对机电一体化技术发展现状及未来发展趋势的思考

  • 投稿国士
  • 更新时间2015-09-28
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陈志礼

摘 要:科学技术与信息化技术日新月异的变化,在其推动下,工程领域也得到了迅猛的发展。机械领域的管理体系、生产方式以及产品结构等都发生了翻天覆地的变化,工业生产正式步入到机械电气化朝着机电一体化的过度阶段。本文主要针对机电一体化技术的发展现状与发展趋势进行了详尽的探讨,仅供参考与借鉴。

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关键词 :机电一体化 现状 发展趋势

改革开放三十多年来,我国的国民经济与科学技术水平都得到了显著的提升,处在这样的背景下,机电一体化越来越受到重视,逐渐开始在社会当中各个领域进行渗透,有效推动了各个学科的相互交叉,同时促进了各个学科的有效渗透,对国民经济的建设与发展发挥着巨大的促进作用[1]。但是相较于发达国家来说,我国当前的机电一体化水平仍然存在较大的差距,所以针对机电一体化的发展现状与发展趋势进行探讨具有一定的现实意义。

一、机电一体化技术的发展现状

关于机电一体化的发展大致可以分为三个部分。上个世纪六十年代为第一个部分,在这个阶段,人们开始尝试应用电子技术的初步成果来完善机械产品性能。因为第二次世界大战的刺激,促使电子技术与机械产品进行结合,战争时期的军用技术最终转化为民用技术,该时期的研究基本上处在自发的状态。因为该时期电子技术的发展水平较低,机电一体化无法实现更为深入的发展,其所开发的产品也不能进行有效的推广使用。

上个世纪70-80年代是机电一体化的第二部分。处在这个时期,通信技术、信息化技术以及控制技术都获得了巨大的突破,为机电一体化的发展打下了坚实的基础。Mechatronics最早在日本被人们所接受,直到80年代其才在世界范围内得到广泛的认可,各个国家都开始重视机电一体化技术。

上个世纪90年代末期为机电一体化发展的第三部分。机电一体化技术正式进入了深入发展的阶段。其一,通信技术与光学技术等进入了机电一体化,微细加工技术也开始逐渐推广,开始出现微机电一体化、光机电一体化等相关的分支领域;其二,针对机电一体化系统的分析、集成方法以及建模设计,众多专家与学者开始针对机电一体化的发展趋势与学科体系都进行了深入的研究分析。与此同时,在光钎技术、人工智能技术以及神经网络技术等相关领域的突破,使得机电一体化技术具有极为广阔的发展空间。

我国在机电一体化技术领域的起步较晚,但国家在80年代末期,出台了一系列促进机电一体化技术发展的政策,提出了在汽车电子、数控机床以及工业机器人等6项共性关键技术与15个优先发展领域的研究课题与方向[2]。通过多年的发展,我国在机电一体化技术已经获得了许多突破性的发展,正朝着国际先进水平努力。

二、机电一体化技术的发展趋势

(一)光机电一体化

所谓光机电一体化技术,指的是机械技术、光学技术、控制技术、信息化技术以及微电子技术的有效整合与交叉,是现阶段众多高兴技术设施与高兴技术产业的基础。其主要包含技术与产品两个层面:光机电一体化产品整合了通信技术、自动控制技术、微电子技术、机械技术以及光学技术等新兴技术,具有极高的附加值与功能;相关产品具有操作便捷、寿命长、适应性强、重量轻以及体积小的优势。通过合理应用光机电一体化技术,可以产生极高的附加价值与功能水平,能够为广大用户与生产商带来良好的经济利润。未来,光机电一体化技术的热点包含光能驱动技术、传感检测技术、激光快速成型技术以及激光技术等。

(二)智能化

智能化是现阶段机电一体化技术重要的发展方向,针对人工智能在机电一体化中的应用研究越来越多,当中数控机床与机器人的智能化就是非常重要的应用。该“智能化”是针对机器行为,主要是在控制理论的体系上,充分吸收混沌动力学、生理学、心理学、模糊数学、计算机科学、运筹学以及人工智能等,使其具有自主决策、判断推理以及逻辑思维等基本能力,以此来获取更高的控制目标。虽然使机电一体化产品获取与人基本相当的智能是不大现实的,同时也是没有必要的,然而,高速、高性能的微处理器给予机电一体化产品低级智能则是非常必要的。

(三)绿色化

上个世纪是机械工业迅猛发展的一个世纪,然而当时的发展基本都是建立在耗费巨大能源与资源的基础上。然而许多能源与资源是不可再生的,随着人们对物质生活的要求及人口数量的不断增长,传统的高投入、高输出模式显然已经不能适应当前的社会形式,机电一体化技术的发展自然也不例外。未来,机电一体化技术的发展要避免传统粗放型的模式,必然朝着能源、资源高效利用的集约型模式,绿色化的发展才是机电一体化技术真正实现可持续发展的目标。

(四)网络化

当前这个时代是信息化技术高度发展的时代,在互联网技术的不断普及与发展过程中,市场竞争环境正在发生巨大的变革。网络化在各行各业中的应用越来越广泛,不但企业内部生产管理要进行网络化控制,并且技术服务在鲜花、消费行为网络化、产品销售网络化以及产品设计虚拟化等都会成为未来市场发展竞争的必然趋势。而机电一体化的新产品一经开发,在短时间内就能够畅销全世界。当前基于网络的监视技术与远程控制技术方兴未艾,远程控制的终端设施本身就属于机电一体化产品。此外,局域网技术与现场总线技术的普及使得家用电器正在朝着网络化的趋势进行发展,应用家庭网络把各类家用电器连接成以计算机为核心的计算机集成家电系统,使得人们能够足不出户就能够享受到各种新兴技术所带来的快乐与便利[3]。所以,机电一体化技术未来必然会朝着网络化的趋势发展。

三、结语

总而言之,机电一体化的不断发展并非孤立的,其是众多科学技术共同发展的结晶,同时也是社会生产力发展到某个阶段的必然要求与趋势。在科学技术持续发展的推动下,各个技术进行整合的趋势必然会越来越多,机电一体化技术未来必然拥有极为广阔的发展空间。

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参考文献

[1]余仕彪.机电一体化精确定位装置及其控制系统的研究[D].上海海洋大学,2013.

[2]贾启升.简述机电一体化技术发展状况及趋势[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊),2012,01:195-196.

[3]姜新嘉.浅析机电一体化技术的应用及发展趋势[J]. 电子制作,2013,08:231.

(作者单位:凉山州职业技术学校 四川凉山州 615000)