機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)研究

【摘要】信息化技術(shù)的到來(lái)使得機(jī)電技術(shù)向電子化轉(zhuǎn)變已經(jīng)成為必然發(fā)展趨勢(shì)，特別是電子信息時(shí)代的到來(lái)，為我國(guó)機(jī)電技術(shù)和電子信息技術(shù)的結(jié)合創(chuàng)造了有力條件，改變了傳統(tǒng)機(jī)電技術(shù)，推動(dòng)了機(jī)電一體化的形成，機(jī)電一體化的形成和發(fā)展一定程度上推動(dòng)著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展。本文主要就目前我國(guó)機(jī)電一體化的基本狀況進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析和探討，并針對(duì)目前機(jī)電一體化的實(shí)際情況對(duì)預(yù)測(cè)了其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化;基本現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì);研究

工業(yè)生產(chǎn)中使用的機(jī)械設(shè)備和日常生活中我們所接觸到的家用電器等都是有工業(yè)生產(chǎn)制造出來(lái)的，所以說(shuō)人們的日常生活是離不開工業(yè)的，它直接影響著人們的生活質(zhì)量和水平。伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，各領(lǐng)域技術(shù)逐漸滲透和交融，一定程度上促進(jìn)了工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和變革，從而使機(jī)電一體化逐漸興起和發(fā)展。機(jī)電一體化的發(fā)展推動(dòng)者我國(guó)機(jī)械逐漸向網(wǎng)絡(luò)化、智能化和環(huán)保化進(jìn)軍。

1.機(jī)電一體化的基本概論

所謂機(jī)電一體化，就是將電子技術(shù)和機(jī)械設(shè)備進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而讓機(jī)械設(shè)備的信息化處理能力和動(dòng)力各方面功能呈現(xiàn)出智能化狀態(tài)，他是以電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等為基礎(chǔ)的現(xiàn)代化機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)?？萍嫉陌l(fā)展使得人們對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)各方面的研究整合取得了一定的進(jìn)步?，F(xiàn)階段，國(guó)家為培養(yǎng)高技術(shù)人才，已將機(jī)電一體化作為一門專業(yè)列入各大高校專業(yè)中。

產(chǎn)品和技術(shù)是機(jī)電一體化最核心的兩個(gè)部分，因此，研究人員在對(duì)其進(jìn)行研究時(shí)需綜合考慮這兩部分，不能單獨(dú)的撇開產(chǎn)品談技術(shù)，也不能一味的追求技術(shù)的創(chuàng)新而忽略了產(chǎn)品的生產(chǎn)，而是應(yīng)該合理利用技術(shù)生產(chǎn)處高質(zhì)量高水平的產(chǎn)品。

2.機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀(jì)60年代，機(jī)電一體化逐漸興起并得到發(fā)展，至今已有幾十年歷史，機(jī)電一體化的進(jìn)程也由起初的簡(jiǎn)單化應(yīng)用階段逐漸過(guò)渡到現(xiàn)在的智能化應(yīng)用中，這期間為人們的生活和工作提供了很多便利，并隨著技術(shù)研究的不斷深入，研究人員開始著手將機(jī)電一體化融合到光纖技術(shù)中，從而為人們創(chuàng)造更多的價(jià)值。

現(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和集成電路的發(fā)展推動(dòng)著機(jī)電一體化向更高層次邁進(jìn)，這一技術(shù)的合成使得機(jī)電一體化涉足的領(lǐng)域更加廣闊，內(nèi)容更加豐富，人們逐漸將該技術(shù)運(yùn)用到日常生活中，例如洗衣機(jī)、微波爐等等，還有例如數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)功能的研發(fā)和控制等等在工廠中的實(shí)際應(yīng)用。這已經(jīng)完全是機(jī)械產(chǎn)業(yè)的一次偉大變革。同時(shí)，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，國(guó)家制定了相關(guān)政策推動(dòng)機(jī)電一體化的發(fā)展，這一政策的頒發(fā)和實(shí)施確定了機(jī)電一體化在工業(yè)機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床等等十多個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展?，F(xiàn)階段，我國(guó)對(duì)于機(jī)電一體化的任務(wù)要求主要體現(xiàn)在兩方面，一個(gè)是對(duì)傳統(tǒng)行業(yè)進(jìn)行改造，另一個(gè)則是開發(fā)新型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，通過(guò)創(chuàng)新產(chǎn)品提升國(guó)家的整體競(jìng)爭(zhēng)力，從而使我國(guó)盡快融入到國(guó)際市場(chǎng)中去。除此之外，研究人員更傾向于機(jī)電一體化的智能化應(yīng)用，較為常見的包括機(jī)器人，在進(jìn)行相關(guān)程序處理后可自動(dòng)幫助處理家務(wù)等等。

3.機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、自動(dòng)化處理和計(jì)算機(jī)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合成就了機(jī)電一體化，所以，從另一個(gè)層面上來(lái)講，機(jī)電一體化的發(fā)展嚴(yán)重受到以上幾大技術(shù)的影響。這就要求研究人員在進(jìn)行技術(shù)研究時(shí)需不斷創(chuàng)新和尋找新的技術(shù)，以便于緊急之時(shí)有可以替換的技術(shù)，不至于出現(xiàn)資源短缺等現(xiàn)象的發(fā)生，從而更好的對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行整合，讓機(jī)電一體化向更普遍更先進(jìn)的方向發(fā)展。

3.1 智能化發(fā)展

科學(xué)技術(shù)的研究使得人們開始著眼于向智能化方向發(fā)展，所謂智能化，就是有效的將技術(shù)安吉技術(shù)投入到機(jī)器設(shè)備中去，并通過(guò)一定的程序設(shè)置讓機(jī)器設(shè)備按照自己想要的方式進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。這種技術(shù)的好處在于能夠大批量的對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行生產(chǎn)，并且不需要很多人操作，大大節(jié)省了時(shí)間和人力，從而將更多的精力放在其他項(xiàng)目上，實(shí)現(xiàn)資源最優(yōu)化。智能化的發(fā)展不僅僅只體現(xiàn)在工業(yè)技術(shù)的應(yīng)用上，還可以在生活中得到應(yīng)用，比如機(jī)器人，現(xiàn)階段機(jī)器人的發(fā)展水平只局限于簡(jiǎn)單的洗衣掃掃衛(wèi)生等特殊工作，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，智能化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，機(jī)器人目前的狀態(tài)會(huì)逐漸被取代，被賦予人類的基本生活自理能力，同時(shí)，還可以處理一些簡(jiǎn)單的具有邏輯思維能力的問(wèn)題，這些都將是未來(lái)機(jī)電一體化向智能化發(fā)展方向所能夠取得的成效。

3.2 環(huán)保型發(fā)展

我們都知道人類在尋求發(fā)展的過(guò)程中會(huì)根據(jù)自身需要在自然界獲取一定的資源，從而來(lái)促進(jìn)人類文明的發(fā)展。但是久而久之，人類發(fā)現(xiàn)，自然界可用資源越來(lái)越少，自然界的環(huán)境遭到了嚴(yán)重破壞，人類逐漸認(rèn)識(shí)到問(wèn)題的嚴(yán)重性，也逐漸開始樹立環(huán)保意識(shí)。由此可見，機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)也是向環(huán)保型靠近。機(jī)電一體化的環(huán)保主要體現(xiàn)在對(duì)資源的合理利用上，包括產(chǎn)品的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、外包裝和使用過(guò)程，甚至包括銷毀過(guò)程，都方方面面提倡降低對(duì)資源的浪費(fèi)，提倡資源的再利用。理想中對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)具備的特點(diǎn)是盡量保證污染最小化，能回收利用資源是最好的。機(jī)電一體化向環(huán)保型邁進(jìn)已是大勢(shì)所趨，也符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針，唯有如此，才能夠保證資源的可持續(xù)發(fā)展。

3.3 網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為人類的生活帶來(lái)了很大的方便，同時(shí)，還帶動(dòng)著其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，特別是機(jī)電一體化技術(shù)，更是朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)一體化的飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)逐漸向國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)變，企業(yè)要想立足于市場(chǎng)，就必須掌握充分的市場(chǎng)信息和高新技術(shù)，而這些，均需要依靠網(wǎng)絡(luò)化來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，機(jī)電一體化在未來(lái)的發(fā)展階段一定會(huì)利用網(wǎng)絡(luò)化幫助人們了解最新的資訊，與此同時(shí)，相關(guān)研究人員也能過(guò)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的專業(yè)知識(shí)的合作與討論。除此之外，新技術(shù)，新產(chǎn)品，都可以直接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行推廣和宣傳。

3.4 模塊化發(fā)展

現(xiàn)階段，因?yàn)樯a(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的商家不計(jì)其數(shù)，能夠生產(chǎn)出一件標(biāo)準(zhǔn)的具有電氣接口、環(huán)境接口和動(dòng)力接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品是一件分廠困難且復(fù)雜的工作內(nèi)容，就像我們經(jīng)常聽說(shuō)的只能調(diào)速、研制集減速等等，這些均是經(jīng)過(guò)了一定的圖片處理或是各種視覺(jué)效果的機(jī)械裝置了的，也正因?yàn)槿绱耍拍軌蛏a(chǎn)和開發(fā)出更多的新項(xiàng)目。但我們所需要的是對(duì)各項(xiàng)部件制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，方便操作過(guò)程中能夠盡快實(shí)現(xiàn)資源匹配。從以上我們所談及的電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化我們可以知道，對(duì)于生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品和單元的企業(yè)來(lái)講，對(duì)各項(xiàng)部件實(shí)現(xiàn)模塊化能夠給企業(yè)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。

3.5 柔性化發(fā)展

柔性化主要是包括兩方面，即產(chǎn)品自身的適應(yīng)性和制造商對(duì)客戶需求的判斷，前者的化我們舉個(gè)例子來(lái)論證，例如在紡織業(yè)中，紡紗設(shè)備是必不可少的工具，她也是眾多紡織女的主要工具，它能夠適應(yīng)所有不同材質(zhì)或品種的纖維，制造出符合人類需求的工藝品，并能夠在纖維品種發(fā)生變化時(shí)做到便捷的轉(zhuǎn)變;后者主要是制造商在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需預(yù)先了解市場(chǎng)需求，然后運(yùn)用PLC、PCS和FCS等技術(shù)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)整和改善，從而提高設(shè)備自動(dòng)化的一種方式方法，使得機(jī)械在動(dòng)轉(zhuǎn)過(guò)程中更大的方便快捷。

3.6 防生物化系統(tǒng)發(fā)展

現(xiàn)階段，對(duì)于生物控制邏輯的方法很多，常見的有分布式智能、反應(yīng)是智能和慎思式智能，但是因?yàn)槭艿胶芏嘀骺陀^條件的限制，這些只能都只是片面的強(qiáng)調(diào)了對(duì)生物質(zhì)能的模仿。如果說(shuō)，要想讓機(jī)電一體化產(chǎn)品朝著生物智能方向發(fā)展，向生物智能一樣對(duì)信息進(jìn)行有效的控制和處理，即感知、規(guī)劃和行動(dòng)，那么在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)之前就需要對(duì)控制系統(tǒng)提出高出平時(shí)要求的許多倍。雖然我們都知道這條路還很長(zhǎng)，但是這必然是未來(lái)發(fā)展的主流趨勢(shì)。

3.7 微型化發(fā)展

微型機(jī)電系統(tǒng)的主要特點(diǎn)就是外形輪廓小，各部件是由微米量級(jí)的元件構(gòu)成的，并且能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)和使用。從微電子技術(shù)問(wèn)世至今，大家一直都很關(guān)注微電子技術(shù)的發(fā)展，并努力追求高技術(shù)的微型電子產(chǎn)品，這也將是事物發(fā)展的必然趨勢(shì)，微型的機(jī)電一體化產(chǎn)品所具備的最突出的特點(diǎn)是韓能少和運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，不管是在醫(yī)療設(shè)備還是軍事中的運(yùn)用，都具備其他產(chǎn)品所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，能夠超過(guò)常人理解的能力?，F(xiàn)階段，我們所能知道的就是蝕刻技術(shù)，其主要就是運(yùn)用半導(dǎo)體進(jìn)行制作的。

4.總結(jié)

綜上所述，機(jī)電一體化是由各領(lǐng)域技術(shù)交叉相容而產(chǎn)生的，這也是科研人員經(jīng)過(guò)不斷努力得到的結(jié)果，一定程度上促進(jìn)了人民生活水平的提高和工業(yè)的發(fā)展。我們相信，在未來(lái)的十幾年或者幾十年時(shí)間內(nèi)，經(jīng)過(guò)他們的努力，機(jī)電一體化一定能夠向更廣闊的空間發(fā)展，從而帶動(dòng)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

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作者簡(jiǎn)介：

宋利芬，女，河南鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向：機(jī)電技術(shù)教育專業(yè)。

陳韻，女，河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校講師，研究方向：機(jī)電技術(shù)教育。