机电一体化主要特征

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机电一体化主要特征范文第1篇

关键词：机电工程技术；应用及其自动化；问题

中图分类号：TH-39文献标识码：A文章编号：

引言：

机电一体化是当今自动化技术发展的最高阶段。也是微电子技术、计算机技术、信息技术、控制技术和精密机械技术等发展的必然产物，是以计算机为主要特征的自动化技术。如果说机械系统处理的对象是运动、力、物质和能量，电子系统处理的对象是信息和知识，则机电一体化系统不仅有处理能量和物质的功能，而且还有处理信息和知识的能力。

1.机电技术应用的内容含义

1.1机器的构造及工作原料

生产机器的构造一般都是由主体部位的发动机、曲柄连杆、配气、起动、传动、行驶、转向、制动等构成，要提高机器的工作效率，必须从其主体部位改善性能、减轻质重和提高运转精度等方面考虑。而传统机器产品一般以钢铁材料为主，已经不具备很强的市场竞争能力。要想改进机器的效率不但要从结构上加以改进，还应该多考虑利用非传统钢铁材料为主的生产概念，如用非金属复合材料，或者更高层次的金属材料。当机器主体重量减轻了，方能实现驱动系统的功率的最大化，减少不必要的能量消耗，提高机器的工作效率。

1.2提高弱电控制线路

提高弱电控制线路关键在于提高部件间的综合性能，可从电机、传感器、信息处理设备、软件等方面进行提高。

驱动机最为广泛使用的是电机，但其工作效率及响应速度还存在着诸多间题。我们面对此类问题要更为全面的发展新型的驱动单位，如驱动单元中装了编码器的电机以及控制专用组件、传感器等多位一机的伺服驱动单元。

传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。目前，对外部信息传感器来说主要发展非接触型检测技术。

微型计算机作为信息处理设备的主要设备，大大推进了机电技术应用与微电子学的进步。为进一步发展机电技术应用，必须提高信息处理设备的可靠性、准确性、快速性等特点，最大程度的提高处理速度，并解决好抗干扰及其它可能出现的问题。除此之外，在与信息处理设备进去通信时，必须规范数据传递的格式，采用同一标准，这样不仅有利于信息传递和后续维修，而且可以简化设计流程。培养专业技术人才，除低开发成本、开发高速传递方式，以便解决日后更为大容量化的机器运作能力。

2.机电一体化的核心技术

机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手：

2.1机械本体技术

机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。

2.2传感技术

传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。

2.3信息处理技术

机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。

2.4驱动技术

电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。

2.5接口技术

为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前，技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。

2.6软件技术

软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。

3.机电一体化技术的发展前景

纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向发展：

3.1智能化

智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。

3.2系统化

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意的剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强，一般除RS232等常用通信方式外，实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，使其向着生物系统化方向发展。

3.3微型化

微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3，并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。

3.4模块化

模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，它需要制订一系列标准，以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。

3.5网络化

网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响，使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多，面向网络的方式也不同。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。

3.6绿色化

工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少，生态环境受到严重污染，于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对生态环境无危害或危害极小，资源利用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。

4.结束语

综上所述，机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。

参考文献：

[1]李运华.机电控制[M].北京航空航天大学出版社,2003.

[2]芮延年.机电一体化系统设计[M].北京机械工业出版社,2004.

机电一体化主要特征范文第2篇

“互联网+”将中国经济转型推上了一个新的高度，想象的大门被推开。

新经济到底是什么，新经济新在哪里，工业方面、信息产业方面、人工智能方面、金融方面将发生什么变革？顶层设计是什么？

3月27日，《中国经济周刊》 旗下的中国经济研究院举办的2015年“新经济圆桌会议”第一期在京召开。中国经济研究院院长白津夫、工信部政策法规司巡视员李国斌、科技部火炬中心副主任杨跃承、贵州省贵阳市副市长徐昊、中关村管委会副主任杨建华、中国经济研究院执行院长胥和平、中国电信研究院政策与经济研究所所长鲁春从，奇虎360科技有限公司副总裁石晓红、北京交通大学冯华教授等专家、学者、企业界人士参加了圆桌会议。

中国经济研究院院长白津夫在“以新经济引领新常态”的主题发言中说，新经济是最具成长力、最具价值增长力的经济;新经济能够弥合地区差距，实现协同发展;新经济可以形成持久的增长潜力，带动经济转型升级，实现可持续发展。树立新经济意识，以新经济引领新常态，是在经济新常态下实现新发展的关键所在。我国正处在全面提质增效升级的关键时期，技术创新在一些领域正在从模仿跟随者向并行引领者转换，全面实施创新驱动发展战略，在某些领域先行突破是完全有条件的，如果抓住新经济发展的有利时机，就可能真正把中国发展推向新高度。

中国经济研究院执行院长胥和平表示，中央经济工作会议以来，从中央到地方都在关注新常态、新动力、新经济，而这次圆桌会议的形式也是创新的，符合我国新经济涌现式、自发式、全社会齐动员的特点。“圆桌会议”是个平台，不分主次、不分先后，畅所欲言。

这个话题显然让在场的嘉宾都兴奋了起来，话匣子一打开，到场的经济界和信息产业界的“大腕”们，将各领域近期不同的研究成果在会上进行了分享，相同的是提到“新经济”大家都持非常期待的态度。嘉宾普遍认为经过从去年到今年的整个业界的讨论，加上两会前后多项政策的和信息的释放，新经济的轮廓已经越来越清晰。

原定3个小时的会程，延长了整整一个小时，到下午一点多才结束。大家主要从路线蓝图、大工业变革、信息技术的基础建设、大众创业创新这四个新经济起步时期最关键的方面进行了讨论，有规划、有初步成果、也有深度思考。

中国经济研究院院长白津夫：

什么是新经济？新经济不简单等同于互联网经济

在国际工程科技大会讲话中指出，“世界进入经信息产业为主导的新经济发展时期”，要“打通从科技强到产业强、经济强、国家强的通道”，促进科技成果加快转化为现实生产力。

新经济不简单等同于互联网经济。所谓新经济主要是指基于现代信息技术的新产业、新服务和新业态。这其中有三种情况需要关注，第一是信息物理融合系统，与此相对应的是机电一体化。智能手机是最典型的。第二是新一代信息技术的直接产业化，移动互联网、云计算、大数据、物联网直接产业化，由此而形成的大数据产业、工业互联网、互联网金融、互联网教育等等;第三是“基于信息技术的服务”和其他服务互联网的系统，由此发展而形成的新服务和新业态，电子商务、移动医疗服务、云医院、互联网安全产业、智能安防系统。

当然，这里要特别指出的是，1.新经济不是去实体化、去制造业化，相反，要通过工业智能化实现产业革命。2.新经济不同于一般意义上的经济，从技术基础、动力结构、组织模式和运营方式都有本质上的不同，如果说，以往产业技术是人体力的延伸和替代，那么新经济则是人的智力的延伸或替代。

看经济体量，我国已经是第二大经济体，但看经济质量，我们还相差甚远。我国品牌竞争力不足，制造业出口产品国际市场占有率达11%，但品牌占有率不足3%，自主品牌出口不足10%。世界500强品牌中，美国有239家，我国仅有25家。我国要在国际化竞争中赢得优势，必须加快从中国制造、中国创造向中国质量转变。

用创新思维引领新常态，就要对传统思维说“不”，继续解放思想，着力创新思维。

北京交通大学服务经济与新兴产业研究所所长冯华：

新经济来了，但我们的经济学理论严重滞后

我们要用新经济思维和新经济的组织方式和制度，来重塑新的经济体系。但目前来看，这是严重滞后的。

新经济下，知识、信息等成为新的生产要素，时间、空间成为新的资源，成为资源配置的核心对象，而时空转换效率成为竞争力的新来源，这些问题都是传统经济所忽视的，作为一个经济学者，我今天是高校与会的代表，因此我感觉经济学现在是严重滞后了，对新技术革命催生的新的产业现象和成长规律缺乏深入研究，我称为潮涌现象，一个大潮起来再落下去，水落石出，会看到新的产业兴起。

未来由于互联网技术革命和新能源技术革命，新的社会生产和生活方式出现了，这种分布式生产和个性化消费对接的时候，我们原来的制造业大国，大规模的生产组织方式，可能面临着颠覆性的影响。

这种分布式生产是建立在互联网技术和分布式能源技术上的，它已经到来。如果说要对新经济做一个判断的话，我们是刚刚处于新经济的萌芽和初期，大规模的产业变革可能马上就要到来。我们应该为此做好理论准备。

工信部政策法规司巡视员李国斌：

布局“中国制造2025”，重点领域技术创新路线图

国务院召开的常务会议专题讨论了如何顺应“互联网+”的趋势，加快推进实施“中国制造2025”这一基本问题。互联网使新产品、新技术、新模式不断催生成为可能，大众创业、万众创新也成为可能。工业信息化部作为工业通信和互联网的行为主管部门，责无旁贷。

中国必须要在制造领域进行大突破。建设制造强国，是应对新一轮工业革命和西方国家再工业化的一个战略决策。

我国目前还应该看到，我们具备建设制造强国的基础和条件，我国制造业已经形成门类齐全的完整的工业体系，成为名副其实的制造业大国。我们具备了赶超强国的市场环境和各种资源条件。

新一代信息技术产业、智能制造装备、航空航天装备、海洋工程装备以及高技术传播、轨道交通装备、节能与新能源汽车电力装备、新材料生物医药及高性能医疗设备，还有农业机械装备，这十大重点领域要制定滚动性的绿色制造目录，并重点领域技术创新路线图，引领和聚集社会资源，推动优势和战略产业的发展。实施好“中国制造2025”，要坚持创新驱动，坚持质量为先，坚持绿色发展，坚持融合发展，坚持人才为本。

工信部电信研究院政策与经济研究所所长鲁春从：

信息经济应用占GDP比重已达19.3%

互联网为什么能够渗透到各行各业，为什么不谈“电信网+”，是因为互联网有基本优势，规模优势、扁平优势、便捷优势、积聚优势和普惠优势。

“互联网+”可以看作是信息经济应用部分的核心内容。中国信息通信研究院初步测算结果表明，2014年我国信息经济总量突破16万亿元，占GDP的比重超过26%。其中，信息经济生产部分规模为4.2万亿元，同比名义增长11.6%，占同期GDP的比重为6.8%;信息经济应用部分规模为11.9万亿元，同比名义增长24.8%，占同期GDP的比重高达19.3%。

当前，我国正处于“增长速度换挡期、结构调整阵痛期、前期刺激政策消化期”三期叠加的关键历史时刻，稳增长、调结构、促改革、惠民生需要有更为强大且持续的支撑力量。信息经济作为一种新的经济形态，正在成为经济质量提升和增强产业竞争力的必然选择。

我们需要根据信息经济发展的新趋势、新特点，结合我国经济提质增效升级的新环境和新要求，凝聚政府、企业和社会共识及力量，确定战略思路和重点任务，积极构建信息经济生态系统，大力推进信息技术研发与应用，积极推进信息资源开放与共享，努力完善体制机制和制度环境。

贵阳市副市长徐昊：

贵阳要打造全球首个免费Wi-Fi城市

数据是指在新一代信息技术和互联网技术的支撑条件下，对人与自然、人与社会之间所有的活动及其相互关系的数字化描述。大数据会成为新经济的重要的组成部分，从而引领整个新常态。

“互联网+”时代，为贵州提供了前所未有的新机遇。所以，新常态就是新机遇。我们现在正处于由互联网时代进入大数据时代的门槛上。

大数据框架下的政府治理模式的变化，是现代政府的治理，强调多元化主体，强调民主性，强调平等参与性和强调互动性，这个是我们对于新的时期政府治理的特征的一个理解。提高政府的治理能力，首要的问题就是要打破信息壁垒，连接数据孤岛，让政府的各个部门之间，实现资源的有效整合和共享，实施高效的联动。政府用数据说话，用数据决策，用数据管理，用数据创新。

贵阳打造六、七、八、九四个系列大数据，就是要实现项目化、产业化。数据城市的一个基础，我们称之为大数据的基础平台。用全域免费公共WiFi系统，这样一种免费模式打造全球第一个免费WiFi城市。同时，成立大数据交易所，开展大数据的众投工程。把数据资源放在“众投工场”的平台上进行开放，用资源去寻找资本，用资本来发掘资源，我们称为“众投工场”。从机制上来破除数据壁垒的问题。

我觉得大数据时代下的政府治理，顶层设计时不我待。运用大数据来加强政府治理能力建设这个事情，已经是势不可挡的必然。还有，数据的结构化问题和数据的安全问题，都是我们面临的共性问题。

奇虎360公司副总裁石晓虹：

互联网+时代，更需要有国际水准的网络安全产业

随着“互联网+”的深入推进，网络安全问题的危害领域将不再仅仅局限于信息泄露、账户资金失窃，而是直接影响到公民的生命安全、产业安全等经济生活的各个领域，对互联网经济乃至整个国民经济的威胁也将造成更大、更深远的影响。

要加快推进本土互联网安全产业发展，推进网络安全核心设施的国产化，特别是企业级安全产品的国产化和第三方防护与监督力量。首先要提高终端安全防护能力，第一防火墙等网关一定会被穿透，终端看似在网关的保护之下，但实际上已经被推到了攻防最前线。第二，终端是最敏感的探测器，然而在企业网中70%的终端防护产品都是外国产品。第三，几乎所有网络攻击都始于终端。从伊朗“震网”病毒，以及目前发现的其他网络攻击武器，都是针对终端的软件。要打造一个具有全球竞争力的网络安全产业集群，形成互联网经济领域一个新的、更强劲的增长点。

未来，手机将会成为黑客的攻击目标，一旦被黑客控制，不仅关系到手机使用者的个人信息，也会涉及到银行支付甚至一些智能硬件的安全。

从2014年以来，360开始逐步渗透至硬件领域，全面着手打造覆盖硬件设备、操作系统的底层安全生态系统。

科技部火炬中心副主任杨跃承：

“双创”本身就是新业态产生路径

今年年初，总理到深圳柴火空间去，引爆了众创空间。全国互联网用户6.4亿户，现在我们真正是处于一个科技革命和产业变革的时代、创业大爆发的时代、创新大繁荣的时代（双创），打造创业型的经济，构建一个服务型的政府，是深化改革非常重要的一个尝试。

新经济发展有很多新业态。但是新业态产生的路径是什么？我觉得双创本身就是一种路径。例如最近美国、英国上百所大学进中国，跟中国的园区搞合作，说明我们的市场有控制力。我们的资本也是有控制力的。小米带给我们的产业创新，是典型的互联网+。通过大众创业、万众创新，催生新业态，是非常有效的一种方式。

新的业态也催生了新的组织形式，现在的双创呈现的是一种涌现性和生成性的特征。

原来我们是比较关注精英的。这一回合的政策措施调整后，公共政策更加强调普惠制，这是个很重要的理念转变，这是向服务型政府的转变。所以，我们要加快推进包括众筹在内的支持创业者的政策，扩大众创群体的规模，发展众创的公共服务。

中关村管委会副主任杨建华：

中关村的创投案例和创投金额均占全国1/3以上

新经济的发展，需要一系列更高更新的资源和条件的支撑。新经济的发展，需要“政产学研用金介”几大要素构成的协同创新体系的整体推进。

科技创新源于科技，成于金融。中关村经过20多年的实践，在创业、创新领域取得了非常令人满意的成绩和经验。比如，在全国披露的创投案例和创投金额中，中关村均占了全国的1/3以上，去年都超过了40%;活跃的天使投资、风险投资的家数目前统计是超过1000家，总量超过2000亿美元。