机电一体化技术发展趋势
机电一体化技术发展趋势【1】
[摘 要]机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。
本文在对机电一体化技术进行分析展望的基础上，结合我国机电一体化发展的现状，提出了发展我国机电一体化技术的构想。
[关键词]机电一体化;发展
一、引言
机电一体化技术是当代科学技术发展最为活跃的领域之一。
随着计算数学、工程力学、机械动力学、电子信息技术及计算机技术的飞速发展，极大地丰富和发展了传统设计技术的内容，改变了其固有的模式和方法，特别是设计观念的更新，从面向制造的设计转变为面向用户的设计，大大拓宽了设计师的思维空间，使产品更具有创新性和适用性。
二、我国机电一体化技术的发展现状
目前，在机电一体化技术方面我国已经取得了一定的成就，特别是在数控技术方面、机器人方面和计算机集成制造系统方面尤为显著。
在数控技术方面。
从1985年我国开始研究数控技术。
在坚持自我开发与借鉴国外先进技术和经验的基础上，目前我国已经基本具备了自我研发能力，并在国内建立了多处数控研发和生产基地。
可以说，我国的数控产业已经基本成形。
到目前，我国数控技术行业已经具有年生产数控系统3000多套、主轴与进给装置5000多套的能力，成为促进国民经济发展的重要产品。
掌握关键数控技术并形成自我研发和生产能力，对于发展民用工业和国防工业都有着不可替代的作用，同时也增强了我国的综合国力。
在计算机集成制造系统方面。
目前，我国已经在清华大学建成了国家CIMS工程研究中心，在国内其他高校和科研单位建立了7个CIMS单元技术实验室和8个CIMS培训中心。
特别是近年来，我国在计算机集成制造系统方面取得了巨大的进步，已经掌握了一些关键技术。
同时，计算机集成制造系统在国内多家企业中得到了广泛应用，取得了良好的经济效益。
但是，我们看到上述成就的同时还应该看到关于计算机集成制造系统的核心技术我们还没有取得突破，部分产品还主要依靠国外技术的支持才能得以研发和生产。
三、机电一体化的发展趋势
(1)模块化
随着人类对标准化生产认可程度的提高，我们已经认识到标准化生产对于提高生产率和提高衔接便利性的重大意义。
在机电一体化技术发展进程中，实现模块生产已经成为一种必然的发展趋势。
我们知道，由于机电一体化产品种类繁多，生产厂家又很庞杂，因此在实现模块化生产之前所生产出来的很多机电产品相互衔接性能较差，性能也不稳定。
但是，模块化的机电一体化产品的研发能够提供标准机械接口、电器接口、动力接口和环境接口等，产品之间能够实现很好的结合与兼容。
(2)微型化
微型机电一体化产品是机械技术与电子技术在纳米尺度上相融合的产物，是将传统尺度的机电一体化产品进行缩小的结果，通常指体积不超过1 立方厘米的机电一体化产品，但决不是将尺寸按比例缩小制造，微型化产品制造与传统机械制造有区别，已经成为一种新的学科。
微型化机电一体产品具有体积小、能耗低、运动灵活等特点，已经被广泛应用在医学、军事、航空等领域。
例如，在医疗过程中所使用的微创技术，就是运用微型机电一体化技术的结果;在军事上，“苍蝇”大小的能够自主飞行的间谍xxx器也同样是微型机电一体化产品;在航天事业上，由于太空舱体积较小，而又需要容纳多种试验设备和探测设备，因此也都不同程度地使用了微型化机电一体化产品。
(3)系统化
开放的、多样化的机电一体化产品的系统运用，不但能够提高生产效率，还能更加便利人们的生活。
单一的机电一体化产品能够在某个方面满足现实的需要， 而多种机电一体化产品的系统运用，则能够满足更多方面的需求。
针对市场逐步出现的多样化需求，机电一体化产品的设计和生产也在逐渐向系统化方向发展，注重对于一系列机电一体化产品的研发，并努力实现不同系列机电一体化产品之间的兼容与并用。
因此说，机电一体化技术向系统化方向发展是大势所趋。
(4)环保化
近一百年来，工业的迅猛发展使得人类社会步入了前所未有的快速发展时期。
人们已经逐渐开始享受物质丰富、生活安逸的巨大乐趣，但是，我们还应该看到人类社会的快速进步是以牺牲环境为代价的。
目前，工业所产生的各种废气已经造成了大气污染，排放的各种废水已经污染了江河湖海，排出的各种废渣已经堆积如山，严重地威胁了我们赖以生存的地球家园。
考虑到对于环境的保护，机电一体化产品也逐步在向清洁型、环保型、节能型等方向发展。
越来越多的人士也开始青睐绿色环保型的机电一体化产品。
四、发展我国机电一体化的几点建议
早在1985年12月，国家科委就组织完成了《我国机电一体化的发展途径与对策》的课题研究。
提出数控机床、工业自动化控制仪表等15个机电一体化发展领域和6项共性关键技术的研究方向和课题，提出机电一体化产值比率在2000年达到15%-20%的发展目标。
而在21世纪，机电一体化的发展更离不开以下几个方面：
4.1 用高新技术改造与提升机电一体化
我国的机电一体化虽已取得了许多成果，但随着科技的发展和社会经济的进步，对机电一体化技术提出了许多新的和更高的要求，所以机电一体化也必须要用高新技术改造自身、提升自己，提高产品的市场竞争能力。
4.2 自主开发与技术创新
在21世纪创新是企业竞争的焦点，市场是用户的市场，只有不断满足用户日益增长的要求，开发出新产品，才能使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。
而我国长期以来习惯对引进技术消化、吸收，而创新则重视不够，更不易形成自主开发能力。
所以，加大技术引进中的消化吸收，以市场需求为导向进行创新性的研究，以形成自主开发和技术创新能力为根本目的，才是提高产品技术含量和增强市场竞争能力的根本途径。
4.3 走依靠科学技术之路
一是以重点项目为突破口，将国家科技计划中有关机电一体化的项目集成，资金集中使用，支持一批重点技术、重点产品、重点工程的创新活动，实施重点跨越式的发展战略，集中解决一些重大问题。
二是抓好机电一体化中共性技术和基础技术、基础理论的研究。
利用新原理、新理论带动机电一体化的突破。
4.4 提高人员素质
当代国际经济竞争，实质上是人才的竞争，我国机电一体化技术与国外发达国家存在差距，关键是教育和人才的落后。
培养机电一体化人才的高校尤其应当加以足够的重视。
一是合理设置课程体系;二是选择好的教材;三是加强实验教学。
综上所述，机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。
当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。
参考文献
[1] 殷际英.光机电一体化实用技术[M].北京：化学工业出版社，2003.
[2] 丙延年.机电一体化系统设计[M].北京：机械工业出版社，2004.
机电一体化技术发展趋势【2】
摘要：现代科学技术的不断发展.极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。
机电一体化技术目前越来越广泛被采用于钢铁、电力、石油化工、采矿冶金、汽车、造船、航空工程等行业中。
本文就机电一体化技术的应用谈几点粗浅认识。
关键词：机电一体化 概要 趋势
随着科学技术日新月异的发展，不同学科的知识相互渗透交融，促进了工程领域内的技术的革新，特别是机电一体化技术的发展，确立了机械工业未来的发展方向。
本文主要对机电一体化技术进行了基本的概述，同时简述了国内外机电一体化技术的发展概况，进一步分析了机电一体化技术的发展趋势。
一、机电一体化概要
机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。
基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。
由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。
因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。
只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。
这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。
机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。
但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。
即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。
二、机电一体化的发展趋势
机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。
因此，机电一体化的主要发展方向如下:
1 智能化
智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。
人工智能在机电一体化建设的研究日益获得重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。
这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。
诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。
但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。
2 模块化
模块化是一项重要而艰巨的工程。
由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。
如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。
这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。
由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。
显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
3 网络化
20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。
网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育、日常生活都带来了巨大的变革。
各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。
机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。
由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。
因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。
4 微型精密化
随着纳米技术的不断深入发展，机电一体化技术也将面向微型精密化的方向发展。
一般来说，机电一体化产品的微型精密化可以使机电一体化产品的应用范围更加的广泛，微机电一体化产品具有体积小，耗能低，应用广泛等诸多优点，因此微机电一体化技术具有比较广阔的发展前景。
但是微机电一体化技术的发展需要精密的加工工艺以及先进的设备作为其强大的后盾。
5 环保绿色化
机电工业的发展给人们的生活带来了巨大的变化，不仅给人们提供了丰富的物质生活，同时也给人们带来了负面影响如资源的过度开发利用以及对于生态环境的影响，随着人们环保意识的增强，绿色环保对生态环境低危害的产品越来越受到了人们的关注。
因此产品的环保绿色化是未来发展的一大亮点，绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合环境保护的标准，对环境无危害或者有较低的危害。
目前，人们已经意识到环境保护的重要性，因此注定会使一些对环境有危害且危害较大的产品失去市场价值。
设计绿色环保的机电一体化产品具有很广阔的发展前景。
今天，机电一体化技术已经得到了蓬勃的发展，并且已经取得了令人瞩目的成果。
相信随着各个学科科学技术的发展，不同学科间技术的不断渗透和不断融合，机电一体化技术将会有更加广阔的发展前景，也将继续推动人类文明不断进步。
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