對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的思考

陳志禮

摘 要：科學(xué)技術(shù)與信息化技術(shù)日新月異的變化，在其推動(dòng)下，工程領(lǐng)域也得到了迅猛的發(fā)展。機(jī)械領(lǐng)域的管理體系、生產(chǎn)方式以及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等都發(fā)生了翻天覆地的變化，工業(yè)生產(chǎn)正式步入到機(jī)械電氣化朝著機(jī)電一體化的過(guò)度階段。本文主要針對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了詳盡的探討，僅供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化 現(xiàn)狀 發(fā)展趨勢(shì)

改革開(kāi)放三十多年來(lái)，我國(guó)的國(guó)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(lái)越受到重視，逐漸開(kāi)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(guó)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(guó)家來(lái)說(shuō)，我國(guó)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(shì)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(kāi)始嘗試應(yīng)用電子技術(shù)的初步成果來(lái)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(zhēng)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(wú)法實(shí)現(xiàn)更為深入的發(fā)展，其所開(kāi)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(guó)家都開(kāi)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(kāi)始逐漸推廣，開(kāi)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(kāi)始針對(duì)機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)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(guó)在機(jī)電一體化技術(shù)領(lǐng)域的起步較晚，但國(guó)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(guò)多年的發(fā)展，我國(guó)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(guó)際先進(jìn)水平努力。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

（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(zhǎng)、適應(yīng)性強(qiáng)、重量輕以及體積小的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)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(lái)良好的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)。未來(lái)，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(cè)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(lái)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(lái)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(méi)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(zhǎng)，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(lái)，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(guò)程中，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(lái)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(lái)市場(chǎng)發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)的必然趨勢(shì)。而機(jī)電一體化的新產(chǎn)品一經(jīng)開(kāi)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(chǎng)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(shì)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(lái)的快樂(lè)與便利[3]。所以，機(jī)電一體化技術(shù)未來(lái)必然會(huì)朝著網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)發(fā)展。

三、結(jié)語(yǔ)

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(shì)。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(shì)必然會(huì)越來(lái)越多，機(jī)電一體化技術(shù)未來(lái)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.

[2]賈啟升.簡(jiǎn)述機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)[J]. 中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2012，01：195-196.

[3]姜新嘉.淺析機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 電子制作，2013，08：231.

（作者單位：涼山州職業(yè)技術(shù)學(xué)校 四川涼山州 615000）