机电一体化技术在“中国智造”中的应用探究

哈尔滨电气集团有限公司 张仲国 王超

随着全球制造业竞争的加剧，“智能制造”备受关注。德国、美国、中国相继提出了“工业4.0”、先进制造与工业互联网、“中国制造2025”，世界各国都在努力寻求“智能制造”的新技术。在当今的中国经济结构中，制造业作为国民经济的支柱产业，仍发挥着不可替代的作用[1]。2015 年5 月19 日，国务院正式印发《中国制造2025》，提出了将重点产业逐步实现智能转型[2]。作为当今世界制造业发展的大趋势，智能制造也是中国制造业构筑竞争新优势的关键所在。智能化在机电一体化中的应用对于提高企业产品质量和生产效率意义重大，同时也为“中国智造”的实现提供了途径。

1 机电一体化技术的含义

机电一体化技术是机械设备自动化与智能化发展的产物，是传感器技术、通信技术、微电子技术、计算机技术、与机械技术的相互交叉与融合，是诸多高新技术产业和智能设备装备赖以存在与发展的基础[3]。由于机电一体化技术的快速发展，机械工程领域中相关的机械构造、技术结构、装备性能、生产方式和体系管理变化显著，使制造业进入自动化发展的新阶段。

2 机电一体化技术的意义

机电一体化技术有利于企业的管理力、产品力、服务力和盈利能力，可以实现客户需求的快速响应，使企业的管理技术和产品升级；有利于基于信息化、网络化、智能化实现社会劳动力和专业资源的合理配置；有利于推动中国制造由全球产品链、供应链、价值链从低端进入高端，全面支持中国的产业升级和消费升级；有利于推动中国制造企业不断突破和掌握越来越多的关键技术。

3 在“智能制造”中的应用

随着制造行业的快速发展，智能化发展也将是一个必然趋势。机电一体化技术在智能制造生产中占有极其重要的地位，其应用主要表现在传感器技术、数控技术、智能机器人、数控机床及自动化生产。

3.1 智能传感器技术

智能传感器是集成传感器、微处理器、信息监测与处理功能的器件或装置。从上述定义可以看出，智能传感器是微电子技术、微型电子计算机技术与检测技术相结合的产物，具有测量、存贮、通信、控制等功能，其特点是高精度、高可靠性、高信噪比、高自适应性、高性价比。智能传感器一般主要由主传感器、辅助传感器及微机硬件系统三大部分构成。智能传感器已普遍应用于航天、航空、国防、科技和工农业生产等各个领域中。

3.2 数控技术和数控机床

在智能制造环境的影响下，先进数控技术朝着开放智能化方向迈进，而智能制造技术的发展离不开高档数控机床的应用[4]。中国的数控机床技术目前最多只能做到五轴联动，六轴及以上联动数控机床几乎全部依赖进口，且多点联动的技术与国外差距较大。

3.3 智能机器人

智能机器人是机电一体化技术最先进的应用，其是大量的先进技术结合、多学科交叉的产物。工业机器人可实现多自由度运动，能够根据已设定好的程序实现人类想要的功能。

较早的工业机器人只能根据示范进行简答的重复，适应性和灵活性较差。随着传感器等前沿技术的飞速发展，现在的部分工业机器人可以具备简单的判断与逻辑思维能力，通过复杂的传感器采集系统与计算机运算控制系统作用，能获取工作环境和加工对象的部分信息，通过控制器计算、分析，做出相应决策，对动作进行反馈控制，工业现场实用性越来越高[5]。

4 总结

目前，“德国工业4.0”、美国“先进制造业国家战略计划”、“中国制造2025”、欧盟“IMS 2020”计划以及日本智能制造系统国际合作等国家层面的战略规划正在推动第四次工业革命的迅猛发展，“智能制造”作为其中的技术核心，更是世界各大强国角逐的重点领域。智能化在机电一体化中的应用对于提高企业产品质量和生产效率意义重大，同时也为“中国智造”的实现提供了途径。