淺析機電一體化技術的現狀和發展趨勢

張文強

摘要：科學技術的快速發展帶動了機電一體化技術的廣泛應用，從而不僅突破了傳統技術，而且還基于原有的層面添加了大量新元素，并且在創新與改革的過程中獲得了較快的發展。另外，由于計算機技術的普及，出現了大量性能較好的集成電路，因此，機電一體化技術的應用范圍與行業變得越來越廣。然而，機電一體化技術水平已經難以符合人們的需求，必須經過不斷的改進與完善，才可以確保我國機械行業的發展水平與時代的發展潮流相適應。

關鍵詞：科學技術；機電一體化；發展趨勢

1機電一體化技術的簡要介紹

機電一體化實際是一整套系統，通過引入電子技術，實現了多種功能的整合，實現了機械裝置、電子化設計和應用軟件的完美性結合。由于這項技術的不斷發展，它已經成為一種具有自身特色并形成體系的新型學科，并在不斷地被賦與新內容。從它的基本特征來說，可以這樣來進行概括，即，該技術是以系統觀點為出發點，實現了包括機械、微電子、計算機等多門群體技術的組合。它可以以系統在功能方面的目標和優化組織方面的目標為基礎，實現各個功能的合理性配和合理性布局，使實現特定功能方面體現出功能更多、質量更高可靠性更強和能耗更低，實現整個系統的最優化，在此基礎上，產生的功能系統，則發展成為一套機電一體化系統，也可以是一個具備機電一體化的多功能性產品。

2發展現狀

大家熟知的典型機電一體化相關產品的種類繁多：機器人、汽車電子化產品、智能化儀器儀表、CAD/CAM系統等。現代的機電一體化產品甚至還包含了聲、光、化學、影像、生物等技術的應用。機電一體化產品漸漸走進各行各業，人們也逐漸認識到機電一體化技術對現代工業和技術發展所帶來的巨大變化，因此世界各國均將其作為現代工業技術發展的重要戰略之一。現代高新技術的發展對機械設備的要求也相對較高，所使用的設備應具備智能化和自動化等性能，在高新技術的發展和推動下，機電一體化順應需求而產生。通過微電子、計算機和信息等技術與機械設備相結合，加速了生產產品的結構形式及其生產設備系統的改進。我國的機電一體設計正邁入PLM的全新階段，把人、生產過程和信息有效地集成在一起，作用于整個企業，歷經產品從概念到報廢的全生命周期，支持跨領域地從概念提出到產品使用生命結束過程中產品信息的協同產生、管理、分發和使用。組織實施一整套的業務解決方案。同時，機電一體化技術也正在經歷著無法估量的挑戰，CAMELVIEW作為機電一體化設計系統，無論是從其產品的設計理念，還是從產品的性能和質量檢測等多方面，均具有流程化和技術規范化等優點，不僅能夠滿足用戶的要求，還可以在復雜環境中和復雜工況等情況下，產品結果的驗證與試驗數值十分接近，產品精確度很高。目前日本和歐美等一些先進國家的機電一體化技術相對比較先進，而我國的機電一體化技術還不夠先進和完善，但也在持續的發展和改進。隨著新技術革命的迅猛發展，我國加大了機電一體化技術的研究力度，并將其確定為國家的重點高技術研究領域，給予優先支持，并取得了一定的成績。我國機電一體化技術經過多年的發展和積累也取得了巨大進步。但現階段發展并不十分完善，與同期發達國家相比仍有相當大的差距，機電一體化技術的發展水平仍有待于提高。

3機電一體化技術的發展趨勢

3.1網絡化

就當前而言，計算機技術具有較好的發展前景。計算機技術比其他技術出現的晚，然而，計算機技術卻為人們的生產生活帶來了較大的便利，尤其是網絡技術。新型信息技術已經成為了教育、娛樂、運動以及生產活動中的一項必不可少的技術。計算機技術不僅推動了企業之間傳輸信息的頻率，而且還規范了企業內部的管理工作，從而使全球各個國家的聯系變得更加密切。另外，計算機技術的普及還推動了遠程控制技術的快速發展。人們可以遠程遙控家中的計算機、電視以及空調等設備，進而為他們的生活提供了較大的便利。遠程控制設備就是對機電一體化技術的應用而衍生的產品。在日常生活中，人們可以利用遠程技術來開展不同形式的社會活動。既能夠同遠方的朋友展開交流，同時還可以開展遠程教學。從某種程度上來看，此項技術還能夠有效地提升人們的生活質量。比方說，如果人們需要清掃家中的地面時，就可以利用遠程控制設備對家中的掃地機器人進行控制來清掃房屋。除此之外，遠程控制設備還為人們節省了較多的精力，以此來促進其積極地投入到工作過程中，進而加快了社會的發展步伐。基于此，機電一體化技術的網絡化在日后必然會成為一種發展趨勢。

3.2智能化發展

在21世紀的新時代，人工智能化是機電一體化的必然趨勢，對科學家而言，人工智能系統是一個相當復雜的知識處理系統，在該系統中有三部分的問題需要解決，即知識與認知，還有知識的儲藏。但它最終問題是模擬出人對于問題求解的過程和推理的思路以及學習的方法。具體來說智能化就是在對機器行為的一種解釋，實在運用理論的時候并把人工只能和計算機科學，以及心理學，生理學等等這些相結合。通過對人類智能的模擬，使其在判斷推理、自主決策、邏輯思維等能力上得到有效的提升。目前，機電一體化實現智能化方式主要是通過專家系統的遺傳算法以及模糊系統，最后的神經網絡組成。它們四個相輔相成并沒有分明的誰主誰次大家的地位是相同的。隨著科技的發展以及技術的不斷提高在未來肯定會出現智能系統代替了現在人類專家給它們編輯出來的程序，它們將會有自己的思維和對問題的分析，對問題的推理和后果的思考并做出最正確的決策。

3.3模塊化

產品以及技術可以分為機電一體化數學機械，以及軟件編程和電子測控這三類。模塊化則是三者共有的特點和應用技術，模塊技術可以減少開發的成本和降低開發的難度，并且還可以提高產品零件的通用程度因為這樣研發一種可以使其他的產品公用，而且還提高了產品的相互兼容性和可配裝以及維修的難度，以信息、軟件以及機電這三部分進行有機的結合，優化機電一體化的發展前景，具有著高度的自主獨立性以及良好的協調能力這樣的特點是非常值得其他專業去學習的。并且隨著微處理日益發展的以及大家對性價比看的更加重要的前提條件下各種機電一體化的產品更加迅速的出現在我們的市場上，可以通過利用機電一體化在迅速以及方便上的特征，擴大市場。

3.4微型化

微型化是機電一體化技術的另外一種主要發展趨勢，隨著納米技術的廣泛應用，機電一體化技術也開始向產品體積小、能量消耗少以及便于操作的趨勢發展，并且必將會在生物、軍事信息等方面得到廣泛應用，由于機電一體化微型技術需要細致地加工產品，因此，應該繼續針對此項技術展開深入研究。光電一體化技術就是將微電子、計算機、控制以及機械技術進行有機融合，從而使其成為各種高新技術產業與設備的核心技術。另外，此項技術所具備的功能比較強大，產品體積小、適應性較強、便于操作、使用時間也較長，只要對此項技術加以合理應用，就能夠獲取到較高的經濟效益。除此之外，光電一體化技術所應用的領域主要包括激光打孔、刻槽以及光動機器人等。

4結語

機電一體化是多種學科的優點結合起來所發揮出來的，在社會發展中起到積極的推動作用。21世紀中它必然會成為機械工程制造業的主力軍，或者可以換種說法會成為改革的主角，它會在各個方面給社會帶來效益和社會經濟效益。機電一體化的出現不再是獨立的它后面會和各個學科的聯系有這更加密切的合作。

（作者單位：中鐵資源蘇尼特左旗芒來礦業有限公司）