機(jī)電一體化產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)理論研究現(xiàn)狀與發(fā)展展望

張哲

摘 要：隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)械電氣化模式逐漸被淘汰，機(jī)電一體化成為新的發(fā)展潮流。在機(jī)械工業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，工業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品功能、產(chǎn)品構(gòu)造、企業(yè)管理體系都發(fā)生了根本變化，本文就此展開(kāi)深入探討，僅供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)電;一體化;設(shè)計(jì)

1 相關(guān)概念及定義

1.1 機(jī)電一體化

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新，機(jī)電一體化被賦予了新的內(nèi)容，逐漸形成了一門(mén)自成體系的新型學(xué)科。但即便如此，機(jī)械一體化仍然采用系統(tǒng)觀點(diǎn)，運(yùn)用了包括微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、接口技術(shù)等在內(nèi)的多種群體技術(shù)，甚至信息技術(shù)、信息變幻技術(shù)、軟件編程技術(shù)等其他技術(shù)也逐漸融入到其中。機(jī)電一體化通過(guò)合理布局各功能單元，形成最優(yōu)的、質(zhì)量極高的系統(tǒng)工程技術(shù)。而機(jī)電一體化產(chǎn)品，便是在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生的新功能系統(tǒng)。

1.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)

“技術(shù)”和“產(chǎn)品”是機(jī)電一體化的兩個(gè)主要要素，機(jī)電一體化不是多項(xiàng)技術(shù)的簡(jiǎn)單拼湊，而是多種技術(shù)的有機(jī)統(tǒng)一、充分組合后形成的一種新型綜合技術(shù)。因此，“電氣+機(jī)械”與機(jī)電一體化有本質(zhì)的區(qū)別。

2 機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀

機(jī)電一體化的進(jìn)一步完善，對(duì)人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展具有不可忽視的意義。因此，當(dāng)前相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)者通過(guò)大量研究，為機(jī)電一體化的完善和相應(yīng)科學(xué)體系的形成進(jìn)行了深入的探索。多學(xué)科交叉綜合發(fā)展是機(jī)電一體化的主要發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)結(jié)合包括電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息等在內(nèi)的多項(xiàng)學(xué)科內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和完善，為人類(lèi)生活帶來(lái)福音。

2.1 智能發(fā)展

機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床結(jié)合是機(jī)電一體化技術(shù)向智能化發(fā)展的重點(diǎn)。因此，在機(jī)電一體化的建設(shè)過(guò)程中，人工智能逐漸成為了主要的研究?jī)?nèi)容，獲得國(guó)內(nèi)外高度重視。智能化主要是對(duì)機(jī)器人行為的描述。在機(jī)電一體化發(fā)展過(guò)程中，通過(guò)進(jìn)行理論控制，并融合包括心理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、人工智能等在內(nèi)的多項(xiàng)新思想和新內(nèi)容，使機(jī)器人具有模擬人類(lèi)智能的能力。在決策推理上，使機(jī)器人具有自己的判斷能力和自主能力，邏輯思維方式也逐漸向人類(lèi)靠近，并在此達(dá)到更高的控制目標(biāo)。因此，模塊化成為其中一項(xiàng)極為艱巨的工程。智能發(fā)展對(duì)于機(jī)電一體化的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展具有非常重要的意義。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展

研制和開(kāi)發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分重要的工作，這項(xiàng)工作將會(huì)直接決定機(jī)電一體化革新的效率及質(zhì)量。但是在具體的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口等研制過(guò)程中又不得不面對(duì)十分繁雜的生產(chǎn)工序;再加上生產(chǎn)廠家眾多，產(chǎn)品種類(lèi)繁雜，使得產(chǎn)品的研究和開(kāi)發(fā)變得更加復(fù)雜。因此，為了開(kāi)發(fā)出既能夠大規(guī)模生產(chǎn)，又能夠滿(mǎn)足定制標(biāo)準(zhǔn)的新產(chǎn)品，廠家應(yīng)當(dāng)充分利用標(biāo)準(zhǔn)單元的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)研發(fā)出集減速、智能調(diào)速、電機(jī)等優(yōu)勢(shì)于一體的動(dòng)力單元和能夠做到視覺(jué)處理、圖像處理等多項(xiàng)功能的控制單元，以保障各個(gè)單元、各個(gè)部件在匹配和接口時(shí)能夠順利進(jìn)行。

2.3 依托網(wǎng)絡(luò)

一個(gè)不容忽視的關(guān)鍵因素在于，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中所取得最突出的成就，政治、軍事、教育，乃至日常生活都在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的影響之下實(shí)現(xiàn)了飛速的變革。網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)進(jìn)行了緊密連接，使企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)具有全球化特點(diǎn)。隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，遠(yuǎn)程控制終端這一機(jī)電一體化產(chǎn)品也得到新的變革，遠(yuǎn)程控制技術(shù)、監(jiān)視技術(shù)迎來(lái)了新一輪的革新熱潮。并且機(jī)電一體化產(chǎn)品具有獨(dú)到的功能，若質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，在全球市場(chǎng)的銷(xiāo)售上也將會(huì)十分火熱。

3 機(jī)電一體化的發(fā)展對(duì)策

3.1 強(qiáng)化統(tǒng)籌，加快研究規(guī)劃

當(dāng)前我國(guó)具有眾多機(jī)電一體化研究開(kāi)發(fā)部門(mén)和單位，并且不同單位之間的發(fā)展策略也各有差異，甚至存在沖突。因此，為了使機(jī)電一體化能夠順利發(fā)展，盡可能減少單位之間的摩擦，便需要有關(guān)部門(mén)對(duì)其進(jìn)行全面深入地分析和調(diào)查，在此基礎(chǔ)上為機(jī)電一體化研發(fā)單位制定出科學(xué)、高效的研究計(jì)劃和生產(chǎn)規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，全局發(fā)展。

3.2 規(guī)范管理，發(fā)揮集體作用

當(dāng)前，我國(guó)必須成立一個(gè)專(zhuān)業(yè)的機(jī)電一體化行政管理機(jī)構(gòu)，以規(guī)范當(dāng)下大熱的機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)。只有按照專(zhuān)業(yè)的管理體制規(guī)劃，才能避免出現(xiàn)“政出多門(mén)”的問(wèn)題，保障機(jī)電一體化行業(yè)能夠在我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制、政治體制深入改革的國(guó)情之下全面發(fā)展。從當(dāng)前各相關(guān)部門(mén)進(jìn)行綜合分析，加強(qiáng)“機(jī)電一體化協(xié)會(huì)”的建設(shè)，并為其賦予專(zhuān)業(yè)的行業(yè)管理職能是當(dāng)前最好的管理方法。與此同時(shí)，還要不斷擴(kuò)大協(xié)會(huì)的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)，通過(guò)辦公室、秘書(shū)處的建設(shè)，制定行業(yè)發(fā)展計(jì)劃，使機(jī)電一體化行業(yè)在相關(guān)辦事機(jī)構(gòu)的協(xié)助下，不斷壯大經(jīng)濟(jì)實(shí)體，尋找到行業(yè)新的突破口，通過(guò)科學(xué)的行業(yè)布局，抓好機(jī)電一體化這一重點(diǎn)工程的前進(jìn)方向，實(shí)現(xiàn)相關(guān)項(xiàng)目的持續(xù)健康發(fā)展。

3.3 嚴(yán)控能耗，加強(qiáng)環(huán)保支持

及時(shí)淘汰機(jī)電一體化技術(shù)落后產(chǎn)品，促使傳統(tǒng)產(chǎn)品在技術(shù)上進(jìn)行轉(zhuǎn)型。與此同時(shí)，還要加強(qiáng)支持力度，使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)優(yōu)化，并通過(guò)設(shè)立優(yōu)先立項(xiàng)、技術(shù)開(kāi)發(fā)、大力表彰等方法，激勵(lì)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)單位和相關(guān)科研人員全身心地開(kāi)展技術(shù)研發(fā)。

與此同時(shí)，還應(yīng)當(dāng)設(shè)置相關(guān)的科技專(zhuān)項(xiàng)費(fèi)用、科技專(zhuān)項(xiàng)基金等經(jīng)濟(jì)支持政策，為機(jī)電一體化研究和相關(guān)應(yīng)用項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)提供資金支持。銀行等金融機(jī)構(gòu)也應(yīng)當(dāng)在資金貸款上向機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展傾斜。此外，還應(yīng)當(dāng)成立機(jī)電一體化專(zhuān)項(xiàng)發(fā)展基金，為其提供支持。要大力加強(qiáng)群眾宣傳，為機(jī)電一體化發(fā)展創(chuàng)造良好的社會(huì)環(huán)境，形成全社會(huì)重視、支持機(jī)電一體化發(fā)展的良好氛圍。機(jī)電一體化產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)離不開(kāi)外資的投入，也離不開(kāi)相關(guān)政策的扶持。因此，引進(jìn)外資，為機(jī)電一體化技術(shù)研發(fā)企業(yè)提供政策扶持，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化迅速發(fā)展資源高效配置的有效途徑。

3.4 突出重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)分層發(fā)展

受人力、物力、財(cái)力的限制，機(jī)電一體化產(chǎn)業(yè)無(wú)法迅速擴(kuò)大覆蓋范圍，在具體的發(fā)展過(guò)程中，難以做到面面俱到。這就要求在機(jī)電一體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)分清主次任務(wù)，進(jìn)行大膽取舍。因此，必須要做好“面上”的工作和“提高”的工作。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，作為社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物，機(jī)電一體化隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷深入發(fā)展，多技術(shù)融合成為其主要發(fā)展趨勢(shì)，是多向技術(shù)的智慧結(jié)晶。相信，機(jī)電一體化將迎來(lái)更加廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻(xiàn)：

[1]門(mén)玲杰.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)分析[J].集成電路應(yīng)用，2019，36（11）：118-119.

（沈陽(yáng)工學(xué)院，遼寧 撫順 113000）