朱江麗

（石河子工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 石河子 832000）

機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)，可以作為智能制造綜合功能體現(xiàn)的支撐點(diǎn)，借助強(qiáng)大的機(jī)械加工技術(shù)、電子電器技術(shù)、傳感器技術(shù)以及液壓技術(shù)等，對不同智能制造環(huán)節(jié)起到技術(shù)化支撐作用，提高智能驅(qū)動(dòng)能力，為生產(chǎn)制造多元化發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[1]。為此，應(yīng)深度挖掘機(jī)電一體化技術(shù)對智能制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展的促進(jìn)意義，以期推動(dòng)我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型發(fā)展。

1 機(jī)電一體化及其在智能制造中的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 機(jī)電一體化

機(jī)電一體化技術(shù)具有綜合性，其涵蓋與機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)相關(guān)聯(lián)的一系列技術(shù)機(jī)制，實(shí)際應(yīng)用過程中，按照不同類別的技術(shù)場景，完成數(shù)據(jù)信息傳輸、信號信息控制等操作，保證各類終端設(shè)備在集控系統(tǒng)下驅(qū)動(dòng)的合理性。在現(xiàn)有機(jī)械設(shè)備應(yīng)用過程中，其可實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)數(shù)字、信號信息的綜合調(diào)控處理，且在終端集成系統(tǒng)多邏輯操控程序的支撐下，保證技術(shù)的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)符合生產(chǎn)制造設(shè)備的運(yùn)行需求[2]。

1.2 智能制造

智能制造作為人工智能技術(shù)的重要呈現(xiàn)，通過計(jì)算機(jī)設(shè)備及系統(tǒng)，模擬人們的思維，然后將思維運(yùn)作模式通過計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行編寫與錄入。此類程序具有較強(qiáng)的執(zhí)行能力，應(yīng)用到機(jī)械化生產(chǎn)體系中形成的架構(gòu)機(jī)制能夠利用智能制造多元模式替代傳統(tǒng)人工操作機(jī)制，令企業(yè)脫離人力生產(chǎn)模式，且能夠進(jìn)行自動(dòng)化、智能化的操控處理，增強(qiáng)應(yīng)用效能。同時(shí)，智能制造的一體化處理模式可按照既定程序信息進(jìn)行比對及分析，并通過對外部環(huán)境的模擬以及信息反饋等，實(shí)現(xiàn)操控指令的調(diào)節(jié)，保證終端試運(yùn)行部件的驅(qū)動(dòng)模式是符合實(shí)際生產(chǎn)需求的。其間，全過程的數(shù)據(jù)運(yùn)算以及自動(dòng)化控制能夠避免智能生產(chǎn)制造中的誤差問題，也可有效規(guī)避生產(chǎn)過程成本過度消耗問題。從技術(shù)應(yīng)用及其發(fā)展驅(qū)動(dòng)方面來講，智能制造是我國的機(jī)械生產(chǎn)制造產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展目標(biāo)。

1.3 應(yīng)用優(yōu)勢

機(jī)電一體化技術(shù)與智能制造體系的融合，呈現(xiàn)的契合點(diǎn)是通過技術(shù)支撐與制造結(jié)構(gòu)之間的精準(zhǔn)對接，對智能化生產(chǎn)工藝進(jìn)行調(diào)控處理。一方面，機(jī)電一體化技術(shù)為智能制造功能的實(shí)現(xiàn)提供基礎(chǔ)平臺?，F(xiàn)有的智能制造體系是通過多元化數(shù)據(jù)指令運(yùn)算及其驅(qū)動(dòng)調(diào)控處理終端部件的，此過程中智能系統(tǒng)與終端部件之間的切合形式需要一套完整的控制體系進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸及反饋。機(jī)電一體化在其中的應(yīng)用，則可為智能制造系統(tǒng)與智能制造終端部件提供信息交互平臺，對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行具有時(shí)效性與共享性的傳輸處理，提高智能制造生產(chǎn)的可靠性[3]。另一方面，機(jī)電一體化技術(shù)可以為智能制造體系提供模型基礎(chǔ)。現(xiàn)有數(shù)據(jù)信息傳輸以及指令驅(qū)動(dòng)中，機(jī)電一體化的技術(shù)框架可令智能制造結(jié)構(gòu)具有層次化與多元化特征，通過不同維度的技術(shù)驅(qū)動(dòng)，增強(qiáng)不同終端部件反饋信息之間的對接性。如此一來，即便是在多節(jié)點(diǎn)同步操控以及總線控制模式下，也可同步驅(qū)動(dòng)各類組件進(jìn)行邏輯性操作，最大程度規(guī)避終端執(zhí)行部件運(yùn)行碰撞或脫節(jié)的問題。

2 機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的應(yīng)用

2.1 數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)控技術(shù)在機(jī)電一體化技術(shù)的支撐下，由原有的人工處理模式，轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^智能程序控制的數(shù)控技術(shù)體系，搭載強(qiáng)大計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及運(yùn)算結(jié)構(gòu)，智能化調(diào)控處理終端驅(qū)動(dòng)部件，且智能生產(chǎn)機(jī)制能夠在不同的生產(chǎn)場景下進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合處理。通過數(shù)控加工編程可針對終端部件進(jìn)行一體化、智能化的調(diào)控，無需人工進(jìn)行監(jiān)管，便可同步制備相對應(yīng)的零部件?，F(xiàn)有機(jī)械化技術(shù)驅(qū)動(dòng)過程中，在終端集成的運(yùn)行機(jī)理以及PLC控制系統(tǒng)支撐下，數(shù)控技術(shù)呈現(xiàn)多元發(fā)展趨勢。例如，通過總線控制的布設(shè)，對不同反應(yīng)區(qū)域下的數(shù)據(jù)自動(dòng)反饋并解析處理，及時(shí)查找數(shù)控操控機(jī)床終端是否按照既定的運(yùn)行軌跡生產(chǎn)加工，如果存在差異，立即進(jìn)行報(bào)警并自適應(yīng)調(diào)節(jié)處理，保證零部件生產(chǎn)的穩(wěn)定性[4]。此外，數(shù)控技術(shù)正朝著三維立體化的方向發(fā)展，可以建設(shè)仿真模型比對不同部件生成過程中可能產(chǎn)生的誤差問題，并進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，為設(shè)計(jì)人員提供更為精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐。

2.2 傳感技術(shù)的應(yīng)用

傳感技術(shù)作為機(jī)電一體化的重要組成部分，其在外部驅(qū)動(dòng)場景與內(nèi)部系統(tǒng)中起到信息采集與反饋的作用。傳感技術(shù)應(yīng)用于智能生產(chǎn)制造體系中，通過信息的時(shí)效性功能，對不同驅(qū)動(dòng)部件進(jìn)行信息反饋處理，通過高精度等算法以及驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)終端部件的精細(xì)化調(diào)控，增強(qiáng)反應(yīng)性及靈敏性。將傳感技術(shù)應(yīng)用于智能化控制體系之中，可令內(nèi)部精密組件免受到外界電磁以及信號的干擾，保證目標(biāo)信息與目標(biāo)反饋信息之間的對接性。同時(shí)，生產(chǎn)體系中智能化機(jī)制的實(shí)現(xiàn)，可利用傳感器與網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的對接，數(shù)據(jù)采集不同操控節(jié)點(diǎn)，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)內(nèi)部的強(qiáng)大功能進(jìn)行多維度的計(jì)算，及時(shí)查證系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)期間存在的隱患問題，通過獨(dú)立型獲取、綜合型分析以及共享型處理，對當(dāng)前智能生產(chǎn)制造領(lǐng)域進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與分析，測定不同智能生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)中存在的隱患點(diǎn)，保證生產(chǎn)制造的穩(wěn)定性[5]。

2.3 自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用

自動(dòng)控制技術(shù)作為機(jī)電一體化功能實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)，通過采集及分析當(dāng)前區(qū)域下的運(yùn)動(dòng)模式，按照主系統(tǒng)設(shè)定的程序框架，自動(dòng)調(diào)控處理終端驅(qū)動(dòng)部件，使其能夠廣泛應(yīng)用到各行業(yè)中，例如，電子設(shè)備微型調(diào)控、傳感器微型調(diào)控以及大型生產(chǎn)體系的自動(dòng)化控制等。每類技術(shù)的應(yīng)用及實(shí)現(xiàn)，均可按照不同的生產(chǎn)框架進(jìn)行自動(dòng)擬合處理。同時(shí)，終端控制模式也可為智能生產(chǎn)體系提供實(shí)時(shí)化、全方位化的監(jiān)管機(jī)制，通過數(shù)據(jù)信息的采集與全程跟蹤控制，了解到系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)過程中可能存在的隱患點(diǎn)。智能制造體系中自動(dòng)化控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，需搭載計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的擬合處理，保證每類數(shù)據(jù)信息的傳輸分辨及控制功能是在既定數(shù)據(jù)組成框架之下進(jìn)行一體化分析的，且資源模式是按照分類框架進(jìn)行管控的。通過對終端服務(wù)框架的技術(shù)資源與系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)模式進(jìn)行整合，完成對當(dāng)前智能操控終端不同驅(qū)動(dòng)部件的數(shù)據(jù)支撐，增強(qiáng)其智能控制精度，為行業(yè)發(fā)展提供基礎(chǔ)保障[6]。

2.4 柔性制造的應(yīng)用

傳統(tǒng)機(jī)械生產(chǎn)制造只是按照固定程序執(zhí)行一系列機(jī)械生產(chǎn)操作指令，操作工序中數(shù)據(jù)框架的定向約束，將造成設(shè)備或部件生產(chǎn)過程中的硬性損傷問題。機(jī)電一體化技術(shù)支撐下的柔性制造功能，為不同驅(qū)動(dòng)場景賦予柔性化操控機(jī)制，保證在相關(guān)數(shù)據(jù)服務(wù)以及信息管理功能下，通過柔性化操作抵消因機(jī)械化生產(chǎn)造成的硬性機(jī)理問題。柔性化制造系統(tǒng)在智能生產(chǎn)體系中的實(shí)現(xiàn)，主要通過數(shù)字控制以及信息控制功能，對不同生產(chǎn)對象進(jìn)行自動(dòng)化轉(zhuǎn)換處理。同時(shí)柔性化操控機(jī)制可為終端數(shù)據(jù)操控功能起到科學(xué)決策的作用，增強(qiáng)數(shù)據(jù)信息的解讀能力，通過人工智能思維對此類柔性化信息進(jìn)行學(xué)習(xí)與自適應(yīng)的驅(qū)動(dòng)，進(jìn)而對后勤機(jī)械生產(chǎn)制造進(jìn)行補(bǔ)償處理[7]?，F(xiàn)有的智能化生產(chǎn)體系中，機(jī)電一體化技術(shù)中的柔性制造功能運(yùn)用相對廣泛，其可按照不同驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的批量化比對，在不同的零部件生產(chǎn)或系統(tǒng)調(diào)控功能之中，完成數(shù)據(jù)信息的對接處理，整個(gè)過程不再局限于多位處理，更多的是通過數(shù)據(jù)信息之間的高精度匹配，增強(qiáng)生產(chǎn)過程的流暢性與對接性，提高智能生產(chǎn)效率。

2.5 智能機(jī)器人的應(yīng)用

智能機(jī)器人的研發(fā)及應(yīng)用是目前人工智能以及智能生產(chǎn)領(lǐng)域中的重要發(fā)展方向，在智能機(jī)器人多位處理系統(tǒng)、功能組成、終端架構(gòu)的支撐下，其在大部分行業(yè)中得到了廣泛運(yùn)用。例如，抗震救災(zāi)機(jī)器人、偵查機(jī)器人、批量生產(chǎn)中智能化運(yùn)作模式、人工智能操控機(jī)制，有效提高了機(jī)器人的自主適應(yīng)性。機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)，更多的是通過機(jī)器人操控系統(tǒng)，完成對不同驅(qū)動(dòng)功能的有效調(diào)控處理，比如，控制技術(shù)、信息技術(shù)以及傳感技術(shù)等。機(jī)器人自身自學(xué)功能以及自適應(yīng)機(jī)制是符合人類思維的，在內(nèi)部精密算法的支撐下，可按照不同場景進(jìn)行數(shù)據(jù)信息之間的擬合處理，即人工智能機(jī)器人在生產(chǎn)加工或?qū)嶋H驅(qū)動(dòng)中，可按照人的思維自動(dòng)化處理一系列事物，保證生產(chǎn)流程的規(guī)范性[8]。此外，智能機(jī)器人的擬人化特征，可替代人工進(jìn)行復(fù)雜化、專業(yè)化的操作，大大減少生產(chǎn)誤差，且可在高復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境下規(guī)避人工操作產(chǎn)生的安全問題，提高工業(yè)生產(chǎn)的安全性。

2.6 人工智能與人機(jī)一體化的應(yīng)用

人工智能與人機(jī)一體化的應(yīng)用，主要通過模糊算法、控制理論以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法等，整合處理基本數(shù)據(jù)信息，通過思維模式深度挖掘不同數(shù)據(jù)信息匹配之間存在的規(guī)律性。在大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)的支撐下，可挖掘內(nèi)部數(shù)據(jù)信息價(jià)值，即便是在大體量的存儲環(huán)境之下，也可利用虛擬空間實(shí)時(shí)對接數(shù)據(jù)信息。但是此過程對于網(wǎng)絡(luò)傳輸功能具有定向化的需求，處理器驅(qū)動(dòng)中需要物理設(shè)備具有聯(lián)網(wǎng)功能，才可保證自主集成功能的數(shù)據(jù)挖掘體系是符合自動(dòng)化生產(chǎn)需求的。從內(nèi)部系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)理來講，智能機(jī)器人或人機(jī)一體化框架的輔助應(yīng)用，是按照系統(tǒng)指令進(jìn)行程序化自主驅(qū)動(dòng)的，提高機(jī)器人與外部環(huán)境之間的契合性，保證系統(tǒng)按照預(yù)設(shè)的框架執(zhí)行目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)目標(biāo)與控制目標(biāo)之間的對接[9]。

3 機(jī)電一體化技術(shù)在智能制造中的發(fā)展前景

為增強(qiáng)我國智能制造產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型效率以及在國際生產(chǎn)行業(yè)中的地位，需加強(qiáng)對基礎(chǔ)技術(shù)的穩(wěn)固以及對高精尖技術(shù)的研發(fā)，逐步凸顯我國智能生產(chǎn)效能，從工業(yè)大國轉(zhuǎn)變?yōu)楣I(yè)強(qiáng)國。機(jī)電一體化技術(shù)作為智能制造中的重要組成部分，其數(shù)據(jù)信息傳輸以及指令調(diào)控功能是生產(chǎn)智能化與自動(dòng)化的核心組件。對此，在后期發(fā)展過程中，機(jī)電一體化的技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用，應(yīng)切合于主體發(fā)展規(guī)律，增強(qiáng)企業(yè)的智能化發(fā)展效率。

1）引入萬物互聯(lián)的理念，將自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)進(jìn)行整合。通過技術(shù)調(diào)控機(jī)制，將網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)納入到集成控制機(jī)制中。廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間的對接形式則是保證機(jī)電一體化技術(shù)實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)所在，且通過電網(wǎng)部門及時(shí)分辨互聯(lián)網(wǎng)資源下的技術(shù)驅(qū)動(dòng)規(guī)則，通過資源共享，完善自動(dòng)化技術(shù)的處理機(jī)制。最后，在學(xué)科專業(yè)的整合下，逐步夯實(shí)智能技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)。

2）加強(qiáng)對機(jī)械技術(shù)的研發(fā)。機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)的主要技術(shù)前提，未來應(yīng)該將更加先進(jìn)的機(jī)械制造理念應(yīng)用到我國的機(jī)械材料、機(jī)械結(jié)構(gòu)中，尤其是機(jī)械生產(chǎn)中的關(guān)鍵零部件，如導(dǎo)軌、軸承、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等，為機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用提供一個(gè)良好的基礎(chǔ)條件。毋庸置疑，機(jī)械制造的發(fā)展方向一定是“光機(jī)電一體化技術(shù)”，將光電子技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)數(shù)字化、可視化及模塊化發(fā)展[10]。

3）機(jī)電一體化技術(shù)的研究與應(yīng)用，將在工業(yè)生產(chǎn)制造中發(fā)揮集成調(diào)控作用，提高控制精度。應(yīng)結(jié)合工業(yè)生產(chǎn)的未來發(fā)展方向，界定不同驅(qū)動(dòng)場景下的技術(shù)應(yīng)用原理，縮減資源耗用度。微型化作為技術(shù)集成、資源集成的重要載體，在多模態(tài)組成結(jié)構(gòu)下，可最大程度縮減不同設(shè)施驅(qū)動(dòng)之間的差異，提高技術(shù)驅(qū)動(dòng)的集成性，提高資源利用效能。

4 結(jié)語

綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)作為工業(yè)生產(chǎn)中的重要組成部分，綜合性的技術(shù)驅(qū)動(dòng)機(jī)制，可支撐不同類別的操作系統(tǒng)，提高終端操作機(jī)構(gòu)之間的對接性。將機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用于智能生產(chǎn)制造領(lǐng)域，以不同載體為控制平臺，可以增強(qiáng)技術(shù)與操作設(shè)備之間的鏈接性。對此，后續(xù)發(fā)展中，應(yīng)加強(qiáng)對機(jī)電一體化技術(shù)的研發(fā)，結(jié)合不同應(yīng)用場景，在系統(tǒng)多位控制需求下，增強(qiáng)技術(shù)的應(yīng)用性，為我國工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。