国内机电一体化的应用现状和趋势

摘 要：机电一体化作为一项综合性技术,是现代科学技术发展的产物.本文介绍了机电一体化技术的基本情况和发展背景,以及国内机电一体化技术的应用现状,并分析了机电一体化技术的未来的发展趋势.

Abstract：Mechanicalandelectricalintegrationisthemoderninevitableouteofthedevelopmentofscienceandtechnology.Thispaperintroducedthebasicsituationoftheelectromechanicalintegrationtechnologyanddevelopmentbackground,aswellasthedomesticpresentsituationoftheapplicationofelectromechanicalintegrationtechnology,andanalyzedthemechanicalandelectricalintegrationtechnologyofthefuturedevelopmenttrend.

关 键 词：机电一体化；应用现状；发展趋势

Keywords：mechanicalandelectricalintegration；applicationsituation；developmenttrend

中图分类号：TH-39文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）08-0110-02

0引言

众所周知,现代科学技术极大地推动机械工业领域的技术改造和革命.迄今为止,世界各国都在大力推广机电一体化技术.近些年来,我国的计算机技术和微电子技术得到了长足的发展.在此基础上,这些技术被广泛应用到了机械工业领域,形成了机电一体化,不仅对机械工业的产品功能、构成和技术结构产生了重要影响,而且也给机械工业的生产方式及管理体系带来了巨大变化,使工业生产从“机械电气化”时代迈入了“机电一体化”阶段.在人们生活的各个领域已得到广泛的应用,不仅深刻影响着机电一体化的发展趋势,而且深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展,并以蓬勃的生机向前发展[1,2].

1机电一体化概述

机电一体化的概念最早是1960年代末由日本安川电气公司提出,是将机械和电子技术集成结合起来所构成的系统的总称.作为一门新型学科,机电一体化已经建立起了一套自身的体系,并且随着科技的进步不断得到充实和更新.机电一体化的基本特征表现在：它从系统的视角出发,成功将微电子技术、机械技术、自动控制技术、信息技术、计算机技术、传感测控技术及电力电子技术的应用有机结合起来.作为一种系统工程技术,机电一体化通过对各功能单元进行合理布局与配置,使这些功能的高质量、高可靠性、低能耗价值得到了充分的体现,实现了优化系统的目的.一个所谓的机电一体化产品或机电一体化系统就由此产生.所以,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面[3].需要特别指出的是,机电一体化技术并不是微电子技术、机械技术等新技术的简单拼凑,而是将以上技术群进行有机融合的综合技术.正是这一点,使机电一体化在概念上与机械电气化相区别.从发展历程看,尽管从纯技术发展到机械电气化,但这样的机械工程技术仍属传统机械.进入到机电一体化阶段后,其中的微电子装置不仅具有了和某些机械部件一样的功能,而且还具备了诸如自动处理信息、自动检测、自动调节与控制等许多新的功能.形象地说,机电一体化产品不仅可以替代人力去完成许多机械劳动,实现人手和肢体的延伸,而且还拥有了智能化特征,实现了感官与头脑的延伸.这一点也在功能上将机电一体化与机械电气化区别开.这个定义强调它将扮演越来越重要的角色机电整合.它在复杂的非线性上下文包括电脑和数字信号处理器（dsp）,它存储和处理信息、通讯和互联网,这发送信息,以及各种计算机辅助设计（CAD）软件[4].

2国内机电一体化技术应用现状

当前我国正处于市场经济的发展阶段,尽管较之以往我们的机电产品出口取得了显著的成绩,但是仍然不能忽视存在的问题.正确对待机遇和挑战,思考并解决当前存在的问题无疑会有助于提高我国机电技术产品的水平和性能,对于完善我们的市场经济制度也大有裨益.从促进产业结构调整,推动完整的机电一体产业形成的角度看,我们的机电一体化面临以下两点任务：其一,要进一步推动传统工业技术升级,实现节能高效,这就需要对传统产业进行微电子技术改造.其二,大张旗鼓地开发自动化、数字化、智能化机电产品,促进产品的更新换代[5,6].

首先,在技术政策上,要对能耗高、效率低下、不符合环保标准的传统产业进行限制,加快对落后产品的淘汰.同时,要鼓励对传统产业实施机电一体化技术改造.

其次,我国机电一体化产业覆盖面广,发展迅速,而我们的财力、人力和物力是有限的,产业的规划和发展不可能面面俱到,所以我们应建立机电一体化行业“协会”性质的统管合作机构,并赋予其职能,既有利于深入的行业调查,指导行业布点布局的调整,发展重点项目,又有助于制定出纵览全局的“机电一体化”发展计划和战略规划,以避免开发上重复、生产上撞车.

再次,通过“协会”的有效组织和广泛宣传,一来可以建立行业信息发布平台,及时分享更多的行业内部信息,二来可以增加产业在社会上的认知,使行业内外都重视和支持“机电一体化”的发展,既可以吸引外商到我国投资发展“机电一体化”的眼球,又可以更加方便合理调配资源.同时,尽管人民币升值短期内会减缓我国机电产品出口,但对技术贸易来讲,却可以利用此时的时机,大量引进相关产业的先进技术,反哺自身加工业,提高企业的利润空间.作为世界上最大的发展中国家,大力发展机电一体化技术,用微电子技术改造传统产业,开发数字化、智能化机电产品,既是振兴我国传统机电工业的新鲜血液和源动力,也是一条促使机电行业产业、产品结构调整日益完善的捷径[7,8].3机电一体化技术发展趋势

Microelectro-mechanical系统（MEMS）一直是一个近年来热门研究领域.它也是一个快速增长的行业,它们的大小已经超过100亿美元,数以百万计的MEMS一直在等产品汽车安全气囊和喷墨打印机.MEMS技术已经应用到开发微型光学开关来处理高卷数据和话音通信的通信.MEMS本身是一个机电一体化极好的例子.作为另一个措施,表示的重要性小型化、美国政府投资270美元在2000年在国家纳米技术倡议关于人口统计学的改变,AE报告中,“人口统计学是第二强大的力量改变世界的经济和社会.在未来40年,世界人口预计将将增长50%左右.婴儿潮一代将进入高级成熟度然后年老.“然后,报告触动了几个具体的方面包括欧洲和日本人口迅速老龄化趋势.虽然报告中没有讨论AE,这种趋势将激励机电朝着人性化方向发展,如护理机器人的研发被称为人类友好的机电一体化.美国机械工程师协会（AE）最近发表了一份报告,题为《机械工程在21世纪的发展趋势》,其内容主要介绍了从20世纪到21世纪机电一体化的进展和今后发展的趋势.它从以下四个类别描述了工程学的变革趋势：技术变革、人口变革、经济变革和社会变革.随着科技的进步,以下八个领域将会是机电一体化发展的主要途径：信息技术、微型化、材料科学、生物工程和医药、能源、运输、环境工程和制造业等[9,10].

4结论

在经济全球化趋势逐渐增强,市场竞争日趋激烈的当今社会,机电一体化的发展对优化本国的产业结构和发展本国经济具有至关重要的作用.机电制造思维是基于现代工程教育而逐步兴起和发展起来的.机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物.当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的发展前景也将越来越光明.总而言之,机电一体化技术作为机械技术,信息技术,电子技术和计算机技术的融合、发展与延伸,在经济社会不断建设发展的过程中占据着极为关键的地位.我们需要明确机电一体化技术未来发展方向,妥善处理机电一体化技术在发展过程中面临的问题与障碍,推动机电一体化时代的全面发展.

[6]贾启升.简述机电一体化技术发展状况及趋势.中小企业管理与科技（上旬刊）,2012,（1）：195-196.

[7]刘耀海.浅谈机电一体化技术的应用与发展趋势.信息系统工程,2012,（10）：89-95.

[8]闫金鹏.浅析机电一体化的应用及前景.价值工程,2012,（14）：52-53.

[9]黄梦奇,曹世华.浅议机电一体化技术的现状与发展.装备制造技术,2012,（3）：91-92.

[10]马洪喜.试论我国机电一体化技术的发展现状和趋势.科技资讯,2012,（2）：27.