機電一體化創(chuàng )新與發(fā)展論文

　　機電一體化創(chuàng )新與發(fā)展論文【1】

　　【摘 要】 本文主要介紹了目前國內外機電一體化的現狀，并針對機電一體化的創(chuàng )新與發(fā)展提出了個(gè)人的見(jiàn)解。

　　【關(guān)鍵詞】 機電一體化 創(chuàng )新 發(fā)展

　　廣泛意義上講，機電一體化是指結合了機械與電子的技術(shù)，這也是對機電一體化最初的定義。

　　而隨著(zhù)科技的進(jìn)步，機電一體化也在不斷發(fā)展創(chuàng )新，簡(jiǎn)單的機械與電子技術(shù)的結合很難滿(mǎn)足如今社會(huì )對產(chǎn)品質(zhì)量和性能的要求。

　　為了適應時(shí)代的需求，更好的發(fā)揮其作用，現在的機電一體化結合了光電技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)等現代科技。

　　這里所說(shuō)的機電一體化包括技術(shù)和產(chǎn)品兩個(gè)方面。

　　1 機電一體化現狀

　　1.1 制造技術(shù)

　　在機電一體化的制造技術(shù)方面，國外的水平要高于國內。

　　主要表現在國外的機電一體化制造技術(shù)能夠將機電一體化與能源、材料、信息等其他領(lǐng)域的技術(shù)結合起來(lái)，提高了制造的高效性、環(huán)保性。

　　上世紀七十年代，人們在機電一體化中采用準時(shí)生產(chǎn)制，出現了將計算機技術(shù)應用到機電一體化中。

　　到了八十年代，很多企業(yè)為了在激烈的市場(chǎng)競爭中博取一席之地，都大力發(fā)展改善了其技術(shù)，且在競爭的環(huán)境下得到廣泛應用。

　　上世紀末，信息技術(shù)席卷了全球。

　　機電一體化將信息技術(shù)引進(jìn)到了制造技術(shù)中去，使得產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和質(zhì)量大大提高。

　　1.2 自動(dòng)化儀表技術(shù)

　　進(jìn)入新世紀以來(lái)，集成技術(shù)和計算機技術(shù)得到了廣泛應用。

　　在傳統的機電一體化中，儀表大多都是采用機械或電子原理制作，不僅精度不高而且體積龐大、成本高昂，很難滿(mǎn)足現代設備的要求。

　　目前的機電一體化中，儀表也結合了集成技術(shù)和計算機技術(shù)，使得很多設備的體積和制作成本都降低。

　　傳感技術(shù)的應用更是使得機電一體化步入了一個(gè)新的高度。

　　2 機電一體化的創(chuàng )新

　　回顧機電一體化的發(fā)展歷史，每一個(gè)進(jìn)步都是源于人們在機電一體化中創(chuàng )新性的引入了各種先進(jìn)技術(shù)。

　　對于相關(guān)企業(yè)來(lái)說(shuō)，創(chuàng )新是重中之重。

　　如今的市場(chǎng)經(jīng)濟是需求決定供應的模式。

　　而人們對產(chǎn)品的要求不僅僅局限于質(zhì)量，外觀(guān)、性能等指標都是人們在選擇產(chǎn)品是的標準。

　　另一方面，對于企業(yè)自身來(lái)說(shuō)，機電一體化的水平直接決定產(chǎn)品的成本，進(jìn)而影響企業(yè)的盈利情況。

　　2.1 機電一體化產(chǎn)品創(chuàng )新

　　2.1.1 產(chǎn)品外觀(guān)

　　產(chǎn)品外觀(guān)是產(chǎn)品的第一印象，是衡量產(chǎn)品的主要指標之一。

　　如今人們越來(lái)越注重個(gè)性化，對產(chǎn)品的外觀(guān)更容易產(chǎn)生好感。

　　故對機電一體化產(chǎn)品的外觀(guān)創(chuàng )新設計應得到重視的。

　　但是實(shí)用性還是產(chǎn)品的核心價(jià)值。

　　2.1.2 產(chǎn)品功能

　　對于大多數機電一體化產(chǎn)品，功能才是其實(shí)際價(jià)值的體現。

　　對其功能的創(chuàng )新能夠從根本上得到用戶(hù)的認可。

　　創(chuàng )新，一是對現有產(chǎn)品的創(chuàng )新，二是對未知產(chǎn)品的研發(fā)。

　　前者是根據用戶(hù)對現有產(chǎn)品的使用情況和不足之處進(jìn)行功能升級。

　　而后者是根據人們的需要和現有產(chǎn)品功能所不能解決的問(wèn)題，對某種概念層面上的未知產(chǎn)品進(jìn)行研發(fā)。

　　不管是哪一種功能創(chuàng )新，其目的都是滿(mǎn)足用戶(hù)和社會(huì )的需求。

　　2.1.3 材料創(chuàng )新

　　產(chǎn)品的材料是影響產(chǎn)品成本、質(zhì)量及性能的重要因素。

　　二十一世紀很多新材料都得到了廣泛的應用，特別機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其應用材料具有廣泛性和創(chuàng )新性。

　　2.2 機電一體化技術(shù)的創(chuàng )新

　　技術(shù)的創(chuàng )新都離不開(kāi)對當代新技術(shù)的應用。

　　機電一體化技術(shù)從最初簡(jiǎn)單的機械與電子技術(shù)結合，發(fā)展到與計算機技術(shù)、集成技術(shù)、通信技術(shù)等的集合，最重要的是對每個(gè)階段的尖端技術(shù)進(jìn)行了深入研究并引入到機電一體化中。

　　因此從生產(chǎn)、檢測等入手，提高整個(gè)流程的科技含量才是機電一體化技術(shù)創(chuàng )新的關(guān)鍵。

　　3 機電一體化的發(fā)展

　　3.1 引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)

　　雖然我國在機電一體化方面的發(fā)展迅速，但是由于較發(fā)達國家起步較晚，基礎較差，目前一些技術(shù)仍然不能趕上國外先進(jìn)水平。

　　因此，我國的機電一體化要想得到更好的發(fā)展，學(xué)習引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)是關(guān)鍵。

　　3.2 注重人才培養

　　隨著(zhù)全球化的到來(lái)，很多領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人才為了更好的發(fā)展機會(huì )選擇出國，導致了我國人才流失相當嚴重。

　　另外，我國職業(yè)院校機電一體化技術(shù)人才也難以滿(mǎn)足需要。

　　下圖反映了我國07年到11年裝備制造從業(yè)人員總數。

　　經(jīng)調研，從業(yè)人員總數每年增加8.56%，其中有2/3的是機電一體化人才，而技術(shù)員工約占80%。

　　因此，可以估算機械行業(yè)對機電一體化人才的需求量約為現有職員總數的4.57%。

　　考慮每年有2.5%的職員退休，可以算出未來(lái)兩年對機電一體化人才的需求量為1650×(4.57%+2.5%)=116.655(萬(wàn)人)。

　　而調查顯示，每年新增的技術(shù)人員約為70萬(wàn)人，因此人才供需出現了矛盾。

　　缺乏專(zhuān)業(yè)人才必定會(huì )成為機電一體化發(fā)展的阻礙，因此要特別注重專(zhuān)業(yè)人才的培養。

　　對于現有的專(zhuān)業(yè)人員，在報酬方面要做到不比發(fā)達國家低。

　　只有這樣才能防止人才的流失，才能使我國的機電一體化得到更好的發(fā)展。

　　4 結語(yǔ)

　　隨著(zhù)科技的進(jìn)步，機電一體化目前已經(jīng)融入了很多現代科技，但仍需不斷創(chuàng )新。

　　機電一體化的創(chuàng )新包括產(chǎn)品創(chuàng )新和技術(shù)創(chuàng )新，其中產(chǎn)品創(chuàng )新又包括外觀(guān)、功能和材料的創(chuàng )新，每一個(gè)方面的創(chuàng )新都是要以用戶(hù)和社會(huì )的需要為依據的。

　　我國的機電一體化由于起步晚基礎差，目前仍落后于發(fā)達國家。

　　因此，在發(fā)展過(guò)程中首先要注重引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，其次要重視專(zhuān)業(yè)人才的培養，防止人才流失。

　　參考文獻：

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　　機電一體化技術(shù)及其發(fā)展論文【2】

　　【摘 要】機電一體化技術(shù)的運用對于電網(wǎng)企業(yè)發(fā)展有促進(jìn)作用，保證電網(wǎng)信息輸出等模式更為準確和具備信息整體化。

　　機電一體化主流技術(shù)的支持下，電網(wǎng)企業(yè)應該全面推廣機電一體化系統的投入，并保證系統發(fā)展向著(zhù)更為微型化、綠色化的趨勢前進(jìn)。

　　本文分析了機電一體化系統的結構和關(guān)鍵技術(shù)，并提出了其未來(lái)的發(fā)展方向。

　　【關(guān)鍵詞】機電一體化;技術(shù);發(fā)展

　　機電一體化技術(shù)的運用對于電網(wǎng)企業(yè)發(fā)展有促進(jìn)作用，保證電網(wǎng)信息輸出等模式更為準確和具備信息整體化。

　　本文分析了機電一體化系統的結構和關(guān)鍵技術(shù)，并提出了其未來(lái)的發(fā)展方向。

　　1.機電一體化系統的結構要素

　　機電一體化系統的結構是實(shí)現機電一體化系統目的功能的“物質(zhì)基礎”，主要是對輸入的能量、信息以及物質(zhì)進(jìn)行一系列的變換、傳遞和儲存。

　　三項系統就能夠成為有效的機電一體化的系統，實(shí)現有效的數據化管理的整體。

　　下面就針對機電一體化的結構要素進(jìn)行全面分析。

　　1.1變換

　　電網(wǎng)管理中需要進(jìn)行信息交換和傳輸的要素之間，由于信息的模式不同(數字量與模擬里、串行碼與并行碼、連續脈沖與序列脈沖等)，無(wú)法直接實(shí)現信息或能量的交流，必須通過(guò)接口完成信息或能里的統一。

　　采用機電一體化系統就能夠更好地實(shí)現變換措施的執行。

　　變換系統應用能夠實(shí)現全面化的電網(wǎng)自動(dòng)化管理，例如：PLC系統程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶(hù)程序和數據，檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)。

　　當PLC投入運行時(shí)，首先它以?huà)呙璧姆绞浇邮宅F場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數據，并分別存入I/O映象區，然后從用戶(hù)程序存儲器中逐條讀取用戶(hù)程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入I/O映象區或數據寄存器內。

　　1.2傳遞

　　對于模擬傳輸系統，遠動(dòng)終端輸出的數字信號必須經(jīng)過(guò)調制后，才能傳輸。

　　對于數字傳輸系統，低速的遠動(dòng)數據必須進(jìn)經(jīng)過(guò)數字復接設備，才能接到高速的數字通道。

　　隨著(zhù)通信技術(shù)的發(fā)展，數字傳輸系統所占分比重將不斷增加，信號傳輸的質(zhì)量也將不斷提高。

　　智能電網(wǎng)需要提供語(yǔ)音、數據、視頻圖像三網(wǎng)合一的信息傳輸業(yè)務(wù)，需要隨機接入的信息傳輸支持。

　　根據相關(guān)技術(shù)標準，智能電網(wǎng)對信息傳輸系統的時(shí)延要求是：變電站內部小于1ms，其它小于500ms，同步時(shí)間偏差小于1ms。

　　在實(shí)際運行過(guò)程中，電網(wǎng)友好型電器的頻率響應范圍是土5mHz，所以信息傳輸通道的頻率同步精度要小于1mHz。

　　機電一體化系統在電網(wǎng)中的運用具有較好的傳輸功能，實(shí)時(shí)性好、可靠性高、數據流量大、信息擴充能力強、支持網(wǎng)絡(luò )傳輸等優(yōu)點(diǎn)，將為正在穩步推進(jìn)的調控一體化建設提供有力的通信保障;對加快智能電網(wǎng)的發(fā)展具有重要的意義。

　　1.3存儲

　　電網(wǎng)系統管理過(guò)程中需要不斷地存儲信息，保證對網(wǎng)絡(luò )供應情況進(jìn)行全面地掌握，目前機電一體化技術(shù)通過(guò)系統級方式，對融合了機械、電子、控制系統和嵌入式軟件設計的電機系統，進(jìn)行設計。

　　提供面向機電一體化的設計工具，通過(guò)在整個(gè)設計過(guò)程中實(shí)現對電氣子系統之間的交互的仿真，并創(chuàng )建虛擬原型。

　　使得電網(wǎng)建設的過(guò)程中能夠在系統設計之前就對網(wǎng)絡(luò )系統原型進(jìn)行信息存儲，進(jìn)行虛擬設計，確保系統執行的有效作用。

　　電網(wǎng)一體化建設后能夠提供診斷報告的數據，保證對供電自動(dòng)化系統的監督檢測提供有效數據，以便在供電過(guò)程中減少故障，為恢復供電，快速分析診斷事故原因提供有效依據。

　　2.機電一體化主流技術(shù)

　　2.1自動(dòng)控制技術(shù)

　　電力行業(yè)運行人員在發(fā)現電壓越限時(shí)，憑經(jīng)驗進(jìn)行簡(jiǎn)單的調整，不但勞動(dòng)強度大，而且不能及時(shí)發(fā)現電壓和功率因數越限，造成電壓質(zhì)量的降低，同時(shí)不利于降低網(wǎng)損。

　　建立了電網(wǎng)機電一體化的主體框架，運用實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò )靈敏度分析技術(shù)，提出以電壓為核心的控制區域，對各物理參數進(jìn)行周期性或隨機性的自動(dòng)測量，并顯示、打印記錄的結果供操作人員觀(guān)測;對間接測量的參數和指標進(jìn)行計算、存儲、分析判斷和處理，并將信息反饋到控制中心，制訂新的對策。

　　2.2傳感與檢測技術(shù)

　　機電一體化產(chǎn)品中，傳感器作為感受器官，將各種內、外部信息通過(guò)相應的信號檢測裝置反饋給控制及信息處理裝置。

　　傳感器檢測的精度、靈敏度和可靠性將直接影響到機電一體化的性能。

　　傳感器的發(fā)展對于促進(jìn)信息和儀器儀表行業(yè)的發(fā)展起到關(guān)鍵作用：(1)采用高性能光電傳感器(包括：紅外、紫外)、光纖傳感器、磁傳感器、聲傳感器、力學(xué)量傳感器、溫度傳感器控制電網(wǎng)輸出情況;(2)新型陣列傳感器 (如：接觸力陣列傳感器)、多維傳感器 (如：多維位置傳感器、多維力傳感器等)、復合型 (非簡(jiǎn)單組合) 傳感器等實(shí)現全面化的電網(wǎng)情況檢測。

　　將所測得的各種參量如位移、位置、速度、加速度、力、溫度、酸度和其他形式的信號等轉換為統一規格的電信號輸入到信息處理系統中，并由此產(chǎn)生出相應的控制信號以決定執行機構的運動(dòng)形式和動(dòng)作幅度。

　　2.3執行與驅動(dòng)技術(shù)

　　電網(wǎng)系統的執行部件在控制信息的作用下完成要求的動(dòng)作，實(shí)現產(chǎn)品的主功能。

　　執行機構因機電一體化產(chǎn)品的種類(lèi)和作業(yè)對象不同而有較大的差異。

　　執行機構是實(shí)現產(chǎn)品目的功能的直接執行者，其性能好壞決定著(zhù)整個(gè)產(chǎn)品的性能，因而是機電一體化產(chǎn)品中重要的組成部分。

　　執行系統所執行的驅動(dòng)技術(shù)，能夠實(shí)現電子控制，檢測機電一體化系統工作過(guò)程中本身和外界環(huán)境有關(guān)參量的變化，并將信息傳遞給電子控制單元，電子控制單元根據檢查到的信息向執行器發(fā)出相應的控制。

　　根據電子控制單元的指令驅動(dòng)機械部件的運動(dòng)。

　　執行器是運動(dòng)部件，通常采用電力驅動(dòng)、氣壓驅動(dòng)和液壓驅動(dòng)等幾種方式。

　　3.機電一體化技術(shù)行業(yè)的發(fā)展

　　3.1微型化

　　機電一體化技術(shù)行業(yè)的發(fā)展會(huì )向著(zhù)更為微型化的方面前進(jìn)，微型化興起于20世紀80年代末，是機電一體化向微型機器和微觀(guān)領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。

　　微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，發(fā)展難點(diǎn)在于微機械并不是簡(jiǎn)單地將大尺寸的機械按比例縮小，由于結構的微型化，在材料、機構設計、摩擦特性、加工方法、測試與定位及驅動(dòng)方式等方面都產(chǎn)生了一些特殊問(wèn)題。

　　目前在實(shí)驗室中已制造出亞微米級的機械元件。

　　當將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時(shí)，就沒(méi)有必要區分機械部分和控制器了。

　　屆時(shí)機械和電子完全可以“融合”，機體、執行機構、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。

　　這種微型機械學(xué)是機電一體化的重要發(fā)展方向。

　　3.2綠色化

　　科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來(lái)巨大變化，為了實(shí)現可持續發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應運而生。

　　機電一體化系統的設置也要全面推行綠色化的發(fā)展，實(shí)現低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調而可再生利用的產(chǎn)品，保證使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結束時(shí)，產(chǎn)品可分解和再生利用。

　　對于電網(wǎng)企業(yè)而言，電力設備的投入應該考慮到是否可以再生使用，確保電力輸出系統建設具備環(huán)保策略，實(shí)現更為低耗能的發(fā)展創(chuàng )新。

　　總之，綠色化的發(fā)展就是要實(shí)現機電一體化系統自動(dòng)化、無(wú)人化、更高附加值，大大推動(dòng)其行業(yè)的決速發(fā)展。

　　綜上所述， 隨著(zhù)世界科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步，傳統的電網(wǎng)設備搭載新的科技成果，能夠不斷地實(shí)現產(chǎn)業(yè)升級和發(fā)展，引入機電一體化技術(shù)使得傳統設備將具備更高的智能化，集合多種領(lǐng)先功能和人性化設計可實(shí)現更復雜的工藝和更加高效、人性化的操作。

　　因此來(lái)講，在機電一體化主流技術(shù)的支持下，電網(wǎng)企業(yè)應該全面推廣機電一體化系統的投入，并保證系統發(fā)展向著(zhù)更為微型化、綠色化的趨勢前進(jìn)。

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