時(shí)間：2023-07-23 08:22:02
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近幾年來，為了適應(yīng)更加高要求的運(yùn)作，機(jī)械設(shè)備的功能變得非常強(qiáng)大，與此同時(shí)，其結(jié)構(gòu)也更加的復(fù)雜。機(jī)械的不同部分之間聯(lián)系更加緊密，只要一個(gè)部分出現(xiàn)問題，整個(gè)機(jī)器都將停止運(yùn)作，甚至?xí)l(fā)生破壞性更大的連鎖反應(yīng)。而使用常規(guī)的診斷方法需要較長的時(shí)間，甚至都無處下手或造成人員傷亡。所以現(xiàn)在人們都在追求人工智能診斷方法，利用軟件和計(jì)算機(jī)技術(shù)，將診斷的過程系統(tǒng)化，從而達(dá)到診斷的快速性和準(zhǔn)確性。本文就根據(jù)目前已有的一些人工智能方法簡(jiǎn)要做些分析，并探討智能診斷方法的發(fā)展前景。
1.主要智能診斷方法
1.1人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法是根據(jù)生物神經(jīng)學(xué)方面的研究成果而提出的一個(gè)人工智能方面的概念，其主要含義是對(duì)人腦中神經(jīng)結(jié)構(gòu)和行為進(jìn)行類似模擬[1]。因?yàn)樵摲ㄊ歉叨炔⑿械?，所以在?duì)故障的處理中速度極快，并且能夠根據(jù)環(huán)境自動(dòng)辨識(shí)，以線性的方法處理問題。
其基本原理為機(jī)發(fā)生故障的機(jī)器通過震動(dòng)發(fā)出不同狀態(tài)的信號(hào)，然后該信號(hào)被神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別，通過對(duì)應(yīng)特征的選擇以及公式模型的套用，找出對(duì)于故障中反映最強(qiáng)烈最敏感的信號(hào)，然后將其作為一個(gè)輸入向量，在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中建立故障模式樣本，對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行長期訓(xùn)練，排除其中影響準(zhǔn)確性的因素；在確定訓(xùn)練結(jié)束后，將每一個(gè)重新輸入的信息進(jìn)行分類整理，網(wǎng)絡(luò)會(huì)根據(jù)所輸入的信息迅速判斷，并給出分類的結(jié)果，最后進(jìn)行自我診斷。
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的主要優(yōu)點(diǎn)在于其具有自動(dòng)學(xué)習(xí)、聯(lián)想、記憶和推測(cè)的功能；該方法是分布處理的，同時(shí)有并行處理復(fù)雜問題的強(qiáng)大功能；其非線性的映射很強(qiáng)，可以處理多故障的問題；其有能夠進(jìn)行多種因素預(yù)報(bào)的能力且其預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度非常高。
人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的主要缺點(diǎn)為：算法相當(dāng)復(fù)雜，需要預(yù)測(cè)的模型有一部分是無法用公式表達(dá)出來的；在訓(xùn)練的過程中需要樣本數(shù)量較大，并且當(dāng)樣本不足時(shí)，診斷的效果會(huì)大打折扣；應(yīng)用之前所需訓(xùn)練的時(shí)間過長。
1.2專家系統(tǒng)診斷法
當(dāng)機(jī)械系統(tǒng)比較難以用數(shù)學(xué)模型來建立或者沒有較為精確的數(shù)學(xué)模型時(shí)，我們可以使用專家系統(tǒng)診斷法。該種診斷的方法主要有三個(gè)不同的階段，從第一代中基于淺知識(shí)的智能診斷到第二代中基于深知識(shí)的專家診斷，以及最近的將二者結(jié)合起來的復(fù)合式故障診斷系統(tǒng)[2]。
1.2.1基于淺知識(shí)
淺知識(shí)主要是指經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，不是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或者在行為過程中產(chǎn)生的知識(shí)。該種診斷法以專家的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)為基礎(chǔ)，在演繹推理后得出診斷的最終結(jié)果，為故障原因得出一個(gè)最佳的解釋?；跍\知識(shí)的專家診斷系統(tǒng)主要運(yùn)用到兩類知識(shí)，其一為機(jī)械設(shè)備故障導(dǎo)致各種征兆的因果知識(shí)；其二為能夠反映因果關(guān)系的可能性數(shù)值知識(shí)。主要的缺點(diǎn)就是診斷對(duì)象數(shù)量以及復(fù)雜性逐漸增多時(shí)，基于淺知識(shí)的故障智能專家系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)知識(shí)不太完備以及依賴性太強(qiáng)。
1.2.2基于深知識(shí)
深知識(shí)主要是指一些模型的知識(shí)包括機(jī)械系統(tǒng)中存在的結(jié)構(gòu)、功能、過程或者是因果關(guān)系的模型。該種方法主要通過診斷對(duì)實(shí)際輸出和預(yù)計(jì)輸出之間的偏差值用第一定律知識(shí)以及一定的算法過程找出潛在的故障源。該種方法獲取數(shù)據(jù)較為方便，且形成的知識(shí)庫會(huì)比較一致和完備；但是該法所需搜索的空間過大，且推理的過程不是非常簡(jiǎn)便和快速。
1.2.3復(fù)合式
復(fù)合式的診斷專家系統(tǒng)就是將淺知識(shí)和深知識(shí)兩者有效的結(jié)合起來。前一部分運(yùn)用淺知識(shí)診斷法，推理出產(chǎn)生故障的可能原因和位置，其后再運(yùn)用深知識(shí)診斷系統(tǒng)去做進(jìn)一步的確認(rèn)和解釋。兩種方法之間的銜接我們采用一種相互照應(yīng)的方式，將淺知識(shí)中的假設(shè)對(duì)象和深知識(shí)中推理點(diǎn)一一對(duì)應(yīng)起來。所以該種方法將故障的解決過程更加優(yōu)化，也使得解決的方法更加快速和方便。它適合人類的思維，且修改較為方便；但是其缺點(diǎn)在于建立知識(shí)庫比較麻煩，缺少主動(dòng)學(xué)習(xí)的能力。
1.3遠(yuǎn)程分布式智能診斷法
遠(yuǎn)程分布式法主要是將故障的診斷和目前的網(wǎng)絡(luò)即時(shí)通訊結(jié)合在一起[3]。主要有兩種診斷系統(tǒng)運(yùn)行的方式，其一為實(shí)時(shí)監(jiān)控的診斷，另一種為電子信函的會(huì)診。第一種就是將機(jī)械故障的實(shí)際情況通過視頻等通訊工具傳給并不在現(xiàn)場(chǎng)的專家們，讓他們根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)將采集到的信號(hào)進(jìn)行相關(guān)專業(yè)的處理，并通過通訊工具和其他專家進(jìn)行相互的交流與探討，形成一種網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)下的會(huì)議形式，共同研究出一個(gè)最優(yōu)的處理方案。其主要缺點(diǎn)在于，信號(hào)的采集可能會(huì)有些偏差，并且要協(xié)調(diào)好各位專家同時(shí)在線的時(shí)間也是比較麻煩的。第二種就是通過現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)人員將數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與整理，然后把所有的相關(guān)數(shù)據(jù)全部以信函的方式傳給有關(guān)專家，當(dāng)專家做好分析之后，再用電子信函的方式傳回給現(xiàn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行下一步的處理。這一種方法把系統(tǒng)中的資源與實(shí)際專家的經(jīng)驗(yàn)有效的利用起來，為設(shè)備的故障處理與維護(hù)提供了方便有效的遠(yuǎn)程服務(wù)，對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的可靠性有了極大的保證。
2.智能診斷方法前景分析
由于目前設(shè)備故障診斷的技術(shù)已經(jīng)和非線性原理、傳感技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)相融合，智能診斷的方法正在不斷的完善和科技化。其發(fā)展的趨勢(shì)大概如下[4]：多種知識(shí)以及各種方法相結(jié)合；相關(guān)原理知識(shí)與實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)更加緊密融合；診斷系統(tǒng)的能力越來越接近人類專家；專家系統(tǒng)診斷法會(huì)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷法在診斷過程中融合；大量的虛擬技術(shù)將會(huì)得到重用；數(shù)據(jù)庫的技術(shù)和人工智能技術(shù)會(huì)相互結(jié)合……
總之，智能診斷機(jī)械設(shè)備故障的趨勢(shì)就是將各種不同的智能技術(shù)進(jìn)行有效的結(jié)合起來，形成一種功能強(qiáng)大的混合診斷系統(tǒng)。但是在智能化處理的趨勢(shì)下，仍然有一些問題是需要我們迫切去解決和研究的，所以在以后，我們要不斷的新的技術(shù)，前沿的學(xué)科方法運(yùn)用到機(jī)械故障解決中去，用新的思維和新的方法從實(shí)際的應(yīng)用提出新的問題，并加以解決和完善，將智能話診斷機(jī)械設(shè)備提升到理論方法一致的高度之上。
【參考文獻(xiàn)】
［1］王宇杰,龐兵.機(jī)械故障智能診斷方法研究[J].黑龍江科技信息,2011,6(6):42.
在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，煤炭工業(yè)占據(jù)了重要地位，我國在能源生產(chǎn)與消費(fèi)中，煤炭仍是我國的主要能源，加強(qiáng)煤炭生產(chǎn)技術(shù)的提高，可有效加強(qiáng)煤炭生產(chǎn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化與生產(chǎn)安全高效性，并在降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高煤炭生產(chǎn)效率同時(shí)，確保員工的生活質(zhì)量與身體健康，促進(jìn)煤炭工業(yè)的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)雙重效益。
一、煤炭機(jī)電技術(shù)
在煤炭工業(yè)生產(chǎn)中，現(xiàn)代煤炭的機(jī)電技術(shù)作為煤炭生產(chǎn)重要構(gòu)成，也稱之為機(jī)械電子的工程學(xué)，是跨學(xué)科綜合性的高技術(shù)，主要是由微電子、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、液壓技術(shù)與信息技術(shù)等融合而成的交叉學(xué)科，是上世紀(jì)八十年代，在微電子技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的高新技術(shù)，有效推動(dòng)了相關(guān)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，尤其是在傳感、計(jì)算機(jī)、微處理與檢測(cè)信息技術(shù)等發(fā)展下，機(jī)電技術(shù)在煤炭機(jī)械生產(chǎn)中獲得了廣泛應(yīng)用，有效改善了煤礦機(jī)電相關(guān)產(chǎn)品綜合性能，推動(dòng)了煤礦機(jī)械新時(shí)期的發(fā)展。煤炭生產(chǎn)中，機(jī)電技術(shù)的應(yīng)用，增強(qiáng)了煤炭機(jī)械自動(dòng)化與經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而影響到了煤炭生產(chǎn)中的排水、供電、提升與通風(fēng)等安全因素，微電腦控制已成為煤炭機(jī)械生產(chǎn)重要構(gòu)成，在煤炭科技進(jìn)步下，煤炭機(jī)械中的電子控制技術(shù)比例越來越大，其應(yīng)用范圍與功能不斷提高，對(duì)煤炭設(shè)備管理提出較高要求。
二、煤礦機(jī)電相關(guān)技術(shù)與功能
1.機(jī)電相關(guān)技術(shù)
在現(xiàn)代煤炭機(jī)械生產(chǎn)中，機(jī)電技術(shù)主要包含機(jī)械本體、信息處理與傳感器等構(gòu)成，在機(jī)械本體技術(shù)當(dāng)中，應(yīng)充分考慮機(jī)械性能與重量減輕等問題，目前機(jī)械產(chǎn)品制作大多是以鋼鐵材料作為主材，為減輕重量，對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)施全面改進(jìn)，應(yīng)該在制作當(dāng)中，有效融合非金屬的復(fù)合材料，有效減輕機(jī)械本體重量，降低能量消耗率，增強(qiáng)實(shí)際效率。傳感技術(shù)方面主要是解決其精確度、可靠性與靈敏度等方面，增強(qiáng)可靠性及防止干擾間的密切關(guān)系，為有效避免電干擾，應(yīng)采取光纖電纜給予有效控制。而信息處理技術(shù)方面，應(yīng)該加強(qiáng)機(jī)電與微電子間的快速進(jìn)步，和信息處理設(shè)備間也是緊密相關(guān)的，要提高煤炭機(jī)電技術(shù)，應(yīng)該有效提高信息處理的可靠性，讓信息處理含有較快速度，有效處理標(biāo)準(zhǔn)化與干擾間的問題。
2.機(jī)電控制功能
在現(xiàn)代煤炭的機(jī)電技術(shù)發(fā)展中，實(shí)現(xiàn)了作業(yè)裝置、電機(jī)與制動(dòng)系統(tǒng)等方面運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦出現(xiàn)故障，可自動(dòng)報(bào)警，并提示故障存在部位，有效簡(jiǎn)化了煤礦設(shè)備維護(hù)與檢查方面的工作，并減少了維修費(fèi)。加強(qiáng)煤礦機(jī)電的控制系統(tǒng)，有效實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗與生產(chǎn)效率目標(biāo)，如膠帶輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)、提升機(jī)、變頻起動(dòng)與PLC控制系統(tǒng)等方面，就能節(jié)省電量30%之上，極大提高了煤炭生產(chǎn)的效率。機(jī)電技術(shù)還促進(jìn)了自動(dòng)化與半自動(dòng)化的操作功能，減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低了由于工作人員缺乏經(jīng)驗(yàn)所造成的作業(yè)精度影響，并且還具有安全操作與遠(yuǎn)程遙控等功能。
三、現(xiàn)代煤炭機(jī)電技術(shù)的應(yīng)用與前景分析
1.機(jī)電技術(shù)應(yīng)用
我國煤礦機(jī)電生產(chǎn)中，有關(guān)安全監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)踐較晚，在上世紀(jì)八十年代，我國才開始引進(jìn)多外先進(jìn)煤礦監(jiān)測(cè)方面的技術(shù)，直到上世紀(jì)九十年代，經(jīng)過反復(fù)研究制定出了高水平監(jiān)控體系，如煤炭科研院的重慶分院實(shí)施了監(jiān)控系統(tǒng)研究，有效提高了監(jiān)控分站智能水平，并與網(wǎng)絡(luò)連接，對(duì)煤礦中的瓦斯突出礦井狀況進(jìn)行了規(guī)定，必須要安裝監(jiān)控系統(tǒng)，有些系統(tǒng)生產(chǎn)廠家，為各煤礦系統(tǒng)提供了相關(guān)的有利條件選擇，并在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)下，有效提高自身產(chǎn)品質(zhì)量及優(yōu)質(zhì)服務(wù)。機(jī)電技術(shù)在煤炭礦井提升機(jī)方面也有應(yīng)用，提升機(jī)上的機(jī)電技術(shù)提高，讓機(jī)電技術(shù)功能得以有效發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、直流與交叉作業(yè)的提升機(jī)，數(shù)字化提升機(jī)具有快速通信與自行診斷等功能。加強(qiáng)煤礦機(jī)電應(yīng)用，可有效體現(xiàn)煤礦機(jī)械的自動(dòng)化程度高、使用壽命長與安全性高等特點(diǎn)。在煤礦機(jī)械當(dāng)中，微電腦可靠性是項(xiàng)重要性能指標(biāo)，在井下作業(yè)當(dāng)中，其工作環(huán)境較為惡劣，并受潮氣、煤塵與石塊等變化侵襲，且受磁場(chǎng)、電場(chǎng)與機(jī)械振動(dòng)等干擾，加強(qiáng)微電腦控制在井下性能環(huán)境要求，并能持續(xù)穩(wěn)定工作，可實(shí)現(xiàn)抗老化與高強(qiáng)度等問題。煤炭機(jī)電技術(shù)也要滿足智能性要求，將機(jī)械、液壓控制與電子等技術(shù)進(jìn)行有機(jī)組合，為煤礦機(jī)械整體性能提高奠定基礎(chǔ)。在煤礦機(jī)械當(dāng)中，微電控制系統(tǒng)已獲得廣泛應(yīng)用，電子控制技術(shù)深入煤炭機(jī)械各領(lǐng)域當(dāng)中，極大提高了智能電子控制的專業(yè)化與智能化。
2.機(jī)電技術(shù)發(fā)展前景
隨著我國計(jì)算機(jī)與信息處理等技術(shù)不斷發(fā)展，機(jī)電技術(shù)在現(xiàn)代煤炭生產(chǎn)中獲得了較大發(fā)展，但與國外先進(jìn)技術(shù)相比，我國現(xiàn)代的煤炭機(jī)電技術(shù)水平還相對(duì)落后，要想達(dá)到世界先進(jìn)水平，需要我國的煤炭機(jī)電技術(shù)更為系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，將計(jì)算機(jī)當(dāng)作煤炭機(jī)電核心的裝置，煤炭機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)當(dāng)中，要盡量選擇功能較為完善嵌入式的計(jì)算機(jī)，以確保機(jī)電工作性能的可靠性，并加強(qiáng)煤炭機(jī)電產(chǎn)品的開發(fā)研究，與網(wǎng)絡(luò)控制實(shí)現(xiàn)有效的通信控制。同時(shí)，在智能化上，機(jī)電產(chǎn)品要對(duì)設(shè)備自身與周圍環(huán)境具有判斷診斷功能，對(duì)自身最佳工作狀態(tài)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，強(qiáng)化故障預(yù)測(cè)與診斷分析，并加強(qiáng)傳感器方面的研究，有效實(shí)現(xiàn)傳感器智能化、集成化與數(shù)字化等，確保傳感器測(cè)量準(zhǔn)確，讓機(jī)電技術(shù)更為先進(jìn)合理，提高煤礦井下作業(yè)復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性。
結(jié)束語
現(xiàn)代的煤炭機(jī)電技術(shù)是項(xiàng)綜合技術(shù)，是微電子、計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)等相融合而成的技術(shù)，在煤礦井下采掘與運(yùn)輸當(dāng)中獲得了廣泛應(yīng)用，有效促進(jìn)了我國煤礦事業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，隨著人工智能、網(wǎng)絡(luò)與生物工程等技術(shù)的高速發(fā)展，現(xiàn)代的煤炭機(jī)電技術(shù)功能將會(huì)更為強(qiáng)大與優(yōu)越，我國應(yīng)積極加強(qiáng)煤炭機(jī)電相關(guān)技術(shù)研究開發(fā)，充分體現(xiàn)我國煤炭企業(yè)在社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與技術(shù)方面的效益。
參考文獻(xiàn)：
電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用指的就是對(duì)電力進(jìn)行切實(shí)的調(diào)度，使電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)正常的運(yùn)作，保證發(fā)電環(huán)節(jié)至配電環(huán)節(jié)的自動(dòng)化運(yùn)行，這樣將會(huì)極大地提高電力系統(tǒng)的應(yīng)用效率，而電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)作則是電力技術(shù)發(fā)展的方向，現(xiàn)階段我國電力系統(tǒng)的發(fā)展意識(shí)到了自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)，要想更好的實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化，就要在當(dāng)前新形勢(shì)下，將先進(jìn)技術(shù)成果融入其中，充分體現(xiàn)它的優(yōu)勢(shì)，這樣才能最大程度上促進(jìn)電力系統(tǒng)的發(fā)展。
1.對(duì)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化的分類和淺析
電力系統(tǒng)自動(dòng)化涵蓋著諸多的環(huán)節(jié)，比如系統(tǒng)元件的保護(hù)環(huán)節(jié)、自動(dòng)檢測(cè)環(huán)節(jié)以及調(diào)節(jié)和控制環(huán)節(jié)等等，同時(shí)還會(huì)對(duì)電力企業(yè)進(jìn)行自動(dòng)化的管理。應(yīng)用電力系統(tǒng)的最終目的就是要確保電力系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)母咝院头€(wěn)定性，進(jìn)而保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性，最終極大的提高電力系統(tǒng)的運(yùn)作效率，為電力企業(yè)帶來更高的經(jīng)濟(jì)效益[1]。縱觀現(xiàn)階段的電力自動(dòng)化運(yùn)行技術(shù)，可以將電力系統(tǒng)自動(dòng)化分為六個(gè)種類，即：火力發(fā)電廠自動(dòng)化、電力系統(tǒng)信息自動(dòng)傳輸系統(tǒng)、供電系統(tǒng)自動(dòng)化、電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化、火力發(fā)電站綜合自動(dòng)化、電力系統(tǒng)反事故自動(dòng)裝置六大類，而電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化就是其中極為關(guān)鍵的內(nèi)容，它指的是以計(jì)算機(jī)為主體的控制體統(tǒng)，其作用就是要更好地促進(jìn)調(diào)度中心、發(fā)電廠以及變電站的運(yùn)作，并為電力系統(tǒng)提供所需的信息數(shù)據(jù)，而后對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行切實(shí)的收集，再對(duì)這些數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行計(jì)算和檢測(cè)，最大程度上保證電網(wǎng)調(diào)度的正常運(yùn)作。
2.對(duì)于變革性的新型技術(shù)分析
在當(dāng)前的技術(shù)發(fā)展背景下，要想更好地推動(dòng)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展，就要對(duì)其中關(guān)鍵的技術(shù)類型進(jìn)行分析，還要對(duì)電力系統(tǒng)具有變革性意義的技術(shù)類型進(jìn)行探究，同時(shí)對(duì)新形勢(shì)下電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展方向進(jìn)行探究，最終極大的促進(jìn)我國電力自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。
2.1對(duì)于FACTS技術(shù)的應(yīng)用
FACTS技術(shù)指的是柔流輸電系統(tǒng)技術(shù)，它的應(yīng)用對(duì)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展具有較大的影響，此技術(shù)也是極為重要的電力系統(tǒng)技術(shù)類型，在輸電技術(shù)的應(yīng)用中發(fā)揮了巨大的作用，可以切實(shí)保證輸電系統(tǒng)的的運(yùn)行穩(wěn)定性和高效性。簡(jiǎn)而言之，在應(yīng)用FACTS技術(shù)的過程中，不可避免的應(yīng)用到高壓輸電系統(tǒng)，并且還要將其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)出來，應(yīng)用技術(shù)類別中的電力電子裝置，而后對(duì)輸電系統(tǒng)中的有關(guān)參數(shù)予以調(diào)整和控制，最終保證其運(yùn)作的可靠性和安全性[2]。FACTS技術(shù)的應(yīng)用還可以一定程度的降低電力輸送的能耗問題，而這一功能在可持續(xù)發(fā)展理念不斷推行的今天，此技術(shù)的應(yīng)用可謂是一項(xiàng)極具發(fā)展前景的技術(shù)類型，同時(shí)也可以極大的促進(jìn)電力自動(dòng)化運(yùn)行系統(tǒng)的發(fā)展。
2.2對(duì)于智能化控制技術(shù)的應(yīng)用
智能化控制技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化發(fā)展來講是尤為重要的，同時(shí)也極具時(shí)展的意義，在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)控制過程中，一般都要對(duì)線性控制以及傳遞函數(shù)控制問題等進(jìn)行分析，而后再對(duì)有關(guān)智能化控制技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行探究，但是，現(xiàn)階段對(duì)于智能化控制技術(shù)的開發(fā)力度仍舊較為薄弱，智能化控制理論也越發(fā)成為現(xiàn)階段的電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)作的主要理論指導(dǎo)內(nèi)容。這里所講的智能化控制方式，就要應(yīng)用較為簡(jiǎn)短的技術(shù)，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)作過程中，較為繁雜的內(nèi)容和環(huán)節(jié)進(jìn)行合理的控制，而后還要促使這些難度較大環(huán)節(jié)的運(yùn)作更具安全性和穩(wěn)定性，在此過程中，還要對(duì)模型中的不確定因素進(jìn)行分析，通過智能化的控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高效的控制，對(duì)現(xiàn)階段的電力系統(tǒng)運(yùn)作發(fā)展形勢(shì)來看，電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)作方式也會(huì)呈現(xiàn)著智能化的發(fā)展趨勢(shì)[3]。
2.3對(duì)于DFACTS的應(yīng)用分析
DFACTS技術(shù)指的就是應(yīng)用配電系統(tǒng)，而后實(shí)現(xiàn)靈活的交流，此技術(shù)的應(yīng)用也是基于配電網(wǎng)的供電需求，研發(fā)出新的理論觀點(diǎn)，它著重針對(duì)供電質(zhì)量中的各類問題，應(yīng)用系統(tǒng)的解決方案，在大量的商業(yè)用戶以及配電網(wǎng)的運(yùn)作中應(yīng)用新型的電力電子控制器。
3.對(duì)于電力系統(tǒng)自動(dòng)化的發(fā)展前景分析
3.1對(duì)于電力市場(chǎng)理論和技術(shù)的發(fā)展前景分析
電力市場(chǎng)的發(fā)展一定要結(jié)合社會(huì)主義市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，還要基于用戶的對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)作需求，以此為基礎(chǔ)，對(duì)我國電力市場(chǎng)的運(yùn)作方式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，同時(shí)還要對(duì)我國電力市場(chǎng)運(yùn)作過程中易出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析和探究，而后對(duì)市場(chǎng)運(yùn)營中的準(zhǔn)則進(jìn)行研究，最終確定最為適宜的電力系統(tǒng)運(yùn)作模式[4]。
3.2對(duì)于智能保護(hù)和變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展方向分析
要想更好地對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行研究，就要引進(jìn)先進(jìn)的人工智能技術(shù)、綜合自動(dòng)控制理論、網(wǎng)絡(luò)通信、模糊理論、自適應(yīng)理論以及信息化新技術(shù)等等，使新繼電保護(hù)裝置更具信息化的發(fā)展趨勢(shì)，最終極大的提高電力系統(tǒng)的運(yùn)作水準(zhǔn)。而筆者對(duì)現(xiàn)階段的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用方式進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)融入分布式變電站綜合自動(dòng)化裝置可以切實(shí)提高各類變電站的運(yùn)作需求，也類滿足電力系統(tǒng)的運(yùn)作條件，最終將會(huì)大大提高電力系統(tǒng)的運(yùn)作效率和穩(wěn)定性[5]。
3.3對(duì)于電力設(shè)備檢測(cè)以及故障診斷技術(shù)的發(fā)展方向分析
在實(shí)際的電力系統(tǒng)運(yùn)作中，要想更好地促進(jìn)電力系統(tǒng)的自動(dòng)化發(fā)展趨勢(shì)，就要充分的意識(shí)到光纖技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及模式識(shí)別技術(shù)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)出來，還要切實(shí)對(duì)電氣設(shè)備的故障問題進(jìn)行診斷，實(shí)現(xiàn)絕緣監(jiān)測(cè)，此外，還要逐漸的構(gòu)建一個(gè)集變壓器、電容型設(shè)備、發(fā)電機(jī)、開關(guān)設(shè)備以及直流系統(tǒng)等的電氣設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)，而后再切實(shí)提高電力系統(tǒng)的運(yùn)作安全性和穩(wěn)定性。
4.結(jié)束語
綜上所述，社會(huì)的發(fā)展和時(shí)代的進(jìn)步，當(dāng)前國內(nèi)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展層次也在日漸提升，要想更好地滿足人們對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)作需求，就要不斷的促使電力系統(tǒng)的發(fā)展更具自動(dòng)化特征，極大的促進(jìn)電力系統(tǒng)的發(fā)展，現(xiàn)階段我國的電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，也發(fā)生了較大的變革，要想實(shí)現(xiàn)更進(jìn)一步的發(fā)展，就要做好指導(dǎo)性作用，還要結(jié)合電力系統(tǒng)市場(chǎng)發(fā)展需求，滿足人們對(duì)于電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)作需要，最大程度上促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞：
機(jī)械設(shè)計(jì)；自動(dòng)化；發(fā)展方向
經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的需求變得越來越多。全球經(jīng)濟(jì)一體化的發(fā)展進(jìn)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(jì)技術(shù)完成機(jī)械制造業(yè)輸出，傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿足機(jī)械制造業(yè)的進(jìn)步和需求。人們開始研究自動(dòng)化控制系統(tǒng)的升級(jí)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(dòng)積極地發(fā)展，帶動(dòng)社會(huì)的發(fā)展。
1機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化的復(fù)合設(shè)計(jì)內(nèi)容原則
1.1滿足對(duì)機(jī)器的功能要求
基于二十世紀(jì)九十年代國際裝備機(jī)構(gòu)學(xué)術(shù)組織及相關(guān)機(jī)構(gòu)做出的這樣的概念界定：機(jī)電聯(lián)體型是高端機(jī)械裝備、電子程序調(diào)控及系統(tǒng)思維理論在機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制作環(huán)節(jié)中的緊密融合，所以不論哪一類社會(huì)產(chǎn)品的問世均是給社會(huì)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(xiàng)基本效能。
1.2加強(qiáng)創(chuàng)新與完善
按照機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)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(jìn)行分類處理。①根據(jù)物料的加工與運(yùn)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(jī)械設(shè)備，比如各種輕工機(jī)械、印刷機(jī)械、紡織機(jī)械、起重機(jī)械、食品加工機(jī)械、交通運(yùn)輸機(jī)械、機(jī)床等。②以機(jī)械能量為主，將信息與能量進(jìn)行輸入處理，同時(shí)輸出具有不同能量的產(chǎn)品或系統(tǒng)，這就是動(dòng)力機(jī)械，比如內(nèi)燃機(jī)、水輪機(jī)、電動(dòng)機(jī)等。③以處理信息為主，將能量與信息進(jìn)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(jī)，主要為傳真機(jī)、計(jì)算機(jī)、儀表、儀器等辦公機(jī)械[1]。除了上述介紹的主功能外，機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化系統(tǒng)花具備構(gòu)造、控制、檢測(cè)、動(dòng)力等的內(nèi)部功能。在制造設(shè)計(jì)機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的時(shí)候需要基于以上功能構(gòu)成原理來進(jìn)行，以便不斷加強(qiáng)創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，提高機(jī)械產(chǎn)品的自動(dòng)化水平。
2機(jī)械工程設(shè)計(jì)及自動(dòng)化特點(diǎn)
傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)不能滿足機(jī)械制造業(yè)的進(jìn)步和需求，后續(xù)維護(hù)費(fèi)用變得越來越高昂。人們開始研究自動(dòng)化控制系統(tǒng)的升級(jí)改造問題，滿足日益增長的生產(chǎn)需要，減少維護(hù)費(fèi)用。保證生產(chǎn)安全和生產(chǎn)質(zhì)量。機(jī)械產(chǎn)品自動(dòng)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(dòng)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(jī)械工程自動(dòng)化能夠?qū)⒏鶕?jù)設(shè)計(jì)需求對(duì)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(xiàn)一份力量[2]。再進(jìn)行機(jī)械工程設(shè)計(jì)的過程中，技術(shù)不再單一，融入了各種技術(shù)，功能十分強(qiáng)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(jī)械設(shè)計(jì)制造當(dāng)中的自動(dòng)化技術(shù)
自動(dòng)化技術(shù)在當(dāng)代社會(huì)中是一門綜合性非常明顯的學(xué)科，其會(huì)涉及到電力電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)以及計(jì)算計(jì)技術(shù)，同時(shí)和人們的日常生活有著較高的關(guān)聯(lián)性，雖然自動(dòng)化技術(shù)是電氣信息領(lǐng)域當(dāng)中的一個(gè)新學(xué)科，但是目前自動(dòng)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(huì)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(jī)械設(shè)計(jì)制造的最終任務(wù)便是在滿足產(chǎn)品特點(diǎn)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(jī)械設(shè)計(jì)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(huì)遭受來自于人為錯(cuò)誤的影響。還會(huì)因?yàn)槿肆趧?dòng)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(cuò)率非常明顯，嚴(yán)重阻礙產(chǎn)品高質(zhì)量生產(chǎn)。
4機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化的未來發(fā)展方向
4.1機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化未來發(fā)展的智能化
二十一世紀(jì)機(jī)械自動(dòng)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(jī)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(dòng)力學(xué)、生理學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、運(yùn)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(shí)現(xiàn)更高的機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化控制目標(biāo)。
4.2機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)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(jì)連接在一起，而機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)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(shí)現(xiàn)在全球范圍內(nèi)的生產(chǎn)與暢銷。機(jī)電一體化是制造行業(yè)通用的發(fā)展方向，可以簡(jiǎn)單的理解成為技術(shù)的提升以及系統(tǒng)的升級(jí)。由電子控制的機(jī)械設(shè)備，能夠借助智能化、自動(dòng)化技術(shù)完成設(shè)計(jì)與制造流程[3]。從某種層面上而言，機(jī)電一體化就是機(jī)械設(shè)計(jì)制造和自動(dòng)化技術(shù)的延伸，所以實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化是機(jī)械設(shè)計(jì)制造的必然發(fā)展趨勢(shì)。
4.3機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化未來發(fā)展的綠色環(huán)?；?/p>
如今我國機(jī)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(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化也要朝著綠色與環(huán)保方向發(fā)展，以便順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展趨勢(shì)，來達(dá)到人類健康要求與環(huán)境特定保護(hù)要求，降低對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞與污染。機(jī)械自動(dòng)化產(chǎn)品的綠色設(shè)計(jì)具有可持續(xù)的發(fā)展前景。
4.4機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化未來發(fā)展的微型化
所謂微型化的機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)就是指尺寸低于一立方米的機(jī)械制造設(shè)計(jì)及其自動(dòng)化產(chǎn)品，并逐漸朝著納米級(jí)與微米級(jí)方向發(fā)展。機(jī)械自動(dòng)化的微機(jī)產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)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(shì)，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(jìn)微機(jī)機(jī)械自動(dòng)化的健康發(fā)展。
5結(jié)束語
我國的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，對(duì)生活中各種需求變得越來越多，人們開始重視施機(jī)械制造業(yè)設(shè)計(jì)的發(fā)展是一件非常好的事情。在機(jī)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(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行研究分析，科學(xué)合理遵守施工安全標(biāo)準(zhǔn)，幫助自動(dòng)化控制系統(tǒng)升級(jí)改造的更加完善。我們國家對(duì)于自動(dòng)化控制系統(tǒng)升級(jí)改造問題剛剛起步，自動(dòng)化控制系統(tǒng)升級(jí)改造存在很多不足之處，但是科技在發(fā)展人們?cè)谶M(jìn)步，這些問題總會(huì)克服發(fā)展的會(huì)越來越好。
參考文獻(xiàn)：
[1]李知洋.探討機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的發(fā)展方向[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016(3)：39+37.
中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
前言
機(jī)電工程概要
機(jī)電工程亦稱機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。
機(jī)電工程發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電工程是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個(gè)機(jī)電工程系統(tǒng)或機(jī)電工程產(chǎn)品。因此，“機(jī)電工程”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。
一、機(jī)電工程技術(shù)發(fā)展
機(jī)電工程是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。
（1）數(shù)字化 微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電工程產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。
（2）智能化 即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電工程技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。
（3）模塊化 由于機(jī)電工程產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電工程產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元；具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的電機(jī)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。（4） 網(wǎng)絡(luò)化 由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電工程產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們?cè)诩依锟沙浞窒硎芨鞣N高技術(shù)帶來的好處，因此，機(jī)電工程產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。給人們帶來無窮的知識(shí)和方便。
（5）人性化 機(jī)電工程產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何給機(jī)電工程產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機(jī)電工程產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對(duì)人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機(jī)器人的最高境界就是人機(jī)一體化。
（6）微型化 微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機(jī)電系統(tǒng)（Micro Electronic Mechanical Systems，簡(jiǎn)稱MEMS）是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986年美國斯坦福大學(xué)研制出第一個(gè)醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學(xué)Berkeley分校研制出第一個(gè)微電機(jī)以來，國內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機(jī)理研究方面取得了很大進(jìn)展，開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計(jì)、微觸覺傳感器），各種微構(gòu)件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機(jī)器人等）。
（7）集成化 集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時(shí)處理加工、裝配、檢測(cè)、管理等多種工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。
（8）帶源化 是指機(jī)電工程產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場(chǎng)合無法使用電能。帶源化是機(jī)電工程產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。
（9） 綠色化 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時(shí)也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護(hù)環(huán)境，回歸自然，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運(yùn)而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機(jī)電工程產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品可分解和再生利用。
二、機(jī)電工程產(chǎn)品
機(jī)電工程產(chǎn)品分系統(tǒng)（整機(jī)）和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機(jī)電工程系統(tǒng)有：數(shù)控機(jī)床、機(jī)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(jī)電工程元、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(jī)、傳感器、專用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。這些典型的機(jī)電工程產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、市場(chǎng)前景分析從略。
三、機(jī)電工程的未來前景
1.全息系統(tǒng)化全息系統(tǒng)化也即智能化，是對(duì)機(jī)器的行為描述，即在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、混沌動(dòng)力學(xué)、人工智能、心理學(xué)和生理學(xué)等新的學(xué)科方法、新的設(shè)計(jì)思想，從而模擬人類的思維能力，使它如同人一樣具有思維、意識(shí)等能力，以便達(dá)到更高水平的控制目標(biāo)。隨著機(jī)電工程技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電工程產(chǎn)品智能特征也越來越明顯，智能化水平也是日趨上升，新世紀(jì)機(jī)電工程技術(shù)中的智能化的快速發(fā)展，人工智能在機(jī)電工程的研究中也日益得到重視，其中機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能結(jié)合就是一項(xiàng)重要應(yīng)用。當(dāng)然，要使機(jī)電工程產(chǎn)品具有與人完全相同的智能永遠(yuǎn)是不可能的，也沒有這個(gè)必要，但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電工程產(chǎn)品具有低級(jí)智能或者人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
2、微型機(jī)電化在實(shí)驗(yàn)室中，目前，通過半導(dǎo)體蝕刻技術(shù)，已經(jīng)制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件，如果這一成果應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，那么就沒有必要再區(qū)分什么是控制器、什么是機(jī)械部分了，這時(shí)就完全的實(shí)現(xiàn)機(jī)械和電子的“融合”，這樣CPU、機(jī)體、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)就可以集成在一起，而且體積小，同時(shí)組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電工程的一個(gè)重要的前進(jìn)方向，更是機(jī)電工程向微觀領(lǐng)域和微型機(jī)器的發(fā)展趨勢(shì)，在國外，人們稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)，也指外觀尺寸不超過1cm3 的機(jī)電工程產(chǎn)品，一并向微米級(jí)、納米級(jí)發(fā)展，正因?yàn)槲C(jī)電工程產(chǎn)品耗能少、體積小、運(yùn)動(dòng)靈活，在軍事、生物醫(yī)療、信息等方面占有很高的地位和很大的優(yōu)勢(shì)。
3、 光機(jī)電工程光機(jī)電工程是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)，因?yàn)闄C(jī)電工程系統(tǒng)是由機(jī)械系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)等部件構(gòu)成的，因此，在機(jī)電工程技術(shù)中引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，充分利用光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點(diǎn)，有效地改進(jìn)機(jī)電工程系統(tǒng)的能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；高科技；技術(shù)變革
1.引言
然而，物聯(lián)網(wǎng)研究和開發(fā)的機(jī)遇更是挑戰(zhàn)。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要一個(gè)寬松的環(huán)境以及產(chǎn)業(yè)鏈的共同努力，這樣才能實(shí)現(xiàn)上下游產(chǎn)業(yè)及跨產(chǎn)業(yè)的聯(lián)動(dòng)，形成產(chǎn)業(yè)的聯(lián)盟，帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，共同推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展。這就要求我們能夠從深層次發(fā)現(xiàn)和解決物聯(lián)網(wǎng)中的關(guān)鍵理論問題、攻克技術(shù)難點(diǎn)及將物聯(lián)網(wǎng)研究和開發(fā)的成果應(yīng)用與實(shí)際，則我們就可以再物聯(lián)網(wǎng)研究和開發(fā)的挑戰(zhàn)中獲得發(fā)展得機(jī)遇。否則，我們只會(huì)在物聯(lián)網(wǎng)研究和開發(fā)上浪費(fèi)時(shí)間和資源，又一次錯(cuò)過了在科學(xué)和技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展的機(jī)遇。
2.發(fā)展現(xiàn)狀和目標(biāo)
2.1發(fā)展現(xiàn)狀
無線射頻識(shí)別產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)規(guī)模超過100億元，傳感器市場(chǎng)規(guī)模超過900億元，其中， 微機(jī)電系統(tǒng)傳感器市場(chǎng)規(guī)模超過150億元；機(jī)器到機(jī)器終端數(shù)量接近1000萬，形成全球最大的M2M市場(chǎng)之一。
2.2發(fā)展目標(biāo)
我國物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的十年目標(biāo)是把我國初步建成物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新國家。教育部工信部授權(quán)理工科高校開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)課程，為學(xué)生傳授物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)課程，但凸顯劣勢(shì)的是，師資相對(duì)缺乏?？上驳氖怯腥A清遠(yuǎn)見這樣的物聯(lián)網(wǎng)工程師培訓(xùn)機(jī)構(gòu)?？傮w來講物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)在中國的發(fā)展令人期待。中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)有以下三點(diǎn)。
（1） 自主創(chuàng)新能力明顯增強(qiáng)，攻克一批核心關(guān)鍵技術(shù)，在國際標(biāo)準(zhǔn)制定中掌握重要話語權(quán)，初步實(shí)現(xiàn)“兩端趕超、中間突破”即在高端傳感、新型RFID、智能儀表、嵌入式智能操作系統(tǒng)、核心芯片等感知識(shí)別領(lǐng)域和高端應(yīng)用軟件與中間件、基礎(chǔ)架構(gòu)、云計(jì)算、高端信息處理等應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自主研發(fā)，技術(shù)掌控力顯著提升；在M2M通信、近距離無線傳輸?shù)任锫?lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域取得實(shí)質(zhì)性技術(shù)突破，躋身世界先進(jìn)行列。
（2） 具有國際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)體系初步形成。在傳感器與傳感器網(wǎng)絡(luò)、RFID、智能儀器儀表、智能終端、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、等物聯(lián)網(wǎng)制造產(chǎn)業(yè)，通信服務(wù)、云計(jì)算服務(wù)、軟件、高端集成與應(yīng)用等物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)業(yè)，以及嵌入式系統(tǒng)、芯片與微納器件等物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵支撐產(chǎn)業(yè)等領(lǐng)域培育一批領(lǐng)軍企業(yè)，初步形成從芯片、軟件、終端整機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、應(yīng)用到測(cè)試儀器儀表的完整產(chǎn)業(yè)鏈，初步實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新性產(chǎn)業(yè)集聚、門類齊全、協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈及空間布局。
（3） 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用水平顯著提升。建成一批物聯(lián)網(wǎng)示范應(yīng)用重大工程，在國民經(jīng)濟(jì)和民生服務(wù)等重點(diǎn)領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)應(yīng)用全面開展；國家戰(zhàn)略性基礎(chǔ)設(shè)施的智能化升級(jí)全面啟動(dòng)，寬帶、融合、安全的下一代信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施初步形成。
從網(wǎng)絡(luò)發(fā)展角度看，今后10―40年發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的第一要?jiǎng)?wù)是要建設(shè)讓大眾快捷獲取信息和知識(shí)、能有效協(xié)同工作、生活更加高品質(zhì)的信息網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)寬帶化、移動(dòng)化和三網(wǎng)融合，走向下一代互聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)一步向后IP時(shí)代的新網(wǎng)絡(luò)體系發(fā)展；物聯(lián)網(wǎng)從監(jiān)視、控制、反饋一體化，向泛在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展；在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)方面基于物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)代服務(wù)業(yè)快速發(fā)展普及。網(wǎng)絡(luò)媒體進(jìn)入主流媒體，傳統(tǒng)媒體與網(wǎng)絡(luò)媒體的融合，聯(lián)合構(gòu)建媒體輿論引導(dǎo)的新格局。云計(jì)算平臺(tái)為物聯(lián)網(wǎng)提供支持環(huán)境；物聯(lián)網(wǎng)科學(xué)將從交叉學(xué)科融合，向完善的網(wǎng)絡(luò)信息論發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)和服務(wù)將相互影響，實(shí)現(xiàn)人類向往的充滿智慧、更加美好、幸福的物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代。
3.主要任務(wù)
（一）大力攻克核心技術(shù)。（二）加快構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)體系。（三）協(xié)調(diào)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。（四）著力培育骨干企業(yè)。（五）積極開展應(yīng)用示范。（六）合理規(guī)劃區(qū)域布局。（七）加強(qiáng)信息安全保障。（八）提升公共服務(wù)能力。
4.前景分析
物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識(shí)別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備。物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。根據(jù)美國研究機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，物聯(lián)網(wǎng)所帶來的產(chǎn)業(yè)價(jià)值將比互聯(lián)網(wǎng)大30倍，物聯(lián)W將成為下一個(gè)萬億元級(jí)別的信息產(chǎn)業(yè)業(yè)務(wù)。
2011年12月，醞釀已久的《物聯(lián)網(wǎng)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》正式印發(fā)?！兑?guī)劃》明確，將加大財(cái)稅支持力度，增加物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項(xiàng)資金規(guī)模，加大產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)等對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的投入比重，鼓勵(lì)民資、外資投入物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域?！兑?guī)劃》提出，到2015年初步完成產(chǎn)業(yè)體系構(gòu)建的目標(biāo)：形成較為完善的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，培育和發(fā)展10個(gè)產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)，100家以上骨干企業(yè)，一批“專、精、特、新”的中小企業(yè)，建設(shè)一批覆蓋面廣、支撐力強(qiáng)的公共服務(wù)平臺(tái)?！笆濉逼陂g，物聯(lián)網(wǎng)將實(shí)施五大重點(diǎn)工程：關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新工程、標(biāo)準(zhǔn)化推進(jìn)工程、“十區(qū)百企”產(chǎn)業(yè)發(fā)展工程、重點(diǎn)領(lǐng)域應(yīng)用示范工程以及公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)工程。其中，重點(diǎn)領(lǐng)域主要涉及智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能物流、智能交通、智能電網(wǎng)、智能環(huán)保、智能安防、智能醫(yī)療和智能家居等。
從物聯(lián)網(wǎng)的市場(chǎng)來看，至2015年，中國物聯(lián)網(wǎng)整體市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到7500億元，年復(fù)合增長率超過30.0%。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，已經(jīng)上升到國家戰(zhàn)略的高度，必將有大大小小的科技企業(yè)受益于國家政策扶持，進(jìn)入科技產(chǎn)業(yè)化的過程中。從行業(yè)的角度來看，物聯(lián)網(wǎng)主要涉及的行業(yè)包括電子、軟件和通信，通過電子產(chǎn)品標(biāo)識(shí)感知識(shí)別相關(guān)信息，通過通信設(shè)備和服務(wù)傳導(dǎo)傳輸信息，最后通過計(jì)算機(jī)處理存儲(chǔ)信息。而這些產(chǎn)業(yè)鏈的任何環(huán)節(jié)都會(huì)開成相應(yīng)的市場(chǎng)，加總在一起的市場(chǎng)規(guī)模就相當(dāng)大，可以說，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈的細(xì)化將帶來市場(chǎng)進(jìn)一步細(xì)分，造就一個(gè)龐大的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)。
據(jù)思科最新報(bào)告稱，未來10年，物聯(lián)網(wǎng)將帶來一個(gè)價(jià)值14.4萬億美元的巨大市場(chǎng)，未來1/3的物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)機(jī)會(huì)在美國，30%在歐洲，而中國和日本將分別占據(jù)12%和5%。
示范工程
中圖分類號(hào)：TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）29-0123-01
引言
機(jī)器人的本質(zhì)就是高科技的機(jī)器裝置，但是和一般機(jī)器裝置不同是機(jī)器人還具備了一些智能能力，比如動(dòng)作能力、規(guī)劃能力以及感知能力等等，這些特殊的能力也使得機(jī)器人具備了高度的靈活性。機(jī)器人納鮮蘭統(tǒng)醴⒚饕岳匆丫取得了長足的進(jìn)步，特別是近些年來，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展讓機(jī)器人仿真技術(shù)的發(fā)展有了質(zhì)的飛越，隨著機(jī)器人技術(shù)越來越成熟，其功能也越來越強(qiáng)大，也被越來越多的行業(yè)運(yùn)用在實(shí)際的生產(chǎn)中，并取得了良好的成果。在不斷的研究和實(shí)踐中，人們逐漸認(rèn)識(shí)到機(jī)器人技術(shù)的本質(zhì)就是各種交互技術(shù)的結(jié)合，隨著科技的發(fā)展，機(jī)器人的仿真技術(shù)和自能化能力需要不斷的開發(fā)，充分的發(fā)揮其潛力，實(shí)現(xiàn)多層次的自動(dòng)化能力，并通過合理的操作來取代人們生產(chǎn)過程中的費(fèi)力和危險(xiǎn)活動(dòng)。
我國機(jī)器人仿真技術(shù)的研究對(duì)象主要集中在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)、軌跡規(guī)劃、動(dòng)力學(xué)以及操作實(shí)體建模等方面，雖然我國仿真技術(shù)起步比較晚，但發(fā)展極為迅速。
一、機(jī)器人仿真研究
微軟的windows平臺(tái)是機(jī)器人仿真技術(shù)開發(fā)的基礎(chǔ)，仿真技術(shù)的程序設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)以及幾何建模環(huán)節(jié)則需要采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法。在設(shè)計(jì)機(jī)器人仿真模型的過程中，通過研究對(duì)象的具體過程分析獲得模型，為后續(xù)仿真機(jī)器人的過程奠定基礎(chǔ)，在這一過程中常使用的開發(fā)工具是Open GL以及Visual C++，其中Visual C++這一款開發(fā)工具與OOA（面向?qū)ο蠓治觯OD（面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)）、OOP（面向?qū)ο缶幊蹋┚o密的結(jié)合，為機(jī)器人仿真技術(shù)編程等環(huán)節(jié)提供了強(qiáng)大技術(shù)支持和有效的操作方式。目前常用機(jī)器人仿真軟件有IGRIP，ROBCAD，DELMIA 等。
世界上第一臺(tái)機(jī)器人的出現(xiàn)離現(xiàn)在只有100多年的歷史，但是從歷史來看，人們對(duì)機(jī)器人的渴望和描述可以追溯到三千多年以前，那時(shí)的人類就希望建造成一種機(jī)器可以協(xié)助人們完成很多繁重的勞動(dòng)。隨著第三次科技革命的不斷深化，科學(xué)技術(shù)得到了長足的發(fā)展，機(jī)器人的制造技術(shù)也得以有了較大的進(jìn)步，其中機(jī)器人的視覺以及觸覺技術(shù)的改善就是典型的例子。由于技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)器人的概念也發(fā)生了一些變化，從上世紀(jì)八十年代開始，機(jī)器人的發(fā)展方向也由以前的單一機(jī)器逐步向決策、感覺以及思考等更加智能化的方向發(fā)展，同時(shí)機(jī)器人技術(shù)的研究范圍也不斷的延生，空間機(jī)器人、水下機(jī)器人以及微小型機(jī)器人等一些新型的機(jī)器人形態(tài)也被廣泛的創(chuàng)造，讓過去很難操作的問題得到很好的解決，為人們的生活生產(chǎn)帶來了極大的便利。將機(jī)器人的控制技術(shù)、職能技術(shù)以及傳感技術(shù)、影像采集等等運(yùn)用到生產(chǎn)生活的各個(gè)領(lǐng)域便產(chǎn)生了形態(tài)各異、功能不同的眾多智能機(jī)器人類型。
目前各國的智能機(jī)器人研究進(jìn)行的非常迅速，同時(shí)也取得了很多成就。比如英國的倫敦機(jī)器人研究中心就研究了一款獵豹機(jī)器人，該機(jī)器人的移動(dòng)速度能夠比正常人的移動(dòng)速度要高出許多并能夠保持良好的穩(wěn)定性；美國的洛杉磯職能研究所研究出了一款代號(hào)為“阿加爾”的機(jī)器人，該機(jī)器人沒有頭部，只有四肢和軀干，在崎嶇的山路以及顛簸的地形行走迅速，必要時(shí)候能夠用手臂前進(jìn)，該機(jī)器人以及被廣泛運(yùn)用在地形勘探中并取得良好的效果。
二、機(jī)器人自動(dòng)化控制系統(tǒng)的特點(diǎn)
機(jī)器人白動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)工業(yè)高效、安全生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一，機(jī)器人的發(fā)展是高強(qiáng)度、危險(xiǎn)勞動(dòng)所必須具備的手段，通過現(xiàn)代及將來技術(shù)人員攻克機(jī)器人白動(dòng)化的發(fā)展瓶頸，開發(fā)出適應(yīng)不同條件下的機(jī)器人，可以廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，這需要不斷利用新技術(shù)、新手段完善提高機(jī)器人白動(dòng)化控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)少人工作、安全生產(chǎn)的目標(biāo)。
機(jī)器人白動(dòng)化控制系統(tǒng)的特點(diǎn)：
1）機(jī)器人的控制系統(tǒng)與機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)密切相關(guān)，機(jī)器人的控制系統(tǒng)在各種坐標(biāo)下都可對(duì)機(jī)器人手足狀態(tài)進(jìn)行描述，并且可以根據(jù)需要對(duì)參考坐標(biāo)系進(jìn)行選擇，對(duì)機(jī)器人需要完成的動(dòng)作做適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)變換。
2）一個(gè)較簡(jiǎn)單的機(jī)器人也需要三到六個(gè)自由度，而復(fù)雜系統(tǒng)的機(jī)器人則需要十幾個(gè)甚至幾十個(gè)自由度，每一個(gè)白由度一般都包含一個(gè)與之相適應(yīng)、協(xié)調(diào)的伺服機(jī)構(gòu)，組成一個(gè)多變量控制系統(tǒng)。
3）機(jī)器人需要完成的動(dòng)作往往可以通過不同的方式和路徑來完成，在這些方式和路徑中需要考慮機(jī)器人動(dòng)作的“最優(yōu)路徑”的問題，只有找到“最優(yōu)路徑”才可以發(fā)揮機(jī)器人的最大效率，對(duì)于高級(jí)、復(fù)雜的機(jī)器人則可采用人工智能的方法，利用計(jì)算機(jī)建立放大的信息庫，借助計(jì)算機(jī)所建立的信息庫進(jìn)行控制決策、管理和操作。
4）由計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)多個(gè)獨(dú)立的伺服系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制，使其按照人的意志行動(dòng)，甚至賦予機(jī)器人一定智能任務(wù)。
三、機(jī)器人發(fā)展前景分析
在日常生活中，機(jī)器人的身影也悄然出現(xiàn)。目前，出自機(jī)器人“奧特曼”之手的“奧式削面”已經(jīng)悄然面世?！皧W式削面”可根據(jù)顧客喜好調(diào)節(jié)面條薄厚，很多顧客在食用后，都對(duì)這個(gè)“削面師傅”豎起大拇指。從微觀生活到規(guī)?；僮?，機(jī)器人正在滲入人類生活中的細(xì)枝末節(jié)一場(chǎng)可以預(yù)見的“機(jī)器人代工”時(shí)代已經(jīng)到來，擁有13億人口的中國又將如何應(yīng)對(duì)？但作為世界第一的勞動(dòng)力大國，中國應(yīng)該預(yù)見到這種發(fā)展趨勢(shì)。從全球來看，家電生產(chǎn)、汽車制造中已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)機(jī)器人作業(yè)。而在石油勘探、化工制造以及核電站等危險(xiǎn)環(huán)境下，則更需要機(jī)器人盡快投入使用。資料顯示，上世紀(jì)60年代末以來，機(jī)器人開始進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域。從目前看，全世界60%的機(jī)器人出自日本，尤其是高端機(jī)器人。作為機(jī)器人新興市場(chǎng)的中國、東南亞、印度等國家和地區(qū)也出現(xiàn)顯著增長。近年來，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域正向電子信息產(chǎn)業(yè)以及建筑、采礦等領(lǐng)域延伸。專家預(yù)計(jì)，未來工業(yè)機(jī)器人年均增速有望達(dá)到25%左右，用于物流、搬運(yùn)的移動(dòng)機(jī)器人每年增幅將不低于20%。機(jī)器人將成為未來市場(chǎng)炙手可熱的領(lǐng)域，世界各國都在搶占先機(jī)，以期贏在“第一起跑線”。此前有媒體報(bào)道說，日本打算在2020年用機(jī)器人逐步替代工資高昂的勞工，以占據(jù)價(jià)格優(yōu)勢(shì)。中國潛在的巨大市場(chǎng)需求也初露端倪。資料顯示，隨著中國制造業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，特別是作為工業(yè)機(jī)器人主要應(yīng)用領(lǐng)域的汽車及汽車零部件制造業(yè)的發(fā)展，工業(yè)機(jī)器人的裝配量將會(huì)快速增長。
結(jié)語
隨著機(jī)器人研究的不斷深入和發(fā)展，機(jī)器人白動(dòng)化控制的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃絹碓綄挘?jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益也會(huì)隨之越來越顯著?，F(xiàn)在應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，機(jī)器人白動(dòng)化控制在工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用還處于初級(jí)發(fā)展階段，需要與之相適應(yīng)的計(jì)算機(jī)、機(jī)械行業(yè)的同步發(fā)展，但由于機(jī)器人白動(dòng)化技術(shù)對(duì)于工業(yè)白動(dòng)化領(lǐng)域的重要性，相信隨著人工智能、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等影響機(jī)器人及其白動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展，在未來實(shí)現(xiàn)工業(yè)無人化生產(chǎn)方面將起著關(guān)鍵性的作用。
參考文獻(xiàn)
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〔Abstract〕Library WeChat automatic question-answering robot can provide 24-hour information consulting services for readers，improve the librarys attention.Based on analysis of question-answeringlanguage question，it is focused on preparing a language system of questions and answers.Designing HIT libraryquestion-answering robot attracted the attention of readers and strengthened the communication between readers and the library.
〔Key words〕platform of WeChat；FAQ；automatic question-answering；library；robot；language system
自動(dòng)問答技術(shù)是一種允許用戶以自然語言查詢作為輸入，系統(tǒng)從相關(guān)文檔集中查找并返回確切答案的新型智能檢索系統(tǒng)。目前，微信公眾賬號(hào)數(shù)量已超過200萬。隨著微信公共平臺(tái)影響力的不斷擴(kuò)大，越來越多的圖書館利用微信公共平臺(tái)開展相關(guān)服務(wù)?；谧詣?dòng)問答技術(shù)的微信平臺(tái)公眾賬戶服務(wù)機(jī)器人以其24小時(shí)在線、快速及時(shí)反應(yīng)成為辦公自動(dòng)化的標(biāo)志項(xiàng)目。哈工大圖書館的微信公眾號(hào)開通以來受到了很多關(guān)注，擴(kuò)大了圖書館的影響力，本研究致力于在哈工大圖書館公眾號(hào)基礎(chǔ)上建立自動(dòng)問答機(jī)器人系統(tǒng)。
1高校圖書館自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)現(xiàn)狀分析
高校圖書館的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的研究工作已經(jīng)開展了很多年，F(xiàn)AQ常見問題的問答咨詢即（Frequently Asked Questions）已經(jīng)在我國高校全面普及開來。這一服務(wù)有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，不僅能將館員從繁重、單調(diào)的工作中解脫出來，也符合當(dāng)今用戶自主化、個(gè)性化的趨勢(shì)；同時(shí)可操作性強(qiáng)，對(duì)FAQ的組織與管理已成為網(wǎng)絡(luò)咨詢工作的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，便于圖書館為用戶提供服務(wù)[2]。常見問題庫一般都進(jìn)行分類管理，有的還可進(jìn)行檢索，對(duì)常見問題的分類是方便讀者使用的重要方法和途徑[3]。近期針對(duì)國內(nèi)100所高校的圖書館FAQ進(jìn)行了專項(xiàng)調(diào)查，超過50家大學(xué)圖書館進(jìn)行了FAQ相關(guān)建設(shè)、分類瀏覽、提供鏈接等全方位服務(wù)。
但大多數(shù)基于FAQ的高校圖書館自動(dòng)化服務(wù)基于人工建立的常見問題庫匹配進(jìn)行檢索，可回答的問題數(shù)量極其有限，問題集合更新緩慢。在信息迅速發(fā)展的時(shí)代，尤其以微信、微博為代表的平臺(tái)產(chǎn)生后，常見問題庫的方式就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足信息更新的速度。而微信擁有其得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，它的用戶基數(shù)早已突破6億，所以，基于微信公眾平臺(tái)的開發(fā)也正如火如荼地發(fā)展起來。微信團(tuán)隊(duì)給開發(fā)者提供了一套標(biāo)準(zhǔn)的接口，為開發(fā)者的開發(fā)工作提供了很大的便利[4]。因此利用微信公眾平臺(tái)研究自動(dòng)問答機(jī)器人將會(huì)提升圖書館信息服務(wù)效率和范圍。在交互服務(wù)方面，廈門大學(xué)、東南大學(xué)圖書館提供微信機(jī)器人的智能咨詢服務(wù)[5]。
本文提出以人工智能為基礎(chǔ)的圖書館自動(dòng)問答機(jī)器人技術(shù)是集自然語言處理技術(shù)和信息檢索技術(shù)于一身的新一代智能搜索引擎。區(qū)別已有常見問題的問答咨詢及FAQ，自動(dòng)問答系統(tǒng)可以自動(dòng)分析用戶問題，通過對(duì)問題的分類和理解，在大規(guī)模數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上利用人工智能技術(shù)自動(dòng)回答讀者問題，并利用哈工大微信公眾平臺(tái)為廣大讀者提供服務(wù)。
自動(dòng)問答機(jī)器人的研究已經(jīng)開展多年，讓計(jì)算機(jī)和人一樣自動(dòng)回答讀者問題是國內(nèi)外很多學(xué)者認(rèn)為不夠成熟的一門技術(shù)。但這項(xiàng)技術(shù)在特定領(lǐng)域已經(jīng)取得過一些顯著的成果。本研究是基于哈工大圖書館的讀者服務(wù)這一特定領(lǐng)域展開的，自動(dòng)問答機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案如圖1所示：
答案處理
答案處理部分包括答案抽取和答案排序，對(duì)信息檢索得到的結(jié)果根據(jù)問題類型抽取出答案，返回給用戶[6]。
3自動(dòng)問答機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)
為實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，涉及以下幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)需要分步進(jìn)行研究。
語料收集和整理
中文自動(dòng)問答研究已久，但是針對(duì)圖書館的自動(dòng)問答研究還比較少見，因此語料庫建設(shè)是本文研究的難點(diǎn)和重點(diǎn)。為解決這個(gè)問題，前期做了大量相關(guān)工作，主要包括：
1針對(duì)國內(nèi)存在大量圖書館FAQ系統(tǒng)，在網(wǎng)絡(luò)收集相關(guān)問題對(duì)1 000條。對(duì)問題進(jìn)行人工校驗(yàn)，保留原問題的前提下根據(jù)哈工大信息補(bǔ)充完善答案。
3.對(duì)圖書館的工作及服務(wù)有意見或建議，向誰反映？
回答：讀者意見箱。歡迎讀者提出批評(píng)和建議，對(duì)留有地址或電話的讀者意見，圖書館都會(huì)逐一答復(fù)。
4.圖書館實(shí)行連續(xù)開放嗎？
回答：圖書館閱覽室服務(wù)時(shí)間是周一～周日8∶00到1∶30連續(xù)開放。其它詳見圖書館主頁中的“服務(wù)時(shí)間”。
3針對(duì)常用問題人工建立針對(duì)哈工大圖書館的專用問題集。
8.407信息共享空間可以預(yù)約研修間嗎？
回答：可以。方式一，可以在407室咨詢臺(tái)或是撥打電話86403590預(yù)約；方式二，可以關(guān)注“HITLibrary咨詢部”微信公眾賬號(hào)信息動(dòng)態(tài)中，按照預(yù)約須知完成。
9.每周三晚圖書館走進(jìn)院系培訓(xùn)課件在哪里下載？
回答：在圖書館主頁信息咨源中下載培訓(xùn)課件。
3利用“維基百科”和“百度知道”建立關(guān)于圖書館的通用問題集合。
56.圖書館主要功能？
回答：圖書館，是搜集、整理、收藏圖書資料以供人閱覽、參考的機(jī)構(gòu)。
78.圖書館最早出現(xiàn)在哪年？
回答：早在公元前3000年就出現(xiàn)了最早的圖書館。
79.圖書館一詞最早出現(xiàn)在哪年？
回答：最早由德國圖書館學(xué)家施萊廷格于1807年提出。這一概念的提出，標(biāo)志著現(xiàn)代圖書館學(xué)的誕生。
通過以上3種方法收集到關(guān)于“哈工大圖書館自動(dòng)問答機(jī)器人”問答標(biāo)準(zhǔn)句對(duì)1 000條，并對(duì)所有語料人工加工，調(diào)整格式，糾正錯(cuò)誤，形成一套完整的語料體系。
問題的分類
機(jī)器人自動(dòng)回答問題面臨的第一個(gè)問題，就是分析好問題。對(duì)于機(jī)器理解“自然語言提出的問題”，首先要把問題進(jìn)行分類，才能進(jìn)行下一步理解。問題的類型往往決定著如何回答的問題，也就是需要一個(gè)分類的體系，見表1。表1圖書館自動(dòng)問答系統(tǒng)問題分類體系
Ⅰ類（大類）Ⅱ（小類）例句（問句）時(shí)間年月日142.十一期間圖書館哪天放假？時(shí)間段138.周末圖書館幾點(diǎn)到幾點(diǎn)開館？地點(diǎn)位置202.哈工大圖書館的位置？電話204.請(qǐng)問406科技查新站的電話是多少？表1（續(xù)）
Ⅰ類（大類）Ⅱ（小類）例句（問句）事件數(shù)據(jù)庫查詢12.通過校園網(wǎng)如何檢索圖書館的外文數(shù)據(jù)庫？咨詢服務(wù)18.圖書館提供文獻(xiàn)的代檢代查服務(wù)嗎？圖書借閱35.我借的圖書已經(jīng)歸還，但該書仍然借在我的帳上怎么辦？…
33基于復(fù)述的問題自動(dòng)擴(kuò)展
每個(gè)人都有自己的語言習(xí)慣，因此自然語言表達(dá)的問題可能因人而異。在語料庫的規(guī)模有限的情況下，必須進(jìn)行問題歸類，并確認(rèn)同一問題的不同說法。下面兩組例子，雖然表述不同，但是意義完全一致。這種想法稱為中文的“復(fù)述”問題。
A類（地點(diǎn)類）
1.哈工大圖書館的位置？
.咱們學(xué)校圖書館在哪？
3.我明天想去圖書館辦證，應(yīng)該怎么走？
B類（時(shí)間類）
1.明天圖書館開門嗎？（假定今天是6月25日，周六）
.這周日?qǐng)D書館正常開門嗎？
比如對(duì)A類問題，語料庫只有第一個(gè)問題的答案，通過復(fù)述理解的分析，也要知道后兩個(gè)問題和第一個(gè)是完全一致，才能回答這個(gè)問題。
問題的情感分析
人類語言的情感特點(diǎn)往往直接決定了問題的答案，問題的褒義和貶義反應(yīng)著讀者提問的喜好和希望得到的答案，被稱之為“情感分析”。通過對(duì)問題情感的判斷來獲得更好的答案，見表。表對(duì)問題情感的判斷
情感詞類型例句分析正例（褒義）今天找到《×××》這本書超贊，還有下冊(cè)嗎？褒義詞（同構(gòu)）這書內(nèi)容不錯(cuò)，就是有點(diǎn)陳舊，還有新書嗎？褒義詞（異構(gòu)）反例（貶義）圖書館自習(xí)座位好緊張啊，每天都這么難找嗎？貶義詞（同構(gòu)）今天去檢索了，沒有想象的那么繁瑣啊？貶義詞（異構(gòu)）
通過上述例子可以證明情感分析的重要性。通過對(duì)情感詞的判斷理解才能更好的自動(dòng)回答問題，但情感詞也需要在特定的語言環(huán)境來進(jìn)行判斷，否則讀者得到的答案可能是相反的。
35答案抽取的模版建立
理解了讀者的問題，如何給出滿意的答案才能讓讀者滿意？機(jī)器人的表達(dá)是否有它的優(yōu)勢(shì)？當(dāng)然，機(jī)器人還無法給出“性格各異”的“風(fēng)趣答案”。因此需要建立了一系列答案模版，讓機(jī)器的回答更規(guī)范和更禮貌，見表3。表3圖書館自動(dòng)問答機(jī)器人問題分類系統(tǒng)
Ⅰ類（大類）Ⅱ（小類）例句（答案句）時(shí)間年月日××年××月××日時(shí)間段××∶00到××∶30地點(diǎn)位置××街××號(hào)電話0451-8641×××事件數(shù)據(jù)庫查詢您好，查詢結(jié)果為…咨詢服務(wù)主要提供（1）…，（2）…圖書借閱鏈接指向說明…您的提問暫時(shí)無法回答，請(qǐng)?jiān)?/p>
工作日時(shí)間聯(lián)系…4實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析及研究結(jié)論
在理論研究基礎(chǔ)上，本研究還針對(duì)哈工大圖書館自動(dòng)問答系統(tǒng)中的問題分類和答案抽取進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。
41問題分類實(shí)驗(yàn)
本文采用在很多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用的支持向量機(jī)分類進(jìn)行分類實(shí)驗(yàn)，選擇的最終語料規(guī)模大約為1 000個(gè)問題對(duì)。隨機(jī)挑選出1 000個(gè)問題作為訓(xùn)練集和測(cè)試集，訓(xùn)練集和測(cè)試集的比例為9∶1，測(cè)試集的產(chǎn)生采用了隨機(jī)抽取的方式以便能夠保證語言的分布一致性，并采用常用的3個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，即準(zhǔn)確率（Precision）、召回率（Recall）和F指數(shù)（F-measure），它們各自的計(jì)算公式如下：
準(zhǔn)確率p=正確分類的正例的數(shù)目決策樹判為正例的數(shù)目（1）
召回率r=正確分類的正例的數(shù)目所有正例的數(shù)目（2）
F指數(shù)f=（α+1）prαp+r（3）
其中為準(zhǔn)確率與召回率之間的關(guān)系權(quán)重，在本實(shí)驗(yàn)中設(shè)置以保證試驗(yàn)中準(zhǔn)確率與召回率具有相同的權(quán)重測(cè)試結(jié)果見表4。表4測(cè)試結(jié)果（一）
項(xiàng)目測(cè)試集100句（%）全部語料1 000句（%）準(zhǔn)確率p681732召回率r633760F指數(shù)f668744
4答案抽取實(shí)驗(yàn)
同時(shí)，本文還完成答案抽取的初步實(shí)驗(yàn)。為客觀評(píng)價(jià)系統(tǒng)，測(cè)試問題由二個(gè)部分組成，一部分來自測(cè)試集20句；一部分為人工提問20句。由于暫時(shí)缺少有效的自動(dòng)評(píng)價(jià)的機(jī)制，因此我們采用了人工評(píng)價(jià)的方法。人工評(píng)價(jià)由3位相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜覍?duì)抽取答案的語句合理性、答案準(zhǔn)確性進(jìn)行評(píng)價(jià)測(cè)試結(jié)果見表5。表5測(cè)試結(jié)果（二）
項(xiàng)目測(cè)試集20句（%）人工提問20句（%）答案語句合理性9580答案準(zhǔn)確性68348
43實(shí)驗(yàn)分析與結(jié)論
實(shí)驗(yàn)結(jié)果一表明，圖書館自動(dòng)問答問題集由于缺少相關(guān)研究和訓(xùn)練數(shù)據(jù)，還難以建立一套完全合理的問題分類體系。繼續(xù)擴(kuò)大語料規(guī)模，建立合理體系是未來圖書館自動(dòng)問答機(jī)器人走向?qū)嶋H應(yīng)用的關(guān)鍵問題，需要不斷進(jìn)行擴(kuò)展和研究。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果二表明，該系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)有語料中的問題類型達(dá)到一個(gè)比較好的效果，但人工提問的隨機(jī)性導(dǎo)致性能有明顯衰弱，還無法對(duì)收集的問題集以外的問題進(jìn)行人工智能回答。
目前，自動(dòng)問答機(jī)器人的研究已經(jīng)得到越來越多的關(guān)注。本文針對(duì)圖書館讀者咨詢需求，研究適合于圖書館的自動(dòng)問答系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并建立相應(yīng)問答語言體系。通過對(duì)問題集的維護(hù)和補(bǔ)充，提高自動(dòng)回答準(zhǔn)確率，應(yīng)用此研究成果幫助讀者快速找到自己想要的答案。
參考文獻(xiàn)
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中圖分類號(hào)：F407.4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
引言：機(jī)械自動(dòng)化，主要指在機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)加工對(duì)象的連續(xù)自動(dòng)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化有效的自動(dòng)生產(chǎn)過程，加快生產(chǎn)投入物的加工變換和流動(dòng)速度。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，不但將機(jī)械生產(chǎn)引領(lǐng)進(jìn)入一個(gè)新的領(lǐng)域，更使傳統(tǒng)機(jī)械加工得到了質(zhì)的飛躍。機(jī)械自動(dòng)化的技術(shù)水準(zhǔn)，不僅影響整個(gè)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，而且對(duì)國民經(jīng)濟(jì)各部門的技術(shù)進(jìn)步有很大的直接影響，同時(shí)自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)狀已經(jīng)成為了各個(gè)行業(yè)不可或缺的技術(shù)。
一、世界機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展情況
機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)從上個(gè)世紀(jì)20年代開始發(fā)展應(yīng)用以來，已經(jīng)得到了迅速的發(fā)展，特別是近年來計(jì)算機(jī)的高度集成化，開始采用了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，大大加快了機(jī)械自動(dòng)化的發(fā)展，但我國仍處于初級(jí)操作階段的自動(dòng)化。目前，世界各國的機(jī)械自動(dòng)化水準(zhǔn)除少數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國家的某些生產(chǎn)部門外，大多數(shù)還處于操作階段的自動(dòng)化。
二、我國機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展情況
當(dāng)前，我國還處在社會(huì)主義初級(jí)階段，經(jīng)濟(jì)、財(cái)力、生產(chǎn)力水準(zhǔn)、國民素質(zhì)等，與世界主要國家的差距是很大的；我國有豐富的勞動(dòng)力資源，每年城鎮(zhèn)新增就業(yè)人口達(dá)兩千多萬，且今后每年的就業(yè)人數(shù)還會(huì)增加。機(jī)械自動(dòng)化最大限度地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，勞動(dòng)力的過剩和分工的轉(zhuǎn)移就是一個(gè)現(xiàn)實(shí)問題。我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)層次低。我國機(jī)械制造業(yè)目前有11.4萬個(gè)企業(yè)，發(fā)展很不平衡，有大量落后于現(xiàn)代水準(zhǔn)的產(chǎn)業(yè)，大部分企業(yè)還比較落后，手工勞動(dòng)占有相當(dāng)?shù)谋戎?，我國能?dú)立開發(fā)現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的企業(yè)可以說沒有；我國機(jī)械制造業(yè)企業(yè)中自動(dòng)化裝備少、水準(zhǔn)低，不僅在數(shù)量上同世界先進(jìn)國家有較大差距，而且在品種上、質(zhì)量上、使用上，同世界先進(jìn)水準(zhǔn)也存在階段性差距。實(shí)現(xiàn)我國機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)是一個(gè)長期的過程，不可能一蹴而就。需要循序漸進(jìn)，不斷努力，創(chuàng)造條件，向自動(dòng)化的高級(jí)理想階段邁進(jìn)。
三、機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展歷程
機(jī)械的出現(xiàn)伴隨著人類的進(jìn)化繁衍，石器時(shí)代人類制造和使用的各種石器工具（如石錘）的簡(jiǎn)單工具就是后面我們所提及的“機(jī)械自動(dòng)化”的祖先，是最早期的“機(jī)械工具”。以及用于谷物脫殼和粉碎的臼、裝有輪子的車、提水的桔槔、都是早期的機(jī)械工具。制造陶瓷器皿的陶車，由動(dòng)力、傳動(dòng)和工作組成的完整機(jī)械。17世紀(jì)末18世紀(jì)初，西方資本主義國家迅速發(fā)展，在歐洲爆發(fā)了產(chǎn)業(yè)革命，俗稱“第一次工業(yè)革命”，而蒸汽機(jī)的就是第一次產(chǎn)業(yè)革命的標(biāo)志。隨著蒸汽機(jī)的出現(xiàn)慢慢發(fā)展，逐步從開始的采礦業(yè)推廣到紡織、面粉和冶金等行業(yè)，逐漸成為一門產(chǎn)業(yè)。從人類的文明的出現(xiàn)延續(xù)至今，機(jī)械技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)有了那么多年的歷史，已從日常生活的應(yīng)用慢慢發(fā)展成一種技術(shù)，一種行業(yè)，一種利國利民的行業(yè)。西方資本主義工業(yè)革命以前，機(jī)械技術(shù)就是單純的手工技術(shù)和制造金屬儀器、鐘表技術(shù)。隨著蒸汽機(jī)的出現(xiàn)，冶金、采礦等行業(yè)對(duì)機(jī)械技術(shù)的需要大，需要處理的零部件越來越多，于是機(jī)械加工技術(shù)迅速得到發(fā)展，進(jìn)而滿足冶金、采礦等行業(yè)的需要。業(yè)務(wù)的要求越來越高以及工技術(shù)的要求越來越高，促使機(jī)械加工技術(shù)要不斷進(jìn)步提升，在這種背景下一些新的創(chuàng)新技術(shù)出現(xiàn)了，在很大程度上機(jī)械加工技術(shù)就是在這樣的背景下得到了發(fā)展和進(jìn)步。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展社會(huì)的進(jìn)步，動(dòng)力機(jī)械技術(shù)仍然在不斷發(fā)展，隨著時(shí)間的軌跡的滑動(dòng)，在機(jī)械制造業(yè)歷史上必將發(fā)生著驚天辟地的發(fā)展和創(chuàng)新。
四、機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用
1、虛擬化領(lǐng)域的應(yīng)用
虛擬化的技術(shù)包括當(dāng)人工智能、計(jì)算機(jī)的圖形學(xué)、信息與多媒體技術(shù)等方面,以計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)建模及仿真技術(shù)為根本。虛擬制造通過運(yùn)用計(jì)算機(jī)仿真與信息技術(shù)，以全面仿真實(shí)際活動(dòng)中的制造過程、信息以及人事物等，便于發(fā)現(xiàn)問題以及選取相應(yīng)的預(yù)防對(duì)策，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的一次成功制造，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的目標(biāo)。
2、柔性化方便的應(yīng)用
現(xiàn)今市場(chǎng)在經(jīng)濟(jì)全球化的影響下，市場(chǎng)的快速變化要求國內(nèi)外的企業(yè)和個(gè)人必須具備較強(qiáng)的適應(yīng)能力和快速敏銳的反應(yīng)能力以及根據(jù)市場(chǎng)的具體情況對(duì)企業(yè)的方向以及產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售情況進(jìn)行調(diào)整和轉(zhuǎn)變策略。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的生產(chǎn)逐步向高度柔性化的生產(chǎn)轉(zhuǎn)變。
3、智能制造領(lǐng)域的應(yīng)用
機(jī)械自動(dòng)化制造技術(shù)已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的商品制造技術(shù)，而是機(jī)械技術(shù)、人工智能、自動(dòng)化技術(shù)相互綜合的產(chǎn)物，是多個(gè)專業(yè)和方向的綜合。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)越來越智能化，可以監(jiān)視技術(shù)的發(fā)展和自身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)運(yùn)行的錯(cuò)誤進(jìn)行改正并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行有效的預(yù)防措施。相對(duì)于傳統(tǒng)的制造系統(tǒng)而言，我們所說的制造系統(tǒng)具有很好的學(xué)習(xí)和理解功能。智能化是現(xiàn)代機(jī)械化技術(shù)先進(jìn)的一個(gè)重要標(biāo)志。
4、集成化的廣泛應(yīng)用
集成化是機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)在實(shí)踐過程的一個(gè)重要的應(yīng)用。企業(yè)與企業(yè)個(gè)人與個(gè)人之間的集成是有一定的目標(biāo)的，是為了縮短各自的差距，與世界接軌。計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展在機(jī)械制造技術(shù)發(fā)展過程中起到了很重要的作用，而集成化在這個(gè)過程中起到了至關(guān)重要的作用。計(jì)算機(jī)、數(shù)控加工等在冶金、采礦等很多領(lǐng)域得到了應(yīng)用并分別在應(yīng)用的過程中得到了長遠(yuǎn)的進(jìn)步。從單機(jī)到系統(tǒng)，從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從剛性到柔性的轉(zhuǎn)變，最為有效的方法就是對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)集成。
五、機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)的的發(fā)展前景分析
1、我國在機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)還處于初級(jí)階段
機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)的的發(fā)展已經(jīng)有了幾十年的歷史，但是國內(nèi)和世界上的水平相比較，還有很大的差距，在世界范圍內(nèi)而言，人類的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展也僅僅算是剛剛起步而已。
2、我國如何在機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行趕超
伴隨著我國機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，在機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用廣泛的領(lǐng)域內(nèi)，勢(shì)必帶動(dòng)人員的就業(yè)。機(jī)械制造自動(dòng)化就業(yè)前景包括到工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機(jī)械制造領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計(jì)制造、科技開發(fā)、應(yīng)用研究、運(yùn)行管理和經(jīng)營銷售、印刷機(jī)械、數(shù)控機(jī)床、發(fā)電設(shè)備、工程機(jī)械等等。由于國內(nèi)該行業(yè)發(fā)展歷史短，缺乏一支專業(yè)化的人才隊(duì)伍，這些都是就業(yè)的目標(biāo)。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展應(yīng)以大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展需要、國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要以及廣大世界人民生活水平發(fā)展需要為導(dǎo)向，只有這樣機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展才能在健康的軌道上運(yùn)行，才能為整個(gè)社會(huì)、民族帶來經(jīng)濟(jì)效益，只有和實(shí)踐相結(jié)合才能使機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)產(chǎn)生最大效益化。
結(jié)束語：
機(jī)械工程自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展對(duì)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重大的作用，雖然目前機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展還處于初級(jí)階段，但是隨著科技的發(fā)展機(jī)械自動(dòng)化也會(huì)得到逐步的提高。當(dāng)然發(fā)展應(yīng)用機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)，不僅要扎扎實(shí)實(shí)地抓好自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目的基礎(chǔ)工作和從實(shí)際出發(fā)，一點(diǎn)點(diǎn)積累，逐步完善。更要向世界先進(jìn)水平看齊,并且靈活運(yùn)用低成本、見效快的自動(dòng)化技術(shù), 邊探索研究邊宣傳普及。相信我國的機(jī)械化自動(dòng)技術(shù)一定能得到和諧有序快速的發(fā)展，并且不斷提高人民的生活水平和的推進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)：
機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科的技術(shù)，它是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。
1機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r 1.1 數(shù)控機(jī)床的問世,為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展寫下了歷史的第一頁; 1.2 微電子技術(shù)為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展帶來了勃勃生機(jī); 1.3 可編程序控制器、'電力電子'等的發(fā)展為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展提供了堅(jiān)強(qiáng)基礎(chǔ); 1.4 激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展躍上新臺(tái)階.
2機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展方向
機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。 2.1 數(shù)字化
微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。 2.2 智能化
即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。論文參考網(wǎng)。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論 、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。 2.3 模塊化
由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。 2.4 網(wǎng)絡(luò)化
由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們?cè)诩依锟沙浞窒硎芨鞣N高技術(shù)帶來的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 2.5 人性化
機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對(duì)人來說還是一種藝術(shù)享受。
2.6 微型化
微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機(jī)電系統(tǒng)(Micro ElectronicMechanical Systems，簡(jiǎn)稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。
2.7 集成化
集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時(shí)處理加工、裝配、檢測(cè)、管理等多種工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。 2.8 帶源化
是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場(chǎng)合無法使用電能，因而對(duì)于運(yùn)動(dòng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自帶動(dòng)力源具有獨(dú)特的好處。論文參考網(wǎng)。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。 2.9 綠色化
綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品可分解和再生利用。
3 典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品 機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機(jī))和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機(jī)電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機(jī)床、機(jī)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(jī)電一體化基礎(chǔ)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(jī)、傳感器、專用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。論文參考網(wǎng)。這些典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、市場(chǎng)前景分析從略。
4 機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用
在重工業(yè)企業(yè)中，機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微處理機(jī)為核心，把微機(jī)、工控機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實(shí)現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強(qiáng)系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。
4.1 智能化控制技術(shù)(IC)
由于重工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于重工業(yè)企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個(gè)方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、冷連軋等。 4.2 分布式控制系統(tǒng)(DCS)
分布式控制系統(tǒng)采用一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺(tái)面向控制的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控計(jì)算機(jī)和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級(jí)的、三級(jí)的或更多級(jí)的。利用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能將越來越多。不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理功能，成為一種測(cè)、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點(diǎn)控制功能多樣化、操作簡(jiǎn)便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、可靠性高等特點(diǎn)。DCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護(hù)功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動(dòng)控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強(qiáng)，具有更高的安全性，是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。 4.3 開放式控制系統(tǒng)(OCS)
開放控制系統(tǒng)(Open Control System)是目前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念。“開放”意味著對(duì)一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識(shí)和支持，按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計(jì)算機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場(chǎng)總線使現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制一體化。 4.4 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)
重工業(yè)企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個(gè)生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前重工業(yè)企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了過程自動(dòng)化，但這種“自動(dòng)化孤島”式的單機(jī)自動(dòng)化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代重工業(yè)生產(chǎn)的要求。未來重工業(yè)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，及時(shí)交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，加速資金周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強(qiáng)管理，獲取必須的經(jīng)濟(jì)效益，提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。
4.5 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(FBT)
現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(Fied Bus Technology)是連接設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號(hào)傳輸技術(shù)(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場(chǎng)儀表裝置與更高一級(jí)的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進(jìn)行雙向傳送。通過現(xiàn)場(chǎng)總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)連接導(dǎo)線。現(xiàn)場(chǎng)總線的引入導(dǎo)致DCS的變革和新一代圍繞開放自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器和現(xiàn)場(chǎng)就地控制站等的發(fā)展。 4.6 交流傳動(dòng)技術(shù)
傳動(dòng)技術(shù)在重工業(yè)中起著至關(guān)重要的作用。隨著電力、電子、技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動(dòng)的優(yōu)越性，電氣傳動(dòng)技術(shù)在不久的將來由交流傳動(dòng)全面取代直流傳動(dòng)，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實(shí)用化得以實(shí)現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達(dá)到和超過直流調(diào)速水平?，F(xiàn)在無論大容量電機(jī)或中小容量電機(jī)都可以使用，同步電機(jī)或異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動(dòng)系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴(kuò)大。
綜上，我們不難發(fā)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)在的社會(huì)生產(chǎn)中占據(jù)了越來越多的行業(yè)和領(lǐng)域，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來越光明。
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