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生產(chǎn)制造行業(yè)的機械構(gòu)造較為復(fù)雜,通常由多個部分組成,具體有發(fā)動機以及曲柄連接、啟動和專向等。技術(shù)人員若想使機械運行的工作效率得到顯著提升,一定要致力于采取行之有效方法改善機械性能,并使設(shè)備的重量得以適度降低,使設(shè)備運轉(zhuǎn)的效率的到有效提高。通常在生產(chǎn)制造過程中,鋼材是大多機械產(chǎn)品的主要材料。如今,類似的生產(chǎn)方式已經(jīng)逐漸顯露出頹勢。若技術(shù)人員想使設(shè)備的工作效率得到顯著提升,首要的一點,就是改變生產(chǎn)機構(gòu)。此外,器械生產(chǎn)的主材料也要適當(dāng)改變。目前,非金屬的高分子合成材料或者合金材料在器械生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛,此處所說的合金材料,主要是指強度大,重量小者。一旦器械主體的重量減輕,機械運轉(zhuǎn)的效率就會有相應(yīng)程度的提高,并使資源的利用效率以及機械的工作效率均得到有效提高。
2機電技術(shù)發(fā)展的基本特征
20世紀(jì)60年代,機電技術(shù)誕生之后,眾多問世不久的生產(chǎn)制造技術(shù)慢慢應(yīng)用到生產(chǎn)和生活的諸多領(lǐng)域,致使相關(guān)產(chǎn)業(yè)的變革得以更好地開展。雖然機電技術(shù)在我國的發(fā)展應(yīng)用歷史并不長,但在世界范圍內(nèi),其對于促進機械生產(chǎn)的發(fā)展以及提高人類生產(chǎn)力有著非常重要的現(xiàn)實意義。于機械工程領(lǐng)域,計算機技術(shù)以及微電子技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用,并被應(yīng)用到機械制造工業(yè)中,乃至形成了先進的機電技術(shù)。在這種情況下,機械產(chǎn)業(yè)逐漸發(fā)生了顛覆性的變革,無論是技術(shù)機構(gòu),還是產(chǎn)品功能、構(gòu)成,以及產(chǎn)品的生產(chǎn)、管理都產(chǎn)生了較大的變化。鑒于此,工業(yè)化生產(chǎn)進入了一個嶄新的階段,其從機械電氣時代逐漸過渡到以機電技術(shù)為主要模式的時代。
3機電技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展前景分析
3.1智能化的機電技術(shù)應(yīng)用前景分析
近年來,隨著信息技術(shù)和計算機技術(shù)日新月異的發(fā)展,機電系統(tǒng)的智能化水平也得到顯著提升。在這種情況下,機電技術(shù)產(chǎn)品的全息性越發(fā)顯著。智能化信息處理系統(tǒng)對于機電系統(tǒng)非常重要,技術(shù)人員可以據(jù)此更好地對系統(tǒng)中的相關(guān)信息進行處理。對于此類智能系統(tǒng),軟件技術(shù)以及芯片技術(shù)是其中最重要的部分。在機電技術(shù)中,智能化系統(tǒng)的有效應(yīng)用能夠使層次結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性得到顯著提升,同時,系統(tǒng)的兼容程度也會有很大程度的提高。簡言之,對于機電技術(shù)的發(fā)展,智能化技術(shù)非常重要,其可以看作是機電技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。
3.2光電技術(shù)的應(yīng)用前景分析
光電技術(shù)的應(yīng)用對于機電技術(shù)有著非常重要的價值和意義,其可以使機電技術(shù)中的傳感以及動力系統(tǒng)得到顯著改善。此外,光電技術(shù)還可以有效提高機電系統(tǒng)中的信息處理能力,且有利于機電產(chǎn)品的研發(fā)??梢哉f,光電技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣泛。
3.3微型化的機電技術(shù)應(yīng)用前景分析
目前階段,在生產(chǎn)以及制造半導(dǎo)體產(chǎn)品的過程中,蝕刻技術(shù)受到很多專業(yè)人士的推崇,通過該項技術(shù),相關(guān)技術(shù)人員已經(jīng)在實驗室研制出亞微米級的器械元件。若該項技術(shù)能夠應(yīng)用在實際產(chǎn)品中,可以為技術(shù)人員區(qū)分機械系統(tǒng)的部分裝置以及控制器提供極大便利。同時,機械與電子可以更好地結(jié)合在一起,且傳感器以及機體等裝置也可被有效整合在一起。在這種情況下,設(shè)備的體積會減小,重量也會有所減輕,且可以有效組合成自律原件??梢哉f,以上是機電技術(shù)的一種重要發(fā)展趨勢。
3.4仿生化的機電技術(shù)應(yīng)用前景分析
綜合目前的行業(yè)狀況以及各項因素,不難看出,以后機電技術(shù)系統(tǒng)的裝置會越發(fā)依賴信息。系統(tǒng)的智能化以及自動化程度不斷提高已經(jīng)是一個不爭的事實,與此同時,其對于信息的依賴度也會有相應(yīng)提高。如果系統(tǒng)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出靜態(tài)狀,裝置的穩(wěn)定性會較差;反之,若系統(tǒng)裝置呈現(xiàn)出動態(tài)狀,則裝置的穩(wěn)定性會比較強。以上狀況與生物習(xí)性有一定相似性,這表明生物系統(tǒng)化會成為機電技術(shù)的相關(guān)產(chǎn)品的一項重要發(fā)展趨勢。目前,該項系統(tǒng)還有待于研究和探索,使系統(tǒng)的仿生效果得以真正實現(xiàn)還需要更多的時間。
3.5環(huán)?;臋C電技術(shù)應(yīng)用前景分析
現(xiàn)階段,隨著工業(yè)的不斷發(fā)展,人們對生活質(zhì)量以及人均收入水平都得到了顯著提高。與此同時,資源也在遞減,且很多資源具有不可再生的特質(zhì)。此外,較為粗放的管理模式也為我們賴以生存的環(huán)境帶來負(fù)面影響,使環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重。為此,國家相關(guān)部門應(yīng)對環(huán)境保護引起足夠的重視,廣大群眾也要樹立環(huán)境保護的意識,在生產(chǎn)和生活中秉持可持續(xù)發(fā)展的理念,以此使我國的綜合實力得到顯著提升。在此基礎(chǔ)上,機電技術(shù)可以更好地發(fā)展,在使工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域產(chǎn)生一定經(jīng)濟效益的同時,可以最大限度的降低污染,對于環(huán)境起到一定的保護效果。為更好地實現(xiàn)這一點,相關(guān)人員要采取行之有效的對策,致力于科學(xué)技術(shù)的革新,并對污染物進行回收和有效處理,積極為機電技術(shù)的應(yīng)用探索出可再生的新能源。
4結(jié)束語
關(guān)鍵詞:獨立院校;電氣工程專業(yè);就業(yè)前景;途徑
在科技不斷發(fā)展的時代,電氣工程及其自動化的應(yīng)用越來越普遍,對人電氣工程專業(yè)人才的需求也越來越大,在這種背景下,電氣工程專業(yè)逐漸成為獨立高校的重要專業(yè)之一。隨著國家對教育事業(yè)日益重視,獨立院校電氣工程專業(yè)畢業(yè)生數(shù)量逐年增加,使得電氣行業(yè)人才的需求已經(jīng)逐漸照著復(fù)合型和專業(yè)化的高學(xué)歷方向發(fā)展。電氣工程專業(yè)有著較好的就業(yè)前景,但是電氣工程專業(yè)畢業(yè)生數(shù)量的增加,使得人才競爭愈來愈激烈,而要想引導(dǎo)獨立院校電氣工程專業(yè)畢業(yè)生順利就業(yè),就必須結(jié)合社會形勢加強就業(yè)指導(dǎo)和教育。
1獨立院校電氣工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)前景分析
獨立院校電氣工程專業(yè)在培養(yǎng)電氣工程專業(yè)人才中發(fā)揮著積極的作用?,F(xiàn)階段來看,電氣工程及自動化的應(yīng)用越來越方泛,對人才的需求也越來越大。而獨立院校電氣工程專業(yè)畢業(yè)生作為我國社會發(fā)展所需的后備人才,目前來看,獨立院校電氣工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)前景良好[1]。一方面,電力工程及電氣自動化的發(fā)展,對專業(yè)人才的需求不斷增加,獨立院校電氣工程專業(yè)畢業(yè)生畢業(yè)后有了較好的就業(yè)選擇,畢業(yè)生可以進入到與自己專業(yè)相符的行業(yè)中就業(yè);另一方面,電力市場化的今天,對人才要求越來越高,擁有一技之長、專業(yè)技術(shù)過硬的人才更受社會歡迎,在這種情況下,迫使獨立院校積極開展專業(yè)教育、專業(yè)能力培訓(xùn)。另外,市場競爭下,市場人才需求逐漸飽和,在這種飽和狀態(tài)下,越來越多的畢業(yè)生可以選擇自主創(chuàng)業(yè)來就業(yè),從而推動自身的更好發(fā)展。
2獨立院校電氣工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)途徑
2.1加強專業(yè)技術(shù)教育
現(xiàn)行社會形勢下,專業(yè)的技術(shù)人才更受社會歡迎,而要想讓電氣工程專業(yè)畢業(yè)生順利就業(yè),獨立院校在電氣工程專業(yè)教學(xué)中,就必須加強專業(yè)教育,讓學(xué)生掌握專業(yè)的技術(shù),提升專業(yè)能力。首先,要加強電氣工程專業(yè)理論知識教育,要優(yōu)化電氣工程專業(yè)教材,確保獨立院校電氣工程專業(yè)教學(xué)所用的教材先進、科學(xué)、專業(yè);其次,要強化實踐教學(xué),因為電氣工程專業(yè)是一門應(yīng)用性的學(xué)科,只有不斷加強實踐,才能提升學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力和水平,如開展基地實訓(xùn)、校企合作等方式,為學(xué)生提供實踐的機會,從而讓學(xué)生了解專業(yè)的電氣工程技術(shù),提升其專業(yè)能力。在推行校企合作的過程中,要想促進學(xué)生的全面發(fā)展,學(xué)校必須加強與企業(yè)的聯(lián)系,共同致力于學(xué)生能力的培養(yǎng),從而把學(xué)生培養(yǎng)成為社會發(fā)展所需的人才[2]。
2.2強化就業(yè)指導(dǎo)
目前,許多獨立院校在學(xué)生進校以后,偏向于知識教育和專業(yè)技能的培養(yǎng),對就業(yè)指導(dǎo)工作還不夠重視,院校大多是在學(xué)生臨近畢業(yè)的時候才向?qū)W生介紹就業(yè)知識。在這種情況下,學(xué)生就會顯得很被動,不能及時、順利就業(yè)。因此,要想引導(dǎo)學(xué)生順利就業(yè),獨立院校在電氣工程專業(yè)學(xué)生入校后,就必須做好就業(yè)指導(dǎo)工作,讓他們了解畢業(yè)后的就業(yè)方向,引導(dǎo)他們做好職業(yè)規(guī)劃,正確評價自己,準(zhǔn)確定位。院校密切關(guān)注最新的就業(yè)形勢,將相關(guān)信息告知學(xué)生,使學(xué)生理性的認(rèn)知當(dāng)前的就業(yè)形勢[3]。另外,要指導(dǎo)學(xué)生掌握一些必要的就業(yè)技巧,院??梢酝ㄟ^模擬人才招聘現(xiàn)狀,通過這種方式,讓學(xué)生熟悉就業(yè),在模擬的過程中找出學(xué)生的不足,從而有針對性的給予指導(dǎo),進而促進學(xué)生的順利就業(yè)。
2.3引導(dǎo)學(xué)生進行自主創(chuàng)業(yè)
當(dāng)前,社會對電氣工程專業(yè)人才要求越來越高,而獨立院校電氣工程專業(yè)畢業(yè)生要想順利進入大型企業(yè)工作,就必須比別人優(yōu)秀,大多數(shù)學(xué)生卻難以順利就業(yè)。在這種情況下,鼓勵學(xué)生自主創(chuàng)業(yè)是當(dāng)前獨立院校電氣工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)的重要出路。自主創(chuàng)業(yè)不僅可以解決自己的就業(yè)問題,還可以緩解當(dāng)前就業(yè)壓力[4]。因此,獨立院校應(yīng)當(dāng)鼓勵電氣工程專業(yè)畢業(yè)生自主創(chuàng)業(yè),讓其熟悉相關(guān)政策。同時,積極培養(yǎng)學(xué)生自主創(chuàng)業(yè)精神,強化學(xué)生創(chuàng)業(yè)實踐和分類指導(dǎo),建立健全創(chuàng)業(yè)成果和學(xué)分轉(zhuǎn)化教學(xué)管理制度,實行彈性學(xué)制,支持大學(xué)生休學(xué)創(chuàng)業(yè)。
3結(jié)束語
獨立院校電氣工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)問題是一個比較嚴(yán)峻的問題,當(dāng)前,獨立院校電氣工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)難度大,學(xué)生不能順利就業(yè),能力與社會發(fā)展所需不相符。要想讓學(xué)生順利就業(yè),獨立院校就必須結(jié)合社會需求來進行就業(yè)教育和專業(yè)教育,一方面,加強專業(yè)技術(shù)教育,提高學(xué)生的專業(yè)能力和水平,使其符合社會需要;另一方面,加強就業(yè)指導(dǎo),讓學(xué)生了解當(dāng)前就業(yè)形勢,激發(fā)學(xué)生創(chuàng)業(yè)意識和精神,從而讓學(xué)生順利就業(yè)。
參考文獻:
[1]馬麗.獨立院校電氣工程專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)前景與途徑分析[J].企業(yè)改革與管理,2015(24):217.
[2]馮雯雯,王月紅,王琤.電氣工程及其自動化專業(yè)畢業(yè)生就業(yè)情況的調(diào)查分析——以上海電機學(xué)院為例[J].順德職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2011,9(3):53-56.
[3]薛擁軍.高職機電專業(yè)學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)研究[J].南方農(nóng)機,2016,47(11):147-148.
我國機械自動化要想實現(xiàn)持續(xù)性發(fā)展不但要具備較高的起點及時引進世界先進技術(shù),而且也要兼顧那些投入只需少量投入但可以取得較高收益的技術(shù),做到全面衡量、合理應(yīng)用,根據(jù)我國的實際情況,及時引入最為適宜的機械自動化生產(chǎn)技術(shù)才能實現(xiàn)制造業(yè)的持續(xù)性發(fā)展,才能為國家創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益。
關(guān)鍵詞:
機械設(shè)計;自動化;發(fā)展方向
經(jīng)濟的快速發(fā)展,人們的需求變得越來越多。全球經(jīng)濟一體化的發(fā)展進程中,為了追求企業(yè)效益,企業(yè)不再沿用傳統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)完成機械制造業(yè)輸出,傳統(tǒng)的機械制造業(yè)設(shè)計已經(jīng)不能滿足機械制造業(yè)的進步和需求。人們開始研究自動化控制系統(tǒng)的升級改造問題,滿足日益增長的生產(chǎn)需要。保證生產(chǎn)安全和生產(chǎn)質(zhì)量。帶動積極地發(fā)展,帶動社會的發(fā)展。
1機械制造設(shè)計及其自動化的復(fù)合設(shè)計內(nèi)容原則
1.1滿足對機器的功能要求
基于二十世紀(jì)九十年代國際裝備機構(gòu)學(xué)術(shù)組織及相關(guān)機構(gòu)做出的這樣的概念界定:機電聯(lián)體型是高端機械裝備、電子程序調(diào)控及系統(tǒng)思維理論在機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計及制作環(huán)節(jié)中的緊密融合,所以不論哪一類社會產(chǎn)品的問世均是給社會上人們生活中的某類需求而研發(fā)和制作的,均都具備相應(yīng)的某項基本效能。
1.2加強創(chuàng)新與完善
按照機械制造設(shè)計及其自動化系統(tǒng)或產(chǎn)品的主功能不同,可以將其系統(tǒng)與產(chǎn)品進行分類處理。①根據(jù)物料的加工與運輸為主。輸入的信息、能量與物質(zhì)在加工處理之后,輸出改變了形態(tài)與位置的物質(zhì)產(chǎn)品或系統(tǒng),也就是加工機械設(shè)備,比如各種輕工機械、印刷機械、紡織機械、起重機械、食品加工機械、交通運輸機械、機床等。②以機械能量為主,將信息與能量進行輸入處理,同時輸出具有不同能量的產(chǎn)品或系統(tǒng),這就是動力機械,比如內(nèi)燃機、水輪機、電動機等。③以處理信息為主,將能量與信息進行輸入處理,主要輸出某種聲音、文字、圖像、數(shù)據(jù)等產(chǎn)品信息,也被稱為信息機,主要為傳真機、計算機、儀表、儀器等辦公機械[1]。除了上述介紹的主功能外,機械制造設(shè)計及其自動化系統(tǒng)花具備構(gòu)造、控制、檢測、動力等的內(nèi)部功能。在制造設(shè)計機械自動化產(chǎn)品的時候需要基于以上功能構(gòu)成原理來進行,以便不斷加強創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用,提高機械產(chǎn)品的自動化水平。
2機械工程設(shè)計及自動化特點
傳統(tǒng)的機械制造業(yè)設(shè)計已經(jīng)不能滿足機械制造業(yè)的進步和需求,后續(xù)維護費用變得越來越高昂。人們開始研究自動化控制系統(tǒng)的升級改造問題,滿足日益增長的生產(chǎn)需要,減少維護費用。保證生產(chǎn)安全和生產(chǎn)質(zhì)量。機械產(chǎn)品自動化能夠滿足這些要求,能夠避免發(fā)生故障,有著很好的安全性能,避免發(fā)生安全事故,在處理自動故障的問題上有自我分析的功能,能夠大大提高生產(chǎn)效率。機械工程自動化能夠?qū)⒏鶕?jù)設(shè)計需求對生產(chǎn)的體積有更靈活的應(yīng)變,這樣能夠節(jié)省大量的資源,減少耗能節(jié)約成本,為環(huán)保也貢獻一份力量[2]。再進行機械工程設(shè)計的過程中,技術(shù)不再單一,融入了各種技術(shù),功能十分強大,能夠滿足生產(chǎn)商的各種需求,使用也更加靈活方便。
3機械設(shè)計制造當(dāng)中的自動化技術(shù)
自動化技術(shù)在當(dāng)代社會中是一門綜合性非常明顯的學(xué)科,其會涉及到電力電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)以及計算計技術(shù),同時和人們的日常生活有著較高的關(guān)聯(lián)性,雖然自動化技術(shù)是電氣信息領(lǐng)域當(dāng)中的一個新學(xué)科,但是目前自動化技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)較為全面和廣泛,逐漸成為近代社會發(fā)展的一種代表,當(dāng)前在汽車、工業(yè)甚至是家居等行業(yè)均有所應(yīng)用。機械設(shè)計制造的最終任務(wù)便是在滿足產(chǎn)品特點以及生產(chǎn)要求的基礎(chǔ)之上,將產(chǎn)品按照相應(yīng)的質(zhì)量要求或標(biāo)準(zhǔn)順利的生產(chǎn)出來。在傳統(tǒng)的機械設(shè)計與制造過程中,幾乎所有工作都是由人為直接參與或控制來完成的,不僅會遭受來自于人為錯誤的影響。還會因為人力勞動本身的局限性導(dǎo)致生產(chǎn)效率與生產(chǎn)質(zhì)量存在缺陷,最終出錯率非常明顯,嚴(yán)重阻礙產(chǎn)品高質(zhì)量生產(chǎn)。
4機械制造設(shè)計及其自動化的未來發(fā)展方向
4.1機械制造設(shè)計及其自動化未來發(fā)展的智能化
二十一世紀(jì)機械自動化技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵方向就是智能化,智能化是指基于機器行為的智能描述,也是在基礎(chǔ)控制理論前提下,吸收混沌動力學(xué)、生理學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)、運籌學(xué)以及人工智能等的新方法與思想,模擬人工智能技術(shù),賦予其自主決策、邏輯思維、判斷推理等能力,以便實現(xiàn)更高的機械制造設(shè)計及其自動化控制目標(biāo)。
4.2機械制造設(shè)計及其自動化未來發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)化
我國信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展與興起給人們?nèi)粘I?、教育、軍事、政治、工業(yè)生產(chǎn)以科學(xué)技術(shù)等方面都帶來了較大的變革,各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將全球生產(chǎn)與經(jīng)濟連接在一起,而機械制造設(shè)計及其自動化產(chǎn)品也需要朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展,以便提高產(chǎn)品質(zhì)量的可靠性,實現(xiàn)在全球范圍內(nèi)的生產(chǎn)與暢銷。機電一體化是制造行業(yè)通用的發(fā)展方向,可以簡單的理解成為技術(shù)的提升以及系統(tǒng)的升級。由電子控制的機械設(shè)備,能夠借助智能化、自動化技術(shù)完成設(shè)計與制造流程[3]。從某種層面上而言,機電一體化就是機械設(shè)計制造和自動化技術(shù)的延伸,所以實現(xiàn)機電一體化是機械設(shè)計制造的必然發(fā)展趨勢。
4.3機械制造設(shè)計及其自動化未來發(fā)展的綠色環(huán)保化
如今我國機械行業(yè)的發(fā)展雖然給人類提供了舒適的生活,并豐富了物質(zhì),但是也提高了資源與能源的消耗,嚴(yán)重污染到了生態(tài)環(huán)境,所以未來機械制造設(shè)計及其自動化也要朝著綠色與環(huán)保方向發(fā)展,以便順應(yīng)時代的發(fā)展趨勢,來達(dá)到人類健康要求與環(huán)境特定保護要求,降低對生態(tài)環(huán)境的破壞與污染。機械自動化產(chǎn)品的綠色設(shè)計具有可持續(xù)的發(fā)展前景。
4.4機械制造設(shè)計及其自動化未來發(fā)展的微型化
所謂微型化的機械自動化系統(tǒng)就是指尺寸低于一立方米的機械制造設(shè)計及其自動化產(chǎn)品,并逐漸朝著納米級與微米級方向發(fā)展。機械自動化的微機產(chǎn)品運動靈活、耗能少并且體積小,在信息、軍事以及醫(yī)療、生物等方面的應(yīng)用具有較高優(yōu)勢,因此未來還要結(jié)合蝕刻技術(shù)、光刻技術(shù)等的超精密生產(chǎn)加工技術(shù),以便促進微機機械自動化的健康發(fā)展。
5結(jié)束語
我國的經(jīng)濟快速發(fā)展,對生活中各種需求變得越來越多,人們開始重視施機械制造業(yè)設(shè)計的發(fā)展是一件非常好的事情。在機械制造業(yè)化的發(fā)展過程中,技術(shù)人員要依據(jù)現(xiàn)場的實際情況進行研究分析,科學(xué)合理遵守施工安全標(biāo)準(zhǔn),幫助自動化控制系統(tǒng)升級改造的更加完善。我們國家對于自動化控制系統(tǒng)升級改造問題剛剛起步,自動化控制系統(tǒng)升級改造存在很多不足之處,但是科技在發(fā)展人們在進步,這些問題總會克服發(fā)展的會越來越好。
參考文獻:
[1]李知洋.探討機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展方向[J].山東工業(yè)技術(shù),2016(3):39+37.
[2]韋佳.機械設(shè)計制造及其自動化的發(fā)展方向研究[J].科技資訊,2015,13(8):224.
關(guān)鍵詞:電氣自動化;電氣工程;應(yīng)用前景
目前世界的發(fā)展形勢是經(jīng)濟一體化,在這種形勢下我國的經(jīng)濟也在快速的發(fā)展中,其中電氣自動化技術(shù)起著非常重要的作用,電氣自動化技術(shù)雖然已經(jīng)在電力系統(tǒng)和電氣工程中以及國民的生活中廣泛應(yīng)用,但隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展以及人們生活生產(chǎn)中需求的不斷提升,在市場競爭越來越激烈的形勢下,為了經(jīng)濟利益的最大化和生產(chǎn)便捷化,電氣自動化的研究和創(chuàng)新仍然必不可少,電氣自動化技術(shù)仍然處在不斷革新和發(fā)展的階段。我們必須吸取先進的經(jīng)驗和技術(shù),不斷有針對性地進行技術(shù)革新。
一、電氣自動化特點分析
電氣自動化技術(shù)不僅有著較強的應(yīng)用性,而且比較普遍,因此相當(dāng)一部分的工業(yè)的各個部門不可避免地采用自動化技術(shù)。由于自動化技術(shù)含量比較高,在設(shè)計電氣自動化系統(tǒng)的過程中,對于自動化技術(shù)除了要求有硬件設(shè)計以外,還要求有軟件設(shè)計,并且面對不同的行業(yè)或者場合均應(yīng)該采用與之相應(yīng)的合適的技術(shù)方案。由此我們不難看出,自動化技術(shù)涉及的知識面比較寬廣。就比較典型的電氣自動化控制系統(tǒng)而言,無論是負(fù)責(zé)采集信號的傳感器,還是對信號進行處理運算的控制器以及主要將運算結(jié)果執(zhí)行的執(zhí)行機構(gòu)等都離不開電子技術(shù)的發(fā)展。而關(guān)于電氣自動化技術(shù)的發(fā)展,電子技術(shù)的進步必將對其起到一定的促進作用,這兩兩者是緊密相聯(lián)的,電氣自動化必須依靠電子技術(shù)的發(fā)展才可有進一步地提高。
二、電氣自動化應(yīng)用現(xiàn)狀分析
在電氣自動化的體系中對于信息化技術(shù)的應(yīng)用主要有兩個方面:首先就是應(yīng)用在縱向的管理層方面。一般的企業(yè)在對相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行處理時都有一定的系統(tǒng),它主要是對時刻產(chǎn)生的日程數(shù)據(jù)進行實時的存取,使得企業(yè)的管理層通過標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器能夠存取企業(yè)生產(chǎn)過程中有關(guān)財務(wù)、人事等方面的數(shù)據(jù),也能夠?qū)θ粘Ia(chǎn)過程中的實時畫面進行實施監(jiān)督與控制,在第一時間內(nèi)全面了解生產(chǎn)的準(zhǔn)確信息。其次,信息技術(shù)橫向運用于電氣自動化的相關(guān)設(shè)備、機器以及系統(tǒng)當(dāng)中。伴隨微電子以及微處理器技術(shù)的廣泛運用,以往有明確界限的各種設(shè)備,比如PI C、控制設(shè)備及其系統(tǒng)變得更加模糊了。與之對應(yīng)的軟件結(jié)構(gòu)、通訊方式以及便于運用和統(tǒng)一的組態(tài)環(huán)境也顯得愈發(fā)關(guān)鍵了。不但涵蓋了傳感以及執(zhí)行器,還有控制器以及儀表?;ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)以及多媒體技術(shù)在電氣自動化方面也有十分廣泛的發(fā)展?jié)摿?。Windows NT 和IE 瀏覽器正成為電氣自動化系統(tǒng)操作與控制的標(biāo)準(zhǔn)平臺。當(dāng)前,以PC的人機界面為基礎(chǔ)已成為主流,這種控制系統(tǒng)以其容易集成以及靈活性的優(yōu)勢正在被愈來愈多的用戶所接受。在控制層選擇Windows 當(dāng)作操作系統(tǒng)平臺從而使得電氣自動化系統(tǒng)更加便于操作與維護。現(xiàn)場利用一根串行電纜將設(shè)置在中央控制室內(nèi)的計算機、監(jiān)控軟件以及PLC 的中央處理器以及遠(yuǎn)程I/O 站、VFD(變頻器)、馬達(dá)啟動器、智能化儀表等現(xiàn)場設(shè)備進行聯(lián)接,并且將這部分的現(xiàn)場設(shè)備的信息采集返回到中央控制器。這種串行的聯(lián)接智能設(shè)備以及自動化系統(tǒng)雙向數(shù)字式輸送的分支結(jié)構(gòu)進行通訊的一種總線模式。而分布式的控制應(yīng)當(dāng)通過PI C、I/O 站模塊以及現(xiàn)場設(shè)備利用總線進行聯(lián)接,將輸入以及輸出的模塊轉(zhuǎn)變成現(xiàn)場檢測器以及執(zhí)行器。
三、電氣自動化系統(tǒng)發(fā)展前景分析
目前,高科技快速發(fā)展與競爭正改變世界的生產(chǎn)模式以及經(jīng)濟秩序,高新技術(shù)有效運用到傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域,引發(fā)傳統(tǒng)工業(yè)的深刻變革。在場新技術(shù)革命當(dāng)中機電一體化是其中的一個新興領(lǐng)域,在該領(lǐng)域的產(chǎn)品除了比具備高精度、快速性等基本功能之外,更需要具備自動化、柔性化、智能信息化等優(yōu)勢,從而逐漸達(dá)到自我適應(yīng)與控制、自我組織與管理,向高度智能化方向過渡。比如:數(shù)控機床、機械手以及機器人等等,都是機械電子、計算機、電力電子等領(lǐng)域的技術(shù)的合成,這就要求培養(yǎng)大量的機電設(shè)備操作、檢測、維護、檢修以及日常管理的專業(yè)技術(shù)人才。傳統(tǒng)的電氣自動化的發(fā)展僅僅是單頻、低頻的發(fā)展階段,然而伴隨科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展與進步,工業(yè)化程度日益加深,我們國家的工業(yè)生產(chǎn)正向高頻的生產(chǎn)階段發(fā)展。提高電氣自動化的頻率對于提高產(chǎn)品的市場占有率、質(zhì)量發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。所以,電氣自動化的今后發(fā)展趨勢也將必須朝著高頻、高層次的、科技含量高的產(chǎn)品方向發(fā)展。電氣自動化的最終目標(biāo)是為了提高生產(chǎn)力,改變?nèi)藗兊纳钅J?,特別是目前的社會,需要盡可能節(jié)省勞動力,降低工人的勞動強度,這就要求工業(yè)生產(chǎn)過程中盡可能實現(xiàn)機械化。因此,伴隨計算機技術(shù)的突飛猛進,我們國家的很多行業(yè)都和計算機技術(shù)緊密結(jié)合,計算機技術(shù)對于電氣自動化的快速發(fā)展也起到了至關(guān)重要的作用。特別是IEC61131 的頒發(fā),它在電氣自動化的進步與發(fā)展中起著非常重要的作用。在電氣自動化的發(fā)展中起關(guān)鍵作用的還包括互聯(lián)網(wǎng)以及PC 客戶機的快速發(fā)展,目前有很多的企業(yè)在監(jiān)控它的經(jīng)營狀況以及宣傳產(chǎn)品的銷售中都是通過比較規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來進行的,利用網(wǎng)絡(luò)企業(yè)還能夠控制以及監(jiān)督其自身各方面的實施,如此一來企業(yè)才能在第一時間掌握自身的情況同時及時作出相應(yīng)的調(diào)整。說起電氣自動化大多數(shù)人都認(rèn)為它僅在工業(yè)的領(lǐng)域中活動,但是隨著社會的發(fā)展,技術(shù)的進步,人們對電氣自動化的認(rèn)知也隨之增加,它運用的領(lǐng)域也在擴大,目前它在生命器官的領(lǐng)域中也有較為突出的表現(xiàn),在對生命器官進行替代時它的作用就更為明顯,比如說在輔助人類的心臟器官中電氣自動化有著很大的功勞。
四、結(jié)束語
在現(xiàn)代社會中,電氣自動化的應(yīng)用越來越廣泛,推動了社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,但事物總是雙面的,電氣自動化在發(fā)展過程中也存在著一些問題,不過隨著科技地不斷進步和發(fā)展,電氣自動化的發(fā)展會迎來屬于它的春天。
參考文獻:
隨著工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展,目前離心泵已經(jīng)被普遍的進行使用。在如今,很多的人也開始關(guān)注到環(huán)保節(jié)能的問題,在各個行業(yè)中也逐漸地開始重視。由于其中的調(diào)節(jié)方式不一,從而造成的能量浪費程度也不同。本文仔細(xì)地對離心泵的節(jié)能措施進行分析,這對行業(yè)的發(fā)展有著很大的意義。
【關(guān)鍵詞】
離心泵;節(jié)能技術(shù);應(yīng)用
1前言
在當(dāng)代的工業(yè)系統(tǒng)中,離心泵是非常普遍的流體輸送設(shè)備。但是目前其設(shè)備的能量耗損比較大。有相關(guān)的專家指出,其耗能在全世界的總耗能中占了百分之二十五。因此,離心泵的節(jié)能工作是刻不容緩的,并且是具有實際經(jīng)濟效益的重大任務(wù)。在以前,離心泵的調(diào)節(jié)方式通常采用的是閥門進行控制,這樣就導(dǎo)致能量的損耗變大。變頻技術(shù)在工業(yè)中的發(fā)展使變速調(diào)節(jié)更加的方便,同時在經(jīng)濟上也更加的科學(xué)。在當(dāng)前,離心泵的節(jié)能措施主要是以提升離心泵本身的性能為主。
2離心泵使用的現(xiàn)狀
在當(dāng)前的離心泵使用中,出現(xiàn)的主要原因是其運轉(zhuǎn)的效率比較低。其中低的原因是離心泵在實際工作的時候,其工況點經(jīng)常比最高效率點低很多,因為離心泵的電動機不能夠調(diào)速,所以其中都是采取泵出口閥門進行調(diào)節(jié)。在閥門上調(diào)節(jié)的方式比較簡單方便。但是從節(jié)能的方面考慮,其泵在低效率的區(qū)域進行運轉(zhuǎn),則會形成能源的浪費,讓驅(qū)動電機處在低效以及低功率的狀態(tài)下運轉(zhuǎn)。如果泵的出口開度增大,電機電流超出了規(guī)定這種方式,是極不安全和經(jīng)濟的。一旦使用泵的出口進行流量的調(diào)節(jié),就會讓升壓泵的出口中碟閥的密封圈的后道損壞,出口閥門關(guān)不嚴(yán)密,進而無法檢查設(shè)備。如果泵長期的處在高壓的狀態(tài)之下,泵的軸套和盤根就會被磨損,其根部就會出現(xiàn)漏水,并進入軸承箱,這樣就會引起燒瓦事故。因此,在泵的節(jié)能工作中必須要進行及時的實施,從而節(jié)約能源,減少相關(guān)危害。
3離心泵的節(jié)能技術(shù)
在離心泵的結(jié)構(gòu)類型選用之后,可以確定的是其中設(shè)備損失和容量損失是不會有很大變化的,可以通過機泵的自身進行改造,然后提升其效率。在通常情況之下會采用以下措施。首先,一般在使用泵之前,采購泵的時候要選擇其參數(shù)(Q、H),這是保障泵高效運作的基本前提和重要關(guān)鍵。在當(dāng)前的參數(shù)中都存在著一定程度的差異。要選擇可靠性強的泵,減少能源的浪費。要根據(jù)實際情況對流量和壓力的余量做相關(guān)的規(guī)定。然后,使用新的材料進行密封,提升其加工的精細(xì)度,優(yōu)化離心泵軸套表面的光潔程度,并且降低其摩擦?xí)r形成的損失??茖W(xué)選用在縫隙處產(chǎn)生摩擦為零的材料,提升其抗咬能力和耐磨性。要合理的解決間隙值,并且減少容積的損失。要積極的開展水泵的實用性研究,要具體的進行相關(guān)的設(shè)計、實驗以及管理等工作,從而提升泵的使用壽命。定期的對泵軸進行檢查,加強檢查的力度,保障泵軸的和完好。提升泵的標(biāo)準(zhǔn),使其更加的通用,研發(fā)機電一體化的泵系列節(jié)能產(chǎn)品,以此提升效率,減少資源的浪費。在泵的性能選用上,一般使用工藝流量比較穩(wěn)定的泵,性能的選擇在于要保障泵運轉(zhuǎn)點的高效性。如果工藝流量的調(diào)節(jié)幅度比較大,同時頻率比較頻繁的時候,就要尤其注意Q-H的曲線和。
4離心泵節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用
想要對離心泵的流量進行控制調(diào)節(jié),經(jīng)常運用的方式就是調(diào)節(jié)排除管路上,設(shè)置閥門的開度。流量增加就開大閥門,流量小就減小閥門的開啟量。若是只是通過對管路的阻礙性進行改變,然后實現(xiàn)流量的降低。其中的功率不會有太大的變化。但是通過轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié),就能夠利用其變化對流量進行調(diào)節(jié)。泵的轉(zhuǎn)速增加的時候,其性能的曲線右上移動;泵額轉(zhuǎn)速在減小的時候,趨向往左下移動。在管路的特性不發(fā)生變化的時候,就可以獲得不同的工作點,然后改變流量。進而讓功率大幅度的降低。經(jīng)常的進行變速調(diào)節(jié)等方式可以使其工作穩(wěn)固并且節(jié)能的效果明顯。從節(jié)能和經(jīng)濟的方面思考,在使用到離心泵的企業(yè)中,泵站必須要設(shè)置有型號不同的泵進行選擇,達(dá)到大小泵配合使用的目的。依據(jù)流量上的不同進行選用不同信號的泵。如果要兩臺泵一同運行的時候,就能夠大幅度節(jié)約能源的使用,并且減少損耗,在高區(qū)域中運行也增長了泵的使用時長。要根據(jù)工藝的流程變化對泵實行恰當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié),在調(diào)節(jié)的時候要對能量進行回收使用。減少一些不必要的浪費。依據(jù)現(xiàn)在有的成熟泵運行節(jié)能技術(shù)。采取變角、車削以及大小泵搭配的方式進行解決。葉片的變角調(diào)節(jié),要恰當(dāng)?shù)拿鞔_葉片在裝置時,要在滿足工藝要求的情況下,讓小葉輪的直徑對水泵的流量進行改變,其中還包括軸功率等參數(shù)的變化。這是一種非常方便經(jīng)濟的節(jié)能措施。不過在車削葉輪的外徑上是有限制的,只能夠在規(guī)定的允許下進行范圍以內(nèi)的工作。這種方法不是很靈活。在變頻調(diào)速節(jié)能的技術(shù)上一般是運用變頻器進行調(diào)節(jié)的,根據(jù)實際工作情況的變化輸入相應(yīng)的電能,以此實現(xiàn)降低耗損的目的。這種方式比較合適大型的管網(wǎng)系統(tǒng)。并且要求系統(tǒng)壓力和流量經(jīng)常性的變化。不過在實際上的使用中也存在著限制,其中的投資成本比較高,進而導(dǎo)致運行的成本增多。對壓力與流量比較穩(wěn)固的泵系統(tǒng),這種方式比較雞肋。在流量恰當(dāng)?shù)模瑩P程比較高的多級離心泵中可以使用減少葉輪技術(shù)的方式。多級泵的特征是曲線類型和多臺離心泵的串聯(lián)操作。在抽級以后泵的揚程降低,但是流量卻不變,泵的軸功率下降,實現(xiàn)了節(jié)能的目的。在實行了節(jié)能技術(shù)之后還要對其進行定期的管理和維修。對一些泄漏的間隙進行及時的處理。若是發(fā)現(xiàn)一些口環(huán)破裂的現(xiàn)象,其泄漏的間隙超出了規(guī)定值,就要進行維修甚至更換,不然就會導(dǎo)致流量不均勻的流配,從而致使泵的效率降低。
5結(jié)語
在對離心泵的節(jié)能工作上主要從技術(shù)方面入手。在當(dāng)前,泵行業(yè)的節(jié)能技術(shù)是比較成熟的,但是節(jié)能診斷以及技術(shù)上的推行的力度還不夠。要開發(fā)出高效、節(jié)能以及環(huán)保的可靠性離心泵,是當(dāng)前泵行業(yè)的主要發(fā)展趨勢。使用機電一體化的方式開發(fā)出節(jié)能、體積小以及重量輕的智能化產(chǎn)品,提高泵的可靠性。
作者:常明 楊晶晶 單位:沈陽三科水力機械制造有限公司
參考文獻:
[1]凌素琴,陳勇,劉莉.離心泵的節(jié)能技術(shù)發(fā)展及前景分析[J].機械設(shè)計與制造工程,2014(07):69~71.
[2]劉恒義.離心泵節(jié)能措施探討[J].石油石化節(jié)能,2014(12):35~36.
【關(guān)鍵詞】電梯;市場;前景
中國的電梯行業(yè)起步較晚,改革開放前為年產(chǎn)幾百臺的小行業(yè),1949年至1979年的三十年間,中國大陸地區(qū)電梯安裝總量約1萬臺。改革開放以后,大規(guī)模的經(jīng)濟建設(shè)給中國電梯行業(yè)帶來了空前的發(fā)展機遇,實現(xiàn)了前所未有的快速發(fā)展。從行業(yè)協(xié)會了解到,2009年我國電梯市場總量已經(jīng)超過了22萬臺,2011年中國電梯產(chǎn)銷量約45萬臺,相比2010年增長幅度約23%,電梯保有量達(dá)195萬臺左右。目前房地產(chǎn)雖然出現(xiàn)了滯銷的局面,給電梯的銷售蒙上了一層陰影。盡管受到多方面因素的影響,未來的電梯行業(yè)發(fā)展趨勢尚不明朗,但總體還會是一個上升的過程?,F(xiàn)在電梯行業(yè)對先進可靠、成本低廉的自動化產(chǎn)品和系統(tǒng)解決方案的需求越來越多,更多人性化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化和綠色化的自動化產(chǎn)品也將會推動電梯行業(yè)的技術(shù)水平穩(wěn)步上升。據(jù)中商情報網(wǎng)分析師預(yù)計:未來幾年,中國電梯產(chǎn)量將保持進一步增長。2012年,中國電梯產(chǎn)量可達(dá)54萬臺,到2016年可達(dá)110萬臺左右。成為全球電梯生產(chǎn)量及出口量最大的國家。未來幾年內(nèi)我國垂直電梯和扶梯市場國內(nèi)市場和出口市場將分別占整個全球市場的一半和三分之一,年產(chǎn)值超千億元,電梯市場可謂前景廣闊。下面來淺談一下電梯行業(yè)動態(tài)分析及未來發(fā)展前景。
一、機遇與挑戰(zhàn)并存
盤點過去幾年,面對外需趨弱、內(nèi)需不足的整體市場條件,電梯行業(yè)和其他行業(yè)一樣面臨了前所未有的壓力。房地產(chǎn)成交量一路萎縮,直接導(dǎo)致了各大電梯廠商的銷售業(yè)績大幅下滑,隨著企業(yè)訂單量的銳減,多數(shù)電梯企業(yè)庫存積壓嚴(yán)重,更有一些外資品牌電梯巨頭甚至考慮改變在華投資策略。進入2010年后,房地市場回暖帶動了電梯產(chǎn)銷量的逐步上升,但電梯產(chǎn)業(yè)形勢已經(jīng)不可避免地發(fā)生了巨大變化。首先,奧運會、世博會等一系列國際盛會以來,在國內(nèi)掀起一場以“節(jié)能化,環(huán)?;?,科技化”為導(dǎo)向的電梯革命。這預(yù)示著,新一代綠色節(jié)能電梯和高科技智能電梯將逐漸成為市場主流。其次,政府采購項目已成為電梯市場一個新的增長點,此類項目主要集中在公共交通和基礎(chǔ)建設(shè)領(lǐng)域,且投資力度不小,將為電梯行業(yè)打開新的局面。
快速電梯公司總裁朱康正在回顧2009年時表示,企業(yè)穩(wěn)定的增長不僅來自于對市場的不斷拓展,更依托于企業(yè)對自身整體發(fā)展戰(zhàn)略以及對內(nèi)外部各體系的掌控能力?;谶@種認(rèn)識,快速電梯將提升內(nèi)部管理水平以及優(yōu)化外部市場環(huán)境結(jié)合起來,在北京大興地鐵項目等政府采購大單的順利中標(biāo)。該公司在新的市場領(lǐng)域嶄露頭角,其中國電梯行業(yè)第一陣營的地位愈加穩(wěn)固。業(yè)內(nèi)專家指出,作為中國對外開放最早的行業(yè),中國電梯業(yè)受到外資各種“蠶食”,原有的國企電梯品牌全軍覆沒,外資品牌壟斷的市場份額曾經(jīng)高達(dá)95%以上。應(yīng)該說,外資品牌在初期進入的時候,確實有其自身的技術(shù)、品牌優(yōu)勢和在我國所享有的稅收優(yōu)惠等超國民待遇,迅速壟斷了國內(nèi)市場,在合資初期一定程度上抑制了我國民族品牌的發(fā)展。但外資品牌的進入對于促進我國電梯業(yè)的發(fā)展也起到了積極的作用,加速了民族品牌的發(fā)展。比如在整機生產(chǎn)企業(yè)中,外資品牌的技術(shù)與管理理念讓民族品牌提速發(fā)展;在電梯配套件企業(yè)中,從為外資品牌配套的過程中,也提高了配套水平。由于整機和配套技術(shù)的全面發(fā)展,使得電梯自主品牌也有了全面發(fā)展的空間。
二、自主品牌借力發(fā)展
近年來,一批自主電梯企業(yè)苦練內(nèi)功,絕地反擊,出現(xiàn)四分天下有其一的局面。自上世紀(jì)90年代起,大量民營企業(yè)開始介入電梯行業(yè)。從為外資企業(yè)做配套或者與外資企業(yè)合資開始,在生產(chǎn)過程中不斷學(xué)習(xí)和消化技術(shù),借鑒外資企業(yè)帶來的國際化技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、安裝維保體系、管理模式等,自主品牌電梯在技術(shù)、質(zhì)量、管理、服務(wù)上快速步入了國際化行列,國內(nèi)民營電梯企業(yè)逐步占有一定的市場份額,開始打破了外資品牌的壟斷地位,涌現(xiàn)出如康力電梯股份有限公司、江南嘉捷電梯股份有限公司、蘇州市申龍電梯有限公司、巨人通力電梯有限公司等自主品牌企業(yè)。
在一些媒體調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn),一些企業(yè)喜歡把電梯與汽車放在一起比較,雖然國產(chǎn)汽車市場占有率較低,但民族汽車企業(yè)做強的“野心”卻不斷膨脹,如2010年吉利收購沃爾沃的消息充斥著各大媒體,卻很難聽到某國產(chǎn)電梯企業(yè)要收購一個外資品牌的消息。相關(guān)人士分析認(rèn)為,電梯行業(yè)的特性也形成一定的進入壁壘。整機制造商需要掌握的行業(yè)技術(shù)眾多,對產(chǎn)品設(shè)計和制造、機電集成技術(shù)以及產(chǎn)品的售后安裝維修保養(yǎng)的要求高。進入電梯行業(yè)特別是整機制造領(lǐng)域,對產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計、管理和安裝維保人員的專業(yè)素質(zhì)要求都較高,需要一定時間的技術(shù)積累,在很大程度上形成了該行業(yè)的技術(shù)和人才準(zhǔn)入壁壘。同時,電梯作為終端消費品,品牌在市場競爭中的作用明顯。品牌往往成為人們在選擇電梯產(chǎn)品時的重要考慮因素,自主品牌電梯生產(chǎn)企業(yè)要想建立良好的品牌形象并獲得市場的認(rèn)可,必須要經(jīng)歷市場的考核檢驗。
三、產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)初顯
從產(chǎn)業(yè)布局上看,我國電梯整機及零部件的制造基本集中在長三角、珠三角地區(qū),其中長三角地區(qū)電梯生產(chǎn)總量占全國的60%以上。
僅江蘇就擁有電梯整機生產(chǎn)企業(yè)30多家、配件企業(yè)150多家,形成了一個以吳江、汾湖經(jīng)濟開發(fā)區(qū)為中心的電梯、扶梯及零部件產(chǎn)業(yè)集群,該產(chǎn)業(yè)集群已經(jīng)列入江蘇省100個重點培育產(chǎn)業(yè)集群。
康力電梯股份有限公司就是該地區(qū)中具有代表性的品牌之一。該公司從初期為外資品牌做配套開始,在較短的時間內(nèi)形成了從研發(fā)、設(shè)計、制造到安裝、維保等完整的業(yè)務(wù)鏈條,具備了自主研發(fā)能力,擁有成本、技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)、人才和國家政策支持等五大相對優(yōu)勢。2005年-2008年連續(xù)4年成為自主品牌銷售額第一,成為為數(shù)不多可以與外資品牌在電梯市場進行競爭的民營企業(yè),被中國特種設(shè)備協(xié)會譽為“中國電梯業(yè)的希望和驕傲”??盗﹄娞荻麻L王友林表示,政府支持力度的加大,為民族自主品牌電梯的成長創(chuàng)造了良好的發(fā)展空間。在國家公布了《自主創(chuàng)新產(chǎn)品政府首購和訂購管理辦法》后,明確了政府優(yōu)先采購國內(nèi)自主創(chuàng)新產(chǎn)品;2009年,國家出臺了裝備制造業(yè)的振興計劃,強調(diào)要“依靠區(qū)域優(yōu)勢,發(fā)揮產(chǎn)業(yè)聚集效應(yīng),形成若干具有特色和知名品牌的裝備制造集中地”。這些政策的出臺,都促進了民族電梯業(yè)的發(fā)展。
自電子技術(shù)一問世,電子技術(shù)與機械技術(shù)的結(jié)合就開始了,只是出現(xiàn)了半導(dǎo)體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,“機電一體化”技術(shù)之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意。
(一)“機電一體化”的發(fā)展歷程
1.數(shù)控機床的問世,寫下了“機電一體化”歷史的第一頁;
2.微電子技術(shù)為“機電一體化''帶來勃勃生機;
3.可編程序控制器、“電力電子”等的發(fā)展為“機電一體化”提供了堅強基礎(chǔ);
4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使“機電一體化”躍上新臺階。
二“機電一體化”發(fā)展趨勢
1.光機電一體化。一般的機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成的。因此,引進光學(xué)技術(shù),實現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點是能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。光機電一體化是機電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢。
2.自律分配系統(tǒng)化——柔性化。未來的機電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”,有較強的“柔性”,能較好地應(yīng)付突發(fā)事件,被設(shè)計成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中,各個子系統(tǒng)是相互獨立工作的,子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù),同時具有本身的“自律性”,可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具體“行動”是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性),又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。
3.全息系統(tǒng)化——智能化。今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯,智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外,其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu),也變簡單的“從上到下”的形勢而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。
4.“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大,并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定,但在動態(tài)(工作)時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物:當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時,生物便“死亡”,而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時,生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構(gòu)可為機電一體化產(chǎn)品提供新型機體,但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”,而生物的特點是硬 件(肌體)——軟件(大腦)一體,不可分割??磥?,機電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨,但有一段漫長的道路要走。
5.微型機電化——微型化。目前,利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù),在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當(dāng)將這一成果用于實際產(chǎn)品時,就沒有必要區(qū)分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”,機體、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起,體積很小,并組成一種自律元件。這種微型機械學(xué)是機電一體化的重要發(fā)展方向。
三、典型的機電一體化產(chǎn)品
機電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機)和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機電一體化系統(tǒng)有:數(shù)控機床、機器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CAD/CAM系統(tǒng)等。典型的機電一體化元、部件有:電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構(gòu)等。這些典型的機電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、市場前景分析從略。
四、北京發(fā)展“機電一體化”而臨的形勢和任務(wù)
機電一體化工作主要包括兩個層次:一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),其目的是節(jié)能、節(jié)材,提高工效,提高產(chǎn)品質(zhì)量,把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進步提高一步;二是開發(fā)自動化、數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品,促進產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深層次工作。
(一)北京“機電一體化”工作面臨的形勢
1.北京用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣
(1)在700余家北京市屬工業(yè)系統(tǒng)的企業(yè)中,有60%以上的企業(yè)用微電子技術(shù)改造機床設(shè)備、工業(yè)窯爐、風(fēng)機電泵、生產(chǎn)過程的任務(wù)還未完成需要量的一半。
(2)北京工業(yè)系統(tǒng)還有2000余臺機床設(shè)備亟需用微電子技術(shù)進行改造;在已改造的近6500臺機床設(shè)備中,大約有15%需進一步改造。
(3)北京工業(yè)系統(tǒng)尚有近250座工業(yè)爐窯亟需用電子信息技術(shù)進行改造;且610座已改造過的工業(yè)爐窯也很有進一步應(yīng)用模糊技術(shù)進行二次改造的必要。
(4)北京工業(yè)系統(tǒng)CAD應(yīng)用還有較大差距。目前,北京工業(yè)品設(shè)計,CAD應(yīng)用率僅17%(而美、日等國已超過85%;國內(nèi)先進地區(qū)也超過了30%);CAD的覆蓋率才達(dá)到11%(而全國CAD應(yīng)用工程領(lǐng)導(dǎo)小組指出,“八五”期間大中型企業(yè)要達(dá)到35%,中小型骨干企業(yè)要達(dá)到15%—20%;到“九五”時,按國務(wù)委員宋健的要求,基本上要甩掉繪圖板)。
(5)北京工業(yè)系統(tǒng)共有改造價值的各種風(fēng)機電泵裝機容量50萬千瓦,尚49萬多千瓦用變調(diào)速技術(shù)進行改造的任務(wù),占總?cè)蝿?wù)量的99.5%左右。
(6)工業(yè)是全市能源消耗大戶。1992年,北京工業(yè)系統(tǒng)占全市能耗總量的59.5%.而北京是一個能源嚴(yán)重缺乏的城市,1992年北京工業(yè)系統(tǒng)萬元產(chǎn)值能耗折合標(biāo)煤為2.47噸,比上海的1.57噸高57%,比天津的2.15噸高14%,比先進的工業(yè)化國家高近9倍。因此,北京工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能降耗的任務(wù)非常重,而電力電子技術(shù)是節(jié)能降耗的王牌。
2.北京用機電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代,提高市場占有率的呼聲高,有壓力。北京市的工業(yè)產(chǎn)品大約有3萬種,每年約開發(fā)試制新產(chǎn)品3000種,更新周期很長。由于更新?lián)Q代速度跟不上市場變化的需要,影響了北京工業(yè)產(chǎn)品的競爭能力。
1993年,北京市工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)的機電一體化產(chǎn)品約837種,在當(dāng)年生產(chǎn)的產(chǎn)品品種總數(shù)中僅占7.8%左右。其中:機械局系統(tǒng)主要產(chǎn)品約1200種,機電一體化產(chǎn)品不到150種機電一體化產(chǎn)品所占比例僅4%強;儀器儀表總公司系統(tǒng)主要產(chǎn)品350種,機電一體化產(chǎn)品210種,機電一體化產(chǎn)品所占比例為60%;輕工系統(tǒng)主要產(chǎn)品總數(shù)為649種,機電一體化、智能化產(chǎn)品15種,機電一體化、智能化產(chǎn)品所占比例約2.3%;汽車工業(yè)總公司系統(tǒng)平均每輛汽車的總成本為3.5萬元,每輛汽車平均裝用電子產(chǎn)品的費用約300元,不是總成本的1%;與國外約28%的先進水平相差甚遠(yuǎn);與國內(nèi)先進水平相差一半左右。
3.北京用機電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重,有意義。在北京工業(yè)系統(tǒng)中,能耗、耗水大戶,對環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重,且不少地處城區(qū)和近郊區(qū)。近年來北京的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整,但由于多種原因,成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領(lǐng)導(dǎo)部門的政出多門問題,有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問題,但不可否認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè),優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前,這就是發(fā)展機電一體化,開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機電一體化產(chǎn)品。機電一體化產(chǎn)品功能強、性能好、質(zhì)量高、成本低,且具有柔性,可根據(jù)市場需要和用戶反映時產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革,而無須改換設(shè)備。這是解決機電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時,可為傳統(tǒng)的機械工業(yè)注入新鮮血液,帶來新的活力,把機械生產(chǎn)從繁重的體力勞動中解脫出來,實現(xiàn)文明生產(chǎn)。
另外,從市場需求的角度看,由于我國研制、開發(fā)機電一體化產(chǎn)品的歷史不長,差距較大,許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求,每年進口量都比較大,因此亟需發(fā)展。
(二)北京“機電一體化”工作的任務(wù)
北京在機電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話:一句話是廣泛深入地用機電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè);另一句話是大張旗鼓地開發(fā)機電一體化產(chǎn)品,促進機電產(chǎn)品的更新?lián)Q代??偟哪康氖谴龠M機電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻。
1.北京應(yīng)用機電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作重點
(1)大力采用模糊技術(shù),工業(yè)爐窯改造應(yīng)上新臺階
國內(nèi)外成功的范例表明,應(yīng)用模糊技術(shù)改造工業(yè)爐窯比單純用計算機和PID技術(shù)好的多。因此,我們建議今后北京在改造工業(yè)爐窯時要大力推廣應(yīng)用模糊技術(shù),到2000年,對應(yīng)該進行改造但尚未改造的近250座工業(yè)爐窯要用模糊 技術(shù)等先進電子信息技術(shù)改造完畢,其中采用模糊技術(shù)改造要在80%.
(2)積極采用數(shù)控技術(shù),機床高備改造要達(dá)新水平
對機床設(shè)備的改造重點應(yīng)放在經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用上。根據(jù)需要和可能,到1995年,北京應(yīng)該改造的機床設(shè)備(8420臺)的改造率要達(dá)80%以上,到本世紀(jì)末要改造完畢。
(3)努力推廣變頻調(diào)速技術(shù),風(fēng)機電泵改造要攀新高度
風(fēng)機、電泵采用變頻調(diào)速后一般可節(jié)電20%以上,效果十分顯著。因此,在今后幾乎,北京要把交流變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用作為重點來抓。到1995年,應(yīng)該采用變頻調(diào)速技術(shù)改造的風(fēng)機、電泵要改造完60%;到本世紀(jì)末,北京的風(fēng)機、電泵和其它調(diào)速電機要普遍;采用先進的變頻調(diào)速技術(shù)。
(4)優(yōu)先應(yīng)用CAD/CAM技術(shù),工業(yè)設(shè)計水平提高要有新目標(biāo)
北京工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代慢,設(shè)計工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前,北京工業(yè)系統(tǒng)CAD的應(yīng)用率為17%,CAD的覆蓋率為11%,到1995年應(yīng)分別達(dá)到20%和15%,本世紀(jì)末,要力爭分別達(dá)到55%和45%.
2.北京機電一體化產(chǎn)品開發(fā)的奮斗目標(biāo)
(1)總體目標(biāo):到1995年全市的機電一體化產(chǎn)品數(shù)應(yīng)不少于800種,2000年,應(yīng)不少于2000種,機電產(chǎn)品的機電一體化率分別達(dá)到25%和60%.
(2)單項目標(biāo):
機床數(shù)控化率:1995年,產(chǎn)量數(shù)控化率達(dá)5%,產(chǎn)值數(shù)控化率達(dá)16%;2000年,分別達(dá)12%和40%.
汽車電子化程度:1995年,平均每輛汽車上裝用和電子產(chǎn)品的費用不少于1000元,在整車成本中所占比例不低于3%;到2000年分別不少于3000元,不低于8%.
PLC的開發(fā)生產(chǎn)能力:“八五”期間,開發(fā)能力要穩(wěn)居全國首位:“九五”北京要成為全國主要的PLC生產(chǎn)基地之一。
“電力電子”開發(fā)生產(chǎn)能力:“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產(chǎn)技術(shù)和第三代電力電子器件的開發(fā)技術(shù)?!熬盼濉逼陂g第三代電力電子器件的生產(chǎn)要形成經(jīng)濟批量。在電力電子產(chǎn)品應(yīng)用方面,“八五”期間,開關(guān)電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產(chǎn)品;交流變頻調(diào)速裝置要達(dá)到批量生產(chǎn)程度;高頻電子鎮(zhèn)流器要能出口創(chuàng)匯:“九五”,北京要形成一個具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產(chǎn)、開發(fā)、推廣綜合配套能力的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。
模糊控制器的開發(fā)生產(chǎn)能力:“八五”要把北京建成全國模糊技術(shù)控制器的開發(fā)生產(chǎn)基地,開發(fā)出用于工業(yè)爐窯改造,壓力、溫度、流量控制的模糊技術(shù)控制系統(tǒng)典型產(chǎn)品來;交逐步將模糊技術(shù)應(yīng)用于家用電器中。1995年,空調(diào)器、洗衣機、電冰箱、吸塵器、電風(fēng)扇等家用電器產(chǎn)品模糊控制器的普及率要分別達(dá)到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀(jì)末,北京家用電器模糊技術(shù)普及率要達(dá)到50%以上。
其它機電一體化產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)能力:微機控制多色印刷機要穩(wěn)居全國第一;電子醫(yī)療儀器的開發(fā)、生產(chǎn)爭取在“八五”有較大突破,“九五”在品種和產(chǎn)量上全國領(lǐng)先;在“八五”期間,以30萬千瓦汽輪發(fā)電機組為代表的發(fā)電設(shè)備要形成綜合配套能力,打出規(guī)模效益來;數(shù)字化、智能化儀器儀表,自動化裝置要上品種、上批量……
總之,機電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力,又是開啟北京機電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機電一體化”發(fā)展兩方面的目標(biāo),那么,到本世紀(jì)末,北京就會形成一個銷售額超過200億元的機電一體化產(chǎn)業(yè)。其中,數(shù)控機床、機電一體化印刷系統(tǒng)、新型電子醫(yī)療設(shè)備和數(shù)字化智能化儀器儀表等機電一體化裝備銷售額可超過150億元:“電力電子”的銷售額可超過20億元;PLC模糊控制器等銷售額可超過15億元;汽車電子化、自動化智能化輕工民用電器產(chǎn)品銷售額可超過25億元。機電一體化產(chǎn)業(yè)不僅是北京高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主力軍,也是機電行業(yè)停工、待產(chǎn)、明虧、潛虧企業(yè)的出路所在。
五、北京發(fā)展“機電一體化”的對策
(一)加強統(tǒng)籌安排,協(xié)調(diào)發(fā)展計劃
目前,北京地區(qū)從事“機電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套發(fā)展策略和計是。同時,市政府各有關(guān)委、辦、局(總公司)也有不少相應(yīng)的發(fā)展計劃與規(guī)劃。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制,難免只考慮局部利益,市政府各主管部門的有關(guān)計劃和規(guī)劃,也有統(tǒng)一考慮不足,統(tǒng)籌安排不夠的問題,全市缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此,建議市政府責(zé)成有關(guān)機構(gòu)在進行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上,制定出北京統(tǒng)管全局的“機電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計劃和規(guī)劃,避免開發(fā)上重復(fù),生產(chǎn)上撞車!
(二)強化行業(yè)管理,發(fā)揮“協(xié)會”作用
目前,北京“機電一體化”較熱,而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制,“政出多門”是難哆的。因此,北京有必要明確一個“機電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機構(gòu),根據(jù)目前國家政治體制改革和經(jīng)濟體制改革的精神,以及機電一體化行業(yè)特點,我們建議,盡快加強北京機電一體化協(xié)會的建設(shè),賦予其行業(yè)管理職能。
“協(xié)會”要進一步擴大領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)——理事會的代表層面和復(fù)蓋面,要加強辦公室、秘書處的建設(shè);要通過其精明干練的辦事機構(gòu)、經(jīng)濟實體,組織“行業(yè)”發(fā)展計劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制;指導(dǎo)行業(yè)布點布局的調(diào)整,進行發(fā)展突破口的選擇,抓好重點工程的試點和有關(guān)項目的發(fā)標(biāo)、招標(biāo)工作……
(三)優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度
優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾,造成一種社會上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機電一體化”發(fā)展的氛圍,如盡快為外商到北京投資發(fā)展“機電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便;盡可能為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開綠燈;盡力為開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。
增大支持力度,在技術(shù)政策上,要嚴(yán)格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展,對未采用機電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強制淘汰;大力提倡用機電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行改造,對有關(guān)機電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造,對有關(guān)技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用項目優(yōu)先立項、優(yōu)先支持,對在技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進行表彰獎勵等。
在經(jīng)濟政策上,要多給機電一體化科研攻關(guān)課題、開發(fā)應(yīng)用項目利用科技專項基金和科技三項費用的機會;銀行發(fā)設(shè)貸款要多向機電一體化技術(shù)改進、生產(chǎn)合資和機電一體化產(chǎn)業(yè)規(guī)模化建設(shè)項目上傾斜;成立“機電一體化”發(fā)展基金,支持機電一體化生產(chǎn)發(fā)展等。
(四)突出發(fā)展重點,兼顧“兩個層次”
機電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)蓋面非常廣,而我們的財力、人力和物力是有限的,因此我們在抓機電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時不能面面俱到、平鋪直敘,而應(yīng)分清主次,大膽取舍 ,有所為,有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作,即用電子信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行改造,在傳統(tǒng)的機電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置,使“機械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個層次是“提高”工作,即在新產(chǎn)品設(shè)計之初,就把“機械”與“電子”統(tǒng)一起來進行考慮,使“機械”與“電子”密不可分,深度結(jié)合,生產(chǎn)出來的新產(chǎn)品起碼正做到機電一體化。
我們認(rèn)為,北京“機電一體化”發(fā)展,當(dāng)務(wù)之急,重中之重是:
抓緊開發(fā)生產(chǎn)GTO、GTR、VDMOS等新型電力電子器件及其應(yīng)用裝置——交流變頻調(diào)速器、逆變焊機、高頻電子鎮(zhèn)流器等,用電力電子技術(shù)進行的節(jié)能、節(jié)材為主要目的的技術(shù)改造;
抓緊推廣應(yīng)用經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng),改造機床設(shè)備;開發(fā)生產(chǎn)低、中檔數(shù)控系統(tǒng);
一、機電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨勢
自電子技術(shù)一問世,電子技術(shù)與機械技術(shù)的結(jié)合就開始了,只是出現(xiàn)了半導(dǎo)體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,"機電一體化"技術(shù)之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意.
(一)"機電一體化"的發(fā)展歷程
1.數(shù)控機床的問世,寫下了"機電一體化"歷史的第一頁;
2.微電子技術(shù)為"機電一體化''''''''帶來勃勃生機;
3.可編程序控制器、"電力電子"等的發(fā)展為"機電一體化"提供了堅強基礎(chǔ);
4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使"機電一體化"躍上新臺階.(二)"機電一體化"發(fā)展趨勢
1.光機電一體化.一般的機電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機械結(jié)構(gòu)等部件組成的.因此,引進光學(xué)技術(shù),實現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點是能有效地改進機電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動力)系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng).光機電一體化是機電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢.
2.自律分配系統(tǒng)化——柔性化.未來的機電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”,有較強的“柔性”,能較好地應(yīng)付突發(fā)事件,被設(shè)計成“自律分配系統(tǒng)”。在自律分配系統(tǒng)中,各個子系統(tǒng)是相互獨立工作的,子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù),同時具有本身的“自律性”,可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)。其特點是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具體“行動”是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力(柔性),又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。
3.全息系統(tǒng)化——智能化。今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯,智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術(shù)、信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。除此之外,其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu),也變簡單的“從上到下”的形勢而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。
4.“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大,并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定,但在動態(tài)(工作)時卻是穩(wěn)定的。這有點類似于活的生物:當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)停止工作時,生物便“死亡”,而當(dāng)控制系統(tǒng)(大腦)工作時,生物就很有活力。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構(gòu)可為機電一體化產(chǎn)品提供新型機體,但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領(lǐng)域稱為“生物——軟件”或“生物系統(tǒng)”,而生物的特點是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體,不可分割??磥恚瑱C電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨,但有一段漫長的道路要走。
5.微型機電化——微型化。目前,利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù),在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當(dāng)將這一成果用于實際產(chǎn)品時,就沒有必要區(qū)分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”,機體、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器、cpu等可集成在一起,體積很小,并組成一種自律元件。這種微型機械學(xué)是機電一體化的重要發(fā)展方向。
三、典型的機電一體化產(chǎn)品
機電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機)和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機電一體化系統(tǒng)有:數(shù)控機床、機器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、cad/cam系統(tǒng)等。典型的機電一體化元、部件有:電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構(gòu)等。這些典型的機電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、市場前景分析從略。
四、北京發(fā)展“機電一體化”而臨的形勢和任務(wù)
機電一體化工作主要包括兩個層次:一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),其目的是節(jié)能、節(jié)材,提高工效,提高產(chǎn)品質(zhì)量,把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù)進步提高一步;二是開發(fā)自動化、數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品,促進產(chǎn)品的更新?lián)Q代。
前者是面上的工作,普及工作;后者是提高工作,深層次工作。
(一)北京“機電一體化”工作面臨的形勢
1.北京用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣,有難度
(1)在700余家北京市屬工業(yè)系統(tǒng)的企業(yè)中,有60%以上的企業(yè)用微電子技術(shù)改造機床設(shè)備、工業(yè)窯爐、風(fēng)機電泵、生產(chǎn)過程的任務(wù)還未完成需要量的一半。
(2)北京工業(yè)系統(tǒng)還有2000余臺機床設(shè)備亟需用微電子技術(shù)進行改造;在已改造的近6500臺機床設(shè)備中,大約有15%需進一步改造。
(3)北京工業(yè)系統(tǒng)尚有近250座工業(yè)爐窯亟需用電子信息技術(shù)進行改造;且610座已改造過的工業(yè)爐窯也很有進一步應(yīng)用模糊技術(shù)進行二次改造的必要。
(4)北京工業(yè)系統(tǒng)cad應(yīng)用還有較大差距。目前,北京工業(yè)品設(shè)計,cad應(yīng)用率僅17%(而美、日等國已超過85%;國內(nèi)先進地區(qū)也超過了30%);cad的覆蓋率才達(dá)到11%(而全國cad應(yīng)用工程領(lǐng)導(dǎo)小組指出,“八五”期間大中型企業(yè)要達(dá)到35%,中小型骨干企業(yè)要達(dá)到15%—20%;到“九五”時,按國務(wù)委員宋健的要求,基本上要甩掉繪圖板)。
(5)北京工業(yè)系統(tǒng)共有改造價值的各種風(fēng)機電泵裝機容量50萬千瓦,尚49萬多千瓦用變調(diào)速技術(shù)進行改造的任務(wù),占總?cè)蝿?wù)量的99.5%左右。
(6)工業(yè)是全市能源消耗大戶。1992年,北京工業(yè)系統(tǒng)占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個能源嚴(yán)重缺乏的城市,1992年北京工業(yè)系統(tǒng)萬元產(chǎn)值能耗折合標(biāo)煤為2.47噸,比上海的1.57噸高57%,比天津的2.15噸高14%,比先進的工業(yè)化國家高近9倍。因此,北京工業(yè)系統(tǒng)節(jié)能降耗的任務(wù)非常重,而電力電子技術(shù)是節(jié)能降耗的王牌。
2.北京用機電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代,提高市場占有率的呼聲高,有壓力。北京市的工業(yè)產(chǎn)品大約有3萬種,每年約開發(fā)試制新產(chǎn)品3000種,更新周期很長。由于更新?lián)Q代速度跟不上市場變化的需要,影響了北京工業(yè)產(chǎn)品的競爭能力。
1993年,北京市工業(yè)系統(tǒng)生產(chǎn)的機電一體化產(chǎn)品約837種,在當(dāng)年生產(chǎn)的產(chǎn)品品種總數(shù)中僅占7.8%左右。其中:機械局系統(tǒng)主要產(chǎn)品約1200種,機電一體化產(chǎn)品不到150種機電一體化產(chǎn)品所占比例僅4%強;儀器儀表總公司系統(tǒng)主要產(chǎn)品350種,機電一體化產(chǎn)品210種,機電一體化產(chǎn)品所占比例為60%;輕工系統(tǒng)主要產(chǎn)品總數(shù)為649種,機電一體化、智能化產(chǎn)品15種,機電一體化、智能化產(chǎn)品所占比例約2.3%;汽車工業(yè)總公司系統(tǒng)平均每輛汽車的總成本為3.5萬元,每輛汽車平均裝用電子產(chǎn)品的費用約300元,不是總成本的1%;與國外約28%的先進水平相差甚遠(yuǎn);與國內(nèi)先進水平相差一半左右。
3.北京用機電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低,耗能、耗水、耗材高,污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重,有意義。在北京工業(yè)系統(tǒng)中,能耗、耗水大戶,對環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重,且不少地處城區(qū)和近郊區(qū)。近年來北京的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整,但由于多種原因,成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領(lǐng)導(dǎo)部門的政出多門問題,有企業(yè)的“故土難離”“死守故業(yè)”問題,但不可否認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè),優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前,這就是發(fā)展機電一體化,開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機電一體化產(chǎn)品。機電一體化產(chǎn)品功能強、性能好、質(zhì)量高、成本低,且具有柔性,可根據(jù)市場需要和用戶反映時產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革,而無須改換設(shè)備。這是解決機電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時,可為傳統(tǒng)的機械工業(yè)注入新鮮血液,帶來新的活力,把機械生產(chǎn)從繁重的體力勞動中解脫出來,實現(xiàn)文明生產(chǎn)。
另外,從市場需求的角度看,由于我國研制、開發(fā)機電一體化產(chǎn)品的歷史不長,差距較大,許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿足需求,每年進口量都比較大,因此亟需發(fā)展。
(二)北京“機電一體化”工作的任務(wù)
北京在機電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話:一句話是廣泛深入地用機電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè);另一句話是大張旗鼓地開發(fā)機電一體化產(chǎn)品,促進機電產(chǎn)品的更新?lián)Q代??偟哪康氖谴龠M機電一體產(chǎn)業(yè)的形成、為北京產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻。
1.北京應(yīng)用機電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的工作重點
(1)大力采用模糊技術(shù),工業(yè)爐窯改造應(yīng)上新臺階
國內(nèi)外成功的范例表明,應(yīng)用模糊技術(shù)改造工業(yè)爐窯比單純用計算機和pid技術(shù)好的多。因此,我們建議今后北京在改造工業(yè)爐窯時要大力推廣應(yīng)用模糊技術(shù),到2000年,對應(yīng)該進行改造但尚未改造的近250座工業(yè)爐窯要用模糊技術(shù)等先進電子信息技術(shù)改造完畢,其中采用模糊技術(shù)改造要在80%。
(2)積極采用數(shù)控技術(shù),機床高備改造要達(dá)新水平
對機床設(shè)備的改造重點應(yīng)放在經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的推廣應(yīng)用上。根據(jù)需要和可能,到1995年,北京應(yīng)該改造的機床設(shè)備(8420臺)的改造率要達(dá)80%以上,到本世紀(jì)末要改造完畢。
(3)努力推廣變頻調(diào)速技術(shù),風(fēng)機電泵改造要攀新高度
風(fēng)機、電泵采用變頻調(diào)速后一般可節(jié)電20%以上,效果十分顯著。因此,在今后幾乎,北京要把交流變頻調(diào)速技術(shù)的推廣應(yīng)用作為重點來抓。到1995年,應(yīng)該采用變頻調(diào)速技術(shù)改造的風(fēng)機、電泵要改造完60%;到本世紀(jì)末,北京的風(fēng)機、電泵和其它調(diào)速電機要普遍;采用先進的變頻調(diào)速技術(shù)。
(4)優(yōu)先應(yīng)用cad/cam技術(shù),工業(yè)設(shè)計水平提高要有新目標(biāo)
北京工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代慢,設(shè)計工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前,北京工業(yè)系統(tǒng)cad的應(yīng)用率為17%,cad的覆蓋率為11%,到1995年應(yīng)分別達(dá)到20%和15%,本世紀(jì)末,要力爭分別達(dá)到55%和45%。
2.北京機電一體化產(chǎn)品開發(fā)的奮斗目標(biāo)
(1)總體目標(biāo):到1995年全市的機電一體化產(chǎn)品數(shù)應(yīng)不少于800種,2000年,應(yīng)不少于2000種,機電產(chǎn)品的機電一體化率分別達(dá)到25%和60%。
(2)單項目標(biāo):
·機床數(shù)控化率:1995年,產(chǎn)量數(shù)控化率達(dá)5%,產(chǎn)值數(shù)控化率達(dá)16%;2000年,分別達(dá)12%和40%。
·汽車電子化程度:1995年,平均每輛汽車上裝用和電子產(chǎn)品的費用不少于1000元,在整車成本中所占比例不低于3%;到2000年分別不少于3000元,不低于8%。
·plc的開發(fā)生產(chǎn)能力:“八五”期間,開發(fā)能力要穩(wěn)居全國首位;“九五”北京要成為全國主要的plc生產(chǎn)基地之一。
·“電力電子”開發(fā)生產(chǎn)能力:“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產(chǎn)技術(shù)和第三代電力電子器件的開發(fā)技術(shù)?!熬盼濉逼陂g第三代電力電子器件的生產(chǎn)要形成經(jīng)濟批量。在電力電子產(chǎn)品應(yīng)用方面,“八五”期間,開關(guān)電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產(chǎn)品;交流變頻調(diào)速裝置要達(dá)到批量生產(chǎn)程度;高頻電子鎮(zhèn)流器要能出口創(chuàng)匯;“九五”,北京要形成一個具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產(chǎn)、開發(fā)、推廣綜合配套能力的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。
·模糊控制器的開發(fā)生產(chǎn)能力:“八五”要把北京建成全國模糊技術(shù)控制器的開發(fā)生產(chǎn)基地,開發(fā)出用于工業(yè)爐窯改造,壓力、溫度、流量控制的模糊技術(shù)控制系統(tǒng)典型產(chǎn)品來;交逐步將模糊技術(shù)應(yīng)用于家用電器中。1995年,空調(diào)器、洗衣機、電冰箱、吸塵器、電風(fēng)扇等家用電器產(chǎn)品模糊控制器的普及率要分別達(dá)到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀(jì)末,北京家用電器模糊技術(shù)普及率要達(dá)到50%以上。
·其它機電一體化產(chǎn)品的開發(fā)生產(chǎn)能力:微機控制多色印刷機要穩(wěn)居全國第一;電子醫(yī)療儀器的開發(fā)、生產(chǎn)爭取在“八五”有較大突破,“九五”在品種和產(chǎn)量上全國領(lǐng)先;在“八五”期間,以30萬千瓦汽輪發(fā)電機組為代表的發(fā)電設(shè)備要形成綜合配套能力,打出規(guī)模效益來;數(shù)字化、智能化儀器儀表,自動化裝置要上品種、上批量……
總之,機電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力,又是開啟北京機電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機電一體化”發(fā)展兩方面的目標(biāo),那么,到本世紀(jì)末,北京就會形成一個銷售額超過200億元的機電一體化產(chǎn)業(yè)。其中,數(shù)控機床、機電一體化印刷系統(tǒng)、新型電子醫(yī)療設(shè)備和數(shù)字化智能化儀器儀表等機電一體化裝備銷售額可超過150億元;“電力電子”的銷售額可超過20億元;plc模糊控制器等銷售額可超過15億元;汽車電子化、自動化智能化輕工民用電器產(chǎn)品銷售額可超過25億元。機電一體化產(chǎn)業(yè)不僅是北京高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的主力軍,也是機電行業(yè)停工、待產(chǎn)、明虧、潛虧企業(yè)的出路所在。
五、北京發(fā)展“機電一體化”的對策
(一)加強統(tǒng)籌安排,協(xié)調(diào)發(fā)展計劃
目前,北京地區(qū)從事“機電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各自都有一套發(fā)展策略和計是。同時,市政府各有關(guān)委、辦、局(總公司)也有不少相應(yīng)的發(fā)展計劃與規(guī)劃。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制,難免只考慮局部利益,市政府各主管部門的有關(guān)計劃和規(guī)劃,也有統(tǒng)一考慮不足,統(tǒng)籌安排不夠的問題,全市缺少綜觀全局的有權(quán)威性的發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃。因此,建議市政府責(zé)成有關(guān)機構(gòu)在進行深入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上,制定出北京統(tǒng)管全局的“機電一體化”研究、開發(fā)、生產(chǎn)計劃和規(guī)劃,避免開發(fā)上重復(fù),生產(chǎn)上撞車!
(二)強化行業(yè)管理,發(fā)揮“協(xié)會”作用
目前,北京“機電一體化”較熱,而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制,“政出多門”是難哆的。因此,北京有必要明確一個“機電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機構(gòu),根據(jù)目前國家政治體制改革和經(jīng)濟體制改革的精神,以及機電一體化行業(yè)特點,我們建議,盡快加強北京機電一體化協(xié)會的建設(shè),賦予其行業(yè)管理職能。
“協(xié)會”要進一步擴大領(lǐng)導(dǎo)機構(gòu)——理事會的代表層面和復(fù)蓋面,要加強辦公室、秘書處的建設(shè);要通過其精明干練的辦事機構(gòu)、經(jīng)濟實體,組織“行業(yè)”發(fā)展計劃、戰(zhàn)略規(guī)劃的擬制;指導(dǎo)行業(yè)布點布局的調(diào)整,進行發(fā)展突破口的選擇,抓好重點工程的試點和有關(guān)項目的發(fā)標(biāo)、招標(biāo)工作……
(三)優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度
優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾,造成一種社會上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機電一體化”發(fā)展的氛圍,如盡快為外商到北京投資發(fā)展“機電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便;盡可能為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的高新技術(shù)企業(yè)開綠燈;盡力為開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。
增大支持力度,在技術(shù)政策上,要嚴(yán)格限制耗電、耗水、耗材高的傳統(tǒng)產(chǎn)品的發(fā)展,對未采用機電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品限制強制淘汰;大力提倡用機電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行改造,對有關(guān)機電一體化技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)乾地改造,對有關(guān)技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用項目優(yōu)先立項、優(yōu)先支持,對在技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用中做出貢獻的單位領(lǐng)導(dǎo)、科技人員進行表彰獎勵等。
在經(jīng)濟政策上,要多給機電一體化科研攻關(guān)課題、開發(fā)應(yīng)用項目利用科技專項基金和科技三項費用的機會;銀行發(fā)設(shè)貸款要多向機電一體化技術(shù)改進、生產(chǎn)合資和機電一體化產(chǎn)業(yè)規(guī)?;ㄔO(shè)項目上傾斜;成立“機電一體化”發(fā)展基金,支持機電一體化生產(chǎn)發(fā)展等。
(四)突出發(fā)展重點,兼顧“兩個層次”
機電一體化產(chǎn)業(yè)復(fù)蓋面非常廣,而我們的財力、人力和物力是有限的,因此我們在抓機電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時不能面面俱到、平鋪直敘,而應(yīng)分清主次,大膽取舍,有所為,有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作,即用電子信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行改造,在傳統(tǒng)的機電設(shè)備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置,使“機械”和“電子”技術(shù)在淺層次上結(jié)合。第二個層次是“提高”工作,即在新產(chǎn)品設(shè)計之初,就把“機械”與“電子”統(tǒng)一起來進行考慮,使“機械”與“電子”密不可分,深度結(jié)合,生產(chǎn)出來的新產(chǎn)品起碼正做到機電一體化。
我們認(rèn)為,北京“機電一體化”發(fā)展,當(dāng)務(wù)之急,重中之重是:
抓緊開發(fā)生產(chǎn)gto、gtr、vdmos等新型電力電子器件及其應(yīng)用裝置——交流變頻調(diào)速器、逆變焊機、高頻電子鎮(zhèn)流器等,用電力電子技術(shù)進行的節(jié)能、節(jié)材為主要目的的技術(shù)改造;
抓緊推廣應(yīng)用經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng),改造機床設(shè)備;開發(fā)生產(chǎn)低、中檔數(shù)控系統(tǒng);
關(guān)鍵詞: 高職機電一體化 專業(yè)機器人 課程體系
一、引言
隨著裝備制造業(yè)自動化水平的提高,越來越多的生產(chǎn)廠家使用工業(yè)機器人進行產(chǎn)品加工。以數(shù)控設(shè)備為核心的制造業(yè)正在轉(zhuǎn)型,機器人逐步成為行業(yè)應(yīng)用的熱點。工業(yè)機器人是一種專門為工業(yè)領(lǐng)域設(shè)計的多關(guān)節(jié)機械手,能在程序的控制下完成各種復(fù)雜運動和操作。目前,工業(yè)機器人被廣泛應(yīng)用于自動焊接、搬運物料、部件噴漆、表面拋光等多道工序,完成高精度的定位,適合汽車流水線、金屬制品加工、倉儲搬運等工業(yè)領(lǐng)域。自2005年開始,我國的工業(yè)機器人用量以每年25%以上的速度增長。到2013年,中國已成為全球最大的工業(yè)機器人消費市場之一。
工業(yè)機器人在各行各業(yè)的廣泛應(yīng)用,催生了相關(guān)崗位的人才需求。工業(yè)機器人制造廠家需要大量人才從事機器人生產(chǎn)、安裝、調(diào)試、營銷和技術(shù)服務(wù)。工業(yè)機器人的應(yīng)用企業(yè)需要大量人才從事機器人的維護保養(yǎng)和編程操作。為滿足機器人相關(guān)市場的技能型人才需求,部分高職高專院校在機電一體化專業(yè)的核心課程中加入“工業(yè)機器人應(yīng)用”課程,開設(shè)機器人的專業(yè)方向。但是很多學(xué)校局限于原專業(yè)的體系結(jié)構(gòu),課程改革力度不大,學(xué)生不能緊密圍繞機器人的應(yīng)用編程和維護保養(yǎng)進行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,造成所學(xué)的知識與機器人應(yīng)用維護崗位脫節(jié)的現(xiàn)象。因此,優(yōu)化高職院校機電一體化專業(yè)機器人方向的課程體系成為人們開展高職教學(xué)研究的熱點,有效地結(jié)合江蘇無錫地區(qū)的機器人應(yīng)用現(xiàn)狀,根據(jù)學(xué)生的崗位需求建立合理的課程體系,旨在為學(xué)生快速適應(yīng)機器人相關(guān)工作崗位奠定良好的基礎(chǔ)。
二、專業(yè)建設(shè)總體思路
作為無錫地方高職院校的工科專業(yè)之一,機電一體化專業(yè)秉承“地方高校地方辦,辦好高校為地方”的建設(shè)理念,為無錫地區(qū)企業(yè)培養(yǎng)機器人應(yīng)用方向的高素質(zhì)技能型人才。在建設(shè)思路上,把機電一體化專業(yè)與無錫地區(qū)裝備制造業(yè)對接、專業(yè)課程體系與機器人崗位需求對接、課程內(nèi)容與工作崗位的任務(wù)對接、教學(xué)的過程與崗位活動過程對接。在專業(yè)建設(shè)過程中,緊密圍繞企業(yè)的用人需求和崗位技能需求,按需求設(shè)置專業(yè)課程,重視學(xué)生在知識、技能、素質(zhì)全方面提高,培養(yǎng)從事機器人生產(chǎn)、調(diào)試、安裝、維護、保養(yǎng)和營銷的技能型人才。在理論教學(xué)和技能培養(yǎng)上,建立“以電控為主、以機械為輔”、“以機器人應(yīng)用為核心”的課程體系。
三、課程體系
在教學(xué)過程中,我們以機器人為專業(yè)課程載體開展“教、學(xué)、做”一體化的教學(xué)工作,在崗位基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)和訓(xùn)練之上,建立“機械技術(shù)學(xué)習(xí)鏈”、“嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)鏈”、“自動化學(xué)習(xí)鏈”、以“機器人編程示教集訓(xùn)”為核心的專業(yè)技能訓(xùn)練鏈,構(gòu)建“三學(xué)習(xí)一訓(xùn)練”的鏈?zhǔn)秸n程體系。
1.基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)與訓(xùn)練
該模塊旨在強化基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生機電一體化崗位的基本素質(zhì)。模塊的主要課程包括:思政課、心理素質(zhì)培養(yǎng)課、職業(yè)生涯規(guī)劃課、體育課、高等數(shù)學(xué)、英語及專業(yè)英語課、信息技術(shù)基礎(chǔ)課。思政課進行學(xué)生愛國主義教育,幫助學(xué)生建立正確的世界觀和方法論,培養(yǎng)學(xué)生遵紀(jì)守法的思想意識。心理素質(zhì)培養(yǎng)課側(cè)重學(xué)生健康心理素質(zhì)的培養(yǎng),有助于形成正常的職業(yè)心理素質(zhì),以適應(yīng)工作崗位需求。職業(yè)生涯規(guī)劃課程幫助學(xué)生規(guī)劃人生,開展專業(yè)相關(guān)的職業(yè)規(guī)劃教育。學(xué)校每個學(xué)期都開設(shè)體育課,鼓勵學(xué)生積極鍛煉身體,擁有健康合格的身體素質(zhì)。高等數(shù)學(xué)和信息技術(shù)課程培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和計算機基礎(chǔ)技能,為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。通過英語及專業(yè)英語課程的學(xué)習(xí),學(xué)生獲得大學(xué)英語通用能力三級證書,掌握熟練閱讀機電英語專業(yè)文獻、機電設(shè)備英文資料的能力,更好地適應(yīng)合資、外資企業(yè)機電工作崗位的需求。
2.機械技術(shù)學(xué)習(xí)鏈
機械技術(shù)學(xué)習(xí)鏈旨在傳授機械原理、液壓與氣動、機制工藝方面的相關(guān)知識,培養(yǎng)學(xué)生機械方面的基本技能和職業(yè)素質(zhì)。學(xué)生以小型智能機器人為載體,分解與裝配,學(xué)習(xí)工程圖紙的讀與繪,掌握公差與配合的基礎(chǔ)知識,了解機器人基本機械結(jié)構(gòu)和原理。在此基礎(chǔ)上,以工業(yè)機器人為載體,學(xué)習(xí)機器人液壓與氣動系統(tǒng)的基本組成和原理,了解復(fù)雜結(jié)構(gòu)與運動方式,學(xué)習(xí)機械零件與典型機構(gòu),掌握機械加工工藝的編制方法。通過理論教學(xué)與實踐教學(xué)的緊密配合,開展以“液壓與氣動”、“機械零件與典型機構(gòu)”為核心的機械技術(shù)學(xué)習(xí)鏈的教學(xué),讓學(xué)生打下扎實的機械基礎(chǔ)。機械技術(shù)學(xué)習(xí)鏈中主要課程的開設(shè)情況如表1所示。
3.嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)鏈
機器人控制器采用CPU完成各類復(fù)雜的運動控制,屬于嵌入式系統(tǒng)的典型應(yīng)用。因此,培養(yǎng)機電一體化專業(yè)學(xué)生的嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用能力,有助于他們更好地適應(yīng)機器人裝調(diào)與維護崗位。嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)鏈主要包含電子技術(shù)基礎(chǔ)、電子測量、C語言、傳感與檢測、FPGA應(yīng)用、單片機應(yīng)用等課程,情況如表2所述。
嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)鏈以機器人為載體開展教學(xué)活動。首先,學(xué)生動手裝配調(diào)試小型智能機器人(比如智能車)的電路單元,學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)的硬件電路原理和調(diào)試方法。在此基礎(chǔ)上,學(xué)生使用C語言完成智能機器人的軟件開發(fā)和升級調(diào)試,掌握嵌入式軟件開發(fā)的一般過程和規(guī)范。在教學(xué)過程中,始終圍繞機器人載體進行,融合機械基礎(chǔ)、電工電子、傳感器、C語言、單片機、FPGA應(yīng)用等多門課程的知識和技能。在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生完成基于多傳感器的智能循線機器人的裝調(diào)任務(wù),提交制作的作品,完成以電路控制為核心的嵌入式系統(tǒng)學(xué)習(xí)鏈的教學(xué)過程。教學(xué)實踐表明:以小型智能機器人為項目載體開展教學(xué),知識涉及范圍廣,動手實踐機會多,寓教于樂,有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情,有良好的教學(xué)效果。
4.自動化學(xué)習(xí)鏈
工業(yè)機器人應(yīng)用涉及電工技術(shù)、工廠電氣控制、PLC技術(shù)及應(yīng)用、交流伺服、步進驅(qū)動、觸摸屏應(yīng)用與組態(tài)開發(fā)等多門自動化類課程的知識和技能。所以以工業(yè)機器人為載體,進行合適的模塊分解,開展“邊講邊練,理實一體”教學(xué),完成以電氣控制為核心的自動化學(xué)習(xí)鏈?zhǔn)菍I(yè)課程體系的重點部分。在自動化學(xué)習(xí)鏈的課程中,工廠電氣控制、PLC技術(shù)及應(yīng)用和電工電子裝配是維修電工(中級)考證的相關(guān)課程。這些課程的任課教師都具有五年以上的自動化實踐經(jīng)驗,實訓(xùn)環(huán)節(jié)聘請企業(yè)的能工巧匠擔(dān)任實踐教學(xué)指導(dǎo)。自動化學(xué)習(xí)鏈的主要課程情況如表3所述。
5.專業(yè)技能訓(xùn)練鏈
在機電一體化專業(yè)的課程體系中,技能訓(xùn)練部分超過總課時的50%,構(gòu)成專業(yè)技能訓(xùn)練鏈。這些技能訓(xùn)練項目主要包括:工程制圖實訓(xùn)、零件拆裝與測繪、電工技能實訓(xùn)、電子裝配實訓(xùn)、電氣繪圖訓(xùn)練、維修電工實訓(xùn)、小型智能產(chǎn)品裝調(diào)實訓(xùn)、自動線裝調(diào)實訓(xùn)和機器人編程示教集訓(xùn)。在上述實訓(xùn)環(huán)節(jié)中,機器人編程示教集訓(xùn)培養(yǎng)工業(yè)機器人崗位核心技能,安排在第四學(xué)期,時間長達(dá)一個月。該實訓(xùn)項目以機器人工業(yè)搬運、工業(yè)弧焊為例,采用仿真操作與實物操作相結(jié)合的方式,培養(yǎng)學(xué)生工業(yè)機器人的操作技能和二次開發(fā)技能。
四、結(jié)語
高職院校機電一體化專業(yè)要建立機器人方向的課程體系,必須緊密聯(lián)系機器人應(yīng)用的崗位需求。在教學(xué)過程中以機器人為項目載體,在教學(xué)環(huán)節(jié)建立“機械技術(shù)”、“嵌入式系統(tǒng)”和“自動化”三條學(xué)習(xí)鏈,在實訓(xùn)環(huán)節(jié)建立以“機器人編程示教集訓(xùn)”為核心的專業(yè)技能訓(xùn)練鏈。教學(xué)實踐表明,這種“三學(xué)習(xí)一訓(xùn)練”的鏈?zhǔn)秸n程體系,提高了學(xué)生的崗位適應(yīng)能力。
參考文獻:
[1]葉睿.高職機電一體化專業(yè)以機器人及柔性生產(chǎn)線為載體的課程模式[J].考試周刊,2014(20).
[2]邢曉莉.高職院校開設(shè)工業(yè)機器人課程的探索[J].湖南農(nóng)機,2013(7).
[3]李強.高職院校開展機器人教育的前景分析[J].科技經(jīng)濟市場,2013(3).