机电一体化技术方向大全11篇

机电一体化技术方向篇（1）

一、机电一体化技术的相关技术

1.机械技术

机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。

2. 计算机与信息技术

计算机技术与信息技术密切相关，其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。在机电一体化系统中，计算机与信息处理部分指挥整个系统的运行，信息处理是否正确、及时，直接影响到系统工作的质量和效率。

3. 系统技术

系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。

4. 自动控制技术

自动控制技术范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

5. 传感检测技术

传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。

6. 伺服传动技术

伺服传动技术包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。

二、 机电一体化系统五大组成要素一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素五大组成要素有机结合而成。

机械本体是系统的所有功能要素的机械支持结构;动力驱动部分依据系统控制要求，为系统提供能量和动力以使系统正常运行。

测试传感部分对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测，并变成可识别的信号，传输给信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。

控制及信息处理部分将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后，按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的的运行。

执行机构根据控制及信息处理部分发出的指令，完成规定的动作和功能。

三、机电一体化四大原则：构成机电一体化系统的五大组成要素其内部及相互之间都必须遵循结构耦合、运动传递、信息控制与能量转换四大原则。

两个需要进行信息交换和传递的环节之间，由于信息模式不同无法直接传递和交换，必须通过接口耦合来实现。

运动传递使构成机电一体化系统各组成要素之间，不同类型运动的变换与传输以及以运动控制为目的的优化。

在系统中，所谓智能组成要素的系统控制单元，在软、硬件的保证下，完成信息的采集、传输、储存、分析、运算、判断、决策，以达到信息控制的目的。对于智能化程度高的信息控制系统还包含了知识获得、推理机制以及自学习功能等知识驱动功能。

两个需要进行传输和交换的环节之间，由于模式不同而无法直接进行能量的转换和交流，必须进行能量的转换，能量的转换包括执行器，驱动器和他们的不同类型能量的最优转换方法及原理。

四、机电一体化的发展方向

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。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，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。

2.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线结构。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。表现之二是通信功能的大大加强，一般除RS232外，还有RS485、DCS人格化。机电一体化的人格化有两层含义。一层是，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。另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体化产品。

3.模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程，也是机电一体化产品的一个发展趋势。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。它需要制订一系列标准，以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。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。

4.微型化

微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，是机电一体化的一个新的发展方向。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（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3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，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势，都有广阔的应用前景。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。

5.绿色化

工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适;另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。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。

6.网络化

20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。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、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。

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着革命性的变化。

参考文献

机电一体化技术方向篇（2）

摘要：通过对世界技能大赛机电一体化项目比赛过程中任务设置、赛事安排及评分标准进行综合研究，分析了中国参加第42届世界技能大赛机电一体化项目的整个竞赛过程，提出了以世界技能大赛机电一体化项目需求标准为引导的中国职业院校机电一体化项目课程改革方向。

关键词 ：世界技能大赛；机电一体化；课程改革

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2014）06-0116-04

世界技能大赛（World Skill Competition，以下简称世赛）每两年举办一届，是全世界职业技能最高水准的一项赛事，已成为职业技能领域的奥林匹克竞赛。目前，世界技能组织已经拥有50个成员国。

我国在2011年首次参加在英国伦敦举办的第41届世界技能大赛，2013年参加了在德国莱比锡举办的第42届世界技能大赛。第43届世界技能大赛将于2015年在巴西举办，我国准备参加其中28个项目的比赛。

在世界技能大赛的项目设置中，参赛分为六个领域，分别为运输与后勤、结构与建筑技术、制造与工程技术、信息与通讯技术、创意艺术和时尚、社会及个人服务业等。

机电一体化技术作为传统的竞赛设置项目，其项目编号为04，属于制造与工程技术领域。该项目的竞赛旨在全方位考查参赛选手的机械、控制、安装、调整、调试、故障排查与维修能力，是一个综合性较强的竞赛项目。我国在第42届世界技能大赛首次派代表队参加了该项目竞赛，成绩处于中上水平，从参赛的过程分析来看，我国的参赛选手在很多方面还有较大的提升空间。

世赛机电一体化项目的竞赛过程与评分标准

（一）世赛机电一体化项目的竞赛过程

世赛机电一体化项目的竞赛过程持续4天，在此期间，所有参赛选手需要完成6项任务，内容包括：针对一种给定的工业应用开展系统设计；按照文件要求组装一台机器；以正确的工业方式连接导线和管路；对机械电气和传感器系统进行安装、设置、调整；按照相关的标准和文件，使用辅助设备和PLC（可编程逻辑控制器）调试一台机器等。在竞赛过程中，主办方为所有参赛选手提供了统一的机电一体化设备的模拟生产平台，将该平台拆解为几个部分并设计为不同的任务，参赛选手必须在各个项目的规定时间段内完成相应的任务才能获得相应的评分，最后得分的高低与任务完成的程度、精度、时间都有关系。

（二）世赛机电一体化项目的竞赛评分标准

世赛机电一体化竞赛项目的总分为100分，机电一体化项目整体分为6个任务，每个任务配分在10.00～24.00分之间，每个配分又细化为若干评分点，每个评分点低至0.05分，高至3.00分。如下页表1所示。

裁判为参赛选手的评分点打分时，如果符合要求，标记为“Y”，代表“Yes”，表示参赛选手达到了该评分点要求，可以获得该分值；如果不符合要求，标记为“N”，代表“No”，表示参赛选手未能达到该评分点要求，该分值不能获得。

机电一体化比赛项目的评分表共由6个大的任务构成，在每个大的任务内，评分细分为具体的考核指标，每个指标都为客观分，且有具体的配分，世赛机电一体化项目任务1配分表如表2所示。

（三）成绩分析

从如表3所示的第42届世界技能大赛机电一体化项目的成绩表（第42届世赛机电一体化项目总得分前10名）可知，机电一体化项目本届比赛的金奖获得者是巴西，银奖获得者是中华台北和挪威，铜奖获得者是德国，第5～10名卓越奖的获得者分别为瑞典、日本、中国、韩国、哥伦比亚和英国。在获奖的前10个国家或地区中，工业较为发达的欧洲国家占4个名额，亚洲占4个名额，南美洲占2个名额。机电一体化作为中国队首次参加世赛的项目，在参赛的32个国家或地区中排在第7名。综合中国参赛选手的比赛过程，我们在技能水平上与技能强国尚有一些差距。导致这些差距的原因主要体现在规则理解、职业规范、心理素养、解决问题能力等方面，只要在以后的职业技能培训过程中重视这些问题，我国选手的成绩还是有提升空间的。

机电一体化竞赛的特点及其指导和示范作用

从世界技能大赛机电一体化项目竞赛的特点可以看出，在现代生产条件下，机电一体化技术的特点体现出以下几个方面的要求。

一是控制的规范性和一致性。在世界技能大赛的技术文件中，每位参赛选手拿到的都是已经被事先规定和约束的控制端口表。在整个任务实施过程中，所有的选手不得改动和变更这些端口，因为由此可能会导致控制失效从而造成设备或人身安全事故。所有的控制端口都已经被规范，因此所有的选手所完成的任务的结果都应该是一致的，所不同的是完成任务所花费的时间及控制效果的精确性，由于控制端口的混乱而造成的安全事故或者导致评判的不确定性因素不复存在。这一部分在世界技能大赛中一般不占分数，但是却是整个系统评判的前提，也就是说，如果参赛选手不按照技术文件规定的端口连接系统，那么将直接失去参与评判的机会，而不论你的系统功能有多么完美。

二是功能的正确性和准确性。在世界技能大赛的技术文件中，功能的正确性和控制的准确性的占分比是最高的，一般可以达到70%左右。技术文件要求所有的控制作用应该按照任务规定要求，能够正确、准确地执行，错误的动作过程会导致直接评判结束，而不准确的动作（如动作不到位或动作范围超过规定允许的偏差）将会导致失分。一般而言，控制的正确性取决于系统控制程序的作用是否能够满足任务书的要求，要求选手能够充分利用现场提供的控制核心器，规划和编写出正确的控制程序，完成所需要达到的目标要求。系统的准确性则取决于系统硬件组装的精度和控制程序中参数的设定及整定。所以，机电一体化项目是一个融合了机械装配和电气控制的综合性竞赛项目，这也是世界技能大赛多年来一直坚持将机电一体化项目作为经典比赛项目的原因之一。

三是运行的安全性和可靠性。系统的安全性和可靠性是评判系统工作是否能够持续稳定正确工作运行的一个重要考量因素，占分比约为15%左右。在此项评价中，主要考察选手是否能够按照生产规范和标准进行操作和调试，是否考虑到一些未知因素对系统的不确定影响，并能够预知或预判其对系统的影响程度，然后利用各种软件或硬件手段加以抑制或消除。

四是系统的环保性和节能性。机电一体化项目竞赛对于系统的环保性和节能性也提出了较高的要求，主要表现在是否能够利用更小的能量实现所需要的功能。这要求参赛选手能够对自己所完成的控制系统进行全方位的优化和改进，能够节省能源和时间，一般占分比约为15%左右。

机电一体化技术课程的改革方向和方法对策

（一）职业素质和专业技术规范

为了培养学生的职业素质，学校应从以下几个方面对学生进行培养：首先，将学生职业素质的培养纳入人才培养的系统工程，使学生进入职业院校或者高等院校的第一天，就知道学校与社会的关系、学习与职业的关系。学校作为培养人才的主导因素，应成立相关的部门协助培养学生的职业素质，向学生提供职业教育和实际的职业指导，最好能结合相关的社会资源。另外，学校应该根据社会需求，结合课程特点，改进教学方法，激发学生对专业学习的兴趣，尽可能向学生提供正确、新颖的学科信息。其次，对学生进行正面积极的职业心态和正确的职业价值观教育也是十分必要的，要让学生认识到职业技能人才在社会发展中发挥着举足轻重的作用，以建立其爱岗、敬业、乐观、开放、合作的职业信念。

学生职业素质的培养不能仅依靠学校和学生本身，社会资源的作用也很重要，职业院校和高等院校想要培养具有较高职业素质的毕业生，企业的参与也必不可少。作为培养应用型技能人才的职业院校，应扩大校企合作的范围，为学生创造更多的实习训练的机会，在实际生产操作中提高其职业技能水平，这是培养高素质技能人才的重要途径。校企合作是一种互补模式，学校与企业双方的重视程度和参与程度都会影响合作的效果和深度。在机电一体化项目竞赛中取得较好成绩的国家如德国、韩国、日本等，在职业教育模式中都十分重视企业和学校的密切联系，企业参与到学校的实践教学环节中，甚至起着引导示范作用。因此，职业院校应积极拓展与企业的合作，为学生创造良好的专业技能实践的平台，让学生在得到实际技能训练的同时，也能获得在技术岗位上发挥能力的机会。

世赛竞赛的标准要求严格，体现了对青年职业技能人才的职业素质和专业技术规范的双重考量。在比赛中，参赛选手在竞赛的过程中，不仅体现了技能水平的高低，同时也表现出对职业技术规范的重视程度。以机电一体化项目为例，我国参赛者与日本参赛者相比，在工具仪表的准备上，日本选手在工具的摆放、使用、拿取方面显得十分有条理，在工具箱的配置上，韩国参赛者有工具箱、量具箱各1个，参赛时在使用工具后将其放回原位，这些良好的职业素质在比赛中都产生了良好的效果。在电气线路安装时，护套线在线槽外应去掉外层的护套层，传感器在安装和固定时，近传感器端需要预留10cm的长度为传感器调整做准备，绑扎带切割不能留余太长，必须小于1mm且不能割手，如此等等，都是世赛考查学生职业技术规范的着眼点。我国的参赛者在职业技术规范上与技能强国的选手相比还存在一定的差距，这从另一方面说明职业院校在培养学生技能的过程中淡化了职业素质的培养。因此，今后在职业技能应用型人才的培养过程中，应该坚持职业素质与职业技能并重的原则。

（二）课程内容和质量控制

借鉴世赛项目和比赛过程对职业院校和高等院校相关专业的建设与发展具有重要意义，可以引导职业院校和高等院校的人才培养工作。从世赛项目的设置、评分方法及评分点不难看出，作为培养应用型人才的院校，在课程设置上要加大技能学习的力度，理论要为实践服务，要敢于打破传统的课程体系和设置，根据项目要求灵活调整课程内容和授课方式，突出职业技能培养，重视实践能力的提高，同时要采取理论与实践一体化的培养模式，培养理论扎实、技能熟练的应用型人才。世赛机电一体化项目比赛考核了包括机械、气压工程、数控系统、编程、机器人技术及系统开发等方面的技能，要求机电一体化技术人员既要能进行机械维护及设备制造，同时也要能采集设备信息、部件（传感器）及调节设备。

从世赛进行过程中可以看出，职业技能竞赛对技能质量的要求很高，这对我国职业院校和高等院校人才的培养将产生重要影响。在德国莱比锡举行的第42届世界技能大赛的项目赛事过程体现了对质量要求的严格，以机电一体化项目为例，对选手的电气接线和电气装配考核都有较高的要求，对安装的精度和机械电气数据的测量精度都有考核。如在工业机器人的调整及运动过程中，机器人及所有辅助器件与周围的设备设施不能发生接触或机械碰撞；选手获得功能分满分，且专业技术规范丢分点不能大于三项，才可以拿到时间分和效率分。这些都反映了世界技术领域对应用型高级技能人才培养的高标准要求。作为培养未来应用型高级技能人才基地的本科院校和职业院校，要认清我们在技能人才培养上与世界标准的距离，要借鉴世赛技能强国在对学生质量意识培养方面的先进经验。学校抓学生教育质量的关键是要重视提升教学质量，使教师的教学和技能培训有水平和质量的保证，同时应注重提高学生在技能训练中对产品技术精度的要求。

世赛的评分采用的是不断反馈测评的评分机制，如机电一体化分为6个工作任务，对任务1完成评分测试后，给予反馈，选手可以及时发现自己的失分点和需要改善的地方；对任务2进行评分测试时，裁判将对任务1再次进行检测，判断选手是否完成调整。每个任务的打分均采用加分的方式，裁判按照选手完成的测试点给分，保证了得分的客观性，确保了评价质量控制。

（三）综合能力和节能环保

世界技能大赛作为一项国际化赛事，在考核参赛选手技能水平的同时，也突出了资料信息搜集和整理能力以及英语综合能力。世赛的前期注册、身份确认、比赛信息、相关资料公开等几乎全部通过互联网进行。参赛者只有掌握一定的信息搜集、整理和基本的语言沟通能力，才可以顺利比赛。世赛的所有题目、图纸、模型、评分表均为英文，这要求我们在对选手进行职业技能的培训提高时，也要对选手的基本素质及语言能力水平加以重视。因此，职业院校和高等院校在应用型技能人才培养的过程中，既要重视学生技能素质的提高，同时语言沟通、信息收集等综合能力的培养也要加强。

节能和环保是当今世界技术发展的一个趋势，在机电一体化设备安装和调试过程中，选手对耗材的应用规划和对加工工艺的选择，都会对能源的消耗产生影响。在机电一体化系统的运行中，可通过流量计和电能表对选手的能源消耗量进行计量，如在气压运动机构调整时，系统可正常工作的气压范围为0.4～0.7MPa，日本选手采用的是0.4MPa，韩国选手采用的是0.45MPa，我国选手采用的是0.5MPa，这样完成相同的运动距离，日本选手消耗的气量最少，节约了能源。在系统设计和安装时，还应该注意气管不要过长，电机不要频繁地启动，减少不必要的电器通电时间，合理规划机械的动作顺序，都可以实现能源的节省。另外，机电一体化系统中机械和气压设备的应用会产生噪声污染，控制噪声污染也是十分重要的。在完成系统安装和调试后，对现场的清洁以及对垃圾按照是否可回收的性质进行分类都很重要。在高素质技能人才的培养过程中，节能环保意识应该一直贯穿于对学生进行技能培训的全过程。

结语

世界技能大赛是一个国际化竞赛的平台，更是一个交流学习的平台，通过参加世界技能大赛的整个过程，能够很好地了解和学习在机电一体化竞赛项目上取得较好名次的国家或地区的先进经验。这些国家或地区的选手在竞赛整个过程中所表现出来的职业素质和职业能力，较好地符合了世界技能大赛的要求，也体现了世界技能大赛的竞赛内容与现实生产生活的密不可分的关系。研究世界技能大赛机电一体化项目竞赛的整个过程，对于我国建立完善、科学、系统的机电一体化技术课程教学体系，提高职业技能培训效果具有重要的借鉴意义。

参考文献：

[1]刘东菊.世界技能大赛对中国职业院校人才培养启示[J].中国职业技术教育，2012（36）：48-52.

[2]袁名伟，张玉洲.世界技能大赛项目设置与成绩特征研究[J].中国职业技术教育，2012（15）：51-54.

[3]庞党锋，闫虎民，泰姆堡·乔治亚迪（留学生）.《现代控制技术综合技能实训》课程探索[J].职业教育研究，2012（12）：125-126.

[4]刘东菊.世界技能大赛与中国职业院校技能大赛的比较研究[J].职教论坛，2013（22）：86-91.

[5]黄旭升，董桂玲.世界技能大赛与中国全国职业院校技能大赛之比较[J].职业教育研究，2012（2）：19-20.

机电一体化技术方向篇（3）

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2014）06-0116-04

世界技能大赛（World Skill Competition，以下简称世赛）每两年举办一届，是全世界职业技能最高水准的一项赛事，已成为职业技能领域的奥林匹克竞赛。目前，世界技能组织已经拥有50个成员国。

我国在2011年首次参加在英国伦敦举办的第41届世界技能大赛，2013年参加了在德国莱比锡举办的第42届世界技能大赛。第43届世界技能大赛将于2015年在巴西举办，我国准备参加其中28个项目的比赛。

在世界技能大赛的项目设置中，参赛分为六个领域，分别为运输与后勤、结构与建筑技术、制造与工程技术、信息与通讯技术、创意艺术和时尚、社会及个人服务业等。

机电一体化技术作为传统的竞赛设置项目，其项目编号为04，属于制造与工程技术领域。该项目的竞赛旨在全方位考查参赛选手的机械、控制、安装、调整、调试、故障排查与维修能力，是一个综合性较强的竞赛项目。我国在第42届世界技能大赛首次派代表队参加了该项目竞赛，成绩处于中上水平，从参赛的过程分析来看，我国的参赛选手在很多方面还有较大的提升空间。

世赛机电一体化项目的竞赛过程与评分标准

（一）世赛机电一体化项目的竞赛过程

世赛机电一体化项目的竞赛过程持续4天，在此期间，所有参赛选手需要完成6项任务，内容包括：针对一种给定的工业应用开展系统设计；按照文件要求组装一台机器；以正确的工业方式连接导线和管路；对机械电气和传感器系统进行安装、设置、调整；按照相关的标准和文件，使用辅助设备和PLC（可编程逻辑控制器）调试一台机器等。在竞赛过程中，主办方为所有参赛选手提供了统一的机电一体化设备的模拟生产平台，将该平台拆解为几个部分并设计为不同的任务，参赛选手必须在各个项目的规定时间段内完成相应的任务才能获得相应的评分，最后得分的高低与任务完成的程度、精度、时间都有关系。

（二）世赛机电一体化项目的竞赛评分标准

世赛机电一体化竞赛项目的总分为100分，机电一体化项目整体分为6个任务，每个任务配分在10.00～24.00分之间，每个配分又细化为若干评分点，每个评分点低至0.05分，高至3.00分。如下页表1所示。

裁判为参赛选手的评分点打分时，如果符合要求，标记为“Y”，代表“Yes”，表示参赛选手达到了该评分点要求，可以获得该分值；如果不符合要求，标记为“N”，代表“No”，表示参赛选手未能达到该评分点要求，该分值不能获得。

机电一体化比赛项目的评分表共由6个大的任务构成，在每个大的任务内，评分细分为具体的考核指标，每个指标都为客观分，且有具体的配分，世赛机电一体化项目任务1配分表如表2所示。

（三）成绩分析

从如表3所示的第42届世界技能大赛机电一体化项目的成绩表（第42届世赛机电一体化项目总得分前10名）可知，机电一体化项目本届比赛的金奖获得者是巴西，银奖获得者是中华台北和挪威，铜奖获得者是德国，第5～10名卓越奖的获得者分别为瑞典、日本、中国、韩国、哥伦比亚和英国。在获奖的前10个国家或地区中，工业较为发达的欧洲国家占4个名额，亚洲占4个名额，南美洲占2个名额。机电一体化作为中国队首次参加世赛的项目，在参赛的32个国家或地区中排在第7名。综合中国参赛选手的比赛过程，我们在技能水平上与技能强国尚有一些差距。导致这些差距的原因主要体现在规则理解、职业规范、心理素养、解决问题能力等方面，只要在以后的职业技能培训过程中重视这些问题，我国选手的成绩还是有提升空间的。

机电一体化竞赛的特点及其指导和示范作用

从世界技能大赛机电一体化项目竞赛的特点可以看出，在现代生产条件下，机电一体化技术的特点体现出以下几个方面的要求。

一是控制的规范性和一致性。在世界技能大赛的技术文件中，每位参赛选手拿到的都是已经被事先规定和约束的控制端口表。在整个任务实施过程中，所有的选手不得改动和变更这些端口，因为由此可能会导致控制失效从而造成设备或人身安全事故。所有的控制端口都已经被规范，因此所有的选手所完成的任务的结果都应该是一致的，所不同的是完成任务所花费的时间及控制效果的精确性，由于控制端口的混乱而造成的安全事故或者导致评判的不确定性因素不复存在。这一部分在世界技能大赛中一般不占分数，但是却是整个系统评判的前提，也就是说，如果参赛选手不按照技术文件规定的端口连接系统，那么将直接失去参与评判的机会，而不论你的系统功能有多么完美。

二是功能的正确性和准确性。在世界技能大赛的技术文件中，功能的正确性和控制的准确性的占分比是最高的，一般可以达到70%左右。技术文件要求所有的控制作用应该按照任务规定要求，能够正确、准确地执行，错误的动作过程会导致直接评判结束，而不准确的动作（如动作不到位或动作范围超过规定允许的偏差）将会导致失分。一般而言，控制的正确性取决于系统控制程序的作用是否能够满足任务书的要求，要求选手能够充分利用现场提供的控制核心器，规划和编写出正确的控制程序，完成所需要达到的目标要求。系统的准确性则取决于系统硬件组装的精度和控制程序中参数的设定及整定。所以，机电一体化项目是一个融合了机械装配和电气控制的综合性竞赛项目，这也是世界技能大赛多年来一直坚持将机电一体化项目作为经典比赛项目的原因之一。

三是运行的安全性和可靠性。系统的安全性和可靠性是评判系统工作是否能够持续稳定正确工作运行的一个重要考量因素，占分比约为15%左右。在此项评价中，主要考察选手是否能够按照生产规范和标准进行操作和调试，是否考虑到一些未知因素对系统的不确定影响，并能够预知或预判其对系统的影响程度，然后利用各种软件或硬件手段加以抑制或消除。

四是系统的环保性和节能性。机电一体化项目竞赛对于系统的环保性和节能性也提出了较高的要求，主要表现在是否能够利用更小的能量实现所需要的功能。这要求参赛选手能够对自己所完成的控制系统进行全方位的优化和改进，能够节省能源和时间，一般占分比约为15%左右。

机电一体化技术课程的改革方向和方法对策

（一）职业素质和专业技术规范

为了培养学生的职业素质，学校应从以下几个方面对学生进行培养：首先，将学生职业素质的培养纳入人才培养的系统工程，使学生进入职业院校或者高等院校的第一天，就知道学校与社会的关系、学习与职业的关系。学校作为培养人才的主导因素，应成立相关的部门协助培养学生的职业素质，向学生提供职业教育和实际的职业指导，最好能结合相关的社会资源。另外，学校应该根据社会需求，结合课程特点，改进教学方法，激发学生对专业学习的兴趣，尽可能向学生提供正确、新颖的学科信息。其次，对学生进行正面积极的职业心态和正确的职业价值观教育也是十分必要的，要让学生认识到职业技能人才在社会发展中发挥着举足轻重的作用，以建立其爱岗、敬业、乐观、开放、合作的职业信念。

学生职业素质的培养不能仅依靠学校和学生本身，社会资源的作用也很重要，职业院校和高等院校想要培养具有较高职业素质的毕业生，企业的参与也必不可少。作为培养应用型技能人才的职业院校，应扩大校企合作的范围，为学生创造更多的实习训练的机会，在实际生产操作中提高其职业技能水平，这是培养高素质技能人才的重要途径。校企合作是一种互补模式，学校与企业双方的重视程度和参与程度都会影响合作的效果和深度。在机电一体化项目竞赛中取得较好成绩的国家如德国、韩国、日本等，在职业教育模式中都十分重视企业和学校的密切联系，企业参与到学校的实践教学环节中，甚至起着引导示范作用。因此，职业院校应积极拓展与企业的合作，为学生创造良好的专业技能实践的平台，让学生在得到实际技能训练的同时，也能获得在技术岗位上发挥能力的机会。

世赛竞赛的标准要求严格，体现了对青年职业技能人才的职业素质和专业技术规范的双重考量。在比赛中，参赛选手在竞赛的过程中，不仅体现了技能水平的高低，同时也表现出对职业技术规范的重视程度。以机电一体化项目为例，我国参赛者与日本参赛者相比，在工具仪表的准备上，日本选手在工具的摆放、使用、拿取方面显得十分有条理，在工具箱的配置上，韩国参赛者有工具箱、量具箱各1个，参赛时在使用工具后将其放回原位，这些良好的职业素质在比赛中都产生了良好的效果。在电气线路安装时，护套线在线槽外应去掉外层的护套层，传感器在安装和固定时，近传感器端需要预留10cm的长度为传感器调整做准备，绑扎带切割不能留余太长，必须小于1mm且不能割手，如此等等，都是世赛考查学生职业技术规范的着眼点。我国的参赛者在职业技术规范上与技能强国的选手相比还存在一定的差距，这从另一方面说明职业院校在培养学生技能的过程中淡化了职业素质的培养。因此，今后在职业技能应用型人才的培养过程中，应该坚持职业素质与职业技能并重的原则。

（二）课程内容和质量控制

借鉴世赛项目和比赛过程对职业院校和高等院校相关专业的建设与发展具有重要意义，可以引导职业院校和高等院校的人才培养工作。从世赛项目的设置、评分方法及评分点不难看出，作为培养应用型人才的院校，在课程设置上要加大技能学习的力度，理论要为实践服务，要敢于打破传统的课程体系和设置，根据项目要求灵活调整课程内容和授课方式，突出职业技能培养，重视实践能力的提高，同时要采取理论与实践一体化的培养模式，培养理论扎实、技能熟练的应用型人才。世赛机电一体化项目比赛考核了包括机械、气压工程、数控系统、编程、机器人技术及系统开发等方面的技能，要求机电一体化技术人员既要能进行机械维护及设备制造，同时也要能采集设备信息、部件（传感器）及调节设备。

从世赛进行过程中可以看出，职业技能竞赛对技能质量的要求很高，这对我国职业院校和高等院校人才的培养将产生重要影响。在德国莱比锡举行的第42届世界技能大赛的项目赛事过程体现了对质量要求的严格，以机电一体化项目为例，对选手的电气接线和电气装配考核都有较高的要求，对安装的精度和机械电气数据的测量精度都有考核。如在工业机器人的调整及运动过程中，机器人及所有辅助器件与周围的设备设施不能发生接触或机械碰撞；选手获得功能分满分，且专业技术规范丢分点不能大于三项，才可以拿到时间分和效率分。这些都反映了世界技术领域对应用型高级技能人才培养的高标准要求。作为培养未来应用型高级技能人才基地的本科院校和职业院校，要认清我们在技能人才培养上与世界标准的距离，要借鉴世赛技能强国在对学生质量意识培养方面的先进经验。学校抓学生教育质量的关键是要重视提升教学质量，使教师的教学和技能培训有水平和质量的保证，同时应注重提高学生在技能训练中对产品技术精度的要求。

世赛的评分采用的是不断反馈测评的评分机制，如机电一体化分为6个工作任务，对任务1完成评分测试后，给予反馈，选手可以及时发现自己的失分点和需要改善的地方；对任务2进行评分测试时，裁判将对任务1再次进行检测，判断选手是否完成调整。每个任务的打分均采用加分的方式，裁判按照选手完成的测试点给分，保证了得分的客观性，确保了评价质量控制。

（三）综合能力和节能环保

世界技能大赛作为一项国际化赛事，在考核参赛选手技能水平的同时，也突出了资料信息搜集和整理能力以及英语综合能力。世赛的前期注册、身份确认、比赛信息、相关资料公开等几乎全部通过互联网进行。参赛者只有掌握一定的信息搜集、整理和基本的语言沟通能力，才可以顺利比赛。世赛的所有题目、图纸、模型、评分表均为英文，这要求我们在对选手进行职业技能的培训提高时，也要对选手的基本素质及语言能力水平加以重视。因此，职业院校和高等院校在应用型技能人才培养的过程中，既要重视学生技能素质的提高，同时语言沟通、信息收集等综合能力的培养也要加强。

节能和环保是当今世界技术发展的一个趋势，在机电一体化设备安装和调试过程中，选手对耗材的应用规划和对加工工艺的选择，都会对能源的消耗产生影响。在机电一体化系统的运行中，可通过流量计和电能表对选手的能源消耗量进行计量，如在气压运动机构调整时，系统可正常工作的气压范围为0.4～0.7MPa，日本选手采用的是0.4MPa，韩国选手采用的是0.45MPa，我国选手采用的是0.5MPa，这样完成相同的运动距离，日本选手消耗的气量最少，节约了能源。在系统设计和安装时，还应该注意气管不要过长，电机不要频繁地启动，减少不必要的电器通电时间，合理规划机械的动作顺序，都可以实现能源的节省。另外，机电一体化系统中机械和气压设备的应用会产生噪声污染，控制噪声污染也是十分重要的。在完成系统安装和调试后，对现场的清洁以及对垃圾按照是否可回收的性质进行分类都很重要。在高素质技能人才的培养过程中，节能环保意识应该一直贯穿于对学生进行技能培训的全过程。

结语

世界技能大赛是一个国际化竞赛的平台，更是一个交流学习的平台，通过参加世界技能大赛的整个过程，能够很好地了解和学习在机电一体化竞赛项目上取得较好名次的国家或地区的先进经验。这些国家或地区的选手在竞赛整个过程中所表现出来的职业素质和职业能力，较好地符合了世界技能大赛的要求，也体现了世界技能大赛的竞赛内容与现实生产生活的密不可分的关系。研究世界技能大赛机电一体化项目竞赛的整个过程，对于我国建立完善、科学、系统的机电一体化技术课程教学体系，提高职业技能培训效果具有重要的借鉴意义。

参考文献：

[1]刘东菊.世界技能大赛对中国职业院校人才培养启示[J].中国职业技术教育，2012（36）：48-52.

[2]袁名伟，张玉洲.世界技能大赛项目设置与成绩特征研究[J].中国职业技术教育，2012（15）：51-54.

[3]庞党锋，闫虎民，泰姆堡・乔治亚迪（留学生）.《现代控制技术综合技能实训》课程探索[J].职业教育研究，2012（12）：125-126.

[4]刘东菊.世界技能大赛与中国职业院校技能大赛的比较研究[J].职教论坛，2013（22）：86-91.

机电一体化技术方向篇（4）

1.机电一体化技术的概念

机电一体化技术是指在机械工业领域内引进先进的微电子技术、计算机技术、机械技术、自动控制技术、传感测控技术、信息技术、电力电子技术、信息变换技术、软件编程技术以及接口技术等许多群体技术，根据机电一体化系统功能目标，优化组织目标，系统、合理地配置个功能单元，使得每一个小单元实现自己的特定功能价值的技术。当今社会随着科学技术的快速发展，机电一体化技术也随之发展，已经成了有着自身体系的一门新兴学科。机电一体化技术根据执行部分、动力部分和传感部分的不同功能完成系统的数字信息化过程，使得机构的主功能、控制功能、动力功能和信息处理功能得到极大的提升，实现机械工业企业的高质量、多功能、低耗能、高可靠性的目标，提升整个系统的工作效率，为企业创造更大的社会效益和经济效益。

2.机电一体化的发展现状

由于我国机电一体化技术的步伐比西方国家较晚，在几十年的努力工作，我国在机电一体化技术领域取得了一定的成果，但是与先进的发达国家相比仍有很大的差距。通过我国研究人员对国外先进技术的吸收和消化，研究人员已经自己研制出了许多具有机电一体化技术的机械系统，促进了我国机电一体化技术的发展。下面对机电一体化全球性的发展情况综述三点内容：

2.1.机电一体化发展的初级阶段。20世纪60年代以前为机电一体化技术发展的第一阶段，这一阶段作为机电一体化技术发展的初级阶段，人们还不知道机电一体化技术的概念，他们只会利用电子技术的初步成果来完善机械工业产品的功能和性能，为当今的机电一体化技术的发展打好了相当扎实的基础。机电一体化技术的初级阶段的发展受到了第二次世界大战的刺激，电子技术与机械产品的结合受到了战争的刺激，这是机电一体化技术在军用武器领域内的应用，战争结束后军用技术开始为人们利用了，使得战后混乱的经济发展状况快速恢复，对战后西方国家的迅速发展产生了积极的作用。

2.2.机电一体化技术的蓬勃发展阶段。20世纪70-80年代为机电一体化技术发展的第二阶段，可称为蓬勃发展阶段，这一阶段的机电一体化技术已经有了通信技术、计算机技术、控制技术等众多技术的基础，为以后的机电一体化技术的发展做了较好的铺垫。当时集成电路和微型计算机的大规模、超大规模的迅猛发展，为机电一体化以后的发展提供了充分的物质基础。

2.3.机电一体化技术进入深入发展阶段。20世纪90年代后期是机电一体化发展的第三阶段，这一时期机电一体化技术已经开始迈进了向智能化方向的发展，是机电一体化技术进入深入发展的重要时期。这一阶段机电一体化发生了很多变化，其一，机电一体化技术领域引进了光学通信技术和微细加工技术等先进的科学技术，出现了机电一体化的很多新分支，比如说光学通信技术的引进出现了光机电一体化的新分支，微细加工技术的引进出现了微细加工机电一体化的新分支。其二，研究人员对机电一体化的发展趋势和学科体系进行了深入研究，改善并优化了机电一体化系统的设计建模，分析和集成方法，使得机电一体化的发展引进了全新的阶段。其三，在神经网络技术、光纤技术以及人工智能技术领域取得的巨大利益促使机电一体化技术建立完整的基础，为它开辟了发展的广阔天地。

3.机电一体化的发展趋势

3.1.智能化。21世纪是众所周知的信息化时代，在信息化时代机电一体化技术向智能化发展，这是机电一体化技术最重要的发展方向之一。机电一体化研究者对人工智能越来越重视，将人工智能技术广泛应用在机器人与数控机床的智能化，极大的提升了当代科学技术的工作效率。智能化是指在控制理论的基础上，对机器行为的描述，吸收运筹学、人工智能、模糊数学、计算机科学、混沌动力学、心理学和生理学等新方法、新思想，模拟人类职能，使机械系统具有逻辑思维、判断推理和自主决策等能力，实现机器人与数控机床的更高控制目标。

3.2.数字化。机电一体化产品数字化的基础是微控制器的发展，它的设计与制造依赖于计算机网络的迅速崛起，比如机器人、数控机床和计算机集成制造等。由于机电一体化技术的数字化发展能够实现机器的远程操作、诊断和修复，因此，对产品的软件的可靠性、可维护性、操作性等具有较高的要求。

3.3.网络化。当今社会网络普遍使用，作为机电一体化产品的网络的各种远程控制和监控技术在迅速发展，这说明机电一体化已经向网络化方向发展。家用电器的网络已成大势，以计算机为中心的计算机集成家电系统，是机电一体化在家用电器身上的体现，所以说它已经迈进网络化方向的发展道路。

3.4.集成化。机电一体化本身就融合众多的相关技术，在相关技术的渗透和相互交叉结果下，实现各种结构的优化与复合，使生产过程的效率更高，环境更安全。集成化首先将机械系统分成若干层次，各部分协调、安全地运转，使得系统功能分散，然后再通过硬、软件将各个层次有机的联系起来，优化并强化其性能和功能。

结语：综上所述，机电一体化技术是集微电子技术、计算机技术、机械技术、自动控制技术、传感测控技术、信息技术、电力电子技术等众多先进技术的各种特点，依赖于众多相关技术的发展和进步。从机电一体化技术的现状可以看出，机电一体化正处于向智能化、数字化、网络化、集成化和微型化等方向发展的情况，说明着机电一体化具有更好的发展前景。

参考文献：

[1]艾述亮.对机电一体化技术若干问题的思考[J]. 赤峰学院学报（自然科学版）. 2010（11）

机电一体化技术方向篇（5）

科学技术的持续革命，使得整个社会都在以飞快的速度迈向科技化，科学技术对人类整个生活的影响日益紧密，机电领域当然也不可能脱离时代的怀抱，一枝独秀。在科学技术革命的影响下，机电一体化技术也逐渐应用于社会的相关行业，就笔者知道的就有很多煤矿都在采用机电一体化技术。机电一体化技术现如今应用状况和未来的发展又是怎样，这些都有待进一步探索、研究。

1机电一体化技术

机电一体化在20世纪90年代才开始进入发展的新阶段，纵观接近20年的发展成效，机电一体化技术取得了一定的成就。所谓机电一体化技术就是将机械、电工以及计算机等多种器械、技术融合在一起，并将其综合应用到相关的领域中。具体说来，机电一体化技术主要包括综合运用机械技术、自动控制技术、电子技术、计算机技术、接口技术、信息变换技术、传感测控技术以及软件编程技术。机电一体化技术的优势主要表现在以下几个方面：首先，采用多种技术和设备，功能众多，应用范围广，显著的提高生产质量和效率；其次，应用各种软件，尤其是编程技术，不仅应用效率高，而且检查和维修非常方便；再者，机电一体化技术和设备自带监督和控制功能，对于提高运行安全具有至关重要的作用，优化使用性能，显著的提高使用效率和质量。

2机电一体化技术的应用

机电一体化技术在我国各个领域都具有广泛的应用，典型的应用主要包括工业机器人、钢铁企业、煤矿机械以及数控机床等，具体表现为：

2.1机电一体化技术在工业机器人中的运用

现阶段，大量智能化、数字化的工业机器人，逐渐的取代传统的人工流水线作业模式，智能工业机器人的广泛使用，不仅能够解放了大量的人力，同时还显著的提高了工业生产水平和质量。此外，随着机电一体化技术在工业机器人优化、升级和换代中的应用，能够推动机电一体化技术逐渐的向数字化、智能化以及机械化方向发展。

2.2机电一体化技术在钢铁企业中的应用

机电一体化技术在钢铁企业中的应用，能够将仪器仪表、显示装置、通讯装置、工控系统以及微机系统联合起来，在提高钢铁企业的生产可靠性、安全性、质量以及精度等做出了重大的贡献。机电一体化技术在钢铁企业中的应用优势具体表现为：其一，其在高炉控制系统中的应用，能够实现系统的智能化控制；其二，计算机控制中心利用信息采集系统对钢铁企业各个单元的数据信息进行采集，并由计算机控制中心通过网络通信系统对各单元进行动态的控制；其三，利用现场总线技术，显著的提高信息数据通信传输效率和质量；其四，利用计算机集成制造系统对生产过程进行全面控制，为实现钢铁企业的一体化管控奠定坚实的基础。

2.3机电一体化技术

在煤矿企业中的应用机电一体化技术在煤矿企业生产中的应用，能够有效的提高煤矿机械设备的运行质量和效率，显著的提高矿井运输和安全监管效率，并且煤矿机电一体化设备重量轻、体积小、功能众多、操作方便等优点，降低操作人员工作强度的同时，在很大程度上提高煤矿的生产效率和质量，在提高煤矿企业经济效益方面发挥着至关重要的作用。

2.4机电一体化技术在数控机床中的应用

数控机床以其独特的优势被广泛的推广和应用在工业生产中，目前数控机床逐渐的多元化、数字化方向发展，通过将机电一体化技术应用在数控机床中，能够推动数控机床向模块化、总线式方向发展，显著的提高数控机床的制造效率和操作精度。同时，机电一体化技术的发展，数控机床逐渐的向智能化方向发展，显著的提高生产效率和精准度，和传统机械生产相比具有明显的优势。

3机电一体化技术的未来发展趋势

机电一体化技术以其独特的优势被广泛的推广和应用，并且随着科学技术的发展和应用，推动机电一体化技术不断的创新和发展，机电一体化技术的未来发展趋势主要表现在以下几个方面：

3.1绿色环保趋势

在低碳、环保的时代背景下，机电一体化技术的应用能够有效的提高资源的利用率，最大化的发挥资源的价值，降低资源的浪费，显著的降低对生态环境的破坏或者不良影响。同时，随着绿色、环保、可持续理念的推广和进一步深入，机电一体化技术不仅能够降低污染物的排放和资源的浪费，还能够对污染物进行回收和在利用，最大化的发挥资源的价值，实现经济效益和环境效益的双赢。

3.2微型化趋势

现阶段，不仅宏观经济逐渐的向微观经济发展，以机电一体化技术为代表的机械行业，也逐渐的想微机械方向发展，尤其是纳米技术、微米技术的推广和应用，为机电一体化技术和产品想微型化发展提供了便利。同时，微型机电一体化产品材料消耗少、重量轻、能耗低以及体积小，不仅在工业机电行业具有广泛的应用，在刑侦、医疗以及生物技术方面也具有良好的发展前景。

3.3智能化趋势

随着科学技术的快速发展，当今社会逐渐进入智能化时代，智能机器人的研发和在生活、工作中的应用，不仅能够代替人的大多数功能，而且部分功能比人类自身更加强大，并且智能机器人可以升级、改造，将生理学、管理学、自然科学、运筹学等知识编入智能机器人芯片，能够不断的丰富和完善智能机器的功能，其在机电一体化领域的应用，能够显著的提高机电一体化运行和工作效率。

3.4网络化趋势

互联网已经覆盖全球，并且随着计算机网络的推广和深入应用，其在机电一体化领域的应用取得了良好的效果，尤其是“互联网+物联网”的模式，在推动机电一体化向方格化和网络化方向发展发挥着至关重要的作用。结束语机电一体化技术的应用领域还比较少，所发挥的效力也比较有限。在未来的发展中，还需要众多的技术支撑。为了更快地推进我国工业化的实现，机电一体化技术是工业机械化发展的必然趋势。

参考文献

[1]姜新嘉.浅析机电一体化技术的应用及发展趋势[J].电子制作,2013(08):231.

[2]刘耀海.浅谈机电一体化技术的应用与发展趋势[J].信息系统工程,2012(10):89+95.

机电一体化技术方向篇（6）

中图分类号：TU85 文献标识码：A

机电一体化是科学技术发展的必然成果，它将机械设备、电子信息和自动控制等相关技术有机的结合起来，成为一门综合型高新技术产业，大幅度提高了工厂的生产技术水平。通过推广新型电子技术对传统工业产业链的改造，成为了当今提高工业生产管理水平，促进机电一体化产品的开发的重要措施。因此，加快机电一体化的课程研究已成为世界各国争相研究的技术内容。

1机电一体化技术的特点

机电一体化作为一门综合型的技术科学，它综合了电子技术、计算机科学和机械技术相关方面的内容，使整个工业技术水平和相关生产产品更加系统性、科学性和完整性。在整个工业操作系统中，各个组成部分相互配合，协同工作，并且各项工作内容互相补充，使工业技术的发展不断向着科学化、高效化的方向发展。机电一体化在现代工业中的得到普遍应用，其科学的技术特点主要体现在几个方面：（1）机电一体化具有体积小，重量轻的特点。机电一体化融入了大量的新型技术产品，随着新型半导体和集成电路技术的研究进展以及液晶显示在机电一体化中的应用使得机电一体化体系中的控制和测量系统的重量和体积都大为减小。（2）机电一体化使整个生产作业过程的生产速度加快，精度变高。随着工业生产集成电路的不断优化改造，使得整个工业系统的各个操作步骤速度不断提升并且精度变高。（3）拥有高度的集成控制系统。机电一体化往往可以通过改变计算机上的运行条件就可以改变操作流程的运动状况，具有安全性高和操作简单的特点。

2对机电一体化技术发展概况的探讨

机电一体化自产生以来经历了较长期的应用研究和发展历程。我国机械制造业等相关工业在出现机电一体化技术之前，世界各国已开始从事大量有关对机械技术设计和自动化控制功能设计的研究，并且相关研究工作者为了配合工业较高的生产技术要求已经研究和开发了较多的机电一体化系列产品，随着科技的进一步发展，机电一体化概念最早由七十年代日本人长期的研究和实践工作总结出了机电一体化这一概念，并且机电一体化在以后的应用研究中得到不断完善。在后来的十到二十年内,随着信息技术的研究进展使电子计算机的性能逐步提高,电子信息技术被越来越多的机电一体化企业所采用来开展机电一体化产品,当时开展的典型的机电一体化产品像数控机床和汽车的电子控制系统等。而随着科学对更大规模集成电路和微型电子技术的研究和投入使用，使机电一体化的机械电子结合形式更加方便灵活、组成内容更加全面具体而机电一体化的应用也变得更加广泛。

3关于技术一体化技术的在未来几年的发展趋势

机电一体化是机械、控制、计算机等多学科的交叉融合,在当前很多工业生产中都离不开机电一体化的技术支持，相信在未来的工业发展中，机电一体化将会发挥着更重要的作用。当前，机电一体化的发展依托于相关科学技术的进步与发展,其在未来的主要研究和发展方向为数字化、智能化、网络化、人性化、微型化、集成化和绿色化等。

3. 1 数字化

由于微控制器和接口技术的研究进展，使其成为了机电一体化产品数字化的条件基础，又由于计算机信息网络的迅速发展,为机电一体化的数字化发展提供了前进的方向,如机电一体化的虚拟设计和计算机集成制造等。向着技术数字化发展要求机电一体化产品的操作系统软件具有较高的可靠性、通用性、易操作性、自身良好的诊断能力等。而机电一体化数字化的实现将更有利于工业生产流程的远程控制操作、系统自身诊断和修复功能。

3.2 智能化

随着技术设备的先进化和科技化，机电一体化处理器速度已经飞速提高和电子计算机变得更加高性能化，智能化是科学技术发展的核心以及工业发展的必然要求。因此为向机电一体化系统中嵌入智能控制算法，相关专家做了一系列智能产品的研究并将其投入到机电一体化行业中来，电子技术为智能化创造了条件，加上传感器系统的高度集成化的技术进步，更加有力地推动了我国机电一体化产品向智能化方向发展，使机电一体化具有一定程度的判断推理和自主决策能力。

3.3.网络化

随着当代计算机网络的快速发展,计算机网络带来的各种远程控制技术和监视技术也随之而来。而机电一体化产品作为远程控制系统的设备基础,可实现局域网技术等使电器网络化可行,网络技术可把各种用途的设备通过网络集成实现集中操作控制 ,让人们更加方便快捷的实现各种技术设备的综合运用。

3.4微型化

微电子技术的快速发展带动了微型机电系统的发展，由于体积庞大和重量大的设备已不能满足生产工作的需要，所以追求高新技术的微型化成为机电一体化发展的必然要求。微型机电一体化产品体积小、耗能少而且运动灵活，在许多高新技术产业都有着强大的优势。它可以完成很多工作任务较难的工作，为当代的技术工业化发展带来的巨大优势。

机电一体化除了以上几方面的发展方向，仍向着模块化、人性化的方向发展，使机电一体化技术以符合人的意志进行工作，这些发展内容为机电一体化的科技化发展提供了新的发展方向和发展目标。相信未来的机电一体化事业将会是先进科学技术发展下的优秀结晶成果。

结语

机电一体化在当代制造行业中的应用研究和发展加快了工业的先进化和科技化技术水平。机电一体化作为当代相关制造行业的重要核心技术，技术上的改革和各个组成部分的技术支持是实现更大发展的基础，随着机械技术、计算机技术和自动化技术的进一步发展，拥有更完整、更科学的系统体系已成为机电一体化未来发展的重要目标。在机械技术中我们要合理使用电子信息技术，使整个工业流程的运行和相关企业的产品性状都有较大的良性改变，让产品拥有更高的功能特性和附加价值，为社会各个领域带来更大的经济效益。

参考文献

机电一体化技术方向篇（7）

机电一体化的发展现状

(1)第一阶段。机械一体化技术大致经过了三个发展阶段,第一阶段起于上世纪的60年代,人们逐步的将电子技术应用到机械产品的生产过程中,机械产品性能得以提升。二战以后,机械产品和电子技术的合作进一步加深,机电技术的结合对战后经济恢复和繁荣起到了重要的作用。但是这期间的电子技术发展水平比较低,电子技术和机械技术还没有真正的结合,机电产品也没有得到大范围的推广。(2)机电一体化蓬勃发展的阶段。上世纪七八十年代是机电一体化发展的第二阶段,通信技术、计算机技术和控制技术在此期间发展迅速,为机电一体化技术的发展提供了技术保障和支持。在此期间,微型计算机以及集成电路发展的规模日益壮大,机电一体化技术的发展有了物质基础。各国都加大了对机电一体化技术的重视程度,机电一体化技术得到了快速的发展,机电一体化产品逐渐增多。(3)机电一体化新时期的发展。智能化、自动化和模块化是机电一体化的典型特征,机电一体化技术在上世纪90年代以后得到了更大程度的进步,通信技术以及光学技术逐渐进入机电一体化,有关机电一体化的研究逐渐增多,机电系统的分析、集成方法和建模设计逐渐增多。在人工智能技术以及光纤技术的影响下,机电一体化的发展前景更为广阔。我国对机电一体化的研究始于上世纪80年代,近年来也获得了较大的进展,但是目前我国机电一体化技术还存在产品水平较低、科技基础较为薄弱、发展潜力不足以及高水平产品较少的问题,机电一体化技术还需要进一步的发展,增强技术发展对我国经济发展的促进作用。

机电一体化技术的发展与思考探析

经济的发展带动科技的进步,科技的进步也会反过来促进经济的发展,两者之间是相辅相成的关系。机电一体化技术经过长达半个世纪的发展,已经是集电子、机械、控制、计算机技术以及光学和信息技术于一体的综合学科。在新时期,机电一体化技术也会朝着更加智能化、绿色化、数字化和微型化的方向发展。(1)智能化。智能化是技术的发展方向,机电一体化技术和产品在信息技术、模糊技术的帮助下,会朝着智能化的方向逐渐发展。未来的机电一体化产品不再是层次结构较为简单的产品,技术产品需要向着有冗余度和复杂的双向联系发展,人工智能在机电一体化技术中的应用将进一步加大,提高该技术在数控机床和机器人中的应用力度。此外,机电一体化技术的研究和发展要加大对运筹学、人工智能、计算机技术、动力学、模糊数学和心理学的研究,通过新技术和新方法来提高机械的模拟能力,使生产机械具有人类的逻辑思维能力、判断能力以及自主决策能力,整体上提升机电一体化的智能化。机电一体化技术和产品虽然不能达到人脑的智能化程度,但是机电一体化产品微处理器的高速和高性能还是可以实现的,智能化是机电一体化的发展方向。(2)柔性化。柔性化是对突发事件应对能力的提高,机电一体化的控制和执行将会有更高程度的冗余度,系统之间能够按照任务的分配来实现独立的工作,增强自身的自律性。柔性化的典型特点是机电一体化技术的子系统可以产生附加信息,在完成总工作任务的前提下要实现信息的产生和附加,提高系统的处理能力和反应能力,减少故障对机电一体化技术的影响,整体上提升机电一体化技术的发展水平。(3)网络化。计算机信息技术改变了人们的生活,人们工作的效率逐渐提高,生产领域、教育领域以及政治军事领域都进行着重大的变革。计算机网络实现了生产部门之间的连接,质量可靠、功能良好的机电产品会在计算机网络的帮助下进一步的发展和完善起来。与此同时,机电一体化技术的网络化还会简化生产的流程,减轻工作人员的任务量,实现机电产品技术新的发展。(4)模块化。未来的机电一体化产品虽然具有智能化和柔性化的特点,但是产品不同系统之间的分工将会更加精细,机电产品的模块化将是未来发展的方向。机电产品的模块化是系统而复杂的工作,研制人员需要对机械接口、环境接口、动力接口以及电器接口进行整体的研究和分类,使机电一体化产品成为具有识别功能、视觉和图像处理功能的新型产品,实现电器产品的系列化和标准化。结语随着经济的发展和科技的进步,机电一体化技术在众多领域得到了广泛的应用,提高了生产效率,增强了信息处理的精度和准度。机电一体化技术是集机械、电气、信息处理等于一体的综合技术,机电产品和技术会向着智能化、自动化、网络化和模块化的方向进一步发展,扩大机电产品和技术的应用范围。

机电一体化技术方向篇（8）

2机电一体化未来发展方向

所谓的机电一体化，实际上是以信息技术控制机械的操作，这就要求首先必须发展信息技术，因为信息技术负责机械控制的应用，它包括负责控制方法、数据分析、运行反馈、分析决策等，如果没有先进的信息技术支持，那么机电一体化不能有效率地展开，也不能满足经济的发展与社会的需求，在信息技术发展后，机械技术要同步更新和发展，它需要能满足信息技术的要求，两者同时提高、有效整合，正是未来发展的方向。第一，机电一体化技术要向智能化方向发展。随着科技的进步，目前智能化的研究取究正在不断的发展，人们在信息技术中大量应用到数掘挖掘技术、粗糙集理论等等，这些都是信息技术智能化的基础，它们能让信息技术拥有模拟人一样的思维，同时它具有学习能力、决策能力等。这些先进的信息技术应用到机械设备当中，工作人员可以用程序的方法让机械设备按照预定的流程进行工作。原来这些工作需要耗费大量的人力资源，而现在只需要很少的人力就能完成，它能大幅度地降低人力的使用，同时，人力资源的精减也使管理得到更高的效率，达到企业结构优化、提高经济效益的目的。机械设备不仅向着智能化的方向发展，还向着机械人的方向发展。机器人的行动会更加的灵活，同时也会被赋予人类的一些简单的行为，机器人能提炼出人的思维流程，模拟人类数据分析的方法，它能使智能化向着更进一步的方向发展，比如说机器人拥有自我决策能力以及逻辑判断能力等，可以看到，未来机械设备将来逐渐摆脱人的控制而让这些智能机械人操作。第二，机电一体化技术还要兼顾环保的需求。随着经济的发展与科学的进步，人们已经意识到周围的环境正在变化，日趋减少的自然资源和正在恶化的生存环境是人们必须要去面对的问题，现在人们已经越来越意识到除了要保证科学的发展，同时也要兼顾环保的控制，因此机电一体化在设计过程中，也要注意到环保的理念，使机电一体化设备更能满足人们的需求。要求机电一体化拥有环保的性能，要求设计机电一体化设备时能对资源有效的利用，同时要尽可能做到对废旧的资源能进行再回收、再利用，要能实现使用最小的资源能得到最大的产出效果，机电一体化技术向着环保的方向发展既是企业节省成本的需要，也是社会的整体需求，机电一体化技术只有满足环保的需求才能适应未来经济发展的需求，设备才能持续性发展。第三，网络化发展是机电一体化的趋势。网络技术的发展给人们的生产、生活方式带来巨大的改变，这种改变也对机电一体化带来巨大的影响，比如在机电一体化设备的生产上，人们可以通过网络技术的数据采集与分析，了解到社会对机电一体化设备的需求，生产厂家可以针对此市场需求开发；在机电一体化工艺技术的共享上，由于网络技术能将信息迅速传播，一旦机电一体化设备出现新的工艺、新的设计构思，很快就能被相关人员了解，人们可以通过网络的方式共同探讨；在机电一体化设备的使用上，由于网络技术的迅速发展，未来远程对机电一体化设备进行操作成为可能；同时，由于网络技术与信息技术的结合，当机电一体化设备出现异常状态时，人们可以远程收到机电一体化设备运行的状态数据，对设备进行远程评估与诊断，这些方式将对机电一体化设备的发展产生极大的影响。

机电一体化技术方向篇（9）

中图分类号： F407 文献标识码： A

0 前言

机电一体化技术是一门跨学科的综合性高技术，是由微电子技术、计算机技术、信息技术、机械技术以及其他技术相互融合而构成的一门独立的交叉学科。近几年来，机电一体化发展迅猛，新产品不断涌现。可以说，从军事到经济、从生产到生活、从简单的消费品生产到复杂的社会生产和管理系统，机电一体化几乎达到“无所不在、无孔不入”的地步。综观五彩缤纷的机电一体化大世界，联系目前国际国内高新技术的发展动向，人们认为机电一体化将朝着智能化、人格化、微型化和集成化的方向发展。

1 机电一体化概述

机电一体化是指在机构得主功能、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已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。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、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，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。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后，其中微电子装置除可取代某些机械部件原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

2机电一体化的发展方向

2.1 机电一体化逐渐趋向于智能、微型和系统人性化

智能化是机电一体化技术发展的一个重要方向。智能化是机器在控制理论的基础上，添加上人的智能、计算机科学、模糊数学等新的思维和方法，模拟人类的智能，从而来实现更高的控制目标。微型化是精细加工技术发展的必然阶段，也是提高效率的需要，微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术等。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等的各种特点，可以进入一般机械无法进入的空间并容易进行操作，故在生物医学和航空航天等领域，都有广阔的应用前景。

2.2逐步向网络化、模块化和环保方向发展。

网络的普及，及其网络技术的飞速发展对机电一体化有重大的影响，正逐步朝向网络化方向发展。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电一体化产品单元模块是一项复杂而又重要的工作。如可以研制有动力单元，并且具有图片处理、识别等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置，这样，机电一体化产品的生产企业就可以利用标准单元迅速开发新的产品，同时也可以不断扩大生产规模。另外由于科学技术的快速发展，人们生活也发生了很大改变，生活舒适的同时，资源在不断地减少，环境受到严重的污染。这就要求在设计、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的健康要求，机电一体化产品要做到对环境无危害或危害极少，有利于提高资源的利用率和持续发展。

3提高机电一体化水平的措施

3.1自主开发与技术创新

在21世纪创新是企业竞争的焦点，市场是用户的市场，只有不断满足用户日益增长的要求，开发出新产品，才能使企业在激烈的市场竞争中立于不败之地。而我国长期以来习惯对引进技术消化、吸收，而创新则重视不够，更不易形成自主开发能力。所以，加大技术引进中的消化吸收，以市场需求为导向进行创新性的研究，以形成自主开发和技术创新能力为根本目的，才是提高产品技术含量和增强市场竞争能力的根本途径。

3.2走依靠科学技术之路

一是以重点项目为突破口，将国家科技计划中有关机电一体化的项目集成，资金集中使用，支持一批重点技术、重点产品、重点工程的创新活动，实施重点跨越式的发展战略，集中解决一些重大问题。二是抓好机电一体化中共性技术和基础技术、基础理论的研究。利用新原理、新理论带动机电一体化的突破。

3.3注重人才培养

21世纪的竞争是人才的竞争，发展中国家的人才大量向发达国家流动是当今一个需要引起我们高度重视的问题。如何培养人才，如何留住人才是一个社会性的问题。机电一体化涉及的技术很多，培养这方面的人才应按照“机为主，电为次，控制、计算机和信息为辅”的原则。要着重培养学生的机械设计理论、方法，掌握电子、控制的基本原理，能利用计算机进行设计、管理，会选用电器元件和传感器并具有初步的软件编写和开发能力。培养博士生、硕士生、本科生、大专生、技师操作维修人员等各种不同层次人才从事和适应不同工作。

3.4用高新技术改造与提升机电一体化

我国的机电一体化虽已取得了许多成果，但随着科技的发展和社会经济的进步，对机电一体化技术提出了许多新的和更高的要求，所以机电一体化也必须要用高新技术改造自身、提升自己，提高产品的市场竞争能力。

4 结语

综上所述，机电一体化的出现不是孤立的，它是许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。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。

机电一体化技术方向篇（10）

机电一体化技术是面向应用的跨学科技术，是机械、微电子、信息和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。今天机电一体化技术发展飞速，机电一体化产品更日新月异。

一、机电一体化的核心技术

1.机械技术：是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。

2.计算机与信息技术：其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

3.系统技术：即以整体概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，是实现系统各部分有机连接的保证。

4.自动控制技术：其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

5.传感检测技术：是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。

6.伺服传动技术：包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。

二、机电一体化的发展进程

1.数控机床问世：自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已50个年头。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段，尤其是在1999年后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。

2.微电子技术的发展：我国的集成电路产业起步于1965年，经过30多年发展，已初步形成包括设计、制造、包装业共同发展的产业结构。

3.可编程序控制器（PLC）的应用于工业：上世纪60年代后期，美国汽车制造业开发一种Modular DigitalController（MODICON）取代继电控制盘。MODICON是世界上第一种投入商业生产的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽车工业获得大量应用。80年代是它走向成熟，全面采用微电子及微处理器技术。90年代又开始了PLC的第三个发展时期。90年代后期进入了第四阶段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向现场总线网络的体系结构，采用开放的通信接口，如以太网、高速串口；采用各种相关的国际工业标准和一系列的事实上的标准；从而使PLC和DCS这些原来处于不同硬件平台的系统，正随着计算技术、通信技术和编程技术的发展，趋向于建立同一硬件平台，运用同一个操作系统、同一个编程系统，执行不同的DCS和PLC功能。这就是真正意义上的EIC三电一体化。

4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术的出现：以激光技术为首的光电子技术是未来信息技术发展的关键技术，它集中了固体物理、波导光学、材料科学、微细加工和半导体科学技术的科研成就，成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科，对于国家经济、科技和国防都具有重要的战略意义。

三、机电一体化向智能化迈进

20世纪90年代后期，各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头角，出现了光机电一体化和微机电一体化等新支；另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地，也为产业化发展提供了坚实的基础。未来机电一体化的主要发展方向有：

1.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，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。

2.网络化：20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。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。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

3.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（MEMS），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。

4.绿色化：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。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。

5.系统化：其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线结构。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，特别是“人格化”发展引人注目，即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。一是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。

结束语：

当然，机电一体化的发展不是孤立的，与机电一体化相关的技术还有很多，并随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的发展与应用也将更加广阔。

机电一体化技术方向篇（11）

    机电一体化技术是面向应用的跨学科技术,是机械、微电子、信息和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。今天机电一体化技术发展飞速,机电一体化产品更日新月异。

    一、机电一体化的核心技术

    1.机械技术:是机电一体化的基础,机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应,利用其高、新技术来更新概念,实现结构上、材料上、性能上变更,满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。

    2.计算机与信息技术:其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

    3.系统技术:即以整体概念组织应用各种相关技术,从全局角度和系统目标出发,将总体分解成相互关联的若干功能单元,接口技术是系统技术中一个重要方面,是实现系统各部分有机连接的保证。

    4.自动控制技术:其范围很广,在控制理论指导下,进行系统设计,设计后的系统仿真,现场调试,控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。

    5.传感检测技术:是系统的感受器官,是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强,系统的自动化程序就越高。

    6.伺服传动技术:包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置,伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。

    二、机电一体化的发展进程

    1.数控机床问世:自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已50个年头。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段,尤其是在1999年后,国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金,使数控设备制造市场一派繁荣。

    2.微电子技术的发展:我国的集成电路产业起步于1965年,经过30多年发展,已初步形成包括设计、制造、包装业共同发展的产业结构。

    3.可编程序控制器(PLC)的应用于工业:上世纪60年代后期,美国汽车制造业开发一种Modular DigitalController(MODICON)取代继电控制盘。MODICON是世界上第一种投入商业生产的PLC.70年代是PLC崛起,并首先在汽车工业获得大量应用。80年代是它走向成熟,全面采用微电子及微处理器技术。90年代又开始了PLC的第三个发展时期。90年代后期进入了第四阶段。其特征是:在保留PLC功能的前提下,采用面向现场总线网络的体系结构,采用开放的通信接口,如以太网、高速串口;采用各种相关的国际工业标准和一系列的事实上的标准;从而使PLC和DCS这些原来处于不同硬件平台的系统,正随着计算技术、通信技术和编程技术的发展,趋向于建立同一硬件平台,运用同一个操作系统、同一个编程系统,执行不同的DCS和PLC功能。这就是真正意义上的EIC三电一体化。

    4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术的出现:以激光技术为首的光电子技术是未来信息技术发展的关键技术,它集中了固体物理、波导光学、材料科学、微细加工和半导体科学技术的科研成就,成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科,对于国家经济、科技和国防都具有重要的战略意义。

    三、机电一体化向智能化迈进

    20世纪90年代后期,各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头角,出现了光机电一体化和微机电一体化等新支;另一方面,对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地,也为产业化发展提供了坚实的基础。未来机电一体化的主要发展方向有:

    1.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,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。

    2.网络化:20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。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。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

    3.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(MEMS),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。

    4.绿色化: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。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。

    5.系统化:其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线结构。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,特别是“人格化”发展引人注目,即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。一是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。

    结束语:

    当然,机电一体化的发展不是孤立的,与机电一体化相关的技术还有很多,并随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的发展与应用也将更加广阔。