引論：我們?yōu)槟砹?3篇機電一體化現(xiàn)狀范文，供您借鑒以豐富您的創(chuàng)作。它們是您寫作時的寶貴資源，期望它們能夠激發(fā)您的創(chuàng)作靈感，讓您的文章更具深度。
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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(chǎn)機械的可控性、自動化和生產(chǎn)效能。而且，在機電一體化的實際應用中，其表現(xiàn)也非常令人滿意。隨著我國經(jīng)濟規(guī)模的進一步擴大，對機電一體化的發(fā)展水平也提出了更高的要求。而作為機電一體化技術發(fā)展的后起之秀，中國在這方面的進展也表現(xiàn)出了一些獨特的特點。
1.我國機電一體化技術的發(fā)展現(xiàn)狀分析
1.1.發(fā)展速度很快
自從我國實施改革開放的戰(zhàn)略國策以來，經(jīng)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(fā)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(fā)展時期，國家對機電一體化研發(fā)的投入進一步加大，使得我國機電一體化的發(fā)展沒有了后顧之憂；其次，我國經(jīng)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(chǎn)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(fā)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(fā)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(fā)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(fā)展速度非常快，但由于發(fā)展起點比較低，發(fā)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(fā)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(fā)展水平。而且，機電一體化發(fā)展中還存在發(fā)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(fā)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(fā)展步伐就慢得多了。特別在機械技術的發(fā)展上，甚至落后于韓國等中等發(fā)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(xù)努力。
2.我國機電一體化技術的未來發(fā)展趨勢探討
2.1.模塊化發(fā)展
所謂模塊化，指的是在機電產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，將復雜的零部件簡單化，盡量減少零部件的數(shù)量，并盡可能地統(tǒng)一規(guī)格，從而提高機電一體化技術的發(fā)展水平以及機電產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。在傳統(tǒng)技術狀態(tài)下，由于機電一體化產(chǎn)品的零部件比較多，規(guī)格在比較復雜，不僅使得機電產(chǎn)品的運行效率不夠高，也在很大程度上影響了生產(chǎn)效率。為了進一步提高機電技術的整合水平，業(yè)界提出了機電一體化技術模塊化的發(fā)展思路。在西方發(fā)展國家，機電一體化模塊化技術已經(jīng)發(fā)展到了相當高的水平，并且取得了非常好的經(jīng)濟效益，對促進機電一體化技術發(fā)展的作用也非常明顯。但是，我國模塊化技術的發(fā)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(fā)展方向之一。
2.2.智能化發(fā)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(fā)展的一個重要發(fā)展方向。使機電一體化產(chǎn)品具有智能化，就是使機電一體化產(chǎn)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(fā)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(chǎn)品能夠在很大程度上代替認的職能，從而節(jié)約大量的人力資源。而且，智能化程度較高的機電產(chǎn)品還能夠獨立完成一些比較危險的生產(chǎn)任務，從而在最大程度上保證生產(chǎn)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(chǎn)效率。智能化機電技術的中央處理系統(tǒng)能夠自主地處理生產(chǎn)任務，能夠組織生產(chǎn)流水線，還能夠處理一些生產(chǎn)故障。這種智能化的機電一體化技術能夠很容易實現(xiàn)高速自主生產(chǎn)，其生產(chǎn)效率是傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的數(shù)倍甚至數(shù)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(chǎn)品的整體技術水平不夠高，生產(chǎn)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(fā)展的重要任務。
2.3.微型化發(fā)展
隨著集成電路和超高集成電路的不斷發(fā)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(xiàn)出了微型化的發(fā)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(chǎn)品更加便于安裝和應用，也能夠在很大程度上降低生產(chǎn)使用成本。例如美國研發(fā)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(tǒng)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(fā)展
發(fā)展機電一體化技術，開發(fā)機電一體化產(chǎn)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(chǎn)品都是沒有前途的，因此，如何賦予機電一體化產(chǎn)品的人性顯得越來越重要。這就需要，一方面，機電一體化產(chǎn)品將模仿生命機體實現(xiàn)某功能；另一方面，機電一體化產(chǎn)品將注重產(chǎn)品和人的關系，體現(xiàn)出人—機—環(huán)境的高度協(xié)調性。例如，在國內某大型電器生產(chǎn)企業(yè)，就十分看重機電一體化技術和人的有效契合。在布置生產(chǎn)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(xiàn)“人機合一”，該企業(yè)還按照人因管理的理念，要求機電設備的生產(chǎn)廠家針對本企業(yè)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(chǎn)設備時，不僅能夠很快做到得心應手，還大大節(jié)省了體力和精力。
2.5.綠色化發(fā)展
現(xiàn)代工業(yè)在提高人們生活水平的同時，也帶來了非常嚴重的環(huán)境污染。隨著可持續(xù)發(fā)展理念的提出，綠色發(fā)展就成了各行各業(yè)共同的目標。機電一體化技術也是一樣，綠色化的發(fā)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(jié)約能源、節(jié)約材料和少用或者不用有毒材料的原則，進行家電產(chǎn)品的研發(fā)與制造。特別是在生產(chǎn)機電產(chǎn)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(xiàn)環(huán)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(jīng)濟發(fā)展。
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一、機電一體化的概念
機電一體化是指在機構主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統(tǒng)的總稱，其基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，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(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織結構目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。
二、機電一體化技術的現(xiàn)狀
歐美等發(fā)達國家對機電一體化技術研究較早。但在初期，由于電子技術發(fā)展的局限，機電一體化技術發(fā)展緩慢。隨著計算機技術、控制技術、通信技術的不斷進步和大規(guī)模集成電路和微型計算機的迅猛發(fā)展，機電一體化技術有了充分的基礎，得到了極大發(fā)展。到20世紀90年代以后，一方面光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支；同時，由于人工智能技術、 神經(jīng)網(wǎng)絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步， 為機電一體化技術開辟了新的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的理論基礎，逐漸形成完善的科學體系。
我國大約從20世紀80年代初開始在機電一體化方面進行研究和應用， 國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”。在制定發(fā)展規(guī)劃和發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響，許多大專院校、研究機構及一些大中型企業(yè)對這一技術的發(fā)展及應用做了大量的工作，并取得了可喜的成果：人工神經(jīng)網(wǎng)絡、專家系統(tǒng)等研究成果不斷應用到機電一體化技術上來，數(shù)控技術、機器人和計算機集成制造系統(tǒng)等方面也取得了長足的進展。但是我們也清醒地看到，與日本、歐美等先進國家相比我國的機電一體化技術仍有相當差距。
三、機電一體化技術的發(fā)展趨勢
機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發(fā)展進步有賴于相關技術的進步。縱觀國內外機電一體化技術的發(fā)展動向，其發(fā)展的方向主要有智能化、模塊化、網(wǎng)絡化、微型化、人性化、綠色化。
1、 智能化
賦予機電―體化產(chǎn)品以某種程度的智能是機電一體化永恒的追求，智能化是機電一體化技術與傳統(tǒng)機械自動化技術的主要區(qū)別之一，也是21世紀機電一體化技術發(fā)展的主要方向。機電一體化產(chǎn)品智能化的途徑多種多樣，包括模糊邏輯控制技術、專家系統(tǒng)技術、人工神經(jīng)網(wǎng)絡系統(tǒng)、智能工程等。
2、 模塊化
和其他的技術發(fā)展類似，由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但很重要的事。有了標準接口的單元，產(chǎn)品的兼容性大大提高，而且開發(fā)新產(chǎn)品的周期也會更短，這對于機電一體化企業(yè)來說是發(fā)展的必然。
3、 網(wǎng)絡化
20世紀90年代，計算機技術的突出成就是網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡的普及使得基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)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(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術使家用電器網(wǎng)絡化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應朝網(wǎng)絡化方向發(fā)展。
4、 微型化
微型化是機電一體化向微觀領域發(fā)展的趨勢。微型化是精細加工技術發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學Berkeley分校研制出第一個微電機以來，國內外在MEMs工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發(fā)出各種MEMs器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器(壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器)，各種微構件(微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微彈簧以及微機器人等)。
5、 人性化
機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性，使產(chǎn)品和人之間的關系更加和諧顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術享受，這些都對未來的機電一體化產(chǎn)品提出了更高的要求。
6、 綠色化
科學技術的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其設計、制造、使用和銷毀時都應符合環(huán)保和人類健康的要求，以求把對生態(tài)環(huán)境的危害降到最低。
四、結語
機電一體化作為高新技術的重要代表之一，是現(xiàn)代制造業(yè)的基礎和核心。發(fā)展以機電一體化為基礎的現(xiàn)代制造業(yè)將對傳統(tǒng)制造業(yè)的全面優(yōu)化升級起到巨大的促進作用，同時也將對經(jīng)濟的發(fā)展產(chǎn)生巨大的支撐、拉動和提升作用。在市場經(jīng)濟條件下，立足技術創(chuàng)新和自主開發(fā)，機電一體化的發(fā)展前景必將越來越廣闊。
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一、概述機電一體化
所謂機電一體化，指的就是把電子技術引入到機構（包括主功能、信息處理功能、控制功能和動力功能）的各個功能上，把機械裝置和電子化設計以及軟件結合起來所形成的系統(tǒng)。其特征為：它從系統(tǒng)的觀點入手，綜合運用各種技術（包括微電子技術、機械技術、計算機技術、傳感測控技術、借口技術、信息以及其變換技術、軟件編程技術、電力電子技術等）通過系統(tǒng)功能和優(yōu)化組織的目標，實現(xiàn)各功能單元的合理配置和布局，還有實現(xiàn)其他特定功能，同時優(yōu)化整個系統(tǒng)。以上所述而產(chǎn)生的系統(tǒng)構成機電一體化系統(tǒng)，或者是機電一體化產(chǎn)品。所以，機電一體化是以產(chǎn)品和技術為主，而后者是在以上群體技術的基礎上進行有機融合，而不是單純的技術組合和拼湊，而機械電氣化和機電一體化的本質不同就在于此，機械工程技術仍然是屬于傳統(tǒng)機械，最主要的功能還是代替體力，而機電一體化除了能夠通過微電子裝置取代一些機械部件的之前功能外，還賦予了很多其他新的功能（例如自動顯示記錄、自動診斷和保護、自動調節(jié)和控制、自動處理信息以及自動檢測等）。從某種意義上來講，機電一體化既延伸了人的手和肢體，也延伸了感官和頭腦，實現(xiàn)了智能化，這是真正與機械電氣化的區(qū)別。
二、機電一體化的發(fā)展情況
從其發(fā)展情況上來看，大致可分三個階段。第一階段是在二十世紀六十年代，是初級階段，這個時候，人們通過電子技術不斷對機械產(chǎn)品的性能進行完善，尤其是二戰(zhàn)的時候，戰(zhàn)爭加速了電子技術和機械產(chǎn)品的結合，最先是運用在軍隊上，然后開始民用，這對戰(zhàn)后經(jīng)濟的快速恢復來說是件好事。可是當時的電子水平一般，兩者的結合還不夠深入，所以對開發(fā)的產(chǎn)品也不能廣泛推廣。第二階段是在二十世紀七八十年代，這是一個迅速發(fā)展的階段，此時，控制技術、通信技術、計算機技術都為機電一體化的發(fā)展奠定了基礎，很多集成電路和微型計算機都不斷發(fā)展，這樣的物質基礎促進了機電一體化的發(fā)展。第三階段是在二十世紀九十年代，這個階段最明顯的特征就是機電一體化向智能化邁進，因為此時光學還有通信技術被引入到機電一體化當中，而且微細加工技術也在機電一體化中開始發(fā)揮作用，同時建模設計、分析和集成方法、機電一體化的學科體系都開始逐漸成熟，另外，例如人工智能技術、光纖技術以及神經(jīng)網(wǎng)絡技術都在各自領域獲得了成功，這些因素也為機電一體化指明了方向。
就現(xiàn)在形勢來看，我國的機電一體化技術和國外比起來還是有很大差距，從國內外開發(fā)煤礦機電大功率厚煤層點牽引采煤機來分析，其技術分析如下。
第一，總體技術。由國外公司（Eickhoff公司）開發(fā)的SL500系列采煤機，其規(guī)格如下，截高為2米～6米，截割功率為2×825 kW，裝機總功率為1 965 kW。而由JOY公司開發(fā)的7LS5型采煤機規(guī)格如下，截高2米～4.8米，截割功率為2×750kW，裝機總功率為1 860 kW。通過對比來看，國內引進了6LS3，6LS5 和 7LS5 型 6 臺，SL500 型 3 臺，EL3000 型 1臺，最大裝機總功率為1 860 kW，最大截高為5.5米，國產(chǎn)現(xiàn)有的采煤機其規(guī)格如下，最大裝機總功率為1 200 kW，最大截高4.9米，而正在研究的MG750/1820 - GWD 型采煤機，最大裝機總功率為1820KW，最大截高5.5米，通過參數(shù)規(guī)格的對比，唯有最后型號的采煤機才和世界先進水平接軌，之前討論的都是有很大差距。
第二，交流變頻電牽引技術。JOY牽引功率能夠達到 2×110 kW，是最大的，其次是Eickhoff ，其可以達到2×90 kW。而國內牽引功率最大才為2×55kW，即使是正在研究的也只是能和Eickhoff牽引功率持平，也為2×90 kW。交流變頻電牽引采煤機的自動調速技術在國內外都比較成熟，而我國采用的能量回饋型四象限運行的交流變頻電牽引采煤機技術在世界處于領先地位。
第三，工況檢測、故障診斷技術。國外采煤機是微機控制，而且傳感器比較多，信息量比較大，顯示屏大，顯示點也多，能夠通過數(shù)字和曲線的形式顯示，可遠程記錄和傳輸工作數(shù)據(jù)和故障信息。國內只是在研的采煤機其控制系統(tǒng)才和世界水平接軌，其特點如下：實現(xiàn)控制電機變頻調速箱的功率和溫度、液壓系統(tǒng)壓力和溫度以及減速箱油溫，實現(xiàn)恒功率控制和自動調速、記憶截割和區(qū)域速度控制、遠程通訊和集中控制以及多點操作及顯示，還有數(shù)據(jù)存儲等。
第四，自動調高技術。通過位置傳感器和計算機的記憶截割技術實現(xiàn)起來比較容易，例如引入的SL500采煤機擁有的傳感器比較多（同步位置、采煤機位置、機身縱向和橫向傾斜等）具有兩種功能，記憶截割和固定截割高度，現(xiàn)在在用的采煤機能夠實現(xiàn)記憶截割。
第五，遠程通訊和集中控制技術。通過電纜LS500采煤機和順槽集中控制站進行連接，而其又和液壓支架控制系統(tǒng)、工作面輸送機、轉載機和采煤機相連，通過中繼站連接數(shù)據(jù)轉換器，可以集中和遠程控制地面設備和順槽設備。
三、機電一體化發(fā)展趨勢研究
第一，智能化。機電一體化中的智能化現(xiàn)在越發(fā)受到人們的關注，而且應用也越來越多，例如機器人和數(shù)控機床的智能化就是其具體應用，在以后必將是一個發(fā)展方向。
第二，網(wǎng)絡化。計算機技術最突出的就是網(wǎng)絡技術，通過網(wǎng)絡技術實現(xiàn)遠程控制和監(jiān)視的技術一直都在不斷研究，其遠程控制的終端設備本身也是機電一體化產(chǎn)品。
第三，微型化。其在二十世紀八十年代興起，把機電一體化引向微型機器和微觀領域。微機電一體化的產(chǎn)品都比較小，而且能耗也少，比較靈活，在軍事、醫(yī)療信息等方面都有很好的應用。
第四，綠色化。其旨在產(chǎn)品設計、制造、使用和銷毀的過程中，能夠避免對環(huán)境造成污染，不影響人類身體健康，而且不破壞生態(tài)環(huán)境，同時可以回收利用，利用率比較高。
第五，系統(tǒng)化。最明顯的特征就是其總線結構仍為開放式和模式化。系統(tǒng)能夠進行靈活組合和剪裁，而且尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調控制和綜合管理，另外比較突出的特征就是通信功能比較好。
四、結語
總而言之，機電一體化的出現(xiàn)是個必然，其是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段以后，眾多科學技術發(fā)展相互融合的結晶。機電一體化涉及的技術比較多，隨著社會的需求和技術的不斷進步，機電一體化還會覆蓋越來越多的科學技術，它們相互結合的機會越來越多，也定為機電一體化的發(fā)展做好鋪墊工作。
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一、機電一體化技術應用現(xiàn)狀
機電一體化技術，是運用系統(tǒng)綜合利用微電子、計算機網(wǎng)絡、自動化處理、傳感測控、信息變換、自動控制等方面的群體技術，通過把機械設備以及電子技術相結合，使得機械設備的信息處理方面、動力方面以及控制方面的功能進入智能化和自動化狀態(tài)的工程技術。雖然機電一體化在我國的研究和應用起步較晚，但我國自起步開始就不斷加大投入，以期彌補與他國的差距，目前已經(jīng)在一些方面取得較大成就，諸如工業(yè)機器人制造、數(shù)控方面以及計算機系統(tǒng)集成制造等方面。
（一）工業(yè)機器人制造
目前，我國已將工業(yè)方面機器人的操作技術進行了優(yōu)化，機器人的軟件及編程等設計技術和控制技術等關鍵技術得以解決，機器人的規(guī)模和應用范圍逐漸擴大化，相應的配套設備得以開發(fā)。
（二）數(shù)控技術
在數(shù)控技術方面，我國多年來一直借鑒外國先進經(jīng)驗，同時堅持自主研發(fā)，目前產(chǎn)業(yè)形式已經(jīng)成形。關鍵技術都已具有自我研發(fā)能力，生產(chǎn)能力已經(jīng)形成，極大促進工業(yè)眾領域的發(fā)展，已為我國綜合實力的增強發(fā)揮巨大作用
（三）計算機現(xiàn)代集成制造
當前，我國已經(jīng)從CIMS轉變?yōu)椤艾F(xiàn)代集成制造和現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)”。這一系統(tǒng)已經(jīng)對原來CIM/CIMS的內涵進行了從廣度和深度上的擴展，是將人、管理和技術進行綜合集成后的結果。國內對該系統(tǒng)的應用已經(jīng)較為廣泛，具有良好的經(jīng)濟效益。
在計算機技術與集成電路等不斷發(fā)展的基礎上，機電一體化已經(jīng)隨之向更高方面發(fā)展。機電一體化產(chǎn)品的應用已經(jīng)十分廣泛，除日常生活之外，也應用到生產(chǎn)和其他各個方面。還有一些人聚焦到電子智能方面的深入研究上，使其向更加智能化這一目標邁進。可以想見，科技不斷進步的今天，機電一體化技術必將達到更為先進的層次，取得的成果也會更多。
二、機電一體化技術的智能化趨勢
現(xiàn)代社會對科技的要求已逐漸向著智能化、模塊化、網(wǎng)絡化、微型化、環(huán)保化等發(fā)展，這些方向都是未來的主流發(fā)展方向，機電一體化技術要作為機械工程領域的未來，勢必將無法避免與這些方向接軌。而作為引領未來科技主要求的智能化，是機電一體化的發(fā)展必須追隨的方向。
（一）微處理器的發(fā)展與人工智能
自上世紀九十年代后期，人工智能這一模塊已經(jīng)引起人們的廣泛重視，各國紛紛將重點轉移至如何實現(xiàn)更高層次的人工智能化上來。所謂智能化描述的是機器的行為，它是將來自各學科的新思想和新知識充分整合，以控制理論作為基礎，使得機器具有能夠自主決策、簡單邏輯思維和判斷推理等能力。盡管機器不能夠具有和人等同的邏輯思維和判斷能力，但是在一些具有較高性能，運轉速度更快的微處理器的發(fā)展基礎上，令機器智能化實現(xiàn)略微低級的地步是可以實現(xiàn)的。
（二）計算機科技崛起與人工智能
現(xiàn)今社會計算機科技迅速崛起，并且日漸普及，數(shù)字化產(chǎn)品設計和生產(chǎn)具有良好的基礎，虛擬設計和超級計算機等技術已經(jīng)十分先進。數(shù)字化結合到機電一體化當中時就需要其操作軟件達到更高條件，如：操作性強、可靠性高、具自我診斷維護能力等等。實現(xiàn)人工智能化之后，機電產(chǎn)品可具備一定智能，也就能夠實現(xiàn)遠程操作，自我診斷和自我修復這些功能也都是可以實現(xiàn)的。在這一方面，數(shù)控機床有異于傳統(tǒng)機床就在于實現(xiàn)機電一體化，例如智能I/O接口的設置、添加的人機之間對話功能以及智能更新的數(shù)據(jù)庫，其操作和使用等十分便利。
（三）人工智能理論的加入與人工智能
人工智能的進步和發(fā)展繼續(xù)進行過程中，以模糊控制理論、小波理論和神經(jīng)網(wǎng)絡理論、灰色理論以及混沌與分岔等為代表的人工智能理論也已經(jīng)糅合進機電一體化的進程中。光纖技術以及通訊技術的加入，微細加工的拓展，豐富了人工智能理論的內容，為機電一體化的人工智能增加了籌碼，開拓了更為廣闊的領域。
（四）人工智能化與綠色化
科技發(fā)展日新月異，帶給人的不是只有便利，產(chǎn)生的巨大變化當中也包含著對環(huán)境等的影響。機電一體化的受益對象是人，人的智能和情感等人性化體驗相對來說也極為重要，因此也要關注到人機關系，在色彩以及造型方面進行改進使人感覺到協(xié)調一致，滿足人的各類需求，達到更加舒適自然的目的。享受物質的同時，不可避免會對環(huán)境造成一些破壞性的效果，如：環(huán)境惡化，資源浪費。因此可持續(xù)發(fā)展策略應運而生。綠色產(chǎn)品的觀念要深入人心，機電一體化在達到智能化的過程當中，必須兼顧綠色化。
三、結語
機電一體化不可能單獨發(fā)展，它是多門科學技術多種學科交叉發(fā)展的整合和結晶。它是社會生產(chǎn)力達到一定水平之后必然出現(xiàn)的一種技術體系，目前已對人們的生產(chǎn)和生活的水平等的提高起到了極為重要的作用。有許多與其相關的科學技術也都得到了更多的發(fā)展，由此可見技術融合已經(jīng)成為一種趨勢，隨著越來越多的研究深入，一定會出現(xiàn)更多的融合技術，使得技術領域更為便利和有效。在走向更高智能化的道路上，機電一體化的前景必然十分廣闊，帶來更高層次的社會進步。
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二、機電一體化發(fā)展現(xiàn)狀
20世紀60年代以前為第一階段，稱為初級階段。人們利用電子技術的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。在二戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰(zhàn)后轉為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復起了積極的作用。由于當時電子技術的發(fā)展尚未達到一定水平，機械與電子兩技術的結合還不可能廣泛和深入發(fā)展。
20世紀70到80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的迅猛發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質基礎。
20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中展露頭腳，出現(xiàn)了光機電和微機電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統(tǒng)的分析和集成方法、機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，更為機電一體化技術開辟了發(fā)展的廣闊天地。我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用并把機電一體化技術列為“863計劃”中。
三、機電一體化發(fā)展趨勢
1.智能化趨勢
智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。 “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(shù)學、心理學等新思想、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，以求得到更高的控制目標。機電一體化產(chǎn)品不可能具有與人完全相同的智能。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能。
2.模塊化趨勢
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集具有視覺、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(fā)出新產(chǎn)品，也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模，制定各項標準，以便各部件、單元間匹配。從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)規(guī)模化將給機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。
3.網(wǎng)絡化趨勢
網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產(chǎn)等領域都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)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(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)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(chǎn)品。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術使家用電器網(wǎng)絡化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡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(tǒng)，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(chǎn)品朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展是為大勢所趨。
4.微型化趨勢
微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢，泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產(chǎn)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。
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現(xiàn)代的科學技術正以迅猛之勢進行發(fā)展，極大的推動了不同領域之間的交叉滲透與融合，機電一體化就是不同領域之間交融的產(chǎn)物。機電一體化產(chǎn)品是在原有的機械產(chǎn)品的基礎上，融合了微電子技術與計算機的技術所生產(chǎn)出的新產(chǎn)品。機電一體化的產(chǎn)品應用在工業(yè)上，大大提高了工作效率以及工作的質量，已經(jīng)在工業(yè)中得到了普遍的使用。
一、關于機電一體化技術的特點
1、性能得到提高
機電一體化的生產(chǎn)設備在原有的基礎上加以改進，使得它在生產(chǎn)安全以及可靠性的方面都有了很大的提高。機電一體化的產(chǎn)品一般都具有報警、自動監(jiān)視、自動保護、自動診斷等功能。在工作期間如果遇到了一些突發(fā)的狀況，比如過載、過流、短路等一些問題，機電一體化的產(chǎn)品能夠自動采取保護的措施，盡可能的避免或者是減少設備和人身的事故，對于設備使用的安全性有了顯著的提高。
2、效率得到提高
機電一體化的產(chǎn)品大都具有信息自動處理的功能和自動控制的功能。新產(chǎn)品的檢測和控制的靈敏度、范圍以及精度都有了很大的提高。機電一體化的產(chǎn)品通過自動控制的系統(tǒng)對機械進行控制，使機械規(guī)范的進行工作，可以精確的完成來自控系統(tǒng)設定的動作，從而得到最佳的操作，使其不受操作者的主觀因素的影響。不但可以提高生產(chǎn)的效率，也大大的提高了產(chǎn)品的質量。
3使用性能得到提高
機電一體化的設備基本上都是采用了程序控制和數(shù)字顯示的方式，操作臺上的操作按鈕以及操作手柄都已經(jīng)在逐漸的減少，這樣做可以使操作人員進行操作的時候簡單、方便。機電一體化的產(chǎn)品是以程序為根本，電子控制系統(tǒng)根據(jù)已設定好的程序進行指揮實現(xiàn)操作，系統(tǒng)支持重復操作。
4、功能得到提高
機電一體化的設備具有復合功能并且得到了廣泛的應用，適用面也比較廣泛。原有的機械只具有單一的功能、單一的技術，機電一體化的設備技術不再是單純的只是單一技術，單一功能了，具有了復合的技術與功能，使得產(chǎn)品的自動化和功能水平上都有了很大的提高。
5、維護得到提高
機電一體化產(chǎn)品維護和調整都變的方便了很多，產(chǎn)品在進行安裝和調試的時候，是可以通過改變程序的控制來達到改變工作方式的目的。因此，更加的適應不同對象的需要以及現(xiàn)場的參數(shù)發(fā)生變化時的需求。機電一體化的的產(chǎn)品具有自動監(jiān)視的功能和自動化檢驗的功能，可以在工作的過程中針對所出現(xiàn)的問題自動采取措施，使其恢復正常的工作狀態(tài)。
二、機電一體化產(chǎn)品的結構
機電一體化的產(chǎn)品是通過自身內部各個組成部分功能的綜合與協(xié)調來實現(xiàn)它自身的功能。從機電一體化產(chǎn)品的結構方面來看，該產(chǎn)品具有智能化、自動化以及多功能等特點，但是想要實現(xiàn)這種多功能基本需要該類產(chǎn)品中擁有五種內部的功能，就是主功能、檢測功能、動力功能、控制功能以及執(zhí)行的功能，而機電一體化產(chǎn)品或者系統(tǒng)都是由這些功能的組成部分和技術構成的。
1、 機電一體化產(chǎn)品的機械系統(tǒng)
機械系統(tǒng)主要包括機身、機械傳動、框架以及連接等部分。機械系統(tǒng)部分是實現(xiàn)產(chǎn)品功能最基礎的部分，因此對于機械的結構要求也就更高了，需要在材料、結構、幾何尺寸以及工藝加工等方面來實現(xiàn)產(chǎn)品的多功能、高效率、節(jié)能、可靠以及小型輕量等要求。
2、 機電一體化產(chǎn)品的動力系統(tǒng)
機電一體化產(chǎn)品的動力功能和能量都是由動力系統(tǒng)來完成的。動力的系統(tǒng)主要包括電、氣、液等一類的動力源，一般的都是以電力為主的，比如電源、驅動電路、電動機等。
3、 機電一體化產(chǎn)品的傳感與檢測的系統(tǒng)
機電一體化產(chǎn)品在運行中所需要的自身和外在環(huán)境的各種各樣的參數(shù)進行轉換，使其成為能夠測定的物理量，這個過程都是由傳感器完成的。而檢測的系統(tǒng)就是對這些物理量進行精確的測定，從而為機電一體化產(chǎn)品提供運行控制所需要的各個種類的信息。
4、機電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)以及信息處理
為了滿足機電一體化產(chǎn)品的功能和要求，信息處理以及控制系統(tǒng)接收到了檢測和傳感系統(tǒng)發(fā)送的信息，然后對這些信息進行一些處理、運算和一些決策，對正在運行按照要求進行控制，達到控制的功能。在產(chǎn)品中，信息處理以及控制系統(tǒng)只要是用計算機的軟件、計算機的硬件以及各種接口組成的。
5、 機電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機構
機電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機構想要完成要求的動作，控制信息占據(jù)這重要的地位，只有在控制信息的作用下才能完成產(chǎn)品的主功能。 機電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機構基本都是運動部件，經(jīng)常性的采用電液、機械、氣動等機構。
三、機電一體化未來的發(fā)展方向
1 機電一體化的智能化
機電一體化技術中一個重要的發(fā)展方向就是智能化。智能系統(tǒng)廣泛應用得到了機電一體化的研究建設的重視，最重要的應用體現(xiàn)在數(shù)控機床與機器人的智能化，以控制理論為基礎，融合了人工智能、計算機科學、運籌學、心理學、模糊學、混沌動力學等新的思想與方法，對人類智能進行模擬，致使新一代的產(chǎn)品具有了推理、自主決定、邏輯思維等各種能力，得已達到更高的控制目標，更好的為工業(yè)加強效率。
2機電一體化的模塊化
由于現(xiàn)在生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的廠家與種類比較多，所以十分有必要研制和開發(fā)有著標準的機械接口、電力接口、電氣接口、環(huán)境接口模塊。同時還需要制定各項標準，這樣可以方便各個部件，單元的匹配和接口。模塊化將會為機電一體化企業(yè)鋪墊一條暢通的大道。
3機電一體化的網(wǎng)絡化
網(wǎng)絡技術在20世紀90年代是計算機等最為突出的成就。機電一體化的新產(chǎn)品一旦問世，只要是擁有獨特的功能，并且可靠性比較高，質量能夠保證，相信很快就會風靡全球。現(xiàn)在的網(wǎng)絡以及得到了普及，以網(wǎng)絡為基礎的各種遠程操控和監(jiān)控技術正在興盛的時期，而遠程的終端本身就是一種機電一體化的產(chǎn)品，因此機電一體化肯定也會向著網(wǎng)絡的方向發(fā)展。
4機電一體化的微型化
微型化興起于20世紀80年代末，是指機電一體化向微型化的方面發(fā)展，國外稱之為微電子，它的特點是體積小，耗能少，運動靈活。
5機電一體化的系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的特征之一就是將系統(tǒng)的體系結構更進一步采用開放式與模式化的總線結構。系統(tǒng)可以進行靈活的組態(tài)，裁剪和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)的協(xié)調控制以及進行綜合管理。第二個特征就是它的通信功能得到了加強。
總結：
經(jīng)過本文的分析，可以看出，機電一體化并不是一個孤立的個體，是一個由很多科學與領域交叉融合后的產(chǎn)物，隨著時代的發(fā)展以及生產(chǎn)力的需求，機電一體化的發(fā)展是必然的，因此機電一體化的技術將會有著廣闊的發(fā)展前景。
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一、前言
隨著時代的進步，科技的發(fā)展，各個工業(yè)領域的技術開始融合起來，從而大大提高了技術的水平，提高了我國的工業(yè)生產(chǎn)能力。機電一體化就是這樣一個在科技發(fā)展的浪潮中衍生的科技發(fā)展新方向。
二十世紀九十年代后期發(fā)展至今，機電一體化技術開始逐漸地邁向了新階段[3]。以微電子技術作為核心的高科技技術逐漸被應用于工程機械制造領域中，進而改變了我國工程機械長期落后的困境，同時也促進了相關工業(yè)制成品的性能的進步，從整體上將我國的工程機械推進了一個全新的臺階。尤其是在一些樓宇建設中電子監(jiān)控和自動報警的應用中，如果相關的設備和工程機械出現(xiàn)了故障，電子監(jiān)控設備以及自動報警系統(tǒng)能夠及時準確地為工作人員提供相關信號，以方便工作人員及時地維護和更新。
二、機電一體化技術
機電一體化技術．顧名思義．結合應用機械技術和電子技術于一體。隨著計算機技術的迅猛發(fā)展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發(fā)展，成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統(tǒng)技術，應用范圍愈來愈廣。
機電一體化技術具體包括以下內容：
1、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，利用其它高、新技術來更新概念，實現(xiàn)結構上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統(tǒng)制造過程中，經(jīng)典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術，同時采用人工智能與專家系統(tǒng)等，形成新一代的機械制造技術。
2、計算機與信息技術
其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統(tǒng)技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術均屬于計算機信息處理技術。
3、自動控制技術
其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統(tǒng)設計，設計后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現(xiàn)、檢索等。
4、傳感檢測技術
傳感檢測技術是系統(tǒng)的感受器官，是實現(xiàn)自動控制、自動調節(jié)的關鍵環(huán)節(jié)。其功能越強，系統(tǒng)的自動化程序就越高。現(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴酷環(huán)境的考驗，它是機電一體化系統(tǒng)達到高水平的保證。
5、伺服傳動技術
包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統(tǒng)是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質量和功能有決定性的影響。
三、機電一體化的發(fā)展階段
機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段。上世紀60年代以前為第一階段（亦可稱為初級階段）。在這一時期，人們不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰(zhàn)后轉為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復起了積極的作用。
上世紀70～80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。超大規(guī)模集成電路和微型計算機的迅猛發(fā)展，為機電一體化發(fā)展提供了充分的物質基礎。
第三階段，上世紀90年代后，機電一體化技術開始向智能化方向邁進，進入深入發(fā)展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支。另一方面對機電一體化系統(tǒng)的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。
四、機電一體化技術的現(xiàn)狀
機電一體化技術與其他技術的發(fā)展狀況類似，也經(jīng)歷了長期的產(chǎn)生發(fā)展和成熟的過程。在機電一體化概念還未出現(xiàn)時，世界各國的相關科技工作者就已在原有的機械設計基礎之上設計和研發(fā)出了機電一體化的產(chǎn)品。但隨著機電一體化產(chǎn)品的不斷前進和發(fā)展，20世紀70年代初，相關的科技工作者才在長期實踐過程中系統(tǒng)地總結和提出了機電一體化的概念，并在實踐中使其不斷發(fā)展完善。
隨著集成電路、計算機技術等的發(fā)展和普遍應用，機電一體化也得到了新的全面發(fā)展由于具備了形式靈活內容豐富應用廣泛的特點，機電一體化技術在機械行業(yè)中引發(fā)了深層的技術改革，而這種改革又反過來推動了機電一體化技術向全新的方向發(fā)展。現(xiàn)在，隨著技術進步時展，機電一體化技術的應用已深入到社會生活的各個領域，為人類帶來了更為高效的生產(chǎn)和生活方式。
五、機電一體化技術的發(fā)展趨勢
縱觀國內外機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術的發(fā)展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展：
1.智能化
智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用之一。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(shù)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，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速度的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或者人的部分智能，則是完全可能而且必要的。
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(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環(huán)境接口等的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情。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等。有了這些標準單元就可迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。為了達到以上目的，還需要制定各項標準，以便于各部件、單元的匹配。
3.網(wǎng)絡化
20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)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(chǎn)品。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術的應用使家用電器網(wǎng)絡化已成大勢，利用家庭網(wǎng)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(tǒng)（computer integrated appliance system，CIAS），能使人們呆在家里就可分享各種高技術帶來的便利號快樂。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。
4.微型化
微型化興起于20世紀80年代末，是機電一體化向微型機器和微觀領域發(fā)展的趨勢。微機電系統(tǒng)是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件和系統(tǒng)。微機電系統(tǒng)產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術。微機電一體化產(chǎn)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。
5.綠色化
工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)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(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)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(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前景。
六、結束語
綜上所述，機電一體化技術已經(jīng)成為了當下科技發(fā)展的一個新的趨勢，它是眾多學科交叉、共生的結果，對于提高我國的科技水平和人們的生活水平具有很好的推動作用。
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機電一體化是一個綜合的概念，包含了技術和產(chǎn)品兩方面內容，它首先是指機電一體化技術，其次是指機電一體化產(chǎn)品。機電一體化技術是指包含技術基礎、技術原理在內的，使機電一體化產(chǎn)品得以實現(xiàn)、使用和發(fā)展的技術，機電一體化產(chǎn)品是指采用機電一體化技術，在機械產(chǎn)品基礎上創(chuàng)造出來的新一代機電產(chǎn)品。
二、機電一體化發(fā)展現(xiàn)狀
機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段：第一階段（又稱初級階段）是20世紀60年代以前，這一時期人們不自覺地利用電子技術并使之得到比較廣泛的承認；第二階段，機電一體化技術和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展；第三階段，各國均開始極大關注和支持機電一體化技術和產(chǎn)品。
我國從20世紀80年代初開始進行機電一體化的研究和應用，國務院成立了機電一體化領導小組并將其列為“863 計劃”。在制定“九五”規(guī)劃和2010 年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響，許多大專院校、研究機構及一些大中型企業(yè)對這一技術的發(fā)展及應用做了大量的工作。雖然目前國內機電一體化技術與日本、歐美等先進國家相比仍有一定差距，但隨著新技術革命的迅猛發(fā)展，我國加大了對機電一體化技術的研究力度，并將其確定為國家高技術重點研究領域，給予優(yōu)先支持，并取得了一定的成績。
三、機電一體化發(fā)展趨勢
1.智能化
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(shù)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，以求得到更高的控制目標。智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能。
2.光機電一體化
光機電一體化技術是微電子技術、計算機技術、控制技術、光學技術與機械技術的相互交叉與融合，是諸多高新技術產(chǎn)業(yè)和高新技術裝備的基礎。它包括產(chǎn)品和技術兩方面：光機電一體化產(chǎn)品是集光學、機械、微電子、自動控制和通信技術于一體的高科技產(chǎn)品，具有很高功能和附加值；產(chǎn)品具有體積小、重量輕、適應性強、使用壽命長、操作更方便的特點。
3.網(wǎng)絡化
由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)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(chǎn)品。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術使家用電器網(wǎng)絡化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡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(tǒng)，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(chǎn)品朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展是為大勢所趨。
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(fā)展的趨勢，泛指幾何尺寸不超過1cm的機電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產(chǎn)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。
5.綠色化
工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是人們呼吁保護環(huán)境資源。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應運而生，綠色產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，設計綠色的機電一體化產(chǎn)品，具有遠大的發(fā)展前途。
6、柔性化
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機電一體化發(fā)展至今已經(jīng)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(fā)展,還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為:機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā),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、傳感測控技術及電力電子技術,根據(jù)系統(tǒng)功能目標要求,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值, 并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng),則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。因此,“機電一體化”涵蓋“技術”和“產(chǎn)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、微電子技術及其它新技術的簡單組合、拼湊。
2 機電一體化的發(fā)展狀況
機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段。第一階段（又稱初級階段）是20世紀60年代以前，這一時期人們不自覺地利用電子技術并使之得到比較廣泛的承認。第二階段，機電一體化技術和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展。第三階段，各國均開始極大關注和支持機電一體化技術和產(chǎn)品。
我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組,并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業(yè)對這一技術的發(fā)展及應用做了大量的工作,取得了一定成果。但與日本等先進國家相比,仍有相當差距。
3 機電一體化的發(fā)展趨勢
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合,它的發(fā)展和進步依賴并促進相關技術的發(fā)展。機電一體化的主要發(fā)展方向大致有以下幾個方面:
3.1 智能化。
智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視,機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用之一。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(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。誠然,使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或者人的部分智能,則是完全可能而且必要的。
3.2 綠色化。
工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。一方面,物質豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是,人們呼吁保護環(huán)境資源,回歸自然。綠色產(chǎn)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(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求,對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少,資源利用率極高。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境,報廢后能回收利用［6］。工業(yè)的發(fā)展使得資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。綠色化成了時代的趨勢，產(chǎn)品的綠色化更成了適應未來發(fā)展的一大特色。
如果我們把機械產(chǎn)品和制造機械產(chǎn)品的機械裝置統(tǒng)稱為機械系統(tǒng)，則機電一體化技術的功能可歸結為：提高機械系統(tǒng)的性能，完成傳統(tǒng)機械系統(tǒng)不能完成的功能；提高機械系統(tǒng)的智能化程度，使人在更舒適的環(huán)境中工作；提高機械系統(tǒng)的可回收性；降低機械系統(tǒng)的原材料消耗；降低機械系統(tǒng)的能耗；降低機械系統(tǒng)對環(huán)境的污染，可以看出其中至少有3條是和環(huán)境保護有關的。因而，進入21世紀，機電一體化技術的使命是要能提供一種高性能、高原料利用率、低能耗、低污染、環(huán)境舒適和可回收的智能化機械產(chǎn)品，即提供一種能滿足可持續(xù)性發(fā)展的綠色產(chǎn)品。
3.3 網(wǎng)絡化。
20世紀90年代,計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育等日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片,企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)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(wǎng)絡的普及,基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)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(chǎn)品。現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術的應用使家用電器網(wǎng)絡化已成大勢,利用家庭網(wǎng)絡(home net)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(tǒng)(computer integrated appliance system,CIAS),能使人們呆在家里就可分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此,機電一體化產(chǎn)品無疑將朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。
3.4 微型化。
微型化興起于20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(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小,耗能少,運動靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術。微機電一體化產(chǎn)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。
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引言：現(xiàn)代科學技術的發(fā)展極大地推動機械工業(yè)領域的技術改造與革命。在機械工業(yè)領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化，使機械工業(yè)的技術結構、產(chǎn)品機構、功能與構成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”的發(fā)展階段。迄今為止，世界各國都在大力推廣機電一體化技術。在人們生活的各個領域已得到廣泛的應用，并蓬勃向前發(fā)展，不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟、社會和軍事的發(fā)展，而且也深刻影響著機電一體化的發(fā)展趨勢。
1.機電一體化概述
1.1機電一體化的定義
所謂機電一體化就是指通過將微電子技術應用在機械的主功能、動力功能、信息功能以及控制功能等其他功能模塊上，并利用相關軟件將電子裝置與機械裝置有機整合在一起所構成的系統(tǒng)的總稱。從字面上的定義可以看出，機電一體化技術并不是機械與電子簡單的疊加，而是在信息論、控制論和系統(tǒng)論的基礎上建立起來的應用技術。因此，機電一體化涵蓋“技術”和“產(chǎn)品”兩個方面的內容。
1.2機電一體化的關鍵技術
機電一體化的關鍵技術主要包括信息處理技術、精密機械技術、自動控制技術、檢測與傳感器技術、伺服驅動技術以及系統(tǒng)總體技術等幾個方面的關鍵技術，以下將分別給予詳細的說明。
1.2.1信息處理技術
所謂的信息處理技術就是指在生產(chǎn)基于機電技術的相關產(chǎn)品的過程中，對與產(chǎn)品生產(chǎn)過程相關的各種參數(shù)和狀態(tài)以及自動控制有關的信息所進行的處理。
1.2.2精密機械技術
精密機械技術作為實現(xiàn)大多數(shù)機電產(chǎn)品的核心和基礎技術，它是實現(xiàn)大多數(shù)機電產(chǎn)品的相關功能和構造功能的重要前提和首要的技術支撐。
1.2.3自動控制技術
自動控制技術主要包括精度較高的速度控制、定位控制、自適應控制以及補償和校正等技術。而且隨著自動控制技術的不斷發(fā)展以及功能的不斷增強，基于自動控制技術產(chǎn)品的質量在獲得不斷的提高。
1.2.4檢測與傳感器技術
檢測與傳感器技術主要用于實現(xiàn)各種基于機電技術產(chǎn)品運行時的相關參數(shù)、工作狀態(tài)以及其他相關信息的接受，以及參數(shù)和相關信息準確度的檢測，通過檢測以后，將其接受的信息傳送給處理裝置，然后由處理裝置來實現(xiàn)產(chǎn)品運行過程的自動控制。
1.2.5伺服驅動技術
伺服驅動技術主要是基于機電技術產(chǎn)品的驅動裝置設計中的核心技術，它作為驅動設備執(zhí)行操作的重要支撐技術，在很大程度上決定了基于機電一體化技術的產(chǎn)品質量。
1.2.6系統(tǒng)總體技術
系統(tǒng)總體技術是用系統(tǒng)的觀點和方法，從整體目標出發(fā)，將基于機電技術產(chǎn)品的總體功能劃分為若干個各功能模塊，然后結合各個功能模塊的實際情況，找出能夠有效解決各個功能模塊實際需求的可行技術方案，再把相應的技術方案進行匯總，從而設計出合理的功能技術方案。
2.當前機電一體化技術主要的應用領域
2.1數(shù)控機床數(shù)控機床及相應的數(shù)控技術
經(jīng)過40年的發(fā)展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)在:總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構；開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益；WOP技術和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術和實現(xiàn)二、三維加工過程的動態(tài)仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制；大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數(shù)控功能，同時也加強了CNC系統(tǒng)的控制功能；能實現(xiàn)多過程、多通道控制；系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡功能，加強了系統(tǒng)組合及構成復雜加工系統(tǒng)的能力。
2.2柔性制造系統(tǒng)（FMS）
柔性制造系統(tǒng)是計算機化的制造系統(tǒng)，主要由計算機、數(shù)控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產(chǎn)其能力范圍內的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
2.3交流傳動技術
傳動技術在鋼鐵工業(yè)中起作至關重要的作用。隨著電力電子技術和微電子技術的發(fā)展，交流調速技術的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術的發(fā)展，使復雜的矢量控制技術實用化得以實現(xiàn)，交流調速系統(tǒng)的調速性能已達到和超過直流調速水平。現(xiàn)在無論大容量電機或中小容量電機都可以用同步電機或異步電機實現(xiàn)可逆平滑調速。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應用不斷擴大。
3.機電一體化的發(fā)展狀況及趨勢
3.1機電一體化的發(fā)展狀況
機電一體化的發(fā)展大體可以分為三個階段：
（1）20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭刺激了機械產(chǎn)品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰(zhàn)后轉為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟的恢復起到了積極的作用。那時，研制和開發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當時電子技術的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。
（2）20世紀70—80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的出現(xiàn)，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是:mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認;機電一體化技術和產(chǎn)品得到了極大發(fā)展;各國均開始對機電一體化技術和產(chǎn)品給予很大的關注和支持。
（3）20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面，光學、通信技術等進入機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支;另一方面，對機電一體化系統(tǒng)的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時，人工智能技術、神經(jīng)網(wǎng)絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，使機電一體化進一步建立了堅實的基礎，并且逐漸形成完整的學科體系。
3.2未來機電一體化技術的發(fā)展趨勢
在未來，利用高新技術對機電一體化進行改造與提升，機電一體化涉及的學科領域很廣，是一門獨立的綜合性、交叉性學科，我國應更加注重對機電一體化產(chǎn)品的自主開發(fā)與技術創(chuàng)新，利用高新技術對機電一體化產(chǎn)品進行創(chuàng)新設計，推進產(chǎn)品設計的智能化，自動化和快速化，才能趕上或超過世界發(fā)達國家機電一體化水平，提高產(chǎn)品的市場競爭能力。
此外，新一代的機電一體化系統(tǒng)的開發(fā)，設計和研制各種性能優(yōu)良、穩(wěn)定高效的機器人和機電一體化設備，實現(xiàn)各種作業(yè)的柔性化和自動化，使機械設備具有更高的柔性。其具體表現(xiàn)在：
（1）計算機集成制造系統(tǒng)。在CIMS發(fā)展過程中，要注重人機一體化。在CIMS系統(tǒng)，中處于核心地位的過程控制級計算機，應配備必要的硬件和一定的軟件功能。在軟件方面，要做到計算輔助設計(CAD)和計算輔助制造(CAM)與硬件的有機結合，在發(fā)展過程中，要重視基本技術，不盲目追求高度自動化，數(shù)字化，逐步實現(xiàn)機電一體化的柔性、自動化、全局化。
（2）智能制造技術。智能制造系統(tǒng)(IMT)是由智能機器和人類專家組成的人機一體化系統(tǒng)，是在人類專家的指導下，做到人機的有機結合，而不是取代人，智能制造系統(tǒng)具有很強的自律能力。人機一體化能力，高水平的人機一體化(即虛擬制造技術)，在軟件的支持下，有一定自組織能力，自我優(yōu)化能力，自我修正能力，歐美各國都花費了很多人力物力在這方面的研究。
（3）綠色化也是機電一體化未來的一個研究熱點，綠色化是指產(chǎn)品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環(huán)境保護和人類健康的要求，對生態(tài)環(huán)境無害或危害極少，而且是低能耗、低材耗、協(xié)調而可再生的產(chǎn)品。
4.結語
機電一體化是很多學科相互發(fā)展和相互促進的結果，隨著科學技術的不斷發(fā)展和進步，機電一體化相關技術所融合的技術將越來越廣泛，而以機械和微電子技術的有機結合為主體的機電一體化技術將成為機電一體化的必然發(fā)展趨勢，機電一體化的發(fā)展前景非常廣闊。
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隨著科技的進步與工業(yè)的發(fā)展，不同學科之間的相互聯(lián)系共同發(fā)展的現(xiàn)象越來越普遍，這些都極大的推動了社會生產(chǎn)力的進步，使工程技術掀起了一場 革命，促進了機電一體化的形成與發(fā)展。所謂機電一體化，就是指一種幾種學科相互交叉形成的復合技術，其是機械技術與其他高科技技術相互結合而形成的新的產(chǎn)物，也是現(xiàn)代社會發(fā)展形勢下工業(yè)的必然發(fā)展方向。這對于提高機械工業(yè)的生產(chǎn)技術、產(chǎn)品結構、管理模式等都是具有很大推動作用的。目前我國的機電一體化已經(jīng)取得一定的發(fā)展成果，但相較于其他發(fā)達國家來講，還是有著一定的差距，還必須要不斷的進行改革發(fā)展，提高科技水平，以促進國內機電一體化水平的提高。
一、機電一體化的核心技術
一般來講，機電一體化主要是由兩大部分組成，即軟件技術與硬件技術。其中硬件的組成部分大致有機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分，因而若要進一步的提高機電一體化的發(fā)展，就必須要對這些核心技術進行不斷的創(chuàng)新與改進。
1、機械本體技術。機械本體對于機電一體化技術的影響主要體現(xiàn)在其性能的高低、質量的和精度的大小等幾點內容上，而當前的機械主要是以鋼材為主要的原材料，因而在減輕其質量時，可以考慮從更換質輕的材料入手，用非金屬的復合高性能材料作為機械的主要結構材料，以此來減少驅動系統(tǒng)的負荷，以提高控制系統(tǒng)的效率，從而實現(xiàn)降低能耗、提高機電效率的目的。
2、傳感技術。傳感器的最大作用是為了提高其通信能力，即其可靠性的大小、靈敏度與精確度的高低都是影響到機電一體化的技術水平水平的。
傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發(fā)展非接觸型檢測技術。
3、信息處理技術
機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發(fā)展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數(shù)轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。
4、驅動技術
電機作為驅動機構已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發(fā)展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅動單元。
5、接口技術
為了與計算機進行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標準化、規(guī)格化。接口采用同一標準規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。目前，技術人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。
6、軟件技術
軟件與硬件必須協(xié)調一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
二、機電一體化技術的主要應用領域:數(shù)控機床、計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）、柔性制造系統(tǒng)（FMS）、工業(yè)機器人。
2．機電一體化的發(fā)展狀況
機電一體化的發(fā)展大體可以分為3個階段：20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。由于當時電子技術的發(fā)展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品也無法大量推廣。20世紀70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展奠定了技術基礎。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計算機的迅猛發(fā)展，為機電一體化的發(fā)展提供了充分的物質基礎。20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發(fā)展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統(tǒng)的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。
我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業(yè)對這一技術的發(fā)展及應用做了大量的工作，
三、機電一體化技術的發(fā)展前景
縱觀國內外機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術的發(fā)展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展：
1、智能化
智能化是機電一體化與傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一，也是21世紀機電一體化的發(fā)展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件，有力地推動著機電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。
2、系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強，一般除RS232等常用通信方式外，實現(xiàn)遠程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關系，如何賦予機電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構造研究某種新型機體，使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
3、微型化
微型機電一體化系統(tǒng)高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，是機電一體化的一個新的發(fā)展方向。國外稱微電子機械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故在生物醫(yī)學、航空航天、信息技術、工農業(yè)乃至國防等領域，都有廣闊的應用前景。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。
4、模塊化
模塊化也是機電一體化產(chǎn)品的一個發(fā)展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標準單元迅速開發(fā)新產(chǎn)品，同時也可以不斷擴大生產(chǎn)規(guī)模。
5、網(wǎng)絡化
網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展對機電一體化有重大影響，使其朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。機電一體化產(chǎn)品的種類很多，面向網(wǎng)絡的方式也不同。由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)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(chǎn)品。
6、綠色化
工業(yè)的發(fā)達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染，于是綠色產(chǎn)品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產(chǎn)品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境，報廢時能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。
綜上所述，機電一體化技術是眾多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它促使機械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性的變革，使傳統(tǒng)的機械設計方法和設計概念發(fā)生著革命性的變化。大力發(fā)展新一代機電一體化產(chǎn)品，不僅是改造傳統(tǒng)機械設備的要求，而且是推動機械產(chǎn)品更新?lián)Q代和開辟新領域、發(fā)展與振興機械工業(yè)的必由之路。
篇12
一、我國配電網(wǎng)建設的現(xiàn)狀
如今，我國有意識地改變原先的“重發(fā)電、輕輸送配電”的現(xiàn)狀，并取得了一定的成果，使得整體上配電網(wǎng)的設置都趨向了正規(guī)、合理。但是由于我國在配電網(wǎng)規(guī)劃上發(fā)展較晚，依舊存在一些不合理的因素。
1.基礎差、底子薄。基礎差、底子薄是我國配電網(wǎng)建設的真實寫照。在過去的電網(wǎng)建設中，由于缺乏早期的勘測、考察和規(guī)劃，導致我國配電網(wǎng)的設置分布不合理，供電線路較長，損壞較嚴重。一些城市出現(xiàn)了市中心電源豐富，周邊村落電源稀少的現(xiàn)狀，這種情況致使一些周邊農村長期處于沒有電用的狀態(tài)。
2.電路結構不合理，轉換復雜、不靈活。我國在電網(wǎng)建設中呈現(xiàn)出電路復雜、互相交錯、難以移動等現(xiàn)象。近電遠送、電網(wǎng)接線復雜、迂回供電、專用線路占有主線路過多等不合理的安排也為之后重新建設新電路結構帶來了極大的不便，也增大了電路維修的困難。
3.供電質量下降，故障多。由于基礎差、底子薄，加上線路設置的不合理，就必然會影響供電的質量和效率，降低了供電的可靠性。直到現(xiàn)在還有很多地區(qū)都在采用架空線輸送電能的方式，這也直接影響著供電的可靠性。同時，采用這種架空線路的方式，故障出現(xiàn)的頻率較高，容易引發(fā)電路漏電、觸電等事故的發(fā)生，增加了危險性。
二、我國城市配電網(wǎng)規(guī)劃存在的問題分析
由于一直傾向于對發(fā)電能源的開發(fā)，很少關注于基礎的配電網(wǎng)的建設，致使我國電力事業(yè)建設出現(xiàn)偏頗。隨著科學技術的不斷發(fā)展和信息產(chǎn)業(yè)的出現(xiàn)，高速度、高質量、安全、可靠成為了人們對電力發(fā)展的新要求。這也迫使專家和相關的工作人員對配電網(wǎng)規(guī)劃作出了重新的審視，對城市配電網(wǎng)的規(guī)劃進行了新的研究，并取得了一定的成果，但基于各方面的因素，我國城市配電網(wǎng)規(guī)劃還面臨著一些問題。
1.城市發(fā)展不穩(wěn)定。國家建設部2003年提出“以人為本，以安全舒適為基礎，重新調整修改城市建設規(guī)劃”。該規(guī)劃指出，各個城市應根據(jù)自身特色和現(xiàn)代化建設的需求，重現(xiàn)對出現(xiàn)的不合理的城市規(guī)劃進行修改，將城市規(guī)劃的重點放在危房改造、處理城市垃圾、緩解低收入家庭的住房條件的目標上來，同時建設相應的市政基礎設施和文化設施，努力改善城市綜合服務和人居環(huán)境。這個規(guī)劃的提出對于城市電網(wǎng)建設來說既是好事，也是難題。城市規(guī)劃標準的提高必然影響著城市電網(wǎng)建設的提升，但是由于每個城市的發(fā)展狀況都不一致，而且也在不斷改進和變化，這給城市電網(wǎng)配電網(wǎng)的規(guī)劃帶來相當大的困難。
2.城市規(guī)劃的銜接存在問題。城市電網(wǎng)規(guī)劃的銜接問題一般分為兩方面，城市電網(wǎng)規(guī)劃和城市規(guī)劃銜接存在問題，城市電網(wǎng)建設和城市建設銜接存在問題。這兩者相輔相成，互相影響。城市規(guī)劃包含電網(wǎng)規(guī)劃，電網(wǎng)規(guī)劃又對城市規(guī)劃起著至關重要的作用。依據(jù)規(guī)劃進行建設，所以也導致城市建設與電網(wǎng)建設之間有著很深的摩擦。城市在規(guī)劃中一般是同一時間編制，所以在面臨突發(fā)問題時不能及時快速地進行修改和協(xié)調，導致了城市規(guī)劃與電網(wǎng)建設規(guī)劃之間出現(xiàn)問題。另一方面，城市建設和電網(wǎng)建設有時候不能同時建設，這樣也導致了資源的極大浪費。
3.配電網(wǎng)規(guī)劃數(shù)據(jù)難以統(tǒng)計收集。配電網(wǎng)在建設過程中需要海量數(shù)據(jù)進行考證和收集，以保障能做出合理有效的電網(wǎng)規(guī)劃，同時還要注意各方面的因素。如前期考證、收集數(shù)據(jù)時耗費大量的人力資源，花費大量成本等，這都需要我們事先做好規(guī)劃。但是這樣的復雜大工程，其實施難度可想而知，也是擺在我們面前的一個巨大難題。
三、城市配電網(wǎng)規(guī)劃問題的若干解決措施
城市配電網(wǎng)規(guī)劃牽扯著國家現(xiàn)代化建設的步伐，更對整個電力系統(tǒng)的發(fā)展具有重要意義，所以我們要排除萬難，將城市配電網(wǎng)的規(guī)劃落實到實處，真正為電網(wǎng)建設的可靠性和經(jīng)濟性、安全性做好先驅保障工作。結合筆者多年來的工作經(jīng)驗，分析當前解決城市配電網(wǎng)規(guī)劃問題的措施，為在以后配電網(wǎng)建設中指明一些方向。
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2機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
我國機電一體化技術發(fā)展始于上世紀六十年代，從一片空白到當前人工智能技術的廣泛應用，這充分證明了我國機電一體化發(fā)展飛快，并且很快的成為影響人們生活和生產(chǎn)不可或缺的重要技術基礎。當前隨著集成電路和計算機系統(tǒng)技術的快速發(fā)展，我國機電技術發(fā)展也朝著更高層次方面去前進，無論是我們經(jīng)常使用的電視機，還是工業(yè)生產(chǎn)中使用的流水線生產(chǎn)設備，或者是電子數(shù)碼產(chǎn)品，都可以看到機電一體化技術的應用。但是相對于國外其他國家機電一體化發(fā)展水平來講，當前我國機電一體化發(fā)展還存在很多缺陷和不足，具體來講其主要體現(xiàn)在以下幾個方面的內容：其一，機電一體化產(chǎn)品質量難以保證，很多機電產(chǎn)品還處于較低的層次中，難以在激烈的市場中占據(jù)有利地位，屬于機電一體化產(chǎn)品體系中的最低層次；其二，機電一體化的技術基礎比較薄弱，自主研發(fā)能力欠缺，專業(yè)化機電一體化設計人才缺乏，難以保證機電一體化技術創(chuàng)新發(fā)展；其三，機電一體化技術進步趨勢不明顯，高水平的機電一體化產(chǎn)品在整個工業(yè)體系中的比重不大，其對于經(jīng)濟增長造成的影響也不是很明顯。當然隨著人們對于機電一體化產(chǎn)品的認知不斷提升，需求不斷增加，國家政策環(huán)境不斷完善，科研創(chuàng)新能力不斷提升，上述的各種問題都將一一解決，由此引領我國機電一體化技術朝著更加理想的方向發(fā)展和進步。
3機電一體化的發(fā)展趨勢
立足當前機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀，依照當前機電一體化發(fā)展規(guī)律和特點，對于機電一體化的發(fā)展趨勢進行預測，并且依照這樣的預測結果去引導機電一體化的技術創(chuàng)新和理論研究工作，是很有必要的。具體來講，當前機電一體化的發(fā)展趨勢主要呈現(xiàn)在以下幾個方面：
3.1光學化
原始機電一體化系統(tǒng)主要是有傳感系統(tǒng)，能源系統(tǒng)，信息處理系統(tǒng)，機械結構等部件構成，相信隨著光學技術的融入，不僅僅使得傳感系統(tǒng)，能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)的性能得以提升，還打開了機電產(chǎn)品設計的新格局，即光機電一體化。其特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：其一，層次多，覆蓋面積比較廣泛；其二，結構不斷簡化，方便操作；其三，精度得以不斷提高，功能朝著多樣化發(fā)展；其四，可靠性不斷提升，保證了穩(wěn)定運行，并且有著較高的使用壽命。
3.2智能化
機電一體化技術的智能化，主要是指將計算機技術運用到機械設備中去，只要輸出簡單的程序命令，就使得機械設備按照理想的方式去運行。其技術優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：技術應用范圍比較廣泛，需求的技術人員不多，實現(xiàn)了勞動力的縮減，可以達到資源優(yōu)化配置的作用；其二，依靠智能技術，使得機械設備能夠做好簡單重復操作的工作，但是在人工智能技術體系不斷健全的背景下，機電一體化系統(tǒng)下的機械設備活動能力將越來越靈活，甚至可以具備基本的邏輯判斷思維，能夠自發(fā)的根據(jù)情況進行自我決策，以達到預期的運行效益。以數(shù)控機床的誕生為例，其就是利用數(shù)控技術，采用計算機對于機械加工過程進行控制和管理，發(fā)揮驅動單元和機械執(zhí)行的效能。
3.3環(huán)保化
為了機電一體化的發(fā)展同樣需要秉持可持續(xù)發(fā)展觀，處理好機械設備運行與資源消耗，經(jīng)濟發(fā)展質量之間的關系。因此，新時代的機電一體化也需要向著環(huán)保化的方向發(fā)展和進步。具體來講，其主要體現(xiàn)在：其一，在進行機電一體化產(chǎn)品設計的時候，融入環(huán)保理念，將生產(chǎn)，包裝，使用和銷毀等多個階段考慮進去，本著提高資源利用率，減少環(huán)境污染的目的，去進行優(yōu)化設計；其二，從機電一體化能耗消耗的方向入手，保證機電一體化系統(tǒng)效益發(fā)揮的同時，實現(xiàn)機電一體化能耗量的降低，引導其朝著集約化的方向發(fā)展和進步。
