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中圖分類號：T9 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）10-0047-01
機電一體化技術是以其產品為載體而體現出來，是機電一體化技術發展至今的技術水平體現。機電一體化產品設計人員，要使產品設計符合機電一體化技術要求，并富于時代感，就要對于產品設計技術以掌握，并具備多種技術融合的技術能力。面對機電一體化產品的技術先進性和復雜性，就要將符合當代機電一體化技術發展的產品設計理論建立起來。
一、機電一體化產品概念設計理論構建的意義
在機電一體化產品設計中，概念設計對于產品質量起到至關重要的作用。作為產品設計中的重要階段，對于產品質量的決定程度可以達到70%以上。要獲得性能優異的機電一體化產品，就要將機電一體化產品概念確定下來，制定出相應的設計方案和設計技術方法。概念設計理論首先是基于概念設計思想而建立起來的，在其基礎上還先后出現了多種階段性設計理論，如TRIZ設計、公理化設計QFD設計理論等等，對于機電一體化技術發展進程中所獲得的創新設計成果發揮了重要的推動作用。
在機械工程研究領域中，這些理論被運用于其中，進行組合設計而形成了技術綜合性較強的設計產品，由此而促進了機電一體化系統的多種學科交叉。系統的繼承性決定了其設計的復雜性，多門科學技術的融合，使得原有的單一化設計理論不再適應目前的科技發展需求。那么，在機電一體化產品概念設計理論研究中，就要從機電一體化系統自身的性能出發，結合設計目標而建立起完整的概念設計理論，以對創新設計的機電一體化產品以指導。與此同時，還要在機電一體化產品設計概念理論建立起來之后，結合相關學科，以使理論研究逐漸擴展。
二、機電一體化產品概念設計理論研究現狀
按照現代機構角度對機電一體化系統進行分類，可以劃分為三個子系統，即廣義執行機構、信息處理及控制系統和傳感檢測系統。將三個子系統相銜接，建立起框架體系，不僅有效實現機電一體化運動功能，而且還促進了產品創新設計。在機電一體化產品設計系統中，廣義執行機構子系統是核心部分，其概念設計理論研究關乎到機構運動的總功能。特別是在基本工藝動作設計過程中，要基于廣義執行機構的概念設計理論對基本的工藝動作進行構思，以使其具有動作的獨立執行能力。當執行動作的創新技術確定下來之后，就可以結合機構系統建立框架模型，以使系統設計更具有可操作性，而且采用這種方式更能夠結合計算機輔助進行產概念設計。
對于機電一體化產品的框架模型而言，仿真問題是最為重要的。作為設計結構復雜的動態系統，機電一體化產品實現動態性能的同時，更要注重系統仿真性嫩的驗證。那么，在機電一體化產品概念設計階段，就要確立功能實現的約束條件，將各種相關的仿真軟件技術納入到框架模型當中，運用各種通用建模技術，使用仿真軟件將諸如原理圖、鍵合圖、信號流圖以及方框圖等等參數化。運用Simulink仿真軟件將系統仿真平臺建立起來，以為機電一體化產品概念設計的實現奠定基礎。
三、機電一體化產品概念設計理論的發展展望
對于機電一體化產品設計人員而言，產品概念設計理論具有重要的指導作用。國外研究機電一體化產品概念設計理論所獲得的成果，是建立在研究電子控制理論的基礎上的。國內的研究學者則著重于機電一體化產品的運動結構研究。機電一體化系統是基于多種學科而建立起來的，這就需要產品設計者對于產品從多種學科角度進行研究，并趨向于產品概念理論的使用操作性。雖然國內外對于機電一體化產品設計理論的研究方向有所不同，但研究目標是相同的，且對于新技術、新產品的開發具有重要的指導意義。
關于機電一體化產品概念設計理論，從研究趨勢上來看，還要面臨諸多問題有待解決。比如，在進行機電一體化產品概念設計理論時，還要將推理方法建立起來；對于機電一體化產品的運動機構進行分類，為了對驅動元件以及傳動機構等等進行選擇，還要將驅動元件庫以及機構執行庫建立起來；對于傳感器的選擇，有賴于測物理量的參數定量化，以確定傳感器類型。此外，還要將信息處理、控制方法庫建立起來，以提高系統軟件和硬件的可控性。機電一體化產品在不同的設計階段，都會產生不同的概念設計理論，將產品概念設計評價體系建立起來，以利于產品不同階段設計有效銜接。
總結
綜上所述，對于機電一體化產品設計人員而言，概念理論設計所發揮的指導作用是不容忽視的。中國目前對于機電一體化產品設計的研究主要是基于運動功能為主產品結構設計。作為多種學科集合的機電一體化技術，其復雜性決定了機電一體化產品概念設計理論的重要性。
參考文獻
【關鍵詞】企業；技術改造；經濟分析
機電的一體化系統并未形成具體的標準和統一的定義，從機械的角度上認為機電一體化系統的本質特征就是機械，是在機械的系統的主功能和相應的信息以及控制功能的實現上引進了相應的電子技術，使相應的機電系統實現與軟件的有機結合，是一種特殊的機械系統。從機電系統的設計功能上考慮，完成了機械類、運動和信息等多任務的機械和相應部件聯系起來，形成了機電系統的一體化模式以及形成了完整的機電系統，強調各種技術和功能的協調和良好結合，從而形成相應的機電的自動化系統。
一、機電系統的概念設計中的信息一體化
隨著經濟的發展和相應的技術革命，各學科的基礎理論由于研究基礎的發展和技術的相互滲透實現了產品設計的不斷發展和完善，相應的機械設計逐步走向自動化和智能化的發展趨勢從而實現機械設計指導的自動化和科學化、知識化。通過相應的計算公式和模型設計和比對實現了最優化的方案設計模式，機械概念設計的發展也逐步向現代化的設計模式靠近。通過計算設計的分析和綜合，實現了更大范圍內的機電系統的信息流動和管理控制，從而使相應的信息流更好地為機電系統的一體化設計服務。計算機與機電系統設計的相結合實現了信息載體的轉換，通過更為新穎和快捷的設計方式和信息交流實現了信息的極大交流，從而使相應的機電系統設計方案的設計和選擇達到最優狀態。
二、機電系統概念設計中的功能結構一體化
功能結構的設計是機電系統設計的重點和關鍵，一般說來機電系統的功能結構設計分為功能設計和功能映射兩個模塊，然而這樣分塊的設計模式使機電系統的設計過程建立在抽象的概念基礎之上，難以實現形象化和具體化的特點，設計過程中易出現信息的模糊和殘缺，致使這樣的設計模式難以形成形象而直觀的感受，并從相應的機械制造的理論層面進行推理控制，這樣的設計方式不利于機電系統概念設計的一體化模式的形成和協調。在相應的機電系統概念設計過程中應在建立了信息交流模式的基礎之上增強概念系統設計的可行性和可操作性。在建立相應的信息交流模式基礎之上實現機電系統的一體化優化設計。
三、機電系統概念設計的機電技術一體化
傳統的機電系統的概念設計將機械與電子技術結合起來，從而通過機械、電子技術的系統結合實現相應的機械系統的功能特點，同時改變了人工的操作和判斷，形成機電系統的自動化模式，并通過相應的程序協調機電系統的任務模式。然而傳統的機電系統的設計難以滿足現代機電系統設計的創新性要求，從而要實現一體化和自動化、智能化的發展模式。實現機械系統和電子技術的良好結合，從整體的系統功能上進行協調，從而實現機械技術和電子技術的協調組合，共同構成機電系統的功能結構。
四、機電系統概念設計的人機交互系統一體化
機電系統的一體化和信息化設計的最終目的是形成人機一體化的交互模式，形成智能化和科學化的機電系統的設計方式，隨著計算機技術和相應技術的發展和創新，機械設計和應用的智能化模式逐步成為機械設計和應用的發展模式，人機交互系統的設計實際上實現了更為方便快捷的系統操作和應用模式，同時也提高了相應的生產的效率，提高了設計的科學化程度。在機電系統概念設計過程中，應以人為本建立機電系統的協同發展決策，從而使相應的機電系統充分使用于相應的設計人員。
參考文獻
關鍵詞：機電一體化 發展過程 前景展望
現代科學技術的發展，使得單純的單一學科應用已遠遠無法滿足人類社會的生產生活需要。各學科相互滲透，相互促進，為新的技術改革，知識創新提供契機。機電一體化技術就是在這樣的背景下發展而成的。
一、機電一體化技術簡介
機電一體化又稱機械電子學，英語稱為Mechatronics，它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部分組合而成的。最早提出這一概念的是1971年日本雜志《機械設計》一書的副刊。時至今日，機電一體化這一概念已經廣泛的被接受和應用。
機電一體化技術并不是單純的機械學與電氣或電子學的結合，而是在上述兩種技術的基礎上融合了信息技術，傳感器技術，自動控制技術，計算機技術，接口技術，信號變換技術以及軟件工程技術等多種科學技術，并不斷發展，廣泛應用的一門新興科學技術。
二、機電一體化技術的發展狀況
（一）、世界范圍內的發展
20世紀60年代以前為初級階段。這一時期，人們在生產生活中并沒有刻意的將機械學與電子學技術結合起來，而是不知不覺的利用電子技術的成果來完善機械產品的性能，這便出現了最早期的機電一體化技術。期間發生的第二次世界大戰，促使了機械技術與其他技術的融合。戰后，這些技術由軍用逐漸應用至民用范圍，但并沒有提出機電一體化這一概念，沒有將多技術的結合推廣。
20世紀70到80年代是這一技術蓬勃發展的時期。由于計算機技術的出現和迅速發展，大規模的集成電路和微型計算機開始出現，這位機電一體化技術的發展奠定了堅實的基礎。正是在這一階段，Mechatronics一詞被提出并逐漸被認可，機電產品大量涌現，世界各國逐漸對這項技術給予大力支持。
20世紀90年代開始，機電一體化技術進入新的階段。這一時期，通信技術、光學技術以及微細加工技術與機電一體化技術逐漸結合，出現了微機電一體化和光機電一體化的分支。同時，機電一體化技術本身的研究日益成熟，對機電一體化技術的建模研究、分析和集成方法以及機電一體化的整個科學體系的研究，使機電一體化技術的基礎更加完整，理論體系更加完善。
（二）我國機電一體化技術的發展
[1]我國是從20世紀80年代初才開始這方面技術的研究。國務院成立了由杰出科學家帶領的機電一體化領導小組，并將這項技術列入“863”計劃中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的諸多影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，雖然都取得了一定成果，但與日本、歐美等先進國家相比仍有相當大的差距。
三、機電一體化技術的發展趨勢
在半個世紀左右的發展中，人類生產生活對機電一體化技術不斷提出更高的要求，推動機電一體化技術產品的智能化、模塊化、網絡化、系統化、綠色化和微型化程度快速發展。其中智能化和自動化更是機電一體化技術的重中之重。
智能化是目前形勢下大部分技術所共有的發展方向，也是機電一體化技術與傳統機械技術的重要區別之一。隨著智能控制技術的進一步發展和人工智能技術在生產設計活動中被越來越重視，機電一體化技術的智能化發展迅速。在更高速的微處理器出現以及運籌學、仿生學等技術的輔助下，機電一體化產品更好的擁有人類的部分智能。
機電一體化技術的發展必須標準化、系列化。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。必須制定出一系列標準，將各個單元、接口統一化，以便擴大規模生產。但由于這項技術剛剛興起，做到標準化系列化還很難。
網絡技術迅速發展，為機電一體化技術帶來了新的影響。網絡的普及使得基于網絡的各種機電產品遠程控制得到很大發展。而總線技術和局域網技術的發展，帶動了家用機電產品系統化，集成化的發展。
[2]系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。另一個表現是通信功能的增強。機電產品的發展趨勢是更加注重人格化，機電一體化的人格化有兩層定義，首先，就是模仿生物生理機能，設計各種機電產品。另外，機電一體化產品歸根到底是人在使用，賦予機電產品人的智能、情感、個性愈發重要，其總重目的便是人機一體。
在生態環境問題愈發重要的今天，機電一體化技術的綠色化成為一個新的重要課題。綠色機電產品是指產品在設計、試驗、生產以及回收銷毀等方面對生態環境無害或危害極少，資源利用率高。設計、使用綠色機電產品，是機電一體化技術發展的必然趨勢。
機電一體化技術的微型化指的是機電產品向微型機械及微觀領域發展。這一概念興起于20世紀80年代末，國外稱其為微電子技術。微電子產品體積小、耗能低、靈活性高，可廣泛應用于生物、醫療、軍事等方面。而機電一體化技術微型化的一個挑戰就是必須采用超精加工技術進行生產制造，如果在這一方面有了較大的發展，那么機電一體化技術的微型化將有質的飛躍。
綜上所述，機電一體化技術是社會勞動力發展的產物，也是現代科學技術發展的重要組成部分。機電一體化技術融合多學科種類，使傳統的機械預設方法和預設概念發生著革命性的變化。伴隨著現代科學技術的不斷創新，機電一體化技術的發展前景也將愈發光明。大力發展這一先進技術，不僅是人類文明發展的要求，也是創新理念，振興工業的必經之路。
參考文獻：
[關鍵詞]機電一體化；發展趨勢；現狀
中圖分類號：X734 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）17-0238-02
0 引言
新型技術和新型工藝的不斷涌現促進了機械工業的發展和進步。機電一體化技術的應用深刻地影響著人們的生產和生活。同時，作為衡量一個國家綜合國力的指標，機電一體化技術和各國的通信事業、交通事業以及航天事業等息息相關。因此，機電一體化技術作為一種必然的發展趨勢，已經引起了各國的關注。
1 機電一體化的相關概念
相比于西方發達國家，我國的機電一體化技術的發展步伐相對緩慢[1]。機電一體化起源于20世紀70年代的日本雜志――《機械設計》，是集機械和微電子技術于一體的一門集合技術。機電一體化技術主要是通過將微電子技術、信息技術以及信號接收技術等多種綜合技術進行有效地整合，從而應用于實際的混合技術中。
作為一門自成一體的新型技術學科，機電一體化所涵蓋的技術和產品具有多功能、安全性高以及消耗少等優勢。我國的機電一體化技術由于受傳統工業的影響較大，同時受經濟和技術等條件的束縛，還需要進行不斷地完善和改進。
機電一體化的相關產品和技術主要可以分為三個部分，其分別為電子、相關軟件以及機械三大模塊[2]。作為多種新興技術形結合的產物，機電一體化技術可以充分地利用不同模塊的特點和優勢，設計和制造出更多全新的產品，以更好地服務于人類。伴隨著科學技術的發展和進步，與機電一體化相關的各項技術開始出現相互融合的趨勢，機電一體化技術的應用前景也十分良好。
2 機電一體化技術的發展現狀分析
我國的機電一體化技術大致始于20世紀80年代初期，由于受國際關系的影響，機電一體化技術被列入為“九五”特別發展規劃中。國家相關部分組織機電一體化研究領導小組開展相關會議，對機電一體化的相關技術進行綜合性研究。同時，北京大學、清華大學等國內知名院校和國家研究機構開始逐漸地加大對機電一體化技術的重視。尤其是一些大專院校開始擴大相關專業的招生比例，以培養更多的相關技術性人才和應用人才。盡管如此，我國與西方發達國家的機電一體化水平相比還存在一些差距。
二十世紀九十年代后期發展至今，機電一體化技術開始逐漸地邁向了新階段[3]。以微電子技術作為核心的高科技技術逐漸被應用于工程機械制造領域中，進而改變了我國工程機械長期落后的困境，同時也促進了相關工業制成品的性能的進步，從整體上將我國的工程機械推進了一個全新的臺階。尤其是在一些樓宇建設中電子監控和自動報警的應用中，如果相關的設備和工程機械出現了故障，電子監控設備以及自動報警系統能夠及時準確地為工作人員提供相關信號，以方便工作人員及時地維護和更新。這些設備的應用不僅能夠簡化工作人員的設備維護工作，而且還能夠極大地提高相關人員的工作效率，同時也保障了機械正常運行的安全性。因此，作為現代工程機械發展的一項重要技術，機電一體化技術還需要進一步完善，才能夠更好地為國民經濟發展而服務。
世界上機電一體化技術相對比較成熟的地區主要是分布在歐洲、美國以及亞洲的日本等。這些地區和國家由于具有雄厚的經濟實力和堅實的工業基礎，在機電一體化產品的研發方面取得了重大的成就。例如我們較為常見的辦公設備――復印機，則是美國的一項重大發明。目前，這些國家和地區在機電一體化技術領域不僅擁有高素質的技術人員，而且還具有靈活的經營理念，從而給自身的發展提供了良好的機遇。機電一體化產品已經開始滲透各個生產領域，同時也開始向集成化方向轉變。
3 機電一體化技術的發展趨勢探討
機電一體化技術的發展離不開相關技術的支持。作為一門新興的邊緣性學科，處于發展的良好階段。機電一體化作為一項核心技術，開始逐漸朝著以下三個方向發展：
3.1 生態效益與經濟效益的統籌兼顧
眾所周知，工業革命和科技革命的到來雖然給人類創造了大量的物質財富，同時也給環境造成了巨大的壓力。日益嚴重的工業污染給人們的生活帶來了極大的不便。因此，隨著人類進程的發展，越來越多的企業開始追求生態環保的產品。環保型產品的研發與設計要求其在使用的過程中能夠最大程度地減少對環境的危害，同時又能夠最大程度地利用有效資源創造更多的物質財富。
機電一體化技術將要求企業能夠從生態效益的角度出發，研發和生產更多的環保型產品，從而促進企業的可持續發展。從未來的發展格局來分析，機電一體化信息技術將為生態環保型產品的應用提供堅實的物質基礎。機電一體化技術不僅能夠提高機械的整體功能，而且還能夠地有效克服傳統機械系統的缺陷。尤其是類似傳統造紙工業的發展，不僅會造成嚴重的資源浪費，而且還容易導致水土流失非常嚴重。相反，機電一體化產品的出現將會有效地統籌兼顧生態效益和環境效益，最終促進企業的長遠發展。企業在獲得經濟效益的同時，又兼顧了環境生態效益。機電一體化在這方面顯示出了無可比擬的優越性。機電一體化技術以最大限度地利用現有的能源工藝系統，采用最先進的生態生產技術，創造出無污染、無公害產品。
3.2 現代信息網絡化格局的優化整合
現代信息技術的發展為機電一體化技術的改進提供了良好的平臺。由于機電一體化技術是多種信息技術的綜合體，因此未來的機電一體化產品將逐漸朝著網絡化格局方向發展。例如，我國在十九世紀八十年代中期將工業機器人的相關研究和開發列入為重點發展項目。同時，部分工業企業已經開始將工業機器人應用于實際生產領域，比如相關的水下作業、智能搬運和裝配等。智能化的發展成為了機電一體化技術發展的重要特點。目前，我國的珠江三角洲地區已經有大約100多家企業開始從事工業機器人的研發工作，同時也取得了較為理想的成就。
隨著二十一世紀的到來，各個國家相互之間聯系也開始不斷加強。機電一體化技術的發展也將會對各個國家的工業生產、政治聯系以及教育教學等方面帶來極大便利。互聯網的應用和普及對遠程監控技術的發展提供了有利條件。比如河南省鄭州市某單位在通信工程的建設中，相關的施工人員可以通過遠程監控控制終端的應用，對各個路段的電纜鋪設進行及時地跟蹤，同時對每一個電纜鋪設的地理環境進行自動檢測，以便于施工人員操作和控制。不僅如此，在通信設備的運行過程中，網絡遠程控制人員還可以通過相關設備對各個線路系統進行檢測，通過系統的提示從而發現潛在的隱患，并且做出及時的決策，提高通信設備管理人員的工作效率。
因此，機電一體化技術在未來的發展過程中將會利用現代信息技術的優勢，構建一個完整的網絡化格局，通過對各個模塊的不斷開發，從而提高產品的整體性能。機電一體化產品將會充分地利用不同模塊的特點迅速地產生更多的衍生產品，從而方便各大行業領域的生產工作。
3.3 微型機械產品的開發應用范圍擴大
網絡化時代的到來，給人們的生產生活帶來了全新的面貌，同時也為機電一體化技術的應用提供了契機。越來越多的微型機械產品開始投入應用，進而提高了相關生產領域的工作效率。由于微型機械產品在材料的選擇、結構的設計以及定位等方面都具有極大的優勢，從而得到了廣泛的應用。
例如，醫學領域中的腹腔鏡手術、胸腔鏡手術等，就是利用微創手術創口小，疼痛輕以及出血少等優點，為患者帶來了福音。同時，超精密加工技術作為機電一體化技術的應用成果被廣泛應用于機床加工以及光學零件加工等領域。尤其是對硬脆材料的精密加工以及拋光等，超精密加工技術都發揮了重要作用。作為尖端技術的象征，超精密加工技術在各個國家的各大領域中扮演著重要的角色。此外，微型機械產品在航天航空事業、信息技術等領域都發揮了其自身獨特的優勢，促進了國民經濟事業的快速發展。微型加工技術以及相關設備的發展速度加快，對微型機械的產生也產生了重要的作用[4]。
因此，機電一體化技術的發展將會使微型機械產品的開發應用范圍不斷擴展。微型化作為一種發展的趨勢也必將會促進機電一體化技術的進步。
4 結束語
綜上所述，機電一體化技術的發展是人類社會進步的文明成果。同時，機電一體化技術的應用還有待于進一步探索和研究。各種新型技術的大融合將會使機電一體化技術日益成熟。因此，在未來的發展中各大企業應該加大對機電一體化技術的科研力度，研發出更多有利于人類社會生產的機電一體化產品，從而促進國民經濟事業的健康發展。
參考文獻
[1] 孫在輝，李金芳，劉瑞香；論我國機電一體化的發展方向[J]；河南機電高等專科學校學報；2009（04）：15.
[2] 程志剛；李瑞琴；董亞峰；黃莉；；機電一體化產品概念設計理論現狀與展望[J]；中北大學學報；2006（01）：112.
關鍵詞： 機電一體化； 特點； 發展趨勢
中圖分類號： TH-39 文獻標識碼： A 文章編號： 1009-8631（2011）06-0113-02
一、機電一體化的基本概念
機電一體化技術是在微型計算機為代表的微電子技術、信息技術迅速發展，向機械工業領域迅猛滲透，機械電子技術深度結合的現代工業的基礎上，綜合應用機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術，從系統理論出發，根據系統功能目標和優化組織結構目標，以智力、動力、結構、運動和感知組成要素為基礎，對各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運動傳遞，物質運動，能量變換進行研究，使得整個系統有機結合與綜合集成，并在系統程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質的和能量的有規則運動，在高功能、高質量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現多種技術功能復合的最佳功能價值系統工程技術。
二、機電一體化的發展概況
機電一體化的發展大體可以分為3個階段。20世紀60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級階段。在這一時期，人們自覺不自覺地利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起了積極的作用。那時研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。
20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。這些研究，將促使機電一體化進一步建立完整的基礎和逐漸形成完整的科學體系。
我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。國務院成立了機電一體化領導小組并將該技術列為“863計劃”中。在制定“九五”規劃和2010年發展綱要時充分考慮了國際上關于機電一體化技術的發展動向和由此可能帶來的影響。許多大專院校、研究機構及一些大中型企業對這一技術的發展及應用做了大量的工作，取得了一定成果，但與日本等先進國家相比仍有相當差距。
三、機電一體化產品的構成及特點
機電一體化產品的功能是通過其內部各組成部分功能的協調和綜合來共同實現的。從其結構來看，機電一體化產品具有自動化、智能化和多功能的特性，而實現這種多功能一般需要機電一體化產品具備五種內部功能，即主功能、動力功能、檢測功能、控制功能和執行功能，而實現這些功能的各個組成部分及其技術就構成了機電一體化產品的總體或系統。
1．機械系統。機電一體化產品的機械系統包括機身、框架、機械傳動和聯接等機械部分。這部分是實現產品功能的基礎，因此對機械結構提出了更高的要求，需在結構、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機電一體化產品高效、多功能、可靠、節能和小型輕量等要求。
2．動力系統。動力系統為機電一體化產品提供能量和動力功能，去驅動執行機構工作以完成預定的主功能。動力系統包括電、液、氣等動力源。機電一體化產品以電能利用為主，包括電源、電動機及驅動電路等。
3．傳感與檢測系統。傳感器的作用是將機電一體化產品在運行過程中所需要的自身和外界環境的各種參數轉換成可以測定的物理量，同時利用檢測系統的功能對這些物理量進行測定，為機電一體化產品提供運行控制所需的各種信息。傳感與檢測系統的功能一般由測量儀器或儀表來實現，對其要求是體積小、便于安裝與聯接、檢測精度高、抗干擾等。
4．信息處理及控制系統。根據機電一體化產品的功能和性能要求，信息處理及控制系統接收傳感與檢測系統反饋的信息，并對其進行相應的處理、運算和決策，以對產品的運行施以按照要求的控制，實現控制功能。機電一體化產品中，信息處理及控制系統主要是由計算機的軟件和硬件以及相應的接口所組成。
5．執行機構。執行機構在控制信息的作用下完成要求的動作，實現產品的主功能。機電一體化產品的執行機構一般是運動部件，常采用機械、電液、氣動等機構。執行機構因機電一體化產品的種類和作業對象不同而有較大的差異。執行機構是實現產品目的功能的直接執行者，其性能好壞決定著整個產品的性能，因而是機電一體化產品中最重要的組成部分。機電一體化產品的五個組成部分在工作時相互協調，共同完成所規定的目的功能。在結構上，各組成部分通過各種接口及其相應的軟件有機地結合在一起，構成一個內部匹配合理、外部效能最佳的完整產品。
四、機電一體化的發展趨勢
1.智能化
智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設者的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
2.模塊化
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。
3.網絡化
20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育以及人們日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。
4.微型化
微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統（MEMS），泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
5.綠色化
工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。
6.系統化
系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體化產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發研制出來的。
綜上所述，機電一體化技術是眾多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。它促使機械工業發生戰略性的變革，使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化。大力發展新一代機電一體化產品，不僅是改造傳統機械設備的要求，而且是推動機械產品更新換代和開辟新領域、發展與振興機械工業的必由之路。
參考文獻：
[1] 李建勇．機電一體化技術[M].北京：科學出版社，2004．
本小節主要從機電一體化的相關基本概念、機電一體化技術的基本特征、機電一體化的最新發展趨勢等三個方面對機電一體化技術做較為全面的介紹，接下來詳細介紹。
1.1機電一體化的基本概念
機電一體化技術從大的領域來說屬于機械領域，其定義版本較多，其中一種較為權威的定義表述如下：機電一體化一般是指在機械的設計與功能擴展中，應用機械特有的主要功能、信息處理、功能控制等，把機械系統的控制中心進行集成化，并且與安裝在計算上的上位機軟件實現雙向通信，一般來說，機電一體化技術也是一門交叉學科技術，涉及到的主要技術有通信技術，機械技術，微電子技術，電力電子技術等，機電一體化技術的核心功能就是把以上技術結合起來，形成一個整體并內嵌入機械系統中。
1.2機電一體化技術的基本特征
機電一體化技術作為一門應用廣泛的技術，有其自身的特點，通過實際調查總結和查閱相關資料，本文總結出了機電一體化技術的3個主要特點，接下來詳細說明如下。（1）應用的廣泛性：機電一體化技術由于涉及的技術較多，是一門涉及多學科的交叉技術，正是由于這一特點，使得機電一體化技術應用十分廣泛，已經遠遠超出了機械工程的應用范疇，當然，本文的研究重點還是放在機電一體化技術在機械工程上的應用及發展趨勢。（2）具有很強的邏輯性：由于機電一體化的核心任務就是把各種技術合理融合，應用到機械領域中，把系統的機械機構和上位機軟件控制合為一體，也就是形成一個統一的整體，從這個層面來說，機電一體化技術具有很強的邏輯性，或者說擁有很強的系統性。（3）機電一體化具有很強的最優化建模理論：機電一體化技術經過多年的發展，已經形成完整的最優化理論體系，相關算法可以參閱相關文獻，限于論文篇幅，在這里不再累述。
1.3機電一體化技術的最新發展趨勢
經過多年的發展，機電一體化技術已經形成了自己的理論體系，隨著我國高新技術不斷發展，越來越多的新技術被應用到機電一體化技術上，機電一體化的最新的發展趨勢是控制智能化、精確化、零延遲化、結合計算機處理技術和信號傳輸技術，機電一體化技術也朝著無線控制、高速控制、精確控制的方向發展。
2機電一體化技術在機械工程上的應用以及發展趨勢分析
本小節在上文介紹機電一體化技術相關知識的基礎上探討機電一體化技術在機械工程領域的當前應用以及未來的發展趨勢，結合實際，本文從機電一體化技術應用于機械工程領域的歷程分析、機電一體化在現代機床控制上的應用、機電一體化技術在全自動包裝機領域的應用等三方面簡單論述機電一體化技術在機械工程上的應用以及發展趨勢，下面詳細討論。
2.1機電一體化技術應用于機械工程領域的歷程分析
在國外，機電一體化技術應用到機械工程領域較早，通過查閱資料得知，美國在上世紀90年代就把自動控制設備應用與機械制造領域，我國相對起步晚，但是起點較高，20世紀60年代，我國通過引進蘇聯控制設備，逐漸把機電一體化技術應用到機械領域，并在20世紀80年代，實現機電控制設備國產化，隨著科技不斷進步，以計算機處理技術和無線通信技術為代表的新技術不斷應用與機電一體化技術，這使得機電一體化技術煥發出勃勃生機，應用領域進一步擴大。
2.2機電一體化在現代機床控制上的應用
機電一體化在機械工程領域很重要的一個應用領域就是應用在現代機床控制上，現代機床控制要求精度高、速度快、智能化高，這就要求現代機床的控制系統具有很強的抗干擾性，機電一體化技術由于采用計算機處理技術，處理速度快，精度高、內置多塊DSP芯片，抗干擾能力強。
2.3機電一體化技術在全自動包裝機領域的應用
機電一體化技術除了應用與純機械工程領域，還大量應用于相關機械與電子相結合的控制領域，通過實際調查得知，我國全自動包裝機已經全部采用機電一體化技術，由于包裝機械不但設計機械工程知識，還涉及機電控制技術，微機處理技術等，所以一般的控制系統很難勝任，機電一體化技術由于是一門交叉學科，所以具有很強的靈活性，所以機電一體化技術較好的解決了這個問題，機電一體化把軟件控制和機械控制結合起來，融為一體，通過上位機軟件來控制包裝機的運行狀態。
3機電一體化技術在機械領域的發展前景
通過對機電一體化當前發展趨勢的調查研究，本文認為，機電一體化技術在機械領域的發展前景包括以下幾點：（1）專用化趨勢不斷加強：隨著機電一體化應用到機械領域的不斷深化，機電一體化技術表現出明顯的專用化趨勢。（2）智能化不斷加強：近年來，隨著人工智能等新技術不斷應用到機電一體化領域，機電一體化技術也呈現了智能化趨勢。（3）能耗低：節約資源，保護環境成為全社會的共識，在這種背景下，機電一體化技術積極加強自身改革，不斷研發新技術，把能耗進一步降低。
4結論
【摘要】隨著社會的進步，新技術在各行各業中快速發展，機電領域中更是發展迅速，極大的促進了機電水平的提高，并且實現了機電一體化。機電控制技術作為機電一體化的核心技術，在實現機電一體化的過程過程中發揮著至關重要的作用。由此，機電控制技術的運用是實現機電一體化的必要條件。本文作者結合多年工作經驗，主要從機電一體化技術入手，分析機電一體化的內容，并且進一步分析了機電一體化的發展趨勢和應用。
【關鍵詞】機電；自動化技術；機電控制
引言
隨著我國科學技術的不斷發展，科學技術不斷滲透到各個領域，從而出現了一些新的技術。機電一體化技術就是融合了多種科學發展而來的，包含了機電控制技術、機電自動化技術、網絡技術、計算機技術等[1]。由此，在機電一體化進行設計的過程中，需要我們熟悉各個學科之間關系，只有這樣才能更好的實現機電一體化技術。為了不斷的提高機電一體化水平，應該對其進行不斷的深入研究。使其在更多的領域與行業中發揮更大的作用。
1機電一體化的技術
1.1機械技術
機械技術是機電一體化的基礎技術，主要是為適應一體化技術的新技術、新概念，實現了結構、材料、性能上的變更，有效地減輕重量、縮小體積，并且提高了有效剛度和精度，最終實現改善機械設備性能的目的。
1.2計算機技術
計算機技術在機電一體化中發揮著著重要的作用，尤其在信息的處理方面。計算機技術可以有效收集、保存、交換信息，并且還可以進行有效地運算、判斷以及人工智能管理。
1.3系統技術
應用整體概念組織形式，應用各種相關技術，從全局系統性目標出發，有效地將總體進行分解，然后對若干個功能單元進行連接。機電接口技術是系統技術中的一個重要內容，可以通過機電接口技術將其系統的各部分統一的連接起來。
1.4自動控制技術
自動控制技術涉及的范圍較為廣闊，通常我們是在控制理論的指導下，進行系統設計，然后再進行仿真模擬實驗，現場調試[2]。自動控制技術具有高度定位控制、速度控制、自適應控制、自我診斷、校正、補償、檢索等功能，可以實現對整個系統的自動化控制。例如在完成某個特定的控制任務時，控制過程會按照設定的或者預想的目標完成。
1.5傳感檢測技術
傳感檢測技術是整個系統的感受器官，可以實現自動控制、自動調節的目的。同時系統的功能程序化強度可以隨著傳感檢測技術性能的變化而變化，
1.5伺服傳動技術
伺服系統主要是實現電信號和機械動作之間的轉換裝置和部件，通常有電動、氣動、液壓等類型。伺服傳動系統對機電一體化整個系統的動態性能、質量以及功能具有決定性的影響作用。
2機電一體化的內容
2.1機電一體化技術是從系統工程觀點出發，應用機械、電子等有關技術，使機械、電子有機結合，實現系統或產品整體最優的綜合性技術。機電一體化技術，主要包括技術原理和使用機電一體化產品（或系統）得以實現、使用和發展的技術。機電一體化技術是一個技術群（族）的總稱[3]。
2.2機電一體化系統（產品）由若干具有特定功能的機械和電子要素組成的有機整體，具有滿足人的使用要求的最佳功能，機電一體化系統（產品）。主要是指機械系統（或部件）與微電子系統（或部件）相互置換和有機結合，從而賦予新的功能和性能的新一代產品，有良好的人機協作關系。一個機電一體化的系統主要是由機械裝置、執行裝置、動力源、傳感器、計算機這5個要素構成。
2.3機電一體化工程是機械工程與電子工程的綜合集成，即給定機電一體化系統（或產品）“目的功能”與“規格”后，機電一體化技術人員利用機電一體化技術進行設計、制造的整個過程體系。機電一體化工程是系統工程在機電一體化系統（產品）中的具體應用。
2.4機電一體化思想體現了“系統設計原理”和“綜合集成技巧”。系統工程、控制論和信息論是機電一體化技術的方法論。從某種意義上講、機電一體化思想相當于“一體化”思想。它帶來了諸如光電機一體化、機電液一體化、科工貿一體化、人機一體化等技術及其產品。
3機電一體化技術發展趨勢與應用
3.1智能化
隨著科學技術的快速發展，智能化已經成為各行各業所追求的目標。而機電一體化技術的發展也不例外。機電一體化智能化的體現，主要是要求機電產品具有一定的智能作用，可以具有人類的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。尤其是當前制造自動化水平的不斷提高，會出現越來越多的智能制造系統，進一步來實現人類的制造活動。例如在數控機床上增裝人際對講功能，以I/O接口智能數據庫，實現操作、使用、維護帶來的方便[4]。
3.2模塊化
目前，機電一體化產品和技術主要可以分為機械、電子和軟件三大類型。模塊化的技術是融合了這三種技術地產物。模塊化技術不僅可以有效降低產品開發和生產成本，而且可以提高產品的通用化程度，提升產品的可裝配性、可維修性以及可擴展性。從目前我們應用的電器產品標準化效果來看，機電一體化技術的已經成為機械工業發展的必然趨勢。
3.3網絡化
隨著電子技術的快速發展，各行各業都受到了巨大的影響，尤其是當前機電一體化技術已經向著網絡化方向發展。
3.4微型化
微型化指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢，向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。3.5綠色化
機電一體化產品的綠色化主要是指，不污染生態環境并能回收利用。工業的發展使得物質豐富，生活舒適的同時也導致資源減少，生態環境受到嚴重污染。綠色產品概念在這種矛盾環境下應運而生，綠色化是時代的要求與趨勢。綠色產品在其設計、生產、使用和銷毀的過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率和回收率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途[5]。
3.6數字化
控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎，如不斷發展的數控機床和機器人；而計算機網絡的迅速崛起，為數字化設計與制造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。
3.7光機電一體化
在機電一體化的基礎上應用光學技術，實現光機電一體化的發展。光學技術具有其獨特的先天優勢，可以改進機電一體化系統的傳感、能源和信息處理系統，這將成為未來機電行業發展的主要方向。
4結語
機電一體化技術的實現，是時展的必然產物，尤其是電子技術的不斷成熟，極大的推進了機電一體化的發展和形成。機電一體化技術的應用，促進機電產品功能和質量的不斷提高，并且在各個方面均表現出顯著的經濟效益和社會效益。由此，未來機電一體化產品具有更好的發展前景。
參考文獻
[1]張廣生.機電控制技術應用問題研究[J].科技致富向導，2011.09
[2]董海.機電控制技術應用中相關問題的研究[J].科技傳播，2012.13
[3]李勁平.機電安裝工程的施工技術及控制研究[J].城市建設理論研究：電子版，2012.24
【關鍵詞】機電一體化；概念；發展歷史；發展趨勢
一、機電一體化的概念
機電一體化技術，顧名思義，就是將機械設備與電子技術相互整合，使機械設備的動力、信息處理與控制等部分的功能呈現自動化、智能化狀態，它是建立在機械技術、電子技術、計算機網絡技術、自動化處理技術等一系列現代化技術的基礎上的機械系統技術。機電一體化技術其實是包括了技術與產品兩個方面，所以，在研究人員研究機電一體化技術應該充分考慮到這兩個方面之間的關系，不能脫離產品的生產而單獨研究技術，也不能一味地追求技術的創新而忽視產品質量，應該以先進的技術生產出高質量的產品，這才是深化機電一體化技術發展的最終目的。
二、機電一體化的歷史發展
20世紀60年代以來，電子技術與機械產品的結合，使機械產品的性能得以大幅度提高，刺激了機械產品與電子技術的進一步融合。計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展更進一步奠定了技術基礎。20世紀80年代末期，機電一體化技術和產品得到了極大發展。各國均開始對機電一體化技術和產品給以很大的關注和支持，20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入了深入發展時期。光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中展露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支。我國從20世紀80年代開始開展機電一體化研究和應用。取得了一定成果，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。機電一體化已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展，還將被賦予新的內容。
三、機電一體化的發展趨勢
（1）智能化。人工智能在機電一體化建設中的研究日益得到重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。智能化是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。（2）模塊化。模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的標準繁多，研制和開發具有統一標準接口的的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。利用標準單元可迅速開發出新產品，降低研制和開發費用，同時也可以擴大生產規模。（3）網絡化。20世紀90年代，計算機與網絡技術突飛猛進。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育以及人們日常生活都帶來了巨大的變化與實惠。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。（4）微型化。微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。（5）綠色化。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。（6）系統化。系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，機電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機電一體化產品的最終使用對象是人，如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層是模仿生物機理，研制各種機電一體花產品。事實上，許多機電一體化產品都是受動物的啟發研制出來的。
參 考 文 獻
[1]劉慶民.機電一體化技術的現狀和發展趨勢[J].科技致富向導.2011（12）
[2]胡家華.機電一體化技術的應用及其發展趨勢[J].中國高新技術企業.2011（21）
