机械电子工程发展前景篇1

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于飞速发展的时期，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。

机械电子工程发展前景篇2

【关键词】设计制造；产品样式；发展方向；智能调控；细化分析

机械设计以及自动化发展作为整体电子产业技术规范的必要结果，其主张联系学科的交叉化影响，利用逐渐完善的边缘新兴学科以及特定功能实现创新生产模式的开发目标。为了有效贯彻机械电气化特定发展阶段指标，设计人员应该主动联合计算机信息应用理念进行多方视角审定，争取全面制定多类型软件程序和系统组织优化方案，稳固低耗能的生产格局优势。

一、机械设计制造以及自动化发展原则研究

（一）机械功能需求的全力供应。任何类型的产品都需要结合人员固定需求进行长远开发、设计，为了灌输某种特定延展功能效益和物质调理要领，就要适当结合智能化信息进行规模整改。当然，机械自动化管控体系能够将不同能量进行科学转换，并将固定产物数量与信息匹配要求制定完全。按照这种模式论述，整体机械自动化设计其实属于某种综合概念的产物类型，其将机电一体化与人员交互式影响前景全面开创，准备带动各类生产、生活领域的活流效应，这是内部分散元素布局规律与整合动机共同决定的现实结果。

（二）技术模型的不断创新改造。按照实际规范体系与产品构建的功能格局观察，具体将整体创新方向规划为物料加工、能量转换与信息处理等。其中，物料加工就是将不同能量物质进行特殊工序调理，实现机械位置与形态的改变，其间规范媒介多以交通运输设备、起重机械与机床为主；按照能量识别技巧断定，在协调元素队列的重装基础之上，有关电动机、内燃机等动力传输资源开始大面积活跃起来；而承接上部能量转化举动之下，信息处理技术主张将不同图像、文字等信息机理进行同步匹配，形成富有智能管控能力的创新机械布置格局。整个机械自动化系统在广泛整合上述主体功能之后，根据实际检测与控制功能标准进行补充，同时为必要机械自动化产品制造积淀疏通实力，稳定阶段产业经济优势和动力基础的扩展水平。

二、机械自动化调试系统的发展优势论述

按照机械自动化技术长远发展趋势以及现场工业场景布置条件进行综合对比、验证，有关高水平的管控条件已经逐渐放大，为了构建富有经济效益特征与社会响应的场景，整体自动化控制技术可说是使出浑身解数，准备全力迎接未来多元发展前景的挑战。

（一）工作质量的提升。这类产品主要依靠综合信息自动化处理功能进行规模开发，有关细致工序下的机械灵敏度、精度要求已经足够优越，透过执行机构与规范动作的匹配，有关机械操作者的主观思想束缚条件已经完全摒弃。因而在现实生产空间中的最佳绩效结果便是理所当然的，保证后期产品的检验合格通过率。

（二）安全管制地位提升。机械自动化产业布置空间广泛吸纳现场活动监视与自动保护体系，按照实际生产过程观察，有关布局环境下的过压电流、短路等故障问题能够引起机械的自动响应；之后管理人员及时采取应急方案来维护现场安全生产条件，避免既定规模事故引发带来的经济损失结果。机械自动化产品将生产环境内部器件磨损效应长期克制，进而维系设备整体最佳的灵敏性和可靠工作质量。

三、机械自动化发展方向研究

（一）模块化布局。模块化管理属于某种细化工程项目，因为机械自动化产品与生产厂商之间存在严格的规范协议，尤其在产品开发环节中存在必要的机械节点、电气转交媒介与环境接口协调标准，根据复杂产品与单元匹配的必要规范体系分析，有关视觉和识别控制单元下的机械装置必须稳定规范样式。只有长期坚持此类标准，各式创新产品与连带生产规模才有机会放大。电气产品的标准化、规模化生产的确是既定流程下的细化要求，可以说模块单元的智能分划为后期自动化机械产业发展前程奠定雄厚适应基础。

（二）微型化特征。机械自动化发展方向显然已经与微型工业规划指标相互贴合，根据先进国家微电子调试系统进行观察，涉及单位体积范围不足1立方厘米的机械产品样本绝不是极限状态，后期纳米制备结果才是王道。因为这类机械部件本身能耗数量小、运动灵活，对于军事、医疗事业有着广泛的适应能力，后期推广趋势已经再明显不过。但其发展流程中不免遭遇瓶颈限制，有关细致加工技术等内容尚且需要广泛挖掘。

（三）生态化调整。工业化的发达样式赋予周边人民特殊的生活规则，在相对丰富的物质基础条件下，有关资源减少与生态系统失衡效应的矛盾状况一直是环境保护部门高度重视的现实性问题。因此，技术人员开始极力呼吁生态资源的保护思想，争取开发一系列绿色产品，将高能耗问题与环境污染隐患全部清除，争取迎合人类健康生活标准，稳固资源现实利用效率。机械自动化产品的绿色改造标准具有长远的发展优势，对于后期报废产品仍然能够满足改造要求，并借此稳固我国经济与环境的协调管理水准。

四、结语

机械自动化设计与系统性发展能够全面支撑高可靠性和低能耗规范标准，结合共性传感与信息综合调控理念进行长远研究，涉及细化的接口调整与系统总体管控标准都应该借助机电一体化设计理念进行广泛扩张，这是目前机械产业布局的主体技术标准。因此，大部分技术管理人员必须沿着机械智能化设计与开发模式进行细致工序衔接，主动吸引各类经济主体进行阶段发展活力元素灌输，稳定创新技术的长远发展优势。相信经过长远的技术节点挖掘与发展之后，有关机电一体化的延展前景将会更加优越，进而全面满足整体社会人群正常的生活需求与生产管制愿望。

参考文献

[1]陈韦兵.浅析机电一体化技术的现状和发展趋势[J].煤炭工程，2008，13（06）.

机械电子工程发展前景篇3

1.1工程机械化

工程机械化是人类生产文明进步的重要表现，从生产力角度工程机械化是实现生产力提升的直接标志。从广义角度上讲工程机械化就是工程建设施工实现了机械设备替代人力劳动，其是对工程建设施工过程中所有应用机械设备的总称。工程机械制造作为制作用于工程建设的机械设备施工环节，其所制作的机械设备种类众多，例如运输机械、起重机械、矿工冶金机械等等。在国家经济发展过程中，机械制造水平在一定程度上显示了该国家的科技发展水平，也就是说一个国家的机械制造水平很大程度上影响了国民经济发展。目前，我国已经实现了工程机械化发展，但相比于发达国家还有一定的差距，这在一定程度上影响了机械制造业水平的发展与进步，同时也影响了我国国民经济的进一步发展。相对来看，我国在机械制造发展方面还具有相对广阔的发展空间和前景，为此我们应该充分发挥国内机械制造业的潜力，以实现对我国机械制造水平地提升。

1.2机电自动化

机电自动化是一门综合性的机电技术类型，其是机电技术实现科技化发展的重要标志。从机电工程本质上讲，其本身就属于科技化发展产物，而机电自动化则是实现了机电工程全面科技化的发展。从当前的社会发展状态与情况来看，机电自动化发展是现代化生产环节中不可或缺的一部分。在科学技术的发展背景下，各个专业之间相互渗透、交叉越来越频繁，机电自动化就是专业交叉的重要产物，其引领了工程领域中的技术革命。在计算机技术发展迅速的科技背景下，电子技术对工程领域中的工业控制、生产方式革新、企业内部管理与成本控制均产生了重要影响，所以说机电自动化技术的发展是实现人类机械电子设备发展的重要里程碑。

2机电自动化在工程机械制造中的应用分析

机电自动化发展作为科学技术在制造业当中的重要发展标志，其所能够为社会生活带来的不仅是机械设备制造技术上的发展与进步，更是推动社会生产力水平向科技化、高效化发展的重要支持。随着机电自动化在机械系统设计、调试等方面的应用，其对工程机械制造业的发展及效益提升带来了重要推动。文章选择机电自动化在工程机械制造中最常见的集中技术进行分析。

2.1集成自动化技术

集成自动化技术是指机械制造中对各类生产经营、技术功能的集成性发展。在传统技术模式下，实现对机械制造技术的集成化发展是不切实际的，但随着信息技术的逐步完善与应用，集成自动化技术不仅得以实现，还成为了机械制造过程中使用最普遍的技术内容。随着市场经济体制地到来，机械制造业地竞争越来越激烈，为了能够在市场竞争中站稳脚跟，很多机械制造企业开展技术研究与发展，通过将电子计算机辅助设计技术、数控教工技术以及企业管理系统等多种技术与系统内容引入到企业的机械生产制造系统中，得到了非常显著地发展，并成为了机械制造业当中企业的发展潮流，CIMS工程应用的有效保持，在提升机械制造企业的生产能力和市场竞争里的基础上，也实现了集成自动化技术地有效发展。

2.2柔性自动化技术

所谓“柔性自动化技术”是以数控技术为核心，在融合其他先进技术的前提下而建立起的新兴技术类型。从生产与操作过程方面来看，柔性自动化技术能够实现机械制作与生产全自动化发展。在柔性自动化技术当中，包括机械设备的材料准备、制作、生产等一系列生产行为都由计算机来予以控制和操作。相比于传统人力机械生产模式，柔性自动化技术不仅能够在计算机技术的精确控制下，保证机械设备生产、制作过程中的各项生产行为、尺寸的准确性，同时还能大大减少对劳动力的应用，实现了对生产成本的有效控制，并在此基础上实现生产效率地有效提升，在确保机械设备生产秩序的基础上，提高生产效益。无论是从机械制造业未来发展角度考虑，还是制造企业的效益提升角度分析，柔性自动化技术都将成为机械设备自动化生产的主流模式。

2.3智能自动化技术

智能自动化技术即智能华机电自动化技术，其是在计算机技术发展支持下，通过利用计算机智能系统对人类行为地模拟，从而替代人类去进行机械设备的生产操作及相关行为。从表面上看智能自动化技术与柔性自动化技术有一定的共同性，但智能自动化技术要比柔性自动化技术更高级，相比于柔性自动化技术而言，智能自动化技术能够通过对人类行为地模仿，来提高自身的工作能力，并对生产行为产生一定的判断力，这是柔性自动化技术所不具备的优势。智能自动化技术在机械设备制造中的应用，能够更进一步提升机械制造行为的准确性，并保证这一行为能够始终保持在一个高水平状态之上。需要注意的是由于智能自动化技术需要人工操作来作为主观工作支持，因此要经常对智能自动化技术进行维护，以确保智能自动化技术的良好工作状态。

3注意事项

虽然机电自动化在机械制造中展现出了多方面的优势，但针对当前的机电自动化水平来看，其仍存在诸多不足，因此在实际应用过程中，要做好以下几方面的控制：（1）规范应用流程。机电自动化在为机械制造提供支持是建立起机电自动化设备、系统软件的规范安装与应用前提下的，为此企业必须要严格按照机电自动化要求进行工作，避免操作不当而为企业带来不必要的损失；（2）做好质量控制。机电自动化在机械制造当中的应用，确实能够为机械制造带来重要帮助，但企业必须要保证其所制造出来的机械设备质量符合质检与应用要求，否则机电自动化为工程机械制造带来的进步意义都是空谈。

4结束语

机械电子工程发展前景篇4

关键词机械机电一体化前景现状

一、机电一体化的来源与发展

机电一体化在国外被称为Mechatronics是日本在20世纪70年代初提出来的，它是将英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分结合在一起构成的一个新词，意思是机械技术和电子技术的有机结合。这一名称已经得到包括我国在内的世界各国的认同，我国的工程技术人员习惯上把它译为机电一体化技术，机电一体化技术又称为机械电子技术，是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。机电一体化技术是微电子技术、计算机技术、控制技术、光学技术与机械技术的相互交叉与融合，是诸多高新技术产业和高新技术装备的基础。它包括产品和技术两方面：光机电一体化和光机电一体化技术。

机电一体化的发展可以分为三个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段。这一阶段的机电结合技术，对战后经济的恢复起到了积极作用。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。20世纪70～80年代为第二阶段。这一时期计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头角，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。这些研究，促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。

二、我国的发展现状

80年代以来，以信息技术、生物技术、新材料等高技术为中心的新的技术革命浪潮有力地冲击着全球，它对生产力的发展，人类创造力的发挥、产生了巨大的影响，引起了经济、社会、文化、政治、军事等各方面深刻的变革。1986年3月3日，王大珩、王淦昌、杨嘉墀、陈芳允四位老科学家给中共中央写信，提出要跟踪世界先进水平，发展我国高技术的建议。这便是重要的863计划，其中最重要的一点就是自动化技术领域，充分的考虑到机电一体化的使用价值和市场期望。许多有志之士为国家机电一体化做出了杰出的贡献，为机电一体化与国际接轨打下了非常好的基础，虽然我国现在的机电一体化的技术和欧美国家日本比起来有一定的差距，但是和巴西等发展中国家比起来却是排在最前沿的，这要归功于改革开放的发展所带来的机遇和国家的大力支持，使得机电一体化能够得到优先发展的权利，在这一时期内取得了非常丰硕的成果。

（一）计算机软件方面

20世纪90年代随着cims的推广和运用，我国建成了cims试验工程中心和7个开放实验室的硬件环境，在全国范围内部署了很多的cims的研究项目，国家投入了大量的资金在这个项目上面，并很快在产品设计自动化，网络数据库技术，cims集成技术等方面取得非常丰硕的成果，但是但部分的大型机械制造企业和绝大部分的小型机械制造企业主要局限于cad和管理信息系统。基层自动化还比较薄弱，国内的大部分数控机床的编程非常的复杂，没有发挥应有的作用。因此，与工业相对比较发达的欧美国家等还有一定的差距。

（二）数控技术方面

中国于1958年研制出第一台数控机床，在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需求，但对关键技术的试验、消化、掌握及创新却较差。至今许多重要功能部件、自动化刀具、数控系统依靠国外技术支撑，不能独立发展，基本上处于从仿制走向自行开发阶段，与日本数控机床的水平差距很大。存在的主要问题包括：缺乏象日本“机电法”、“机信法”那样的指引；严重缺乏各方面专家人才和熟练技术工人；缺少深入系统的科研工作；元部件和数控系统不配套；企业和专业间缺乏合作，基本上孤军作战，虽然厂多人众，但形成不了合力。

（三）工业机器人方面

我国的工业机器人研究开始于20世纪70年代，由于当时经济体制等因素的制约，发展比较缓慢，研究和应用水平也比较低。1985年，随着工业发达国家开始大量应用和普及工业机器人，我国在“七・五”科技攻关计划中将工业机器人列入了发展计划，由当时的机械工业部牵头组织了点焊、弧焊、喷漆、搬运等型号的工业机器人攻关，其他部委也积极立项支持，形成了中国工业机器人第一次高潮。但是，我国目前还没有像日本的FANUC和德国的KUKA那样的形成规模的工业机器人制造厂，工业机器人产业目前在我国还仅仅处于萌芽阶段。

三、机电一体化的前景

在未来，利用高新技术对机电一体化进行改造与提升，机电一体化涉及的学科领域很广，是一门独立的综合性、交叉性学科，我国应更加注重对机电一体化产品的自主开发与技术创新，利用高新技术对机电一体化产品进行创新设计，推进产品设计的智能化，自动化和快速化，才能赶上或超过世界发达国家机电一体化水平，提高产品的市场竞争能力。机电一体化的前景更趋向于环保化，智能程度更高，体积也更小、更方便的方向发展。

（作者单位：长江大学文理学院机械5091班）

参考文献：

[1]李运华等编著.机电控制[M].北京航空航天大学出版社.2003.

[2]毕胜国内外工业机器人的发展现状[期刊论文]――机械工程师2008（07）.

机械电子工程发展前景篇5

最近几年科学技术飞速发展，人们对机械设计的要求标准也不断升高。面对现代化的大生产规模，传统模式的机械设计改革一触即发，对当代机械制造行业提出了新要求，即智能化、机电一体化、模块化、绿色化、网络化、人性化等。机械设计制造及其自动化必须把握好自己的发展方向，应该去遵循社会变革对机械制造行业提出的新标准。此行业应该高标准、严要求、多样化，这样才可以稳步推动机整个制造设计行业的进步。

关键词：

机械设计自动化；发展方向分析；发展前景

本文在阐述机械设计及其制造的基本概念的同时，展示了当前机械设计制造的发展水平。并对此行业的发展前景和方向进行了比较全面的分析。

1机械设计的概念

机械设计的概念产生于1984年的美国，美国机械工程师协会曾经对这一概念进行了贴切并且客观的描述与概括，指出机械设计用于完成机械力学、能量力学以及运动力学的过程中，通过计算机网络进行协调和控制，达到机械和机电部件相互联系效果的自动化系统。这一概括完整的展现了机械制造的内容，从此，机械有了比较基础的理论。该项研究的特征是以机械设计作为系统研究的开始，结合计算机技术、机械技术、信息技术、传感检测技术、微电子技术、机械技术、计算机技术、信息变换技术、自动控制技术、电力电子技术以及软件编程技术等群体先进技术，为的是实现一系列系统功能，以使整体组织结构得到优化。同时可以保持系统的多功能、高质量、高可靠性，为后期实现特定功能奠定基础，并且可以让整个系统处于最良好的工作状态。因此我们可以了解到，这门技术的无比复杂性与挑战性。此门技术不仅可以充分满足机械对一些精密功能的要求，创造出能够协助不同工作的机械产品，而且还可以让产品的功能完美体现，只需要通过完成从输入端输入随后输出的过程。这门技术的发展方向研究非常重要[1]。随着社会发展，我国机械制造行业也进入了飞速发展期，表面上是机械设计和机械设计制造及其自动化技术的稳步提高，其实质与核心还是科学技术的发展。是科学技术的发展为机械设计带来了春天。把握好机械设计发展方向对机械制造行业的未来有着举足轻重的影响，这使得我们必须提高对相关科技的研究与重视，为机械制造水平的提高创造良好的外部环境。

2机械自动化设计特征以及应用原理

自动化技术的基础是控制理论，在这过程中有机地将生产过程和人工改进作用结合，使机械设计过程得以实现自动化。进一步说，自动化技术有以下几个方面的特征和原则：首先努力创新。科技水平是不断发展的，那么传统设计方法必定会凸现一些弊端，比如无法满足结构复杂的过程、误差率大、工作量不足等。在当今变革下，规模化、智能化、自动化已经成为整个设计新领域的新要求，只有不断改革创新，使设计水平得到提高，才能满足日益增长的机械设计要求，在面临新挑战时从容不迫；其次借鉴各科技领域等先进成果。此门技术与多领域、多学科交叉、相互融合，想要获得新的科技成就，必须具有高度的前瞻性，积极地融入最新相关理念，积极引入一些新科技例如电子学、计算机仿真技术、机械力学电子学等学；最后注重管理水平提高等。如今的机械设计与传统的机械设计相比，对我们的管理水平要求更高。曾经等管理经验有很多不再适用于当前设计的要求，这就对研发人员自身管理水平提出了新的挑战，使得广大管理人员不得不将现代化管理模式手段与机械设计本身结合。并且技术人员也要不断提升自身技术素养和专业技能，只有与技术发展大浪潮保持一致，才能不被市场无情淘汰。随着机械设计及其自动化在一些行业中的运用，其本身与现代技术、传统机电设备结合，自身加以优化提高，不断满足其智能化和自动化的基本技能要求。在实际运用中，微结合了机械技术与电子技术，并且在机电相关行业加入了产品设计、质量检测、制造、开发等工作，也可以加快微型机电系统、加工中心、机器人等方向的发展速度。随着机械设计制造及其自动化行业的飞快发展，加上它全面的功能，已经成为了机械各行业中的基础技术学科，在微电子工业和计算机工业已经被广泛应用[2]。控制系统对机械设备具有精密化的管理，在航空航天、高端武器装备的研制开发中都有着不可替代的技术力量。当前方方面面对机械设备的要求越来越严格，机械自动化设备有着自己更加精密化、科学化、多功能化等发展动力。

3机械自动化设计的发展方形分析

第一，区域互联网程度提高。自动化设备具有良好的信息控制和自动化处理能力，数控机床是实施操作的介质。如果一些机械工程较大，工作过程不是十分复杂的情况下，很难控制产品的生产品质；如今网络技术不断向前，手机也可以成为机床联网操控的新手段。系统建模后，自成网络系统得以实施，这时候就具备了各机械设备通过信息传导的好机会，可以建立区域网络化的管理控制系统，并利用控制中心进行细节控制；当然，区域网络系统应该具有合理分配好各机床应该负责的工作范围的能力，对于不同的情况，可以合力开展，并且同时保证效率；重要的是，要防止电路故障发生引起的工作瘫痪，在区域网络管理模式下应引起我们的足够重视。第二，大型机械的小型化趋势。随着计算机小型化发展，越来越多的信息自动化设备也逐渐进入小型化发展趋势的浪潮中，而在社会生产工有着重要地位的机械自动化设备也紧随时展潮流，积极地进行着小型化微型化发展方向发展，国外已经研发出的微型全新自动化系统，它们的目标甚至是微米、纳米级。微型自动化产品的特点有操作灵活、体积小、耗能少等，但是如何同时具备传统机械设备的主体功能确是一个存在的难题，如何进行精密度的机械过程同样是个棘手问题。有意义的研究是如何能减少企业中的占地，能提高机械自动化设备的数量，但微机械自动化的加工产品有限制，只能应用于采用超精密科技的设备。第三，机械设计的环保理念提升。如今国人乃至世界越来越重视环境保护，机械工业可以追求工作效率、经济利益，但是也该意识到保护生态环境的重要性。机械自动化系统电损耗高，而且会排放大量有毒有害气体，危害自然环境以及附近居民的人身健康。因此在机械设计和自动化技术的的科技进步中，更加应该主张绿色环保。减少在工作过程中有害气体产生是我们的社会责任，为此我们可以对机械设备功率进行限制，或者积极寻找可代替能源。第四，数字化发展。机械设计及其自动化只是机械设计其中的一个重要有机组成部分，机电一体化还包含传感检测、机械、动力、电子信息处理、执行元件这五大组成部分，为了能有更加广阔的市场空间，朝机电一体化方向发展成为一种必然。第五，智能化发展。智能化是自动化技术的一种体现。何为智能化，是以控制理论为指导，加以心理学、模糊数学、人工智能、计算机科学、和运筹学等新措施、新思想，模拟人类的思想，让过程具有推理、自主决策、逻辑判断的能力，向更高的控制目标发起进攻。大大降低工作强度及错误率，智能化的实现使人类摆脱人力脑力劳动成为可能。第六，模块化发展。复杂和多样是机械设计的特点，在整个机械设计及自动化方面发挥着重要作用的还有模块化。模块化标准的要求下，实现在设计过程中多零件组分同时适用于同一模块成为现实。不仅可以大大降低设计成本，而且可以缩短机械设计的时间，使后期零配件的更换维护更加便捷。设计的模块化规范，使机械制造企业的模化生产可以在短时间内完成，提高经济效益。机械设计制造及其自动化产业前景广阔，还可以通过培养高素质高技能人才推进行业整体进步，需要相关技术人员努力学习，进行经验技术的高度提炼总结。机械设计制造及其自动化课程，已经纳入国家高等教育的体系很多年，在许多学校都已经开设这门课程，这显示出社会对此方面的人才量的大需求，因此来说学习相关知识的学生，就业前景可以说很广阔。在我国很多地区，这个产业具有很高的竞争性，高素质人才一代代更替、创新[3]。机械制造产业还广泛应用于航空航天、兵器、汽车等领域的发展中，如果想要获得更加长久的发展，并且想要一直存在这广泛的空间，立足于运行管理、设计制造、科研开发等方面的话，都需要机械制造产业自身的不断提高与创新。目前我国经济发展进入高速路，将机械设计制造及其自动化作为制造强国的手段之一，给予研发生产等方面的大力度支持，足以见得行业本身的重要地位。综上所述，机械设计制造及其自动化必须把握好自己的发展方向，应该去遵循社会变革对机械制造行业提出的新标准。机械设计及其自动化技术拥有巨大的发展前景，该技术一直在迎合现代工业及生产的需求，但是工业产业飞速发展下，现有的机械设计与自动化技术能力和管理水平暴露出很多不足，面对自动化的大蛋糕，科研人员要提升自身素质，努力攻坚克难，争取努力提高国家的科研技术水平，使我国科研发展迈向一个新的台阶，用不断探索与创新的精神影响整个行业，兢兢业业使行业健康迅速发展。

参考文献：

[1]周德辉.机械设计及其自动化发展方向的思考[J].民营科技,2015(10):9.

[2]杨近松.机械设计及其自动化发展方向的思考[J].山东工业技术,2015(21):288.

机械电子工程发展前景篇6

关键词：综合工程；实验示范中心；学科；课程群；教学模块

作者简介：李孝华(1958-)，男，湖北荆州人，荆楚理工学院副教授，从事高等教育、实验室建设与管理研究。

中图分类号：G712文献标识码：A文章编号：1001-7518(2008)18-0044-03

荆楚理工学院为加强机械、电工电子、印刷技术等工程实验实训教学基地的建设，提高其综合利用效能，使机、电及印刷工程类实验实训教学优势互补、资源共享，按照国家普通高等学校实验教学示范中心申报条件、规范和要求，在原机械、电工电子、印刷技术实验实训中心的基础上整合组建大工程综合实验实训教学平台。成立综合工程实验教学示范中心(包括实训，为简单起见统称实验中心)。在准备、启动与建设综合工程实验示范中心的过程中，我们做了一些探索。

一、机构设置：搭建实验管理平台

学校原机械工程实验中心、电工电子实验中心、印刷工程实验中心分别属于机械工程、电子工程、印刷工程三个不同的学院管理。机械工程实验中心设有数控原理、互换性与公差测量、力学性能、机械原理、机械设计、机械创新、机械性能、金相分析、热处理、硬度、动平衡、模具拆装、注塑成形等14个实验室，另建有金工实习工厂和数控加工中心，电工电子实验中心设有电工电子基础、PLC、电力电子、电机及电气技术、自动控制、数字电子、模拟电子、通信原理、高频电子、彩电原理等10个实验室，另建有电工和电子技术实训室。印刷工程实验中心建有印刷工程专业实验室、印前印后基础训练室和一个集制作、制版、印刷、装订于一体的生产实训教学基地。“教学示范中心建设的关键是实现高校实验室内部机制转换，创建适应高素质人才培养需要的实验教学改革机制”。新组建的综合工程实验示范中心将以上分属三个学院管理、面向多个专业的工程实验中心进行整合。成立综合工程实验教学示范中心。中心属学校实验教学机构，是教学与科研的实体，体制上实行主任负责制，统筹调配、使用实验教学资源。如统一调配中心的实验教学仪器设备和实验指导教师、实验技术人员；负责实验指导教师和技术工人的选聘和考核工作；负责实验仪器设备保养、维修：统一经费预算和使用；负责和承担日常实验教学、科研、实验室建设和管理工作等。在行政体制上接受学校教务处和实验设备管理部门的业务管理和指导，重点是对中心建设的重大项目、教学改革的重大问题等提出指导性意见，这样既保证了实验示范中心教学、科研的中心地位和独立的管理职能，又使中心与相关学科始终保持教学、科研的密切联系，使中心的建设与发展具有强大的学科背景支持。

为什么要搭建综合工程管理平台，我们的回答就是树立“大工程”教育观和“工程贯通”、“机电一体”及“开放创新”的实验室建设理念，在这个“大工程”平台上唱多学科建设的戏、“大工程”人才培养的戏、“大工程”实践教学的戏。“大工程”教育观是当今的一个重要教育理念，是人才素质培养的一个重要内容。“大工程”教育观，是以工程应用型人才为培养目标，以实际工程为背景，以工程技术为主线，着力于培养学生的工程意识、综合工程素质和工程实践基础训练。将工程基础教育、自然科学教育和人文、社会科学教育相融合的现代工程教育观。中国工程院院士朱高峰认为，我国工程教育存在的主要问题，一是工程教育定位不明确，学科专业划分过细，学生知识面太窄，科学基础不坚实并缺乏工程实践的基础训练：二是培养层次、结构体系和人才类型与企业需求存在一定程度的脱节，缺乏综合运用知识解决工程问题能力的培养。如何克服目前工程教育的弊端，培养宽厚基础的复合型工程科技创新人才，是高校工程教育需要实践和思考的问题。通过整合、优化多种工程实验教学资源，组建综合工程实验示范中心，使学生在掌握本专业基础理论、专业知识和专业实践能力的基础上，更好的培养学生大工程背景下综合工程素质、综合实践能力和创新精神。

二、学科支持：建设四大一级学科

建设综合工程教学实验示范中心，我们始终坚持以学科建设为龙头，以大工程人才培养为目标。以机械、电工电子、印刷工程类专业建设为载体，以整合课程群优化教学内容，始终坚持以学科建设引领工程实践教学改革，促进实践教学与学科建设、专业建设、课程建设的融合。根据以上思路推出综合工程系列实验课程群，形成理论教学与实践教学相结合的综合工程人才培养实践教学体系。按照应用型本科人才培养目标要求，结合学校师资队伍学科结构状况，我校大工程实验教学平台设有机械工程、电气工程、电子技术与自动控制、印刷与包装工程四大一级学科予以支撑，并重点建设相应的二级学科及课程群。

一是在机械工程一级学科背景下，重点建设机械设计及理论、机械制造工艺与设备、机械制造及其自动化三个二级学科，推出工程材料与机械制造基础课群、机械设计基础课群、机械工程及自动化专业课群、现代数控技术专业课群。

二是在电子工程与自动控制一级学科背景下，重点建设电子电路、电子元件与器件技术、电子、通信与自动控制技术、电器学四个二级学科，推出电子电路基础课群、电子技术专业课群、通讯工程与自动控制专业课群、电器技术专业课群。

三是在电气工程一级学科背景下，重点建设电工学、电机学、电力拖动及其自动化、机电一体化技术四个二级学科，推出电子电路基础课群、电气工程及自动化控制专业课群、电工基础专业课群、电机基础专业课群。

四是在印刷与包装工程一级学科背景下，重点建设印刷工程、包装工程两个二级学科。推出材料与印刷工程基础课群、图文信息处理技术课群、印刷工艺技术课群、包装设计与印后加工技术课群。

在这里，学科是龙头，学科是专业建设的基础；专业是实践教学模式下学科建设的基地：课程，特别是实践课程是学科、专业、实践教学链上的节点。因此。我们设计一级学科、二级学科、课程群诸要素排列成综合工程背景下的教学矩阵。

三、工程实训：设计四大教学集成模块

有了学科基础、课程支撑背景，根据专业和人才培养目标，我们整合设计了四大实验实训教学集成模块，即：工程基础理论实验模块、工程基础技能训练模块、先进制造技术训练模块、产品创新设计模块。为什么是“集成块”，是因为一个教学大模块中集成了许多教学子集成块；为什么是“模块”，是因为模块可以任意变换组合，优化形成多种教学状态，所以设计这些模块的指导思想是基于建设大工程实训平台、强化工程综合素质教育、实现宽口径多方向人才培养的目标。

一是在工程基础理论实验教学模块中，结合工

程材料与机械制造基础课群、电子电路基础课群、材料与印刷工程基础课群，分别构建机械、电工电子、印刷基础课实验平台。包括机械和力学性能、机械原理、金相分析、电工电子基础、数字电子、模拟电子、印刷材料、印刷机械原理等基础实验。

二是在工程基础技能训练教学模块中，结合机械工程及自动化专业课群、电气工程及自动化控制专业课群、通讯工程与自动控制专业课群、电工电子技术专业课群、印刷工艺技术课群，分别构建机械、电工电子、印刷工程的技术、工艺、技能实训平台。包括机械制造、电子工程、印刷工程和电工等基础技术训练，以及机械、器件、印刷等材料形成工艺技术基础训练，重点掌握新技术、新工艺、新设备的基本性能和技术。

三是在先进制造技术训练教学模块中，结合现代数控技术专业课群、图文信息处理技术课群，分别构建先进制造技术、现代印刷技术、电子信息技术的实践训练平台、仿真模拟及CAD／CAM技术应用教学平台。如在数控技术实训中，推出数控车床、数控洗床的结构剖析、调整、编程等实训项目。因为作为现代制造业的基础，数控技术的发展和应用从根本上决定着制造业的发展水平，信息技术(主要包含微电子、计算机、通讯技术)为代表的高新科技向机械、印刷行业的渗透，传统制造技术与信息科技、自动化技术和现代管理科学的有机融合，越来越多地体现着知识经济的特征。所以先进制造技术训练模块是培养工程人才走进现代高科技技术前沿的重要实践教学手段。

四是在产品创新设计教学模块中，结合机械设计基础课群、电器技术专业课群、电机基础专业课群、包装设计与印后加工技术课群。分别建立机械创新设计与制作、电子设计与制作、电器产品与维修、印刷产品与包装设计生产实训基地。结合全国机械创新设计大赛、电子设计大赛及电子产品制作。组建实践教学创新团队，培养工科大学生的实践能力和创新精神。如在该中心的印刷产品与包装设计生产实训基地，学生进入车间接受“真刀真枪”的机台教学与实际操作。在该基地可完成排版、拼晒版、印刷、装订等全部生产实训过程。

大学教学，理论教学和实践教学都是基础性的。所谓基础，就是基本概念、基本规律、分析问题、解决问题的基本能力和基本方法，以及工程技能课中的基础训练。所以。从工程基础训练层面来讲，无论是机械、电工电子，还是印刷工程，其一般工程技术指标、实践教学要求具有很大的同一性、统一性。因此上述实验和训练模块中的子模块，既有独立性，又有复合性、实用性，能根据教学要求。组合设计多个实验训练方向，真正体现综合大工程实践教学基地的魅力。

四、教学改革：创新实验实训模式

我校综合工程实验教学示范中心包括许多实验室和若干实训室(实习工厂)，根据实验或实训的要求。不断创新实践教学模式。改革实践教学方法。首先。中心是全天候的、开放的，保证机械、电工电子、印刷类多专业学生实验实训教学，构建专业实验、课程设计、课程实习、专业实习、生产实习四年贯通的实践教学模式。中心借鉴推行“课内与课外结合、教学与科研结合、优生优培”的创新人才培养机制，全面实施开放式实验教学。吸引学生主动参与实践活动，培养学生对“提出问题、研究问题、解决问题”的兴趣，培养学生的思索能力、辨析能力和探索求知精神。其次。发挥示范中心的示范、辐射功能，向同类高校、周边高校互派实验教师、互派实习学生，资源共享，优势互补。其三，实验中心(实习工厂)向工厂、企业辐射、延伸，联合建设重点学科和专业，创建校企合作、工学结合、教学内容与企业标准对接等新的人才培养模式。其四，在实验项目的设计上，验证与研发相结合，经典与传统相结合，实验与仿真相结合，实验与实训相结合。其五，在教学方法上。教师讲授与技术工人指导相结合，基础训练与现代技术教育相结合，见习与实际操作相结合。替代材料与“真刀真枪”实做相结合。总之，通过实验实训教学改革，不断开拓新思路、构架新模式、创新教学方法。逐步建立基础实验、应用实训、设计和创新实验相结合及与计算机数字控制技术紧密整合的实验实训教学体系。

五、条件保证：提升软硬件实力

首先，中心进一步加强专兼职实验教师队伍的建设。这支基于实验示范中心的教学团队由实验指导教师、实验技术人员和技术工人组成，且按不同的岗位要求形成合理的学历和职称结构，高括有教授、高级工程师领导的学科梯队。专兼职实验指导教师和技术人员除在电子信息、机械、印刷相关学院教师中调配一批符合条件、热心从事实验教学工作的同志外，我们还对外公开招聘一批实验技术人员和技术工人，竞争上岗，定岗定责。并给予合理的工资报酬。同时我们特别重视教学团队、“科学团队”精神的培养。有专家指出，从当今“大科学”时代科学实验的运作形态来看，实验室共同体成员之间的协商与合作变得日益频繁，因此“科学团队”精神培养的必要性也逐渐渗透到实验教学的过程中来。

其次，进一步加强实验仪器设备和实验基础设施建设，进一步建设好电工电子和机械工程实验室，金工实习工厂和数控加工中心进一步扩大规模，增加数控床和其它设备，建成有一定规模“大排档”似的大车间。金工实训教学是机类和近机类专业必需的工程实践基础训练，对于培养学生工程实践动手能力、基本技能、工程素质和创新精神十分重要，建设过程中，我们十分注意传统金工机械基础实验设备的建设。

其三，在一些以实验室现场操纵仪器为特征的传统实验模式中留有接口，将先进的计算机信息和控制技术不断介入传统实验项目中，从而实现仿真实验、计算机终端远程控制实验与传统实验模式有机结合，形成传统实验与现代科技及现代教育技术紧密整合的多元实验教学模式。