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摘 要：机电一体化是现代科技发展的必然产物。随着科学技术的突飞猛进，机电一体化的发展也需要不断探索并创新。本文主要从机电一体化的设计方法和发展方向创新的角度论述了新时代机电一体化的发展和创新。
关键词：机电一体化；设计方法；发展方向；创新
中图分类号：TH-39 文献标识码：A文章编号：1006-4117（2011）08-0305-01
随着科学技术的突飞猛进，学科之间的融合和互动的增强，在机械工程领域也同样迎来了表征新特征的机电一体化时代。机电一体化是“机械技术、电子技术和信息技术等各相关技术有机结合的一种新形式，是电子技术、信息技术向机械技术领域渗透过程中逐渐形成的一个新概念”。机电一体化的设计过程强调的是机械技术、电子技术的有机结合，而不是简单的叠加，因此，机电一体化是一个需要不断探索如何结合各技术学科的特点而发展的一门新兴学科。微电子技术的出现以及计算机科学的发展是机电一体化的两翼，助推着机械制造业的飞速发展；系统的、有机的观点是机电一体化的方法论，最优化着包括机械装置和电子装置在内的整个机械体统的整合；技术与产品是机电一体化的主要内容，赋予着机电一体化系统得以实现和发展的新的技术原理和系统产品下的新功能和性能。新时代，机电一体化已经渗透到我们生活的方方面面以及各个领域。机电一体化产品如全自动洗衣机、电冰箱、复印机、核磁共振成像诊断仪、数控机床等等。涉及领域如生产用、运输工程、储存销售用、社会服务用、家庭用、科研及过程控制、航天用等等机电一体化产品和系统。如何不断发展机电一体化及其开发机电一体化产品及其技术是时代发展的重要主题。
一、机电一体化设计方法的创新
“机电一体化系统面对用户、社会和市场环境，必然受到世界经济竞争形势和技术发展速度及产品更新换代速度的冲击。国际上工业高速发展和贸易竞争加剧，迫切要求大幅度地提高机电一体化系统设计工作的质量和速度”。因此，在机电一体化的发展进程中，遵循和运用现代设计方法，不断提高设计水平，是机电一体化的必然趋势。机电一体化是多学科交叉的结果，系统论则是机电一体化系统设计方法的重要基础。运用系统工程的方法，是机电一体化能够成功的关键所在。通过工程控制以及信息论的基础，运用机电结合原则、功能优化原则、效益最大化原则等对机电一体化系统做出综合的预测和考察，设计出机电系统结合、能够真正运用到现实生活的机电一体化系统。机电一体化发展发展到当代，在微电子技术的发展以及科技的迅猛发展的新背景下，创新的系统分析的方法应该切实运用到机电一体化体统设计的每一个工程操作步骤。
（一）系统的方法可看作一一对应关系。即机电一体化系统结构层次设计与相关企业负责部门的关联，根据任务分配，有相应的部门来完成。这样既体现了整体控制的方法，又实现了机电一体化系统研究的专业化，是一种系统控制与结构控制相结合的方法，是对系统方法在新时代的再运用。通过首先由企业的最高技术部门作出宏观的机电一体化规划，然后由具体的技术部门从战略性的角度进行研究和实施。
（二）系统的方法可看作化整为零的方法。即“将系统设计分成若干功能模块，分别进行专门设计，最后将各模块连成有机整体，实施系统功能，这种化整为零的方法比较直观并易于实施”。这种化整为零的方法可以集中处理，各个击破，最终实现最优化。对于功能板块的处理上，可采取用电子功能部件取代传统的机械功能部件，从而更好地发挥其作用，减少设计工作量。也可以采取将机械技术、电子技术以及其他光电技术的融合创新或者对现有的功能部件的重新组合创造新的功能部件或者产品。
二、机电一体化发展创新的方向
机电一体化是多学科交叉发展的产物，也必须随着其他学科如机械、电子、光学、控制、计算机等学科的进一步发展而出现新的特点和创新。新时代机电一体化的发展应向着人性化、智能化、数字化、微型化、绿色化等方面进行不断变革和创新。机电一体化的发展方向和趋势同时也是新时代、新背景下机电一体化需要努力创新的方向。
（一）从服务对象上看——人性化。无论是机电一体化的产品还是技术最终都是为了服务于人，如何创新机电一体化技术，使其具有人的智能、情感，使其更加人性化就显得弥足重要。因此，机电一体化产品就不仅需要优质的性能，更要满足人的各种感觉的实现，如可欣赏性、造型的美感等，总之就是注重产品与人的密切关系，为了人们的便利以及偏好来设计。
（二）从自身性能上看——智能化、数字化、微型化。智能化是机电一体化未来发展的一个重要方法和思路，主要是以为我们提供方便为主。新时代机电一体化就要本着以更加有效地模仿人的智能方式的运用，使机电一体化产品更加具有判断推理、逻辑思维等智能能力，最终实现更高的控制目标。比如在机械制造上增加人机对话功能。数控机床、机器人的出现是智能化的重要表现，在未来发展方向上，应研究机电一体化的更加智能化。计算机网络的迅速普及为机电一体化的数字化奠定了坚实的基础。数字化的机电一体化的产品具有高可靠性、易操作性、可维护性、友好人机界面等特征。数字化的实现也有利于远程操作、诊断和修复。微型化指的是机电一体化产品向微观机器发展的方向。“微型机电系统(MEMS)是指那些外形轮廓尺寸在毫米量级以下,构成元件是微米量级的可控制、可运动的微型机电装置”。微型化也可称为微电子机械系统，体积小，运用灵活，可广泛应用于多领域发展。
（三）从使用及其回收再利用上——绿色化。机电一体化的绿色化既包括产品创造过程中高效利用资源和能源的绿色环保设计，也包括对于回收再利用的绿色化。在当代提倡人与自然和谐相处的影响下，绿色环保概念已经深入人心，机电一体化绿色产品既有利于人们的生活健康，也有利于社会的可持续发展。
作者单位：廊坊开发区新华视声科技有限公司
参考文献：
[1]李富银,王晓龙,尹华.国内企业机电一体化的现状和发展趋势[J].科技创新导报.2011,10.
关键词：机电一体化；设计方法；发展方向；创新
中图分类号：TH-39 文献标识码：A文章编号：1006-4117（2011）08-0305-01
随着科学技术的突飞猛进，学科之间的融合和互动的增强，在机械工程领域也同样迎来了表征新特征的机电一体化时代。机电一体化是“机械技术、电子技术和信息技术等各相关技术有机结合的一种新形式，是电子技术、信息技术向机械技术领域渗透过程中逐渐形成的一个新概念”。机电一体化的设计过程强调的是机械技术、电子技术的有机结合，而不是简单的叠加，因此，机电一体化是一个需要不断探索如何结合各技术学科的特点而发展的一门新兴学科。微电子技术的出现以及计算机科学的发展是机电一体化的两翼，助推着机械制造业的飞速发展；系统的、有机的观点是机电一体化的方法论，最优化着包括机械装置和电子装置在内的整个机械体统的整合；技术与产品是机电一体化的主要内容，赋予着机电一体化系统得以实现和发展的新的技术原理和系统产品下的新功能和性能。新时代，机电一体化已经渗透到我们生活的方方面面以及各个领域。机电一体化产品如全自动洗衣机、电冰箱、复印机、核磁共振成像诊断仪、数控机床等等。涉及领域如生产用、运输工程、储存销售用、社会服务用、家庭用、科研及过程控制、航天用等等机电一体化产品和系统。如何不断发展机电一体化及其开发机电一体化产品及其技术是时代发展的重要主题。
一、机电一体化设计方法的创新
“机电一体化系统面对用户、社会和市场环境，必然受到世界经济竞争形势和技术发展速度及产品更新换代速度的冲击。国际上工业高速发展和贸易竞争加剧，迫切要求大幅度地提高机电一体化系统设计工作的质量和速度”。因此，在机电一体化的发展进程中，遵循和运用现代设计方法，不断提高设计水平，是机电一体化的必然趋势。机电一体化是多学科交叉的结果，系统论则是机电一体化系统设计方法的重要基础。运用系统工程的方法，是机电一体化能够成功的关键所在。通过工程控制以及信息论的基础，运用机电结合原则、功能优化原则、效益最大化原则等对机电一体化系统做出综合的预测和考察，设计出机电系统结合、能够真正运用到现实生活的机电一体化系统。机电一体化发展发展到当代，在微电子技术的发展以及科技的迅猛发展的新背景下，创新的系统分析的方法应该切实运用到机电一体化体统设计的每一个工程操作步骤。
（一）系统的方法可看作一一对应关系。即机电一体化系统结构层次设计与相关企业负责部门的关联，根据任务分配，有相应的部门来完成。这样既体现了整体控制的方法，又实现了机电一体化系统研究的专业化，是一种系统控制与结构控制相结合的方法，是对系统方法在新时代的再运用。通过首先由企业的最高技术部门作出宏观的机电一体化规划，然后由具体的技术部门从战略性的角度进行研究和实施。
（二）系统的方法可看作化整为零的方法。即“将系统设计分成若干功能模块，分别进行专门设计，最后将各模块连成有机整体，实施系统功能，这种化整为零的方法比较直观并易于实施”。这种化整为零的方法可以集中处理，各个击破，最终实现最优化。对于功能板块的处理上，可采取用电子功能部件取代传统的机械功能部件，从而更好地发挥其作用，减少设计工作量。也可以采取将机械技术、电子技术以及其他光电技术的融合创新或者对现有的功能部件的重新组合创造新的功能部件或者产品。
二、机电一体化发展创新的方向
机电一体化是多学科交叉发展的产物，也必须随着其他学科如机械、电子、光学、控制、计算机等学科的进一步发展而出现新的特点和创新。新时代机电一体化的发展应向着人性化、智能化、数字化、微型化、绿色化等方面进行不断变革和创新。机电一体化的发展方向和趋势同时也是新时代、新背景下机电一体化需要努力创新的方向。
（一）从服务对象上看——人性化。无论是机电一体化的产品还是技术最终都是为了服务于人，如何创新机电一体化技术，使其具有人的智能、情感，使其更加人性化就显得弥足重要。因此，机电一体化产品就不仅需要优质的性能，更要满足人的各种感觉的实现，如可欣赏性、造型的美感等，总之就是注重产品与人的密切关系，为了人们的便利以及偏好来设计。
（二）从自身性能上看——智能化、数字化、微型化。智能化是机电一体化未来发展的一个重要方法和思路，主要是以为我们提供方便为主。新时代机电一体化就要本着以更加有效地模仿人的智能方式的运用，使机电一体化产品更加具有判断推理、逻辑思维等智能能力，最终实现更高的控制目标。比如在机械制造上增加人机对话功能。数控机床、机器人的出现是智能化的重要表现，在未来发展方向上，应研究机电一体化的更加智能化。计算机网络的迅速普及为机电一体化的数字化奠定了坚实的基础。数字化的机电一体化的产品具有高可靠性、易操作性、可维护性、友好人机界面等特征。数字化的实现也有利于远程操作、诊断和修复。微型化指的是机电一体化产品向微观机器发展的方向。“微型机电系统(MEMS)是指那些外形轮廓尺寸在毫米量级以下,构成元件是微米量级的可控制、可运动的微型机电装置”。微型化也可称为微电子机械系统，体积小，运用灵活，可广泛应用于多领域发展。
（三）从使用及其回收再利用上——绿色化。机电一体化的绿色化既包括产品创造过程中高效利用资源和能源的绿色环保设计，也包括对于回收再利用的绿色化。在当代提倡人与自然和谐相处的影响下，绿色环保概念已经深入人心，机电一体化绿色产品既有利于人们的生活健康，也有利于社会的可持续发展。
作者单位：廊坊开发区新华视声科技有限公司
参考文献：
[1]李富银,王晓龙,尹华.国内企业机电一体化的现状和发展趋势[J].科技创新导报.2011,10.