機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r的研究分析

陳金鳳

(江蘇省東海中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 東海 222300)

0 引言

在當(dāng)前社會(huì)的創(chuàng)新發(fā)展過程中，各個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)逐漸融合，以形成統(tǒng)一化系統(tǒng)，在一定程度上促使不同領(lǐng)域之間的技術(shù)更加協(xié)調(diào)。在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，技術(shù)的革新促使效率和質(zhì)量得到明顯加強(qiáng)。機(jī)電一體化技術(shù)在此背景下有較大進(jìn)步，促使工業(yè)發(fā)展由傳統(tǒng)的機(jī)械化模式，逐步趨向智能化、一體化、網(wǎng)絡(luò)化的模式變革，對(duì)我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、產(chǎn)能優(yōu)化等均有重要的價(jià)值和意義。

1 機(jī)電一體化技術(shù)概述

隨著現(xiàn)代計(jì)算數(shù)學(xué)、機(jī)械動(dòng)力學(xué)以及電子信息和工程力學(xué)的進(jìn)步，促使機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展，并成為當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展最為活躍的領(lǐng)域之一。在設(shè)計(jì)技術(shù)的內(nèi)容方面，其改善了原有的模式以及規(guī)范，從面向制造轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦蛴脩?，促使產(chǎn)品的適用性和創(chuàng)新性得到有效加強(qiáng)。而機(jī)電一體化的概念則是將機(jī)械設(shè)備與電子技術(shù)融合的統(tǒng)稱，促使機(jī)械設(shè)備能夠在性能控制以及信息處理等方面，具有智能化、自動(dòng)化特點(diǎn)。其是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)械電子技術(shù)等的綜合，構(gòu)建相對(duì)獨(dú)立的技術(shù)系統(tǒng)，更好地開展工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)[1]。在實(shí)際應(yīng)用中涉及到社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，是提高生產(chǎn)力和生產(chǎn)效率的主要推動(dòng)力。

2 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展取得了較大成就，我國(guó)在長(zhǎng)期探索和實(shí)踐中，對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的研發(fā)，主要體現(xiàn)在數(shù)控技術(shù)、機(jī)器人以及計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等領(lǐng)域，具有較高的發(fā)展水平，促進(jìn)了現(xiàn)代生產(chǎn)體系的建立和完善。

2.1 數(shù)控技術(shù)

對(duì)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，在20世紀(jì)80年代中期，我國(guó)開始探索和研究數(shù)控技術(shù)。在借鑒國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，積極建設(shè)數(shù)控研發(fā)和生產(chǎn)基地，截至目前具有較好的自我研發(fā)能力，推動(dòng)數(shù)控產(chǎn)業(yè)基本成型。在實(shí)際發(fā)展過程中，我國(guó)數(shù)控技術(shù)行業(yè)已經(jīng)具備年生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)3 000余套、主軸與供給裝置5 000余套的生產(chǎn)能力，是保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要條件[2]。并且通過機(jī)電一體化掌握關(guān)鍵數(shù)控技術(shù)，提高自我研發(fā)和生產(chǎn)能力，在國(guó)防工業(yè)和民用工業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展中，具有非常重要的地位，在很大程度上有助于提高我國(guó)的綜合國(guó)力。

2.2 機(jī)器人技術(shù)

自1986年后，我國(guó)將機(jī)器人的研發(fā)列入到國(guó)家科技發(fā)展計(jì)劃中，到如今經(jīng)過35年的探索，借助機(jī)電一體化技術(shù)，已經(jīng)掌握機(jī)器人設(shè)計(jì)制造、控制和軟件編程等核心技術(shù)，并廣泛應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，比如工業(yè)、醫(yī)療、水下探測(cè)、消防、家居生活等。不僅充分提高了生產(chǎn)制造能力，而且還提升了社會(huì)服務(wù)水平，促使人們的生活質(zhì)量得到較大改善，促使生產(chǎn)生活更加便利、高效。

2.3 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)

通過機(jī)電一體化技術(shù)，我國(guó)在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)方面取得了巨大進(jìn)步，并在國(guó)內(nèi)建立了多個(gè)工程研究中心、技術(shù)實(shí)驗(yàn)室和培訓(xùn)中心，充分掌握了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的核心技術(shù)內(nèi)容。同時(shí)在國(guó)內(nèi)多家企業(yè)中得到廣泛、深入的應(yīng)用，對(duì)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益具有一定的提升效果。比如制造企業(yè)中的生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助工程系統(tǒng)、生產(chǎn)過程控制與管理系統(tǒng)、物料存儲(chǔ)、運(yùn)輸和保障系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)等，均是在機(jī)電一體化技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的集成化系統(tǒng)模式，對(duì)企業(yè)的制造能力和生產(chǎn)效率起到了良好的助推作用，是我國(guó)產(chǎn)業(yè)變革的重要基礎(chǔ)保證[3]。

3 機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)

結(jié)合機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀，未來其前進(jìn)方向?qū)?huì)以社會(huì)需求為導(dǎo)向，以提高生產(chǎn)能力效率為目的，逐漸趨向模塊化、微型化、系統(tǒng)化、環(huán)?；?，確保機(jī)電一體化技術(shù)能夠更適應(yīng)時(shí)代發(fā)展特征，滿足現(xiàn)代工業(yè)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新的要求，實(shí)現(xiàn)依托科學(xué)技術(shù)提高生產(chǎn)力的戰(zhàn)略目標(biāo)。

3.1 模塊化

現(xiàn)階段，在生產(chǎn)中對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)化的認(rèn)可程度越來越高，對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造更傾向于規(guī)范化和適應(yīng)性。在目前我國(guó)對(duì)于機(jī)電產(chǎn)品已經(jīng)明確了標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)的目標(biāo)，這對(duì)生產(chǎn)率和銜接便利性的提高具有一定意義。因此在后續(xù)的發(fā)展進(jìn)程中，模塊化勢(shì)必會(huì)成為機(jī)電一體化革新進(jìn)步的主要趨勢(shì)。通過模塊化的機(jī)電一體化產(chǎn)品，有利于提供相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械接口、動(dòng)力接口、電器接口以及環(huán)境接口，改善以往機(jī)電產(chǎn)品相互銜接性能較差的情況，穩(wěn)定機(jī)電性能，從而促使各個(gè)產(chǎn)品之間能夠形成有效的結(jié)合和兼容。所以在全球經(jīng)濟(jì)一體化的趨勢(shì)下，對(duì)于機(jī)電一體化產(chǎn)品的統(tǒng)一模塊化標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)逐步建立和完善，促使機(jī)電產(chǎn)品的銜接性進(jìn)一步提高。

3.2 微型化

機(jī)電一體化產(chǎn)品的微型化趨勢(shì)，主要是在機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)在納米尺度上進(jìn)行融合的結(jié)果。即促使傳統(tǒng)尺度的機(jī)電一體化產(chǎn)品，縮小到體積不超過1 cm3的形態(tài)。但其并非是單純縮小尺寸制造，而是保障微型化產(chǎn)品不僅體積小，并還要具有能耗低、運(yùn)動(dòng)靈活等特征。比如在醫(yī)療領(lǐng)域中所應(yīng)用的微創(chuàng)技術(shù)，則是微型機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的主要體現(xiàn)。再比如航天領(lǐng)域內(nèi)，針對(duì)太空艙體積較小的特點(diǎn)，可應(yīng)用微型化的機(jī)電一體化技術(shù)，改進(jìn)試驗(yàn)設(shè)備和探測(cè)設(shè)備，有利于穩(wěn)定發(fā)揮相應(yīng)的功能等。所以微型化是機(jī)電一體化技術(shù)未來發(fā)展的重要趨勢(shì)之一。

3.3 系統(tǒng)化

當(dāng)前人們對(duì)于機(jī)電產(chǎn)品的應(yīng)用，更注重開放性和多樣化，因此機(jī)電一體化技術(shù)將會(huì)逐漸趨向系統(tǒng)化。利用計(jì)算機(jī)集成的特性對(duì)機(jī)電產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)用，有效提高生產(chǎn)效率，為人們的生產(chǎn)生活提供更好的便利性，滿足現(xiàn)代化多種需求。所以針對(duì)未來市場(chǎng)逐步出現(xiàn)的多元化需求，機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造以及生產(chǎn)，也將向系統(tǒng)化方向發(fā)展，盡可能保證不同系列的機(jī)電一體化產(chǎn)品之間，具有較好的兼容性和并用性。

4 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展建議

根據(jù)我國(guó)社會(huì)生產(chǎn)生活的實(shí)際需求以及相關(guān)發(fā)展指導(dǎo)計(jì)劃，在未來推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的革新和良好應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)從以下幾個(gè)方面出發(fā)。

首先，應(yīng)當(dāng)注重利用高新技術(shù)對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行改造和提升。近年來，雖然我國(guó)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的研究取得了諸多成果，但基于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的進(jìn)步，對(duì)其提出了更高的要求。因此在未來機(jī)電一體化發(fā)展過程中，仍需注重利用高新技術(shù)，對(duì)自身性能進(jìn)行改善和提升，以便于提高機(jī)電一體化產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。

其次，堅(jiān)持自主研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新。在新時(shí)代下，創(chuàng)新作為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵要素，只有持續(xù)變革才能夠滿足用戶市場(chǎng)日益增長(zhǎng)的要求。所以在機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展進(jìn)程中，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持自主研發(fā)，加大技術(shù)引進(jìn)中的消化吸收，根據(jù)市場(chǎng)導(dǎo)向明確創(chuàng)新研究方向，形成良好的自主開發(fā)能力，增強(qiáng)機(jī)電產(chǎn)品的技術(shù)含量，為現(xiàn)代生產(chǎn)生活提供便利。同時(shí)應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持發(fā)展科學(xué)技術(shù)，依托重點(diǎn)項(xiàng)目，集中使用資金，支持核心技術(shù)、核心產(chǎn)品以及核心工程的創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。并要注重機(jī)電一體化基礎(chǔ)理論、基礎(chǔ)技術(shù)和共性技術(shù)研究，通過新理論和實(shí)踐帶動(dòng)機(jī)電一體化的突破發(fā)展。

最后，提高人才質(zhì)量，加快人才培育。機(jī)電一體化實(shí)際上是一項(xiàng)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，其對(duì)人員的專業(yè)知識(shí)和技術(shù)能力具有較高的要求。因此為保證機(jī)電一體化技術(shù)的高效向前發(fā)展，則應(yīng)當(dāng)注重人才的培養(yǎng)和培育。在實(shí)踐中則可加強(qiáng)高校人才體系建設(shè)，合理設(shè)置相關(guān)課程、編寫適當(dāng)教材內(nèi)容、強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以此充分提高相關(guān)人員的綜合素質(zhì)。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，機(jī)電一體化對(duì)于國(guó)家和社會(huì)的建設(shè)發(fā)展具有積極意義，其創(chuàng)新是生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。因此相關(guān)人員應(yīng)當(dāng)充分了解當(dāng)前機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r，明確未來發(fā)展趨勢(shì)，注重利用高新技術(shù)進(jìn)行改造和提升、堅(jiān)持自主研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新以及提高人才質(zhì)量，加快人才培育等措施，實(shí)現(xiàn)技術(shù)相互融合，促使機(jī)電一體化在新時(shí)代得到更好的發(fā)展和應(yīng)用，助推社會(huì)經(jīng)濟(jì)和國(guó)家綜合實(shí)力的提高。

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