時(shí)間：2023-08-23 09:18:36
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近些年來，光機(jī)電一體化技術(shù)得到迅猛發(fā)展，在民用工業(yè)和軍事領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用。因此，光機(jī)電一體化技術(shù)成為當(dāng)今機(jī)械工業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)主要趨勢。
1.光機(jī)電一體化技術(shù)特征
光機(jī)電一體化系統(tǒng)主要由動(dòng)力、機(jī)構(gòu)、執(zhí)行器、計(jì)算機(jī)和傳感器五個(gè)部分組成，相互構(gòu)成一個(gè)功能完善的柔性自動(dòng)化系統(tǒng)。其中計(jì)算機(jī)軟硬件和傳感器是光機(jī)電一體化技術(shù)的重要組成要素。與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品比較，光機(jī)電一體化產(chǎn)品具有以下技術(shù)特征。
1.1 體積小，重量輕，適應(yīng)性強(qiáng)，操作更方便
光機(jī)電一體化技術(shù)使得操作人員擺脫了以往必須按規(guī)定操作程序或節(jié)后頻繁緊張地進(jìn)行單調(diào)重復(fù)操作的工作方式，可以靈活方便地按需控制和改變生產(chǎn)操作程序，任何一臺(tái)光機(jī)電一體化裝置的動(dòng)作，可由預(yù)設(shè)的程序一步一步控制實(shí)現(xiàn)，甚至實(shí)現(xiàn)操作全自動(dòng)化和智能化。
1.2 功能增加，精度大幅提高
光機(jī)電一體化系統(tǒng)包括以激光、電腦等現(xiàn)代技術(shù)集成開發(fā)的自動(dòng)化、智能化機(jī)構(gòu)設(shè)備、儀器儀表和元器件。電子技術(shù)的采用使得包饋控制 水平提高，運(yùn)算速度加快，通過電子自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確按預(yù)設(shè)動(dòng)作，其自行診斷、校正、補(bǔ)償功能可減少誤差，達(dá)到靠單純機(jī)械方式所不能實(shí)現(xiàn)的工作精度。同時(shí)，由于機(jī)械傳動(dòng)部件減少，機(jī)械磨損及配合間隙等引起的誤差也大大減小。
1.3 部分硬件實(shí)現(xiàn)軟件化，智能化程度提高
傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備一般不具有自維修或自診斷功能。光機(jī)電一體化技術(shù)使得電子裝置能按照人的意圖進(jìn)行自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測、信息采集及處理、調(diào)節(jié)、修正、補(bǔ)償、自診斷、自動(dòng)保護(hù)直至自動(dòng)記錄、顯示、打印工作結(jié)果。通過改變程序，指令等軟件內(nèi)容而無需改動(dòng)硬件部分就可變換產(chǎn)品的功能，使機(jī)械控制功能內(nèi)容的確定和變化趨勢向"軟件化"和"智能化"。
1.4 產(chǎn)品可靠性得到提高，使用壽命增長
傳統(tǒng)的機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)部分，一般都伴隨著磨損及運(yùn)動(dòng)部件配合間隙所引起的動(dòng)作誤差，導(dǎo)致可動(dòng)摩擦、撞擊、振動(dòng)等加重，嚴(yán)格影響裝置壽命、穩(wěn)定性和可靠性。而光機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，使裝置的可動(dòng)部件減少，磨損也大為減少，像集成化接近開關(guān)甚至無可動(dòng)部件、無機(jī)械磨損。因此，裝置的壽命提高，故障率降低，從而提高了產(chǎn)品的可靠性和穩(wěn)定性。
1.5 融合了多種學(xué)科新技術(shù)，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新產(chǎn)品
光機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究開發(fā)涉及到許多學(xué)科和專業(yè)知識(shí)，包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、聲學(xué)、機(jī)械工程學(xué)、電力電子學(xué)、電工學(xué)、系統(tǒng)工程學(xué)、光學(xué)、控制論、信息論和計(jì)算機(jī)科學(xué)等。例如人們很熟悉的靜電復(fù)印機(jī)、彩色印像機(jī)等，就是一種由機(jī)、電、光、磁、化學(xué)等多種學(xué)科和技術(shù)復(fù)合創(chuàng)新的新型產(chǎn)品。光機(jī)電一體化技術(shù)將光電子技術(shù)、傳感器技術(shù)、控制技術(shù)與機(jī)械技術(shù)各自的優(yōu)勢結(jié)合起來，衍生出許多功能更強(qiáng)、性能更好的新一代技術(shù)裝備。
1.6 產(chǎn)品系統(tǒng)性增強(qiáng)，各部分系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性要求提高
光機(jī)電一體化是一門學(xué)科的邊緣科學(xué)技術(shù)，多種技術(shù)的綜合及多個(gè)部分的組合，使得光機(jī)電一體化技術(shù)及產(chǎn)品更具有系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性。其各個(gè)組成部分在綜合成一個(gè)完整的系統(tǒng)中相互配合有嚴(yán)格的要求，這就要求各種技術(shù)揚(yáng)長避短，提高系統(tǒng)協(xié)調(diào)性。
2.研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
2.1研究現(xiàn)狀
自從我國實(shí)行改革開放以來，科技領(lǐng)域急起直追，我國的光機(jī)電一體化技術(shù)已取得明顯的成效，數(shù)控產(chǎn)品有了很大的提高，尤其是經(jīng)濟(jì)型靈敏數(shù)控裝置發(fā)展很快，是我國特有的經(jīng)濟(jì)實(shí)用產(chǎn)品，不但適用國內(nèi)市場的需要，部分產(chǎn)品還隨主機(jī)配套出口。國內(nèi)的機(jī)械產(chǎn)品采用可編程控制器（PC）和微電子技術(shù)控制設(shè)備也越來越多，覆蓋面也日益擴(kuò)大，從紡織機(jī)械、軸承加工設(shè)備、機(jī)床、注塑機(jī)到橡膠輪胎成型機(jī)、重型機(jī)械、輕工業(yè)機(jī)械都是如此，我國自行研制和生產(chǎn)的光機(jī)電設(shè)備，在質(zhì)量上也有重大突破，為今后的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。
2.2 發(fā)展趨勢
光機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)滲透到各個(gè)學(xué)科、領(lǐng)域，成為一種新興的學(xué)科，并逐漸成為一種產(chǎn)業(yè)，而這些產(chǎn)業(yè)作為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)越來越受到高度重視。
從世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展情況來看，光機(jī)電一體化技術(shù)的未來技術(shù)熱點(diǎn)主要包括：
（1）激光技術(shù)
1）高單色性，利用激光高單色性作精密測量時(shí)，可極大地提高測量精度和量程。
2）高方向性，因具有很遠(yuǎn)距離傳輸光能和傳輸控制指令的能力，從而可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離激光通信、激光測距、激光雷達(dá)、激光導(dǎo)航以及遙控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦點(diǎn)附近可產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫，可使照射點(diǎn)物體熔化或汽化，對(duì)各種各樣材料和產(chǎn)品進(jìn)行特種加工。
4）相干性，由于激光速頻率單一、相位方向相同。適用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光學(xué)計(jì)算機(jī)的研制，而在實(shí)際運(yùn)用中也會(huì)通過一些激光技術(shù)改變激光輻射的特性，應(yīng)用范圍更廣。
（2）傳感檢測技術(shù)
1）激光準(zhǔn)直，能夠測量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三維空間的基準(zhǔn)測量。
2）激光測距，其探測距離遠(yuǎn)，測距精度高，抗干擾性強(qiáng)，體積小，重量輕，但受天然影響大。
3）光纖探測器，在目標(biāo)很小，間隔受限或危險(xiǎn)的環(huán)境中，最常選用的是光纖探測器。
其他還有激光打孔、刻槽=標(biāo)記、光化學(xué)沉積等加工技術(shù)。
（3）激光快速成型技術(shù)
激光快速成型是利用計(jì)算機(jī)將復(fù)雜的三維物體轉(zhuǎn)化為二維層，將熱塑性塑料粉末或膠粘襯底片材紙張燒結(jié)，由點(diǎn)、線構(gòu)造零件的面（層），然后逐層成型。激光快速成型技術(shù)可使新產(chǎn)品及早投放市場，極大地提高了汽車生產(chǎn)企業(yè)對(duì)市場的適應(yīng)能力和產(chǎn)品的競爭能力。
（4）光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)
利用光致變形材料可制作光致動(dòng)器和光機(jī)器人。現(xiàn)已研制成功一種光致動(dòng)器，其工作原理是將光照在形狀記憶合金上，反復(fù)地通、斷使材料伸縮，再利用感溫磁性體的溫度特性，將材料末端吸附在襯底上。利用材料本身的伸縮和端部的吸附特性，加上光的通斷便能實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該致動(dòng)器能可在頂面步行。這種狀態(tài)目標(biāo)處于初級(jí)階段，如果能發(fā)現(xiàn)具有優(yōu)異光作用特性的動(dòng)態(tài)物質(zhì)，則可使光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)廣泛應(yīng)用。
3.結(jié)語
技術(shù)上的改革和與之相配套的技術(shù)支持是創(chuàng)新技術(shù)的基礎(chǔ)。開發(fā)光機(jī)電一體化產(chǎn)品有不同的層次和靈活的自由度。在機(jī)械技術(shù)中恰當(dāng)?shù)匾腚娮蛹夹g(shù)，產(chǎn)品的面貌和行業(yè)的面貌就可以迅速發(fā)生巨大變化。產(chǎn)品一旦實(shí)現(xiàn)光機(jī)電一體化，便具有很高的功能水平和附加價(jià)值，將給開發(fā)生產(chǎn)者和用戶帶來巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
[1] 劉志，朱文堅(jiān). 光機(jī)電一體化技術(shù)，現(xiàn)代制造工程，2001（12）
[2] 梁進(jìn)秋. 微光機(jī)電系統(tǒng)國內(nèi)外研究進(jìn)展. 光機(jī)電信息，2000（8）
【 abstract 】 : introduces the technical features light machine electricity integration, the present situation and development trend of domestic and foreign technology, and points out that the future development prospects and some important technical hot
【 key words 】 integrates light, technical characteristics, current situation, development trend
中圖分類號(hào)：R-1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
關(guān)鍵詞 ：機(jī)電一體化 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢
改革開放三十多年來，我國的國民經(jīng)濟(jì)與科學(xué)技術(shù)水平都得到了顯著的提升，處在這樣的背景下，機(jī)電一體化越來越受到重視，逐漸開始在社會(huì)當(dāng)中各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行滲透，有效推動(dòng)了各個(gè)學(xué)科的相互交叉，同時(shí)促進(jìn)了各個(gè)學(xué)科的有效滲透，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的建設(shè)與發(fā)展發(fā)揮著巨大的促進(jìn)作用[1]。但是相較于發(fā)達(dá)國家來說，我國當(dāng)前的機(jī)電一體化水平仍然存在較大的差距，所以針對(duì)機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進(jìn)行探討具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。
一、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
關(guān)于機(jī)電一體化的發(fā)展大致可以分為三個(gè)部分。上個(gè)世紀(jì)六十年代為第一個(gè)部分，在這個(gè)階段，人們開始嘗試應(yīng)用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品性能。因?yàn)榈诙问澜绱髴?zhàn)的刺激，促使電子技術(shù)與機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)合，戰(zhàn)爭時(shí)期的軍用技術(shù)最終轉(zhuǎn)化為民用技術(shù)，該時(shí)期的研究基本上處在自發(fā)的狀態(tài)。因?yàn)樵摃r(shí)期電子技術(shù)的發(fā)展水平較低，機(jī)電一體化無法實(shí)現(xiàn)更為深入的發(fā)展，其所開發(fā)的產(chǎn)品也不能進(jìn)行有效的推廣使用。
上個(gè)世紀(jì)70-80年代是機(jī)電一體化的第二部分。處在這個(gè)時(shí)期，通信技術(shù)、信息化技術(shù)以及控制技術(shù)都獲得了巨大的突破，為機(jī)電一體化的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。Mechatronics最早在日本被人們所接受，直到80年代其才在世界范圍內(nèi)得到廣泛的認(rèn)可，各個(gè)國家都開始重視機(jī)電一體化技術(shù)。
上個(gè)世紀(jì)90年代末期為機(jī)電一體化發(fā)展的第三部分。機(jī)電一體化技術(shù)正式進(jìn)入了深入發(fā)展的階段。其一，通信技術(shù)與光學(xué)技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也開始逐漸推廣，開始出現(xiàn)微機(jī)電一體化、光機(jī)電一體化等相關(guān)的分支領(lǐng)域；其二，針對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的分析、集成方法以及建模設(shè)計(jì)，眾多專家與學(xué)者開始針對(duì)機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢與學(xué)科體系都進(jìn)行了深入的研究分析。與此同時(shí)，在光釬技術(shù)、人工智能技術(shù)以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等相關(guān)領(lǐng)域的突破，使得機(jī)電一體化技術(shù)具有極為廣闊的發(fā)展空間。
我國在機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域的起步較晚，但國家在80年代末期，出臺(tái)了一系列促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的政策，提出了在汽車電子、數(shù)控機(jī)床以及工業(yè)機(jī)器人等6項(xiàng)共性關(guān)鍵技術(shù)與15個(gè)優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域的研究課題與方向[2]。通過多年的發(fā)展，我國在機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)獲得了許多突破性的發(fā)展，正朝著國際先進(jìn)水平努力。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢
（一）光機(jī)電一體化
所謂光機(jī)電一體化技術(shù)，指的是機(jī)械技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、控制技術(shù)、信息化技術(shù)以及微電子技術(shù)的有效整合與交叉，是現(xiàn)階段眾多高興技術(shù)設(shè)施與高興技術(shù)產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。其主要包含技術(shù)與產(chǎn)品兩個(gè)層面：光機(jī)電一體化產(chǎn)品整合了通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)以及光學(xué)技術(shù)等新興技術(shù)，具有極高的附加值與功能；相關(guān)產(chǎn)品具有操作便捷、壽命長、適應(yīng)性強(qiáng)、重量輕以及體積小的優(yōu)勢。通過合理應(yīng)用光機(jī)電一體化技術(shù)，可以產(chǎn)生極高的附加價(jià)值與功能水平，能夠?yàn)閺V大用戶與生產(chǎn)商帶來良好的經(jīng)濟(jì)利潤。未來，光機(jī)電一體化技術(shù)的熱點(diǎn)包含光能驅(qū)動(dòng)技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、激光快速成型技術(shù)以及激光技術(shù)等。
（二）智能化
智能化是現(xiàn)階段機(jī)電一體化技術(shù)重要的發(fā)展方向，針對(duì)人工智能在機(jī)電一體化中的應(yīng)用研究越來越多，當(dāng)中數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人的智能化就是非常重要的應(yīng)用。該“智能化”是針對(duì)機(jī)器行為，主要是在控制理論的體系上，充分吸收混沌動(dòng)力學(xué)、生理學(xué)、心理學(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，使其具有自主決策、判斷推理以及邏輯思維等基本能力，以此來獲取更高的控制目標(biāo)。雖然使機(jī)電一體化產(chǎn)品獲取與人基本相當(dāng)?shù)闹悄苁遣淮蟋F(xiàn)實(shí)的，同時(shí)也是沒有必要的，然而，高速、高性能的微處理器給予機(jī)電一體化產(chǎn)品低級(jí)智能則是非常必要的。
（三）綠色化
上個(gè)世紀(jì)是機(jī)械工業(yè)迅猛發(fā)展的一個(gè)世紀(jì)，然而當(dāng)時(shí)的發(fā)展基本都是建立在耗費(fèi)巨大能源與資源的基礎(chǔ)上。然而許多能源與資源是不可再生的，隨著人們對(duì)物質(zhì)生活的要求及人口數(shù)量的不斷增長，傳統(tǒng)的高投入、高輸出模式顯然已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前的社會(huì)形式，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展自然也不例外。未來，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展要避免傳統(tǒng)粗放型的模式，必然朝著能源、資源高效利用的集約型模式，綠色化的發(fā)展才是機(jī)電一體化技術(shù)真正實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。
（四）網(wǎng)絡(luò)化
當(dāng)前這個(gè)時(shí)代是信息化技術(shù)高度發(fā)展的時(shí)代，在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷普及與發(fā)展過程中，市場競爭環(huán)境正在發(fā)生巨大的變革。網(wǎng)絡(luò)化在各行各業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，不但企業(yè)內(nèi)部生產(chǎn)管理要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化控制，并且技術(shù)服務(wù)在鮮花、消費(fèi)行為網(wǎng)絡(luò)化、產(chǎn)品銷售網(wǎng)絡(luò)化以及產(chǎn)品設(shè)計(jì)虛擬化等都會(huì)成為未來市場發(fā)展競爭的必然趨勢。而機(jī)電一體化的新產(chǎn)品一經(jīng)開發(fā)，在短時(shí)間內(nèi)就能夠暢銷全世界。當(dāng)前基于網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)視技術(shù)與遠(yuǎn)程控制技術(shù)方興未艾，遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)施本身就屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品。此外，局域網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)場總線技術(shù)的普及使得家用電器正在朝著網(wǎng)絡(luò)化的趨勢進(jìn)行發(fā)展，應(yīng)用家庭網(wǎng)絡(luò)把各類家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為核心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)，使得人們能夠足不出戶就能夠享受到各種新興技術(shù)所帶來的快樂與便利[3]。所以，機(jī)電一體化技術(shù)未來必然會(huì)朝著網(wǎng)絡(luò)化的趨勢發(fā)展。
三、結(jié)語
總而言之，機(jī)電一體化的不斷發(fā)展并非孤立的，其是眾多科學(xué)技術(shù)共同發(fā)展的結(jié)晶，同時(shí)也是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到某個(gè)階段的必然要求與趨勢。在科學(xué)技術(shù)持續(xù)發(fā)展的推動(dòng)下，各個(gè)技術(shù)進(jìn)行整合的趨勢必然會(huì)越來越多，機(jī)電一體化技術(shù)未來必然擁有極為廣闊的發(fā)展空間。
參考文獻(xiàn)
[1]余仕彪.機(jī)電一體化精確定位裝置及其控制系統(tǒng)的研究[D].上海海洋大學(xué)，2013.
1.1智能化依據(jù)多學(xué)科知識(shí)理論，構(gòu)建人類智能模擬體系，將其運(yùn)用到機(jī)械構(gòu)造上，從而使得機(jī)械具備一定的分析推理能力，并且慢慢去取代人的勞動(dòng)，這是未來機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢之一，也是其區(qū)別于傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的關(guān)鍵所在。當(dāng)然，實(shí)現(xiàn)智能化，需要以多學(xué)科去進(jìn)行理論研究，建立模擬系統(tǒng)，由此將其引入到機(jī)械設(shè)備上，以實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的智能化。
1.2迷你化所謂機(jī)電一體化的迷你化，就是使得機(jī)電設(shè)備在保證運(yùn)作效率和質(zhì)量的同時(shí)，使得其體積不斷減小，其能耗不斷降低。很多情況下，運(yùn)用于工程機(jī)械的機(jī)電一體化技術(shù)，在對(duì)于其結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造升級(jí)的同時(shí)，也使得其體積變大，這樣很不利于生產(chǎn)操作工作的開展。由此，迷你化，將成為未來機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢之一，也是很有必要的。
1.3數(shù)字化隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)數(shù)字技術(shù)得以廣泛應(yīng)用，其在工程機(jī)械方面同樣可以使用。也就是說，數(shù)字化發(fā)展，也是機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢之一，在這樣的導(dǎo)向下，未來的機(jī)電一體化可以動(dòng)態(tài)化的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)操作，各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)資源共享，這將成為促進(jìn)生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高的重要舉措。
1.4環(huán)?；瘷C(jī)電一體化未來發(fā)展同樣需要將環(huán)境保護(hù)考慮進(jìn)去，這是建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)的重要內(nèi)容，也是企業(yè)責(zé)任的具體表現(xiàn)。對(duì)于機(jī)械行業(yè)來講，如何保證在機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，避免產(chǎn)生生態(tài)污染，增強(qiáng)其循環(huán)利用效率，是很值得我們?nèi)ゲ粩嗵轿龅膯栴}，這也是決定機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性問題。
1.5整體化現(xiàn)階段機(jī)電一體化技術(shù)運(yùn)用與工程機(jī)械領(lǐng)域，還不是很充分，僅僅在部分環(huán)節(jié)有著比較廣泛的應(yīng)用，要想真正實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化在工程機(jī)械方面的效能，還需要從多個(gè)角度去開展研究和探索，構(gòu)建工程機(jī)械體系，使得工程操作質(zhì)量和效益得以提高。由此，整體化發(fā)展，也將是機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域方面的發(fā)展趨勢之一。
工業(yè)生產(chǎn)對(duì)于人們的生活有重要意義，例如人們?nèi)粘Ｉ钪械募矣秒娖骷吧a(chǎn)工作中所用的機(jī)械設(shè)備等都屬于工業(yè)生產(chǎn)，因此工業(yè)的發(fā)展能直接影響人們的生活質(zhì)量。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)逐步滲透到人們生活的各個(gè)方面，在推動(dòng)各行業(yè)技術(shù)水平發(fā)展的同時(shí)，也進(jìn)一步推進(jìn)了工業(yè)技術(shù)的發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)正是處于這種社會(huì)背景之下，機(jī)械化生產(chǎn)方式才逐步向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、環(huán)保節(jié)能化邁進(jìn)。
一、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)電一體化技術(shù)的起步較早，從上世紀(jì)60年代開始一些發(fā)達(dá)國家的工業(yè)生產(chǎn)中就已經(jīng)應(yīng)用了數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)方式，而后有了計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床、柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)、無人化工廠、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、納米技術(shù)等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國機(jī)電一體化技術(shù)也得到了廣泛應(yīng)用，但是因?yàn)樵S多因素的制約，我國機(jī)電一體化技術(shù)的總體水平與發(fā)達(dá)國家相比還有不小的差距。上世紀(jì)60年代我國機(jī)械行業(yè)應(yīng)用的生產(chǎn)機(jī)床仍然是最基本的裝備，不僅工藝落后，并且勞動(dòng)強(qiáng)度較大，生產(chǎn)效率低，嚴(yán)重影響企業(yè)自身的經(jīng)濟(jì)效益。到90年代后期，機(jī)電一體化技術(shù)的簡單應(yīng)用逐漸開始發(fā)展，一直到現(xiàn)在人工智能技術(shù)才得到了廣泛的應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展也加快了速度。
隨著機(jī)電一體化技術(shù)研究的不斷深入，該技術(shù)在人們生活中得到了廣泛的應(yīng)用，例如電視機(jī)、電腦、洗衣機(jī)等等；此外，許多工廠的數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)功能的控制等也屬于機(jī)電一體化應(yīng)用。目前，隨著我國計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展，電子智能技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)開始逐步結(jié)合，使機(jī)電一體化技術(shù)在智能化發(fā)展方面有了顯著的進(jìn)步。例如，智能機(jī)器人不僅可以幫助人們清潔家庭衛(wèi)生，為人們帶來樂趣，還可以進(jìn)行廢墟搜救等工作。雖然智能機(jī)器人的發(fā)展還處于初級(jí)階段，但是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)必將為人類的生活與生產(chǎn)作出更多貢獻(xiàn)。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的未來發(fā)展方向
21世紀(jì)是屬于信息化、智能化的新時(shí)代，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度使各種新型技術(shù)處于不斷改革創(chuàng)新的過程中。將機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)處理技術(shù)等相互整合發(fā)展產(chǎn)生的新型技術(shù)不斷推進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。因此，我國必須加強(qiáng)這一方面的理論研究與應(yīng)用研究工作，進(jìn)一步縮短與發(fā)達(dá)國家在機(jī)電一體化技術(shù)上的差距。以宏觀角度研究我國機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀，科學(xué)的預(yù)測該技術(shù)未來發(fā)展方向，對(duì)于提高該技術(shù)的研發(fā)能力具有極大的促進(jìn)作用。
（一）系統(tǒng)化
將機(jī)電一體化技術(shù)系統(tǒng)的應(yīng)用開放化、多樣化，不僅能夠提高工業(yè)生產(chǎn)效率，還能更加方便人們的生活。雖然多種單一的機(jī)電一體化產(chǎn)品能夠在不同方面滿足市場需求，但是多種機(jī)電一體化產(chǎn)品的整合運(yùn)用，則能同時(shí)滿足實(shí)際情況中多個(gè)方面的市場需求。針對(duì)市場的多樣化需求，機(jī)電一體化產(chǎn)品也逐漸向系統(tǒng)化方向發(fā)展。努力實(shí)現(xiàn)不同種類機(jī)電一體化產(chǎn)品的兼容并用，是機(jī)電一體化技術(shù)的必然發(fā)展方向。
（二）微型化
將機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)以納米尺度相融合所產(chǎn)生的產(chǎn)品，就是微型機(jī)電一體化產(chǎn)品。簡單來說，是將傳統(tǒng)尺度的機(jī)電一體化產(chǎn)品進(jìn)行最大限度的縮小，在通常體積上不超過1立方厘米。這種縮小并不是簡單的縮小尺寸，而是將傳統(tǒng)機(jī)械制造方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑圃?，這已經(jīng)成為了機(jī)電一體化學(xué)科中的新型技術(shù)。體積小、能耗低、運(yùn)用靈活等都是微型化機(jī)電一體產(chǎn)品的特點(diǎn)，其在醫(yī)學(xué)、軍事等領(lǐng)域都已經(jīng)被廣泛運(yùn)用。例如醫(yī)療過程中的微創(chuàng)技術(shù)就屬于微型機(jī)電一體化技術(shù)；軍事所用的微型間諜竊聽器也是微型機(jī)電一體化產(chǎn)品。
（三）智能化
機(jī)電一體化技術(shù)未來發(fā)展的重要方向之一必定包含智能化發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，人們正在不斷研發(fā)可以在多種領(lǐng)域替代人類智能活動(dòng)的產(chǎn)品。機(jī)電一體化技術(shù)智能發(fā)展，主要表現(xiàn)在機(jī)電產(chǎn)品能產(chǎn)生類似人類邏輯思考及自我決策能力等方面。例如，在數(shù)控機(jī)床上設(shè)置人機(jī)對(duì)話功能、人類生產(chǎn)模擬程序等，都能給產(chǎn)品的生產(chǎn)操作與維護(hù)等工作方面帶來極大便利。因此，智能化發(fā)展在推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展上可以起到較大的促進(jìn)作用。
（四）環(huán)保化
隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，自然界的各種資源物質(zhì)越來越匱乏，環(huán)境破壞問題日益嚴(yán)重，人們?cè)趯で蟀l(fā)展的過程已經(jīng)注意到環(huán)境保護(hù)的重要性，環(huán)保成為了各行各業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要考慮因素。所以機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢也必然會(huì)朝著環(huán)?；斑M(jìn)。機(jī)電一體化產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、包裝、使用、甚至在銷毀的整個(gè)過程中，都可以盡量提高對(duì)有限資源的利用率，最大限度的減少環(huán)境污染問題，并且保證產(chǎn)品質(zhì)量。環(huán)保化機(jī)電一體化產(chǎn)品應(yīng)具有最大限度利用資源、最小限度破壞壞境的特點(diǎn)，這不僅是技術(shù)發(fā)展的趨勢，也是社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要。
（五）網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步也在飛速的發(fā)展之中，已經(jīng)全面滲透到人們?nèi)粘Ｉ畹母鞣礁髅妫瑸槿祟惿钆c生產(chǎn)提供了極大便利，對(duì)其它技術(shù)的發(fā)展也起到了促進(jìn)作用，機(jī)電一體化技術(shù)的未來發(fā)展方向也必然會(huì)趨于網(wǎng)絡(luò)化。如今，全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展十分迅速，市場經(jīng)濟(jì)已經(jīng)逐步由國內(nèi)市場轉(zhuǎn)向國際市場，機(jī)電一體化技術(shù)想要掌握最新的發(fā)展?fàn)顩r，就必須充分利用網(wǎng)絡(luò)了解最新技術(shù)咨詢。研究人員也可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無國界交流，促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。
結(jié)束語
機(jī)電一體化技術(shù)不僅促進(jìn)了工業(yè)發(fā)展，也提高了人們的生活質(zhì)量。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，將會(huì)有更多的學(xué)科技術(shù)相互交叉整合，出現(xiàn)更多有利于人類生活與生產(chǎn)的先進(jìn)技術(shù)，機(jī)電一體化技術(shù)的未來發(fā)展前景也會(huì)更加廣闊。
參考文獻(xiàn)
機(jī)械一體化的發(fā)展過程研究
首先是二十世紀(jì)六十年代及之前的初始階段。這一階段，機(jī)電結(jié)合技術(shù)在戰(zhàn)時(shí)被應(yīng)用于軍事戰(zhàn)爭，戰(zhàn)后逐漸轉(zhuǎn)變成為民用，從某種程度上來講，其對(duì)于戰(zhàn)后整體的經(jīng)濟(jì)恢復(fù)及發(fā)展工作發(fā)揮了不可忽視的助益作用。但是，這個(gè)時(shí)期的機(jī)電結(jié)合還處于一種自發(fā)研制的狀態(tài)，無法實(shí)現(xiàn)更深一步的發(fā)展，其已研發(fā)出的產(chǎn)品也未能得到大力地推廣。其次是二十世紀(jì)的七十和八十年代的迅速發(fā)展階段。這一階段微電子技術(shù)出現(xiàn)，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了一個(gè)良好的契機(jī)。計(jì)算力技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)以及電力技術(shù)等的發(fā)展，使得機(jī)電一體化獲得了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。其他的大規(guī)模及超大規(guī)模的集成電路以及微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，則為機(jī)電一體化提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。而且，這一時(shí)期數(shù)控機(jī)床開始問世，這使得機(jī)電一體化的整體發(fā)展跨出了非常大的一步。第三是二十世紀(jì)九十年代以后直至現(xiàn)在的深入發(fā)展階段。二十世紀(jì)九十年代以來，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、激光技術(shù)以及模糊技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)開始大力呈現(xiàn)，機(jī)電一體化的發(fā)展跳上了另一個(gè)臺(tái)階。首先是光學(xué)及通信技術(shù)使得微機(jī)電一體化以及光機(jī)電一體化產(chǎn)生出來，再者就是機(jī)電一體化學(xué)科建設(shè)的不斷發(fā)展，以及人工智能技術(shù)光纖技術(shù)等的大力發(fā)展，機(jī)電一體化的前景越來越光明。
機(jī)電一體化未來的發(fā)展趨勢
學(xué)科交叉的程度將會(huì)越來越深入，而計(jì)算機(jī)通信技術(shù)以及微電子技術(shù)等的發(fā)展必將推動(dòng)機(jī)電一體化在未來更為迅猛的發(fā)展。就機(jī)電一體化在未來的發(fā)展趨勢而言，機(jī)電一體化大致會(huì)朝向以下幾個(gè)方向取得大力發(fā)展：（一）機(jī)電系統(tǒng)智能化21世紀(jì)各種高端科技技術(shù)迅速出現(xiàn)，尤其是智能化技術(shù)的不斷地獲得發(fā)展完善，機(jī)電工程的系統(tǒng)智能化轉(zhuǎn)變將是一個(gè)必然的趨勢。系統(tǒng)智能化是由專家以及智能機(jī)器人配合進(jìn)行工作的人機(jī)一體系統(tǒng)，它可以自主地對(duì)各種問題進(jìn)行分析、研究及構(gòu)思、判斷等，機(jī)電工程的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展是當(dāng)前時(shí)期研究者們非常重視的一個(gè)問題。機(jī)械在控制理論地引導(dǎo)下，通過各種人工智能技術(shù)地掌控，將獲得類似人類的心理學(xué)、生理學(xué)、運(yùn)籌學(xué)等思維，從而模擬人類進(jìn)行獨(dú)立的工作，這樣的機(jī)電系統(tǒng)將會(huì)獲得更高的思維以及決策能力，從而能迅速精確地達(dá)到控制目標(biāo)。（二）機(jī)電控制網(wǎng)絡(luò)化當(dāng)今時(shí)代，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)正在以一種強(qiáng)勢的姿態(tài)在人們的生產(chǎn)生活中進(jìn)行著普及，網(wǎng)絡(luò)逐漸將全球連接成一個(gè)有機(jī)的整體，全球的經(jīng)濟(jì)以及生產(chǎn)等的聯(lián)系也不斷深入，機(jī)電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)將迅速地通過網(wǎng)絡(luò)得以實(shí)現(xiàn)。所以說，網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用對(duì)于未來的機(jī)電一體化發(fā)展工作而言是不可避免的。在網(wǎng)絡(luò)普及化發(fā)展的環(huán)境中，遠(yuǎn)程控制以及監(jiān)視技術(shù)都獲得了極大程度的進(jìn)展，而作為機(jī)電一體化產(chǎn)品的遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)更高的程度的網(wǎng)絡(luò)化是控制系統(tǒng)未來發(fā)展的必然趨勢。當(dāng)前時(shí)期，網(wǎng)絡(luò)正通過更加深入地滲投進(jìn)遠(yuǎn)程控制工作，對(duì)人們的工作和生活進(jìn)行著聯(lián)系，人們?cè)谠谖磥肀貙⑾硎艿礁鼮橥晟频母呖萍歼h(yuǎn)程控制服務(wù)。（三）機(jī)電制造綠色化未來的機(jī)電一體化在微型機(jī)電化、光機(jī)電以及機(jī)電設(shè)計(jì)的生物軟件化等不斷獲得完善以后，定將朝向制造的綠色化方向演變。人類社會(huì)是一個(gè)與環(huán)境友好共存的社會(huì)，高科技產(chǎn)品生產(chǎn)的不完善會(huì)給環(huán)境帶來極大的損害，而未來社會(huì)各種高科技生產(chǎn)的綠色發(fā)展是一種必然的趨勢。機(jī)電一體化也一定會(huì)在環(huán)境保護(hù)以及生態(tài)維護(hù)的環(huán)境中，推動(dòng)自身制造工作以及使用工作的綠色化轉(zhuǎn)變。在制造綠色化的環(huán)境中，各種機(jī)電產(chǎn)品不僅可以在生產(chǎn)過程中降低污染，還能夠?qū)U棄產(chǎn)品進(jìn)行有效的回收利用，對(duì)于環(huán)境的不良影響可以說是非常微小的。當(dāng)今社會(huì)機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程是不可阻擋的，而且其在未來具有非常明亮的發(fā)展前景，機(jī)電一體化的發(fā)展一定會(huì)在不遠(yuǎn)地將來為人們提供更多更為優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
作者：石巖 單位：寧夏路橋股份有限公司
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.085
0 引言
就目前來說，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度已經(jīng)能夠滿足不同學(xué)科的交義運(yùn)用。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展就充分體現(xiàn)了這一發(fā)展?fàn)顟B(tài)，尤其是在市政施工中的應(yīng)用過程中。由于市政施工具有施工環(huán)境復(fù)雜以及建設(shè)項(xiàng)目多的特點(diǎn)，使得機(jī)電一體化的多元化作用得到了充分的發(fā)揮。文章對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)未來發(fā)展方向進(jìn)行了闡述，分析過程指出，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)朝著微型化、智能化、模塊化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化以及人性化的開發(fā)方向發(fā)展。
1 機(jī)電一體化技術(shù)概述
就目前來說，機(jī)電一體化的運(yùn)用范圍十分廣泛。其又被稱為機(jī)械電子學(xué)，主要是以微電子技術(shù)、信息技術(shù)的形式服務(wù)于機(jī)械工程領(lǐng)域。主要應(yīng)用的機(jī)械工程領(lǐng)域是系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化兩方面，這就意味著其是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)以及傳感器技術(shù)結(jié)合而成的綜合性技術(shù)。在市政工程的施工中，機(jī)械一體化的運(yùn)行好壞直接決定了實(shí)際的施工質(zhì)量。從傳統(tǒng)的方面講，過去的市政工程機(jī)械運(yùn)行都是純機(jī)械式的，這就意味著其運(yùn)行比較笨重，操作也不夠便捷。隨著社會(huì)的進(jìn)步，科技的發(fā)展，當(dāng)將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到市政工程的建設(shè)過程中后。市政工程建設(shè)的機(jī)械化發(fā)展方向也朝著智能化、遠(yuǎn)程控制化以及節(jié)奏緊湊化的方向邁進(jìn)。這種發(fā)展?fàn)顟B(tài)，不僅保證了工程的建設(shè)質(zhì)量，還在一定程度上減少了機(jī)電一體化操作人員的勞動(dòng)量。由此可以看出，機(jī)電一體化技術(shù)在市政工程建設(shè)過程中的應(yīng)用，極大的推動(dòng)了施工建設(shè)的效率[1]。此外，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的不斷更新?lián)Q代，其燃油的消耗情況也得到了有效控制。
2 機(jī)電一體化技術(shù)在市政施工中的應(yīng)用
2.1 提高施工智能化
智能化控制是市政施工進(jìn)行機(jī)電一體化的發(fā)展目標(biāo)。具體應(yīng)用過程即利用電子信息技術(shù)和機(jī)械控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)行的智能化的管理。施工智能化是指，工程施工過程針對(duì)不同的情況下，可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行預(yù)先設(shè)計(jì)。當(dāng)工程施工對(duì)系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行情況進(jìn)行評(píng)估，并研究出簡單的運(yùn)行模式變化規(guī)律，這就實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化技術(shù)提高工程施工智能化的基本需求。然而，現(xiàn)階段，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用了模糊數(shù)學(xué)、模擬智能、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及傳感技術(shù)等，這些技術(shù)使得工程施工應(yīng)用機(jī)電一體化的發(fā)展方向朝著智能化邁進(jìn)。
2.2 形成作業(yè)模塊化
市政工程施工機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，其發(fā)展的前景是廣闊的，具體包括：控制和操作模式的簡化。換句話說就是智能模塊化控制的實(shí)現(xiàn)。這種模塊化的操作和實(shí)施就是利用某些固定的程序化模塊與特定機(jī)械設(shè)備組合相配合，以此進(jìn)行特定工況下的作業(yè)，如： 鋪設(shè)瀝青的工序采用聯(lián)合瀝青攤鋪設(shè)備，在模塊化控制的情況下，可根據(jù)不同的工程需求對(duì)攤鋪設(shè)備進(jìn)行模式設(shè)定，即在某個(gè)工段采用固定的速度、作業(yè)形式等。這樣在該路段就可進(jìn)行無干擾的作業(yè)，同時(shí)在自動(dòng)檢測系統(tǒng)的輔助下，可以將施工過程完全交給機(jī)械來完成[2]。
2.3 實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排
機(jī)電一體化技術(shù)可以降低工程施工機(jī)械的能源消耗，而且在未來的機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展中將會(huì)得到進(jìn)一步的提高。此外，將工程施工的機(jī)械運(yùn)行實(shí)現(xiàn)高度智能化，可以為將機(jī)械的運(yùn)行帶來多功能化發(fā)展。這樣一來，就可以利用較少數(shù)量的智能化施工機(jī)械完成大量的工程量，這無疑是對(duì)資源的最大節(jié)約。與此同時(shí)，高效的工程施工作業(yè)也在很大程度上減少了對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞。具體體現(xiàn)在減少機(jī)械設(shè)備的存放場地以及減少施工人員生活對(duì)周圍環(huán)境的影響。
3 機(jī)電一體化在未來的發(fā)展方向
由于機(jī)電一體化技術(shù)的獨(dú)特性，使其應(yīng)用于工程施工時(shí)有著發(fā)展的綜合性。機(jī)電一體化作為綜合性發(fā)展的科學(xué)技術(shù)，它還能夠以不同發(fā)展的方向向前發(fā)展。具體來說，當(dāng)機(jī)電一體化技術(shù)向著微型化、智能化以及模塊化方向發(fā)展時(shí)，就會(huì)使得被應(yīng)用的工程項(xiàng)目呈現(xiàn)集成化建設(shè)。這是使工程項(xiàng)目的建設(shè)成果實(shí)現(xiàn)整體的模塊化，這一平臺(tái)的建成可以將機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)揮出多項(xiàng)功能。在機(jī)電一體化技術(shù)的具體應(yīng)用過程中，需要制造專用工具從而服務(wù)于工程項(xiàng)目的具體建設(shè)。而實(shí)現(xiàn)了模塊化的機(jī)電一體化技術(shù)，在應(yīng)用于具體建設(shè)時(shí)就可以通過更換不同的模塊來進(jìn)行操作。這樣一來，就可以在很大程度上擴(kuò)大機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。
此外，隨著信息時(shí)代的到來，人們對(duì)于快捷化、人性化服務(wù)的需求越來越高。這就要求機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，還應(yīng)朝著網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化以及人性化的方向發(fā)展邁進(jìn)。機(jī)電一體化技術(shù)的數(shù)字化可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電產(chǎn)品的遠(yuǎn)程控制，這就意味著其機(jī)電產(chǎn)品的運(yùn)行是以人的意志為轉(zhuǎn)移的，從而在一定程度上使應(yīng)用的工程項(xiàng)目更具人性化建設(shè)[3]。 對(duì)于機(jī)電一體化的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，其可以實(shí)現(xiàn)了多個(gè)機(jī)電產(chǎn)品的聯(lián)合工作。這就可以使機(jī)電產(chǎn)品能夠完成一系列的復(fù)雜任務(wù)，在一定程度上降低了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和設(shè)備的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。
機(jī)電一體化技術(shù)朝著上述幾個(gè)方向發(fā)展，是未來對(duì)其進(jìn)行科學(xué)技術(shù)研究的主要內(nèi)容。因?yàn)檫@些方向可以使其應(yīng)用的范圍和使用的領(lǐng)域更加多元化。尤其是機(jī)電產(chǎn)品一機(jī)多用的功能，在很大程度上減少了設(shè)備的重復(fù)使用。而且，還使能源得到了更有效的利用，所以，這是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品綠色發(fā)展的重要發(fā)展方向。
4 結(jié)束語
總而言之，機(jī)電一體化技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，都在一定程度上推進(jìn)了其行業(yè)的發(fā)展速度。尤其是對(duì)于市政工程的施工過程來說，由于其建設(shè)的重要性，機(jī)電產(chǎn)品的應(yīng)用則為其帶來了快速發(fā)展的契機(jī)。所以，我們務(wù)必要順應(yīng)時(shí)代科學(xué)技述的發(fā)展潮流，提高對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的認(rèn)識(shí)。并將其投入到現(xiàn)代化的建設(shè)當(dāng)中，使其發(fā)揮出綜合性的作用。
中圖分類號(hào)：F407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
所謂的機(jī)電一體化技術(shù)，指的是利用電子信息技術(shù)，改善生產(chǎn)機(jī)械的可控性、自動(dòng)化和生產(chǎn)效能。而且，在機(jī)電一體化的實(shí)際應(yīng)用中，其表現(xiàn)也非常令人滿意。隨著我國經(jīng)濟(jì)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，對(duì)機(jī)電一體化的發(fā)展水平也提出了更高的要求。而作為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的后起之秀，中國在這方面的進(jìn)展也表現(xiàn)出了一些獨(dú)特的特點(diǎn)。
1.我國機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析
1.1.發(fā)展速度很快
自從我國實(shí)施改革開放的戰(zhàn)略國策以來，經(jīng)過長期的中外技術(shù)交流，我國機(jī)電一體化技術(shù)獲得了長足的進(jìn)步。而且，隨著我國機(jī)械技術(shù)和電子信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)的前進(jìn)步伐也越來越快。這主要得益于以下幾個(gè)因素：首先，我國政府對(duì)機(jī)電一體化的研究非常重視。無論在研究資金還是在研究人員上，都給予了鼎力支持。特別在新的發(fā)展時(shí)期，國家對(duì)機(jī)電一體化研發(fā)的投入進(jìn)一步加大，使得我國機(jī)電一體化的發(fā)展沒有了后顧之憂；其次，我國經(jīng)濟(jì)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的需求非常強(qiáng)烈?！顿Y本論》中說：只有有需求，才會(huì)有供應(yīng)。隨著我國社會(huì)生產(chǎn)水平的進(jìn)一步提高，機(jī)電一體化的需求市場也越來越大。在市場需求的強(qiáng)烈刺激下，機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展也在情理之中；最后，國內(nèi)外在機(jī)電一體化技術(shù)方面的交流也日益頻繁。由于我國在機(jī)械和電子信息技術(shù)技術(shù)水平方面和發(fā)達(dá)國家存在著很大的差距，通過廣泛而深入的技術(shù)交流，我國可以在吸收國外先進(jìn)技術(shù)的技術(shù)上進(jìn)行進(jìn)一步的消化，從而促進(jìn)我國機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展。
1.2.整體技術(shù)水平仍然不高
雖然我國機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展速度非?？?，但由于發(fā)展起點(diǎn)比較低，發(fā)展時(shí)間也不長，使得我國機(jī)電一體化技術(shù)整體水平仍然不高。特別在電子信息技術(shù)的發(fā)展水平上，與國外先進(jìn)技術(shù)相比差距多達(dá)二三十年。由于電子信息技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的核心，一旦這方面存在落后，就會(huì)在很大程度上降低機(jī)電一體化的整體發(fā)展水平。而且，機(jī)電一體化發(fā)展中還存在發(fā)展不平衡的情況。例如，在尖端信息技術(shù)方面，尤其在集成電路和超高集成電路方面，整體發(fā)展水平并不落后，有些還走在了世界前列。但是，在機(jī)械技術(shù)和控制技術(shù)方面，發(fā)展步伐就慢得多了。特別在機(jī)械技術(shù)的發(fā)展上，甚至落后于韓國等中等發(fā)達(dá)國家?？偠灾?，我國機(jī)電一體化技術(shù)整體技術(shù)水平仍然不高，還需要科研部門繼續(xù)努力。
2.我國機(jī)電一體化技術(shù)的未來發(fā)展趨勢探討
2.1.模塊化發(fā)展
所謂模塊化，指的是在機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，將復(fù)雜的零部件簡單化，盡量減少零部件的數(shù)量，并盡可能地統(tǒng)一規(guī)格，從而提高機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展水平以及機(jī)電產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。在傳統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)下，由于機(jī)電一體化產(chǎn)品的零部件比較多，規(guī)格在比較復(fù)雜，不僅使得機(jī)電產(chǎn)品的運(yùn)行效率不夠高，也在很大程度上影響了生產(chǎn)效率。為了進(jìn)一步提高機(jī)電技術(shù)的整合水平，業(yè)界提出了機(jī)電一體化技術(shù)模塊化的發(fā)展思路。在西方發(fā)展國家，機(jī)電一體化模塊化技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了相當(dāng)高的水平，并且取得了非常好的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的作用也非常明顯。但是，我國模塊化技術(shù)的發(fā)展還處在概念研究階段，還沒有投入到實(shí)際應(yīng)用中。因此，模塊化是我國機(jī)電一體化技術(shù)的未來重點(diǎn)發(fā)展方向之一。
2.2.智能化發(fā)展
智能是知識(shí)以及運(yùn)用知識(shí)解決問題的總和，智能化是21 世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有智能化，就是使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有人的部分智能，即一定的分析、思考、獨(dú)立判斷能力。機(jī)電一體化技術(shù)的智能化發(fā)展水平，代表了一個(gè)國家機(jī)電技術(shù)整體實(shí)力。而且，機(jī)電技術(shù)的智能化所帶來的好處也是顯而易見的：一方面，智能化的機(jī)電產(chǎn)品能夠在很大程度上代替認(rèn)的職能，從而節(jié)約大量的人力資源。而且，智能化程度較高的機(jī)電產(chǎn)品還能夠獨(dú)立完成一些比較危險(xiǎn)的生產(chǎn)任務(wù)，從而在最大程度上保證生產(chǎn)人員的安全；另一方面，智能化機(jī)電技術(shù)能夠大幅度地提高生產(chǎn)效率。智能化機(jī)電技術(shù)的中央處理系統(tǒng)能夠自主地處理生產(chǎn)任務(wù)，能夠組織生產(chǎn)流水線，還能夠處理一些生產(chǎn)故障。這種智能化的機(jī)電一體化技術(shù)能夠很容易實(shí)現(xiàn)高速自主生產(chǎn)，其生產(chǎn)效率是傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的數(shù)倍甚至數(shù)十倍。雖然我國在機(jī)電一體化智能技術(shù)方面的研究取得了不小的進(jìn)步，且逐漸開始了實(shí)際應(yīng)用。但是，這種機(jī)電產(chǎn)品的整體技術(shù)水平不夠高，生產(chǎn)成本也比較高昂。因此，在未來的一段時(shí)間內(nèi)，智能化和降低應(yīng)用成本，是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的重要任務(wù)。
2.3.微型化發(fā)展
隨著集成電路和超高集成電路的不斷發(fā)展，電子元器件的體積越來越小，質(zhì)量也越來越輕，使得機(jī)電一體化技術(shù)呈現(xiàn)出了微型化的發(fā)展趨勢。機(jī)電一體化技術(shù)的微型化有兩大好處：一方面，更小的體積不僅使得機(jī)電一體化產(chǎn)品更加便于安裝和應(yīng)用，也能夠在很大程度上降低生產(chǎn)使用成本。例如美國研發(fā)出的微型無人機(jī)，體積僅僅只有一只蜜蜂大小，但它的探測和偵查能力卻非常強(qiáng)大，而成本僅僅幾十美元，堪稱微型機(jī)電技術(shù)的典范；另一方面，機(jī)電一體化技術(shù)的微型化，還有助于大幅度地降低能量消耗。傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備一般體積比較龐大，單位時(shí)間內(nèi)需要消耗大量的電能或者油料，而且操作也不夠靈活。而在機(jī)電技術(shù)微型化之后，不但能量消耗大幅度降低，而且靈活性也大大增強(qiáng)，拓展了機(jī)電技術(shù)的應(yīng)用范圍。因此，機(jī)電技術(shù)微型化，是我國科研工作者的努力方向之一。
2.4.人性化發(fā)展
發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)，開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品，其最終目的是為人類服務(wù)，離開了以人為本這個(gè)原則，任何技術(shù)、產(chǎn)品都是沒有前途的，因此，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品的人性顯得越來越重要。這就需要，一方面，機(jī)電一體化產(chǎn)品將模仿生命機(jī)體實(shí)現(xiàn)某功能；另一方面，機(jī)電一體化產(chǎn)品將注重產(chǎn)品和人的關(guān)系，體現(xiàn)出人—機(jī)—環(huán)境的高度協(xié)調(diào)性。例如，在國內(nèi)某大型電器生產(chǎn)企業(yè)，就十分看重機(jī)電一體化技術(shù)和人的有效契合。在布置生產(chǎn)線的過程中，無論在設(shè)備的選型上，還是在安裝調(diào)試上，都以“最方便”工人操作作為主要的參考因素。特別是為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)“人機(jī)合一”，該企業(yè)還按照人因管理的理念，要求機(jī)電設(shè)備的生產(chǎn)廠家針對(duì)本企業(yè)公認(rèn)的一些特點(diǎn)，進(jìn)行特殊化改造，使得工人在操縱這些機(jī)電生產(chǎn)設(shè)備時(shí)，不僅能夠很快做到得心應(yīng)手，還大大節(jié)省了體力和精力。
2.5.綠色化發(fā)展
現(xiàn)代工業(yè)在提高人們生活水平的同時(shí)，也帶來了非常嚴(yán)重的環(huán)境污染。隨著可持續(xù)發(fā)展理念的提出，綠色發(fā)展就成了各行各業(yè)共同的目標(biāo)。機(jī)電一體化技術(shù)也是一樣，綠色化的發(fā)展是一條必走之路。因此，我國的科技工作者在研究機(jī)電一體化技術(shù)時(shí)，務(wù)必要本著節(jié)約能源、節(jié)約材料和少用或者不用有毒材料的原則，進(jìn)行家電產(chǎn)品的研發(fā)與制造。特別是在生產(chǎn)機(jī)電產(chǎn)品電路板的過程中，應(yīng)當(dāng)盡可能地降低有毒重金屬的使用量，同時(shí)盡量應(yīng)用可降解的高分子合成材料，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境友好化。
3.結(jié)束語：在科研工作者的不寫努力下，我國機(jī)電一體化技術(shù)在智能化、微型化和模塊化等方面取得了重大進(jìn)步。相信在未來的一段時(shí)間內(nèi)，我國一定能夠趕上國際先進(jìn)水平，從而促進(jìn)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。
中圖分類號(hào)：TU85 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
機(jī)電一體化是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然成果，它將機(jī)械設(shè)備、電子信息和自動(dòng)控制等相關(guān)技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，成為一門綜合型高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，大幅度提高了工廠的生產(chǎn)技術(shù)水平。通過推廣新型電子技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的改造，成為了當(dāng)今提高工業(yè)生產(chǎn)管理水平，促進(jìn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的開發(fā)的重要措施。因此，加快機(jī)電一體化的課程研究已成為世界各國爭相研究的技術(shù)內(nèi)容。
1機(jī)電一體化技術(shù)的特點(diǎn)
機(jī)電一體化作為一門綜合型的技術(shù)科學(xué)，它綜合了電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和機(jī)械技術(shù)相關(guān)方面的內(nèi)容，使整個(gè)工業(yè)技術(shù)水平和相關(guān)生產(chǎn)產(chǎn)品更加系統(tǒng)性、科學(xué)性和完整性。在整個(gè)工業(yè)操作系統(tǒng)中，各個(gè)組成部分相互配合，協(xié)同工作，并且各項(xiàng)工作內(nèi)容互相補(bǔ)充，使工業(yè)技術(shù)的發(fā)展不斷向著科學(xué)化、高效化的方向發(fā)展。機(jī)電一體化在現(xiàn)代工業(yè)中的得到普遍應(yīng)用，其科學(xué)的技術(shù)特點(diǎn)主要體現(xiàn)在幾個(gè)方面：（1）機(jī)電一體化具有體積小，重量輕的特點(diǎn)。機(jī)電一體化融入了大量的新型技術(shù)產(chǎn)品，隨著新型半導(dǎo)體和集成電路技術(shù)的研究進(jìn)展以及液晶顯示在機(jī)電一體化中的應(yīng)用使得機(jī)電一體化體系中的控制和測量系統(tǒng)的重量和體積都大為減小。（2）機(jī)電一體化使整個(gè)生產(chǎn)作業(yè)過程的生產(chǎn)速度加快，精度變高。隨著工業(yè)生產(chǎn)集成電路的不斷優(yōu)化改造，使得整個(gè)工業(yè)系統(tǒng)的各個(gè)操作步驟速度不斷提升并且精度變高。（3）擁有高度的集成控制系統(tǒng)。機(jī)電一體化往往可以通過改變計(jì)算機(jī)上的運(yùn)行條件就可以改變操作流程的運(yùn)動(dòng)狀況，具有安全性高和操作簡單的特點(diǎn)。
2對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展概況的探討
機(jī)電一體化自產(chǎn)生以來經(jīng)歷了較長期的應(yīng)用研究和發(fā)展歷程。我國機(jī)械制造業(yè)等相關(guān)工業(yè)在出現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)之前，世界各國已開始從事大量有關(guān)對(duì)機(jī)械技術(shù)設(shè)計(jì)和自動(dòng)化控制功能設(shè)計(jì)的研究，并且相關(guān)研究工作者為了配合工業(yè)較高的生產(chǎn)技術(shù)要求已經(jīng)研究和開發(fā)了較多的機(jī)電一體化系列產(chǎn)品，隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)電一體化概念最早由七十年代日本人長期的研究和實(shí)踐工作總結(jié)出了機(jī)電一體化這一概念，并且機(jī)電一體化在以后的應(yīng)用研究中得到不斷完善。在后來的十到二十年內(nèi),隨著信息技術(shù)的研究進(jìn)展使電子計(jì)算機(jī)的性能逐步提高,電子信息技術(shù)被越來越多的機(jī)電一體化企業(yè)所采用來開展機(jī)電一體化產(chǎn)品,當(dāng)時(shí)開展的典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品像數(shù)控機(jī)床和汽車的電子控制系統(tǒng)等。而隨著科學(xué)對(duì)更大規(guī)模集成電路和微型電子技術(shù)的研究和投入使用，使機(jī)電一體化的機(jī)械電子結(jié)合形式更加方便靈活、組成內(nèi)容更加全面具體而機(jī)電一體化的應(yīng)用也變得更加廣泛。
3關(guān)于技術(shù)一體化技術(shù)的在未來幾年的發(fā)展趨勢
機(jī)電一體化是機(jī)械、控制、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科的交叉融合,在當(dāng)前很多工業(yè)生產(chǎn)中都離不開機(jī)電一體化的技術(shù)支持，相信在未來的工業(yè)發(fā)展中，機(jī)電一體化將會(huì)發(fā)揮著更重要的作用。當(dāng)前，機(jī)電一體化的發(fā)展依托于相關(guān)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展,其在未來的主要研究和發(fā)展方向?yàn)閿?shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化和綠色化等。
3. 1 數(shù)字化
由于微控制器和接口技術(shù)的研究進(jìn)展，使其成為了機(jī)電一體化產(chǎn)品數(shù)字化的條件基礎(chǔ)，又由于計(jì)算機(jī)信息網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展,為機(jī)電一體化的數(shù)字化發(fā)展提供了前進(jìn)的方向,如機(jī)電一體化的虛擬設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)集成制造等。向著技術(shù)數(shù)字化發(fā)展要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的操作系統(tǒng)軟件具有較高的可靠性、通用性、易操作性、自身良好的診斷能力等。而機(jī)電一體化數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將更有利于工業(yè)生產(chǎn)流程的遠(yuǎn)程控制操作、系統(tǒng)自身診斷和修復(fù)功能。
3.2 智能化
隨著技術(shù)設(shè)備的先進(jìn)化和科技化，機(jī)電一體化處理器速度已經(jīng)飛速提高和電子計(jì)算機(jī)變得更加高性能化，智能化是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的核心以及工業(yè)發(fā)展的必然要求。因此為向機(jī)電一體化系統(tǒng)中嵌入智能控制算法，相關(guān)專家做了一系列智能產(chǎn)品的研究并將其投入到機(jī)電一體化行業(yè)中來，電子技術(shù)為智能化創(chuàng)造了條件，加上傳感器系統(tǒng)的高度集成化的技術(shù)進(jìn)步，更加有力地推動(dòng)了我國機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展，使機(jī)電一體化具有一定程度的判斷推理和自主決策能力。
3.3.網(wǎng)絡(luò)化
隨著當(dāng)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)帶來的各種遠(yuǎn)程控制技術(shù)和監(jiān)視技術(shù)也隨之而來。而機(jī)電一體化產(chǎn)品作為遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的設(shè)備基礎(chǔ),可實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)等使電器網(wǎng)絡(luò)化可行,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可把各種用途的設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)集成實(shí)現(xiàn)集中操作控制 ,讓人們更加方便快捷的實(shí)現(xiàn)各種技術(shù)設(shè)備的綜合運(yùn)用。
3.4微型化
微電子技術(shù)的快速發(fā)展帶動(dòng)了微型機(jī)電系統(tǒng)的發(fā)展，由于體積龐大和重量大的設(shè)備已不能滿足生產(chǎn)工作的需要，所以追求高新技術(shù)的微型化成為機(jī)電一體化發(fā)展的必然要求。微型機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少而且運(yùn)動(dòng)靈活，在許多高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)都有著強(qiáng)大的優(yōu)勢。它可以完成很多工作任務(wù)較難的工作，為當(dāng)代的技術(shù)工業(yè)化發(fā)展帶來的巨大優(yōu)勢。
機(jī)電一體化除了以上幾方面的發(fā)展方向，仍向著模塊化、人性化的方向發(fā)展，使機(jī)電一體化技術(shù)以符合人的意志進(jìn)行工作，這些發(fā)展內(nèi)容為機(jī)電一體化的科技化發(fā)展提供了新的發(fā)展方向和發(fā)展目標(biāo)。相信未來的機(jī)電一體化事業(yè)將會(huì)是先進(jìn)科學(xué)技術(shù)發(fā)展下的優(yōu)秀結(jié)晶成果。
結(jié)語
機(jī)電一體化在當(dāng)代制造行業(yè)中的應(yīng)用研究和發(fā)展加快了工業(yè)的先進(jìn)化和科技化技術(shù)水平。機(jī)電一體化作為當(dāng)代相關(guān)制造行業(yè)的重要核心技術(shù)，技術(shù)上的改革和各個(gè)組成部分的技術(shù)支持是實(shí)現(xiàn)更大發(fā)展的基礎(chǔ)，隨著機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，擁有更完整、更科學(xué)的系統(tǒng)體系已成為機(jī)電一體化未來發(fā)展的重要目標(biāo)。在機(jī)械技術(shù)中我們要合理使用電子信息技術(shù)，使整個(gè)工業(yè)流程的運(yùn)行和相關(guān)企業(yè)的產(chǎn)品性狀都有較大的良性改變，讓產(chǎn)品擁有更高的功能特性和附加價(jià)值，為社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。
參考文獻(xiàn)
中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉與滲透，導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段?！皺C(jī)電一體化”意思是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。這一名稱已得到包括我國在內(nèi)的世界各國的承認(rèn)，我國的工程技術(shù)人員習(xí)慣上把它譯為機(jī)電一體化技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù)，是機(jī)械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。今天機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展飛速，機(jī)電一體化產(chǎn)品更日新月異。
一、機(jī)電一體化技術(shù)基本概念
機(jī)電一體化技術(shù)是在微型計(jì)算機(jī)為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展，向機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透，機(jī)械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感測試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，從系統(tǒng)理論出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，以智力、動(dòng)力、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和感知組成要素為基礎(chǔ)，對(duì)各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運(yùn)動(dòng)傳遞，物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，能量變換進(jìn)行研究，使得整個(gè)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合與綜合集成，并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質(zhì)的和能量的有規(guī)則運(yùn)動(dòng)，在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價(jià)值系統(tǒng)工程技術(shù)。
二、機(jī)電一體化的核心技術(shù)
1、機(jī)械技術(shù)：是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。
2、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)：其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。
3、系統(tǒng)技術(shù)：即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。
4、自動(dòng)控制技術(shù)：其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。
5、傳感檢測技術(shù)：是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高。
三、機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程
1、數(shù)控機(jī)床問世：自從1952年美國第1臺(tái)數(shù)控銑床問世至今已50個(gè)年頭。我國數(shù)控機(jī)床制造業(yè)在80年代曾有過高速發(fā)展階段，尤其是在1999年后，國家向國防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場一派繁榮。
2、微電子技術(shù)的發(fā)展：我國的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965年，經(jīng)過30多年發(fā)展，已初步形成包括設(shè)計(jì)、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
3、激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)的出現(xiàn)：以激光技術(shù)為首的光電子技術(shù)是未來信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，它集中了固體物理、波導(dǎo)光學(xué)、材料科學(xué)、微細(xì)加工和半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的科研成就，成為電子技術(shù)與光子技術(shù)自然結(jié)合與擴(kuò)展、具有強(qiáng)烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)科，對(duì)于國家經(jīng)濟(jì)、科技和國防都具有重要的戰(zhàn)略意義。
四、機(jī)電一體化的發(fā)展方向
20世紀(jì)90年代后期，各主要發(fā)達(dá)國家開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新支；另一方面，對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。未來機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向有：
1、智能化：是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標(biāo)。
2、網(wǎng)絡(luò)化：20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì)暢銷全球。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
3、自動(dòng)化：所謂自動(dòng)化技術(shù)，是指人類利用各種技術(shù)手段和方法來代替人去完成各種測試、分析、判斷和控制工作，以現(xiàn)實(shí)預(yù)期的目標(biāo)、功能。一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)通常由多個(gè)環(huán)節(jié)要素組成，以完成信息的獲取、信息的傳遞、信息的轉(zhuǎn)換、信息的處理及信息的執(zhí)行等功能，最后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行目標(biāo)。
2機(jī)電一體化未來發(fā)展方向
所謂的機(jī)電一體化，實(shí)際上是以信息技術(shù)控制機(jī)械的操作，這就要求首先必須發(fā)展信息技術(shù)，因?yàn)樾畔⒓夹g(shù)負(fù)責(zé)機(jī)械控制的應(yīng)用，它包括負(fù)責(zé)控制方法、數(shù)據(jù)分析、運(yùn)行反饋、分析決策等，如果沒有先進(jìn)的信息技術(shù)支持，那么機(jī)電一體化不能有效率地展開，也不能滿足經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與社會(huì)的需求，在信息技術(shù)發(fā)展后，機(jī)械技術(shù)要同步更新和發(fā)展，它需要能滿足信息技術(shù)的要求，兩者同時(shí)提高、有效整合，正是未來發(fā)展的方向。第一，機(jī)電一體化技術(shù)要向智能化方向發(fā)展。隨著科技的進(jìn)步，目前智能化的研究取究正在不斷的發(fā)展，人們?cè)谛畔⒓夹g(shù)中大量應(yīng)用到數(shù)掘挖掘技術(shù)、粗糙集理論等等，這些都是信息技術(shù)智能化的基礎(chǔ)，它們能讓信息技術(shù)擁有模擬人一樣的思維，同時(shí)它具有學(xué)習(xí)能力、決策能力等。這些先進(jìn)的信息技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械設(shè)備當(dāng)中，工作人員可以用程序的方法讓機(jī)械設(shè)備按照預(yù)定的流程進(jìn)行工作。原來這些工作需要耗費(fèi)大量的人力資源，而現(xiàn)在只需要很少的人力就能完成，它能大幅度地降低人力的使用，同時(shí)，人力資源的精減也使管理得到更高的效率，達(dá)到企業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。機(jī)械設(shè)備不僅向著智能化的方向發(fā)展，還向著機(jī)械人的方向發(fā)展。機(jī)器人的行動(dòng)會(huì)更加的靈活，同時(shí)也會(huì)被賦予人類的一些簡單的行為，機(jī)器人能提煉出人的思維流程，模擬人類數(shù)據(jù)分析的方法，它能使智能化向著更進(jìn)一步的方向發(fā)展，比如說機(jī)器人擁有自我決策能力以及邏輯判斷能力等，可以看到，未來機(jī)械設(shè)備將來逐漸擺脫人的控制而讓這些智能機(jī)械人操作。第二，機(jī)電一體化技術(shù)還要兼顧環(huán)保的需求。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與科學(xué)的進(jìn)步，人們已經(jīng)意識(shí)到周圍的環(huán)境正在變化，日趨減少的自然資源和正在惡化的生存環(huán)境是人們必須要去面對(duì)的問題，現(xiàn)在人們已經(jīng)越來越意識(shí)到除了要保證科學(xué)的發(fā)展，同時(shí)也要兼顧環(huán)保的控制，因此機(jī)電一體化在設(shè)計(jì)過程中，也要注意到環(huán)保的理念，使機(jī)電一體化設(shè)備更能滿足人們的需求。要求機(jī)電一體化擁有環(huán)保的性能，要求設(shè)計(jì)機(jī)電一體化設(shè)備時(shí)能對(duì)資源有效的利用，同時(shí)要盡可能做到對(duì)廢舊的資源能進(jìn)行再回收、再利用，要能實(shí)現(xiàn)使用最小的資源能得到最大的產(chǎn)出效果，機(jī)電一體化技術(shù)向著環(huán)保的方向發(fā)展既是企業(yè)節(jié)省成本的需要，也是社會(huì)的整體需求，機(jī)電一體化技術(shù)只有滿足環(huán)保的需求才能適應(yīng)未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，設(shè)備才能持續(xù)性發(fā)展。第三，網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展是機(jī)電一體化的趨勢。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展給人們的生產(chǎn)、生活方式帶來巨大的改變，這種改變也對(duì)機(jī)電一體化帶來巨大的影響，比如在機(jī)電一體化設(shè)備的生產(chǎn)上，人們可以通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的數(shù)據(jù)采集與分析，了解到社會(huì)對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的需求，生產(chǎn)廠家可以針對(duì)此市場需求開發(fā)；在機(jī)電一體化工藝技術(shù)的共享上，由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能將信息迅速傳播，一旦機(jī)電一體化設(shè)備出現(xiàn)新的工藝、新的設(shè)計(jì)構(gòu)思，很快就能被相關(guān)人員了解，人們可以通過網(wǎng)絡(luò)的方式共同探討；在機(jī)電一體化設(shè)備的使用上，由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，未來遠(yuǎn)程對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行操作成為可能；同時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息技術(shù)的結(jié)合，當(dāng)機(jī)電一體化設(shè)備出現(xiàn)異常狀態(tài)時(shí)，人們可以遠(yuǎn)程收到機(jī)電一體化設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)數(shù)據(jù)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程評(píng)估與診斷，這些方式將對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備的發(fā)展產(chǎn)生極大的影響。
