機電一體化技術在企業智能制造中的發展與應用

摘 要：隨著科學技術的不斷發展，自動控制技術和微電子技術在工業生產中的應用越來越廣泛。機電一體化技術（Mechatronics）已成為我國工業企業科技的重要組成部分。機電一體化技術屬于多功能的綜合性技術手段，集電子、機械、計算機和信息技術于一身，將電子控制設備和軟件與機械生產裝置有機結合組成最佳系統。加強機電一體化技術在企業智能制造中的應用和發展，是機電工業發展的必然趨勢，對提高企業智能制造的產品質量、科技含量乃至整個企業的管理方式和生產能力都具有重要意義。

關鍵詞：機電一體化技術；智能制造；發展與應用

中圖分類號：TH39 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）8-0042-01

1 機電一體化技術的發展概況

機械技術與電子技術的結合是機電一體化技術成型的最初形式，20世紀60年代開始逐步發展。機電一體化技術的發展初期主要是通過電子技術在機械工業中的應用以提高機械生產效率。技術含量較為薄弱，生產規模較小。隨著計算機技術和微處理技術的發展，機電一體化技術在實際生產中的應用越來越廣泛，與信息技術和電子技術等高新技術進行有機結合，采用人工智能控制技術，逐步向智能化發展。

機電一體化技術融合了電子、機械、計算機、信息、控制、光學等多項技術，其未來發展也與相關技術的發展水平息息相關。機電一體化技術的未來發展趨勢趨于智能化、網絡化、模塊化。利用人工智能的獨立決策能力和模擬功能，可以自主完成復雜的操作，實現對機械設備的智能控制，使生產過程更加人性化。網絡信息技術的飛速發展，異地甚至跨國生產普遍存在，遠程監視技術和遠程控制技術投入應用，機電一體化技術勢必上升到更高的發展空間。打破自有生產模式，模塊化集成機電生產，統一機電產品的接口標準，行程統一的行業生產規范，實現共贏。

2 企業智能制造技術的發展

隨著社會經濟的不斷發展，機械制造技術也在不斷變革和進步。為了滿足人們對于機械產品日益增長的高要求，必須積極引進和開發新技術。智能制造技術是指機械設備自主驅動和控制機械設備原件，自動化控制機械生產系統。是機械制造領域的必然發展趨勢。智能制造的基本特征包括：具有獲取、表達、處理和存儲知識的能力，具有自學習、自組織、自優化和自維護的功能，能夠感知與融合多信息。傳統的機械系統在實際生產應用中只會不斷退步和老化，而智能制造技術系統則是越用越好，在應用中不斷進步。借助計算機技術快速編程、三維立體動態展示、比例縮放、多方向視圖等，進行產品的設計和相關操作，滿足對設計圖形精密度的高要求。縮短生產周期，實現制作過程人機互動，提高產品質量和生產效率。

智能制造技術極大地解放了勞動力，有利于緩解勞動力困局，降低了勞動強度，提高生產效率。一些重污染和高危險的工作崗位由智能制造技術接替，及時發現并處理生產中出現的險情，減少了安全事故的發生率。有利于安全生產，節能減排。智能制造技術精細化控制產品的生產過程，實現勞動力無法實現的生產工序，減少了人為失誤和誤差，有效管理和控制生產細節，提高產品的質量和生產效率。

3 機電一體化技術在企業智能制造中的發展與應用

智能制造技術迅速發展，廣泛應用于各個工業企業的生產實踐當中。機電一體化技術與智能制造有機結合，有效促進工業化生產的發展，為機電一體化技術提供了更為廣闊的發展空間。

機電一體化技術在企業智能制造中的發展與應用涉及到一系列的核心技術。傳感技術。傳感器必須具備高度靈敏性和精確性，保證抗干擾能力。建立無線傳感器網絡，傳感器負責收集數據，并通過無線網絡向外傳輸，方便控制與維護。目前主要采用非接觸性檢測技術和光纖電纜傳感器。接口技術。統一標準化接口，簡化設計難度，開發速度高成本低的串行接口。

機械制造業是國民經濟的先行行業，在數控領域最早進行機電一體化和智能制造技術的結合與應用。數控領域需要高性能的智能控制，還要有模擬、延伸、擴展的信息處理功能。運用智能控制技術，處理模糊信息和無法建模的環節，優化對生產過程的控制與管理。數控機床采取多總主線和多CPU的結構體系，引進在線診斷和模糊控制智能技術，提供加工過程的二維三維仿真動態和面向生產車間的編程技術，應用大容量存儲器，豐富數控能力，實現多通道和多過程控制。

自動生產線與自動機械的應用，是機電一體化技術在企業智能制造中應用的普遍具體體現。廣泛應用人機界面控制裝置、可編程序控制裝置、光電控制系統等現代傳感技術與電子技術。例如各種飲料自動生產線、印刷包裝生產線、高速香煙生產線等等。與此相關的柔性制造系統技術（FMS）是指計算機化的制造系統技術，將數控機床、計算機、工業機器人、自動化倉庫和料盤等生產要素連成完整的生產網絡，可以隨機實時滿足相關部門在其生產能力范圍內的生產要求，適用于產品種類多、設計更改頻繁的小批量產品生產。

工業智能機器人是機電一體化技術在企業智能制造中應用的極高水平體現。綜合了計算機、機構學、微電子學、人工智能、傳感技術、通訊技術、仿生學等多學科的最新成果。工業智能機器人可以自動識別、獲取和處理信息材料，自主完成復雜操作。在工程、建筑、軍事、娛樂等各個行業都發揮著重要作用。

機電一體化逐漸微型化發展。通過半導體的蝕刻技術制造出的亞微米級元件已經完全實現了機械和電子的融合，沒有了控制器和機械部分的區分，智能制造過程的CPU、傳感器和執行體融為一體，作為一種自律元件存在。體積小，耗能低，應用靈活，在實際應用中具有很大優勢。

機電一體化技術的應用極大地改變了過去效率低下的生產方式和作業模式，是現代經濟發展的必然結果，是將多項高新技術綜合運用的結合體。加強機電一體化技術在企業智能制造中的發展與應用，促進技術融合，實現整體優化，推進傳統工業產業的深化改革，提高產品的生產質量和生產效率，創造更高價值的經濟效益和社會效益。

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