機(jī)電工程研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

郭顯峰

摘要：機(jī)電工程相對比較復(fù)雜，而且專業(yè)性強(qiáng)。近年，我國機(jī)電工程研究及發(fā)展取得了顯著成就，但仍與國外存在明顯差距。機(jī)電工程技術(shù)研究人員和相關(guān)從業(yè)人員要明確機(jī)電工程現(xiàn)狀及發(fā)展歷程，了解機(jī)電工程發(fā)展過程中存在的問題及未來發(fā)展趨勢，為我國機(jī)電工程發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：機(jī)電工程；微型化；集中監(jiān)控；PLC技術(shù)

前言

我國機(jī)電工程經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展歷程，應(yīng)用范圍不斷拓寬。新型工藝和技術(shù)的融入，使機(jī)電工程研究及發(fā)展更具多元化特征。其涉及計(jì)算機(jī)信息應(yīng)用技術(shù)、電子科技技術(shù)、電子信息技術(shù)等多學(xué)科領(lǐng)域，逐漸朝向微型化、網(wǎng)路化、智能化、集中監(jiān)控化等方向發(fā)展，已成為了初具規(guī)模的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)。

1.機(jī)電工程現(xiàn)狀及發(fā)展歷程

建筑機(jī)電工程包含給排水系統(tǒng)、暖通、電氣、消防等多方面的內(nèi)容，其貫穿于建筑工程施工全過程。建筑機(jī)電工程管理過程中需要考量的相關(guān)內(nèi)容比較多，具備復(fù)雜性和多樣性特點(diǎn)，對人力、物力及相關(guān)技術(shù)等要求比較高。計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、通信等技術(shù)為機(jī)電工程帶來了良好的發(fā)展契機(jī)，使其更具科技化。我國機(jī)電工程發(fā)展歷經(jīng)兩個時(shí)期：上世紀(jì)八十年代，我國成立機(jī)電工程研發(fā)小組，并在部分高校設(shè)置機(jī)電工程專業(yè)，為機(jī)電領(lǐng)域培養(yǎng)科研人員和專業(yè)技術(shù)人才，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電工程專業(yè)技術(shù)和學(xué)科知識的推廣和普及；上世紀(jì)九十年代我國機(jī)電工程呈現(xiàn)高速發(fā)展?fàn)顟B(tài)，出現(xiàn)了很多新型學(xué)科及計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)械設(shè)備、光學(xué)技術(shù)等新型技術(shù)，推動了我國機(jī)電工程的進(jìn)步及發(fā)展，使機(jī)電工程的學(xué)科體系更加完善。這一時(shí)期細(xì)分了機(jī)電工程內(nèi)部相關(guān)內(nèi)容，使該學(xué)科更具系統(tǒng)性特征，備受業(yè)內(nèi)認(rèn)可[1]。

2.機(jī)電工程發(fā)展中存在的問題

2.1專業(yè)人才培養(yǎng)力度小

近年，我國機(jī)電工程得到了明顯發(fā)展，但在人才培養(yǎng)方面仍存在諸多問題，導(dǎo)致我國機(jī)電工程領(lǐng)域?qū)I(yè)人才嚴(yán)重缺乏。雖然，國家認(rèn)識到了培養(yǎng)機(jī)電工程人才的重要性，對該項(xiàng)工作也比較重視，但與機(jī)電工程發(fā)展速度相比，仍存在明顯的滯后性，我國機(jī)電工程人才專業(yè)技術(shù)水平和綜合素養(yǎng)普遍偏低，人才數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足該領(lǐng)域需求，這對機(jī)電工程發(fā)展產(chǎn)生了嚴(yán)重制約。加之，高新技術(shù)越來越多地被應(yīng)用到機(jī)電工程中，增加了專業(yè)技術(shù)人員的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，很少有人能夠?qū)C(jī)電工程技術(shù)進(jìn)行全面掌握。我國除了缺乏機(jī)電工程專業(yè)人才之外，人才培養(yǎng)模式也過于單一陳舊，嚴(yán)重制約了機(jī)電工程發(fā)展。

2.2機(jī)電工程無法滿足行業(yè)要求

科技的創(chuàng)新和發(fā)展以及人民群眾生活水平的提高，使機(jī)電工程的應(yīng)用領(lǐng)域逐漸拓寬，為各行業(yè)發(fā)展提供了扎實(shí)的技術(shù)支撐。但是，新時(shí)期各行業(yè)普遍傾向于精細(xì)化發(fā)展思路，出現(xiàn)了很多新興產(chǎn)業(yè)，為機(jī)電工程發(fā)展帶來了諸多挑戰(zhàn)。只有加大機(jī)電工程的研究和創(chuàng)新力度，方能突破行業(yè)局限，為機(jī)電工程發(fā)展提供良好契機(jī)，使其滿足各行業(yè)發(fā)展需求，實(shí)現(xiàn)機(jī)電工程現(xiàn)代化管理及應(yīng)用[2]。

2.3機(jī)電工程難以適應(yīng)社會發(fā)展

時(shí)代的更迭使社會分工更加細(xì)化，其對各領(lǐng)域尤其是建筑行業(yè)提出了精細(xì)化管理要求，機(jī)電工程系統(tǒng)的應(yīng)用亦是如此。以往簡單粗放的機(jī)電工程系統(tǒng)難以適應(yīng)各個行業(yè)。具體實(shí)踐過程中，無法根據(jù)行業(yè)特征對機(jī)電工程進(jìn)行針對性應(yīng)用，導(dǎo)致其與社會發(fā)展要求不適應(yīng)。

3.機(jī)電工程發(fā)展趨勢

建筑機(jī)電工程專業(yè)性強(qiáng)，涉及到的相關(guān)要素比較多。近年，科技水平的提高和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的影響使我國機(jī)電工程朝向多元化方向發(fā)展，具體呈現(xiàn)如下發(fā)展趨勢：

3.1微型化

將微型化理念及方法應(yīng)用到機(jī)電工程研究和發(fā)展過程中，無需區(qū)分機(jī)械元件和控制部件，該背景下，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械元件和電子零件的集成及融合。其中，尤以CPU、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、傳感器等重點(diǎn)部位的集成更具優(yōu)勢，使得我國機(jī)電一體化產(chǎn)品體積不斷縮小，便于使用和攜帶，凸顯新時(shí)期機(jī)電工程產(chǎn)品特性。近年，微機(jī)電一體化產(chǎn)品在我國研究及應(yīng)用比較廣泛，幾何尺寸非常小，甚至達(dá)到了微米級和納米級。舉例而言，將微機(jī)電一體化產(chǎn)品應(yīng)用到生物醫(yī)療、信息、通訊、軍事等領(lǐng)域，其除了體積小之外，在能耗和靈敏度方面也極具優(yōu)勢，行業(yè)及領(lǐng)域范圍也隨之拓寬。雖說，機(jī)電工程的研究和發(fā)展逐漸實(shí)現(xiàn)了微型化，但超精密技術(shù)、微機(jī)械技術(shù)的研發(fā)水平仍然比較低，對研發(fā)工藝和技術(shù)提出了越來越高的要求，關(guān)鍵性技術(shù)難題亟待突破。

3.2網(wǎng)路化

當(dāng)前，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展速度比較快，在人們?nèi)粘Ｉ钪袘?yīng)用普遍。而遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)正是以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展而來的，在機(jī)電工程中應(yīng)用遠(yuǎn)程控制技術(shù)，不僅能夠使機(jī)電工程性能提升，而且使機(jī)電工程產(chǎn)品更加安全，為機(jī)電工程技術(shù)未來發(fā)展指明了方向，也為建筑工程行業(yè)提供了便利[3]。

3.3智能化

我國機(jī)電工程“全息”產(chǎn)品普遍具備智能化特征，其是機(jī)電工程主要發(fā)展方向。智能化，具體而言，指的是通過系統(tǒng)性描述工業(yè)機(jī)械行為，使機(jī)電工程具備自主決策、推理能力和邏輯思維能力等。與以往機(jī)電工程不同，其智能化發(fā)展要以現(xiàn)代機(jī)械控制理論為基礎(chǔ)，融合計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、人工智能等相關(guān)技術(shù)，依托芯片、軟件技術(shù)等最新研究成果，對產(chǎn)品的整體性能進(jìn)行探究。例如，自動清潔技術(shù)和智能機(jī)器人等。采用智能化思路及方法處理產(chǎn)品控制系統(tǒng)，及時(shí)明確和了解建筑機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲存等各環(huán)節(jié)存在的風(fēng)險(xiǎn)，予以改進(jìn)。

3.4環(huán)?；?/p>

建筑機(jī)電工程應(yīng)具備環(huán)保性特征。隨著物質(zhì)資源的豐富及人民生活水平的提高，資源和生態(tài)環(huán)境都遭到了嚴(yán)重的污染和破壞?；谠撉闆r考量，要將綠色產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念和方法應(yīng)用到建筑機(jī)電工程中，確保建筑機(jī)電工程建設(shè)與特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康要求相符合，并且減少對生態(tài)環(huán)境的污染和破壞，提高資源利用率。設(shè)計(jì)綠色建筑機(jī)電產(chǎn)品，減少其對生態(tài)環(huán)境的污染，及時(shí)進(jìn)行回收利用。

3.5集中監(jiān)控

集中監(jiān)控技術(shù)越來越多地被應(yīng)用到機(jī)電工程設(shè)計(jì)中，為我國機(jī)電工程提供了廣闊的發(fā)展前景。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于確保機(jī)電設(shè)備處于正常運(yùn)行狀態(tài)，并對其進(jìn)行維護(hù)管理。與傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)相比，集中監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要考量的具體內(nèi)容比較多，尤其是系統(tǒng)各部分功能的統(tǒng)一。該背景下，要以中央監(jiān)控系統(tǒng)為中心，全面管理設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)故障，并及時(shí)排除。機(jī)電工程發(fā)展過程中，對機(jī)電設(shè)備運(yùn)行過程中的安全性提出了越來越高的要求。這一過程中，要采用專業(yè)手段，安全管理機(jī)電設(shè)備，使其應(yīng)用及維護(hù)過程更加完備，并通過技術(shù)升級，使機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)更加集中，逐步實(shí)現(xiàn)一體化。

3.6 PLC技術(shù)

PLC可編程控制器作為一種數(shù)位邏輯控制器，常被用作自動化實(shí)時(shí)控制，該系統(tǒng)具備如下功能：邏輯控制、數(shù)字量智能系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)采集、模擬量閉環(huán)控制和監(jiān)控等，且在各工業(yè)控制領(lǐng)域乃至建筑領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。尚未研發(fā)該技術(shù)之前，自動化系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)需要依托成千上萬的計(jì)數(shù)器和繼電器等。近年，PLC技術(shù)系統(tǒng)程序日趨完善，建筑機(jī)電工程實(shí)施過程中，可依據(jù)實(shí)際需求執(zhí)行編程工作，達(dá)到良好的工程建設(shè)效果。同時(shí)，將PLC技術(shù)應(yīng)用到建筑機(jī)電工程中，實(shí)現(xiàn)高速脈沖輸出和接收的同時(shí)，也設(shè)置了與之相配套的傳感器和伺服設(shè)備等。依托PLC技術(shù)，智能控制數(shù)字量的同時(shí)，也能夠借助可編程序終端設(shè)備，采集和顯示相關(guān)數(shù)據(jù)，便于設(shè)備管理人員統(tǒng)計(jì)和分析各類數(shù)據(jù)，通過PLC自檢信號監(jiān)控機(jī)電工程系統(tǒng)。PLC技術(shù)通信功能強(qiáng)大，將其用以建筑機(jī)電工程，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)、運(yùn)動、閉環(huán)過程控制，畏怯能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和通信聯(lián)網(wǎng)等[4]。

4.結(jié)語

綜上所述，機(jī)電工程研究及發(fā)展是一項(xiàng)專業(yè)性很強(qiáng)的工作，成果顯著。結(jié)合建筑行業(yè)需求，加大機(jī)電工程研究及開發(fā)力度，使該行業(yè)人才培養(yǎng)模式更加完善，結(jié)合機(jī)電工程發(fā)展過程中存在的問題，依托專業(yè)技術(shù)及手段，使其朝向更加廣闊的方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)對新型機(jī)電工程產(chǎn)品的研究及開發(fā)。

參考文獻(xiàn)：

[1]侯艷秋.我國機(jī)電工程的現(xiàn)狀問題及發(fā)展趨勢[J].工程技術(shù)：全文版，2013，（20）：00280-00280.

[2]閆曉敏.機(jī)電工程的現(xiàn)狀問題及發(fā)展趨勢分析[J].工程技術(shù)：文摘版，2016，（9）：00267-00267.

[3]王學(xué)森.淺議我國機(jī)電工程的現(xiàn)狀問題及發(fā)展趨勢[J].雜文月刊：學(xué)術(shù)版，2016，（2）：295-295.

[4]朱華瑾.我國機(jī)電工程的現(xiàn)狀問題及發(fā)展趨勢[J].中國科技縱橫，2014，（18）：276-276.