机电现状

机电现状（共12篇）

机电现状 篇1

1 目前我国机电安装工程具有的特点

1.1 技术要求相对较高

由于机电设备具有相当重要的作用, 所以对机电安装的技术要求相应较高。由于机电安装施工的难度较高, 所以在安装过程中要求根据机电设备的特点进行相应的安装, 这就要求在进行机电设备安装过程中必须具有较高的安装水平才能进行安装。

1.2 对施工质量有相对严格的要求

在进行机电安装的施工过程中, 机电设备的安装质量相对要求也比较高, 特别是关键部位, 对其安装质量要求就更高, 我们必须要在保证其安装质量的基础上进行操作, 这样可以充分的发挥机电设备应有的效果, 在提高安装质量的同时还要保证其安装成型后使用的效果, 降低安装设备故障的发生率。所以, 我们除了保证安装质量, 还必须在安装过程中注意设备在以后使用过程中预计出现的故障, 这样才能避免或降低安全事故的发生。

1.3 机电设备安装管理具有相当大的难度

由于机电设备的安装对技术和质量都有较高要求。所以, 机电设备的安装管理难度相对也比较大, 这就要求我们在进行机电设备安装的过程中, 必须对相关的人员与材料进行严格的管理才行。当然, 还要对机电设备安装质量、安全、进度及成本均做出相应的管理办法。

2 目前我国机电安装工程的现状

2.1 技术方面的现状

由于机电安装工程在各行各业中均存在, 所以这就要求在进行机电安装施工的过程中必须对各个学科都有所涉猎。从机电设备的采购开始到安装、调试、竣工均需要连接紧密, 机电设备的安装质量和安装技术的要求有着紧密的关系, 经济的发展使得在机电安装中必须通过不断采用创新的新技术、设备等方法来提升安装工程的质量, 企业必须通过这种创新来提升生产力, 只有通过这种方法才可以满足工程情况的需求。

2.2 安装过程中存在的问题

目前, 我国的机电安装工程在施工过程也同样存在较多的问题, 这一现象也直接影响了工程质量, 这样将会使得后续在使用中出现问题。这些的问题主要出现在原材料的不合格, 上下防火区的空隙上等。另外, 暗配缺乏有效的保护层, 或者出现导管相互交叉等现象这些都是在机电设备安装过程中容易出现的问题。对于目前机电设备安装过程中出现的问题, 经过分析, 我们发现主要存在于这些方面: (1) 在对机电设备安装进行设计时, 设计出现失误, 最终导致机电设备安装出现失误; (2) 现场管理较为复杂, 在进行管理过程中出现失误; (3) 就是技术人员实际操作能力水平有限, 给机电设备安装带来的失误。

2.3 机电安装行业的现状

目前, 很多行业都需要进行机电设备的安装。其中, 以制造业的机电设备为多, 时代在进步, 我国制造业目前正在面临着一场整体的行业升级, 才能适应现代化发展的需求。这样就会产生大量的机电设备需要进行有效安装, 这样将会促进机电安装行业的发展。随着安装工程规模的扩大, 我国虽然从事机电安装的企业比较多, 但中小企业占据绝大多数的位置, 但由于我国自身条件限制, 机电安装行业并没有形成统一的技术规范和标准, 多数企业仍然因循守旧, 单纯的认为机电安装的技术含量不高, 主要是人力, 这一认知最终导致的是机电安装行业整体水平不高, 无法应对即将到来的机电设备自动化时代, 这是制约机电安装企业发展的绊脚石。

3 如何改善机电安装现状的措施

3.1 加强安装施工管理

进行机电设备安装必须要保证最终的施工效果, 要做到这一点就必须从施工的管理入手, 将机电设备安装的管理进行切实有效的梳理, 可以最大限度保证设备安装施工过程的有序性, 避免混乱, 为保证施工顺利进行做好准备。一般来讲, 做好机电安装工程的管理主要有以下几个方面: (1) 对进场前的准备工作一定要充分, 必须保证机电安装的资源有效到位, 这是保证机电安装施工可以正常运行的关键, 也是确保安装质量的关键。 (2) 加强机电安装工程的质量管理措施, 加强施工质量控制, 这一点要求必须将质量管理贯穿整个机电安装工程的全部过程, 做好对安装工程节点的验收工作, 一旦发现质量问题及时停止, 积极验证, 找出原因, 及时更正。 (3) 对机电安装工程相关资料和文件加强管理, 这些资料、文件包含了机电安装工程中很多重要的合同、图纸及记录等, 通过这些资料、文件可以对机电设备进行有效的管理, 对后期运行过程中出现的问题予以解决将起到重要的保障作用。

3.2 机电安装工程施工必须规范

加强对机电安装工程施工规范化、标准化的操作意识, 这样是保证机电设备德阳正常运转的重点, 对相应的施工人员必须强化他们的培训, 提升他们的业务水平, 这是避免因操作失误, 而给设备后期运营带来失误的保障。对于机电安装行业来讲, 提升每个员工的操作水平和技术能力是保证安装工程顺利进行的关键之一。所以, 每个机电安装施工企业对员工的培训必须加强。

3.3 安装施工技术的创新

机电安装施工技术在目前来看, 还需要有一个比较大的创新才能适应目前市场发展的需求, 也是机电安装行业目前的基本要求之一。要想进行技术创新, 我们就要知道需要创新的对象是什么, 并根据施工对象进行有针对的施工方案设计, 通过最合适的方法进行有效施工。

4 对机电安装行业的展望

为了使机电安装行业取得更大的发展前景, 制定行业规范是必不可少的关键, 根据目前经济发展来看, 机电安装的规范将会逐渐细化, 作为机电安装企业要做到的是, 在配合行业规范细化的同时, 细化企业制度流程, 并将这些制度流程, 运用到机电设备的安装施工过程中。另外, 企业的发展带来的必然是技术应用信息化的发展, 所以企业不能仅仅提供单一的机电设备安装业务, 还有用更高的视角来审视这个科学技术快速发展的时代, 通过对新技术, 新工艺的应用, 将机电安装行业发展为复合型的机电安装企业。我们在进行机电安装的过程中发现, 人们普遍认为机电安装行业对员工的要求并不高, 这是片面的, 随着科技的进步, 机电安装行业必须加强机电安装员工的素质教育, 要把高素质人才留在企业, 这是机电安装企业可以进行长足发展的关键之一。

5 结束语

目前, 我国的机电安装行业已经有了多年的发展, 就现阶段来看, 目前我国的机电安装水平整体不高, 无法适应目前我国发展的需要, 很多企业仍然延续旧有的施工工艺。但时代在进步, 经济在发展, 机电安装行业也不能墨守成规, 必须紧跟时代发展才能求得生存的一席之地, 这就要求企业在守好目前机电安装行业将会大有成就的同时, 对新技术, 新工艺多多研究, 加强对员工整体素质的培养, 加强对企业内部及机电安装施工的管理水平, 提升企业在同行业中的竞争地位, 这样才能紧跟时代的步伐, 为我国机电安装事业的发展做出自己应有的贡献。

参考文献

[1]童新奇, 刘志斌.机电安装工程中项目管理工作的重要性[J].中小企业管理科技, 2014 (7) :38.

[2]方同庆, 李新强.机电安装工程技术在我国发展情况概述[J].中国新技术新产品, 2013 (7) :24.

[3]杨鑫, 石吉娜.关于机电安装工程的几点见解[J].河南科技, 2015 (12) .

机电现状 篇2

一、煤矿机电安装工程的常见问题。

1、工程设计不合理。

工程的设计决定了工程完成的进度和效率，一个合理的工程设计，也能使工程的成本降低、安全系数居高。在机电安装工程中，有一个较为合理的工程设计，能够保障机电设备的正常运作，使施工能够顺畅进行，也能节省许多人力、物力的付出。在一些煤矿机电安装工程中，出现工程设计的不合理，从而造成材料资源的浪费，阻碍了工程的进度，有的时候甚至出现了不可执行的情况。在煤矿机电安装工程中，不可避免出现一些设计人员的利益问题，有的设计人员为谋取利益，推荐安装一些固定品牌的设备，而这些设备的功能并不齐全，设计也有不合格的地方，最后造成煤矿机电工程难以顺畅进行，不仅浪费了人力、物力，也影响了煤矿生产的顺畅进行。

2、施工管理、质量控制不足。

在煤矿单位中，对于煤矿机电安装工程的施工管理人员不具备一定的专业知识，在使用机电设备时，不能保障操作的正确性，导致机器在不正当的操作下功能受到破坏，使工程存在安全隐患，随之出现一系列煤矿机电设备事故，严重阻碍了煤矿的正常生产。这些人员的不正当管理和使用，还会使设备受到破坏，导致设备需要频繁维修、更换，提高了工程的造价成本。施工技术难以满足工程需要机电安装工程是一项科技性较强的工程，因此，煤矿机电安装工程的发展非常迅速。但是，煤矿生产中的一些施工单位的施工技术难以迅速提高，这就造成机电安装工程中的.一些操作不合理现象。施工时操作的不合理导致设备受损程度高，工程质量低，严重阻碍了煤矿生产的顺利进行。

3、机电设备安装的错误操作。

煤矿机电设备的安装，其操作、方法往往不够规范，从而常常造成机电设备的事故。例如安装隔离开关时，动、静触头的接触压力与接触面积不够或操作不当，从而导致接触面的电热氧化，使接触电阻增大，灼伤、烧蚀触头，造成事故;装配断路器弧触及触头时的错误操作，插人行程、接触压力、同期性、分合闸速度达不到要求，将导致触头过热、熄弧时间延长，导致绝缘介质分解，压力骤增，从而引发断路器爆炸事故。

二、机电安装工程的改善措施。

加强施工管理机电安装工程，其每一种没备的安装都有着较高的技术要求，工程的施工应严格根据其设汁要求进行;然而机电设备的安装有着一定的顺序，应科学、合理组织施工，根据其顺序排列，制定相应的施工计划，明确各个环节的责任、任务不得随意篡改;而管理人员应在此期间克分行使其职责，组织、调各部门施工由管理人员进行监督、指导。由此，倘若发现问题，可及时、准确的加以纠正、规范，从而减少了工程隐患，保证了机电设备的质量安全及功能使用。

机电现状 篇3

关键词：机电专业 实习教学 管理现状

目前，各大职业院校为了适应社会对专业性人才发展的需求，在教学阶段加强了对实习教学的管理，将学生职业技能水平的提高看做评价教学质量的重要指标。特别是对于机电专业的学生来讲，加强理论与实践环节教学的结合，是提高学生技能，增强就业能力的关键一环。下面，我们从学校机电专业实习教学管理的现状入手，浅析管理重点与管理方式。

一、机电专业的实习教学计划

要做好专业实习教学管理，首先要针对专业内的不同专业方向，提出不同的基础实习课程和实际日程。具体来讲：机电一体化设备制造与维修方向的学生，实习重点在机械方面，要让学生多多参与机械的操控，特别是钳工与普通车工训练；数控机床技术应用方向的学生，实习重点在对于数控机床的编程部分，并能够独立操作，使学生掌握一定的机床编程与操作技能；自动机械的运行与维修方向的学生，实习重点在电力层面，需要在电工与可编程控制器方面下工夫，使学生掌握基本的电工理论与操作要点。

另外，还要注重对于实习教材、实习指导书的编写。针对不同的专业方向，不同的实习阶段，应有针对性地进行实习教材编写。规范实习教学过程管理，管理过程中要侧重于实习的生产性，将其与理论教学相区分。需要特别提到的是，实习成绩的考核方面，要严格遵循实习教学的目标，使之与社会上真正需要的职业技能相契合，以职业技能水平为考核重点。

二、机电专业的实习教师队伍

要达到机电专业的实习目标，实习教师起着主导作用。当下的职业院校需要加强实习教师队伍的建设，将提升实习教师的综合教学素质为重点。目前，一些职业院校存在着师资队伍建设滞后，教师的教学能力与实践脱节，导致实习教学组织能力欠缺的现象。机电专业教师有其特殊之处，需要学校拥有机电一体化的专业实习教师队伍。这就需要参与实习教学的教师必须掌握所教授专业的中级以上的操作水平。近年来，我国确定了“双师型”教师队伍改革目标，对机电专业的实习教师更是提出了必须达到高级技工操作水平的要求。为了达到这样的目标，各个职业院校需要对教师进行定期的培训，并组织多方面的交流学习，特别是向那些机电专业的老资格职工学习。

三、机电专业的实习基地

当前各职业院校都十分注重实习设施、设备的建设。要为学生提供一个真正有效的实习场所，真正提高机电专业毕业生的职业技能水平，需要加强对硬件环境的建设。

建立完善的校内实习基地。校内的实习基地是学生走出校园之前的练习场所。要按照职业学校机电专业现代化建设的要求，建立起一个与教学目标相符合，与社会需求相契合的实习基地。具体来讲，需要拥有足够的专业化设备，不仅是从数量上，更要从质量上加以保证。在建立完善的实习基地的基础上，学校需要随时调整自身的教学计划，与企业用人的要求相适应，与学生的接受程度相适应，切实保证教学质量的提高。

建立广泛的校外实习基地。学校校内的实习基地虽然与理论结合最为密切，也是教师对学生进行教学指导最为便捷的场所，但是仅仅依靠校内的基地，是不足以满足实习教学的需求的，需要广泛建立校外实习基地，与现代企业保持较为密切的联系，让学生可以尽快适应就业需求。作为校外实习基地的重要部分，企业可以为学生提供先进的生产设备、生产工艺和加工方法，让学生真正将所学到的理论知识运用到实践之中，学以致用。学校与企业之间的这种良性合作，对于企业来说，也是很好的人才培养基地，让其能够根据自身对员工综合素质的要求，选择适宜的人才；对学校来讲，更是可以征求企业对学校办学的建议，以便对教育教学的方方面面进行改革与调整，可以说是一种双赢的合作。

综上所述，我们了解到，当前各大职业院校为了适应社会对专业性人才发展的需求，都在教学阶段加强了对实习教学的管理，把学生职业技能水平的提高看作评价教学质量的重要指标。对于机电专业来讲，如何加强理论与实践环节教学的结合程度，如何提高学生技能，增强就业能力，更是教学发展的重中之重。以上笔者主要从机电专业实习教学管理的现状入手，浅谈了一些管理重点与管理方式。

参考文献：

[1]袁刚.职高机电专业实习教学的实践与思考[J].考试周刊，2012（76）.

[2]王丽.如何搞好机电专业的实习教学[J].河南教育（职成教版），2014（5）.

微纳机电开关研究现状 篇4

互补金属 氧化物半 导体 (CMOS) 的出现为 半导体行 业的发展 提供了强 大的动力 , 在制作微 型化 、快速 、低成本的 电子产品 方面取得 了巨大的 成功[1]。 随着大规 模集成电 路的发展 , CMOS晶体管的 特征尺寸 进入纳米 级别 , CMOS正面临巨 大的发展 瓶颈 , 栅极泄漏 、 短沟道效 应 、结漏等[2,3]极大地阻 碍了微电 子技术的 发展 , 微纳机电 开关的出 现在很大 程度上弥 补了半导 体开关的 不足 。 微纳机电 开关是在 微机电系 统的基础 上发展起 来的特征 尺寸在微 米或纳米 量级内的 机械开关 , 包括微机 电 ( MEMS ) 开关和纳 机电 ( NEMS ) 开关 。 微纳机电 开关具有 体积小 、 速度快 、 功耗低等 特点 , 由于物理 气隙的存 在 , 其断路时 的泄漏电 流几乎为0, 而且具有 延迟效应 。 随着科技 的进步 , 航空航天 、通信 、计算机等 高端前沿 领域对低 功耗微型 器件的需 求变得尤 为迫切 , 在传统的 半导体开 关已不能 满足这种 需求的同 时 , 微纳机电 关极可能 担当起这 一重要使 命 。

1微纳机电开关应用

微纳机电 开关的研 究受到了 各国学者 的重视 , 目前 , 部分微纳 机电开关 已经实现 商业化应 用 , 特别是在MEMS开关与射 频器件的 结合方面 。 随着通信 技术的发 展 , 小体积 、 低功耗 、 高性能 、 多功能的 射频设备 成为无线 电领域的 发展趋势 , 射频器件 朝着微型 化和集成 化的方向 发展 , 对电感 、 电容 、 滤波器等 的Q值 、 阻抗匹配 、 隔离度提 出了更高 的要求 。 MEMS开关在射 频器件上 的应用为 解决上述 问题提供 了突破口 , RF MEMS开关具有 宽带 、低损耗 、线性等优 点 。 经过20余年的发 展 , RF MEMS开关已经 成为射频 器件中不 可或缺的 一员 , 其应用领 域也扩展 到防御应 用的雷达 系统 、 卫星通信 系统 、 无线电通 信系统 、 仪器系统 等 。 MEMS开关在射 频领域内 的应用已 经趋于成 熟 , 性能也得 到了大幅 度的提升 。 Babak Yousefi Darani等人在2011年研制的 微机电射 频开关通 过增加驱 动电极的 面积使驱 动电压降 到了1 . 3 V , 且电学性 能良好 , 能够通过 共面波导 传输线应 用在2 GHz~6 GHz频段中 , 插入损耗 仅为-0.16 d B, 而断开时 的隔离度 则高达-35 d B[4]。 RF MEMS开关在不 停的循环 工作中容 易诱发疲 劳失效 , 因此对稳 定性有较 高的要求 。 2013年David等人制作 了一种Ru O2 -Au接触开关 , 接触电阻 小于4 Ω, 在10 GHz的工作频 段下插入 损耗为0.4 d B, 隔离度28 d B[5], 能够连续 工作100亿次 , 极大地提 高了使用 寿命 。 国内的学 者在RF MEMS开关的研 究中也做 出了突出 贡献 , 东南大学 的研究者 将射频微 机电开关 的应用频 率提高到 了40 GHz, 同时工作 电压降到 了0.3~0.55 V之间 , 插入损耗 小于-0.5 d B, 隔离度大 于-30 d B, 这种开关 能够应用 在甚宽带 通信设备 中[6]。 随着研究 的进一步 深入 , 相信MEMS开关在射 频器件中 的应用会 得到更宽 的扩展 。

在过去的 几十年中 , 最先进的 微处理芯 片上晶体 管数量已 经从4.2×108增加到了3×1010[7]。 随着CMOS晶体管的 尺寸进入 纳米量级 , 功耗逐渐 成为CMOS晶体管不 可忽视的 问题[8], 而且电子 元器件经 常性充放 电所造成 的泄漏功 耗也将降 低系统的 使用寿命 。 作为一种 机械开关 , NEMS开关不存 在CMOS晶体管在 纳米量级 内所面临 的问题 。 与MEMS开关相比 , NEMS开关的体 积更小 、 速度更快 。 目前 , NEMS开关的应 用主要集 中在数字 逻辑电路 和非易失 存储器上 。 虽然NEMS开关还处 在实验研 究阶段 , 但是已有 相关学者 在该领域 取得了重 大突破 。 Weon Wi Jang等人在2007年研制的 一种适用 于记忆芯 片的NEMS静电开关[9]可以克服 泄漏电流 对场效晶 体管的限 制 , 应用在非 易失存储 器中 。 测试结果 表明 , 该微型开 关具有良 好的开 /关特性 , 亚阈值摆 幅接近于 零 ( 约为4 m V / decade ) , 开关的闭 合时间达 到了3 μs 。 2013年国外的Daesung Lee用一种NEMS开关成功 组合成了 一个2-1逻辑转换 门电路[10], 并可以根 据二元决 策图实现 任何逻辑 功能 , Daesung Lee的研究工 作展示了NEMS开关在逻 辑电路中 的巨大潜 能 。

2微纳机电开关分类

微纳机电 开关根据 不同的形 式可以分 为很多类 。 按照尺寸 的大小可 以分为微 机电 (MEMS ) 开关和纳 机电 ( NEMS ) 开关 , 微机电开 关的特征 尺寸在微 米量级 , 而纳机电 开关的特 征尺寸在 纳米量级 。 根据驱动 方式的不 同则可以 分为热驱 动型 、压电型 、电磁型和 静电型[11]。 相比其他 类型的微 型开关 , 静电驱动 型微机械 开关结构 简单 、 控制方便 , 而且功耗 小 、 响应频率 高 、 便于集成 , 这类开关 的研究起 始早 , 原理成熟 , 是目前微 纳机电开 关的研究 热点 。

微纳机电 开关根据 驱动方向 的不同又 可以分为 横向型和 纵向型 , 这两种类 型的微纳 开关也有 各自的优 缺点 。 最初的研 究多集中 在纵向型 , 纵向结构 更符合微 细加工自 上而下的 工艺方式 , 可以方便 地优化弹 性梁结构 , 驱动电极 面积 、气隙大小 等结构参 数 , 驱动电压 能降到很 低 , 但同时也 会增加器 件尺寸 、加大制作 难度 。 其制作工 艺往往需 要多次光 刻 , 由此产生 的套准误 差将影响 开关的性 能 。 近年来对 于微型开 关的研究 越来越趋 向于横向 驱动型 。 与纵向型 微型开关 相比 , 横向驱动 纳机电静 电开关有 很大的优 势[12]: (1) 大多数的 横向微型 开关仅需 要一次光 刻 , 工艺简单 , 不存在多 次光刻产 生的对准 误差 ; (2) 尺寸和形 状选择性 大 ; (3) 容易封装 ; (4) 便于集成 。 但是横向 开关只能 制作一些 简单结构 , 对异形梁 等复杂结 构则无能 为力 , 且其气隙 是由光刻 精度决定 的 , 因此横向 驱动的微 纳机电开 关受工艺 限制较大 。 图1和图2分别为两 种不同类 型的微纳 机电开关 。

根据端口 数量 , 微纳机电 开关可以 分为两端 口型 、 三端口型 和四端口 型[15]。 两端口微 纳机电开 关仅由弹 性梁和一 个电极组 成 , 该电极同 时作为驱 动电极和 接触电极 , 这种类型 的开关结 构简单 , 但是驱动 电压偏大 , 且在闭合 时控制电 路会与工 作电路产 生干涉 , 因此实用 性不强 ;三端口微 纳机电开 关在两端 口类型的 基础上增 加了一个 电极 , 实现了驱 动电极和 接触电极 的分离 , 无论断开 还是闭合 , 驱动电极 都不参与 开关的工 作电路 , 但是弹性 梁在闭合 后仍然兼 具电极的 功能 ;四端口微 纳机电开 关在接触 电极和弹 性梁之间 加了一层 绝缘介质 , 弹性梁和 驱动电极 只起控制 作用 , 控制电路 和工作电 路是完全 隔离的 , 主要劣势 是制作工 艺复杂 。 目前微纳 机电开关 的研究主 要集中在 三端口类 型 。

3微纳机电开关研究进展

微纳机电 开关作为 一个极具 潜力的领 域经过近30年的发展 , 在尺寸 、 速度 、 阈值电压 、 稳定性等 方面取得 了巨大突 破 。 随着电子 设备朝着 微型化 、集成化 、高精度化 的方向发 展 , 小尺寸逐 渐成为评 定微纳机 电开关性 能的标准 之一 。 微细加工 工艺的发 展促进了 微纳机电 开关的小 型化 , 目前 , 微纳机电 开关的特 征尺寸已 经从上世 纪90年代的亚 毫米级 、微米级进 入了纳米 量级 , 其中弹性 梁尺寸和 气隙能达 到20 nm左右 。 Davidson等人便通 过原子层 沉积 (ALD) 技术成功 将微型开 关的运动 气隙缩小 到了20 nm[16]。 更小的尺 寸不仅意 味着更轻 的质量 、 更小的占 用面积 , 而且能在 很大程度 上缩小驱 动电压 。 2010年FENG X L制作出了 一种NEMS开关 , 通过将弹 性梁的宽 度和气隙 减小到25 nm, 使得阈值 电压仅为1 . 5 V[17], 如图3所示 。 随着电子 束光刻等 超精细加 工技术的 出现 , 微纳机电 开关的尺 寸和阈值 电压将会 进一步减 小 。

除了尺寸 和阈值电 压 , 稳定性和 速度也是 反应微纳 机电开关 性能好坏 的重要指 标 。 在最初的 研究中 , 受限于材 料和工艺 条件 , 微纳机电 开关的稳 定性很差 , 不停的闭 合工作往 往导致疲 劳失效 , 器件仅能 正常工作 几百次甚 至几十次 。 近年来微 纳机电开 关的稳定 性得到了 大幅提高 , 从2010年的1 000次[18]到2011年的5 000 000次[19], 再到2012年的109次[15], 微纳机电 开关的寿 命正以指数形 式增长 , 在稳定性 方面已经 能满足实 际应用需 求 。 微纳机电 开关在工 作过程中 存在机械 延迟 , 这种特性 能被应用 到非易失 存储器中 , 但同时也 增加了器 件的响应 时间 , 而且由于 受实际加 工工艺的 影响 , 气隙 、弹性梁等 尺寸参数 不可能无 限减小 , 多方面的 因素使得 响应时间 成为微纳 机电开关 的发展障 碍 。 目前 , 场效晶体 管的响应 时间在10 ns之内 , 而微米级 别的机电 开关仍然 停留在微 秒甚至毫 秒级别 , 虽然可以 通过增加 驱动电压 缩短响应 时间 , 但是工作 电压的增 加势必会 影响微纳 机电开关 与CMOS器件的集 成 。 理论分析 表明 , 微纳机电 开关的速 度与器件 的尺寸是 成反比关 系的 , 随着微型 开关的特 征尺寸进 入纳米量 级 , 其响应时 间也缩短 到了纳秒 级别 。 在Rhesa Nathanael[15]设计的微 纳机电开 关中 , 当驱动电 压为7.6 V时 , 开关的响 应时间为100 ns左右 。 而根据KAM H[20]等人的研 究 , 如果微纳 机电开关 的尺寸能 减小到90 nm, 那么其响 应时间将 能缩减至10 ns, 已与晶体 管处于同 一水平内 。

金属良好 的导电性 和易得性 使其成为 研究微纳 机电开关 的主要材 料 , 随着研究 的深入 , 微纳机电 开关的材 料选择正 朝着多元 化的方向 发展 , 已由最初 的金属扩 展到了半 导体和陶 瓷等材料 。 2004年出现了 以碳纳米 管为结构 材料的NEMS开关[21], 该开关的 初始气隙 为150 nm , 阈值电压 在6 V左右 , 在逻辑电 路 、 记忆单元 、 脉冲发射 器 、 电流/电压放大 器等高频 率吉赫兹 电子器件 中有着广 阔的应用 前景 。 碳纳米管 具有良好 的物理和 化学性质 , 它的重量 轻 、 强度高 、 耐腐蚀 , 是制作微 纳机电开 关的理想 材料 , 但是碳纳 米管在制 作过程中 数量和位 置的不确 定性阻碍 了其在微 纳机电开 关上的应 用 。 2008年 , Weon Wi Jang[22]将目光投 向了高熔 点 、 高硬度 、 耐磨损 、 导电性良 好的Ti N金属陶瓷 材料 , 并将其成 功应用到 微纳机电 开关中 , 研制成功 了包括弹 性梁式固 支梁式的Ti N开关 , 如图4所示 。 其中 , 弹性梁式 开关泄漏 电流为零 , 亚阈值摆 幅小于3 m V/decade, 远小于CMOS器件在室 温下的理 论极限值60 m V/decade。 为了能与CMOS结合以及 实现更好 的集成度 , 多晶硅也 正被越来 越多的应 用到微纳 机电开关 中 , 但是鉴于 多晶硅的 导电性并 不是十分 理想 , 往往需要 在其表面 生长一层 高导电性 物质 。 图1便是用多 晶硅制作 的微纳机 电开关 , 为了防止 开关在闭 合的过程 中产生 “ 微焊接 ” 并增加导 电性 , 在锗硅上 淀积了一 层金属钨 , 其最小气 隙为50 nm, 驱动电压 能够降到2 V左右 , 整个开关 的占用面 积仅为4 μm2, 而且具有 很高的稳 定性[13]。 材料等相 关领域的 发展会继 续扩展微 纳机电开 关的材料 选择 , 越来越多 的新物质 将会被应 用进来 。

微纳机电 开关的高 速发展得 益于微加 工技工技 术的逐渐成熟。 作为MEMS技术的一个重要分支, 微纳机电开关的 制作工艺 在初期的 研究中多 采用MEMS加工技术 , 如表面微 加工技术 、 体硅微加 工技术和 紫外光刻 技术等 , 随着微加 工技术的 发展 , 目前微纳 机电开关 的制作包 含了气相 淀积 (CVD) 、 紫外光刻 技术 (UV-LIGA) 、 磁控溅射 、原子层淀 积 (ALD) 、牺牲层释 放技术 、离子注入 、掺杂等多 种工艺[23,24]。 微纳机电 开关的制 作正朝着CMOS技术的方 向扩展 , CMOS与MEMS器件相结 合将是微 纳机电开 关未来的 发展趋势 。 与传统的MEMS工艺相比 , CMOS与MEMS的结合具 有以下优 点 : (1) CMOS的标准化 能大大降 低设备和 材料成本 。 (2) 可集成化 程度高 , 缩短了器 件的研发 周期 。 (3) CMOS工艺提高 了MEMS / NEMS器件的性 能和可靠 性 。

4结语

机电一体化技术的现状及发展趋势 篇5

摘要：机电一体化技术是由微电子技术、计算机技术、信息技术、机械技术及其它技术相融合构成的一门独立的交叉学科。机电一体化产品迅猛发展，几乎遍及所有制造业领域。机电一体化技术在数控技术、工业机器人、计算机集成制造系统方面都取得了一定的成果。随着科学技术的发展，国内外机电一体化将朝着绿色化、智能化、网络化、微型化、模块化方向发展，各种技术相互融合的趋势也将越来越明显。

关键词：机电一体化；发展现状；发展趋势

机电一体化是一个新兴的边缘学科，正处于发展阶段，代表着机械工业技术革命的发展方向。一般认为，机电一体化技术是一门跨学科的综合性高技术，是由微电子技术、计算机技术、信息技术、机械技术及其它技术相融合而构成的一门独立的交叉学科。

1国内机电一体化发展现状

1.1数控技术方面

我国的数控技术起步于1958 年，在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达到50%，配置国产数控系统（普及型）也达到了10%。纵观我国数控技术近50 年的发展历程，特别是经过四个五年计划的攻关，总体来看取得了很好的成绩。目前，国内已具有年产数控系统3000 多套、主轴与进给装置5000 多套的生产能力。近十年来，普通级数控机床的加工精度已由10 μm 提高到5 μm，精密级加工中心则从3～5 μm 提高到1～1.5 μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级（0.01 μm）。

1.2工业机器人方面

目前，国内相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化制造技术，解决了工业

机器人控制、驱动系统的设计技术，机器人软件的设计和编程等关键技术，还掌握弧焊、点焊及大型机器人自动生产线（工作站）与周边配套设备的开发和制备技术。现在，我国从事机器人研发的单位有200 多家，专门从事机器人产业开发的企业有50家以上，中国市场上总共拥有近万台工业机器人，其中完全国产的工业机器人（行业内规模比较大的前三家工业机器人企业）行业集中度占30%左右。

1.3计算机集成制造系统方面

我国经过多年的理论和技术准备，CIMS 已经有了较快发展。目前，已在清华大学建成国家CIMS工程研究中心，在著名高校和研究单位建立了七个CIMS 单元技术实验室和八个CIMS 培训中心。2000 年，全国已有20 多个省市、10 多个行业、200多家不同规模和类型的企业通过实施CIMS 应用示范工程，取得了巨大的经济效益。当前CIMS 的进一步试点推广应用已经扩展到机械、电子、航空、航天、轻工、纺织、冶金、石油化工等诸多领域，正得到各行各业越来越多的关注和投入。

2机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，未来机电一体化将朝着绿色化、智能化、网络化、微型化、模块化等多方向发展。

2.1绿色化

若将机械产品和制造机械产品的机械装置统称为机械系统，则机电一体化技术的功能可归结为：提高机械系统的性能，完成传统机械系统不能完成的功能；提高机械系统的智能化程度，使人在更舒适的环境中工作；提高机械系统的可回收性；降低机械系统的原材料消耗；降低机械系统的能耗；降低机械系统对环境的污染，可以看出其中至少有3 条是和环境保护有关的。因此，进入21 世纪，机电一体化技术的使命是要能提供一种高性能、高原料利用率、低能耗、低污染、环境舒适和可回收的智能化机械产品，即提供一种能满足可持续性发展的绿色产品。

2.2智能化

人工智能系统是一个知识处理系统，它包括知识表示、知识利用和知识获取三个基本问题，其最终目标是模拟人的问题求解、推理、学习。人工智能在机电一体化建设中的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类的智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。目前，专家系统、模糊系统、神经网络以及遗传算法是机电一体化产品（系统）实现智能化的四种主要技术，它们各自独立发展又彼此相互渗透。随着制造自动化程度的不断提高，将会出现智能制造系统控制器来模拟人类专家的智能制造活动，并会对制造中出现的问题进

2.3网络化

种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到、质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络（Homenet）将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统（CIAS），使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。

2.4微型化

微型化兴起于20 世纪80 年代末，是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。近十余年来，微机电系统（MEMS），作为机电一体化技术的新尖端分支而倍受重视，它泛指几何尺寸不超过1 cm3 的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，发展难点在于微机械并不是简单地将大尺寸的机械按比例缩小，由于结构的微型化，在材料、机构设计、摩擦特性、加工方法、测试与定位及驱动方式等方面都产生了一些特殊问题。

微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，可进入一般机械无法进入的空间，并易于进行精细操作，因此在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。因此在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。

2.5模块化

机电一体化产品和技术可分为机械、电子和软件三大部分。模块化技术是这三者的共同技术。模块化技术可以减少产品的开发和生产成本，提高不同产品间的零部件通用化程度，提高产品的可装配性、可维修性和可扩展性等。融合机械、电子和软件三大部分的机电一体化模块代表了未来产品的发展方向，具有高度自主性、良好协调性和自组织性的特点。总之，模块化设计与制造是机电一体化系统的基本方法和发展趋势。随着微处理器性能价格比的迅速提高和微机械电子（MEMS）技术的飞速发展，各种机电一体化模块将越来越多地出现在市场上。利用这些模块，可以迅速方便地设计和制造出各种新的机电一体化产品。

3结束语

随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，以机械技术、微电子技术的有机结合为主体的机电一体化技术是机械工业发展的必然趋势，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

参考文献：

[1]邱士安，胥宏.机电一体化技术[M].西安：西安电子科技大学出版社，2004.[2张杨林.机电一体化技术进展及发展趋势[J].机械制造，2005，6

浅谈国内机电一体化的现状和发展 篇6

一、机电一体化概述

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术，根据系统功能目标要求，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此，“机电一体化”涵盖技术和产品两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体系。但是，发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还被赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动调节与控制等。

二、机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：（1）20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时，研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。（2）20世纪70-80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认；机电一体化技术和产品得到了极大发展；各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。（3）20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。

我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组，并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，取得了一定成果。但与日本等先进国家相比，仍有相当差距。

三、机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面：

1.智能化

智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。

2.模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置等。有了这些標准单元就可迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的，还需要制定各项标准，以便于各部件、单元的匹配。

3.网络化

由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络（home net）将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统（computer integrated appliance system，CIAS），能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。

4.微型化

微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小，耗能少，运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

机电控制技术现状和发展趋势 篇7

1.1 机电控制技术的概念

机电控制技术, 顾名思义就是指运用机械、电子的相关知识, 把机械和电子结合为一体的综合技术, 其中机电技术和控制技术是机电控制技术两大重要的内容, 它主要涉及精密机械、计算机、自动控制、伺服驱动、流体转动、检测传感、信息处理、网络传输等领域[1]。运用机电控制技术主要是为了更好地设计出控制体系和控制零部件, 从而通过这些操控系统和操控环节来发挥系统应有的控制管理能力, 达到令人满意的工作效果。

机电系统是一个庞大复杂的程序, 具有整体性, 很多细小的地方都难以进行准确的操控, 一旦部件发生问题, 那么就会影响整个工程的运行, 不能进行正常的工作, 造成的后果代价难以估量, 所以必须对机电系统进行控制, 也就是说, 控制性是机电系统的突出特征, 任何工作步骤都离不开有效的控制。

1.2 机电控制系统的基本要求

机电控制系统的种类多种多样, 并且每个系统都有很大的差异性, 因此每个控制系统的要求也都不一样, 虽然系统里面的各个参数值都不同, 数据量的变动值也不确定, 但对每一类系统中被控量变化全过程提出的基本要求都是一样的, 大体可以概括为稳、准、快, 即稳定、准确和快速。稳定性和准确性是系统一切工作开始的保障前提和必要条件, 通过稳定和准确的系统, 可以及时查询变更的信息和数据量的增减, 能够根据变化量做出不同的系统计划, 提高控制力度和工作效率。但是, 仅靠稳定性和准确性是不够的, 还需要对控制系统过渡过程的形式和快慢提出要求, 保障系统运行的速度, 同时准确性、稳定性和快速性因为是相互制约的关系, 所以在制约的时候, 机电控制系统要解决好这一限制问题。

2 机电控制技术的现状及发展

在二十世纪三十年代前, 由于科技还欠发达, 机电控制技术还没有研发出来, 很多科研领域、机械领域和生产领域都没有用到机电控制技术, 但是有些必备的工作还是需要正常进行, 在这种情况下, 只能依靠人员来操作, 某些细节问题都得不到相应的控制和管理, 再加上容易出现人工问题, 因此工作质量较差, 耗费的工作时间较长, 效果也不让人满意。等过了十年之后, 大约是三四十年代, 在众多科学家的研究下, 为了适应当代机械工作的需要, 经典控制理论诞生了, 这项成果在当时具有里程碑的意义, 为日后的机电控制理论研究奠定了扎实的基础。

通过这项理论我们可以研究定值控制系统, 不过有一个必要的前提, 那就是这些系统必须具有单输入、单输出的特点, 只有满足了这些特点, 才会有效地研发系统。另外, 人们主要的操控方式是利用大尺寸的基地式仪表来操纵研究对象和研究数据。四五十年代, 机电控制已经打破了范围、面积的限制, 由以前的局部控制扩展到集中监督, 这种功能的实现主要依赖于气动、电动单元组合仪表和巡回检测装置的启用[2]。六十年代, 由于科学技术的进步, 很大力度上推动了机电控制技术研究的进程, 促进系统的发展, 新的电动组合单元仪表可以解决稍微复杂化的系统, 这种系统的主要特点是模仿和逻辑规律。

除此之外, 机电控制技术已经开始向现代控制技术靠拢。等到了七十年代, 互联网和科技的普及、应用促使机电控制系统朝着微型化的方向发展, 随着系统的不断升级和更新, 机电控制技术也逐渐向智能化的特点发展。

3 机电控制发展方向

3.1 加强PID控制

PID的含义分别是比例控制单元、积分控制单元和微分控制单元, 分别对被控制量的当前值、过去值和将来值进行控制修正。从目前来看, PID控制结构比较容易操作管理, 但是它难以解决系统稳定性和快速性的之间的制约关系, 除此之外, 其鲁棒性也不强, 需要进一步改善PID控制系统, 加强其控制。

3.2 自适应控制管理的改善

自适应控制理论主要包括自校正控制和模型参考自适应控制, 下面是其控制系统工作示意图。

目前自适应系统发展良好, 但是也存在很多问题, 其系统本身没有PID系统简单, 容易操控, 并且整套系统运行资金较多, 耗费的金额较大, 如果出现差错, 就会造成巨大的经济损失。另外, 模型参考自适应控制系统在参考模型的选择方面还具有很大的困难。因此, 在改善自适应控制系统的时候, 研究算法简单、鲁棒性强的自适应定律已经成为自适应控制的努力方向。

3.3 模糊控制系统的发展方向

模糊控制器主要由模糊化、模糊算法器和解模糊组成, 模糊控制器通过被控对象, 再经过传感器, 最后实现管理控制[3]。

模糊控制相比自适应控制而言, 自身控制系统比较简单, 模糊控制器容易实现具体操作, 具有较强的适用性、强健性和容错性。同时, 我们也要看到模糊控制系统的缺点, 由于其本身程序简单, 所以对于高难度的工序难以进行操作, 另外, 模糊控制具有的不确切因素较多, 受人工影响因素大, 最后, 模糊控制的稳定性和鲁棒性还有待提高, 这都是以后模糊控制系统的研发方向。

参考文献

[1]梁治河.机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].科技风, 2011.

[2]葛付存.现代机电控制技术的应用[J].机电信息, 2010.

水利工程机电技术现状探析 篇8

关键词：水利工程,机电技术,问题,办法

水是生命之源, 我们的日常生活、工作与水资源的利用息息相关, 所以, 水利工程在我国社会建设中占据重要的地位。目前, 我国对于水资源的利用形式十分的多样化, 主要有:水力发电、水库、水运、农业用水工程等等。在以上的水利工程中, 机电技术得到了广泛的应用, 国家都投入了较多的资金用于购买机电设备, 尤其是水力发电站的建设中。水利工程需要依靠先进的机电技术应用以及机电设备的安稳运行才能实现其效益。

1 我国水利工程机电技术概况

由于各种原因, 我国的工业起步较世界上的一些国家更晚, 建国时期, 基础仍较为薄弱, 机电技术多是引进别的国家的。近些年, 我国不断发展, 工业也取得了较大进步, 工业体系不断完善, 逐渐凸显出了中国特色。建国以来, 我国发展迅速, 同时也造成了电力、水利在不同阶段的地位不同, 导致两个行业没有统一起对机电设备的标准要求, 使得我国没有建立健全评估机电设备的标准体系。

实施改革开放的经济政策以来, 我国经济飞速发展的同时, 水利工程以及电力工程的建设也取得了很大的进步, 我国制定了一系列的评估机电设备的标准, 使得机电设备的制造、设计、安装、运行以及检修都更加规范化、科学化。工业发展的同时, 政府还致力于工程体制的完善, 目前我国施行的是业主负责制, 使得施工单位更加地重视工程的质量。除此之外, 政府还建立了工程建设的评价体系, 全面地评估工程的安全性、可靠性;颁布了相关的标准条文, 对工程安全的重视上升到了新的高度。

2 我国机电技术标准的基本构架

(1) 制造标准。水利工程的建设中会应用到多种机电设备, 这些设备可能是由不同的行业制造的, 甚至是同一设备的不同零件也可能由不同行业生产。由于行业不同, 对于机电设备制造的相关标准也不同, 这使得建立一个统一的机电设备制造标准体系十分困难。 (2) 设计标准。在水利工程中, 我们会大量运用到机电设备, 而设计机电设备主要是电力行业的业务, 所以对于机电设备的设计, 主要应由水利行业和电力行业来决定, 设计标准也应主要由它们制定, 才能更好地达到预期标准。我国目前的机电设备设计标准的主要内容是:阶段性的规程、设计规范以及技术指引。 (3) 选型设计标准。机电设备的选型设计主要由机电专业来进行, 机电专业会针对不同的水利工程选择适用的机电设备, 同时机电专业还参与方案设计。机电专业的选型设计工作不包括监控设备的质量、评估设备的安全, 它仅仅是根据工程的需要, 选择合适的机电设备。选型设计的目的是使水利工程方案与机电设备更加协调, 搭配更加完善, 以使水利工程顺利建设, 建设完成后充分取得其效益。目前市场上的机电设备多种多样, 使得选型设计时需要更加充分地考虑到工程的需求, 针对工程的规模和特性选择最合适的机电设备。 (4) 安装与检测标准。安装与试验的具体环节是:现场安装、生产、出厂以及现场检测。只有每个检测环节都合格后才能将机电设备用于水利工程中, 这样才能保障工程的安全。而安装过程中必须认真仔细, 才能保障设备的顺利运行, 工程的顺利进行。其中, 以大型设备的安装检测最为重要、最有难度, 因此我国的安装检测标准的对象主要是大型设备。而其它辅助性的小型设备则由厂商和现场的技师进行安装检测。 (5) 运行与检修标准。水利工程投资巨大, 想要取得预期效益, 就必须长久的良好的运行。因此, 在机电设备的运行过程中, 需要做到及时发现问题并及时进行检修。除此之外, 在其正常运行时还需做好维护工作, 预防设备出现故障。根据大型机电设备, 我国设立了相关的运行检修标准, 使得设备的长久运行得到了保障。

3 当前水利工程中机电技术标准体系问题

3.1 机电技术标准不具通用性

机电技术与多个行业、领域有关, 每个行业都有自己的对应的技术标准, 行业之间没有进行必要的交流, 统一制定出一套合理的标准。同一个设备, 行业不同, 标准也不同, 这造成了机电设备不具通用性。近些年, 机电技术的相关标准有了一定的通用性, 但仍不是十分符合水利工程的需求。

3.2 没有建立整体协调机制

机电设备十分复杂, 其制造、组装以及安装都具备很强的专业性要求。很多情况下, 同一设备的不同零件是由不同厂家生产的, 而水利工程中, 机电设备的设计以及运行又由不同单位进行, 使得整个工程十分得繁杂。目前相关行业之间没有建立合理的协调体系, 在实际工程中, 仅各自使用自身的标准, 没有协调后采用统一的标准, 使得水利工程机电设备的效益没有体现出来。

3.3 未落实国际化标准

目前, 经济、社会全球化, 各大领域都在追求国际化发展, 而我国的水利行业、机电行业由于自身的限制, 其技术水平较为落后, 发展较为缓慢。国外标准兼具灵活性以及原则性, 而我国标准不够完善, 具有隐患。机电技术标准设计合理了, 才能保障充分实现水利工程的效益。但是目前我国的机电技术相关标准不够成熟、不够专业, 未达到国际水平, 这限制了我国机电技术的发展。

4 水利工程中机电技术发展的操作策略

4.1 采取措施完善水利工程机电技术标准

为保证水利工程顺利发展, 我国需协调相关部门、行业, 共同建立起合理的、统一的机电技术标准, 以保障水利工程中机电技术应用的规范化。除此之外, 还需建立健全行业之间的沟通体系, 以推动统一标准的设计、制定以及应用, 促进水利工程的发展。

4.2 加强跨行业及部门协调, 构建有效管理机制

政府需要重视起机电技术的管理, 建立健全管理机制, 督促各行业遵守统一的标准, 促进行业之间、部门之间的交流, 加强它们的协调合作, 使得机电技术形成合力, 保障机电设备安全、长久地运行。

4.3 对水利工程机电技术应用进行检测与评估

为实现水利工程的最大效益, 我们必须保证机电设备的可靠、机电技术运用的合理以及整个工程规划的科学, 所以我们必须要做好相关的检测工作, 实事求是地评估工程。整个工程中, 都必须有效实施统一的标准, 结合实际、现场, 对机电技术做出评估。更重要的是, 需建立国际化的标准, 由于经常运用到进口设备, 所以需将我国标准与国际标准接轨, 进而加速我国机电技术的发展, 提高机电设备的运用价值, 促进水利工程的进步。

5 结束语

水是万物的根本, 水资源的利用在我们的日常生活、工作中占据重要的地位, 因此我国十分重视水利工程的建设以及应用。目前, 我国主要的水利工程有:水力发电、水库、水运、农业用水工程等等。在以上的水利工程的建设中, 有一必不可少的技术就是机电技术, 尤其是水力发电站的建设中, 机电技术是其最为核心的技术。因此国家投入大量的资金购买机电设备用于各大水利工程。水利工程不仅可以为我国的人民带来便利, 更可以为国家财政带来巨大效益。而水利工程的效益必须依靠先进的机电技术应用以及机电设备的安稳运行才能得以实现。所以我们必须重视其水利工程中的机电技术的应用, 虽然目前这方面存在着一些问题, 但是, 就如本文提出的解决办法一样, 集众人的智慧将想出更多的办法, 未来, 我国水利工程中的机电技术运用体系将更为完善, 水利工程将为我们带来更大的效益。

参考文献

[1]孙锦章.简议水利工程机电技术现状[J].建材与装饰 (下旬刊) , 2008, 03∶109-110.

[2]梁国锋.浅谈水利工程机电技术标准体系现状[J].科技信息, 2009, 17∶69+87.

[3]杨家胜.水利工程机电技术标准体系现状分析[J].水利技术监督, 2007, 02∶7-11+19.

[4]张淑芬.浅析水利工程中机电技术的现状与未来[J].内蒙古水利, 2014, 06∶184.

中国机电产品出口的现状分析 篇9

一、我国机电产品出口的现状及特点

机电产品出口已连续12年保持中国第一大类出口商品地位, 在世界机电产品出口总额的比重由“九五”期间的3.4%提升至“十五”期间的8.5%。2006年机电产品出口超过日本, 上升到世界第三, 仅次于德国和美国。

(一) 机电产品出口规模不断扩大

自1995年以来, 我国机电产品出口总额逐年稳步上升, 2004年机电产品出口达到3234亿美元, 位居世界机电出口第四位, 与前三强的差距逐步缩小, 到2006年已上升至第三位。我国已经成为世界机电出口大国, 机电产品也成为中国出口创汇的重点项目。

(二) 机电产品出口市场相对集中

近十年来, 我国机电产业发展迅猛, 己在全球机电产品市场中占有重要一席。我国机电产品出口的主要流向地区依次为亚洲、北美和欧洲, 在拉丁美洲、非洲和大洋洲有少量出口, 主要出口市场仍然是美国、欧盟、日本、香港, 其中, 美国是我国机电产品最大出口市场。

(三) 机电产品出口结构有所优化

机电出口商品结构的变化具体表现在:技术含量及附加值较高的商品出口明显增多, 出口增长带动力强, 出口额较大商品结构发生了较大的变化;大额商品出口值逐年增大;传统产品仍有一定的出口实力。我国机电产品出口经过十几年的扶持和引导, 己逐步由劳动密集型, 资源密集型向技术含量及附加值较高的产品转移, 出口结构逐步向合理化方向调整。

(四) 机电产品出口贸易方式以加工贸易为主

长期以来, 我国机电产品出口贸易以加工贸易为主, 这与我国原来薄弱的工业发展基础分不开, 也因为我国劳动力资源比较丰富, 劳动力成本低。占据第一位的是加工贸易, 包括来料加工装配贸易和进料加工贸易, 以这一出口方式出口的机电产品一直占总额的70%左右, 且有增加趋势。

二、发展我国机电产品出口的意义

在国际贸易领域, 机电产品涉及到人们生产和生活的方方面面, 在经济运行过程中占据着重要的地位。

(一) 扩大机电产品出口可以培育出口贸易新增长点, 扩大对外贸易规模

随着贸易规模的日益扩大, 长期支撑我国外贸出口的资源密集型初级产品和劳动密集型产品轻工产品不可能再有大的发展, 依靠科技进步, 提高出口产品的质量、档次, 不断加大技术含量高、附加值大的制成品的出口比重, 特别要把国际市场容量大的技术密集型机电产品放在优先支持和发展的位置, 这才是保持外贸出口持续稳定增长的根本希望所在。

(二) 扩大机电产品出口, 有利于我国机电工业的技术进步

只有把我国机电工业暴露于国际市场压力之下, 让企业及时了解国际科学技术发展的信息, 跟踪世界先进水平, 迫使机电工业部门大力开展技术改造, 降低成本提高质量, 提高技术和管理水平。从而提高机电产品的出口竞争力, 达到扩大出口贸易, 提高经济效益的目的。

(三) 扩大机电产品出口, 可以增加国家利税收入, 提高企业经济效益

扩大机电产品出口, 可以更深入地参与国际交换和国际竞争, 发挥我国的优势。特别是在国际竞争的压力下, 迫使出口部门积极进行技术改造, 提高劳动生产率, 降低成本, 提高产品质量, 从而提高经济效益。同时也迫使外贸公司加强经济核算, 改善经营管理, 也提高了外贸公司的经济效益。

(四) 扩大机电产品出口, 可发挥机电工业生产能力, 充分利用配置资源, 增加就业

市场容量有限和产业结构趋同化, 造成我国工业生产能力过剩。我国机电产品总量过剩, 结构性短缺矛盾将是长期的, 扩大机电产品出口, 有利于充分发挥我国机电工业的能力, 合理配置资源, 增加就业机会。据测算, 我国每增加1亿美元的工业品出口, 可以创造1.2万个就业机会, 2006机电产品出口净增长1226亿美元, 增加就业人员1471万人。

摘要：本文从我国机电产品出口结构、出口方式等方面对我国机电产品出口的特点进行分析, 尽管我国当前机电产品出口形势良好, 但仍然呈现出一种粗放型增长的趋势, 企业自身的缺陷和来自外部的竞争不利于我国机电产品出口规模的增长, 机电产品出口的扩大面临的形势仍然严峻。

矿山机电的发展现状及对策 篇10

随着中国矿产资源开采规模逐渐增大, 为促进矿山生产的现代化水平不断提升, 需加强对矿山机电的利用。矿山机电属于重机装备, 是中国机电行业中的一个重要组成部分。随着当前经济社会逐渐朝着智能化和信息化方向发展, 各种矿山机电设备也要逐步跟随社会的发展脚步, 在未来的发展过程中应要加强各种先进技术的研究和应用, 促进中国矿山机电逐渐实现数字化、智能化、集成化, 从而提高矿山机电的利用效率。

1 中国矿山机电发展的现状分析

中国的矿山机电业起步时间比较晚, 近年来, 随着矿产行业的不断发展, 矿山机电在矿产开发过程中应用得越来越频繁, 在技术引进、改造及研究过程中不断实现了矿山机电业的发展, 当前已能生成一批满足矿产开采需求的机电设备, 为中国矿山行业的发展奠定了坚实基础, 也为中国国民经济的发展做出了很大贡献[1,2]。但中国的矿山机电制造企业与国外企业相比较而言, 无论是在技术水平、资金还是在装备水平上都存在一些问题, 产品的技术创新及研发能力也还有待进一步提升。

1.1 矿山机电企业的发展过程中还存在一定问题

矿山机电企业的综合能力水平往往决定了矿山机电行业的发展, 当前中国很多矿山机电企业的综合竞争实力较低, 在技术储备、资金、装备水平、经营机制等方面与国外的一些先进企业之间还存在一些差距, 因此导致中国矿山机电行业的发展比较缓慢。

1.2 矿山机电的研发及开发的能力还不够

为不断促进矿山机电行业的发展, 应结合市场需求加强对矿山机电的研发和开发能力的提升。矿山机电研发及开发能力的高低是影响矿山机电业发展的重要因素, 当前中国对矿山机电的研发能力还比较薄弱, 研发人员比较少, 且很多矿山机电企业在生产过程中都存在产业的同构性高、产品的雷同性强等问题, 因此企业的竞争力比较低, 导致矿山机电业的发展后劲不足, 最终缺乏可持续发展的能力, 影响矿山机电行业的深入发展。

1.3 矿山机电行业发展过程中资金比较短缺

当前中国矿山机电行业的发展过程中, 由于发展资金比较短缺, 导致各种投入不足, 技术研发能力不够等, 对中国矿山机电行业发展有十分重要的影响。矿山机电行业在发展过程中资金比较短缺的原因主要有两方面:a) 由于矿山机电企业的产品价格比较低, 利润空间比较小;b) 由于矿山机电业的外部融资比较困难, 最终导致矿山机电业发展受到阻碍。

1.4 矿山机电设备研发过程中对各种新技术的应用不够

在矿山机电行业的发展过程中, 各种信息技术的应用对于矿山机电设备性能的提升有十分重要的意义。由于在矿山机电设备的发展过程中技术水平不过关, 导致矿山机电设备在研发过程中还存在一定的问题。

2 矿山机电业发展的策略

2.1 加强矿山机电设备研发过程中各种技术的更新

矿山开采过程面临的环境越来越复杂, 对于各种矿山机电设备应加强各种新技术的应用, 以应对越来越复杂的矿山行业环境, 提高矿山机电设备的工作效率。随着科学技术的不断发展, 机械设备的工作强度也在不断增加, 对机械的工作效率要求也越来越高[3]。由于现代化设备各部分之间的联系十分紧密, 常常会因为一些微小变化导致连锁反应, 使得整个设备都无法运行工作, 这也会导致整个矿山开采都受到影响, 严重时还可能会带来安全问题, 影响矿山开采的进度。

2.2 加强矿山机电设备的信息化智能化和数字化

在信息化时代发展过程中, 矿山机电设备也应加强各种信息技术、智能化及数字化水平的提升, 以逐渐提高矿山机电设备的使用效率[4]。

a) 信息化。在矿山机电发展过程中应根据信息化的标准重组和再造管理模式, 让管理艺术中融入信息技术, 在信息技术中也加入管理艺术, 最终实现矿山机电自动化、智能化的管理;b) 智能化。智能化是矿山开采发展过程中另一个重要趋势, 即通过实时控制系统来实现远端遥控采矿, 利用各种电子控制技术, 精确地对各种矿山机电设备进行操作, 从而获得与传统的操作方式同样的操作效果。智能系统是矿山机电的重要组成部分, 智能结构系统是将传感器、控制器、执行器等多种结构进行集成之后对矿山机电进行智能控制的一种系统;c) 数字化。数字化是未来时代发展的一个重要特征, 在很多行业中都是一个重要的发展方向。矿山机电产品实现数字化开发是矿山机电设备行业发展的一个重要趋势。对机电设备产品开发实现数字化的一个重要特征就是实现产品开发和产品性能的可预测性, 即实现机电产品制造过程中的数字仿真目的, 利用各种信息技术加强产品开发, 从而实现对市场的快速响应。

2.3 加强对矿山机电设备的维修

保持矿山机电设备的使用性能能满足生产需求, 需在日常使用过程中加强对矿山机电设备的维修, 与此同时, 矿山机电设备的管理还应逐渐实现社会化、网络化及专业化, 这也是机电设备发展的必经之路。随着矿山机电设备的生产逐渐实现规模化和集约化, 设备系统越来越复杂, 技术含量也随之越来越高, 传统的维修组织方式对于现代化的机械设备而言已不再适用, 不能满足其具体的生产要求。在现代化条件下应逐步建立起一种社会化的维修体制, 提高机械设备的维修效率, 降低机电设备维修成本。

3 结语

矿产资源开发是中国经济发展过程中的一个重要组成部分, 近年来, 随着矿产资源开发力度逐渐增强, 在矿山资源开发过程中应积极加强对各种机电设备的使用。矿山机电设备是矿产资源开发过程中的重要组成部分, 加强对各种矿山机电设备的使用可极大提高矿产开采效率, 降低矿产开采过程中的安全隐患。当前矿山机电业的发展已取得了一些成就, 但同时还存在一些问题, 在未来发展过程中应朝着集约化、智能化、数字化等方向发展, 不断提高矿山机电设备的使用率。

摘要：分析了中国矿山机电发展的现状, 提出了矿山机电业未来发展的策略, 旨在提高矿山机电在矿产开发行业中的应用水平。

关键词：矿山机电,发展,现状,对策

参考文献

[1]陈瑞平.探究矿山机电业现状与未来发展趋势[J].企业技术开发, 2014 (03) :18-19.

[2]张连斌.矿山机电业的发展现状及未来发展趋势探究[J].内蒙古煤炭经济, 2013 (05) :08-10.

[3]杜振彦.矿山机电在现代煤矿企业中的运用探究[J].科技与企业, 2013 (07) :14-15.

机电现状 篇11

关键词：机电一体化；现状；发展趋势

机电一体化指的是在机械的主功能、动力功能、控制功能和信息功能的基础上引进微电子技术，并且将机械设备和电子设备用软件有机结合而构成的系统的总称，因此，“机电一体化技术”是机械、微电子和信息三项技术相互融合、交叉的产物，是机械技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和系统技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。

一、机电一体化的产生与应用

20世纪60年代以来，人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能后，刺激了机械产品与电子技术的结合。计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展更进一步奠定了技术基础。20世纪80年代末期，机电一体化技术和产品得到了极大发展。各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持，20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入了深入发展时期。光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中展露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。我国从20世纪80年代开始开展机电一体化研究和应用。取得了一定成果，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。机电一体化已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。

二、机电一体化的发展现状

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。在这一时期，人们利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。

20世纪70年代至80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。

20世紀90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中展露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法、机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，更为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用也做了大量的工作，虽然取得了一定成果，但与日本等先进国家相比仍有相当差距。

三、机电一体化的发展趋势

（一）智能化趋势

智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。机电一体化产品不可能具有与人完全相同的智能。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能。

（二）模块化趋势

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样可利用标准单元迅速开发出新产品，也可以扩大生产规模，制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。

（三）网络化趋势

计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产等领域都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐，因此机电一体化产品朝着网络化方向发展是为大势所趋。

（四）微型化趋势

微型化指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势，国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术。

（五）绿色化趋势

工业的发达给人们生活带来了巨大变化。物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。

结语

通过本文的论述可见，机电一体化的出现不是随机出现的，而是一个时代的产物，文中叙述的这些发展方向是科技发展到一定阶段的必然要求，更是一个必然结果。目前，因为科学技术的限制，其与一些相关技术的互融程度还是不是太明显，但是随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势必将越来越明显，因为它既是多项科学技术发展的结晶，又极大地推动了不同学科的交叉与渗透，其发展前景也将越来越光明，这必然会给世界带来更大的技术力量。

参考文献：

[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京.科学出版社.2004.

国内机电一体化的现状和发展 篇12

1 机电一体化概述

机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术, 将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科, 随着科学技术的不断发展, 还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发, 综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术及电力电子技术, 根据系统功能目标要求, 合理配置与布局各功能单元, 在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值, 并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统, 则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此, “机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术, 而不是机械技术、微电子技术及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术由纯技术发展到机械电气化, 仍属传统机械, 其主要功能依然是代替和放大的体系。但是, 发展到机电一体化后, 其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外, 还被赋予许多新的功能, 如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制、自动诊断与保护等。也就是说, 机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸, 还是人的感官与头脑的延伸, 智能化特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

2 机电一体化的发展状况

机电一体化的发展大体可以分为三个阶段: (1) 20世纪60年代以前为第一阶段, 这一阶段称为初级阶段。在这一时期, 人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间, 战争刺激了机械产品与电子技术的结合, 这些机电结合的军用技术, 战后转为民用, 对战后经济的恢复起到了积极的作用。那时, 研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平, 机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展, 已经开发的产品也无法大量推广。 (2) 20世纪70-80年代为第二阶段, 可称为蓬勃发展阶段。这一时期, 计算机技术、控制技术、通信技术的发展, 为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现, 为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:mechatronics一词首先在日本被普遍接受, 大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;机电一体化技术和产品得到了极大发展;各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。 (3) 20世纪90年代后期, 开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段, 机电一体化进入深入发展时期。一方面, 光学、通信技术等进入机电一体化, 微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚, 出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。

我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组, 并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作, 取得了一定成果。但与日本等先进国家相比, 仍有相当差距。

3 机电一体化的发展趋势

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合, 它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展。机电一体化的主要发展方向大致有以下几个方面:

3.1 智能化

智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视, 机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述, 是在控制理论的基础上, 吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法, 使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力, 以求得到更高的控制目标。诚然, 使机电一体化产品具有与人完全相同的智能, 是不可能的, 也是不必要的。但是, 高性能、高速度的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智能, 则是完全可能而且必要的。

3.2 模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多, 研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元, 具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元, 以及各种能完成典型操作的机械装置等。有了这些标准单元就可迅速开发出新产品, 同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的, 还需要制定各项标准, 以便于各部件、单元的匹配。

3.3 网络化

由于网络的普及, 基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾, 而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势, 利用家庭网络 (home net) 将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统 (computer integrated appliance system, CIAS) , 能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此, 机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

3.4 微型化

微型化兴起于20世纪80年代末, 指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统 (MEMS) , 泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品, 并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小, 耗能少, 运动灵活, 在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术。微机电一体化产品的加工采用精细加工技术, 即超精密技术, 它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

3.5 环保化

工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面, 物质丰富, 生活舒适;另一方面, 资源减少, 生态环境受到严重污染。于是, 人们呼吁保护环境资源, 回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生, 绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中, 符合特定的环境保护和人类健康的要求, 对生态环境无害或危害极少, 资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品, 具有远大的发展前景。机电一体化产品的绿色化主要是指, 使用时不污染生态环境, 报废后能回收利用。

3.6 系统化

未来的机电一体化更加注重产品与人的关系, 机电一体化的人格化有两层含义:一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性等等, 显得越来越重要, 特别是对家用机器人, 其高层境界就是人机一体化;另一层是模仿生物机理, 研制出各种机电一体化产品。事实上, 许多机电一体化产品都是受动物的启发而研制出来的。

综上所述, 机电一体化的出现不是孤立的, 它是许多科学技术发展的结晶, 是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物。当然, 与机电一体化相关的技术还有很多, 并且随着科学技术的发展, 各种技术相互融合的趋势将越来越明显, 机电一体化技术的发展前景也将越来越光明。

参考文献

[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京:科学出版社, 2004.