淺談現(xiàn)代機(jī)電技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

楊建中

（常德職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 湖南 常德 415000）

我國(guó)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，積極推動(dòng)不同學(xué)科專業(yè)的交叉與相互滲透，特別是機(jī)械與計(jì)算機(jī)電子技術(shù)之間有著緊密不可分的關(guān)系。在機(jī)械工程工業(yè)領(lǐng)域中，微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，并想機(jī)械工業(yè)逐漸滲透，形成集“機(jī)械、電子、信息、材料和管理”等于一體的現(xiàn)代機(jī)電一體化技術(shù)，促使工業(yè)生產(chǎn)由傳統(tǒng)的“機(jī)械電氣化”朝著“機(jī)電一體化”的方向發(fā)展。

1 現(xiàn)代機(jī)電技術(shù)的概況

1.1 現(xiàn)代機(jī)電技術(shù)的簡(jiǎn)介

現(xiàn)代機(jī)電技術(shù)指的就是新興的將“應(yīng)用機(jī)械技術(shù)與電子信息技術(shù)”相結(jié)合的的機(jī)電一體化技術(shù)。微電子技術(shù)、信息技術(shù)快速滲透到機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域，并與機(jī)械電子技術(shù)結(jié)合，基于這一現(xiàn)代工業(yè)現(xiàn)狀，將機(jī)械、微電子、信息機(jī)自動(dòng)控制等群體技術(shù)進(jìn)行綜合應(yīng)用，從系統(tǒng)理論出發(fā)，結(jié)合系統(tǒng)功能目標(biāo)，對(duì)組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化。

機(jī)電一體化的組成要素主要包括智力、動(dòng)力、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和感知，處理各個(gè)組成要素之間的信息，對(duì)接口耦合、物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和能量變換展開深入的研究，促使系統(tǒng)的綜合集成，促使物質(zhì)與能量的規(guī)則運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)的功能復(fù)合，帶來高功能、高質(zhì)量、高精度和高可靠性，減少人力投入和能源的消耗。

機(jī)電技術(shù)發(fā)展到機(jī)電一體化程度后，微電子裝置除了可取代某些機(jī)械部件的功能外，還將會(huì)被賦予自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理信息、自動(dòng)現(xiàn)實(shí)記錄等新功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工程技術(shù)優(yōu)化的最大化發(fā)展。

1.2 現(xiàn)代機(jī)電技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)對(duì)機(jī)電技術(shù)的研究開始比較早，期發(fā)展分為三個(gè)階段：

第一階段，上世紀(jì)六十年代以前，機(jī)電技術(shù)處于發(fā)展的初期階段，這個(gè)時(shí)期，人們只是不自覺的運(yùn)用電子技術(shù)來完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。機(jī)電技術(shù)的研發(fā)與開發(fā)處于自發(fā)狀態(tài)，并沒有實(shí)現(xiàn)電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的融合，而是將他們看作分裂的個(gè)體，無法被廣泛應(yīng)用。在機(jī)械工業(yè)中，主要是應(yīng)用電子技術(shù)，提高機(jī)械的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。不過，機(jī)電技術(shù)發(fā)展初期，電子技術(shù)依然獨(dú)立于機(jī)械工業(yè)外，兩者沒有融合，導(dǎo)致機(jī)電技術(shù)的發(fā)展水平并沒有取得預(yù)期的效果，機(jī)電技術(shù)并沒有充分發(fā)展，因而其應(yīng)用也是在有限的范圍。

第二階段，伴隨科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，機(jī)電技術(shù)發(fā)展在上世紀(jì)70 年代到80年代期間，處于蓬勃發(fā)展的時(shí)間階段。計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，為我國(guó)機(jī)電一體化發(fā)展奠定扎實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)這一技術(shù)被廣泛應(yīng)用在各行各業(yè)之中，特別是一些大型企業(yè)的生產(chǎn)過程中。機(jī)電一體化技術(shù)涵蓋機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、聲學(xué)及光學(xué)等高新技術(shù)。基于這些豐富前衛(wèi)的科學(xué)技術(shù)，機(jī)電一體化發(fā)展不僅取得顯著的成效，而且更加智能化、模塊化和網(wǎng)絡(luò)化，以適應(yīng)和滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求。

第三階段，自從上世紀(jì)90 年代以后，機(jī)電一體化開始想智能化方向轉(zhuǎn)變，機(jī)電一體化技術(shù)模擬人類大腦，能夠清晰的分析整個(gè)生產(chǎn)過程中的信息數(shù)據(jù)，并對(duì)之做出準(zhǔn)確的判斷，針對(duì)問題發(fā)出操作指令，以完成復(fù)雜的生產(chǎn)過程。機(jī)電一體化技術(shù)能夠?qū)ιa(chǎn)過程中使用的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行智能控制，控制生產(chǎn)流程，以計(jì)算機(jī)代替人腦，大大降低人力勞動(dòng)成本，減輕勞動(dòng)壓力，促使整個(gè)過程更富有人性化。

目前，在全球經(jīng)濟(jì)一體化的背景下，工業(yè)生產(chǎn)不再是局限于某一特定的領(lǐng)域，而是基于當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，遵循就地取材的原則，從而工業(yè)生產(chǎn)遍布全世界各地。在此背景下，機(jī)電一體化融入新的理念，形成新的現(xiàn)代機(jī)電一體化技術(shù)，其中遠(yuǎn)程控制技術(shù)和遠(yuǎn)程監(jiān)視技術(shù)被引入和應(yīng)用。

未來隨著科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)也會(huì)不斷完善與發(fā)展，促使原有工業(yè)生產(chǎn)模式不斷革新，促使機(jī)電產(chǎn)品統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和統(tǒng)一規(guī)范。

2 現(xiàn)代機(jī)電技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用將面臨著較為廣闊的發(fā)展空間，當(dāng)前現(xiàn)代機(jī)電技術(shù)被廣泛應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人等領(lǐng)域。

首先，傳統(tǒng)普通數(shù)控技術(shù)的精確度在融入機(jī)電一體化模式下，不斷提高加工精度，采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、WOP 技術(shù)和智能技術(shù)對(duì)生產(chǎn)流程和生產(chǎn)狀況進(jìn)行全面監(jiān)控。

其次，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)機(jī)電一體化的應(yīng)用，打破傳統(tǒng)生產(chǎn)部門劃分的弊端，實(shí)現(xiàn)經(jīng)營(yíng)決策與產(chǎn)品開發(fā)的結(jié)合，促進(jìn)企業(yè)綜合考慮全局動(dòng)態(tài)，并做出精準(zhǔn)的判斷。

最后，隨著工業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，現(xiàn)代機(jī)電技術(shù)中的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)被廣泛應(yīng)用在汽車、視頻和計(jì)算機(jī)等行業(yè)領(lǐng)域，通過智能機(jī)器人的使用，提高人機(jī)交換界面，適應(yīng)復(fù)雜的環(huán)境現(xiàn)狀。

3 現(xiàn)代機(jī)電技術(shù)未來的發(fā)展趨勢(shì)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及應(yīng)用，機(jī)電一體化被越來越多的行業(yè)領(lǐng)域選擇和應(yīng)用，伴隨人工智能技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及光纖技術(shù)等，推動(dòng)我國(guó)現(xiàn)代機(jī)電一體化朝著以下幾個(gè)防線發(fā)展：

3.1 模塊化

由于機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類繁多、生產(chǎn)廠家繁多，機(jī)電一體化產(chǎn)品的研發(fā)是一個(gè)重要且復(fù)雜的過程。電子產(chǎn)品以規(guī)模化，為實(shí)現(xiàn)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)發(fā)揮著重要的作用。

3.2 智能化

近年來伴隨我國(guó)機(jī)電一體化的進(jìn)程，人工智能被越來越多的觀眾關(guān)注和重視。其中機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化發(fā)展與應(yīng)用，對(duì)機(jī)器的行為進(jìn)行描述，控制理論，吸引人工智能學(xué)、心理學(xué)和生理學(xué)等學(xué)科新思想。未來機(jī)電一體化的發(fā)展需要產(chǎn)品與人才具有一定的智能，幫助人類運(yùn)用計(jì)算器進(jìn)行判斷推理。

3.3 網(wǎng)絡(luò)化

伴隨互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化新品研發(fā)，在高品質(zhì)的基礎(chǔ)上，只要具備獨(dú)特的功能就能被全球世界接收。伴隨網(wǎng)絡(luò)的普及化發(fā)展，各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)，被充分應(yīng)用。其中遠(yuǎn)程操控的終端設(shè)備，屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品。順應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)帶來的便利的生活。

3.4 微型化

所謂微型化，是指微電子機(jī)械系統(tǒng)，機(jī)電一體化中的產(chǎn)品尺寸不超過1 立方米厘米，并逐漸向納米、微米等方向發(fā)展，具有產(chǎn)品體積小、耗能低、運(yùn)動(dòng)靈活等特性，在微機(jī)電一體化加工下，采用精細(xì)加工技術(shù)，特備是精密的數(shù)據(jù)信息。

此外，未來我國(guó)現(xiàn)代機(jī)電技術(shù)未來的發(fā)展方向，除了上述分析的幾個(gè)方向外，還包括循環(huán)化、光電化等方向。

4 結(jié)論

在我國(guó)機(jī)電一體化以創(chuàng)新型高新技術(shù)，成為工業(yè)生產(chǎn)中的重要技術(shù)。本文基于我們機(jī)電技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用開始研究，分析現(xiàn)代機(jī)電技術(shù)的概況，分析其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，并就其未來發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行大膽的預(yù)測(cè)，指出模塊化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和模型化的需求。我國(guó)機(jī)電一體化建設(shè)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比依然有很大的差距，不過現(xiàn)代機(jī)電技術(shù)的發(fā)展，需要將多學(xué)科、多技術(shù)和多機(jī)構(gòu)相結(jié)合，推進(jìn)企業(yè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。