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現代科學技術的發展極大地推動了不同科學的交叉和滲透，引起了工程領域的技術改造與革命。機電一體化作為一種復合技術，是機械技術與微電子技術、信息技術互相滲透的產物，是機電工業發展的必然趨勢。了解和掌握機電一體化技術的應用和未來發展前景，也是當前機械工程領域關注和研究的重點課題之一。

1.機電一體化的發展進程

20世紀60年代以來，新興的電子技術已經被初步運用到機械產品的各種性能中，并實現了機械產品與電子技術的初步結合，該階段為機電一體化的發展奠定了堅實的技術基礎；而當時間推進到20世紀80年代末期，各領域機電一體化技術和產品已經逐漸被各國家人民廣泛接受；而到了20世紀90年代末，機電一體化技術開始朝著智能化方向快速發展，光學、通信技術已經進入到機電一體化，在成功實現細微加工技術的基礎上，機電一體化的學科體系已經形成，該體系與發展趨勢一并被列入業內研究的重點。

而在我國，直到20世紀80年代初這方面的研究和應用才剛開始起步，雖然取得了一定成果，但其相比較歐美、日本等國家，機電一體化這一頗具交叉綜合性的學科研究和在各領域的技術應用，仍存在相當的差距，要想取得新的進步和發展，并賦予這一新型學科新的內容，還需在對該學科進行深入研究的基礎上，加大相關技術的發展和應用。

2. 機電一體化的技術應用

機電一體化技術的應用領域十分廣泛，主要應用在數控機床、計算機集成制造系統（CIMS）、柔性制造系統（FMS）、工業機器人等方面。它在應用技術方面主要包括軟件和硬件兩個大的方面，其在不同領域中的具體應用的核心技術包括：

2.1在現代機械制造業中的應用

機械制造業的市場競爭局面緊張，而在傳統的機械制造行業中，規模和經濟基礎是決定市場占有率的關鍵，而社會發展到今天，制造業已經打破了單純依靠人力生產的技能傳統，取而代之的是電子計算機技術、敏捷制造、柔性制造、并行工程和計算機數字控制技術等高新技術制造系統占據了信息競爭主導地位，起到了促進生產模式創新和發展的作用。

2.2在鋼鐵企業中的應用

機電一體化技術在鋼鐵企業中的應用主要是計算機集成制造系統，是將人、生產經營、生產管理和整個生產管理過程的全方面有效連接的一種控制系統。從原料進入生產企業，到原料的加工生產和成品的發貨等全方面加以監控的新技術應用。

2.3在飲料食品行業中的應用

機電一體化作為一種應用發展最快的新技術，在飲料食品行業的包裝機械開發、設計和制造等方面也被廣泛引入，大大提高了生產加工的自動化水平，提升了生產能力和管理效率，為企業在行業中的優勢競爭地位奠定了基礎。

此外，機電一體化的技術應用還包括在現場總線技術方面和交流傳動技術方面的應用。現場總線技術其實就是將新型的信號傳輸技術替換成現場總線技術的一種方法，在有效控制的基礎上實現雙向的信息傳送。而交流傳動技術則是將矢量控制技術進行實用化應用的代表，是數字技術發展的產物，在未來，還將取代直流傳動技術。

3. 機電一體化技術的未來趨勢

當前，光機電一體化技術作為一種新興的學科，在多年的發展后逐步形成了一種新興產業，并逐漸受到人們的重視。同時這也決定了當代機電一體化技術的未來發展趨勢：

3.1 模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程，這一重要發展趨勢將給所有機電一體化企業帶來光明的發展前景。使得產品種類和生產廠家繁多、單元復雜的機電一體化產品更好的被整合，對開發研制新產品和進一步擴大生產規模都將有極強的推動作用。而為了更好的避免利益沖突，還應該相應的制定相關必要的國際或國內生產標準。相關標準的制定，對生產標準機電一體化單一的企業和對生產機電一體化產品的企業來說，都會有利無害。

3.2智能化

在21世紀智能化已然成為機電一體化技術發展的一個重要方向。這一時期的人工智能應用在機電一體化技術應用研究中備受關注，其中最為典型的技術應用代表當屬機器人和數控機床的智能化應用。盡管在當前的技術條件下，機器人不可能達到與人完全相同的智能，但是其智能化的擬人應用是完全有可能，并在現實的生產生活中也有必要的，如何在理論控制的基礎上行，達到更高的控制目標，將是機電一體化技術智能化應用的一個重點。

3.3微型化

在20世紀80年代末期，機電一體化技術已經開始朝著微型及其和微觀領域發展，國外更是興起了一種較為微電子機械系統（MEMS）的機電一體化產品，這種體積小、耗能少、而且運動靈活的這款新產品逐漸朝著微米、納米級發展，并彰顯其在生物醫療、軍事和信息等方面應用的巨大優勢，勢必成為未來的一大發展趨勢。但需要注意的是，這一技術的突破發展也存在一定的技術瓶頸。

3.4網絡化

20世紀90年代，計算機技術應用方面開始出現了網絡技術，其在工業生產和科學技術及各領域的廣泛應用，極大地影響了人們的日常生活，同時也加劇了企業間的全球化競爭趨勢，使得各企業在面臨嚴峻挑戰的同時也帶來了極大的發展機遇。這也就預示著，一旦研制出質量可靠、功能獨特的新的機電一體化產品，其暢銷度將快速覆蓋全球。特別是在網絡日益普及并形成了計算機技能家電系統的今天，家電已經和家庭網絡密切相連，這也就預示著機電一體化產品只有朝著網絡化方向發展，才能在高科技技術的應用中滿足人們的便利需求和使用快樂。

3.5綠色化

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【 key words 】 integrates light, technical characteristics, current situation, development trend

中圖分類號：R-1 文獻標識碼：A 文章編號：

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機電一體化產品簡單的理解就是機械產品與電子產品的融合，機械技術與電子技術的融合，機械零件與電子元件的融合。兩者共同完成某一機電功能。這也只能是傳統意義上的機電一體化產品的定義。

現實生活中的機電一體化產品舉不勝數。我們日常生活中使用的空調、洗衣機、微波爐、油煙機、吸塵器、電吹風等都是典型的機電一體化產品；在機械制造領域中廣泛使用的各種鑄造設備、鍛造設備及機床、數控加工中心等也是典型的機電一體化產品；在工程機械領域中的挖掘機、裝載機、起重機、攪拌站、樁工機械、路面機械等，都是用得較為廣泛的機電一體化產品；在冶金設備領域，高爐、轉爐、連鑄機、軋鋼機等更是高度機電一體化產品。

一、機電一體化產品的技術構成

機電一體化技術是各種高新技術的融合體，它主要包括以下幾方面技術：機械技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和計算機與信息技術等交叉融合的系統技術等。

（一）機械技術

機械技術是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，實現從機械原理的選擇到機械結構的設計和機械零件的選材，都能達到最優化配置；并且保證最佳的使用性能與壽命；在維修保養上最大限度地做到簡潔、明快，甚至達到免維護。

（二）自動控制技術

自動控制技術是能夠在沒有人直接參與的情況下，利用自動控制裝置使生產過程或生產機械自動地按照某種規律運行，使被控對象的一個或幾個物理量（如溫度、壓力、流量、位移和轉速等）或加工工藝按照預定要求變化的技術。自動控制系統主要由：控制器，被控對象，執行機構和變送器四個環節組成。

（三）傳感檢測技術

傳感檢測技術是機電一體化產品的系統感受器官，它負責把一線的實況用各種信號傳遞給機電一體化產品的指揮中樞，即計算機或自動控制單元，是將電子系統或光電系統無法處理的外界物理量或化學量轉換為電信號的關鍵技術，它包括：電阻式、電容式、電感式、壓電式、磁電式、溫度傳感器及光電式和數字式、波式和射線式傳感器，還有相應的測試電路和信號處理技術等。

（四）伺服傳動技術

伺服傳動技術是指在控制指令的指揮下，控制驅動執行機構，使機械系統的運動部件按照指令要求進行運動。采用不同的分類方法，可以得到不同類型的伺服系統。按控制原理（或方式）不同，表示的方式有開環、閉環和半閉環三種形式；按被控制量性質不同有位移、速度、力和力矩等伺服系統形式；按驅動方式不同有電氣、液壓和氣壓等伺服驅動形式；按執行元件不同分為步進電機伺服、直流電機伺服和交流電機伺服形式。

（五）計算機與信息技術

機電一體化產品中的信息存取、交換、運算、判斷與決策、記錄等都屬于此類范疇，計算機與信息技術在整個機電一體化產品中起到類似于人類大腦和中樞神經的作用，它是指導其它功能部分完成各自任務的總指揮。

二、機電一體化產品的未來發展趨勢

“2011 IEEE 機電一體化與自動化國際會議”于2011年8月7日至10日于北京召開。IEEE 機電一體化與自動化國際會議（ICMA）是機電一體化、自動化領域的權威會議，在國際機器人及自動化等領域具有重要影響力。曾在中國、加拿大、中國香港、日本等國家和地區成功舉辦過7次。來自各國近440名學者參加了會議，圍繞智能機電一體化、機器人系統和自動控制方面的最新研究成果及未來發展方向等問題充分交流。從此次會議的議題不難看出機電一體化的發展趨勢趨向于智能機電一體化方向。

隨著科學技術的飛速發展，機電一體化產品目前不僅向智能化方向發展，而且還向仿生物系統化方向發展，應用范圍愈來愈廣。

（一）智能化

隨著人類文明的進步和科技的超越式發展，人類扮演的角色越來越趨于簡單、明了化，人們追求高品質與快節奏的生活與工作方式，那么機電一體的發展也就越來越趨于“傻瓜”式與“一鍵操作”式，這樣能把人類的活動從復雜的按部就班的程序化中解脫出來，用更多的時間來享受生活和工作給我們帶來的諸多便捷。未來的機電一體化產品，在開發與設計的時候，順其自然，第一先考慮的就是智能化。

智能化簡單的說就是具有人工智能或模擬人類智能的系統。目前，專家系統、模糊系統、神經網絡以及遺傳算法，是機電一體化產品實現智能化的的主要核心技術。這四種技術相互關聯，密切聯系。隨著機械制造與自動化程度的不斷提高，將會出現智能制造系統控制器來模擬人類專家的智能制造活動，并會對制造中出現問題進行分析、判斷、推理、構思和決策。可以認為把類似于人類的“大腦”（人類高度文明的匯縮體）裝在了機電一體化產品之上，產品隨時啟動，“大腦”隨時工作，去判斷人類想要達到的各種需求，并能做出令我們滿意的行為。人類的大腦思維系統被模塊化的復制到機電一體化產品之上。

目前機電一體化產品的智能化應用已成為趨勢， 例如智能機器人和數控機床等。智能機器人是通過視覺、觸覺和聽覺等各類傳感器檢測工作狀態，根據實際變化過程反饋信息并做出判斷與決定。數控機床的智能化體現在各類傳感器對切削加工前后和加工過程中的各種參數進行監測，并通過計算機系統做出判斷，自動對異常現象進行調整與補償，以保證加工過程的順利進行，確保加工精度和質量要求，最后加工出合格的產品。

（二）仿生物系統化

今后的機電一體化對信息的處理會做得更加完美與準確，這就依賴先進的數據處理與模塊仿真系統的支持。人們從動物那里獲得了啟示，依據動物對外界反應的習性與規律，模擬其習慣做法，把其應用到機電一體化方向。比如說我們開發的機電一體化產品，在接受外界刺激的時候，根據動物常規習性和一般反應規律，機電一體化產品應該做出類似于動物的反應動作或程序準備工作，根據目標完成任務獨立選擇最優的行為動作，來實現目標任務的準確反應與目標的圓滿完成。

更準確地說，仿生物系統化是集動物習性、智能化于一身的技術。此類產品如仿生物寵物狗、動物園里的仿生物虎媽媽等，這都是研究的課題。考慮到仿生物系統化研究過程的復雜性，最關鍵的是被仿的生物習性與要完成的機電一體化產品行為之間的相似性研究與系統模塊的生成，仿生物系統化的道路還有很長的路要走。

新的時代脈搏在涌動，賦予我們在新的領域更高層次的挑戰，機電一體化的發展也被賦予了嶄新的使命。在發展科技不辱使命的前提下，我們更應該注重人性化理念與倫理道德，科技和信息的快速發展帶來的綠色壓力，充分考慮科技與生存環境的關系，共同建設好一個和詣、健康、高度文明的國家。

參考文獻

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（1）起步慢，與發達國家仍有一定差距

機電一體化的發展在國際上主要分為三個階段，二十世紀六十年代之前為第一個階段，為機電一體化的起步階段，人們開始將電子技術小范圍的在機械工程領域進行應用，發現機電一體化帶來的便利，機電一體化取得了初步成果，二十世紀七十到八十年代為機電一體化發展的第二個階段，也就是其高速發展的階段，在這一過程中，計算機技術通信技術和控制技術的蓬勃發展為機電一體化帶來了很大的可能性，到了八十年代，機電一體化已經普遍被各國所接受，其產品也被廣泛的應用，例如細微加工技術在機電一體化中得到實現，其產品的生產更加的迅速且細致，為提高生產效率帶來了機會，而我國也正是從二十世紀八十年代開始才關注起這個領域的發展，盡管很快認識到了機電一體化的重要作用，并迅速成立的研究小組，但是相比日本歐洲等發達國家來說，我們的起步仍然較晚，在很多技術上十分的不成熟，且機電一體化在生產中的各個領域應用不廣泛，與其他國家仍然保持著一定的差距，使得我國的機電一體化在發展中仍然面臨著較大的問題。

（2）機電一體化成本較高

由于技術發展不完全，很多地方還不太成熟，故我國的機電一體化帶來的生產成本十分巨大，其產品取代技術含量較低，對于水電的能耗十分的高，材料的消費也很高，且容易造成環境污染和擾民，近年來，盡管我國不斷的對工業結構進行調整，但是仍然存在著分工不合理且消耗成本高的現象，機電一體化工業尤為明顯，另外，隨著市場化的不斷發展，我國機電一體化的產品在國際上的競爭力仍然不太理想，眾所周知，機電一體化產品功能強，性能好，質量高，可是中國唯有成本低這一目標達不到，企業缺乏生產成本的節制，并且造成了大量的污染，死守就業，在國際的激烈競爭中必然無法占據有利地位，又由于我國的機電一體化研究時間較短，技術不成熟，在很多方面無法滿足世界市場的需求，每年還需要從國外大量的進口，這在很大程度上都給了我國機電一體化行業巨大的壓力。

二、未來企業機電一體化的發展方向

（1）加強結合，實現網絡一體化

縱觀現階段的各行各業，一個突出的特征就是計算機技術和網絡技術的發展突飛猛進，這對于知識經濟來說是一個十分有利的機會，而現如今的企業很多通過網絡技術和計算機技術的應用實現了新的突破，這對于機電一體化來說也是一個新的靈感，機電一體化盡管將電子技術融入了機械工程領域，但是由于技術不全面而導致的產品不成熟或者競爭力不夠的現象普遍存在，當今的企業和單位應當不斷思考如何將網絡技術和計算機技術有效的融入機電一體化的實踐中，綜合利用遠程控制終端，將機電一體化帶上一個新的樓梯，使得機電一體化的產品不斷的進入家庭，利用家庭網絡來將各種家用電器鏈接成一個計算機為中心的集成家電系統，使人們在家中就可以享受機電一體化產品與網絡技術的有效結合，給生產和生活帶來更多的方便。

（2）提高技術，降低能耗

當前中國的企業一個普遍的特點就是生產成本較高，在生產過程中產生大量的能耗，這為中國的企業在國際市場上的競爭造成了很大的負擔，無法實現有效的盈利，這與企業的生產計劃和發展策略有著直接的關系，由于機電一體化在能耗方面的特點尤為顯著，作為機電一體化的企業應當合理制定生產計劃，對企業生產的各項指標進行嚴格的控制，各個車間廠區積極的組織能耗降低的競賽，對于有效的降低能耗的廠區進行有效的獎勵，同時在日常的生產過程中積極的進行技術的學習和探討，使得優良的技術不僅僅在個別的廠區實施，而是在整個工廠得到普及，使得技術變為企業的利潤，讓企業能夠在技術的不斷革新中獲得有利的競爭地位。

（3）響應社會，倡導環保

工業化的不段發展給社會帶來的巨大的改變，同時也給環境帶來了巨大的壓力，一方面，人們的物質生活豐富了，生活日漸舒適，但是另一方面資源不斷的減少且生態環境受到了嚴重的污染，現階段全社會都在呼吁保護環境，作為對資源造成巨大壓力的機電一體化行業來說，倡導環保是十分有必要的，在日常的生產中，企業應當不斷的進行探索和技術創新，力求建立一套自己的節能減排機制，同時在產品的設計上也要不斷將綠色概念應用到其中，無論是在生產制造還是在使用過程中都應當遵循綠色的觀念，符合環境保護和人類健康的標準，在產品的材料使用上也要不斷的進行研究和開發，同時綠色的的機電一體化，具有遠大的發展前途，也可以幫助企業在競爭上獲得有利的地位。

（4）改革創新，加強智能

機電一體化在很多的方面還存在著創新的余地，例如隨著社會的不斷發展，智能化在也成為21世紀的一個發展的方向，人工智能在不斷的發展過程中也在機電一體化上得到了廣泛的應用，在機床的操作，數控方面人工智能的優勢也體現的淋漓盡致，同時仿生物系統化也不斷的得到了應用，將數控操作和人工智能進行有效的結合，利用人的生理機能去帶給機電一體化新的靈感，讓機電一體化的操作更加便利，應用更加廣泛。

結語

通過上述分析我們不難看出機電一體化的發展不是一個獨立的過程，是歷史的必然和社會發展的結晶，隨著科學技術的不斷發展，機電一體化定會向一個更高的層次發展，而公司和企業若想在此領域取得一定的競爭優勢就必須從自身進行改革和創新，不斷的探索新的技術，力求將機電技術與網絡技術，生物智能等相結合，用技術革新代替能耗盈利，讓企業在創新的道路上取勝。

參考文獻

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一、機電一體化技術的發展現狀

機電一體化技術的起步較早，從上世紀60年代開始一些發達國家的工業生產中就已經應用了數控機床的生產方式，而后有了計算機數控機床、柔性制造單元、柔性制造系統、無人化工廠、計算機集成制造系統、納米技術等。隨著科學技術的不斷發展，我國機電一體化技術也得到了廣泛應用，但是因為許多因素的制約，我國機電一體化技術的總體水平與發達國家相比還有不小的差距。上世紀60年代我國機械行業應用的生產機床仍然是最基本的裝備，不僅工藝落后，并且勞動強度較大，生產效率低，嚴重影響企業自身的經濟效益。到90年代后期，機電一體化技術的簡單應用逐漸開始發展，一直到現在人工智能技術才得到了廣泛的應用，機電一體化技術的發展也加快了速度。

隨著機電一體化技術研究的不斷深入，該技術在人們生活中得到了廣泛的應用，例如電視機、電腦、洗衣機等等；此外，許多工廠的數控機床生產功能的控制等也屬于機電一體化應用。目前，隨著我國計算機系統技術的不斷發展，電子智能技術與機電一體化技術開始逐步結合，使機電一體化技術在智能化發展方面有了顯著的進步。例如，智能機器人不僅可以幫助人們清潔家庭衛生，為人們帶來樂趣，還可以進行廢墟搜救等工作。雖然智能機器人的發展還處于初級階段，但是隨著科學技術的發展，機電一體化技術必將為人類的生活與生產作出更多貢獻。

二、機電一體化技術的未來發展方向

21世紀是屬于信息化、智能化的新時代，科學技術的發展速度使各種新型技術處于不斷改革創新的過程中。將機械技術、電子技術、自動處理技術等相互整合發展產生的新型技術不斷推進機電一體化技術的發展。因此，我國必須加強這一方面的理論研究與應用研究工作，進一步縮短與發達國家在機電一體化技術上的差距。以宏觀角度研究我國機電一體化的發展現狀，科學的預測該技術未來發展方向，對于提高該技術的研發能力具有極大的促進作用。

（一）系統化

將機電一體化技術系統的應用開放化、多樣化，不僅能夠提高工業生產效率，還能更加方便人們的生活。雖然多種單一的機電一體化產品能夠在不同方面滿足市場需求，但是多種機電一體化產品的整合運用，則能同時滿足實際情況中多個方面的市場需求。針對市場的多樣化需求，機電一體化產品也逐漸向系統化方向發展。努力實現不同種類機電一體化產品的兼容并用，是機電一體化技術的必然發展方向。

（二）微型化

將機械技術與電子技術以納米尺度相融合所產生的產品，就是微型機電一體化產品。簡單來說，是將傳統尺度的機電一體化產品進行最大限度的縮小，在通常體積上不超過1立方厘米。這種縮小并不是簡單的縮小尺寸，而是將傳統機械制造方式轉變為智能化制造，這已經成為了機電一體化學科中的新型技術。體積小、能耗低、運用靈活等都是微型化機電一體產品的特點，其在醫學、軍事等領域都已經被廣泛運用。例如醫療過程中的微創技術就屬于微型機電一體化技術；軍事所用的微型間諜竊聽器也是微型機電一體化產品。

（三）智能化

機電一體化技術未來發展的重要方向之一必定包含智能化發展。隨著計算機技術的快速發展，人們正在不斷研發可以在多種領域替代人類智能活動的產品。機電一體化技術智能發展，主要表現在機電產品能產生類似人類邏輯思考及自我決策能力等方面。例如，在數控機床上設置人機對話功能、人類生產模擬程序等，都能給產品的生產操作與維護等工作方面帶來極大便利。因此，智能化發展在推動機電一體化技術的發展上可以起到較大的促進作用。

（四）環保化

隨著社會的不斷發展，自然界的各種資源物質越來越匱乏，環境破壞問題日益嚴重，人們在尋求發展的過程已經注意到環境保護的重要性，環保成為了各行各業技術發展的重要考慮因素。所以機電一體化技術的發展趨勢也必然會朝著環保化前進。機電一體化產品在設計、生產、包裝、使用、甚至在銷毀的整個過程中，都可以盡量提高對有限資源的利用率，最大限度的減少環境污染問題，并且保證產品質量。環保化機電一體化產品應具有最大限度利用資源、最小限度破壞壞境的特點，這不僅是技術發展的趨勢，也是社會可持續發展的需要。

（五）網絡化

網絡技術隨著科學技術的進步也在飛速的發展之中，已經全面滲透到人們日常生活的各方各面，為人類生活與生產提供了極大便利，對其它技術的發展也起到了促進作用，機電一體化技術的未來發展方向也必然會趨于網絡化。如今，全球經濟的發展十分迅速，市場經濟已經逐步由國內市場轉向國際市場，機電一體化技術想要掌握最新的發展狀況，就必須充分利用網絡了解最新技術咨詢。研究人員也可以通過網絡進行無國界交流，促進機電一體化技術的發展。

結束語

機電一體化技術不僅促進了工業發展，也提高了人們的生活質量。隨著科學技術的不斷進步，將會有更多的學科技術相互交叉整合，出現更多有利于人類生活與生產的先進技術，機電一體化技術的未來發展前景也會更加廣闊。

參考文獻

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機電一體化就是將微電子技術引入機械的主功能、動力功能、控制功能、信息功能的研究，并且將機械設備和電子設備通過軟件有機結合而構成的系統的總稱。機電一體化的目的是在科學專業化和深度專業之間達到平衡和兩者的集合，讓系統工程以及解決問題方法出現突破。

“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。首先，機電一體化技術并非機械技術、微電子技術以及其它新技術機械的組合或拼湊，而是基于一定的技術研究，將機械、微電子元素有機整合而成的一種綜合技術。它的發展進程有別于機械加電氣所形成的機械電氣化的發展過程。某些機械部件的原有功能可以通過機電一體化中的微電子裝置代替，這種裝置的應用在一定程度上豐富了機電系統功能，而且機電一體化產品的智能特征改善了機械性能。智能化是機電一體化與機械電氣化的本質區別。

2 機電一體化的特點

2.1 具有綜合性 從某種意義上講，機電一體化技術可謂是一種跨學科的邊緣科學，它將微電子、計算機等多門技術整合于機械主體構造中，使之形成一套一體化的系統。這套機電一體化系統綜合了多門學科的技術優勢，這些技術協調運作，彼此取長補短，使整個機電系統的性能得到最大發揮。可以說，機電一體化技術是具有綜合性的高水平技術。

2.2 廣而強的應用性 機電一體化的目的是基于機械的主體構造通過機電產品的開發，完善機電功能，實現過程控制。機電一體化是當前機械系統的一個主流發展趨勢，它與機械系統能夠有機融合，打破了行業的限制。智能化是機電一體化的主要特點，計算機技術的引入為智能化開辟了廣闊的發展空間。

2.3 多層次的系統化 從本質上講，機電一體化就是將計算機技術、智能技術等多項技術整合于主體機械，不斷優化機械的主體功能，使其形成一套完整的系統。機電一體化注重各種技術（尤其是微電子技術與精密機械技術）的集成，強調主體結構的層次化和系統化。無論從單參數、單擊控制到多參數、多級控制，還是從單件單品生產工藝到流暢、自動化的生產線，直至完成整個機電系統的設計，各個層次的開發和應用都會涉及智能化的機電一體化技術。

2.4 整體的最優化 基于系統工程的設計理念，將智能技術、計算機技術等多項技術有機整合，形成整體優勢，以提高機電系統的主體性能，提高運行效率和附加值，同時達到節能降耗的目的，保護生態環境。比如，應用數控機床、柔性生產線、工業機器人和計算機管理等高端機電一體化系統后，企業就要及時更新觀念，將機電一體化概念引入生產系統，不斷優化生產流程，以壓縮生產周期，滿足不斷增長的社會需求。

2.5 使用簡易化 從產品開發來看，機電一體化技術主要包括技術原理和使機電一體化系統和產品得以實現。作為開發者，除了要具備扎實的理論基礎，對于技術架構也要有豐富的積淀，要有創新精神。從用戶角度來講，無需深入學習機電一體化系統的技術原理，只要掌握機電系統的操作規程，能夠確保系統操作正確、合規，在人機磨合的過程中形成協作關系即可。

2.6 提高了安全性 機電一體化系統的智能技術使系統具備自我保護功能，可以有效規避運行中的故障或風險，確保系統穩定、安全地運行。一些高端機電一體化系統已實現了全自動操作，而且被廣泛應用在海底、高空等惡劣的作業環境中。

2.7 具有高可靠性、高穩定性和長壽命 機電一體化系統發生機械磨損的程度非常小，因而故障少，運行時穩定可靠，系統的服務年限比普通機電系統長。而且某些自診斷、自修復的機電一體化系統甚至可以實現“零故障”。

2.8 具有柔性 柔性是機電一體化系統的特點。根據需要的變化，用機電一體化技術無需改裝系統就可以及時地對系統的結構和生產過程作必要的處理，從系統的觀點出發，根據系統功能目標和優化組織結構目標，以智能、調整、修改，因此機電一體化技術是解決多品種、小批量生產的重要途徑。

3 機電一體化的發展狀況及現狀分析

機電一體化的發展大體可以分為三個階段：①20世紀60年代以前，利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能的初級發展階段；②20世紀70～80年代以大規模、超大規模集成電路和微型計算機為代表的蓬勃發展階段；③20世紀90年代后期，機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。現階段，光學、通信技術等領域正循著機電一體化的發展步伐大踏步邁進，微細加工技術開始在機電行業初露鋒芒，光學、通信技術的融入使機電一體化由最初單一的模式逐步衍生出光機電一體化、微機電一體化等多個分支。另一方面，我國現階段在光纖、人工智能和神經網絡等技術領域發展較快，這對機電一體化技術的發展有一定的促進作用。在未來的技術研究領域，機電一體化將有望形成完整的基礎科學體系。

4 機電一體化技術未來的發展

4.1 智能化 智能化是當前機電一體化技術領域的一個未來發展趨勢。智能化是運用控制理論，將計算機科學、混沌動力學、模糊數學、人工智能、心理學、生理學以及運籌學等多個學科有機整合，智能模擬人類的邏輯思維、判斷推理和自主決策等能力，以便得到更高的控制目標。按照目前人工智能技術的研究狀況，未來時間將有可能發展高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，這是人工智能技術研究的一個必然的發展趨勢。

4.2 模塊化 模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元，需要針對各個研究項目制定不同的標準，各部件、單元或借口才能很好的完成配型。但是由于該技術領域存在利益紛爭，當前國內外尚未形成一套統一的標準。但是模塊化的生產理念已逐漸被機電生產領域認可，在未來的機電一體化研究領域，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。

4.3 網絡化 網絡技術在上世紀九十年代風靡全球，帶動了科技研究、工業生產、政治、軍事、教育等眾多領域的技術研究或經濟模式的革新。機電一體化產品的市場前景是廣闊的，產品一經研發，配以網絡技術輔助推廣，必將在短時間內成為業界矚目的焦點。基于網絡技術的遠程控制終端設備就屬于機電一體化產品其中的一類。另外，現場總線和局域網技術在機電領域的應用，恰恰是機電一體化產品網絡化發展趨勢的最好印證。

4.4 微型化 微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢，泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，但其技術應用尚存在微機械技術這一發展瓶頸，在未來的發展進程中還有待進一步研究。

4.5 綠色化 綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的過程中，資源利用率大幅提高，有利于節約生產成本，而且健康環保，對生態環境的影響程度較小。無論是生產成本角度來考慮，還是從生態保護的角度來分析，機電一體化產品綠色化已是機電研究領域的必然趨勢，具有廣闊的開發前景。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。

4.6 系統化 系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。另外，通信功能除了rs232外，還有rs485、dcs人格化。

5 結語

機電一體化的產生與迅速發展的根本原因在于社會的發展和科學技術的進步。系統工程、控制論和信息論是機電一體化的理論基礎，也是機電一體化技術的方法論。微電子技術的發展，半導體大規模集成電路制造技術的進步，則為機電一體化技術奠定了物質基礎。現代產品的機電一體化進入到實用階段。機械工程及自動化專業人員掌握機電一體化技術與應用中的理論和方法對今后的工作是非常有用的。

參考文獻：

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[3]趙建民.國內外機電一體化發展概況[J].機電一體化，1996（05）.

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區域模塊化也是機電一體化發展的重要趨勢之一，針對使機電一體化產品的各個單元實現區域模塊化管理是一項比較復雜、涉及面廣的工程，例如，在進行智能減速、智能變速等相關功能研制的過程中，要充分的實現集圖形、圖像識別、視覺效果等其他附屬的功能的控制單元等模塊化，這樣可以更加標準、準確的衡量相應的控制單元以及動力單元，進一步的提高各個單元的性能，也可以使機電一體化產品相應的功能之間的聯系更加緊密，使一個區域模塊更加有效的運行，只有這樣才能方便人們對機電一體化產品的應用，提高機電一體化產品的利用程度、可裝配性、可維修性等，經過研究和推理，可以得出機電一體化模塊是未來機電一體化產品的主要方向，隨著未來技術發展的不斷深入，機電一體化產品實現模塊化的步伐也在不斷的加深。

3環保綠色化

機電一體化技術的發展給人們的生產和生活中帶來了巨大的變化，豐富了人們的的物質生活，同時也給人們的生活環境帶來了負面影響，資源的過度開發利用，加重了生態環境的負擔，近些年來，越來越多的國家和組織逐漸重視到環境保護的重要性，人們環保意識的增強，要求機電一體化產品在設計、制造、使用和銷毀的過程中要減少對環境的污染，因此機電產品的環保綠色化是未來發展的一大亮點，人們環境保護意識的提高，造成了一些對環境有危害且危害較大的產品失去市場價值，設計和生產綠色環保的機電一體化產品具有很廣闊的發展前景，也成為未來競爭的關鍵所在。

4網絡化

計算機網絡技術近些年來的發展勢頭更加迅猛，這也促進了機電一體化系統的進一步的發展，計算機網絡技術的興起及發展，給人們的生產、生活帶來了巨大的變革，機電一體化技術的發展也受到了計算機技術的影響，機電一體化設備通過對計算機網絡技術的應用可以有效的實現遠程自動化控制。計算機網絡技術的應用和改革開放的不斷深入，使國際上先進的機電一體化產品不斷涌入我國，這也為我國進行深入的研究提供了便利條件，促進了國內機電一體化技術的發展，機電技術發展和計算機技術的發展相輔相成，因此計算機技術的不斷進步也有利于存進計算機網絡技術的發展，目前，利用計算機網絡技術可以實促進了機電一體化技術產品更加快捷的推向市場，和生產商之間的技術交流，計算機網絡技術勢必會推動機電一體化技術的發展，也會繼續為人們提供更多、更優質的服務。

5微型精密化

機電一體化技術向微型精密化的方向發展的主要是納米技術的不斷深入發展，機電一體化的微型精密化產品體積小、攜帶方便、耗能低等，這些優點使得機電一體化產品的微型精密化技術不斷進步，應用范圍也逐漸擴大，因此，機電一體化微型精密化技術具有比較廣闊的發展前景和強大動力，但是想要實現機電一體化微型精密化需要精密的加工工藝以及先進的設備作為強大的后盾，因此需要相關的研究人員不斷努力，不斷提高我國先進的技術發展。

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所謂的機電一體化技術，指的是利用電子信息技術，改善生產機械的可控性、自動化和生產效能。而且，在機電一體化的實際應用中，其表現也非常令人滿意。隨著我國經濟規模的進一步擴大，對機電一體化的發展水平也提出了更高的要求。而作為機電一體化技術發展的后起之秀，中國在這方面的進展也表現出了一些獨特的特點。

1.我國機電一體化技術的發展現狀分析

1.1.發展速度很快

自從我國實施改革開放的戰略國策以來，經過長期的中外技術交流，我國機電一體化技術獲得了長足的進步。而且，隨著我國機械技術和電子信息技術的進一步發展，機電一體化技術的前進步伐也越來越快。這主要得益于以下幾個因素：首先，我國政府對機電一體化的研究非常重視。無論在研究資金還是在研究人員上，都給予了鼎力支持。特別在新的發展時期，國家對機電一體化研發的投入進一步加大，使得我國機電一體化的發展沒有了后顧之憂；其次，我國經濟對機電一體化技術的需求非常強烈。《資本論》中說：只有有需求，才會有供應。隨著我國社會生產水平的進一步提高，機電一體化的需求市場也越來越大。在市場需求的強烈刺激下，機電一體化技術的快速發展也在情理之中；最后，國內外在機電一體化技術方面的交流也日益頻繁。由于我國在機械和電子信息技術技術水平方面和發達國家存在著很大的差距，通過廣泛而深入的技術交流，我國可以在吸收國外先進技術的技術上進行進一步的消化，從而促進我國機電一體化技術的快速發展。

1.2.整體技術水平仍然不高

雖然我國機電一體化技術的發展速度非常快，但由于發展起點比較低，發展時間也不長，使得我國機電一體化技術整體水平仍然不高。特別在電子信息技術的發展水平上，與國外先進技術相比差距多達二三十年。由于電子信息技術是機電一體化技術的核心，一旦這方面存在落后，就會在很大程度上降低機電一體化的整體發展水平。而且，機電一體化發展中還存在發展不平衡的情況。例如，在尖端信息技術方面，尤其在集成電路和超高集成電路方面，整體發展水平并不落后，有些還走在了世界前列。但是，在機械技術和控制技術方面，發展步伐就慢得多了。特別在機械技術的發展上，甚至落后于韓國等中等發達國家。總而言之，我國機電一體化技術整體技術水平仍然不高，還需要科研部門繼續努力。

2.我國機電一體化技術的未來發展趨勢探討

2.1.模塊化發展

所謂模塊化，指的是在機電產品生產過程中，將復雜的零部件簡單化，盡量減少零部件的數量，并盡可能地統一規格，從而提高機電一體化技術的發展水平以及機電產品的生產效率。在傳統技術狀態下，由于機電一體化產品的零部件比較多，規格在比較復雜，不僅使得機電產品的運行效率不夠高，也在很大程度上影響了生產效率。為了進一步提高機電技術的整合水平，業界提出了機電一體化技術模塊化的發展思路。在西方發展國家，機電一體化模塊化技術已經發展到了相當高的水平，并且取得了非常好的經濟效益，對促進機電一體化技術發展的作用也非常明顯。但是，我國模塊化技術的發展還處在概念研究階段，還沒有投入到實際應用中。因此，模塊化是我國機電一體化技術的未來重點發展方向之一。

2.2.智能化發展

智能是知識以及運用知識解決問題的總和，智能化是21 世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。使機電一體化產品具有智能化，就是使機電一體化產品具有人的部分智能，即一定的分析、思考、獨立判斷能力。機電一體化技術的智能化發展水平，代表了一個國家機電技術整體實力。而且，機電技術的智能化所帶來的好處也是顯而易見的：一方面，智能化的機電產品能夠在很大程度上代替認的職能，從而節約大量的人力資源。而且，智能化程度較高的機電產品還能夠獨立完成一些比較危險的生產任務，從而在最大程度上保證生產人員的安全；另一方面，智能化機電技術能夠大幅度地提高生產效率。智能化機電技術的中央處理系統能夠自主地處理生產任務，能夠組織生產流水線，還能夠處理一些生產故障。這種智能化的機電一體化技術能夠很容易實現高速自主生產，其生產效率是傳統生產方式的數倍甚至數十倍。雖然我國在機電一體化智能技術方面的研究取得了不小的進步，且逐漸開始了實際應用。但是，這種機電產品的整體技術水平不夠高，生產成本也比較高昂。因此，在未來的一段時間內，智能化和降低應用成本，是機電一體化技術發展的重要任務。

2.3.微型化發展

隨著集成電路和超高集成電路的不斷發展，電子元器件的體積越來越小，質量也越來越輕，使得機電一體化技術呈現出了微型化的發展趨勢。機電一體化技術的微型化有兩大好處：一方面，更小的體積不僅使得機電一體化產品更加便于安裝和應用，也能夠在很大程度上降低生產使用成本。例如美國研發出的微型無人機，體積僅僅只有一只蜜蜂大小，但它的探測和偵查能力卻非常強大，而成本僅僅幾十美元，堪稱微型機電技術的典范；另一方面，機電一體化技術的微型化，還有助于大幅度地降低能量消耗。傳統的機電設備一般體積比較龐大，單位時間內需要消耗大量的電能或者油料，而且操作也不夠靈活。而在機電技術微型化之后，不但能量消耗大幅度降低，而且靈活性也大大增強，拓展了機電技術的應用范圍。因此，機電技術微型化，是我國科研工作者的努力方向之一。

2.4.人性化發展

發展機電一體化技術，開發機電一體化產品，其最終目的是為人類服務，離開了以人為本這個原則，任何技術、產品都是沒有前途的，因此，如何賦予機電一體化產品的人性顯得越來越重要。這就需要，一方面，機電一體化產品將模仿生命機體實現某功能；另一方面，機電一體化產品將注重產品和人的關系，體現出人—機—環境的高度協調性。例如，在國內某大型電器生產企業，就十分看重機電一體化技術和人的有效契合。在布置生產線的過程中，無論在設備的選型上，還是在安裝調試上，都以“最方便”工人操作作為主要的參考因素。特別是為了進一步實現“人機合一”，該企業還按照人因管理的理念，要求機電設備的生產廠家針對本企業公認的一些特點，進行特殊化改造，使得工人在操縱這些機電生產設備時，不僅能夠很快做到得心應手，還大大節省了體力和精力。

2.5.綠色化發展

現代工業在提高人們生活水平的同時，也帶來了非常嚴重的環境污染。隨著可持續發展理念的提出，綠色發展就成了各行各業共同的目標。機電一體化技術也是一樣，綠色化的發展是一條必走之路。因此，我國的科技工作者在研究機電一體化技術時，務必要本著節約能源、節約材料和少用或者不用有毒材料的原則，進行家電產品的研發與制造。特別是在生產機電產品電路板的過程中，應當盡可能地降低有毒重金屬的使用量，同時盡量應用可降解的高分子合成材料，從而實現環境友好化。

3.結束語：在科研工作者的不寫努力下，我國機電一體化技術在智能化、微型化和模塊化等方面取得了重大進步。相信在未來的一段時間內，我國一定能夠趕上國際先進水平，從而促進我國的經濟發展。

篇9

隨著人類文明社會的進步，科學技術也越來越急速前進，而機電一體化也由最初簡單的電子和機械相結合的產品變為現在的高科技、高性能產品。在機電一體化產品的進化過程中，先是與時俱進，由最初的簡單機電一體化產品采用微處理器使得其得以在更多途徑上運用，后來又因為有人研究出了光電元件，機電一體化便及時廣泛運用到產品開發過程中，之后又隨著計算機網絡的發展而采用更加高科技的遠程控制，使得產品性能得到改善。而后又隨著現代化科技的發展，使得機電一體化產品的發展步伐不斷的加快。近年來，機電一體化產品中的微電子機械系統的研究更是受到了廣泛的重視。

機電一體化是機電一體化技術和產品的總稱。其中，機電一體化技術是指機電一體化的相關研究、制作、發展并推出使用的工作；而產品則是包括了所有的機電一體化相關產品。

1 國外的機電一體化現狀

1.1 制造技術

國外的機電一體化產品的制造技術一直很先進，具體的便是指在發展傳統的機電一體化過程對機械電子、信息、能源還有各種材料以及管理技術等不斷的吸收與采用，綜合用于機電一體產品的研究與制造過程，使得機電一體化產品生產過程更加的優質、低耗、高效、靈活、清潔，以此來使得制造技術更加先進。

在20世紀70年代，機電一體化的產品制造過程中，采用了JIT（即“準時生產制”）來提高企業生產的整體工作效率，從而實現TQM（即“全面質量管理”）。這就是國外的先進制造技術的初始時期的狀態，那時候國外已經出現了計算機的集成制造系統之類的觀念，后來到了20世紀80年代的時候，大多數用戶對機電一體化產品的價格、生產時間，特別是產品的質量的要求越來越苛刻，而企業管理人為了在這種市場競爭中穩固自己企業的地位，爭先恐后的開始改造自己的生產設備，并且提高產品的設計、制造的技術，還加強了企業的組織與管理能力，使得自己的企業能在社會發展中有快速的應變能力。由于這種競爭的激烈，掀起了一股制造技術的新浪潮，從而相距的出現了多種先進的機電一體化產品制造技術。例如：柔性制造技術、計算機集成制造技術、計算機輔助技術、資源規劃技術、制造加工設備等。后來到了20世紀90年代，信息流被利用到了機電一體化產品的生產過程中，這一種制造技術得到了許多企業管理人與學者的重視，使得這一技術的發展達到了空前的高度。并產生了一些：例如：VM、AM、RPM、CE之類的一些新技術。

而我國自20世紀70年代開始進行了CAD、CAM技術的主要研究工作，這些研究工作主要集中于我國的例如清華、浙大、華中理工等大學的相關研究。而我國目前業已經推出了國產的CAD、CAM的軟件、硬件操作平臺與操作系統。另外我國對于CIMS（即“計算機制造系統”）的相關的研究工作非常的重視，許多的高等院校過時專業的研究所都成立的有計算機制造系統的科研中心。

1.2 傳感技術與自動化儀表技術

隨著機電一體化的快速發展，使得儀器、儀表的發展步伐更加迅速。我們將微處理器也應用到了一起儀表中，使儀表的重量和體積都縮減了很多的同時，也使得結構設計的難度大大降低，更為突出的是在優化了儀器、儀表的同時還降低了這些產品的制作成本。因此，市面上又開始銷售多種類型的以微處理器為核心的儀器儀表、傳感器，例如生物傳感器、集成光學傳感器以及智能傳感器等，其中生物傳感器甚至具備了信息的采集、轉換與傳輸等的一體化功能；智能傳感器不僅僅具有存儲、記憶、學習與控制的功能，更是隨著科技步伐的發展而向著更加智能、微型以及多功能、無線、集成的方向邁進。

1.3 機器人的智能技術

對智能機器人的研究技術一直在進步，這項技術向著智能化、多機化、家庭化、模塊化、微型化、極限化等的方向發展著。

2 機電一體化的創新

在這個用戶至上的市場經濟中，為了滿足用戶日益增長的需求而立于不敗之地，企業要不斷地研究開發新產品。因此，我們的機電一體化產品的相關研究工作與開發工作是需要我們去根據市場的需求來對產品的各種功能、性能、材質、解構以及外觀等來進行開發與推出更加順應市場需求的創新產品的。

用戶接觸到一個產品的時候，對產品的第一印象便是產品的外觀，對于產品來說，外觀如同面孔一樣是非常重要的。一個產品有了令人賞心悅目的外觀，便會在第一印象中另用戶對其產生好奇心。因此，我們在對機電一體化產品的外觀進行設計的時候，非常需要重點進行研究創新設計的。不僅要考慮產品的美觀，更是要考慮產品的外觀與功能相互融合使用，同時還要考慮兼顧操作時需要用到的接口，以及與本產品的操作方式的適應。

除了對機電一體化產品外觀的創新，對于機電一體化產品的功能創新，也是機電一體化能在眾多競爭者中脫穎而出的硬件配備。機電一體化的功能是由兩種含義組成的。第一種含義是指在對于現有的機電一體化產品的功能進行更加完善的改進與創新，從而使得產品更為符合消費者的要求與使用需求，而第二種含義則是指企業根據社會的需求來創新研發出新的具有更多功能的機電一體化產品。其中第一種含義的創新僅僅是根據原有的機電一體化產品的功能進行更新或者是升級，并不需要耗費太大的人力、物力，幾乎是沒有任何風險的創新工作。而第二種含義的創新由于是研發新產品，不僅需要投入大量的資金、技術、人力以及時間，更是具有極大風險的創新工作。但是，一個企業想要保持具有活力并且穩定持續的發展，就一定需要不斷的研發出具有最新功能的新產品來滿足用戶的需求，這樣才能在眾多競爭者中脫穎而出，穩固的生存發展下去。

機電一體化產品的結構也是需要不斷創新的，無論是產品設計的改進還是創新，都需要注重結構的創新性設計的。機電一體化的機構包括機械的結構、機械動力的相關配置、以及產品與周邊設備的接口形式等。

另外，對于機電一體化產品的材料，我們也是需要對其進行創新的。機電一體化產品的材料的創新是包括了兩個方面的。一是指用來研制或是開發機電一體化新產品的新型材料，例如：金屬基復合材料、新的金屬化合物、智能材料以及納米材料等的新材料的應用。二是指對于機電一體化新產品的研制工作中，選用重量更輕、體積更小以及能令產品的剛度、強度都更高，或是耐腐蝕、耐高溫以及耐磨、抗震等的新材料。

機電一體化產品的人格化不僅包括了賦予產品以人的智慧與情感，使其更符合人們的使用需求，如家庭用的機器人等機電一體化產品。還包括了機電一體化產品的研制過程中，使其模仿自然界生物的機體性能，從而研發出有多種用途的產品，其實據統計，現有的大多數機電一體化產品都是受到動物的特殊功能來研發出來的。

不僅如此，對于機電一體化產品的傳感、控制等技術的研制都是需要更加創新。

3 提高我國機電一體化的發展水平

近年來我國的研發部門一直在想方設法的提高我國機電一體化產品的發展水平，使其跟得上世界的潮流。而提高我國的機電一體化產品的質量水平的研究工作，就需要我國的相關研發部門共同來探討了。

3.1 對機電一體化基礎學科的研究工作

機電一體化不僅僅是對機械與電子相關學科進行研究，由于機電一體化產品隨著科技的發展越來越與多門學科綜合與交叉，因此需要有大量的基礎理論和相關的專業基礎發展對機電一體化影響非常重大，因為機電一體化的發展是依賴于許多學科的進步而進步的。所以，若是我們想要趕上甚至是超越世界發達國家的機電一體化發展水平，就一定要加強對機電一體化設計有關領域進行研究、開發工作，這樣才能用最新的最專業的原理和理論知識來帶動我國機電一體化技術研發工作的突破。

3.2 對專業人才的培養工作

在這個人才涌動的21世紀中，許多專業人才都為了有更加發達的研發設備和更加優秀的生活環境而涌向發達國家，使得發展中國家的人才流失相當嚴重，機電一體化的研發工作更是越來越落后。若想要實現提高機電一體化的發展水平，我國最需要注重的問題便是如何培養并留住人才。因此，我國在對未來人才的教育過程中，要對于學生的機械設計的專業理論、電子控制的基礎理論著重的進行培養，并且要培養學生有關機電一體化研究工作中必須必備的專業能力。對于不同層次的人才也要培養其在不同層次的工作崗位的工作能力，并且需要以更好的報酬、生活保障來留住人才來為我國工作。

4 結 語

我們在機電一體化創新發展工作中，一定要掌握現在擁有的產品與技術，并且著眼于未來，用心考慮未來人們的需求以及未來市場的發展方向，從而用心鉆研機電一體化產品的創新工作，創造出更多滿足于未來世界的機電一體化新產品，從而在競爭激烈的經濟全球化市場中脫穎而出，占有牢固的一席之地。

參考文獻：

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篇10

隨著現代科學技術的不斷發展，不同學科的交叉與滲透也越來越廣泛，注定了各個領域的技術革命與發展。在機械工程領域中，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系等發生了翻天覆地的變化，從而將工業生產由"機械電氣化"帶入了"機電一體化"為特征的發展階段。

二、概述

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展，還將會被賦予新的內容。但是它的基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、可靠性高和低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統處于最優化的系統工程技術。由此產生的功能系統，就組成為一個機電一體化系統或者說機電一體化產品。

因此，"機電一體化"涵蓋"技術"和"產品"兩個方面。機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的本質區別。機械工程技術是由純技術發展到機械電氣化，仍然屬于傳統機械。但是發展到機電一體化階段后，其中的微電子裝置除了可以取代一些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。擁有智能化的特點是機電一體化與機械電氣化在功能上的一個本質的區別。

三、機電一體化的發展過程

"機電一體化"這個詞是日本安川電機公司在上世紀60年代末作商業注冊時最先創用的。當時即70年代，人們一直把機電一體化看作是機械與電子的結合。國內早期將"機電一體化技術"與"機械電子學"并用，近年來"機電一體化"更流行使用。

80年代，信息技術嶄露頭角。微處理機的性能提高，為更高級的機電一體化產品所采用，典型的機電一體化產品如數控機床、工業機器人和汽車的電子控制系統等。微機作為關鍵技術引入了飛行器系統后，使機械-電子系統在高度控制、排氣控制、振動控制和保險氣袋等方面獲得廣泛應用。

信息技術驅使機械系統在不同程度上利用數據庫，連洗衣機和其他消費品也用上了數據庫驅動系統。這樣，對機電一體化的系統設計方法的探索、成型和系統集成以及并行工程設計和控制的實施日顯重要。此外，光學也進入了機電一體化，產生了"光機電一體化"的新領域。

進入90年代，通信技術進入了機電一體化，機器可像機器人系統那樣遙控和虛擬現實多媒體等技術緊密聯系的計算機控制的網絡化機電一體化日益普及。有些機電一體化機械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執行器技術的發展，和半導體技術以光刻為基礎的方法以及和傳統機電一體化微型化方法的結合，開創了以精密工程和系統集成為特點的機電一體化新分支"微機電一體化"。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統的一個組成部分。之后，機電一體化隨著自動化技術的發展而日益發展，穩步進入了21世紀。

四、機電一體化的發展趨勢

機電一體化是機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科交叉綜合的一門學科，各個學科互相促進、互補不足、相互發展。專家預測，未來機電一體化技術將向以下幾個方向發展：

（一）智能化方向

智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設的研究中得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要的應用。這里所說的"智能化"是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求達到更好的控制效果。

今后的機電一體化產品"全息"特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術與信息技術（尤其是軟件及芯片技術）的飛速發展。

（二）光機電一體化方向

一般機電一體化系統是由傳感系統、能源、（動力）系統、信息處理系統、機械結構等部件組成。引進光學技術，利用光學技術的先天特點，就能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源系統和信息處理系統。

（三）模塊化方向

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜而又非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。

這需要制定各項標準，以便各個部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，短時間內很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。

（四）柔性化方向

未來機電一體化產品，控制和執行系統有足夠的"冗余度"，有較強的"柔性"，能較好地應付突發事件，被設計成"自律分配系統"。在這系統中，各子系統是相互獨立工作的，子系統為總系統服務，同時具有本身的"自律性"，可根據不同環境條件做出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具有"行動"是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統的能力（柔性），又不因某一子系統的故障而影響整個系統。

（五）網絡化方向

上個世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡（homenet）將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統（computerintegratedappliancesystem，CIAS），使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。

（六）微型化方向

微型化興起于上世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

（七）仿生物系統化方向

今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結構上處于"靜態"時不穩定，但在動態（工作）時卻是穩定的。這有點類似于活的生物：當控制系統（大腦）停止工作時，生物便"死亡"，而當控制系統（大腦）工作時，生物就很有活力。就目前情況看，機電一體化產品雖然有仿生物系統化方向發展的趨勢，但還有一段很漫長的道路要走。

（八）綠色化方向

工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；而另一方面，資源減少，生態環境受到了嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。

（九）系統化方向

系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體花產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發研制出來的。

五、結束語

綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，相信隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。

參考文獻

篇11

所謂的機電一體化，實際上是以信息技術控制機械的操作，這就要求首先必須發展信息技術，因為信息技術負責機械控制的應用，它包括負責控制方法、數據分析、運行反饋、分析決策等，如果沒有先進的信息技術支持，那么機電一體化不能有效率地展開，也不能滿足經濟的發展與社會的需求，在信息技術發展后，機械技術要同步更新和發展，它需要能滿足信息技術的要求，兩者同時提高、有效整合，正是未來發展的方向。第一，機電一體化技術要向智能化方向發展。隨著科技的進步，目前智能化的研究取究正在不斷的發展，人們在信息技術中大量應用到數掘挖掘技術、粗糙集理論等等，這些都是信息技術智能化的基礎，它們能讓信息技術擁有模擬人一樣的思維，同時它具有學習能力、決策能力等。這些先進的信息技術應用到機械設備當中，工作人員可以用程序的方法讓機械設備按照預定的流程進行工作。原來這些工作需要耗費大量的人力資源，而現在只需要很少的人力就能完成，它能大幅度地降低人力的使用，同時，人力資源的精減也使管理得到更高的效率，達到企業結構優化、提高經濟效益的目的。機械設備不僅向著智能化的方向發展，還向著機械人的方向發展。機器人的行動會更加的靈活，同時也會被賦予人類的一些簡單的行為，機器人能提煉出人的思維流程，模擬人類數據分析的方法，它能使智能化向著更進一步的方向發展，比如說機器人擁有自我決策能力以及邏輯判斷能力等，可以看到，未來機械設備將來逐漸擺脫人的控制而讓這些智能機械人操作。第二，機電一體化技術還要兼顧環保的需求。隨著經濟的發展與科學的進步，人們已經意識到周圍的環境正在變化，日趨減少的自然資源和正在惡化的生存環境是人們必須要去面對的問題，現在人們已經越來越意識到除了要保證科學的發展，同時也要兼顧環保的控制，因此機電一體化在設計過程中，也要注意到環保的理念，使機電一體化設備更能滿足人們的需求。要求機電一體化擁有環保的性能，要求設計機電一體化設備時能對資源有效的利用，同時要盡可能做到對廢舊的資源能進行再回收、再利用，要能實現使用最小的資源能得到最大的產出效果，機電一體化技術向著環保的方向發展既是企業節省成本的需要，也是社會的整體需求，機電一體化技術只有滿足環保的需求才能適應未來經濟發展的需求，設備才能持續性發展。第三，網絡化發展是機電一體化的趨勢。網絡技術的發展給人們的生產、生活方式帶來巨大的改變，這種改變也對機電一體化帶來巨大的影響，比如在機電一體化設備的生產上，人們可以通過網絡技術的數據采集與分析，了解到社會對機電一體化設備的需求，生產廠家可以針對此市場需求開發；在機電一體化工藝技術的共享上，由于網絡技術能將信息迅速傳播，一旦機電一體化設備出現新的工藝、新的設計構思，很快就能被相關人員了解，人們可以通過網絡的方式共同探討；在機電一體化設備的使用上，由于網絡技術的迅速發展，未來遠程對機電一體化設備進行操作成為可能；同時，由于網絡技術與信息技術的結合，當機電一體化設備出現異常狀態時，人們可以遠程收到機電一體化設備運行的狀態數據，對設備進行遠程評估與診斷，這些方式將對機電一體化設備的發展產生極大的影響。

篇12

機電一體化是社會生產力發展的產物，也是多門學科交織發展的成果。隨著科學技術的快速發展，機電一體化在發展過程中，將會融入越來越多的高科技，從而推動技術的進一步發展。在對機電一體化的應用進行分析，對其發展狀態要進行細致的分析，發現其發展過程中存在的問題。在今后的工作中，對機電一體化存在的問題進行進一步的研究和采取措施進行解決。使機電一體化更好更快的發展，從而提高其技術含量，在各個領域中作出更大的貢獻。

1、機電一體化的概述

機電一體化技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多種技術融合而成，是一種實用性很強的綜合技術[1]。機電一體化是一種全新的綜合技術，不是將若干種新技術隨意組合與拼湊出來的技術。機電一體化主要有兩個方面：技術和產品。機電一體化的產品的特征之一是具有非常強的智能化。當前很多的自動化生產設備都離不開機電一體化，傳統的機械生產的競爭優勢主要來依靠企業的發展規模、生產量以及調整產業結構實現的，它加強資源的利用率，通過降低成本提高產量和效率以提高經濟效益。以機器代替人力，從而轉變生產方式，提高經濟效益。

現代先進的機械制造業主要以信息為導向，采用先進的生產模式、制造系統、制造技術以及先進的現代管理模式。其主要特征是全球化、網絡化、虛擬化、智能化等[2]。現代制造業的發展，將現代先進的科學技術融入其中，充分利用當前發展迅猛的信息技術，從而進一步提高制造業的發展水平。

2、機電一體化的應用

2.1數控機床

我國的數控機床數量位于世界之首，其生產量飛速增長，位居世界第三。一個國家機床技術的水平主要在于其數控機床技術水平的高低。當前，我國生產的數控機床在國內市場占有31%的份額，其余部分主要被國外產品所占據，我國的高端數控機床主要依賴于進口。通過多年的不懈努力，當前我國的數控機床一體化技術已趨于成熟，但整體實力及水平與國外相比，仍處于劣勢。我國的數控機床在未來的發展中，加強檢測道具破損、物料搬運以及機械手動控制，從而提高數控機床的利用效率[3]。

2.2自動生產線

自動生產線也是機電一體化技術的重要發展方面。當前我國的國民經濟發展過程中，各種自動化生產線和設備運用于生產中。各類飲料食品的生產均運用自動化生產線和設備，生產量得到極大的提高。電子技術和傳感技術也應用自動生產線，例如可編程序的控制裝置、人機界面系統等，均應用機電一體化技術。

2.3機器人

機電一體化技術應用的一個重要成果是機器人。機器人的發明是二十世紀科技發展的結果。一個國家的綜合技術水平，可以根據這個國家機器人的建設以及發展的水平得出答案。在當前的生產發展中，機器人在許多工業領域得到運用，對我國的軍事、醫療等各類服務事業發展起到重要作用。隨著科學技術的快速發展，機器人及其相關技術影響著人們的生活和工作。機器人的技術融合許多方面的技術，其中包括自動控制、電子計算機、微電子、人工技能、通訊等方面的技術，這些技術融合。機器人可以運用于很多領域之中，完成很多繁雜的工作，提高工作效率和效益，為社會的發展作出重要的貢獻。

3、機電一體化發展的趨勢

3.1引入光學技術

普通的機電一體化系統主要由傳感、能源、信息處理系統以及機械結構等相關不見構成。隨著科技的發展，光學技術逐漸引入于機電一體化系統之中。引入光學技術的機電一體化系統的傳感、動力、信息處理等系統得到進一步的改進，未來機電產品朝著光機電一體化而發展。

3.2自律分配系統

未來的機電一體化產品，控制系統和執行系統更加的靈活和方便，更夠快速的處理突發事件，被稱為“自律分配系統”。在此系統之中的各個系統，均能互相獨立進行工作，分支系統服務與總系統，并擁有其“自律性”。可以根據具體的情況，作出相應的反應。其特點在于，系統可以根據環境的變化生成屬于自己的有關信息，在總的控制之下，改變自己的“行為”。這樣的處理方式，使系統更加的靈活，能夠快速的適用環境，從而提高工作效率。

3.3智能化

隨著機電產品的“全息”功能越來越強，其只智能化水平逐漸提高。模糊、信息技術以及軟件、芯片技術的快速發展，推動了機電產品的發展。其內部系統從最初的上下結構已經變成一個復雜的結構，從而使其愈加智能化。

3.4環保化

人類的發展必須以保護環境為前提，環保化，是高科技發展的的根本也是最終追求。隨著社會的快速發展，所消耗的資源越來越多，在這樣的發展情況之下，如何進行資源回收再利用，提高資源的利用率，減輕環境污染，是今后生產發展需要重視的課題。因此，要求在運用機械設備進行生產的各個環節，都要將環保因素納入其中。機電一體化技術朝著環保化發展，有利于社會可持續發展。

3.5網絡化

隨著信息技術的快速發展，機電一體化技術與網絡進行良好的融合，從而進一步提高其技術含量。隨著網絡時代的帶來，人們的生產和生活發生了很大的變化，生產、教育、科技、軍事等均因為運用網絡而進一步發展。遠程監控技術的終端設備是以機電一體化技術為基礎的設備，而當前遠程監控技術的發展積極引入網絡技術。因此，機電一體化技術想要與時俱進，進一步提高其競爭、創新力，需要引入網絡，促進資源共享，提高其科技含量。

結束語

機電一體化技術的快速發展是社會發展到一定階段得出的產物，進一步運用于社會各行業的發展之中，創造更多的經濟效益，不斷的推進社會的發展。在發展機電一體化技術的過程中，要注意將更過的先進技術融入其中，提高其技術含量。在發展的同時，要注意其環保性，將環保元素融入其中，從而和諧可持續發展。

參考文獻

篇13

機電一體化專業課程體系構建是基于學生未來職業要求和技術技能型質量要求的，要充分考慮職業資格考試和技能大賽對教學引領作用，在課程體系中集中體現技術、技能屬性。考慮現有機電一體化專業教學模式，將機電一體化專業課程體系構建為“階段+模塊”、“理論+實踐”的互補體系。機電一體化專業教學課程階段主要包括職業基礎能力培養階段、職業專門技術能力培養階段、職業關鍵能力培養階段和職業拓展能力培養階段四個階段，對學生在未來職業中所需技術技能進行培養，全面提升學生綜合專業能力。機電一體化專業教學課程模塊主要包括基礎課程、技術課程、實訓課程和選項課程四大模塊，其中基礎課程模塊就學生在未來職業中的職業素質和基礎能力進行開發培養，切實提高學生職業綜合素養；技術課程模塊就學生在未來職業中的專業技術能力進行開發培養，主要設置職業技術性課程；實訓課程模塊就學生在職業技術性課程中所學進行實訓教學；選項課程模塊就學生在未來職業中具體工作崗位所需設置的課程，具有較強的專業性和技術技能導向性。

3課程體系總體設計

高校機電一體化專業課程體系的總體設計框架是基于機械工程行業需求，強化學生技術、技能基礎，拓寬機電專業能力，突出未來職業能力，提高綜合專業素質，全面職業發展的課程結構，是面向多方向工作崗位需求，設計大類模塊化課程的體系。機電一體化專業課程體系的總體設計包括集“自然科學+人文社會科學+專業思想教育”在內的基礎課程教育（一個基礎），包括集“電工電子基礎平臺+機械基礎平臺+計算機控制技術基礎平臺”在內的平臺課程教育（三個平臺），包括集“自動生產線方向+機電一體化設備+模具設計和制造+數控技術應用+計算機輔助機械設計”等多模塊課程教育（多模塊）。