对“机械电子工程”的认识实习
机械电子工程的前身称作机电一体化，机电一体化最早是从日本引进的。70年代时，日本在集成电路技术、微处理技术以及传感技术等方面发展十分迅速，并将这些领域的技术与精密工程相结合，形成了集机械、微电子、计算机等控制技术为一体的新型专业，随之而产生了“Mechatronics”，即“机电一体化”这一专业名词。就在这炎热的短学期的三日之中，我们分别去了杭州娃哈哈集团、杭钢、通用电气能源公司。经过三日的机械电子认识实习，我对“机械电子”的认识从小的机电产品扩充到中型、大型的机电设备，从日常生活中的机电用品深入到工厂生产线的机电设施。对机电认识的更新和深入，使我意识到“机械电子工程”未来发展中的无限可能。
第一日我们去了杭州娃哈哈下沙基地，乐维食品有限公司，观看了娃哈哈的生产流水线和娃哈哈的发展历程。娃哈哈的前身是杭州市上城区校办企业经销部，成立于1987年，其创始人是宗庆后及他的两个同伴。从当年靠推车卖娃哈哈产品到如今的近乎自动化的生产、营销流水线，娃哈哈经历了从改革开放到高新科技时代的自主创新发展的艰难历程。而乐维食品有限公司是隶属于娃哈哈集团，成立于2000年。公司拥有两条世界顶尖的电脑控制自动化流水线，每条生产能力为3.6万瓶每小时。生产流水线大致分为制瓶、理瓶、消毒、灌装、冷却、贴标等流程。在生产过程中效率十分重要，所以这条流水线的制瓶部分和灌装区仅有一墙之隔，制出的瓶子马上就能够投入灌装。生产流水线采用自动化生产，其核心生产装备主要依靠从国外进口，如数控车床等。除此之外，其他部件都是靠公司自己设计制造。慢工出细活的德国的机械设备不大适合饮料的快速自动化生产，因此娃哈哈集团有自己的企业研发中心，还有单独的机械研发和制造中心，以满足自己的设备制造，实行多元化生产战略。其机械制造中心主要从事模具、食品饮料机械、自动化专业设计、制造及饮料生产线安装、技术改造等工作，拥有高精度数控加工设备、CAD/CAM/CAE图形工作站、三坐标测量机和光学投影测量机等先进设备，以满足自己设计、自己制造。除此之外，公司还有自己的设备工程部，负责生产线设备管理、维护、改造以及技术培训。另外公司还有自己的机电研究所，下设机械设计室、自动化设计室和产品管理研究科室。制造中心制造的模具有瓶身、瓶盖、钙片压制模、注塑机模等。其中瓶口的制作是靠两对称
部分拼接而成的，结合的精密度是保证瓶口处不漏的关键，因此娃哈哈在此方面进行了创新研究。娃哈哈的生产线设备虽然比较先进，但是在观察中发现还有一些地方是可以改进的。譬如瓶子在传输过程中倒了后就会引起堵塞，严重时会压迫瓶子。但是目前我们参观的的这条生产线无法靠机械自动处理类似的情况，而需要工人手动操作。因此生产线在机械和检测方面都有可以改进的地方。
次日我们参观了杭州钢铁集团的两个子公司的生产线以及杭钢的展厅。杭钢创建于1957年，如今已成为一家以钢铁、贸易流通、房地产为核心业务，环境保护、酒店餐饮、科研设计、高等职业教育、黄金开采冶炼等产业协调发展的多元化大型企业集团。在科研方面，杭钢出资浙江省冶金研究院，下设粉末冶金、选矿及贵金属再生利用、电子材料、金属材料、喷涂中心、理化检测中心以及其他附属研究公司。主要从事特殊钢及新钢种、选矿及贵金属再生利用等方面的研究。杭钢的加工设备种类比较全面，现有各类机械加工设备100多套，其中有多台数控车床、数控四轴联动铣床、数控镗床、钻铣加工中心等数控加工设备。通用加工设备有插床、卧式车床、滚齿机等。大型机械加工设备主要有8米龙门刨床，6米单臂龙刨，Φ200mm落地镗床。单台行车最大起吊能力为30吨，并且厂区具备大型车辆进出的良好条件。杭钢的生产设备很多是进口的，设备主要从美国、意大利、德国、瑞典、日本等引进，主要设备都采用三级计算机控制，主要生产优质高碳钢、冷镦钢、焊条刚、轴承钢、切削钢。杭钢的生产厂房比较大型，有的甚至长达100多米。厂房内比较炎热，各设备关键处都有技师操作。
第三日我们去了通用电气能源（杭州）有限公司，参观了其生产车间加工的一些主要产品及加工设备。通用电气（杭州）有限公司是隶属于GE能源集团的，GE能源集团旗下有三大业务集团，业务覆盖发电、水处理、能源服务、数字能源、检测控制系统、石油和天然气的上中下游产业链、可再生能源等。我们参观的公司位于萧山，占地130000平方米，其主要产品是蒸汽轮机、燃气轮机、风能机、水轮机等大型电机零件设备。公司08年以前是做水电机方面的设备，08年后转向了新能源风能方面，做了很多风机方面的部件。我们参观时见到最多的就是风能机轮毂，用于2.5MW的发电。目前世界该项目最大功率为5MW，而GE的目标则是15MW。除了生产大型电机部件外，该公司生产地还有一个辅机工作站，专门生产电机供给部分的备件。
在我们参观的三家公司中，有的是用机电设备来生产机电设备的零部件，有的则是用机电设备来生产其他产品。总之，机电设备是日常生产中不可或缺的东西，是生产线中的核心。而机电设备是机电一体化的产品，即机械电子工程的产品，因此机械电子工程决定着现代生产线的生产能力、生产效率和生产质量。其实，机械电子工程并不是简单的机械加电气，机械加电气仍是属于传统的代替和放大体力的机械。与传统的机械工程本质上的不同是机械电子工程的产品具有自能化，能够进行自动检测、自动处理、自动记录信息、自动调节与维护，它是机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感技术等技术以系统功能为目标而合理配置与布局，在多功能、高质量、可靠性、低能耗的基础上实现预期的功能价值，由此便可产生我们想要的机电产品。所以机械电子工程是运用以上技术研究并制造符合需求的机电产品。这些机电产品可用于工程生产、科学研究、家庭服务以及综合办公等许多场所。我们这次参观的就是工厂中生产线上的机电设备。由此可见，机械电子工程涵盖了技术和产品两个方面。
机械电子的发展大致分为三个阶段。20世纪60年代之前为第一阶段，在这一阶段，电子技术有了初步发展并渐渐与机械相结合，后来的二战又促进了机械产品和电子技术的结合。战后，这种技术由军事步入到民用，机械与电子相结合的产品得到了更广泛的发展，对战后的经济复苏起到了积极的作用；20世纪70、80年代为第二阶段，计算机技术、控制技术、通信技术等的蓬勃发展为机电一体化提供了技术基础，大规模、超大规模集成电路、计算机等的发展标志着机电产品可以向小型化发展；20世纪90年代后，机电开始朝着智能化发展，许多机电产品能够实现初步的自动化。加上光学通信、微细加工等技术的融入，机电一体化出现了一些新分支，如光机电、微机电，促进机电一体化建立完整的科学体系。
在如今的21世纪，智能化仍是机电发展的一个重要方向。人工智能在机电建设者们的研究中的到了日益的重视，数控车床和工厂机器人就是其中的代表。这些智能化能够帮助工厂人员减少许多麻烦，给工厂带来梦寐以求的效率。智能化的发展主要体现在控制理论的发展上。运筹学、计算机科学、心理学、数学等学科使得智能机电产品能够具有逻辑思维，能够独立地判断、自主决策。除了智能化，模块化也是机电将来发展的重要方向。由于机电产品种类和生产厂家繁多，
所以制定机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的标准十分重要。有了这些标准后，机电产品就可以分为各个控制单元模块，从而不同公司就可以生产各自模块，使得机电产品的管理更加规范。另外，微型化也是机电产品发展的方向。微型化其实兴起于20世纪80年代末，泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电产品，又称其为微机电系统MEMS。微机电产品有着体积小、耗能少、运动灵活等不可比拟的优势。微机电产品的加工采用的是精细加工技术，也即超精密技术，包括光刻技术和蚀刻技术。当然，除了以上方面，机电产品也将向着网络化、系统化、绿色化等多个方面发展。 如今，许多工程产品都不是单一技术的结果，而是多技术交叉的结晶。机械电子工程是技术交叉最多的工程之一，这对于从事机电的工作者和机电专业的学生来说既是机遇，也是挑战。掌握了机电这门专业就意味着我们可以从事世界上大部分工程的研究，但是掌握这门专业却并非易事。机电专业的学生不仅需要掌握扎实的数学、物理、力学等学科基础理论知识，还要系统掌握机械、电子、控制、计算机等专业的知识。另外，浙大的机电专业是以电液控制为特色的，所以实际上是将机电液一体化研究。有些人认为机电专业学的太多，虽然在各专业都有多涉入，但是没能深入。我觉得机电这一专业是站在系统工程的意义上的，它培养的是以系统研究为目标的人才，是能独自设计一套机电产品的人才。虽然我们在各个专业学得不够深入，但是这些都是为将来自己独立解决问题、自我学习打基础。机遇当然有挑战，只有敢于接受这种挑战，才能在机电的未来中去实现无限可能。
