芻議機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展背景和趨勢

摘 要：國家經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展必然會(huì)帶動(dòng)一些技術(shù)行業(yè)進(jìn)入新的發(fā)展階段，就機(jī)電一體化技術(shù)來說，其在科學(xué)技術(shù)的支撐下未來定會(huì)走上電子化的發(fā)展道路，特別是電子信息技術(shù)的不斷成熟，為其向現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型提供了良好的基礎(chǔ)。作為工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵之一，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用能夠大大提高工業(yè)生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)制造企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益。文章圍繞機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展背景以及發(fā)展趨勢開展探討，旨在為相關(guān)工作提供參考建議。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；發(fā)展背景；發(fā)展趨勢

中圖分類號(hào)：K826.16 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）9-0106-02

作為社會(huì)發(fā)展的主要推動(dòng)力，機(jī)械制造這一產(chǎn)業(yè)已經(jīng)日益成熟，為了迎合社會(huì)經(jīng)濟(jì)的告訴發(fā)展，其生產(chǎn)工藝也正發(fā)生著深刻的變化，由此衍生出的機(jī)電一體化技術(shù)得到了推廣，并且經(jīng)過實(shí)踐觀察，其在工業(yè)生產(chǎn)中有極大的利用價(jià)值，包括實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)的高效以及自動(dòng)智能化、網(wǎng)絡(luò)化。這一項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用也是未來我國工業(yè)生產(chǎn)主要的發(fā)展方向。

1 機(jī)電一體化的發(fā)展背景

根據(jù)時(shí)間段來看，機(jī)電一體化的發(fā)展背景能夠概括為三個(gè)階段。即使萌芽階段、發(fā)展階段以及成熟階段。萌芽階段主要指20世紀(jì)60年代左右電子技術(shù)在機(jī)械制造中的初步應(yīng)用，同時(shí)世界戰(zhàn)爭頻發(fā)，為了提高自身的戰(zhàn)斗力，西方發(fā)達(dá)國家都想將電子技術(shù)與機(jī)械融合在一起，但是這個(gè)階段受限于電子技術(shù)的尚未成熟，因此機(jī)電一體化沒有得到實(shí)質(zhì)的發(fā)展；第二階段為20世紀(jì)70年代左右，這階段包括計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)都得到了較大的發(fā)展，為機(jī)電一體化的形成創(chuàng)造了條件；第三階段為20世紀(jì)90年代，這一階段社會(huì)經(jīng)濟(jì)繁榮、科學(xué)技術(shù)更加成熟，尤其是一些新興的科學(xué)技術(shù)，例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及人工智能技術(shù)都為機(jī)電一體化的形成奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)還出現(xiàn)了機(jī)電一體化相關(guān)的建模分析、設(shè)計(jì)以及集成方式，為機(jī)電一體化的深入發(fā)展提供了多樣化的技術(shù)手段。以上累積的研究經(jīng)驗(yàn)對于機(jī)電一體化未來的發(fā)展產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。

2 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢

結(jié)合目前的發(fā)展現(xiàn)狀以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展方向，不難發(fā)現(xiàn)機(jī)電一體化未來將向智能化、綠色化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、模塊化的方向發(fā)展，這是進(jìn)一步提高機(jī)電一體化技術(shù)的必要?dú)v程。下文將圍繞這些方面開展研究。

①智能化。智能技術(shù)是21世紀(jì)科技發(fā)展的主要標(biāo)志，并且在機(jī)電一體化中應(yīng)用智能化技術(shù)的必要性已經(jīng)被社會(huì)各界所認(rèn)可。將智能化元素應(yīng)用在機(jī)電一體化中的代表有機(jī)器人以及數(shù)控機(jī)床。智能化技術(shù)涵括了人工智能、模糊數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)計(jì)算、生理心理學(xué)等多種學(xué)習(xí)，是一個(gè)綜合性的智能系統(tǒng)，其最大的特點(diǎn)在于具備了邏輯思維能力、決策能力以及分析判斷能力，能夠替代一部分人員的工作，從而減少人員的工作量并使生產(chǎn)效率和生產(chǎn)精度得到顯著的提高。但是完全替代人的思維也是沒有必要的。就目前來看，智能化僅僅是技術(shù)人員操作的輔助工具。

②綠色化。隨著環(huán)保節(jié)能型社會(huì)的理念深入人心，社會(huì)對于工業(yè)生產(chǎn)的生態(tài)綠色性也提出了更高的要求標(biāo)準(zhǔn)，這是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢，是保證工業(yè)發(fā)展以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展可持續(xù)性的基本前提。綠色化要求工業(yè)生產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用以及銷毀的全壽命周期內(nèi)對人體和環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生損害，并且能夠?qū)崿F(xiàn)資源的重復(fù)利用，這與機(jī)電一體化產(chǎn)品的特征相同，即以生態(tài)的理念進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)行無污染或可控污染的生產(chǎn)工藝，在投入使用后對于人體和環(huán)境沒有危害，最終還能夠回收實(shí)現(xiàn)其他的利用價(jià)值。

③系統(tǒng)化。系統(tǒng)化發(fā)展的特點(diǎn)在于體現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的模式化和開放性，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)的調(diào)整，便于管理和控制，另外還具有較強(qiáng)的通信功能，包括RS232、RS485、DCS人格化等。機(jī)電一體化技術(shù)的重點(diǎn)在于和人思維模式的結(jié)合，將機(jī)電一體化向人格化的方向引導(dǎo)，包括明確機(jī)電一體化的使用對象、尤其是一般居民所使用的日常機(jī)器人，其發(fā)展得最高層次就是能夠?qū)崿F(xiàn)人機(jī)一體化，還有一種技術(shù)是帶有明顯的仿生學(xué)知識(shí)，當(dāng)前存在的很多技術(shù)都是在自然環(huán)境中受到的啟發(fā)。

④網(wǎng)絡(luò)化。就目前來看，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以說是計(jì)算機(jī)技術(shù)中最顯著的成就，并且目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在眾多的領(lǐng)域，為經(jīng)濟(jì)全球化的實(shí)現(xiàn)提供了強(qiáng)有力的保障，同時(shí)是我國社會(huì)進(jìn)步的主要推動(dòng)力。機(jī)電一體化技術(shù)生產(chǎn)出的產(chǎn)品功能全面，穩(wěn)定性高，因此也得到世界范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用，同時(shí)建立在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的遠(yuǎn)程控制和安全監(jiān)控技術(shù)也得到了發(fā)展，機(jī)電一體化設(shè)備是各種遠(yuǎn)程控制的載體，因此機(jī)電一體化向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的趨勢不可扭轉(zhuǎn)。

⑤微型化。顧名思義，微型化就是進(jìn)一步提高機(jī)電一體花的微觀領(lǐng)域應(yīng)用能力，向納米、微米等微電子機(jī)械系統(tǒng)發(fā)展。微型化產(chǎn)品具有眾多優(yōu)勢，包括體積小、節(jié)能、靈敏等等，能夠從事醫(yī)療、建筑、軍事等眾多行業(yè)的特殊任務(wù)。但是機(jī)電一體化微型化的發(fā)展面臨較多的技術(shù)難點(diǎn)，尤其是加工微型產(chǎn)品的微機(jī)械，必須采取超精密技術(shù)才能保證微機(jī)電一體化產(chǎn)品的質(zhì)量。

⑥模塊化。隨著機(jī)電一體化的不斷發(fā)展，目前產(chǎn)品種類以及制造廠家的數(shù)量明顯上升，而電氣、動(dòng)力、機(jī)械、環(huán)境接口的機(jī)電產(chǎn)品具有極高的研發(fā)難度，但是也是必要的。例如動(dòng)力單元必須包括對圖像的識(shí)別以及對距離的預(yù)測能力，通過標(biāo)準(zhǔn)單元立即研發(fā)出新產(chǎn)品，進(jìn)一步增大了生產(chǎn)效益。但是這就需要對各個(gè)單元或者部件的兼容性和結(jié)構(gòu)進(jìn)行統(tǒng)一制定，但是目前實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的難度較大，對此在未來應(yīng)該在一部分的大企業(yè)中率先實(shí)施。只有實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化才能夠進(jìn)一步提高機(jī)電一體化技術(shù)的水平。

3 結(jié) 語

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)的產(chǎn)生是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必要產(chǎn)物，也是提高社會(huì)生產(chǎn)力的有效手段，在未來隨著技術(shù)人員的綜合素質(zhì)的不斷提高，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日益成熟，機(jī)電一體化技術(shù)必定會(huì)實(shí)現(xiàn)更高的價(jià)值。

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