機電一體化前景分析大全11篇

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篇（1）

引言

當前，科學技術對于機械工業的推動作用是不可小覷的，在某種意義上來說，科學技術是機械工業發展的推動力和源泉。機電一體化技術作為該領域的重要技術在全球各國都得到了重視。在我國，隨著計算機技術以及微電子技術的發展，其在機械工業領域的應用也日益廣泛，隨之而來的即是機電一體化技術，該技術的出現改變了機械工業的產品功能以及結構等，同時也給其生產方式和管理系統帶來了較大的變化。

1 機電一體化核心技術

在機電一體化技術中，包括硬件技術和軟件技術兩個方面。其中，硬件的組成包括：機械設備、傳感器、驅動單元以及信息處理單元等。對機電一體化技術的核心進行分析，包括以下幾個方面：（1）機械設備技術。對于機械設備本身，應該致力于改善其性能，減輕其質量，改進其結構，充分利用非金屬復合材料。只有有效降低機械設備的自身重量，才能使驅動系統實現小型化，機械設備的響應速度也會得到改善，工作效率也會隨之提高。（2）傳感技術。目前，對于傳感器而言，其技術關鍵在于可靠性的提高，靈敏度的改善以及精確度的提高等。要想提高傳感器的可靠性，需要提高其抗干擾的能力，對此，光纖電纜傳感器開始出現。（3）信息處理技術。微電子技術和信息化技術與機電一體化是密不可分的，有效提高信息化處理的可靠性，即：模數轉換設備的可靠性，分時處理的可靠性以及輸入輸出的可靠性等，可以提高相應的處理速度，有效解決抗干擾問題。（4）驅動技術。驅動結構普遍采用的是電機，其存在的主要問題是響應速度問題以及效率問題。對此，一些電機中開始裝入編碼器，相應的伺服驅動單元也開始出現。（5）接口技術。為了實現與計算機的順利通信，數據傳遞過程中的格式標準化和規格化是非常重要的。采用統一標準規格的接口便于信息的傳遞，維修起來也十分方便，另外，還能夠簡化設計過程。當前，低成本、高速度的串行接口成為人們關注的重點，它能夠有效解決光耦器的小型化和標準化問題。（6）軟件技術。在機電一體化技術的發展中，不僅要關注硬件發展，軟件也應該同步發展。為了降低研制軟件的成本，將生產維修的效率提高到新的水平，需要不斷推行標準化的軟件。

2 機電一體化技術前景

對機電一體化的技術前景進行分析，體現在以下幾個方面：（1）人工智能方面。智能化技術的重要應用體現在：數控機床的智能化和機器人的智能化上。在新的世紀，智能化是機電一體化發展的重要趨勢，但值得注意的是，智能化的產品無法具備同人一樣的智能，其智能是相對的；它也沒有必要實現同人一樣的智能。（2）部件的標準化方面。在機器的生產過程中，機電一體化的產品規格無法實現嚴格的把控，分析其原因，是因為該類產品具有較為復雜的構成，對產品各類接口研制以及開發由于廠家眾多而變得十分困難，這些接口包括：環境接口、動力接口、電氣接口以及機械接口等。在開發新產品時，很大程度上會依賴于標準單元的產生，如：要想研制一種動力單元，需要將其與電機和智能調速相結合。但由于經濟利益的原因，這些標準很難被制定出來，只能由相關企業進行組建。標準化以及系列化的電氣產品對于機電一體化單元的企業所帶來的發展前景是不可估量的。（3）計算機家電集成系統方面。在日常生活中，網絡技術的應用能夠有效解決很多問題。網絡技術的發展也使得各類消息發展了很大變化。通過網絡的連接，全球經濟聯系得更加緊密，全球性的企業競爭也隨之而來。如果能夠研制出機電一體化的新產品，能夠實現功能和質量上的突破，它必然會在全球范圍內暢銷。各類遠程控制以及監視也因為有了網絡而得到普及和發展，其中的遠程控制終端設備就屬于機電一體化產品，家電產品因為有了現場總線技術的發展也實現了網絡化，通過網絡連接，家電產品可以形成一個集成家電系統。（4）超精密技術的使用方面。微電子機械主要是指機電一體化產品中的幾何尺寸在一厘米范圍內的產品，隨著時代的進步，它還會向著微米和納米的方向發展。小體積、低功耗和運動靈活是這種產品的主要特點，因此，它在信息、軍事以及醫療等領域得到了廣泛的應用。這種技術的瓶頸在于微型技術和精細加工技術。（5）綠色產品方面。當前，人們越來越重視環境保護，對環境資源進行合理利用，保護自然成為人們追求的目標，綠色產品自然也是其中的內容之一。所謂機電一體化綠色產品是指在進行產品的設計、制造以及使用時按照環境保護以及人類健康的要求進行，盡可能的減少對環境的危害，提高資源利用率。

3 機電一體化產品的發展趨勢

針對機電一體化產品，對其未來的發展趨勢進行分析，體現在：（1）數控機床。當前，我國的數控機床數量在世界上是處于第一位的，但就國內的數控機床比例而言，只占全部機床的5%，并且大部分是普通機床。為了適應加工技術的發展需求，應該致力于以下幾個方面的內容：高速化。高速加工技術的普及使得機床各方面的性能都得到了提高，如：車床主軸轉速得到了提高，銑床以及加工中心主軸的轉速得到了提高等等。高精度化。對于數控機床而言，其精度已經定位到由原來的0.01-0.02mm上升到0.008ram左右；對于亞微米級機床而言，其精度定位在0.0005ram左右；對于納米級的機床而言，其精度定位在0.005-0.01Hil。新結構化。復合加工技術的發展使得數控機床的結構出現了新的變化，如出現了：五軸五面體復合加工機床、五軸五面動加工各類異形零件。（2）自動機以及自動生產線。機電一體化技術在國民經濟中的應用還體現在：各類自動機械設備、自動生產線等的廣泛應用。這些設備大量使用電子技術和傳感技術，如：PLC、變頻調速器、各類智能控制系統等。

4 結束語

總之，機電一體化不是獨立存在的，其出現涉及到很多學科，是科學技術綜合發展的產物，同時也是推動社會發展的源泉。本文重點對該技術的發展趨勢進行了分析，當然，與機電一體化技術相關的技術遠遠不止本文中提及的幾項，將更多的技術融入其中也是未來的發展趨勢。

參考文獻：

[1]安紅杰.機電一體化技術的現狀及發展趨勢[J].黑龍江科技信息，2012（1）.

篇（2）

當前，計算機、微電子技術的發展，開始廣泛應用于機械工業領域之中，并逐漸發展形成機電一體化局面，改善機械工業的同時加速了機械工業的發展。本文就機電工程技術應用、機電工程的核心技術以及機電工程技術的未來發展前景進行分析，加速機電工程一體化發展。

1機電工程技術應用分析

1．1機器構造

就機電工程技術而言，其應用期間涵蓋多種生產機器，而生產機器自身有發動機、配器、行駛以及制動等較多的組成部件，想要確保機械的運行效率，需要進行運轉精度、改善性能等方面的優化。同時，進行機械效率優化期間，僅考慮機器結構存在明顯的片面性，還需要對相關材料進行考慮以及改進。一般傳統機器產品的原料為鋼鐵，但是隨著傳統機器產品市場競爭力的下降，開始傾向性的選擇非金屬復合材料以及更優質的金屬材料，通過新型生產原料的選擇，不但成功降低了機器自身的重量，還降低了能力方面的消耗，在提高驅動系統功率的同時提高機器效率。

1．2技術的優化

想要進行機電工程技術的應用，最為行之有效的方法就是進行弱電控制線路的提高，在提高的同時保證工作的有效運轉。具體從提高傳感器、電機、微型計算機等方面的綜合性能展開分析，提高弱電控制線路，內容如下。

1．2．1電機

電機作為驅動機的代表，應用期間電機響應速度、工作效率存在問題，想要進行電機綜合性能的提高，可以研發并選擇新型驅動單元，并在期中加入傳感器以及控制組件等。

1．2．2傳感器

就傳感器而言，科技含量低會影響信息精準度、敏銳性以及信息傳入的及時性，所以想要提高傳感器工作效率，前提就是提高傳入信息的敏銳性、精準度。當前，光纖傳感器是最為常用的傳感器類型，非接觸性檢測屈董單元是信息傳播的介質，能夠在避免外界因素干擾的情況下提高信息的可靠性。

1．2．3微型計算機

微型計算器作為信息處理設備之一，在機電技術應用、微電子學發展方面具有積極意義。想要提高微型計算機的綜合性能，前提條件是提高信息處理設備自身的快速、準確、可靠，并對干擾等相關問題進行處理。另外，要進行專項技術人才的培養，達到在控制研發成本的前提下研發高速快遞方式，確保機器運作效果。

2機電一體化核心技術分析

機電一體化涵蓋兩方面技術，即軟件、硬件(機械本體以及傳感器等)，為了確保機電一體化發展，需要從機械本體技術、傳感技術、信息處理技術、驅動技術、接口技術等5個方面進行分析，內容如下。

2．1機械本體技術

機械本體需要綜合考慮幾個方面，包括性能方面的改善、質量上的減輕、精度上的提高。機械產品的主要材料就是鋼鐵材料，想要減輕質量，前提是進行結構改進，并考慮材料的替代，在堅強機械本體重量的情況下實現驅動系統小型化，并最終達到機械本體優化的目的。

2．2傳感技術

傳感器問題主要考慮三個方面，即可靠性、靈敏度、精準度，并預防干擾。電干擾的預防應采用光纖電纜傳感器，外部信息傳感器選擇非接觸型檢測技術。

2．3信息處理技術

當前，信息技術的發展與普及，直接促進了機電一體化，所以想要更好的帶動并發展機電一體化則必須考慮到信息處理設備自身模/數轉換設備、輸入輸出的可靠性情況，提高處理速度。

2．4驅動技術

基于電機驅動機使用期間的快速響應、效率問題，所以開始研發內部裝有編碼器、伺服驅動單元替代傳統的電機。

2．5接口技術

想要實現和計算機之間的通信，需要確保數據傳遞具備格式上的標準化以及規格化，利于實現信息傳遞、維修處理，并進行設計簡化。當前，技術工作人員開始在合理控制經濟成本的條件下進行高效接口的研發，以解決接口中所涉問題。

3機電一體化技術前景分析

就當前機電一體化發展情況以及高新技術的不斷應用，未來機電一體化主要有智能、系統化、微型化、模塊化、網絡化、綠色化等6個發展方向，內容如下。

3．1智能化

當前，智能化儼然已經成為21世紀機電一體化的主要發展方向，智能機電一體化產品能夠有效的進行人類智能的模擬，有一定的判斷、推理、思維、決策能力，在工作開展期間逐漸的替代某種程度的人腦勞動。

3．2系統化

系統化表現特征包括兩個方面，即開放式/模式化總線結構以及加強通信功能。系統在靈活組態的情況下，能夠進行裁剪、組合，以實現系統的協調以及綜合管理。就未來的技術發展而言，機電一體化需要著重考慮產品、人之間的關系發展，盡可能的實現產品中部分人的性能，包括智能、情感等，趨向于生物系統化發展。

3．3微型化

微型機電一體化涵蓋微機械、微電子、軟件技術，成為機電一體化發展方向之一。當前微電子機械系統逐漸朝向更小尺寸的納米以及微米方向發展中。微機電一體化系統自身兼具諸多優勢，包括體積以及耗能小、靈活性等，能夠進入一般機械都無法達到的空間中，利于精細化操作，且開始應用于生物、航天、農業等領域的發展中，未來發展前景更為廣闊。

3．4模塊化

在機電一體化中，產品的種類豐富多樣，生產廠家繁多，進行機械接口(電氣以及動力等)的研發是復雜且重要的事，需要經歷較長的時間，并制定相關標準，確保部件以及單元、接口的匹配。就企業而言，可以借助標準單元進行新產品的開發，并合理的進行生產規模的擴大化。

3．5網絡化

就當前網絡技術發展而言，網絡化是最常聽到的詞匯，并廣泛應用于各個行業中，對于機電一體化來說網絡技術同樣產生了很大的影響，使此行業向網絡化發展。機電一體化產品所涵蓋的種類較多，所以網絡的對應方式以及形式也會有所不同，網絡的普及使得遠程控制終端設備成為了機電一體化產品。

3．6綠色化

當前，工業的興盛發展，在降低資源的同時，更好的提高了人們的物質生活。為了降低生態環境可能受到的污染問題，綠色產品應運而生并占有最突出的市場地位。綠色化已經成為時展的主要趨勢，所謂綠色化是指使用期間不污染生態環境且報廢期間不進行回收，目的是在產品的整個生命周期(包括設計、制造以及運輸等)中將生態環境危害降低到最低，并且最大程度上提高資源的利用效率。另外，綠色化已經成為制造業的可持續、健康發展模式。

4結語

綜合本文上述內容，機電一體化已經成為自動化技術發展的最高階段，機電一體化技術的發展是社會所需、是社會生產力發展所需、是傳統機械設計變革所需，在推動機械產品發展的同時，振興機械工業的發展。另外，機電一體化有智能化、系統化、微型化、模塊化以及網絡化、綠色化等未來發展方向，也對相關科研工作人員提出了更多的要求，以利于機械工業行業的發展。

參考文獻:

［1］趙博．機電工程技術應用及其自動化問題研究［J］．城市建設理論研究(電子版)，2016(11):4130．

［2］安振華．機電工程技術應用及其自動化問題分析［J］．城市建設理論研究，2014(10)．

［3］王軒．機電工程技術應用及其自動化問題分析與探討［J］．建筑工程技術與設計，2014(27):683．

［4］郝智勇．機電工程技術應用及其自動化問題分析［J］．城市建設理論研究(電子版)，2013(12)．

篇（3）

當前，計算機、微電子技術的發展，開始廣泛應用于機械工業領域之中，并逐漸發展形成機電一體化局面，改善機械工業的同時加速了機械工業的發展。本文就機電工程技術應用、機電工程的核心技術以及機電工程技術的未來發展前景進行分析，加速機電工程一體化發展。

1機電工程技術應用分析

1．1機器構造

就機電工程技術而言，其應用期間涵蓋多種生產機器，而生產機器自身有發動機、配器、行駛以及制動等較多的組成部件，想要確保機械的運行效率，需要進行運轉精度、改善性能等方面的優化。同時，進行機械效率優化期間，僅考慮機器結構存在明顯的片面性，還需要對相關材料進行考慮以及改進。一般傳統機器產品的原料為鋼鐵，但是隨著傳統機器產品市場競爭力的下降，開始傾向性的選擇非金屬復合材料以及更優質的金屬材料，通過新型生產原料的選擇，不但成功降低了機器自身的重量，還降低了能力方面的消耗，在提高驅動系統功率的同時提高機器效率。

1．2技術的優化

想要進行機電工程技術的應用，最為行之有效的方法就是進行弱電控制線路的提高，在提高的同時保證工作的有效運轉。具體從提高傳感器、電機、微型計算機等方面的綜合性能展開分析，提高弱電控制線路，內容如下。

1．2．1電機

電機作為驅動機的代表，應用期間電機響應速度、工作效率存在問題，想要進行電機綜合性能的提高，可以研發并選擇新型驅動單元，并在期中加入傳感器以及控制組件等。

1．2．2傳感器

就傳感器而言，科技含量低會影響信息精準度、敏銳性以及信息傳入的及時性，所以想要提高傳感器工作效率，前提就是提高傳入信息的敏銳性、精準度。當前，光纖傳感器是最為常用的傳感器類型，非接觸性檢測屈董單元是信息傳播的介質，能夠在避免外界因素干擾的情況下提高信息的可靠性。

1．2．3微型計算機

微型計算器作為信息處理設備之一，在機電技術應用、微電子學發展方面具有積極意義。想要提高微型計算機的綜合性能，前提條件是提高信息處理設備自身的快速、準確、可靠，并對干擾等相關問題進行處理。另外，要進行專項技術人才的培養，達到在控制研發成本的前提下研發高速快遞方式，確保機器運作效果。

2機電一體化核心技術分析

機電一體化涵蓋兩方面技術，即軟件、硬件(機械本體以及傳感器等)，為了確保機電一體化發展，需要從機械本體技術、傳感技術、信息處理技術、驅動技術、接口技術等5個方面進行分析，內容如下。

2．1機械本體技術

機械本體需要綜合考慮幾個方面，包括性能方面的改善、質量上的減輕、精度上的提高。機械產品的主要材料就是鋼鐵材料，想要減輕質量，前提是進行結構改進，并考慮材料的替代，在堅強機械本體重量的情況下實現驅動系統小型化，并最終達到機械本體優化的目的。

2．2傳感技術

傳感器問題主要考慮三個方面，即可靠性、靈敏度、精準度，并預防干擾。電干擾的預防應采用光纖電纜傳感器，外部信息傳感器選擇非接觸型檢測技術。

2．3信息處理技術

當前，信息技術的發展與普及，直接促進了機電一體化，所以想要更好的帶動并發展機電一體化則必須考慮到信息處理設備自身模/數轉換設備、輸入輸出的可靠性情況，提高處理速度。

2．4驅動技術

基于電機驅動機使用期間的快速響應、效率問題，所以開始研發內部裝有編碼器、伺服驅動單元替代傳統的電機。

2．5接口技術

想要實現和計算機之間的通信，需要確保數據傳遞具備格式上的標準化以及規格化，利于實現信息傳遞、維修處理，并進行設計簡化。當前，技術工作人員開始在合理控制經濟成本的條件下進行高效接口的研發，以解決接口中所涉問題。

3機電一體化技術前景分析

就當前機電一體化發展情況以及高新技術的不斷應用，未來機電一體化主要有智能、系統化、微型化、模塊化、網絡化、綠色化等6個發展方向，內容如下。

3．1智能化

當前，智能化儼然已經成為21世紀機電一體化的主要發展方向，智能機電一體化產品能夠有效的進行人類智能的模擬，有一定的判斷、推理、思維、決策能力，在工作開展期間逐漸的替代某種程度的人腦勞動。

3．2系統化

系統化表現特征包括兩個方面，即開放式/模式化總線結構以及加強通信功能。系統在靈活組態的情況下，能夠進行裁剪、組合，以實現系統的協調以及綜合管理。就未來的技術發展而言，機電一體化需要著重考慮產品、人之間的關系發展，盡可能的實現產品中部分人的性能，包括智能、情感等，趨向于生物系統化發展。

3．3微型化

微型機電一體化涵蓋微機械、微電子、軟件技術，成為機電一體化發展方向之一。當前微電子機械系統逐漸朝向更小尺寸的納米以及微米方向發展中。微機電一體化系統自身兼具諸多優勢，包括體積以及耗能小、靈活性等，能夠進入一般機械都無法達到的空間中，利于精細化操作，且開始應用于生物、航天、農業等領域的發展中，未來發展前景更為廣闊。

3．4模塊化

在機電一體化中，產品的種類豐富多樣，生產廠家繁多，進行機械接口(電氣以及動力等)的研發是復雜且重要的事，需要經歷較長的時間，并制定相關標準，確保部件以及單元、接口的匹配。就企業而言，可以借助標準單元進行新產品的開發，并合理的進行生產規模的擴大化。

3．5網絡化

就當前網絡技術發展而言，網絡化是最常聽到的詞匯，并廣泛應用于各個行業中，對于機電一體化來說網絡技術同樣產生了很大的影響，使此行業向網絡化發展。機電一體化產品所涵蓋的種類較多，所以網絡的對應方式以及形式也會有所不同，網絡的普及使得遠程控制終端設備成為了機電一體化產品。

3．6綠色化

當前，工業的興盛發展，在降低資源的同時，更好的提高了人們的物質生活。為了降低生態環境可能受到的污染問題，綠色產品應運而生并占有最突出的市場地位。綠色化已經成為時展的主要趨勢，所謂綠色化是指使用期間不污染生態環境且報廢期間不進行回收，目的是在產品的整個生命周期(包括設計、制造以及運輸等)中將生態環境危害降低到最低，并且最大程度上提高資源的利用效率。另外，綠色化已經成為制造業的可持續、健康發展模式。

4結語

綜合本文上述內容，機電一體化已經成為自動化技術發展的最高階段，機電一體化技術的發展是社會所需、是社會生產力發展所需、是傳統機械設計變革所需，在推動機械產品發展的同時，振興機械工業的發展。另外，機電一體化有智能化、系統化、微型化、模塊化以及網絡化、綠色化等未來發展方向，也對相關科研工作人員提出了更多的要求，以利于機械工業行業的發展。

參考文獻:

［1］趙博．機電工程技術應用及其自動化問題研究［J］．城市建設理論研究(電子版)，2016(11):4130．

［2］安振華．機電工程技術應用及其自動化問題分析［J］．城市建設理論研究，2014(10)．

［3］王軒．機電工程技術應用及其自動化問題分析與探討［J］．建筑工程技術與設計，2014(27):683．

［4］郝智勇．機電工程技術應用及其自動化問題分析［J］．城市建設理論研究(電子版)，2013(12)．

篇（4）

中圖分類號：TH-39 文獻標識碼：A 文章編號：

近些年來，我國的計算機技術和微電子技術得到了長足的發展。在此基礎上，這些技術被廣泛應用到了機械工業領域，形成了機電一體化，不僅對機械工業的產品功能、構成和技術結構產生了重要影響，而且也給機械工業的生產方式及管理體系帶來了巨大變化，使工業生產從“機械電氣化”時代邁入了“機電一體化”階段。在人們生活的各個領域已得到廣泛的應用，不僅深刻影響著機電一體化的發展趨勢，而且深刻地影響著全球的科技、經濟、社會和軍事的發展，并以蓬勃的生機向前發展[1，2]。

1 機電一體化概述

機電一體化的概念最早是1960年代末由日本安川電氣公司提出，是將機械和電子技術集成結合起來所構成的系統的總稱。作為一門新型學科，機電一體化已經建立起了一套自身的體系，并且隨著科技的進步不斷得到充實和更新。機電一體化的基本特征表現在：它從系統的視角出發，成功將微電子技術、機械技術、自動控制技術、信息技術、計算機技術、傳感測控技術及電力電子技術的應用有機結合起來。作為一種系統工程技術，機電一體化通過對各功能單元進行合理布局與配置，使這些功能的高質量、高可靠性、低能耗價值得到了充分的體現，實現了優化系統的目的。一個所謂的機電一體化產品或機電一體化系統就由此產生。所以，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面[3]。需要特別指出的是，機電一體化技術并不是微電子技術、機械技術等新技術的簡單拼湊，而是將以上技術群進行有機融合的綜合技術。正是這一點，使機電一體化在概念上與機械電氣化相區別。從發展歷程看，盡管從純技術發展到機械電氣化，但這樣的機械工程技術仍屬傳統機械。進入到機電一體化階段后，其中的微電子裝置不僅具有了和某些機械部件一樣的功能，而且還具備了諸如自動處理信息、自動檢測、自動調節與控制等許多新的功能。形象地說，機電一體化產品不僅可以替代人力去完成許多機械勞動，實現人手和肢體的延伸，而且還擁有了智能化特征，實現了感官與頭腦的延伸。這一點也在功能上將機電一體化與機械電氣化區別開。這個定義強調它將扮演越來越重要的角色機電整合。它在復雜的非線性上下文包括電腦和數字信號處理器（dsp），它存儲和處理信息、通訊和互聯網，這發送信息，以及各種計算機輔助設計（CAD）軟件[4]。

2 國內機電一體化技術應用現狀

當前我國正處于市場經濟的發展階段，盡管較之以往我們的機電產品出口取得了顯著的成績，但是仍然不能忽視存在的問題。正確對待機遇和挑戰，思考并解決當前存在的問題無疑會有助于提高我國機電技術產品的水平和性能，對于完善我們的市場經濟制度也大有裨益。從促進產業結構調整，推動完整的機電一體產業形成的角度看，我們的機電一體化面臨以下兩點任務：其一，要進一步推動傳統工業技術升級，實現節能高效，這就需要對傳統產業進行微電子技術改造。其二，大張旗鼓地開發自動化、數字化、智能化機電產品，促進產品的更新換代[5，6]。

首先，在技術政策上，要對能耗高、效率低下、不符合環保標準的傳統產業進行限制，加快對落后產品的淘汰。同時，要鼓勵對傳統產業實施機電一體化技術改造。

其次，我國機電一體化產業覆蓋面廣，發展迅速，而我們的財力、人力和物力是有限的，產業的規劃和發展不可能面面俱到，所以我們應建立機電一體化行業“協會”性質的統管合作機構，并賦予其職能，既有利于深入的行業調查，指導行業布點布局的調整，發展重點項目，又有助于制定出縱覽全局的“機電一體化”發展計劃和戰略規劃，以避免開發上重復、生產上撞車。

再次，通過“協會”的有效組織和廣泛宣傳，一來可以建立行業信息平臺，及時分享更多的行業內部信息，二來可以增加產業在社會上的認知，使行業內外都重視和支持“機電一體化”的發展，既可以吸引外商到我國投資發展“機電一體化”的眼球，又可以更加方便合理調配資源。同時，盡管人民幣升值短期內會減緩我國機電產品出口，但對技術貿易來講，卻可以利用此時的時機，大量引進相關產業的先進技術，反哺自身加工業，提高企業的利潤空間。作為世界上最大的發展中國家，大力發展機電一體化技術，用微電子技術改造傳統產業，開發數字化、智能化機電產品，既是振興我國傳統機電工業的新鮮血液和源動力，也是一條促使機電行業產業、產品結構調整日益完善的捷徑[7，8]。

3 機電一體化技術發展趨勢

Microelectro-mechanical系統（MEMS）一直是一個近年來熱門研究領域。它也是一個快速增長的行業，它們的大小已經超過100億美元，數以百萬計的MEMS一直在等產品汽車安全氣囊和噴墨打印機。MEMS技術已經應用到開發微型光學開關來處理高卷數據和話音通信的通信。MEMS本身是一個機電一體化極好的例子。作為另一個措施，表示的重要性小型化、美國政府投資270美元在2000年在國家納米技術倡議關于人口統計學的改變，ASME報告中，“人口統計學是第二強大的力量改變世界的經濟和社會。在未來40年，世界人口預計將將增長50%左右。嬰兒潮一代將進入高級成熟度然后年老。“然后，報告觸動了幾個具體的方面包括歐洲和日本人口迅速老齡化趨勢。雖然報告中沒有討論ASME，這種趨勢將激勵機電朝著人性化方向發展，如護理機器人的研發被稱為人類友好的機電一體化。美國機械工程師協會（ASME）最近發表了一份報告，題為《機械工程在21世紀的發展趨勢》，其內容主要介紹了從20世紀到21世紀機電一體化的進展和今后發展的趨勢。它從以下四個類別描述了工程學的變革趨勢：技術變革、人口變革、經濟變革和社會變革。隨著科技的進步，以下八個領域將會是機電一體化發展的主要途徑：信息技術、微型化、材料科學、生物工程和醫藥、能源、運輸、環境工程和制造業等[9，10]。

4 結論

在經濟全球化趨勢逐漸增強，市場競爭日趨激烈的當今社會，機電一體化的發展對優化本國的產業結構和發展本國經濟具有至關重要的作用。機電制造思維是基于現代工程教育而逐步興起和發展起來的。機電一體化的出現不是孤立的，它是許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和產物。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發展前景也將越來越光明?？偠灾瑱C電一體化技術作為機械技術，信息技術，電子技術和計算機技術的融合、發展與延伸，在經濟社會不斷建設發展的過程中占據著極為關鍵的地位。我們需要明確機電一體化技術未來發展方向，妥善處理機電一體化技術在發展過程中面臨的問題與障礙，推動機電一體化時代的全面發展。

參考文獻：

[1]安紅杰.機電一體化技術的現狀及發展趨勢[J].黑龍江科技信息，2012，（1）：37.

[2]劉莎，周泉.機電一體化的發展趨勢分析[J].產業與科技論壇，2012，（3）：108-109.

篇（5）

所謂機電自動化技術，指的就是把機械技術、電子技術和自動化技術融合在一起的一種綜合技術。隨著我國科技水平的不斷發展，機電自動化技術也在日趨成熟，在工業領域上這項技術也在逐漸普及。任何技術都不可能是一成不變，都必須經過不斷的改進，不斷的推陳出新，最終才能做到完善。所以，相關技術人員必須重視機電自動化技術的創新和發展，提高生產力，加快工業發展的步伐。

1機電自動化技術優點分析

1.1提高生產力和工作質量

目前人們所處的時代屬于信息時代，信息時代的特點就是，人們每天接收的信息量的都在呈幾何式增長，知識更新和技術發展的速度非?？?，人們的生活方式與過去產生了巨大的差異。同樣的，機電自動化技術也在進行著快速的發展。比如說，現如今的對于工業產品的檢測和識別技術已經不能和過去的技術同日而語，過去的技術要耗費大量的人力和時間，而且檢測和識別的效果也比較差，而運用最新的機電自動化技術，不但大大的提高了檢測和識別的效率，而且檢測的效果非常好，極大的節約了人力資源和人力成本。機電自動化技術的好處就在于，這些機電自動化設備能夠同時采集并處理大量的信息，這是人力無法比擬的，而且處理這些信息的速度很快，處理完這些信息之后就能得到及時的反饋，可以及時的對產品產生的缺陷做出分析和改進，另外，這些自動化設備都是按照相應的程序進行工作的，只要程序正確一般不會出現任何工作失誤，因此機電自動化設備的工作質量非常高，對企業的發展有著巨大的推動作用。

1.2安全性極高，可靠性良好

機電自動化技術還有一個巨大的優點就是，機電自動化設備具有極強的安全性和可靠性。因為機電自動化設備在進行設計的時候，就已經安裝了自我監測系統，這套系統可以對設備的工作狀態進行實時監測，如果設備出現了故障或者工作狀態不正常，那么自我監測系統就會立即發出提示信號，并且會自動采取相應的設備保護措施。機電自動化技術的安全性是非常高的，但是也不能排除某些意外的發生，但是即使發生了意外，機電自動化技術也能及時的阻止損失的進一步擴大。機電自動化技術的安全性和可靠性，在此得到了體現，這也正是機電自動化技術的重要優勢，其實不僅僅是工業生產上需要機電自動化技術，甚至在以后的日常生活里，機電自動化技術也會得到應用，那時候的技術只會更加的智能化和人性化。

1.3節約大量的資源

運用機電自動化技術，可以節約大量的資源。首先就是可以節約大量的能源，因為機電自動化設備的智能化程度很高，設備每一時刻的運行狀態都是在監測系統的監視之中的，如果設備處于低工作量的狀態時，那么監測系統監測到的信息就會及時的反饋到設備的自動調節系統之中，然后自動調節系統馬上就會調節設備的工作功率，及時減少能源的消耗。其次，由于機電自動化設備的自動化程度很高，所以企業對于人力資源的需求就會大大減小，節約了企業的人力資源成本。人都是需要休息的，但是設備卻幾乎不需要休息，可以二十四小時的處于工作狀態而不會出現任何錯誤，不但提高了生產力而且節約了大量的資源。

2機電自動化技術的發展趨勢

2.1向著智能化的方向發展

雖然機器具有很多人類難以比擬的優點，但是也有不足的方面。機器是不會進行思考的，只能按照人類所編寫的程序去運行，而人類最大的優點就是會思考會創新。所以，以后的機電一體化技術一定要向著智能化的方向去發展。近年來，關于人工智能一直話題不斷，世界各國的高科技領域都在對人工智能進行研究和開發。所謂人工智能，指的就是機器也可以像人類那樣思考，甚至可能超越人類的智能。如果將這一技術與機電一體化技術相融合，那么對于機電一體化技術而言將是一個巨大的飛躍，工廠甚至不需要任何工人，極大的提高了生產效率和生產力。

2.2向著網絡化的方向發展

二十一世紀是一個信息化的時代，更是一個互聯網的時代，目前互聯網的普及程度與十年前相比已經不可同日而語，各種電子產品幾乎都有上網的功能。對于機電一體化技術而言，更要向著網絡化的方向發展。如果機電一體化技術實現了網絡化，那么可以想象到的是：在將來只需要一臺手機，就能夠操控整個工廠設備的運行，任何一臺設備的運行狀態都可以隨時隨地用手機查看，極大的提高了生產效率。

2.3向著微型化的方向發展

我國目前的機電一體化技術大多是應用于工業生產領域，而這些進行工業生產的設備大多比較龐大，運輸困難而且占據了極大的空間，所以機電一體化技術有必要向著微型化的方向發展。微型化的設備可以極大的減少制造設備的成本，而且會為工廠節約更多空間，以前放置一臺設備的空間，可以放置多臺設備，極大的提高了生產力水平。

3總結

總而言之，機電一體化技術是一項具有廣闊應用前景的一項技術，已經在工業生產領域大放異彩，不但提高了生產力而且節約了大量的人力物力資源，對于整個社會的發展都存在著積極的意義。因此，相關研究人員要做出努力，將這項技術不斷完善。

參考文獻：

[1]韋偉清.機電自動化技術的發展及其應用前景分析[J].建筑工程技術與設計,2014(18):949-949.

篇（6）

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.165

所謂機電自動化技術，指的就是把機械技術、電子技術和自動化技術融合在一起的一種綜合技術。隨著我國科技水平的不斷發展，機電自動化技術也在日趨成熟，在工業領域上這項技術也在逐漸普及。任何技術都不可能是一成不變，都必須經過不斷的改進，不斷的推陳出新，最終才能做到完善。所以，相關技術人員必須重視機電自動化技術的創新和發展，提高生產力，加快工業發展的步伐。

1 機電自動化技術優點分析

1.1 提高生產力和工作質量

目前人們所處的時代屬于信息時代，信息時代的特點就是，人們每天接收的信息量的都在呈幾何式增長，知識更新和技術發展的速度非?？欤藗兊纳罘绞脚c過去產生了巨大的差異。同樣的，機電自動化技術也在進行著快速的發展。比如說，現如今的對于工業產品的檢測和識別技術已經不能和過去的技術同日而語，過去的技術要耗費大量的人力和時間，而且檢測和識別的效果也比較差，而運用最新的機電自動化技術，不但大大的提高了檢測和識別的效率，而且檢測的效果非常好，極大的節約了人力資源和人力成本。機電自動化技術的好處就在于，這些機電自動化設備能夠同時采集并處理大量的信息，這是人力無法比擬的，而且處理這些信息的速度很快，處理完這些信息之后就能得到及時的反饋，可以及時的對產品產生的缺陷做出分析和改進，另外，這些自動化設備都是按照相應的程序進行工作的，只要程序正確一般不會出現任何工作失誤，因此機電自動化設備的工作質量非常高，對企業的發展有著巨大的推動作用。

1.2 安全性極高，可靠性良好

機電自動化技術還有一個巨大的優點就是，機電自動化設備具有極強的安全性和可靠性。因為機電自動化設備在進行設計的時候，就已經安裝了自我監測系統，這套系統可以對設備的工作狀態進行實時監測，如果設備出現了故障或者工作狀態不正常，那么自我監測系統就會立即發出提示信號，并且會自動采取相應的設備保護措施。機電自動化技術的安全性是非常高的，但是也不能排除某些意外的發生，但是即使發生了意外，機電自動化技術也能及時的阻止損失的進一步擴大。機電自動化技術的安全性和可靠性，在此得到了體現，這也正是機電自動化技術的重要優勢，其實不僅僅是工業生產上需要機電自動化技術，甚至在以后的日常生活里，機電自動化技術也會得到應用，那時候的技術只會更加的智能化和人性化。

1.3 節約大量的資源

運用機電自動化技術，可以節約大量的資源。首先就是可以節約大量的能源，因為機電自動化設備的智能化程度很高，設備每一時刻的運行狀態都是在監測系統的監視之中的，如果設備處于低工作量的狀態時，那么監測系統監測到的信息就會及時的反饋到設備的自動調節系統之中，然后自動調節系統馬上就會調節設備的工作功率，及時減少能源的消耗。其次，由于機電自動化設備的自動化程度很高，所以企業對于人力資源的需求就會大大減小，節約了企業的人力資源成本。人都是需要休息的，但是設備卻幾乎不需要休息，可以二十四小時的處于工作狀態而不會出現任何錯誤，不但提高了生產力而且約了大量的資源。

2 機電自動化技術的發展趨勢

2.1 向著智能化的方向發展

雖然機器具有很多人類難以比擬的優點，但是也有不足的方面。機器是不會進行思考的，只能按照人類所編寫的程序去運行，而人類最大的優點就是會思考會創新。所以，以后的機電一體化技術一定要向著智能化的方向去發展。近年來，關于人工智能一直話題不斷，世界各國的高科技領域都在對人工智能進行研究和開發。所謂人工智能，指的就是機器也可以像人類那樣思考，甚至可能超越人類的智能。如果將這一技術與機電一體化技術相融合，那么對于機電一體化技術而言將是一個巨大的飛躍，工廠甚至不需要任何工人，極大的提高了生產效率和生產力。

2.2 向著網絡化的方向發展

二十一世紀是一個信息化的時代，更是一個互聯網的時代，目前互聯網的普及程度與十年前相比已經不可同日而語，各種電子產品幾乎都有上網的功能。對于機電一體化技術而言，更要向著網絡化的方向發展。如果機電一體化技術實現了網絡化，那么可以想象到的是：在將來只需要一臺手機，就能夠操控整個工廠設備的運行，任何一臺設備的運行狀態都可以隨時隨地用手機查看，極大的提高了生產效率。

2.3 向著微型化的方向發展

我國目前的機電一體化技術大多是應用于工業生產領域，而這些進行工業生產的設備大多比較龐大，運輸困難而且占據了極大的空間，所以機電一體化技術有必要向著微型化的方向發展。微型化的設備可以極大的減少制造設備的成本，而且會為工廠節約更多空間，以前放置一臺設備的空間，可以放置多臺設備，極大的提高了生產力水平。

3 總結

總而言之，機電一體化技術是一項具有廣闊應用前景的一項技術，已經在工業生產領域大放異彩，不但提高了生產力而且節約了大量的人力物力資源，對于整個社會的發展都存在著積極的意義。因此，相關研究人員要做出努力，將這項技術不斷完善。

參考文獻：

[1]韋偉清.機電自動化技術的發展及其應用前景分析[J].建筑工程技術與設計，2014（18）：949-949.

篇（7）

“機電一體化”這個稱謂最早來自日本，主要是指運用機械、光學、計算機、微電子、自動控制及信息等技術進行多學科交叉綜合的技術，它不是將電子技術對機械的簡單代替，而是將計算機、微電子及信息技術跟機械系統組成一體的最佳系統，機電一體化有效地提高了煤礦工作的效率及安全性。

1.煤礦機電一體化的重要作用

1.1機電一體化提高了煤礦工作的安全性及可靠性

原來的煤礦工作中，環境很惡劣，煤礦工人經常是高負荷、長時間地在充滿煤塵的潮濕環境中工作，嚴重影響到了他們的生活質量及身體健康，在一些情況下，甚至還會危及到人身安全，我們時常會在各大媒體上，看到關于煤礦事故的新聞。而機電一體化技術在煤礦中的應用，尤其是煤炭的采掘、運輸及提升等，不僅有效地把煤炭工人從繁重體力勞動里解脫出來，還降低了礦難的發生率，有效地保證煤礦工人的生命安全，使煤礦工作的可靠性及安全性得到了很大提高。

1.2提高了勞動效率，增加了煤礦企業的經濟效益

機電一體化在煤礦中的應用，使其原來的落后生產方式得到了很大改變，而且自動化的設備使原有的煤礦作業模式得到了徹底地改變，降低了煤礦工人勞動強度的同時，有效地提高了勞動生產率及勞動效率，這使得煤炭產量大幅度增加，提高了煤礦企業的經濟效益，同時煤礦工人的勞動收入也得到了提高，改善了生活質量，并帶動了地方經濟的迅速發展。

2.有關煤礦機電一體化的應用

2.1機電一體化在煤礦采煤機中的應用

在煤礦采煤機中，所應用的機電一體化設備是電牽引采煤機，它與原來的液壓牽引相比，具有很多的優點，一是電牽引采煤機的牽引特性更好，能夠在采煤機前進的時候提供牽引力，從而克服阻力向前移動，還能夠在采煤機向下滑動時發電制動，并向電網及時反饋電能；二是運行更可靠，使用壽命也更長電牽引除了電動機的整流子及電刷有磨損外，其他的原件都是完好無損的，因此它在工作的時候更為可靠，故障及維修都比較少，壽命還長；三是電牽引采煤機還能夠應用在大傾角的煤層上，這是由于它的軸端裝有制動器，能夠用在較大傾角的煤層上，且不需要其它的防滑裝置；四是電牽引采煤機的動態特性更好，反應也更為靈敏，這是由于電控系統能夠對各種參數進行及時地調整，以免采煤機的超載運行；五是電牽引采煤機的結構更為簡單，效率也更高，電能轉為機械能時，一次就可達99%，而液壓采煤機僅能轉換65%-70%。

2.2機電一體化在煤礦提升機中的應用

機電一體化在礦井提升機中也得到了廣泛的應用，主要體現為采用的是全數字化控制的交直流提升機，它融合了機械、電力電子、計算機及自動控制等技術，并將滾筒和驅動結合在一塊，極大地簡化了機械生產結構，運用數字化技術有效地提高了提升機的可靠安全性，而在連接方式上則采用了總線的形式，這對電氣安裝程序進行了簡化，其優點還有這種提升機的硬件配置較為簡單，能夠相互兼容。并且現在這種提升機放棄了原系統中的轉子電阻，有效地節約了電阻電能的消耗，而且將原消耗的轉子電能反饋給電網，從而節省了30%多的電能。

2.3機電一體化在煤礦監控系統中的應用

機電一體化在煤礦生產中最典型的應用是礦井安全生產監測監控系統的應用，盡管監控技術在我國煤礦工作中的應用較晚，但在我國的發展應用還是比較迅速的，而且我國的監測監控系統已經初步踏入了國際先進水平行列，像研制出的KJ90與KJ95系統等，現在的監控系統的特點主要是智能化的程度在不斷的提高，可以隨時與互聯網連接，系統中的應用軟件使用的都是Windows的操作系統。我國也制定了有關煤礦的法規，所有的煤礦井都要安裝監控系統，這在一定程度上保證了煤礦生產的安全性。

2.4機電一體化在煤礦帶式輸送機中的應用

由于帶式輸送機具有輸送量大、連續輸送距離長、效率高、運行可靠及自動化等優點，已成為我國煤礦中的主要運輸設備，現在我國所應用的輸送設備是機、液、電一體化的可控軟啟裝置，是專門為煤炭及金屬礦石長距離的帶式運輸所設計的，這種帶式運輸機能夠有一臺或者多臺CST進行驅動，在我國一般采用的是三點驅動，其長度和運量上都還存在著限制，在功能、壽命、靈敏度及可靠性上都還存著一定的差距。

2.5機電一體化在煤礦其他設備中的應用

機電一體化在煤礦的其他設備中也被應用來，如把液壓控制欲計算機技術進行結合，能夠將液壓支架帶往電液控制方向發展，從而實現雙向鄰架或者自動移架，避免了頂板與支架間產生的沖擊；在開關上，也由原來的高壓開關柜轉變成了真空開關，使其使用壽命更長，維護量減小的特點，高低開關柜則運用了微機進行保護，使其具備了網絡功能，能夠進行遠程的遙控、遙測、遙信及遙調；在煤礦的主扇上，使用了變頻設備，能夠依據風量的大小自動進行頻率的降低或者提高，使風量平衡，從而節省了30%多的電量，有效地實現了煤礦機電一體化的低能耗、高效及環保的目標。

3.有關煤礦機電一體化的發展動態

隨著現代科技的迅速發展，煤礦機電一體化技術也得到了迅速的發展，計算機及網絡技術能夠對煤礦井下現場進行監控，而且還能覆蓋到單個設備及單個數據的測量，并且能夠在地面上的任何一臺計算機設備上查閱相關的信息，還能向井下發送信息，每個等級的管理者可以在礦井、區隊、車間、企業或者企業以外的其他地方進行控制、管理及調度，這些控制及網絡系統有效地改變了傳統的煤礦技術及產業結構，為煤礦帶來了巨大的發展。煤礦機電一體化的發展趨勢應該是，跟緊煤礦產業科技發展的前沿，積極開發具有自主知識產權的開采技術和配套設備的核心技術，研制出具有大功率化、大型化、高適應性、自動化及遙控技術的一體化裝備，從而在技術上占領制高點。同時要開發以微機與微機處理器為基礎的煤礦礦井設備及健康監測系統的應用，并成為現代煤礦機電一體化的重要發展標志。要有效地運用現代煤礦機電一體化發展，要注意以下幾方面的工作，一是煤礦機電一體化管理工作的加強，這需要抓好一體化的設備技術管理工作，還要抓好現場管理工作，充分發揮機電功能的同時，要加強生產的安全管理，還要根據實際情況對機電設備進行大膽的技術改造；二是進一步加強煤礦機電一體化的智能控制，對礦井的災害及安全性進行及時的預測與控制，其準確性更高，這對煤礦工作來說，具有很重要的意義；三是煤礦機電一體化的進一步自動化與數字化發展，盡快地達到世界先進水平。

4.總結

煤礦機電一體化設備具有高智能化、程序化、信息化、體積小、操作方便及安全性能高等優點，這使得它在煤礦企業中被廣泛的應用，并有效地提高了煤礦企業的生產能力，從而提高了煤礦企業的社會效益和經濟效益。煤礦機電一體化在煤礦企業中將會進一步地得到發展，并追趕世界先進水平的發展，在煤礦機電一體化的有效應用中，也離不開煤礦合理科學的管理。

【參考文獻】

［1］張春利.機電一體化技術在煤礦生產中的應用[J].科技創新導報,2010(13).

篇（8）

1 關于機電一體化教學不足的分析

經過多年的不斷積累和改進，我國機電一體化教學模式、手段等方面均有了明顯改善，但是依然存在很多不足之處，具體表現如下：

首先，機電一體化教學在教學內容選擇方面，比較重視傳統機械維修部分的講授，對現代電子電氣方面的知識涉及較少。比如在生產過程中的單片機種類繁多，但是在實際授課過程中則以51系列的單片機為主，限制了學生接觸外界的視野，特別是近些年來隨著傳感器與網絡技術的出現，工業用的機電設備出現更新換代的速度大大提高，這就需要學生盡可能掌握傳感器、自動控制等方面的專業知識，才能在實際工作中勝任機電設備的維修、保養等基礎工作。

其次，在傳統機電專業一體化教學中，教師往往把傳授理論知識做為教學的重點和評估標準。這樣的安排具有其存在的合理性，有利于學生對理論知識掌握系統化，也為學生以后從事開發產品設計奠定基礎。但是，從學生就業的角度來看，大部分學生畢業之后往往是在生產的第一線，從事機械設備的安置、操作并對其維護等工作，這要求學生的實操能力過關。令人遺憾的是，大部分機電一體化教學都與社會實際需求是脫節的。因此，為了培養綜合素質高、社會適用的機電人才，需要對機電一體化專業的教學進行適當的改革和創新。

除此以外，機電一體化教學的教學方法和能力培養也存在很大改進空間，與其它課程相比，機電教學本身對學生空間想象、邏輯思維等能力都要求較高，更需要新的教學手段和方法來優化課堂教學，但是很多學校還沒有實現專業化的教學平臺的全覆蓋，對以信息化為代表的新型教學輔助手段應用較少。同時，學生對一些學科交叉知識的整理能力不夠，這也導致了學生本應具備的綜合能力和機電工程素質變得異常薄弱。

2 機電一體化教學改革與創新初探

2.1 合理設置教學內容

2.1.1 引導學生正確認識機電一體化的意義

機電一體化技術是對電氣技術、機械技術、計算機技術、微電子技術以及信息技術的有機融合。它是一個自動化的生產過程，從業者通過對計算機的運用，研發出電氣、液壓和光電器件產品。因此學生需要綜合掌握多門技術，達到融會貫通的程度。在教學過程中，教師要科學合理設置教學內容，根據學校專業實際特點展開教學，不能偏重于某一個方向，導致學生的機電一體化技術掌握不全面，對學生未來的就業產生影響。

2.1.2 對不同的教學內容運用不一樣的評估標準

對于基本理論知識而言，它讓學生解了基本概念，培養了學生的基本素質，為以后的專業知識學習奠定良好的根基。對于這部分知識在教學過程中以“必需、夠用”的標準來授課。因為機電一體化技術是多門技術的綜合，知識面寬，學習內容多，教學課程有限，因此應加強核心專業知識的學習，重點強調核心課程。教學質量評估也是以核心課程做為重點的考核內容。

2.1.3 注重提高學生的綜合素質

學生在技術知識掌握的同時，畢業后從事某個工作崗位，接人待物、為人處事的能力和素質也要加強。在學習過程中，教師要指導學生建立正確的世界觀、人生觀、價值觀，塑立良好的職業態度，加強創新能力、團隊協作能力、交流溝通能力的培養。

2.2 應用形式多樣的教學方法

2.2.1 借助多媒體進行教學

機電一體化專業課程的電線圖、機械設備圖形比較多，借助于多媒體的教學手段，運用PPT制作課件，集圖形、動畫、聲音于一體，形象生動，有利于教師直觀地表達課程內容，特別是對抽象的知識進行仿真教學，能夠有助于學生對知識的深度理解。

2.2.2 注重理論與實際生活的結合

機電一體化技術是一門操作性強的專業，因此在教學中，教師要注重實踐的培養，善于把實際生活的案例與課本的理論知識相結合，密切聯系生活，啟發學生思考，提高學習主觀能力性，有助于學生對所學課程的掌握。比如，教師在講解直流電機工作原理的教學過程中，可以以用高速磁懸浮列車的實際案例進行講述。

2.2.3 與時俱進，分享技術動態和就業資訊

科學技術的發展是不斷進步，日新月異的，為了能夠了解行業的最新消息，教師應該與時俱進，主動去了解行業的最新技術動態，并將它與學生分享。比如，電氣自動化技術網、北極星電力網、工控人家園等網站里面有很多關于電氣技術、機械技術等專業的知識，教師可以從中了解最新動態，并鼓勵學生在課余時間登陸相關的論壇來加強學習。此外，教師可以從一些企業家、已參與社會工作的學生獲取到就業資訊，分享給學生，讓學生了解崗位的需求及需要掌握的技能，了解自己的不足，讓學生在以后的教學中加強學習，同時讓學生體會到就業的緊迫感。

2.3 培養和鍛煉技能，注重生活教學

2.3.1 舉辦競賽提高學生技能和水平

教育的目的是為了應用。為了提高學生的實踐能力，教師可以舉辦一些技能競賽。教師可以在班級里通過抽簽把學生分成若干小組，再根據班級里學生的水平，從設備組裝、電路的連接、氣路連接、編寫控制程序等諸多方面出問題。學生把所學的知識運用到教師的問題中來，通過不斷地討論、探索、調試，最終完成教師的要求。教師對學生完成的作品進行評分，對優秀的作品有適當的獎勵，并可以推薦到院級、省級比賽。通過組織競賽，可以在實踐中檢驗學生的學習水平，運用知識的靈活程度，提高學生的實際操作能力。同樣地，比賽的結果也可以對教學水平有所檢驗，讓教師了解學生的學習還存在欠缺的地方，對不斷改善教學質量有促進作用。

2.3.2 鼓勵學生參與企業的實習

篇（9）

自電子技術一問世,電子技術與機械技術的結合就開始了,只是出現了半導體集成電路,尤其是出現了以微處理器為代表的大規模集成電路以后,"機電一體化"技術之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意.

(一)"機電一體化"的發展歷程

1.數控機床的問世,寫下了"機電一體化"歷史的第一頁;

2.微電子技術為"機電一體化''''''''帶來勃勃生機;

3.可編程序控制器、"電力電子"等的發展為"機電一體化"提供了堅強基礎;

4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使"機電一體化"躍上新臺階.(二)"機電一體化"發展趨勢

1.光機電一體化.一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的.因此,引進光學技術,實現光學技術的先天優點是能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源(動力)系統和信息處理系統.光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢.

2.自律分配系統化——柔性化.未來的機電一體化產品,控制和執行系統有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發事件，被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中，各個子系統是相互獨立工作的，子系統為總系統服務，同時具有本身的“自律性”，可根據不同的環境條件作出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統的適應能力(柔性)，又不因某一子系統的故障而影響整個系統。

3.全息系統化——智能化。今后的機電一體化產品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術、信息技術(尤其是軟件及芯片技術)的發展。除此之外，其系統的層次結構，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。

4.“生物一軟件”化—仿生物系統化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結構上是處于“靜態”時不穩定，但在動態(工作)時卻是穩定的。這有點類似于活的生物：當控制系統(大腦)停止工作時，生物便“死亡”，而當控制系統(大腦)工作時，生物就很有活力。仿生學研究領域中已發現的一些生物體優良的機構可為機電一體化產品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領域稱為“生物——軟件”或“生物系統”，而生物的特點是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割。看來，機電一體化產品雖然有向生物系統化發展趨，但有一段漫長的道路要走。

5.微型機電化——微型化。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實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際產品時，就沒有必要區分機械部分和控制器了。屆時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。這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。

三、典型的機電一體化產品

機電一體化產品分系統(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統有：數控機床、機器人、汽車電子化產品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統、CAD／CAM系統等。典型的機電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。這些典型的機電一體化產品的技術現狀、發展趨勢、市場前景分析從略。

四、北京發展“機電一體化”而臨的形勢和任務

機電一體化工作主要包括兩個層次：一是用微電子技術改造傳統產業，其目的是節能、節材，提高工效，提高產品質量，把傳統工業的技術進步提高一步；二是開發自動化、數字化、智能化機電產品，促進產品的更新換代。

前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深層次工作。

(一)北京“機電一體化”工作面臨的形勢

1.北京用微電子技術改造傳統工業的工作量大而廣，有難度

(1)在700余家北京市屬工業系統的企業中，有60%以上的企業用微電子技術改造機床設備、工業窯爐、風機電泵、生產過程的任務還未完成需要量的一半。

(2)北京工業系統還有2000余臺機床設備亟需用微電子技術進行改造；在已改造的近6500臺機床設備中，大約有15%需進一步改造。

(3)北京工業系統尚有近250座工業爐窯亟需用電子信息技術進行改造；且610座已改造過的工業爐窯也很有進一步應用模糊技術進行二次改造的必要。

(4)北京工業系統CAD應用還有較大差距。目前，北京工業品設計，CAD應用率僅17%(而美、日等國已超過85%；國內先進地區也超過了30%)；CAD的覆蓋率才達到11%(而全國CAD應用工程領導小組指出，“八五”期間大中型企業要達到35%，中小型骨干企業要達到15%—20%；到“九五”時，按國務委員宋健的要求，基本上要甩掉繪圖板)。

(5)北京工業系統共有改造價值的各種風機電泵裝機容量50萬千瓦，尚49萬多千瓦用變調速技術進行改造的任務，占總任務量的99.5%左右。

(6)工業是全市能源消耗大戶。1992年，北京工業系統占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個能源嚴重缺乏的城市，1992年北京工業系統萬元產值能耗折合標煤為2.47噸，比上海的1.57噸高57%，比天津的2.15噸高14%，比先進的工業化國家高近9倍。因此，北京工業系統節能降耗的任務非常重，而電力電子技術是節能降耗的王牌。

2.北京用機電一體化技術加速產品更新換代，提高市場占有率的呼聲高，有壓力。北京市的工業產品大約有3萬種，每年約開發試制新產品3000種，更新周期很長。由于更新換代速度跟不上市場變化的需要，影響了北京工業產品的競爭能力。

1993年，北京市工業系統生產的機電一體化產品約837種，在當年生產的產品品種總數中僅占7.8%左右。其中：機械局系統主要產品約1200種，機電一體化產品不到150種機電一體化產品所占比例僅4%強；儀器儀表總公司系統主要產品350種，機電一體化產品210種，機電一體化產品所占比例為60%；輕工系統主要產品總數為649種，機電一體化、智能化產品15種，機電一體化、智能化產品所占比例約2.3%；汽車工業總公司系統平均每輛汽車的總成本為3.5萬元，每輛汽車平均裝用電子產品的費用約300元，不是總成本的1%；與國外約28%的先進水平相差甚遠；與國內先進水平相差一半左右。

3.北京用機電一體化產品取代技術含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產品的責任重，有意義。在北京工業系統中，能耗、耗水大戶，對環境污染嚴重的企業還占相當大的比重，且不少地處城區和近郊區。近年來北京的工業結構、產品結構雖然幾經調整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領導部門的政出多門問題，有企業的“故土難離”“死守故業”問題，但不可否認也有優化不出理想的產業，優選不出中意的產品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業的面前，這就是發展機電一體化，開發和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低，且具有柔性，可根據市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革，而無須改換設備。這是解決機電產品多品種、少批量生產的重要出路。同時，可為傳統的機械工業注入新鮮血液，帶來新的活力，把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來，實現文明生產。

另外，從市場需求的角度看，由于我國研制、開發機電一體化產品的歷史不長，差距較大，許多產品的品種、數量、檔次、質量都不能滿足需求，每年進口量都比較大，因此亟需發展。

(二)北京“機電一體化”工作的任務

北京在機電一體化方面的任務可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機電一體化技術改造傳統產業；另一句話是大張旗鼓地開發機電一體化產品，促進機電產品的更新換代。總的目的是促進機電一體產業的形成、為北京產業結構和產品結構調整作貢獻。

1.北京應用機電一體化技術改造傳統產業的工作重點

(1)大力采用模糊技術，工業爐窯改造應上新臺階

國內外成功的范例表明，應用模糊技術改造工業爐窯比單純用計算機和PID技術好的多。因此，我們建議今后北京在改造工業爐窯時要大力推廣應用模糊技術，到2000年，對應該進行改造但尚未改造的近250座工業爐窯要用模糊技術等先進電子信息技術改造完畢，其中采用模糊技術改造要在80%。

(2)積極采用數控技術，機床高備改造要達新水平

對機床設備的改造重點應放在經濟型數控系統的推廣應用上。根據需要和可能，到1995年，北京應該改造的機床設備(8420臺)的改造率要達80%以上，到本世紀末要改造完畢。

(3)努力推廣變頻調速技術，風機電泵改造要攀新高度

風機、電泵采用變頻調速后一般可節電20%以上，效果十分顯著。因此，在今后幾乎，北京要把交流變頻調速技術的推廣應用作為重點來抓。到1995年，應該采用變頻調速技術改造的風機、電泵要改造完60%；到本世紀末，北京的風機、電泵和其它調速電機要普遍；采用先進的變頻調速技術。

(4)優先應用CAD／CAM技術，工業設計水平提高要有新目標

北京工業產品更新換代慢，設計工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前，北京工業系統CAD的應用率為17%，CAD的覆蓋率為11%，到1995年應分別達到20%和15%，本世紀末，要力爭分別達到55%和45%。

2.北京機電一體化產品開發的奮斗目標

(1)總體目標：到1995年全市的機電一體化產品數應不少于800種，2000年，應不少于2000種，機電產品的機電一體化率分別達到25%和60%。

(2)單項目標：

·機床數控化率：1995年，產量數控化率達5%，產值數控化率達16%；2000年，分別達12%和40%。

·汽車電子化程度：1995年，平均每輛汽車上裝用和電子產品的費用不少于1000元，在整車成本中所占比例不低于3%；到2000年分別不少于3000元，不低于8%。

·PLC的開發生產能力：“八五”期間，開發能力要穩居全國首位；“九五”北京要成為全國主要的PLC生產基地之一。

·“電力電子”開發生產能力：“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產技術和第三代電力電子器件的開發技術。“九五”期間第三代電力電子器件的生產要形成經濟批量。在電力電子產品應用方面，“八五”期間，開關電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產品；交流變頻調速裝置要達到批量生產程度；高頻電子鎮流器要能出口創匯；“九五”，北京要形成一個具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產、開發、推廣綜合配套能力的高新技術產業。

·模糊控制器的開發生產能力：“八五”要把北京建成全國模糊技術控制器的開發生產基地，開發出用于工業爐窯改造，壓力、溫度、流量控制的模糊技術控制系統典型產品來；交逐步將模糊技術應用于家用電器中。1995年，空調器、洗衣機、電冰箱、吸塵器、電風扇等家用電器產品模糊控制器的普及率要分別達到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀末，北京家用電器模糊技術普及率要達到50%以上。

·其它機電一體化產品的開發生產能力：微機控制多色印刷機要穩居全國第一；電子醫療儀器的開發、生產爭取在“八五”有較大突破，“九五”在品種和產量上全國領先；在“八五”期間，以30萬千瓦汽輪發電機組為代表的發電設備要形成綜合配套能力，打出規模效益來；數字化、智能化儀器儀表，自動化裝置要上品種、上批量……

總之，機電一體化技術既是振興傳統機電工業的新鮮血液和源動力，又是開啟北京機電行業產品結構、產業結構調整大門的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機電一體化”發展兩方面的目標，那么，到本世紀末，北京就會形成一個銷售額超過200億元的機電一體化產業。其中，數控機床、機電一體化印刷系統、新型電子醫療設備和數字化智能化儀器儀表等機電一體化裝備銷售額可超過150億元；“電力電子”的銷售額可超過20億元；PLC模糊控制器等銷售額可超過15億元；汽車電子化、自動化智能化輕工民用電器產品銷售額可超過25億元。機電一體化產業不僅是北京高新技術產業的主力軍，也是機電行業停工、待產、明虧、潛虧企業的出路所在。

五、北京發展“機電一體化”的對策

(一)加強統籌安排，協調發展計劃

目前，北京地區從事“機電一體化”研究開發及生產的單位很多。各自都有一套發展策略和計是。同時，市政府各有關委、辦、局(總公司)也有不少相應的發展計劃與規劃。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制，難免只考慮局部利益，市政府各主管部門的有關計劃和規劃，也有統一考慮不足，統籌安排不夠的問題，全市缺少綜觀全局的有權威性的發展計劃和戰略規劃。因此，建議市政府責成有關機構在進行深入調查研究、科學分析的基礎上，制定出北京統管全局的“機電一體化”研究、開發、生產計劃和規劃，避免開發上重復，生產上撞車!

(二)強化行業管理，發揮“協會”作用

目前，北京“機電一體化”較熱，而按目前的行業劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，北京有必要明確一個“機電一體化”行業的統管機構，根據目前國家政治體制改革和經濟體制改革的精神，以及機電一體化行業特點，我們建議，盡快加強北京機電一體化協會的建設，賦予其行業管理職能。

“協會”要進一步擴大領導機構——理事會的代表層面和復蓋面，要加強辦公室、秘書處的建設；要通過其精明干練的辦事機構、經濟實體，組織“行業”發展計劃、戰略規劃的擬制；指導行業布點布局的調整，進行發展突破口的選擇，抓好重點工程的試點和有關項目的發標、招標工作……

(三)優化發展環境、增大支持力度

優化發展環境指通過宣傳群眾，造成一種社會上下、企業內外都重視、支持“機電一體化”發展的氛圍，如盡快為外商到北京投資發展“機電一體化”產業提供方便；盡可能為興辦開發、生產機電一體化產品的高新技術企業開綠燈；盡力為開發、生產機電一體化產品調配好資源要素等。

增大支持力度，在技術政策上，要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統產品的發展，對未采用機電一體化技術落后產品限制強制淘汰；大力提倡用機電一體化技術對傳統產業進行改造，對有關機電一體化技術對傳統產業乾地改造，對有關技術開發、應用項目優先立項、優先支持，對在技術開發、應用中做出貢獻的單位領導、科技人員進行表彰獎勵等。

在經濟政策上，要多給機電一體化科研攻關課題、開發應用項目利用科技專項基金和科技三項費用的機會；銀行發設貸款要多向機電一體化技術改進、生產合資和機電一體化產業規?；ㄔO項目上傾斜；成立“機電一體化”發展基金，支持機電一體化生產發展等。

(四)突出發展重點，兼顧“兩個層次”

機電一體化產業復蓋面非常廣，而我們的財力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機電一體化產業發展時不能面面俱到、平鋪直敘，而應分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作，即用電子信息技術對傳統產業進行改造，在傳統的機電設備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置，使“機械”和“電子”技術在淺層次上結合。第二個層次是“提高”工作，即在新產品設計之初，就把“機械”與“電子”統一起來進行考慮，使“機械”與“電子”密不可分，深度結合，生產出來的新產品起碼正做到機電一體化。

我們認為，北京“機電一體化”發展，當務之急，重中之重是：

抓緊開發生產GTO、GTR、VDMOS等新型電力電子器件及其應用裝置——交流變頻調速器、逆變焊機、高頻電子鎮流器等，用電力電子技術進行的節能、節材為主要目的的技術改造；

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自電子技術一問世,電子技術與機械技術的結合就開始了,只是出現了半導體集成電路,尤其是出現了以微處理器為代表的大規模集成電路以后,"機電一體化"技術之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意.

(一)"機電一體化"的發展歷程

1.數控機床的問世,寫下了"機電一體化"歷史的第一頁;

2.微電子技術為"機電一體化''''''''帶來勃勃生機;

3.可編程序控制器、"電力電子"等的發展為"機電一體化"提供了堅強基礎;

4.激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使"機電一體化"躍上新臺階.(二)"機電一體化"發展趨勢

1.光機電一體化.一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的.因此,引進光學技術,實現光學技術的先天優點是能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源(動力)系統和信息處理系統.光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢.

2.自律分配系統化——柔性化.未來的機電一體化產品,控制和執行系統有足夠的“冗余度”，有較強的“柔性”，能較好地應付突發事件，被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中，各個子系統是相互獨立工作的，子系統為總系統服務，同時具有本身的“自律性”，可根據不同的環境條件作出不同反應。其特點是子系統可產生本身的信息并附加所給信息，在總的前提下，具體“行動”是可以改變的。這樣，既明顯地增加了系統的適應能力(柔性)，又不因某一子系統的故障而影響整個系統。

3.全息系統化——智能化。今后的機電一體化產品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主要收益于模糊技術、信息技術(尤其是軟件及芯片技術)的發展。除此之外，其系統的層次結構，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。

4.“生物一軟件”化—仿生物系統化。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結構上是處于“靜態”時不穩定，但在動態(工作)時卻是穩定的。這有點類似于活的生物：當控制系統(大腦)停止工作時，生物便“死亡”，而當控制系統(大腦)工作時，生物就很有活力。仿生學研究領域中已發現的一些生物體優良的機構可為機電一體化產品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領域稱為“生物——軟件”或“生物系統”，而生物的特點是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割?？磥?，機電一體化產品雖然有向生物系統化發展趨，但有一段漫長的道路要走。

5.微型機電化——微型化。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實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際產品時，就沒有必要區分機械部分和控制器了。屆時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。這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。

三、典型的機電一體化產品

機電一體化產品分系統(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統有：數控機床、機器人、汽車電子化產品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統、CAD／CAM系統等。典型的機電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。這些典型的機電一體化產品的技術現狀、發展趨勢、市場前景分析從略。

四、北京發展“機電一體化”而臨的形勢和任務

機電一體化工作主要包括兩個層次：一是用微電子技術改造傳統產業，其目的是節能、節材，提高工效，提高產品質量，把傳統工業的技術進步提高一步；二是開發自動化、數字化、智能化機電產品，促進產品的更新換代。

前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深層次工作。

(一)北京“機電一體化”工作面臨的形勢

1.北京用微電子技術改造傳統工業的工作量大而廣，有難度

(1)在700余家北京市屬工業系統的企業中，有60%以上的企業用微電子技術改造機床設備、工業窯爐、風機電泵、生產過程的任務還未完成需要量的一半。

(2)北京工業系統還有2000余臺機床設備亟需用微電子技術進行改造；在已改造的近6500臺機床設備中，大約有15%需進一步改造。

(3)北京工業系統尚有近250座工業爐窯亟需用電子信息技術進行改造；且610座已改造過的工業爐窯也很有進一步應用模糊技術進行二次改造的必要。

(4)北京工業系統CAD應用還有較大差距。目前，北京工業品設計，CAD應用率僅17%(而美、日等國已超過85%；國內先進地區也超過了30%)；CAD的覆蓋率才達到11%(而全國CAD應用工程領導小組指出，“八五”期間大中型企業要達到35%，中小型骨干企業要達到15%—20%；到“九五”時，按國務委員宋健的要求，基本上要甩掉繪圖板)。

(5)北京工業系統共有改造價值的各種風機電泵裝機容量50萬千瓦，尚49萬多千瓦用變調速技術進行改造的任務，占總任務量的99.5%左右。

(6)工業是全市能源消耗大戶。1992年，北京工業系統占全市能耗總量的59.5%。而北京是一個能源嚴重缺乏的城市，1992年北京工業系統萬元產值能耗折合標煤為2.47噸，比上海的1.57噸高57%，比天津的2.15噸高14%，比先進的工業化國家高近9倍。因此，北京工業系統節能降耗的任務非常重，而電力電子技術是節能降耗的王牌。

2.北京用機電一體化技術加速產品更新換代，提高市場占有率的呼聲高，有壓力。北京市的工業產品大約有3萬種，每年約開發試制新產品3000種，更新周期很長。由于更新換代速度跟不上市場變化的需要，影響了北京工業產品的競爭能力。

1993年，北京市工業系統生產的機電一體化產品約837種，在當年生產的產品品種總數中僅占7.8%左右。其中：機械局系統主要產品約1200種，機電一體化產品不到150種機電一體化產品所占比例僅4%強；儀器儀表總公司系統主要產品350種，機電一體化產品210種，機電一體化產品所占比例為60%；輕工系統主要產品總數為649種，機電一體化、智能化產品15種，機電一體化、智能化產品所占比例約2.3%；汽車工業總公司系統平均每輛汽車的總成本為3.5萬元，每輛汽車平均裝用電子產品的費用約300元，不是總成本的1%；與國外約28%的先進水平相差甚遠；與國內先進水平相差一半左右。

3.北京用機電一體化產品取代技術含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產品的責任重，有意義。在北京工業系統中，能耗、耗水大戶，對環境污染嚴重的企業還占相當大的比重，且不少地處城區和近郊區。近年來北京的工業結構、產品結構雖然幾經調整，但由于多種原因，成效一直不夠明顯。這里面固然有上級領導部門的政出多門問題，有企業的“故土難離”“死守故業”問題，但不可否認也有優化不出理想的產業，優選不出中意的產品問題。上佳的答案早就擺在了這些企業的面前，這就是發展機電一體化，開發和生產有關的機電一體化產品。機電一體化產品功能強、性能好、質量高、成本低，且具有柔性，可根據市場需要和用戶反映時產品結構和生產過程做必要的調整、改革，而無須改換設備。這是解決機電產品多品種、少批量生產的重要出路。同時，可為傳統的機械工業注入新鮮血液，帶來新的活力，把機械生產從繁重的體力勞動中解脫出來，實現文明生產。

另外，從市場需求的角度看，由于我國研制、開發機電一體化產品的歷史不長，差距較大，許多產品的品種、數量、檔次、質量都不能滿足需求，每年進口量都比較大，因此亟需發展。

(二)北京“機電一體化”工作的任務

北京在機電一體化方面的任務可以概括為兩句話：一句話是廣泛深入地用機電一體化技術改造傳統產業；另一句話是大張旗鼓地開發機電一體化產品，促進機電產品的更新換代。總的目的是促進機電一體產業的形成、為北京產業結構和產品結構調整作貢獻。

1.北京應用機電一體化技術改造傳統產業的工作重點

(1)大力采用模糊技術，工業爐窯改造應上新臺階

國內外成功的范例表明，應用模糊技術改造工業爐窯比單純用計算機和PID技術好的多。因此，我們建議今后北京在改造工業爐窯時要大力推廣應用模糊技術，到2000年，對應該進行改造但尚未改造的近250座工業爐窯要用模糊技術等先進電子信息技術改造完畢，其中采用模糊技術改造要在80%。

(2)積極采用數控技術，機床高備改造要達新水平

對機床設備的改造重點應放在經濟型數控系統的推廣應用上。根據需要和可能，到1995年，北京應該改造的機床設備(8420臺)的改造率要達80%以上，到本世紀末要改造完畢。

(3)努力推廣變頻調速技術，風機電泵改造要攀新高度

風機、電泵采用變頻調速后一般可節電20%以上，效果十分顯著。因此，在今后幾乎，北京要把交流變頻調速技術的推廣應用作為重點來抓。到1995年，應該采用變頻調速技術改造的風機、電泵要改造完60%；到本世紀末，北京的風機、電泵和其它調速電機要普遍；采用先進的變頻調速技術。

(4)優先應用CAD／CAM技術，工業設計水平提高要有新目標

北京工業產品更新換代慢，設計工作跟不上需求變化是重要原因之一。目前，北京工業系統CAD的應用率為17%，CAD的覆蓋率為11%，到1995年應分別達到20%和15%，本世紀末，要力爭分別達到55%和45%。

2.北京機電一體化產品開發的奮斗目標

(1)總體目標：到1995年全市的機電一體化產品數應不少于800種，2000年，應不少于2000種，機電產品的機電一體化率分別達到25%和60%。

(2)單項目標：

·機床數控化率：1995年，產量數控化率達5%，產值數控化率達16%；2000年，分別達12%和40%。

·汽車電子化程度：1995年，平均每輛汽車上裝用和電子產品的費用不少于1000元，在整車成本中所占比例不低于3%；到2000年分別不少于3000元，不低于8%。

·PLC的開發生產能力：“八五”期間，開發能力要穩居全國首位；“九五”北京要成為全國主要的PLC生產基地之一。

·“電力電子”開發生產能力：“八五”期間掌握第二代電力電子器件的批量生產技術和第三代電力電子器件的開發技術。“九五”期間第三代電力電子器件的生產要形成經濟批量。在電力電子產品應用方面，“八五”期間，開關電源、高頻電源、逆變電源要成為拳頭產品；交流變頻調速裝置要達到批量生產程度；高頻電子鎮流器要能出口創匯；“九五”，北京要形成一個具有電力電子器件、電力電子裝置研制、生產、開發、推廣綜合配套能力的高新技術產業。

·模糊控制器的開發生產能力：“八五”要把北京建成全國模糊技術控制器的開發生產基地，開發出用于工業爐窯改造，壓力、溫度、流量控制的模糊技術控制系統典型產品來；交逐步將模糊技術應用于家用電器中。1995年，空調器、洗衣機、電冰箱、吸塵器、電風扇等家用電器產品模糊控制器的普及率要分別達到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世紀末，北京家用電器模糊技術普及率要達到50%以上。

·其它機電一體化產品的開發生產能力：微機控制多色印刷機要穩居全國第一；電子醫療儀器的開發、生產爭取在“八五”有較大突破，“九五”在品種和產量上全國領先；在“八五”期間，以30萬千瓦汽輪發電機組為代表的發電設備要形成綜合配套能力，打出規模效益來；數字化、智能化儀器儀表，自動化裝置要上品種、上批量……

總之，機電一體化技術既是振興傳統機電工業的新鮮血液和源動力，又是開啟北京機電行業產品結構、產業結構調整大門的鑰匙。如果北京完成好上面所建議的“機電一體化”發展兩方面的目標，那么，到本世紀末，北京就會形成一個銷售額超過200億元的機電一體化產業。其中，數控機床、機電一體化印刷系統、新型電子醫療設備和數字化智能化儀器儀表等機電一體化裝備銷售額可超過150億元；“電力電子”的銷售額可超過20億元；PLC模糊控制器等銷售額可超過15億元；汽車電子化、自動化智能化輕工民用電器產品銷售額可超過25億元。機電一體化產業不僅是北京高新技術產業的主力軍，也是機電行業停工、待產、明虧、潛虧企業的出路所在。

五、北京發展“機電一體化”的對策

(一)加強統籌安排，協調發展計劃

目前，北京地區從事“機電一體化”研究開發及生產的單位很多。各自都有一套發展策略和計是。同時，市政府各有關委、辦、局(總公司)也有不少相應的發展計劃與規劃。各單位的計劃由于受各自立足點、著眼點的限制，難免只考慮局部利益，市政府各主管部門的有關計劃和規劃，也有統一考慮不足，統籌安排不夠的問題，全市缺少綜觀全局的有權威性的發展計劃和戰略規劃。因此，建議市政府責成有關機構在進行深入調查研究、科學分析的基礎上，制定出北京統管全局的“機電一體化”研究、開發、生產計劃和規劃，避免開發上重復，生產上撞車!

(二)強化行業管理，發揮“協會”作用

目前，北京“機電一體化”較熱，而按目前的行業劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，北京有必要明確一個“機電一體化”行業的統管機構，根據目前國家政治體制改革和經濟體制改革的精神，以及機電一體化行業特點，我們建議，盡快加強北京機電一體化協會的建設，賦予其行業管理職能。

“協會”要進一步擴大領導機構——理事會的代表層面和復蓋面，要加強辦公室、秘書處的建設；要通過其精明干練的辦事機構、經濟實體，組織“行業”發展計劃、戰略規劃的擬制；指導行業布點布局的調整，進行發展突破口的選擇，抓好重點工程的試點和有關項目的發標、招標工作……

(三)優化發展環境、增大支持力度

優化發展環境指通過宣傳群眾，造成一種社會上下、企業內外都重視、支持“機電一體化”發展的氛圍，如盡快為外商到北京投資發展“機電一體化”產業提供方便；盡可能為興辦開發、生產機電一體化產品的高新技術企業開綠燈；盡力為開發、生產機電一體化產品調配好資源要素等。

增大支持力度，在技術政策上，要嚴格限制耗電、耗水、耗材高的傳統產品的發展，對未采用機電一體化技術落后產品限制強制淘汰；大力提倡用機電一體化技術對傳統產業進行改造，對有關機電一體化技術對傳統產業乾地改造，對有關技術開發、應用項目優先立項、優先支持，對在技術開發、應用中做出貢獻的單位領導、科技人員進行表彰獎勵等。

在經濟政策上，要多給機電一體化科研攻關課題、開發應用項目利用科技專項基金和科技三項費用的機會；銀行發設貸款要多向機電一體化技術改進、生產合資和機電一體化產業規模化建設項目上傾斜；成立“機電一體化”發展基金，支持機電一體化生產發展等。

(四)突出發展重點，兼顧“兩個層次”

機電一體化產業復蓋面非常廣，而我們的財力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機電一體化產業發展時不能面面俱到、平鋪直敘，而應分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。要注意抓兩個層次上的工作。第一個層次是“面上”的工作，即用電子信息技術對傳統產業進行改造，在傳統的機電設備上植入或嫁接上微電子(計算機)裝置，使“機械”和“電子”技術在淺層次上結合。第二個層次是“提高”工作，即在新產品設計之初，就把“機械”與“電子”統一起來進行考慮，使“機械”與“電子”密不可分，深度結合，生產出來的新產品起碼正做到機電一體化。

我們認為，北京“機電一體化”發展，當務之急，重中之重是：

抓緊開發生產GTO、GTR、VDMOS等新型電力電子器件及其應用裝置——交流變頻調速器、逆變焊機、高頻電子鎮流器等，用電力電子技術進行的節能、節材為主要目的的技術改造；

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隨著時代的發展與社會的進步，煤炭工業在我國社會主義現代化建設過程中所起到的作用變得越來越大。而現代煤炭機電技術在煤礦企業開采、挖掘、運輸等多個方面的應用，在優化煤礦企業生產流程與提升煤礦企業的節能降耗效率等多個方面起著積極地促進作用。因此，在新時期加強對現代煤炭機電技術的應用及前景分析，是當前擺在人們面前的一項重大而又艱巨的任務。

1 關于現代煤炭機電技術的概述

所謂現代煤炭機電技術，就是指由微電子技術、計算機技術、信息技術、自動控制技術、機械技術、液壓技術等多項技術理論有機融合而形成的一種既獨立又有交叉的科學。隨著計算機技術與微電子技術的發展與應用，不僅有效改善了當前每天機電設備的性能，而且有效地增加了煤炭機電設備的應用范圍。

2 針對現代煤炭機電控制系統功能的概述

現代煤炭機電控制系統功能的主要內容包括以下四個方面：一是現代煤炭機電控制系統具有提升企業節能降耗效率與煤礦生產效率，比如說在煤礦生產的過程中膠帶輸送機、通風機、提升機、變頻啟動機等機電設備的運用，不僅有助于提升煤礦的生產效率，而且有助于節省超過百分之三十的電量；二是現代煤炭機電控制系統具有安全操作與遠程遙控的功能；三是現代煤炭機電控制系統具有在線監控、自動報警以及故障自診的功能，比如說現代煤炭機電技術對于煤礦生產過程中所使用的作業裝置、制動系統、電機以及液壓系統等一系列設備的在線運轉狀態進行在線監控，在出現技術故障的時候，機電設備可以自行報警并向維修人員提示準確的故障發生位置，這種功能的出現在很大程度上減輕了維修人員的工作量，有效降低了機電設備維修的費用；四是現代煤炭機電控制系統具有半自動化或者自動化的操作功能，這不僅有助于降低由于操作人員缺少專業技術或者操作經驗而導致的經濟損失，而且有助于減輕機電設備操作人員的工作量，提升他們的工作效率。

3 針對開發現代煤炭機電技術重要意義的研究

在社會主義現代化建設的新時期加強對現代煤炭機電技術的開發與研究，具有以下三點意義：一是加強對現代煤炭機電技術的開發與研究，有助于提升煤礦生產的能力與煤礦排水、供電、提升一級通風等多個環節的安全運轉能力；二是微電子技術與計算機技術在煤礦機電設備中的應用，有助于提升煤礦生產的工作效率、經濟性與安全性；三是加強對現代煤炭機電技術的開發與研究，有助于推動煤礦設備管理方法與模式的改革進程，進一步提升煤礦生產管理的質量與水平。

4 針對煤礦生產機電設備性能標準的研究

4.1 性能標準之一——智能性標準

現代煤炭機電技術在研究過程中最為基本的要求是智能化，這項要求使得現代煤炭機電設備融合了液壓技術、電子技術以及機械技術等多項技術的優勢，有效地提升了煤炭設備的綜合性生產能力。當前在煤炭生產過程中應用最為廣泛的是以微處理器或者微機處理器為中心的微電子控制系統，它對機械設備與機電設備操作人員的專業技能的要求變得越來越高，對煤炭科技的發展提出了更大的挑戰。

4.2 性能標準之二——可靠性標準

可靠性標準是微電子控制系統在煤炭生產過程中最為重要的一項性能標準，這是因為煤炭機械設備在一般情況下都在礦井下工作，但礦井下的工作環境長期受到潮氣、煤塵、地質變化、磁場、電以及機械振動所帶來的不利影響，給微電子控制系統的廣泛應用帶來了很大的挑戰。

5 針對現代煤炭機電技術應用的研究

5.1 應用之一——現代煤炭機電技術在煤礦提升機中的應用

現代煤炭機電技術在煤礦提升機中應用的主要表現是：全數字式的煤礦提升機主要采取主線的方式，不僅可以有效簡化電氣的安裝程序，而且其中的應配件相互兼容，可以有效實現軟件的控制與瞬間加速度的改變等目標，我國當前使用多的是全數字式的直流提升機與變頻交流提升機。其中后者在更多的成分上利用計算機技術，對設備的制動回路、安全回路、驅動回路以及電源進行實時的檢測，這在很大程度上提升了煤炭提升機的安全性，為礦井工作人員創造了更加穩定安全的工作環境。在提升機工作的過程中，多采取間接測量或者直接測量容器相對位置相結合的模式，同時在此過程中對兩者進行科學地校正與比較，從而使得煤炭提升機可以實現運行過程的自動控制。

5.2 應用之二——現代煤炭機電技術在煤礦安全生監控中的應用

現代煤炭機電技術在煤礦安全生產監控中應用的主要表現是：我國政府為了提升煤礦安全監測的水平與質量，在對多個國家的煤礦安全監控技術進行考察之后，從法國、波蘭、德國以及美國等多個國家引進了一批先進的礦井安全監控系統，同時并結合我國煤礦生產的現狀研制出了符合我國煤礦企業安全生產的安全監控系統，比如說KJ4，KJ2。這兩種煤礦礦井安全監控系統的廣泛運用，不僅有效提升煤礦生產企業的安全生產能力，而且降低了安全生產事故發生的概率，有力地維護了國家集體與人民群眾的生命財產安全。

5.3 應用之三——現代煤炭機電技術在礦井帶式煤炭輸送機的應用

現代煤炭機電技術在礦井帶式煤炭輸送機中應用的主要表現是：礦井帶式煤炭輸送機是當前我國多數礦井原煤輸送過程中最為常用的一種運輸設備，而現代煤炭機電技術的應用，使得長距離、大功率帶式煤炭運輸機的研究與開發進度加快。同時現代煤炭機電技術的應用，有助于帶式煤炭運輸機中關鍵部件與主要技術的產品開發與理論研究。同時以PLC為中心的可編程機電控制設備、行星齒輪的減速器以及調速型的液力耦合器的研究與應用也為提升帶式煤炭輸送機的工作效率與工作平衡性創造了良好的外部環境。

6 關于現代煤炭機電技術發展前景的研究

要想我國的現代煤炭機電技術擁有良好的發展前景，需要做到以下四點：一是政府要充分運用自身的財政手段與行政手段加大對現代煤炭機電技術的開發與研究力度，并積極地引進國外先進的煤炭機電技術與機電設備，在有效結合我國特殊的國情之后取其精華去其糟粕，努力發展具有自主知識產權的現代煤炭機電設備；二是要采取措施提升煤炭機電技術規范化、標準化以及系統化的標準，并將計算機納入到煤炭機電設備的研究之中，同時要選擇功能相對完整的嵌入式類型的計算機以充分保障機電設備的運轉可靠性；三是要采取措施強化對煤炭生產專用傳感器的開發與研究，在最大程度上實現煤炭生產專用傳感器的集成化、數字化、多維化以及智能化目標，從而有效提升煤炭生產專用傳感器的測量精準率；四是要采取措施提升煤炭機電設備的通信功能，這就需要選擇一種開放性極強的通信模式模塊，以實現有效判斷煤炭機電設備與四周環境之間的關系與有效控制煤炭機電設備與控制網絡之間的通信。而現代煤炭機電技術的發展趨勢主要包括以下三點：一是非煤炭機電設備經過一系列改造，可以增加更多的用途；二是煤炭機電設備朝向低污染、性能好、低粉塵、可靠性強以及高效節能的方向發展；三是煤炭機電設備的通信功能得到更好的研究與應用。

7 結語

隨著現代煤炭機電技術的廣泛運用與發展，其在煤礦生產與運輸煤炭等過程中所起到的作用變得越來越突出。再加上人工智能、光纖、生物工程以及網絡工程技術的加入，使得現代煤炭機電技術的功能逐漸強大，其應用范圍也隨之變大，不僅有助于提升煤炭企業的經濟效益與社會效益，而且有助于促進現代煤炭機電技術的發展。

參考文獻：

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