从建筑机械领域的新发展谈深化机械电子工程专业建设
一、建筑机械发展趋势分析
施工机械化从来都是建筑行业实现高质量、高效率、低消耗及专业化的必由之路。近几年来，全球性的产业及人口向大中型城市集中，激发了人们再次开发城市的积极性。因此，在狭小地带、高空及地下水下进行高难度施工的项目随之增加;同时也从防止公害、保护自然环境、保障安全施工等角度对建筑机械产品的研制提出新的课题.例如，关于通用机械多用途化与复合功能化，大型化与小型化的并行发展，以及创新特殊用途的机械设备等。笔者曾于1992年受建设部科技司委托撰写《建设机械行业国外技术状况和发展趋势分析》报告，其核心内容可以概括如下
1.注重科研，推动技术革新。①生产和制造技术的进步。国外在建筑机械设备的加工、装配及检验过程中已广泛采用的计算机辅助技术将获得深入的发展;同时借助计算机对从接受订货、产品设计、工序编制到出厂等一系列活动实现工厂自动化管理，提高生产过程的CIMS化。②发展设计和试验技术.新时期建筑机械设计工作的中心任务是力求缩短开发周期，降低成本，实现产品多样化和零部件通用化。CAD的普及可以提高设计工作效率;同时各种模拟系统的运用，在设计阶段就能对产品性能、强度等进行详尽的分析。有关试验技术的课题是完善台架运转模拟试验，缩短试验周期，实现试验无人化.
2.重型设备向质变大型化发展.近年来，出现了不少大型化建筑机械，但据预测已呈饱和趋势.部分大型设备已停止生产。今后，与物理上的大型化相反，人们将更加重视加快综合作业速度以提高生产率，即提高机械操作速度和移动速度等。另外，单位能耗量的处理能力、单位工作人数的处理能力等也将成为生产率的指标，从而向质变大型化发展。
3.中小型、多功能复合型设备更具发展潜力。目前在世界建筑机械产品生产中，中小型设备占80肠以上，这与建筑工业的环境状态与趋势紧密相关。重大的特殊的工程建设项目虽然有，但大多数仍为一般常规建设项目，且世界上正在提出劳动省力化的目标，结果促使了中小型建筑机械的蓬勃发展。尤其是在劳动力价格不断提高的情况下，提倡少用人员，普遍采用机械施工。另外，随着狭窄现场作业的增加，人们迫切需要高效率、一机多能的机械.为了满足这一要求，正在出现液铲、小型轮式装卸机等各种替代人力的机械;并试图使这些设备以及新研制的机械实现复合化、多功能化。
4.机、电、液技术一体化。机械电子装置技术的发展是建筑机械自动化的基石。以往的建筑机械多是以人的操作运转为前提设计的，有人称之为人力放大器，即有人机器。今后，机械技术将会向无人运转、真正的自动化机械—机器人的方向发展。电子技术、微机控制等在建筑机械中的广泛采用，对提高机械自身的技术性能，保证施工精度和提高工程质量起着巨大作用。建筑机械液压技术从60年代开始采用，经过30年的发展，已非常成熟且相当普及，对提高技术功能，简化机械总体结构，便于操作和维修，起着重要的作用。这一技术将会更好地与机械及微电子技术融合。
5.进一步采用高新技术和新材杆。许多建筑机械目前巳采用了液压伺服机构、闭式回路系统、交流液压调速、微计算机控制以及有线遥控、无线遥控和人机对话等先进技术;同时十分注重采用节能、降低污染的有关技术和对人身安全、舒适设计的结构。新材料的使用也更加广泛，工程塑料、铸造耐磨合金及各种铝合金等材料得到大量应用。例如，已有中小型液压挖掘机采用了橡胶履带，简化了工艺、降低了成本，深受用户欢迎。
6.开辟建筑机械化的新领域，建筑施工过程中附带的杂活、小规模作业、作业转移时的准备工作等难于实现机械化的工作，以往完全依靠人工。近来，日、德等国开始致力于实现机械化，以达到提高区域及整个工程生产率，节省劳动力的目的。如正在研制输电铁塔深层地基挖掘机，水库岩石清扫机，修路废料装载机等。另外，人们还在进行便于接近更高、更远、更深作业的机械研制，提高建筑机械的接近能力。
7.开发用于维修和重建的机械。在提高现有建筑物的耐用性，通过维修延长其寿命的同时人们试图以新的形式新的设想，大力研制维修和重建用机械。诸如检查管道内部情况的设备，自动测量建筑物变形和振动的仪器，诊断混凝土结构劣化和裂缝等新机器。
8.重视建筑机械全方位技术开发.为实现高效、经济施工，提高机械的工程性、安全性和配套性，使三要素紧密协调一致，发达国家都在注意建筑机械产品的全方位技术开发。以建筑起重机为例，技术研究动态可汇总如下①设计的通用化、模块化，计算机化;②提高起重量和起重力矩，降低设备自重，降低能耗;③提高作业装置的高通过性和快速转移功能;④实现机电液一体化，遥控、无人操作，以及生产过程的计算机化;⑤进一步发展越野性、机动性和适应性;⑥提高各个工作装置的驱动技术水平;⑦开发安全可靠，全天候起重量和起重力矩限制器;⑧改进金属结构;⑨快速安装及自行安装功能;⑩研究人机工程学，提高驾驶室舒适性;@防止公害产生及传播;⑩提高经济性、实用性，适应市场变动;⑥实现机器自动故障诊断及预测维修。
二、建筑机械“机电液一体化”技术
分析前右所述建筑起重机全方位技术开发项目，可以发现其中绝大多数与这里要进一步探讨的机电液一体化技术相关。事实上，机电液一体化技术的目标本身就在于使建筑机械产品智能化、多功能化、高效率化、高可靠化、省材料省能源化、操作方便化，并使产品向精良、轻巧方向发展，不断满足建筑行业生产为多样化、高质量化、高自动化的需求。目前，国际上先进国家生产的建筑机械几乎全部装备有不同档次月电子监控装置，部分实现了整机或工作装置的微机控制，如自动调平工作装置、自动变速箱等;并注重设备的预测维修与故障检测，发展了结构件无损探伤技术及智能化综合诊断车等;新型建筑机器人亦不断涌现。另外，还在致力于研制更加完善的通用智能化监测与控制设备和装置。在基础件方面推出了可靠性高、微型化、集成化、数字化、低能耗的各种液压气动元件及机电、电液、电气转换元件。
笔者新近受建设部科技司委托参加了建设行业“九五”重点科研项目纲要的编写，主要承担内容之一是建筑机械领域中第一项关键技术—“机电液一体化技术及智能化控制装置的成文在参阅大鼠技术资料响垅础上，笔者综合出如下10项建筑机械机电液一体化技术及智能化控制装置的主要研究开发内容1.建筑机械基础执行件的集成化、数字化、微型化和低能耗、高可靠性;2.通用化建筑机械智能控制装置及智能化建筑仪器与设备;3.建筑机械基础件、工作部件、整机及金属结构的自动工作状态监测与维修技术;4.开发各种施工、装修、特种工作环境建筑机器人，以及大型与高层、大跨、水下建筑用机器人5.研制能够实现多重及复合功能的智能建筑机械6.设计制造自适应、可控制的振动建筑机械7.开发大型建筑机械的无人驾驶、遥控、电视观测设备及装置;8.研制适用于建筑机械的电力电子元件及检测传感元件;9.智能化人休工程学技术与机械设备使用和运行的计算机科学管理;10.智能化建筑机械动力装置、伺服机构及传动系统的电液、液压交流技术。
大力推广机电液一体化技术，并研制开发相应的高新技术产品的指导思想是加快我国建筑机械装备为更新改造。通过科技攻关，一是实现建筑机械钩电子化、电液化，使原有产品逐步电脑化、智能化，以期在质量、性能、功能、效率和节能等方面有高水平的发展;二是开辟独立机械和电子工程所无法达到的新领域，创造全新结构形式与复合功能的建筑机械产品，设计生产出更多型式的建筑机器人和自动化、智能化建筑机械，并于“九五”期间逐步走向国际市场。
三、新形势下机械电子工程专业麓设
发展机电一体化技术，已成为全球性的科技和经济战略。我国也已确定其为机电工业科技发展月趋势和方向，积极推广机电一体化技术，大力研制相应的高新技术产品。然而，同时带来了一个严峻的问题，那就是专f丁人才匾乏。据统计，我国近10年平均每年需要补充机电一体化技术人员3万人左右。因此，教育界面临灼紧迫任务之一就是抓紧创建机械电子工程暨机电一体化专业，近期目标是帮助工厂企业培养、培训较大量的既懂机械技术，又懂电子技术，机电结合约“两栖”人才;远期目标是从根木上改变我国机电工程徘徊不前、产品缺乏竞争力以及人才短缺的局面，走向世界，迎接新世纪的挑战。为此，哈尔滨建筑大学于1992年底建立了机械电子工程专业，旨在培养能够从事建筑机械机电液一体化技术及应用研究的专门人才。
机电一体化技术是一门跨学科的综合性高技术，其产品及系统属多层次、多类型，涉及的关联技术内容也十分丰富宽广。我们基于机电一体化的关键技术和系统构成，在教学计划与课程设置上重点抓了如下几个方面1.加强技术基础课。重点为机械与力学，兼顾电子技术、控制技术和计算机信息技术。2.开设精炼而又具特色的专业课。突出工程机械设计与工艺，兼顾传感器检测技术，以及综合各技术基础和专业课的重点课目—机电一体化技术原理。3.认真设置选修课，做为技术基础与专业课的有力补充。重点解决学生知识面不宽、应付社会与市场“底气不足”的缺陷。增加关于接口技术、CADCAM技术、工业机器人、单片机与可编程控制器、机械振动与设备故障检测以及交流调速技术等技术的入门内容，为学生进一步学习打下较坚实的基础。选修学时由通常的120学时增加到210学时。经过教学实践，我们已经取得了一定的成绩，同时也存在一些弱点与不足。我们的体会是
1.明确开展机电一体化技术教学的产品载休。在近期实现机械的电子化即为开发应用机电一体化技术的主攻方向。然而机械产品种类繁多，土木建筑大学的机械电子工程专业，对象应主要为建筑工程机械。这也是“八五”和“九五”期间建筑机械领域的关键开发技术。应突出这一办学方针，将其做为专业特色之一。
2.加强实践环节，注重理论与生产实际并举。机械电子工程属于产品类学科，是技术与实践直接紧密结
