浅析机电一体化技术的现状和发展趋势

张文强

摘要：科学技术的快速发展带动了机电一体化技术的广泛应用，从而不仅突破了传统技术，而且还基于原有的层面添加了大量新元素，并且在创新与改革的过程中获得了较快的发展。另外，由于计算机技术的普及，出现了大量性能较好的集成电路，因此，机电一体化技术的应用范围与行业变得越来越广。然而，机电一体化技术水平已经难以符合人们的需求，必须经过不断的改进与完善，才可以确保我国机械行业的发展水平与时代的发展潮流相适应。

关键词：科学技术；机电一体化；发展趋势

1机电一体化技术的简要介绍

机电一体化实际是一整套系统，通过引入电子技术，实现了多种功能的整合，实现了机械装置、电子化设计和应用软件的完美性结合。由于这项技术的不断发展，它已经成为一种具有自身特色并形成体系的新型学科，并在不断地被赋与新内容。从它的基本特征来说，可以这样来进行概括，即，该技术是以系统观点为出发点，实现了包括机械、微电子、计算机等多门群体技术的组合。它可以以系统在功能方面的目标和优化组织方面的目标为基础，实现各个功能的合理性配和合理性布局，使实现特定功能方面体现出功能更多、质量更高可靠性更强和能耗更低，实现整个系统的最优化，在此基础上，产生的功能系统，则发展成为一套机电一体化系统，也可以是一个具备机电一体化的多功能性产品。

2发展现状

大家熟知的典型机电一体化相关产品的种类繁多：机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、CAD/CAM系统等。现代的机电一体化产品甚至还包含了声、光、化学、影像、生物等技术的应用。机电一体化产品渐渐走进各行各业，人们也逐渐认识到机电一体化技术对现代工业和技术发展所带来的巨大变化，因此世界各国均将其作为现代工业技术发展的重要战略之一。现代高新技术的发展对机械设备的要求也相对较高，所使用的设备应具备智能化和自动化等性能，在高新技术的发展和推动下，机电一体化顺应需求而产生。通过微电子、计算机和信息等技术与机械设备相结合，加速了生产产品的结构形式及其生产设备系统的改进。我国的机电一体设计正迈入PLM的全新阶段，把人、生产过程和信息有效地集成在一起，作用于整个企业，历经产品从概念到报废的全生命周期，支持跨领域地从概念提出到产品使用生命结束过程中产品信息的协同产生、管理、分发和使用。组织实施一整套的业务解决方案。同时，机电一体化技术也正在经历着无法估量的挑战，CAMELVIEW作为机电一体化设计系统，无论是从其产品的设计理念，还是从产品的性能和质量检测等多方面，均具有流程化和技术规范化等优点，不仅能够满足用户的要求，还可以在复杂环境中和复杂工况等情况下，产品结果的验证与试验数值十分接近，产品精确度很高。目前日本和欧美等一些先进国家的机电一体化技术相对比较先进，而我国的机电一体化技术还不够先进和完善，但也在持续的发展和改进。随着新技术革命的迅猛发展，我国加大了机电一体化技术的研究力度，并将其确定为国家的重点高技术研究领域，给予优先支持，并取得了一定的成绩。我国机电一体化技术经过多年的发展和积累也取得了巨大进步。但现阶段发展并不十分完善，与同期发达国家相比仍有相当大的差距，机电一体化技术的发展水平仍有待于提高。

3机电一体化技术的发展趋势

3.1网络化

就当前而言，计算机技术具有较好的发展前景。计算机技术比其他技术出现的晚，然而，计算机技术却为人们的生产生活带来了较大的便利，尤其是网络技术。新型信息技术已经成为了教育、娱乐、运动以及生产活动中的一项必不可少的技术。计算机技术不仅推动了企业之间传输信息的频率，而且还规范了企业内部的管理工作，从而使全球各个国家的联系变得更加密切。另外，计算机技术的普及还推动了远程控制技术的快速发展。人们可以远程遥控家中的计算机、电视以及空调等设备，进而为他们的生活提供了较大的便利。远程控制设备就是对机电一体化技术的应用而衍生的产品。在日常生活中，人们可以利用远程技术来开展不同形式的社会活动。既能够同远方的朋友展开交流，同时还可以开展远程教学。从某种程度上来看，此项技术还能够有效地提升人们的生活质量。比方说，如果人们需要清扫家中的地面时，就可以利用远程控制设备对家中的扫地机器人进行控制来清扫房屋。除此之外，远程控制设备还为人们节省了较多的精力，以此来促进其积极地投入到工作过程中，进而加快了社会的发展步伐。基于此，机电一体化技术的网络化在日后必然会成为一种发展趋势。

3.2智能化发展

在21世纪的新时代，人工智能化是机电一体化的必然趋势，对科学家而言，人工智能系统是一个相当复杂的知识处理系统，在该系统中有三部分的问题需要解决，即知识与认知，还有知识的储藏。但它最终问题是模拟出人对于问题求解的过程和推理的思路以及学习的方法。具体来说智能化就是在对机器行为的一种解释，实在运用理论的时候并把人工只能和计算机科学，以及心理学，生理学等等这些相结合。通过对人类智能的模拟，使其在判断推理、自主决策、逻辑思维等能力上得到有效的提升。目前，機电一体化实现智能化方式主要是通过专家系统的遗传算法以及模糊系统，最后的神经网络组成。它们四个相辅相成并没有分明的谁主谁次大家的地位是相同的。随着科技的发展以及技术的不断提高在未来肯定会出现智能系统代替了现在人类专家给它们编辑出来的程序，它们将会有自己的思维和对问题的分析，对问题的推理和后果的思考并做出最正确的决策。

3.3模块化

产品以及技术可以分为机电一体化数学机械，以及软件编程和电子测控这三类。模块化则是三者共有的特点和应用技术，模块技术可以减少开发的成本和降低开发的难度，并且还可以提高产品零件的通用程度因为这样研发一种可以使其他的产品公用，而且还提高了产品的相互兼容性和可配装以及维修的难度，以信息、软件以及机电这三部分进行有机的结合，优化机电一体化的发展前景，具有着高度的自主独立性以及良好的协调能力这样的特点是非常值得其他专业去学习的。并且随着微处理日益发展的以及大家对性价比看的更加重要的前提条件下各种机电一体化的产品更加迅速的出现在我们的市场上，可以通过利用机电一体化在迅速以及方便上的特征，扩大市场。

3.4微型化

微型化是机电一体化技术的另外一种主要发展趋势，随着纳米技术的广泛应用，机电一体化技术也开始向产品体积小、能量消耗少以及便于操作的趋势发展，并且必将会在生物、军事信息等方面得到广泛应用，由于机电一体化微型技术需要细致地加工产品，因此，应该继续针对此项技术展开深入研究。光电一体化技术就是将微电子、计算机、控制以及机械技术进行有机融合，从而使其成为各种高新技术产业与设备的核心技术。另外，此项技术所具备的功能比较强大，产品体积小、适应性较强、便于操作、使用时间也较长，只要对此项技术加以合理应用，就能够获取到较高的经济效益。除此之外，光电一体化技术所应用的领域主要包括激光打孔、刻槽以及光动机器人等。

4结语

机电一体化是多种学科的优点结合起来所发挥出来的，在社会发展中起到积极的推动作用。21世纪中它必然会成为机械工程制造业的主力军，或者可以换种说法会成为改革的主角，它会在各个方面给社会带来效益和社会经济效益。机电一体化的出现不再是独立的它后面会和各个学科的联系有这更加密切的合作。

（作者单位：中铁资源苏尼特左旗芒来矿业有限公司）