智能制造中機電一體化技術的運用分析

張雨濤

摘 要：對于我國的工業發展來說，機電一體化技術發揮著十分重要的作用。該項技術有著較強的綜合性，其結合了電子、計算機、機械與信息技術中的一系列優勢，對生產設備進行了有機組合，再通過信息化設備對生產設備實施控制，使工業生產效率得到了很大程度的提升。而將機電一體化應用在智能制造當中也是未來智能制造發展的主要方向，在進行智能制造時強化對機電一體化的應用水平能夠進一步提高企業生產力、產品質量以及產品科技含量，有著十分關鍵的意義。基于此，本文將對智能制造中機電一體化技術的運用進行分析。

關鍵詞：智能制造;機電一體化技術;運用

1 機電一體化技術在智能制造中的運用價值

將機電一體化技術運用在智能制造中，其價值主要表現在以下幾個方面：第一，隨著工業制造業的高速發展，其市場競爭也越發激烈。各企業為了在激烈的市場競爭中立于不敗之地，就需要不斷提高自身綜合實力，才能取得成功。而企業要想提高自身實力，就需要對生產模式進行創新改革，注重產品質量的提升，節約更多的成本費用，實現資源的優化配置。而通過機電一體化技術的運用，就能夠實現各項生產工作的智能化、一體化、高效化，實現了人力、物力的優化配置，節約了大量的成本費用，提高了產品質量，贏得了廣大消費者的青睞與追捧，樹立了良好的形象與品牌，有利于企業的長遠持續發展。第二，工業制造業的覆蓋范圍非常廣泛，比如智能機器人、服裝行業、汽車領域、數控機床等，都需要相應的生產與加工。而將機電一體化技術運用在智能制造中，就可以快速推動這些行業領域的轉型變革與持續發展，實現現代化信息技術與機械技術的完美融合，從而帶動其他行業的高速發展，實現真正的智能化、信息化、一體化生產。

2 機電一體化技術在智能制造中的發展

2.1 萌芽階段（20世紀60年代以前）

20世紀60年代，日本通產率先在機械中采用了電氣技術與電子技術結合數控機床做試驗，但并未取得成功。最初，電氣技術與電子技術的結合應用多應用于軍用機械。這一時期，機電一體化技術開始萌芽。

2.2 蓬勃發展階段（20世紀70年代—80年代）

20世紀70年代初，隨著微電子技術的成熟，電子技術與電氣技術的結合應用也逐漸地由軍用轉為民用。這一階段，微機逐漸的商品化，集成電路實現了大規模化。同時，機關技術與光學技術應用與微電子技術、信息處理技術、計算機處理技術中，集成為新的光信息技術。光信息技術的發展提高了信息處理的速度和抗干擾能力。光信息技術在微電子技術中的應用為機電一體化的信息可視化、高速處理奠定了基礎。當時已經應用光子、電子技術的信息技術應用于機械技術，與微電子技術結合，進一步加深了微電子技術與機械技術的融合。當時市場上已經出現了CPU、ROM、RAM等基本單元和模塊化的接口電路，為機電一體化的發展奠定了基礎。1971年，日刊工業新聞社發行《機電一體化入門》和《機電一體化》月刊，反映出機電一體化產品的發展。1976年，機電一體化被正式命名。70年代末至80年代，在機電法和機信法的指導下，機電一體化獲得了蓬勃的發展。

2.3 智能化階段（20世紀90年代以后）

20世紀90年代，電子集成技術普遍提高，集成電路的價格也有所下降。在90年代，機電一體化技術在世界范圍內獲得了快速的發展，并迅速占領社會各個領域，開啟了機電一體化的全盛發展。在機電一體化技術全盛發展階段，相繼融合了機械學、電子學、光學、控制學、計算機學、信息技術學等學科。隨著這些技術的進步和多學科之間的交叉融合發展，機電一體化技術實現了一次又一次的轉型，最終實現了數字化、模塊化、智能化的發展。

3 機電一體化中智能制造的優勢

3.1 交換優勢

對于智能制造系統而言，信息處理的可靠來源即為數據信號，其能夠通過對信息數據進行高速處理，從而實現最大限度對智能制造系統的工作效率進行提升的根本目的。不僅如此，一旦不具備足夠的信息信號作為智能制造系統的數據支撐，則機電一體化也無法實現正常運轉，而一旦出現這種情況，系統信息處理的精準性也會受到影響。通過積極引進先進的機電一體化技術，同時科學利用送音器，有助于為機電一體化系統提供更為準確的信號供應，同時進一步確保信號傳輸的準確性。

3.2 模型優勢

機電一體化技術不僅具有十分良好的模型優勢，還能進一步推動我國整體智能制造業的蓬勃發展，為其提供更為持續穩定的技術支持。與傳統控制系統不同，機電一體化技術具有更為明顯的優勢，主要包括信息處理的效率和質量更高、結構更為明確以及應用范圍更廣等。目前，我國智能制造系統在技術上經歷了不斷的改革與創新，因此其在模型上也獲得了很大突破，通過模型和技術兩方面的不斷突破，推動智能制造系統的持續穩定發展。

4 機電一體化技術在智能制造中的應用

4.1 傳感技術的應用

在智能制造當中應用機電一體化技術是非常重要的，同時機電一體化技術可以為智能制造提供更廣闊的發展前景，在各個方面都能夠有針對性的進行改善。而在機電一體化當中，傳感技術占據著十分關鍵的位置，同時傳感技術有著非常明顯的優勢，那就是有著極強的精確性以及靈敏性。在應用傳感技術時，可以有效避免外界其他信號的干擾，同時能夠進一步的提升智能生產水平。而普通傳感器與之相比，所發揮的效果并不理想，同時在應用的過程中還一定要建立相互匹配的傳感器網絡系統，這有這樣才能夠進行信息的對接與傳輸。但是通過傳感技術，就能夠直接和智能制造進行融合，以此來降低設計的難度以及標準，并且還能夠為企業節約更多的成本。

4.2 在數控領域中的應用

對于數控領域的機電一體化技術操作來說，其步驟是相對復雜的，對于操作中的一些細節要求也更加嚴格。如果在數控領域中應用機電一體化技術的過程中工作人員不重視流程與細節，就會使其中的智能制造過程出現事故，使得設備產生一系列故障，嚴重的還會為企業帶來極大的經濟損失。因此，對于數控領域來說，在應用機電一體化技術時，企業一定要將操作人員的培訓工作做到位，進而加強操作人員的素質水平與專業能力，同時對機電一體化技術予以相應的重視。可以結合相應的懲罰機制，如果由于自身的操作失誤或者馬虎而造成了問題與設備故障，需要有操作人員承擔，根據問題的大小來進行相應的處罰，進而提高工作人員的工作注意力，降低設備故障的發生率。

4.3 汽車技術類

在汽車生產與制造技術中，實現了機電一體化技術的高效運用，并且取得了顯著成效。其在汽車生產與制造技術中的運用，主要表現在以下幾個方面：第一，發動機控制。發動機可謂是汽車的心臟部位，如果發動機ft現故障，就會導致汽車無法正常運行。而發動機是一個十分復雜的被控對象，整個控制系統由許多子控制系統或項目組成，包括EGR、空燃比、點火時刻、怠速等等。通過機電一體化技術的運用，就可以提高各控制項目的性能與質量，保障發動機的正常使用。其中在EGR控制項目中，主要為EGR率的控制，也就是所謂的廢氣再循環系統，可以促使廢氣的再循環量在每一個工作點都達到最佳狀態，保障燃燒過程處于理想狀態，將排放的污染物成分降低最低，有利于生態環境的保護。在空燃比項目的控制中，主要是通過空燃比的控制，保障燃油充分燃燒，降低各種污染物含量，實現經濟、環保。在點火時刻項目的控制中，主要是為了防止異常燃燒而引起發動機故障，增強汽車的各項性能。第二，底盤和車身控制。底盤具有著減震、承重等功能，而車身具有著保護、操控等功能，因此也需要通過機電一體化技術的運用，促使其功能充分發揮，保障汽車的安全平穩運行。比如在汽車防抱死系統、車速感應動力轉向、電子控制懸架、防滑系統、導航系統、機械傳感式安全氣囊、中央控制門鎖等，都實現了機電一體化的廣泛應用，有效保障了汽車的舒適性、安全性、自動化，加快了汽車行業的發展步伐，滿足了人們的各項需求。第三，其他領域的運用。近幾年來，自動化、網絡化、智能化的汽車駕駛系統已經逐步問世，深受人們的青睞與追捧，提高了人們的駕駛體驗感。比如特斯拉的自動駕駛、網絡控制等，就運用了機電一體化技術，實現了互聯網信息技術與機械操控控制的有效結合，廣泛的應用在汽車的各個領域。比如ABS系統、抬頭顯示系統、多媒體技術、撞擊傳感技術、自動泊車、定速巡航等，機電一體化技術都扮演著非常重要的角色，實現了汽車駕駛的信息化與智能化。此外，還有5G技術的應用、人工智能技術的應用，促使機電一體化技術更加安全、實效，真正實現了無人化、舒適化駕駛，并且廣泛的運用在汽車的各個控制系統中。

4.4 人工智能技術

人工智能是智能制造的終極階段，也是中國制造2025的終極目標。人工智能技術是新工業革命的依托，也是工業制造競爭力的核心表現。人工智能技術的應用，極大地提高了智能制造系統的柔性、信息量、自動化程度，使得機械制造系統能夠模擬專家的智能分析、判斷、構思與決策，從而自動適應機械系統的制造與生產。智能制造系統具有自適應系統及外部環境的能力。其中智能控制器起到關鍵作用。智能控制器由自動感知信息與處理、數據庫、規劃與控制決策、認知學習、控制知識庫、評價機構組成。控制器除能控制系統本身外，還可以控制傳感器、執行器及其他被控對象，以防外部不確定性因素對系統的運行造成干擾。控制器在控制理論基礎上模擬智能，實現對制造系統的智能控制。

4.5 自動生產控制的應用

在進行自動生產控制的過程中，企業在進行產品生產時，通常會出現由于人為因素影響而導致的產品精度以及質量不達標的情況。而通過對機電一體化技術的應用，能夠對生產活動進行現代化的控制干涉，以此來推動產品產生實現自動化以及智能化，提高工作效率。而在進行產品生產的過程中一旦發生了問題，就會借助自動生產控制來實施干預，來保證產生工作技術步入正軌。現階段，應用自動生產控制較為普遍的行業主要有香煙、飲料生產等，由于這類產品生產有著重復性強、生產力大的特點，同時對于產品品質的要求較高，因此通過自動生產控制能夠在確保產品質量的基礎上進行大量生產。另一方面，對于智能制造中機電一體化技術應用的研究文章發現，自動生產過程的跟蹤控制系統屬于一種新進的自動生產控制系統，其在應用的過程中能夠對產品生產過程進行合理的控制，對相關的信息進行整理與分析，保障產品生產過程中能夠按照這些參數進行規范、標準的自動化作業，保證產品生長的效率以及質量，進而推動相關企業經濟效益的提升。

4.6 柔性制造類

柔性制造類是指各種生產加工、信息傳輸、貨物搬運等，對于生產效率與質量有著很高的要求。通過機電一體化技術的運用，就提高了生產效率，保障了貨物質量，實現了資源的優化配置與充分利用，提高了企業的競爭實力。在機電一體化技術的運用下，可以實現生產工具的自動更換、密切跟蹤、貨物運輸、存儲管理，保障了生產工作與運輸工作的有效對接，避免倉庫限制或者物資爆滿，影響整個生產運輸效率。無論是生產加工，還是貨物存儲與運輸，都可以實現自動化以及密切化跟蹤，只需要根據生產要求，提前設置好頻率與計劃，就可以全天候生產、搬運、存儲，有效提高了生產效率。此外，還能夠實現貨物信息的密切跟蹤與管控，實現人力資源的優化配置，保障生產計劃與方案的合理性，一定程度上實現了智能化與自動化生產，增加了企業的經濟效益。機電一體化技術的運用，還能夠實現設備運行狀態的自我監控，縮短故障時間，保障設備的安全平穩運行。

5 結束語

綜上所述，在工業生產行業的發展過程當中，智能制造發揮著十分重要的作用。智能制造可以進行工業生產的自動化、智能化管理，以此來提高生產效益及產品質量，進而提高了企業的經濟效益和社會效益。而對于智能制造來說，應用機電一體化技術也是非常有必要的，機電一體化技術水平會對智能制造的功能有著很大影響。因此，有關企業一定要對相關工作予以重視，進而為智能制造今后的發展打下堅實的基礎。

參考文獻：

[1]孟建.基于智能制造中的機電一體化技術研究[J].中國設備工程，2021（02）：23-24.

[2]安廣彬，周叢.機電一體化技術在汽車智能制造中的應用[J].黑龍江科學，2021，12（02）：110-111.

[3]丁承之.智能制造中機電一體化技術的運用分析[C].福建省商貿協會.華南教育信息化研究經驗交流會2021論文匯編（四）.福建省商貿協會：福建省商貿協會，2021：635-637.

[4]朱慧軍，謝麗娟.對機電一體化技術在智能制造中的運用探究[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2021（01）：184-185.

[5]莊志鑫.智能制造中機電一體化技術的運用分析[J].信息記錄材料，2021，22（01）：105-106.