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國內(nèi)機電一體化的應用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
國內(nèi)機電一體化的應用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
摘要：機電一體化作為一項綜合性技術，是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的產(chǎn)物。
本文介紹了機電一體化技術的基本情況和發(fā)展背景，以及國內(nèi)機電一體化技術的應用現(xiàn)狀，并分析了機電一體化技術的未來的發(fā)展趨勢。
關鍵詞： 機電一體化;應用現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢
0 引言
眾所周知，現(xiàn)代科學技術極大地推動機械工業(yè)領域的技術改造和革命。
迄今為止，世界各國都在大力推廣機電一體化技術。
近些年來，我國的計算機技術和微電子技術得到了長足的發(fā)展。
在此基礎上，這些技術被廣泛應用到了機械工業(yè)領域，形成了機電一體化，不僅對機械工業(yè)的產(chǎn)品功能、構(gòu)成和技術結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了重要影響，而且也給機械工業(yè)的生產(chǎn)方式及管理體系帶來了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)從“機械電氣化”時代邁入了“機電一體化”階段。
在人們生活的各個領域已得到廣泛的應用，不僅深刻影響著機電一體化的發(fā)展趨勢，而且深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟、社會和軍事的發(fā)展，并以蓬勃的生機向前發(fā)展[1，2]。
1 機電一體化概述
機電一體化的概念最早是1960年代末由日本安川電氣公司提出，是將機械和電子技術集成結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。
作為一門新型學科，機電一體化已經(jīng)建立起了一套自身的體系，并且隨著科技的進步不斷得到充實和更新。
機電一體化的基本特征表現(xiàn)在：它從系統(tǒng)的視角出發(fā)，成功將微電子技術、機械技術、自動控制技術、信息技術、計算機技術、傳感測控技術及電力電子技術的應用有機結(jié)合起來。
作為一種系統(tǒng)工程技術，機電一體化通過對各功能單元進行合理布局與配置，使這些功能的高質(zhì)量、高可靠性、低能耗價值得到了充分的體現(xiàn)，實現(xiàn)了優(yōu)化系統(tǒng)的目的。
一個所謂的機電一體化產(chǎn)品或機電一體化系統(tǒng)就由此產(chǎn)生。
所以，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產(chǎn)品”兩個方面[3]。
需要特別指出的是，機電一體化技術并不是微電子技術、機械技術等新技術的簡單拼湊，而是將以上技術群進行有機融合的綜合技術。
正是這一點，使機電一體化在概念上與機械電氣化相區(qū)別。
從發(fā)展歷程看，盡管從純技術發(fā)展到機械電氣化，但這樣的機械工程技術仍屬傳統(tǒng)機械。
進入到機電一體化階段后，其中的微電子裝置不僅具有了和某些機械部件一樣的功能，而且還具備了諸如自動處理信息、自動檢測、自動調(diào)節(jié)與控制等許多新的功能。
形象地說，機電一體化產(chǎn)品不僅可以替代人力去完成許多機械勞動，實現(xiàn)人手和肢體的延伸，而且還擁有了智能化特征，實現(xiàn)了感官與頭腦的延伸。
這一點也在功能上將機電一體化與機械電氣化區(qū)別開。
這個定義強調(diào)它將扮演越來越重要的角色機電整合。
它在復雜的非線性上下文包括電腦和數(shù)字信號處理器(dsp)，它存儲和處理信息、通訊和互聯(lián)網(wǎng)，這發(fā)送信息，以及各種計算機輔助設計(CAD)軟件[4]。
2 國內(nèi)機電一體化技術應用現(xiàn)狀
當前我國正處于市場經(jīng)濟的發(fā)展階段，盡管較之以往我們的機電產(chǎn)品出口取得了顯著的成績，但是仍然不能忽視存在的問題。
正確對待機遇和挑戰(zhàn)，思考并解決當前存在的問題無疑會有助于提高我國機電技術產(chǎn)品的水平和性能，對于完善我們的市場經(jīng)濟制度也大有裨益。
從促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動完整的機電一體產(chǎn)業(yè)形成的角度看，我們的機電一體化面臨以下兩點任務：其一，要進一步推動傳統(tǒng)工業(yè)技術升級，實現(xiàn)節(jié)能高效，這就需要對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行微電子技術改造。
其二，大張旗鼓地開發(fā)自動化、數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品，促進產(chǎn)品的更新?lián)Q代[5，6]。
首先，在技術政策上，要對能耗高、效率低下、不符合環(huán)保標準的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行限制，加快對落后產(chǎn)品的淘汰。
同時，要鼓勵對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實施機電一體化技術改造。
其次，我國機電一體化產(chǎn)業(yè)覆蓋面廣，發(fā)展迅速，而我們的財力、人力和物力是有限的，產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃和發(fā)展不可能面面俱到，所以我們應建立機電一體化行業(yè)“協(xié)會”性質(zhì)的統(tǒng)管合作機構(gòu)，并賦予其職能，既有利于深入的行業(yè)調(diào)查，指導行業(yè)布點布局的調(diào)整，發(fā)展重點項目，又有助于制定出縱覽全局的“機電一體化”發(fā)展計劃和戰(zhàn)略規(guī)劃，以避免開發(fā)上重復、生產(chǎn)上撞車。
再次，通過“協(xié)會”的有效組織和廣泛宣傳，一來可以建立行業(yè)信息發(fā)布平臺，及時分享更多的行業(yè)內(nèi)部信息，二來可以增加產(chǎn)業(yè)在社會上的認知，使行業(yè)內(nèi)外都重視和支持“機電一體化”的發(fā)展，既可以吸引外商到我國投資發(fā)展“機電一體化”的眼球，又可以更加方便合理調(diào)配資源。
同時，盡管人民幣升值短期內(nèi)會減緩我國機電產(chǎn)品出口，但對技術貿(mào)易來講，卻可以利用此時的時機，大量引進相關產(chǎn)業(yè)的先進技術，反哺自身加工業(yè)，提高企業(yè)的利潤空間。
作為世界上最大的發(fā)展中國家，大力發(fā)展機電一體化技術，用微電子技術改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，開發(fā)數(shù)字化、智能化機電產(chǎn)品，既是振興我國傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力，也是一條促使機電行業(yè)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整日益完善的捷徑[7，8]。
3 機電一體化技術發(fā)展趨勢
Microelectro-mechanical系統(tǒng)(MEMS)一直是一個近年來熱門研究領域。
它也是一個快速增長的行業(yè)，它們的大小已經(jīng)超過100億美元，數(shù)以百萬計的MEMS一直在等產(chǎn)品汽車安全氣囊和噴墨打印機。
MEMS技術已經(jīng)應用到開發(fā)微型光學開關來處理高卷數(shù)據(jù)和話音通信的通信。
MEMS本身是一個機電一體化極好的例子。
作為另一個措施，表示的重要性小型化、美國政府投資270美元在2000年在國家納米技術倡議關于人口統(tǒng)計學的改變，ASME報告中，“人口統(tǒng)計學是第二強大的力量改變世界的經(jīng)濟和社會。
在未來40年，世界人口預計將將增長50%左右。
嬰兒潮一代將進入高級成熟度然后年老。
“然后，報告觸動了幾個具體的方面包括歐洲和日本人口迅速老齡化趨勢。
雖然報告中沒有討論ASME，這種趨勢將激勵機電朝著人性化方向發(fā)展，如護理機器人的研發(fā)被稱為人類友好的機電一體化。
美國機械工程師協(xié)會(ASME)最近發(fā)表了一份報告，題為《機械工程在21世紀的發(fā)展趨勢》，其內(nèi)容主要介紹了從20世紀到21世紀機電一體化的進展和今后發(fā)展的趨勢。
它從以下四個類別描述了工程學的變革趨勢：技術變革、人口變革、經(jīng)濟變革和社會變革。
隨著科技的進步，以下八個領域?qū)菣C電一體化發(fā)展的主要途徑：信息技術、微型化、材料科學、生物工程和醫(yī)藥、能源、運輸、環(huán)境工程和制造業(yè)等[9，10]。
4 結(jié)論
在經(jīng)濟全球化趨勢逐漸增強，市場競爭日趨激烈的當今社會，機電一體化的發(fā)展對優(yōu)化本國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和發(fā)展本國經(jīng)濟具有至關重要的作用。
機電制造思維是基于現(xiàn)代工程教育而逐步興起和發(fā)展起來的。
機電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學技術發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。
當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發(fā)展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發(fā)展前景也將越來越光明。
總而言之，機電一體化技術作為機械技術，信息技術，電子技術和計算機技術的融合、發(fā)展與延伸，在經(jīng)濟社會不斷建設發(fā)展的過程中占據(jù)著極為關鍵的地位。
我們需要明確機電一體化技術未來發(fā)展方向，妥善處理機電一體化技術在發(fā)展過程中面臨的問題與障礙，推動機電一體化時代的全面發(fā)展。
參考文獻：
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[8]閆金鵬.淺析機電一體化的應用及前景.價值工程，2012，(14)：52-53.
[9]黃夢奇，曹世華.淺議機電一體化技術的現(xiàn)狀與發(fā)展.裝備制造技術，2012，(3)：91-92.
[10]馬洪喜.試論我國機電一體化技術的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢.科技資訊，2012，(2)：27.
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