機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)

楊凱 任佳

摘要：機(jī)電一體化技術(shù)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物，也是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。大力發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)，不僅是改造傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備的要求，更是發(fā)展與振興機(jī)械工業(yè)的必由之路。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;進(jìn)展;發(fā)展趨勢(shì)

我們所處的知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代最突出的特點(diǎn)在于知識(shí)和信息的傳播網(wǎng)絡(luò)化以及無形化交易的迅猛發(fā)展，這也不斷催生信息技術(shù)和工程技術(shù)的變革。隨著科技的進(jìn)步，機(jī)電技術(shù)的發(fā)展必然走向電子化，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合的新的技術(shù)，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。

一、機(jī)電一體化技術(shù)概要

目前，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)發(fā)展為具有自身特色的新興學(xué)科。其基本特征可概括為：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)以及程序編寫技術(shù)等，根據(jù)各個(gè)板塊的功能和優(yōu)化組織的目標(biāo)，將各單元的功能盡量設(shè)計(jì)合理化，在功能多、質(zhì)量高、可靠性好、能耗低的基礎(chǔ)上展現(xiàn)特定功能價(jià)值，并最大限度優(yōu)化整個(gè)系統(tǒng)的工作任務(wù)。

二、國內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程與現(xiàn)狀

（一）國外發(fā)展歷程與現(xiàn)狀

國外的機(jī)電一體化技術(shù)于20世紀(jì)40年代開始發(fā)展，經(jīng)過萌芽階段之后，于20世紀(jì)60年代向通信、控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，正式進(jìn)入發(fā)展階段，機(jī)電一體化技術(shù)呈現(xiàn)多元化的迅猛發(fā)展態(tài)勢(shì)，相關(guān)產(chǎn)品層出不窮。20世紀(jì)80年代之后，以美國為主的西方國家為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展制定了一系列的發(fā)展策略，并大力推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向邁進(jìn)，智能化的機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，今后，機(jī)電一體化技術(shù)仍會(huì)以智能化作為發(fā)展和改革的核心，智能化的機(jī)電一體化產(chǎn)品會(huì)為機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（二）我國機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程與現(xiàn)狀

我國20世紀(jì)8O年代開始發(fā)展和革新機(jī)電一體化技術(shù)，近40年來，它使傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)發(fā)生了很大的變革。目前，我國機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在數(shù)控應(yīng)用技術(shù)、流水線工業(yè)機(jī)器人及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等方面。發(fā)展中存在的主要問題有：技術(shù)研發(fā)與發(fā)展基礎(chǔ)薄弱，支持力度不足;技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)品研發(fā)不成正比，未能在產(chǎn)品上得到充分體現(xiàn);技術(shù)對(duì)國民經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)不夠。

三、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

未來機(jī)電一體化的主要有以下幾個(gè)發(fā)展方向：

（一）智能化

智能化就是要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能，具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。人工智能技術(shù)在數(shù)學(xué)、灰色理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、生理學(xué)、心理學(xué)和混沌動(dòng)力學(xué)等領(lǐng)域得到不斷進(jìn)步和發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)在智能化發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)和開辟了新的出路。

（二）數(shù)字化

接口技術(shù)和微控制器的發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有可靠性高、容易操作，普遍性，自診斷能力，可維護(hù)性及優(yōu)質(zhì)的人機(jī)界面。

（三）模塊化

模塊在整個(gè)系統(tǒng)中是一個(gè)相對(duì)重要的工作。目前，生產(chǎn)機(jī)電一體化的廠家繁多，種類不能統(tǒng)一。在環(huán)境接口、動(dòng)力接口、機(jī)械接口的研制開發(fā)過程中要逐步統(tǒng)一到標(biāo)準(zhǔn)化的接口道路上來。

（四）網(wǎng)絡(luò)化

信息網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用技術(shù)的快速興起和發(fā)展給各個(gè)領(lǐng)域都帶來了變革?；谟?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)普及的基礎(chǔ)，各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)也不斷發(fā)展。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)，人們足不出戶可充分享受各種科技帶來的便利和好處。

（五）自源化

機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源是自源化最好的詮釋，比如燃料電池、大容量電池和太陽能電池。因?yàn)楹芏鄨?chǎng)合由于電源的缺少使得很多產(chǎn)品不能使用，所以，自帶動(dòng)力源是非常有必要的。

（六）人性化

任何產(chǎn)品必然會(huì)向人性化的方向發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品也不例外，不但要完善產(chǎn)品性能，還要在造型、色彩等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使產(chǎn)品更加自然，更加接近人們生活習(xí)慣。

（七）微型化

微型化是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。微機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)品具有體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活的顯著特點(diǎn)，在生物醫(yī)療、信息等方面具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)。

四、結(jié)束語

機(jī)電一體化技術(shù)是振興機(jī)械制造行業(yè)與國民經(jīng)濟(jì)的不可或缺的部分，是機(jī)械工業(yè)技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)及信息科學(xué)技術(shù)的融合與交叉的產(chǎn)物。機(jī)電一體化發(fā)展至今，還處于發(fā)展階段，并朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向不斷發(fā)展，必將具有更加廣闊的發(fā)展前景。

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