機(jī)電一體化帶來(lái)全新的世界

賈振權(quán)

(汾西礦業(yè)集團(tuán)公司新柳煤礦,山西孝義 032303)

1982年,美國(guó)社會(huì)學(xué)家約翰 .奈斯比特出版《大趨勢(shì)——改變我們生活的十個(gè)新方向》,簡(jiǎn)稱十大趨勢(shì)。他認(rèn)為現(xiàn)在社會(huì)正“從工業(yè)社會(huì)轉(zhuǎn)向信息社會(huì)”。此后,信息社會(huì)就成為最流行的一種說(shuō)法。還有科技社會(huì),后工業(yè)化社會(huì),知識(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì),新的技術(shù)革命等等。流行的不一定就是真理,真理最終會(huì)流行起來(lái),不過(guò),這需要等待。

1 什么是機(jī)電一體化

機(jī)電一體化技術(shù)是以微型計(jì)算機(jī)為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展,向機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透,機(jī)械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)上,綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù),從系統(tǒng)理論出發(fā),根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo),以智力、動(dòng)力、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和感知組成要素為基礎(chǔ),對(duì)各組成要素及其間的信息處理,接口耦合,運(yùn)動(dòng)傳遞,物質(zhì)運(yùn)動(dòng),能量變換進(jìn)行研究,使得整個(gè)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合與綜合集成,并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下,形成物質(zhì)的和能量的有規(guī)則運(yùn)動(dòng),在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價(jià)值系統(tǒng)工程技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)直接導(dǎo)致了自動(dòng)化技術(shù)的產(chǎn)生。

2 時(shí)代變遷的特征信息

怎樣判別一個(gè)時(shí)代是否處于變遷時(shí)期?這需要一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。我們稱它為時(shí)代變遷的特征信息?？v觀整個(gè)人類發(fā)展史,我們看到任何一個(gè)時(shí)代的變遷都有兩個(gè)特征:

(1)出現(xiàn)了大量的勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移。

(2)存在一組推動(dòng)這種大轉(zhuǎn)移的科技群落集,或者叫做吸引子。

歷史上已經(jīng)完成了兩次勞動(dòng)力大轉(zhuǎn)移。第一次依靠農(nóng)業(yè)技術(shù)把牧民逐步改造成為農(nóng)民,在那個(gè)時(shí)代,農(nóng)業(yè)技術(shù)成為一切科學(xué)技術(shù)的群落集。不論是生物學(xué)、天文學(xué)、水力學(xué)、數(shù)學(xué),還是火的發(fā)現(xiàn),都被用來(lái)發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn),才能完成第一次勞動(dòng)力大轉(zhuǎn)移。

1784年,蒸汽機(jī)出現(xiàn)之后,工業(yè)技術(shù)成為那一時(shí)代一切科學(xué)技術(shù)的群落集,幾乎所有科技成就都被用來(lái)生產(chǎn)商品,才能把農(nóng)民一批又一批地改造成為工人,經(jīng)歷三百多年,完成了第二次勞動(dòng)力大轉(zhuǎn)移。

現(xiàn)在人類開(kāi)始了第三次勞動(dòng)力大轉(zhuǎn)移,其標(biāo)志是1956年美國(guó)第一次出現(xiàn)了白領(lǐng)多于藍(lán)領(lǐng)工人,現(xiàn)在已有 20多個(gè)國(guó)家出現(xiàn)這種情況。據(jù)統(tǒng)計(jì),1980年,美國(guó)第一產(chǎn)業(yè)勞動(dòng)力僅占總勞動(dòng)力的 3.4%,第二產(chǎn)業(yè) 29.5%,第三產(chǎn)業(yè)卻占 64%。這意味著,少數(shù)人直接從事物質(zhì)生產(chǎn),可以養(yǎng)活多數(shù)人。現(xiàn)在人們正在利用自動(dòng)化科學(xué)與技術(shù)把工人、農(nóng)民改造成為知識(shí)分子,物質(zhì)生產(chǎn)將逐步轉(zhuǎn)交給自動(dòng)機(jī)去完成,人類自身主要從事知識(shí)生產(chǎn)、科技創(chuàng)造,從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō),未來(lái)社會(huì)叫做知識(shí)經(jīng)濟(jì)社會(huì)也是可以的。

3 推動(dòng)人類進(jìn)入更高文明

自動(dòng)化科技正在改變著人類勞動(dòng)方式和生活方式,以及社會(huì)形態(tài)。以羊毛衫為例,在人力時(shí)代,一個(gè)人要花幾天的時(shí)間才能織成一件,在機(jī)械化時(shí)代,人們利用羊毛衫橫機(jī),一天可以織成幾十件,到了自動(dòng)化時(shí)代,用一臺(tái)工控機(jī),可以控制幾十臺(tái),甚至幾百臺(tái)羊毛衫機(jī),而且生產(chǎn)的羊毛衫,花色品種齊全,價(jià)廉物美。自動(dòng)化技術(shù)使社會(huì)物質(zhì)極大豐富起來(lái),只有此時(shí),人類才能擺脫為了糊口不得不從事強(qiáng)迫勞動(dòng),人類的個(gè)性、創(chuàng)造力被壓抑的狀態(tài),只有到了自動(dòng)化時(shí)代,才能獲得解放,人類的聰明才智才能得到最充分的發(fā)揮,知識(shí)才能成為創(chuàng)造社會(huì)財(cái)富最主要的戰(zhàn)略資源,最主要的生產(chǎn)資料。到那時(shí),只有共享這些知識(shí),物質(zhì)生產(chǎn)、一切社會(huì)活動(dòng)才能正常運(yùn)轉(zhuǎn),人類不得不進(jìn)入更高文明社會(huì),目前流行的技術(shù)入股,實(shí)質(zhì)上就是人類邁向更高文明的雛形,隨著入股的占有率逐步提高,人類社會(huì)就會(huì)愈接近未來(lái)美好社會(huì),這是歷史的必然。

那么機(jī)電一體化帶來(lái)的變化如下:

(1)智能化。智能化是 21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者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(shuō)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(chéng)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。

(2)網(wǎng)絡(luò)化。20世紀(jì) 90年代,計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來(lái)了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片,企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái),只要其功能獨(dú)到,質(zhì)量可靠,很快就會(huì)暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及,基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾,而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品?，F(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì),利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng),使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)。因此,機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

(3)微型化。微型化興起于 20世紀(jì) 80年代末,指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng),泛指幾何尺寸不超過(guò) 1 cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品,并向 μ m、nm級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小 、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù),微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù),即超精密技術(shù),它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。

(4)綠色化。工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)了巨大變化。一方面,物質(zhì)豐富,生活舒適;另一方面,資源減少,生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是,人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源,回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生,綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中,符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求,對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少,資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品,具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指,使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境,報(bào)廢后能回收利用。

[1] 李建勇.機(jī)電一體化技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社,2004.

[2] 劉助柏.知識(shí)創(chuàng)新思維方法論[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 1999.

[3] 項(xiàng)國(guó)波,雷德森.自動(dòng)化與社會(huì)發(fā)展[M].北京:知識(shí)出版社,1987.