機電一體化技術發展趨勢
機電一體化技術發展趨勢【1】
[摘 要]機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。
本文在對機電一體化技術進行分析展望的基礎上，結合我國機電一體化發展的現狀，提出了發展我國機電一體化技術的構想。
[關鍵詞]機電一體化;發展
一、引言
機電一體化技術是當代科學技術發展最為活躍的領域之一。
隨著計算數學、工程力學、機械動力學、電子信息技術及計算機技術的飛速發展，極大地豐富和發展了傳統設計技術的內容，改變了其固有的模式和方法，特別是設計觀念的更新，從面向制造的設計轉變為面向用戶的設計，大大拓寬了設計師的思維空間，使產品更具有創新性和適用性。
二、我國機電一體化技術的發展現狀
目前，在機電一體化技術方面我國已經取得了一定的成就，特別是在數控技術方面、機器人方面和計算機集成制造系統方面尤為顯著。
在數控技術方面。
從1985年我國開始研究數控技術。
在堅持自我開發與借鑒國外先進技術和經驗的基礎上，目前我國已經基本具備了自我研發能力，并在國內建立了多處數控研發和生產基地。
可以說，我國的數控產業已經基本成形。
到目前，我國數控技術行業已經具有年生產數控系統3000多套、主軸與進給裝置5000多套的能力，成為促進國民經濟發展的重要產品。
掌握關鍵數控技術并形成自我研發和生產能力，對于發展民用工業和國防工業都有著不可替代的作用，同時也增強了我國的綜合國力。
在計算機集成制造系統方面。
目前，我國已經在清華大學建成了國家CIMS工程研究中心，在國內其他高校和科研單位建立了7個CIMS單元技術實驗室和8個CIMS培訓中心。
特別是近年來，我國在計算機集成制造系統方面取得了巨大的進步，已經掌握了一些關鍵技術。
同時，計算機集成制造系統在國內多家企業中得到了廣泛應用，取得了良好的經濟效益。
但是，我們看到上述成就的同時還應該看到關于計算機集成制造系統的核心技術我們還沒有取得突破，部分產品還主要依靠國外技術的支持才能得以研發和生產。
三、機電一體化的發展趨勢
(1)模塊化
隨著人類對標準化生產認可程度的提高，我們已經認識到標準化生產對于提高生產率和提高銜接便利性的重大意義。
在機電一體化技術發展進程中，實現模塊生產已經成為一種必然的發展趨勢。
我們知道，由于機電一體化產品種類繁多，生產廠家又很龐雜，因此在實現模塊化生產之前所生產出來的很多機電產品相互銜接性能較差，性能也不穩定。
但是，模塊化的機電一體化產品的研發能夠提供標準機械接口、電器接口、動力接口和環境接口等，產品之間能夠實現很好的結合與兼容。
(2)微型化
微型機電一體化產品是機械技術與電子技術在納米尺度上相融合的產物，是將傳統尺度的機電一體化產品進行縮小的結果，通常指體積不超過1 立方厘米的機電一體化產品，但決不是將尺寸按比例縮小制造，微型化產品制造與傳統機械制造有區別，已經成為一種新的學科。
微型化機電一體產品具有體積小、能耗低、運動靈活等特點，已經被廣泛應用在醫學、軍事、航空等領域。
例如，在醫療過程中所使用的微創技術，就是運用微型機電一體化技術的結果;在軍事上，“蒼蠅”大小的能夠自主飛行的間諜xxx器也同樣是微型機電一體化產品;在航天事業上，由于太空艙體積較小，而又需要容納多種試驗設備和探測設備，因此也都不同程度地使用了微型化機電一體化產品。
(3)系統化
開放的、多樣化的機電一體化產品的系統運用，不但能夠提高生產效率，還能更加便利人們的生活。
單一的機電一體化產品能夠在某個方面滿足現實的需要， 而多種機電一體化產品的系統運用，則能夠滿足更多方面的需求。
針對市場逐步出現的多樣化需求，機電一體化產品的設計和生產也在逐漸向系統化方向發展，注重對于一系列機電一體化產品的研發，并努力實現不同系列機電一體化產品之間的兼容與并用。
因此說，機電一體化技術向系統化方向發展是大勢所趨。
(4)環保化
近一百年來，工業的迅猛發展使得人類社會步入了前所未有的快速發展時期。
人們已經逐漸開始享受物質豐富、生活安逸的巨大樂趣，但是，我們還應該看到人類社會的快速進步是以犧牲環境為代價的。
目前，工業所產生的各種廢氣已經造成了大氣污染，排放的各種廢水已經污染了江河湖海，排出的各種廢渣已經堆積如山，嚴重地威脅了我們賴以生存的地球家園。
考慮到對于環境的保護，機電一體化產品也逐步在向清潔型、環保型、節能型等方向發展。
越來越多的人士也開始青睞綠色環保型的機電一體化產品。
四、發展我國機電一體化的幾點建議
早在1985年12月，國家科委就組織完成了《我國機電一體化的發展途徑與對策》的課題研究。
提出數控機床、工業自動化控制儀表等15個機電一體化發展領域和6項共性關鍵技術的研究方向和課題，提出機電一體化產值比率在2000年達到15%-20%的發展目標。
而在21世紀，機電一體化的發展更離不開以下幾個方面：
4.1 用高新技術改造與提升機電一體化
我國的機電一體化雖已取得了許多成果，但隨著科技的發展和社會經濟的進步，對機電一體化技術提出了許多新的和更高的要求，所以機電一體化也必須要用高新技術改造自身、提升自己，提高產品的市場競爭能力。
4.2 自主開發與技術創新
在21世紀創新是企業競爭的焦點，市場是用戶的市場，只有不斷滿足用戶日益增長的要求，開發出新產品，才能使企業在激烈的市場競爭中立于不敗之地。
而我國長期以來習慣對引進技術消化、吸收，而創新則重視不夠，更不易形成自主開發能力。
所以，加大技術引進中的消化吸收，以市場需求為導向進行創新性的研究，以形成自主開發和技術創新能力為根本目的，才是提高產品技術含量和增強市場競爭能力的根本途徑。
4.3 走依靠科學技術之路
一是以重點項目為突破口，將國家科技計劃中有關機電一體化的項目集成，資金集中使用，支持一批重點技術、重點產品、重點工程的創新活動，實施重點跨越式的發展戰略，集中解決一些重大問題。
二是抓好機電一體化中共性技術和基礎技術、基礎理論的研究。
利用新原理、新理論帶動機電一體化的突破。
4.4 提高人員素質
當代國際經濟競爭，實質上是人才的競爭，我國機電一體化技術與國外發達國家存在差距，關鍵是教育和人才的落后。
培養機電一體化人才的高校尤其應當加以足夠的重視。
一是合理設置課程體系;二是選擇好的教材;三是加強實驗教學。
綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。
當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。
參考文獻
[1] 殷際英.光機電一體化實用技術[M].北京：化學工業出版社，2003.
[2] 丙延年.機電一體化系統設計[M].北京：機械工業出版社，2004.
機電一體化技術發展趨勢【2】
摘要：現代科學技術的不斷發展.極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。
機電一體化技術目前越來越廣泛被采用于鋼鐵、電力、石油化工、采礦冶金、汽車、造船、航空工程等行業中。
本文就機電一體化技術的應用談幾點粗淺認識。
關鍵詞：機電一體化 概要 趨勢
隨著科學技術日新月異的發展，不同學科的知識相互滲透交融，促進了工程領域內的技術的革新，特別是機電一體化技術的發展，確立了機械工業未來的發展方向。
本文主要對機電一體化技術進行了基本的概述，同時簡述了國內外機電一體化技術的發展概況，進一步分析了機電一體化技術的發展趨勢。
一、機電一體化概要
機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展，還將被賦予新的內容。
基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。
由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。
因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。
只是，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。
這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。
機械工程技術有純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。
但是發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。
即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。
二、機電一體化的發展趨勢
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。
因此，機電一體化的主要發展方向如下:
1 智能化
智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。
人工智能在機電一體化建設的研究日益獲得重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。
這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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。
誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。
但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
2 模塊化
模塊化是一項重要而艱巨的工程。
由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。
如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。
這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。
由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。
顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。
3 網絡化
20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。
網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育、日常生活都帶來了巨大的變革。
各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。
機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。
由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。
因此，機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。
4 微型精密化
隨著納米技術的不斷深入發展，機電一體化技術也將面向微型精密化的方向發展。
一般來說，機電一體化產品的微型精密化可以使機電一體化產品的應用范圍更加的廣泛，微機電一體化產品具有體積小，耗能低，應用廣泛等諸多優點，因此微機電一體化技術具有比較廣闊的發展前景。
但是微機電一體化技術的發展需要精密的加工工藝以及先進的設備作為其強大的后盾。
5 環保綠色化
機電工業的發展給人們的生活帶來了巨大的變化，不僅給人們提供了豐富的物質生活，同時也給人們帶來了負面影響如資源的過度開發利用以及對于生態環境的影響，隨著人們環保意識的增強，綠色環保對生態環境低危害的產品越來越受到了人們的關注。
因此產品的環保綠色化是未來發展的一大亮點，綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合環境保護的標準，對環境無危害或者有較低的危害。
目前，人們已經意識到環境保護的重要性，因此注定會使一些對環境有危害且危害較大的產品失去市場價值。
設計綠色環保的機電一體化產品具有很廣闊的發展前景。
今天，機電一體化技術已經得到了蓬勃的發展，并且已經取得了令人矚目的成果。
相信隨著各個學科科學技術的發展，不同學科間技術的不斷滲透和不斷融合，機電一體化技術將會有更加廣闊的發展前景，也將繼續推動人類文明不斷進步。
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