机械电子（精选12篇）
机械电子 篇1
机械电子有成为机电一体化, 是装备制造业中的重要部分。机械电子将机械制造和计算机技术结合在一起, 并被应用于机电产品的研发、设计和制造过程中。机械电子行业包括电子信息、先进制造业、特色产业等行业, 机械电子行业已经与人们的日常生活紧密结合在一起。
1 机械电子技术的概述
1.1 机械电子系统将机械学、电子学、
信息技术和计算机技术有效的结合在一起, 机电一体化产品是通过一体化技术和机械系统以及微电子系统的结合, 并赋予一定功能和新能的产品。
1.2 机械电子系统具有智能化的特征,
在我国大部分机械行业都朝着一体化的方向发展, 由于一体化系统能实现控制、检测、信息处理的自动化, 这样就有利于机械行业向着机电一体化的方向发展, 机电一体化的实现, 节约了机械行业的成本;机械电子系统具有整体结构最优化特征, 机械电子具有系统性、综合性、完整性和科学性的特点, 在机械电子系统的设计中, 可以将机械、电子、硬件和软件实现同一功能, 使系统得到优化。用电子装置来取代原来的机械装置, 可以有效简化机械结构, 在一定程度上改善装置的操作性能;机械电子系统具有经济效益最大化的特征, 所有产品研发的最终目的都是为了获得经济效益, 决定经济效益的主要因素有成本和最终的销售利润。机械电子系统的利用, 可以从根本上降低产品的生产的成本, 达到利益最大化的目的。
2 机械电子行业存在的问题
2.1 我国的机械电子行业起步较晚, 但
国家对机械电子行业较为重视, 在许多学校中都增设了机械电子专业, 机械电子技术专业和一些大中型企业对机械电子技术的发展做了突出的贡献, 也取得了一定的效果。但随着机械电子行业的发展, 行业中存在的问题也日益显现, 这也给机械电子行业的发展造成一定的影响。
2.2 由于我国科技发展的起步比较晚,
对新技术的应用和掌握的水平有限, 与发达国家存在一定的差距, 科技的滞后直接影响了机械电子行业的发展。在市场中, 某些技术含量高的产品市场占有率极低, 而技术含量低的产品却占据了大部分市场。机械电子行业的科技成果在市场转换中效率较低, 也制约了机械电子行业的水平。目前我国大部分机电产品都为传统产品, 机电产品在自动化和智能化方面都有待提高, 其中成套设备也较少。
2.3 我国大部分机械电子行业处于产业
链的最低端, 机械电子制造还采用传统的模仿和复制工艺, 产品的附加值极低, 这种情况也导致企业的利润不高, 在没有高回报的情况下, 企业就会减少对产品研发的投入, 从而制约了机械电子行业的创新发展。
2.4 在对传统机械电子行业的改造中,
需要运用最新的科技力量, 但在研发过程中, 研发、营销及管理方面的人才比较匮乏, 这就导致机械电子行业在改造过程中出现了升级力度不够的情况。
3 机械电子行业创新的必要性
随着科技水平的提高和应用技术的完善, 机械电子技术在机械设备应用中具有一定的重要性。机械电子技术的发展和进步是由相关技术的发展和进步决定的, 这就需要在机械电子行业中进行创新。
3.1 产品更新换代。
任何产业的发展都应该以市场为导向, 在产品的生产过程中, 要对市场进行合理的分析, 研究市场的动向, 在这种情况下, 产品也需要及时进行科技创新和更新换代, 这样才能使企业能够长期发展, 这也是机械电子行业发展必须遵循的原则。机械电子技术通过对电子部件和微处理器的应用, 增加了开发的灵活性和开发的时间。我国部分家用电器和现代系统中大部分都依靠机械电子技术来更新换代。数控机床的出现是我国机电一体化发展的重要成果, 但只有在机械电子技术的支持下, 才能使其向着更好更快的方向发展, 我国已有的产品也在不断的进行更新。企业在发展的过程中, 必须要掌握一定的机械电子技术, 这样才能使企业朝着更好的方向发展。
3.2 产品智能化发展。
机械电子系统不断朝着智能化方向发展, 随着各国研究的不断深入, 电子系统在发展过程中取得了一定的进展, 机械电子系统的发展需要其具备一些智能的功能, 例如分析、判断、证明、理解、设计等思维活动, 对机械电子系统应该按等级进行划分。
3.3 产品创新的重要性。
机械电子行业的创新是企业生存和发展的必要保障。例如在汽车的发展过程中, 已经从传统的机械产品向机械电子技术方面发展, 已经成为重要的机械电子技术产品。其电子部件的价值在不断的提高, 汽车在内部结构、操纵和使用的动力方面都发生了很大的改变。
4 机械电子行业的创新方法
4.1 进行市场调查, 创新产品。
在过去的产品生产中, 企业很少存在市场意识, 产品一般由国家操控, 这就造成创新的动力不足的现象, 许多产品没有发生根本性的改变。随着市场经济的不断发展, 竞争机制促使企业进行不断的创新, 只有这样才能在市场经济中生存下去。所以在企业生产之前, 一定要对市场进行分析和调差, 从市场中获取重要的信息, 进而对企业生产的产品进行改造和创新, 通过创新来使产品满足市场和客户的需求。在生产前要对产品进行合理的规划, 对产品的创新进行开发和研究, 以此增强企业的竞争力, 为以后的发展奠定良好的基础。
4.2 资源创新。
信息、资金和人才在新产品开发中都起到一定的作用, 资金的投入是一项科研项目顺利进行的保障。在产品研发的过程中, 要适当的采用方法和措施, 不断增加科技投入, 将资金用于企业的技术开发和新产品的产业化发展中。在新技术不断发展的今天, 现代信息技术已经成为产品创新的关键。现代社会的竞争主要是人才的竞争, 在企业的发展过程中, 对人才的利用是企业发展的必要保证。在产品开发过程中, 必须要发挥技术人员的创造性, 使其在新产品开发中发挥一定的作用, 加强企业对高端人才的培养。
4.3 保护和利用知识产权。
目前, 我国许多产品都已经申请专利, 在企业产品开发中, 要体现自身的专有技术, 要以专利的形式来保护自身研发的成果, 企业在新产品研发和技术的研究方面, 应该对其产生的研究成果加强认识, 对专利进行保护。在确定技术开发的方向过程中, 应该对各项专利进行全面的研究, 开发出新产品。在创新开发过程中, 应该提高开发的起点, 提高产品的水平, 注意对技术进行保密, 在研发成功后要及时的申请专利, 以保护企业的知识产权, 在新产品的开发过程中, 应该利用最新的技术来武装产品, 为企业提供一定的服务。
5 结语
企业的主要竞争力在于其占有的核心技术, 在企业中不断进行技术创新是企业发展的不竭动力, 也是企业在同行业中领先的关键。由于我国机械电子行业中大部分企业的科技水平较低, 在生产中缺乏创新意识, 因此在市场中的竞争力也明显不足。对于机械电子行业来说, 只有在生产中不断进行创新, 才能提高产品的附加值, 增加市场的占有率, 从而提高企业的经济效益, 有利于提高自身的创新能力。科技创新是企业发展的必由之路, 也是机械电子行业不断发展的重要条件, 为我国的经济建设提供基础保障。
参考文献
[1]王萌.浅谈机械电子行业的创新与发展[J].科技信息, 2011 (31)
[2]张顺.浅谈机械电子行业的科技创新[J].技术与市场, 2011, 18 (8)
[3]阮虹坤, 芶大斌, 曲宴良.机械电子行业的创新研讨[J].电子世界, 2012 (8)
机械电子 篇2
我的专业是机械电子工程专业。机械电子工程专业俗称机电一体化，是机械工程与自动化的一种。机械电子工程专业包括基础理论知识和机械设计制造方法，计算机软硬件应用能力，能承担各类机电产品和系统的设计、制造、试验和开发工作。
机械电子系统早已在我们的日常生活中广泛应用。如果没有多项技术的面向未来的技术和知识交流，那么就不会产生安全气囊、防滑刹车系统、复印机、CD机、行驶模拟装置和自动售票机等一系列运用了机械电子技术的产品。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。必须继续结合这些传统学科的方法和工具，才能继续发展机械电子的产品、系统和制造方式。只有这样，才有可能将传感器、执行元件和信息处理融和在一个机械设计中，从而使用其产生的协同工作效果。电子工业、微电子技术和计算机科学的迅猛发展扩大了机械电子系统的运用。机械电子不仅仅局限于机械制造某个固定的方向，它同时还受到该领域所有分支学科的影响。
1993年，波鸿应用科学大学才把机械电子作为一个专业独立出来。在此之前，机械电子只是机械工程的一个专业方向和重点课程，这种情况仍旧广泛存在，甚至被划分在精密仪器技术专业中。迄今为止，已经有几所综合性大学和约30所应用科学大学将其列为独立的专业学科。
机械电子的工程师必须对专业有全面和系统的认识，并且与机械制造、电子工程和计算机科学领域的专家合作。与这些专家不同的是，机械电子的工程师应该具有通才的素质，对项目和问题有决策和协调的能力。如前所述，本专业由三个学科的内容交叉而成，课程的设置也是如此，包括了上述三个传统专业的课程。机械电子专业可细分为机械电子系统（传动和模拟技术，机器和设备，机械人技术及其运动系统，传感和执行元件技术，测量技术和图像处理等），微型，超微型机械（微系统技术，微型和精密仪器的功能组，微系统的测量技术等）和生物机械（机器人技术，生物系统，仿生执行技术，控制和设计，控制系统等）。不同大学的专业设置不一样，取决于专业的具体方向和培养重点的不同。
机械电子工程专业培养具有机械电子工程专业基础知识与专业技能，能在生产一线从事机械电子工程专业产品的设计制造、控制开发、应用研究和生产管理等工作的应用型高级专门人才；培养能在中、高等职业教育领域从事机电一体化专业的理论教学、专业实践指导和学生管理工作的复合型职教师资。
移动互联网、物联网、大数据正当红，发达国家率先将目光重投制造业！机器人是新时代技术碰撞的产物，大规模代替传统人力是大势所趋，同时完成工业转型也是互联网时代进阶的追求。一方面，机器人不能仅仅是“暖男”，只会唱歌跳舞的机器人并不神奇，要取得成功，机器人需要证明自己既实用，又富有吸引力，既充满理性，也富有情感。另一方面，全球企业在机器人的研发舞台上星光熠熠，但人除了要考虑当今全球最顶尖的机器人又发展到什么地步，还要思考人与机器人的关系，关键是人本身。
以下是经过大众评选的2015全球顶尖机器人TOP10。
NO.1 谷歌Atlas升级版： 最强人形机器人——人形，人性
2015年，升级版Atlas面世，这款机器人由谷歌旗下的波士顿动力学公司研制，身高1.9米，重150公斤。体形彪悍的Atlas由航空级铝钛材料打造，拥有四个液压驱动的四肢，以及28个液压关节，头部还配备两个视觉系统：激光测距仪和立体照相机，是迄今为止研制的最先进的机器人之一。
Atlas拥有高度机动能力的类人机器人，在设计上能够应对复杂地形。它可以靠两足行走，上肢举起和搬运重物。在遇到较为复杂的地形时，可以手脚并用，应对挑战。此外，它还能穿过狭窄的空间。新版Atlas有多达75%的组件和设计进行了升级，灵活性更高、更安静同时也更强壮。操作人员将让机器人在中压模式下完成大部分任务，以节省电量，需要额外的力量时便将压力增至最大。
在推出最强人形机器人Atlas前，谷歌已经先后推出过PETMAN、BigDog以及WildCat等几代产品。作为最先进机器人技术的集大成者，Atlas基于PETMAN进行了一系列的改进，拥有媲美猎豹的速度、马类高强度忍耐力和猴类的灵活性，目前研发团队仍在不断改进和升级这一史上最强的机器人金刚。
NO.2 机器人挑战赛冠军DRC-HuBo
——体力，精力
今年6月，为应对日本福岛核事故而举行的DARPA机器人挑战赛在美国加州落下帷幕，韩国科技先进研究院（KAIST）的机器人DRC-HuBo赢得冠军，这也是韩国首部会直立行走的机器人。此次大赛的目的是遴选出从事危险环境修复工作的机器人，因为目前还没有可通过核反应堆中地形执行修复任务的机器人。DARPA机器人挑战赛要求参赛机器人执行核清理的工作，包括驾车、拆卸和开门、使用标准电动工具在墙上切割孔洞、连接消防栓以及旋转打开阀门等。
DRC-HuBo拥有创新的轮式模式。它有两条腿，可以走路。但在有必要时，它也可以跪下来，利用膝盖和脚上的轮子前进，这会让它前进时更加稳定。因为行走对机器人来说就是非常困难并且危险的动作。
NO.3 入职日本银行的足球宝贝Nao
——智能，智力
Nao机器人是法国Aldebaran Robotics的一款人工智能机器人。它具备较高水平的人工智能，能够与人亲切的互动，是目前世界学术领域内运用最广泛的类人机器人。Nao支持多种编程方式，允许用户探索各种实际应用领域，已在全球范围内吸引了一大批程序开发人员，同时也是Robocup的最大赢家，Nao于2008年取代索尼爱宝机器狗成为机器人世界杯RoboCup Soccer的标准联盟平台，单是这个机器人足球赛每年现场有上千台Nao。
东京三菱日联银行是日本最大的银行，4月其东京站附近的支行迎来Nao，这是第一位人型机器职员，能说中英日三国语言，可解答客户开户，挂失银行卡等问题。Aldebaran Robotics下一步的目标是让陪伴型机器人真正成为人们日常生活的一份子。
NO.4 最接地气儿服务机器人： 即将面市的软银“胡椒”
——生活，生命
Pepper“胡椒”是由软银集团、阿里巴巴、富士康共同设立的SoftBank Robotics Holdings Corp开发，是一款主导沟通交流的情感机器人。Pepper身高1.2米，体重28公斤，胸前自带一块10.1英寸的触摸屏，可持续工作超过12个小时。除了具有人工智能，Pepper还配备通信功能，可与互联网上的云系统等进行联动。
软银集团近日宣布，企业版Pepper for Biz十月一日开始预订。企业版的Pepper会预设一系列程序，让Pepper带有一身工作技能去上班，例如对附近的人打招呼，做调查问卷或策划书，展示商品或者图像，接待客人，给来访者登记等。
雀巢公司已经打算在日本的大型商场内引入Pepper作为雀巢咖啡机的销售员，它会主动向消费者解说产品的规格特色，并且与顾客进行互动。软银集团CEO孙正义也提到Pepper一个不可忽略的优势：Pepper每天可以工作24小时，它不会抱怨，也不会迟到。这个同时被马云相中的机器人每个月租金为444美元，并且只租不卖。
NO.5 最大机器人厂商ABB集团代表作YuMi
——协作，协同
人机安全协作新时代来临，abb最新推出的YuMi机器人近日成为热点，YuMi可以真正实现人机协作，其具有协同式双臂，配有突破性功能，YuMi将小件装配等自动化带入一个全新时代，其灵活的双臂，以软性材料包裹，并配备创新的力传感技术及最先进的软件控制系统。
目前，ABB已在全球范围内安装了超过25万台工业机器人。YuMi从机械手表的精密部件到手机、平板电脑以及台式电脑零件的处理，都能以其精确性轻松应对，甚至连穿针引线都不在话下。
YuMi的推出将进一步开拓全新的工业生产方式，帮助电子工业等领域实现小件装配的自动化应用。YuMi将人与机器人并肩合作变为现实，并宣告一个人机协作新时代的来临。
NO.6 富士山下的微软，自动化设备的心脏
——高冷，高端
发那科是一家日本非常“高冷”的公司。该公司以超级专注的企业文化著称，公司致力于机器人业务，拒绝参与其它一切业务，很少接受采访，拒绝跟投资者和分析人士交谈，几乎只提供季度收入报告。却是当今世界上数控系统科研、设计、制造、销售实力最强大的专业企业，占全球市场份额的70%。1974年发那科首台机器人问世，发那科一直致力于机器人技术上的领先与创新，是世界上唯一一家由机器人来做机器人的公司。发那科机器人产品系列多达240种，负重从0.5公斤到1.35吨，广泛应用在装配、搬运、焊接、铸造、喷涂、码垛等不同生产环节，满足客户的不同需求。
从iphone到波音客机到丰田汽车，全世界要生产这些设备必备发那科生产的机器人，与装在字画设备内的“心脏”。全球超过一半计算机数据控制器（CNC，计算机数值控制运算，被广泛使用在机床上来控制机器运转与加工方式）市占率，让媒体称之为“富士山下的微软”没有它，就没有苹果的供应链。
2015年发那科又向大众展示了新品fanucM-2000iA系列的机器人与Paint Mate 200iA防爆涂装机器人，前者可以直接通过放大镜对机器设备进行自动检测，一旦设备发生异常会迅速报警，以便工作人员及时处理问题并提高生产效率。后者基于公司广受欢迎的LR Mate 200iC机器人系列，用途定位于小部件的喷涂，同时允许安装多种型号的喷枪，具有极高的性价比。
NO.7 医疗领域的达芬奇外科手术
——医生，医德
在未来的外科手术中，“机器人医生”一定会发挥越来越重要的作用。达芬奇手术机器人辅助腹腔镜手术作为一种新的微创技术，在国际上的应用越来越广泛，特别是对于操作空间狭小的复杂手术具有不可替代的优势。目前达芬奇手术机器人主要应用在泌尿科、妇科、普外科、心胸外科等，其中泌尿科和妇科在全球外科手术中应用最广。
近两年，达芬奇手术机器人的装配量增长迅速。据悉，截至目前，美中互利医疗有限公司在中国共销售了38台达芬奇手术机器人，卫计委共同意了57台达芬奇手术机器人的申请。保守估计，2015年我国达芬奇手术机器人累计装机量60台左右，2018年累计装机量120台左右；2015年底，达芬奇手术机器人累计完成量将超过2万例，2018年当年的手术量将超过2万例。
NO.8 工人的另一只手：
库卡机器人——工业，工友
库卡是工业机器人“四大家族”（ABB、发那科、库卡、安川）的成员之一，至今已在全球安装了超过15万台工业机器人。占据着中国工业机器人市场总计约75%的份额。在去年年末的工博会上，LBR iiwa工业机器人首次在中国市场亮相，随后开始对外销售。与体型庞大的传统工业机器人相比，铝制外壳的LBR iiwa可谓小巧玲珑，其高度不过50厘米，重量不到24公斤。它的身形大小也与轻工业机器人身份颇为吻合。
传统的工业机器人往往被铁栅隔离，以防止其用力过猛伤及附近的工人，而LBR iiwa在接触到人体时，则会按照设定的程序自动弹开保持安全距离。它的机身装配有七个力矩传感器，使得其能够精确感知外部所施加力量的大小。在组装汽车发动机的精密零部件时，能有的放矢，能判断零件组装的紧密度也能得到力量控制的回馈。库卡将发展前沿的协作机器人列为在中国的重要战略目标之一，它已成为工业机器人行业的新潮流。
NO.9 安川电机的机械外骨骼ReWalk
——简便，简捷
安川电机于2013年9月25日开始与ReWalk Robotics公司展开战略性合作。通过成立ReWalk研究会以及参与神奈川县公募型“机器人验证实验支持项目”确立了ReWalk在日本普及的使用方法，并研究了构造问题的解决方案。
自2015年6月1日起安川电机开始销售脊损伤患者步行辅助装置“ReWalk”作为外骨骼状机器人。不采用力传感器和肌电传感器，通过可以定位穿戴者的身体重心进行步行的独创性计算程序算法，实现步行自然化和穿戴简便化。在欧美已实现商品化，可帮助脊损伤造成的下肢麻痹患者实现站立和步行。患者在指定医院接受使用训练（基础训练20小时，应用训练最低20小时）后，便可在日常生活中使用，让机器人帮助残疾人开启新的生活。
NO.10 太空机器人KIROBO破两项吉尼斯世界纪录
——语音，语言
今年3月27日，世界首个机器人宇航员KIROBO创造了“首个进入太空机器人”和“最高海拔聊天机器人”两项吉尼斯世界纪录。KIROBO身型小巧，高34厘米，重量仅有1千克，能够与宇航员聊天，陪伴他们在太空中度过漫长而单调的日子。KIROBO于2013年8月“陪同”日本宇航员若田光一前往国际空间站。
既然做是一款为陪伴人类而设计的机器人，所以它的外形必须要友好、亲切。这也是KIROBO借鉴了阿童木设计的原因。据了解，科研人员为KIROBO安装了语音识别、自然语言处理、言语合成及面部设别等功能设备。KIROBO未来的其中一个应用前景是陪伴老人和残疾人。
把KIROBO送上太空的还有一个原因——机器人能获得一个极端的测试环境。结果显示，处于零重力下的KIROBO其表现甚至要优于地面。未来在太空探索中，它也为人类和即将出发的机器人做出了卓越的贡献。
结语
我国处于被动地位一个世纪终于吹起了转型强国的号角，《中国制造2025》及工业4.0意味着超复杂的全系统或正在形成，机器人作为代替人力的工具只是一个方面，最重要的是带动工业发展和红利，最终指向人类的福祉。
工业方面，显而易见的有三方受益者：工厂、制造业解决方案提供商、技术供应商。
目前国内在建机器人工厂超过30个，未来10年将是国产机器人的黄金发展期。
一直以来，人们只能在电影中看到非常炫酷的机器人。在电影中，机器人能为人类做任何的事情，小到打扫卫生，大到能保护人类。从而，人们一直梦想着能有一个电影中的机器人为他们做任何事。在不久的将来，这个梦想就能实现，再也不是一个梦。在当今科技迅猛发展的背景下，这些精密复杂的机器人早就不再只停留在漫画书或者电影屏幕上了，各个国家的大学、私人企业和军队正努力将它们变为现实。以下是大家整理出全球十大最具影响力的机器人。
1.大狗(BigDog)
制造者：美国波士顿动力公司 身形：高0.71米，重75公斤 用途：移动平台
这个形似机械狗的四足机器人被命名为“大狗”(Bigdog)，由波士顿动力学工程公司专门为美国军队研究设计。它不仅仅可以爬山涉水，还可以承载较重负荷的货物，而且这种机械狗可能比人类都跑得快。“大狗”的四条腿完全模仿动物的四肢设计，内部安装有特制的减震装置。这种机器人的行进速度可达到7千米/小时，能够攀越35度的斜坡。它可携带重量超过150千克的武器和其他物资。“大狗”即可以自行沿着预先设定的简单路线行进，也可以进行远程控制。大狗机器人被称为“当前世界上最先进适应崎岖地形的机器人”，但是我们应当冷静地看待这种机器人。
美国国防高级研究计划局（DARPA）授予波士顿动力公司一份价值1000万美元合同，根据合同，“大狗”机器人应在2015年开始参与相关军事演练。为给战斗中的作战人员降低风险，DARPA要求波士顿动力公司设计制造静音性能更好、防弹性能更强的“大狗”机器人。
随着“大狗”机器人研发工作的持续进行，美国海军陆战队已经计划在今年11月对该型机器人进行测试。海军陆战队所测试的机器人每小时可行走7-8英里，可紧随海军陆战队员的脚步，可做到和士兵一样安静。
2.比娜A48
制造者：美国汉森机器人技术公司 身形：一个真人大小的头和肩 用途：人类的机器人化身
“比娜A48”可以进行智商3岁至4岁水平的谈话。它是由美国百万富翁马蒂·罗斯布莱特出资请人设计制造的，“比娜A48”的外貌和行为跟罗斯布莱特的妻子比娜一模一样。“比娜A48”的设计者介绍，制造它是“为了探索人类实现技术上永生的可能性”。为此，比娜录制了超过20小时的谈话作为样本，以供“比娜A48”在回答问题时进行参照。
3.Chembot
制造者：美国iRobot公司和美国芝加哥大学 身形：样机大小可在兵乓球到篮球之间变化 用途：能改变外形，适合从狭小的空间通过
美国iRobot公司近日研发出一款外形恐怖的化学机器人ChemBot。ChemBot整体外形就像一个不规则的球，靠改变其外形进行移动。化学机器人ChemBot的超弹性外表皮肤由许多细胞形状的小室构成。细胞小室内充满着空气和捆绑在一起的松散固体颗粒。当排空空气时，ChemBot的超弹性外表皮肤会在压力下自动收缩，固体颗粒经分散后充满整个细胞小室。化学机器人ChemBoth是美国国防部高级研究计划局和陆军研究院投资330万美元委托给iRobot公司研发出的成果。
4.好奇漫游者
制造者：美国国家航空航天局喷气推进实验室
身形：汽车大小(长3米，宽2.7米，高2.1米)，重907公斤 用途：探索火星存在生命的证据和有利于生命发展的条件
自NASA好奇号火星车于今年8月6日降落火星以来，迄今已行走近数百英尺，期间经历了各种不同的地形并留下车轮痕迹，但它们并不会被永久保留下来，因为火星上存在发生频繁的尘暴。目前，好奇号正往地球发送最新拍摄到的图像。
5.DASH
制造者：美国加州大学伯克利分校毫系统仿生实验室的罗纳德?菲尔林 身形：长10厘米，重16克 用途：主要用于搜索灾难现场
这只机器昆虫名为“动力自治爬行昆虫”(简称DASH)。DASH机器昆虫长约10厘米。研究人员发现，尽管翅膀大大提高了机器昆虫的灵活性，但是这个附加的装置并没有能够为昆虫从地面上飞起提供足够的速度。不过，翅膀的振动仍然提高了机器昆虫的空中性能，与鸟类等动物滑翔飞行的特点相似。
6.达芬奇外科手术系统
制造者：美国直觉外科手术公司
身形：由多个部分组成，主要是4个机械手臂 用途：人类外科手术
这个系统于2014年4月1号才被美国药监局批准投入使用，它的引进主要归功于PaulJ.DiMare先生和他太太的慷慨捐赠。
1月21日，济南军区总医院的医学专家利用达芬奇手术机器人成功为一名甲状腺结节患者实施甲状腺切除手术，这也是中国首例达芬奇机器人甲状腺切除手术。2013年１月8日波兰弗罗茨瓦夫市省级专科医院日前完成波兰第一例利用达芬奇外科手术机器人操作的肾脏移植手术。这项手术是一位肾功能衰竭患者移植来自其母亲的肾脏，由波兰和法国专家共同进行，持续四个多小时。院方表示手术成功，病人的感觉很好，有可能在2至3天后出院。
7.机器苍蝇(RoboticFly)
制造者：美国哈佛大学微型机器人学者罗伯特伍德 身形：重0.9克，翼展3厘米 用途：用于侦查或搜索
苍蝇似乎从不受人待见，但它们却是世界顶尖飞行高手之一。美国哈佛大学的研究人员2013年5月2日宣布，他们从苍蝇身上得到启发，经过十多年研制，终于开发出世界上第一款机器苍蝇。在实验室飞行测试中，机器苍蝇展示了稳定、可控的飞行性能，目前能连续飞行超过20秒。有趣的是，它飞行时的消耗功率大约19毫瓦，经折算与真苍蝇的消耗大体一致。
研究人员表示，机器苍蝇提供了一条研究昆虫飞行力学的新途径，将来如果电源等问题能够获得解决，将有可能广泛应用于环境监测、搜救以及农业生产等领域。
8.HRP－4C
制造者：日本国立先进工业科学与技术研究所 身形：高1.7米，重43公斤 用途：成为天后级明星
2009年推出了这个名为“HRP-4C”的机器人身高和日本平均青少年女性身高一样为1.58米、重约43公斤，身穿一套银白和黑色相间的太空服。据了解，机器人“HRP-4C”全身共有30个马达来控制肢体移动。此外，“HRP-4C”还可以做出喜、怒、哀、乐和惊讶的表情。此外，它还能够缓慢行走，眨眼睛和用细小的女性嗓音说“大家好”。2010年，奥巴马在日本横滨举办的亚太经合组织首脑会议上，奥巴马接受盗了女性机器人HPR-4C的迎接，HRP-4C女机器人热情的与奥巴马进行交谈，还打着打着手势。
9.贾斯汀(Justin)
制造者：德国航空航天中心机器人和机电一体化研究所 身形：真人大小，具有不同的配置 用途：从冲咖啡到修理卫星
德国航空中心最新研制一款移动机器人系统——“贾斯汀”，这款机器人具有轻重量手臂和四指手，是理想的太空实验平台。它曾经只是一个会接球泡咖啡的机器人，但不久后贾斯汀”机器人将派遣至国际空间站欧洲宇航局哥伦比亚实验室进行远程控制，它将与其它欧洲漫游机器人完成一些实验，这些漫游机器人将与遥控机器人在月球等行星上进行探索勘测，在两至三年内，这款太空实验机器人将在地面上模拟宇航员在国际空间站进行移动。
10.看护机器人
制造者：日本丰田公司 身形：高1.3米，重54公斤 用途：助手和老年人护工
机械电子专业实践体系改革与探索 篇3
【关键词】科技竞赛；机电专业；人才培养
前言
机械电子工程专业学生因为在知识学习方面要求既掌握机械设计和机械制造方面的理论，又要求掌握计算机控制技术等方面的知识，这种机电复合型人才满足了当前社会生产的需求，所以近年来我校本专业毕业生就业率都在95%左右，但是从学生就业后反馈的信息来看，学生在动手能力以及理论知识转化方面还存在一定差距，我们需要认真反思在本科人才培养实践体系中存在的问题。
1、实践体系与人才培养目标
在高校本科生人才培养中，为了满足社会行业对人才服务的要求，需要根据学校自身的行业优势和办学水平，合理确定专业人才培养目标。此外还要考虑学生个人条件和志向，区分确定人才培养。是培养在理论上继续深入研究的创新型模式还是满足社会掌握基本的机电类专业课程后，在工程实际中具有较强的动手能力，对于工厂的实际工程问题进行解决的应用型培养目标要求？目标定位的不同要求学生具有的能力也出现差异。例如针对创新型人才模式要求具有较强的自学能力和较强的创造性思维能力。而对于立足于毕业后进入企业从事生产一线的应用型培养人才则需要较强的动手实践能力和分析工程问题以及解决问题能力。针对不同培养模式学生在能力方面存在差异，会直接影响到学生就业情况，也是人才培养能否成功的重要一环。可以说定位是否准确直接关系到四年学习后在以后就业和进一步深造中都能坚定进行，实现学生个人和学校的成功。我校机械电子专业在学生培养方面多年来主要突出应用人才特质的培养，在实践动手能力方面要求更为突出，人才培养目标的定位较好，学生在就业方面一直毕业生在企业界得到了“上手快，动手能力强”的评价。“十二五”期间，机械工程及自动化专业毕业生就业率和第一志愿入学率均为全校49个专业排名第一名，其中机电方向的签约率为91.07%，就业率为95%。
2、理论课程与实践体系的关系
高校人才培养目标的确立提出了相关能力的培养的要求，例如创新能力、知识迁移能力等，为了在大学期间提升学生在上述能力的水平，需要构建知识体系培养计划，首要的问题就是理论课程体系的构建，在知识架构上提供必要的知识理论模块[1]。我们培养的学生毕業后会进入社会，从事企业生产活动，理论知识能否转化成实际能力成为关键的一环，这与我们构建的实践体系可以说直接相关。实践体系完备在学生理论知识吸收、转化为动手能力方面意义重大，直接关系到我们人才培养是否成功，是否在社会市场的竞争中具有优势的关键。
在机电专业理论课程设置上，我们从工程实践中围绕系统控制角度出发，安排相关理论课程。从当前企业需要实际需要出发，开设相应的课程，例如《计算机控制技术》、《可编程控制器》、《工业控制计算机》等课程。在驱动部分围绕机电专业的特色，我们应该让学生对工厂实际中经常用到的驱动器具体名称、特点、应用场合有清楚的了解，这里面包括各类电动、气动和液压元件。对于电动主要包括三相普通异步电机、步进电机、直流电机、伺服电机等。由于控制器一般处理的信号为弱电部分，而驱动器为强电部分。对于气动元件主要有电磁阀、气缸以及各种气动马达等。而液动元件有各种液压马达及气缸等。本部分的课程设置应改包括《电工电子》、《电动机》、《液压与气动》等课程。在下一个环节为执行机构，本部分中主要完成动作的机械结构设计，以及电气与机械的接口部分。本部分应该给学生开设《机电传动》、《机械设计》、《机电一体化设计》等课程。在执行机构动作后，下一部分紧跟着就是传感部分，这样当机械装置运动后，经过传感器把采集的机械装置运动的状态反馈给控制器，形成一个闭环控制。这部分应该开辟的课程为《传感器》、《测试技术》等。这样借助控制流程图来安排课程，让我们从一个工程系统的高度来对机电类专业课程进行设置，无论对所授课老师还是学生都能清楚自己所学的内容在一个大系统中处于的位置，可尽快适应工程现场工作需要。
3、机电专业实践体系构建
机械电子工程专业在课程设置上涵盖了机械、电子和计算机控制等相关知识系统，上述理论知识的学习为学生建立了理论基础，但是知识和能力之间还存在一定的距离，而有效的实践是二者之间转换的桥梁[2-4]。要想实现学生理论知识尽快转换成能力，需要建立一定的实践体系帮助学生掌控知识的翅膀。
首先相关课程内容模块的理论学习，必须设置一定量相应的实验教学，这对于教师课上知识的学习能够及时验证，对于学生相应模块理论知识的理解起点拨的作用。在这一点上我市有些高职院校做的比较好，可以借鉴过来。例如有高职院校提倡一半课堂理论教学，一半实践教学，为了学生知识的掌握，提倡小班授课，将班级学生规模限制在30人以内，学生理论知识和实践能力的培养质量得到了有效保障。
其次必要的金工实习和企业实践。这一块实践内容在各个高校都基本上存在，学生通过该实践的确加深了机械加工和机电控制的了解，但仅仅流于一般的实践实习学生受益则非常有限，应该对这棵“培养学生实践能力的老树”进行二次开发，挖掘出新的方法来提升学生培养质量。例如在企业或学校实践中，企业选择是否做到有针对性，是否符合我们培养学生特点，是否做到了学生亲自参与一些加工等环节？此外在测绘环节也有待于进一步加强？相应课程设计实践针对性也有必要进一步强化。
最后引入必要的社会培训，对学生有针对性地开展特定知识培养。社会培训是我们学校培养有益必要的补充。学校尽管建立了比较齐全的理论知识架构和实践环节，但是社会对于某类人才能力的需求，学校人才培养方面存在一定的滞后性，而社会培训则相对灵活得多，根据学生就业市场技能需求，开设短期培训班，对某类技能进行突击培训，满足上岗需要。我们可有效吸收他们的优点，对我们学生短板进行针对性培训。提升我们学生的社会竞争力，我系目前正朝该方向进行探索。
4、结论
机械电子专业为社会培养输送复合型人才，相对于其他专业在实践能力培养方面要求更高，而机电专业学生的实践能力培养和提高不是一蹴而就的事，我们需要从理论体系高度统筹规划实践培养体系，建立切实符合高校本专业学生特质的培养方案，才能培养出满足社会和企业需要的优质人才。
参考文献
[1]戴琳，王志祥，黄德春等.基于卓越计划的制药工程专业课程与实践体系探讨[J].药学教育.2014，30（4）：47-49.
[2]柳军剑，李旭东.论大学生社会实践体系的构建[J].教育，2015（1）：34-35.
[3]李伟铭，黎春燕，杜晓华.我国高校创业教育十年：演进、问题与体系建设[J].教育研究，2013（6）：42-51.
[4]李峰，万杰，刘娇.基于科技竞赛的学生综合创新能力培养方法[J].科技创新导报，2013（11）：187-188.
机械电子结合软启动装置设计 篇4
关键词：机械电子,软启动,设计探究
近些年来, 带式传输机凭借其连续、高效、运行可靠及地形适应力强等特点, 在冶金、煤炭、采矿、港口、石油等行业中的作用日益凸显, 成为了粉散物料高效运输的主要机械设备。我国学者针对带式传输机的工作原理进行了大量的实验研究, 然而仍然存在一些如传动效率低、系统结构复杂等问题。尤其是伴随现代工业的高速发展, 对带式传输机的要求正逐步向大功率、大运量、大倾角、高带速的方向发展。由于带式传输机经常高负载运行, 其启动、运行及停动过程中存在诸多问题, 因此, 十分有必要研究开发传动效率高、结构及控制系统简单、性能优良、维护方便、安全平稳的机械电子软启动装置控制系统, 它可以使带式传输机在高负载情况下实现整个系统的逐步启动, 达到平稳运行, 安全停动的要求。
1 机械电子软启动控制系统组成
机械电子软启动控制系统总体由上位计算机、变频器、可编程控制器 (PLC) 等组成, 为了实现对控制系统的维护, 可将变频器、可编程控制器等统一安装在控制柜内。将异步电动机作为执行机构, 最终控制带式传输机。
控制系统以计算机为主, 可编程控制器为辅。控制系统软件设计完成后, 计算机将控制程序装载到可编程控制器, 计算机作为控制主机, 主要负责对可编程控制器程序的在线修改、数据采集、处理及控制输出等, 而可编程控制器主要负责处理大量循环动作。
2 机械电子软启动控制系统流程
机械电子软启动控制系统流程是指控制系统在收到运行信号后, 自动对带式传输机进行的一系列调控, 包括带式输送机的启动、运行、验带、软停车等, 完全根据用户的设定及要求来实现。要想完成控制系统流程的一系列操作, 对控制系统的硬件设计也提出了要求, 因此系统选用了高可靠性能的可编程控制器作为控制中心。当控制系统工作时, 可编程控制器根据现场传感器检测到的数据进行分析处理, 通过控制变频器输出来调控调速电机运转, 使其按照设定达到预定转速。之后微型计算机根据可编程控制器的数据分析对现场参数进行跟踪、分析和管理。
机械电子软启动控制系统主要工作流程具体为, 当控制系统受到开始命令后, 系统首先进行自检, 传感器检测数据并传给可编程控制器, 之后调节电机分时空载启动, 输送机主电机开始做启动准备, 当主电机由低速开始运行并按照用户设定曲线开始加速时, 机器设备松闸直到主电机开始正常运行, 此时机器的冷却系统、润滑系统及电机功率自行检测。当机器负载软停车时, 可编程控制器调节变频器的输出频率调节调速电机, 通过速度合成使主电机缓慢减速为零, 直至系统完全停车时, 可编程控制器与主电机断开并切断调速电机的电源, 此时系统工作结束。
3 机械电子软启动控制系统软件设计
机械电子软启动控制系统采用了国际领先、可靠性强的可编程控制器作为核心, 以微型计算机作为上位机来控制整个系统。在硬件配套设施完善的情况下, 就需要根据用户的直接需求, 对可编程控制器和计算机进行软件程序的设定编写, 来作为软启动控制系统运行的媒介。软件程序设计的好坏, 直接影响着带式输送机工作运行的稳定性、可靠性及效率。
3.1 可编程控制器的程序设计
可编程控制器作为软启动控制系统的核心, 其程序设计方案主要是根据控制系统主要功能及控制系统流程图来实现的, 采用结构简单、方便直观的梯形图来表示。
3.2 上位机软件系统的程序设计
上位机软件系统的程序设计涉及用户界面设计及数据处理、硬件接口通讯两大部分内容, 要想保证机械电子软启动控制系统的良好运作, 必须将上位机的用户界面设计和接口通讯两方面完美结合。
当今计算机软件信息技术高速发展, Microsoft Visual Basic软件在大规模通信控制、信息管理系统等方面具有出色的表现, 是一款理想的开发工具。而汇编语言程序具有执行速度高、目标代码高效紧凑等特点, 在硬件的程序设计中也有着不可替代的作用。因此, 机械电子软启动系统的上位机结合以上两款软件的优点, 利用Microsoft Visual Basic软件来设计用户界面和数据处理, 利用汇编语言程序来设计接口模块, 将两者的优点合二为一, 从而实现了其他编程软件都无法达到的优化效果。
上位机软件系统的主界面为简单明了的图形界面, 包含了控制系统中的常用功能, 设置了系统的菜单栏、工具栏、控制栏、数据分析栏、系统状态栏等内容, 为用户提供了一个友好、形象、快捷的人机交互环境。
3.3 上位机软件系统流程
机械电子软启动系统中的上位机软件系统主要包括了权限设置、外接程序、帮助系统、远程控制、参数设定、参数检测、网络通讯七大部分。
用户权限设置系统包含了用户权限和系统锁定两部分内容。机械电子软启动控制系统是对机械设备运行中各个环节的有力控制, 在运行中对机械设备采取合理有效的控制能够保证机械设备稳定、安全运行。而不合格的操作者或非法操作者将会从根本上对设备的运行造成威胁, 甚至会破坏整个生产线从而给企业造成重大损失。因此对上位机软件系统必须加强用户权限设置, 保证除了合格的操作人员能够操作系统外, 其它任何人都无法破坏系统。
外接程序、帮助系统、远程控制和网络通讯能够为用户使用该系统提供最大的便利, 可以及时为用户提供帮助, 遇到疑难杂症还可以使用网络通讯或远程控制解决问题, 更加人性化。外界系统还包括离线编程、动态仿真及程序下载三部分, 使上位机软件系统保持在最新状态。
参数设定系统包括了系统参数设定、技术参数设定和曲线设定三部分内容, 通过对各种参数的设定来满足用户对控制系统使用的要求, 全方面、多方位的设定可有效保证机械设备的良好运行。
参数检测部分主要包含了状态监测、参数显示、故障诊断、错误报警、工作日志、曲线生成和数据采集七部分功能。通过对设备运行的参数显示和状态监测, 可以方便用户根据设备运行情况进行控制。而系统工作日志生成、工作曲线生成和数据采集, 可以方便用户对现场采集到的数据进行进一步的分析整理从而为改进系统功能提供数据支持。错误报警系统设置能够让设备运行在某一环节出错后及时向用户发出警示信息, 从而让用户及时作出挽救措施, 以免造成不必要的损失。故障检测能够对设备运行中的各项指标进行动态跟踪, 以便于在第一时间发现故障的发生, 从而保证控制系统的平稳可靠运行。
4 结论
在我国产业化高速发展的背景下, 大功率传输机械设备的启动控制系统无法满足用户的需求, 无法实现真正的软启动控制要求。虽然造价昂贵的CST控制系统能够有效地解决机械设备软启动问题, 但其高昂的造价和复杂的结构根本无法适应我国的国情, 得不到普及。而机械电子软启动结合装置不仅能够有效解决机械设备的软启动问题, 还具有造价低、结构简单、维护方便等特点, 真正做到了从用户的实际需求出发, 因此它将在我国得到大范围的推广, 在我国日后的机械设备运行中起到举足轻重的作用。
参考文献
[1]郑学坚, 周斌.微型计算机原理及应用[M].北京:清华大学出版社, 2000:35-89.
机械电子工程专业 篇5
通过学习现代机械科学技术、现代测控技术、机电一体化应用技术、计算机应用技术，掌握机械、电子信息和计算机等方面的基础知识及相关理论和方法。学生毕业后可从事现代机电产品与系统设计、开发、应用及技术管理等工作。
主要课程
工程制图、机械原理、工程力学、机械工程材料、机械设计、数字电路、模拟电路、电工与电子技术基础、机电传动控制、PLC、液压与气压、电机及拖动基础、微机原理及接口技术、测试技术、自动控制原理、软件工程、机械制造工程、数控技术、CAD/CAM等。
就业前景
主要到工业企业、科研机构、高等学校和国家机关从事技术开发、技术管理、科研、教学、经贸以及管理工作。
相近专业
机械设计制造及其自动化、机械工程及自动化、自动化、机械设计制造、材料成型及控制工程、材料物理、化工制造、工业设计、过程装备与控制工程、车辆工程、农业机械化工程、电气工程自动化、汽车服务工程、农业机械装备、先进装备制造技术、PLC电气工程等。
开设院校
华南理工大学、中国矿业大学、东北大学、齐齐哈尔大学 长安大学 四川三峡学院 中原工学院 重庆工商大学 西南工学院 四川理工学院 四川师范大学 贵州大学 云南大学 云南民族大学 西北大学 西安理工大学 陕西理工学院 西北师范大学 宁夏大学 新疆大学 北京工业大学(五年)北方工业大学 北京联合大学 天津工业大学 天津理工大学 河北大学 河北工业大学 河北科技大学 燕山大学 山西大学 太原理工大学 山西师范大学 内蒙古工业大学 沈阳工业大学 鞍山科技大学 辽宁工程技术大学 辽宁工业大学 辽宁师范大学 沈阳师范学院 延边大学 吉林工学院 吉林工程技术师范学院 吉林职业师范学院 黑龙江大学 哈尔滨商业大学 哈尔滨理工大学 上海理工大学 上海师范大学 上海大学 南京师范大学 江南大学 扬州大学 常州技术师范学院 淮海工学院 浙江工业大学 杭州工商大学 安徽大学 安徽理工大学 安徽师范大学 安徽建筑工业学院 合肥联合大学 福州大学 赣南师范学院 江西科技师范学院 南昌大学 山东科技大学 青岛科技大学 山东农业大学 山东大学 山东工程学院 山东师范大学 曲阜师范大学 烟台师范学院 青岛大学 郑州大学 河南科技大学 河南师范大学 信阳师范学院 湖北大学 武汉科技大学 湘潭大学 汕头大学 湛
机械电子 篇6
关键词：机械电子工程；人工智能；发展及特点
1.机械电子工程概述
机械电子工程比传统的机械工程更为新颖，机械电子工程将机械工程与电子技术完美结合，其不仅仅是将两者各自的功能简单地联系，同时也加入信息的联系，综合性地展现两者的用途。
1.1机械电子工程的特点
顾名思义，机械电子工程是将电子技术和机械工程这两项学科进行结合，其中包括物理上的动力连结，功能上的信息连结和计算机系统这三方面内容。相比于传统的机械工程，机械电子工程显示出以下两方面较为明显的特点：
（1）设计迥异。机械电子工程综合机械工程、电子工程、计算机技术等多门学科精华，在设计过程中，机械电子工程会在此基础之上，根据系统的配置和目标的不同，结合其他相关技术（管理技术、生产加工技术、制造技术）进行最合理有效的设计。
（2）不同的产品特征。纵观机械电子类产品的结构特征，会发现其结构相对简单，不包含过多的运动部件或者元件。与此同时，却缩小了产品的实际体积，摒弃了先前笨重较大的机械外貌，但是也很大程度上提高改善了产品的性能。
1.2机械电子工程的发展
在科学发展较为繁荣的时期，各类学科间相互交融，学科带头人之间相互交流合作，机械电子工程这一学科正是在这样的情况下产生，在科学技术与日俱进的大背景下，机械电子工程也日渐繁荣。这一理论体系涵盖了许多方面，包括机械工程、电子工程、信息工程、计算机技术、管理技术等多个学科门类。
整体而言，机械电子工程的发展可以分为三个阶段：萌芽阶段，这个时期生产力的典型特征是以手工加工为主，势必会出现生产力低下的现象。同时也因为手工加工的特点，其精度也很难达到指定要求。尤其在人力资源不足的情况下，生产力很难得以发展；第二个阶段的典型特征是流水线的出现，这一突破解放了双手，同时大大提高了生产效率，标准件的生产模式在一定程度上提高了生产力，为大批量生产提供了可能性。但面对多变的社会需求，还是不能很好地满足各类需求；第三阶段也就是目前现代机械电子产业阶段，以机械电子工程为核心的柔性制造系统包括加工、物流、信息流三大主要方面，在加工自动化的基础上可以实现物料流和信息流的自动化，可以很好地满足当下社会生活节奏快的特点。
2.人工智能概述
现代社会以信息的高速传递为特点，人工智能技术的实现是信息社会蓬勃发展的基础，人工智能在现代社会中发挥着巨大的作用。因此，研究人工智能是很重要的一个方面。
2.1.人工智能技术的特点
观察信息化社会的今天，人工智能的重要性不言而喻。基于高科技的人工智能技术实现了人们之间进行越来越快速方便的交流，通过网络的传播，加快加强了信息的传播，各种应用软件的普及，也使人们的生活多样化。甚至在日常生活的消费中，人工智能技术也为人们提供了较为便捷的方式。
2.2人工智能技术的发展
2.2.1萌芽阶段
17世纪，第一台能进行机械加法的计算器问世，各国学者在此之后致力于完善改进这一计算器，冯诺依曼最终发明了第一台计算机。在这一阶段，虽然科学技术都相对较为落后，人工智能发展较为缓慢，但这一过程中积累了丰富的实战经验，是以后发展的坚实基础。
2.2.2第一阶段的发展
在1956年，美国人首次提出“人工智能”的概念。在这一阶段，首次出现了人工智能的繁荣发展时期。这一阶段人工智能的任务相对较为简单，主要包括证明、博弈和翻译等等，并且取得了一定的科技成就。良好的开端是人工智能日后繁荣发展的基础。
2.2.3挫折时期
在之后的一段时期（60年代中期至70年代初期），人工智能到达了所谓的挫折阶段，研究者发现用机器对人类思维进行模仿这一过程非常难以实现，各种技术手段都很不成熟。即使现实情况如此，但仍有很多科学家投身于这一事业中，不断开拓，不断进行科学创新，在自然语言理解、机器人、计算机视觉等方面都取得了骄人的成绩。这些都是日后人工智能不断进步的前提。
2.2.4第二阶段的发展
人工智能在1997第五届智能联合会议召开之后，得到了进一步有效地发展，进入到以知识为基础的发展阶段。人工智能的各个领域都渗透着知识工程，与此同时人工智能也逐渐向实际应用过渡。在之后的发展进程中，人工智能在商业化发展中也取得了不可忽视的成绩。
2.2.5平稳发展时期
互联网技术的出现以及网络的普及，人工智能技术也随之迅速发展并且渗透到生活的方方面面。目前，人工智能技术发展已经较为成熟，一般可以满足各类需求。
3.人工智能在机械电子工程中的应用
由于机械电子系统的不稳定性，是的机械电子系统在输入输出关系的处理上，存在一定的难度。为提高解析数学方面的精密性，有建设规则库的方法，推导数学方程的方法和学习并生成知识的方法，这三种方法虽然严密准确，但也只适合于较为简单的系统，较为落后。对于复杂的系统，则很难给出数学解析式。
神经网络系统和模糊推理系统是人工智能建立系统采取的主要方法。神经网络系统可以模拟人脑结构，对数字信号进行分析进而给出参考数值。而模糊推理系统则可以模拟人脑功能，有效的分析语言信号。在输入输出关系上，两种方法的对比如下：在信息存储方面，神经网络系统采取分布式的方式，模糊推理系统采取采用规则方式；
在输入输出精度方面，神经网络系统精度较高切曲面光滑，而模糊推理系统精度相对较低且为台阶状。为最有利的表达信息，模糊神经网络对这两者进行融合，实现完全表达的空间。
4.结束语
科学技术的繁荣发展，使得各个学科的研究范围及其应用领域不断扩展，也使得它们之间相互交叉成为可能。在以上论述中，从机械电子工程和人工智能的特点和发展历程出发，可以清楚地看到在当今社会中，机械电子工程和人工智能有着举足轻重的地位，也由此可以看出完美处理好机械电子工程和人工智能的关系的重要性及其重要的生产指导意义。
参考文献：
[1]王琪.机械电子工程与人工智能的关系探究[J].科技传播，2012，01：114-115.
[2]郑福奎.机械电子工程与人工智能的关系探究[J].科技创业家，2012，22：108.
浅谈机械电子行业的科技创新 篇7
关键词：机械电子,科技创新,产学研结合,知识产权
机械电子俗称机电一体化, 是装备制造业的重要组成部分。机械电子是机械设计制造与计算机技术的结合, 它被广泛应用于各类机电产品的研发、设计和制造工作。机械电子行业主要包括发展电子信息产业、机械和机电融合先进制造业、发展节能环保产业和发展优势特色装备产业等行业, 机械电子产品已经渗透到我们日常工作生活的每一个角落。
1 机械电子行业发展面临的问题
我国的机械电子行业发展至今, 虽然取得了可喜的成绩, 但是随着经济转型升级的深入, 机械电子行业的发展面临诸多现实问题与瓶颈:
(1) 机械电子行业自动化水平不高。目前我国的机电产品还是以传统机电产品为主, 自动化、智能化水平都不高, 其中成套设备也较少。
(2) 新技术研发进展缓慢。对于新技术的研发水平与世界先进水平有一定差距, 一些科技附加值高的产品市场占有率较低, 而市场覆盖率大的名牌产品则往往存在技术含量不高等问题。同时, 机械电子行业技术水平不高还表现在科技成果的市场转化率较低。
(3) 企业研发投入少。由于目前我国机械电子行业的大部分企业还处于产业链最低端, 以简单模仿和复制为主, 产品附加值较低, 由此造成企业利润水平也较低, 因而对产品研发投入也较少。
(4) 技术应用水平低。一些关键技术如智能化技术、网络化技术以及集成化技术在实际生产中的应用都与国际先进水平存在着明显的差距。
(5) 机械电子传统产业改造升级力度不够。利用高新技术对传统产业改造不足, 研发、营销以及管理等各方面人才匮乏。
2 促进机械电子行业科技创新的举措
如何解决以上发展中出现的问题, 切实推进我国机械电子行业良性发展, 可从以下几方面做起。
2.1 科技创新以企业为主体
在传统的机械电子行业科技创新体系中, 政府往往占据主导地位。但是, 随着经济体制的转变和民营经济的繁荣, 政府应转变职能, 通过激励创新等手段推动企业成为科技创新的主体。
今天, 中国在建设市场经济方面已取得了巨大的成就, 企业作为最重要的经济贡献力量逐渐成长为国家经济增长的主体。但是, 企业尚未随着其经济贡献的增加而成为科技创新的主体, 特别是在机械电子行业中, 很多企业科技研发和引进投入较低, 导致企业技术储备不足, 缺乏核心技术, 技术力量的不足成为机械电子企业进一步发展的阻碍。
机械电子企业如何发挥自身的主管能动性, 成为科技创新的主体, 笔者认为主要可从三个方面做起:1) 加大科技研发投入。资金是科技创新的基础, 所有新技术在研发阶段都需投入大量的科研经费, 这就对企业的利润分配能力提出了新的要求。一家成熟的机械电子企业应在做好市场调研和财务分析的基础上, 善于把一部分利润投入到科技创新中, 从而增加企业的核心竞争力。2) 加大人员培训力度。人才是第一生产力, 对于企业的科技创新工作也一样, 优秀的科技人才是进行技术创新的基础, 因此, 企业的员工培训应以提高企业科技创新能力为首要目标。3) 建立产学研结合的科技创新体系。所谓产学研结合即科研院所与企业之间相互配合, 企业发挥资金和设备优势, 科研院所发挥科研优势, 从而形成集研究、开发与生产为一体的现代科技创新体系。
2.2 扶持中小企业
中小企业是科技创新的源泉, 因此, 对中小企业的技术创新加以扶持与推进大企业技术创新同样重要。在行业中扶持和培养大量的创新型中小企业是机械电子行业转型升级的重要途径。然而, 由于我国目前机械电子行业中的中小企业创新体制还不够完善, 存在着诸如小企业科技创新缺乏资金来源, 小企业科研技术薄弱等问题, 这些都严重阻碍了机械电子也创新型中小企业的成长和发展。
通常我们认为相对与那些大型机械电子生产企业来说, 小企业更具科技创新的动力, 主要因为:1) 中小企业有着较低的沉没成本。所谓沉没成本就是一家企业在面临转产或者关闭时所必须付出的绝对成本。因为中小企业生产规模较小, 因此, 更容易根据市场需要而调整生产, 这就形成了中小企业科技创新的动机。2) 中小企业往往在某个领域掌握高深的技能, 这就为中小企业后续的技术创新提供了技术支撑。3) 中小企业为较大生产集团提供零部件和技术服务。在我国的机械电子行业, 很多中小企业是大型公司的供应商, 中小企业的技术创新能力也从一定程度上决定了整个行业的科技水平。因此, 我们应把提高中小企业的科技创新能力作为整个机械电子行业实现科技创新和跨越式发展的突破口。
2.3 保护知识产权
所谓知识产权是指权利人对其所创作的智力劳动成果所享有的专有权利, 对于知识产权的保护是实现科技创新促进电子机械行业发展的关键环节。作为无形资产的一种, 知识产权在创造价值时其自身的价值也在不断增加, 如果不对知识产权加以有效保护, 导致新的科技成果一经发明出来就遭到仿制, 就会造成企业缺乏动力去进行技术研发。特别对于机械电子产业来说, 企业进行新技术研发的成本较高, 研发周期也较长, 只有完善和加强知识产权保护, 建立适合机械电子行业特点的知识产权制度, 才能加快企业以技术创新促发展的步伐。保护知识产权, 可从几方面做起:1) 完善知识产权法律法规, 严格专利行政执法, 打击侵犯知识产权行为。2) 加强企业的知识产权培训工作, 提高企业自我保护能力。3) 加强知识产权宣传和教育工作, 在全社会形成保护知识产权的良好氛围。4) 机械电子行业协会设立知识产权专业部门, 切实担当起促进行业知识产权的重任。
2.4 提高科技成果转化率
所谓科技成果转化率就是进行后续开发应用直至形成新产品的科技成果占所有科技成果的比率。一个行业科技成果转化率的高低往往决定了它的科技水平以及技术研发的成效。一些发达国家的经验表明, 在机械电子行业的发展过程中, 促进科技成果转化、加速科技成果产业化, 是推动行业实现从质的发展到量的飞跃的重要手段。科技成果转化主要有两种形式:直接转化和间接转化。1) 直接转化。直接转化的手段主要有:工科院校与企业进行合作研发;科研院所向企业输送机械电子人才;鼓励科研人员创业。2) 间接转化。间接转化主要指通过一些中介机构展开技术交流, 对于机械电子行业来说, 行业协会应主动承担起推动技术转化的工作。
2.5 加强产业融合
科技创新也体现在产业间的融合。经验表明, 科技创新更多的发生于交叉学科和科技集成, 机械电子产业是机械专业与电子专业的结合, 因此, 推动机械电子行业科技创新更应加强本行业与其它行业的融合, 培养机械电子行业的交叉和科技集成能力。
相对与传统行业来说, 机械电子行业与计算机领域的结合度更紧密, 而计算机技术的快速发展决定了机械电子行业亦应加快科技创新的步伐。很多机械电子企业反映, 由于计算机行业发展太快了, 因此, 很多新产品、新技术研发出来, 不是硬件落伍了, 就是应用软件跟不上软件工业的发展了。如果在研发新技术的初始阶段进行调研, 了解相关产业的发展趋势和新技术应用, 从而在进行机械电子产品研发时把技术研发与相衔接行业的最新发展充分融合, 就能有效避免上述问题, 提高产业间的融合度, 从而增强企业研发的效能。
3 结语
一个企业是否具有竞争力往往在于其是否拥有核心技术, 对企业来说不断进行科技创新是制胜的关键。目前我国的机械电子行业中大部分企业的科技水平较低, 创新能力较弱, 因此, 在市场上缺乏竞争力。在科学技术不断进步的今天, 对于机械电子生产企业来说, 只有积极主动地进行科技创新, 才能提高产品的附加值, 扩大市场份额, 从而增加企业盈利。科技创新是企业快速成长的必由之路, 也是机械电子行业实现转型发展的重要途径。
参考文献
机械电子 篇8
随着人类认识能力的发展和知识的积累, 创新对经济的繁荣和民族的富强有着越来越显著的决定作用。在知识经济时代, 制造业企业的核心竞争力是产品创新设计能力。对研究生来说, 今后的竞争力就是创新能力。
随着硕士研究生招生规模的扩大, 社会对硕士研究生的需求也在发生变化, 相应的硕士研究生培养目标也在发生变化。如何培养具有高层次应用型、实践型、创新型人才这是高校管理层和教学实施环节中的各个主体单位和部门所必须面对和必须认真加以考虑的问题。机械电子工程专业是机械专业中学科交叉的典型学科, 对机、电、液等相关知识都有一定的要求, 然而近几年, 社会上对机械电子工程专业的研究生存在一些看法, 认为该专业硕士研究生机械方面的知识不扎实, 有关电方面的知识更是短缺, 其实这种现象是存在的, 这是有悖于机械电子工程专业的培养方案, 有悖于培养高层次应用型人才的目标的。产生这种现象的原因, 主要是因为硕士研究生在本科期间和研究生期间对电的实践较少, 对电方面的实验亲自动手做的机会较少, 更制约了其创新能力的发展。
二TRIZ理论
TRIZ是俄文“发明问题解决理论”的缩写, 其英文翻译为“Theory of Inventive Problem Solving (TIPS) ”。任何领域的产品改进、技术变革、创新和生物系统一样, 都存在产生、生长、成熟、衰老、灭亡的过程, 有规律可循。人们如果掌握了这些规律, 就可以能动地进行产品设计, 并能预测产品的未来发展趋势。TRIZ正是这些规律的综合。运用这一理论, 可大大加快人们创造发明的进程, 而且能得到高质量的创新产品。同样我们可利用这一理论来实现开发高质量的创新实验。
三现状问题分析
硕士研究生的培养与本科生的培养是有所不同的, 研究生的理论学习时间是一年, 其余两年时间主要是硕士课题研究, 这就使得自己的专业水平局限于某个方面, 因此, 对机械电子工程专业的研究生来说, 课堂学习和实验环节是扩宽电知识结构的重要过程, 为了在短短的一年时间内争取掌握更多的有关电方面的知识, 必须理论联系实际, 多做实验, 才能提高学习效果, 提高实际动手能力从而加深电方面知识的理解。
机械电子工程专业开设的与电相关的课程一般包括《现代控制理论》《机电系统检测与控制》《计算机控制及接口技术》《工程测试与信号处理》《数控技术》等, 这些课程都涉及信号检测、信号处理、信号辨别、算法处理、输出控制等内容, 通过传统的实验箱装置实现这些内容的实验是有难度的。主要存在以下问题:第一, 目前关于电子开发的实验箱数目有限, 价格昂贵无法实现人手一套, 并且各个模块相互独立, 无法形成一个完整的闭环控制回路;第二, 实验所用技术虽然基础但较落后, 无法适应技术的发展趋势, 作为本科的基础教学实验可以满足, 作为硕士研究生的应用型教学实验却存在一定的差距;第三, 实验箱的实验与实际应用开发还存在一定的差距, 作为硕士研究生的研究学习, 目的是为了今后更好地进行科研工作、开发产品等, 所以, 硕士研究生的实验应更加的接近实际应用;第四, 实验内容单薄、僵化无法开发硕士研究生的创新思想。传统实验箱没有留有扩展接口, 只能做实验箱上固有的实验, 不利于硕士研究生的创新培养。
因此, 大部分课程实验无法完成或部分实验停留在演示阶段上, 使得硕士研究生无法深入了解更深层次的内容, 与实际应用脱轨。如最基础的接口应用、基本的通讯实现大多停留在理论阶段, 没有进行实质性的编程操作, 对于算法如经典的PID控制算法也没有进行过实验和深入的了解, 从而在今后的课题中涉及到该内容的知识感到无从下手, 市面上的产品非常昂贵, 所以, 开发一个既能满足以上课程的基本实验要求又能贴近实际应用的先进的电子实验教学平台很有必要。
开发什么样的电子实验, 既可以满足硕士研究生的学习, 又能满足其的科研, 且不能与当前的技术脱离太大, 成本较低, 成为我们所要解决的主要问题。
四利用TRIZ求解
利用TRIZ理论的矛盾冲突矩阵求解。首先找到矛盾问题, 也就是先进的、良好扩展性的电子实验平台与可操作性、低成本构成了矛盾。
如上表所示, 选用先进的技术、良好扩展但这样造成成本高、操作复杂。选用“No.36装置复杂性”“No.34可修理性”来描述这一冲突。选择“可修理性”是为了能够让硕士研究生在该实验中充分发挥自己的创新思维, 可以改变实验平台的原有实验, 达到创新的目的。选用发明原理“No.1:分割”来解决这一冲突, 即把复杂功能模块分割成简单功能模块。
五根据分割远离设计实验平台
根据分割原理设计实验平台, 框架见下图:
上述功能是一个相对完整的平台, 采用了模块化设计, 硕士研究生在学习各个功能模块的同时, 也可以根据自己的相关课题进行裁减, 以满足自己课题需要, 相当于学习和科研并行。
MCU的选择很重要, 由于先技术的不断更新, MCU的功能越来越强大, 越来越完善。基于51内核的MCU仍然专有主导地位, 因此在该开发平台上仍然选择51内核的MCU。该开发平台选择C8051F020, 该型号单片机集成了AD、DA等功能, 具有很强的代表性。
通讯是现代电子产品必不可少的功能, 在该平台上集成两种通讯方式:RS485和RS232。这是在工业产品中应用较多的通讯方式。
仪器的网络化将是今后的发展趋势, 因此在平台上扩展了网络接口, 采用CP2200芯片, Silicon Laboratories公司推出CP2200, 是业界体积最小和效能最高的单芯片以太网控制器可以提供目前应用最广泛的局域网技术。CP2200最多能将所需的电路板面积减少90%, 同时让系统成本和复杂性减至最少, 相对于RTL8019以太网控制芯片来说, 更容易将嵌入式以太网功能导入各种产品。
因为该平台除了提供硕士研究生学习外, 另一个重要的任务就是帮助其进行课题研究, 为了不同课题的开展, 所用功能也不同, 因此必须留有扩展的接口, 方便其进行扩展以满足课题的需要。
因此, 通过该平台, 硕士研究生能实现电子产品的完整开发, 从程序编写到程序下载程序到程序调试等完整的步骤, 因为对于电子产品来说, 程序是灵魂, 硕士研究生可以把更多的时间放在程序的编写和算法的研究上面。
六结论
第一, 运用TRIZ理论的分析工具与知识库工具, 不仅可以帮助设计人员克服心理惯性、有限知识等因素对创新方案形成的限制, 系统地进行产品创新设计, 还能够帮助老师进行实验创新。第二, TRIZ理论已形成一套较为完整的理论体系, 有很好的逻辑严密性和操作程序性, 易于应用。
摘要：通过分析机械电子工程专业硕士研究生目前在电子创新实验平台存在的问题, 利用TRIZ理论的矛盾冲突矩阵工具, 分析解决了机械电子工程专业研究生电子实验的问题。将TRIZ理论应用到了实验教学环节。该平台能很好地将硕士研究生的学习和科研紧密结合起来, 并为今后的工作打下良好的基础。
关键词：硕士研究生,电子创新实验,TRIZ,矛盾冲突
参考文献
机械电子 篇9
十九世纪末到二十世纪以来科学技术得到了飞速的发展, 在这个时期里很多学科都得到了提高和补充, 学科间的关系也越来越密切, 一系列利好因素的共同作用下, 机械电子工程学得以产生并发展。
顾名思义, 机械电子工程就是电子信息技术与传统的机械技术的一个结合, 充分的发挥了两个不同学科在技术上的共同点, 达到了物理上和信息功能上的连结。这是一个跨学科的尝试, 更是一个挑战, 它可以将所有的机械工程信息进行分析, 达到智能化的目的。虽然依旧属于机械工程行业, 但是显然已经拥有了自己的特点。
1) 不同的设计方法
机械电子工程与传统工程相比, 已经不是单一的一个学科, 它已经发展成为了有很多技术和科学共同组成的一个新学科, 并且在工程设计上充分的吸纳了信息技术、机械技术, 并为了使工程的各模块结构布局更加完整, 设计人员一般都会采取自上而下的设计方法。
2) 产品上的差异
从结构上来说, 机械电子产品的构成非常简单, 但是小机器却融入了大智慧, 与传统机械相比, 机械电子产品有很高的科技含量, 也没有了臃肿庞大的外观, 变得更加小巧、轻便, 给机械电子产品走进社会生活创造了条件, 同时也代表着生产力水平的一次飞跃。、
2 机械电子工程的发展过程
机械电子工程学并不是一个孤立的学科, 它与很多工程和技术都有着密切的联系, 是机械工程学科和电子信息工程、智能管理技术共同作用下, 形成的一个新的发展体系。在信息系统不断完善的过程中, 机械电子工程体系也更加完善, 并日益成熟。机械电子工程学的发展历程主要是这样的几个方面:
1) 机械电子工程学的开端
机械电子工程学在刚起步的阶段, 其主要的生产形式是手工生产, 此时社会的生产能力很低, 没有充足的劳动力资源, 发展生产力变得异常艰辛。为了改变这样一个窘迫的状况, 科学家进行了大量的研究和尝试, 在一次次的失败中, 机械工程终于得到了一定的发展。
2) 机械电子工程学的高速发展阶段
在经历了起初艰难的开始阶段以后, 机械电子工程迎来了高速发展时期, 随着标准件生产在同一的流水线下得以实现, 这一时期的生产已经具备了一定的标准, 并且极大地刺激了生产力的发展。但是这样的生产模式并不是没有缺点的, 生产的过程过于标准, 使产品过于单一, 满足不了不同用户和社会不断变化的需要。
3) 机械电子工程的成熟阶段
经过了多年的发展, 机械电子工程产业已经形成了一定的体系, 并与现代化科学技术有了一定的融合, 进入了现代机械电子发展阶段。归根结底, 机械电子工程的发展是为了满足社会工作和生活的需要, 现代社会工作节奏加快, 生产也更加灵活, 对机械电子工程提出了更高的要求, 机械电子行业的特点是柔性制造, 这也为机械电子同信息化社会的融合创造了条件。
3 人工智能在机械电子工程的运用
人类社会的发展始终离不开能源、信息。在古代, 生产力水平及其低下, 人们对信息的获取能力也十分有限, 能源和物质是维持人类生产生活的必需品。长久以来, 人类往往都没有认识到信息的作用。随着人类文明的不断发展, 生产力水平的不断提高人类对信息的概念逐渐了解, 同时也产生了对信息的需求, 信息的价值逐渐被发现。
随着电子计算机技术的逐渐应用, 人类的生活发生了质的变化, 人类社会至此进入了高科技的信息时代。人工智能系统作为电子技术发展的产物, 在近两年出现, 并且迅速的应用到了机械电子工程领域。
电子信息技术在方便快捷的同时, 也存在一定的弊端, 比如缺乏一定的稳定性, 这使机械信息系统在输入和输出上就会变得十分混乱, 并且不利于描述。以往的描述方法一般包括:建设规则库、推导数学方程、学习并生成知识。
一般的解析方法都比较精密、准确, 但是应用范围十分有限, 只能应用于比较简单的系统, 而对比较繁琐复杂的体系, 却不能够提供完整的解析式, 必须依靠人工操作才能实现。随着人们对系统的要求越来越高, 处理的信息变得复杂多样, 信息的内容不仅包括数据的形式, 也出现了数字信息和语言信息等新形式。为了适应时代形势的发展, 人工智能处理方式以其复杂、不确定的特点成为了解析数学的新方法、新手段。
人工智能处理体系一般是这样进行分类的, 模糊推理体系和神经网络体系。这两个系统存在着联系, 也有所不同。模糊推理系统一般通过对大脑功能进行模拟, 从而分析出语言的信号;而神经网络系统模拟的却是大脑的结构, 通过对数字信号的处理得出参考数值。
1) 模糊推理体系和神经网络体系的相同点
我们可以说, 模糊推理体系和神经网络体系都是利用网络结构, 然后在某一精度上趋近一个函数。
2) 模糊推理体系和神经网络体系的不同点
(1) 映射方式
在映射方式的运用方面, 模糊推理系统运用域和域之间的映射, 神经网络体系则是点到点的映射。
(2) 物理性质
模糊推理体系与神经网络体系相比拥有更明确的物理性质。
(3) 计算量和计算精度
模糊推理体系没有固定的连接, 计算量和计算精度都十分有限, 神经网络体系则很好的克服了这一点, 在输入的过程中使每个神经元相互作用, 大大的提高了计算量, 并且能够保证较高的输出精度。
(4) 储存方式
在储存信息的过程中, 模糊推理体系采用的是比较规则的方式, 神经网络体系则是利用分布式对信息进行储存。
社会作为一个不断发展变化的有机结合体, 单一的处理手段是无法满足人类发展的需要的。为此, 智能系统研究专家开始了对综合智能系统的开发与探索。综合智能系统是对以往人工智能体系的继承和发展, 它能够融合以往两种智能体系的优点, 使数学描述变得更加全面。
4 结论
机械电子工程产业发展是我国工业信息化过程的一个写照, 在工程制造的过程中充分利用现代化科学技术的巨大优势, 实现了生产力的提高, 满足社会发展的需求, 机械电子工程和人工智能和完美结合实现了不同学科之间的融合, 为工业信息化的发展提供了成功经验和新思路。
摘要：机械工程行业是我国的传统工业, 长久以来都是以人工为主要生产手段进行操作的。而现代社会科技高度发达, 知识和信息已经成为了第一生产力, 为了适应社会的发展, 机械工程大量的应用电子信息技术, 和日益与人工智能系统相结合, 大大的提高了生产效率, 满足了社会的发展需要。
关键词：机械工程,电子信息,人工智能
参考文献
[1]周嵘, 杜海峰, 王孙安.机械电子工程与人工智能[J].机床与液压, 2002 (2) :94-101.
[2]王琪.机械电子工程与人工智能的关系探究[J].科技传播, 2012 (1) :114-115.
机械电子 篇10
1 机械电子工程
机械电子工程融合了传统机械工程与电子信息技术, 电子、机械、信息之间的关系更加紧密, 这使得机械的精度与操作可靠性更强, 逐渐应用于各个高新技术领域。目前, 机械电子工程种, 利用计算机信息传输实现了多种机械的完美衔接, 使得每种机械都能正常发挥功能, 控制中枢集中在一台主控系统中, 满足了多元化生产的需求, 大大提高产品的性能。
机械电子工程模块化的设计使得其内部结果也更加简单, 既满足多元化生产的需求, 由降低生产成本与生产技术要求, 因此, 在现实中, 机械电子工程具有广大的应用空间。然而, 由于目前的机械电子工程产品大多是通过人工控制产品生产的, 虽然能够满足性能与多元化生产的需求, 但是人工化的操作必然使生产效率下降, 导致资源与市场需求不对等, 这些都是机械电子工程发展的阻碍, 生产的灵活性与高效性有待进一步提升。
2 人工智能
人工智能是基于计算机技术快速发展衍生出的一门新技术, 它不仅涉及计算机复杂的操作系统与数据处理, 而且还将这些功能具体化, 应用于现代机械设备的操作与电子设备的控制上, 且人为操作的依赖性更低, 人工智能依托计算机数据处理与信息传输的功能, 实现了机械的控制, 因此计算机是人工智能的主体, 随着计算机技术的快速发展, 人工智能的控制准确性与迅捷性将逐步提升。人工智能在一开始被提出后, 各国就积极投入研究人员进行相应技术的研制, 通过将人的惯性思维与流程加入到智能机器中, 能够使机器模拟人的思维, 完成一系列简单或者复杂的活动, 然而, 由于人工智能与机械的融合度尚且较低, 完全的人工智能仍然无法实现, 在实用中, 人工智能较多的应用于高新技术中, 完成一些基本的工作, 在现实生产中的功能有待进一步研究。新时期, 新的人工智能将致力于与机械电子工程的融合研究, 其稳步的发展状态将逐步提升机械电子工程技术水平的智能化水平。
3 机械电子工程与人工智能的关系
(1) 人工智能在机械电子工程运用中的依赖性。在现代机械电子工程中, 人工智能的引进与具体应用建立在电子工程计算机网络系统的基础上, 这决定了人工智能应用的高条件性, 必须以高新技术为依托, 通过网络命令与计算机信息传输进行人工化指令转变, 指导机械生产与运作。因此, 一旦机械电子工程的网络系统数据发生错误或者分析失误, 人工智能的控制也会受到较严重的影响, 传输的指令也将是错误的, 这会导致机械进行错误的动作, 基于人工智能建立的机械电子工程自动化操作系统也将全面崩溃, 直接影响电子机械工程功能的发挥。伴随着科技的进一步发展, 工业生产中对系统的要求也越来越高, 经常涉及到多种类型数据的处理, 因此, 人工智能只有在原有系统正常工作的基础上才能有效发挥功能, 其系统依赖性较强。
(2) 人工智能对机械电子工程进行了补充。传统的机械电子工程采取了模块化的设计, 所以在功能上具有多元化、固定性与生产方式单一性等特点, 这几方面的特点也限制了机械工程的多元化延伸。因此, 如果要使机械电子工程发挥其综合性功能, 就需要利用人工智能的模型推理系统来辅助实现。目前, 已经初步使用到机械电子工程中的模型推理系统具有较高的智能化特点, 能基本上实现一整套生产过程的操作, 另外, 该系统模拟人体神经网络, 在计算机中构建的智能神经网络系统也是的人工智能水平上升了一个大台阶, 使得机械电子工程人力依赖性大大降低, 真正实现了机械工程的自主化运作, 发挥模块控制的完整性功能, 在工业生产上实现了紧密连接。
(3) 人工智能增强机械电子工程稳定性。机械电子工程无论是其操作系统还是信息传输系统都有着明显的不稳定性, 机械电子工程的操作系统在一开始设计完成后就保持着稳定不变的控制操作, 根据实现设计的程序, 控制机械完成一系列操作, 这间接的反应系统的死板与灵活性差, 一旦计算机操作系统出现数据传输错误或者分析错误, 将发达错误的指令, 至机械进行不正确的动作, 对模块机械的功能发挥造成很大的负面影响。而如果将人工智能引入到机械电子工程中, 由于其灵活化的处理手段以及模拟人的思维惯性, 能够对计算机操作系统中的错误进行及时处理, 确保数据的准确性, 发挥准确的操作指令, 实现了对机械电子功能缺陷的补偿。在实际工作中, 人工智能控制机械电子工程的数据输入、处理、输出等工作, 能够准确、高效的进行数据处理, 从而实现机械电子设备的稳定。
4 结语
当前, 随着计算机的快速发展以及人工智能研究的逐渐深入, 人工智能的现实应用领域逐渐广泛, 尤其是在机械电子工程应用方面, 在提高机械电子设备控制精度、模块化生产效率方面都有重要作用。机械电子工程与人工智能技术的交叉融合, 使人工智能技术与机械技术上升了一个台阶, 促进了社会的进步与发展。
摘要：随着计算机技术的快速发展, 人工智能也逐渐应用于各个领域, 在机械电子工程中尤为突出, 其主要作用是解决机械电子复杂的问题, 利用计算机强大的数据处理功能, 使机械电子工程自动化程度更高。本文主要探讨了机械电子工程与人工智能的关系, 以期为两者未来更高程度的融合提供一些理论参考。
关键词：机械电子工程,人工智能,信息处理
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) :28.
机械电子 篇11
关键词：机械电子工程；人工智能；信息
1.引言
对于传统的机械工程，大致分为两类：制造类；动力类。制造类具体囊括了毛坯制造、机械加工以及装配这三大生产流程；相对的，动力类则包括多种发动机。机械工程与电子技术的结合始于上世纪，电子技术开启了机械工程的新篇章。随着计算机技术日新月异的发展，机械和电子通过信息的纽带终于联系在一起，形成了机械电子工程。
人工智能技术在机械电子工程的发展和渗透，促进了信息的连接和使用。运用现代新技术改造机械业，能引领传统的机械业快速的向前发展。而且机械系统日益复杂，融入人工智能技术也是迫在眉睫。
2.机械电子工程简介
20世纪，学科的发展趋势是各门学科的交叉渗透。21世纪，机电工程将电子、信息、智能化等融合起来，使机械工程有了新的理论和方法，进一步的开拓新的领域。早期的机械业主要依靠手工技术，在生产力水平低下的阶段，不过使用性强；三十年代出现流水线，大批量生产，可是缺乏灵活性；如今的生产大多数要求周期短、生产灵活并且质量好，所以最经常使用的就是一机械电子工程为主要内容的FMS（柔性制造系统），基本可以达到所有的要求。
2.1机械电子工程的特点
相对于传统的机械业，机械电子工程有这明显的特点。如果就设计而言，机械电子工程没有严苛的界限，在设计过程中也不是独立的工程学科。机械电子工程会根据结构配置，把电子工程、计算机技术作为核心部分与制造、管理和生产加工有机地结合起来，利用基于信息的后入先出的模块化方案来完成设计。
2.2机械电子产品的特点
机械电子产品结构简单，组成元件少。以小巧的电子技术替代“傻大粗”的机械系统，缩小了产品的体积，又提高了产品性能。
机械电子工程把机械和电子技术有效结合，为了构成最优系统。现代的机械电子系统在“块与块”之间的动力联系外，还有信息间的紧密联系。生产改革的未来属于懂得优化机械电子系统的人，而在先进生产和制造的应用中，关于优化已经更为迫切；在这些系统中，人工智能技术和先进的工艺制造系统必将组成以后工厂生产的关键工艺。
3.将人工智能技术融入机械电子工程
信息、物质和能量始终作用人类社会的方方面面。生产力低下时，人类为了生存，靠的是物质和能量；生产力提高以后，人类不光想着如何让生存，还计划着该如何发展，这就要依靠信息了。
鉴于如今面对的系统越来越复杂，所以要处理各种各样的信息类型。在信息的获取方面，会出现两类不同的信息来源，一个是传感器采集到的信息，一个是相关专家提供的语言信息。但是智能化处理是以知识信息为基础的推理，含有复杂多变、模糊的特点。利用人工智能技术建立系统模型，经常使用的两大方法就是模糊逻辑推理系统和神经网络系统。
3.1模糊逻辑推理系统：模糊系统模拟人脑功能，应对语言信号，物理含义明确
3.2神经网络系统：神经网络系统模拟的是人脑结构，应对数字信号，只给出数值参考。
模糊逻辑推理系统和神经网络系统在输入输出的处理上非线性映射有着相似的网络结构形式，只有处理进程不一样。二者在给定的条件下都可以以任意精度逼近一个连续函数。明显不同的地方在于：
（1）映射方式不同：模糊邏辑推理系统主要实现域到域的映射；而神经网络系统负责点到点的映射。
（2）精度不同：模糊逻辑推理系统的输入输出呈台阶状，精度低；神经网络系统呈光滑曲面，精度高。
（3）信息存储方式不同：模糊逻辑推理系统已规则方式存储；神经网络系统以权系数分布方式存储。
（4）连接方式不同：模糊逻辑推理系统每一次输入只和原来的规则相关连接不稳定，计算量较小；神经网络系统每个神经元与前一级神经元都有联系，连接固定，计算量大。
（5）结构不尽相同：模糊逻辑推理系统的隶属度数反应的是模糊变量明确的物理意义；神经网络系统对权系数不能做出物理解释，意义不明确。
不论是神经网络系统，还是模糊逻辑推理系统，有效地解决了认识应用系统的复杂性问题。如今，单一的人工智能技术已经不能满足机械电子工程系统复杂性的需要。因此，众多学者都认为综合性的智能技术必将取代单一的智能系统。
4.机械电子工程与人工智能技术的完美整合
为了实现机械电子工程与人工智能技术完美结合，已经开始综合多种智能技术利用互补相融的方法来体现不同智能技术的优点，弥补各自的不足。模糊神经网络系统是综合智能技术的成功典范，一直是人工智能领域的热点话题。模糊逻辑推理系统与神经网络系统的融合方式大致分为两种：
4.1功能互补型
功能互补就是把模糊逻辑推理功能插入神经元中，使得整个神经网络系统同样具有逻辑推理能力。
4.2功能相似型
采用神经网络中神经元的非线性映射部分与模糊变量隶属函数作用相似的融合，通过调整神经元输出属性来进一步实现函数的优化。
5.总结
本文开始，简要阐述了机械电子工程的特点，紧接着重点讨论了人工智能技术，这主要囊括模糊逻辑推理系统和神经网络系统在机械电子工程中的应用。机械电子工程是机械工业发展过程中开辟的新领域。数据信息的交换传输，是机械电子工程的重点，关于信息的采集、处理和使用是机械电子工程的关键。人工智能技术为机械电子工程的信息处理指明了新路径。
参考文献：
[1]周广林，赵汗青，王宏.《定向培养机械电子工程专业毕业设计的改革探索》.黑龙江教育学院学报，2010，29（11）
[2]洪华杰，柯冠岩.《关于高校机械电子工程专业创新教育的思考》.高等教育研究学报，2009，32（4）
[3]李英杰，关秋菊，张日红.《机械电子工程专业的建设研究》.仲恺农业工程学院学报，2010，23（z2）
作者简介：
机械电子 篇12
随着计算机技术和人工智能技术的不断发展和提高, 机械电子工程也有了更大的发展空间, 在技术和设备上有了更多的选择性, 逐渐的改变了传统的能量连接方式, 向信息化方向迈进, 促使电子工程进一步的发展, 使机械电子工程像智能化发展方向转变。
2 机械电子工程的特点
机械电子工程简而言之就是机械工程和电子技术的结合。是机械工程和电子技术在高度发展的背景下结合形成的一种工程, 两者之间是相互融合和相互作用的。通过物理上的动力连接和功能上的信息连接, 将两者的优势发挥到最大, 利用电子信息技术, 实现其智能化的处理。从设计方面而言, 机械电子工程以计算机技术为基础结合多种技术手段, 如:生产加工技术、制造技术等, 完成整个机械电子工程的整体设计。
3 人工智能的定义
人工智能的发展经历了多个阶段, 近年来, 随着科技的不断进步和发展, 在人工智能方面也取得了显著的成效。人工智能是一门由多个学科相交叉的综合性学科, 它包括:计算机科学、心理学、语言学等涉及到多个学科, 可以简单的来说, 人工智能是研究通过计算机延伸。扩展、模拟人的智能的一门学科。
4 人工智能在机械电子工程中的应用
人工智能在机械电子工程中的应用标志着现代化科技的高度发展, 人工智能与机械电子工程的结合, 对于促进生产力的发展具有重要的意义。下面就人工智能在机械电子工程中的应用的几个方面进行具体分析说明:
第一, 机械电子工程输入与输出关系的智能化。随着社会的发展和科技的进步, 机械电子工程的发展也越来越复杂和具有难度性。特别是对于机械电子工程的输出输入关系方面, 更加的棘手, 传统的技术和方法已经远远不能满足机械电子工程发展的需求。人工智能的应用有效的解决了机械电子工程系统中存在的一些复杂问题, 提高了系统运行的高效化和智能化。
第二, 人工智能信息的方式技术。在机械电子工程中, 利用人工智能信息的方式对数学方式进行解析。通过神经网络系统和模糊推理系统对数学信号进行分析和处理, 具体来说神经网络系统是通过对人脑结构的模拟, 对数学方式进行解析, 从而得到一个参考数。而模糊推理系统则是通过对人脑功能的模拟, 对语言信息进行分析。人工智能信息的方式技术所产生的神经网络系统和模糊推理系统虽然在对机械电子工程输入与输出关系上有很多的共同点, 但两者之间也是有明显的区别的。如:神经网络系统是通过分布的方式实现对信息的储存, 而模糊推理系统则通过规则的方式储存信息。
5 机械电子工程与人工智能的关系
机械电子工程与人工智能是一个相互作用的关系。人工智能促进了机械电子工程的发展, 而机械电子工程为人工智能的实现提供了基础。
(1) 人工智能信息的方式技术是机械电子工程系统应用的基础。机械电子工程作为一门新兴的学科, 在发展的过程中还存在着很大的不稳定性, 如:机械电子工程输入与输出的关系等多个方面, 都要依赖人工智能化的技术处理来实现, 利用人工智能技术对机械电子工程中存在的一些传统知识的学习方式进行更新换代。为了适应现代化社会高速的发展和满足机械电子工程对更高要求的需求, 人工智能的出现有效的解决了机械电子工程中存在的一些复杂的问题和系统处理方式, 对机械电子工程系统中功能的完善等各个方面, 为机械电子工程的发展创造了更多的空间和提供了技术支持。
(2) 人工智能对机械电子系统的准确性起到决定性的作用。在机械电子工程中, 数据的准确性和有效性影响着机械电子系统发展的安全性和稳定性。机械电子工程系统的建设需要相应的资料和数据, 而这些数据和资料都是通过人工智能技术处理的, 一旦人工智能技术分析错误将对系统造成直接的破坏和阻碍。
(3) 人工智能系统对机械电子工程的生产模式也会造成一定的影响。人工智能技术改变传统的机械电子工程生产方式, 由单一向多元化的发展方向转变, 加强了对机械电子工程生产的改革, 加强其智能化技术的应用, 将神经网络系统与模型推理系统相结合, 形成一种更加完善, 更容易满足社会发展需要的人工智能系统。
6 结束语
随着科技的进步和发展, 传统的生产模式和生产方式已经不能满足时代的发展需求。在机械技术和电子技术高度发展的背景下, 人工智能技术应运而生。加强对人工智能系统的完善和创新运用, 将人工智能技术更好的应用在机械电子工程中, 从而有效的促进社会的整体进步和发展, 已经成为目前科技发展的一个重要的内容。
参考文献
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[3]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年11期.