楊建中
(常德職業(yè)技術學院, 湖南 常德 415000)
我國現(xiàn)代科學技術的創(chuàng)新與發(fā)展,積極推動不同學科專業(yè)的交叉與相互滲透,特別是機械與計算機電子技術之間有著緊密不可分的關系。在機械工程工業(yè)領域中,微電子技術與計算機技術快速發(fā)展,并想機械工業(yè)逐漸滲透,形成集“機械、電子、信息、材料和管理”等于一體的現(xiàn)代機電一體化技術,促使工業(yè)生產由傳統(tǒng)的“機械電氣化”朝著“機電一體化”的方向發(fā)展。
現(xiàn)代機電技術指的就是新興的將“應用機械技術與電子信息技術”相結合的的機電一體化技術。微電子技術、信息技術快速滲透到機械工業(yè)領域,并與機械電子技術結合,基于這一現(xiàn)代工業(yè)現(xiàn)狀,將機械、微電子、信息機自動控制等群體技術進行綜合應用,從系統(tǒng)理論出發(fā),結合系統(tǒng)功能目標,對組織結構目標進行優(yōu)化。
機電一體化的組成要素主要包括智力、動力、結構、運動和感知,處理各個組成要素之間的信息,對接口耦合、物質運動和能量變換展開深入的研究,促使系統(tǒng)的綜合集成,促使物質與能量的規(guī)則運動,實現(xiàn)多種技術的功能復合,帶來高功能、高質量、高精度和高可靠性,減少人力投入和能源的消耗。
機電技術發(fā)展到機電一體化程度后,微電子裝置除了可取代某些機械部件的功能外,還將會被賦予自動檢測、自動處理信息、自動現(xiàn)實記錄等新功能,實現(xiàn)系統(tǒng)工程技術優(yōu)化的最大化發(fā)展。
我國對機電技術的研究開始比較早,期發(fā)展分為三個階段:
第一階段,上世紀六十年代以前,機電技術處于發(fā)展的初期階段,這個時期,人們只是不自覺的運用電子技術來完善機械產品的性能。機電技術的研發(fā)與開發(fā)處于自發(fā)狀態(tài),并沒有實現(xiàn)電子技術與機械技術的融合,而是將他們看作分裂的個體,無法被廣泛應用。在機械工業(yè)中,主要是應用電子技術,提高機械的生產效率和產品質量。不過,機電技術發(fā)展初期,電子技術依然獨立于機械工業(yè)外,兩者沒有融合,導致機電技術的發(fā)展水平并沒有取得預期的效果,機電技術并沒有充分發(fā)展,因而其應用也是在有限的范圍。
第二階段,伴隨科學技術的創(chuàng)新和發(fā)展,機電技術發(fā)展在上世紀70 年代到80年代期間,處于蓬勃發(fā)展的時間階段。計算機技術、控制技術和通信技術的發(fā)展,為我國機電一體化發(fā)展奠定扎實的基礎,同時這一技術被廣泛應用在各行各業(yè)之中,特別是一些大型企業(yè)的生產過程中。機電一體化技術涵蓋機械、電子、控制、計算機、聲學及光學等高新技術?;谶@些豐富前衛(wèi)的科學技術,機電一體化發(fā)展不僅取得顯著的成效,而且更加智能化、模塊化和網(wǎng)絡化,以適應和滿足實際生產的需求。
第三階段,自從上世紀90 年代以后,機電一體化開始想智能化方向轉變,機電一體化技術模擬人類大腦,能夠清晰的分析整個生產過程中的信息數(shù)據(jù),并對之做出準確的判斷,針對問題發(fā)出操作指令,以完成復雜的生產過程。機電一體化技術能夠對生產過程中使用的機械設備進行智能控制,控制生產流程,以計算機代替人腦,大大降低人力勞動成本,減輕勞動壓力,促使整個過程更富有人性化。
目前,在全球經(jīng)濟一體化的背景下,工業(yè)生產不再是局限于某一特定的領域,而是基于當?shù)貙嶋H情況,遵循就地取材的原則,從而工業(yè)生產遍布全世界各地。在此背景下,機電一體化融入新的理念,形成新的現(xiàn)代機電一體化技術,其中遠程控制技術和遠程監(jiān)視技術被引入和應用。
未來隨著科學技術的創(chuàng)新發(fā)展,機電一體化技術也會不斷完善與發(fā)展,促使原有工業(yè)生產模式不斷革新,促使機電產品統(tǒng)一標準和統(tǒng)一規(guī)范。
隨著人工智能技術的發(fā)展,我國機電一體化技術的應用將面臨著較為廣闊的發(fā)展空間,當前現(xiàn)代機電技術被廣泛應用在數(shù)控機床、計算機集成制造系統(tǒng)、工業(yè)機器人等領域。
首先,傳統(tǒng)普通數(shù)控技術的精確度在融入機電一體化模式下,不斷提高加工精度,采用網(wǎng)絡技術、WOP 技術和智能技術對生產流程和生產狀況進行全面監(jiān)控。
其次,計算機集成制造系統(tǒng)機電一體化的應用,打破傳統(tǒng)生產部門劃分的弊端,實現(xiàn)經(jīng)營決策與產品開發(fā)的結合,促進企業(yè)綜合考慮全局動態(tài),并做出精準的判斷。
最后,隨著工業(yè)化進程的推進,現(xiàn)代機電技術中的工業(yè)機器人技術被廣泛應用在汽車、視頻和計算機等行業(yè)領域,通過智能機器人的使用,提高人機交換界面,適應復雜的環(huán)境現(xiàn)狀。
隨著計算機技術的普及應用,機電一體化被越來越多的行業(yè)領域選擇和應用,伴隨人工智能技術和神經(jīng)網(wǎng)絡技術以及光纖技術等,推動我國現(xiàn)代機電一體化朝著以下幾個防線發(fā)展:
由于機電一體化產品的種類繁多、生產廠家繁多,機電一體化產品的研發(fā)是一個重要且復雜的過程。電子產品以規(guī)?;?,為實現(xiàn)企業(yè)標準化生產發(fā)揮著重要的作用。
近年來伴隨我國機電一體化的進程,人工智能被越來越多的觀眾關注和重視。其中機器人與數(shù)控機床的智能化發(fā)展與應用,對機器的行為進行描述,控制理論,吸引人工智能學、心理學和生理學等學科新思想。未來機電一體化的發(fā)展需要產品與人才具有一定的智能,幫助人類運用計算器進行判斷推理。
伴隨互聯(lián)網(wǎng)信息技術的快速發(fā)展,機電一體化新品研發(fā),在高品質的基礎上,只要具備獨特的功能就能被全球世界接收。伴隨網(wǎng)絡的普及化發(fā)展,各種遠程控制和監(jiān)視技術,被充分應用。其中遠程操控的終端設備,屬于機電一體化產品。順應時代發(fā)展需求,利用網(wǎng)絡技術帶來的便利的生活。
所謂微型化,是指微電子機械系統(tǒng),機電一體化中的產品尺寸不超過1 立方米厘米,并逐漸向納米、微米等方向發(fā)展,具有產品體積小、耗能低、運動靈活等特性,在微機電一體化加工下,采用精細加工技術,特備是精密的數(shù)據(jù)信息。
此外,未來我國現(xiàn)代機電技術未來的發(fā)展方向,除了上述分析的幾個方向外,還包括循環(huán)化、光電化等方向。
在我國機電一體化以創(chuàng)新型高新技術,成為工業(yè)生產中的重要技術。本文基于我們機電技術的實際應用開始研究,分析現(xiàn)代機電技術的概況,分析其在各個領域的應用,并就其未來發(fā)展趨勢進行大膽的預測,指出模塊化、智能化、網(wǎng)絡化和模型化的需求。我國機電一體化建設與國外發(fā)達國家相比依然有很大的差距,不過現(xiàn)代機電技術的發(fā)展,需要將多學科、多技術和多機構相結合,推進企業(yè)社會經(jīng)濟建設的發(fā)展。