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關鍵詞：機電一體化 發展過程 前景展望
現代科學技術的發展，使得單純的單一學科應用已遠遠無法滿足人類社會的生產生活需要。各學科相互滲透，相互促進，為新的技術改革，知識創新提供契機。機電一體化技術就是在這樣的背景下發展而成的。
一、機電一體化技術簡介
機電一體化又稱機械電子學，英語稱為Mechatronics，它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部分組合而成的。最早提出這一概念的是1971年日本雜志《機械設計》一書的副刊。時至今日，機電一體化這一概念已經廣泛的被接受和應用。
機電一體化技術并不是單純的機械學與電氣或電子學的結合，而是在上述兩種技術的基礎上融合了信息技術，傳感器技術，自動控制技術，計算機技術，接口技術，信號變換技術以及軟件工程技術等多種科學技術，并不斷發展，廣泛應用的一門新興科學技術。
二、機電一體化技術的發展狀況
（一）、世界范圍內的發展
20世紀60年代以前為初級階段。這一時期，人們在生產生活中并沒有刻意的將機械學與電子學技術結合起來，而是不知不覺的利用電子技術的成果來完善機械產品的性能，這便出現了最早期的機電一體化技術。期間發生的第二次世界大戰，促使了機械技術與其他技術的融合。戰后，這些技術由軍用逐漸應用至民用范圍，但并沒有提出機電一體化這一概念，沒有將多技術的結合推廣。
20世紀70到80年代是這一技術蓬勃發展的時期。由于計算機技術的出現和迅速發展，大規模的集成電路和微型計算機開始出現，這位機電一體化技術的發展奠定了堅實的基礎。正是在這一階段，Mechatronics一詞被提出并逐漸被認可，機電產品大量涌現，世界各國逐漸對這項技術給予大力支持。
20世紀90年代開始，機電一體化技術進入新的階段。這一時期，通信技術、光學技術以及微細加工技術與機電一體化技術逐漸結合，出現了微機電一體化和光機電一體化的分支。同時，機電一體化技術本身的研究日益成熟，對機電一體化技術的建模研究、分析和集成方法以及機電一體化的整個科學體系的研究，使機電一體化技術的基礎更加完整，理論體系更加完善。
（二）我國機電一體化技術的發展
[1]我國是從20世紀80年代初才開始這方面技術的研究。國務院成立了由杰出科學家帶領的機電一體化領導小組，并將這項技術列入“863”計劃中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的諸多影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，雖然都取得了一定成果，但與日本、歐美等先進國家相比仍有相當大的差距。
三、機電一體化技術的發展趨勢
在半個世紀左右的發展中，人類生產生活對機電一體化技術不斷提出更高的要求，推動機電一體化技術產品的智能化、模塊化、網絡化、系統化、綠色化和微型化程度快速發展。其中智能化和自動化更是機電一體化技術的重中之重。
智能化是目前形勢下大部分技術所共有的發展方向，也是機電一體化技術與傳統機械技術的重要區別之一。隨著智能控制技術的進一步發展和人工智能技術在生產設計活動中被越來越重視，機電一體化技術的智能化發展迅速。在更高速的微處理器出現以及運籌學、仿生學等技術的輔助下，機電一體化產品更好的擁有人類的部分智能。
機電一體化技術的發展必須標準化、系列化。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。必須制定出一系列標準，將各個單元、接口統一化，以便擴大規模生產。但由于這項技術剛剛興起，做到標準化系列化還很難。
網絡技術迅速發展，為機電一體化技術帶來了新的影響。網絡的普及使得基于網絡的各種機電產品遠程控制得到很大發展。而總線技術和局域網技術的發展，帶動了家用機電產品系統化，集成化的發展。
[2]系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。另一個表現是通信功能的增強。機電產品的發展趨勢是更加注重人格化，機電一體化的人格化有兩層定義，首先，就是模仿生物生理機能，設計各種機電產品。另外，機電一體化產品歸根到底是人在使用，賦予機電產品人的智能、情感、個性愈發重要，其總重目的便是人機一體。
在生態環境問題愈發重要的今天，機電一體化技術的綠色化成為一個新的重要課題。綠色機電產品是指產品在設計、試驗、生產以及回收銷毀等方面對生態環境無害或危害極少，資源利用率高。設計、使用綠色機電產品，是機電一體化技術發展的必然趨勢。
機電一體化技術的微型化指的是機電產品向微型機械及微觀領域發展。這一概念興起于20世紀80年代末，國外稱其為微電子技術。微電子產品體積小、耗能低、靈活性高，可廣泛應用于生物、醫療、軍事等方面。而機電一體化技術微型化的一個挑戰就是必須采用超精加工技術進行生產制造，如果在這一方面有了較大的發展，那么機電一體化技術的微型化將有質的飛躍。
綜上所述，機電一體化技術是社會勞動力發展的產物，也是現代科學技術發展的重要組成部分。機電一體化技術融合多學科種類，使傳統的機械預設方法和預設概念發生著革命性的變化。伴隨著現代科學技術的不斷創新，機電一體化技術的發展前景也將愈發光明。大力發展這一先進技術，不僅是人類文明發展的要求，也是創新理念，振興工業的必經之路。
參考文獻：
[關鍵詞]機電一體化；發展趨勢；現狀
中圖分類號：X734 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）17-0238-02
0 引言
新型技術和新型工藝的不斷涌現促進了機械工業的發展和進步。機電一體化技術的應用深刻地影響著人們的生產和生活。同時，作為衡量一個國家綜合國力的指標，機電一體化技術和各國的通信事業、交通事業以及航天事業等息息相關。因此，機電一體化技術作為一種必然的發展趨勢，已經引起了各國的關注。
1 機電一體化的相關概念
相比于西方發達國家，我國的機電一體化技術的發展步伐相對緩慢[1]。機電一體化起源于20世紀70年代的日本雜志――《機械設計》，是集機械和微電子技術于一體的一門集合技術。機電一體化技術主要是通過將微電子技術、信息技術以及信號接收技術等多種綜合技術進行有效地整合，從而應用于實際的混合技術中。
作為一門自成一體的新型技術學科，機電一體化所涵蓋的技術和產品具有多功能、安全性高以及消耗少等優勢。我國的機電一體化技術由于受傳統工業的影響較大，同時受經濟和技術等條件的束縛，還需要進行不斷地完善和改進。
機電一體化的相關產品和技術主要可以分為三個部分，其分別為電子、相關軟件以及機械三大模塊[2]。作為多種新興技術形結合的產物，機電一體化技術可以充分地利用不同模塊的特點和優勢，設計和制造出更多全新的產品，以更好地服務于人類。伴隨著科學技術的發展和進步，與機電一體化相關的各項技術開始出現相互融合的趨勢，機電一體化技術的應用前景也十分良好。
2 機電一體化技術的發展現狀分析
我國的機電一體化技術大致始于20世紀80年代初期，由于受國際關系的影響，機電一體化技術被列入為“九五”特別發展規劃中。國家相關部分組織機電一體化研究領導小組開展相關會議，對機電一體化的相關技術進行綜合性研究。同時，北京大學、清華大學等國內知名院校和國家研究機構開始逐漸地加大對機電一體化技術的重視。尤其是一些大專院校開始擴大相關專業的招生比例，以培養更多的相關技術性人才和應用人才。盡管如此，我國與西方發達國家的機電一體化水平相比還存在一些差距。
二十世紀九十年代后期發展至今，機電一體化技術開始逐漸地邁向了新階段[3]。以微電子技術作為核心的高科技技術逐漸被應用于工程機械制造領域中，進而改變了我國工程機械長期落后的困境，同時也促進了相關工業制成品的性能的進步，從整體上將我國的工程機械推進了一個全新的臺階。尤其是在一些樓宇建設中電子監控和自動報警的應用中，如果相關的設備和工程機械出現了故障，電子監控設備以及自動報警系統能夠及時準確地為工作人員提供相關信號，以方便工作人員及時地維護和更新。這些設備的應用不僅能夠簡化工作人員的設備維護工作，而且還能夠極大地提高相關人員的工作效率，同時也保障了機械正常運行的安全性。因此，作為現代工程機械發展的一項重要技術，機電一體化技術還需要進一步完善，才能夠更好地為國民經濟發展而服務。
世界上機電一體化技術相對比較成熟的地區主要是分布在歐洲、美國以及亞洲的日本等。這些地區和國家由于具有雄厚的經濟實力和堅實的工業基礎，在機電一體化產品的研發方面取得了重大的成就。例如我們較為常見的辦公設備――復印機，則是美國的一項重大發明。目前，這些國家和地區在機電一體化技術領域不僅擁有高素質的技術人員，而且還具有靈活的經營理念，從而給自身的發展提供了良好的機遇。機電一體化產品已經開始滲透各個生產領域，同時也開始向集成化方向轉變。
3 機電一體化技術的發展趨勢探討
機電一體化技術的發展離不開相關技術的支持。作為一門新興的邊緣性學科，處于發展的良好階段。機電一體化作為一項核心技術，開始逐漸朝著以下三個方向發展：
3.1 生態效益與經濟效益的統籌兼顧
眾所周知，工業革命和科技革命的到來雖然給人類創造了大量的物質財富，同時也給環境造成了巨大的壓力。日益嚴重的工業污染給人們的生活帶來了極大的不便。因此，隨著人類進程的發展，越來越多的企業開始追求生態環保的產品。環保型產品的研發與設計要求其在使用的過程中能夠最大程度地減少對環境的危害，同時又能夠最大程度地利用有效資源創造更多的物質財富。
機電一體化技術將要求企業能夠從生態效益的角度出發，研發和生產更多的環保型產品，從而促進企業的可持續發展。從未來的發展格局來分析，機電一體化信息技術將為生態環保型產品的應用提供堅實的物質基礎。機電一體化技術不僅能夠提高機械的整體功能，而且還能夠地有效克服傳統機械系統的缺陷。尤其是類似傳統造紙工業的發展，不僅會造成嚴重的資源浪費，而且還容易導致水土流失非常嚴重。相反，機電一體化產品的出現將會有效地統籌兼顧生態效益和環境效益，最終促進企業的長遠發展。企業在獲得經濟效益的同時，又兼顧了環境生態效益。機電一體化在這方面顯示出了無可比擬的優越性。機電一體化技術以最大限度地利用現有的能源工藝系統，采用最先進的生態生產技術，創造出無污染、無公害產品。
3.2 現代信息網絡化格局的優化整合
現代信息技術的發展為機電一體化技術的改進提供了良好的平臺。由于機電一體化技術是多種信息技術的綜合體，因此未來的機電一體化產品將逐漸朝著網絡化格局方向發展。例如，我國在十九世紀八十年代中期將工業機器人的相關研究和開發列入為重點發展項目。同時，部分工業企業已經開始將工業機器人應用于實際生產領域，比如相關的水下作業、智能搬運和裝配等。智能化的發展成為了機電一體化技術發展的重要特點。目前，我國的珠江三角洲地區已經有大約100多家企業開始從事工業機器人的研發工作，同時也取得了較為理想的成就。
隨著二十一世紀的到來，各個國家相互之間聯系也開始不斷加強。機電一體化技術的發展也將會對各個國家的工業生產、政治聯系以及教育教學等方面帶來極大便利?；ヂ摼W的應用和普及對遠程監控技術的發展提供了有利條件。比如河南省鄭州市某單位在通信工程的建設中，相關的施工人員可以通過遠程監控控制終端的應用，對各個路段的電纜鋪設進行及時地跟蹤，同時對每一個電纜鋪設的地理環境進行自動檢測，以便于施工人員操作和控制。不僅如此，在通信設備的運行過程中，網絡遠程控制人員還可以通過相關設備對各個線路系統進行檢測，通過系統的提示從而發現潛在的隱患，并且做出及時的決策，提高通信設備管理人員的工作效率。
因此，機電一體化技術在未來的發展過程中將會利用現代信息技術的優勢，構建一個完整的網絡化格局，通過對各個模塊的不斷開發，從而提高產品的整體性能。機電一體化產品將會充分地利用不同模塊的特點迅速地產生更多的衍生產品，從而方便各大行業領域的生產工作。
3.3 微型機械產品的開發應用范圍擴大
網絡化時代的到來，給人們的生產生活帶來了全新的面貌，同時也為機電一體化技術的應用提供了契機。越來越多的微型機械產品開始投入應用，進而提高了相關生產領域的工作效率。由于微型機械產品在材料的選擇、結構的設計以及定位等方面都具有極大的優勢，從而得到了廣泛的應用。
例如，醫學領域中的腹腔鏡手術、胸腔鏡手術等，就是利用微創手術創口小，疼痛輕以及出血少等優點，為患者帶來了福音。同時，超精密加工技術作為機電一體化技術的應用成果被廣泛應用于機床加工以及光學零件加工等領域。尤其是對硬脆材料的精密加工以及拋光等，超精密加工技術都發揮了重要作用。作為尖端技術的象征，超精密加工技術在各個國家的各大領域中扮演著重要的角色。此外，微型機械產品在航天航空事業、信息技術等領域都發揮了其自身獨特的優勢，促進了國民經濟事業的快速發展。微型加工技術以及相關設備的發展速度加快，對微型機械的產生也產生了重要的作用[4]。
因此，機電一體化技術的發展將會使微型機械產品的開發應用范圍不斷擴展。微型化作為一種發展的趨勢也必將會促進機電一體化技術的進步。
4 結束語
綜上所述，機電一體化技術的發展是人類社會進步的文明成果。同時，機電一體化技術的應用還有待于進一步探索和研究。各種新型技術的大融合將會使機電一體化技術日益成熟。因此，在未來的發展中各大企業應該加大對機電一體化技術的科研力度，研發出更多有利于人類社會生產的機電一體化產品，從而促進國民經濟事業的健康發展。
參考文獻
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【關鍵詞】計算機技術 機電一體化 發展趨勢
機電一體化最早出現在1971年日本雜志《機械設計》的副刊上，隨著機電一體化技術的快速發展，機電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應用。隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發展?，F在的機電一體化，是機械和微電子技術緊密集合的一門技術，它的發展使冷冰冰的機器有了人性化、智能化。
一、機電一體化技術的具體內容
1 機械技術
該技術是機電一體化的基礎，著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其他高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統制造工程中，經典的機械理論與工藝借助于計算機輔助技術，同時采用人工智能與專家系統等，形成新一代的機械制造技術。
2 計算機與信息技術
其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。
3 系統技術
以整體的概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目的出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，接口技術是系統技術中一個重要方面，它是實現系統各部分有機連接的保證。
4 自動控制技術
范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統設計，設計后的系統仿真，現場調試，控制技術包括高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。
5 傳感檢測技術
系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。現代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環境的考驗，它是機電一體化系統達到高水平的保證。
6 伺服傳動技術
包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性影響。
二、機電一體化系統組成
1 機械本體
包括機架、機械連接、機械傳動等，是機電一體化的基礎，起著支撐系統中其他功能單元、傳遞運動和動力的作用。與純粹的機械產品相比，機電一體化系統的技術性能得到提高、功能得到增強，這就要求機械本體在機械結構、材料、加工工藝性及幾何尺寸等方面能夠與之相適應，具有高效、多功能、可靠和節能、小型、輕量、美觀的特點。
2 檢測傳感部分
包括各種傳感器及其信號檢測電路，其作用就是檢測機電一體化系統工作過程中本身和外界環境有關參量的變化，并將信息傳遞給電子控制單元，電子控制單元根據檢查到的信息向執行器發出相應的控制。
3 電子控制單元
是機電一體化系統的核心，負責將來各自傳感器的檢測信號和外部輸入命令進行集中、存儲、計算、分析，根據信息處理結果，按照一定的程度和節奏發出相應的指令，控制整個系統有目的的進行。
4 執行器
作用是根據電子控制單元的指令驅動機械部件的運動。是運動部件，通常采用電力驅動、氣壓驅動和液壓驅動等幾種方式。
5 動力源
動力源是機電一體化產品能量供應部分，作用是按照系統控制要求向機械系統提供能量和動力使系統正常運行。提供能量的方式包括電能、氣能和液壓能，以電能為主。
三、機電一體化的發展趨勢
1 智能化
智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智能日益得到機電一體化研究建設的重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使產品具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。
2 模塊化
由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元式一項十分負責但又是非常重要的事還需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。
3 網絡化
20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。因此，機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。
4 微型化
興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型化和微觀領域發展的趨勢。國外稱為微電子機械系統，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療，軍事，信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
關鍵詞：智能 進程核心技術 發展 綠色 機電一體化 發展趨勢
1 機電一體化概述
機電一體化就是將微電子技術引入機械的主功能、動力功能、控制功能、信息功能的研究，并且將機械設備和電子設備通過軟件有機結合而構成的系統的總稱。機電一體化的目的是在科學專業化和深度專業之間達到平衡和兩者的集合，讓系統工程以及解決問題方法出現突破。
“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。首先，機電一體化技術并非機械技術、微電子技術以及其它新技術機械的組合或拼湊，而是基于一定的技術研究，將機械、微電子元素有機整合而成的一種綜合技術。它的發展進程有別于機械加電氣所形成的機械電氣化的發展過程。某些機械部件的原有功能可以通過機電一體化中的微電子裝置代替，這種裝置的應用在一定程度上豐富了機電系統功能，而且機電一體化產品的智能特征改善了機械性能。智能化是機電一體化與機械電氣化的本質區別。
2 機電一體化的特點
2.1 具有綜合性 從某種意義上講，機電一體化技術可謂是一種跨學科的邊緣科學，它將微電子、計算機等多門技術整合于機械主體構造中，使之形成一套一體化的系統。這套機電一體化系統綜合了多門學科的技術優勢，這些技術協調運作，彼此取長補短，使整個機電系統的性能得到最大發揮。可以說，機電一體化技術是具有綜合性的高水平技術。
2.2 廣而強的應用性 機電一體化的目的是基于機械的主體構造通過機電產品的開發，完善機電功能，實現過程控制。機電一體化是當前機械系統的一個主流發展趨勢，它與機械系統能夠有機融合，打破了行業的限制。智能化是機電一體化的主要特點，計算機技術的引入為智能化開辟了廣闊的發展空間。
2.3 多層次的系統化 從本質上講，機電一體化就是將計算機技術、智能技術等多項技術整合于主體機械，不斷優化機械的主體功能，使其形成一套完整的系統。機電一體化注重各種技術（尤其是微電子技術與精密機械技術）的集成，強調主體結構的層次化和系統化。無論從單參數、單擊控制到多參數、多級控制，還是從單件單品生產工藝到流暢、自動化的生產線，直至完成整個機電系統的設計，各個層次的開發和應用都會涉及智能化的機電一體化技術。
2.4 整體的最優化 基于系統工程的設計理念，將智能技術、計算機技術等多項技術有機整合，形成整體優勢，以提高機電系統的主體性能，提高運行效率和附加值，同時達到節能降耗的目的，保護生態環境。比如，應用數控機床、柔性生產線、工業機器人和計算機管理等高端機電一體化系統后，企業就要及時更新觀念，將機電一體化概念引入生產系統，不斷優化生產流程，以壓縮生產周期，滿足不斷增長的社會需求。
2.5 使用簡易化 從產品開發來看，機電一體化技術主要包括技術原理和使機電一體化系統和產品得以實現。作為開發者，除了要具備扎實的理論基礎，對于技術架構也要有豐富的積淀，要有創新精神。從用戶角度來講，無需深入學習機電一體化系統的技術原理，只要掌握機電系統的操作規程，能夠確保系統操作正確、合規，在人機磨合的過程中形成協作關系即可。
2.6 提高了安全性 機電一體化系統的智能技術使系統具備自我保護功能，可以有效規避運行中的故障或風險，確保系統穩定、安全地運行。一些高端機電一體化系統已實現了全自動操作，而且被廣泛應用在海底、高空等惡劣的作業環境中。
2.7 具有高可靠性、高穩定性和長壽命 機電一體化系統發生機械磨損的程度非常小，因而故障少，運行時穩定可靠，系統的服務年限比普通機電系統長。而且某些自診斷、自修復的機電一體化系統甚至可以實現“零故障”。
2.8 具有柔性 柔性是機電一體化系統的特點。根據需要的變化，用機電一體化技術無需改裝系統就可以及時地對系統的結構和生產過程作必要的處理，從系統的觀點出發，根據系統功能目標和優化組織結構目標，以智能、調整、修改，因此機電一體化技術是解決多品種、小批量生產的重要途徑。
3 機電一體化的發展狀況及現狀分析
機電一體化的發展大體可以分為三個階段：①20世紀60年代以前，利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能的初級發展階段；②20世紀70～80年代以大規模、超大規模集成電路和微型計算機為代表的蓬勃發展階段；③20世紀90年代后期，機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段?，F階段，光學、通信技術等領域正循著機電一體化的發展步伐大踏步邁進，微細加工技術開始在機電行業初露鋒芒，光學、通信技術的融入使機電一體化由最初單一的模式逐步衍生出光機電一體化、微機電一體化等多個分支。另一方面，我國現階段在光纖、人工智能和神經網絡等技術領域發展較快，這對機電一體化技術的發展有一定的促進作用。在未來的技術研究領域，機電一體化將有望形成完整的基礎科學體系。
4 機電一體化技術未來的發展
4.1 智能化 智能化是當前機電一體化技術領域的一個未來發展趨勢。智能化是運用控制理論，將計算機科學、混沌動力學、模糊數學、人工智能、心理學、生理學以及運籌學等多個學科有機整合，智能模擬人類的邏輯思維、判斷推理和自主決策等能力，以便得到更高的控制目標。按照目前人工智能技術的研究狀況，未來時間將有可能發展高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，這是人工智能技術研究的一個必然的發展趨勢。
4.2 模塊化 模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元，需要針對各個研究項目制定不同的標準，各部件、單元或借口才能很好的完成配型。但是由于該技術領域存在利益紛爭，當前國內外尚未形成一套統一的標準。但是模塊化的生產理念已逐漸被機電生產領域認可，在未來的機電一體化研究領域，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。
4.3 網絡化 網絡技術在上世紀九十年代風靡全球，帶動了科技研究、工業生產、政治、軍事、教育等眾多領域的技術研究或經濟模式的革新。機電一體化產品的市場前景是廣闊的，產品一經研發，配以網絡技術輔助推廣，必將在短時間內成為業界矚目的焦點?；诰W絡技術的遠程控制終端設備就屬于機電一體化產品其中的一類。另外，現場總線和局域網技術在機電領域的應用，恰恰是機電一體化產品網絡化發展趨勢的最好印證。
4.4 微型化 微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢，泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，但其技術應用尚存在微機械技術這一發展瓶頸，在未來的發展進程中還有待進一步研究。
4.5 綠色化 綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的過程中，資源利用率大幅提高，有利于節約生產成本，而且健康環保，對生態環境的影響程度較小。無論是生產成本角度來考慮，還是從生態保護的角度來分析，機電一體化產品綠色化已是機電研究領域的必然趨勢，具有廣闊的開發前景。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。
4.6 系統化 系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。另外，通信功能除了rs232外，還有rs485、dcs人格化。
5 結語
機電一體化的產生與迅速發展的根本原因在于社會的發展和科學技術的進步。系統工程、控制論和信息論是機電一體化的理論基礎，也是機電一體化技術的方法論。微電子技術的發展，半導體大規模集成電路制造技術的進步，則為機電一體化技術奠定了物質基礎。現代產品的機電一體化進入到實用階段。機械工程及自動化專業人員掌握機電一體化技術與應用中的理論和方法對今后的工作是非常有用的。
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[4]石美峰.機電一體化技術的發展與思考[J].山西焦煤科技，2007（03）.
【關鍵詞】 機電一體化 形成 發展
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，機電一體化產品更日新月異。
解放和發展生產力是人類社會活動的基本任務。隨著時代的進步，人們對于社會生產力的要求也越來越高，傳統的生產設備已經不能滿足需求。至此，人們努力尋找新的生產方式來更好的發展生產力。伴隨著科學技術的發展，人們在不斷地探索研究中，多學科技術之間的碰撞結合，很好的解決了一些實際問題，因此，一些新興的多學科結合技術逐漸興起并得到了很好的發展。以計算機電子技術、機械技術為核心的機電控制領域將給工業及科研等領域帶來更多的實際應用。
上世紀70年代初日本人提出"機電一體化技術"這一概念，即結合應用機械技術和電子技術與一體。機電一體化是以機械技術為基礎，借助計算機與信息技術。采用人工智能技術來實現信息交換、存取、運算、判斷與決策等。 再通過系統技術將各種技術組織起來，實現系統各部分的有機連接，最終實現機構的正常運轉。
機電一體化的發展大體分為三個階段：
20世紀60 年代以前為第一階段，稱為初級階段。
這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時的研制和開發，從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。
20世紀70～80 年代為第二階段，稱為蓬勃發展階段。
這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展， 為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。
20世紀90 年代后期， 開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段， 機電一體化進入深入發展時期。
一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳， 出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面，對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都有了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術、光纖技術等取得巨大進步， 為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究， 將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。
機電一體化的發展趨勢是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。
機電一體化的主要發展方向如下：
1）智能化：智能化是21世紀機電一體化發展的一個重要發展方向。這里所說的智能化是模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求達到更高的控制目標；
2）模塊化：模擬化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品的種類和生產廠家繁多， 研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜和非常重要的事。從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程；
3）網絡化：計算機技術等的發展的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和發展給科學技術、政治、軍事、生活等各個方面帶來巨大改革。基于網絡的各種遠程控制和監視技術的蓬勃發展，網絡化已經成了機電一體化發展的一個必然方向；
4）微型化：微型機電一體化產品體積小、耗能少、運用靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有顯著優勢。也是機電產品的發展的必然趨勢；
5）綠色化：工業的發達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是， 人們呼吁保護環境資源， 回歸自然；綠色產品 概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。因此，設計綠色的機電一體化產品， 具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化， 主要是指使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用；
6）系統化：系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能的大大加強，一般除RS232 外，還有RS485、DCS 人格化。
綜上所述，機電一體化技術是眾多科學技術發展的結晶，隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯， 機電一體化技術的發展前景也將越來越廣闊。由此可見，"機"與"電"已是不可分割的，"機電一體化"將會迎來更好、更持久的發展。
參考文獻
[1]李運華 機電控制[M] 北京航空航天大學出版社。
隨著科學技術的快速發展，機電技術得到了很大的提高，其發展趨勢正向一體化、自動化和智能化方向發展，從而對機電一體化系統中軟件系統的要求越來越高。由于計算機軟件控制系統存在一些不規范的因素，與用戶的期待值有一定偏差，另外，軟件設計中導致整個系統在操作使用上存在缺陷，降低了使用單位的工作效率和生產效益。
一、計算機軟件系統在機電一體化中的重要地位
（一）機電一體化的機礎
自20世紀80年代初開始，隨著中國改革開放的發展，除本身自有的研發不斷提高，引進外資的同時，也帶來了先進的國外技術和管理，通信技術、計算機技術和控制技術日新月異的發展，奠定了機電一體化發展的技術基礎。各種微電子技術、超大規模集成電路技術跨越式的發展，也給機電一體化進程插上騰飛的翅膀。
（二）機電一體化系統的發展方向
智能化是機電一體化系統發展的重要方向。智能化是在控制理論的基礎上，綜合了計算機科學、生理心理學、人工智能學、運籌學和動力這的新方法新思想，具有模擬人類智能的自主決策、邏輯思維和判斷推理能力，從而達到較搞的控制水平。隨著數控機床和機械人在智能化中的應用，高速、高性能的微處理器提供了人的部份智能功能，在機電一體化建設中人工智能的研究和運用，大幅降低了工作人員的工作量，大大提高了企業的經濟效益。
（三）計算機軟件技術在機電一體化的重要作用
計算機技術在機電一體化系統中的重要位置很關鍵，他是機電技術自動化、一體化智能化的橋梁。在整個計算機系統集成里，計算機硬件只是一個運行平臺，他為計算機軟件提供優質高效的數據處理，在此集成系統里，真正起到關鍵作用的是凝聚了設計者心血和智慧的系統軟件，可以說，計算機是機電一體化系統的大腦，而計算機軟件又是計算機的大腦。
二、計算機軟件系統在機電一體化中存在的主要問題
相對機電一體化系統的快速發展，機算機軟件系統缺乏同步的快速反應能力，相對其他領域軟件的應用和程序語言的發展，更是明顯滯后。
（一）編程語言相對滯后
在計算機軟件系統對機電一體化系統的應用開發中，目前主要使用的編程語言是C++、C語言和匯編語言，且多數采用VC、TC、BC作為開發平臺，這些語言和平臺雖然有其他語言不可比擬的優勢，如開發成熟，操作易學易懂，但是相對各類功能更強大的開發平臺，相對滯后。因為，諸如2.2JBuilder、N1玎和JAvA這些開發平臺，他們的高安全性、高速高效、方便快捷的明顯優勢，將會成為今后機電一體化系和其他領域的主流開發工具。
（二）編程風格差
在機電一體化系統開發過程中，從事軟件系統開發的工作人員，多數不專門從事機電一體化的開發人員，他們雖然有奇妙的開發構想和強大的技術實力，但他們在開發過程中無法形成較好的編程風格，在處理勻稱合理的代碼布局、遵守命名規則和清晰的注釋方面，做得不算很好。
（三）軟件系統不能滿足用戶需求
機電一體化系統中，計算計軟件系統主要存的問題，是軟件系統缺少對整個工程理念、系統理念的軟件開發大局觀，他們根據軟件的系統要求來開發，導致開發出來的軟件系統，未能結合用戶的實際情況和需求，不能提供更廣的選擇范圍和更多的非專業用戶，不能按用戶的實際需求量身開發，從而滿足不了用戶的需求。
（四）軟件系統兼容性差
軟件系統兼容性差是機電一體化系統中的軟件系統存在的又一問題，從而導致在軟年系統開發過程中，重復性開發，耗費了大量的人力財力資源。軟件系統開發人員，應對整個國內機電行業和機電一體化的整體進程有較為準確的把握，然后根據這些情況，盡可能考慮到各個方面，開發出一個較強的軟件使用平臺，然后再根據用戶的實際需求情況，在這個平臺上，作出部份修改，這樣的話，既提高了軟件系統的兼容性，也避免了重復開發帶來的資源浪費。
三、機電技術一系化系統中計算機軟件系統開發問題解決措施
第一，提高更高級的編程語言在機電系統中的應用率，這需要機電一體化領域和計算機領域更進一步的融合；第二，需要有專門人員來研究機電一體化系統中，軟件模塊的開發和封裝。以組件的概念來開發軟件系統，研究如何劃分高內聚低耦合的模塊，如何提供模塊的接口，如何盡可能提高軟件模塊的可重復利用率；第三，應在機電一體化系統中的軟件開發中建立工程的概念。從可行性分析、需求分析到具體的設計，再到最后的封裝測試，嚴格按照工程學方法來指導軟件系統的開發，形成良好的開發工作流程。
四、機電一體化系統中計算機軟件系統開發的展望
隨著機電一體化的發展，網絡制造和網絡合作發展迅速。人工智能飛速發展，自動化程度要求越來越高，專業的劃分越來越細，現代控制理論越來越成熟，機電一體化系統需要更高效、更智能化、能提供更高安全性的語言來進行其中的軟件系統開發。提高機電一體化系統中軟件系統的開發效率，解決出現的一些問題，還需要進行更多的研究和兩個領域在更高層次上的融合。采用更高層的面向對象的語言如J烈，A等，它們在網絡的領域可以說是如魚得水，要讓它們更快的觸入到機電一體系統軟件的開發中，從而開發出更適合機電系統的編程語言，適應機電系統中的軟件系統更高的要求和規范。
關鍵詞：機電一體化；自動控制技術；發展趨勢
機電一體化的外文名詞是Mechantronics，起源于日本，是取英語Mechanics的前半部和Electronics的后半部拼合而成的，表示機械學與電子學兩種學科的綜合。目前，國內外對機電一體化的涵義有各種各樣的認識，其各自的出發點和著眼點不盡相同，再加上機電一體化本身的涵義還在隨著生產和科學技術的發展不斷被賦予新的內容。機電一體化技術即結合應用機械技術和電子技術于一體，是現代科學技術發展的必然結果。隨著現代科學技術日新月異的發展，不斷地推動不同學科的交叉和滲透，從而導致整個工程領域的技術革命。
1.機電一體化概要
機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發展，還將被賦予新的內容。機電一體化涵蓋技術和產品兩個方面，只是機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其他新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術由純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械。機電一體化系統由若干具有特定功能的機械和電子要素組成的有機整體，具有滿足人的使用要求的最佳功能。
2.我國機電一體化的現狀
世界范圍內機電一體化的發展大體可以分為3個階段。第一階段也稱為初級階段。20世紀60年代以前由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。第二階段可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。第三階段，20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。
計算機數控機床（CNC）是一種由計算機或專用電子計算裝置控制的高效自動化機床。它綜合應用了計算機技術、自動控制、精密測量和機械設計等方面的最新成就，是典型的機電一體化產品，是機床發展的必然趨勢。
汽車的機電一體化中心內容是以微機為中心通過自動控制來改善汽車的性能，增加汽車的功能，實現汽車降低油耗，減少排氣污染，提高汽車行駛的安全性、可靠性、操作方便和舒適性。近幾十年，國際各大汽車公司都加大了對汽車機電一體化的研究，使其發展有了質的飛躍。
工業機器人（IR）一般應由機械系統、驅動系統、控制系統、檢測傳感系統和人工智能系統等組成，是一種能模擬人的手、臂的部分動作，按照預定程序、軌跡及其要求，實現抓取、搬運工件或操作工具的自動化裝置，是具有發展前途的機電一體化典型產品。
3.機電一體化的發展趨勢
3.1自律分配系統化
未來的機電一體化產品，控制和執行系統有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發事件，被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中，各個子系統是相互獨立工作的，其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統的適應能力(柔性)，又不因某一子系統的故障而影響整個系統。
3.2系統化
系統化的表現特征之一是系統體系結構進一步采用開放和模塊化的結構。系統可以靈活組套，進行任意裁減和組合，同時要求實現多坐標系列控制功能的NC系統。表現特征之二是通話功能的大大加強，即網絡化趨勢。
3.3人工智能化
這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
3.4全息系統化
機電一體化產品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。其系統的層次結構，也由簡單的“從上到下”的形勢而變為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。
3.5綠色化
環境、資源、人口是當今人類社會面臨的三大主題。
3.6微型機電化
微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
3.7面向21世紀的制造模式
一次制造成功，采用成組技術和分組作業方式，按質、按量、按時完成，做到零廢品、零庫存、零設備故障、零環境污染，從以“技術”為中心向以“人”為中心轉變，從“金字塔式多層次管理”向“網絡式管理”、由順序工作方式向并行工作方式、由固定組織
加工向敏捷制造加工轉變。
4.結語
機電一體化的出現并不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，傳統的機械設計方法和設計概念正在發生著革命性的變化。21世紀，機電一體化技術將扮演機械工業的主角，與機電一體化相關的技術還有很多。隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯。我國可以利用后發的成本優勢和廣闊的市場潛力，用全新的方式和更短的時間研發更多具有知識產權的機電一體化產品。隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。
關鍵詞：機電一體化 ,進程, 智能化, 發展
Abstract: along with the development of information technology, mechanical and electrical integration technology development is rapid, "mechanical and electrical integration" is to take machinery, electronics and information technology to organic union, in order to realize the industrial production and process optimization of the whole a high and new technology. Mechanical and electrical integration is refers to the Lord in the equipment institutions function, power function, the information processing functions and control function introduce electronic technology, mechanical and electronic device design and software combined form the floorboard of the system. Mechanical and electrical integration is the modern inevitable outcome of the development of science and technology, this paper introduces the basic characteristics of the electromechanical integration technology, this paper analyzes the development trend of the electromechanical integration technology.
Keywords: electromechanical integration, process, intelligent, development
中圖分類號： TH-39 文獻標識碼： A 文章編號：
“機電一體化”在國外被稱為Mechatronics，意為機械技術和電子技術的有機結合。它是在以微型計算機、機械電子技術深度結合的基礎上，綜合應用機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術，從系統理論出發，根據系統功能目標和優化組織結構目標，對各組成要素間的信息處理、接口耦合、運動傳遞和能量變換進行研究，使整個系統有機結合與綜合集成，并在系統程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質和能量的有規則運動，在高功能、高質量、高精度、高可靠性、低能耗等方面實現多種技術功能復合的最佳功能價值的系統工程技術。
一、機電一體化的核心技術
（一）、機械技術是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其它高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能
上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統制造過程中，經典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術，同時采用人工智能與專家系統等，形成新一代的機械制造技術。
（二）、其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。
（三）、系統技術即以整體的概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目標出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，接口技術是系統技術中一個重要方面，它是實現系統各部分有機連接的保證。
（四）、傳感檢測技術是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。現代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經受嚴酷環境的考驗，它是機電一體化系統達到高水平的保證。
（五）、自動控制技術其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統設計，設計后的系統仿真，現場調試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適
應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。
二、機電一體化的技術基本特征
機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。機電一體化是一個綜合的概念，涵蓋“技術”和“產品”兩方面內容。前者是指包括技術基礎、技術原理在內的、使機電一體化產品得以實現、使用和發展的技術。后者是指采用機
電一體化技術，在機械產品基礎上創造出來的新一代機電一體化產品?！皺C電一體化”已成為當今世界工業發展的主要趨勢，也帶動了傳統機械工業的一場新的革命。機械工業要爭生存，求發展，必須走機電一體化之路。學科隨著科學技術的不斷發展, 還將被賦予新的內容。
三、機電一體化的發展進程
（一）、我國的集成電路產業起步于1965 年，經過30多年的發展，現已初步形成了包括設計、制造、包裝業共同發展的產業結構。微電子技術是現代電子信息技術的直接基礎，如微機控制的數控機床己不再是傳統的機床；又如汽車的電子化導致汽車工業的革命，目前先進的現代化汽車，其電子裝備已占其總成本的70% 。進入信息化社會，集成電路成為武器的一個組成單元，電子戰、智能武器應運而生。雷達的精確定位和導航，戰略導彈的減重增程，戰術導彈的精確制導，巡航導彈的圖形識別與匹配，以及各類衛星的有效載荷和壽命的提高等等，其核心技術都是微電子技術。
（二）、以激光技術為首的光電子技術是未來信息技術發展的關鍵技術，它集中了固體物理、波導光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術的科研成就，成為電子技術與光子技術自然結合與擴展、具有強烈應用背景的新興交叉學科，對于國家經濟、科技和國防都具有重要的戰略意義。
四、機電一體化向智能化邁進
20 世紀90 年代后期，各主要發達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面，對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地，也為產業化發展提供了堅實的基礎。
（一）、智能化是21 世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是其重要應用。
（二）、微型化興起于20 世紀80 年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過
1立方厘米的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。
（三）、系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能的大大加強，特別是“人格化”發展引人注目，即未來的機電一體化更加注重產品與人的關系。一是如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理，研制各種機電一體化產品。
結論：
機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。
參考文獻：
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[關鍵詞]機電一體化;趨勢;技術
一、緒論
現代科學技術的不斷發展,極大地推動了不同學科的交叉與滲透,導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域,由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化,使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化,使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。
二、機電一體化概要
機電一體化是指在機構的主要功能即動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。
機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科,隨著科學技術的不斷發展,還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為:機電一體化是從系統的觀點出發,綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術,根據系統功能目標和優化組織目標,合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值,并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統,則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。
因此,“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。同時,機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術,而不是機械技術、微電子技術以及其他新技術的簡單組合與拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術由純機械技術發展到機械電氣化,仍屬傳統機械技術,其主要功能依然是代替和放大的體力工作。但是發展到機電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外,還能賦予許多新的功能,如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的延伸,具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。
三、機電一體化的發展狀況
機電一體化的發展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段,這一階段稱為初級階段。在這一時期,人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間,戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合,這些機電結合的軍用技術,戰后轉為民用,對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平,機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展,已經開發的產品也無法大量推廣。
20世紀70―80年代為第二階段,可稱為蓬勃發展階段。這一時期,計算機技術、控制技術、通信技術的發展,為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展,為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是:第一:機電一體化(mechatronics)一詞首先在日本被普遍接受,大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認;第二:機電一體化技術和產品得到了極大發展;第三:各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持。
20世紀90年代后期至今為第三階段,開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段,機電一體化進入深入發展時期。一方面,光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳,出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支;另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法,機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時,由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步,為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究,將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。
我國是從20世紀80年代初才開始在這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作,也取得了一定成果,但與日本等先進國家相比仍有相當差距。
四、機電一體化的發展趨勢
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合,它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。因此,機電一體化的主要發展方向如下:
1.智能化。智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究中日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎上,吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。誠然,使機電一體化產品具有與人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速度的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能,則是完全可能而又必要的。
2.模塊化。模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集成減速、智能調速、電機于一體的動力單元,具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣,可利用標準單元迅速開發出新產品,同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準,以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突,近期很難制定國際或國內這方面的標準,但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然,從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業,規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。
3.網絡化。20世紀90年代,計算機等學科技術的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育以及人們日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片,企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術使家用電器網絡化已成大勢,利用家庭網絡(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(computer integrated appliance system, CIAS),使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此,機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。
4.微型化。微型化興起于20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品,并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術,微機電一體化產品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
5.綠色化。工業技術的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面,物質豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態環境受到嚴重污染。于是,人們呼吁保護環境資源,回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品,具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指,使用時不污染生態環境,報廢后能回收利用。