莊志堅(jiān)

（甘肅煤田地質(zhì)局一四六隊(duì)，甘肅 平?jīng)?744000）

工業(yè)對(duì)人類文明的發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，人們的生活也是離不開(kāi)工業(yè)的，不管是工業(yè)生產(chǎn)中使用的機(jī)械設(shè)備，還是人們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫募译姡际枪I(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)物，所以工業(yè)的發(fā)展決定了人們的生活水平和質(zhì)量?？萍嫉陌l(fā)展促進(jìn)了工業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展，使得機(jī)電一體化發(fā)展加速，機(jī)電一體化的持續(xù)健康發(fā)展將推動(dòng)我國(guó)工業(yè)朝著網(wǎng)絡(luò)化、智能化和環(huán)保化發(fā)展，能夠有效推動(dòng)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。

1 機(jī)電一體化技術(shù)概述

目前我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)得到了不錯(cuò)的成果，機(jī)電一體化技術(shù)主要包含產(chǎn)品和技術(shù)兩部分，在研究機(jī)電一體化技術(shù)的過(guò)程中，要結(jié)合這兩部分綜合考慮，既要保障產(chǎn)品質(zhì)量，也要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)[1]。目前機(jī)電一體化技術(shù)主要有：機(jī)械技術(shù)、信息計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳感檢測(cè)技術(shù)：①機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)，通過(guò)將機(jī)械技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)結(jié)合，并不斷創(chuàng)新技術(shù)和概念，從而使得產(chǎn)品和技術(shù)的性能、材料和結(jié)構(gòu)都有了優(yōu)化，能夠更好滿足減小體積和重量、提高硬度和精度、優(yōu)化提升性能等需求。②信息計(jì)算機(jī)技術(shù)的主要內(nèi)容為信息存取、交換、運(yùn)算、決策和判斷，通過(guò)專家系統(tǒng)技術(shù)和人工智能技術(shù)來(lái)處理計(jì)算機(jī)信息。③自動(dòng)控制技術(shù)的主要內(nèi)容為：控制速度、定位控制、自診斷、校正、自適應(yīng)、檢索、再現(xiàn)和補(bǔ)償?shù)?。目前其?yīng)用范圍較廣，如優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、完善現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和系統(tǒng)仿真工作等。④傳感檢測(cè)技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官，因?yàn)閭鞲衅骺梢钥焖佾@取信息，能保證信息的時(shí)效性和準(zhǔn)確性，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)和自動(dòng)控制，有效提高機(jī)電一體化系統(tǒng)的質(zhì)量和水平。企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中可以合理利用這些技術(shù)，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，從而推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的良性發(fā)展，為我國(guó)工業(yè)的發(fā)展提供可靠保障。

2 機(jī)電一體化技術(shù)現(xiàn)狀

在過(guò)去，機(jī)電一體化技術(shù)是傳統(tǒng)而簡(jiǎn)單的機(jī)電技術(shù)，而如今隨著光纖和人工智能技術(shù)的運(yùn)用，機(jī)電技術(shù)和先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)不斷融合，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)逐步發(fā)展成智能化、信息化的機(jī)電技術(shù)[2]。機(jī)電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展，不僅為我們的工作生活帶來(lái)了便利，也為我國(guó)工業(yè)發(fā)展提供了技術(shù)保障。如：我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫降碾娔X、電視、冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)等等電器，為我們的生活帶來(lái)了便利，并且隨著科技的發(fā)展，這些電器的功能也越來(lái)越多。工業(yè)機(jī)器人的運(yùn)用也越來(lái)越廣泛（圖1），不管是在倉(cāng)庫(kù)里的運(yùn)輸機(jī)器人，還是醫(yī)院等公共場(chǎng)所的自助機(jī)器人（圖2），都為企業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了幫助。目前我國(guó)的機(jī)電一體化技術(shù)主要的研究方向是電子智能技術(shù)方向，并且已經(jīng)取得了一些成效，隨著未來(lái)科技的不斷發(fā)展，相信機(jī)電一體化技術(shù)的智能化發(fā)展會(huì)取得更大的成果。機(jī)電一體化的發(fā)展歷程經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段。

圖1 工業(yè)機(jī)器人

圖2 自助機(jī)器人

2.1 萌芽發(fā)展階段

機(jī)電一體化技術(shù)萌芽于20世紀(jì)60年代以前，這一時(shí)期電子技術(shù)有了初步發(fā)展，人們也開(kāi)始著手于將電子技術(shù)的成果用來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能，尤其是在二戰(zhàn)時(shí)期，各個(gè)國(guó)家為了應(yīng)對(duì)戰(zhàn)事，將電子技術(shù)和各種機(jī)械設(shè)備結(jié)合起來(lái)，制造出了機(jī)電結(jié)合的軍用設(shè)備，但是由于當(dāng)時(shí)的科技水平較低，研發(fā)處于自發(fā)狀態(tài)，對(duì)于技術(shù)的研究不夠深入，研究范圍也不廣泛，所以所研發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品也并不能量產(chǎn)。在戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束后，一些軍用技術(shù)和設(shè)備被轉(zhuǎn)為民用，在一定程度上推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

2.2 蓬勃發(fā)展階段

機(jī)電一體化技術(shù)于20世紀(jì)70年代至80年代開(kāi)始蓬勃發(fā)展，在這一期間各國(guó)的經(jīng)濟(jì)都開(kāi)始迅速發(fā)展，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技發(fā)展也有了顯著成果，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)都取得了一定成效，也為機(jī)電一體化的發(fā)展提供技術(shù)基礎(chǔ)。在這一時(shí)期，還出現(xiàn)了大規(guī)模的集成電路和微型計(jì)算機(jī)，為機(jī)電一體化發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)也有了保障。到20世紀(jì)80年代末，機(jī)電一體化發(fā)展在全球得到了廣泛傳播，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品都有了進(jìn)一步發(fā)展，各國(guó)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)也有了更多的關(guān)注。

2.3 深入發(fā)展階段

機(jī)電一體化技術(shù)在20世紀(jì)90年代后期開(kāi)始朝著智能化方向發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展也進(jìn)入了深入發(fā)展階段，在這一時(shí)期，機(jī)電一體化技術(shù)中融入了光學(xué)和通信技術(shù)和細(xì)微加工等技術(shù)，從而出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新的技術(shù)系統(tǒng)，同時(shí)還對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法等方面都有了深入的研究和發(fā)展，為人工智能技術(shù)和光纖技術(shù)等領(lǐng)域的發(fā)展提供了技術(shù)支持，也使得機(jī)電一體化體系日漸完善。

3 機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 智能化發(fā)展

科技發(fā)展讓各行業(yè)都朝著智能化方向發(fā)展，利用科技將各種生產(chǎn)技術(shù)投入到機(jī)器設(shè)備中，然后設(shè)定相關(guān)程序，讓設(shè)備按照企業(yè)或個(gè)人的想法進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)，這就是智能化。在智能化發(fā)展中投入工業(yè)生產(chǎn)的人力資源將減少，生產(chǎn)的質(zhì)量也能有效控制，節(jié)省了人力和時(shí)間，讓企業(yè)可以分配更多人力到其他項(xiàng)目，優(yōu)化了資源配置。而且智能化發(fā)展在我們的日常生活中也已開(kāi)始廣泛應(yīng)用，如目前出現(xiàn)的掃地機(jī)器人、洗碗機(jī)、智能音箱等等，都是智能技術(shù)的產(chǎn)物，為人們的生活帶來(lái)了極大便利。目前我國(guó)的智能化發(fā)展還在初步階段，相信在未來(lái)會(huì)有更大的成效。

3.2 環(huán)保型發(fā)展

環(huán)保是目前全球各國(guó)發(fā)展的基本要求，眾所周知地球上的資源大部分都是有限的，隨著人類文明發(fā)展，自然環(huán)境受到破壞，自然資源也越來(lái)越少，想要在未來(lái)持續(xù)健康發(fā)展，就要樹(shù)立環(huán)保意識(shí)，堅(jiān)持環(huán)保型發(fā)展[3]。機(jī)電一體化技術(shù)在生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、包裝和使用過(guò)程中，都提倡降低浪費(fèi)，促進(jìn)資源再利用，是契合環(huán)保需求的。隨著未來(lái)科技的發(fā)展，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)上會(huì)更著重于保證減小污染，提高資源回收利用率，所以機(jī)電一體化技術(shù)朝著環(huán)保型發(fā)展是時(shí)代的需求，也是人類生存發(fā)展的需求，更是符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展方針的。

3.3 網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人們的生產(chǎn)生活發(fā)生了翻天覆地的變化，生活質(zhì)量大大提高。除此之外，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展還有效推動(dòng)了各行各業(yè)的創(chuàng)新和進(jìn)步。在這樣的背景下，機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)也開(kāi)始重視向網(wǎng)絡(luò)化轉(zhuǎn)變。在全球經(jīng)濟(jì)一體化的形式下，競(jìng)爭(zhēng)范圍從國(guó)內(nèi)開(kāi)始擴(kuò)展到全世界，這增加了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)壓力。因此為了保持自身的競(jìng)爭(zhēng)力，促進(jìn)企業(yè)持續(xù)健康的發(fā)展，就應(yīng)該充分利用高新技術(shù)，進(jìn)行技術(shù)變革。所以，隨著時(shí)代的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在機(jī)電一體化生產(chǎn)中的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛。在網(wǎng)絡(luò)化的支持下，企業(yè)可以和全世界的先進(jìn)企業(yè)進(jìn)行深入的交流和合作，促進(jìn)自身的技術(shù)變革。此外，有了網(wǎng)絡(luò)的支持，企業(yè)可以有效提升產(chǎn)品、技術(shù)推廣的效率和質(zhì)量。

3.4 模塊化發(fā)展

目前來(lái)說(shuō)，雖然機(jī)電一體化企業(yè)的數(shù)量眾多，但是如果想要生產(chǎn)出合格標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，還是存在一定的困難，并且這本身就是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工作[4]。由于標(biāo)準(zhǔn)的不統(tǒng)一，很多時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)只能調(diào)速的情況。除此之外，某些生產(chǎn)細(xì)節(jié)要經(jīng)過(guò)一些視覺(jué)機(jī)械裝置來(lái)進(jìn)行處理。為了保證生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，推動(dòng)新項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)，就應(yīng)該著手建立健全的統(tǒng)一化標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)各項(xiàng)部件進(jìn)行統(tǒng)一的規(guī)定和管理，以有效實(shí)現(xiàn)資源的快速匹配。除此之外，進(jìn)行模塊化的管理還可以有效提升相關(guān)企業(yè)的生產(chǎn)效率，保證其經(jīng)濟(jì)效益，提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

3.5 柔性化發(fā)展

一般來(lái)說(shuō)柔性化發(fā)展可以被服務(wù)產(chǎn)品的適應(yīng)性和對(duì)客戶需求的精準(zhǔn)判斷。產(chǎn)品的適應(yīng)性可以以紡織業(yè)案例來(lái)進(jìn)行解釋，對(duì)于紡織業(yè)來(lái)說(shuō)，紡紗機(jī)械設(shè)備是其必須的生產(chǎn)用具，同時(shí)這種紡紗機(jī)械設(shè)備有著比較強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠運(yùn)用于各種材質(zhì)的纖維，從而使生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)標(biāo)。此外，紡紗設(shè)備還能夠隨著材質(zhì)的變化而及時(shí)地進(jìn)行轉(zhuǎn)變。而為了實(shí)現(xiàn)對(duì)客戶需求的精準(zhǔn)判斷，就需要相關(guān)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求進(jìn)行全面和充分的調(diào)研，再根據(jù)實(shí)際情況來(lái)改善自己的設(shè)計(jì)方案，調(diào)整施工流程，盡可能地提升設(shè)備的自動(dòng)化，保證其生產(chǎn)性能。

3.6 生物智能發(fā)展

目前來(lái)說(shuō)，生物控制的模式多種多樣，運(yùn)用比較廣泛的包括分布式智能、反應(yīng)式智能，此外，慎思式智能也是比較常見(jiàn)的。不過(guò)由于一些客觀因素的影響，這些生物控制邏輯還是著重于對(duì)生物進(jìn)行相對(duì)簡(jiǎn)單的模仿。為了促進(jìn)機(jī)電一體化產(chǎn)品真正的實(shí)現(xiàn)向生物智能的轉(zhuǎn)變，就要對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行更加深入的研究，以提升其控制水平。只有這樣，才能有效提升機(jī)電一體化產(chǎn)品處理信息的效率和質(zhì)量。雖然這一過(guò)程還存在著很多困難和阻礙，但確實(shí)是時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)。

3.7 微型化發(fā)展

顧名思義，微型化發(fā)展就是讓機(jī)電系統(tǒng)體積變得更小。因此在保證其性能的基礎(chǔ)上，要多利用微米量級(jí)的元件。目前來(lái)說(shuō)，微電子技術(shù)的發(fā)展受到了人們的廣泛關(guān)注，隨著這一技術(shù)的成熟，越來(lái)越多的微型電子產(chǎn)品也應(yīng)運(yùn)而生，這些高技術(shù)的產(chǎn)品為人們的生產(chǎn)生活提供了諸多的便利[5]。微型機(jī)電一體化產(chǎn)品有著其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，比如運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，理解能力超前，因此在各行各業(yè)的運(yùn)用中都變得更加廣泛，扮演著越來(lái)越重要的角色。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)需要對(duì)各種科學(xué)技術(shù)進(jìn)行利用和融合，以不斷提升自身的技術(shù)水平和適用性。而在實(shí)際生產(chǎn)和運(yùn)用過(guò)程中，相關(guān)人員要根據(jù)實(shí)際情況和暴露出來(lái)的問(wèn)題，對(duì)這一技術(shù)不斷進(jìn)行完善和創(chuàng)新，以促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，充分發(fā)揮其在生產(chǎn)生活中的作用，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活質(zhì)量的提高打下堅(jiān)持的基礎(chǔ)。此外，相關(guān)企業(yè)也要重視對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的研究，以不斷提升企業(yè)自身的競(jìng)爭(zhēng)力，保證企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。