制造業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)最重要的支柱產(chǎn)業(yè)，是我國國民經(jīng)濟(jì)的核心和工業(yè)化的原動力。振興現(xiàn)代制造業(yè)是我國實現(xiàn)工業(yè)化工作的重中之重，而微電子技術(shù)的加速發(fā)展，使制造業(yè)本身的技術(shù)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了變化，生產(chǎn)方式及管理體系得到了優(yōu)化，“機(jī)械一體化”的制造業(yè)已經(jīng)逐漸向“機(jī)電一體化”發(fā)展?？梢哉f，機(jī)電一體化是優(yōu)化傳統(tǒng)制造業(yè)的核動力，也是拉動制造業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的關(guān)鍵力量。

一、機(jī)電一體化技術(shù)的概要

(一)定義

對于機(jī)電一體化的定義，目前學(xué)科上普遍采用的是日本機(jī)械振興協(xié)會經(jīng)濟(jì)研究所給出的解釋:“機(jī)電一體化是在機(jī)械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進(jìn)微電子技術(shù)，并將機(jī)械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機(jī)融合而構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱?！?/p>

(二)發(fā)展階段和代表產(chǎn)品

1.發(fā)展階段

第一個階段:在20世紀(jì)60年代之前，電子技術(shù)已經(jīng)取得了一定的成果，那個時期的人們已經(jīng)可以隱約意識到電子技術(shù)能帶來的改變，并且已經(jīng)開始利用它來改善某些機(jī)械產(chǎn)品的性能。

第二個階段;20世紀(jì)70至80年代，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品在這一階段得到了極大發(fā)展。尤其是、通信技術(shù)、控制技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)起了至關(guān)重要的重要。同時?！癿echatronics'’這個詞也開始被廣泛承認(rèn)。

第三個階段:20世紀(jì)90年代后期，機(jī)電一體化已經(jīng)有了深度發(fā)展。各國都開始關(guān)注和支持機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品。

2.代表產(chǎn)品

機(jī)電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)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)、CAD/CAM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、微型電機(jī)、傳感器、伺服機(jī)構(gòu)等。

二、機(jī)電一體化技術(shù)在我國的發(fā)展情況和未來趨勢

(一)發(fā)展現(xiàn)狀

早在20世紀(jì)80年代，我國就開始致力于機(jī)電一體化的研究工作。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要以及其他重大政策時都對機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用動向和隨之帶來的影響做了慎重考慮和周全計劃。同時，國內(nèi)的許多高等院校和研究機(jī)構(gòu)也在機(jī)電一體化的研究工作上取得了很大的突破。雖然，相比國際上擁有機(jī)電一體化先進(jìn)技術(shù)的國家來說，我國還有很大一段距離，但也因此有了更多的努力空間。

(二)未來趨勢

我國機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向包括以下幾個方面:

模塊化。在實現(xiàn)模塊化生產(chǎn)之前，所生產(chǎn)出來的機(jī)電產(chǎn)品的性能很多都不穩(wěn)定，往往會互相銜接性能且較差。而模塊化的機(jī)電一體化的產(chǎn)品之間卻能夠?qū)崿F(xiàn)很好的結(jié)合與兼容，這是因為模塊化后的產(chǎn)品能夠提供標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電器接口、動力接口和環(huán)境接口等。

微型化。微型機(jī)電一體化產(chǎn)品是機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)在納米尺度上相結(jié)合的產(chǎn)物，產(chǎn)品具有體積小、能耗低、靈活等特點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在醫(yī)學(xué)、軍事、航空的領(lǐng)域。例如，醫(yī)學(xué)上有運(yùn)用微型機(jī)電一體化技術(shù)的微創(chuàng)技術(shù)，軍事上。有像蒼蠅一樣大微型機(jī)電一體化產(chǎn)品——間諜竊聽器;在航天事業(yè)上，也都不同程度地使用了微型化機(jī)電一體化的產(chǎn)品。

系統(tǒng)化。未來的機(jī)電一體化更趨向于系統(tǒng)化發(fā)展，可以進(jìn)行任意拼剪和組合，不但能夠提高生產(chǎn)效率，還能更加便利人們的生活。此外，也更加注重產(chǎn)品與人之間的關(guān)系，將人的智能、情感和人性賦予體現(xiàn)在機(jī)電一體化產(chǎn)品中。另一方面，還可以根據(jù)生物機(jī)理的特點(diǎn)來開發(fā)這些產(chǎn)品。

智能化。21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向就是一智能化，主要表現(xiàn)在機(jī)電產(chǎn)品具備一定的智能感應(yīng)，擁有與人類相類似的邏輯思考、判斷推理以及做出自我決策的能力。

綠色化。人們在享受現(xiàn)代工業(yè)化帶來的物質(zhì)生活的同時，也面臨了資源短缺、生態(tài)破壞以及環(huán)境污染等生存危機(jī)。于是，人們又對自然充滿了向往，希望能夠擁有真正綠色的產(chǎn)品。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化，主要是指使用時不以破壞環(huán)境為代價，能持續(xù)回收利用。

三、我國機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

(一)應(yīng)用領(lǐng)域

我國在機(jī)電一體化技術(shù)方面已經(jīng)取得了一定的成就，尤其在數(shù)控技術(shù)方面、機(jī)器人方面和計算機(jī)集成制造系統(tǒng)方面的成績尤為突出。

數(shù)控技術(shù)方面。我國對于數(shù)控技術(shù)的研究{始于1985年，目前我國已經(jīng)掌握了關(guān)鍵數(shù)控技l術(shù)，這大大有利于自我研發(fā)和生產(chǎn)能力形成，也極大推動了民用工業(yè)和國防工業(yè)的發(fā)展進(jìn):程，增強(qiáng)了我國的綜合國力。我國數(shù)控技術(shù)行業(yè)目前已經(jīng)形成了年生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)3000多套、主軸與進(jìn)給裝置5000多套的規(guī)模，成為促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要產(chǎn)品。

機(jī)器人方面。從1986年至今，我國在機(jī)器人的研究領(lǐng)域上不斷取得突破。我國現(xiàn)已掌握了機(jī)器人操作的多項關(guān)鍵技術(shù)，包括設(shè)計制造技術(shù)、控制技術(shù)和軟件編程等。機(jī)器人的應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大，從工業(yè)到醫(yī)療、水下探測，再到國防，應(yīng)用領(lǐng)域不斷跨越。更值得一提的是，近幾年我國高校在機(jī)器人的研究上獲得的成績也可圈可點(diǎn)。比如，出自國防科技大學(xué)的類人機(jī)器人、哈爾濱工業(yè)大學(xué)的足球機(jī)器人、北京航空航天大學(xué)與海軍總醫(yī)院聯(lián)合研發(fā)了的醫(yī)用機(jī)器人都是近幾年高校機(jī)器人研發(fā)團(tuán)隊的優(yōu)秀代表。

計算機(jī)集成制造系統(tǒng)方面。目前，我國已經(jīng)有一個位于清華大學(xué)的國家CIMS工程研究中心，以及分布在國內(nèi)其他高校和科研單位的7個ClMS單元技術(shù)實驗室和8個CIMS培訓(xùn)中心。同時，計算機(jī)集成制造系統(tǒng)還廣泛應(yīng)用干國內(nèi)多家企業(yè)中，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。但是，我們也應(yīng)看到的是，目前我國的計算機(jī)集成制造系統(tǒng)的核心技術(shù)還沒有具備，導(dǎo)致部分產(chǎn)品還需要依靠國外技術(shù)的支持才能得以研發(fā)和生產(chǎn)。

(二)應(yīng)用前景

雖然我國近幾年在機(jī)電一體化技術(shù)的研究和應(yīng)用道路上取得了巨大的成績，但在面對未來社會的眾多挑戰(zhàn)面前，我國機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展需要從以下幾個方面努力:

1、高新技術(shù)對機(jī)電一體化進(jìn)行提升。機(jī)電一體化是一門涉及多種領(lǐng)域的綜合性、交叉性學(xué)科。要想趕超世界發(fā)達(dá)國家機(jī)電一體化水平，我國未來應(yīng)該在機(jī)電一體化產(chǎn)品的自主開發(fā)與技術(shù)創(chuàng)新上多下功夫，充分利用高新技術(shù)的優(yōu)勢，使產(chǎn)品設(shè)計向更加智能、自動的方向努力，

2、開發(fā)新一代的機(jī)電一體化系統(tǒng)，設(shè)計研發(fā)各種性能優(yōu)良、穩(wěn)定高效的機(jī)器人和機(jī)電一體化設(shè)備，達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)和各種作業(yè)柔性化、自動化的理想效果。