聶海燕，王慧萍

（鄭州信息工程職業(yè)學(xué)院，河南 鄭州 450121）

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，使多個(gè)不同學(xué)科相互交叉和滲透，進(jìn)而導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)改進(jìn)。在機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域，微電子技術(shù)和微機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展及二者向機(jī)械工業(yè)的智能化滲透所形成的機(jī)電一體化技術(shù)，促使機(jī)械工業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、技術(shù)機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、管理體系以及生產(chǎn)方式發(fā)生了翻天覆地的變化。機(jī)電一體化技術(shù)是其他高新和創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，它的發(fā)展完全依賴于其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展?？梢灶A(yù)測，隨著生物技術(shù)、材料技術(shù)、信息技術(shù)等新興學(xué)科的高速發(fā)展，在現(xiàn)代制造技術(shù)、機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、家用智能電器、微型機(jī)械等產(chǎn)品及其相關(guān)領(lǐng)域，機(jī)電一體化技術(shù)會得到更加蓬勃的發(fā)展。

1 機(jī)電一體化技術(shù)概述

機(jī)電一體化技術(shù)屬于多學(xué)科、多領(lǐng)域的技術(shù)，是多種技術(shù)的綜合，通過機(jī)械與微電子、信息和管理等多方面的相互結(jié)合，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的驅(qū)使下實(shí)現(xiàn)最終的必然結(jié)果走向。隨著現(xiàn)代科技日益走向系統(tǒng)化、交叉化和數(shù)字化，以及微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，關(guān)于機(jī)電一體化的相關(guān)實(shí)際應(yīng)用也越來越廣泛，越來越深入，并以蓬勃之勢向前發(fā)展，已成為機(jī)械工業(yè)發(fā)展的最終產(chǎn)物。同時(shí)對現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展有著巨大的推動力，因此世界各國都在大力推廣機(jī)電一體化技術(shù)。

2 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展階段

機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展大致可分為3個(gè)階段：20世紀(jì)60年代以前為第1階段，也稱為萌芽階段。在第二次世界大戰(zhàn)期間，伴隨著戰(zhàn)爭白熱化，人們開始不自覺地利用電工與電子技術(shù)的初步成果來提高完善軍用機(jī)械產(chǎn)品的性能，這一舉措直接刺激了各行各業(yè)機(jī)械產(chǎn)品與機(jī)電技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。從當(dāng)時(shí)研制和開發(fā)的總體情況來看，機(jī)電一體化技術(shù)還處于自發(fā)狀態(tài)，技術(shù)不成熟，致使發(fā)展水平有限，因此二者的結(jié)合應(yīng)用并不廣泛，已經(jīng)開發(fā)的機(jī)械產(chǎn)品也無法得到大量推廣，但卻促使民用技術(shù)得以轉(zhuǎn)變，也對當(dāng)時(shí)二戰(zhàn)后世界經(jīng)濟(jì)的復(fù)蘇起到了積極作用。

20世紀(jì)70～80年代為第2階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期，微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)的發(fā)展，是機(jī)電一體化發(fā)展的前提和基礎(chǔ)。“機(jī)電一體化”即“Mechatronics”，是1971年由日本《機(jī)械設(shè)計(jì)》雜志副刊首先提出，由Mechanics和Electronics結(jié)合組合而成。最初我國稱之為“機(jī)械電子學(xué)”。1971～1978年日本政府頒發(fā)“機(jī)電法”和“機(jī)信法”，對機(jī)電一體化的相關(guān)發(fā)展起到積極的推動作用。

從20世紀(jì)90年代后期開始為第3階段，即初步智能化階段”，也是當(dāng)代機(jī)電一體化技術(shù)突飛猛進(jìn)、廣泛發(fā)展的時(shí)期。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，二者逐漸向機(jī)械工業(yè)的方向轉(zhuǎn)變，最終形成了機(jī)電一體化系統(tǒng)，改變了機(jī)械工業(yè)的產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)方式、管理模式等多方面，促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)由原來的“機(jī)械電氣化”向“機(jī)電一體化”的成功轉(zhuǎn)型。由此機(jī)電一體化技術(shù)邁出了歷史性的一步?，F(xiàn)代對機(jī)電一體化產(chǎn)品的形象描述是：有頭腦、有感覺、全身布滿神經(jīng)、有血液、有手足骨骼或肌肉。

3 發(fā)展現(xiàn)狀

大家熟知的典型機(jī)電一體化相關(guān)產(chǎn)品的種類繁多：機(jī)器人、汽車電子化產(chǎn)品、智能化儀器儀表、CAD／CAM系統(tǒng)等。現(xiàn)代的機(jī)電一體化產(chǎn)品甚至還包含了聲、光、化學(xué)、影像、生物等技術(shù)的應(yīng)用。

機(jī)電一體化產(chǎn)品漸漸走進(jìn)各行各業(yè)，人們也逐漸認(rèn)識到機(jī)電一體化技術(shù)對現(xiàn)代工業(yè)和技術(shù)發(fā)展所帶來的巨大變化，因此世界各國均將其作為現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一。

現(xiàn)代高新技術(shù)的發(fā)展對機(jī)械設(shè)備的要求也相對較高，所使用的設(shè)備應(yīng)具備智能化和自動化等性能，在高新技術(shù)的發(fā)展和推動下，機(jī)電一體化順應(yīng)需求而產(chǎn)生。通過微電子、計(jì)算機(jī)和信息等技術(shù)與機(jī)械設(shè)備相結(jié)合，加速了生產(chǎn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式及其生產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)的改進(jìn)。我國的機(jī)電一體設(shè)計(jì)正邁入PLM的全新階段，把人、生產(chǎn)過程和信息有效地集成在一起，作用于整個(gè)企業(yè)，歷經(jīng)產(chǎn)品從概念到報(bào)廢的全生命周期，支持跨領(lǐng)域地從概念提出到產(chǎn)品使用生命結(jié)束過程中產(chǎn)品信息的協(xié)同產(chǎn)生、管理、分發(fā)和使用。組織實(shí)施一整套的業(yè)務(wù)解決方案。同時(shí)，機(jī)電一體化技術(shù)也正在經(jīng)歷著無法估量的挑戰(zhàn)，CAMEL VIEW作為機(jī)電一體化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，無論是從其產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念，還是從產(chǎn)品的性能和質(zhì)量檢測等多方面，均具有流程化和技術(shù)規(guī)范化等優(yōu)點(diǎn)，不僅能夠滿足用戶的要求，還可以在復(fù)雜環(huán)境中和復(fù)雜工況等情況下，產(chǎn)品結(jié)果的驗(yàn)證與試驗(yàn)數(shù)值十分接近，產(chǎn)品精確度很高。

目前日本和歐美等一些先進(jìn)國家的機(jī)電一體化技術(shù)相對比較先進(jìn)，而我國的機(jī)電一體化技術(shù)還不夠先進(jìn)和完善，但也在持續(xù)的發(fā)展和改進(jìn)。隨著新技術(shù)革命的迅猛發(fā)展，我國加大了機(jī)電一體化技術(shù)的研究力度，并將其確定為國家的重點(diǎn)高技術(shù)研究領(lǐng)域，給予優(yōu)先支持，并取得了一定的成績。

我國機(jī)電一體化技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展和積累也取得了巨大進(jìn)步。但現(xiàn)階段發(fā)展并不十分完善，與同期發(fā)達(dá)國家相比仍有相當(dāng)大的差距，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展水平仍有待于提高。

4 發(fā)展趨勢

機(jī)電一體化技術(shù)是多種技術(shù)的綜合，其中包括電子、機(jī)械、計(jì)算機(jī)和光學(xué)等多種領(lǐng)域，各技術(shù)之間相互依賴，相互促進(jìn)，共同發(fā)展，最終達(dá)到互惠互利的良好局面?？v觀機(jī)電一體化技術(shù)在國內(nèi)外的研究、發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展。

對于基礎(chǔ)技術(shù)和綜合技術(shù)等多方面而言，國家應(yīng)予以機(jī)電一體化技術(shù)在經(jīng)濟(jì)和其他各方面予以大力支持。第二，由于機(jī)電一體化技術(shù)是集多種科學(xué)技術(shù)的相互結(jié)合并發(fā)展而來，因此在機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用過程中，就需要各個(gè)科學(xué)技術(shù)的主管部門的相互協(xié)調(diào)和相互溝通，共同合作以發(fā)揮最大的優(yōu)勢和特點(diǎn)，最終達(dá)到互惠互利的良好目標(biāo)。第三，可以通過引進(jìn)新技術(shù)、吸收外來技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和精髓來提升自身的自主創(chuàng)新能力，最終達(dá)到減小機(jī)電一體化技術(shù)與發(fā)達(dá)國家的差距。第四，相關(guān)部門可以通過采購項(xiàng)目、創(chuàng)立新項(xiàng)目等多種措施來促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，并鼓勵(lì)發(fā)展新型目標(biāo)和技術(shù)形式。綜上所述，可以看出機(jī)電一體化并不是單獨(dú)而存在，而是經(jīng)過不同科學(xué)領(lǐng)域的相互結(jié)合而最終形成的技術(shù)成果，是社會科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力發(fā)展到一定程度的必然趨勢。

5 結(jié)語

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和水平是機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)生的前提和基礎(chǔ)，為其產(chǎn)生創(chuàng)造了強(qiáng)有力的動力、條件與環(huán)境。與此同時(shí)，機(jī)電一體化的產(chǎn)生和其相關(guān)產(chǎn)物的發(fā)展也會反作用于科學(xué)技術(shù)和高新技術(shù)的發(fā)展，且在一定程度上對傳統(tǒng)的技術(shù)思維、想法、生產(chǎn)方式和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等多方面產(chǎn)生影響，由此看來，機(jī)電一體化的作用非同凡響，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的不同領(lǐng)域及范圍內(nèi)都會受其影響，并在無形中發(fā)生著巨大而深刻的變革。

當(dāng)今社會中，很多科學(xué)技術(shù)都與機(jī)電一體化技術(shù)息息相關(guān)，且隨著相關(guān)科學(xué)技術(shù)的逐漸發(fā)展，多領(lǐng)域技術(shù)的相互結(jié)合與共同發(fā)展將越來越普遍，顯然已經(jīng)成為社會發(fā)展的大趨勢。21世紀(jì)，機(jī)電一體化技術(shù)必將成為機(jī)械工業(yè)的主角，在各行業(yè)均可帶來顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。隨著當(dāng)今社會科學(xué)技術(shù)和高新技術(shù)的不斷發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域的技術(shù)相互結(jié)合，相互促進(jìn)，更好地發(fā)揮自身的優(yōu)勢和特點(diǎn)，其中機(jī)械和微電子技術(shù)的相互結(jié)合與融合而產(chǎn)生的機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展尤為矚目，也是隨著高新技術(shù)發(fā)展而必然產(chǎn)生的結(jié)果和趨勢，由此看來，機(jī)電一體化的發(fā)展有良好的前景。