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当今时代是一个“百家争鸣”的科学技术时代,各种科技的相互渗透,使得机电一体化技术在各个领域里都发挥出了不可替代的作用。
1.1在建筑材料生产中的应用目前,我国在施工建设方面的要求越来越高,相应的,对于建筑材料的生产更是提出了较高的要求。这样一来,机电一体化技术就成了有关单位的首要选择。毕竟机电一体化是一种综合技术,其高质量、高性能、多功能、低能耗的特性对于建筑材料的生产有着至关重要的作用。此外,材料的级配控制对于现代建筑和公共设施相当重要。一旦有级配误差现象的出现,必定会减短建筑和公共设施的寿命,安全问题就得不到保障。然而,在建筑材料中应用机电一体化技术就可以实现微机控制,使级配的误差降到最小。
1.2在现代制造业方面的应用现代制造业强调有效利用一切资源,逐渐以机器代替人力来获得生产盈利,绿色的现代化制造具有虚拟化、网络化、智能化等特点。下面通过对Li/MnO2扣式电池生产过程的介绍来向读者说明机电一体化技术在制造业方面的应用。Li/MnO2扣式电池的生产有以下几道程序:先上负极片,然后加隔热板并把电解液注入其中,最后上正极片、渗透。这种自动组装生产的控制系统通过采用PLC技术进行控制,通过触摸系统中的传感器来监测生产过程中的状态,一旦有系统故障出现,机械装置就会自动报警。如果生产过程中出现不合格的产品,该系统还会将其自动剔除。漫反射光电开关、对射光电开关、磁性开关、行程开关、接近开关、压力传感器等原件在PCL控制系统中担任着检测作用,气缸、冲床、电视、振动料斗、状态显示灯以及声光报警器等部件在该系统中担任着执行作用。
1.3在钢铁企业中的应用
1.3.1分布式控制系统(DCS)一台中央电脑、若干台现场测控电脑和智能控制单元,这就是分布式控制系统的组成部件。通过中央电脑对现场测控电脑和智能控制单元的指挥来监视、管理、操作和分散控制生产过程。相比集中型控制系统,分布式控制系统具有安全性高、功能强的特点。很显然,分布式控制系统已成为引领机电一体化系统的潮流。
1.3.2开放式控制系统“开放”意味着解除封锁、限制。开放式控制系统可以使不同厂家的产品得到互换和兼容,实现资源共享,技术交流,促进企业共同进步。工业通信网络是开放式控制系统中重要组成部分,其可以实现管理计算机和控制设备的互联,从而集控制与决策、管理、经营于一体。
1.3.3计算机集成制造系统(CIMS)计算机集成制造系统是集人、技术、经营三者而成的一种产物。在钢铁企业中应用CIMS不仅可以提高劳动生产力,还可以提高员工的技术水平,可以对企业的发展做出极大的贡献。国家产业结构的优化离不开CIMS技术,CIMS技术的应用与推广,还可以提高企业在国际市场上的竞争力。
1.4在煤矿企业中的应用众所周知,煤矿的地下开采作业是非常危险的,恶劣的环境和无法预知的自然灾害时时刻刻都对工人的人身安全造成威胁。所以,世界各国都在力求寻找一种能够用机器替代人力的先进技术。而机电一体化技术正符合这一技术要求,可以使井下作业变得自动化、机械化。井下机器人的智能化操作对煤矿企业的发展有着史无前例的重要贡献。
2机电一体化的发展方向
2.1绿色化当今时代,人类的生活因工业科技的发展而发生着巨大变化。我们在享受着美好生活的同时,更应该注意到生态环境的污染,地球资源的减少。因此,工业绿色化已成为人们奋斗的目标。绿色的机电一体化产品在这个工业时代里必将发挥出重大作用。
2.2光机电一体化组成机电一体化系统的部件有能源系统、传感系统、机械结构和信息处理系统等。在机电一体化系统中引进光学技术,可以把光学技术优点用于其能源系统、传感系统和信息处理系统中,实现由机电一体化向光机电一体化的改进转变。
2.3智能化21世纪是一个智能化的时代,人工智能也逐渐运用于机电一体化技术中。机电一体化的智能化除了一些控制理论外,还吸收了多方面的新方法、新思维。例如,人工智能、计算机科学、生理学、心理学、模糊数学等等。尽管机电一体化产品是不可能和人类拥有相同智能的,但是,其高性能的微处理器却完全有可能使产品具有低级智能。
2.4网络化20世纪90年代,网络技术得到了突飞猛进的发展,在工业生产、科学技术、军事、教学等方面都有所应用。随着网络化的广泛普及,在网络的基础上应运而生的高科技技术也在改变着时代。属于机电一体化产品的远程控制终端设备在各种领域中都发挥出了其应有的价值。由于计算机的推广应用,使人们在家里就能享受到机电一体化带来的便利。所以,机电一体化的发展毫无疑问会向着网络化发展。
3结语
关键词:医院;会计电算化;问题;建议
随着公立医院改革的不断深入,财会部门业务变的日益增多且复杂,为了减轻医院财务人员的劳动强度,提高社会和经济效益,加强医院财务管理,实现医院会计电算化已成为会计核算的重要手段。但由于会计信息化是一门新兴学科,起步晚,应用时间短,加上医院会计人员的信息化业务水平不同,使得医院在会计信息化过程中出现了一些问题。
一、当前医院会计电算化化存在的问题
1.对会计电算化工作重视程度不够
目前,许多医院普遍存在着对财务工作重视不够的现状,他们将主要精力和财力向一线部门临床和医技科室倾斜,普遍重视对医院医疗硬件的投资而忽视对软件的投入,认为财务部门只是医院的辅助科室,是为一线科室服务的部门。认为会计电算化只是会计核算工具的改变,计算机代替了手工记账,减轻了会计人员的劳动强度,提高了核算的效率,并未充分认识到其对医院管理水平的深刻影响,从而忽略了会计人员电算化的培训,不注重会计电算化软、硬件的升级换代。有些领导认为只要购买了会计电算化软件,医院的会计电算化工作就完成了,对电算化没有进行总体规划。
2.会计信息难以共享和交换
在一些医院,同时运行着医院管理信息系统、财务管理系统、医疗保险系统甚至更多,分别形成了较为完善的信息系统,可是由于各系统相互独立,每个系统都有大量的会计信息存在,而这些数据在每个系统之间达不到数据共享和交换,形成了信息孤岛。导致各核算单位的硬件重复配置,浪费了大量的人力、财力和物力,致使计算机技术、网络技术在会计工作中没有充分发挥其作用。
3.缺乏合格的会计电算化专业人员
一是财会人员不能充分利用软件,只会对软件简单的操作,只使用软件的基本功能,以笔者单位为例:我们使用的是亿能达会计软件,有工资系统、账务处理系统、出纳系统等式模块,我们只应用账务处理系统性,其他工资系统、出纳系统等,我们都没有应用。二是,财会人员对计算机知识的了解更是有限,一旦计算机或软件出现故障就束手无策,这样就会造成系统数据丢失,严重的还会导致系统崩溃。
4.会计电算化信息系统的安全性、保密性差
财务数据是一个单位的秘密,在很大程度上关系着这个单位的生存与发展,但大多数会计软件缺少数据保密性,缺乏操作日志记录功能,对操作人、操作时间和操作内容没有具体的记录,出现问题不便于追究责任,数据缺少必要的加密措施,财务人员不遵守内部控制制度等,这些都给不法份子带来可乘之机,对数据的真实性带来隐患。
二、完善医院会计电算化的对策建议
1.提高对会计电算化的认识
实现会计电算化不仅仅是记账技术的革命,而且对于会计学科本身也是一次大的革命,它可以把会计人员从繁琐的记账、算账、报账的工作中解放出来,也可以使他们能够将更多的时间、精力用于资金管理、资金分析、资金测评、内部会计控制中,进一步深化会计职能。这就需要医院领导的直接参与、全体职工的配合和病人的理解,只有这样,医院会计电算化才能够顺利地进行下去。
2.进一步完善会计电算化系统,将其作为医院信息系统的核心部分
信息孤岛是一个长期存在的现象,对现存的信息孤岛采用集成的方式,对个别无法集成的旧系统采用替换升级的方式实现信息共享,解决会计电算化的主核算系统与收费、医疗保险、物资管理、工资发放等系统的匹配。会计电算化系统的建设必须纳入医院管理信息建设的统一规划,从规划开始对现有系统进行全面的升级和改造,力求数据一方输入、多方共享,在硬件网络上与其他部门的管理系统共享一个网络平台。
3.加强对财务人员的培训
提高会计电算化人员素质可以可以两个方面进行:一是,积极组织财会人员进行培训,在培训的内容上要切合实际工作需要,及时更新培训内容,通过良好的培训机制,造就一大批既能够精通计算机信息技术,又专于财务管理知识的复合型高素质人才;二是,积极鼓励财会人员通过自学熟悉掌握会计软件的各项功能,充分利用会计软件的各项功能,为单位预测、决策和控制等管理工作服务提供有利的保障。
4.加强医院会计电算化系统的内部控制
在电脑网络环境下,某些内部人员的恶意行为及工作人员的无意行为都可能造成会计信息的不安全性,加强会计电算化信息系统的安全性、保密性是必要的。第一,建立科学完善的内部组织机构,如可设置会计主管、微机操作、审核记账、系统维护、数据分析等岗位,形成相互稽核、相互监督、相互制约机制,最好使用带有日志操作功能会计软件,这样出现问题时,能及时分清责任。第二,使用外来光盘、U盘等,要养成杀毒习惯。第三,建立会计信息资料的备份制度,对重要的会计信息资料要实行多级备份,分人保管。第四,财务人员要遵守会计内部控制制度,使用密码登录。
【摘要】:机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。本文简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。
现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
一、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
(一)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。
(二)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。
(三)信息处理技术
机电一体化与微电子学的显着进步、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。
(四)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。
(五)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。
(六)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。
二、机电一体化技术的主要应用领域
(一)数控机床
数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在
1、总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构。
2、开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益。
3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。
4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能。
5、能实现多过程、多通道控制,即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。
6、系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。
7、以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。
(二)计算机集成制造系统(CIMS)
CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。
(三)柔性制造系统(FMS)
柔性制造系统是计算机化的制造系统,主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求,生产其能力范围内的任何工件,特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。
(四)工业机器人
第1代机器人亦称示教再现机器人,它们只能根据示教进行重复运动,对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件,能获取作业环境和操作对象的简单信息,通过计算机处理、分析,做出一定的判断,对动作进行反馈控制,表现出低级智能,已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人,具有多种感知功能,可进行复杂的逻辑思维、判断和决策,在作业环境中独立行动,与第5代计算机关系密切。
三、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
(一)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。
(二)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。
(三)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。
(四)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。
(五)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。
(六)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。
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。
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传统教学模式中,教师一般只借助口述与板书的形式来展示所要传授的内容,而随着时代的发展与科技的进步,信息技术触发了教育方法的不断革新,课堂教学变得更加方便与丰富,知识呈现变得容易。如课下教师可以借助网络开设讨论组,或者以创设留言板、网页的形式,就学生感兴趣的话题展开讨论,学生也可以对不熟悉的问题进行询问,教师将课上收集的问题统一回答与讲解。例如,《机电一体化检测系统》一节的相关知识比较复杂,为引导学生形成系统的知识网络,教师可采用专题探究的教学形式,借助信息技术,引导学生展开系统的学习与分析。关于位移、速度、加速度、力、扭矩、流体压强等方面的检测存在多种检测方法、检测流程与检测曲线,教师可运用信息技术结合实例展示在学生面前。同时,本章节的重难点内容,可借助校园网络平台,实施远程授课,或者教师和学生实时进行网上沟通,使学生的学习不受时间与空间的限制,切实提升教学质量。
二、拓宽时空范围,提升教学效率
信息技术能够打破时空限制,把丰富的文字、图片、音频、视频等资料集中起来,变微观、抽象与远程的知识为鲜活、生动、可感受的信息技术环境下的知识,从而节约了教学准备时间,提升了教学效率。例如,讲授《电气系统设计》一节的相关知识时,教师可借助信息技术,将电气设计基本任务、基本内容、设计原理、中心环节,借助设计的实例展开分析与讲解,使学生形成系统化的印象。还可以打造模拟的电气设计实验室系统,模拟特定条件下的设计环节,引导学生展开设计原件的选定、安装方式与接线方式的实践、组件装配的设计等。从而促进学生将理论与实际结合,打破时空限制,强化学生的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的形成。
三、总结
机电一体化是现代科学技术发展的必然结果,本文简述了机电一体化技术的基本概要和发展背景。综述了国内外机电一体化技术的现状,分析了机电一体化技术的发展趋势。
关键词
机电一体化技术现状产品制造技术发展趋势
0.绪论
现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
1.机电一体化概要
机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。
机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统,则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。
因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是,机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。
2.机电一体化的发展状况
机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段,这一阶段称为初级阶段。在这一时期,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间,战争刺激了机械产品与电子技术的结合,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平,机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。
20世纪70~80年代为第二阶段,可称为蓬勃发展阶段。这一时期,计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是:①mechatronics一词首先在日本被普遍接受,大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认;②机电一体化技术和产品得到了极大发展;③各国均开始对机电一体化技术和产品给以很大的关注和支持。
20世纪90年代后期,开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段,机电一体化进入深入发展时期。一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚,出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究,将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。
我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作,不取得了一定成果,但与日本等先进国家相比仍有相当差距。
3.机电一体化的发展趋势
机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合,它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此,机电一体化的主要发展方向如下:
3.1智能化
智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能,则是完全可能而又必要的。
3.2模块化
模块化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、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突,近期很难制定国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
3.3网络化
20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育义举人么日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到,质量可靠,很快就会畅销全球。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。现场总线和局域网技术是家用电器网络化已成大势,利用家庭网络(homenet)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统(computerintegratedappliancesystem,CIAS),使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。
3.4微型化
微型化兴起于20世纪80年代末,指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS),泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术,微机电一体化产品的加工采用精细加工技术,即超精密技术,它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
3.5绿色化
工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前途。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,报废后能回收利用。
3.6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。表现之二是通信功能的大大加强,一般除RS232外,还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义。一层是,机电一体化产品的最终使用对象是人,如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理,研制各种机电一体花产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。
4.结语
综上所述,机电一体化的出现不是孤立的,它是许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。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。
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