王學(xué)森

一、機(jī)電工程發(fā)展歷程及現(xiàn)狀

在發(fā)展過(guò)程中，我國(guó)機(jī)電工程大致經(jīng)歷了兩個(gè)主要時(shí)間段：為了配合機(jī)電工程技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)在80年代成立了專門的機(jī)電工程研發(fā)小組。除此之外，我國(guó)各地還根據(jù)實(shí)際情況，在各個(gè)大學(xué)設(shè)立機(jī)電工程學(xué)科，將機(jī)電工程作為一項(xiàng)重大的學(xué)科來(lái)落實(shí)和推行，通過(guò)機(jī)電工程研究人員的培養(yǎng)帶動(dòng)機(jī)電工程技術(shù)的應(yīng)用和普及。也正是應(yīng)為高校人才的培養(yǎng)、專業(yè)研究小組的組建以及國(guó)家政策的大力扶持，為我國(guó)的機(jī)電工程項(xiàng)目發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，這是我國(guó)機(jī)電工程發(fā)展繁榮的第一個(gè)黃金時(shí)間段。第二個(gè)時(shí)間段是90年代以來(lái)，我國(guó)機(jī)電工程在原有積累和基礎(chǔ)之上迎來(lái)又一個(gè)黃金期。在這個(gè)時(shí)間段里，因?yàn)殡娮蛹夹g(shù)、光學(xué)技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、精密儀器、機(jī)器設(shè)備等學(xué)科領(lǐng)域的繁榮和交叉，為機(jī)電工程發(fā)展帶來(lái)了良好的契機(jī)，為促進(jìn)機(jī)電工程發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)，使得機(jī)電工程進(jìn)一步完善和提高。而與此同時(shí)，機(jī)電工程內(nèi)部細(xì)分的分析、集成以及設(shè)計(jì)也都開(kāi)始隨著科技進(jìn)步而逐漸進(jìn)入智能化時(shí)代，并成為一個(gè)系統(tǒng)的學(xué)科受到各個(gè)行業(yè)相關(guān)專業(yè)人士的研究。

二、機(jī)電工程在發(fā)展過(guò)程中存在的主要問(wèn)題

就在機(jī)電工程被不斷推廣，在各個(gè)行業(yè)都逐漸開(kāi)始使用的過(guò)程中，一些問(wèn)題也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，成為機(jī)電工程快速發(fā)展過(guò)程中的制約瓶頸。

1.機(jī)電工程技術(shù)性人才培養(yǎng)不夠

機(jī)電工程是一門科學(xué)性和系統(tǒng)性要求很強(qiáng)的學(xué)科，理所當(dāng)然地就對(duì)這方面的專業(yè)人才提出了更高的要求。因?yàn)闄C(jī)電工程專業(yè)發(fā)展迅速，經(jīng)歷時(shí)間比較短，所以在短期內(nèi)造成培養(yǎng)人才的力度跟不上機(jī)電工程發(fā)展對(duì)人才的需求速度。這兩方面正是造成我國(guó)機(jī)電工程人才短缺的一個(gè)主要原因，也為我國(guó)機(jī)電工程行業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展問(wèn)題。

2.機(jī)電工程技術(shù)難以滿足所有行業(yè)需求

隨著社會(huì)的進(jìn)步，越來(lái)越多的行業(yè)須要通過(guò)機(jī)電工程系統(tǒng)來(lái)提高工作效率。但是因?yàn)闄C(jī)電工程技術(shù)的發(fā)展局限，使得有些特殊行業(yè)、領(lǐng)域以及一些特殊的部門或者機(jī)構(gòu)的需求無(wú)法得到滿足。機(jī)電處理系統(tǒng)不夠微小無(wú)法滿足需要，缺乏足夠的智能性，無(wú)法提供廣闊的聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等等原因造成了很多類型的機(jī)電工程無(wú)法向社會(huì)全面推行，對(duì)社會(huì)發(fā)展速度起到了延緩作用。

3.社會(huì)發(fā)展對(duì)機(jī)電工程提出了新的要求

社會(huì)發(fā)展促進(jìn)社會(huì)分工越來(lái)越細(xì)，各行各業(yè)的要求也越來(lái)越精細(xì)化，從而對(duì)機(jī)電工程系統(tǒng)也提出了新的要求。原來(lái)簡(jiǎn)單的粗放型機(jī)電工程系統(tǒng)已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)所有行業(yè)。對(duì)于不同的行業(yè)，機(jī)電工程系統(tǒng)須要因人而異，只有推出量身定制的機(jī)電工程系統(tǒng)才能更好更合理地適應(yīng)各個(gè)行業(yè)的需求。

三、機(jī)電工程的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

機(jī)電工程的核心是電子電力技術(shù)、微電子技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用，其中，微型處理器、微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用更加重要。從整體來(lái)看，我國(guó)機(jī)電工程的發(fā)展趨勢(shì)如下。

1.微型化

在機(jī)電工程施工技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，微型化發(fā)展不再需要進(jìn)行機(jī)械元件與控制部件的區(qū)分，而能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械元件與電子零件的完全融合，尤其是CPU、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、傳感器等關(guān)鍵部位的集成，能夠不斷縮小我國(guó)機(jī)電一體化產(chǎn)品的體積，突破我國(guó)目前的機(jī)電工程的產(chǎn)品特點(diǎn)。目前，我國(guó)引進(jìn)成功研制了一系列微機(jī)電一體化的產(chǎn)品，幾何尺寸越來(lái)越小，且逐漸朝著微米級(jí)和納米級(jí)發(fā)展。例如在生物醫(yī)療、軍事、信息產(chǎn)品、通訊產(chǎn)品中，微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、靈敏度高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，在各行業(yè)、各領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但我國(guó)仍然面臨著超精密技術(shù)、微機(jī)械技術(shù)研發(fā)水平相對(duì)較低的現(xiàn)狀和問(wèn)題，加大研發(fā)技術(shù)，爭(zhēng)取盡早突破關(guān)鍵性技術(shù)難題。

2.網(wǎng)路化

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸在人們的生產(chǎn)生活中廣泛應(yīng)用。在不斷發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)之上，相關(guān)的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，遠(yuǎn)程控制技術(shù)在機(jī)電工程中的應(yīng)用，開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)技術(shù)發(fā)展的新時(shí)期。在機(jī)電工程的發(fā)展過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，不僅能大大提升機(jī)電工程的性能，還能提高機(jī)電工程產(chǎn)品的安全性，促進(jìn)機(jī)電工程朝著正確的方向發(fā)展。

3.智能化

在機(jī)電工程的發(fā)展過(guò)程中，智能化是機(jī)電工程的主要發(fā)展方向，也是我國(guó)機(jī)電工程“全息”產(chǎn)品的重要特征。智能化指的是對(duì)工業(yè)機(jī)械行為本身進(jìn)行系統(tǒng)性描述，具有自主決策、推理能力和邏輯思維能力等綜合性能。與傳統(tǒng)的機(jī)電工程相比，機(jī)電工程智能化發(fā)展應(yīng)建立在現(xiàn)代機(jī)械控制理論基礎(chǔ)之上，將計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、人工智能、心理學(xué)和生理學(xué)等先進(jìn)的思想方法與技術(shù)，借助芯片技術(shù)、軟件技術(shù)和模糊技術(shù)等最新研究成果，注重產(chǎn)品的整體性性能。如我國(guó)的新型微波技術(shù)、自動(dòng)清潔技術(shù)、智能機(jī)器人等都進(jìn)入了初步研發(fā)階段，對(duì)產(chǎn)品控制系統(tǒng)進(jìn)行智能化處理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等環(huán)節(jié)中存在的風(fēng)險(xiǎn)和問(wèn)題，提出改進(jìn)意見(jiàn)，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。

4.集中監(jiān)控化

在機(jī)電工程設(shè)計(jì)中，集中監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)展，促進(jìn)我國(guó)機(jī)電工程的發(fā)展。集中監(jiān)控技術(shù)有利于加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行和維護(hù)管理，相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)而言，集中監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮系統(tǒng)各部分功能的統(tǒng)一性； 管理時(shí)，以中央監(jiān)控系統(tǒng)為中心，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全程管理，當(dāng)系統(tǒng)的某一部分發(fā)生故障時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并予以排除。在機(jī)電工程發(fā)展過(guò)程中，越來(lái)越重視機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行安全，因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)機(jī)電設(shè)備的安全管理，完善機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用及維護(hù)，不斷進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，使機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)朝著集中化、一體化方向發(fā)展。

5.PLC 技術(shù)

PLC 可編程邏輯控制器，是一種用于自動(dòng)化實(shí)時(shí)控制的數(shù)位邏輯控制器，主要具有邏輯控制、數(shù)字量智能系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)采集、模擬量閉環(huán)控制及監(jiān)控功能，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。在PLC 技術(shù)出現(xiàn)之前，一般要采用成千上萬(wàn)的計(jì)數(shù)器和繼電器，才能組成具有同等功能的自動(dòng)化系統(tǒng)，隨著PLC 技術(shù)系統(tǒng)程序不斷發(fā)展和完善，用戶能夠根據(jù)自己的要求，編程適合自身需求的程序，以滿足不同行業(yè)的生產(chǎn)要求。在機(jī)電設(shè)備的速度控制和運(yùn)動(dòng)控制方面，PLC 技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)高速脈沖輸出及接收功能，且配備了相應(yīng)的傳感器和伺服設(shè)備。PLC技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字量智能控制，在可編程序終端設(shè)備聯(lián)系應(yīng)用中，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集及顯示，方便設(shè)備管理人員對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，進(jìn)而以PLC 的自檢信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電工程系統(tǒng)的監(jiān)控。同時(shí)，PLC 技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，表現(xiàn)出較強(qiáng)通信功能，從而實(shí)現(xiàn)了順序控制、運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)處理、閉環(huán)過(guò)程控制和通信聯(lián)網(wǎng)等基本使用功能的需求。

四、結(jié)束語(yǔ)

總之，隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，機(jī)電工程在發(fā)展過(guò)程中也呈現(xiàn)了多樣化的問(wèn)題，只有更好地將解決這些問(wèn)題，并準(zhǔn)確分析出機(jī)電工程今后的發(fā)展趨勢(shì)，才能更好地促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速健康發(fā)展。