試論機電一體化的現狀及發展趨勢

引言：機電一體化是一種嶄新的學術思想，它除了強調機與電的有機結合，還具有更深刻、更廣泛的涵義。機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。

一、機電一體化的產生及概述

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，機電一體化進入了深入發展時期。我國從20世紀80年代開始開展機電一體化研究和應用，取得了一定成果。

機電一體化是一個綜合的概念，包含了技術和產品兩方面內容，它首先是指機電一體化技術，其次是指機電一體化產品。機電一體化技術是指包含技術基礎、技術原理在內的，使機電一體化產品得以實現、使用和發展的技術，機電一體化產品是指采用機電一體化技術，在機械產品基礎上創造出來的新一代機電產品。

二、機電一體化發展現狀

機電一體化的發展大體可以分為三個階段：第一階段（又稱初級階段）是20世紀60年代以前，這一時期人們不自覺地利用電子技術并使之得到比較廣泛的承認；第二階段，機電一體化技術和產品得到了極大發展；第三階段，各國均開始極大關注和支持機電一體化技術和產品。

我國從20世紀80年代初開始進行機電一體化的研究和應用，國務院成立了機電一體化領導小組并將其列為“863 計劃”。在制定“九五”規劃和2010 年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響，許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作。雖然目前國內機電一體化技術與日本、歐美等先進國家相比仍有一定差距，但隨著新技術革命的迅猛發展，我國加大了對機電一體化技術的研究力度，并將其確定為國家高技術重點研究領域，給予優先支持，并取得了一定的成績。

三、機電一體化發展趨勢

1.智能化

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，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能。

2.光機電一體化

光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：光機電一體化產品是集光學、機械、微電子、自動控制和通信技術于一體的高科技產品，具有很高功能和附加值；產品具有體積小、重量輕、適應性強、使用壽命長、操作更方便的特點。

3.網絡化

由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術使家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂，因此機電一體化產品朝著網絡化方向發展是為大勢所趨。

4.微型化

微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢，泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術。

5.綠色化

工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。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。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，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，設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。

6、柔性化

柔性化有兩層含義，首先是產品具有自適應性如紡織業中，紡紗設備能方便的適應不同種類的纖維，織機能滿足多種織物對織造工藝的要求，在變換品種時能做到方便快捷；其次，機械設備制造商要具備根據用戶的要求而為用戶定制的能力。實現柔性化的必要條件是產品設計必須貫徹模塊化的設計理念。

四、結束語

機電一體化已經顯示出了強大的生命力，并正以空前的速度和力度沖擊著傳統的技術思想、生產方式和方法以及傳統的機電產品和產業結構，國民經濟的各個領域都將因此而發生深刻變革。