芻議機電一體化之技術優勢

摘 要：當今世界，機電一體化技術已經覆蓋工科的所有領域，在創造無數的社會財富同時，也產生了一些發展中的問題，其基本狀況如何？技術現狀如何？未來的發展趨勢如何？為世人所關注。本文僅就機電一體化未來發展的技術優勢略作探討。

關鍵詞：智能 網絡 環保

眾所周知，基于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，帶來了機械工業在技術、產品結構、功能與構成、生產方式及管理體系的變化，使工業生產進入了以機電一體化為主要特點的階段。

一、什么是機電一體化

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

二、目前機電一體化技術的基本狀況

回顧機電一體化發展歷史，可以把機電一體化的發展概括為三個階段：20世紀60年代以前為第一階段，即初級階段，在此階段，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能；20世紀70-80年代為第二階段，即興旺發育階段，在此階段，由于計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化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出現，為機電一體化的發展提供了物質基礎；20世紀90年代后期為第三階段也稱為高級階段，即機電一體化技術開始向智能化方向邁進的新階段，此為深入發展時期。

中國是從20世紀80年代初開始機電一體化技術的研究和應用，列入“863”計劃中，許多大專院校、研究機構及一些大中型企業做了大量工作，取得一定成果。但與先進國家相比仍有很大差距。

三、機電一體化的優勢方向探討

據科學估測，機電一體化的主要發展方向大致有智能化、網絡化、環保化等幾個方面，這也是機電一體化的技術優勢所在。

（一）關于智能化

這是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用之一。這里所說的智能化是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。

（二）關于網絡化

這是20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育等日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到、質量可靠，很快就會暢銷全球。機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。

（三）關于微型化

實際上，微型化興起于20世紀80年代末，主要說的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。在西方發達國家稱為微電子機械系統，泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，這些產品在生物醫療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優勢。其瓶頸在于微機械技術。

（四）關于環保化

工業的發達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前景。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。

（五）關于系統化

本文所述之系統化，其表現特征是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。再一個特質是通信功能的大大加強。一般除rs232外，還有rs485等智能化通信接口。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義：一層是如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性等等，顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化；另一層是模仿生物機理，研制出各種機電一體化產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發而研制出來的。

四、結論

根據以上的敘述可以結論，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求和產物。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發展前景也將日益獲得人類的關注并為人類創造更大的社會效益與經濟效益。

（作者單位：青海鹽湖工業股份有限公司鉀肥分公司）

參考文獻：

[1]黃小榮.機電一體化專業介紹.職業教育研究，2010（5）.

[2]芮延年.關于機電一體化的系統設計.機械工業出版社，2004.