机械制造业向机电一体化方向发展的探讨

摘 要：机电一体化是一个覆盖学科较广的领域，它涉及到了计算机、机械、光学和电子等诸多学科的内容。因此，机电一体化的发展在很大程度上依赖于其他相关学科的发展。从目前形势来看，未来高新技术必然朝着机电一体化的方向发展，而绿色化、智能化、网络化、微型化、模块化等又成为未来机械制造业向机电一体化的发展方向。

关键词：机械制造业；机电一体化；发展方向

微电子、计算机等现代科学技术的不断发展，推动了机械制造业的机电一体化进程，使机械制造业在技术机构、产品性能、生产方式等方面都得到了改善。在未来，机械制造业向机电一体化的发展方向必然趋向于绿色化、智能化、网络化、微型化、模块化等。

1 机械制造业机电一体化的绿色化

从历史上看，人类文明的进步在很大程度上得益于工业的不断发展，然而工业的发展不仅充实了人类的物质生活，更造成了环境破坏、资源减少等诸多问题。尤其是当下随着生态环境的日益恶化，更加引发了公众的环保意识。在此情形下，有关学者提出了绿色产品的概念。从生产和使用过程来看，绿色产品对环境造成的破坏极少，而且资源的利用率较高，受到了生产厂家和消费者的极大欢迎。在机械制造业，机电一体化产品的绿色化指的是在使用过程的绿色无污染，产品即使报废后也能被回收利用。通过以上论述可以看出当下，机电一体化的绿色化已经成为时代发展的必然趋势。

综合来看，机电一体化技术的功能可以概括为：突破原有机械系统的功能，调整、改善和优化机械系统的现有性能；提高机械的智能化水平，解放人力资源，促进生产效率的提高； 减少机械系统的能耗和对生态环境的破坏。当前，随着时代的发展与社会的进步，机械制造业应该顺应时代发展的趋势，提高能源的利用率，降低能耗，避免对环境造成污染与破坏，提高自身的智能化水平，只有如此才能够生产出具有可持续性发展的绿色产品。

2 机械制造业机电一体化的智能化

当前，随着人工智能技术水平的提高，在机械制造业智能化也有了新的发展。从本质上看，人工智能系统就是一个对知识进行处理的系统，它涉及到了表示、利用和获取知识的三个层面，目标在于模拟人的问题进行推理、求解与认知。现在，有不少研究者已经充分认识到了人工智能在机电一体化建设中的重要性，开始在数控机床等领域大量应用智能化。 事实上，“智能化”涉及到的学科和领域较多，它对计算机科学、运筹学、模糊数学甚至心理学等学科都有所涉及，在综合了这些学科的新的理论与方法的基础上，人工智能有了超强的逻辑思维能力和自主决策等能力。在当下的机电一体化领域，模糊系统、专家系统、遗传算法和神经网络已经成为该领域智能化的四种最基本、最主要的技术。这四者自成一体同时又互为补充互为促进。当前，制造自动化领域不断完善，由此也推动了智能制造系统的发展，一些控制器能够模拟人类的行为开展一系列的智能活动，对相关的问题进行分析、判断并提出合理决策，不仅解放了劳动力，更在很大程度上提高了决策的科学性。

3 机械制造业机电一体化的网络化

上世纪末，计算机领域的一个突出贡献就是层出不穷的网络技术。这些技术的出现与不断完善改善了工业、军事和公民的生活，也极大改变了机电一体化技术。得益于网络技术的发展，世界诸国的经济发展与生产过程被连为一体，经济全球化的进程加快，而不同企业间的竞争也更为激烈。在机械制造业，新的机电一体化产品一经问世，就会得益于其完善的性能而畅销全球。而随着网络的普及，多元化的监控和远程控制技术也得到了较快发展。可以预见的是，未来局域网技术和现场总线必然成为未来社会发展的一大趋势。

依托家庭网络，各种家电能够被纳入一个集成家电系统，在为人们的生活提供极大的便利同时使人们能够享受到高科技带来的快乐。

4 机械制造业机电一体化的微型化

早在上世纪80年代左右，微型化就已经受到了业内人士的极大重视，成为机电一体化发展的重要方向之一。从微机电产品的界定来看，它指的是几何尺寸小于1cm3 的机电一体化产品。从技术层面来看，微机电系统吸纳了微电子技术、软件技术和微机械技术等相关技术的精华，其关键点在于结构的微型化，而非一味缩小机械产品的尺寸。当前，在加工方法、机构设计和驱动方式等方面，机械产品结构的微型化都产生了相关的特殊问题。

微机电一体化产品的优点较为明显，它的能耗低、灵活性好而且体积小，能够进入那些传统机械不能进入的空间。在军事、医疗以及生物等精细操作的行业和领域，微机电一体化产品借助其显著的优势得到了极大地应用。在当下可以预见的是，未来该产品必然在航空航天、生物医学以及信息技术等领域得到更大的应用，可以说前景广阔。

5 机械制造业机电一体化的模块化

从整体上看，机电一体化的技术与产品一共包括三个部分，分别是软件、电子和机械，而这三者涉及到的共同技术就是模块化技术。该项技术的出现与发展在很大程度上降低了研发与生产产品的成本，促进了产品可维修性、可扩展性和通用化水平的提高。机电一体化的模块化将机电一体化三大板块的内容有机地融合起来，是机电一体化系统的基本方法，更是未来该领域产品与技术的发展方向。

当下，微机械电子（MEMS）技术水平不断提高，微处理器的性能不断完善，未来市场上必然会出现更多的机电一体化模块产品。依托这些模块，机电一体化产品的设计过程无疑将更加科学，生产过程的效率也会得到提高。

6 结语

事实上，机电一体化的出现与发展是科技不断发展的必然结果，它的出现具有一定的必然性，是顺应生产力发展的必然要求。当下，各个行业与领域的科学技术取得了长足的进步并且不断融合，在此情形下机电一体化技术吸纳了微电子技术和机械技术等一系列技术的精华，促进了整个机械工业的发展，其前景也必将更加光明。

参考文献：

[1] 刘永.装备制造业要乘势向机电一体化方向快速发展[J].辽宁经济，2009（05）.

[2] 王丽霞.机电一体化技术在机械制造工程方面的发展方向[J].中州大学学报，2010（12）.

作者简介：熊小勇（1993-），男，汉族，邵阳学院机械与能源工程系，湖南耒阳人，研究方向：机械设计制造及其自动化（机电方向）。