机电一体化技术定义精品(七篇)

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篇(1)

[关键词]机电一体化；应用；发展

中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）22-0376-01

前言

机电一体化技术是近年来逐渐发展起来的一门技术，也是我国科学技术水平提高的重要表现，机电一体化技术在各个领域都有所应用，尤其是在机械工程领域上的应用更是广泛，使得工业生产由机械电气化逐渐变为机电一体化，取得了显著的进步。基于机电一体化技术在机械工程领域中的应用，使得机械工程无论是从技术上，还是从产品的结构和性能上来讲，都是有质的突变的。现如今机电一体化技术在各个国家都受到了很高的重视，在我国更是如此，现今人们已经发现了机电一体化技术的的重要作用，对人们的日常生活、众多领域的发展、乃至国家经济的发展和军事的发展都有一定的影响。为此本文针对当前机电一体化技术在机械工程上的应用情况进行了简单的介绍，对其发展趋势进行展望，希望能够使机电一体化技术在机械工程上能够被更好地应用，进而促进我国经济的发展和综合实力的增强。

1.应用背景知识介绍

1.1 机电一体化的定义

机电一体化技术主要就是采用电子控制系统将机械与电气一体化相结合，这一技术具有很多显著的优点，在机械工程领域中被广泛的应用，并且具有很好的发展趋势。相关人员一直在努力研究这一技术，希望能够将机电一体化技术更好地应用到机械工程领域中，为其发展带来一定的帮助。但是这一研究内容开展的前提条件是必须对机电一体化技术有明确的了解，这样才能够更好地开展相应的研究工作。首先就需要对机电一体化的应用背景知识进行简单的介绍，机电一体化具有明确的定义，就是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称，机电一体化技术就是将这一系统使用到某些领域的方法。机电一体化技术之所以取得显著的进步，在机械工程领域中被广泛应用与这一技术的本质是具有紧密的联系的。机电一体化技术并不是一项单一的技术，而是由机械技术、信息技术以及电子技术等多项技术结合到一起的复合型技术，具有很强的功能，在各个领域中都能够被应用。

1.2 机电一体化的特点

机电一体化还具有其显著的特点，那就是这是一项综合的技术，包括机械技术、电子技术、信息技术、软件编程技术等多项非常重要的技术，而且这些技术在相互配合发挥作用时也是具有其明显的优势的。一般某一项技术在被应用时都是结合实际的情况发挥单一的作用，而机电一体化技术则会根据想要到达的不同的完成目标而对系统进行优化，其中所包含的各项技术会相互配合完成指定的工作，不需要很多的技术分别工作就能够完成不同产品的生产工作。机电一体化技术的这一特点使其不断处于发展状态中，并且在机械工程领域的应用过程中也是明显体现出了优势，具有多功能、高质量、低能耗等一系列的优点，具有很高的应用价值，在机械工程领域中自然得到了很高的重视。

1.3 机电一体化技术在机械工程上的应用

之前一直在介绍机电一体化技术的定义和所具备的特点和优势，在机械工程上被广泛的应用，为这一领域的发展也带来了很大的帮助，为此需要对机电一体化技术在机械工程上的应用情况进行具体的价绍，这样能够更加清晰地体现出机电一体化技术的研究与使用的价值。首先，机械工程的工作状态是非常复杂的，组成结构较多，任何一个环节出现问题都会对整个工程的质量造成严重的影响，而且对其进行维修也需要大量的费用，会增加成本，而机电一体化技术能够运用到电子监控中，及时发现所存在的一些问题，并且对其进行解决，为工程质量的保障提供了巨大的帮助，也能为其减少很大一部分维修的费用，这是其应用的方面之一。除此之外，机电一体化技术还能够用于电子节能控制器的研究中，将利用机电一体化技术研制出的点子节能控制器用于机械工程中，能够发挥节能的作用，既节约了资源，减少了机器的磨损状况，同时还能够提高工作效率，具有非常重要的意义。除了这些以外，机电一体化技术还能够被应用到机械工程上的很多方面中，为机械工程的发展带来帮助。

2.机电一体化在机械工程上的发展趋势

2.1 发展的微机化

了解了机电一体化技术的基本内容和在机械工程上的应用情况，可以知道机电一体化技术是具有很高的研究价值和使用价值的，在机械工程上也具有很好的发展趋势，所以需要了解这些趋势，对机电一体化技术在机械工程领域上被更好地应用具有很大的帮助。机电一体化具有一个非常明显的发展趋势，那就是微机化，将微机械技术、微电子技术和软件技术相互结合，微机化的机电一体化技术所生产出的产品体积小，使用起来比较灵活，能够被应用到更多的领域中去，而且所需要的能量也是相对较少的，具有节能高效的作用。

2.2 发展的绿色化

绿色发展是如今很多领域发展过程中都在倡导的主题，也是社会发展的需求，经济的发展使得人们的生活水平得以提高，导致与此同时环境却遭到了严重的破坏，在这一时展的大背景下，机电一体化的产品必须具有绿色化的特点，这是其主要的发展趋势。机电一体化产品的绿色化指的就是产品的生产过程中对环境不造成污染，资源不造成浪费，当产品使用过后能够进行回收处理，最大限度地节省资源、保护环境。这也是国家目前所倡导的，机电一体化技术在机械工程中的应用也非常符合我国的国情以及国家相关政策的倡导，所以具有很好的发展趋势。

2.3 发展的智能化

机电一体化技术与其他机械方面的技术相比有一个非常大的差别，也是其具有的独特的优势，那就是具有智能化的特点。机电一体化技术所生产出的产品能够模拟人类智能，基础是控制系统，还能够辅以心理学、生理学等多方面人的特点，模拟人的思想和做事的方法，生产出智能产品，代替人去完成一系列的工作，最终实现机器代替人完成劳动生产活动的任务。这是机电一体化在机械工程中的一个发展趋势，也是相关研究人员一直在努力研究的一项内容，通过国内外机电一体化技术在机械工程中的应用情况可以推测出这一发展趋势是非常有可能得以实现的。

3.结语

通过本文的简单介绍，可以对机电一体化这一现如今受到广泛使用的技术有一个大致的了解，这一技术是众多科学技术共同发展所取得的成果，在机械工程中具有非常重要的作用。本文对机电一体化技术在机械工程中的应用情况以及发展趋势都进行了相应的介绍，机械工程领域的发展离不开机电一体化技术，所以要清楚其发展趋势，对这一技术在机械工程中的应用进行优化，促进机械工程的快速发展，同时对我国的经济发展和技术水平的提高都具有非常显著的帮助。

参考文献

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如果将创新定义为与众不同的、新颖的技术和产品，那么这个世界上的创新成果将会是高度的繁荣昌盛。但是，我们看到的是许多企业新产品层出不穷，业绩却不见增长，甚至陷于困境之中。与此相似的是，全球专利成果转化的成绩并不那么令人鼓舞，虽然每年推出的各种专利数量惊人，但是其“创新”的真实性是令人难以信服的。

所以，将创新定义为与众不同的、新颖的技术和产品是不够的，或者说仅仅提供了必要条件，缺乏充分条件。只有将与众不同的、新颖的创新技术和产品转化为商业及社会成果，实现市场的认可和企业的盈利才具有真正的价值。

创新应具备三个条件：独特和新颖；一定的市场容量；一定的盈利能力。

创新的不同特点

当前讨论创新比较宽泛，共性论题多，也比较容易形成共识。但对不同领域、不同行业、不同产品等个性化的问题却少有论述，或者探讨不够深入，因此也较少形成个性化问题的解决。

而创新恰恰是个性化的，虽然创新的共性规律放之四海皆准，可一旦形成教条和规定，则共性规律不但不能对局部的、具体的创新问题给予指导，反而会形成误导，使得创新投入方向出现偏差，许多创新难以出成果。常识告诉我们：方向错误，投入越大，距离成功越远，损失也越大。

不同领域、不同行业、不同产品具有不同的创新特点和规律。消费产品创新远区别于工业产品；传统产品创新不同于现代产品；大批量工业产品不同于小批量产品；开放式系统产品不同于封闭式系统产品，比如机械产品创新不同于医药产品；重工机械产品创新不同于机电一体化产品。凡此种种，不一而足。只有根据不同领域、不同行业、不同产品的特点，找出独特的创新规律，制定相应的创新系统和机制，才能使得产品创新方向正确、投入适当、周期缩短、市场效益明显。

创新是企业战略和策略的互动能力体现

许多企业将创新当作应急事务管理，只有当企业产品卖不出去，市场不良反应强烈时才考虑创新，创新成了解决眼前问题的手段或策略。

事实上，创新首先是企业的长期战略，而且是最重要的战略。创新不仅是产品创新，更是企业的管理创新，只有企业具备了管理创新机制，产品创新才具有流畅的流程和制度，才可能成为企业自然而然的正常行为，不至于成为企业的应急手段及救火似的短期行为。从这个角度讲，管理创新是企业的战略，而产品创新是战略指导下的策略，二者是一种互动行为，互动效果既是单独行为的能力体现，更是整体能力的体现和检验。

基于企业的自主创新

对国家而言，鼓励创新、推动创新，并斥巨资于一切有益于创新的行为及产品，当然十分有必要，但国家的创新是由各种社会组织的创新集成的，国家不可能也不应该越俎代庖，承担具体的创新项目和任务。所以，社会组织的创新成果直接反映了国家的创新成就。

对社会组织及企业而言，创新不仅是对国家创新成就的贡献，更是自身的生存和发展的直接需要。国家将创新的重点落到企业无疑是一个英明的战略转移和定位，这一战略决策必将对我国创新乃至经济发展产生巨大影响。但由于科研与企业长期有不同程度的脱节，这一转移并不能保证企业产品创新和国家创新能力得到合理的回报，因为科研院所的创新和企业的创新有较大不同，如果仅仅是一种平移，那么有较大可能使得创新投入和产出效益打折扣，因为企业始终要考虑市场、客户。产品创新成果只能由市场和客户来检验，离开了市场和客户，任何创新都是不完善的，即使是为未来所做的创新，仍然要为未来的市场和客户负责。

也许对科研院所和高校而言，基础研究和创新的内涵和外延有另外的意义，但基于企业的产品创新只有市场和客户的评价这个唯一标准。

基于机电一体化产品的创新

正如前边所提及的，不同领域、不同行业、不同产品的创新具有不同的特点，机电一体化产品作为一种装备机械产品，其创新特征还是比较明显的，这种特征既是其产品特点本身决定的，也是横向与世界相关产品比较带来的。

目前“机电一体化”的定义各有表述，较为普遍的定义由“日本机械振兴协会”经济研究所提出，即“机电一体化是在机械功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。”

随着科学技术水平的高速发展，产业之间和学科之间的交叉与渗透日益加剧，现在已很难对一个行业、产业及产品进行清晰的界定及分类。作为装备制造业的一个十分重要的分支，机电一体化技术发展已经进入“智能化”阶段。除了机电一体化定义的内涵产生变化以外，其外延及范围已经大大扩展，在工业领域和日常生活中，机电一体化产品已经无法与我们分离。

这一类机电一体化产品的重要特征是机械动作的精度及准确性、各种动作的协调性、机械机构及功能的可靠性、机构及产品的寿命长期性。在当今强调效率的经济社会中，高速度已逐渐成为许多机电一体化产品最重要的功能指标之一，其他的功能要求，即使是十分重要的要求，也成为了高速度的派生要求。高速度已成为许多机电一体化产品档次、能级的分水岭和界限。

按照机电一体化的定义，如果将计算机、执行元件、动力源、传感器、机构作为机电一体化系统的五大要素，那么与其相对应的五大功能是控制、操作、动力、检测、构造。

在这五大功能中，构造是其主功能，即机械动作是实现产品系统功能和作用的主要目的，其他功能是为机械动作提供驱动、检测、控制支持。由于其机械动作是清晰可视的，不管其机械动作有多少、机械机构多复杂、机械速度有多高，所以，机电一体化产品的工作是在一个透明的、开放的环境下进行。

在当今的技术条件下，如果机械机构及动作无法封闭，那么为实现机械动作的驱动、检测、控制技术及产品也将处于透明、开放的位置。这是机电一体化产品的重要特点，也是机电一体化产品与医药、IT等产品的区别所在。

尽管机电一体化技术和产品的发展日新月异，也代表了当今世界科学与技术的发展潮流与趋势。但作为集机、电、光、声、气、液等技术为一身的机电一体化产品本身，特别是对机电一体化产品设计与制造企业而言，机电一体化技术和产品一直处于一个高度透明、开放的环境之下，所以，从这个角度而言，机电一体化产品是一个开放系统。

正因为机电一体化产品是一个开放系统，所以机电一体化产品的技术创新是一把“双刃剑”。开发风险与收益的矛盾愈发突出。应该注意的问题是：1.防御层面：开发投入适当；开发速度要快；产权保护要重视；风险共担等。2.进攻层面：紧密跟踪；模仿创新；知识产权回避；差异化创新等。

开放系统的优劣势和“双刃剑”。模仿将会持续较长时间，除技术的透明度较高这一特点外，国家对知识产权的保护意识、思路、政策及法规的制定与落实起着决定性作用，在上述问题尚未明朗之前，企业的投入收益比较低、收益期较短，所以积极性必将受挫，走捷径已成为企业有意或者无意、无奈的选择。作为以赢利为最主要目标的企业，以较小的投入获得最大的收益本是常理，模仿更成为不二选择。

对企业而言，创新资金有限，将有限的资金合理地分配到企业具体的创新项目之中变得十分重要，否则，企业极有可能因投入得不到回报而影响到企业发展，甚至导致企业陷入困境而不能自拔。

另外，机电一体化产品的特点也决定了其创新必然是继承性的、渐进性的和集成性的。其创新往往体现在自动控制部分，而自动控制部分具有较强的专业分工，对机电一体化产品企业而言，没有实力专攻自动控制技术，事实上国内外几乎所有企业的自动控制技术均是集成的，这是一个社会化合理分工与合作的典型例证。

机电一体化产品制造企业应专术机械部分的创新与研发、改进。机械机构发展至今，已经基本成熟，进行革命性的创新几乎没有空间和必要。所以，对机械部分开展持续性的改进和完善成为机电一体化产品研发和创新的主体和主要内容。可以说，企业之间的竞争和较量已经集中在机械部分的可靠性、稳定性以及与之相匹配的精度和速度上。在这里，产品质量已经成为产品整体实力的最大权重因素，产品质量是决定产品创新成功与否的最关键部分。

创新成功的前提条件

许多产品创新评价较高，其独特和新颖性、市场和客户认可度、产品的毛利率均较高，但往往不成功。这一问题的症结主要在两方面：第一是产品质量水平一直上不去，其零件、部件的加工质量和装配质量处于较低层次，当中、低端产品要求偏低时，如精度、速度不高时，产品尚能满足要求，一旦产品更上一个层次，其创新水平要求更高时，如高端领域产品，产品质量低下的问题便暴露出来，而且短期内又较难形成质量突破，因此严重影响了产品创新目标的实现；第二是市场开拓不力，好产品（技术好、质量也好）卖不出去或无法形成销售规模，造成“墙内开花，墙外不香”的尴尬局面。

这种现象国内外均比比皆是，这不仅使得新产品开发投入泡汤，更严重的是丢掉了市场机会。如果企业不能正视问题，对问题进行深入剖析，还会沉重打击创新者的积极性，迫使创新者放弃积极的设想和创新热情，以一种保守的心态和行为进行产品开发，长此以往，企业的创新氛围逐渐恶化，形成了系统性的保守制度及文化，给企业发展带来致命影响。

当前印后装订机械产品创新的基点和重点

1.对产品进行清晰定位

开发新产品是十分有必要的，但明确企业发展战略，对产品进行重新定位，整合企业有效资源更有必要。不是低端产品都必须放弃的；不是高端产品都必然要进入的；不是市场上盈利产品都必须做的；不是今天开发的产品今天要盈利的；不是别人的产品盈利你也会盈利的；不是不盈利的产品都应该放弃的。这些问题需要我们一直反复思考。

比如，圆盘包本机属低端产品，但企业还是要全力推动；高速骑马订联动线或许我们暂时没能力做好，但它应该成为重要的盈利产品。

如果不能对市场、产品、技术、能力等问题有清醒的认识，对企业及产品有明晰的定位，那么，今天的盈利产品明天会变得亏损；暂时亏损的好产品会草率放弃；技术含量高的产品会一直不盈利。公司会陷于“高端上不去，低端下不来，中端守不住”的尴尬局面。

2.坚持持续开发改进的创新原则

对于印后装订机械产品，创新的特殊性要倍加注意。首先，要明白全新的产品不存在，任何所谓创新产品，都是在原来成熟产品上的改进与革新、提高与完善。其次，极端的多品种、少批量特性决定了新产品的开发成本较高，特别是改动较大产品，在每年销售数量极少的情况下，较多地开发新产品必然给创新带来更大的风险；另外，根据客户真实需求，对开发成功的产品进行持续改进，不仅会给客户带来更高的价值，而且也会大大减少开发成本和风险，为公司带来稳定且长期的收益。

比如，许多企业已经在胶订联动线产品上获得成功，得到较高收益，在此基础上应该持续改进，即使是开发新的产品，仍然是在原有基础上的提升和完善，保持产品的优势、特色，其继承性是显而易见的。

3.优良的质量是创新的基本保障

许多创新产品不成功，不一定是产品技术的原因，比如技术落后，设计缺陷、标准不清等。许多技术特别是高端技术思路、技术设想、技术目标无法实现的原因是材料质量、零件质量、工艺质量、装配质量等单体或综合质量不达标。实践证明：产品质量问题是产品开发不成功的最主要问题。

所以，狠抓质量，持续进行质量改进，是保证产品创新成功的关键因素，这与“持续开发改进的创新原则”是一致的。否则，即使拥有当今世界最先进的技术，产品的技术档次也难以提升上去。从某种意义上讲，优良的产品质量的重要性应高于产品创新本身。

当前众多企业开发的全自动锁线机、新型胶订联动线等产品，对产品质量的要求更高、更严，产品开发成功与否的关键无疑是可靠的产品质量。这一要求不仅适用于高端产品的创新，而且也适用于所有产品的经营。

4.抢占技术制高点是创新的恒定目标

不管产品与技术如何创新，其核心内容都必须体现当今先进技术，产品技术改进和完善亦然。

从当前技术发展趋势来看，印后装订机械产品的模块化、自动化、信息化等技术以及相互之间的技术融合已成为主流，而这些先进技术虽不能颠覆传统机械产品，但体现出的产品特性却是令人耳目一新的，甚至表现出“革命性”技术的假象，呈现出鲜明的技术制高点。

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关键词：机电一体化 发展过程 前景展望

现代科学技术的发展，使得单纯的单一学科应用已远远无法满足人类社会的生产生活需要。各学科相互渗透，相互促进，为新的技术改革，知识创新提供契机。机电一体化技术就是在这样的背景下发展而成的。

一、机电一体化技术简介

机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成的。最早提出这一概念的是1971年日本杂志《机械设计》一书的副刊。时至今日，机电一体化这一概念已经广泛的被接受和应用。

机电一体化技术并不是单纯的机械学与电气或电子学的结合，而是在上述两种技术的基础上融合了信息技术，传感器技术，自动控制技术，计算机技术，接口技术，信号变换技术以及软件工程技术等多种科学技术，并不断发展，广泛应用的一门新兴科学技术。

二、机电一体化技术的发展状况

（一）、世界范围内的发展

20世纪60年代以前为初级阶段。这一时期，人们在生产生活中并没有刻意的将机械学与电子学技术结合起来，而是不知不觉的利用电子技术的成果来完善机械产品的性能，这便出现了最早期的机电一体化技术。期间发生的第二次世界大战，促使了机械技术与其他技术的融合。战后，这些技术由军用逐渐应用至民用范围，但并没有提出机电一体化这一概念，没有将多技术的结合推广。

20世纪70到80年代是这一技术蓬勃发展的时期。由于计算机技术的出现和迅速发展，大规模的集成电路和微型计算机开始出现，这位机电一体化技术的发展奠定了坚实的基础。正是在这一阶段，Mechatronics一词被提出并逐渐被认可，机电产品大量涌现，世界各国逐渐对这项技术给予大力支持。

20世纪90年代开始，机电一体化技术进入新的阶段。这一时期，通信技术、光学技术以及微细加工技术与机电一体化技术逐渐结合，出现了微机电一体化和光机电一体化的分支。同时，机电一体化技术本身的研究日益成熟，对机电一体化技术的建模研究、分析和集成方法以及机电一体化的整个科学体系的研究，使机电一体化技术的基础更加完整，理论体系更加完善。

（二）我国机电一体化技术的发展

[1]我国是从20世纪80年代初才开始这方面技术的研究。国务院成立了由杰出科学家带领的机电一体化领导小组，并将这项技术列入“863”计划中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的诸多影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，虽然都取得了一定成果，但与日本、欧美等先进国家相比仍有相当大的差距。

三、机电一体化技术的发展趋势

在半个世纪左右的发展中，人类生产生活对机电一体化技术不断提出更高的要求，推动机电一体化技术产品的智能化、模块化、网络化、系统化、绿色化和微型化程度快速发展。其中智能化和自动化更是机电一体化技术的重中之重。

智能化是目前形势下大部分技术所共有的发展方向，也是机电一体化技术与传统机械技术的重要区别之一。随着智能控制技术的进一步发展和人工智能技术在生产设计活动中被越来越重视，机电一体化技术的智能化发展迅速。在更高速的微处理器出现以及运筹学、仿生学等技术的辅助下，机电一体化产品更好的拥有人类的部分智能。

机电一体化技术的发展必须标准化、系列化。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。必须制定出一系列标准，将各个单元、接口统一化，以便扩大规模生产。但由于这项技术刚刚兴起，做到标准化系列化还很难。

网络技术迅速发展，为机电一体化技术带来了新的影响。网络的普及使得基于网络的各种机电产品远程控制得到很大发展。而总线技术和局域网技术的发展，带动了家用机电产品系统化，集成化的发展。

[2]系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。另一个表现是通信功能的增强。机电产品的发展趋势是更加注重人格化，机电一体化的人格化有两层定义，首先，就是模仿生物生理机能，设计各种机电产品。另外，机电一体化产品归根到底是人在使用，赋予机电产品人的智能、情感、个性愈发重要，其总重目的便是人机一体。

在生态环境问题愈发重要的今天，机电一体化技术的绿色化成为一个新的重要课题。绿色机电产品是指产品在设计、试验、生产以及回收销毁等方面对生态环境无害或危害极少，资源利用率高。设计、使用绿色机电产品，是机电一体化技术发展的必然趋势。

机电一体化技术的微型化指的是机电产品向微型机械及微观领域发展。这一概念兴起于20世纪80年代末，国外称其为微电子技术。微电子产品体积小、耗能低、灵活性高，可广泛应用于生物、医疗、军事等方面。而机电一体化技术微型化的一个挑战就是必须采用超精加工技术进行生产制造，如果在这一方面有了较大的发展，那么机电一体化技术的微型化将有质的飞跃。

综上所述，机电一体化技术是社会劳动力发展的产物，也是现代科学技术发展的重要组成部分。机电一体化技术融合多学科种类，使传统的机械预设方法和预设概念发生着革命性的变化。伴随着现代科学技术的不断创新，机电一体化技术的发展前景也将愈发光明。大力发展这一先进技术，不仅是人类文明发展的要求，也是创新理念，振兴工业的必经之路。

参考文献：

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关键词：机电一体化；电机控制；保护

近些年来，随着机电一体化技术的迅猛发展，人们也开始越来越广泛地重视对机电一体化中电机控制与保护的研究与探讨。尽管到目前为止，我国已经在此方面取得了很大的进展，而其中仍旧存在一定的不足，所以为了有效促进机电一体化的可持续发展，必须要进一步加强对电机控制与保护措施的研究。

1 机电一体化的概述

机电一体化即为将电子技术合理地应用在机构的信息处理功能、主功能、控制功能以及动力功能方面，使得机械装置能够与软件和电子化设计有机结合而组成的一种系统[1]。

在科技飞速发展的当代，机电一体化已逐渐发展为一门新型的自成体系的学科，其具有耗能较低、功能较多以及可靠性较高等特点，可以既可以合理地的配置多项技术，例如机械技术、计算机技术以及微电子技术等等，，而且还能够根据系统的基本功能以及优化组织目标进行操作，最终实现比较理想的目标。

2 机电一体化的发展情况

到目前为止，机电一体化已经历经了三个发展阶段：第一阶段为上世纪60年代之前。在此阶段，电机技术的发展并不成熟，只是处于初级发展阶段，电子技术与机械技术也没有得到深入地结合。然而此时，人们已开始应用电子技术的初步成果来逐渐实现对机械产品的优化，这为机电一体化的发展奠定了一定的基础。

第二阶段为上世纪70到80年期间。在此阶段，机电一体化获得了迅猛发展，这主要是因为计算机等技术、微型计算机以及大规模集成电路的发展为机电一体化的发展奠定了坚实的技术基础与物质基础。

这三阶段为上世纪90年代末。在此阶段，机电一体化技术逐渐向智能化发展，而且其也进一步地创建了比较完整的基础，并渐渐形成了一个比较系统化以及完整化的科学体系。

3 机电一体化中电机控制与保护存在的问题

3.1 电机控制保护装置无法满足应用需求

目前，在机电一体化应用中所运用的电机控制保护装置还不够完善，这主要是由于所应用的电机控制保护装置主要是基于电磁原理以及电热原理，而且是借助于熔断器的短路保护以及继电器的过载保护功能而实行操作的，但是这种零部件自身还不够完善，这也就造成机电的控制与保护能力不强，无法充分满足电机控制与保护的需求。为了解决这一问题，就需要在设计机电产品的时候，综合性、整体性地考虑保护、设计以及控制，进而实现电机控制与保护装置的系统化以及多样化。

3.2 井下机电设备应用方面存在的问题

目前，在井下机电设备的应用中还存在一些问题，这也就影响了电机控制与保护的功能与效果。其中最为薄弱的环节即为为鼠笼式异步电机，如果在此环节没有进行合理有效地应用，那么就会导致许多电机的运行故障的发生。这样就会严重影响到电机运行的安全性与稳定性，所以相关人员必须要充分重视井下机电设备的应用问题，并且将其与电机控制与保护有机地结合起来，从而为机电一体化的安全、稳定运行提供有力的保障。

4 解决问题的方法与建议

为了充分保证机电一体化系统的安全、稳定运行，可以采取以下的电机控制与保护措施。

4.1 准确检测电流与电压

电流与电压的检测是电机控制与保护装置在机电一体化应用中非常中重要的一项操作。其有利于逆变模块以及电机力矩等故障的正确诊断，然而采用普通的电流与电压传感器是难以实现此目标的，为了能够正确而又迅速地排除故障问题，应该选用IPM输出电压以及霍尔型电流互感器，这样才能更加科学、有效地检测IPM输出三相电流与电压，进而达到最终的目标。

4.2 合理控制阀门与速度

阀门与速度的控制是电机控制与保护装置应用中的重要问题之一。目前，我国主要是利用双环控制方案来解决这一问题。其中内环采用的是速度环，其主要是利用速度调节器合理地调节PWM波发生器的载波频率，从而实现对电机实际转速的控制以及调节[2]。外环主要是采用位置环，其主要在设定自身当前位置及速度的基础上，再利用速度给定发生器，将速度设定值提供给内环。因为在机电控制与保护装置的阀门与速度控制中，大流量的阀门执行机构在运行的过程中存在不同的速度阶段，例如减速、匀速以及加速等，与此同时，给定位置与实际位置也并不是确定不变的，这也就会大大增加了阀门与速度控制的难度，所以在对其进行调解的时候，要对阀门与给定阀门进行对比分析，此基础上再合理地调节速度。

5 结语

总而言之，随着计算机网络技术以及电子电力技术的飞速发展，我国的机电一体化技术也得到了越来越广泛的应用，并且也获得了良好的应用效果。然而当前在机电控制与保护方面还存在着一些问题，这也在一定程度上影响了我国机电一体化事业的发展。所以，必须要合理地分析与解决相关问题，努力降低电机控制与保护故障的发生率，并且要采取有效的措施，合理地排除相关的故障，从而充分保障机电一体化系统的稳定、安全运行，进而有效推动我国机电一体化的可持续发展。

参考文献：

[1]刘国平.机电一体化中的电机控制的探讨[J].电源技术应用，2013，06（07）：78-79.

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[关键词]大数据；机电一体化专业；教学创新

[DOI]10.13939/ki.zgsc.2015.41.075

1 现有机电一体化专业教学现状及问题分析

1.1 在教学理念上

传统机电一体化的教学往往由教师占据主导地位，是整个教学过程的规划者与管理者。而学生则处于相对被动的地位，并且在传统教学理念下，学生已经习惯了“填鸭式”的教育方式。传统的教学理念一方面使得教师忽视了对学生学习情况的感知，缺少改良教学内容和教学方法的动力；另一方面，学生也没有自主学习和探知新知的动力，无法满足知识爆发时代下社会对人才的需求。

1.2 在教学内容上

目前机电一体化专业所用的教材主要是国内学者结合中国企业实际编著的教材。教学内容存在严重的滞后性，这不仅阻碍了教学与企业实际的结合，也降低了人才培养的效率。除此之外，教学内容的变革缺乏学生的反馈机制，而事实上学生对于教学内容是有发言权的，在进行教学内容变革时考虑学生的意见，对于提高教学内容的可读性、可理解性和针对性具有重要意义。然而，实际上，学生针对教学内容的反馈渠道并不畅通。

1.3 在教学方法上

机电一体化专业现有的教学方式仍然是以课堂学习为中心、以课后练习为辅助的教学方法。传统机电一体化专业的教学方法忽视了学生学习的自主性，过分强调课堂的作用。学生习惯了在课堂中被动的听讲，在教师没有提出关于课后学习硬性规定的前提下，学生的自学与课后复习往往存在严重不足的情况。这一问题在传统的教学方法下，除了可以通过考试被教师发觉以外，并不容易暴露出来。

2 大数据背景下机电一体化专业教育新契机

麦肯锡公司在2011年5月的《大数据：创新、竞争和生产力的下一个前沿领域》报告中首次提出了“大数据”的概念。维基百科将大数据定义为：所涉及的资料量规模巨大到无法透过目前主流软件工具，在合理时间内达到撷取、管理、处理、并整理成为帮助企业经营决策更积极目的的资讯。研究咨询机构Gartner对大数据的定义是：“大数据”是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。

大数据的不断发展也为教育领域带来了新的发展机遇。学习分析技术是“大数据”挖掘技术在教育领域的应用，即采用先进的分析方法和研究工具，对反映受教育者学习情况的数据进行跟踪分析，从而评估学术进展、发现与预测教学问题，并实现教育活动优化的技术手段的集合体。学习分析技术（Learning Analytics Technology）具有如下特点：全新的分析工具与分析方法、分析与预测结果的直观性、提供方便快捷的师生交流平台（学情反馈机制）、多元化的数据来源。

大数据背景下，学习分析技术的应用，为职业技术教育提供了一个新的框架模式。突破传统的教育模式，改良机电一体化的教学理念、教学内容及手段，实现传统机电一体化教育与现代科技的有机结合，能够有效规避传统教育模式中的问题。将学习分析技术应用到机电一体化的教育中，能够极大地提高教学数据的可得性，大大降低数据采集成本，提高数据质量，并且其模糊化的相关关系计算可以发现不容易被察觉的教学问题，为尝试新的教学模式提供统计上的基础。因此，应用学习分析技术对机电一体化专业教学进行创新，无论是对学生、学校管理人员，还是教师都具有非常重要的理论价值与现实意义。

3 机电一体化专业教育创新要素分析

3.1 教学理念创新

在传统机电一体化教学模式中的，老师的经验教学在教学活动的开展中起着主要作用，老师往往依据多年来形成的教学经验对学生进行指导教育，这种教育方式是以教师为中心的教学理念形成的原因之一。然而，经过多年的教学实践，我们发现教师的“经验”的积累需要大量的教学经历才得以形成，难以进行有效的转移，并且这些经验往往具有一定的主观性，其可靠性、可测性的不足，这种依靠“经验”的教学方式阻碍了教学效率的更进一步提升。大数据的应用、学习分析技术的推广，为机电一体化专业教学理念的更新提供了新思路。通过利用学习分析技术，教师能够记录在教学中发现的问题以及问题的成因，大量的数据形成后，通过对数据之间相关性的分析，可以帮助教师高效的寻找到解决问题的方案，即通过大数据分析解决教学问题。同时，教师可以利用大数据学习分析技术，针对不同学生进行个性化教学。例如，教师在得到某个学生在测试题库中每道题的完成时间、错题数等数据后，可以有针对性地对该生学习情况进行了解和分析，并且有针对性地对教学内容进行调整，进而提高教学效率。

3.2 教学方法创新

对于机电一体化专业的教学方法，本文认为应该从线下的单一多媒体教学、实训教学，转向线上的复杂教学软件教学。传统的教学方式下，教师采用的是操作最为简单的Power Point幻灯片等多媒体形式进行教学，然而大量的实践教学经验表明，单纯使用这种多媒体教学方式的教学效果并不乐观，甚至还要差于传统的板书教学。科学技术的发展，也丰富了职业教育的教学手段，因此机电一体化专业在教学方法上，应该突破落后的多媒体教学手段，试图建立复杂的、多元的线上教学系统，用以满足学生在新时代下的学习需要。

3.3 教学内容创新

传统机电一体化专业的教育中，教师负责安排学生的学习内容及学习任务，这种方式的缺陷在于教师会受到教学资源、自身经历等方面限制，难以做到“因材施教”。然而，在大数据高速发展的今天，互联网已经能够成为学生学习的另一个重要知识来源，学生可根据个人情况为自己设计学习方案，合理安排每天的学生生活，如每天做题数目、学习间歇休息的时长等。这种方式一方面可以提高学生学习的自主性，同时这种“自发性”的学习活动也能够丰富学生的学习内容，从而在知识爆炸的今天，使学生掌握更多有用的知识。

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关键词：煤矿机电一体化技术；应用；发展

中图分类号：TH-39 文献标识码：A

1 机电一体化对煤矿企业的意义

煤矿采煤技术的发展经历了手工、炮采、机械化等几个阶段，生产能力相应的得到不断提高，矿井年产量从几万吨发展到几百万吨。当前一些先进的煤矿企业、矿井甚至一个采煤工作面的生产能力就能达到500-1500万t/a，例如神东煤炭集团上湾矿生产能力达到了1470万吨。生产能力的提高，与之相适应的配套机械设备应运而生。煤矿机电一体化产物是把各项高新技术融于一体的高科技产物，其首要技术搜罗：微电子、计较机、自动节制、人工智能、传感产物等等，这些都是科技高速成长的热点技术。在煤矿企业中，开始操作机电一体化技术对煤炭系统进行刷新旧设备和开发新产物，并取得了巨大的成功，这让人们清楚地意识到，机电一体化技术和产物的成长是实现高效、平安、机械化生产的必要条件。

2 机电一体化技术在煤矿的应用

2.1 矿井安全生产监控系统中的应用

机电一体化技术煤矿生产中的应用机电一体化技术包括基础的机械技术、以及计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术动技术。而在矿井的生产过程中，监控系统尤为重要，矿井中的监控系统情况与银行不同，数据保存并没有那么一丝不苟的要求，甚至规程要求数据因死机丢失在五分钟之内是被允许的，唯独不同的是不可以连续停机。日常生活中银行因死机暂停营业经常发生，人们并不担心网络故障会把你的个人存款数据搞丢了，只要耐心等上一个上午银行服务器故障总会排除。安全监控系统不能说停就停，否则矿工的生命安全则失去了保障。机电一体化技术应用后，机内数据库通过局域网连成同步模式，主备机的心跳监控由自行研制的专用通信接口担任，软硬件相结合，自身数据库与主机同步，还能分担诸如数据检索、网络上传、图形显示、图表打印等任务，经过几年的现场应用，机电一体化技术在矿井中的监控系统中得到了很好的效果。

2.2 煤矿机电一体化技术运输机中的应用

随着我国经济的快速发展，生产生活用煤的增加，对煤矿的生产提出了更高的要求，以我国煤矿企业目前的提升和运输系统来讲，与国外还有很大的差距，以目前的水平来说很难适应发展的需求，所以需要不断的借鉴外国的经验，加大研究力度，把机电一体化很好的应用到煤矿的提升和运输系统上。内装式提升机是目前比较领先的技术，它采用电机和滚筒一体化的设计，结构简单，操作方便，系统更加准确，能够实现完全自动化控制。我国大部分煤矿已经实现了皮带式运输和生产，大规模的强力运输机非常普遍，这种带式传输机具有远距离连续输送、大输送量、运行安全可靠、效率高和容易实现自动化的特点。在计算机控制系统的随时监控下，能够实现自我诊断和自我保护的功能。虽然在实现自动化方面还有所欠缺，但是在应用过程中已经得到了长足的发展和进步。

2.3 煤矿机电一体化技术在采煤机中的应用

我国大多煤矿采用了综合机械化采煤系统，有力地推动了煤矿自动化的进程，早先采煤系统是液压牵引，现在已经过渡到电牵引，机电一体化牵引技术比液压装置有着明显的优点：首先是具有良好的牵引特性，能够提供采煤机有效的牵引力，克服其阻力，还可以在下滑时提供制动功能；其次是由于装有防止下滑的制动装置，使之能够用于大倾角煤层作业；第三是运行更加可靠，能够支持长时间恶劣环境的作业，这是因为该机器的整体磨损很小，维修少，故障少的原因。第四是该机器的动态性好，能够通过控制系统及时调整各种参数。第五是机电一体化采煤系统结构简单，体积小，而且使用效率很高。同时电牵引采煤机已经转为全部由计算机控制，使支架自动化得以实现，另外，对工作面刮板运输机配置了微机监控装置，实现了系统的完全自动化控制。通过机电一体化技术采煤机中的应用，实现了采煤机整体设备的动作协调，大大提高了安全性、可靠性和工作效率，操作更加简单方便，带来了巨大的经济效益和社会效益。

2.4 机电一体化技术在带式输送机中的应用

带式输送机由于长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点，已成为我国煤矿井下原煤输送系统的主要运输设备。因此，成为近几年来机电一体化技术的研究重点。目前主要采用机、电、液一体化的CST可控软启动装置。它是一种专门为平滑起动运送大惯性载荷，如煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置。一条皮带运输机可以由一台或几台CST驱动。由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术，我国带式输送机的中间驱动点不能不知过多，一般为3点驱动，这样就限制了输送机的单机长度和运量。而且，输送机的监控设备功能少、可靠性较差、灵敏度和寿命都较低，和发达国家相比存在显著的差距。

2.5 机电一体化技术在支护设备中的应用

液压支架是煤矿综合机械化采煤工作面的支护设备，目前正向电液控制方向发展，将计算机技术与液压控制有机结合，实现定压双向邻架或成组自动移架，避免对顶板和支架产生冲击载荷。

乳化液泵站是为液压支护设备提供高压液体的装置．要求其具有高压、大流量的供液能力．并能根据工作面液压支护设备的用液量自动调节供液量。我国生产的智能型乳化液泵站系统由智能型乳化液泵站自动配液系统和智能型乳化液泵站供液系统两部分组成。具有自动检测油箱油位高度，自动配液，高、低液位自动控制，在线检测乳化液浓度，自动校正乳化液浓度(可选定1．5度～5度)，当浓度达不到设定值时声、光报警，定时自动反冲洗，能够监控实际用液量，具有远距离传输功能，采用液晶显示器，具有实时显示乳化液浓度、液位、油位、流量计量、自动配液状态功能。

2.6 机电一体化技术在掘进机中的应用

掘进机是目前大多数煤矿广泛使用的掘进机械，其电气部分普遍采用了由矿用隔爆兼本质安全型开关箱(以下简称开关箱)、矿用本质安全型操作箱(以下简称操作箱)、矿用隔爆型电铃、矿用隔爆型压扣控制按钮、隔爆照明灯、掘进机用隔爆型三相异步电动机、GJC4低浓度甲烷传感器等组成的掘进机电气系统。与液压系统配合操作可实现整机的各种生产作业。

2.7 其他煤矿机电一体化装置

液压支架则向电液控制方向发展，将计算机技术与液压控制有机结合，实现定压双向邻架或成组自动移架，避免对顶板和支架产生冲击载荷。我国神华集团大柳塔矿采用从德国和美国引进的电液控制的支架，移架速度为6～8s/架，最快的移架速度达3s/架。电液控制装置还可检测支架的工作状态。

镇江中煤的二款分站，KJ101N-F1和KJ101N-F2型分站均采用一体化设计，它们分别采用不同的材料和技术，使其兼有：监控分站、断电仪、本安电源箱、后备电池、风电瓦斯闭锁仪等五项功能，体积纤巧重量轻盈浑然一体，全部仪器重量均在20公斤左右，提在手中如同携带一只公文箱；一体化结构减少了设备之间的电缆连线，可靠性远远好于分体式结构；使用现场不需要占用很大的空间，减少了设备之间的连接电缆，无论安装和维护都变得轻松和方便。

3 煤矿机电一体化技术应用的建议

近年来，在我国经常能听到或看到煤矿塌方、透水等安全事故的发生，这安全事故的背后，说明煤矿在管理和技术上都存在很严重的问题，对于广大煤矿来讲，如何预防安全事故的发生，成为煤矿企业面临的主要问题，机电一体化产品的出现，有力的提高了煤矿的整体自动化水平，所以现在的煤矿企业应加大机电一体化产品的应用。目前，在我国煤矿机电一体化的技术在推广和使用方面有了长足的进步，在相关煤矿企业得到了很好的发展，但由于我国开始应用此技术的时间不长，还缺乏相关的验，与发达国家还有很大的一段差距。所以在机电一体化技术的研究和借鉴上一定要加大力度，努力使之达到发达国家水平，减少煤矿安全事故的发生，保障国家和人民的生命财产安全。

计算机技术作为机电一体化的核心科技，要大力发展现场的总线任务，加大研究力度，提高机电一体化的中央控制系统的运算能力的贮存能力。努力研发软硬件系统，使之适应不同的场地环境需求，使该机器系统能够实现功能强、性能好、精度高、体积小、重量轻、效率高、使用方便等特点。同时，该技术产品还应该具有通信功能，要具有高可靠性和通信模块。可以考虑和工业以太网技术相结合，实现工业以太网对于煤矿机电一体化技术的控制，适当结合现场总线技术，实现良好的通信控制。要提高未来产品和技术的智能化水平，要通过建立一个高效的、动态的控制系统来及时修正系统参数，判断系统周围的变化，对机电设备和自身运行环境都能够有着准确的判断，并且能够实现自我修复和调整，通过对工作状态的判断，对所采集参数的分析，和对系统的诊断，准确地找出故障所在，并且能够对今后工作中的故障进行准确的预测。未来要对传感器技术进行深入的研发，煤矿井下环境极端恶劣，井下高温度、高湿度、高粉尘、低含氧、低照度，传统的传感器使用电位器调校，在井下调整起来相当的不方便，一是要开设电位器调整孔，仪器外壳无法实现良好密封，井下湿气与粉尘使产品寿命大减；二是用起子反反复复地调整电位器，极易造成机件损坏，具现场工人反映：许多产品不是使用坏的而是被调整坏的；三是徒手旋转调整精度差费时费力，带下井的气样是有限的，如果“零点”、“精度”、“报警”“、断电”全部用电位器来整定的话，有时带到井下一袋子气（橡胶气囊携带标准气样）全部用完还没调好一台传感器。所以要实现矿用传感器的数字化、集成化、智能化和多维化，红外遥调技术应用到矿用传感器上是对煤矿安全仪器是一场划时代的变革。实现了红外遥控调校技术研发，使新仪器整机未设任何调整孔，仪器的调零、精度、报警值、断电值设定；输出信号制式设定；参数显示及模拟量输出微调全部由红外遥控器操作。可以有效地避免调整时的机械损伤，提高整机密封性，延长仪器使用寿命。红外遥控调校技术在矿用传感器推广应用充分体现了机电一体化技术实现煤矿作业的自动化。

4 煤矿机电一体化技术的发展趋势

由于采掘环境的变化和采掘方法的优化，随着煤矿机电一体化技术的广泛应用，煤矿机电状况有了多方面的改变和进步，其趋势正朝着安全、可靠、先进、经济的方向发展。

4.1 从供电等级与布局上看

供电等级在逐渐提高。地面特高供电由35kV改为60kV。3kV供电综采工作面正在实行，10kV供电的机电设备已经开始使用。供电环节多，控制设备多，缆线长度及分布网络也在发生相应的变化。移动式供电设备普遍使用。

4.2 从单个设备电功率看

广泛采用大功率、高效率、重型成套机电设备，采煤机总功率在2000kW左右，工作面刮板输送机装机功率已达2250kW。某煤矿在使用机电一体化技术后，功率为1000kW、730kW等采煤机已经在使用，与过去使用的功率较大的575采煤机功率几乎翻了一倍。配套设备功率也在增加。

4.3 从吨煤用电比例上看

虽然没有具体的数据，但是，吨煤用电比例会越来越高。特别是运输环节的耗电占有的比例也呈上升趋势。

4.4 从设备控制手段上看

线控制、远距离控制和集中控制将成为主流控制手段。单片机与PLC的应用，标志着软件控制将逐步取代硬件控制。可视化界面使得操作变得更加便捷、透明和准确。量化控制将取代模糊控制。智能控制正在完善和升级。网络监控和远程控制正在兴起。

4.5 从安全保护内容上看

目前使用的智能型综合保护装置，具有过载、短路、断相，过压、欠压、三相平衡，漏电以及漏电闭锁、风电与瓦斯电闭锁等多项保护功能。有的真空隔爆开关还有真空断路器漏气报警功能。除此之外，电气设备还有机械电气互锁保护，高低压连锁保护等。

4.6 从设备性能、质量上看

机电一体化推广与使用，使得设备的质量不断提高，性能也有长足的改进甚至升级。许多使用者切身体会到，只要设置、调试得当，不违章操作，基本不会出现烧毁电动机、严重影响运转的故障。有的电工说，自从智能型电控设备正常投入运转后，现场的工作量明显减少；主要就是接班后例行检查、维护，清理环境卫生和吊挂缆线等。

结语

随着煤矿生产不断向深部水平发展，对控制水平和规模的要求越来越高，加速了机电一体化技术的发展和进步。进入21世纪，我国煤矿机电一体化技术的研究和应用均有重大突破，因为煤矿是高危行业，提高机电设备自身的安全可靠程度和自动化程度，最大减少用人，是实现矿井长治久安的关键所在，因此煤矿机电的自动化有力推动了企业安全高效、又好又快发展。

参考文献

[1]李稚敦.浅论生产现场“机电一体化”[J].科技情报开发与经济,2007,(02).

[2]宫传强,董双辉.浅谈机电一体化技术[J].科技资讯,2009,(11).

[3]王萌.机电一体化的回顾和发展趋势展望[J].科技资讯,2008,(04).

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[5]王礼智.机电一体化技术的应用与发展前景[J].青年科学,2009,(05).

[6]赵文珍，全，等.机电一体化实用手册[M].北京：科学出版社，2005.

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[关键词]AHK德国“双元制”；机电一体化工；毕业考试；本土化

作者：潘云忠，刘琳霞（苏州健雄职业技术学院，江苏苏州215411）

一、背景介绍

苏州健雄职业技术学院依托“中国德企之乡”太仓市的区域和资源优势，积极开展与德国多种形式的国际交流与合作。2007年6月，由江苏省太仓市人民政府、德国工商行会上海办事处（AHK——上海）、部分在华德资企业、苏州健雄职业技术学院共同组建“AHK——上海、健雄职业技术学院专业技术工人培训中心”（简称“中德工程训练中心”）。该中心现已成为完全引进德国AHK职业资格证书的培训和考试的教学机构，是“德国AHK机电一体化工”职业资格在中国最大的培训和考试基地。学校机电一体化技术专业依托“中德工程训练中心”，在创新德国“双元制”职业教育模式的实践过程中，引进德国优质的职业教育资源与先进的职业资格认证体系，培养国际化的高端技能型人才。

截至目前，经过8年多的机电一体化工教学实践，已有近380名机电一体化技术专业学生，在中德工程训练中心经过毕业考试1和毕业考试2获取了机电一体化工证书。

目前，苏州健雄职业技术学院中德工程学院对于机电一体化工的培养已形成了较为稳定的规模，年培养规模约70人，随着双元制本科班的加入，培养规模会进一步增加。

二、新旧的考试标准概述

机电一体化工职业资格考试标准分为新旧两个阶段，新旧考试标准在时间上的划分以2014年为界。

1.2014年之前的阶段（称之为旧的考试标准），在这个阶段机电一体化工职业资格考试分为中期考试和毕业考试两部分考试，每次考试中又包含理论与实践考试两部分。

无论是中期考试还是毕业考试，在实施时均由以下几个阶段组成：

（1）备料阶段（准备阶段）

在此阶段前，各考点根据备料清单（由AHK商会提前发给各考点）所列工量具及材料清单提前准备完毕，耗材要根据备料图纸所要求的尺寸准备到位。在准备阶段机械部分的加工可以由考生在考点准备或者是考点提前按要求准备完毕，每个考生一套。电气部分安装与接线工作由考生独立完成。中期考试所涉及的控制程序由考点准备好，原则上不由学生完成。

（2）理论考试

理论考试在实践考试之前举行，理论试卷一般提前1-2天到达考点，供考点复印。中期考试理论试卷由12道涉及电工技术/电子技术、控制技术、一般劳动和环境保护的基础以及所制作的机电一体化技术系统的问答题组成，考试时间为1个小时。毕业考试的理论考试试卷由两大部分组成：工作计划Ⅰ、Ⅱ和功能分析Ⅰ、Ⅱ。工作计划和功能分析Ⅰ部分由22道单相选择题组成，考生只需完成其中的20道；工作计划和功能分析Ⅱ部分由10道问答题组成。Ⅰ部分和Ⅱ部分总共150分钟，即毕业考试理论考试时间为300分钟。考试时学生可以携带制图工具、表格手册（制定）、英语字典、计算器（不带编程及存储功能，不能通信。）。

（3）实践考试

一般来说，理论考试结束就进行实践考试，实践考试试卷与理论考试试卷到达考点时间相同。考生要在5个小时的规定时间中，在一个部分预装的网孔板上根据图纸完成剩余的电气动控制器件的安装、布线与连接工作；机械部分的加工是在备料的基础上进行的，根据实践考试图纸要求进行加工与装配，最终实现机电一体化系统的组装。在考试过程中有5-10分钟的专业谈话，谈话内容与考生所涉及的考试内容相关，如机电一体化系统的安全、测量器具和工具的使用方法、工作任务中应用的各个元件、工作中所使用机床操作要点、加工方法、在启动时的工作方式和测量值的测定、针对考生在考试过程中的个性问题等。

考生安装完成后，有1个小时的时间进行机电一体化系统的启动与测量，考生根据启动和测量技术表中所规定的内容在考官的监督下进行检查与回答，调式中出现故障应由考生独立分析、解决并记录。

旧的考试包括中期、毕业两次，由笔试、操作、口试三部分组成，以现实的工作任务、工作情境和工作过程为基础，考核学生的基本职业能力，根据实际工作任务解决企业实际问题的专业能力及应变能力，关注经济、社会、生态、法律等方面问题的社会能力和沟通能力等。

2.2014年之后的阶段（称之为新的考试标准），在这个阶段机电一体化工职业资格考试分为毕业考试1和毕业考试2两部分考试，每次考试中包含理论与实践考试两部分。

2011年7月机电一体化工教学大纲进行了修改，于2011年8月1日。PAL根据新的规定在德国2013年秋季提供新的毕业考试1试卷，2014年夏季提供新的毕业考试2试卷。始于1998年老的规定的试卷会一直提供到2012年秋季和2014年夏季。

新的考试标准，使得机电一体化工职业资格考证有了源于德国的统一的实践考试项目。

新标准下的机电一体化系统采用模块式结构，由开关柜、操作显示单元、网口安装板三部分组成，如图1所示。

系统中开关柜部分可供考生进行元器件安装、系统布线、程序编制；现实操作单元可供考生进行元器件安装与接线；网孔安装板部分可供考生进行机械加工、机械组件的装配、电气动器件的安装。三者之间通过重载接头两两相连，最终完成机电一体化系统的调试工作。

新标准下的机电一体化工考核装置充分考虑了成本节约、重复使用等方面的问题，毕业考试1中使用的装置在毕业考试2中绝大部分是可以使用的，器件的有效利用如图2所示。

三、新旧标准对比

截至目前，机电一体化工职业资格考试已顺利完成了新旧标准的过渡。旧标准下的项目具有较好的操作性，器件的单次成本也较低，新旧标准下的考核点也较类似，因此旧的标准对于相关培训部门仍然具有一定的借鉴意义。表1、表2将新旧标准下的机电一体化工职业资格考试进行对比。

四、新标准下的本土化实践

在新的考试标准下，机电一体化工职业资格考试对考生能力有了更为全面的检验。具体体现在以下几个方面：

（1）机电一体化设备的安全性的评估，机械和电气的保护措施的测试子系统分析和功能测试，运行参数设定和测量及功能性的创建系统的交付和说明，制作履行订单的文档（包含测试报告），即技术文档；

（2）工作任务分析，从文档中获取信息，技术和组织的接头定义，要求从技术、企业管理，经济学的角度去分析和选择最合理的方案；

（3）考试是具有职业特点和结合实践的考试，根据培训目的的要求，适用于未来实践中职业判断力的考试；

（4）体现节约意识，考试尽可能使用来自以前的考试的材料；

（5）注意系统关于质量和安全性的统一规格和特殊规格。系统交接和投入使用，需要给予专业的解决方案，（包括英语的使用说明），编写验收单。

通过一轮新标准下的机电一体化工职业资格鉴定考试实践，我们得到如下经验：

（1）考试更加侧重于电气控制方面；

（2）注重于考生自我分析解决问题方面能力的锻炼；

（3）关注考生计划表达能力的锻炼；

（4）关注设备的成本节约及有效利用；