談對機電一體化發展趨勢的分析

【摘要】 本文對機電的發展趨勢作了系統的論述。

【關鍵詞】 機電一體化 電子技術

Abstract:This paper focuses on the development trend of mechanical system.

1.機電一體化技術發展歷程及其趨勢

自電子技術一問世，電子技術與機械技術的結合就開始了，只是出現了半導體集成電路，尤其是出現了以微處理器為代表的大規模集成電路以后，“機電一體化”技術之后有了明顯進展，引起了人們的廣泛注意。

1.1“機電一體化”的發展歷程。

1.1.1數控機床的問世，寫下了“機電一體化”歷史的第一頁。

1.1.2微電子技術為“機電一體化”帶來勃勃生機。

1.1.3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。

1.1.4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。

1.2“機電一體化”發展趨勢。

1.2.1光機電一體化.一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的。因此，引進光學技術，實現光學技術的先天優點是能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源(動力)系統和信息處理系統.光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢。

1.2.2自律分配系統化——柔性化.未來的機電一體化產品，控制和執行系統有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發事件，被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中，各個子系統是相互獨立工作的，子系統為總系統服務，同時具有本身的“自律性”，可根據不同的環境條件作出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統的適應能力(柔性)，又不因某一子系統的故障而影響整個系統。

1.2.3全息系統化——智能化。今后的機電一體化產品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術、信息技術(尤其是軟件及芯片技術)的發展。除此之外，其系統的層次結構，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。

1.2.4“生物一軟件”化-仿生物系統化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結構上是處于“靜態”時不穩定，但在動態(工作)時卻是穩定的。這有點類似于活的生物:當控制系統(大腦)停止工作時，生物便“死亡”，而當控制系統(大腦)工作時，生物就很有活力。仿生學研究領域中已發現的一些生物體優良的機構可為機電一體化產品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領域稱為“生物--軟件”或“生物系統”，而生物的特點是硬 件(肌體)--軟件(大腦)一體，不可分割。看來，機電一體化產品雖然有向生物系統化發展趨，但有一段漫長的道路要走。

1.2.5微型機電化--微型化。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當將這一成果用于實際產品時，就沒有必要區分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”，機體、執行機構、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。

2.典型的機電一體化產品

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。這些典型的機電一體化產品的技術現狀、發展趨勢、市場前景分析從略。

3.發展“機電一體化”的對策

3.1加強統籌安排，協調發展計劃

目前，從事“機電一體化”研究開發及生產的單位很多。各自都有一套發展策略和計劃。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制，難免只考慮局部利益，市政府各主管部門的有關計劃和規劃，也有統一考慮不足，統籌安排不夠的問題，全市缺少綜觀全局的有權威性的發展計劃和戰略規劃。因此，建議市政府責成有關機構在進行深入調查研究、科學分析的基礎上，制定出統管全局的“機電一體化”研究、開發、生產計劃和規劃，避免開發上重復，生產上撞車!

3.2強化行業管理，發揮“協會”作用

目前，“機電一體化”較熱，而按目前的行業劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，有必要明確一個“機電一體化”行業的統管機構，根據目前國家政治體制改革和經濟體制改革的精神，以及機電一體化行業特點，我們建議，盡快加強機電一體化協會的建設，賦予其行業管理職能。

“協會”要進一步擴大領導機構--理事會的代表層面和復蓋面，要加強辦公室、秘書處的建設;要通過其精明干練的辦事機構、經濟實體，組織“行業”發展計劃、戰略規劃的擬制;指導行業布點布局的調整，進行發展突破口的選擇，抓好重點工程的試點和有關項目的發標、招標工作……

3.3優化發展環境、增大支持力度

優化發展環境指通過宣傳群眾，造成一種社會上下、企業內外都重視、支持“機電一體化”發展的氛圍，如盡快為外商到投資發展“機電一體化”產業提供方便;盡可能為興辦開發、生產機電一體化產品的高新技術企業開綠燈;盡力為開發、生產機電一體化產品調配好資源要素等。

增大支持力度，在技術政策上，要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統產品的發展，對未采用機電一體化技術落后產品限制強制淘汰;大力提倡用機電一體化技術對傳統產業進行改造，對有關機電一體化技術對傳統產業乾地改造，對有關技術開發、應用項目優先立項、優先支持，對在技術開發、應用中做出貢獻的單位領導、科技人員進行表彰獎勵等。

在經濟政策上，要多給機電一體化科研攻關課題、開發應用項目利用科技專項基金和科技三項費用的機會;銀行發設貸款要多向機電一體化技術改進、生產合資和機電一體化產業規?；ㄔO項目上傾斜;成立“機電一體化”發展基金，支持機電一體化生產發展等。

3.4突出發展重點，兼顧“兩個層次”

機電一體化產業復蓋面非常廣，而我們的財力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機電一體化產業發展時不能面面俱到、平鋪直敘，而應分清主次，大膽取舍 ，有所為，有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作，即用電子信息技術對傳統產業進行改造，在傳統的機電設備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置，使“機械”和“電子”技術在淺層次上結合。第二個層次是“提高”工作，即在新產品設計之初，就把“機械”與“電子”統一起來進行考慮，使“機械”與“電子”密不可分，深度結合，生產出來的新產品起碼正做到機電一體化。

我們認為，“機電一體化”發展，當務之急，重中之重是:

抓緊開發生產GTO、GTR、VDMOS等新型電力電子器件及其應用裝置--交流變頻調速器、逆變焊機、高頻電子鎮流器等，用電力電子技術進行的節能、節材為主要目的的技術改造。

抓緊推廣應用經濟型數控系統，改造機床設備;開發生產低、中檔數控系統。

抓緊開發、生產中小型PLC，用PLC進行生產過程控制。

抓緊組織生產多色膠印機、中英文打字機、電子出版系統、中高調頻X射線疹療設備、心腦病人監護設備、30萬千瓦汽輪發電機組、模糊控制器、汽車電子高壓開關、高頻電子點火器等產品。同時要注意用變頻調速技術、電力拖動技術、模糊技術、PLC等改造供暖、供水設備，進行高層建設的現代化管理，解決交通難、出行難問題……

(作者單位: 七臺河市大地公司)