論機電一體化與我國的經濟發展

[摘要] 機電一體化是現代制造業的發展方向，本文簡述了機電一體化技術的基本概要和發展背景，綜述了國內外機電一體化技術的現狀，分析了機電一體化技術的發展趨勢，以機電一體化為基礎的現代制造業將對經濟的發展產生巨大的促進作用。

[關鍵詞] 機電一體化 經濟 發展趨勢

一、緒論

隨著高科技的快速發展、經濟全球化和中國加入WTO，我國國民經濟的持續發展必須建立在對傳統產業進行改革的基礎上，特別是制造業的改革已迫在眉睫。從現實出發，振興現代制造業，先乘勢發展階段性的“中國制造”，再用幾十年時間實現國家工業化，是歷史給予我國制造業的機遇。現代制造業就是以高新技術和先進適用技術武裝起來的制造業，是高新技術產業的重要組成部分。機電一體化作為高新技術的重要代表之一，是現代制造業的基礎和核心。發展以機電一體化為基礎的現代制造業將對傳統制造業的全面優化升級起到巨大的促進作用，同時也將對經濟的發展產生巨大的支撐、拉動和提升作用。

二、什么是機電一體化

機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。

三、“機電一體化”的發展歷程及典型產品

1.發展歷程。(1)數控機床的問世，寫下了“機電一體化”歷史的第一頁。(2)微電子技術為“機電一體化”帶來勃勃生機。(3)可編程序控制器、電力電子等的發展為“機電一體化”提供了堅強基礎。(4)激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使“機電一體化”躍上新臺階。

2.典型產品。機電一體化產品分系統(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統有：數控機床、機器人、汽車電子化產品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統、CAD／CAM系統等。典型的機電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。

四、機電一體化的發展趨勢

1.數字化。微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎，如不斷發展的數控機床和機器人；而計算機網絡的迅速崛起，為數字化設計與制造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。

2.智能化。即要求機電產品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數控機床上增加人機對話功能，設置智能I/O接口和智能工藝數據庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展，為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。

3.模塊化。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產品開發設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。

4.網絡化。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品，現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能，利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。

5.人性化。機電一體化產品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環境相協調，使用這些產品，對人來說還是一種藝術享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。

6.綠色化。科學技術的發展給人們的生活帶來巨大變化，在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態環境惡化的后果。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環保和人類健康的要求，機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態環境，產品壽命結束時，產品可分解和再生利用。

五、結論

經濟全球化的浪潮引發全球產業布局的再調整，發達國家和地區的制造業正率先向我國轉移。機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求，隨著科學技術的發展，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明，對我國經濟的促進作用也將越來越顯著。

參考文獻：

[1]芮延年:機電一體化系統設計[Ｍ]．北京：機械工業出版社，2004

[2]李建勇:機電一體化技術．北京：科學出版社，2004．

[3]王俊普:智能控制[M]．合肥：中國科學技術大學出版社，1996

[4]徐志毅:機電一體化技術在支柱產業中的應用．上海科學技術出版社，1997