人工智能下機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀與前景展望

史顯柯

摘要：機(jī)電一體化技術(shù)主要涵蓋了計(jì)算機(jī)技術(shù)以及機(jī)械技術(shù)，是一項(xiàng)相對(duì)綜合性的應(yīng)用技術(shù)，這種技術(shù)在協(xié)調(diào)不同學(xué)科的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了學(xué)科之間的融合，與其說機(jī)電一體化技術(shù)是一類邊緣學(xué)科，我們還不如說它是一項(xiàng)具有良好發(fā)展前景的綜合性技術(shù)。隨著當(dāng)前信息技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)的重要性也逐漸的被人們所重視，對(duì)推動(dòng)我國現(xiàn)代化發(fā)展具有十分重要的作用。本文就機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并對(duì)機(jī)電一體化發(fā)展趨勢(shì)作出展望，希望能夠?yàn)闄C(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化技術(shù);現(xiàn)狀;前景

中圖分類號(hào)：TH39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）09-0235-02

機(jī)電一體化技術(shù)是一項(xiàng)融合多門學(xué)科的新興技術(shù)。在機(jī)電一體化被提出的初期，其更多地被人們認(rèn)為是一種具有創(chuàng)新突破精神的理念。而隨著當(dāng)今工業(yè)技術(shù)與信息技術(shù)的進(jìn)一步結(jié)合，人們?cè)趯で蠖喾N技術(shù)融合發(fā)展的同時(shí)，也在嘗試采取多種措施來推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，此時(shí)機(jī)電一體化技術(shù)以其優(yōu)越性不斷為人們所知，并引起了人們的注意。通過對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行深入分析，有助于科學(xué)地預(yù)測(cè)機(jī)電一體化技術(shù)的未來發(fā)展方向。

1 機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀

自20世紀(jì)80年代開始，我國已經(jīng)加強(qiáng)了機(jī)電一體化的研究和應(yīng)用，并成立專門領(lǐng)導(dǎo)小組，列為“863計(jì)劃”。機(jī)電一體化主要指的是通過將電子化設(shè)計(jì)與機(jī)械裝置兩者相結(jié)合，最終形成一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)，通過將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品上，能進(jìn)行系列產(chǎn)品創(chuàng)新[1]。機(jī)械一體化主要包含產(chǎn)品和技術(shù)兩方面。機(jī)電一體化是一項(xiàng)綜合性的技術(shù)，通過將群體技術(shù)相融合，最終得到深入發(fā)展。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)電一體化作為一種有自身特征的新型技術(shù)學(xué)科主要具有一定的特征：從系統(tǒng)觀念討論，綜合運(yùn)用各種機(jī)械、微電子、自動(dòng)控制技術(shù)和軟件編程技術(shù)等多種綜合技術(shù)，通過確保各個(gè)技術(shù)之間的合理配置，從根本上實(shí)現(xiàn)多功能、高質(zhì)量和低能耗的經(jīng)濟(jì)意義，使得系統(tǒng)工程技術(shù)運(yùn)用最優(yōu)化[2]。

我國的機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的相對(duì)較晚，改革開放以后，無論是人才條件還是技術(shù)條件我國與一些發(fā)達(dá)國家相比都有較大的差距，因此盡管工業(yè)經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，然而在技術(shù)方面還是受到了很大的限制，在數(shù)控機(jī)床以及精密設(shè)備上還需要向美國或是日本這些工業(yè)較為發(fā)達(dá)的國家引進(jìn)。雖然我國這一方面的起步較晚，但在工業(yè)機(jī)器人以及數(shù)控方面仍然取得了一些成績(jī)，并將機(jī)電一體化技術(shù)推廣到各個(gè)行業(yè)進(jìn)行廣泛的應(yīng)用。

2 機(jī)電一體化核心技術(shù)

2.1 傳感技術(shù)

傳感技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展過程中的重要組成部分，具有靈敏度高、精準(zhǔn)性強(qiáng)等特點(diǎn)。傳感技術(shù)能避免外界信號(hào)對(duì)設(shè)備運(yùn)行帶來的不良影響，因此在工業(yè)智能發(fā)展過程中有著十分重要的作用。通過建立傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能直接實(shí)現(xiàn)信息與信息之間的傳輸。同時(shí)，也可以應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)信息進(jìn)行綜合分析，從而進(jìn)一步控制工業(yè)生產(chǎn)全過程，在為企業(yè)節(jié)省成本的同時(shí)也推動(dòng)了工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

2.2 數(shù)控生產(chǎn)

機(jī)電一體化技術(shù)最早被應(yīng)用于數(shù)控生產(chǎn)中。將機(jī)電一體化應(yīng)用于數(shù)控生產(chǎn)中，在很大程度上提高了我國機(jī)械制造水平，并且能確保機(jī)械生產(chǎn)進(jìn)度，提高機(jī)械加工的整體效率。將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控領(lǐng)域能夠?yàn)閿?shù)控機(jī)床編程專項(xiàng)技術(shù)程序提供一定的技術(shù)支持，除此之外，機(jī)電一體化技術(shù)大容量的存儲(chǔ)器以及應(yīng)用軟件模塊也能夠豐富數(shù)控功能，進(jìn)一步加強(qiáng)CNC系統(tǒng)控制功能應(yīng)用，當(dāng)下數(shù)控機(jī)床技術(shù)已經(jīng)得到了十分廣泛的應(yīng)用，通過采取新技術(shù)、新工藝的創(chuàng)新能夠組建具有一定信息處理能力的自動(dòng)化柔性生產(chǎn)線。

2.3 智能機(jī)器人

隨著社會(huì)的發(fā)展，智能機(jī)器人也吸引著人們的目光。通過將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)智能機(jī)器人中，能有效融合各個(gè)部件，通過加強(qiáng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)、仿生物學(xué)基礎(chǔ)的相互作用，最終推動(dòng)智能機(jī)器人發(fā)展，使得工業(yè)智能機(jī)器人在生產(chǎn)領(lǐng)域取得應(yīng)用。一些企業(yè)通過采用智能機(jī)器人，不僅僅能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量，也能夠確保工作人員的生命安全，通過改善勞動(dòng)環(huán)境，減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。在工業(yè)制造的過程當(dāng)中，智能機(jī)器人不僅能夠提高企業(yè)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益還能夠減少企業(yè)對(duì)于人力成本的投入，通過規(guī)范工作流程，加大信息識(shí)別精度，進(jìn)一步推動(dòng)工業(yè)可持續(xù)發(fā)展[3]。

2.4 自動(dòng)生產(chǎn)線及自動(dòng)機(jī)械

自動(dòng)生產(chǎn)線以及自動(dòng)機(jī)械技術(shù)通過采用光電控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)全過程控制，而機(jī)械自動(dòng)化以及生產(chǎn)線自動(dòng)化這兩者的應(yīng)用范圍較為廣泛，通過將智能制造應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)之中，能夠充分與柔性制造系統(tǒng)兩者相融合，合理搭配生產(chǎn)設(shè)備，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中各項(xiàng)要素的一體化管理，為實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)化、集約化提供幫助。

3 機(jī)電一體化的發(fā)展方向

3.1 智能化

隨著經(jīng)濟(jì)全球化的進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)電一體化也向著智能化方向發(fā)展，人們開始關(guān)注人工智能的相關(guān)研究，通過推動(dòng)機(jī)電一體化智能化發(fā)展，能夠?qū)⒁恍├碚撝R(shí)作為發(fā)展的基礎(chǔ)，在總結(jié)計(jì)算機(jī)科學(xué)相關(guān)理論的同時(shí)形成獨(dú)特的推理基礎(chǔ)，不斷地拓寬自主選擇的權(quán)利，形成機(jī)電一體化獨(dú)有的邏輯思維。這樣一來能夠更好地完成人們的要求，但是值得我們注意的是，在發(fā)展機(jī)電一體化的同時(shí)應(yīng)當(dāng)注意保證設(shè)備的良好以及高速處理等性能。將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于智能化生產(chǎn)過程中，能夠進(jìn)一步推動(dòng)機(jī)械生產(chǎn)隨著正常要求變化而產(chǎn)生相應(yīng)變化，這也使得機(jī)械在生產(chǎn)過程中具有一定的智能性，當(dāng)下機(jī)電一體化技術(shù)還沒有做到取代人類思維這種程度，但是筆者相信，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)電一體化最終會(huì)朝著智能一體化方向發(fā)展。

3.2 模塊化

由于機(jī)電一體化的生產(chǎn)類型以及生產(chǎn)商都比較多，因此如何對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行研究開發(fā)是一項(xiàng)嚴(yán)峻的任務(wù)。例如我們可以通過將機(jī)電一體化發(fā)展進(jìn)行模塊化，將動(dòng)力單位減速與機(jī)電一體化兩者相結(jié)合，這樣一來，就能使得相應(yīng)的機(jī)械裝置具有識(shí)別功能以及測(cè)量距離等作用。只有按照國家標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行模塊化的產(chǎn)品開發(fā)才能夠真正的擴(kuò)充機(jī)電一體化的生產(chǎn)規(guī)模。與此同時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格的按照國家標(biāo)準(zhǔn)，使得機(jī)電一體化的各個(gè)部位相互匹配，通過對(duì)機(jī)電一體化進(jìn)行模塊化研究和生產(chǎn)能夠提升機(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量，從而推動(dòng)機(jī)電一體化企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[4]。例如電冰箱模塊要求能夠及時(shí)采集冰箱內(nèi)部溫度或是在運(yùn)用排煙系統(tǒng)的過程當(dāng)中也要求零部件能夠及時(shí)感知到空氣中煙與正常空氣的比例，通過加強(qiáng)對(duì)于這些特殊零部件需求模塊的設(shè)計(jì)使得機(jī)電點(diǎn)一體化技術(shù)與其他技術(shù)相結(jié)合，最終實(shí)現(xiàn)綜合設(shè)計(jì)合理化。

3.3 綠色化

隨著工業(yè)化建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展，在豐富人們物質(zhì)生活的同時(shí)，也在很大程度上減少了人們可利用的資源，因此，這也對(duì)人們的日常生活帶來了很多不良的影響，一旦生態(tài)環(huán)境遭到破壞就很難復(fù)原，因此人們開始意識(shí)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要性，注重綠色化的生產(chǎn)[5]。隨著時(shí)代的進(jìn)一步發(fā)展，綠色環(huán)保觀念也在不斷地深入人心，推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)綠色化發(fā)展也是必然趨勢(shì)，工作人員應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步提高機(jī)械系統(tǒng)的可回收性，推動(dòng)機(jī)電一體化產(chǎn)品朝著可回收綠色化的方向發(fā)展，這也是未來機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的重要方向。

3.4 微型化

傳統(tǒng)的機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)難以適應(yīng)快速發(fā)展的時(shí)代需求，因此機(jī)電一體化技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展也為機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用提供了技術(shù)支持。微型化主要指的是在機(jī)電一體化相關(guān)產(chǎn)品生產(chǎn)的過程當(dāng)中，對(duì)其外觀和型號(hào)等方面做出改變，在西方也被稱為微電子系統(tǒng)。通過對(duì)產(chǎn)品的尺寸進(jìn)行縮小逐漸地向納米領(lǐng)域靠近，在機(jī)電一體化發(fā)展的實(shí)踐過程當(dāng)中，微型化機(jī)電產(chǎn)品更加便捷，同時(shí)也降低了能量的損耗，因此吸引了人們的廣泛關(guān)注，在產(chǎn)品加工的同時(shí)我們也可以運(yùn)用精細(xì)化的加工技術(shù)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行加工。

3.5 網(wǎng)絡(luò)化

隨著現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸體現(xiàn)其優(yōu)勢(shì)。雖然計(jì)算機(jī)技術(shù)相比較于其他技術(shù)來說發(fā)展時(shí)間較短，然而，計(jì)算機(jī)技術(shù)在應(yīng)用過程當(dāng)中也為人民群眾的日常生活帶來了極大的變化，尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，人們?cè)谶M(jìn)行各項(xiàng)社會(huì)活動(dòng)中已經(jīng)漸漸的離不開現(xiàn)代信息技術(shù)，通過將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于企業(yè)日常管理中，能夠提高信息傳輸?shù)乃俣群唾|(zhì)量，進(jìn)一步規(guī)范企業(yè)內(nèi)部管理，使得企業(yè)各項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)更加有秩序，通過加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用世界聯(lián)系得更加緊密。計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用也在無形當(dāng)中推動(dòng)了遠(yuǎn)程控制技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，家庭電器設(shè)備都可以運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，這也在很大程度上提高人民群眾的生活質(zhì)量。例如人們想要打掃衛(wèi)生時(shí)，可以利用遠(yuǎn)程控制設(shè)備控制掃地機(jī)器人進(jìn)行打掃，這不僅僅能夠提高人們?nèi)粘Ｉ钪笖?shù)，也能夠節(jié)省人民群眾花費(fèi)在其他事情上的時(shí)間精力，使得人們更好地投入自己感興趣的事情，進(jìn)一步加快社會(huì)發(fā)展節(jié)奏。

4 結(jié)語

機(jī)電一體化的發(fā)展離不開人們對(duì)于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步研究和探索，而隨著社會(huì)的進(jìn)步以及人類生活水平的逐步提高，也在很大程度上推動(dòng)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，而機(jī)電一體化技術(shù)在發(fā)展的同時(shí)，也對(duì)人們的生活起到了十分明顯的反作用。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為機(jī)電一體化發(fā)展奠定基礎(chǔ)，只有加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)改革才能夠推動(dòng)國家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，而這也在側(cè)面說明了機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的重要性。因此機(jī)電一體化技術(shù)作為一項(xiàng)綜合性的、充滿活力的應(yīng)用技術(shù)，對(duì)提高城市化水平、推動(dòng)工業(yè)化建設(shè)、提高人們生活質(zhì)量有著十分重要的作用。

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Abstract：Mechatronics technology mainly covers computer technology and mechanical technology. It is a relatively comprehensive application technology， which realizes the integration of disciplines while coordinating different disciplines. It is also a kind of mechatronics technology. In the marginal discipline， we might as well say that it is a comprehensive technology with good development prospects. With the continuous development of information technology， the importance of mechatronics technology has gradually been valued by people and plays an important role in promoting China's modernization. This paper analyzes the current status of mechatronics technology and forecasts the development trend of mechatronics， hoping to contribute to the development of mechatronics technology.

Key words：mechatronics technology;current situation;prospect