探讨机电一体化的未来发展现状及趋势

　　摘要：随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，机械电气化模式逐渐被淘汰，机电一体化成为新的发展潮流。在机械工业的发展过程中，工业结构、产品功能、产品构造、企业管理体系都发生了根本变化，本文就此展开深入探讨，仅供参考。

　　关键词：机电一体化； 发展现状； 对策；

　　1 相关概念及定义

　　1.1 机电一体化

　　随着科学技术的不断更新，机电一体化被赋予了新的内容，逐渐形成了一门自成体系的新型学科。但即便如此，机械一体化仍然采用系统观点，运用了包括微电子技术、计算机技术、接口技术等在内的多种群体技术，甚至信息技术、信息变幻技术、软件编程技术等其他技术也逐渐融入到其中。机电一体化通过合理布局各功能单元，形成最优的、质量极高的系统工程技术。而机电一体化产品，便是在此基础上产生的新功能系统[1].

　　1.2 机电一体化系统

　　"技术"和"产品"是机电一体化的两个主要要素，机电一体化不是多项技术的简单拼凑，而是多种技术的有机统一、充分组合后形成的一种新型综合技术。因此，"电气+机械"与机电一体化有本质的区别。

　　2 机电一体化的发展现状

　　机电一体化的进一步完善，对人类社会的发展具有不可忽视的意义。因此，当前相关领域的学者通过大量研究，为机电一体化的完善和相应科学体系的形成进行了深入的探索。多学科交叉综合发展是机电一体化的主要发展趋势，通过结合包括电子、控制、计算机、信息等在内的多项学科内容，实现相关技术的进一步发展和完善，为人类生活带来福音[2].

　　2.1 智能发展

　　机器人与数控机床结合是机电一体化技术向智能化发展的重点。因此，在机电一体化的建设过程中，人工智能逐渐成为了主要的研究内容，获得国内外高度重视。智能化主要是对机器人行为的描述。在机电一体化发展过程中，通过进行理论控制，并融合包括心理学、计算机科学、运筹学、人工智能等在内的多项新思想和新内容，使机器人具有模拟人类智能的能力。在决策推理上，使机器人具有自己的判断能力和自主能力，逻辑思维方式也逐渐向人类靠近，并在此达到更高的控制目标。因此，模块化成为其中一项极为艰巨的工程。智能发展对于机电一体化的长远发展具有非常重要的意义。

　　2.2 标准发展

　　研制和开发机电一体化产品单元是一项十分重要的工作，这项工作将会直接决定机电一体化革新的效率及质量。但是在具体的标准机械接口、动力接口、环境接口等研制过程中又不得不面对十分繁杂的生产工序；再加上生产厂家众多，产品种类繁杂，使得产品的研究和开发变得更加复杂。因此，为了开发出既能够大规模生产，又能够满足定制标准的新产品，厂家应当充分利用标准单元的优势，通过研发出集减速、智能调速、电机等优势于一体的动力单元和能够做到视觉处理、图像处理等多项功能的控制单元，以保障各个单元、各个部件在匹配和接口时能够顺利进行[3].

　　2.3 依托网络

　　一个不容忽视的关键因素在于，网络技术是计算机技术发展过程中所取得最突出的成就，政治、军事、教育，乃至日常生活都在网络技术的影响之下实现了飞速的变革。网络将全球经济、生产进行了紧密连接，使企业竞争具有全球化特点。随着网络的普及，远程控制终端这一机电一体化产品也得到新的变革，远程控制技术、监视技术迎来了新一轮的革新热潮。并且机电一体化产品具有独到的功能，若质量符合标准，在全球市场的销售上也将会十分火热。

　　3 机电一体化的未来发展趋势

　　3.1 智能化趋势

　　新世纪以来，数控机床与机器人的智能结合是机电一体化中人工智能发展的代表性应用模式。事实上，使机电一体化产品具有低级智能才是利用高速微处理器进行智能化改造的核心内容，这也是当前机电一体化发展的可行性渠道和必要性方向，过于追求人类思维反而是不现实的[4].

　　3.2 微型化趋势

　　目前，亚微米级的机械元件在实验室中被成功研发出来，若该元件能够融入到实际产品的生产应用过程中，那么机械部分和控制器之间的界限将被完全抹去，实现融合。传感器、CPU、机体等部件也可以充分结合在一起，组成小体积的自律元件。因此，当前微型机械学成为了机电一体化向微观领域和微型机械领域深入研究的基础内容之一。

　　3.3 一体化趋势

　　机械一体化系统由能源系统、传感系统、信息处理系统等部件构成。而将光学技术引入到机电一体化技术的研发中，有利于能源系统、传感系统、信息处理系统的改进和优化。

　　3.4 全球化趋势

　　随着计算机网络技术的成熟，无论是全球生产还是全球经济，都被网络连成了一个整体，网络全球化也成为了企业竞争的主要特点，若能够生产出质量可靠、功能齐全的机电一体化新产品，那么将会得到来自世界的广泛关注。并且，近几年来计算机网络技术日益深入到人们的日常生活中，使人们的生活也焕发出全新的面貌。作为机电一体化产品的远程控制终端设备，随着网络的普及也会进一步朝着全球化的发展方向前进。

　　3.5 环保化趋势

　　当前，人类物质需求旺盛而可利用资源不足，生态环境也不断恶化。从而能够实现保护环境、节约资源的绿色产品应运而生。绿色产品是指产品不破坏环境，能循环利用。因此，产品在具体的设计使用过程中，应当始终将"保护环境、符合人类健康要求"作为最高原则，提高资源利用率，降低生态环境危害的可能性。虽然在具体操作过程中所需要耗费的成本相对较高，对技术的要求也更加困难。但从总体上来讲，仍然具有良好发展前景。

　　3.6 人格化趋势

　　从两个方面探求机电一体化的人格化内涵：1）人是机电产品使用对象，因此，如何将机器人尤其是家用机器人的智能性、情感性进行优化升级，实现人机一体化，在产品研发过程中显得愈发重要。在研发过程中，将模仿生物机理作为另一项重要发展方向。当前，机电一体化装置在科技革新的影响下，对信息具有极强的依赖性，在机器工作过程中，其具体的工作行为与生物的活动具有诸多相似之处。比如说，机电一体化系统是否能够进行工作，其决定因素在于信息决定系统；生物是否能够充满活力，处于存活状态，在于大脑是否能够进行思考。虽然当前仿生学研究领域对其进行了深入研究，使机电一体化产品在更新过程中有新型的机体作为支撑。2）如何使新型机体具有生命力，仍然是核心难点。生物的特点在于机体与大脑相互统一，相互帮助，而机电一体化产品是否能够达到生物系统标准，其核心重点便在于硬件和软件是否能够相互联系，融为一体。因此，当前我们在生物系统的研发过程中，对相应的理论和技术探究不够深入，基础还不够牢靠，为了使机电一体化产品能够进一步发展，具有逼真的人格化特点，还需要我们不断地研究和探索。

　　4 机电一体化的发展对策

　　当前我国机电一体化产品大多依赖于进口，国内自行研发的机电一体化产品受研究时间较短、研究技术较弱的影响，产品的数量、档次和质量都无法充分满足市场的需求。因此，还要对机电一体化技术进行更加深入、更加全面的探索。

　　4.1 强化统筹，加快研究规划

　　当前我国具有众多机电一体化研究开发部门和单位，并且不同单位之间的发展策略也各有差异，甚至存在冲突。因此，为了使机电一体化能够顺利发展，尽可能减少单位之间的摩擦，便需要有关部门对其进行全面深入地分析和调查，在此基础上为机电一体化研发单位制定出科学、高效的研究计划和生产规划，实现统一管理，全局发展。

　　4.2 规范管理，发挥集体作用

　　当前，我国必须成立一个专业的机电一体化行政管理机构，以规范当下大热的机电一体化产业。只有按照专业的管理体制规划，才能避免出现"政出多门"的问题，保障机电一体化行业能够在我国经济体制、政治体制深入改革的国情之下全面发展。从当前各相关部门进行综合分析，加强"机电一体化协会"的建设，并为其赋予专业的行业管理职能是当前最好的管理方法。与此同时，还要不断扩大协会的领导机构，通过办公室、秘书处的建设，制定行业发展计划，使机电一体化行业在相关办事机构的协助下，不断壮大经济实体，寻找到行业新的突破口，通过科学的行业布局，抓好机电一体化这一重点工程的前进方向，实现相关项目的持续健康发展。

　　4.3 严控能耗，加强环保支持

　　及时淘汰机电一体化技术落后产品，促使传统产品在技术上进行转型。与此同时，还要加强支持力度，使传统产业实现产业转型、产业优化，并通过设立优先立项、技术开发、大力表彰等方法，激励相关领导单位和相关科研人员全身心地开展技术研发。

　　与此同时，还应当设置相关的科技专项费用、科技专项基金等经济支持政策，为机电一体化研究和相关应用项目的开发提供资金支持。银行等金融机构也应当在资金贷款上向机电一体化技术发展倾斜。此外，还应当成立机电一体化专项发展基金，为其提供支持。要大力加强群众宣传，为机电一体化发展创造良好的社会环境，形成全社会重视、支持机电一体化发展的良好氛围。机电一体化产品的研发和生产离不开外资的投入，也离不开相关政策的扶持。因此，引进外资，为机电一体化技术研发企业提供政策扶持，是实现机电一体化迅速发展资源高效配置的有效途径。

　　4.4 突出重点，实现分层发展

　　受人力、物力、财力的限制，机电一体化产业无法迅速扩大覆盖范围，在具体的发展过程中，难以做到面面俱到。这就要求在机电一体产业的发展过程中，应当分清主次任务，进行大胆取舍。因此，必须要做好"面上"的工作和"提高"的工作。"面上"的工作则是对传统行业进行改造，将电子信息技术融入到产业发展过程中。比如说，植入相关的微电子器到传统机电设备上，使"电子""机械"这两项技术初步实现结合；而"提高"工作，则在于实现机械与电子的深度融合。在产品的设计过程中，把两者进行统一，做到真正的产品机电一体化。

　　5 结语

　　综上所述，作为社会生产力发展到一定阶段的必然产物，机电一体化随着社会科学技术的不断深入发展，多技术融合成为其主要发展趋势，是多向技术的智慧结晶。相信，机电一体化将迎来更加广阔的发展空间。

　　参考文献

　　[1]门玲杰。机电一体化技术的发展趋势分析[J].集成电路应用，2019,36（11）：118-119.

　　[2]赵向威。试析机电一体化技术的应用及发展趋势[J].科学技术创新，2019（29）：195-196.

　　[3]孙志鹏。机电一体化技术在煤炭企业中的应用及发展趋势[J].门窗，2019（17）：242.

　　[4]孙永林。试论机电一体化技术的应用及发展趋势[J].南方农机，2018,49（1）：106+111.