孫政

【摘 要】隨著機(jī)電技術(shù)的進(jìn)程加快加深，機(jī)電一體化系統(tǒng)中對(duì)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求也越來越高。在很多機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者對(duì)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中還是存在很多片面的理解，軟件設(shè)計(jì)中存在很多不規(guī)范的因素，甚至有些存在嚴(yán)重的不足。本文就機(jī)電一體化系統(tǒng)中軟件系統(tǒng)的開發(fā)進(jìn)行了一些探討，并對(duì)軟件在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的發(fā)展進(jìn)行了一些展望。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；應(yīng)用

一、機(jī)電一體化系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的重要

（一）120世紀(jì)70～80年代為機(jī)電一體化系統(tǒng)的蓬勃發(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)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

（二）在機(jī)電一體化系統(tǒng)發(fā)展中，智能化是一個(gè)很重要的發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)中的研究日益得到重視，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)。誠然，使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

（三）從機(jī)電一體化系統(tǒng)的發(fā)展過程中和未來的發(fā)展方向上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)始終處于一個(gè)關(guān)鍵的位置，是一體化、自動(dòng)化、智能化進(jìn)程中的關(guān)鍵紐帶。然而，計(jì)算機(jī)只是一個(gè)軟件運(yùn)行的平臺(tái)，它所提供的是高效率的數(shù)據(jù)處理，而真正在機(jī)電一體化系統(tǒng)中起作用并控制計(jì)算機(jī)做有效工作的則是凝結(jié)了人們智慧結(jié)晶的各類軟件。一些大型的并且獨(dú)立的軟件并不在這篇文章的討論之中。雖然它們?cè)跈C(jī)電一體化系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，并且已經(jīng)發(fā)展地相當(dāng)成熟，但本文所討論的是針對(duì)那些具體的工程中，在機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，為了滿足具體工程所提出的具體要求和細(xì)節(jié)而需要我們獨(dú)立開發(fā)和設(shè)計(jì)的軟件系統(tǒng)。

二、當(dāng)前機(jī)電一體化系統(tǒng)中軟件系統(tǒng)存在的問題

隨著機(jī)電一體化系統(tǒng)的飛速發(fā)展，軟件系統(tǒng)的發(fā)展并沒有跟上其步伐。相比程序語言的發(fā)展和軟件在其他領(lǐng)域的應(yīng)用中，則更顯落后。主要表現(xiàn)在：

（一）編程語言不夠強(qiáng)大目前，在機(jī)電一體化系統(tǒng)的開發(fā)過程中，大量應(yīng)用的還是匯編語言和C語言，C++語言應(yīng)用也很廣泛，所用的開發(fā)平臺(tái)無外乎BC、TC、VC等。之所以說其不夠強(qiáng)大，并非指這些語言本身不能夠勝任目前的機(jī)電一體化系統(tǒng)的要求。相反，它們?cè)跈C(jī)電一體化系統(tǒng)的開發(fā)中有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，這也是這些語言得以存在并還將繼續(xù)存在的原因。但是，我們也應(yīng)看到編程語言的迅速發(fā)展?fàn)顩r。例如JAvA和例等，各類功能更加強(qiáng)大的開發(fā)平臺(tái)如：

（二）JBuilder、N1玎的出現(xiàn)。雖然這些語言和平臺(tái)還不能很好的適用在機(jī)電一體化系統(tǒng)之中，但是它們的發(fā)展趨勢(shì)決定了它們將在越來越廣泛的領(lǐng)域中成為主流的開發(fā)工具，它們的優(yōu)勢(shì)也越來越明顯的表現(xiàn)出來：如方便、快捷、高效、高安全性等。2.2編程風(fēng)格差一般在機(jī)電一體化系統(tǒng)開發(fā)過程中，從事軟件系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)人員一般不是專門從事軟件開發(fā)的人員，他們盡管對(duì)機(jī)電系統(tǒng)中的軟件開發(fā)很熟悉，而且有過硬的技術(shù)和奇妙的思想，但是他們之中還是有部分人在軟件系統(tǒng)的開發(fā)過程中不能形成良好的編程風(fēng)格，比如清晰的注釋、遵守一定意義的命名規(guī)則和勻稱合理的代碼布局。

（三）軟件系統(tǒng)往往不能滿足用戶需求或不能按期完成軟件產(chǎn)生之初，便存在了問題，最主要的問題就是不能恰當(dāng)?shù)亓私庥脩舻男枨?，不能提供給非專業(yè)用戶更多、更廣的選擇范圍，不能考慮到用戶未考慮到的其他應(yīng)用中將會(huì)遇到的問題，從而造成開發(fā)出來的軟件無法滿足用戶需求的問題。因此，軟件系統(tǒng)發(fā)展過程中借鑒了工程的方法，形成了成熟的軟件工程理論，用工程學(xué)的方法知道軟件系統(tǒng)開發(fā)，從而提高了軟件開發(fā)的效率。但是在機(jī)電一體化系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，技術(shù)人員可能更多地關(guān)注其他系統(tǒng)的開發(fā)，而沒有按工程的理念來開發(fā)其中的軟件系統(tǒng)，從而使得軟件系統(tǒng)沒有達(dá)到用戶的需求，甚至不能按期完成工程項(xiàng)目。

（四）軟件系統(tǒng)開發(fā)中重復(fù)勞動(dòng)較多等問題機(jī)電一體化系統(tǒng)中的軟件系統(tǒng)還存在另一個(gè)問題，就是開發(fā)過程中，重復(fù)勞動(dòng)較多。這是因?yàn)槊總€(gè)工程之間本身就存在很大差異，即便是實(shí)現(xiàn)相同功能的軟件系統(tǒng)，嵌入到不同的工程之中的時(shí)候，都會(huì)有所變化，甚至要進(jìn)行較大的修改，這就導(dǎo)致了一個(gè)工程中開發(fā)的軟件系統(tǒng)無法為另一個(gè)工程所使用，技術(shù)人員要進(jìn)行大量的重復(fù)勞動(dòng)，即浪費(fèi)時(shí)間，又沒有效率。

三、解決機(jī)電技術(shù)系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)開發(fā)問題需要采取的措施

要解決在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，軟件系統(tǒng)開發(fā)過程中出現(xiàn)的一些問題，首先還是應(yīng)該呼喚工程概念的回歸。即，重新在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的軟件開發(fā)中建立工程的概念。嚴(yán)格按照工程學(xué)方法來指導(dǎo)軟件系統(tǒng)的開發(fā)，遵循合理的開發(fā)流程。從可行性分析、需求分析到具體的設(shè)計(jì)，再到最后的封裝測試，都按照嚴(yán)格的工程體系，建立清晰可靠的文檔，形成良好的工作流程。其次，需要有專門人員來研究機(jī)電一體化系統(tǒng)中，軟件模塊的開發(fā)和封裝。以組件的概念來開發(fā)軟件系統(tǒng)，研究如何劃分高內(nèi)聚低耦合的模塊，如何提供模塊的接口，如何盡可能提高軟件模塊的可重復(fù)利用率。最后，要提高那些更高級(jí)的編程語言在機(jī)電系統(tǒng)中的應(yīng)用率，這需要機(jī)電一體化領(lǐng)域和計(jì)算機(jī)領(lǐng)域更進(jìn)一步的融合。

四、結(jié)束語

本文分析了當(dāng)前機(jī)電技術(shù)系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)過程中遇到的一些急需解決的問題，并從理論上分析了問題產(chǎn)生的原因和解決的方法。并對(duì)機(jī)電系統(tǒng)中的軟件系統(tǒng)開發(fā)進(jìn)行了一些展望。相信能給目前機(jī)電工程的技術(shù)開發(fā)提供一些有價(jià)值的參考。

【參考文獻(xiàn)】

[1]馮玉林.軟件工程方法工具和實(shí)踐[M].合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社，1992.