機(jī)電一體化的創(chuàng)新及發(fā)展方向

于立

摘 要：機(jī)電一體化是社會發(fā)展的趨勢，將對社會產(chǎn)生很大的影響，可以改善人們的生活。本文首先對我國機(jī)電一體化的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上，闡述了我國機(jī)電一體化的創(chuàng)新和發(fā)展方向，最后，提出了加強(qiáng)機(jī)電一體化水平的措施，為我國機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展提供可參考依據(jù)，促進(jìn)機(jī)械制造企業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；創(chuàng)新；發(fā)展方向

隨著我國社會市場經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平得到了進(jìn)一步提高，對機(jī)械制造企業(yè)提出了更高的要求。機(jī)械制造企業(yè)面臨著激烈的市場競爭，“機(jī)電一體化”已經(jīng)成為一種必然的發(fā)展趨勢。通過將機(jī)械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實(shí)際中去的綜合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的現(xiàn)代化設(shè)備。

1 我國機(jī)電一體化的現(xiàn)狀分析

1.1 先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)

國內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展過程中，將傳統(tǒng)的制造技術(shù)與先進(jìn)技術(shù)成果相結(jié)合，形成了高效、靈活的制造技術(shù)。早在21世紀(jì)70年代，我國就已經(jīng)制定并實(shí)施了準(zhǔn)時生產(chǎn)制，將這種制度引用于自動化裝置的生產(chǎn)中，能夠大幅度提高生產(chǎn)效率，是一種科學(xué)的管理手段。到了80年代，我國機(jī)械制造企業(yè)開始改造制造裝置，提高了制造水平，進(jìn)而保證了產(chǎn)品的更好的質(zhì)量和更優(yōu)異的性能，適應(yīng)市場的發(fā)展需求。

1.2 自動控制儀器儀表與固態(tài)傳感器

機(jī)電一體化的發(fā)展，使得微處理技術(shù)應(yīng)用于儀表中，降低了儀表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難度，增加了儀器儀表的柔度、精度和可靠性。市場上涌現(xiàn)了一大批自動化控制儀表，具有存儲記憶、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、自動控制等功能。此外，機(jī)電一體化促使固態(tài)傳感器的發(fā)展，傳統(tǒng)的力平衡機(jī)械傳感器已經(jīng)被取締，發(fā)展成為了電容式、石英諧振式、半導(dǎo)體壓阻式等固態(tài)傳感器，代表了先進(jìn)科學(xué)技術(shù)。

1.3 機(jī)器人的智能化、微型化技術(shù)

我國機(jī)電一體化向著智能化、微型化發(fā)展，在機(jī)器人開發(fā)方面也是如此。我國機(jī)械制造的機(jī)器人具有人的情感、思維，體現(xiàn)了機(jī)器人的高級智能。機(jī)械制造企業(yè)利用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器人控制器，可以迅速組成完成某種作業(yè)的多功能機(jī)器人。

2 機(jī)電一體化的創(chuàng)新

2.1 結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新

機(jī)電一體化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新，主要包括產(chǎn)品的機(jī)械結(jié)構(gòu)、動力配置、傳動方式、周邊設(shè)備接口形式等。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)創(chuàng)新對于機(jī)械制造企業(yè)是非常重要的，通過結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，才能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品的改進(jìn)和產(chǎn)品設(shè)計(jì)的創(chuàng)新。

2.2 功能的創(chuàng)新

在功能方面，機(jī)電一體化需要充分考慮使用者和社會的要求，改進(jìn)產(chǎn)品的制備工藝，完善產(chǎn)品的功能，開發(fā)出更加優(yōu)異性能的產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品功能的創(chuàng)新，機(jī)械制造企業(yè)既可以對原有的產(chǎn)品進(jìn)行更新?lián)Q代，也可以重新研制具有新功能的產(chǎn)品，能夠保證企業(yè)的戰(zhàn)略性目標(biāo)和持續(xù)發(fā)展，提高企業(yè)的市場競爭力。

2.3 造型的創(chuàng)新

在機(jī)電一體化產(chǎn)品的外觀是使用者首先觀察到的，美觀的造型能夠使人更加喜愛產(chǎn)品。因此，機(jī)械制造企業(yè)要創(chuàng)新產(chǎn)品的外形，重視產(chǎn)品周邊裝置的接口和機(jī)電之間的耦合，使得產(chǎn)品的美觀和功能共存。例如，可以采用機(jī)電一體化CAD虛擬原型法、計(jì)算機(jī)輔助造型等方法進(jìn)行產(chǎn)品外觀的設(shè)計(jì)，增加產(chǎn)品外觀的美感。

2.4 材料的創(chuàng)新

機(jī)電一體化產(chǎn)品的材料創(chuàng)新包括兩個方面：一是選擇具有特殊性能的新材料，如耐腐蝕、耐高溫、高強(qiáng)度、體積小、質(zhì)量輕的材料；二是研發(fā)適用于產(chǎn)品的新材料，如納米材料、陶瓷材料、智能材料、高分子材料、金屬化合物等。

2.5 控制系統(tǒng)的創(chuàng)新

控制系統(tǒng)作為機(jī)電一體化產(chǎn)品的核心組成部分，受到微電子技術(shù)的影響，機(jī)電一體化產(chǎn)品逐漸采用了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、適用控制等策略，贏得了更廣泛的市場。

2.6 傳感元件的創(chuàng)新

傳感器具有微型化、數(shù)字化、智能化、多功能化、系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)，是一種機(jī)電一體化產(chǎn)品。近年來，傳感器的發(fā)展迅速，對于新型傳感器的需求也不斷增加，機(jī)電一體化產(chǎn)品要積極研發(fā)高性能傳感器，促進(jìn)產(chǎn)品的創(chuàng)新，保證企業(yè)的發(fā)展前景。

3 機(jī)電一體化的發(fā)展方向

3.1 智能化

智能化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的重要發(fā)展方向，采取先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，根據(jù)產(chǎn)品的使用場合，賦予產(chǎn)品一定的智能化，使產(chǎn)品具有人的邏輯思維能力。與人類的智能相比，機(jī)電一體化產(chǎn)品的智能化是低級的，只能實(shí)現(xiàn)人的一小部分智能。

3.2 微型化

機(jī)電一體化產(chǎn)品的微型化發(fā)展主要是指不超過1立方厘米的產(chǎn)品，發(fā)展方向是納米級和微米級尺寸。微型化的機(jī)電一體化產(chǎn)品具有體積小、運(yùn)動靈活、節(jié)約能耗的特點(diǎn)，在信息、軍事、醫(yī)療領(lǐng)域具有相當(dāng)高的優(yōu)勢。

3.3 模塊化

模塊化是一種處理復(fù)雜系統(tǒng)分解為更好的可管理模塊的方式。機(jī)電一體化產(chǎn)品的模塊化是個復(fù)雜的過程，也是非常重要的工程，可以為機(jī)械制造企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會地位。

3.4 人格化

由于機(jī)電一體化產(chǎn)品的服務(wù)對象是人，所以，產(chǎn)品的人性化顯得越來越重要。同時，很多機(jī)電一體化產(chǎn)品是模擬生物制成的，這也決定了產(chǎn)品具有人格化的特點(diǎn)。人格化的機(jī)電一體化產(chǎn)品是使用者迫切需要的。

3.5 網(wǎng)絡(luò)化

現(xiàn)階段，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展帶來了巨大的改革，網(wǎng)絡(luò)成為人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活都不可或缺的。新型的機(jī)電一體化產(chǎn)品具有優(yōu)異的性能、可靠的質(zhì)量，銷量必然會很高。基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)品將是一大發(fā)展趨勢。

3.6 帶源化

顧名思義，帶源化是指產(chǎn)品本身帶有能源，是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向。帶源化的機(jī)電一體化產(chǎn)品具有獨(dú)特的優(yōu)勢和好處。

3.7 綠色化

隨著人們生活質(zhì)量的提高，人們越來越關(guān)注環(huán)保，綠色化產(chǎn)品是符合時代發(fā)展需求的。綠色化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的新發(fā)展方向。綠色化機(jī)電一體化產(chǎn)品在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用、銷毀的全生命周期過程中，幾乎不會對生態(tài)環(huán)境造成影響。

4 加強(qiáng)機(jī)電一體化水平的措施

4.1 加強(qiáng)基礎(chǔ)理論的研究

機(jī)電一體化是復(fù)雜的過程，涉及到不同學(xué)科的知識。要想提高機(jī)電一體化的水平，必須要加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，熟練掌握相關(guān)領(lǐng)域的知識，具備扎實(shí)的專業(yè)技術(shù)，依靠科學(xué)技術(shù)的力量，制造出高質(zhì)量的機(jī)電一體化產(chǎn)品。

4.2 重視人才引進(jìn)和培養(yǎng)

機(jī)電一體化產(chǎn)品的創(chuàng)新需要一大批優(yōu)秀人才的加入。機(jī)械制造企業(yè)要加強(qiáng)人才引進(jìn)計(jì)劃，注重人才的培養(yǎng)，主要是機(jī)械設(shè)計(jì)理論、計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)能力的培養(yǎng)，對不同層次和崗位的人員進(jìn)行專業(yè)技能培訓(xùn)。

4.3 加強(qiáng)產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新

機(jī)械制造企業(yè)要加強(qiáng)產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新，提高產(chǎn)品的先進(jìn)性。機(jī)電一體化產(chǎn)品的開發(fā)和創(chuàng)新是國家發(fā)展和企業(yè)發(fā)展的共同需要。企業(yè)要根據(jù)市場的需要，致力于現(xiàn)有產(chǎn)品的生產(chǎn)，同時，要研制并開發(fā)多功能的新產(chǎn)品，有利于企業(yè)戰(zhàn)略性發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，以便于企業(yè)社會競爭力的提升。

5 結(jié)論

我國機(jī)電一體化的現(xiàn)狀，主要體現(xiàn)在先進(jìn)的機(jī)械制造技術(shù)、自動控制儀器儀表與固態(tài)傳感器、機(jī)器人的智能化、微型化技術(shù)。機(jī)械制造企業(yè)創(chuàng)新產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、功能的、造型、材料、控制系統(tǒng)和傳感元件，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的創(chuàng)新。

機(jī)械制造企業(yè)要加強(qiáng)基礎(chǔ)理論的研究，重視人才引進(jìn)和培養(yǎng)，加強(qiáng)產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新，提高企業(yè)的機(jī)電一體化水平。