技術知識和能力的教學實踐要以產品、過程或系統的構思、設計、實施和運行作為工程教育的框架，使學生的基本個人能力、人際交往能力和對產品、過程和系統的構建能力達到專業設定的目標，并且滿足企業對人才的需求。機械電子工程專業培養的是具有機械電子工程專業基礎知識與專業技能，且能在生產一線從事機械電子工程專業產品的設計制造、控制開發、應用研究和生產管理等工作的應用型專門人才。結合CDIO教育理念及機械電子工程專業的培養目標，機電實驗室將以應用型工程師的人才培養目標為主線、以企業對應用型工程師的能力需求為導向、以企業生產一線創新意識和能力的培養為提升來定位實驗教學的能力培養目標。
2.2實驗教學內容
CDIO教學理念注重一體化教學，強調能力培養，同時要求培養計劃的設計做到各學科之間相互支撐。隨著科學技術的發展，機械電子工程專業越來越多的與電氣、控制、通信、材料及系統學等學科進行交叉。因此，實驗教學特別重視基礎訓練、拓寬專業，重視綜合實踐性以及系統設計開發能力和創新能力的培養，合理構建實驗教學內容。
1）加強原有的專業基礎類實驗，開設課程三級項目。
機械電子工程專業方向的課程設置主要包括三大知識模塊：機械設計及制造知識模塊、強電知識模塊、弱電知識模塊，所涉及專業課程繁多，倘若側重理論教學而忽視學生的實際動手操作，則容易出現理論知識與實際應用脫離、學生感到學習枯燥的現象。所以，需要加強原有的專業基礎類實驗教學的同時，針對一門或兩門課程設計三級項目，將實驗融入到三級項目中，學生可以根據項目需要自行設計實驗方案，這種基于項目的學習，改革了枯燥無味的呆板實驗，給學生創造了更多動手動腦的機會，加深了對課堂理論知識的理解應用。
2）結合工程實際設計實驗內容。
隨著現代化工業的發展，產品設計技術趨于數字化、信息化和網絡化，生產自動化和智能化程度相當高，機、電、控已成為一個不可分割的有機整體，企業對機電類專業人才的工程能力和創新能力培養提出了更高的要求，培養適應性強且符合市場需求的創新型人才迫在眉睫。因此，機電實驗教學對機電專業工程應用型創新人才的業界需求進行分析，從市場需求出發來培養學生。打破各門課程的界限，拓寬實驗內容范圍，按照對學生綜合創新能力培養的基本要求設計實驗內容，為學生提供一種全新的工程應用教學環境。如結合工程實際，增設機、電、控綜合實驗，使學生學會綜合應用流體傳動、電氣控制、PLC、機械工程測試、傳感技術、嵌入式技術等多門課程的知識，并會使用各種實驗設備儀器。
3）完善機械工程研究實驗平臺，加強理論研究能力的培養。
引入CDIO教育理念后，機電實驗室不斷完善機械工程研究實驗平臺，為學生提供充足的實驗設備和計算機，制定具有綜合性、設計性、應用性及研究性的實驗教學內容，使學生在實驗過程中能夠結合相關技術進行系列理論研究，開發學生創新思維，激發學生探索新的理論知識，鍛煉學生的自學能力、增強學生綜合運用知識的能力，從而培養出具有機械電子工程領域較強實踐操作能力及扎實的理論分析能力的綜合性人才。
2.3實驗教學方法及考核方式
CDIO教育理念提倡基于項目教育和學習的新型教學模式，注重培養學生的工程能力、職業道德、學術知識、運用知識解決問題的能力、終生學習能力、團隊協作能力、交流能力和大系統掌控能力，從而培養既有過硬的專業技能，又有良好的職業道德的國際化工程師。為此，機電實驗室采取以學生為主體，以教師為主導，知識、能力、素質協調發展的教學方法，發動學生參與實驗教學和管理，培養學生的主人翁精神和意識；采用多方面、多樣化的綜合考核方式，不僅對學生進行考核，還要對實驗教學人員進行考核，各個環節的考核結果相互融合，不僅能夠實現對學生的技術能力、工程素質、交流與溝通能力、團隊協作能力和創新能力的全面考核，也能夠提升教師的技術應用能力，提高技能操作水平，積累工程應用經驗。
2.4實驗教學案例
實驗教學是高校培養人才戰略方案中不可或缺的教學環節,也是培養學生綜合能力的重要環節，以上從培養目標、實驗教學內容、實驗教學方法及考核方式等方面論述了機電實驗室引入CDIO教育理念后所采取的改革措施，下面以機電一體化專業核心項目體系的實施為例，談談機電實驗室引入CDIO教學模式后的教學實踐。該項目以《機電一體化系統設計》、《單片機原理及應用》和《機器人》三門課程為核心設立，包括兩個實施階段，其中在三級項目階段，學生以團隊的方式自主完成以嵌入式計算機（單片機）控制系統為核心的機電一體化產品—智能小車的構思－設計－制作－調試運行；在二級項目階段，學生運用四周時間，進行自主創新研發，自主設計集成一個取料手爪或運料的自動翻轉車廂，將智能小車升級成為移動式的抓取機器人和移動式搬運機器人，通過進行機器人運動控制規劃，控制機器人完成一系列復雜的動作，如手爪張合、車體回轉、智能循跡和避障、協同作業等任務，最終由兩個機器人協作配合完成一次物料的抓取和運送任務。學生自主完成從方案設計、詳細設計、加工制作到集成調試的全過程，最后以分組比賽的方式驗收。
3教學實施體會
我國煤炭機械電子設備軟啟動技術，近年來得到了廣泛應用，根據軟啟動的工作原理可以將其技術形式分成幾個常見種類：一是機械電子設備的軟啟動，主要是根據設備本身的工作規律來保證；二是機電結構的軟啟動，就是將機械和電機兩種條件相結合的軟啟動；電機電子的軟啟動，這種軟啟動能夠在一定程度上改變電機或電源特點，以此實現整體軟啟動。
（一）采取液力耦合器采用液力耦合器運用軟啟動技術，但是若輸入或輸出的轉速值無法滿足達到相關標準，那么該液力耦合器與軟啟動技術不能同步運行，這樣就會造成功率損失，增加發熱量，時間長了還會造成資源浪費。如果運用調速型液力耦合器，就會造成電機啟動電流超過額定電流的5-8倍，所以要對電機的啟動次數嚴格控制。由于電機自身結構的限制，只能在小范圍內進行調速，另外系統自身較為復雜，體積較大，尤其是直徑較大的轉動部分，需要利用很大面積進行轉動，所以一些空間狹小的位置，無法得到很好的運用。
（二）大功率變頻調速現階段，變頻器得到了較好發展，功能不斷優化，性能也有所改進，不斷縮小占地空間，所以這種特性在煤礦企業中得到了普遍應用。數字化和信息化的不斷發展與成熟，使大功率變頻調速器也朝著這個方向發展。
（三）利用液體黏性制動器液體黏性制動氣作為一種新興的轉動技術，出現于上世紀70年代，利用主動摩擦裝置和從動摩擦裝置，形成的里能夠促進轉動，然后能夠同步主動軸和從動軸，并保護轉動系統，避免過載現象發生。與液力耦合器相比，該裝置體積更小、效率更高，但也存在一些缺點：一是，這種裝置要有效控制自身體積，嚴格限制兩個摩擦片之間的距離，使黏性轉動次數受到限制。另外，啟動轉動系統也會被電動機轉動影響；二是，開啟液體黏性軟啟動設備，通過摩擦力，兩個摩擦片能夠持續轉動，轉動效率受阻，還會增加發熱量。在工作運行中，可以持續供應摩擦片的能量，減少摩擦片之間的阻力，確定兩個摩擦片的相對摩擦力始終存在，但是這種方法容易出現能源損耗，增加企業的生產成本；三是，需要采用多點驅動應用煤礦機械電子設備，并在電動機運行中，保證均衡的輸出功率。
二、軟啟動轉動技術的發展趨勢
近幾年，在分析功率大的軟啟動技術過程中，得出一種全新的機電自動化轉動設備，從采用技術來看，這種設備與國內外現有軟啟動傳動裝置有明顯區別，這種設備在一定時間內被稱為雙向電機差速軟啟動設備，這種裝置能夠對軟啟動技術中的很多問題進行處理，確保功率大的機械電子設備能夠實現軟啟動和停止，速度能夠大范圍調整，并進行自我超載維護，平衡驅動功率。通過這種軟啟動技術，功率大的電動設備在理論上電流為零，是一種真正的空載啟動，能夠對節省電能消耗，周圍電氣和其他設備的使用時間得到相應延長，一些開關和變壓器的選王曉東通化礦業（集團）有限責任公司134300擇標準有所降低，還能將用戶的初期投資節省一部分。軟啟動傳動系統的重要構成有功率較大的主電機和功率較小的副電動機。從結構上分析，減速設備的輸入軸和主要電動機的輸出軸能夠用聯軸器產生聯系，特定結構的太陽輪通過輸入一段進行連接，行星輪和內齒輪圈是太陽輪的主要驅動設備，可以用來輸出動力。軟啟動技術的特征是在內部圈輪差動基礎上固定蝸輪，運用機械運轉模式，連接蝸桿和副電動機，運行軟啟動技術設備后，通過小型變型設備和數字電機控制設備，這些沒有極點的速度調控器能夠輔助電動機運行，令電動機能夠經過主電動機轉動，并確保其空載轉動，連接主電動機電源。所以電動機與預期轉速一致，連上電源之后，電動機的啟動電流不大。工作人員應首先明確輸出軸的軟啟動技術速度，然后將輔助電動機的速度和內圈齒輪速度降低，保證主電動機的動力能夠想輸出軸相接的機械負載上逐漸轉移，以此實現機械電子設備的軟啟動技術。與此同時，采用主電動機和輔助電動機的速度相結合，保證滿足機械電子設備的軟停車應用條件，運用多點驅動模式，比較設備中各主電動機輸出的功率大小，對相應的副電動機的運行速度進行嚴格控制，確保多臺電動設備能夠勻速運轉，并且安全可靠運行，然后有效解決電動機特性不相符的轉動矛盾。這種軟啟動裝置還有以下優勢:傳動效率高、發熱量小、維護成本低等。
三、結束語
1.1建設機械電子實驗室是高職院校教育發展的迫切要求。
高職院校培養的人才要求具有較強社會實踐能力，因此機械電子專業的學生應該具有將自己在學校學習到理論知識轉化為實踐技能的能力，而學生實踐技能的提高則需要學生要經過不斷的學習、實驗鍛煉而獲得，因此機械電子實驗室建設是適應高職院校教育發展的迫切要求。
1.2建設機械電子實驗室是實現產學研結合的有效手段。
產學研是高職教育發展的一大特色，通過高職院校與相關企業、科研機構的結合、借助各自的資源優勢，形成具有科學研究、人才教育培養以及產品生產一體化的系統，而要實現產學研的有效結合，發揮他們各自的最大資源優勢，需要借助某種中介，為他們的結合提供實現的場所，而實驗室的建設則滿足了產學研結合實現的手段。
2機械電子實驗室建設存在的問題
雖然近幾年高職院校意識到建設具有產學研結合的實驗室的重要性，并且也在積極地建設機械電子實驗室，但是產學研結合的實驗室的建設還是存在著一些方面的不足：
2.1實驗室的配套資源不能滿足教學和科研的需要。
目前高職院校的實驗室建設無論是在軟件配置上還是硬件設備上都遠遠不能滿足產學研結合下的機械電子教學和科研的需要，一是高職院校受到資金和場地的限制，高職院校的實驗室建設面積較小，實驗器材的科學技術含量不高，學生在實驗室進行的實驗也只是簡單的基礎性實驗，而不能滿足師生的創新科研實驗需要；二是高職院校的教師能力不足，高職院校的教師在進行實驗教學時，他們只是對學生進行一些重復性的基礎實驗，而不能對學生進行具有創新性的實驗教學。
2.2創新型、綜合型實驗的挖掘不夠。
產學研結合要求高職院校的實驗室建設要積極開展具有創新型、綜合型的實驗，但是實際情況卻是高職院校的實驗內容大部分集中在本專業的基礎知識實驗，而缺乏其它學科知識的實驗鍛煉，這樣的單一實驗模式不能適應具有產學研模式的高職教育發展，同時機械電子專業的技術更新速度非常快，而高職院校的實驗室建設又缺乏前瞻性，結果導致實驗室在建設完成后就已經落后于社會電子機械技術的發展。
2.3機械電子實驗室的制度不健全。
產學研結合的實驗室應該具有一個寬松的實驗鍛煉制度氛圍，師生可以在實驗室內進行各種創新實驗，但是目前高職院校的實驗室的各種制度相對來說比較繁瑣，尤其是實驗室的使用制度過于嚴格，不利于學生的使用，限制了學生的創新能力的發揮，使得實驗室的學術氛圍不濃厚，影響了產學研的結合效果。
3提高產學研結合的機械電子實驗室建設創新的對策
3.1以競賽為契機進行機械電子實驗室的創新實踐建設。
競賽是以教學活動為基本并且注重學科前沿技術，以培養學生的創新能力和協作精神的群體性科技競技活動，目前針對大學生開展的各種競技比賽非常多，比如全國大學生電子設計競賽以及各個地方舉辦的大學生機械設計大賽等，大賽命題是專家、學者經過多方面的論證而確定的，因此大賽的命題具有一定的學科前瞻性，學生通過參加各種競技比賽可以在實驗室內進行相關的實驗，而學生進行的各種實驗又為實驗室的創新建設提供了實踐經驗。
3.2加強機械電子實驗室資料電子文檔建設。
學生通過實驗可以獲得比較理想的科研結果，但是由于學生的科研報告撰寫不規范，使得學生的實驗結果不能與其它實驗方案進行比較，分析原因主要就是實驗室的相關資料比較缺乏，學生不能獲得足夠的資料，同時紙質的資料又由于查找困難，影響學生查找的積極性，因此產學研結合的機械電子實驗室要加強對電子文檔的建設，一是要與高職院校的圖書館建立電子網絡對接；二是高職教師要廣泛收集機械電子專業的資料，并將其轉化為電子文檔。
3.3建立健全創新型實驗室管理制度。
一、機械電子工程的發展與特征
(一)發展歷程
在機械電子工程發展初期，主要體現為手工制作，生產力水平較低，資源技術等對其發展產生制約。為了提升生產效率，逐漸朝著機械工業方向發展。在生產線階段，機械工程己逐漸發展到流水線生產，實現標準化大批量生產，.這一生產模式使勞動力得到解放，生產力水平大大提升，同時生產效率也得到提高。但是仍然存在一些不足，比如，部分生產仍就以進口為主，生產成本較大，在市場方面缺少適應力舀靈活性較差，難以滿足不斷變化的市場需求。
在機械電子產業發展階段中，產品生產能夠適應市場的需求，對于不斷變化的產品需求產業化發展能夠滿足。
(二)機械電子工程主要特征
機械電子工程是復雜綜合性學科，同各類學科之間都有著密切的聯系。機械電子工程發展要以計算機、電子以及機械為基礎，結合其他學科做出合理、科學的設計。在設計的過程中，要求每一個模塊都能夠實現有機結合，進而使得各個模塊都能將其最大優勢發揮出來。機械電子產品內部結構簡單明了，并不復雜，無需復雜原件的投入，這樣能在一定程度上使產品性能得到提升，進而擴大消費市場，
二、人工智能簡述
人工智能是一門復雜，并且綜合性較強的學科，所涉及到的學科比較多。也可以說，21世紀人工智能是最偉大學科之一。人工智能實現了對人的智能模擬，并且能通過計算機使認得智能化得到進一步的延伸，人工智能這門學科有著較好的發展潛力。人工智能在發展的過程中主要經歷下列幾個階段。
初步階段。人工智能在17世紀開始發生萌芽，法國在這一階段成功誕生世界上的第一部計算機，這一計算器只是單純的能進行加法簡單運算，但是仍就轟動世界，進而在世界范圍內，對這項技術開始進一步研究。在最初階段，人工智能并沒有明顯的進展，主要是在實踐的過程中積累與總結知識，這為今后人工智能發展奠定堅實的基礎。
發展初始階段。美國人在二十世紀首次提出人工智能專業用語。在這個發展階段，人工智能主要以證明與闡釋為主要體現，在這一時期對于人工智能的研究就是首要任務。
發展起伏階段。隨著人們對于人工智能的不斷深入研究，人工智能也處于持續的發展階段，但是在實踐過程中發現，要想使人工智能模仿和人類思維同步是非常困難的。大部分對于人工智能的科學研究僅僅是停留于簡單映射層面，.對于邏輯思維的研究仍就沒有突破性進展。不論怎么說，在發展的起伏階段，人功能智能也在發展中得到了技術創新，特別是在系統方面、計算機機器人以及語言掌握方面取得了較大的成就.
起伏階段發展以后。在這一階段，人工智能的相關研究得到了發展，尤其是第五屆國際人工智能聯合會議的召開，人工智能逐漸朝著知識層面的方向發展，大部分的人工智能研都會結合相應的知識工程，在這個階段中，人工智能發展的高度是前所未有的，在一定程度上促進了人工智能應用于實際工程中。
穩步發展階段。隨著互聯網技術的快速發展，對于人工智能研究方向發生重大轉變，由原本的單一主體朝著集中統一主體的方向發展。關于人工智能在實際中的運用以及研究，受到了互聯網技術的影響。網絡的普及與快速發展，在一定程度上促進了信息化的發展，信息在傳送方面發生率重大性變革。在人們逐漸進入信息化社會后，在信息有效處理方面人工智能的發展起到了重要的作用，在模擬設計方面，機械電子工程的發展需要人工智能的大力支持。
三、機械電子工程與人工智能之間的關系
隨著我國社會經濟的持續發展，社會不斷的進步，對于信息人們越來越重視。在21世紀，互聯網技術得到快速發展，同時信息的傳遞也逐漸注入新鮮血液。互聯網應用的普及說明人們正朝著信息時代的方向邁進，在社會逐步信息化以后，更加需要有人工智能這一技術的支持，特別是機械電子工程發展中有著重要作用，機械電子系統本身缺少一定的穩定性，這樣在機械電子工程設計方面就有著較大阻礙存在。在現代社會中，信息的處理量持續增大，并且較為復雜，有些時候需要同時對不同類型的信息進行處理，所以需要采取人工智能的支持才能完成信息處理。人工智能主要包含模糊推理系統、神經網絡系統這種兩種方法。神經網絡系統傾向于對人腦結構的綜合分析，模糊推理系統更加重視對于語言信號的分析與理解。隨著現代社會的發展，僅僅采取單一的人工智能方法，明顯己經無法適應目前社會中不斷變化的市場需求，所以，對于人工智能相關問題的研究正逐漸朝著多方位、全面的人工智能方向轉變。多方位全面人工智能系統通過模糊推理系統和神經網絡系統相互統一的方式，揚長補短，將二者有效的結合起來，使得二者的優勢得到最大程度的發揮。
總結
制造業cims工程的實施與應用
摘要：本文介紹了國家電動工具制造行業骨干企業寧波經濟技術開發區中強電動工具有限公司cims工程實施與應用過程中的經驗，為寧波市、浙江省制造企業實施cims提供了可借鑒的模式。
關鍵詞：cims；cad；pdm；erp
1993年正式投產的中強電動工具有限公司在我國電動工具制造行業競爭近乎白灼化的今天不僅站穩了腳跟，而且實現了產量和銷售平均每年遞增35%以上的快速增長，人均產值及利潤連續多年在全國同行業中處于領先水平，目前已成為中國首屈一指的各類中高檔電動工具專業制造商，擁有員工20xx人，年產值10億元。中強公司的優勢在于秉承“以人為本，科技創新”的立業理念，采用最有效的管理模式，集約社會資源，擁有產品市場和技術開發兩大核心競爭力，而核心競爭力的背后則是擁有完善和強大的it體系。
1 cims工程概況
中強公司的cims工程主要由計算機網絡 / 數據庫分系統、工程設計（cad）分系統、產品數據管理（pdm）分系統、企業資源計劃（erp）分系統等四部分組成，包括：
工程設計（cad）分系統：二維cad繪圖設計已完全普及，引進三維設計軟件并逐步應用在新產品造型設計、總體設計、結構設計、零部件設計及總體裝配等工作中，大大加快了設計開發進程，并提高了設計質量，優化了產品設計，縮短了產品開發周期。
產品數據管理（pdm）分系統：采用上海思普信息技術有限公司開發并由寧波聯科電腦技術有限公司實施的產品數據管理（sipm / pdm）系統和圖檔管理系統 edm，有效地解決了設計流程、技術資料的規范化，技術信息傳遞、流轉、反饋快速流暢，并保證了數據的完整性、安全性和保密性，目前已運行在公司產品設計部門，實現了產品設計、工作流程的無紙化管理。
企業資源計劃（erp）分系統：采用寧波萬通軟件公司erp系統，并分批實施了制造數據管理、銷售管理、技術工藝管理、生產計劃、車間作業、物料需求計劃、采購管理、庫存管理、質量管理、人力資源管理、設備管理、計件工資成本管理、pdm接口等一系列子系統，此外還開發實施了基于internet的訂貨管理子系統，作為銷售管理子系統的上游子系統，為其提供數據。
系統集成：在基本完成各分系統應用后，對整個項目的系統集成進行了安裝和調試，目前，整個系統已經可以集成運行，實現了cad、pdm和erp的信息集成。
通過cims工程的實施，中強公司在管理上已逐步形成一套快速響應市場變化、滿足客戶需求的企業內部運行機制，實現了產品銷售、技術開發、生產計劃、物料管理、財務管理等各個部門業務管理計算機化。
2 軟件產品的選擇
在中強公司cims工程中，主要應用軟件均采用了國產軟件，如intelcad和pdm軟件是上海思普信息技術有限公司的自主軟件產品，erp系統選用的是萬通軟件有限公司自主研究開發的erp系統軟件，國產軟件費用占軟件總費用的70%以上。選用國產軟件主要是基于以下考慮：
2.1 考慮中國國情。國外有許多好的管理軟件，但是拿到中國后多數都不太適用，有些企業就是勉強用了也用不好。究其原因，主要是中國的企業管理水平和現狀很難與國外軟件的標準管理模式融合。企業花了很大的代價，花了很長的時間，實施的結果是棄之不舍，留之難用。中強公司選用的這些應用軟件有較多的國情化處理，比較符合中國企業的實際情況，技術上較成熟，在國內有廣泛的用戶，且軟件公司具有雄厚的技術實力和豐富的實施經驗，技術支持力度強。
2.2 考慮投入產出。企業做任何事情都要考慮投入產出，要考慮風險，國外軟件動則幾十萬上百萬美元，對國內企業來講是一個不小的負擔，同時也增加了軟件實施的風險，還有軟件今后的升級費用等問題，都需要企業認真考慮。目前，國產軟件（如兩維cad、pdm、erp等）的水平有了很大的提高，已能夠滿足國內企業實際工作的需要。
2.3 考慮售后服務。軟件特別是象erp、pdm這樣大型軟件的實施都會有一個較長的周期，企業應用咨詢、軟件原理培訓、軟件應用培訓、軟件客戶化修改都是必不可少的，國外軟件高昂的技術支持費用是國內企業難以承受的，更難長時間承受。同時國外軟件的封閉性使國內企業的軟件人員很難進行修改和變動。而國產軟件則不同，盡管國產軟件也要收取技術支持費用，但其收費標準國內企業可以承受，而且國產軟件其源代碼相對開放，較大的客戶化變動委托給軟件公司，一般性的修改完全可以由企業自己來解決。
當然，國產應用軟件也不是十全十美，今后應該在專用界面、決策支持、特別是pdm軟件在工程項目中的管理與控制、安全性管理、工作流的 并發機制處理、多bom視圖形成等方面還須不斷改進和提高。
3 cims工程的綜合效益
中強公司應用國產軟件實施cims工程，不僅提高了企業管理水平，同時也獲得了良好的經濟效益。直接經濟效益如表一所示。
表一：直接經濟效益
響應市場的速度
提高了30%，對快速占領市場發揮了重要作用。
新產品開發
開發速度加快25%以上，為新產品及早占領市場搶得先機。
生產率
提高生產率17%。
資金周轉率
提高資金周轉率0.2次，公司每年可節省開支90萬元。
間接經濟效益則表現在：
l 規范了企業的基礎管理和運作方式，使公司建立起科學的管理體系和快速反應的企業經營機制，推動了企業管理流程的規范化、制度化，使各部門職責更加明確、科學合理。
l 大大提高了工作效率，增加了管理工作的深度，提高了管理工作水平。
l 提高企業的聲譽，增強了市場的競爭能力和應變能力。
此外，中強公司cims工程所產生的社會效益也是顯著的，一方面為寧波市、浙江省制造企業實施cims提供了可貴的經驗和可借鑒的模式，具有廣泛的示范意義和推廣應用價值，另一方面，為國產軟件的發展和完善提供了機遇和舞臺，樹立了國內企業使用國產軟件的信心，促進了國產軟件的不斷發展和提高。同時，實施cims工程，使中強公司產品更具有市場競爭能力，能以較高性價比的產品滿足日益增長的市場需要，為加速我國電動工具行業的發展貢獻了力量。
