如何發展機電一體化

摘　要：機電一體化技術是面向應用的跨學科技術，是機械、微電子、信息和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。今天機電一體化技術發展飛速，對不同學科的交叉與滲入起到了極大的推動作用，加速了工程領域技術革命的歷程。尤其在機械工程領域，在微電子技術和計算機技術的雙重發展中，機電一體的出現改變了原有機械工業的技術、產品結構，使其生產方式和管理體系都發生了巨大變化。關于發展機電一體化的思路與對策研究也已經成為被重點研究的課題之一。
一、機電一體化概述：
　　(一)機電一體化的發展歷程
　　1.機電一體化的萌芽階段
　　20世紀60年代以來，使機械產品與電子技術的結合，機械產品初步應用電子技術來進行性能完善，計算機技術、控制技術、通信技術的逐步發展，都給機電一體化的發展奠定了基礎。
　　2.機電一體化的起步階段
　　20世紀80年代末期，各國都開始加大對機電一體化產品和技術重視，并獲得了極大的發展。這一時期的機電一體化已經在機械產品中被廣泛的應用和深入研究，取得了顯著的成就。我國于80年代初期加強了這方面技術的研究和應用，并由國務院牽頭成立了機電一體化領導小組。
　　3.機電一體化的發展階段
　　20世紀90年代后期，機電一體化技術開始走向智能化發展的新時期;同時，還出現了光機電一體化和微機電一體化的新分支。
　　(二)機電一體化技術的主要應用領域
　　1.數控機床
　　數控機床及其相關數控技術的推廣應用至今已經有了40多年的發展歷程。目前已經有了異常迅猛的發展，主要表現在功能結構、操作和控制精度等多方面，主要表現在：總線式、模塊化、緊湊型的結構及開放性設計方面，能夠將用戶的使用效益擴大到最大化。
　　2.計算機集成制造系統
　　計算機集成制造系統即CIMS，它是一個全局動態的最優綜合。成功將經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理等有機結合起來，優化并極大的挖掘了各生產要素間的配置。
　　3.柔性制造系統
　　柔性制造系統也叫FMS，能夠按照裝配部門的復雜要求完成工作，一般較多應用在多品種、非大批量、設計繁瑣的零件的批量生產中。
　　4.工業機器人
　　機器人經過第一代、第二代到第三代的持續發展，已經完全達到了智能化，能夠做出復雜的邏輯思維和判斷決策等。尤其是受到第五代計算機的影響，第三代機器人已經在工業作業中獨立行動完成工作。
二、機電一體化的未來發展趨勢：
　　(一)光機電一體化
　　一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統和機械結構系統等部分構成。因而引進光學急速，實現光學技術的先天優勢，對改進機電一體化的傳感系統、能源系統和信息處理系統方面，都有著顯著的效果。
　　(二)柔性化
　　也就是自律分配系統化。未來的機電一體化將有較強的柔性，總系統和子系統之間有著獨立又統一的微的關系，這樣能更好的應付突發事件，整體系統不會因為子系統的原因而受到任何的影響。
　　(三)智能化
　　根據信息系統化的發展模式我可以看出，在今后的發展中，機電一體化產品全息型特征越來越明顯，智能化水平也將會越來越高，其系統的層次結構也將從簡單變為復雜，雙向聯系將更加明顯。除此之外，機電一體化產品也將朝著生物系統化的趨勢發展，但這一過程還很漫長，需要經歷很長的一段時間。
　　(四)微型化
　　在當前的實驗中，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，亞微米級的機械元件已被成功研發制造出來。在實際的產品應用中，將不會再有機械和電子的區別，兩者將互為融合、各部分集成在一起、功能優化。同時，體積卻可以變得很小，機電一體化將朝著微型機械學的方向發展。
　　(五)數字化
　　微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎，數控機床和機器人就是主要產物。尤其在計算機網絡不斷發展的及他哪天，虛擬設計計算機集成制造等數字化設計也將成為未來的主要發展方向，并成功實現多種可靠的遠程操作。
　　(六)網絡化
　　當今社會網絡日益普及，各種遠程控制和監控技術都是基于網絡基礎上展開的。這些技術控制應用的終端設備其實就是機電一體化產品。現在的家庭網絡已經成功啟用了計算機集成家用電器系統，這一機電一體化產品的網絡新應用也將朝著更廣更寬的方向發展，未來的生產活動也將朝著網絡化方向發展。
　　(七)人性化
　　機電一體化的應用推廣及產品最終的服務對象都將是人。因此，在未來的機電一體化的應用中，除了完善產品的性能外，產品也必將被賦予智能化、情感化和人性化的特殊要求，使其在造型和顏色方面都將于環境和時代發展相呼應，讓人們在使用中有一種超高境界的藝術享受滿足感。
　　(八)綠色化
　　隨著生態環保理念的推廣，人們的各項生產生活活動都應該考慮到生態效應，機電一體化產品在未來的設計、制造和使用中，也將會以“綠色”理念作為支撐其可持續性發展的一個主要方面。機電一體化產品的低能耗、低耗材、舒適、協調及可再生利用等綠色產品概念，都將成為未來發展的重要指標。
三、機電一體化的對策：
　　(一)統籌安排
　　國家及各地方政府的有關部門，都會有不少相應的發展計劃和規劃，為了不產生開發上的重復和生產上的撞車，各地方部門應該進行深入的調查研究和科學分析。然后，再根據相關的規定，將本地和各自單位的立足點和著眼點作為參考，從宏觀和微觀角度的雙方面考慮，制定出統籌全局的“機電一體化”相應的技術研究策略和開發生產規劃。
　　(二)強化行業的“協會”管理功能
　　當一個行業逐漸形成規模之后，都會產生“協會”。鑒于國家政治體制搞個和經濟體制改革的發展需要，及機電一體化的行業特點等，機電一體化在很多地區的發展都很火爆。因此，積極進行行業協會的建設，通過建立管理體制的確立來加強機電一體化的行業監管，是非常有必要的有效措施之一。
　　(三)加大宣傳改造力度
　　雖然機電一體化已經在多行業企業被啟用，但在技術應用方面仍顯不足。為了更好的創造機電一體化產業的發展規模，使其盡可能的被投資開發利用，應該加強群眾宣傳工作，讓全社會和所有企業都對改造傳統的產業高度重視并充滿決心。通過優化機電一體化的推廣環境來讓其有普及的可能性。
　　(四)開展經濟政策的扶植工作
　　除了營造優化發展環境外，經濟政策上的扶植也非常重要。可以通過創辦技術發展基金、銀行發放貸款和政策傾斜擴大產業規模等的具體方式，來促進技術項目的科研應用和棘手研發改進，支持機電一體化的生產發展。
　　(五)抓重點，攻難點
　　機電一體化是一個覆蓋面異常廣泛的產業，但在實際的社會生產中，由于受到人力、財力和物力等多種限制因素的影響，這就要求我們在開展機電一體化產業發展的過程中，不能盲目的全盤推進，而應該以“分清主次，突出發展重點”的方式進行。這一過程必須做好兩個方面的重點工作：第一，將微電子(計算機)裝置植入或嫁接到傳統機電設備中，使兩者結合;第二，在新產品設計之前，就要考慮到機械與電子的雙重因素，并進行深度的結合，以達到提高工作效能和新產品技術含量的目的，真正實現機電一體化。
四、結語：
總之，機電一體化技術是現代科學技術發展的必然結果，也是信息時代發展新形勢下企業發展的必然趨勢。在機械生產領域實現機電一體化，對促進社會生產和國民經濟的持續健康發展有著重大的作用和意義。同樣，在以微電子技術和信息技術為基礎的基本工作模式下，機電一體化已經成為一門有著自身體系的新型學科，并將隨著科技的不斷進步發展被賦予新的內容。因此，對各高校的專業教學標準要求也在逐步提高，機電一體化技術專業的教學工作任重道遠。