【关键词】机电一体化，发展，意义
一、选题背景
现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，工程领域的技术改造与革命。
二、机电一体化的定义
机电一体化是在大规模集成电路和微型计算 机为代表的微电子技术高度发展，向传统机械工业领域迅速发展渗透，机械电子技术深度结合的基础上，综合应用机械、微电子、自动控制、信息、传感测试、电力电子、接口、信号转变等技术以及软件编程等群体技术，合理配置机械本体、执行机构、动力驱动单元、传感测试元件、控制元件、微电子技术、加工、线路以及接口元件等硬件元素，并使之在软件程序和微电子电路逻辑的有序规则运动，在高功能、高质量、高可靠性、低功耗的意义上实现特定功能价值的系统功能技术。
三、机电一体化发展简介
机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：
（1）20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时，研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。
（2）20世纪70―80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。
（3）20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。
四、机电一体化的专业优势
目前，机电一体化技术已广泛参透到各个领域。机电一体化这个尚未被确认的专用术语在十年之前并不为人们所注意，不过以此而取名的设备很旱就有了。随着机械设备的电子化机械部件逐浙减少，这已有十多年的历史了。 所谓机电一体化，即是机电一体化技术，或机电信息一体化技术。机电一体化系统的构成或者作为更复杂的系统，则构成的综合系统。
五、本课题内容及意义
机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。
机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。
我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在我国工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。 我国在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为我国产业结构和产品结构调整作贡献。总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。
六、结论
随着机电一体化技术的发展，各种产品与装置实现了机电一体化，有利实现整体优化，提高产品质量和生产效率，缩短开发新产品的生产准备周期，加速科技成果向商品转化，有利推动传统产业发生深刻变革，同时，随着新产品的研发及高精密等设备的发展，要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展，从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。
参考文献：
[1]袁中凡.机电一体化技术[M].北京： 电子 工业出版社.2006.
关键词 地质；勘探；机电；系统；控制；技术；发展；
中图分类号：F407.1文献标识码：A文章编号：
引言
现代的科学技术正以迅猛之势进行发展，极大的推动了不同领域之间的交叉渗透与融合，机电一体化就是不同领域之间交融的产物。机电一体化的产品应用在地质勘探中，大大提高了工作效率以及工作的质量，已经在地质勘探工作中得到了普遍的使用。
一、地质勘探中的机电一体化概述
地质勘探是通过各种手段、方法对地质进行勘查、探测,确定合适的持力层,根据持力层的地基承载力,确定基础类型,计算基础参数的调查研究活动。是在对矿产普查中发现有工业意义的矿床,为查明矿产的质和量,以及开采利用的技术条件,提供矿山建设设计所需要的矿产储量和地质资料,对一定地区内的岩石、地层、构造、矿产、水文、地貌等地质情况进行调查研究工作。我国的地质勘探工作开展相对较晚,机电一体化技术相对发达国家的发展也相对缓慢,但经过多年发展, 也日趋复杂和完善。机电一体化设备在地质勘探工作中的应用也越来越广泛。
二、机电一体化的内容
2.1机电一体化技术是从系统工程观点出发，应用机械、电子等有关技术，使机械、电子有机结合，实现系统或产品整体最优的综合性技术。机电一体化技术，主要包括技术原理和使用机电一体化产品（或系统）得以实现、使用和发展的技术。机电一体化技术是一个技术群（族）的总称。
2.2机电一体化系统（产品）由若干具有特定功能的机械和电子要素组成的有机整体，具有满足人的使用要求的最佳功能，机电一体化系统（产品）。主要是指机械系统（或部件）与微电子系统（或部件）相互置换和有机结合，从而赋予新的功能和性能的新一代产品，有良好的人机协作关系。一个机电一体化的系统主要是由机械装置、执行装置、动力源、传感器、计算机这5个要素构成。
2.3机电一体化工程（ 机械电子工程）是机械工程与电子工程的综合集成，即给定机电一体化系统（或产品）“目的功能”与“规格”后，机电一体化技术人员利用机电一体化技术进行设计、制造的整个过程体系。机电一体化工程是系统工程在机电一体化系统（产品）中的具体应用。
2.4机电一体化思想体现了“ 系统设计原理”和“综合集成技巧”。系统工程、控制论和信息论是机电一体化技术的方法论。从某种意义上讲、机电一体化思想相当于“一体化”思想。它带来了诸如光电机一体化、机电液一体化、科工贸一体化、人机一体化等技术及其产品。
三、发展现状
地质勘探中的机电一体化技术的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。
20世纪70年代~80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。
20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中展露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法、机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“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也做了大量的工作，虽然取得了一定成果，但与日本等先进国家相比仍有相当差距。
四、发展趋势
由于地质勘探中的机电一体化技术是多学科技术交融的技术，因此其发展的程度必然受制于其相应支撑技术的发展，同时其相关技术的发展也必然促进机电一体化技术的发展。
4．1智能化
智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向，而机器人与数控机床的智能化就是其重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、心理学、生理学和混沌动力学等新方法，模拟人类智能，使它具有自学习、自组织、自适应、思维和决策等能力，以求得到更高的控制目标。
4．2模块化
机电一体化产品种类繁多。让它们自由地交换信息是一项十分复杂的事，因此有必要研制具有标准机械接口或电气动力接口等的机电一体化产品。如果机电产品能够象“搭积木”那样让需求者根据要求自由组合，那么无论是对资源的节约，还是服务于各行各界，都有着其巨大的作用。
4．3 网络一体化
由于网络的普及，推进了全球化的进程。而基于网络的各种远程监控技术，让家用电器网络化成为可能。把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统(Computer Integrated ApplianceSystem，CIAS)，使人们无论在家里还是在外面，都能随时享受各种机电产品带来的好处。因此，机电_体化产品无疑会朝着网络化的方向发展。
4．4微机电化
微机电化指的是机电系统主要装置的特征尺寸在亚微米至亚毫米范围。微机电系统产品由于体积小、耗能少、运动灵活，在军事、生物医疗、航空、信息等方面具有不可比拟的优势。
4．5 绿色化
绿色化主要是指产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，而且是低能耗、低材耗、协调而可再生的产品。
结束语
综上所述，地质勘探中的机电一体化技术是现代科学技术发展的必然结果，是人们为了满足社会日益丰富的需求而不断地对已有的技术进行变革创新并且使它们有机结合的一门综合性技术。因此，研究地质勘探中的机电一体化技术对我们人类的发展有着极其深远的意义。
参考文献
[1] 卜燕萍,曾静. 浅析机电一体化的进程与智能化趋势[J]. 益阳职业技术学院学报, 2008,(02) .
[2] 董军. 浅析机电一体化技术的现状和发展趋势[J]. 科技信息(学术研究), 2008,(03) .
[3] 张鑫. 浅谈机电一体化的发展及趋势[J]. 黑龙江科技信息, 2011,(06) .
论文关键词:教育;现代化;教师;现代教育技术;教育技术
应用现代教育技术是教育面向现代化的重要途径和重要标志，以多媒体计算机和通信技术为核心的现代科学技术，是教育现代化的技术基础。现代教育技术应用于教学，将对教学质量和效益的提高产生巨大的影响，它不仅可以改变传统的教学模式、教学方法，而且可以促进教育观念、教学思想的转变。通过人机交互，信息共享，不仅可以大大拓展教师和学生的视野，而且有利于培养学生创造性思维，提高学生获取信息、分析信息、处理信息的能力。更为重要的是现代教育技术的应用，将不仅是使学生而且也使教师在全方位地接触和应用现代教育技术的过程中，增强继续学习和终身学习的能力，从而提高对现代社会的适应能力。
1要深刻领会发展教育技术是邓小平教育理论的重要组成部分，自觉从战略高度推动现代教育技术的应用
1978年4月，邓小平同志在全国教育工作会议上的讲话中指出:“要制定加速发展电视、广播等现代化手段的措施，这是多快好省发展教育事业的重要途径，必须引起充分的重视”;以后他又要求，“教育要面向现代化，面向世界，面向未来”，指示“计算机要从娃娃抓起”。这些指示不仅是小平同志积极倡导发展电化教育的重要指示，也是邓小平教育理论的重要组成部分。他以伟大战略家的眼光，将教育的改革与发展融入国家改革开放和现代化建设的总体设计之中，深刻揭示了科技、教育同现代化建设的辩证关系。
邓小平同志提出的“教育要面向现代化”，要求教育既要为社会主义现代化建设服务，成为社会主义现代化建设的有机组成部分，又要适应经济建设和社会发展的要求不断进行变革，逐步实现其自身现代化，包括教育思想、教育理论、教育体制、课程体系、教学内容、教育方法、教育手段模式等方面的现代化。邓小平同志的阐述对教育技术的发展具有划时代的意义，第一次从教育发展战略的高度充分肯定发展教育技术的作用，这就奠定了教育技术作为实现教育现代化重要组成部分的思想和理论基础。
邓小平同志从“教育要面向现代化，面向世界，面向未来”的高度，积极关注各种先进媒体的应用，如:计算机教学对传统教育思想、教育体制、课程体系、教育内容、教学方法的变革所产生巨大影响。在计算机还没有开始进入普及的时候，他就要求“计算机要从娃娃抓起”。这充分体现了小平同志“我们已经承认比国外落后了”，就“必须下定决心，急起直追”，“力戒空谈”的思想。
今天，我们学习邓小平同志的教育理论，首先应该从战略高度，认识发展现代教育技术的重要性和紧迫性，自觉地、努力地推动现代教育技术在各领域、各学科的应用和研究。
2深刻领会现代教育技术的概念，推动现代教育技术的健康发展
在处于社会主义初级阶段的我国，教育事业的发展必须充分借助基于信息技术的现代教育技术。那么，到底什么是现代教育技术?现代教育技术与教育技术、信息技术、电化教育又有什么关系?本人认为着重从以下三个方面来理解。
2.1现代信息技术和现代教育技术
信息的大量产生和快速传递是20世纪的基本特征之一。从20世纪末到21世纪初，人类社会进入信息化的成熟阶段。现在仍处于由工业化社会向信息化社会转变中。被看作这种转变的两大技术杠杆的“多媒体技术”和“信息高速公路”，同属于现代信息技术范畴。
对什么是“多媒体技术”，说法很多。一般认为，综合运用计算机技术、数字音像技术、电子通信技术等来集成和传播多种媒体信息的技术，就是多媒体技术。“多媒体”主要指文本、图形、声音、静止图像、活动图像和动画等。
现代信息技术，目前主要指计算机技术、数字音像技术、电子通信技术、网络技术、卫星广播电视技术、远程通讯技术、人工智能技术、虚拟现实仿真技术以及多媒体技术和信息高速公路。
现代信息技术在现代教育思想、理论的指导下，在教育、教学领域中的应用，形成了现代教育技术。诸如电化教育、语言实验室教学、计算机辅助教学、计算辅助设计、计算机多媒体教学、远距离教学、网上通信教育、人工智能教学、虚拟现实仿真教学以及现代教学设计、现代媒体教学法等都是现代教育技术。他们给教育、教学带来了新的气象和新的格局。
2.2电化教育和现代教育技术
“电化教育”名称从20世纪30年代正式提出至今已有60多年，经过几代人的艰苦努力，我国电化教育事业取得了举世瞩目的辉煌成就。然而，随着对“电化教育”实践与理论探讨的深入和信息时代的到来，“电化教育”内在的局限性及与时代的要求难以适应性，已越来越明显。“电化教育”向“现代教育技术”过渡是历史的必然性。在我国，电化教育目前最有代表性的定义是:“电化教育”是根据教育理论，运用现代教育媒体，并与传统教育媒体恰当结合，有目的地传递教育信息，充分发挥各种感官的功能，以实现最优化的教育活动。
可以说在教育实践中，人们对电化教育的理解也已经涵盖了现代教育技术实质，但我国“电化教育”在国际系统中往往使人困惑和误解，随着教育国际化进程的加快(如全球网络教育的风靡)，国内外同仁越来越迫切要求尽快将“电化教育”改为通用的名称—“现代教育技术”。一方面它可以反映我国电化教育的发展变化，另一方面也便于进行国际交流。
2.3教育技术和现代教育技术
人类教育技术在漫长发展历程中，已经历了口语技术、文字技术(约产生于公元前350。年)、印刷技术(约产生于7世纪初)、电子视听技术(约产生于20世纪初)、多媒体网络交互技术(约产生于20世纪90年代)五个发展阶段。从广义上讲，技术在教育中的应用由来已久，有的学者认为，人类早期的语言教学和后来的直观教学亦应被看作是教育技术应用和发展的两个阶段。“教育技术”是一个通用概念，任何时代的“教育”都有其“教育技术”，只是“技术”的含量和水平有高有低而已。
本文所讲的“教育技术”不是上述广义上的“教育技术”，而是指20世纪初来源于美国的“教育技术((EducationalTechnology)一词。
从19世纪来到20世纪初至今，电子信息技术的迅速发展，一系列现代教育教学手段和工具的发明，使教育走上了多元化、现代化的道路，学生有了较为丰富的学习资源与信息获取方式，这被称为第四次革命。每次革命中我们都可找出物化形态的技术和智能形态的技术最有代表性的典型例证。但是这样来探讨教育技术和基本内容也未免太宽泛了。于是，人们习惯上把第四次教育革命以来逐步发展起来的教育技术称为现代教育技术。即“现代教育技术”是指运用现代教育理论和现代信息技术，通过对学与教的过程和学与教的资源的设计、开发、使用、评价和管理，以促进学与教的优化的理论与实践。
“现代教育技术”的理论基础是现代教育理论，它要求综合运用人本主义、认知主义、行为主义、建构主义等各种流派的学习理论。“现代教育技术”中的各种现代信息技术包括音像技术、卫星通讯技术、多媒体网络技术、人工智能技术、虚拟仿真技术等;“现代教育技术”的具体操作内容包括对学与教的过程和学与教的资源进行设计、开发、使用、评价和管理。运用“现代教育技术”的一般目标是促进学与教的优化，其最高目标是实现在一定条件下的学与教的最优化。
而在1994年，美国教育传播与技术学会(AECT)发表了教育技术的新定义，该定义指出:“教育技术是关于学习过程与学习资源的设计、开发、利用、管理和评价的理论与实践。”其中学习过程与学习资源的开发则包括“将音像技术、电子出版技术应用于教育与教学过程中的开发研究，基于计算机的辅助教学技术(CAI和ICAI)的开发研究以及将多种技术加以综合与集成，并应用于教育教学过程的开发研究”。
很明显，在音像技术中，理应包括投影、幻灯、录音、录像等技术。原国家教委电化教育办公室《全国中小学现代教育技术实验学校工作实施意见》中对现代教育技术实验的内容早就给了科学的、全面的界定:“在实验中，要巩固和发展以投影和音像技术为基础的课堂多媒体优化组合教学;充分利用现有的广播电视教育节目资源;积极发展计算机教育及辅助教学，推动电脑多媒体技术在教学中的作用;实验研究交互网络在学校教学中的应用，以及进行有关虚拟现实的研究实验工作”，并在《全国中小学现代教育技术实验学校课题指南》中开列了大量以投影、幻灯、录音为实验媒体的实验课题。这就再也清楚不过地告诉我们，投影、幻灯、录音、录像是现代教育技术应有之义。
由此可见，“教育技术”与“现代教育技术”虽然名称不同，但概念的内涵、基本思想都相同，即以现代教育思想和学习理论为指导，以现代信息技术为手段，以教学过程和教学资源为研究对象，以对教学过程和教学资源的设计、开发、应用、评价和管理的理论与实践为研究内容。它们都注重探讨那些与现代科学技术有关的学习资源和现代与教的最新科学理论和方法。可以说，没有现代的音像技术、计算机技术和系统理论就没有今天的教育技术。从这个意义上讲，没有传统的教育技术和现代的教育技术之分。有人把音像媒体作为“传统教育技术”，而把多媒体及网络技术作为“现代教育技术”，那也许是他把教育技术等同于媒体的缘故。
随着现代科学技术的发展，人们对“教育技术”或“现代教育技术”的理解也在不断深入，概念的范畴也在不断扩展，只有深刻领会现代教育技术的概念，才能推动现代教育技术的健康发展。
3现代教育技术与现代化的教师队伍
知识经济呼唤教育现代化。教育实现现代化，教师队伍现代化是当务之急。如何建设一支新型的现代化教师队伍，本人认为广大教师要更新观念，有抢占“制高点”的意识;要有过硬的专业技术水平和业务素质，有自我发展的能力;要勤学苦练，有运用现代化教育技术的本领。
3.1教育观念的变革
现代化教育技术之所以被称作是教育发展的“制高点”，是因为它是信息时代国际人才激烈竞争的迫切需要。“领先一步就将领先一个时代”、“采用最新技术就容易实现超越”。就像燕汽机的发明使用带来工业革命一样，以多媒体计算机为代表的现代教育技术广泛应用于课堂教学，将带来知识的革命，广大教师在真正地认识抢占“制高点”的重大意义和历史责任，要有一种紧迫感、危机感，奋不顾身地投入教育改革的潮流。
教育观念变革包括两层含义:一是教育者对信息技术的接纳。主要表现在信息技术在教育学中的广泛应用，不单纯是手段的更新，更主要的是由认识时代特征而产生的观念的认可。事实说明，教育者已经充分感受到信息时代的降临，看到现代教育技术的重要性。这是教育观念变革的第一步。二是教育指导思想的变革。传统教育思想包括对教育要素、教育结构、教育模式的看法，开始退出历史舞台，基于现代教育的全新教育思想—素质教育正在形成。信息时代由计算机技术特别是网络带来的信息交流，要求每个人都具有获取信息的能力，并能够在大量信息之中分析、挑选有用的加以利用，这实质上是一个如何学习的问题.用同一种教学模式培养人才的应试教育显然无法承担这种重任，因而，时代对人提出新要求的结果必须会引发传统教育观念的变革，即向素质教育转轨。教师要掌握现代化教育思想理论，促进“角度”的转换，即由知识的权威者，知识的传递者转换成知识的组织者，学习的促进者。树立起现代化的教育观。
3.2要有过硬的专业技术水平和业务素质
这是教师在信息技术时代中必备的条件和基本功。面向21世纪的教师只有以“精”、“深”来构造自己的专业知识大厦，要有雄厚的人文科学功底，诸如哲学、文学、心理学、伦理学、天文地理等现代社会与自然科学诸素养便是教师博大精深大厦的根基，也是提高教师整体素质的决定性因素。而教师人文科学知识的获得又主要是靠平时的刻苦钻研与辛劳积累，只有天长日久的不断积累，及时地“充电”，不断更新知识，广纳最新动态信息，课堂上方能如鱼得水，才能出奇制胜。
信息时代新知识、新事物、新行业及一切可能性随时随地都在大量涌现，面对迅速变化的实践热点和迅速老化的旧知识，要想跟上这个社会并自由地生活和工作，随时都有必要学习，因为“比你的竞争者学习得快的能力也许是唯一能保持竞争优势”，教育存在的深刻必要性就决定了教育将走向终身化，终身教育应有三个含义:第一，人的一生中随时都有必要学习新知识，培养新技能.25岁前所接受的学校教育已经远远不能满足发展的需要。第二，信息技术为各个年龄段都提供了相应的受教育的手段和内容。第三，掌握学习方法。这是更重要的。只有学会了学习，才可以在变动不居的社会和知识中立于不败之地，在信息时代学会学习的一条重要途径就是掌握以计算机为核心的能即时和大量获取信息与培养技能的信息技术。实现自我发展，自我完善的跨越。
3.3要掌握运用现代教育技术的本领，努力成为新时代的新型教师
现代教育技术只有广泛应用于课堂教学，才能促进学生全面发展、个性发展和潜能发展。陈至立同志在为《中国教育报》“制高点—现代教育技术”专版撰写的《应用现代教育技术，推动教育教学与改革》一文中指出，“要深刻认识现代教育技术在教育教学中的重要地位及其应用的必要性和紧迫性;充分认识应用现代教育技术是现代科学技术和社会发展对教育的要求，是教育改革和发展的要求”。
教师要消除对教育技术的神秘感和畏惧心理，纠正只把计算机作为课程和打字工具的偏见和误解，认识发展多媒体教育的深远意义，努力掌握教育技术的理论和技能，成为新时代的新型教师。本人认为广大教师要逐步掌握以下技能:
(1)掌握以视听技术为主的教学技术，如投影、幻灯、录音、电视录像等视听设备的操作以及教材的编制、使用技能。
(2)掌握基于计算机技术的计算机辅助教学技术。如多功能多媒体教室的使用，多媒体课件的制作，利用数字音像技术进行信息的采集、处理、传递、存储等技术。
1煤矿机电技术
机电技术也被称为机械电子工程学，是跨学科的综合性高科技，主要是由计算机技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术、液压技术、机械技术等相互融合而成。机电技术的应用，对于整个煤炭行业的进一步发展具有重要的意义，除了能够提高运行管理水平外，对于企业效益的提升也有重要的意义。
2机电一体化技术的应用
机电一体化在固有的机械技术基础上，融合了计算机技术、自动控制技术、微电子技术和通信技术等多种技术，通过推广应用机电一体化技术能够推动传统生产模式和手段的变革，使生产运营更为科学、高效。未来的发展方向是全面实现智能化、模块化、网络化、微型化。在煤矿机电技术中，机电一体化技术有着很好的应用前景。
3地质勘探机电一体化技术的主要构成
地质勘探机电一体化技术作为一门具有独立体系的新型学科，是通过将信息处理、控制把控、实时监测、地质勘探等相关技术进行有机综合而形成的一个整体。通过应用这一技术，不仅能够很好地适应各种环境应用需求，同时也实现了勘探数据的高精度、勘探工作的高效率，对于地质勘探工作的顺利开展有积极的意义。3．1机械设备及技术。机械设备及技术是机电一体化相关功能实现的基础，通过与地质信息及设备技术的配合，能够在提高勘探精确度的同时，实现产业结构的优化、设备性能的升级，促进勘探工作的顺利开展。3．2信息处理技术。信息处理技术就是在系统运行过程中，对相关信息的采集、传递、计算、分析，是机电一体化技术的重要核心之一。通过在勘探过程中应用信息处理技术，能够实现对勘探所获取数据的系统化采集、整理、分类、筛选、反馈，同时通过指令传达可靠把握勘探设备工作情况，解决突出状况造成的不利影响，保证勘探工作的顺利开展。3．3自动化技术。在地质勘探机电设备方面，自动化技术是自动化控制实现的重要基础，通过对勘探过程中设备运行的把控、指导，保证了相关工作的可靠完成。自动化技术的应用，更好的推动了机电一体化技术的发展，在勘探进度、位置、深度、面积等方面都能很好地掌握。同时，由于减少了人员直接参与，避免了人为因素造成的数据、操作失误。3．4接口技术。接口技术的应用，保证了主系统及各组成部分之间顺利的可靠连接，通过接口技术，能够保证系统指令顺利下达到相关各部分，并实现反馈信息的快速传达与交换。接口技术保证了信息交流的实时性、精确性，进而保证了勘探工作质量。3．5系统总体技术。系统总体技术，就是以机电一体化系统整体为切入点，实现对各部分综合控制、调整的技术。通过将系统内各部分进行调整、分类，细致的对其进行分析、确定，根据性质不同针对性的有机配合和连接，并应用最优化技术组成方案指导各部分科学的合作。目的是保证系统内各部分之间合理的配合，相互协调，提升系统整体性能，使各项功能得到了更好的发挥。
4地质勘探过程中常用的机电一体化设备
目前，在煤炭地质勘探过程中经常应用到的机电一体化设备包括瞬变电磁仪、全液压岩心钻机等。4．1瞬变电磁仪。瞬变电磁仪是地质勘测中用以检测地面含水层的工具，具有三分量同时观测、分辨率高、动态范围大、信噪比高、观测装置灵活、稳定性高、工作温度宽等诸多优点，所以在国内煤炭地质勘测中得到了广泛的应用。随着机电一体技术的发展及应用，目前瞬变电磁仪也实现了软硬件一体化，在提高探测性能的同时，降低了操作损失、勘探误差、操作难度和噪声影响。在应用过程中，其分辨率、勘探范围也越来越广泛，勘测属于精确度也得到了提高，大大缩短了煤炭地质勘探周期。4．2全液压岩心钻机。全液压岩心钻机是一种岩心钻探设备，主要应用于金属、非金属固体矿产的普查及勘探，同时也可应用于工程、水利、油气等领域的勘探。全液压岩心钻机是目前最先进的设备，主要是依靠液体流动来带动机组运行。由于应用了机电一体化技术，所以具有可集中操作、场地适应灵活、工作效率高、施工范围广等优点，能够满足不同应用环境的需求。通过在煤炭地质勘探中应用全液压岩心钻机设备，降低了勘探人员的工作强度、减轻了恶劣环境下的勘测难度，同时在缩短勘测周期、保证工作质量等方面都有着积极的意义。
5结束语
煤矿机电技术的应用对于提高煤炭企业运行管理水平及经济效益具有积极的意义。通过将这些新技术充分应用在煤炭企业中，会不断推动煤炭机电技术向全面实现自动化、智能化、信息化发展。
作者:贾飚 单位:山西省煤炭地质115勘查院
参考文献:
［1］亓麦来，谷林峰．浅析我国煤矿机电一体化技术研究现状［J］．山东煤炭科技，2016，(5):121－122．
［2］邬廷芳．为发展我国煤炭工业现代化再立新功［J］．煤矿机电，1989，(1):8．
关键词：机电一体化；系统设计；构成；过程；方法；可靠性
机电一体化概念始于70年代，是根据英文Mechanics(机械学)的前半部分和Electronics(电子学)的后半部分而构成的，即Mechatronics。在80年代由美国机械工程协会专家组定义为：“由计算机信息网络协调控制的，用于完成包括机械力、运动和能量流等动力学任务的机械和(或)机电部件相互联系的系统”。
机电一体化技术，是由微电子技术、计算机技术、伺服传动技术与机械技术相结合的综合性技术，是微电子技术、计算机技术向机械技术不断渗透的产物。机械技术是机电一体化技术的基础。随着高新技术引入机械行业，机械技术面临着挑战与变革。在机电一体化产品中，它不再是完成单一的系统联接，而是在系统结构、重量、体积、刚性与耐用方面对机电一体化系统有着重要影响。目前，随着机电一体化系统所需的控制功能、控制形式、控制方式的不同和多控制过程日趋复杂，对控制系统的要求越来越高。
1机电一体化系统的构成与关键技术
1.1机电一体化系统的构成
从构成要素上来看，机电一体化系统由机械系统(机构)、电子信息处理系统(计算机)、动力系统(动力源)、传感检测系统(传感器)、执行元件系统(如电机)等五个子系统组成。机电一体化系统的基本特征是给”机械”增添了头脑(计算机信息处理与控制)，因此是要求传感器技术、控制用接口元件、机械结构、控制软件水平较高的系统。
从所要实现功能上来看，因为机电一体化系统(或产品)是由若干具有特定功能的机械与微电子要素组成的有机整体，要有满足人们使用要求的功能(目的功能)，所以根据不同的使用目的，要求系统能对输入的物质、能量和信息(即工业三大要素)进行某种处理，输出所需要的物质、能量和信息。因此，系统必须具有以下三大“目的功能”：①变换(加工、处理)功能；②传递(移动、输送)功能；③储存(保持、积蓄、记录)功能,不管是实现哪类“目的”功能的系统(或产品)，其系统内部必须具备如下图所示的五种内部功能，即主功能、动力能功能、检测功能、控制功能、构造功能。其中“主功能”是实现系统“目的功能”直接必需的功能，主要是对物质、能量、信息或其相互结合进行变换、传递和存储。“动力功能”是向系统提供动力、让系统得以运转的功能。“检测功能和控制功能”的作用是根据系统内部信息和外部信息对整个系统进行控制，使系统正常运转，实施“目的功能”。而“构造功能”则是使构成系统的子系统及元、部件维持所定的时间和空间上的相互关系所必需的功能。从系统的输入／输出来看，除有主功能的输入／输出之外，还需要有动力输入和控制信息的输入／输出。此外，还有因外部环境引起的干扰输入以及非目的性输出(如废弃物等)。
既然机电一体化系统(产品)可以分解成一系列要素或子系统构成，那么怎样使各要素或子系统之间顺利地进行物质、能量和信息的传递与交换呢?这就涉及到了接口的概念。所谓接口就是各要素或各子系统之间的联系条件。从系统外部看，机电一体化系统的输入／输出是与人、自然及其他系统之间的接口；从系统内部看，机电一体化系统是由许多接口将系统构成要素的输入／输出联系为一体的系统。从这一观点出发，系统的性能在很大程度上取决于接口的性能，各要素或各子系统之间的接口性能就成为综合系统性能好坏的决定性因素。机电一体化系统是机械、电子和信息等功能各异的技术融为一体的综合系统，其构成要素或子系统之间的接口极为重要，在某种意义上讲，机电一体化系统设计归根结底就是“接口设计”。广义的接口功能有两种，一种是输入／输出的功能；另一种是变换、调整的功能。
1.2机电一体化系统的相关关键技术
①机械技术：机电一体化的机械产品与传统的机械产品的区别在于：机械结构更简单、机械功能更强、性能更优越。在设计和制造机械系统时除了考虑静态、动态刚度及热变形等问题外，还应考虑采用新型复合材料和新型结构及新型的制造工艺和工艺装置。②传感检测技术：传感检测技术的内容，一是研究如何将各种被测量转换为与之成比例的电量；二是研究对转换的电信号的加工处理。机电一体化系统要求传感检测装置能快速、准确、可靠地获取信息。③信息处理技术：信息处理的发展方向是提高信息处理的速度、可靠性和智能化程度。人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术等都属于计算机信息处理技术的范畴。④自动控制技术：机电一体化系统中的自动控制技术主要包括位置控制、速度控制、最优控制、自适应控制以及模糊控制、神经网络控制等。⑤伺服传动技术：伺服传动包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，常见的伺服驱动系统主要有电气伺服和液压伺服。⑥系统总体技术：机电一体化系统是一个技术综合体，它利用系统总体技术将各有关技术协调配合、综合运用而达到整体系统的最佳化。
2 机电一体化的设计过程
机电一体化的机械动力部分由一般电动机演变为控制电动机，里程碑式地引入了电子和计算机等先进技术，代替人完成机器的检测与控制等工作。在知识经济中体现了制造业高科技化，促进了高科技产业和知识经济的发展。它是一种用于机电产品最优设计的方法学。它包括4个基本学科：电气、机械、计算机科学和信息技术。如图1所示。
摘要：本文结合笔者的多年工作经验，对机电一体化系统的构成及关键技术进行了简要的分析，并就机电一体化系统的几种可靠性设计进行了探讨。
关键词：机电一体化；系统设计；构成；过程；方法；可靠性
机电一体化概念始于70年代，是根据英文Mechanics(机械学)的前半部分和Electronics(电子学)的后半部分而构成的，即Mechatronics。在80年代由美国机械工程协会专家组定义为：“由计算机信息网络协调控制的，用于完成包括机械力、运动和能量流等动力学任务的机械和(或)机电部件相互联系的系统”。
机电一体化技术，是由微电子技术、计算机技术、伺服传动技术与机械技术相结合的综合性技术，是微电子技术、计算机技术向机械技术不断渗透的产物。机械技术是机电一体化技术的基础。随着高新技术引入机械行业，机械技术面临着挑战与变革。在机电一体化产品中，它不再是完成单一的系统联接，而是在系统结构、重量、体积、刚性与耐用方面对机电一体化系统有着重要影响。目前，随着机电一体化系统所需的控制功能、控制形式、控制方式的不同和多控制过程日趋复杂，对控制系统的要求越来越高。
1机电一体化系统的构成与关键技术
1.1机电一体化系统的构成
从构成要素上来看，机电一体化系统由机械系统(机构)、电子信息处理系统(计算机)、动力系统(动力源)、传感检测系统(传感器)、执行元件系统(如电机)等五个子系统组成。机电一体化系统的基本特征是给”机械”增添了头脑(计算机信息处理与控制)，因此是要求传感器技术、控制用接口元件、机械结构、控制软件水平较高的系统。
从所要实现功能上来看，因为机电一体化系统(或产品)是由若干具有特定功能的机械与微电子要素组成的有机整体，要有满足人们使用要求的功能(目的功能)，所以根据不同的使用目的，要求系统能对输入的物质、能量和信息(即工业三大要素)进行某种处理，输出所需要的物质、能量和信息。因此，系统必须具有以下三大“目的功能”：①变换(加工、处理)功能；②传递(移动、输送)功能；③储存(保持、积蓄、记录)功能,不管是实现哪类“目的”功能的系统(或产品)，其系统内部必须具备如下图所示的五种内部功能，即主功能、动力能功能、检测功能、控制功能、构造功能。其中“主功能”是实现系统“目的功能”直接必需的功能，主要是对物质、能量、信息或其相互结合进行变换、传递和存储。“动力功能”是向系统提供动力、让系统得以运转的功能。“检测功能和控制功能”的作用是根据系统内部信息和外部信息对整个系统进行控制，使系统正常运转，实施“目的功能”。而“构造功能”则是使构成系统的子系统及元、部件维持所定的时间和空间上的相互关系所必需的功能。从系统的输入／输出来看，除有主功能的输入／输出之外，还需要有动力输入和控制信息的输入／输出。此外，还有因外部环境引起的干扰输入以及非目的性输出(如废弃物等)。
既然机电一体化系统(产品)可以分解成一系列要素或子系统构成，那么怎样使各要素或子系统之间顺利地进行物质、能量和信息的传递与交换呢?这就涉及到了接口的概念。所谓接口就是各要素或各子系统之间的联系条件。从系统外部看，机电一体化系统的输入／输出是与人、自然及其他系统之间的接口；从系统内部看，机电一体化系统是由许多接口将系统构成要素的输入／输出联系为一体的系统。从这一观点出发，系统的性能在很大程度上取决于接口的性能，各要素或各子系统之间的接口性能就成为综合系统性能好坏的决定性因素。机电一体化系统是机械、电子和信息等功能各异的技术融为一体的综合系统，其构成要素或子系统之间的接口极为重要，在某种意义上讲，机电一体化系统设计归根结底就是“接口设计”。广义的接口功能有两种，一种是输入／输出的功能；另一种是变换、调整的功能。
1.2机电一体化系统的相关关键技术
①机械技术：机电一体化的机械产品与传统的机械产品的区别在于：机械结构更简单、机械功能更强、性能更优越。在设计和制造机械系统时除了考虑静态、动态刚度及热变形等问题外，还应考虑采用新型复合材料和新型结构及新型的制造工艺和工艺装置。②传感检测技术：传感检测技术的内容，一是研究如何将各种被测量转换为与之成比例的电量；二是研究对转换的电信号的加工处理。机电一体化系统要求传感检测装置能快速、准确、可靠地获取信息。③信息处理技术：信息处理的发展方向是提高信息处理的速度、可靠性和智能化程度。人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术等都属于计算机信息处理技术的范畴。④自动控制技术：机电一体化系统中的自动控制技术主要包括位置控制、速度控制、最优控制、自适应控制以及模糊控制、神经网络控制等。⑤伺服传动技术：伺服传动包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，常见的伺服驱动系统主要有电气伺服和液压伺服。⑥系统总体技术：机电一体化系统是一个技术综合体，它利用系统总体技术将各有关技术协调配合、综合运用而达到整体系统的最佳化。
2 机电一体化的设计过程
技术路线图是一种有效的客观管理工具，可以广泛地应用于各个行业进行决策支持并制定长期计划。它不仅提供了一种图形化的方法来探索在时间推移过程中，市场、产品和技术三者间发展和进化的相互关系［1］，也是掌握技术发展态势并有效预测技术未来趋势的重要工具之一。然而，当前技术路线图的绘制主要采用问卷调查、德尔菲、专家访谈等定性分析方法，虽然部分学者将文献计量学等定量方法融入到技术路线图的构建中，但核心思想依然局限于关键技术名词的提取，并不能发现这些技术发展背后的驱动因素和技术发展目的。且目前构建的技术路线图通常只包含技术、产品、市场三个层次，在实际应用过程中很难提供详细指导。为解决这些问题，本文提出了以SAO分析为基础的技术路线图构建方法，以SAO结构包含的关键信息———“何种技术可以解决何种问题”为依据，在找到领域未来发展关键技术和技术发展趋势的同时挖掘出这些技术趋势背后的驱动因素，即领域发展所必须解决的关键问题，并对SAO结构的语义信息进行属性划分，构建了包含材料、技术、影响因素、产品、目标和应用六个层次的技术路线图。最后，本文以瑞士学者在染敏太阳能电池技术领域的研究成果为实证案例，证明了该方法的科学性和有效性。
1文献综述
1．1技术路线图绘制19世纪70年代，技术路线图首先应用于美国的汽车行业，主要目的是避免忽视有可能成功的技术、展示公司对于其利益相关者的策略并最终加强供应链参与者相互间的信任。随后，技术路线图被摩托罗拉及其他公司成功应用，特别是对半导体行业产生了深远的影响［2］，并广泛地应用于企业的技术创新管理决策、产业发展规划、政府战略规划等方面。虽然，技术路线图作为一种有效的创新管理工具已成功应用于众多领域，但其绘制方法普遍以SWOT分析、情景分析、德尔菲法等定性分析方法为主，例如朱星华和蒋玉涛主要利用德尔菲法和SWOT分析方法构建了广东省区域产业技术路线图［3］。国家科技部于2005年1月18日组织召开了氢能技术路线图研讨会，围绕氢能技术的5个主要技术领域进行小组划分和研讨，经过两次研讨会最终制定了我国氢能技术的技术路线图［4］。随着信息技术的不断发展，各国学者开始结合定量化的分析方法进行技术路线图的构建探索。刘兰、赵新力等人利用文本挖掘技术发现隐含在科技信息中的知识和联系，并结合领域专家的知识进行技术路线图的构建［5］。张璧嘉、张旭将专利网络分析技术引入到技术路线图的构建中，并以美国部分专利为例进行了实证研究［6］。张嶷等人将文献计量学方法与专家判断相结合，构建了材料、组件、产品三个层次的电动汽车领域全球技术路线图［7］。Huang等人利用文献计量学、文本挖掘和定性分析方法在国家、技术、企业、实验影响分析四个维度上构建了大学、机构和企业三个层次的中国太阳能电池领域的技术路线图［8］。根据上述综述信息可以发现，虽然一些学者在技术路线图绘制过程中使用了定量或定性与定量相结合的分析方法，在一定程度上克服了传统仅利用定性分析方法构建技术路线图的主观性，并节约了时间和成本，但是它们普遍利用高频词为主体，并不能揭示未来技术发展的驱动因素;且目前构建的技术路线图通常只包含三个层次，并不能有效提供指导企业规划和行业发展所需的详尽信息。
1．2SAO结构信息SAO是Subject－Action－Object的英文缩写，即主谓宾结构。SAO语义分析是一种以事实为导向的本体模型，其来源于创新问题解决理论(俄语:TRIZ)。其主要目的是发现现有技术并把其作为一种解决目标问题的方案。通常对期刊文献和专利文档的分析主要是提取其SAO结构，这些由主语、谓语、宾语构成的结构可以提供大量技术信息［9］。例如，它们可以清晰地描绘包含不同语义信息的不同短语或词组间的关系，如果以“问题－解决方案”形式提取，那么主语就代表技术，谓语和宾语组合起来就可以形成作用概念，代表需要被解决的问题［10］。这一形式，解决了传统文献计量学方法的不足，可以发现某一技术可以解决的特定问题。在此举一个典型的例子，“BatteryEnergizesBulb”，这句话中“Bat-tery”是主语，代表技术，“Energizes”是谓语，“Bulb”是宾语，“EnergizesBulb”代表了技术“Battery”可以解决的问题。现在，SAO分析已广泛应用于各个领域进行期刊文献和专利文献的分析，其中最主要的两个应用领域是技术分析和专利相似度分析。技术分析方面:Gerken和Moehrle提出了基于SAO结构信息的新工具，可以用来识别高创新度的发明［11］;Choi，Yoon等通过将SAO结构信息的提取和社会网络分析技术相结合，从专利信息中得到了未来技术的发展趋势［12］;Yoon和Kim利用SAO结构信息和异常值检测技术来识别新技术机会的标志［13］;郭俊芳等人利用提取SAO结构信息进行技术路线图构建，为新兴技术的未来技术方案和路径选择提供参考［14］。专利相似度分析方面:Sternitzke和Bergmann利用SAO结构测量了专利文档的相似度，并将此方法与共词分析、文献计量方法、共引用分析和自引用关联四种方法进行了对比研究，得出SAO分析和共词分析方法可以挖掘出与基于引用的分析方法揭示的知识流不同的语义相似度［15］;Park利用SAO结构计算语义相似性并结合语义TRIZ的“ReasonForJump”原理，识别出可以进行技术转移的潜力专利［16］。由此可以看出，SAO结构依靠其在主－谓－宾关联度揭示方面的巨大优势，在一定程度上确实能够挖掘出文献计量、引文分析等常用文献分析方法所忽视的信息并为学者提供技术研究、趋势预测和相似度测量方面更详尽和准确的信息。随着SAO语义分析的不断发展成熟，其应用领域也将不断扩大，以其独特的优势挖掘出更多有价值的信息，并将科学研究推向一个新阶段。
2基于SAO分析的技术路线图构建
2．1技术路线图构建流程本文以SAO分析为主要工具并辅以专家知识的指导，建立了基于SAO结构信息的六层技术路线图构建方法，具体流程如图1所示。(1)确定研究的技术领域，制定检索策略，下载相关数据。在数据来源方面，既可以选择文献数据库也可以选择专利数据库。(2)SAO结构提取和修正。本文主要利用Stan-fordparser软件对数据进行SAO结构的提取，提取的结构可以来源于文档的标题、摘要或全文，通常摘要被视为最有价值的部分［17］，因此本文选择摘要部分作为SAO结构提取的来源。由于SAO结构为机器提取，得到的部分结果可能没有具体的意义或者几个结构表达着相同的语义信息，需要专家进行剔除和合并。(3)进行频次统计，找到领域关键问题和对应的技术解决方案，并确定各技术方案出现的时间阶段。(4)对各技术方案按技术路线图的不同定义和其所属部件进行划分。(5)将技术方案、部件、关键问题结合时间因素对应到技术路线图的各层之中，进行技术路线图绘制。
2．2技术路线图各层次定义为了使SAO结构分析挖掘到的信息可以准确的利用到技术路线图的构建过程中，首先要对技术路线图材料、技术、影响因素、产品、目标和应用六个层次进行定义，从而限定其所需要的信息的来源和范围。材料:某一技术方案所使用的关键材料。主要来源于SAO结构中的S。技术:解决某一关键问题所需的具体技术方案。主要来源于SAO结构中的S。影响因素:技术领域发展面临的关键问题，该层次的问题可以被“技术层次”中的技术方案所解决，主要来源于SAO结构中的“AO”结构串。产品:目标领域内的具体产品。主要来源于“SAO”结构中的S。目标:代表目标领域行业的整体目标。该层次的信息可以依据对SAO结构中“AO”结构串进行归纳总结并辅以文献调研的方法得到。应用:指目标领域产品可以应用的具体领域，主要来源于SAO结构中的“AO”结构串。
3实证研究
目前，化石燃料危机和全球变暖被认为是人类面临的两个最大挑战，而太阳能电池是新能源领域最具潜力的技术。染敏太阳能电池作为第三代太阳能电池，由于其低制造成本、易装配过程和相对较高的能量转化效率等优势替代硅太阳能电池等传统光伏设备的潜力极大［18］。在能源短缺和环境问题的视角下，分析染敏太阳能电池领域的发展对于新能源领域的技术研发规划和政策制定具有重要作用。为控制数据量以确保实证研究的有效进行，本文选择染敏太阳能电池技术为实证对象，并将作者国家限定为瑞士来开展技术路线图的构建，主要原因有以下几点:(1)瑞士科学家Gratzel是染敏太阳能电池技术领域最具权威的专家，不仅首次发明了染敏太阳能电池，而且其研发的DSSCs技术以其高效率居世界领先地位;(2)与瑞士进行DSSCs技术研发合作的国家数量多且几乎涵盖全球发表DSSCs技术类论文数量排名前20位的国家。这些都从侧面反映出瑞士为染敏太阳能电池技术领域的领先国家，了解其在该领域的核心解决问题、关键技术趋势、行业目标等信息对于我国DSSCs技术领域的发展具有重要的指导作用。(1)本文采用本科研团队早前与佐治亚理工学院学者在相关领域数据检索合作中得到的检索策略［19］，对WebofScience平台中的SCI－E数据库进行检索，获得染敏太阳能电池技术领域1991－2013年的所有数据，并选择其中瑞士学者发表的论文作为源数据，共得到484篇。(2)利用Stanfordparser软件对484篇文章进行SAO结构提取，经修正后共得到321条有效的SAO结构。(3)经过频次统计可以发现，瑞士DSSCs领域研究排名前3的关键问题分别为improve/increaseefficiency，improve/enhancestability和improve/in-creaseperformance，频次分别为100、18和15。根据这三个“AO”结构串连接的“S”可以找到解决这三个关键问题的关键技术(或解决方案)，对这些技术进行归纳得到表1。值得注意的是通过对efficiency进行分析，发现了2012年太阳能电池技术领域的重大突破，太阳能电池开始应用于水分解技术中。(4)对表1的“S”和“AO”信息分别按TRM各层的定义进行分类并归纳进其所属的TRM层次中，其中“目标”层信息可根据“影响因素”层信息并结合文献调研得到，各层具体结果如表2所示。(5)根据表2所包含的信息并结合代表各技术、材料和产品的宾语(S)在文献中出现的时间，进行技术路线图绘制，结果如图2所示。
由以上技术路线图可知:(1)问题层面:对技术路线图进行分析可以得到瑞士学者对于染敏太阳能电池技术领域的研发活动主要集中于提升转化效率、加强稳定性和提高电池性能三个问题，其中提高太阳能电池的转化效率是最主要的技术驱动因素。(2)技术层面:在提高太阳能电池转化效率这一关键问题上，主要采用的技术包括:①开发新的敏化剂和不同敏化剂的混合使用。新型敏化剂开发主要包括D－pi－A有机敏化剂、能量传递染料、无机钌类敏化剂，且近几年学者们对于有机敏化剂的研发逐渐超过传统的无机钌类敏化剂，有机－无机敏化剂是新兴的研究热点;②离子、酸或化合物的添加，该技术主要围绕敏化剂和电解质两大部件进行。敏化剂方面主要是酸类和离子的添加，电解质方面主要是CLS、TBP和钴类化合物及离子的添加;③探索开发新型材料，主要为利用金红石(Rutile)制造新型光阳极半导体薄膜，选择石墨烯(graphene)作为新型材料对电极材料;④改变电池结构，主要为串联混合电池，双层电池、三分支结构电池等;⑤新型氧化还原电子对的开发，该技术主要针对电解质进行改善，利用新型氧化还原电子对替代传统的电子对，目前较为流行的为I－/I3－氧化还原电子对。在提升稳定性方面主要采用的技术主要包括:①开发新型敏化剂，主要为方酸类敏化剂、量子点敏化剂、锌酞菁类敏化剂等，其中虽然量子点敏化剂应用于染敏太阳能电池中的效率很低，但是其依然是一种极具潜力的敏化剂，在全色反应和稳定性方面效果较好;②离子、化合物添加，主要为固态空穴导电材料或金属离子在电解质中的添加;③热处理技术;④开发新型的电解质化合物，从而增加电解质的稳定性。提升性能方面主要采用的技术主要包括:①不同敏化剂的混合使用，通常为无机敏化剂和有机敏化剂的搭配使用，无机敏化剂稳定性好但是成本高，有机敏化剂成本低且吸光系数高，两者的联合使用可以取长补短，从而提升染敏太阳能电池的性能;②离子和钴化合物添加;③开发新型敏化剂，主要为D－pi－A型有机敏化剂;④薄膜结构的改变，其本质是利用对半导体薄膜结构的改变来增加薄膜的面积、孔隙率，从而增加对染料的吸附量，进而提高效率，主要的形式为双层二氧化钛薄膜和3D形态薄膜;⑤根据电解质和敏化剂之间的匹配提升效率。(3)产品趋势层面:由技术路线图的产品层和目标层可以看出，瑞士学者对该领域的产品研发主要围绕高效率低成本的染敏太阳能电池进行，电池结构逐渐趋于复杂化，且注重电池各个部件间的匹配已期达到最优性能。(4)市场趋势层面:染敏太阳能电池目前已发展二十余年，但由于效率方面的原因迟迟没有进行大规模商业化的生产和应用，随着染敏太阳能电池技术的不断进步使得效率不断提高，其研发成果也将不断向商业化应用迈进。特别是2012年Gratzel教授将染敏太阳能电池应用于水分解研究中，首次实现了染敏太阳能电池的实践应用，相信随着染敏太阳能电池技术的不断完善，领域专家将不断尝试其在其它领域中的应用。
4结论
关键字：机电一体化；技术；发展
1 机电一体化的基本概念
机电一体化是以机械学、电子学和信息科学为主的多门技术学科在机电产品发展过程中相互交叉、相互渗透而形成的一门新兴边缘性技术学科。这里面包含了三重含义：首先，机电一体化是机械学、电子学与信息科学等学科相互融合而形成的学科；其次，机电一体化是一个发展中的概念，早期的机电一体化就像其字面所表述的那样，主要强调机械与电子的结合，即将电子技术“溶入”到机械技术中而形成新的技术与产品。随着机电一体化技术的发展，以计算机技术、通信技术和控制技术为特征的信息技术（即所谓的“3C”技术：Computer、Communication和 Control Technology）“渗透”到机械技术中，丰富了机电一体化的含义，现代的机电一体化不仅仅指机械、电子与信息技术的结合，还包括光（光学）机电一体化、机电气（气压）一体化、机电液（液压）一体化、机电仪（仪器仪表）一体化等；最后，机电一体化表达了技术之间相互结合的学术思想，强调各种技术在机电产品中的相互协调，以达到系统总体最优。换句话说，机电一体化是多种技术学科有机结合的产物，而不是它们的简单叠加。
2 机电一体化的核心内容
机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，要了解机电一体化，必须从以下几方面着手：
（一） 机械技术
机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其它高、新技术来，来提高其各项性能，满足更广的需求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。
（二） 计算机与信息技术
凡是能扩展人的信息功能的技术，都是信息技术。可以说，这就是信息技术的基本定义。它主要是指利用电子计算机和现代通信手段实现获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、显示信息、分配信息等的相关技术。
（三） 系统技术
系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。
（四） 自动控制技术
自动控制技术是20世纪发展最快、影响最大的技术之一，也是21世纪最重要的高技术之一。今天，技术、生产、军事、管理、生活等各个领域，都离不开自动控制技术。就定义而言，自动控制技术是控制论的技术实现应用，是通过具有一定控制功能的自动控制系统，来完成某种控制任务，保证某个过程按照预想进行，或者实现某个预设的目标。
（五） 传感检测技术
传感技术是把各种量转变成可物理识别的信号进行输出，检测就是指人员对可是别的信号进行处理的过程。传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。
3 机电一体化的发展趋势
（一）绿色化
在人们越来越追求生活质量和生活品质的今天，绿色环保成为了人们生活关注的焦点，随着社会进步和近年来人们对生态保护意识的重视和加强，绿色产品概念也将成为时展的必然！绿色理念倡导消费者在与自然协调发展的基础上,从事科学合理的生活消费,提倡健康适度的消费心理,弘扬高尚的消费道德及行为规范,并通过改变消费方式来引导生产模式发生重大变革,进而调整产业经济结构,促进生态产业发展的消费理念。机电一体化技术也顺应了绿色理念，机电一体化产品在人们的生活使用时不会对环境造成污染或者污染远远小于传统的产品，而且在产品报废后，其零件还能被再利用和再加工，资源利用率得到了大幅度的提高，达到节约资源的目的。
（二）智能化
智能化是21世纪机电一体化发展的一个显著特点，它由现代通信与信息技术、计算机网络技术、行业技术、智能控制技术汇集而成的针对某一个方面的应用的智能集合,随着信息技术的不断发展，其技术含量及复杂程度也越来越高，智能化的感念开始逐渐渗透到各行各业以及我们生活中的方方面面，同样，机电一体化的智能化研究也在各个国家普遍开展。这里所提到的 “智能化”是指机器本身所具有的特性，它是在运用控制理论的基础上，结合计算机技术、精细化制造、运筹学等新学科、新技术和新方法，通过使机器模仿人类所具有的一些能力，如思维、推理、决策等，可以在一个比较复杂的工作和困难的环境中代替人类去工作。
（三）网络化
网络技术的发展是计算机技术发展的里程碑，网络技术的发展不仅推动了人类的科学技术的发展,同时给人们的学习,工作和生活带来重大的改变，同时，也深刻的影响着机电一体化技术的发展。其中最重要的影响就是对机电一体化设备的网络控制，控制的终端设备就是机电一体化产品。
（四）微型化
微型化也是机电一体化未来发展的趋势之一，尤其是近10年来，由于包括纳米级的精密机械研究成果、分子层次的现代化学研究成果、基因层次的生物学研究成果，以及高精密超性能特种功能材料研究成果和全球网络技术推广应用成果等在内的一大批当代最新技术成果的竞相问世，使得机电一体化领域朝着微型化有了质的发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,可进入一般机械无法进入的空间，并易于进行精细操作，因此在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。因此在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。
关键词:农业现代化;农业机械;电子信息技术;策略
0引言
农业作为我国国民经济的重要基础和前提，随着我国人口的日益增长以及耕地资源的不断减少，农业现代化发展的形势日益严峻。对此，我国政府提出了发展现代化农业的基本目标:即优质、高产、高效。当前，随着以电子信息技术为主要代表的现代农业科技正全面快速发展，这为我国加快农业技术革新、更好应对现代农业发展所面临的各种压力与挑战提供了更为便利的条件，特别是农业机械的现代化发展，势必会对我国农业现代化产生强大的助推作用。在如此环境和背景下，我们如何在农业机械中应用电子信息技术，进而更好地推动农业机械升级换代和技术革新，进一步提高农业机械的工作质量、效率以及现代化水平，已成为了很多专家和学者高度关注的重要课题之一，必将对我国农业现代化的发展进程起到极为重要的推动作用。下面，笔者结合自身工作的实际，全面探讨了在农业机械中应用电子信息技术的有效策略与措施，以期对实现我国农业现代化有所帮助。
1电子信息技术的涵义
所谓电子信息技术，就是指研究信息产生、收集、存储、传递以及处理等过程，并积极采用新兴科技、信息的技术之一。通常情况下，应用电子信息技术，主要就是指通过计算机及其软件、硬件、应用程序的开发、通讯、网络等技术来实现的。目前，随着以计算机为主要代表的现代信息技术日益发展与进步，应用电子信息技术的范围得到很大程度的扩张，很大程度上逐步改变着人们的生产生活行为及方式，在农业生产中表现得更加突出。从世界范围而言，作为发展速度最快的现代科技之一，电子信息技术已经被广泛应用到农业领域，势必会大大优化农业信息资源的处理、应用，进而更好地促进现代农业的生产、管理和销售，对全面推进我国农业现代化意义重大。
2当前在农业机械中应用电子信息技术存在的问题
当前，在农业机械中应用电子信息技术依然存在着一些突出困难及问题，已经在一定程度上影响制约了我国农业的快速发展，也使得农业机械中应用电子信息技术依然极为缓慢。因此，必须引起我们的高度重视，并积极采取有效措施加以解决和落实。这些困难及问题，主要体现在以下几个方面:
2．1重视程度不够
当前，虽然我国很多地方已充分认识到在现代农业发展过程中，应用电子信息技术的重要意义。但是，应用电子信息技术主要体现在农业气象预报、农业网站建设等方面，对在农业机械领域中应用还体现为重视程度不够，也缺乏全面深入的系统研究。如此一来，就势必导致电子信息技术对我国现代农业发展的重要作用没有充分发挥出来，且使得我国同西方发达资本主义国家间在农业机械信息化方面的差距日益加大，这已成为我们亟待解决的实际困难和问题。
2．2资金投入不足
作为高新技术之一，电子信息技术应用到农业机械中，往往需要投入大量的人力、物力及财力作为保障，尤其需要配备大量的研究型、技术型、高素质人才和相关实验设备等作为保障。从我国的范围来看，在农业机械方面的资金投入力度远远不足，这在一定程度上影响制约着我国农业机械信息化的快速发展。
2．3与实际相脱节
与西方资本主义国家相比，我国目前农业机械信息化的水平还较为低下、革新步伐缓慢、实用性不强等现象较为明显，这在一定程度上影响制约了我国农业机械的生产、质量、效率及运用的有效发挥。从我国实际来看，其根本原因主要就是我国农业信息技术的研究同农业机械实际应用环节不相适应，且存在着一定程度的差距。比如，在我国有相当一部分农业机械仅仅适合在平原地区应用，而对山地或者丘陵地区的农业机械及其信息技术研究成果相对比较少，因而不利于更好地推广电子信息技术。
3在农业机械中应用电子信息技术的对策及措施
针对在农业机械中应用电子信息技术存在的困难及问题，笔者认为，有关部门必须积极采取以下有效措施，认真解决在农业机械中应用电子信息技术所面临的困难及问题，确保在农业机械中应用电子信息技术稳步有序推进。
3．1提高农民信息意识和水平
在新的时期，农民作为现代农业的生产者、实践者，只有进一步提升农民的能力水平，切实加快农业机械应用电子信息技术的步伐，才能使农民更好地适应现代农业发展的客观要求。对此，笔者认为，有关部门必须结合当地农民的实际情况，积极采取有针对性的教育培训等活动，扎实做好农业机械的后续服务，切实增强农民的信息化意识和水平，认真解决现代农业机械在农村推广的困难和问题，逐步提高农民对农业机械应用电子信息技术的能力，进一步提升农民的综合素质及能力。
3．2加大农业机械信息化投入
从我国的现状来看，虽然电子信息技术在农业机械中得到一定程度和范围的应用，也取得一些明显的成效。但是，同西方发达资本主义国家对比，我国农业机械化、现代化、信息化的水平还比较低。因此，有关部门需要切实加大对农业机械化的投入，全面推动农业机械信息化取得实效，促使电子信息技术能够在农业机械中得到全面广泛应用，并发挥积极的助推作用。
3．3实现与农业问题的有效衔接
农业机械的信息化研究，必须紧贴我国“三农”问题的实际情况。只有进一步提高了农业机械在开发、销售、应用、管理、维修以及服务等方面的质量与效率，才能提升农业机械在组织、管理以及应用等方面的能力水平。这样一来，就可以推动电子信息技术在农业机械中的应用水平，进而更好地解决农业、农村和农民的实际问题，也更加有利于农业科研成果的推广及应用，进一步提高“三农”工作的质量和效率。
4结束语
综上所述，随着电子信息技术的日益发展和变化，电子信息技术在农业机械中的应用及其范围逐步得到扩展，因此，有关部门必须不断加大电子信息技术的应用力度，以求更好地解决我国农业现代化、数字化和信息化发展遇到的困难及问题，进而推动我国农业现代化更好更快地发展。
参考文献:
［1］刘伟明．数字农业的概念及其技术体系［J］．经济研究导刊，2011(2)．
［2］万霖，车刚，张燕梁．绿色设计在现代农业机械中的应用研究［J］．农机化研究，2013(1)．
关键词：矿山作业；采矿业；发展趋势；机电一体化技术
计算机技术的发展和影响范围与各个行业的发展有着直接关系，而机电一体化技术正是一项建立在计算机技术上的新型技术，其在矿山作业中的应用使得矿山机械设备得到了规范。
1机电一体化技术的应用意义
自控技术的应用使得矿山机械设备能够自动运转，从而提高了矿山施工效率，缩短施工作业时间，进而充分发挥机械设备的经济效益，使更加大量的工作需求得到满足。一定程度上减少了人工使用率和工作量，矿工工作人员的工作环境得到改善和提高，工作人员的工作效率和积极性也因此得到提升[1]。就矿山机械而言，很多矿山作业设备存在滞后性、效率低以及资源能耗高的缺陷，机电一体化技术的应用可以有效保证矿山作业的进度、产量以及作业安全性，进而实现采矿企业的经济效益和收益最大化，因此机电一体化技术在采矿技术中的应用具有很高的实际利用价值。伴随机电一体化技术研究工作不断深入，该技术已经达到炉火纯青的地位。机电一体化技术是一项将电子信息技术以及计算机技术结合在一起的技术。微处理技术是机电一体化技术中一个比较重要的技术，其主要是建立在操控系统以及链条式程序上的技术，其主要功能为，在系统的统一指令下，同时开始工作，避免程序出现混乱以及碰撞的现象发生，进而提高采矿作业的工作效率[2]。在一定程度上，采矿作业的工作任务能够及时完成，从根本上控制了施工成本。另外，采矿工作中的机械设备滞后问题可以通过机电一体化技术得到改善，利用远程监控系统代替了人工操作，从而使得工作人员以及相关采矿人员的薪资收入得到大幅度提升，为产业的生产提供了有利条件，同时也会带动整个矿业链接相关产业的发展和经济增长。机电一体化技术正朝着光电机一体化发展，其主要是在光学的发展前提下，进一步保证矿山生产中机电一体化自身的综合性能以及整体性。
2机电一体化技术在矿山机械中的具体应用
2.1机电一体化在矿井带式输送机中的应用
为有效提高矿山作业速度，保证作业效率，在矿山作业中需要应用带式输送机来运输煤矿以及完成传递。带式输送机是一种大型井下操作机械，在采矿作业中具有十分重要的作用和意义，所以，在采矿过程中经常被用到，并且在社会进步的背景下，其作业效率越来越高。但是，在实际施工操作过程中，带式输送机受到许多方面的因素影响，存在很多弊端，比如，震动、空气湿度、自重、粉尘等，这些因素的存在损坏了带式输送机，缩短了其使用寿命，进而导致施工进度受到极大影响。所以，在采矿作业中采用机电一体化技术十分重要，因为，其可以有效提高作业效率，实现远距离操控输送机自动完成一系列输送工作，还能在此过程中减少机械震动以及完成自我清理工作。利用抽动设备，还能通过启动自动化软启动程序，实现在倾角大、距离大的情况下，完成一系列施工作业。
2.2机电一体化在矿井提升机中的应用
提升机在实际采矿作业中的应用具有十分重要的作用，所以，其是采矿作业中比较重要的机械设备。就提升机而言，不管是在机械使用方面，还是机械内部构造方面，其都与机电一体化技术结合密切，因此，在提升机中采用机电一体化技术可以形成一个全新的且具有现代化技术标准的提升机。目前的采矿提升机种类主要有直流电提升机、内装式提升机，并且在提升机中结合机电一体化技术可以创造现代化生产价值。内装式提升机无论是自身系统处理，还是工作原理，都具备现代化矿山生产的意义，所以，其将是今后矿山生产中使用最普遍的机电一体化的设备。内装式提升机通过驱动程序可以启动其内部的滚动结构，从而完成后续工作。传统的直流电提升机的使用过程中存在很多缺陷，例如，其滚动结构的操作比较繁琐，在操作过程中不能快速准确的完成信息输入以及输出操作，在实际采矿作业中提升速度以及下降速度都比较慢，导致井下作业时间加长。但是在程序上采用机电一体化技术可以有效提高提升机内部结构的高效性以及敏捷性，使整个机械操作过程都是建立在计算机、物理机械、自动控制设备以及电力电子设备等四个环节上。通过将这四个环节有效的结合在一起，不仅可以节省机械自身的能源消耗，还能将变速时间减到最小。因此，在采矿提升机中采用机电一体化技术，可以创造出高效率的施工、软件空间、还原设备以及较高的环境适应能力，进而提高了提升机的实用性以及兼容性。
2.3机电一体化在矿井安全监控系统中的应用
矿山操作中的作业安全以及工作人员的自身安全是矿山作业中较为重视的问题之一。传统的矿山安全监控系统主要是靠在线监控以及单方面的监控来进行，这就导致在日常施工作业过程中，一些安全隐患以及数据偏差问题无法得到及时反馈和处理，进而导致矿山安全受到威胁，安全事故发生的频率也因此大大提高。所以，在采矿作业中利用机电一体化技术在矿井内部设置一套安全监控系统，对数据监控、分析以及辨别具有十分重要的意义，在一定程度上提高了采矿工作的安全性以及稳定性。
3机电一体化技术在矿山机械中的应用前景
机电一体化技术是一项结合了计算机技术、信息技术、自动化远程监控技术、服务传感技术、电子机械技术等多方面技术的多元技术，在采矿作业中才用机电一体化技术可以有效提高作业效率，保证施工安全，减少施工成本。机电一体化技术的应用还有效的改进了采矿过程设备的滞后性，通过自动远程监控系统实现了无人操作，从而减少了劳动力，降低了施工工作量和工作度。基于以上这些优点，为了能够使机电一体化在采矿工作中更大化的减少施工资源消耗以及创造更多经济收益，机电一体化在今后的采矿作业中会更加整体性以及全面性，在建立实现矿山机械更自动化、信息化、智能化以及程序化的基础上，落实矿山机械核心技术的研究和开发，使矿山大机械生产成为可能，以作业自动化操作作为标准，向着集约化生产的目标前进。
4结语
综上所述，在矿山作业过程中，机电一体化技术得到了广泛应用和发展，机电一体化技术使矿山作业自动化以及远程监控成为可能，这不仅提高了作业效率，还使得作业安全以及工作进度得到了保证，进而减少了能源损耗，保护环境不受污染，为企业创造出更多经济价值以及更高的市场竞争力。
参考文献
[1]张晓玲.浅析机电一体化技术在矿山机械中的应用[J].科技创新与应用，2012，(12).
