發(fā)布時(shí)間:2023-10-07 15:39:24
序言:作為思想的載體和知識(shí)的探索者,寫作是一種獨(dú)特的藝術(shù),我們?yōu)槟鷾?zhǔn)備了不同風(fēng)格的5篇機(jī)械電子工程論文,期待它們能激發(fā)您的靈感。
EDA技術(shù)是機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)當(dāng)中重要的技術(shù),其主要載體可以進(jìn)行大規(guī)模編程的邏輯器件,在編程過(guò)程當(dāng)中,使用的表達(dá)方式是硬件描述語(yǔ)言。EDA技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中要使用計(jì)算機(jī)、編程邏輯器件等科技工具,應(yīng)用的最終目標(biāo)是對(duì)特定的目標(biāo)新平進(jìn)行適配編譯和邏輯映射,形成電子系統(tǒng)或是成為專用集成芯片。EDA技術(shù)是在電子電路技術(shù)之上發(fā)展起來(lái)的,EDA技術(shù)要編譯器、綜合器、下載器、適配器等部件共同構(gòu)成。其中,綜合器能夠?qū)υO(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)文件進(jìn)行轉(zhuǎn)換,使其成為系統(tǒng)內(nèi)門級(jí)電路描述。適配器可以生產(chǎn)最終的下載文件,并安排到制定的器件中。EDA技術(shù)是機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)中的核心技術(shù),EDA技術(shù)使用的HDL語(yǔ)言可以公開利用,其描述范圍廣泛,可以機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)帶來(lái)諸多的幫助。在后期進(jìn)行交流、修改、保存等工序時(shí)也可以十分方便的進(jìn)行。另外,EDA技術(shù)擁有較高的自動(dòng)化,一些常規(guī)的糾錯(cuò)、調(diào)整等工作可以快速完成。
2電子工程中存在的問(wèn)題
機(jī)械電子工程快速發(fā)展,但是到目前為止,世界各國(guó)對(duì)于機(jī)械電子工程都沒有明確的定義和統(tǒng)一的認(rèn)識(shí),出現(xiàn)這種問(wèn)題的原因,一方面是機(jī)械電子工程發(fā)展速度太快,所涉獵的領(lǐng)域越來(lái)越多,另一方面是因?yàn)樵O(shè)立明確的定義必定會(huì)對(duì)其發(fā)展產(chǎn)生一定的限制作用,不利于機(jī)械電子工程繼續(xù)快速發(fā)展。電子工程在發(fā)展的過(guò)程中產(chǎn)生了一些難以解決的問(wèn)題,電子產(chǎn)品的發(fā)展方向是具有更高集成和大容量,同時(shí)體積也越來(lái)越小,這就需要技術(shù)的不斷升級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)展目標(biāo)。電子工程設(shè)計(jì)方案需要獲得科學(xué)的檢驗(yàn),要對(duì)其進(jìn)行仿真分析。電子元件所處的工作環(huán)境是設(shè)計(jì)人員應(yīng)該考慮的問(wèn)題,要對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行有效優(yōu)化,最后要對(duì)電路特性進(jìn)行分析。另外電子工程在運(yùn)行中要避免靜電的危害。為了實(shí)現(xiàn)電子工程取得進(jìn)步獲得發(fā)展,需要在電子工程設(shè)計(jì)中采用EDA技術(shù)。
3電子工程設(shè)計(jì)要點(diǎn)
3.1仿真分析
機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)方案需要通過(guò)科學(xué)的系統(tǒng)仿真或是結(jié)構(gòu)模擬來(lái)說(shuō)對(duì)其可行性、科學(xué)性進(jìn)行驗(yàn)證和分析。通過(guò)仿真分析來(lái)確保設(shè)計(jì)方案在后續(xù)實(shí)踐中能夠順利應(yīng)用。在仿真分析過(guò)程中,使用EDA技術(shù)可以為仿真分析提供良好的支持。EDA技術(shù)能夠通過(guò)各個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中的傳遞函數(shù)來(lái)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模并對(duì)其進(jìn)行仿真分析,這樣構(gòu)建和仿真系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的實(shí)踐性,并能夠?qū)﹄娮酉到y(tǒng)工最后程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行推廣和使用。這種仿真分析對(duì)于提高我國(guó)電子工程設(shè)計(jì)的整體水平和產(chǎn)品質(zhì)量有積極的指導(dǎo)意義。
3.2優(yōu)化設(shè)計(jì)
對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化的目的是盡可能確保電子元件在應(yīng)用過(guò)程中具備穩(wěn)定性與可靠性,保證其擁有最佳的容差和工作環(huán)境。在實(shí)際工作條件下,使用傳統(tǒng)的電子工程設(shè)計(jì)方法,難以對(duì)實(shí)際容差及電子工程元件工作環(huán)境進(jìn)行全面的檢查和分析。不能對(duì)電子元件環(huán)境進(jìn)行全面勘測(cè),就容易導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案在此方面出現(xiàn)漏洞,這樣一來(lái)電子元件的容差及其工作環(huán)境溫度就很難得到有效的保障。利用EDA技術(shù)則能對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行良好的優(yōu)化,因?yàn)镋DA技術(shù)可以對(duì)電子方案環(huán)境進(jìn)分析計(jì)算,獲得電子元件在實(shí)際工作中所處的環(huán)境溫度等相關(guān)數(shù)值。在分析獲得的數(shù)值基礎(chǔ)上,來(lái)對(duì)電子工程設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化,保證方案在實(shí)施后,可以穩(wěn)定工作,具有可靠安全保障。
3.3預(yù)防機(jī)械結(jié)構(gòu)中的靜電
機(jī)械結(jié)構(gòu)是根據(jù)設(shè)計(jì)方案來(lái)工作并應(yīng)用于事物成為滿足功能需求的結(jié)構(gòu)。在科技快速發(fā)展的大環(huán)境下,集成電路設(shè)計(jì)愈來(lái)愈復(fù)雜,這對(duì)靜電的防治也提出了更高的要求。靜電對(duì)電子元件的破壞巨大,靜電電場(chǎng)能夠?qū)χ苓呺姾捎形?huì)破壞絕緣體,使電子元件敏感度降低,甚至是引發(fā)集成電路燒毀,使電子產(chǎn)品直接報(bào)廢。這要求工作人員做好靜電防護(hù),對(duì)防靜電工作區(qū)域進(jìn)行劃分,保持操作空間的清潔,降低靜電發(fā)生的概率。在電子工程故障檢測(cè)方面,要將傳統(tǒng)的電子工程故障檢測(cè)和智能故障檢測(cè)方法結(jié)合,相互驗(yàn)證,在電子技術(shù)投入方面加強(qiáng),提升電子工程檢測(cè)技術(shù)的能力,增強(qiáng)電子元件、電路對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力。
3.4電路特性的有效分析
對(duì)電特性進(jìn)行有效分析是EDA技術(shù)中的重要內(nèi)容,在電子工程設(shè)計(jì)的過(guò)程中,理論分析都是在數(shù)據(jù)分析和特性分析的基礎(chǔ)之上進(jìn)行。因此,數(shù)據(jù)分析和特性分析方面的數(shù)據(jù)必須準(zhǔn)確及時(shí),使用傳統(tǒng)的電子工程設(shè)計(jì)方法會(huì)受到多方面的限制,難以保證數(shù)值的準(zhǔn)確性,電力測(cè)試的實(shí)際精度會(huì)受到較大的影響,不利于后期穩(wěn)定性的建立。EDA技術(shù)就能夠?qū)φ麄€(gè)系統(tǒng)進(jìn)行全面的測(cè)試,并保證測(cè)試的精確性與科學(xué)性,避免設(shè)計(jì)方案出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性的差異確保設(shè)計(jì)方案的整體性以及合理性。
4結(jié)論
一、機(jī)械電子工程的發(fā)展與特征
(一)發(fā)展歷程
在機(jī)械電子工程發(fā)展初期,主要體現(xiàn)為手工制作,生產(chǎn)力水平較低,資源技術(shù)等對(duì)其發(fā)展產(chǎn)生制約。為了提升生產(chǎn)效率,逐漸朝著機(jī)械工業(yè)方向發(fā)展。在生產(chǎn)線階段,機(jī)械工程己逐漸發(fā)展到流水線生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化大批量生產(chǎn),.這一生產(chǎn)模式使勞動(dòng)力得到解放,生產(chǎn)力水平大大提升,同時(shí)生產(chǎn)效率也得到提高。但是仍然存在一些不足,比如,部分生產(chǎn)仍就以進(jìn)口為主,生產(chǎn)成本較大,在市場(chǎng)方面缺少適應(yīng)力舀靈活性較差,難以滿足不斷變化的市場(chǎng)需求。
在機(jī)械電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段中,產(chǎn)品生產(chǎn)能夠適應(yīng)市場(chǎng)的需求,對(duì)于不斷變化的產(chǎn)品需求產(chǎn)業(yè)化發(fā)展能夠滿足。
(二)機(jī)械電子工程主要特征
機(jī)械電子工程是復(fù)雜綜合性學(xué)科,同各類學(xué)科之間都有著密切的聯(lián)系。機(jī)械電子工程發(fā)展要以計(jì)算機(jī)、電子以及機(jī)械為基礎(chǔ),結(jié)合其他學(xué)科做出合理、科學(xué)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,要求每一個(gè)模塊都能夠?qū)崿F(xiàn)有機(jī)結(jié)合,進(jìn)而使得各個(gè)模塊都能將其最大優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來(lái)。機(jī)械電子產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了,并不復(fù)雜,無(wú)需復(fù)雜原件的投入,這樣能在一定程度上使產(chǎn)品性能得到提升,進(jìn)而擴(kuò)大消費(fèi)市場(chǎng),
二、人工智能簡(jiǎn)述
人工智能是一門復(fù)雜,并且綜合性較強(qiáng)的學(xué)科,所涉及到的學(xué)科比較多。也可以說(shuō),21世紀(jì)人工智能是最偉大學(xué)科之一。人工智能實(shí)現(xiàn)了對(duì)人的智能模擬,并且能通過(guò)計(jì)算機(jī)使認(rèn)得智能化得到進(jìn)一步的延伸,人工智能這門學(xué)科有著較好的發(fā)展?jié)摿?。人工智能在發(fā)展的過(guò)程中主要經(jīng)歷下列幾個(gè)階段。
初步階段。人工智能在17世紀(jì)開始發(fā)生萌芽,法國(guó)在這一階段成功誕生世界上的第一部計(jì)算機(jī),這一計(jì)算器只是單純的能進(jìn)行加法簡(jiǎn)單運(yùn)算,但是仍就轟動(dòng)世界,進(jìn)而在世界范圍內(nèi),對(duì)這項(xiàng)技術(shù)開始進(jìn)一步研究。在最初階段,人工智能并沒有明顯的進(jìn)展,主要是在實(shí)踐的過(guò)程中積累與總結(jié)知識(shí),這為今后人工智能發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
發(fā)展初始階段。美國(guó)人在二十世紀(jì)首次提出人工智能專業(yè)用語(yǔ)。在這個(gè)發(fā)展階段,人工智能主要以證明與闡釋為主要體現(xiàn),在這一時(shí)期對(duì)于人工智能的研究就是首要任務(wù)。
發(fā)展起伏階段。隨著人們對(duì)于人工智能的不斷深入研究,人工智能也處于持續(xù)的發(fā)展階段,但是在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn),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(duì)于人工智能的科學(xué)研究?jī)H僅是停留于簡(jiǎn)單映射層面,.對(duì)于邏輯思維的研究仍就沒有突破性進(jìn)展。不論怎么說(shuō),在發(fā)展的起伏階段,人功能智能也在發(fā)展中得到了技術(shù)創(chuàng)新,特別是在系統(tǒng)方面、計(jì)算機(jī)機(jī)器人以及語(yǔ)言掌握方面取得了較大的成就.
起伏階段發(fā)展以后。在這一階段,人工智能的相關(guān)研究得到了發(fā)展,尤其是第五屆國(guó)際人工智能聯(lián)合會(huì)議的召開,人工智能逐漸朝著知識(shí)層面的方向發(fā)展,大部分的人工智能研都會(huì)結(jié)合相應(yīng)的知識(shí)工程,在這個(gè)階段中,人工智能發(fā)展的高度是前所未有的,在一定程度上促進(jìn)了人工智能應(yīng)用于實(shí)際工程中。
穩(wěn)步發(fā)展階段。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展,對(duì)于人工智能研究方向發(fā)生重大轉(zhuǎn)變,由原本的單一主體朝著集中統(tǒng)一主體的方向發(fā)展。關(guān)于人工智能在實(shí)際中的運(yùn)用以及研究,受到了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的影響。網(wǎng)絡(luò)的普及與快速發(fā)展,在一定程度上促進(jìn)了信息化的發(fā)展,信息在傳送方面發(fā)生率重大性變革。在人們逐漸進(jìn)入信息化社會(huì)后,在信息有效處理方面人工智能的發(fā)展起到了重要的作用,在模擬設(shè)計(jì)方面,機(jī)械電子工程的發(fā)展需要人工智能的大力支持。
三、機(jī)械電子工程與人工智能之間的關(guān)系
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展,社會(huì)不斷的進(jìn)步,對(duì)于信息人們?cè)絹?lái)越重視。在21世紀(jì),互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)得到快速發(fā)展,同時(shí)信息的傳遞也逐漸注入新鮮血液。互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的普及說(shuō)明人們正朝著信息時(shí)代的方向邁進(jìn),在社會(huì)逐步信息化以后,更加需要有人工智能這一技術(shù)的支持,特別是機(jī)械電子工程發(fā)展中有著重要作用,機(jī)械電子系統(tǒng)本身缺少一定的穩(wěn)定性,這樣在機(jī)械電子工程設(shè)計(jì)方面就有著較大阻礙存在。在現(xiàn)代社會(huì)中,信息的處理量持續(xù)增大,并且較為復(fù)雜,有些時(shí)候需要同時(shí)對(duì)不同類型的信息進(jìn)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(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)這種兩種方法。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傾向于對(duì)人腦結(jié)構(gòu)的綜合分析,模糊推理系統(tǒng)更加重視對(duì)于語(yǔ)言信號(hào)的分析與理解。隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展,僅僅采取單一的人工智能方法,明顯己經(jīng)無(wú)法適應(yīng)目前社會(huì)中不斷變化的市場(chǎng)需求,所以,對(duì)于人工智能相關(guān)問(wèn)題的研究正逐漸朝著多方位、全面的人工智能方向轉(zhuǎn)變。多方位全面人工智能系統(tǒng)通過(guò)模糊推理系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相互統(tǒng)一的方式,揚(yáng)長(zhǎng)補(bǔ)短,將二者有效的結(jié)合起來(lái),使得二者的優(yōu)勢(shì)得到最大程度的發(fā)揮。
總結(jié)
【關(guān)鍵詞】控制工程機(jī)械電子工程應(yīng)用
一、引言
隨著社會(huì)的不斷(國(guó)家經(jīng)濟(jì)的快速)發(fā)展,科學(xué)技術(shù)在機(jī)械電子工程內(nèi)得到了(更加)廣泛的運(yùn)用,在此基礎(chǔ)上機(jī)械電子工程的發(fā)展越來(lái)越朝著現(xiàn)代化、多元化和智能化的方向前進(jìn)。由此可見,控制工程在機(jī)械電子工程領(lǐng)域有著更好(十分廣闊)的發(fā)展前景和空間。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)械電子工程更長(zhǎng)久的發(fā)展,我們需要更加關(guān)注機(jī)械電子工程的發(fā)展方向,并努力實(shí)現(xiàn)將控制工程運(yùn)用到機(jī)械電子工程的發(fā)展中去(這不僅能大大的提高工作效率,更加的節(jié)約成本,使電子工程得到更好的發(fā)展,也能加快推進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展)。本篇論文主要根據(jù)這一現(xiàn)狀對(duì)當(dāng)前控制工程在機(jī)械電子工程中的運(yùn)用進(jìn)行了深入的分析。
二、控制工程和機(jī)械電子工程的含義
1、控制工程??刂乒こ痰暮x是將計(jì)算機(jī)技術(shù)的理論概念和工程作為基礎(chǔ),利用自動(dòng)化的技術(shù)進(jìn)行解決控制工程在實(shí)際操作中的問(wèn)題??刂乒こ讨饕翘接戄敵雠c輸入的問(wèn)題,將非線性的設(shè)計(jì)和參數(shù)的問(wèn)題進(jìn)行深入研究。在當(dāng)今社會(huì)控制工程得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用,今后在機(jī)械電子工程的發(fā)展中也能得到更加廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。2、機(jī)械電子工程。機(jī)械電子工程同時(shí)擁有電子信息和機(jī)械專業(yè)的特征,本篇論文中主要從設(shè)計(jì)的層面進(jìn)行研究機(jī)械電子工程的含義,機(jī)械電子工程專業(yè)包含了各個(gè)學(xué)科和領(lǐng)域的的指示,在進(jìn)行實(shí)際的操作的時(shí)候主要是用模塊化的方法?,F(xiàn)在的機(jī)械電子工程與傳統(tǒng)的機(jī)械電子工程不同,現(xiàn)在的更加的簡(jiǎn)易且體積小,并在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上進(jìn)行發(fā)展和提升,其內(nèi)部的系統(tǒng)設(shè)置也越來(lái)越科學(xué)和復(fù)雜,所以將各種先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和控制工程運(yùn)用到機(jī)械電子工程中去,可以有效的促進(jìn)其發(fā)展。
三、控制工程在機(jī)械電子工程中的實(shí)際應(yīng)用
1、智能化的控制系統(tǒng)。在機(jī)械電子工程發(fā)展的過(guò)程中,控制工程在機(jī)械電子工程中有效的運(yùn)用就是將職能化的系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合運(yùn)用到機(jī)械電子工程中去。在實(shí)際操作的過(guò)程中,利用人工職能的放大進(jìn)行模擬操作的各種流程,在各個(gè)機(jī)械機(jī)器人的系統(tǒng)中設(shè)定一定的運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng),讓機(jī)械機(jī)器人能夠像人類一樣去工作。智能化的控制系統(tǒng)主要是參照人類大腦的運(yùn)轉(zhuǎn)形式,所以當(dāng)控制系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)轉(zhuǎn)和操作的時(shí)候能夠像人類一樣去收集、分析信息,實(shí)現(xiàn)工作的效率進(jìn)一步提高,進(jìn)一步提升生產(chǎn)的效率.2、集成化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。在當(dāng)今機(jī)械電子工程的發(fā)展之中,我們最常見到的控制系統(tǒng)的運(yùn)用就是集成化的自動(dòng)控制系統(tǒng)。這種系統(tǒng)主要是基于原來(lái)的信息技術(shù),并將其信息技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整和優(yōu)化,從而進(jìn)一步完善了機(jī)械電子工程系統(tǒng)。在機(jī)械電子工程中進(jìn)行使用集成化的自動(dòng)控制,能夠?qū)崿F(xiàn)將原來(lái)的信息技術(shù)與機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程中的各種信息進(jìn)行有效的結(jié)合,進(jìn)一步強(qiáng)化集中的機(jī)械電子工程。集成化的自動(dòng)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了將信息技術(shù)和電子生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行了有效的結(jié)合,運(yùn)用更加高效化、自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化的方法進(jìn)行完成機(jī)械的工作。在科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上,現(xiàn)階段的機(jī)械電子工程的發(fā)展已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了將全部的機(jī)械電子工程自動(dòng)化技術(shù)的柔性的自動(dòng)的控制系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)的出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了智能化和自動(dòng)化的技術(shù)的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了信息技術(shù)機(jī)械電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)一步同和,在數(shù)控機(jī)床的的實(shí)際操作中進(jìn)行了有效的運(yùn)用,在事先將設(shè)置好的控制程序和生產(chǎn)程序,進(jìn)一步提高生產(chǎn)過(guò)程的科學(xué)化和規(guī)范化,從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械生產(chǎn)制造的高效率。3、魯棒控制系統(tǒng)??刂乒こ讨杏幸环N魯棒控制系統(tǒng)也是經(jīng)常運(yùn)用到機(jī)械電子工程中的一個(gè)系統(tǒng),魯棒控制系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)就是能夠保持在外界的干擾時(shí),實(shí)現(xiàn)其某一性能的不便性。所以說(shuō)魯棒控制系統(tǒng)具有強(qiáng)大的穩(wěn)定性能,所在在一些機(jī)械生產(chǎn)的制造過(guò)程中,更多的適用多個(gè)變量的魯棒系統(tǒng),以保持其操作過(guò)程的穩(wěn)定性。比如,在進(jìn)行柔性比軌跡的制造時(shí),在滑膜變結(jié)構(gòu)控制法的基礎(chǔ)上,研究出了一種慢變的控制器,可以進(jìn)行有效的調(diào)整整個(gè)系統(tǒng)的控制器結(jié)構(gòu)。在對(duì)操作的軌跡進(jìn)行模擬的實(shí)驗(yàn)的時(shí)候,可以運(yùn)用補(bǔ)償控制的算法進(jìn)行計(jì)算具體補(bǔ)償?shù)目刂屏?,從而進(jìn)一步提高控制系統(tǒng)在目標(biāo)軌跡運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的穩(wěn)定性、有效性和精準(zhǔn)性。
2016年6月2日,中國(guó)正式成為《華盛頓協(xié)議》成員國(guó),這將對(duì)中國(guó)工程教育質(zhì)量的提高發(fā)揮極大的督促作用,促進(jìn)中國(guó)按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)工程師,提高工程技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量[1]。國(guó)際上廣泛應(yīng)用的CDIO工程教育模式是在2004年由麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)聯(lián)合研究提出的[2]。它主要由構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate)四部分組成,目的是通過(guò)產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行整個(gè)過(guò)程的鍛煉培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力[3]。按照CDIO的培養(yǎng)模式,工程畢業(yè)生的能力被分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層次,并通過(guò)12條標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量,這與中國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證的12條標(biāo)準(zhǔn)有異曲同工之處。
我校機(jī)械電子工程專業(yè)目前雖然已經(jīng)制定了較合理的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案,培養(yǎng)了結(jié)構(gòu)合理的師資隊(duì)伍,形成了較好的理論和實(shí)踐教學(xué)模式,但是與CDIO工程教育標(biāo)準(zhǔn)的要求相比,在培養(yǎng)方案、教學(xué)體系、教師隊(duì)伍建設(shè)及教學(xué)效果評(píng)價(jià)機(jī)制等方面,仍然存在一定的差距。現(xiàn)有機(jī)電專業(yè)課程體系存在專業(yè)特色不明顯、不同課程之間存在重復(fù)或相互沖突的地方等缺點(diǎn),因此要依據(jù)CDIO工程教育理念,借助校企合作平臺(tái),全面地進(jìn)行機(jī)電專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探討,建立符合CDIO工程教育標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械電子工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系。
1.我校機(jī)械電子工程專業(yè)課程體系情況
目前的專業(yè)培養(yǎng)方案里包括的核心課程為:機(jī)械制圖、理論力學(xué)、材料力學(xué)、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理及應(yīng)用、自動(dòng)控制原理、機(jī)電傳動(dòng)控制、傳感技術(shù)、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、互換性、工程材料等;主要實(shí)踐環(huán)節(jié)為:社會(huì)實(shí)踐調(diào)查、金工實(shí)習(xí)、電子電路實(shí)訓(xùn)、工程制圖實(shí)踐、創(chuàng)新實(shí)踐、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)、PLC與組態(tài)技術(shù)綜合實(shí)驗(yàn)、測(cè)試技術(shù)與傳感器綜合實(shí)驗(yàn)、單片機(jī)綜合實(shí)驗(yàn)、自動(dòng)化生產(chǎn)線認(rèn)知實(shí)踐、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)和機(jī)電專業(yè)綜合課程設(shè)計(jì)等。
2.CDIO模式下的機(jī)電專業(yè)教學(xué)體系
根據(jù)CDIO工程教育標(biāo)準(zhǔn)的要求和我校辦學(xué)特色,為適應(yīng)煤炭行業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)對(duì)機(jī)電專業(yè)高級(jí)技術(shù)人才的需求,結(jié)合重實(shí)踐、重創(chuàng)新的培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)計(jì)新的課程體系。廣泛吸取企業(yè)專家建議,深入探討和修訂機(jī)電專業(yè)課程體系,強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié),構(gòu)建國(guó)際化的課程體系和教學(xué)模式,從而保證面向工程的課程體系能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新思維。依據(jù)CDIO工程教育理念,選擇典型的工程實(shí)踐項(xiàng)目,采取“做中學(xué)”的方式,通過(guò)在項(xiàng)目中反復(fù)訓(xùn)練鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力,這樣不僅可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握,還可以提高學(xué)生解決工程實(shí)踐問(wèn)題的能力,從而使學(xué)生綜合素質(zhì)和能力能達(dá)到CDIO標(biāo)準(zhǔn)的要求,增強(qiáng)人才培養(yǎng)對(duì)企業(yè)的適應(yīng)性[4]。近年來(lái),主要通過(guò)以下措施進(jìn)行教學(xué)體系的改革:
(1)基于CDIO的工程教育理念,構(gòu)建了“一個(gè)核心、兩個(gè)方向、四個(gè)階段”的工程教學(xué)體系。
“一個(gè)核心”是以礦業(yè)領(lǐng)域的機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、研發(fā)為主,覆蓋了多學(xué)科交叉領(lǐng)域,主要涉及機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械傳動(dòng)、機(jī)械制造、機(jī)電傳動(dòng)控制、PLC、單片機(jī)、控制工程、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)等多種技術(shù);“兩個(gè)方向”是指機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、電氣控制系統(tǒng),選修課中增添“煤礦機(jī)電設(shè)備”、“工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)”等課程;“四個(gè)階段”是指根據(jù)CDIO理念的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行四階段指導(dǎo),學(xué)生要經(jīng)歷認(rèn)知實(shí)習(xí)、基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)、專業(yè)課程設(shè)計(jì)與綜合實(shí)驗(yàn)及畢業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新大賽等綜合實(shí)訓(xùn),才能更好地掌握本專業(yè)的工程應(yīng)用技術(shù)。從第三學(xué)期開始,每學(xué)期均安排工程實(shí)踐環(huán)節(jié),按照核心知識(shí)點(diǎn)和要求來(lái)設(shè)定每個(gè)工程實(shí)踐項(xiàng)目,在課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中企業(yè)參與。
(2)依托產(chǎn)學(xué)研合作背景,通過(guò)專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)和企業(yè)頂崗實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)提高學(xué)生工程實(shí)踐能力。
我校機(jī)械工程學(xué)院已經(jīng)建立了電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、慧魚模型創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、機(jī)電控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)室、虛擬儀器綜合實(shí)驗(yàn)室、動(dòng)態(tài)測(cè)試技術(shù)實(shí)驗(yàn)室等實(shí)踐創(chuàng)新平臺(tái),與淮南礦業(yè)集團(tuán)、皖北煤電集團(tuán)、淮南萬(wàn)泰電子股份有限公司、淮南潤(rùn)成科技股份有限公司、平安開誠(chéng)智能安全裝備有限責(zé)任公司、凱盛重工有限公司、淮南階梯電子科技有限公司等開展了長(zhǎng)期的產(chǎn)學(xué)研合作,從而可以保證給學(xué)生提供校內(nèi)、外實(shí)踐實(shí)習(xí)基地。通過(guò)單片機(jī)和PLC綜合實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、實(shí)訓(xùn)檢驗(yàn)學(xué)生電工電路、單片機(jī)、PLC綜合開發(fā)的能力,往往借助典型機(jī)電案例(如斜井跑車防護(hù)裝置、皮帶機(jī)集控系統(tǒng)、立井提升系統(tǒng)過(guò)卷過(guò)放保護(hù)系統(tǒng)等),讓學(xué)生經(jīng)歷“構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)行”四階段的完整實(shí)訓(xùn)。與此同時(shí),讓學(xué)生積極深入到到校企合作的實(shí)習(xí)基地中,在相關(guān)機(jī)電系統(tǒng)中頂崗鍛煉,進(jìn)一步提高學(xué)生的理論聯(lián)系實(shí)踐的能力,縮短學(xué)生個(gè)人能力與企業(yè)要求的差距。
(3)通過(guò)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)建設(shè)、學(xué)科競(jìng)賽和大學(xué)生科研項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐創(chuàng)新能力。
為進(jìn)一步拓展學(xué)生科技創(chuàng)新能力,借助學(xué)院設(shè)置的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)、大學(xué)生科研項(xiàng)目的平臺(tái),在日常的教學(xué)管理中,融入緊密聯(lián)系工程實(shí)際的大學(xué)生課外科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式,鼓勵(lì)學(xué)生積極參加“全國(guó)大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新大賽”、“全國(guó)大學(xué)生機(jī)器人大賽”、“全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽”、“全國(guó)大學(xué)生節(jié)能減排大賽”等各種賽事,鼓勵(lì)學(xué)生撰寫學(xué)術(shù)論文和申請(qǐng)專利。
3.結(jié)語(yǔ)
CDIO工程教育模式與中國(guó)工程教育專業(yè)認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)是高度統(tǒng)一的,只有堅(jiān)持以CDIO工程教育模式為指導(dǎo),依據(jù)校企合作背景,不斷創(chuàng)新改革機(jī)電專業(yè)的課程教學(xué)模式,才能進(jìn)一步提高學(xué)生的工程實(shí)踐應(yīng)用能力,為國(guó)家和企業(yè)培養(yǎng)出能在機(jī)電行業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域從事機(jī)電一體化產(chǎn)品和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造、研究開發(fā)、工程應(yīng)用和運(yùn)行管理工作的復(fù)合型工程技術(shù)人才,達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求。
【論文摘 要】機(jī)械電子工程是機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制等技術(shù)有機(jī)結(jié)合的一門復(fù)合技術(shù),常被稱為機(jī)電一體化技術(shù),它代表著機(jī)械工程技術(shù)革命的前沿方向。其發(fā)展基礎(chǔ)是要有
1.創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的內(nèi)涵和要求
所謂創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,是指在新的教育思想和新的教育理論指導(dǎo)下,以培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的全面發(fā)展復(fù)合型人才為基本取向的教育教學(xué)內(nèi)容和方法體系的總稱。按照人才培養(yǎng)模式的內(nèi)涵,創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式在培養(yǎng)目標(biāo)、專業(yè)設(shè)置、課程體系、教學(xué)方法等方面有其特有的要求。
1.1培養(yǎng)目標(biāo)要求
培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實(shí)、知識(shí)面寬、能力強(qiáng)、素質(zhì)高的高級(jí)專門人才,重點(diǎn)突出培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。
1.2專業(yè)設(shè)置要求
按照“厚基礎(chǔ)、寬專業(yè)”的要求,厚實(shí)公共基礎(chǔ)、專業(yè)基礎(chǔ)、人文社會(huì)科學(xué)基礎(chǔ),設(shè)置大學(xué)科、寬口徑的專業(yè),從根本上改變傳統(tǒng)的專業(yè)面過(guò)窄的局面。
1.3課程體系要求
按照“拓寬基礎(chǔ)、淡化專業(yè)、增強(qiáng)實(shí)踐”的要求,辯證地處理好基礎(chǔ)課、專業(yè)課、實(shí)踐教學(xué)的關(guān)系,重視學(xué)生實(shí)踐能力和研究能力的提高。與此同時(shí),要增開跨學(xué)科、跨專業(yè)的課程,拓寬學(xué)生知識(shí)面,開闊學(xué)生視野,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,提高創(chuàng)新能力。
1.4教學(xué)方法要求
著力體現(xiàn)教學(xué)方法的創(chuàng)新,確立學(xué)生在教學(xué)活動(dòng)中的主體地位,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和創(chuàng)造性,發(fā)展學(xué)生的個(gè)性。
2.機(jī)械電子工程創(chuàng)新教育的現(xiàn)狀分析
首先,從學(xué)生的角度看,參加創(chuàng)新活動(dòng)常常出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象,剛開始參與時(shí)一哄而上,人數(shù)眾多,且熱情高漲,但往往善始者繁,克終者寡,五分鐘熱血的情況屢見不鮮。也有很多機(jī)電類學(xué)生從事課外科技活動(dòng)粗枝大葉的多,小打小鬧的多,起點(diǎn)較低。大多數(shù)學(xué)生參加課外科技活動(dòng)僅是靠短時(shí)間的突擊來(lái)完成,追求短、平、快,缺少明確的學(xué)習(xí)目的和端正態(tài)度,達(dá)不到知識(shí)的積累和實(shí)踐 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)的目的。這顯示了我國(guó)創(chuàng)新教育的差距。創(chuàng)新理念遠(yuǎn)未能得到有效的貫徹,學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的目標(biāo)和動(dòng)力,說(shuō)明高校在創(chuàng)新理念的貫徹與培養(yǎng)上還是欠缺力度,做得還是不夠。
其次,從參與創(chuàng)新活動(dòng)的學(xué)生所具備的基礎(chǔ)知識(shí)與實(shí)踐能力上看,當(dāng)前機(jī)械電子工程專業(yè)的學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)有下降的趨勢(shì),主要體現(xiàn)在以下方面:一是設(shè)計(jì)與繪圖能力不足。學(xué)生基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)盲目,導(dǎo)致基本功底不扎實(shí),同時(shí)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械方面的知識(shí)有排斥心理,一味地崇尚電子、控制、軟件等所謂的流行專業(yè);二是新技術(shù)、新手段、新方法應(yīng)用不夠。學(xué)生往往只知道那些教科書或老師講授過(guò)經(jīng)典的設(shè)計(jì)方法與案例,相關(guān)領(lǐng)域新的思想與理念很淡?。蝗菍W(xué)生動(dòng)手能力較弱,實(shí)驗(yàn)?zāi)芰^差。
還有,教師和學(xué)生是創(chuàng)新教育的兩個(gè)主體,而教育體制是創(chuàng)新教育的基礎(chǔ)。近些年老師壓力陡增,大都面臨著科研、教學(xué)雙重任務(wù),面對(duì)教學(xué)評(píng)估、項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)任務(wù)等已經(jīng)焦頭爛額,而指導(dǎo)學(xué)生的工作量評(píng)價(jià)較低,這導(dǎo)致指導(dǎo)學(xué)生在一定程度上成為了老師的負(fù)擔(dān);對(duì)學(xué)生而言,舊有的教學(xué)模式,重書本重理論,輕實(shí)踐輕動(dòng)手,導(dǎo)致學(xué)生在專業(yè)學(xué)習(xí)上浮躁,基本功和實(shí)踐能力差;面臨越來(lái)越大的競(jìng)爭(zhēng)和就業(yè)的壓力,也顯得無(wú)所適從。一個(gè)良好的體制環(huán)境是創(chuàng)新教育朝著健康方向發(fā)展的土壤。
3.機(jī)械電子工程人才培養(yǎng)模式的改革與創(chuàng)新
近年來(lái),通過(guò)廣泛調(diào)研就業(yè)崗位群工作范圍和技術(shù)領(lǐng)域,分析人才知識(shí)、能力和素質(zhì)結(jié)構(gòu),以社會(huì)人才市場(chǎng)現(xiàn)實(shí)與未來(lái)發(fā)展對(duì)人才的有效需求為導(dǎo)向、以職業(yè)崗位(群)能力需求為依據(jù),從而確定畢業(yè)生綜合技術(shù)應(yīng)用能力結(jié)構(gòu)和應(yīng)有的知識(shí)、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu),形成了“四層兩段一貫穿”的課程結(jié)構(gòu)體系,構(gòu)建了“相互平行、融合交叉的理論和實(shí)踐教學(xué)體系”,創(chuàng)建了“核心技術(shù)一體化”的教學(xué)模式。
(1)“四層兩段一貫穿”的課程結(jié)構(gòu)機(jī)械電子學(xué)科是基于機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展起來(lái)的新學(xué)科,所以加強(qiáng)理論體系和教學(xué)體系的研究具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。課程結(jié)構(gòu)體系分為基礎(chǔ)教學(xué)、專業(yè)教學(xué)、專長(zhǎng)教學(xué)、畢業(yè)設(shè)計(jì)與專業(yè)實(shí)習(xí)四個(gè)層面;基礎(chǔ)學(xué)習(xí)和主體學(xué)習(xí)兩個(gè)階段。在整個(gè)三年教學(xué)時(shí)問(wèn)內(nèi),專業(yè)技能實(shí)踐培訓(xùn)模塊貫穿始終。以機(jī)電一體化專業(yè)為例,“四層兩段一貫穿”的課程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)階段為第一、二兩個(gè)學(xué)期,學(xué)生除進(jìn)行公共課學(xué)習(xí)之外,主要學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)理論課程。專長(zhǎng)學(xué)習(xí)是專業(yè)能力培養(yǎng)的深化,學(xué)生將學(xué)習(xí)到該專業(yè)中最新、最具特色的專業(yè)知識(shí)和技能。專業(yè)學(xué)習(xí)和專長(zhǎng)學(xué)習(xí)中,學(xué)生將利用相關(guān)的實(shí)訓(xùn)設(shè)備進(jìn)行專門化技能實(shí)訓(xùn)模塊的培訓(xùn),這些模塊包含了機(jī)電一體化領(lǐng)域內(nèi)的最新應(yīng)用技術(shù),大量采用“實(shí)例”和“真實(shí)環(huán)境”方式培訓(xùn)。學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)腦相結(jié)合,專業(yè)能力培養(yǎng)和素質(zhì)培養(yǎng)相結(jié)合,獨(dú)立思考、獨(dú)立探索能力培養(yǎng)同集體協(xié)作、共同交流能力培養(yǎng)相結(jié)合。
(2)相互平行、融合交叉的理論和實(shí)踐教學(xué)體系開展課外制作活動(dòng)是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的最佳實(shí)踐活動(dòng)之一,特別是對(duì)機(jī)電專業(yè)學(xué)生來(lái)說(shuō),是開展專業(yè)知識(shí)綜合應(yīng)用能力訓(xùn)練的最佳平臺(tái)。"。將課程進(jìn)行有機(jī)整合,形成了上下貫通的理論和實(shí)踐教學(xué)體系,兩個(gè)教學(xué)體系相互平行,融合交叉,把技術(shù)的綜合應(yīng)用能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力培養(yǎng)作為交叉點(diǎn)和教學(xué)重點(diǎn)。相互平行,是指兩套體系的教學(xué)計(jì)劃相互平行,課程流程相互平行;相互融合,是指課程知識(shí)內(nèi)容與技術(shù)、技能培養(yǎng)相互融合,理論和實(shí)踐教學(xué)場(chǎng)所相互融合;相互交叉,是指兩套體系的功能相互交叉,知識(shí)、技術(shù)和技能培養(yǎng)的落腳點(diǎn)相互交叉。
(3)“核心技術(shù)一體化”教學(xué)模式“是以技術(shù)應(yīng)用能力培養(yǎng)為中心,以核心技術(shù)綜合應(yīng)用能力培養(yǎng)為重點(diǎn),將理論與實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)相結(jié)合,以課堂與實(shí)驗(yàn)(實(shí)訓(xùn))室、實(shí)習(xí)車間、工廠車間四點(diǎn)為交叉網(wǎng)絡(luò)的一體化教學(xué)模式。在本專業(yè)的課程體系中,嘗試構(gòu)建“可編程控制技術(shù)”、“驅(qū)動(dòng)技術(shù)”、“傳感技術(shù)”等核心技術(shù)。為了突出對(duì)學(xué)生在這些反映工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)最具代表性和先進(jìn)性的技術(shù)綜合應(yīng)用能力培養(yǎng),我們構(gòu)建了針對(duì)這些核心技術(shù)的一體化教學(xué)模式。理論教學(xué)與學(xué)生上機(jī)編程、調(diào)試相結(jié)合,動(dòng)腦與動(dòng)手相結(jié)合,使學(xué)生能夠較完整地掌握PLC的基本原理、程序編制、程序操作和故障診斷技術(shù)。該課程設(shè)置使學(xué)生既掌握了PLC基本知識(shí)和程序操作,同時(shí)在相關(guān)專業(yè)課中又涉及到PLC在不同場(chǎng)合的應(yīng)用,而在相關(guān)實(shí)訓(xùn)模塊課中學(xué)生將PLC技術(shù)綜合應(yīng)用到各種不同的生產(chǎn)環(huán)境中去。在每個(gè)實(shí)訓(xùn)室都有一種主要技術(shù)單元,同時(shí),還有其它技術(shù)單元出現(xiàn),賓主相擁,多次重復(fù),但角度不同,強(qiáng)調(diào)的應(yīng)用領(lǐng)域和水平不同。
4.結(jié)語(yǔ)
機(jī)電一體化技術(shù)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展所急需的優(yōu)勢(shì)學(xué)科方向。要緊緊抓住人才需求變化的大趨勢(shì),準(zhǔn)確定位,嚴(yán)謹(jǐn)制定人才培養(yǎng)計(jì)劃,使教學(xué)緊跟機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展變化的趨勢(shì),為培養(yǎng)出符合機(jī)電一體化技術(shù)崗位實(shí)際需要的、高素質(zhì)、強(qiáng)能力的合格人才而不懈努力。
參考文獻(xiàn)
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