淺析中國機電一體化的現狀與前景

鄭彬

摘 要 隨著信息化時代的發展，跨領域之間的合作與融合越來越多的服務于我們的生活。電子科技和計算機的軟件技術在機械工業方面的運用越來越多，使得機械工業的結構構造，功能，智能化程度，管理模式以及生產方式等發生了巨大的變化，讓他成為機電一體化的發展階段，同時也暗示和代表著機械工業的發展方向。

關鍵詞：機械;機電一體化;前景;現狀

一、機電一體化的來源與發展

機電一體化在國外被稱為Mechatronics是日本在20世紀70年代初提出來的，它是將英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分結合在一起構成的一個新詞，意思是機械技術和電子技術的有機結合。這一名稱已經得到包括我國在內的世界各國的認同，我國的工程技術人員習慣上把它譯為機電一體化技術，機電一體化技術又稱為機械電子技術，是機械技術、電子技術和信息技術有機結合的產物。機電一體化技術是微電子技術、計算機技術、控制技術、光學技術與機械技術的相互交叉與融合，是諸多高新技術產業和高新技術裝備的基礎。它包括產品和技術兩方面：光機電一體化和光機電一體化技術。

機電一體化的發展可以分為三個階段。20世紀60年代以前為第一階段。這一階段的機電結合技術，對戰后經濟的恢復起到了積極作用。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。20世紀70～80年代為第二階段。這一時期計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支;另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。這些研究，促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。

二、我國的發展現狀

80年代以來，以信息技術、生物技術、新材料等高技術為中心的新的技術革命浪潮有力地沖擊著全球，它對生產力的發展，人類創造力的發揮、產生了巨大的影響，引起了經濟、社會、文化、政治、軍事等各方面深刻的變革。1986年3月3日，王大珩、王淦昌、楊嘉墀、陳芳允四位老科學家給中共中央寫信，提出要跟蹤世界先進水平，發展我國高技術的建議。這便是重要的863計劃，其中最重要的一點就是自動化技術領域，充分的考慮到機電一體化的使用價值和市場期望。許多有志之士為國家機電一體化做出了杰出的貢獻，為機電一體化與國際接軌打下了非常好的基礎，雖然我國現在的機電一體化的技術和歐美國家日本比起來有一定的差距，但是和巴西等發展中國家比起來卻是排在最前沿的，這要歸功于改革開放的發展所帶來的機遇和國家的大力支持，使得機電一體化能夠得到優先發展的權利，在這一時期內取得了非常豐碩的成果。

（一）計算機軟件方面

20世紀90年代隨著cims的推廣和運用，我國建成了cims試驗工程中心和7個開放實驗室的硬件環境，在全國范圍內部署了很多的cims的研究項目，國家投入了大量的資金在這個項目上面，并很快在產品設計自動化，網絡數據庫技術，cims集成技術等方面取得非常豐碩的成果，但是但部分的大型機械制造企業和絕大部分的小型機械制造企業主要局限于cad和管理信息系統。基層自動化還比較薄弱，國內的大部分數控機床的編程非常的復雜，沒有發揮應有的作用。因此，與工業相對比較發達的歐美國家等還有一定的差距。

（二）數控技術方面

中國于1958年研制出第一臺數控機床，在20余年間，數控機床的設計和制造技術有較大提高，主要表現在三大方面：培訓一批設計、制造、使用和維護的人才;通過合作生產先進數控機床，使設計、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進技術的差距;通過利用國外先進元部件、數控系統配套，開始能自行設計及制造高速、高性能、五面或五軸聯動加工的數控機床，供應國內市場的需求，但對關鍵技術的試驗、消化、掌握及創新卻較差。至今許多重要功能部件、自動化刀具、數控系統依靠國外技術支撐，不能獨立發展，基本上處于從仿制走向自行開發階段，與日本數控機床的水平差距很大。存在的主要問題包括：缺乏象日本“機電法”、“機信法”那樣的指引;嚴重缺乏各方面專家人才和熟練技術工人;缺少深入系統的科研工作;元部件和數控系統不配套;企業和專業間缺乏合作，基本上孤軍作戰，雖然廠多人眾，但形成不了合力。

（三）工業機器人方面

我國的工業機器人研究開始于20世紀70年代，由于當時經濟體制等因素的制約，發展比較緩慢，研究和應用水平也比較低。1985年，隨著工業發達國家開始大量應用和普及工業機器人，我國在“七·五”科技攻關計劃中將工業機器人列入了發展計劃，由當時的機械工業部牽頭組織了點焊、弧焊、噴漆、搬運等型號的工業機器人攻關，其他部委也積極立項支持，形成了中國工業機器人第一次高潮。但是，我國目前還沒有像日本的FANUC和德國的KUKA那樣的形成規模的工業機器人制造廠，工業機器人產業目前在我國還僅僅處于萌芽階段。

三、機電一體化的前景

在未來，利用高新技術對機電一體化進行改造與提升，機電一體化涉及的學科領域很廣，是一門獨立的綜合性、交叉性學科，我國應更加注重對機電一體化產品的自主開發與技術創新，利用高新技術對機電一體化產品進行創新設計，推進產品設計的智能化，自動化和快速化，才能趕上或超過世界發達國家機電一體化水平，提高產品的市場競爭能力。機電一體化的前景更趨向于環保化，智能程度更高，體積也更小、更方便的方向發展。

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