楊征

摘要：在改革開放以來(lái)，尤其是進(jìn)入21世紀(jì)之后，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)得到快速地發(fā)展與進(jìn)步。在機(jī)電一體化技術(shù)方面，我國(guó)的發(fā)展水平與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距也在不斷縮小，由此產(chǎn)生的很多新技術(shù)和新發(fā)明在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中都起到了非常重要的促進(jìn)作用。正是基于這一背景，本文將從機(jī)電一體化技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用現(xiàn)狀入手，探究機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和促進(jìn)該技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的有效措施。通過(guò)本研究，希望能夠進(jìn)一步提升機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展水平。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;發(fā)展趨勢(shì);應(yīng)用現(xiàn)狀

一、引言

機(jī)電一體化又名為機(jī)械電子工程（Mechatronics），其概念最早出現(xiàn)于日本雜志《機(jī)械設(shè)計(jì)》（1971年）的副刊上。在機(jī)電一體化技術(shù)高速發(fā)展的當(dāng)下，這一概念被越來(lái)越多的人所接受和應(yīng)用。在計(jì)算機(jī)信息技術(shù)快速發(fā)展的大背景下，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展水平也得到了更大程度地提升[1]。而在我國(guó)，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，其在各個(gè)行業(yè)中得到了非常廣泛地應(yīng)用?？梢哉f(shuō)，該技術(shù)的發(fā)展對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)與科技的全面發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。但是與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展水平還存在較大的提升空間，需要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善相關(guān)的政策和促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的措施。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

在我國(guó)，機(jī)電一體化技術(shù)在進(jìn)入21世紀(jì)之后得到了快速地發(fā)展與進(jìn)步，并在多個(gè)行業(yè)與領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用。具體來(lái)說(shuō)，這些領(lǐng)域主要包括數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域、機(jī)器人領(lǐng)域以及分布式控制系統(tǒng)。在這些領(lǐng)域中應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)與升級(jí)創(chuàng)新做出了重要貢獻(xiàn)。

（一）在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域中的應(yīng)用

在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用最為廣泛。同時(shí)，在現(xiàn)階段，該領(lǐng)域在機(jī)電一體化方面取得了更多的研究成果和技術(shù)創(chuàng)新成就。在應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的過(guò)程中，數(shù)控機(jī)床體現(xiàn)出的最大特點(diǎn)就是運(yùn)行和操作的自動(dòng)化。在這一趨勢(shì)的影響下，數(shù)控機(jī)床需要的勞動(dòng)力越來(lái)越少，而且操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度也在逐漸降低。因此可以說(shuō)，機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床的研發(fā)與生產(chǎn)領(lǐng)域具有相當(dāng)大的應(yīng)用價(jià)值。而在我國(guó)，有相當(dāng)多的數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)在應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)進(jìn)行機(jī)床生產(chǎn)，并出產(chǎn)了一些性能優(yōu)良的數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品[2]。例如，圖1為我國(guó)企業(yè)生產(chǎn)的機(jī)電一體化全自動(dòng)線軌數(shù)控車床，但是需要看到，在信息技術(shù)高速發(fā)展的當(dāng)下，越來(lái)越多的數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)開始應(yīng)用CPU系統(tǒng)生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床。由于CPU技術(shù)具有精度高、操作便捷等優(yōu)勢(shì)，因而傳統(tǒng)的機(jī)電一體化技術(shù)在數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)中的應(yīng)用范圍變得愈發(fā)狹窄。同時(shí)，在這一背景下，一些新型的機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

（二）在機(jī)器人領(lǐng)域中的應(yīng)用

在科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的當(dāng)下，機(jī)器人在各行各業(yè)都得到了比較廣泛地應(yīng)用。與一線工作人員相比，機(jī)器人能夠在高輻射、高污染、溫度過(guò)高或過(guò)低等環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間工作，同時(shí)具有相當(dāng)高的工作效率。同時(shí)，與普通機(jī)器設(shè)備相比，機(jī)器人具有更高的智能性，能夠更加高效的完成各種復(fù)雜的工作。在工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)與生產(chǎn)中，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛[3]。同時(shí)，在不斷發(fā)展的過(guò)程中，工業(yè)機(jī)器人逐漸呈現(xiàn)出智能化和小型化的發(fā)展趨勢(shì)。例如，圖2中的abb工業(yè)機(jī)器人，在智能化與小型化水平方面在國(guó)內(nèi)都處于先進(jìn)水平。但是在智能化和小型化發(fā)展趨勢(shì)的影響下，工業(yè)機(jī)器人的生產(chǎn)與研發(fā)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)也提出了更高的要求。想要在工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)和生產(chǎn)中發(fā)揮更加重要的作用，機(jī)電一體化技術(shù)還需要進(jìn)一步的升級(jí)和完善。

（三）在分布式控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

所謂分布式控制系統(tǒng)，就是通過(guò)一個(gè)重要處理器對(duì)多個(gè)遠(yuǎn)程目標(biāo)（計(jì)算機(jī)或處理器）進(jìn)行控制的系統(tǒng)。在工業(yè)生產(chǎn)中，分布式控制系統(tǒng)的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。而在該系統(tǒng)的研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)電一體化技術(shù)也得到了廣泛地應(yīng)用。在當(dāng)前，機(jī)電一體化技術(shù)的最主要應(yīng)用方式就是構(gòu)建分布式控制系統(tǒng)。與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，分布式控制系統(tǒng)不僅能夠大幅度減少現(xiàn)場(chǎng)操作人員的數(shù)量，而且能夠有效提升生產(chǎn)線控制的效率和準(zhǔn)確性。同時(shí)，該控制系統(tǒng)在生產(chǎn)設(shè)備的檢修與故障維修中也得到了比較更廣泛地應(yīng)用。在機(jī)電一體化技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)下，分布式控制系統(tǒng)的信息化與智能化水平也得到了進(jìn)一步提升和發(fā)展。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

在信息技術(shù)高速發(fā)展的當(dāng)下，我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)在發(fā)展水平方面也得到了快速的進(jìn)步與提升。通過(guò)對(duì)該技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用進(jìn)行研究可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段機(jī)電一體化技術(shù)呈現(xiàn)出了智能化、環(huán)?；?、微型化和標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展趨勢(shì)。在本文中，將針對(duì)該技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行全面的研究和分析。

（一）智能化

在AI技術(shù)高速發(fā)展的當(dāng)下，我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)和相關(guān)設(shè)備也呈現(xiàn)出智能化的發(fā)展趨勢(shì)，具體表現(xiàn)在：

1.在硬件設(shè)施方面

越來(lái)越多的研發(fā)和生產(chǎn)企業(yè)開始應(yīng)用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)。在這一基礎(chǔ)上，機(jī)電一體化技術(shù)的工作效率和智能化水平都得到了較大幅度的提升和加強(qiáng)[4]。

2.在軟件方面

現(xiàn)階段，我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)中開始越來(lái)越多的應(yīng)用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新的技術(shù)手段，促使機(jī)電一體化技術(shù)的智能化水平得到進(jìn)一步提升。在智能化水平得到提升的前提下，機(jī)電一體化技術(shù)賦予了生產(chǎn)設(shè)備部分“思維”能力，使其能夠在應(yīng)用過(guò)程中自主處置一些簡(jiǎn)單的突發(fā)情況，從而進(jìn)一步提升了機(jī)電設(shè)備的工作效率和工作質(zhì)量。

（二）環(huán)?；?/p>

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展的當(dāng)下，低碳環(huán)保的理念被越來(lái)越多的人所接受和推崇。在這一基礎(chǔ)上，機(jī)電一體化技術(shù)在研發(fā)和應(yīng)用過(guò)程中開始呈現(xiàn)出環(huán)保化的發(fā)展傾向。在具體表現(xiàn)方面：

1.在現(xiàn)階段，我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)和設(shè)備在應(yīng)用過(guò)程中開始呈現(xiàn)出低能耗和低排放量的發(fā)展趨勢(shì)，使相關(guān)單位在應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的過(guò)程中能夠?qū)Νh(huán)境和資源進(jìn)行更加有效的保護(hù)。

2.在機(jī)電一體化設(shè)備生產(chǎn)的過(guò)程中，越來(lái)越多新材料和新技術(shù)的應(yīng)用使生產(chǎn)過(guò)程更加環(huán)保，而且新型的機(jī)電一體化設(shè)備在達(dá)到使用壽命之后，其本身的大部分材料和零部件能夠被回收再利用?？梢哉f(shuō)，環(huán)保化已經(jīng)成為機(jī)電一體化技術(shù)的重要發(fā)展趨勢(shì)[5]。

因此，在進(jìn)行機(jī)電一體化技術(shù)與設(shè)備研發(fā)時(shí)，需要在環(huán)保方面投入更多的精力和資金。只有做到這一點(diǎn)，才能保障機(jī)電一體化技術(shù)或設(shè)備得到更加廣泛地應(yīng)用。

（三）微型化

在機(jī)電一體化技術(shù)高速發(fā)展的過(guò)程中，其應(yīng)用范圍也變得愈發(fā)廣泛。而與此同時(shí)，部分行業(yè)在應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)和設(shè)備的過(guò)程中，對(duì)于設(shè)備的小型化提出了更高的要求。例如，在國(guó)防領(lǐng)域，應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)的機(jī)器人或無(wú)人機(jī)需要保證在戰(zhàn)場(chǎng)上具有良好的隱蔽性能。在醫(yī)療領(lǐng)域，需要使用小型化的手術(shù)機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)，從而避免手術(shù)過(guò)程中手術(shù)器械對(duì)患者造成二次傷害。在這一背景下，機(jī)電一體化設(shè)備開始呈現(xiàn)出微型化的發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，云計(jì)算等信息技術(shù)的應(yīng)用，也使機(jī)電一體化設(shè)備的小型化成為可能。例如，我國(guó)某公司研發(fā)的一款小型無(wú)人機(jī)，在能夠保持飛行穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上具備攝像、溫度濕度檢測(cè)、空氣質(zhì)量檢測(cè)等功能，而其大小只有手掌的50%，這就是機(jī)電一體化設(shè)備小型化的重要表現(xiàn)形式（如圖3）。

（四）標(biāo)準(zhǔn)化

在當(dāng)下，標(biāo)準(zhǔn)化與模塊化也成為我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)與設(shè)備的發(fā)展趨勢(shì)。所謂標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是與設(shè)備相互配套的電氣接口、信息接口、傳輸結(jié)構(gòu)等采用相同的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制造，從而保證不同的機(jī)電設(shè)備能夠通過(guò)接口進(jìn)行緊密的模塊化連接，從而實(shí)現(xiàn)功能上的新發(fā)展。在標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的研發(fā)與生產(chǎn)模式下，一方面，機(jī)電設(shè)備能夠通過(guò)模塊化技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)制造，進(jìn)一步提升機(jī)電設(shè)備的生產(chǎn)效率。另一方面，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的接口，能夠?qū)⒉煌猛镜脑O(shè)備進(jìn)行連接和功能整合，從而在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加強(qiáng)其使用效能?？梢哉f(shuō)，當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)化與模塊化已經(jīng)成為機(jī)電一體化技術(shù)與設(shè)備的主要發(fā)展趨勢(shì)之一。正是在這一趨勢(shì)的影響下，我國(guó)機(jī)電設(shè)備的研發(fā)與制造水平得到了進(jìn)一步提升，在某些領(lǐng)域甚至逐步趕上乃至超過(guò)了發(fā)達(dá)國(guó)家[6]。

四、促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的建議

在現(xiàn)階段，我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)雖然在發(fā)展水平方面得到了快速的提升和進(jìn)步，但是在總體發(fā)展水平方面，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家之間還存在一定差距。因此，需要采取一些措施對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展水平進(jìn)行更加全面的提升。具體措施包括以下幾方面：

1.在智能和環(huán)保技術(shù)方面加大研發(fā)投入。

2.進(jìn)一步完善產(chǎn)學(xué)研一體研發(fā)機(jī)制。

3.加大人才教育和培養(yǎng)力度以及對(duì)相關(guān)設(shè)備生產(chǎn)流程進(jìn)行更加嚴(yán)格的管理。

在采用了上述措施之后，我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)就能夠得到更加快速的發(fā)展和進(jìn)步。

（一）在智能和環(huán)保技術(shù)方面加大研發(fā)投入

在當(dāng)下，智能化與環(huán)?；呀?jīng)成為機(jī)電一體化技術(shù)的重要發(fā)展趨勢(shì)。在這一背景下，相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)需要在上述兩個(gè)方面進(jìn)一步加大技術(shù)研發(fā)投入力度。在具體措施方面：

1.在進(jìn)行機(jī)電一體化技術(shù)研發(fā)的過(guò)程中

應(yīng)該通過(guò)應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等新型信息技術(shù)，進(jìn)一步提升機(jī)電設(shè)備的智能化水平，增加其信息處理能力和工作效率。在這一基礎(chǔ)上，機(jī)電設(shè)備的市場(chǎng)前景和科技含量都能夠得到進(jìn)一步提升。

2.在進(jìn)行設(shè)備研發(fā)與生產(chǎn)的過(guò)程中

應(yīng)該將降低能耗與污染物排放量作為重要的研發(fā)方向[7]，例如，在選擇機(jī)電設(shè)備動(dòng)力系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該優(yōu)先選擇能耗較低的電力動(dòng)力系統(tǒng)。在這一前提下，機(jī)電設(shè)備的環(huán)保性能就能夠得到進(jìn)一步提升。

（二）進(jìn)一步完善產(chǎn)學(xué)研一體研發(fā)機(jī)制

在機(jī)電設(shè)備與技術(shù)研發(fā)方面，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家的主要差距之一就是產(chǎn)學(xué)研一體的研發(fā)機(jī)制不夠完善。在這樣的情況下，研發(fā)機(jī)構(gòu)開發(fā)出的一些新型機(jī)電一體化技術(shù)和設(shè)備往往無(wú)法適應(yīng)市場(chǎng)。針對(duì)這一問(wèn)題，需要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上對(duì)產(chǎn)學(xué)研一體的研發(fā)機(jī)制進(jìn)行進(jìn)一步完善。在具體措施方面，除了需要建立健全學(xué)校、研發(fā)機(jī)構(gòu)與企業(yè)之間的溝通協(xié)調(diào)機(jī)制外，還需要更多的進(jìn)行三方之間相互考察和學(xué)習(xí)的機(jī)制。而對(duì)于具體單位來(lái)說(shuō)，在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中需要進(jìn)一步提升對(duì)產(chǎn)學(xué)研一體研發(fā)機(jī)制的重視程度，并在這一基礎(chǔ)上加強(qiáng)與另外兩方的溝通。

（三）加大人才教育和培養(yǎng)力度

為加強(qiáng)機(jī)電一體化技術(shù)和設(shè)備的研發(fā)水平，需要在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)相關(guān)人才進(jìn)行教育和培訓(xùn)的力度。在具體措施方面：

1.我國(guó)教育部需要針對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)做好教育機(jī)構(gòu)設(shè)置的工作，通過(guò)增加高等院校中相關(guān)專業(yè)的設(shè)置數(shù)量和招生人數(shù)提升機(jī)電一體化人才的培養(yǎng)力度。在這一基礎(chǔ)上，我國(guó)的機(jī)電一體化研發(fā)與生產(chǎn)工作就能夠得到更加充分的人才保障。

2.相關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)企業(yè)需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)員工的培訓(xùn)工作，提升自身的研發(fā)與生產(chǎn)能力，從而為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

（四）對(duì)相關(guān)設(shè)備生產(chǎn)流程進(jìn)行更加嚴(yán)格的管理

為保障機(jī)電一體化設(shè)備的生產(chǎn)水平，需要生產(chǎn)企業(yè)在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步完善相關(guān)設(shè)備的生產(chǎn)流程，并在生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)員工進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督與管理，以保障機(jī)電設(shè)備的生產(chǎn)質(zhì)量。在機(jī)電一體化技術(shù)不斷發(fā)展的過(guò)程中，設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)零部件的尺寸、質(zhì)量等因素提出了更高的要求。在這一基礎(chǔ)上，對(duì)生產(chǎn)流程進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督，不僅能夠提升機(jī)電設(shè)備的質(zhì)量，而且能夠?yàn)槲覈?guó)的機(jī)電設(shè)備在國(guó)際與國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上贏得更好的口碑，促進(jìn)我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)和相關(guān)企業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的進(jìn)一步提升[8]。

五、結(jié)論

綜上所述，在信息技術(shù)高速發(fā)展的前提下，機(jī)電一體化技術(shù)迎來(lái)了難得的發(fā)展機(jī)遇。同時(shí)，現(xiàn)階段我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)開始呈現(xiàn)出智能化、環(huán)保化、微型化和標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展趨勢(shì)。在上述趨勢(shì)的影響下，我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)研發(fā)水平得到了進(jìn)一步提升。為促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，需要從人才培養(yǎng)、機(jī)制建設(shè)、生產(chǎn)與研發(fā)等方面制定出更加科學(xué)的管理措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]唐海清.分析機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)， 2019，46（07）：32+37.

[2]韓錫敏.分析機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展[J].山東工業(yè)技術(shù)， 2019，11（11）：136.

[3]王宏波.機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].時(shí)代農(nóng)機(jī)， 2018，45（12）：44.

[4]潘錫方.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用分析[J].企業(yè)科技與發(fā)展， 2018，12（08）：60-61.

[5]萬(wàn)江云，李志武，劉果.機(jī)電一體化技術(shù)在汽車制動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用， 2018，17（22）：159-160.

[6]顧海兵.淺析機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展[J].居舍， 2017，09（21）：7.

[7]杜洪超，任洋洋.分析機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)[J].農(nóng)家參謀， 2017，19（12）：273.

[8]周志海，高飛.機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)及發(fā)展趨勢(shì)分析[J].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化， 2017，15（04）：234.