智能制造中机电一体化技术的应用策略探析

李琦 苟岩岩 杨海明

摘要：机电一体化技术飞速发展，并且被运用到了各行各业，尤其是在智能制造行业中发挥了重要的作用。本文以“智能制造中机电一体化技术的应用策略探析”为题目，概述了机电一体化技术的含义；提出了机电一体化技术在智能制造行业中的开展的具体路径，包括传感技术的开展与应用、智能机器人技术的开展与应用、自动化生产控制技术的开展与应用；分析了智能制造中，机电一体化技术未来的发展方向。

关键词：智能制造行业；机电一体化技术；应用策略

众所周知，机电一体化是一个相对比较宽泛的研究领域，并且也是机电领域研究的热点话题。机电一体化技术主要包括了信息技术模块、光学技术模块、自动化技术模块、网络技术模块和控制技术模块，这些组成了机电一体化技术的全部技术范畴。机电一体化技术具有网络化、高度智能化以及规模化和模块化等突出的特征，这些优势和特征为我国智能制造行业的发展，提供了源源不断的动力，并且也在智能制造行业发展过程中起到了重要的作用。尤其是随着信息技术以及数字化世界的迅速发展，机电一体化技术的作用将会越来越突出。

一、机电一体化技术概述

机电一体化技术并不是一项单一的技术，而是由多种先进的技术融合发展起来的高端技术。机电一体化技术对于数据信息的处理能力较强，能够持续地高速分析各种各样的信息技术，并且解决大批量传统领域内被禁锢的信息。与此同时，机电一体化技术也借助互联网、物联网等多种平台，实现了技术的远程共享，在共享的过程中对于系统的运行情况进行共同观察，能够及时处理系统运行过程中出现的问题，最大程度地降低和解决系统运行过程中存在的风险以及安全隐患。

机电一体化技术在当今智能制造行业中发展迅猛，呈现出两种趋势，一种是线性控制技术，另外一种是非线性控制技术[1]。与此同时，机电一体化技术也能够不断提升系统的稳定性，实时地对系统的运行进行监督和监测，精确地控制系统运行的每一个环节，使得系统能够以最好的状态运行，从而促进智能制造快速发展。智能制造是利用计算机能够模拟人类思维的方式这一特点，跟踪和跟进工业生产的步骤和过程，实现工业生产过程的自动化和智能化。与此同时，工业生产自动化和智能化的过程，也是解放人力的过程，这就是现代意义上的自动化生产和无人控制技术。智能制造技术固然是一项比较先进的技术，但也需要依靠其他多种技术手段的扶持，才能实现高速发展，而机电一体化技术能够起到关键性的扶持作用。将机电一体化技术推广应用到智能制造领域，这是对智能制造领域技术的极大创新，能够推动产品生产效率的提高，从而实现生产成本降低的目标，进一步带动生产利润的提升。

總而言之，智能制造技术与机电一体化技术密不可分。机电一体化技术能够提高智能制造技术生产过程的精确性和准确度[2]，大幅度提高网络数据的共享和交换效率，确保整个智能制造过程系统数据的安全性，使得智能制造技术的发展走上了新的平台。随着云计算以及大数据等现代信息技术的发展，机电一体化技术本身所拥有的融合优势，能够使得智能制造产业最大化自身的行业价值，实现两种技术的相互成就和相互成长。

二、机电一体化技术在智能制造行业中的应用实践

（一）传感技术的应用

将机电一体化技术运用到智能制造行业和领域中，一定要重视传感技术的应用。众所周知，在传统工业生产模式下，由于劳动力本身的限制，企业以及企业的工作人员往往很难做到对于传统工业生产过程的全方位掌控和精确的操控，这限制了传统工业生产过程的进步和发展，并且这一问题也存在于当时社会背景下的各行各业。而工业生产过程的可操控性以及精确程度决定了工业革命的进程。这也就是说，工业生产的过程精确度越高以及可以被精准操控的可能性越强，那么工业生产的产品质量也就会越高，并且工业革命的进度也就会加速推进。相反，如果工业生产过程的可操控性相对比较弱，那么很多时候就会出现粗制滥造的产品，这也会导致工业革命经常被严重的制约。因此，提高工业生产过程的可操控性和智能化程度，成为考验工业生产发展进步过程的重要问题。

然而，传感技术作为机电一体化技术的核心领域和技术，被应用到智能制造行业，这能够从实际上提高工业生产过程的智能化程度，促使工业生产的过程更加精确，工业生产的环节操控性更强。这主要是由于传感技术依赖传感器高智能化的特点，将智能制造的信号通过光纤传感等多种传递方式传递到生产的每一个环节，这不仅保证了智能化生产信号传递的高速度，也实现了生产信号传输过程中的自动存储、自动传输和自动获取。从当下传感技术在智能制造行业应用的现状来看，应用范围相对比较广，已经被应用到了环境感知和检测等多种前沿的领域，在应用的过程中也凸显出了众多的优势，比如传感技术的高度自动适应性、传感技术的高度自我修复性、传感技术的高度自动识别性等。传感技术的大范围应用也预示了未来的发展方向，说明在未来，传感技术有着巨大的应用空间，可以逐步被应用到汽车行业智能制造、医疗行业智能制造、消防行业设备智能制造、压力设备、测试行业等领域。

（二）自动化生产控制技术的应用

将机电一体化技术运用到智能制造行业和生产领域中，必须关注自动生产控制技术的应用。自动生产控制技术具有人机互动的优势，通过安装人机互动的控制界面，将提前设置好的编程程序配置到相关的自动生产技术中，并且通过机器人控制界面去控制技术，能够极大程度提高生产控制的效率和便利性。

智能制造行业和领域作为智能化生产的典型代表行业，在发展的过程中仍然需要操作便利的自动化生产控制技术。自动化生产控制技术越是容易操作，就越是能够为智能制造行业带来不可忽视的便利性，提高智能制造行业生产过程的可操作性。如果自动化生产控制技术操作过程复杂、操作界面不易控制，也会带来后续智能制造行业生产过程中的阻碍，产生一系列难以解决的问题。因此，不断更新自动化生产控制技术不仅是对机电一体化技术提出的新考验，也是对智能制造行业和领域提出的新挑战。

自动化生产控制技术已经被广泛地运用到了智能制造生产和控制的各个行业和领域，例如印刷包装智能制造生产行业、饮料智能制造生产行业、手机零部件智能制造生产行业等等[3]。总之，任何一个智能制造生产行业和领域的细分领域都离不开自动化生产控制技术的应用，这也暗示了自动化生产控制技术在未来智能制造行业和领域有着巨大的应用和发展空间。由此可以构想，未来自动化生产控制技术可以利用智能制造这一平台构造出一条自动化生产的线路，这一自动化生产的线路能够不断完善和推动我国工业革命的进程以及工业化水平的不断发展。自动化生产控制技术是智能制造行业日常操作过程中经常被使用的技术，是最基础的技术，也是最能够产生影响的技术。因此，一定要致力于自动化生产控制技术的改革和进步，保证自动化生产技术的便利性越来越高。

（三）智能机器人技术的应用

将机电一体化技术应用到智能制造行业和领域中，智能机器人技术无疑是必不可少的技术。从当下智能制造生产行业和领域的现状可以看出，存在一部分民营企业生产环境相当恶劣，并且出现了严重的招工困难问题。这些问题都严重地影响了企业本身的生产效率和企业的形象，使得企业生产的产品质量大幅度下降，利润空间被严重地缩减。因此，解决企业生产环境差和招工难的问题，是优先需要考虑的。智能机器人技术的应用和引入，恰好能够解决这些问题。这主要是由于机电一体化中智能机器人技术的应用，机器人具备较高的智能化程度，并且能够模仿人类高超的思维模式，能够以更加智能的操作模式去进行工作，这极大地提高了生产效率，在一定程度上解决了招工难的问题。并且，智能机器人生产也能够为整个生产过程提供更加干净整洁的生产环境。智能机器人在智能制造行业生产的过程中，同时有效地运用信息技术、仿生物技术、机器人控制技术等不同的技术手段，使得企业生产过程中井然有序，改善了一团乱的生产环境。在整个系统操作的过程中，通过智能化的筛选各项生产信息，对生产过程中的各个环节进行智能化的判断，完成日常人工需要完成的工作。

毫无疑问，智能机器人在未来智能制造行业和领域有着巨大的应用空间和极具潜力的开发价值。

首先，解决招工难的问题。由于智能机器人劳动生产效率比较高，一个智能机器人能夠代替好几个人工劳动力，这极大地降低了智能制造生产行业的人力成本，也让招工难的问题得到了缓解。从整个智能制造企业来看，无论是一线的生产工人，还是生产过程中的高素质专业技术人才，这都是企业人力成本的重要基础部分，不仅会提高整个生产过程的总成本，也进一步缩减了企业的利润空间，影响企业资金链的良好运转。而智能制造机器人的应用促使这些问题都迎刃而解。

其次，提高整个生产效率。智能机器人在智能制造行业和领域的应用，能够以科学高效的生产运作模式，使得整个生产过程和生产流程更加具有智能化和针对性的特征。这也极大程度地减少了生产过程中人工操作失误率，解决了人工生产过程中，可能造成的疏忽以及注意力分散等诸多问题，保证了生产线的长久高速运行和不间断的标准化运行。

最后，减少人员伤亡的安全性问题。对于制造行业来讲，生产环节和生产过程会面临诸多的风险，复杂的生产环境随时随地都有可能给工人带来伤害，而智能制造机器人的应用，可以避免这些问题的出现，减少人工伤害。智能制造机器人能够应对生产制造行业复杂的生产环境，以相对比较超前的技术手段杜绝人员伤亡，是对“以人为本”现代化生产理念的践行。

三、智能制造中机电一体化技术未来的发展方向

机电一体化技术是当下比较前沿和领先的技术，已经在深入浸透并且以绝对的影响力影响智能制造行业，同时也带动了智能制造行业的发展。[4]。目前，机电一体化技术正在朝着更加专业化和规范化的方向发展，不仅应用的领域在不断地拓展深入，发展的方向也在更加具体化和微型化。例如，卫星这一类的新型高端智能制造产品中，机电一体化技术得到了认可且广泛的应用，并且在减少能量消耗、响应绿色环保主题方面发挥了重要作用，这也为未来机电一体化在智能制造行业和领域的应用方面指引了新方向。虽然从目前机电一体化运用的现状来看，仍然有许多需要改进的空间，但我们相信，其在未来能够得到全方位的发展。

（一）朝着模块化的方向发展

未来机电一体化的发展方向必然是遵循模块化的发展趋势。模块化是保证机电一体化运用到智能制造行业和领域更加分工明确的重要条件，只有机电一体化实现更多的模块化，才代表机电一体化技术细分领域的更加深入和具体。在此基础上，模块化生产也需要实现分工合作和细分工作。

在信息技术飞速发展的时代，机电一体化技术实现模块化生产是必然趋势。基于模块化的生产方式，机电一体化技术将会更加优化，也能更加快捷的生产产品，从而以更高的效率完成任务，从而有效降低生产成本，提供更高质量的产品，可以满足市场中客户最新的需求，有利于企业获得更高的利润。

（二）朝着智能化的方向发展

在现代生活中，智能化是最重要的特色之一，机电一体化运用到智能制造行业和领域一定要保证能够促进智能制造行业朝着更加智能化的方向发展[5]。我们的生活与智能化设备有着密切的联系，每一个设备的智能化程度都可能对我们生活的便利度产生极大的影响。例如，互联网及信息技术与人们的生活密不可分，手机、电脑等更是影响人们的生活。基于这一情况，实现智能化与机电一体化的进一步融合，能够优化各种电子产品的效果和功能。这也同时证明了机电一体化是未来的发展趋势，智能化是机电一体化的助力。

（三）朝着环保化的方向发展

可持续发展一直都是时代发展的永恒主题，将机电一体化运用到智能制造行业领域，一定要保证机电一体化技术促进智能制造行业朝着更加环保和绿色的方向发展。当前，经济发展极大地改善了人民的生活，与此同时也是一把双刃剑，也给我们的周边生活带来了极大的环境污染。机电一体化的未来技术发展，应该兼顾经济性与环保性，尽可能发展绿色环保无污染的技术，并且机电一体化产品实体也应该采用绿色环保无污染的材料。这是机电一体化技术需要承担的历史使命和责任。

（四）朝着微型化的方向发展

目前随着智能制造市场需求的不断细分，越来越多的智能产品需要满足不同顾客个性化的需求。现阶段，经济飞速发展、信息技术突飞猛进，微型化技术已经在各行各业得到了广泛的应用。机电一体化技术也应该运用微型技术，这不仅是可以优化和改革机电一体化技术，并且也能够生产更加微型的产品，实现产品更新迭代的目标。不仅能够满足不同客户的个性化需求，而且能够保证生产过程的便利性以及使用的便捷性，可以有效地降低相关人员的负担，从而可以达到有效提高工作效率的目标。

四、结束语

综上所述，机电一体化技术在智能制造行业和领域中的应用，具有重要的现实价值和理论价值。从现实价值来讲，它不仅能够促进机电一体化技术和智能制造行业的同步发展，还可以在改进机电一体化技术的同时提高智能制造行业的生产效率。此外，它还能够促进一大批新型的智能制造企业产生，引发激烈的市场竞争氛围，从而促进了智能制造行业领域规模的不断扩大，是实现绿色可持续发展的必要手段，带动国家和社会经济的发展，对我国实现工业强国和现代化强国具有重要意义。

作者单位：李琦 苟岩岩 杨海明 泰山职业技术学院机电技术工程系

参  考  文  献

[1]赵祥坤，李帅三，苏奎.基于智能控制在机电一体化系统中的应用研究[J].中国新通信，2017（03）：60.

[2]张连蔚.谈机电一体化系统中智能控制的应用[J].黑龙江科技信息，2019（05）：42.

[3]王宣银，陶国良，陈鹰.机电一体化的创新及发展方向[J].机电一体化，2021（11）：20.

[4]居剑文.对机电一体化的创新及发展方向的研究分析[J].山东工业技术，2019（08）：15.

[5]叶剑，钟德金.机电一体化现状、发展趋势及应对策略[J].科技传播，2018（08）：64，67..