浅析机电一体化技术的现状和发展
【摘要】机电一体化是一门交叉并融合了机械、电子、信息、光学、计算机等学科的一门新兴技术学科，在工业生产等方面发挥出了非常重要的作用，为现代科技发展的必然结果。本文首先简单阐述机电一体化相关概念，其次就机电一体化技术的应用现状展开分析，并深入探讨这一技术的未来发展趋势。
【关键词】机电一体化技术；发展现状；发展趋势
0.引言
随着科技的进步与发展，工程技术在各学科得到充分交叉与融合的影响下，发生了一系列变革。同时，随着电子技术及计算机技术等的迅猛发展，其不断渗透进了机械工业领域，并逐渐形成了机电一体化，进而使得工业的产品机构、技术结构、生产管理方式，以及功能与构成等均产生了巨大的转变，自此，我国的工业建设及生产迈向了以机电一体化为主要技术支撑的阶段。
1.机电一体化的相关概念
在生产机构的各项功能中引进电子及计算机技术，并将机械生产装置及电子软件或技术等进行有机结合，进而构成相应系统，而这些系统的总称即为机电一体化。作为一门新兴的学科，机电一体化还是以系统观点为依据，通过对机械、微电子、计算机、信息、自动控制、传感测控、软件编程等群体技术进行综合运用，并通过对各单元的功能进行合理布置，从而高质、高效、低能耗地实现某些功能的一项系统工程技术。在此条件下形成的功能系统即为一个机电一体化产品[1]。
由此可知，产品与技术为机电一体化包含的两个重要方面。与机械电气化不同的是，机电一体化并不是将微电子、机械等技术进行简单组合的技术，而是融合了上述多种群体技术。从以往的纯技术一直发展至当前的机械-电气化技术阶段，机械工程技术依旧为传统的机械技术，放大或替代体力依然为它主要的功能。但直至步入了机电一体化阶段，以微电子技术为基础的相关机械装置才具备了自动检测信息、自动诊断并处理系统问题等更多全新的功能。因此，机电一体化技术及产品不但充分延伸了人们肢体具有的功能与作用，同时也是人体头脑方面的进一步延伸，其为智能化的重要体现。
2.机电一体化技术的现状分析
与其他工业生产技术的发展状况类似，机电一体化同样经历了漫长的产生、发展以及成熟过程。在还没出现机电一体化这一概念时，世界范围内的科技研究及工作人员便在已有的机械设计水平上，研发出了早期较为简单的机电一体化产品。直至上世纪七十年代初期，在机电一体化产品不断发展中，有关科技研究人员才对机电一体化的概念进行了系统总结，并在长期的实践过程中，不断发展并
完善这一项技术。
近些年来，在计算机以及集成电路等技术的不断发展与应用的影响下，机电一体化技术也得到了全面的发展与应用。由于这项技术具有丰富的内容与灵活的形式，且应用范围十分广泛，因而引发了机械行业技术的深层次改革，而反过来这一改革又推动了机电一体化朝着更为广阔领域发展。当前，机电一体化技术已随着时代的发展而在社会生产、生活等各个方面得到了广泛和深入的应用，在实现人们生产、生活效率提高方面发挥出了非常重要的作用[2]。
我国对机电一体化技术的研究与应用始于上世纪八十年代，对于这项技术给予了高度的关注，为此还专门成立了有关机电一体化技术及系统的研究团队。到目前为止，我国尽管在机电一体化领域获得了较大的进步与成效，但相比于西方发达国家依然存在着不小的距离。
3.机电一体化技术未来的发展趋势
在工业化发展的当今时代，机电一体化为众多学科的综合与渗透，随着这一技术的发展，机电一体化产品可形成高效率且功能丰富的智能化设备体系，不但充分满足人们日常生活及生产需要，还可建立起节约型的机械设备运用系统。分析当前形势得知，机电一体化技术未来必将朝着智能化、网络化、微型化、系统化、模式化以及绿色环保化的方向发展。
3.1智能化的发展趋势
人工智能化为当前工业生产及人们生活的重要发展趋势，机电一体化技术也不例外。相关工作人员在开展机电一体化的研究过程中，对人工智能尤为关注，其中一项重要的智能化应用即为机器人与数控机床的应用。其中，智能化主要描述的是生产或生活机器的工作行为，具体来说便是在采用人工智能等新型的方法开模拟人类的只能，通过赋予机器判断、决策等高级思维能力，从而促进控制目标的实现。尽管机电一体化产品无法与人的智能相媲美，但通过应用高速、高性能的微处理器，赋予机电一体化产品人的部分智能是完全可行且极为有必要的。
3.2网络化的发展趋势
自上世纪九十年来以来，计算机等新型技术的显著成就即为网络技术在军事、教育、工业生产等各个领域得到了广泛应用，并使其发生了巨大的变革。通过各种网络技术的运用，全球的生产与经济已冲破了时间与空间的禁锢，各大企业竞争也日益激烈，并朝着全球化的方向发展，考虑到这一因素，研制出行之有效的机电一体化软件及产品具有非常重要的现实意义。此外，各种远程监控技术在网络、计算机技术发展的影响下，正逐步发展壮大。我们相信，家用电器在局域网技术发展下，最终将会实现网络化，从而实现人们在家里也可享受高科技带来的便利的目标[3]。基于此，网络化为机电一体化产品发展的大势所趋。
3.3微型化的发展趋势
微型化这一概念在上世纪八十年代末期得到兴起，其指的机电一体化技术将以微型机器为主要应用技术的发展趋势。微型机电一体化产品指的是尺寸在1厘米以内的机电一体化产品，且这一类产品还将朝着微米、纳米等更微型的方向发展。由于体积小且轻便灵活，并且消耗的能量少，因而微型机电一体化产品在社会各个领域得到了广泛应用，并发挥出了重要作用。在机电一体化微型化发展过程中，微机械技术起着功不可没的作用，因此，为促进机电一体化技术朝着微型化方向顺利发展，进一步改进并完善微机械技术具有重要意义。3.4系统化的发展趋势
在工业建设及生产过程中，机电一体化的系统化表现之一即为机械系统结构在采用现代化开放式的总线结构的基础上，实现了系统可任意剪裁及组态的目标，进而使得机械系统的多项子系统可顺利开展协作及共同管理等工作。另一项表现特征便是极大程度上加强了通信功能，除了RS232之外，还具备了一定的人格化。就当前形势分析，机电一体化技术及产品未来将会把产品与人之间的和谐关系作为工作及研究的重点，人格化也将更为显著。在机电一体化中，其人格化主要包含以下两个层面的含义：其一，由于人为机电一体化产品的使用对象，因而赋予产品人的智能与情感尤为重要，尤其是家用机器人，其最高层次的境界便是实现人机一体化；其二，通过对生物机理进行模仿，从而研发出多种实用、可靠的机电一体化产品。
3.5模块化的发展趋势
随着工业的进步与发展，机电一体化产品为满足各项行业的需求，具有多样化的种类，因而使得研发出具备标准的机械、动力及电气等众多接口的机电一体化产品具有较高的重要性与复杂性，这也就导致了机电一体化的模块化发展为一项艰巨的工程。例如在研制具有图像识别、处理以及测距等功能的控制单元，集电机、智能调速、减速于一身的动力单元，以及能良好完成典型操作的其他各种机械装置时，便可通过应用标准的单元将新产品迅速开发、研制出来，同时还可实现生产规模进一步扩大的目的。在这一研发过程中，设计及建设人员需严格制定出完善的标准，为各部件与单元接口得以良好匹配提供充分保障。然而，由于在利益的获得方面存在一定的差异与冲突，因此在较短的时间内制定出国际或国内水平的标准存在较大的难度。在此种情况下，我们可以通过组建大企业从而逐步完成各项标准。由电气产品的系列化、标准化而产生的益处是显而易见的，不论是生产机电一体化产品还是生产标准的机电一体化单元的企业，机电一体化的规模化发展均会促进其健康、长远发展[4]。
3.6绿色化的发展趋势
人们的生活在工业不断发展的形势下，发生了不可想象的改变。尽管人们的物质要求得到了充分满足，但工业的发展对生态环境产生了严重的破坏，自然资源锐减。于是，人们纷纷对自然资源保护投入了高度的关注，绿色产品这一概念也便应运而生。无论在设计、制造，还是具体使用及销毁等各个环节中，绿色产品对自然环境产生的危害极少，甚至不会产生危害，且具有非常高的资源利用率。
因此，设计出使用过程中不对自然生态环境造成污染，报废后还可进一步回收利用的绿色化机电一体化产品，具有非常重要的现实意义。
4.结语
综上所述，作为众多学科与技术发展的综合，机电一体化为社会生产力发展至一定阶段的必要需求与趋势。随着各种新型技术的普及与发展，其相互融合的趋势也将愈发明显。在此种形势下，机电一体化技术将在社会生活及生产等各个领域得到广泛应用，并具有更加光明与广阔的发展前景。
【参考文献】
[1]高鹏.机电一体化技术发展及应用[J].科技创新导报，2011，8（05）：118-119.
[2]王洪芬.浅析机电一体化技术的现状和发展趋势[J].吉林工程技术师范学院学报，2013，6（09）：269-270.
[3]董军.浅析机电一体化技术的现状和发展趋势[J].科技信息，2011，23（03）：306-307.
[4]王静.浅析机电一体化技术的现状和发展趋势[J].科技创新导报，2013，19（04）：63-65.
