科學技術一體化的特征匯總十篇

序論：好文章的創作是一個不斷探索和完善的過程，我們為您推薦十篇科學技術一體化的特征范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

制造業是現代國民經濟和綜合國力的重要支柱，尤其是現代制造業更是在一個國家的企業生產能力構成中占首要地位，要發展和壯大現代制造業就要大力研究、發展和掌握先進制造技術。所謂先進制造技術，其實就是一種綜合技術，是在傳統制造技術的基礎上加上信息技術和科學的管理，再加上與之相關的科學技術交融而形成的群體技術。

一、先進制造技術簡介

制造技術是使原材料成為產品所應用的一系列技術的總稱?，F代制造技術不斷吸收機械、電子、信息、材料及現代管理技術的最新成果，并將其綜合應用于制造業的全過程。

先進制造技術是制造技術的最新發展階段，是由傳統的制造技術發展起來的，是與現代高新技術相結合而產生的一個完整技術群。它是具有明確范疇的新技術領域，是面向工業應用的技術，是駕馭生產過程的系統過程。它不僅涉及產品的設計、制造工藝、加工和裝配、而且覆蓋了市場分析、銷售使用、維修服務，乃至回收再生的全過程；先進制造技術還涉及企業產品與管理創新、企業生產過程綜合自動化、制造單元與系統的集成、制造企業與流通領域的集成、企業間集成與協作等方面。

目前機電一體化技術在現代制造業中應用廣泛，在先進制造技術中占相當重要地位。

二、機電一體化技術概要

機電一體化技術是面向應用的跨學科技術，是從系統工程出發，綜合運用機械技術、微電子技術、光學技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術有機融合、相互滲透的結果。它涉及了許多新概念、基礎學科和邊緣學科，是從系統的觀點出發，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。

機電一體化不是機械加電氣簡單組合、拼湊而成的機械電氣化，而是賦予了自動化、虛擬化、柔性化、智能化等特征。其主要由：機械裝置；檢測裝置和傳感器、變送器；信息處理部分；驅動器和執行器； 接口部分等5個部分組成。

三、現代制造業的基本內涵及特點

1.基本內涵

按照國際通例，工業中所有將原材料轉化為可供使用的物品的行業都可成為制造業，可分為裝備制造業和生產消費資料制造業?，F代制造業就是用高新技術改造、升級優化傳統制造業，是先進制造技術或先進管理手段與制造業相結合的產物。

現代制造業有下面幾個方面是必須具備的：1、采用了新技術、新工藝、新裝備，實現了制造過程的現代化。2、應用信息化的手段。對生產、管理、銷售的全過程采用了信息化的管理手段和信息化的管理工具。3、采用了現代化的生產組織方式。4、現代制造強調以知識和技術投入為因素，以現代集成制造為特征，以高新技產業為先導的高附加值、高科技、產業鏈長的產業體系。

2.主要特征

通常來說，現代制造業主要有以下特征：

（1）充分消化吸收吸和應用世界先進制造技術與現代高新技術，更加強調以知識和技術為投入因素，企業的工藝、裝備、材料高技術化，產品的科技含量和附加值較高。

（2）建立起與現代技術相適應的生產方式和企業組織形式，推廣和實施先進的制造模式。發展對國民經濟帶動作用大，產業鏈和的產業集群。

（3）符合現代社會可持續發展理念，具有資源節約、無污染綠色等特征，具有與全球化相適應的資源配置方式。

（4）利用現代信息技術，改造和集成業務流程，形成以價值鏈為基礎的分工協作模式，并呈現出制造業與服務業既分工又融合的特點。

四、機電一體化技術與現代制造業緊密聯系、密不可分

隨著現代制造業向精密化、自動化、信息化、柔性化、清潔化、集成化和智能化的快速發展，機電一體化技術和產品與現代制造業聯系緊密。

1.機電一體化技術和產品

機電一體化技術和產品的廣泛應用于工業生產過程的名個領域，特別在現代制造業方面應用較廣。其主要有機電一體化系統和典型元、部件兩大類。

機電一體化典型系統有：數控機床系統、智能化儀器儀表、印刷機械系統、發動機控制系統及虛擬加工CAD／CAM等系統。

典型的機電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器（PLC）、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。這些典型的機電一體化技術和產品是現代制造業所不可或缺的。

2.機電一體化產品在現代制造業的優勢

（1）設備安全性和可靠性提高。機電一體化產品一般都具有主動監視、報警、主動診斷、主動保護等功效，從而使其具有較高的自動保護措施和可靠性及較低的產品故障率，明顯提高了設備安全性和可靠性，使用壽命也得到相應提高。

（2）生產能力和工作質量、效率大幅提升。機電一體化產品大都具有信息主動處理和主動把持功效，能保證最佳的工作質量和產品的合格率，同時也使得生產能力大大提高。

（3）具有智能化功能，操作簡便。機電一體化產品操作按鈕和手柄數量明顯減少，使得操作大大簡化、簡便。先進的機電一體化產品是一個完整的系統，可通過模糊技術與信息技術（尤其是軟件及芯片技術）對外界參數的改變隨機自尋最佳工作程序，實現主動最優化操作。

（4）具有復合功能及適用性。機電一體化產品突出了復合技巧和復合功效，使產品的功效程度和主動化程度大大進步，能適用于不同的場合和不同領域，滿足用戶需求的應變能力較強。

（5）具有參數化特性，調試和維護方便。機電一體化產品可通過改變控制和執行系統的程序來實現工作方法的轉變，以適應不同用戶對象的需要以及現場參數變更的需要。機電一體化產品的主動檢驗和主動監視功效可對工作過程中出現的故障主動采用措施，使工作恢復正常。

總之，現代制造業是科學技術與生產力發展的必然結果，是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求和產物。兩者的緊密結合深刻影響著現代制造業及現代制造技術，隨著科學技術的發展，各種技術相互融合、相互滲透的趨勢越來越明顯，將大大地推進現代制造業的發展步伐。

參考文獻

篇（2）

關鍵詞

機電一體化技術現狀產品制造技術發展趨勢

0．緒論

現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。

1．機電一體化概要

機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。

因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術有純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。

2．機電一體化的發展狀況

機電一體化的發展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。

20世紀70~80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：①mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認；②機電一體化技術和產品得到了極大發展；③各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持。

20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。

我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，不取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。

3．機電一體化的發展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。因此，機電一體化的主要發展方向如下：

3.1智能化

智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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。誠然，使機電一體化產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電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

3.2模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規?；瘜⒔o機電一體化企業帶來美好的前程。

3.3網絡化

20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡(homenet)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(computerintegratedappliancesystem,CIAS)，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。

3.4微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

3.5綠色化

工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。

3.6系統化

系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體花產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發研制出來的。

4．結語

綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。

5．參考文獻

1.李建勇．機電一體化技術．北京：科學出版社，2004．

2.李運華．機電控制．北京：北京航空航天大學出版社，2003．

篇（3）

現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。

一、機電一體化概要

機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。

因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術有純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。

二、機電一體化的發展狀況

機電一體化的發展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。

20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。

我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，不取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。

三、機電一體化的發展趨勢

1智能化

智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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。誠然，使機電一體化產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電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

2模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規?；瘜⒔o機電一體化企業帶來美好的前程。

3網絡化

20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。

4微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

5綠色化

工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。

6系統化

系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體花產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發研制出來的。

結語

綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。

參考文獻:

篇（4）

現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品結構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入以“機電一體化”為特征的發展階段。

一、機電一體化概述

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化發展至今已經成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術，根據系統功能目標要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。

二、機械制造技術的發展

在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。當前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統集成為一體。機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。

三、機電一體化的發展狀況

機電一體化的發展大體可以分為三個階段：(1)20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起到了積極的作用。那時，研制和開發從總體上看還處于自發狀態。

由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。

(2)20世紀70-80年代為第二階段，可稱為蓬勃發展階段。這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的出現，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是：mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認；機電一體化技術和產品得到了極大發展；各國均開始對機電一體化技術和產品給予很大的關注和支持。

(3)20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。

我國是從20世紀80年代初才開始進行這方面的研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組，并將該技術列入“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，取得了一定成果。但與日本等先進國家相比，仍有相當差距。

四、機電一體化的發展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展。機電一體化的主要發展方向大致有以下幾個方面：1.智能化智能化是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用之一。

2.模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口和環境接口等的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情3.網絡化由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。

4.微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小，耗能少，運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優勢。

5.環?；?/p>

工業的發達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。

綜上所述，機電一體化和機械制造的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求和產物。當然，與機電一體化和機械制造業相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，他們的發展前景也將越來越光明。

篇（5）

機電一體化技術在經濟發展的過程中，使自動化的發展提升具有良好的技術支持，并在機電一體化技術的應用過程中，有效減少人力物力在生產加工中的多余消耗，并降低了安全問題發生的幾率，因此在煤炭行業、建筑行業中創造了巨大社會效益與經濟效益。機電一體化技術包含信息傳感器技術、電工電子技術、接口技術、機械技術等多項技術的有機結合，并能夠綜合應用在實際操作中。

1.機電一體化的應用范圍

1.1建筑材料

在當前建筑施工的工作中，對建筑材料的要求也越來越高，且建筑材料作為建筑施工中比例較多的內容，對其的質量要求標準也更高。要想保證建筑材料能夠有更高的質量發展特征，就要確保機電一體化的技術能夠在建筑材料中得到科學應用[1]。此外，建筑材料的選擇調配對建筑質量有直接影響，若是材料調配沒有滿足規定要求，將會減少建筑工程中的使用壽命，甚至引發嚴重的安全隱患，從而產生經濟損失。正因如此，應用機電一體化技術到建筑材料中，就能實現建筑材料的正確配比，以免誤差產生，進而推動建筑行業的發展。

1.2自動生產線與數控機床

作為一個生產大國，我國在產品生產的過程中，對機床的使用量非常大，這也造成國家生產總值的提升。通常情況下，機床建設同數控技術的發展具有密切聯系。在國家機電一體化技術逐步發展完善的過程中，機電技術也更加成熟，但是綜合水平的發展依然處于世界的中級水平，因此對其要逐步改進與完善，進而更好推動數控機床技術的發展。此外，機電一體化在自動化生產線中也有普遍應用，且在國民經濟增長的進程中，更多的生產設備與自動化生產線被用于工業化建設的工作時，使工業化進程進一步加快。就當前階段的發展來說，工業化的發展還具有一定不足，需要在今后的使用過程中完善人機界面系統設計、邊坡調速等任務，從各方面完善機電一體化技術的發展。

1.3鋼鐵行業

機電一體化技術在鋼鐵行業中的應用，能夠使生產效率、生產質量得到提升，促進鋼鐵行業能夠超現代化的發展方向進步，就當前的發展情況來說，鋼鐵行業中的機電一體化技術應用可分成以下幾點：第一，計算機集成系統的應用，使得鋼鐵生產過程中每個工作流程能夠緊密連接。第二，現場的總線技術應用，能夠使設備鏈路實現通信數字化[2]。第三，使用交流傳動技術，能夠替代傳統的電子傳動，使生產效率大幅度提升。

1.4工業機器人

機電一體化在工業機器人中的應用主要為三個階段，第一階段中，機器人對環境的適應力較差，智能依照規定要求進行動作的機械重復。第二階段中機器人已經具備初級的傳感系統，并能夠及時進行信息處理。第三階段的工業機器人發展，已經逐漸進入智能化的發展領域，引出感知能力^強，能夠在較為復雜的邏輯思維中進行合理準確的科學分析，使工業機器人能夠在使用中發揮更好的社會效益，并具備較好的環境適應力。

2.機電一體化的發展趨勢

2.1綠色化

在人們生活水平逐步提高的同時，對環境發展的關注度也越來越多，因此機電一體化技術在今后的改進工作中，更應注意綠色化的應用發展，最終達到環境保護的最終目標。機電一體化中的綠色發展方向就是實現各類產品的低能耗、低污染發展，并減少人們在使用制造中出現的健康危害，避免造成環境污染。綠色化的發展方向能夠是產品應用效率全面提升，并在推動生態環境的良好發展、人體身心健康等方面都具有良好作用，總之，機電一體化的產品發展趨勢具有十分廣闊的市場前景。

2.2光機電一體化

機電一體化技術具備強大的功能作用，并在實際生活、生產過程中發揮出了自身優勢，人們對機電一體化技術的研究力度、關注力度也在逐步提升。目前機電一體化的應用主要包含了信息處理系統、能源系統、傳感系統等，其中機械機構屬于其最主要的結構組成[3]。為更好掌握金銀光學技術，促使光機電一體化的技術發展，推動機電一體化走向新的發展時期。

2.3智能化

在當前信息化技術飛速發展的進程中，智能化的信息技術水平也有了突飛猛進的發展。因此機電一體化技術中，人工智能的科學應用，也是未來發展的趨勢之一。在充足的理論知識基礎之上，從多方面思維引進，從而達到機電一體化技術的全信息化。智能化作為機電一體化技術的信息重要表現，能夠運用計算機科學、人工智能、模糊定量、運籌學等進行機電一體化技術的整體發展，并且在模擬人類智能技術、混沌動力學等領域有了新的研究進程，隨著今后機電一體化研究的逐步深入，也呈現出了“全息”化發展特征，并在智能化的應用領域增強使用效果。

3.結語

綜上所述，機電一體化技術是在經濟發展進程中十分重要的科學技術，也屬于全球科學技術發展的結果。所以，在以后的發展應用過程中，相關部門應當更加重視機電一體化技術的深入與研究，利用先進的技術設備創新機電一體化發展。促使國家的生產效力能夠提升也能增大企業的發展規模，提升其社會經濟效益，全面推動國家經濟的持續發展。機電一體化技術綜合多種科學技術的應用優勢，在技術發展的提升過程中其應用水平也能夠不斷進步，最終在機電行業中發揮更大作用。

參考文獻

篇（6）

現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品結構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入以“機電一體化”為特征的發展階段。

1 機電一體化概述

機電一體化是指在機構的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化發展至今已經成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術，根據系統功能目標要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，智能化特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。

2 機電一體化的核心技術

2.1 機械技術：是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。

2.2 計算機與信息技術：信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經 網絡 技術均屬于計算機信息處理技術。

2.3 系統技術：即以整體概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目標出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，接口技術是系統技術中一個重要方面，是實現系統各部分有機連接的保證。

2.4 自動控制技術：其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統設計，設計后的系統仿真，現場調試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。

2.5 傳感檢測技術：是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。

2.6 伺服傳動技術：包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的 影響 。

3 機電一體化的發展進程

3.1 數控機床問世： 1952年美國第1臺數控銑床問世。我國數控機床制造業在80年代曾有過高速發展階段，尤其是在1999年后，國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金，使數控設備制造市場一派繁榮。

3.2 微電子技術的發展：微電子技術是電子信息產業的基礎和心臟。它的發展，大大推動了航天航空技術、遙測傳感技術、通訊技術、計算機技術、網絡技術及家用電器產業的迅猛發展。在我國，已經把電子信息產業列為國民經濟的支拄產業。如今，微電子技術已成為衡量一個國家科學技術進步和綜合國力的重要標志。集成電路是微電子技術的核心，已發展到超大規模和甚大規模、深亞微米（0.25μm）精度和可集成數百萬晶體管的水平，現在已把整個電子系統集成在一個芯片上。人們認為：微電子技術的發展和應用使全球發生了第三次工業革命。隨著高性能甚至新型器件的不斷出現，又進而促進微電子技術和整個電子信息產業乃至整個世界發生更加深刻的變化。

3.3 可編程序控制器（PLC）的應用于工業： 70年代是PLC崛起，并首先在汽車工業獲得大量應用。80年代是它走向成熟，全面采用微電子及微處理器技術。90年代又開始了PLC的第三個發展時期。90年代后期進入了第四階段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向現場總線網絡的體系結構，采用開放的通信接口，如以太網、高速串口；采用各種相關的國際工業標準和一系列的事實上的標準；從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統，正隨著計算技術、通信技術和編程技術的發展，趨向于建立同一硬件平臺，運用同一個操作系統、同一個編程系統，執行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。

3.4 激光技術、模糊技術、信息技術等新技術的出現：以激光技術為首的光電子技術是未來信息技術發展的關鍵技術，它集中了固體物理、波導光學、材料科學 、微細加工和半導體科學技術的科研成就，成為電子技術與光子技術自然結合與擴展、具有強烈應用背景的新興交叉學科，對于國家經濟、科技和國防都具有重要的戰略意義。

4 機電一體化的發展趨勢

4.1 光機電一體化：一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的。因此，引進光學技術，實現光學技術的先天優點是能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源（動力）系統和信息處理系統。光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢。

4.2 網絡化：20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。因此，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。

4.3 智能化：是機電一體化技術的重要發展方向，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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。

篇（7）

機電一體化技術是面向應用的跨學科技術，是機械、微電子、信息和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。今天機電一體化技術發展飛速，機電一體化產品更日新月異。

一、機電一體化的核心技術

1.機械技術：是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。

2.計算機與信息技術：其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。

3.系統技術：即以整體概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目標出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，接口技術是系統技術中一個重要方面，是實現系統各部分有機連接的保證。

4.自動控制技術：其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統設計，設計后的系統仿真，現場調試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。

5.傳感檢測技術：是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。

6.伺服傳動技術：包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。

二、機電一體化的發展進程

1.數控機床問世：自從1952年美國第1臺數控銑床問世至今已50個年頭。我國數控機床制造業在80年代曾有過高速發展階段，尤其是在1999年后，國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金，使數控設備制造市場一派繁榮。

2.微電子技術的發展：我國的集成電路產業起步于1965年，經過30多年發展，已初步形成包括設計、制造、包裝業共同發展的產業結構。

3.可編程序控制器（PLC）的應用于工業：上世紀60年代后期，美國汽車制造業開發一種Modular DigitalController（MODICON）取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業生產的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽車工業獲得大量應用。80年代是它走向成熟，全面采用微電子及微處理器技術。90年代又開始了PLC的第三個發展時期。90年代后期進入了第四階段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向現場總線網絡的體系結構，采用開放的通信接口，如以太網、高速串口；采用各種相關的國際工業標準和一系列的事實上的標準；從而使PLC和DCS這些原來處于不同硬件平臺的系統，正隨著計算技術、通信技術和編程技術的發展，趨向于建立同一硬件平臺，運用同一個操作系統、同一個編程系統，執行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。

4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術的出現：以激光技術為首的光電子技術是未來信息技術發展的關鍵技術，它集中了固體物理、波導光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術的科研成就，成為電子技術與光子技術自然結合與擴展、具有強烈應用背景的新興交叉學科，對于國家經濟、科技和國防都具有重要的戰略意義。

三、機電一體化向智能化邁進

20世紀90年代后期，各主要發達國家開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角，出現了光機電一體化和微機電一體化等新支；另一方面，對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地，也為產業化發展提供了堅實的基礎。未來機電一體化的主要發展方向有：

1.智能化：是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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。

2.網絡化：20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。因此，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。

3.微型化：興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。

4.綠色化：機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。

5.系統化：其表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能的大大加強，特別是“人格化”發展引人注目，即未來的機電一體化更加注重產品與人的關系。一是如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理，研制各種機電一體化產品。

結束語：

當然，機電一體化的發展不是孤立的，與機電一體化相關的技術還有很多，并隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發展與應用也將更加廣闊。

篇（8）

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A

機電一體化又稱機械電子學，是以機械學、電子學和信息科學為主的多門技術學科在展過程中相互交叉、相互滲透而形成的一門新興邊緣性技術學科，發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值。

1機電一體化技術特點

1.1綜合性

機電一體化技術是由機械技術、電子技術、微電子技術和計算機技術等有機結合形成的一門跨學科的邊緣科學。各種相關技術被綜合成一個完整的系統，在這一系統中，它們相互苛刻要求，彼此又取長補短，從而不斷地向著理想化的技術發展。因此機電一體化技術是具有綜合性的高水平技術。

1.2應用性

機電一體化技術是以機械為母體，以實踐機電產品開發和幾點過程控制為基礎的技術，是可以滲透到機械系統和產品的普遍應用性技術，幾乎不受行業限制。機電一體化技術應用計算機技術，以信息化為內涵智能化為核心，開發和生產了性能更好的功能更強的機電一體化系統和產品。

1.3系統性

機電一體化是將工業產品和過程利用各種技術綜合成一個完整的系統，強調各種技術的協同和集成，強調層次化和系統化。無論從單參數、單擊控制到多參數、多級控制，還是從單件單品生產工藝到柔性及自動化生產線，直到整個系統工程設計，機電一體化技術都體現在系統各個層次的開發和應用中。

1.4可靠性

機電一體化系統幾乎沒有機械磨損，因此系統的壽命提高，故障率降低，可靠性和穩定性增強。有些機電一體化系統甚至可以做到不需要維修，具有自動診斷、自動修復的功能。

2機電一體化的發展趨勢

2.1智能化

隨著科學技術發展，機電一體化技術“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術與信息技術的發展。智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一，也是未來機電一體化的發展方向。機電產品應具有一定的智能，使它與具有類似人的邏輯思考、判斷處理、自主決策能力。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件，有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。

2.2模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口等接口的機電一體化產品單元變得至關重要，如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品。為了達到以上目的，還需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。

2.3綠色化

科學技術的發展給人們的生活帶來巨大變化，在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態環境惡化的后果。所以開發和研制出綠色環保的產品變得至關重要。綠色產品是指低能耗、低耗材、低污染、可再生利用的產品。在研制、使用過程中復合環保的要求，銷毀處理時對環境污染小，機電一體化產品綠色化主要也是要滿足環境保護要求，在整個使用周期內不污染環境，可持續利用。

2.4微型化

微型化是精細加工技術發展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統是指可批量制作的，機械部分和電子完全可以“融合”，機體、執行機構、傳感器等器件可以集成在一起，減小體積，這種微型的機電一體化產品也是重要的發展方向。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫用微探針，1988年美國加州大學研制出第一個微電機以來，國內外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發出各種MEMS器件和系統，如各種微型傳感器和微構件等。

2.5集成化

集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與復合，又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現多品種、小批量生產的自動化與高效率，應使系統具有更廣泛的柔性。首先可將系統分解為若干層次，使系統功能分散，并使各部分協調又安全運轉，然后再通過執行部分將各個層次有機地聯系起來，使其性能最優、功能最強。

2.6數字化

微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎，如不斷發展的數控機床和機器人，同時計算機網絡的發展，為數字化設計與制造奠定了基礎，如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及人機交互界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。

機電一體化技術是一個多種學科技術相互融合影響的技術，是科技發展的見證和結晶，隨著科學技術水平的不斷發展和進步，機電一體化技術的發展前景也變得更加廣闊。

篇（9）

前 言

現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。

1 機電一體化概要

機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。

2 基礎階段在基礎工程施工中出現問題及處理方法

基礎階段在基礎工程施工時,應及時配合土建做好強、弱電氣專業的進戶電纜穿墻管及止水擋板的預留預埋工作。這一方面要求電氣專業應趕在土建做墻體防水處理之前完成避免電氣施工破壞防水層造成墻體今后滲漏;另一方面要求格外注意預留的軸線、標高、位置、尺寸、數量用材規格等方面是否符合圖紙要求。進戶電纜穿墻管和預留預埋是不允許返工修理的,返工后土建二次做防水處理很困難也不易,所以電氣專業施工人員應特別留意與土建的配合。按慣例尺寸大于300 mm的孔洞一般在土建圖紙上標明,由土建負責預留,這時電氣工長應主動與土建工長聯系,并核對圖紙,保證土建施工時不會遺漏。配合土建施工進度,及時做好尺寸小于300 mm、土建施工圖紙上未標明的預留孔洞及需在底板和基礎墊層內暗配的管線及穩盒的施工。

3驗收不是終點

目前在智能建筑領域存在設計要求高，而實際開通率低的問題。很多智能建筑項目設計要求很高，技術全面先進，達到了很高的標準。但在項目驗收交付使用一段時間以后，實際應用中智能化程度卻越來越低。這種情況具有一定的代表性，使一些人對智能化項目的必要性，或至少對是否有必要采用全面和先進的技術進行建設發生了疑問。

實際上，這并不是由于智能化系統在技術上太超前，而是后期支持和維護沒有跟上。一般情況下，國內一些實力較強的知名集成商在項目實施和驗收的過程中，都能夠按照投標要求和競標承諾完成項目實施，通過驗收。但在項目交付之后的智能化系統使用和維護過程中，出于成本等考慮，通常業主并不會有一個專業化的隊伍來管理。特別是在樓宇自控領域，對使用者和管理者的專業性要求很高，一旦發生問題，不能及時、有效的解決，就會影響智能化系統功能的發揮。

針對這一問題，系統集成商應提供培訓以幫助用戶正確的使用智能化系統;同時，定期巡檢、回訪，及時發現使用中遇到的問題，幫助用戶解決;還可以利用專業廠商的技術優勢，采取樓宇智能化管理外包的思路，這樣可以有效的減少成本，讓用戶以更少的投入實現維護和管理，充分發揮智能化系統的功能。

有專家算過這樣一筆帳，通過建筑智能化提高能源利用效率，減少的能耗方面的成本將在5到7年之內覆蓋初期的智能化投入。減少能耗還只是智能化系統功能的部分體現，只有充分利用智能化系統的各項功能，才能發揮其最大價值。

4機電一體化的發展趨勢

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。因此，機電一體化的主要發展方向如下：

4.1智能化

智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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。誠然，使機電一體化產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電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。

4.2模塊化

模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規?；瘜⒔o機電一體化企業帶來美好的前程。

4.3網絡化

20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡(home net)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(computer integrated appliance system, CIAS)，使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。

4.4微型化

微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小 、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

4.5綠色化

工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。

4.6系統化

系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體花產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發研制出來的。

4.7 IT技術化

未來智能建筑的設計、實施者應該扮演什么樣的角色?我們認為未來的智能建筑服務商應該重視IT新技術的應用給客戶帶來的價值。從國內眾多大型工程的服務經驗來看，大型綜合智能化項目建設，不僅需要滿足客戶提出的要求，還需要服務商幫助挖掘更多對智能化應用的需求，需要服務商以整體規劃意識為指導去發現并滿足這些需求。未來的智能建筑服務商，要用IT手段實現樓宇智能化的應用創新，應該超越工程設計、實施等單一層次。如果沒有IT技術的創新應用來引領客戶需求，那樣的智能建筑服務商存在的價值和意義就值得商榷了，更談不到發展的層次上。

5結語

綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。

參考文獻

篇（10）

從20世紀80年代以來，由于計算機科學技術的飛速發展，尤其是在大規模集成電路技術和微電子技術取得重大突破后，計算機逐漸向價格低、體積小、性能高、功能強方向發展。因此，計算機也就具備了與工業生產結合、向其它學科滲透的基本條件。這對其它領域的生產技術的革命與改革將起到極大地推進作用。比如在機械工程方面，計算機已經被廣泛用于產品和工藝流程的控制，它將計算機、電器、機械變成一個有機的整體，進而形成一門新的技術—機電一體化。機電一體化的出現，極大地改變了整個機械工業的面貌；它引導了機械工業在技術、產品、管理、生產方式等方面發生巨變；使得生產力提高、原料損耗降低、勞動強度下降、市場競爭力提高、效益顯著提升。從此，工業化生產就告別了以往的“機械電氣化”，邁進“機電一體化”的方向發展。

1、機電一體化概論

所謂的機電一體化是一門綜合技術群（族）的總稱，它主要目的是運用一些技術原理來使用、發展機電一體化產品。從系統工程的觀點上來看，就是將有關電子技術運用到機械的主體、動力、控制以及信息處理等功能上去；將機械裝置、電子化設計、軟件有機結合起來形成一個系統；進而促使系統和產品展現最優的整體。

隨著科學技術的飛速發展，機電一體化正在被賦予許多新的內容和功能。比如能夠自動檢測和處理信息；能夠先通過自動診斷來發現問題，然后進行自動調節與控制，達到自動保護的目的；這表明機電一體化已經具備智能化的特征。而傳統的機械電氣化只是將機械技術、微電子技術等其它幾種新技術進行簡單組合和拼湊，這樣效果只是將體系代替和放大。所以，兩者在功能上有著本質的區別。

目前市面上機電一體化產品主要有三類。一是將機與電結合在一起的典型產品，比如彩色復印機、自動繪圖機；二是用電子裝置來代替一部分控制功能和機構的機械產品，如機電一體化照相機、帶數字顯示的機械設備；三是通過微電子裝置代替原設備的信息處理機構的產品，如全電子式電話交換機、指針式石英電子表。這些機電一體化產品都具有輕巧化、多功能化和智能化的特點。

2、機電一體化的發展歷程

機電一體化主要經過了三個階段的發展：第一階段為20世紀60年代以前，在這一初級的階段，由于人們對機電研究和開發從總體上還處在一種自發的狀態，電子技術的水平也尚未發展到一定程度，所以當時的機械技術和電子技術還不能夠廣泛和深入的結合；正是由于這些原因，盡管第二次世界大戰刺激了當時的機械產品與電子技術的結合，而且在戰后這項機電結合的軍用技術也轉化為民用，人們還是只有自覺地利用這些初步的電子技術成果來改善機械產品的性能，因而那些過去開發的產品也就無法推廣和普及。第二階段為20世紀70-80年代，在這一時期，計算機技術、控制技術、通信技術都得到蓬勃發展，同時大規模的集成電路和微型計算機也出現了，這些就為機電一體化的發展提供了大量的物質和技術基礎；至此，機電一體化開始受到世界的廣泛關注和支持，極大加速了它的發展。進入到20世紀90年代后期，機電一體化的發展邁入到深入發展的第三階段，機電一體化技術正逐漸邁向智能化；由于光纖技術、神經網絡技術、人工智能技術等都取得了重大突破，再加上微細加工技術的新技術的引入和系統完整的學科體系的形成，都極大促進了機電一體化的發展。

3、機電一體化發展趨勢

3.1微型化和智能化

智能化和微型化是未來機電一體化技術的兩個重要發展方向。所謂智能化，就是具有模擬人類智能，能夠進行獨立的判斷、推理、決策等邏輯思維能力。由于科學技術的飛速發展，特別是模糊技術、軟件技術、芯片技術的取得長足的進步，機電一體化的智能性越來越強、產品的信息越來越凸顯；再加上生理和心理學、運籌學、混沌學的引入，機電一體化的目標也越來越高；因此，人們越來越重視機電一體化中的智能化研究。另一方面，機電一體化的產品正在向微米，甚至納米的微觀領域發展，對機電一體化產品的微型化研究起源于20世紀80年代，由于該產品具有靈巧、輕便、低耗能等優勢，因此被廣泛地用于通信、醫療、軍事等多個領域；雖然目前微機械技術的不成熟，阻礙了其發展步伐，但在未來必將取得重大突破。

3.2系統化和網絡化

所謂系統化，就是以靈活的方式來進行多種組合，力求對多子系統進行協調、控制、管理的一種具備模式化而又開放式的總線結構；它不僅能夠增強機電的通信能力，甚至可以根據仿生學來賦予機電一體化產品人的感情，從而不斷地開發出新的機電一體化產品。另外，由于網絡技術的普及和發展，對各種遠程控制和監測的終端設備的需求量不斷增大，而這些設備本身就屬于機電一體化產品的范疇。由此可見，機電一體化絕對會向著系統化和網絡化發展。

3.3柔性化和環?；?/p>