機電一體化主要特征

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機電一體化主要特征范文第1篇

關鍵詞：機電工程技術；應用及其自動化；問題

中圖分類號：TH-39文獻標識碼：A文章編號：

引言：

機電一體化是當今自動化技術發展的最高階段。也是微電子技術、計算機技術、信息技術、控制技術和精密機械技術等發展的必然產物，是以計算機為主要特征的自動化技術。如果說機械系統處理的對象是運動、力、物質和能量，電子系統處理的對象是信息和知識，則機電一體化系統不僅有處理能量和物質的功能，而且還有處理信息和知識的能力。

1.機電技術應用的內容含義

1.1機器的構造及工作原料

生產機器的構造一般都是由主體部位的發動機、曲柄連桿、配氣、起動、傳動、行駛、轉向、制動等構成，要提高機器的工作效率，必須從其主體部位改善性能、減輕質重和提高運轉精度等方面考慮。而傳統機器產品一般以鋼鐵材料為主，已經不具備很強的市場競爭能力。要想改進機器的效率不但要從結構上加以改進，還應該多考慮利用非傳統鋼鐵材料為主的生產概念，如用非金屬復合材料，或者更高層次的金屬材料。當機器主體重量減輕了，方能實現驅動系統的功率的最大化，減少不必要的能量消耗，提高機器的工作效率。

1.2提高弱電控制線路

提高弱電控制線路關鍵在于提高部件間的綜合性能，可從電機、傳感器、信息處理設備、軟件等方面進行提高。

驅動機最為廣泛使用的是電機，但其工作效率及響應速度還存在著諸多間題。我們面對此類問題要更為全面的發展新型的驅動單位，如驅動單元中裝了編碼器的電機以及控制專用組件、傳感器等多位一機的伺服驅動單元。

傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。目前，對外部信息傳感器來說主要發展非接觸型檢測技術。

微型計算機作為信息處理設備的主要設備，大大推進了機電技術應用與微電子學的進步。為進一步發展機電技術應用，必須提高信息處理設備的可靠性、準確性、快速性等特點，最大程度的提高處理速度，并解決好抗干擾及其它可能出現的問題。除此之外，在與信息處理設備進去通信時，必須規范數據傳遞的格式，采用同一標準，這樣不僅有利于信息傳遞和后續維修，而且可以簡化設計流程。培養專業技術人才，除低開發成本、開發高速傳遞方式，以便解決日后更為大容量化的機器運作能力。

2.機電一體化的核心技術

機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發展，必須從以下幾方面著手：

2.1機械本體技術

機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮。現代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質量除了在結構上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現驅動系統的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。

2.2傳感技術

傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發展非接觸型檢測技術。

2.3信息處理技術

機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。

2.4驅動技術

電機作為驅動機構已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅動單元。

2.5接口技術

為了與計算機進行通信，必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。目前，技術人員正致力于開發低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。

2.6軟件技術

軟件與硬件必須協調一致地發展。為了減少軟件的研制成本，提高生產維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

3.機電一體化技術的發展前景

縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發展：

3.1智能化

智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一，也是21世紀機電一體化的發展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件，有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。智能機電一體化產品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。

3.2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，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能大大加強，一般除RS232等常用通信方式外，實現遠程及多系統通信聯網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體，使其向著生物系統化方向發展。

3.3微型化

微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，是機電一體化的一個新的發展方向。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發展。由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域，都有廣闊的應用前景。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。

3.4模塊化

模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢，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、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品，同時也可以不斷擴大生產規模。

3.5網絡化

網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響，使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多，面向網絡的方式也不同。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。

3.6綠色化

工業的發達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態環境受到嚴重污染，于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態環境無危害或危害極小，資源利用率極高。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，報廢時能回收利用。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。

4.結束語

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]李運華.機電控制[M].北京航空航天大學出版社,2003.

[2]芮延年.機電一體化系統設計[M].北京機械工業出版社,2004.

機電一體化主要特征范文第2篇

“互聯網+”將中國經濟轉型推上了一個新的高度，想象的大門被推開。

新經濟到底是什么，新經濟新在哪里，工業方面、信息產業方面、人工智能方面、金融方面將發生什么變革？頂層設計是什么？

3月27日，《中國經濟周刊》 旗下的中國經濟研究院舉辦的2015年“新經濟圓桌會議”第一期在京召開。中國經濟研究院院長白津夫、工信部政策法規司巡視員李國斌、科技部火炬中心副主任楊躍承、貴州省貴陽市副市長徐昊、中關村管委會副主任楊建華、中國經濟研究院執行院長胥和平、中國電信研究院政策與經濟研究所所長魯春從，奇虎360科技有限公司副總裁石曉紅、北京交通大學馮華教授等專家、學者、企業界人士參加了圓桌會議。

中國經濟研究院院長白津夫在“以新經濟引領新常態”的主題發言中說，新經濟是最具成長力、最具價值增長力的經濟;新經濟能夠彌合地區差距，實現協同發展;新經濟可以形成持久的增長潛力，帶動經濟轉型升級，實現可持續發展。樹立新經濟意識，以新經濟引領新常態，是在經濟新常態下實現新發展的關鍵所在。我國正處在全面提質增效升級的關鍵時期，技術創新在一些領域正在從模仿跟隨者向并行引領者轉換，全面實施創新驅動發展戰略，在某些領域先行突破是完全有條件的，如果抓住新經濟發展的有利時機，就可能真正把中國發展推向新高度。

中國經濟研究院執行院長胥和平表示，中央經濟工作會議以來，從中央到地方都在關注新常態、新動力、新經濟，而這次圓桌會議的形式也是創新的，符合我國新經濟涌現式、自發式、全社會齊動員的特點。“圓桌會議”是個平臺，不分主次、不分先后，暢所欲言。

這個話題顯然讓在場的嘉賓都興奮了起來，話匣子一打開，到場的經濟界和信息產業界的“大腕”們，將各領域近期不同的研究成果在會上進行了分享，相同的是提到“新經濟”大家都持非常期待的態度。嘉賓普遍認為經過從去年到今年的整個業界的討論，加上兩會前后多項政策的和信息的釋放，新經濟的輪廓已經越來越清晰。

原定3個小時的會程，延長了整整一個小時，到下午一點多才結束。大家主要從路線藍圖、大工業變革、信息技術的基礎建設、大眾創業創新這四個新經濟起步時期最關鍵的方面進行了討論，有規劃、有初步成果、也有深度思考。

中國經濟研究院院長白津夫：

什么是新經濟？新經濟不簡單等同于互聯網經濟

在國際工程科技大會講話中指出，“世界進入經信息產業為主導的新經濟發展時期”，要“打通從科技強到產業強、經濟強、國家強的通道”，促進科技成果加快轉化為現實生產力。

新經濟不簡單等同于互聯網經濟。所謂新經濟主要是指基于現代信息技術的新產業、新服務和新業態。這其中有三種情況需要關注，第一是信息物理融合系統，與此相對應的是機電一體化。智能手機是最典型的。第二是新一代信息技術的直接產業化，移動互聯網、云計算、大數據、物聯網直接產業化，由此而形成的大數據產業、工業互聯網、互聯網金融、互聯網教育等等;第三是“基于信息技術的服務”和其他服務互聯網的系統，由此發展而形成的新服務和新業態，電子商務、移動醫療服務、云醫院、互聯網安全產業、智能安防系統。

當然，這里要特別指出的是，1.新經濟不是去實體化、去制造業化，相反，要通過工業智能化實現產業革命。2.新經濟不同于一般意義上的經濟，從技術基礎、動力結構、組織模式和運營方式都有本質上的不同，如果說，以往產業技術是人體力的延伸和替代，那么新經濟則是人的智力的延伸或替代。

看經濟體量，我國已經是第二大經濟體，但看經濟質量，我們還相差甚遠。我國品牌競爭力不足，制造業出口產品國際市場占有率達11%，但品牌占有率不足3%，自主品牌出口不足10%。世界500強品牌中，美國有239家，我國僅有25家。我國要在國際化競爭中贏得優勢，必須加快從中國制造、中國創造向中國質量轉變。

用創新思維引領新常態，就要對傳統思維說“不”，繼續解放思想，著力創新思維。

北京交通大學服務經濟與新興產業研究所所長馮華：

新經濟來了，但我們的經濟學理論嚴重滯后

我們要用新經濟思維和新經濟的組織方式和制度，來重塑新的經濟體系。但目前來看，這是嚴重滯后的。

新經濟下，知識、信息等成為新的生產要素，時間、空間成為新的資源，成為資源配置的核心對象，而時空轉換效率成為競爭力的新來源，這些問題都是傳統經濟所忽視的，作為一個經濟學者，我今天是高校與會的代表，因此我感覺經濟學現在是嚴重滯后了，對新技術革命催生的新的產業現象和成長規律缺乏深入研究，我稱為潮涌現象，一個大潮起來再落下去，水落石出，會看到新的產業興起。

未來由于互聯網技術革命和新能源技術革命，新的社會生產和生活方式出現了，這種分布式生產和個性化消費對接的時候，我們原來的制造業大國，大規模的生產組織方式，可能面臨著顛覆性的影響。

這種分布式生產是建立在互聯網技術和分布式能源技術上的，它已經到來。如果說要對新經濟做一個判斷的話，我們是剛剛處于新經濟的萌芽和初期，大規模的產業變革可能馬上就要到來。我們應該為此做好理論準備。

工信部政策法規司巡視員李國斌：

布局“中國制造2025”，重點領域技術創新路線圖

國務院召開的常務會議專題討論了如何順應“互聯網+”的趨勢，加快推進實施“中國制造2025”這一基本問題。互聯網使新產品、新技術、新模式不斷催生成為可能，大眾創業、萬眾創新也成為可能。工業信息化部作為工業通信和互聯網的行為主管部門，責無旁貸。

中國必須要在制造領域進行大突破。建設制造強國，是應對新一輪工業革命和西方國家再工業化的一個戰略決策。

我國目前還應該看到，我們具備建設制造強國的基礎和條件，我國制造業已經形成門類齊全的完整的工業體系，成為名副其實的制造業大國。我們具備了趕超強國的市場環境和各種資源條件。

新一代信息技術產業、智能制造裝備、航空航天裝備、海洋工程裝備以及高技術傳播、軌道交通裝備、節能與新能源汽車電力裝備、新材料生物醫藥及高性能醫療設備，還有農業機械裝備，這十大重點領域要制定滾動性的綠色制造目錄，并重點領域技術創新路線圖，引領和聚集社會資源，推動優勢和戰略產業的發展。實施好“中國制造2025”，要堅持創新驅動，堅持質量為先，堅持綠色發展，堅持融合發展，堅持人才為本。

工信部電信研究院政策與經濟研究所所長魯春從：

信息經濟應用占GDP比重已達19.3%

互聯網為什么能夠滲透到各行各業，為什么不談“電信網+”，是因為互聯網有基本優勢，規模優勢、扁平優勢、便捷優勢、積聚優勢和普惠優勢。

“互聯網+”可以看作是信息經濟應用部分的核心內容。中國信息通信研究院初步測算結果表明，2014年我國信息經濟總量突破16萬億元，占GDP的比重超過26%。其中，信息經濟生產部分規模為4.2萬億元，同比名義增長11.6%，占同期GDP的比重為6.8%;信息經濟應用部分規模為11.9萬億元，同比名義增長24.8%，占同期GDP的比重高達19.3%。

當前，我國正處于“增長速度換擋期、結構調整陣痛期、前期刺激政策消化期”三期疊加的關鍵歷史時刻，穩增長、調結構、促改革、惠民生需要有更為強大且持續的支撐力量。信息經濟作為一種新的經濟形態，正在成為經濟質量提升和增強產業競爭力的必然選擇。

我們需要根據信息經濟發展的新趨勢、新特點，結合我國經濟提質增效升級的新環境和新要求，凝聚政府、企業和社會共識及力量，確定戰略思路和重點任務，積極構建信息經濟生態系統，大力推進信息技術研發與應用，積極推進信息資源開放與共享，努力完善體制機制和制度環境。

貴陽市副市長徐昊：

貴陽要打造全球首個免費Wi-Fi城市

數據是指在新一代信息技術和互聯網技術的支撐條件下，對人與自然、人與社會之間所有的活動及其相互關系的數字化描述。大數據會成為新經濟的重要的組成部分，從而引領整個新常態。

“互聯網+”時代，為貴州提供了前所未有的新機遇。所以，新常態就是新機遇。我們現在正處于由互聯網時代進入大數據時代的門檻上。

大數據框架下的政府治理模式的變化，是現代政府的治理，強調多元化主體，強調民主性，強調平等參與性和強調互動性，這個是我們對于新的時期政府治理的特征的一個理解。提高政府的治理能力，首要的問題就是要打破信息壁壘，連接數據孤島，讓政府的各個部門之間，實現資源的有效整合和共享，實施高效的聯動。政府用數據說話，用數據決策，用數據管理，用數據創新。

貴陽打造六、七、八、九四個系列大數據，就是要實現項目化、產業化。數據城市的一個基礎，我們稱之為大數據的基礎平臺。用全域免費公共WiFi系統，這樣一種免費模式打造全球第一個免費WiFi城市。同時，成立大數據交易所，開展大數據的眾投工程。把數據資源放在“眾投工場”的平臺上進行開放，用資源去尋找資本，用資本來發掘資源，我們稱為“眾投工場”。從機制上來破除數據壁壘的問題。

我覺得大數據時代下的政府治理，頂層設計時不我待。運用大數據來加強政府治理能力建設這個事情，已經是勢不可擋的必然。還有，數據的結構化問題和數據的安全問題，都是我們面臨的共性問題。

奇虎360公司副總裁石曉虹：

互聯網+時代，更需要有國際水準的網絡安全產業

隨著“互聯網+”的深入推進，網絡安全問題的危害領域將不再僅僅局限于信息泄露、賬戶資金失竊，而是直接影響到公民的生命安全、產業安全等經濟生活的各個領域，對互聯網經濟乃至整個國民經濟的威脅也將造成更大、更深遠的影響。

要加快推進本土互聯網安全產業發展，推進網絡安全核心設施的國產化，特別是企業級安全產品的國產化和第三方防護與監督力量。首先要提高終端安全防護能力，第一防火墻等網關一定會被穿透，終端看似在網關的保護之下，但實際上已經被推到了攻防最前線。第二，終端是最敏感的探測器，然而在企業網中70%的終端防護產品都是外國產品。第三，幾乎所有網絡攻擊都始于終端。從伊朗“震網”病毒，以及目前發現的其他網絡攻擊武器，都是針對終端的軟件。要打造一個具有全球競爭力的網絡安全產業集群，形成互聯網經濟領域一個新的、更強勁的增長點。

未來，手機將會成為黑客的攻擊目標，一旦被黑客控制，不僅關系到手機使用者的個人信息，也會涉及到銀行支付甚至一些智能硬件的安全。

從2014年以來，360開始逐步滲透至硬件領域，全面著手打造覆蓋硬件設備、操作系統的底層安全生態系統。

科技部火炬中心副主任楊躍承：

“雙創”本身就是新業態產生路徑

今年年初，總理到深圳柴火空間去，引爆了眾創空間。全國互聯網用戶6.4億戶，現在我們真正是處于一個科技革命和產業變革的時代、創業大爆發的時代、創新大繁榮的時代（雙創），打造創業型的經濟，構建一個服務型的政府，是深化改革非常重要的一個嘗試。

新經濟發展有很多新業態。但是新業態產生的路徑是什么？我覺得雙創本身就是一種路徑。例如最近美國、英國上百所大學進中國，跟中國的園區搞合作，說明我們的市場有控制力。我們的資本也是有控制力的。小米帶給我們的產業創新，是典型的互聯網+。通過大眾創業、萬眾創新，催生新業態，是非常有效的一種方式。

新的業態也催生了新的組織形式，現在的雙創呈現的是一種涌現性和生成性的特征。

原來我們是比較關注精英的。這一回合的政策措施調整后，公共政策更加強調普惠制，這是個很重要的理念轉變，這是向服務型政府的轉變。所以，我們要加快推進包括眾籌在內的支持創業者的政策，擴大眾創群體的規模，發展眾創的公共服務。

中關村管委會副主任楊建華：

中關村的創投案例和創投金額均占全國1/3以上

新經濟的發展，需要一系列更高更新的資源和條件的支撐。新經濟的發展，需要“政產學研用金介”幾大要素構成的協同創新體系的整體推進。

科技創新源于科技，成于金融。中關村經過20多年的實踐，在創業、創新領域取得了非常令人滿意的成績和經驗。比如，在全國披露的創投案例和創投金額中，中關村均占了全國的1/3以上，去年都超過了40%;活躍的天使投資、風險投資的家數目前統計是超過1000家，總量超過2000億美元。