機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文機(jī)電一體化發(fā)展前景.pdf

1 畢業(yè)論文畢業(yè)論文 題目題目：機(jī)電一體化發(fā)展前景機(jī)電一體化發(fā)展前景 2 目錄目錄 摘要3 關(guān)鍵詞3 正文3 一、機(jī)電一體化概要3 1、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展.4 (1) 數(shù)字化4 (2) 智能化4 (3) 模塊化4 (4) 網(wǎng)絡(luò)化4 (5) 人性化4 (6) 微型化5 (7) 集成化5 (8) 帶源化5 (9) 綠色化5 2、機(jī)電一體化產(chǎn)品.6 二、機(jī)電一體化的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) .6 三、機(jī)電一體化的未來發(fā)展9 四、我國發(fā)展“機(jī)電一體化”面臨的形勢(shì)和任務(wù)12 1、我國“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢(shì).12 2、 我國“機(jī)電一體化”工作的任務(wù)13 五、發(fā)展機(jī)電一體化的對(duì)策13 1、加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃.13 2、強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會(huì)”作用.13 3、優(yōu)化發(fā)展環(huán)境、增大支持力度.13 4、突出發(fā)展重點(diǎn)，兼顧“兩個(gè)層次”.14 結(jié)束語14 參考文獻(xiàn)15 3 摘要摘要 在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向 機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品 機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生 產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階。 關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化發(fā)展系統(tǒng) 前言前言 一、機(jī)電一體化概要 機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控 制功能上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所 構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。 機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科，隨 著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括 為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技 術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、電力電 子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根 據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置與布局各功能單元，在多 功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使 整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一 個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此， “機(jī)電一體化”涵蓋“技 4 術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。 1、機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算 機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的 進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、 人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。(1) 數(shù)字化微控制 器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和 機(jī)器人；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路， 如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件 具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。 數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。(2) 智能化即要求 機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主 決策等能力。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌 與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了 廣闊天地。(3) 模塊化由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多， 研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn) 品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào) 速電機(jī)一體的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元；具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功 能的電機(jī)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些 標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。(4) 網(wǎng)絡(luò)化由于網(wǎng)絡(luò)的普 及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠(yuǎn)程控制的終 端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器 網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中 心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們?cè)诩依锟沙浞窒硎芨鞣N高技術(shù) 帶來的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。給人 們帶來無窮的知識(shí)和方便。(5) 人性化機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使 5 用對(duì)象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得 愈來愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造 型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對(duì)人來說還是一種藝術(shù)享受， 如家用機(jī)器人的最高境界就是人機(jī)一體化。(6) 微型化微型化是 精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱 MEMS)是指可批量制作的，集 微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路，直至 接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自 1986 年美國斯坦福 大學(xué)研制出第一個(gè)醫(yī)用微探針， 1988 年美國加州大學(xué) Berkeley 分校研 制出第一個(gè)微電機(jī)以來，國內(nèi)外在 MEMS 工藝、材料以及微觀機(jī)理研究 方面取得了很大進(jìn)展，開發(fā)出各種 MEMS 器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感 器（壓力傳感器、微加速度計(jì)、微觸覺傳感器） ，各種微構(gòu)件（微膜、 微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機(jī)器 人等） 。(7) 集成化集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合 和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時(shí)處理加 工、裝配、檢測(cè)、管理等多種工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的 自動(dòng)化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。(8) 帶源化是指 機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電 池。由于在許多場(chǎng)合無法使用電能。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展 方向之一。(9) 綠色化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變 化，在物質(zhì)豐富的同時(shí)也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以， 人們呼喚保護(hù)環(huán)境，回歸自然，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這 種呼聲中應(yīng)運(yùn)而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、 協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀時(shí)應(yīng)符合環(huán) 保和人類健康的要求，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí) 6 不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品可分解和再生利用。2、機(jī)電 一體化產(chǎn)品 機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)(整機(jī))和基礎(chǔ)元、部件兩大類。典型的機(jī) 電一體化系統(tǒng)有：數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器 儀表、電子排版印刷系統(tǒng)、CADCAM 系統(tǒng)等。典型的機(jī)電一體化元、 部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型 電機(jī)、傳感器、專用集成電路、伺服機(jī)構(gòu)等。這些典型的機(jī)電一體化 產(chǎn)品的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、市場(chǎng)前景分析從略。 機(jī)電一體化的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 機(jī)電一體化發(fā)展至今已經(jīng)成為一門自成一體的新型學(xué)科, 隨著科 學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展, 必將被賦一予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為 機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā), 綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、 自動(dòng)控制技術(shù)、 、汁算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測(cè)控技術(shù)、電力電子技 術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù), 根據(jù)系 統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo), 合理配置與布局各功能單元, 在多功 能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值, 并使整 個(gè)系統(tǒng)最終達(dá)到最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng), 就 成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此, “ 機(jī)電一體化” 涵蓋“ 技術(shù)” 和“ 產(chǎn)品” 兩個(gè)方面。只是, 機(jī)電一體化技術(shù)是基 于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù), 而不是機(jī)械技術(shù)、微電子 技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電 氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械 工程技術(shù)由純 技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化, 仍屬傳統(tǒng)機(jī)械, 其主要功能依然是代替和放 7 大的體現(xiàn)。但一一機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以 分為個(gè)階段。世紀(jì)年代以前為第一階段, 這一階段稱為初級(jí)階段, 在這一時(shí)期, 人們不自覺地利用電子技術(shù)的初步成果來完善機(jī)械產(chǎn)品 的性能, 特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間, 戰(zhàn)爭(zhēng)極大地刺激了機(jī)械產(chǎn)品 與電子技術(shù)的結(jié)合, 這些機(jī)電相結(jié)合的軍用技術(shù), 戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用, 對(duì) 戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起到了積極的作用。從當(dāng)時(shí)研制和開發(fā)的總體上 看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平, 機(jī) 械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展,已經(jīng)開發(fā)的產(chǎn)品 也無法大量推廣使用。世紀(jì)一年代為第二階段, 可稱為蓬勃發(fā)展階段, 這一時(shí)期, 計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展, 為機(jī)電一體化 的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì) 算機(jī)的迅猛發(fā)展,為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。世 紀(jì)年代后期, 開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段, 機(jī) 電一體化進(jìn)人深人發(fā)展時(shí)期。一方面, 光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)人了機(jī)電 一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳, 出現(xiàn)了光機(jī)電一 體化和微機(jī)電一體化等新分支另一方面對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè) 計(jì)、分析和集成方法,機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入 研究。同時(shí), 由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取 得的巨大進(jìn)步, 為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究, 將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體 系。使人們有更好的發(fā)展，給人類帶來生活的方便。機(jī)電一體化 的發(fā)展趨勢(shì)機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息 等多學(xué)科的交叉綜合, 它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和 進(jìn)步。因此, 機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下智能化智能化是世紀(jì)機(jī) 電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè) 8 的研究日益獲得重視, 機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這 里所說的“ 智能化” 是對(duì)機(jī)器行為的描述, 是在控制理論的基礎(chǔ)上, 吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和 混沌動(dòng)力學(xué)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(biāo)。模塊化 是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多, 研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī) 電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減 速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元, 具有視覺、圖像處理、識(shí)別 和測(cè)距等功能的控制單元, 以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這 樣, 可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品, 同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模這 需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn), 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(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn), 但可以通過組建一些大企業(yè) 逐漸形成。顯然, 從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定, 無論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品 的企業(yè), 規(guī)?；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。網(wǎng)絡(luò)化世 紀(jì)年代, 計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛 速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育、日常生活都帶來 了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片, 企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng) 也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來, 只要其功能獨(dú)到, 質(zhì) 量可靠, 很快就會(huì)暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及, 基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程 控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾, 而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體 化產(chǎn)品。因此, 機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。微型 化微型化興起于世紀(jì)年代末, 指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng) 域發(fā)展的趨勢(shì)。國外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng), 泛指幾何尺寸不超過的 9 機(jī)電一體化產(chǎn)品, 并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、 耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu) 勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù), 微機(jī)電一體化產(chǎn)品的 加工采用精細(xì)加工技術(shù), 即超精密技術(shù), 它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù) 兩類。綠色化工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。 一方面, 物 質(zhì)豐富, 生活舒適另一方面, 資源減少, 生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于 是, 人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源, 回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下 應(yīng)運(yùn)而生, 綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和 銷毀的生命過程中, 符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求, 對(duì)生態(tài) 環(huán)境無害或危害極少, 資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品, 具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污 染生態(tài)環(huán)境, 報(bào)廢后能回收利用。人們大量倡導(dǎo)綠化工業(yè)能夠給人們 帶來的美好的生活，良好的生活品質(zhì)。系統(tǒng)化系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征 之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng) 可以靈活組態(tài), 進(jìn)行任意剪裁和組合, 同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控 制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng), 一般除外, 還有、 人格化。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系, 機(jī)電一體化的 人格化。 機(jī)電一體化的未來發(fā)展 1、全息系統(tǒng)化全息系統(tǒng)化也即智能化， 是對(duì)機(jī)器的行為描述， 即在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、混沌 動(dòng)力學(xué)、人工智能、心理學(xué)和生理學(xué)等新的學(xué)科方法、新的設(shè)計(jì)思想， 從而模擬人類的思維能力，使它如同人一樣具有思維、意識(shí)等能力， 以便達(dá)到更高水平的控制目標(biāo)。隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一 體化產(chǎn)品智能特征也越來越明顯，智能化水平也是日趨上升，新世紀(jì) 10 機(jī)電一體化技術(shù)中的智能化的快速發(fā)展，人工智能在機(jī)電一體化的研 究中也日益得到重視，其中機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能結(jié)合就是一項(xiàng)重 要應(yīng)用。當(dāng)然，要使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能永遠(yuǎn)是 不可能的，也沒有這個(gè)必要，但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電 一體化產(chǎn)品具有低級(jí)智能或者人的部分智能，則是完全可能而又必要 的。2、微型機(jī)電化在實(shí)驗(yàn)室中，目前，通過半導(dǎo)體蝕刻技術(shù)，已 經(jīng)制造出亞微米級(jí)的機(jī)械元件，如果這一成果應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，那 么就沒有必要再區(qū)分什么是控制器、什么是機(jī)械部分了，這時(shí)就完全 的實(shí)現(xiàn)機(jī)械和電子的“融合” ，這樣 CPU、機(jī)體、傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)就 可以集成在一起，而且體積小，同時(shí)組成一種自律元件。這種微型機(jī) 械學(xué)是機(jī)電一體化的一個(gè)重要的前進(jìn)方向，更是機(jī)電一體化向微觀領(lǐng) 域和微型機(jī)器的發(fā)展趨勢(shì)，在國外，人們稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)，也 指外觀尺寸不超過 1cm3 的機(jī)電一體化產(chǎn)品，一并向微米級(jí)、納米級(jí)發(fā) 展，正因?yàn)槲C(jī)電一體化產(chǎn)品耗能少、體積小、運(yùn)動(dòng)靈活，在軍事、 生物醫(yī)療、信息等方面占有很高的地位和很大的優(yōu)勢(shì)。3、 光機(jī) 電一體化光機(jī)電一體化是機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢(shì)，因?yàn)闄C(jī)電一體化 系統(tǒng)是由機(jī)械系統(tǒng)、能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)等部件構(gòu)成 的，因此，在機(jī)電一體化技術(shù)中引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，充分利用光學(xué)技術(shù)的 先天優(yōu)點(diǎn)，有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的能源系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)和信息 處理系統(tǒng)。4、 產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)全球化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā) 展帶動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的巨大發(fā)展，同時(shí)給日常生活都帶來了全新的面貌， 全球生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)被各種網(wǎng)絡(luò)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)全 球化，一旦研制出機(jī)電一體化新產(chǎn)品，只要其質(zhì)量有保證，功能可靠， 必然會(huì)暢銷全球。因?yàn)橛辛司W(wǎng)絡(luò)的普及，那么只要是關(guān)于網(wǎng)絡(luò)的各種 遠(yuǎn)程監(jiān)視和控制技術(shù)也就方興未艾，然而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備就是機(jī) 11 電一體化產(chǎn)品，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品也必然會(huì)朝著網(wǎng)絡(luò)全球化發(fā)展。 5、 產(chǎn)品綠色化隨著工業(yè)的發(fā)達(dá)，人們的生活也發(fā)生了巨大的變化 物質(zhì)需求豐富，生活舒適可用資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重破壞。因 為這些現(xiàn)象的出現(xiàn)，人們開始呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然，那么此 時(shí)，綠色產(chǎn)品的概念也就應(yīng)運(yùn)而生，這是一個(gè)時(shí)代的綠色化趨勢(shì)，在 這里，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指：使用時(shí)不破壞生態(tài)環(huán)境， 報(bào)廢后還能回收利用。因此，機(jī)電一體化綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、 使用和銷毀的過程中，應(yīng)完全符合生存環(huán)境和人類健康的要求，對(duì)生 態(tài)環(huán)境盡可能的無害或危害極少，資源利用率要極高。由于這種客觀 的存在性，設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品所需要的技術(shù)成本很高，但其 具有遠(yuǎn)大的發(fā)展空間。6、機(jī)電一體化的人格化，其有兩層含義： 機(jī)電一體化產(chǎn)品的使用對(duì)象是人，怎樣將人的智能、情感、人性賦 予機(jī)電一體化產(chǎn)品顯得越來越重要，尤其是家用機(jī)器人，其最高境界 就是人機(jī)一體化;模仿生物機(jī)理，研制出各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。隨著 科技的發(fā)展，機(jī)電一體化裝置對(duì)信息的依賴性越來越大，很多時(shí)候類 似于活的生物:當(dāng)大腦停止工作時(shí)，生物便死亡，而大腦工作時(shí)，生物 就充滿活力，即信息決定系統(tǒng)的工作與否。目前，在仿生學(xué)研究領(lǐng)域 中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機(jī)構(gòu)，可為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供新型 的機(jī)體，但是如何使這些新型機(jī)體具有生命力還是研究中的一大難題， 這一研究領(lǐng)域被稱之為“生物軟件”或者說“生物系統(tǒng)” ，而生 物的特點(diǎn)正是“肌體(硬件)大腦(軟件)”一體，不可分割。機(jī) 電一體化產(chǎn)品向生物系統(tǒng)化發(fā)展是好，但是目前的技術(shù)與理論還是有 很大的差距，因此，還需要更加倍的努力。四、我國發(fā)展“機(jī)電一體 化”面臨的形勢(shì)和任務(wù) 機(jī)電一體化工作主要包括兩個(gè)層次：一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)， 12 其目的是節(jié)能、節(jié)材，提高工效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，把傳統(tǒng)工業(yè)的技術(shù) 進(jìn)步提高一步；二是開發(fā)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化機(jī)電產(chǎn)品，促進(jìn)產(chǎn) 品的更新?lián)Q代。 1、我國“機(jī)電一體化”工作面臨的形勢(shì) （1）我國用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)工業(yè)的工作量大而廣，有難度 （2）我國用機(jī)電一體化技術(shù)加速產(chǎn)品更新?lián)Q代，提高市場(chǎng)占有率的呼 聲高，有壓力。 （3）我國用機(jī)電一體化產(chǎn)品取代技術(shù)含量和附加值低，耗能、耗水、 耗材高，污染、擾民產(chǎn)品的責(zé)任重，有意義。在我國工業(yè)系統(tǒng)中，能 耗、耗水大戶，對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的企業(yè)還占相當(dāng)大的比重。近年來我 國的工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)雖然幾經(jīng)調(diào)整，但由于多種原因，成效一直 不夠明顯。 這里面固然有上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)部門的政出多門問題， 有企業(yè)的 “故 土難離” “死守故業(yè)”問題，但不可否認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè)，優(yōu) 選不出中意的產(chǎn)品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業(yè)的面前，這 就是發(fā)展機(jī)電一體化，開發(fā)和生產(chǎn)有關(guān)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。機(jī)電一體 化產(chǎn)品功能強(qiáng)、性能好、質(zhì)量高、成本低，且具有柔性，可根據(jù)市場(chǎng) 需要和用戶反映時(shí)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程做必要的調(diào)整、改革，而無須 改換設(shè)備。這是解決機(jī)電產(chǎn)品多品種、少批量生產(chǎn)的重要出路。同時(shí)， 可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機(jī)械生產(chǎn)從繁 重的體力勞動(dòng)中解脫出來，實(shí)現(xiàn)文明生產(chǎn)。 另外，從市場(chǎng)需求的角度看，由于我國研制、開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品的 歷史不長，差距較大，許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質(zhì)量都不能滿 足需求，每年進(jìn)口量都比較大，因此亟需發(fā)展。 2、 我國“機(jī)電一體化”工作的任務(wù) 我國在機(jī)電一體化方面的任務(wù)可以概括為兩句話：一句話是廣泛 13 深入地用機(jī)電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)；另一句話是大張旗鼓地開發(fā) 機(jī)電一體化產(chǎn)品，促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品的更新?lián)Q代。總的目的是促進(jìn)機(jī)電一 體產(chǎn)業(yè)的形成、為我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻(xiàn)。 總之，機(jī)電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機(jī)電工業(yè)的新鮮血液和源動(dòng) 力，又是開啟我國機(jī)電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。 五、發(fā)展機(jī)電一體化的對(duì)策 1、加強(qiáng)統(tǒng)籌安排，協(xié)調(diào)發(fā)展計(jì)劃 目前，我國從事“機(jī)電一體化”研究開發(fā)及生產(chǎn)的單位很多。各 自都有一套自己的發(fā)展策略。建議各主管部門責(zé)成有關(guān)單位在進(jìn)行深 入調(diào)查研究、科學(xué)分析的基礎(chǔ)上，制定出統(tǒng)管全局的“機(jī)電一體化” 研究、開發(fā)、生產(chǎn)計(jì)劃和規(guī)劃，避免開發(fā)上重復(fù)，生產(chǎn)上撞車!以后會(huì) 發(fā)展順利和正確的發(fā)展機(jī)電一體化。 2、強(qiáng)化行業(yè)管理，發(fā)揮“協(xié)會(huì)”作用 目前，我國“機(jī)電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管 理體制， “政出多門”是難哆的。因此，我國有必要明確一個(gè)“機(jī)電一 體化”行業(yè)的統(tǒng)管機(jī)構(gòu)。國家政治體制改革和經(jīng)濟(jì)體制改革的精神， 以及機(jī)電一體化行業(yè)特點(diǎn)，我們建議，盡快加強(qiáng)北京機(jī)電一體化協(xié)會(huì) 的建設(shè)，賦予其行業(yè)管理職能。 “協(xié)會(huì)”要進(jìn)一步擴(kuò)大領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)理 事會(huì)的代表層面和復(fù)蓋面，要加強(qiáng)辦公室、秘書處的建設(shè)；要通過其 精明干練的辦事機(jī)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)實(shí)體，組織“行業(yè)”發(fā)展計(jì)