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摘要：立足学科视角，“机电一体化”涵盖了信息技术、微电子技术、传感器技术、机械技术、接口技术等诸多方面，是一种典型的边缘学科，对社会现代化推进及国民经济建设有着重要意义。在“十三五”期间我国全面开始传统产业转型升级，推动技术创新在各领域的发展，机电一体化技术也朝向网络化、智能化、绿色化、微型化发展，在这一趋势下存在巨大的提升空间。本文中针对机电一体化技术现状展开全面分析，进一步对该技术发展趋势做出预测，以供参考借鉴。
关键词：机电一体化；历程；现状；趋势
国内机电一体化技术的研究应用始于20世纪80年代，整体上说开始较晚、发展较慢，在国际竞争领域存在着天然弱势，要实现“弯道超车”的难度很大。一方面，亟待对传统工业进行微电子技术改造升级，另一方面，随着中国市场进一步开放，国外竞争力强的机电一体化技术不断涌入，加速了产品的更新换代，市场占有率难以撼动。因此，在当前我国面临传统产业全面转型升级的情况下，了解机电一体化技术的现状及发展趋势是十分必要的。
一、机电一体化发展历程概述
结合机电一体化技术在社会经济价值方面的贡献，该技术发展主要经历了三个阶段。
第一阶段，20世纪60年代到70年代。在这一阶段中，机电一体化技术与机械设备相融合，主要凸显出电子技术的控制优势，很大幅度上提升了机械设备性能，提高了生产力。但是，相关技术的研发仍然处于分离状态，电子技术、机械技术之间不存在有机融合。
第二阶段，20世纪70年代到80年代。这一时期，计算机技术、通信技术、控制技术等不断完善，机电一体化技术发展进入了高速期，在产品方面取得了巨大的成就。多元技术形态的融合，保障了“机电一体”的独立性，各类技术之间的融合也越发密切。
第二阶段，20世纪80年代到90年代。机电一体化技术在这一阶段朝向智能化发展，在应用领域也十分广泛、成熟，尤其微电子技术、光学技术、信息技术等渗透到机电一体化技术中，硬件、软件的耦合度不断提高，这为机电一体化技术提供了更为有效的分析、集成方法，可通过构建模型实施产品设计、生产，后期高级神经网络技术的出现为机电一体化发展提供了充足动力。
以上三个阶段，主要是根据欧美、日本等发达国家的机电一体化技术历程总结的，我国在20世纪80年代才涉足该领域，基础较为薄弱、发展较为缓慢，但进入21世纪以来，我国不断提高对机电一体化技术的重视程度，从资金、政策、人才等多个领域给于支持，形成“后来居上”的发展格局，国内相当一部分大型企业、院校、科研机构所做出的研究成果，已经接近甚至超越国际先进水平；中国有望开拓并引领机电一体化技术新纪元。
二、机电一体化技术现状分析
机电一体化技术应用广泛，主要包括数控、工业机器人、计算机制造集成系统三大领域。
（一）数控方面
数控技术是现代工业领域不可或缺的组成部分，它在应用方面具有很强的融合性，朝向快速化、高精密化、结构设计模块化、智能化发面发展。为了满足市场的多变需求，数控机械不断的提高切削速度，干切削和准干切削成为发展的主流，精度也在不断提高。数控车床随着技术的发展取消了皮带、带轮等传统的驱动结构，采用电主轴技术，用直线电机做伺服驱动，省去滚珠丝杠这一传统的传送环节。使得主轴转速达到了10000r/min以上，目前我国的普通数控车床加工精度已经达到了5μm，精密级加工达到了1-1.5μm，超精密加工精度已步入了纳米级时代。
（二）工业机器人方面
在某些方面，工业机器人取代人工操作的方式已经全面实现，它具有更准确、更高效的优势，同时有能够规避人工成本过高的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆种种优势下，越来越多的企业开始投入巨资引进机器人自动生产线，以取代传统的人工生产方式，其中包括机器人控制技术、驱动系统设计技术、软件及编程技术以及周边配套设备等，是一个完整、严密的技术体系。在这种情况下，中国传统的人力资源优势开始消解，未来越来越多的机器人技术将进入加工制造行业，成为我国缓解劳动力短缺的重要发展方向。
（三）计算机集成制造系统方面
计算机集成制造系统代表了自动化生产的最高水平，被誉为“未来工厂”的代表特征，CIMS的概念被越来越多的人所接受，成为了指导工厂自动化的哲理，当前CIMS的应用不仅仅在机械制造业中得以发展，同时涉及电子、航空、轻工、冶金、化工、纺织等各个领域，正被各个行业越来越多的得以关注和投入发展。目前我国的清华大学已经建成国家CIMS工程研究中心，著名高校和研究单位也越来越多的向此方向发展，最终得以实现无人化制造。
三、机电一体化技术发展趋势
机电一体化技术的发展趋势可概括为网络化、智能化、绿色化、微型化。
（一）网络化趋势
21世纪是互联网信息时代，这是一个不争的事实，随着互联网技术在企业生产中的广泛应用，其功能也贯穿于价值链始末，包括生产、管理、销售等诸多层面。由此，也构成了产品的虚拟化、销售的线上化、消费的网络化等必然趋势，尤其在企业生产管理领域，机电一体化产品通过网络的远程控制、监视技术，不仅能够实现集约化管理，同时也形成了实时数据，利用网络将数据终端和集成系统联系起来，能够整体上提高效率。
（二）智能化趋势
“智能化”趋势更多地源于机电一体化技术的“本质特点”，该技术跨越多个学科领域，光学、电子、计算机等本身都有很强的智能化发展契机，用以研究开发模拟、延伸、扩展等智能理论，具有很强的优势。就机电一体化“智能化控制”层面，吸收了模糊数学、人工智能、神经网络、心理学等诸多理论，在系统集成方面实现了判断思维、逻辑思维、决策思维等能力，以求达到更高的控制目标。未来的机电一体化产品智能化水平将会越来越高，不仅仅体现在生产加工方面，同时产品的系统层次结构也会由简单的从上到下的形式变为复杂以及相互交接有更多冗余度的双向联系。
（三）绿色化趋势
机电一体化技术及所支持的产品，主要围绕着现代化工业生产展开，其中模块化技术又融合了电子、机械、软件等部分，可以很大程度上提高产品之间的共通性，进一步统一工业化标准，由此提高了产品在维修、装配、扩展方面的便捷性。小到电源插座，大到汽车配件，在通用的支持下，可以减少能源消耗，符合绿色生产要求；同时，利用这些不断发展的模块化机电产物，企业可以迅速的设计和制造出更好更为人性化的机电一体化产品。
（四）微型化趋势
微电子技术的迅速发展，已经将机电一体化技术提升至微米级别，甚至更小的纳米界别，由此所形成的机电一体化技术应用，体积、能耗不断减小，而应用范围却不断扩大，在医疗、军事、信息等方面有着更大的优势，例如用来治疗恶性肿瘤的纳米型机器人、心脏支架等，微型化趋势不仅在技术方面开拓了更宽的领域，也更好地服务于人类。
四、结束语
总体而言，人类社会科学技术越发达，出现的“边缘性”学科就越多，尤其从工业革命以来，现代化工业成为综合性学科的重要“试验田”，这也说明各种知识、技术之间是存在天然的融合性的。机电一体化技术的蓬勃发展，为科学技术的进步以及社会生产力的提升创造了条件，彰显了边缘性学科的强大生命力，并以超前的的速度和力度冲击着传统的技术思维及生产生活方式，社会经济及各个领域都将发生深刻的改变，其发展趋势也预示着人类社会的发展趋势，具有重要的研究和利用价值。
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论文作者:覃海霞
论文发表刊物:《建筑细部》2018年2月上
论文发表时间:2018/9/8
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