摘要：机电一体化是一种新型复合技术，是科学技术发展到一定阶段的必然要求。我将根据一些技术资料和和我对机电一体化的未来发展的方向简述机电一体化技术的发展趋势。
关键词：机电一体化；发展趋势
机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展和广泛应用，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。机电一体化技术获得前所未有的发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。
一、机电一体化技的概念
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也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、电工电子技术、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、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术有机地结合，根据系统功能目标和优化组织目标，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。由此产生的功能系统，则成为一个机电一体化产品。现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。本文分析了机电一体化的发展趋势。
二、机电一体化的发展趋势
1.智能化。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，是现代人类文明发展的趋势。人工智能在机电一体化建设者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。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，在网络、大数据、物联网和人工智能等技术的支持下，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。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，则是完全可能而必要的。
2.模块化。模块化是一项重要而艰巨的工程。模块化是一种处理复杂系统分解为更好的可管理模块的方式。每个模块完成一个特定的子功能，所有的模块按某种方法组装起来，成为一个整体，完成整个系统所要求的功能。在系统的结构中，模块是可组合、分解和更换的单元。模块化是一种处理复杂系统分解成为更好的可管理模块的方式。它可以通过在不同组件设定不同的功能，把一个问题分解成多个小的独立、互相作用的组件，来处理复杂、大型的系统。模块具有以下几种基本属性：接口、功能、逻辑、状态；功能、状态与接口反映模块的外部特性，逻辑反映它的内部特性。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，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，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。
3.网络化。网络化是把整个互联网整合成一台巨大的超级计算机，实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源的全面共享。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育及人们的日常生活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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于网络的普及，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。我们也可以构造地区性的网络、企事业内部网络、局域网网络、甚至家庭网络和个人网络。网络化的根本特征并不一定是它的规模，而是资源共享，消除了资源孤岛。现在，计算机网络在交通、金融、企业管理、教育、邮电、商业等各行各业中，甚至是我们的家庭生活中都得到广泛的应用，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将朝着网络化方向发展。
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，泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品，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、信息等方面具有不可比拟的优势。例如微型机器人可以穿过动脉血管进行清理，或是落在肿瘤部位施放抗癌药物，或是作为一个微型修补机器人，可自动测试和修理电子电路。还有的可作为微型工厂的组成部分，加工制造较大、更复杂的机器，或是制造与自己相似的机器，这就是人工智能微型机器的未来。
5.绿色化。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；随之而来的大量资源能源消耗，生态环境受到严重污染。当前，越来越多的制造企业正努力向绿色化转型，积极探索将绿色注入设计、生产等各个环节，将“能源消耗低”“环境污染少”“资源节约”等作为发展目标。包括生产方式的绿色化和生活方式的绿色化；就经济发展而言，旨在构建科技含量高、资源消耗低、环境污染少的产业结构和生产方式，大幅提高经济绿色化程度，实现经济发展与资源环境的有机协调。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。
6.系统化。系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总体结构。特点：（1）有条理，有顺序，有循环；（2）由各种要素组成的有机整体。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能的大大加强，充分体现了以人为本的设计理念，人作为产品的管理者、设计者、消费者、使用者以及经营者对产品的存在与否起着决定性作用。即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。人的这一决定因素自始至终伴随着产品从无到有再到最终丢弃。机电一体化的人格化有两层含义。一是机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层含义是模仿生物机理，研制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研制出来的。
7.超级化。超级化的机电一体化产品就是我们常说的超级工程中的超级装备。在世界范围内名列前茅的重大装备项目，或者工艺超精，或者速度超快，或者性能超强的机电一体化产品。例如太重集团自主研制的WK-75大型矿用挖掘机，重2000吨，加上起重臂有8层楼高，单斗容量75立方米，是当今世界上铲斗容量最大的矿用挖掘机。太重集团的另一个超级法宝MG1000/2660智能型采煤机，采高6.4米，自重166吨，最大工作面300米，日采煤量3万吨。是中国目前最大的智能型煤炭综采设备，能代替人类在黑暗、潮湿、恶劣的矿井环境下持续高强度工作，真正把人从繁重危险的劳动中解放出来，充分彰显了科技造福人类的伟大力量。
三、结束语
综上所述，机电一体化技术是众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。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法和设计概念发生革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。
参考文献
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论文作者:陈光
论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期
论文发表时间:2020/3/16
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