淺談機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

【摘 要】機(jī)電一體化是一門新興邊緣技術(shù)學(xué)科，她在以機(jī)械、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)為主的多門學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合過程中逐漸形成和發(fā)展起來的。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)不斷創(chuàng)新，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣闊。本文闡述簡(jiǎn)單對(duì)我國(guó)目前機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并提出了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；技術(shù)；現(xiàn)狀；發(fā)展

1.機(jī)電一體化現(xiàn)狀

機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子工程，是機(jī)械工程與自動(dòng)化的一種，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合、拼湊。機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是放大了人的力量與范圍，更是代替了人的感官和頭腦，智能化是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。機(jī)電一體化的根據(jù)發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。

初級(jí)階段是20世紀(jì)60年代以前。這一階段，機(jī)電一體化的研制和發(fā)開還處于自發(fā)狀態(tài)，人們簡(jiǎn)單的使用電子技術(shù)改造機(jī)械產(chǎn)品的性能。在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于戰(zhàn)爭(zhēng)大大刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，戰(zhàn)后軍用技術(shù)轉(zhuǎn)為民用。但是受當(dāng)時(shí)的電子技術(shù)的發(fā)展水平所限，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合和滲透都處于比較低級(jí)水平。

蓬勃發(fā)展階段為20世紀(jì)70～80年代。這一階段，機(jī)電一體化在計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展的基礎(chǔ)上，結(jié)合大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展，機(jī)電一體化的概念到20世紀(jì)80年代末期在世界范圍內(nèi)得到比較廣泛的承認(rèn)，各國(guó)也更加關(guān)注和支持機(jī)電一體化的發(fā)展深入發(fā)展階段是在20世紀(jì)90年代后期，機(jī)電一體化技術(shù)開始向智能化方向邁進(jìn)，光學(xué)、通信技術(shù)、微細(xì)加工技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支，機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都被深入的研究，人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了更加廣闊的發(fā)展前景。這些科學(xué)技術(shù)和研究，為機(jī)電一體化逐漸形成完整的科學(xué)體系奠定了基礎(chǔ)[3]。

我國(guó)對(duì)機(jī)電一體化的研究和應(yīng)用是從20世紀(jì)80年代初才開始的，機(jī)電一體化技術(shù)被列為“863計(jì)劃”，國(guó)務(wù)院也成立相關(guān)的小組。我國(guó)將機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向與影響納入九五規(guī)劃和發(fā)展綱要中，在我國(guó)許多高等院校、國(guó)家企業(yè)也對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行了研究與應(yīng)用，當(dāng)前階段的機(jī)電一體化發(fā)展有利的提升了我國(guó)的綜合國(guó)力。

2.機(jī)電一體化的發(fā)展

2.1人工智能方面的發(fā)展

21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)一個(gè)主要發(fā)展趨向就是智能化。智能化是機(jī)電一體化技術(shù)區(qū)別于傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)最根本的特征。人工智能方向的研究也越來越重視，人工智能不是要求完全達(dá)到人類的智能標(biāo)準(zhǔn)，高性能的微處理器可以使產(chǎn)品擁有部分低級(jí)智能，使其可以在某些技術(shù)方面得以應(yīng)用。外形龐大、生產(chǎn)過程連續(xù)性高以及生產(chǎn)速度快等是當(dāng)前工業(yè)產(chǎn)品的主要特點(diǎn)，以往的機(jī)械技術(shù)對(duì)于這些特點(diǎn)已不能很好的適應(yīng)，智能化的出現(xiàn)很好的適應(yīng)了這些方面。

2.2模塊化方面的發(fā)展

模塊化設(shè)計(jì)就是將多個(gè)要素組合在一起，構(gòu)成一個(gè)子系統(tǒng)。多個(gè)子系統(tǒng)最后又組合成為一個(gè)整體，從而生成一個(gè)新的系統(tǒng)，產(chǎn)生不同的功能。機(jī)電一體化如果能夠?qū)崿F(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，必然大大減少設(shè)備之間的不兼容概率。如今機(jī)電一體化產(chǎn)品由于生產(chǎn)廠家很多，對(duì)產(chǎn)品的規(guī)格也無法統(tǒng)一，產(chǎn)品的多樣性造成了標(biāo)準(zhǔn)電氣、機(jī)械接口研制和開發(fā)的困難。但是對(duì)產(chǎn)品規(guī)格又很難做出嚴(yán)格的把控，由于利益關(guān)系，對(duì)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的制定和完善很難出臺(tái)。模塊化的發(fā)展可以使各部件都使用標(biāo)準(zhǔn)單元，從而為制訂統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)打下基礎(chǔ)。產(chǎn)品的生產(chǎn)者在標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品上進(jìn)行革新從而促進(jìn)產(chǎn)品的更新?lián)Q代，擴(kuò)大產(chǎn)品的生產(chǎn)規(guī)模[1]。

2.3網(wǎng)絡(luò)化方面發(fā)展

世界通過網(wǎng)絡(luò)緊密地結(jié)合在了一起，人們的生活水平因網(wǎng)絡(luò)而提高，人與人之間的聯(lián)系因網(wǎng)絡(luò)而密切。網(wǎng)絡(luò)的普及與發(fā)展對(duì)各個(gè)領(lǐng)域都起了重大的推動(dòng)作用，加快了我國(guó)全球化的步伐，全球的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)通過網(wǎng)絡(luò)變得緊密，同時(shí)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)也變得全球化，機(jī)電一體化技術(shù)因?yàn)槭澜纾瑖?guó)際間的交流與合作得到了更快的發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)新的發(fā)展動(dòng)態(tài)，新的成品都會(huì)通過網(wǎng)絡(luò)渠道暢銷全球，網(wǎng)絡(luò)的普及帶來了產(chǎn)品營(yíng)銷方面的革命。

2.4微型化方面的發(fā)展

機(jī)電一體化發(fā)展的整體趨勢(shì)之一就是微型化。微型化起步比較晚，但其在機(jī)電一體化領(lǐng)域也算是小有成就。機(jī)械設(shè)備向微型化發(fā)展，甚至是向微電子系統(tǒng)發(fā)展是微型化的方向。微機(jī)電一體化的目前存在機(jī)電技術(shù)的瓶頸，因?yàn)闄C(jī)電設(shè)備構(gòu)造復(fù)雜，使得機(jī)電技術(shù)還不能達(dá)到與微電子技術(shù)同步，相信隨著科技的進(jìn)步，機(jī)電技術(shù)也會(huì)隨之進(jìn)步。從而使機(jī)電一體化整體的微型化水平更上一個(gè)臺(tái)階。微型化的產(chǎn)品現(xiàn)在已經(jīng)廣泛運(yùn)用于軍事及醫(yī)療方面。其體積小、操作性強(qiáng)、耗能少的優(yōu)點(diǎn)使得微型化產(chǎn)品擁有廣闊的前景。

2.5綠色化方面的發(fā)展

工業(yè)的發(fā)達(dá)帶來人們生活上的巨大變化。物質(zhì)極大豐富，生活更加舒適；但由于人們過于追求經(jīng)濟(jì)效益，而不重視環(huán)境和能源問題，導(dǎo)致環(huán)境問題日益突出，能源面臨枯竭。低碳環(huán)保是當(dāng)代社會(huì)的理念，現(xiàn)代隨著人們生活水平逐漸提高，全社會(huì)都在呼吁合理利用環(huán)境資源，回歸自然。因此綠色產(chǎn)業(yè)就有更大的發(fā)展空間，綠色化產(chǎn)品也是機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品消耗最少的資源，達(dá)到最大的經(jīng)濟(jì)效益，造成最小的環(huán)境污染，在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的整個(gè)生命過程中，始終注重環(huán)境的保護(hù)和人類的健康，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的危害很小，對(duì)資源利用率極高，所以機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化此具有很大的發(fā)展前途[2]。

3.小結(jié)

機(jī)電一體化產(chǎn)品隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)方面發(fā)揮出越來越重要的作用。機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)等多種技術(shù)發(fā)展的結(jié)合的產(chǎn)物。伴隨著各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)越來越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展也會(huì)推向一個(gè)新的高峰。

【參考文獻(xiàn)】

[1]蔣微.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2014（26）.

[2]張冬琴，張自選.機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].湖南農(nóng)機(jī)，2013（7）.

[3]劉澤波.機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].電子世界，2013（12）.